(57)【要約】【課題】取り付けスペースが削減された、滑らかな、コスト効率のよいカムシャフト（3）の取り付けを実現する。【解決手段】本発明は、内燃機関（1）内のカムシャフト（3）のベアリング装置（2）に関するものであって、カムシャフト（3）の２つの機能部品（5）の間に配置され、機能部品（5）に対して軸方向の前側（8）を介して支持される軌道輪（4）を備え、互いに滑り接触する軌道輪（4）の軸方向の前側（8）、及び機能部品の対応する側（9）の少なくとも一方は、ポリマー被膜（10）を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（1）内のカムシャフト（3）のベアリング装置（2）であって、
上記カムシャフト（3）の２つの機能部品（5）の間に配置され、上記機能部品（5）に対して軸方向の前側（8）を介して支持される軌道輪（4）を備え、
互いに滑り接触する上記軌道輪（4）の軸方向の前側（8）、及び上記機能部品の対応する側（9）の少なくとも一方は、ポリマー被膜（10）を備えている、ベアリング装置。
【請求項２】
請求項１のベアリング装置において、
上記軌道輪（4）は、側肩部（11）を備えるダブルＴ型の横断面を有し、回転部品（12）が該軌道輪（4）と上記カムシャフト（3）との間に配置されていることを特徴とするベアリング装置。
【請求項３】
請求項２のベアリング装置において、
上記回転部品（12）は、ニードルとして形成され、上記カムシャフト（3）の表面で直接的に動作し、
上記軌道輪（4）の側肩部（11）は、径方向において、シリンダヘッド（15）の方向だけに形成され、上記回転部品（12）を案内しないことを特徴とするベアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１つのベアリング装置において、
上記ポリマー被膜（10）は、ポリイミド、アクリレート、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はエポキシ樹脂を含み、及び／又は、
上記ポリマー被膜（10）は、体積で１〜１５％の濃度の金属製粒子及びポリテトラフルオロエチレン製粒子の少なくとも一方を含んでいることを特徴とするベアリング装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れか１つのベアリング装置において、
上記機能部品（5）は、カム（6）、制限止め具（7）、駆動輪、組立補助器具、歯車又は回転センサーとして形成され、及び／又は、
上記軌道輪（4）は、駆動輪及び第１カムの間に配置されていることを特徴とするベアリング装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１つのベアリング装置において、
上記軌道輪（4）は、上記機能部品（5）に対して３０〜５０μｍの軸方向の遊び（a）で配置されていることを特徴とするベアリング装置。
【請求項７】
請求項１〜４、６の何れか１つのベアリング装置において、
上記軌道輪（4）は、滑り軸受として形成され、上記カムシャフト（3）の表面で摺動し、上記軌道輪（4）は、その外側に円周油溝（13）、及び付加的な径方向油通路口（14）を有し、
上記カムシャフト（3）の表面は、摺動エリアにポリマー被覆され、及び／又は、
上記軌道輪（4）は、その内側にポリマー被膜（10）を有するように、ポリマー被覆されていることを特徴とするベアリング装置。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１つのベアリング装置において、
上記軌道輪（4）は、その前側（8）に油供給溝（16）を有していることを特徴とするベアリング装置。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１つのベアリング装置（2）を備えた内燃機関（1）。
【請求項１０】
請求項９の内燃機関において、
上記軌道輪（4）は、その側肩部（11）でシリンダヘッド（15）上に固定されていることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軌道輪を備えた内燃機関内のカムシャフトのベアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、ポリマーが被覆された滑り軸受を備え、ポリマー被膜が取り付けを容易にしてエネルギーを節約すると共に、より効率のよい方法で装置全体の設計を支援するベアリング装置が開示されている。
【０００３】
特許文献２には、内燃機関内のカムシャフトに用いられ、取り付けを容易にするために、転がり軸受として、アキシアル軸受及びラジアル軸受が配置されたベアリング装置が開示されている。
【０００４】
特許文献３には、取り付けを容易にするために、転がり軸受を備えたベアリング装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０６６３９６号パンフレット
【特許文献２】欧州特許第２０７８８２９号明細書
【特許文献３】欧州特許第２０６５６０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
転がり軸受は、油の粘性から独立しているので、一般的に、低摩擦として見なされており、その結果、始動−停止という条件下であっても常に低摩擦を実現することができる。これは、滑り軸受による全運転状態において、確保することができない。さらに、高い油圧又は多い油消費量が必須であり、高いポンプ能力も必須である。しかしながら、転がり軸受、特に、ボールベアリングは、比較的大きな取り付けスペースが要るというデメリットを有し、具体的に現代のエンジン室において、しばしば実装可能でない。例えば、カムシャフトに直接的に動作し、外側の軌道輪を備え、シリンダヘッド内に固定して取り付けられた回転部品は、径方向に要求される比較的小さな取り付けスペースを有し、この問題に対する１つの解決策として見なされる。その一方、もし、アキシアル軸受もまた転がり軸受として与えられるのなら、内側の軌道輪も必要であり、さらに、支持するための力は、結果的にある程度の大きさの回転部品の必要性をもたらすので、径方向に大きな取り付けスペースが必要になる。この目的のために必要な内側の軌道輪を無くすことは、一方において取り付けスペースを節約するが、他方においてカムシャフトの複雑で高額な機械加工を必要とするかもしれない。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、比較的小さな取り付けスペースを必要とするアキシアル軸受及びラジアル軸受の両方を可能にするベアリング装置のための改良型の実施形態を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的は、独立形式の特許請求の範囲に記載された内容による発明に従って解決される。有利な実施形態は、従属形式の特許請求の範囲に記載された内容である。
【０００９】
本発明は、内燃機関内のカムシャフトを取り付けるための軌道輪の利用の一般概念に基づいている。ここで、軌道輪は、カムシャフトの２つの機能部品の間に配置され、同時にこれらの機能部品に対して軸方向の前側を介して支持されており、取り付けを容易にするために、軌道輪の軸方向の前側、及び機能部品の対応する側の少なくとも一方は、ポリマー被膜を備えている。これは、本発明に準じて設けられたポリマー被膜により、カムシャフト用の比較的小型のアキシアル軸受を可能にし、しかも、始動−停止という条件下、すなわち、油の粘性から独立した条件下であっても常に低摩擦を可能にする。カムシャフトのより容易な径方向の取り付けのために、軌道輪もまたカムシャフト用のラジアル滑り軸受を形成してもよい。それによって、特に小さな取り付けスペースが達成される、又は、結果として、径方向の軸受が滑り軸受として形成されるように、例えば、ローラー体のような回転部品が軌道輪及びカムシャフトの間に配置され得る。したがって、本発明に係るベアリング装置によれば、特に、カムシャフトの取り付けのために、現代の自動車において決定的な効果となる、一方ではコスト効率のよく、他方では、同時に小型であっても極めて滑らかな動作の軸受が達成され得る。
【００１０】
好ましくは、軌道輪が側肩部を備えるダブルＴ型の横断面を有している。ここで、例えば、回転部品が軌道輪とカムシャフトとの間に配置されている。ダブルＴ型の横断面は、一方において、軌道輪とカムシャフトとの間に配置された回転部品のための案内を可能にし、軌道輪がその側肩部でシリンダヘッド上の対応する部分の周りに係合するので、同時にシリンダヘッド上での軸受の固定を可能にする。軌道輪の軸方向の前側では、好ましくは後者が前述の段落で言及したポリマー被膜を有している。このポリマー被膜により、例えば、駆動輪やカムの隣り合う機能部品に対して滑らかな滑り取り付け（the smooth-running sliding mounting）が達成され得る。
【００１１】
本発明に係る解決手段の他の有利な実施形態において、軌道輪は、滑り軸受として形成され、カムシャフトの表面で摺動する。この場合、軌道輪は、その外側に円周油溝及び付加的な径方向油通路口を有している。これによって、その油溝ひいては軌道輪は、シリンダヘッドを介して油で満たされ得る。ここで、軌道輪において特にカムシャフトの滑り取り付けは、かなり改善され、扱い難い始動−停止という条件であっても、容易に扱うことが可能になる。
【００１２】
本発明に係る解決手段の他の有利な実施形態において、ポリマー被膜は、体積で１〜１５％の濃度の金属製粒子及びポリテトラフルオロエチレンの少なくとも一方を含んでいる。例えば、ＰＴＦＥ製の粒子のような粒子の混合によって、特にＰＴＦＥが攻撃的な化学薬品に対して高い耐性を有しているので、ポリマー被膜の耐薬品性がさらに向上する。その上、ポリテトラフルオロエチレンは、静摩擦が滑り摩擦に等しいという利点を有しているので、特に始動−停止方式の自動車において大きな利点となる、停止から始動へのガタガタと動くことない移行が行われ得る。もちろん、ポリマー被膜を完全にＰＴＦＥから形成することも考えられる。
【００１３】
本発明のさらなる重要な特徴及び利点については、下位のクレーム、図面及び図面に基づく図形の関連する記述から生じる。
【００１４】
上述した特徴及び以下で説明される特徴は、説明された各組み合わせで使用できるだけでなく、本発明の範囲を超えることなしに、その他の組合せや若しくは単独でも使用できる。
【００１５】
本発明の好ましい例示的な実施形態は、図面において示され、以下の記載においてより詳細に説明される。ここで、同一の符号は、同一の、同様の又は機能的に同一の部品を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るベアリング装置を通る断面図である。
【図２】領域Ｘを拡大した図である。
【図３】Ａ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】異なって配置された軌道輪からなる図１相当図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１によれば、内燃機関（1）は、カムシャフト（3）のための本発明に係るベアリング装置（2）を備えている。ここで、ベアリング装置（2）は、カムシャフト（3）の２つの機能部品（5）の間に配置された軌道輪（4）を備えている。機能部品（5）は、例えば、カム（6）、駆動輪、組立補助器具、歯車、回転センサー又は制限止め具（7）として形成されてもよい。図１、２及び４から明らかなように、軌道輪（4）は、機能部品（5）に対してその軸方向の前側（8）を介して支持されている。ここで、取り付けを容易にし、そして特にいわゆる、始動−停止方式を実現するためにも、互いに滑り接触する軌道輪（4）の軸方向の前側（8）、及び機能部品（5）の対応する側（9）の少なくとも一方は、ポリマー被膜（10）を備えている。
【００１８】
図１及び２を見ると、軌道輪（4）が側肩部（11）を伴って一般にＩ型の断面と呼ばれるダブルＴ型の横断面を有していることが分かる。ここで、一方の軌道輪（4）と、他方のカムシャフト（3）との間には、例えば、ローラー体の回転部品（12）が配置されている。これらの回転部品（12）を手段として、特にカムシャフト（3）の径方向の滑らかな取り付けが可能になるラジアルころ軸受が実現される。回転部品（12）は、ニードルとして形成され、カムシャフト（3）の表面において直接的に動作可能である。軌道輪（4）の側肩部（11）は、回転部品（12）を案内しないように、径方向において、シリンダヘッド（15）の方向、すなわち、外側の方向だけに設けられてもよい。これは、図１において、Ｔ型の側肩部（11）が単なるＬ型の側肩部（11）として形成され、径方向の外側に突出していることを単純に意味することになる。
【００１９】
ポリマー被膜（10）は、例えば、ポリイミド、アクリレート、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又はエポキシ樹脂を含んでもよく、体積で１〜１５％の好ましい濃度の金属製粒子及びポリテトラフルオロエチレン製粒子の少なくとも一方を混合することもまた当然考えられる。
【００２０】
本発明に係るアキシアル滑り軸受によれば、径方向の必要な取り付けスペースをかなり小さくすることができる。さらに、径方向の必要な取り付けスペースを小さくするのなら、軌道輪（4）が概して滑り軸受として形成され、カムシャフト（3）の表面で摺動してもよい。この場合、軌道輪（4）は、その外側に円周油溝（13）を有し、さらに、径方向油通路口（14）を有している（図４参照）。この場合、軌道輪（4）は、シリンダヘッド（15）を介して油で満たされてもよい。カムシャフト（3）の表面は、摺動／接触領域でポリマー被覆されていてもよい、及び／又は、軌道輪（4）は、その内側に特にポリマー被膜（10）でポリマー被覆されていてもよい。
【００２１】
図１及び２を見ると、軌道輪（4）がその両方の側肩部（11）でシリンダヘッド（15）の一部の周りに係合されることにより、シリンダヘッド（15）の表面に固定されていることが分かる。
【００２２】
軌道輪（4）は、例えば、金属製であってもよい。好ましくは、軌道輪（4）は、駆動輪及び第１カム（6）の間に配置されている。ここで、軌道輪（4）は、通常、機能部品（5）に対して３０〜５０μｍの軸方向の遊び（a）で配置されている。側肩部（11）を用いるシリンダヘッド（15）の一部の周りでの係合の代わりに、独立した取り付け手段、又は軌道輪（4）に一体化して機能部品（5）上の対応する構成に係合する取り付け手段を用いることもまた当然可能である。機能部品（5）は、例えば、カムシャフト（3）に通常固定して結合され、熱的に結合されている。
【００２３】
図３を見ると、軌道輪（4）が軌道輪（4）及び機能部品（5）の間の摩擦学的な接触領域に滑り取り付けを付加的に容易にする油膜を供給する油供給溝（16）をその前側（8）に有していることが分かる。
【００２４】
本発明に係るベアリング装置（2）によれば、カムシャフト（3）を取り付ける際の取り付けスペースの削減だけでなく、比較的コスト効率のよいベアリング装置（2）もまた同時に実現することができる。ここで、ベアリング装置は、複雑なころ軸受なしで、摩擦学的に最適化されたポリマー被膜（10）による滑り軸受を用いる始動−停止方式を実現することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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