JPH11257124A - カムシャフトのスラスト軸受構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械加工工数を削減させて、作業の煩雑さを
回避し作業性を向上させると共に、カムシャフトのスラ
スト位置決め部材の耐用寿命を長くする。 【解決手段】 エンジンのカムシャフト１の外周部に一
体に取り付けたセンシングロータ１３の軸方向の二面１
３ａ、１３ａと、シリンダヘッド５に取り付けられ、カ
ムシャフト１を回転自在に保持するカムシャフトハウジ
ング２２とを当接させ、カムシャフト１の取付時のスラ
スト方向の位置決めにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車エンジンの
カムシャフトのスラスト方向の位置決めをカムシャフト
に設けたセンシングロータと、カムシャフトセンサを装
着したカシャフトムハウジングとの当接によって行うよ
うにしたカムシャフトのスラスト軸受構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジンにはクランクシャフトの
回転をバルブ機構に伝えるためのカムシャフトが設けら
れている。このカムシャフトの組付時における従来のス
ラスト方向の位置決めを図６及び図７に基づいて説明す
る。図に示すように、カムシャフト１上に間を明けて形
成した二つのスラスト位置決め突部２のスラスト面２ａ
と、カムシャフト１を回転自在に支持する前記スラスト
位置決め突部２に対応するカムシャフトハウジング３と
を相互に接触させてカムシャフト１の位置決めを行って
いる。カムシャフトハウジング３はボルト４によってシ
リンダヘッド５に固定される。これによって、カムシャ
フト１のスラスト方向Ｘの動きはカムシャフトハウジン
グ３によって規制される。

【０００３】また、図８及び図９に示すように、カムシ
ャフト１上に間を明けて形成した二つのスラスト位置決
め突部２の対向するスラスト面２ａと、この対向するス
ラスト面２ａの間に位置するようにシリンダヘッド５に
ボルト４で固定したスラストプレート６とを当接させて
カムシャフト１のスラスト方向の位置決めを行ってい
る。これによって、カムシャフト１のスラスト方向Ｘの
動きはスラストプレート６によって規制される。

【０００４】図１０で示すものは、シリンダヘッド５に
吸気カムシャフト１ｉ及び排気カムシャフト１ｅの二本
のカムシャフト１を設けたもので、これら吸気カムシャ
フト１ｉ及び排気カムシャフト１ｅのスラスト方向の位
置決め機構は共に同じなので、便宜上、吸気カムシャフ
ト１ｉを例にしてスラスト方向の位置決めを説明する。
なお、図において、符号Ｆ及びＲはエンジン７の前部側
及び後部側を示している。

【０００５】吸気カムシャフト１ｉをシリンダヘッド５
に組み付ける際、エンジン７の前部側Ｆに位置する吸気
カムシャフト１ｉ上に設けられたスラスト位置決め突部
２のスラスト面２ａ（図１１参照）と、タイミングチェ
ーン８が掛合するスプロケット９に形成されたスラスト
位置決め突部１０（図１１参照）のスラスト面１０ａと
の間に第一カムシャフトハウジング１１を嵌合させると
共に、これをシリンダヘッド５にボルト４で固定するこ
とによって吸気カムシャフト１ｉの位置決めを行ってい
る。これによって、吸気カムシャフト１ｉのスラスト方
向の動きは第一カムシャフトハウジング１１によって規
制される。

【０００６】なお、図１０乃至図１２に示すように、吸
気カムシャフト１ｉの後部側Ｒの外周部には検出用突起
１２を備えたセンシングロータ１３が装着されている。
このセンシングロータ１３をカムシャフトセンサ１４で
検出することよって、クランクシャフト（図示省略）及
びカムシャフト１（または、吸気カムシャフト１ｉと排
気カムシャフト１ｅ）の回転角度、回転位置（位相）及
び回転数が検出され、燃料噴射タイミングや点火タイミ
ングが決定される。

【０００７】図１０及び図１１において、符号１５、１
６、１７、１８で示すものは吸気カムシャフト１ｉを保
持する第二、第三、第四、第五カムシャフトハウジング
である。また、図１０、図１１及び図１３において、符
号１９で示すものは吸気カムシャフト１ｉのカム２０が
押圧するタペットである。なお、図１３において、符号
Ｄで示すものは吸気カムシャフト１ｉのカムベースサー
クル２６の径である。

【０００８】なお、図６乃至図９に示すカムシャフト１
の位置決め手段は、図１０及び図１１に示すように、カ
ムシャフト１が吸気カムシャフト１ｉと排気カムシャフ
ト１ｅとで構成されている場合、また、一本のカムシャ
フト１で構成されている場合のいずれにおいても適用が
可能である。

【０００９】なお、エンジンの回転検出装置として、特
開平９−２８００８４号公報に開示されているものがあ
る。この公報に開示されているものには、カムシャフト
を回転自在に保持するカムハウジング（ロアカムシャフ
トホルダとアッパーカムシャフトホルダ）のカムシャフ
トの軸方向の両側面に、カムシャフトに設けた第一スラ
スト規制部材及び回転被検出部を当接させ、これによっ
て、カムシャフトの軸方向の移動を規制している（公報
明細書第３頁第３０行〜第３３行、第４頁第４９行〜第
５頁第２行参照）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上説明した従来技術
において、図６乃至９に示すものにおいては、カムシャ
フトにスラスト方向の位置決めをするスラスト位置決め
突部を特別に設ける必要があり、その製作のため作業が
煩雑となって作業性が低下する問題がある。さらに、図
８及び図９に示すものは、スラストプレートが必要とな
り、これにより部品が増加すると共に、作業が煩雑とな
って同じように作業性が低下する問題がある。

【００１１】また、図１０及び図１１に示すものは、エ
ンジン全長のコンパクト化を図るため、カムシャフトを
短縮させると、カムシャフトのスラスト位置決め突部が
エンジンの後部側に寄り、タペットの上部に位置するこ
とがある。このためスラスト位置決め突部とタペットと
が干渉しないようにスラスト位置決め突部の外径をタペ
ットのカムベースサークルの径よりも小さくしなければ
ならない。スラスト位置決め突部の外径を小さくする
と、スラスト位置決め突部とカムシャフトハウジングと
の接触面積が制限され、カムシャフトハウジングと、ス
ラスト位置決め突部のスラスト面とが摩耗して耐用寿命
が短くなる虞がある。

【００１２】なお、特開平９−２８００８４号公報に開
示されているエンジンの回転検出装置は、カムシャフト
に設けた第一スラスト規制部材及び回転被検出部とをカ
ムハウジングの両側面に当接させているが、第一スラス
ト規制部材をカムシャフトに一体に成形しなければなら
ないので、作業性やコンパクト性が欠ける問題がある。

【００１３】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたもので、カムシャフトのスラスト方向の位置
決めをカムシャフトに取り付けられたセンシングロータ
と、センサを装着したカムシャフトハウジングとの当接
によって行い、これにより、スラスト方向の位置決め部
品をなくして、作業の煩雑さを回避して作業性を向上さ
せ、さらに、スラスト位置決め部材の接触面積を増加さ
せて耐用寿命を長くしたカムシャフトのスラスト軸受構
造を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
シャフトの外周部に円盤状のセンシングロータを一体に
取り付けたカムシャフトを設け、前記センシングロータ
の軸方向の二面を挟持するカムシャフトハウジングを形
成すると共に、該カムシャフトハウジングをシリンダヘ
ッドに取り付けたことを特徴とするものである。

【００１５】カムシャフトの外周部に一体に取り付けた
センシングロータの軸方向の二面と、シリンダヘッドに
取り付けられ、かつ、前記カムシャフトを回転自在に支
持するカムシャフトハウジングとを相互に当接させて、
カムシャフトの取付時のスラスト方向の位置決めにす
る。

【００１６】請求項２記載の発明は、請求項１に記載さ
れたものにおいて、前記カムシャフトハウジングで前記
センシングロータの一部を覆うと共に、前記カムシャフ
トハウジングに前記センシングロータを検出するカムシ
ャフトセンサを取り付けたことを特徴とするものであ
る。

【００１７】カムシャフトハウジングで前記センシング
ロータの一部を覆うようにして、センシングロータとカ
ムシャフトハウジングとを当接させて位置決めし、か
つ、カムシャフトハウジングにセンシングロータを検出
するカムシャフトセンサを取り付けて、カムシャフトハ
ウジングにカムシャフトの位置決め機能及びカムシャフ
トセンサ保持の複数の機能を持たせる。

【００１８】請求項３記載の発明は、請求項１または２
に記載されたものにおいて、センシングロータはカムシ
ャフトの自由端に取り付けられると共に、前記センシン
グロータはシリンダヘッド取付ボルトの直上に配設され
ていることを特徴とするものである。

【００１９】センシングロータをカムシャフトの自由端
に取り付けてカムシャフトの振れを防止させると共に、
センシングロータをシリンダヘッド取付ボルトの直上に
配設して、スペース効率を向上させる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の一例
を図１及び図２に基づき、図６乃至図１３と同一の部材
には同一の符号を付して説明する。図１及び図２は、カ
ムシャフト１のスラスト方向の位置決め手段を備えた軸
受を示したものである。

【００２１】図１及び図２において、符号１で示すもの
は自動車エンジン７（後述の図３参照）のクランクシャ
フト（図示略）の回転をバルブ機構に伝えるためのカム
シャフトである。カムシャフト１はシリンダヘッド５に
一体に設けられた半割のシャフト受部２２Ａに回転可能
に載置されている。このカムシャフト１の外周部には、
検出用突起１２（後述の図５参照）を周縁部に備えた円
盤状のセンシングロータ１３が圧入され、一体に組み付
けられている。そして、このセンシングロータ１３及び
カムシャフト１の上部側には、カムシャフト１を回転可
能に保持するための半割のカムシャフトハウジング２２
がセンシングロータ１３の周縁部の一部を覆うように配
設されている。なお、上記シャフト受部２２Ａは、半割
形状のものだけではなく、センシングロータ１３の特に
突起１２に接触しない形状であればよい。例えば、半円
状に切り欠いた桁状のものでもよく、また、単にボルト
ボスとなる脚状のものでもよい。

【００２２】半割のカムシャフトハウジング２２には、
センシングロータ１３の周縁部が嵌合する凹部２２ａが
形成されており、この凹部２２ａにセンシングロータ１
３の周縁部を嵌め込むと共に、カムシャフトハウジング
２２をシャフト受部２２Ａにボルト４で固定し、カムシ
ャフト１を回転可能に支持する。上記シャフト受部２２
Ａとカムシャフトハウジング２２とでカムシャフト１の
スラスト軸受が構成される。このようにしてカムシャフ
ト１を支持すれば、カムシャフトハウジング２２と、セ
ンシングロータ１３の軸方向の二面１３ａ、１３ａとが
相互に当接し、カムシャフト１のスラスト方向Ｘの移動
が規制される。

【００２３】さらに、カムシャフトハウジング２２には
カムシャフト１に取り付けられたセンシングロータ１３
を検出するためのカムシャフトセンサ１４が設けられて
いる。このカムシャフトセンサ１４でカムシャフト１に
設けたセンシングロータ１３を検出することよって、ク
ランクシャフト（図示省略）やカムシャフト１の回転角
度、回転位置（位相）及び回転数が検出され、燃料噴射
のタイミングや点火のタイミングが決定される。

【００２４】以上のように構成したので、カムシャフト
１をシリンダヘッド５に取り付ける際、シリンダヘッド
５と一体の半割のシャフト受部２２Ａにカムシャフト１
を載置し、このカムシャフト１の上方よりカムシャフト
ハウジング２２を取り付けるようにする。このとき、カ
ムシャフトハウジング２２の凹部２２ａにセンシングロ
ータ１３の周縁部を嵌合させながら、すなわち、カムシ
ャフトハウジング２２の凹部２２ａでセンシングロータ
１３の軸方向の二面１３ａ、１３ａを挟持しながら、カ
ムシャフトハウジング２２をシャフト受部２２Ａにボル
ト４により取り付け、カムシャフト１を回転可能に支持
する。

【００２５】このようにカムシャフト１を取り付けるこ
とにより、センシングロータ１３の軸方向の二面１３
ａ、１３ａと、カムシャフトハウジング２２の凹部２２
ａの壁部とが相互に接触し、カムシャフト１はカムシャ
フトハウジング２２によりスラスト方向の動きが規制さ
れる。

【００２６】カムシャフト１の回転角度、回転位置（位
相）及び回転数を検出するカムシャフトセンサ１４装着
用のカムシャフトハウジング２２は、センサ１４を装着
しない他のカムシャフトハウジング、例えば、図６に示
すカムシャフトハウジング３に比べ、その形状は必然的
に大型のものとなっている。このため本実施の形態のよ
うに、スラスト方向の位置決めにセンサ装着用のカムシ
ャフトハウジング２２を用いることは、他のカムシャフ
トハウジング３に比べ、カムシャフトハウジング２２自
体の取付精度が高くなり、スラスト方向の位置決め精度
がより向上する効果がある。また、このカムシャフトハ
ウジング２２は、図８及び図９に示す、薄板状のスラス
トプレート６より剛性が高いため、より正確なスラスト
方向の位置決めを行うことができる。

【００２７】図３及び図４は、シリンダヘッド５に配設
した、カムシャフト１を構成する吸気カムシャフト１ｉ
及び排気カムシャフト１ｅのスラスト方向の位置決め手
段を備えた軸受を示したものである。この場合、吸気カ
ムシャフト１ｉの自由端（エンジンの後部側Ｒの）に
は、図５に示すように、周縁部に検出用突起１２が形成
されたセンシングロータ１３が圧入されているので、こ
のセンシングロータ１３の周縁部を挟持する第六カムシ
ャフトハウジング２３でセンシングロータ１３の周縁部
を挟持しながら第六カムシャフトハウジング２３をボル
ト４でシリンダヘッド５に固定して、吸気カムシャフト
１ｉの自由端を回転可能に支持する。

【００２８】このように第六カムシャフトハウジング２
３を取り付けることにより、図５に示すように、センシ
ングロータ１３の軸方向の面１３ａと、第六カムシャフ
トハウジング２３のスラスト面２３ａとが当接する。こ
れによって、吸気カムシャフト１ｉの動きは第六カムシ
ャフトハウジング２３のスラスト面２３ａで規制され、
吸気カムシャフト１ｉのスラスト方向の位置決めが行わ
れる。

【００２９】また、図４及び図５に示すように、センシ
ングロータ１３及び第六カムシャフトハウジング２３
を、エンジン７の後部側Ｒのシリンダヘッド取付ボルト
２４の直上に配設したことにより、従来より存在してい
た空間を効率よく利用することができる。これによりス
ペース効率が向上し、エンジン７の全長が長くなるよう
なことはない。なお、センシングロータ１３は燒結によ
り製作できるので、精度が良くなり、第六カムシャフト
ハウジング２３のスラスト面２３ａと対向するセンシン
グロータ１３の軸方向の面１３ａの機械加工が不要とな
る。

【００３０】なお、排気カムシャフト１ｅにはセンシン
グロータ１３が取り付けられていないので、排気カムシ
ャフト１ｅのスラスト方向の位置決めは、図１０及び図
１１に示す従来のものと同じである。すなわち、排気カ
ムシャフト１ｅに設けたスラスト位置決め突部２のスラ
スト面２ａと、タイミングチェーン８が掛合するスプロ
ケット９に設けたスラスト位置決め突部１０のスラスト
面１０ａとを第一カムシャフトハウジング１１に当接さ
せることによって行っている。図３及び図４において、
符号１５、１６、１７、１８は吸気カムシャフト１ｉ及
び排気カムシャフト１ｅを回転可能に支持する第２、第
３、第４、第５カムシャフトハウジングを示す。

【００３１】以上のように構成したので、シリンダヘッ
ド５に配置した吸気カムシャフト１ｉと排気カムシャフ
ト１ｅの各々スラスト方向の位置決めを行う場合、吸気
カムシャフト１ｉにセンシングロータ１３が設けられて
いるので、この吸気カムシャフト１ｉのセンシングロー
タ１３の周縁部を第六カムシャフトハウジング２３のス
ラスト面２３ａで挟持するようにして、第六カムシャフ
トハウジング２３をシリンダヘッド５にボルト４により
固定する。

【００３２】これによって、吸気カムシャフト１ｉのセ
ンシングロータ１３と、第六カムシャフトハウジング２
３のスラスト面２３ａ（図４参照）とが当接することに
なり、吸気カムシャフト１ｉのスラスト方向の動きは第
六カムシャフトハウジング２３によって規制される。し
たがって、吸気カムシャフト１ｉの取付時のスラスト方
向の位置決めを行うことができる。なお、センシングロ
ータ１３が組み付けられていない排気カムシャフト１ｅ
のスラスト方向の位置決めは従来通り行われる（図１０
及び図１１参照）。すなわち、排気カムシャフト１ｅに
設けられたスラスト位置決め突部２のスラスト面２ａ
と、スプロケット９に設けられたスラスト位置決め突部
１０のスラスト面１０ａとを第一カムシャフトハウジン
グ１１に当接させることによって行われる。

【００３３】上記したように、吸気カムシャフト１ｉの
スラスト位置決めをセンシングロータ１３と第六カムシ
ャフトハウジング２３との当接によって行うようにした
ので、従来、スラスト位置決めのために形成されていた
吸気カムシャフト１ｉのスラスト位置決め突部２（図１
１参照）と、スプロケット９のスラスト位置決め突部１
０（図１１参照）とが不要となり、その部分を空間にす
ることができる。これによって、スプロケット９をエン
ジン７の後方側Ｒに、すなわち、図４の矢印Ｙのように
移動させることができ、エンジン７をコンパクト化する
ことができる。

【００３４】

【発明の効果】請求項１記載の発明は、カムシャフトの
外周部に一体に取り付けた円盤状のセンシングロータの
軸方向の二面と、シリンダヘッドに取り付けられるカム
シャフトハウジングとを当接させるようにしたので、こ
れによりカムシャフトの取付時のスラスト方向の位置決
めを行うことができる。したがって、従来、カムシャフ
トに設けていた専用のスラスト位置決め突部や、タイミ
ングチェーンのスプロケットに形成していた専用のスラ
スト位置決め突部が不要となり、これらの機械加工作業
をなくことができる。

【００３５】これによって、機械加工工数が削減すると
共に、作業の煩雑さが回避され、作業効率を向上させる
ことができる。さらに、従来使用していたカムシャフト
のスラスト位置決め突部に掛合するスラストプレートの
ような部品も不要となり、これによっても作業の煩雑さ
が回避され、作業効率を向上させることができる。

【００３６】また、カムシャフトのスラスト方向の位置
決めのために、カムシャフトに取り付けたセンシングロ
ータと、センサ装着用の大型のカムシャフトハウジング
とを当接させているので、小型で専用のカムシャフトハ
ウジングに比べ、カムシャフトハウジング自体の剛性や
取付精度が高くなり、より安定した正確なスラスト方向
の位置決めを行うことができる。

【００３７】さらに、センシングロータの外径は、その
取付位置により自由に設定することができるので、スラ
スト面の面積を自由に増加させることができると共に、
カムシャフトハウジングのスラスト面の面積もそれに応
じて十分に確保することができる。したがって、センシ
ングロータとカムシャフトハウジングとの接触面積が制
限されず、摩耗が少なくなって耐用寿命を長くすること
ができる。

【００３８】請求項２記載の発明は、カムシャフトハウ
ジングでセンシングロータの一部を覆うようにして、セ
ンシングロータとカムシャフトハウジングとを当接させ
て位置決めし、かつ、カムシャフトハウジングにセンシ
ングロータを検出するカムシャフトセンサを取り付けた
ので、カムシャフトハウジングにカムシャフトの位置決
め機能及びカムシャフトセンサ保持の複数の機能を持た
せることができる。これによって、カムシャフトハウジ
ングが大型のものになり剛性を上げることができる。

【００３９】請求項３記載の発明は、センシングロータ
をカムシャフトの自由端に取り付けたので、カムシャフ
トの振れを防止することができると共に、センシングロ
ータをエンジンの後部側のシリンダヘッド取付ボルトの
直上に配設したので、従来より空いていた空間が効率よ
く利用でき、エンジンの全長拡大を防止することができ
る。

【００４０】また、従来、スラスト位置決めのために形
成されていたカムシャフトのスラスト位置決め突部及び
スプロケットのスラスト位置決め突部がなくなったの
で、その部分が空間となり、スプロケットをエンジンの
後方側に移動させることができ、エンジンをコンパクト
化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の要部を示す一部断
面正面図である。

【図２】図１に示すもののＡ−Ａ線に沿う断面図であ
る。

【図３】本発明の実施の形態の別の例を示す上面図であ
る。

【図４】図３に示すもののＢ−Ｂ線に沿う断面図であ
る。

【図５】図３に示すもののＣ−Ｃ線に沿う断面図であ
る。

【図６】従来のカムシャフトのスラスト方向の位置決め
を示す正面図である。

【図７】図６に示すもののＤ−Ｄ線に沿う断面図であ
る。

【図８】従来のカムシャフトのスラスト方向の別の位置
決めを示す正面図である。

【図９】図８に示すもののＥ−Ｅ線に沿う断面図であ
る。

【図１０】従来のカムシャフトのスラスト方向のさらに
別の位置決めを示す上面図である。

【図１１】図１０に示すもののＦ−Ｆ線に沿う断面図で
ある。

【図１２】図１０に示すもののＧ−Ｇ線に沿う断面図で
ある。

【図１３】図１０に示すもののＨ−Ｈ線に沿う断面図で
ある。

【符号の説明】

１ カムシャフト １ｉ 吸気カムシャフト ５ シリンダヘッド １３ センシングロータ １３ａ 軸方向の面１３ａ １４ カムシャフトセンサ ２２ カムシャフトハウジング ２４ シリンダヘッド取付ボルト

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトの外周部に円盤状のセンシング
   ロータを一体に取り付けたカムシャフトを設け、前記セ
   ンシングロータの軸方向の二面を挟持するカムシャフト
   ハウジングを形成すると共に、該カムシャフトハウジン
   グをシリンダヘッドに取り付けたことを特徴とするカム
   シャフトのスラスト軸受構造。
2. 【請求項２】 前記カムシャフトハウジングで前記セン
   シングロータの一部を覆うと共に、前記カムシャフトハ
   ウジングに前記センシングロータを検出するカムシャフ
   トセンサを取り付けたことを特徴とする請求項１記載の
   カムシャフトのスラスト軸受構造。
3. 【請求項３】 センシングロータはカムシャフトの自由
   端に取り付けられると共に、前記センシングロータはシ
   リンダヘッド取付ボルトの直上に配設されていることを
   特徴とする請求項１または２記載のカムシャフトのスラ
   スト軸受構造。