JPH1047019A - 多気筒エンジンのカム軸受構造 - Google Patents

多気筒エンジンのカム軸受構造

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JPH1047019A
JPH1047019A JP20138096A JP20138096A JPH1047019A JP H1047019 A JPH1047019 A JP H1047019A JP 20138096 A JP20138096 A JP 20138096A JP 20138096 A JP20138096 A JP 20138096A JP H1047019 A JPH1047019 A JP H1047019A
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JP
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bearing
camshaft
cam
cylinder
camshafts
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JP20138096A
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Shinji Yoshioka
伸二 吉岡
Koichi Tsuji
幸一 辻
Kengo Nishi
賢悟 西
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Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 カム軸受部の加工時間を短縮して加工コスト
の低減化を図ることができるとともに、カム軸受部での
摩擦に伴う損失動力を小さく抑えることができる多気筒
エンジンのカム軸受構造を提供すること。 【構成】 カムシャフト21,22の複数のジャーナル
部の下半部を受ける複数の軸受部9a,9bがカムシャ
フトの荷重を実質的に受けないようにするとともに、カ
ムシャフト21,22の各ジャーナル部の上半部を受け
る軸受キャップ23,24側から各ジャーナル部に潤滑
オイルを供給するよう構成する。発明によれば、カムシ
ャフト21,22の荷重を実質的に受けない軸受部9
a,9bの加工には特殊加工機が不要で、通常のボール
エンドミル加工等の方法を用いることができ、加工時間
を短縮して加工コストの低減化を図ることができる。
又、カムシャフト21,22は複数のジャーナルの大部
分がその上半部のみを軸受キャップ23,24によって
受けられるため、摺動面積が小さくなって摩擦が小さく
抑えられ、摩擦に伴う損失動力も小さく抑えられる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カムシャフトの回
転によって各気筒の吸・排気バルブを開閉して所要のガ
ス交換を行う多気筒エンジンのカム軸受構造に関する。
【0002】
【従来の技術】吸・排気バルブを駆動する動弁機構とし
てオーバーヘッドカムシャフト(OHC)方式を採用す
る4サイクルエンジンにあっては、カムシャフトのジャ
ーナル部はその全周が軸受によって回転自在に支持され
る構造が採用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特に多気筒
エンジンにおいて上述のようにカムシャフトのジャーナ
ル部を全周に亘って支持する構造を採用する場合には、
カムシャフトの軸受部の数が多くなるため、これらの軸
受部の加工を高精度に行うには特殊加工機を用いる必要
があり、加工時間が長くなって加工コストの高騰を招く
他、軸受部での摩擦が大きくなって損失動力が増えると
いう問題がある。
【0004】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、カム軸受部の加工時間を短縮
して加工コストの低減化を図ることができるとともに、
カム軸受部での摩擦に伴う損失動力を小さく抑えること
ができる多気筒エンジンのカム軸受構造を提供すること
にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の発明は、カムシャフトの回転によっ
て各気筒の吸・排気バルブを開閉して所要のガス交換を
行う多気筒エンジンのカム軸受構造において、前記カム
シャフトの複数のジャーナル部の下半部を受ける少なく
とも1つを除く複数の軸受部がカムシャフトの荷重を実
質的に受けないようにするとともに、カムシャフトの各
ジャーナル部の上半部を受ける軸受キャップ側から各ジ
ャーナル部に潤滑オイルを供給するよう構成したことを
特徴とする。
【0006】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、カムシャフトの荷重を実質的に受けない前
記各軸受部と前記カムシャフトのジャーナル部との間に
所定値以上のクリアランスを形成し、該クリアランスか
ら潤滑オイルを逃がすよう構成したことを特徴とする。
【0007】請求項3記載の発明は、請求項2記載の発
明において、前記カムシャフトのジャーナル部の下半部
と前記軸受部とのクリアランスを同ジャーナル部の上半
部と前記軸受キャップとのクリアランスの5〜15倍に
設定したことを特徴とする。
【0008】請求項4記載の発明は、請求項1,2又は
3記載の発明において、前記軸受キャップを前記軸受部
に締着するボルトの挿通孔を経てカムシャフトに潤滑オ
イルを供給するようにしたことを特徴とする。
【0009】従って、請求項1,2又は3記載の発明に
よれば、カムシャフトの荷重を実質的に受けない軸受部
の加工には特殊加工機が不要で、通常のボールエンドミ
ル加工等の方法を用いることができ、カムシャフトのジ
ャーナル部の上半部を受ける軸受キャップは軸受部に対
して脱着可能であるため、該軸受キャップに対しては単
独加工仕上げで高精度に効率良く加工を行うことがで
き、結果的に加工時間を短縮して加工コストの低減化を
図ることができる。又、カムシャフトは複数のジャーナ
ルの大部分がその上半部のみを軸受キャップによって受
けられるため、摺動面積が小さくなって摩擦が小さく抑
えられ、摩擦に伴う損失動力も小さく抑えられる。
【0010】又、請求項4記載の発明によれば、軸受キ
ャップに形成されたボルト挿通孔を有効に利用してカム
シャフトに潤滑オイルを確実に供給することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0012】図1は本発明に係るカム軸受構造を備える
直列多気筒エンジン要部の破断面図、図2は同直列多気
筒エンジンのシリンダブロックの部分平面図、図3は本
発明に係るカム軸受構造を示す断面図、図4はカム軸受
部への潤滑オイルの供給系の構成を示す図である。
【0013】図1に示すエンジン1は4サイクル直列5
気筒エンジンであって、Al合金にて一体鋳造されたシ
リンダブロック2には5つの気筒が図1の紙面垂直方向
(図2の上下方向)に並設されており、各気筒にはAl
合金製のシリンダライナー3が組み付けられている。そ
して、各シリンダライナー3内にはピストン4が摺動自
在に嵌装されており、各ピストン4はコンロッド5を介
してクランク軸6に連結されている。即ち、コンロッド
5の小端部はピストンピン7によってピストン4に連結
されており、同コンロッド5の大端部はクランク軸6の
クランクピン6aに連結されている。尚、クランク軸6
は図1の紙面垂直方向(図2の上下方向)に配されてい
る。
【0014】而して、本実施の形態に係るエンジン1は
ウェットライナー方式を採用するものであって、各気筒
についてシリンダライナー3がこれの外周に形成される
ウォータジャケット8の壁の一部を構成している。この
ようなウェットライナー方式を採用することによって、
隣接する気筒のボア間ピッチが短縮されるため、エンジ
ン1の全長(図1の紙面垂直方向の長さ)を短くしてそ
の小型・コンパクト化を図ることができる。
【0015】ところで、本実施の形態においては、シリ
ンダブロック2には各気筒についてリブ2aがウォータ
ジャケット8を横切る形で突設されており、各シリンダ
ライナー3の外周部の中間高さ位置はリブ2aによって
部分的に支持されている。
【0016】他方、シリンダブロック2の各気筒の上部
にはA1合金によって一体鋳造されたシリンダヘッド9
が被着されているが、このシリンダヘッド9には各気筒
について吸気通路10と排気通路11がそれぞれ2つず
つ形成されている。
【0017】そして、上記吸気通路10と排気通路11
は2つの吸気バルブ12と2つの排気バルブ13によっ
てそれぞれ適当なタイミングで開閉され、これによって
各気筒において所要のガス交換がなされる。尚、各吸気
バルブ12と排気バルブ13は、シリンダヘッド9に挿
通保持された筒状のバルブガイド14,15によって閉
じ方向に付勢されており、シリンダヘッド9の上部に設
けられたカム機構によって駆動されて前述のように吸気
通路10と排気通路11をそれぞれ適当なタイミングで
開閉する。
【0018】又、本実施の形態に係るエンジン1におい
ては、シリンダヘッド9に各気筒の前記吸気通路10の
開口面積を制御するロータリ型の吸気量制御弁16が図
1の紙面垂直方向に配されており、この吸気量制御弁1
6はサーボモータ等の不図示のアクチュエータによって
回動されて吸気量(本実施の形態では、混合気量)を制
御する。
【0019】更に、シリンダヘッド9には各気筒の吸気
通路10に連なる短い吸気管18が接続されており、こ
の吸気管18の凹部17aとシリンダヘッド9の一部に
形成された凹部9bとで構成されるハウジング内に前記
吸気量制御弁16が回動自在に挿通保持されている。
【0020】そして、上記吸気管18にはエアファンネ
ル19が接続されており、このエアファンネル19は不
図示のエアクリーナ内に開口している。又、エアファン
ネル19には燃料噴射用のインジェクタ20が取り付け
られており、該インジェクタ20の燃料噴射口はエアフ
ァンネル19内に開口している。
【0021】以上において、当該エンジン1が駆動さ
れ、吸気バルブ12が開いてピストン4が下降する吸気
行程においては、シリンダ内に発生する吸気負圧に引か
れて新気が不図示のエアクリーナを経てエアファンネル
19内に流入し、エアファンネル19内を流れる新気に
対してインジェクタ20から燃料が噴射されることによ
って所定の空燃比の混合気が形成される。そして、この
混合気は、吸気量制御弁16によって調量された後に吸
気通路10及び吸気バルブ12を経てシリンダ内に流入
し、吸気バルブ12と排気バルブ13が閉じる圧縮行程
においてピストン4によって圧縮され、不図示の点火プ
ラグによって着火燃焼せしめられる。そして、この混合
気の燃焼によって発生した排気ガスは、排気バルブ13
が開く排気行程において排気通路11へと流出し、排気
通路11から不図示の排気管を経て大気中に排出され
る。
【0022】ここで、吸・排気バルブ12,13を駆動
する前記カム機構の構成と本発明に係るカム軸受構造を
図2乃至図4に基づいて説明する。
【0023】カム機構は、図2に示すように、シリンダ
ヘッド9の上部の吸気側と排気側に長さ方向に沿って互
いに平行に配された2本のカムシャフト21,22を有
しており、吸気側のカムシャフト21には前記吸気バル
ブ12を駆動するためのカム21aが各気筒について2
つずつ一体に形成されており、排気側のカムシャフト2
2には前記排気バルブ13を駆動するためのカム22a
が各気筒について2つずつ一体に形成されている。
【0024】而して、上記カムシャフト21,22は、
その各ジャーナル部が図2にJ1〜J6にて示す各6つ
のカム軸受部においてそれぞれ回転自在に支承されてお
り、これらは図4の矢印方向に回転駆動されることによ
って吸・排気バルブ12,13をそれぞれ適当なタイミ
ングで駆動する。尚、図2に示すように、カムシャフト
21,22の一端に結着されたスプロケット40,41
には無端状のチェーン42が巻装されている。
【0025】ところで、各カムシャフト21,22のジ
ャーナル部は、カム軸受部J1においてはその全周が支
持され、他のカム軸受部J2〜J6においては上半部の
みが軸受キャップ23,24によって支持され、下半部
は支持されていない。即ち、図3に示すように、カム軸
受部J2〜J6においては、シリンダヘッド9側の軸受
部9a,9bは従来よりも大きな径でボーリング加工さ
れており、各軸受部9a,9bと各カムシャフト21,
22のジャーナル部との間には従来よりも大きなクリア
ランスC1 ,C2 がそれぞれ形成されており、カムシャ
フト21,22の荷重は軸受部9a,9bによっては実
質的に受けられていない。尚、本実施の形態では、クリ
アランスC1 ,C2 は何れも0.2mm〜0.3mm
(カムシャフト21,22のジャーナル部と軸受キャッ
プ23,24とのクリアランスの5〜15倍)に設定さ
れており、カムシャフト21,22のジャーナル部を潤
滑した潤滑オイルはクリアランスC1 ,C2 部分から逃
がされる。
【0026】而して、カム軸受部J2〜J6において
は、各カムシャフト21,22のジャーナル部はその上
半部のみが軸受キャップ23,24によって支持されて
おり、従って、カムシャフト21,22の大部分の荷重
は主に軸受キャップ23,24によって受けられること
となる。尚、各軸受キャップ23,24には2つのボル
ト挿通孔23a,24aがそれぞれ穿設されており、こ
れらの軸受キャップ23,24は、シリンダヘッド9の
各軸受部9a,9bの両側に立設されたスタッドボルト
25,26にボルト挿通孔23a,24aを通してこれ
らを各軸受部9a,9bに被せた後、スタッドボルト2
5,26に螺合するナット27,28を締め付けること
によってシリンダヘッド9に締着される。
【0027】一方、カム軸受部J1においては、各カム
シャフト21,22のジャーナル部は、シリンダヘッド
9側に形成された不図示の軸受部と該軸受部に被着され
た軸受キャップ29,30(図2参照)によってその全
周が支持されている。
【0028】次に、各軸受キャップ23,24への潤滑
オイルの供給構造を図3及び図4に基づいて説明する。
【0029】図3に示すように、各軸受キャップ23,
24の軸受面の一部には凹溝状のオイル溜り23b,2
4bがそれぞれ形成されており、図2に示すカム軸受部
J2,J4,J5においては、オイル溜り23b,24
bは小径の油路31,32を介して軸受キャップ23,
24のボルト挿通孔23a,24aに連通している(図
3参照)。そして、図4に示すように、ボルト挿通孔2
3a,24aはシリンダヘッド9に幅方向に形成された
油路33に連通している。
【0030】ところで、図3に示すように、カムシャフ
ト21,22は中空状に成形されており、その内部には
断面リング状の油路43,44が軸方向に形成されてお
り、各カムシャフト21,22の外周には油路43,4
4に連通する油孔21b,22bがそれぞれ開口してい
る。
【0031】而して、不図示のオイルポンプが駆動され
ると、図4に示すように、該オイルポンプによって昇圧
された潤滑オイルは、シリンダブロック2に形成された
油路34,35を通ってクランク軸6の周囲に形成され
たオイル溜り36に供給され、その一部はクランク軸6
のジャーナル部の潤滑に供される。そして、他の潤滑オ
イルは、J2,J4,J5においては、シリンダブロッ
ク2とシリンダヘッド9に形成された油路37,38,
39を通って前記油路33に供給され、この油路33か
らボルト挿通孔23a,24a及び油路31,32を経
て各軸受キャップ23,24の前記オイル溜り23b,
24bにそれぞれ供給されて各カムシャフト21,22
のジャーナル部の潤滑に供される。又、カム軸受部J
1,J3,J6においては、カム軸受部J2,J4,J
5に供給された潤滑オイルの一部がカムシャフト21,
22内に形成された前記油路43,44を通って供給さ
れる。尚、図2に示すように、カムシャフト21,22
内に形成された油路43,44はカム軸受部J3,J5
近傍においてOリング45によって塞がれている。
【0032】以上のように、本実施の形態においては、
カム軸受部J2〜J6においては、カムシャフト21,
22はその上半部のみが軸受キャップ23,24によっ
て支持されて下半部は支持されないため、シリンダヘッ
ド9側の軸受部9a,9bはカムシャフト21,22の
荷重を実質的に受けず、従って、これらの軸受部9a,
9bの加工には特殊加工機は不要であって、通常のボー
ルエンドミル加工等の簡易な方法で加工を短時間で効率
良く行うことができる。
【0033】又、カム軸受部J2〜J6においてカムシ
ャフト21,22のジャーナル部の上半部を受ける軸受
キャップ23,24は軸受部9a,9bに対して脱着可
能であるため、該軸受キャップ23,24に対しては単
独加工仕上げで高精度に効率良く加工を行うことがで
き、結果的に加工時間が短縮されて加工コストを低く抑
えることができる。
【0034】更に、本実施の形態においては、カム軸受
部J2〜J6においては、カムシャフト21,22はそ
のジャーナル部の上半部のみが軸受キャップ23,24
によって受けられるため、摺動面積が小さくなって摩擦
が小さく抑えられ、摩擦に伴う損失動力も小さく抑えら
れる。
【0035】その他、本実施例においては、軸受キャッ
プ23,24に形成されたボルト挿通孔23a,24a
を有効に利用して潤滑オイルを軸受キャップ23,24
に供給してカムシャフト21,22の潤滑に供すること
ができる。
【0036】尚、以上は本発明を特に4サイクル直列多
気筒エンジンに対して適用した例について述べたが、本
発明は他の任意の形式の内燃エンジンに対しても同様に
適用することができる。
【0037】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項
1,2又は3記載の発明によれば、カムシャフトの荷重
を実質的に受けない軸受部の加工には特殊加工機が不要
で、通常のボールエンドミル加工等の方法を用いること
ができ、カムシャフトのジャーナル部の上半部を受ける
軸受キャップは軸受部に対して脱着可能であるため、該
軸受キャップに対しては単独加工仕上げで高精度に効率
良く加工を行うことができ、結果的に加工時間を短縮し
て加工コストの低減化を図ることができる。又、カムシ
ャフトは複数のジャーナルの大部分がその上半部のみを
軸受キャップによって受けられるため、摺動面積が小さ
くなって摩擦が小さく抑えられ、摩擦に伴う損失動力も
小さく抑えられるという効果が得られる。
【0038】又、請求項4記載の発明によれば、軸受キ
ャップに形成されたボルト挿通孔を有効に利用して該軸
受キャップのカムシャフト摺動部に潤滑オイルを確実に
供給することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るカム軸受構造を備える直列多気筒
エンジン要部の破断面図である。
【図2】本発明に係るカム軸受構造を備える直列多気筒
エンジンのシリンダブロックの部分平面図である。
【図3】本発明に係るカム軸受構造を示す断面図であ
る。
【図4】カム軸受部への潤滑オイルの供給系の構成を示
す図である。
【符号の説明】
1 多気筒エンジン 9 シリンダヘッド 9a,9b 軸受部 12 吸気バルブ 13 排気バルブ 21,22 カムシャフト 23,24 軸受キャップ 23a,24a ボルト挿通孔 C1 ,C2 クリアランス

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カムシャフトの回転によって各気筒の吸
    ・排気バルブを開閉して所要のガス交換を行う多気筒エ
    ンジンのカム軸受構造において、 前記カムシャフトの複数のジャーナル部の下半部を受け
    る少なくとも1つを除く複数の軸受部がカムシャフトの
    荷重を実質的に受けないようにするとともに、カムシャ
    フトの各ジャーナル部の上半部を受ける軸受キャップ側
    から各ジャーナル部に潤滑オイルを供給するよう構成し
    たことを特徴とする多気筒エンジンのカム軸受構造。
  2. 【請求項2】 カムシャフトの荷重を実質的に受けない
    前記各軸受部と前記カムシャフトのジャーナル部との間
    に所定値以上のクリアランスを形成し、該クリアランス
    から潤滑オイルを逃がすよう構成したことを特徴とする
    請求項1記載の多気筒エンジンのカム軸受構造。
  3. 【請求項3】 前記カムシャフトのジャーナル部の下半
    部と前記軸受部とのクリアランスを同ジャーナル部の上
    半部と前記軸受キャップとのクリアランスの5〜15倍
    に設定したことを特徴とする請求項2記載の多気筒エン
    ジンのカム軸受構造。
  4. 【請求項4】 前記軸受キャップを前記軸受部に締着す
    るボルトの挿通孔を経てカムシャフトに潤滑オイルを供
    給するようにしたことを特徴とする請求項1,2又は3
    記載の多気筒エンジンのカム軸受構造。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2815092A1 (fr) * 2000-10-06 2002-04-12 Renault Ensemble de palier d'arbre a cames
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