JP5741893B2 - カムシャフト装置 - Google Patents
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Description
従来のカムシャフトは、その外周面が、エンジンのハウジング内に固定された複数のすべり軸受のそれぞれによって直接的に支持されている(たとえば特許文献1)。
そこで、この発明の目的は、カムシャフト装置の構成を複雑化することなく、カムシャフトの低トルク化を実現することができ、これにより、燃費効率の向上を図ることができるカムシャフト装置を提供することである。
この構成によれば、転がり軸受と、この転がり軸受に軸方向に隣接して配設されたすべり軸受とを含む複数の軸受によって、カムシャフトが回転可能に支持されている。歯車に巻き掛けられる伝動部材の荷重は、カムシャフトにおける、歯車の複数の歯を含みかつカムシャフトの中心軸線と直交する平面上の部分に集中して作用する。この部分に転がり軸受が配設されている。カムシャフトにおける伝動部材の荷重を主に受ける部分を、回転摺動摩擦の小さい転がり軸受で支持するので、これにより、カムシャフト装置の低トルク化を図ることができる。
以上により、カムシャフト装置の構成を複雑化することなく、カムシャフトの低トルク化を実現することができる。これにより、自動車の燃費効率の向上を図ることができる。
なお、前記伝動部材としてチェーンが採用される場合には、前記歯車としてスプロケットを採用することができる。
図1は、本発明の一実施形態に係るカムシャフト装置が適用された吸気カムシャフト装置1が搭載されるタイミングチェーン機構2の構成を示す図である。タイミングチェーン機構2は、クランクシャフト(図示しない)と、吸気カムシャフト(カムシャフト)4と、排気カムシャフト5と、これらクランクシャフト、吸気カムシャフト4および排気カムシャフト5間に動力を伝達するための伝動部材としてのタイミングチェーン6とを備えており、内燃機関としての自動車用エンジン(図示しない。たとえば4気筒直列エンジン)内に搭載されている。
図2は、吸気カムシャフト4を含む吸気カムシャフト装置1の構成を示す断面図である。
吸気カムシャフト装置1は、吸気カムシャフト4と、吸気カムシャフト4の両端部を回転可能に支持する第1転がり軸受15および第2転がり軸受16と、吸気カムシャフト4を、第1および第2転がり軸受15,16の間で回転可能に支持する第1すべり軸受17および第2すべり軸受18とを備えている。第1転がり軸受15と第1すべり軸受17とが軸方向に隣接して配置されている。吸気カムシャフト4は、直線状のシャフト本体7と、このシャフト本体7の軸方向に沿って設けられた複数のカム19A〜19Fとを有している。シャフト本体7は、円柱状または円筒状の軸体である。カム19A〜19Fは、シャフト本体7とは別材に形成されており、シャフト本体7に外嵌固定されている。なお、図2に示すカムシャフト4では、シャフト本体7とカム19A〜19Fとが組み立てにより一体化されているが、吸気カムシャフト4が鋳造により一体的に形成されていてもよい。
前述の説明では、シャフト本体7を円柱体または円筒体としたが、具体的には、シャフト本体7における第2カム19Bの取付け位置と第3カム19Cの取付け位置との間の部分、およびシャフト本体7における第4カム19Dの取付け位置と第5カム19Eの取付け位置との間の部分は、シャフト本体7における他の部分よりもやや小径にされている。
スプロケットアッシ31は、円筒状の周壁部32の全周にわたって周壁部32の内周面から吸気カムシャフト4の径方向内方に向けて突出する複数の突状部37を備えている。この状態で、各突状部37の内周面は、円環状部35の外周面に摺接している。隣接する一対の突状部37同士の間は凹部38を構成している。各ベーン36は各凹部38内に収容されている。この状態で、各ベーン36の外周面は周壁部32の内周面に摺接している。各ベーン36によって各凹部38は2つの圧力室に仕切られている。具体的には、各凹部38における、吸気カムシャフト4に対し回転方向と反対側には進角側油圧室40が形成される。各凹部38における、吸気カムシャフト4に対し回転方向側には遅角側油圧室39が形成されている。進角側油圧室40および遅角側油圧室39には、それぞれ油が供給されるようになっている。ベーン36は、これら各油圧室39,40に供給された油の油圧の大きさに応じた量だけ、吸気カムシャフト4の中心軸線Cまわりに双方向に回動する。
図4に示すように、第1転がり軸受15は、吸気カム用スプロケット9の回転面と同一の面上に配置されている。言い換えれば、第1転がり軸受15は、複数の歯部71(図3参照)を含みかつ中心軸線Cに直交する平面P(図4参照)内に位置している。そして、その第1転がり軸受15の軸方向後方(図4で示す右側)に隣接して第1すべり軸受17が配置されている。
前述のように、押さえキャップ41の外周面における進角キャップ油流通路43が開口する部分には、進角側油圧通路P1の一端部が接続されている。また、押さえキャップ41の外周面における遅角キャップ油流通路44が開口する部分には、遅角側油圧通路P2の一端部が接続されている。
したがって、吸気カムシャフト装置1の構成を複雑化することなく、吸気カムシャフト4の低トルク化を実現することができる。これにより、自動車の燃費効率の向上を図ることができる。
たとえば、第1転がり軸受15として深溝玉軸受を採用したが、アンギュラ玉軸受など他のラジアル玉軸受であってもよい。また、玉軸受でなくころ軸受を採用することもできる。
伝動部材としてタイミングチェーン6が採用される場合には、回転部材としてスプロケット(吸気カム用スプロケット)9が採用されるが、伝動部材としてタイミングベルトが採用される場合には、回転部材としてたとえばタイミングプーリを採用することもできる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
Claims (1)
- ハウジングと、
シャフト本体と、前記シャフト本体の軸方向に沿って設けられた複数のカムとを備え、前記ハウジング内を挿通するカムシャフトと、
複数の歯部を有し、前記カムシャフトの中心軸線まわりに回転可能に当該カムシャフトに取り付けられた歯車と、
前記複数の歯部を含みかつ前記中心軸線に直交する平面内に配設された転がり軸受と、前記転がり軸受と前記軸方向に隣接して配設されたすべり軸受とを備え、前記ハウジング内において、前記カムシャフトを回転可能に支持する複数の軸受と、
前記ハウジングと前記転がり軸受および前記すべり軸受との間に配置され、前記転がり軸受および前記すべり軸受を支持する支持部材と、
前記歯車および前記カムシャフトの位相を変化させるための油圧式のバルブタイミング機構とを含み、
前記歯車には、動力を伝達するための伝動部材が掛け渡されており、
前記歯車は、前記転がり軸受に対して前記すべり軸受の軸方向反対側に設けられ、前記中心軸線を中心とする円筒状の周壁部を含み、当該周壁部の軸方向一方側の端部に前記複数の歯部が設けられており、
前記すべり軸受および前記支持部材に、前記バルブタイミング機構に前記シャフト本体内を通して油を供給/排出するための油通路が、前記すべり軸受および前記支持部材の双方を径方向に貫通して形成されている、カムシャフト装置。
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