JP2015183849A - bearing member - Google Patents

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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bearing member of a valve gear which sends a sufficient amount of oil to a cam cap side and prevents burning with cooling effect of a lubrication oil.SOLUTION: A bearing member 34 of a valve gear includes a cam shaft having a cam which opens and closes at least one of an intake valve and an exhaust valve and multiple journal parts 36. The bearing member 34 includes: a cam cap 38 which supports the journal parts 36 of the cam shaft from above so as to enclose the journal parts 36; and a bearing base part 40 which supports the journal parts 36 from below. An inner peripheral surface of the cam cap 38 which faces the journal parts 36 is covered by a resin coating film. Narrow grooves arranged along a circumferential direction are provided at both axial end parts of the bearing base part 40.

Description

本発明は、動弁装置の軸受部材の技術に関する。   The present invention relates to a technology for a bearing member of a valve gear.

従来、エンジン等の内燃機関には、吸気バルブ及び排気バルブといった機関バルブを開閉させる動弁装置が設けられている。このような内燃機関の動弁装置には、吸気バルブ、排気バルブの少なくとも一方を開閉させるカムと、複数のジャーナル部とを有するカムシャフトと、カムシャフトのジャーナル部を囲むように支持するカムキャップ及び軸受基部を有する軸受部材とが備えられている。   2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine such as an engine is provided with a valve operating device that opens and closes engine valves such as an intake valve and an exhaust valve. Such a valve operating device for an internal combustion engine includes a camshaft having a cam that opens and closes at least one of an intake valve and an exhaust valve, a plurality of journal portions, and a cam cap that supports the journal portion of the camshaft. And a bearing member having a bearing base.

従来では、カムシャフトのジャーナル部とカムキャップとの間、カムシャフトのジャーナル部と軸受基部との間に所定の隙間が設けられることにより、また、当該隙間に潤滑油が供給されることにより、カムシャフトの回転の円滑化が図られていた。   Conventionally, by providing a predetermined gap between the journal portion of the camshaft and the cam cap, between the journal portion of the camshaft and the bearing base, and by supplying lubricating oil to the gap, The rotation of the camshaft was made smooth.

また、カムシャフトのジャーナル部とカムキャップとの間における磨耗の発生に対しては、カムシャフトとカムキャップとの間の摺動部で、固体潤滑剤を含む膜によってそれらが摺動する部位を被覆する手法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。膜に固体潤滑剤が含まれるため、カムシャフトの回転を阻害することなく、カムシャフトの回転に伴う振動・打音の発生を抑制することができる   Also, with respect to the occurrence of wear between the journal portion of the camshaft and the cam cap, at the sliding portion between the camshaft and the cam cap, the portion where they slide by the film containing the solid lubricant is arranged. A method of covering is disclosed (for example, see Patent Document 1). Since the film contains a solid lubricant, it is possible to suppress the occurrence of vibrations and hammering sounds associated with the rotation of the camshaft without hindering the rotation of the camshaft.

特開２０１０−２４９８０号公報JP 2010-24980 A

しかし、特許文献１には、固体潤滑剤を含む膜がカムキャップの内周面全面に設けられていたことから、カムキャップ側のクリアランスが縮小し、摩擦が大きくなり、焼き付きが発生し易かった。これは、軸受基部側のクリアランスが相対的に大きいため漏れ油量が多く、カムキャップ側に十分な油量を送ることができないためである。   However, in Patent Document 1, since a film containing a solid lubricant is provided on the entire inner peripheral surface of the cam cap, the clearance on the cam cap side is reduced, friction is increased, and seizure is likely to occur. . This is because the clearance on the bearing base side is relatively large, so that the amount of oil leakage is large and a sufficient amount of oil cannot be sent to the cam cap side.

そこで、本発明はかかる課題に鑑み、カムキャップ側に十分な油量を送ることができ、潤滑油による冷却効果により焼き付きを防止することができる動弁装置の軸受部材を提供する。 Therefore, in view of such problems, the present invention provides a bearing member for a valve operating device that can send a sufficient amount of oil to the cam cap side and can prevent seizure due to the cooling effect of the lubricating oil.

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。   The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.

即ち、請求項１においては、吸気バルブ、排気バルブの少なくとも一方を開閉させるカムと、複数のジャーナル部とを有するカムシャフトを備える動弁装置の軸受部材において、前記軸受部材は、前記カムシャフトのジャーナル部を囲むように上方から支持するカムキャップと、下方から支持する軸受基部と、を有し、前記カムキャップのジャーナル部と対向する内周面を樹脂コーティング被膜によって被覆し、前記軸受基部の軸方向両端部に円周方向に沿った細溝を設けたものである。   That is, according to the first aspect of the present invention, in the bearing member of the valve gear including a camshaft having a cam that opens and closes at least one of the intake valve and the exhaust valve, and a plurality of journal portions, the bearing member is the camshaft of the camshaft. A cam cap supported from above so as to surround the journal portion; and a bearing base portion supported from below; an inner peripheral surface facing the journal portion of the cam cap is covered with a resin coating film; Narrow grooves along the circumferential direction are provided at both axial ends.

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。   As effects of the present invention, the following effects can be obtained.

すなわち、細溝において負圧になることによりジャーナル部の幅方向の油膜圧力勾配がほぼゼロになりサイドフローが低減する。このサイドフロー低減により、カムキャップ側に十分な油量を送ることができ、潤滑油による冷却効果により焼き付きを防止することができる。   That is, the negative pressure in the narrow groove causes the oil film pressure gradient in the width direction of the journal portion to become substantially zero, thereby reducing the side flow. By reducing the side flow, a sufficient amount of oil can be sent to the cam cap side, and seizure can be prevented by the cooling effect of the lubricating oil.

本発明の実施形態に係る内燃機関の動弁装置の構成を示す正面図。The front view which shows the structure of the valve operating apparatus of the internal combustion engine which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るカムシャフト２０の支持構造の構成を示す平面図。The top view which shows the structure of the support structure of the camshaft 20 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るＡ−Ａ線におけるカムシャフトの支持構造の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the support structure of the camshaft in the AA line which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の実施形態に係るＡ−Ａ線におけるカムシャフト２０の支持構造の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the support structure of the camshaft 20 in the AA line which concerns on other embodiment of this invention. （Ａ）カムシャフトの軸線方向から見たカムキャップの構成を示す断面図。（Ｂ）軸受基部との合わせ面の方向から見たカムキャップの構成を示す断面図。(A) Sectional drawing which shows the structure of the cam cap seen from the axial direction of the cam shaft. (B) Sectional drawing which shows the structure of the cam cap seen from the direction of the mating surface with a bearing base. カムキャップとの合わせ面の方向から見た軸受基部の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the bearing base seen from the direction of the mating surface with a cam cap.

本発明の実施の形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described.

まず、内燃機関の動弁装置の一例であるロッカアーム式の動弁装置について説明する。図１は、本実施形態に係る内燃機関の動弁装置の構成の一例を示す正面図である。内燃機関の動弁装置１において、吸気バルブ（又は排気バルブ）のステム１０には、リテーナ１２が取り付けられ、ステムエンド１４には、エンドキャップ１６が取り付けられている。また、ステム１０は、円板状のリテーナ１２の中心部分を貫通しており、リテーナ１２はステム１０に対して軸線方向に移動できないように取り付けられている。また、不図示の吸気バルブ（排気バルブ）は、リテーナ１２に設けられた圧縮状態のコイルスプリング１８によって、閉弁状態となるように付勢されている。   First, a rocker arm type valve operating apparatus which is an example of a valve operating apparatus for an internal combustion engine will be described. FIG. 1 is a front view showing an example of the configuration of a valve operating apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment. In the valve operating apparatus 1 for an internal combustion engine, a retainer 12 is attached to a stem 10 of an intake valve (or exhaust valve), and an end cap 16 is attached to a stem end 14. The stem 10 passes through the central portion of the disc-shaped retainer 12, and the retainer 12 is attached to the stem 10 so as not to move in the axial direction. Further, an unillustrated intake valve (exhaust valve) is urged so as to be closed by a compressed coil spring 18 provided in the retainer 12.

不図示の吸気バルブ（排気バルブ）を開閉させる内燃機関の動弁装置１には、エンジンの出力軸であるクランクシャフトの回転が伝達されるカムシャフト２０と、カムシャフト２０の回転によって駆動されるロッカアーム２２とを備えている。ロッカアーム２２は、鋼板を打ち抜いて得られる成形素材をプレス加工することによって製造される。   A valve operating apparatus 1 for an internal combustion engine that opens and closes an unillustrated intake valve (exhaust valve) is driven by a camshaft 20 to which rotation of a crankshaft that is an output shaft of the engine is transmitted, and rotation of the camshaft 20. And a rocker arm 22. The rocker arm 22 is manufactured by pressing a forming material obtained by punching a steel plate.

ロッカアーム２２の一端部は、シリンダヘッド２４に設けられたピボット２６により支持されている。また、ロッカアーム２２の他端部には、エンドキャップ１６と接触する接触部２８が設けられている。更に、ロッカアーム２２において一端部と他端部との間には、カムシャフト２０のカム３０と接触するローラ３２が回転可能に支持されている。   One end of the rocker arm 22 is supported by a pivot 26 provided on the cylinder head 24. A contact portion 28 that contacts the end cap 16 is provided at the other end of the rocker arm 22. Further, a roller 32 that contacts the cam 30 of the camshaft 20 is rotatably supported between the one end and the other end of the rocker arm 22.

したがって、カムシャフト２０が回転して、カム３０がローラ３２を押すことにより、ロッカアーム２２がピボット２６を支点に揺動し、ロッカアーム２２の接触部２８で吸気バルブ（又は排気バルブ）のステムエンド１４（ステム１０）が押されるようになる。そして、接触部２８による押圧力とコイルスプリング１８による付勢力とに基づき、吸気バルブ（又は排気バルブ）がステム１０の軸線方向に往復移動して開閉動作するようになる。   Therefore, when the camshaft 20 rotates and the cam 30 pushes the roller 32, the rocker arm 22 swings around the pivot 26, and the stem end 14 of the intake valve (or exhaust valve) is contacted by the contact portion 28 of the rocker arm 22. (Stem 10) is pushed. Then, based on the pressing force by the contact portion 28 and the urging force by the coil spring 18, the intake valve (or exhaust valve) reciprocates in the axial direction of the stem 10 to open and close.

図２は、一実施形態にかかるカムシャフト２０の支持構造を示す平面図である。図３は、図２のＡ−Ａ線におけるカムシャフト２０の支持構造を示す断面図である。内燃機関の動弁装置１には、カムシャフト２０を軸心回りに回転自在となるようシリンダヘッド２４に支持させる軸受部材３４を備えている。カムシャフト２０は、カム３０とジャーナル部３６とを有する。図３に示すように、軸受部材３４は、カムキャップ３８と軸受基部４０とを備え、カムキャップ３８及び軸受基部４０でジャーナル部３６が囲まれている。したがって、ジャーナル部３６は、カムキャップ３８の凹部及び軸受基部４０の凹部により囲まれた状態、つまり、凹部で囲まれた円形空間内に支持されている。また、カムキャップ３８は、ボルト等の締結具４２により軸受基部４０及びシリンダヘッド２４に締結されている。カムキャップ３８とジャーナル部３６との間、軸受基部４０とジャーナル部３６との間には所定のクリアランスが設けられている。これは、カムシャフト２０が円滑に回転するためである。   FIG. 2 is a plan view showing a support structure of the camshaft 20 according to the embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a support structure of the camshaft 20 along the line AA in FIG. The valve operating apparatus 1 for the internal combustion engine includes a bearing member 34 that supports the camshaft 20 on the cylinder head 24 so as to be rotatable about the axis. The camshaft 20 includes a cam 30 and a journal portion 36. As shown in FIG. 3, the bearing member 34 includes a cam cap 38 and a bearing base portion 40, and the journal portion 36 is surrounded by the cam cap 38 and the bearing base portion 40. Therefore, the journal portion 36 is supported in a state surrounded by the recess of the cam cap 38 and the recess of the bearing base 40, that is, in a circular space surrounded by the recess. The cam cap 38 is fastened to the bearing base 40 and the cylinder head 24 by a fastener 42 such as a bolt. A predetermined clearance is provided between the cam cap 38 and the journal portion 36 and between the bearing base portion 40 and the journal portion 36. This is because the camshaft 20 rotates smoothly.

図４は、図２のＡ−Ａ線におけるカムシャフト２０の支持構造の他の実施形態を示す断面図である。図４に示すように、シリンダヘッド２４の一部を軸受部材３４の軸受基部４０として、ジャーナル部３６がカムキャップ３８及びシリンダヘッド２４の一部（軸受基部４０）で囲まれた状態で支持されていても良い。以下、図４に示すようなシリンダヘッド２４の一部を軸受基部４０として用いたものを例として説明する。   FIG. 4 is a cross-sectional view showing another embodiment of the support structure of the camshaft 20 along the line AA in FIG. As shown in FIG. 4, a part of the cylinder head 24 is supported as a bearing base 40 of the bearing member 34, and the journal part 36 is supported in a state surrounded by a cam cap 38 and a part of the cylinder head 24 (bearing base 40). May be. Hereinafter, an example in which a part of the cylinder head 24 as shown in FIG. 4 is used as the bearing base 40 will be described.

カムキャップ３８は、軸受基部４０（シリンダヘッド２４）にボルト等の締結具４２で締結される。そして、締結の際に発生する摩擦で、カムキャップ３８は通常右回りのトルクを受ける。上記でも説明したように、カムキャップ３８とジャーナル部３６との間には所定の隙間が設けられているため、締結の際に発生する摩擦によって、ジャーナル部３６（カムシャフト２０）の中心に対してカムキャップ３８の中心がずれる。そうすると、カムキャップ３８とジャーナル部３６とが接触した状態で締結される。   The cam cap 38 is fastened to the bearing base 40 (cylinder head 24) with a fastener 42 such as a bolt. The cam cap 38 normally receives clockwise torque due to friction generated during fastening. As described above, since a predetermined gap is provided between the cam cap 38 and the journal portion 36, the friction generated at the time of fastening causes friction with the center of the journal portion 36 (camshaft 20). As a result, the center of the cam cap 38 is displaced. Then, the cam cap 38 and the journal portion 36 are fastened in contact with each other.

図５（Ａ）は、カムシャフト２０の軸線方向から見たカムキャップ３８の構成の一例を示す断面図であり、図５（Ｂ）は、軸受基部４０との合わせ面の方向から見たカムキャップの構成の一例を示す断面図である。図５に示すように、本実施形態では、カムキャップ３８の凹部、すなわちジャーナル部３６と対向するカムキャップ３８の内周面に、樹脂コーティング被膜４６ａが設けられている。なお、図５に示す空洞部は、締結具４２が嵌入される締結孔４８である。   FIG. 5A is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the cam cap 38 as viewed from the axial direction of the camshaft 20, and FIG. 5B shows the cam as viewed from the direction of the mating surface with the bearing base 40. It is sectional drawing which shows an example of a structure of a cap. As shown in FIG. 5, in this embodiment, a resin coating film 46 a is provided on the concave portion of the cam cap 38, that is, on the inner peripheral surface of the cam cap 38 facing the journal portion 36. In addition, the cavity part shown in FIG. 5 is the fastening hole 48 in which the fastener 42 is inserted.

樹脂コーティング被膜４６ａは、図５に示すようにジャーナル部３６と対向するカムキャップ３８の内周面の全周に設けられている。なお、本実施形態においては、樹脂コーティング被膜４６ａは、カムキャップ３８の内周面の全周に設けられているが、これに限定するものではなく、例えば、カムキャップ３８の内周面の一部に設けられる構成とすることもできる。   As shown in FIG. 5, the resin coating film 46 a is provided on the entire circumference of the inner circumferential surface of the cam cap 38 that faces the journal portion 36. In the present embodiment, the resin coating film 46a is provided on the entire circumference of the inner peripheral surface of the cam cap 38. However, the present invention is not limited to this. It can also be set as the structure provided in a part.

次に、樹脂コーティング被膜４６ａについて説明する。   Next, the resin coating film 46a will be described.

樹脂コーティング被膜４６ａは、フリクションの低減および耐摩耗性の向上を目的として設けられる被膜であり、例えば、エポキシ、アクリル、フェノール等樹脂によって形成されている。樹脂コーティング被膜４６ａの膜厚は、数μｍとなるように形成されている。   The resin coating film 46a is a film provided for the purpose of reducing friction and improving wear resistance, and is formed of, for example, a resin such as epoxy, acrylic, or phenol. The film thickness of the resin coating film 46a is formed to be several μm.

図６は、カムキャップ３８との合わせ面の方向から見た軸受基部４０の構成の一例を示す平面図である。図６に示すように、ジャーナル部３６と対向する軸受基部４０の内周面には、軸方向両端部に円周方向に沿った細溝４７が設けられている。細溝４７は、軸受基部４０の内周面のジャーナル部３６の回転方向上流端から下流端にわたって設けられている。細溝４７は、軸方向両端部に一本ずつ計二本設けられている。なお、図６に示す空洞部は、締結具４２が嵌入される締結孔４９である。   FIG. 6 is a plan view showing an example of the configuration of the bearing base 40 viewed from the direction of the mating surface with the cam cap 38. As shown in FIG. 6, narrow grooves 47 along the circumferential direction are provided at both end portions in the axial direction on the inner peripheral surface of the bearing base portion 40 facing the journal portion 36. The narrow groove 47 is provided from the upstream end to the downstream end in the rotation direction of the journal portion 36 on the inner peripheral surface of the bearing base 40. A total of two narrow grooves 47 are provided at both ends in the axial direction. In addition, the cavity part shown in FIG. 6 is the fastening hole 49 in which the fastener 42 is inserted.

このように細溝４７を設けることにより、漏れ油量を低減する。すなわち、樹脂コーティング被膜４６ａを設けることにより、軸受クリアランスが小さくなるが、これにより増加する漏れ油量を低減させることができる。   By providing the narrow groove 47 in this way, the amount of leaked oil is reduced. That is, by providing the resin coating film 46a, the bearing clearance is reduced, but the amount of leaked oil can be reduced.

以上のように、吸気バルブ、排気バルブの少なくとも一方を開閉させるカム３０と、複数のジャーナル部３６とを有するカムシャフト２０を備える動弁装置１の軸受部材３４において、軸受部材３４は、カムシャフト２０のジャーナル部３６を囲むように上方から支持するカムキャップ３８と、下方から支持する軸受基部４０と、を有し、カムキャップ３８のジャーナル部３６と対向する内周面を樹脂コーティング被膜４６ａによって被覆し、軸受基部４０の軸方向両端部に円周方向に沿った細溝４７を設けたものである。
このように構成することにより、細溝４７において負圧になることによりジャーナル部３６の幅方向の油膜圧力勾配がほぼゼロになりサイドフローが低減する。このサイドフロー低減により、カムキャップ３８側に十分な油量を送ることができ、潤滑油による冷却効果により焼き付きを防止することができる。 As described above, in the bearing member 34 of the valve gear 1 including the camshaft 20 having the cam 30 that opens and closes at least one of the intake valve and the exhaust valve and the plurality of journal portions 36, the bearing member 34 is a camshaft. 20 has a cam cap 38 supported from above so as to surround the journal portion 36 and a bearing base 40 supported from below, and the inner peripheral surface of the cam cap 38 facing the journal portion 36 is covered with a resin coating 46a. These are covered and provided with narrow grooves 47 along the circumferential direction at both axial ends of the bearing base 40.
With this configuration, the negative pressure in the narrow groove 47 causes the oil film pressure gradient in the width direction of the journal portion 36 to become substantially zero, thereby reducing the side flow. By reducing the side flow, a sufficient amount of oil can be sent to the cam cap 38 side, and seizure can be prevented by the cooling effect of the lubricating oil.

１ 動弁装置
２０ カムシャフト
３０ カム
３４ 軸受部材
３６ ジャーナル部
３８ カムキャップ
４０ 軸受基部
４６ａ 樹脂コーティング被膜
４７ 細溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Valve train device 20 Cam shaft 30 Cam 34 Bearing member 36 Journal part 38 Cam cap 40 Bearing base 46a Resin coating film 47 Narrow groove

Claims (1)

吸気バルブ、排気バルブの少なくとも一方を開閉させるカムと、複数のジャーナル部とを有するカムシャフトを備える動弁装置の軸受部材において、
前記軸受部材は、前記カムシャフトのジャーナル部を囲むように上方から支持するカムキャップと、下方から支持する軸受基部と、を有し、
前記カムキャップのジャーナル部と対向する内周面を樹脂コーティング被膜によって被覆し、
前記軸受基部の軸方向両端部に円周方向に沿った細溝を設けたことを特徴とする動弁装置の軸受部材。 In a bearing member of a valve operating apparatus comprising a camshaft having a cam for opening and closing at least one of an intake valve and an exhaust valve, and a plurality of journal portions,
The bearing member includes a cam cap that is supported from above so as to surround a journal portion of the camshaft, and a bearing base that is supported from below.
The inner peripheral surface facing the journal part of the cam cap is covered with a resin coating film,
A bearing member for a valve operating device, characterized in that narrow grooves along the circumferential direction are provided at both axial ends of the bearing base.
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