(57)【要約】【課題】シャフト又はカムの良好な回転を確保しつつ、軸受の耐久性をより高める。【解決手段】カムを回転可能に支持する軸受構造１は、カム２が挿入される支持孔３を備えたハウジング４と、支持孔の内周面とカムの外周面との間に配置された軸受５と、を備える。ハウジングは、周方向に分割された一対のハウジング半体を備え、これら一対のハウジング半体の周方向端面同士が一対のハウジング当接部において互いに当接する。軸受は、周方向に分割された一対の軸受半体を備え、これら一対の軸受半体の周方向端面同士が一対の軸受対面部において互いに対面し、一対の軸受対面部は、周方向に関し、前記一対のハウジング当接部同士の間に位置する。一対の軸受対面部周りの支持孔の内周面と前記軸受の外周面との間に設けることなく、一対のハウジング当接部周りの支持孔の内周面と軸受の外周面との間にそれぞれ樹脂層が設けられる。【選択図】図１
2018013141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト又はカムを回転可能に支持する軸受構造であって、
前記シャフト又はカムが挿入される支持孔を備えたハウジングと、前記支持孔の内周面と前記シャフト又はカムの外周面との間に配置された軸受と、を備え、
前記ハウジングは、周方向に分割された一対のハウジング半体を備え、これら一対のハウジング半体の周方向端面同士が一対のハウジング当接部において互いに当接し、
前記軸受は、周方向に分割された一対の軸受半体を備え、これら一対の軸受半体の周方向端面同士が一対の軸受対面部において互いに対面し、前記一対の軸受対面部は、周方向に関し、前記一対のハウジング当接部同士の間に位置し、
更に、前記一対の軸受対面部周りの前記支持孔の内周面と前記軸受の外周面との間に設けることなく、前記一対のハウジング当接部周りの前記支持孔の内周面と前記軸受の外周面との間にそれぞれ樹脂層を設けた、
軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
シャフトを回転可能に支持する軸受構造であって、シャフトが挿通する支持孔を備えたハウジングと、支持孔の内周面とシャフトの外周面との間に配置された軸受と、を備え、ハウジングは、周方向に分割された一対のハウジング半体を備え、これら一対のハウジング半体の周方向端面同士が一対のハウジング当接部において互いに当接し、軸受は、周方向に分割された一対の軸受半体を備え、これら一対の軸受半体の周方向端面同士が一対の軸受対面部において互いに対面する、軸受構造が公知である（例えば、特許文献１参照）。特許文献１では、一対のハウジング半体は固定ボルトによって互いに固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１６２３４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、一対のハウジング半体の剛性が互いに異なると、一対のハウジング当接部周りの支持孔の内周面に段差又はぐいちがそれぞれ形成されるおそれがある。このような段差が形成されると、段差を形成するハウジング半体の角部が軸受の外周面に当接し、軸受の外周面に応力集中が発生するおそれがある。その結果、軸受の耐久性が低下するおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明によれば、シャフト又はカムを回転可能に支持する軸受構造であって、前記シャフト又はカムが挿入される支持孔を備えたハウジングと、前記支持孔の内周面と前記シャフト又はカムの外周面との間に配置された軸受と、を備え、前記ハウジングは、周方向に分割された一対のハウジング半体を備え、これら一対のハウジング半体の周方向端面同士が一対のハウジング当接部において互いに当接し、前記軸受は、周方向に分割された一対の軸受半体を備え、これら一対の軸受半体の周方向端面同士が一対の軸受対面部において互いに対面し、前記一対の軸受対面部は、周方向に関し、前記一対のハウジング当接部同士の間に位置し、更に、前記一対の軸受対面部周りの前記支持孔の内周面と前記軸受の外周面との間に設けることなく、前記一対のハウジング当接部周りの前記支持孔の内周面と前記軸受の外周面との間にそれぞれ樹脂層を設けた、軸受構造が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
シャフト又はカムの良好な回転を確保しつつ、軸受の耐久性をより高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】軸受構造の断面図である。
【図２】ハウジングの分解斜視図である。
【図３】軸受の分解斜視図である。
【図４】内燃機関の可変圧縮比機構の分解斜視図である。
【図５】可変圧縮比機構を説明する内燃機関の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は、カムを回転可能に支持する軸受構造に本発明を適用した場合を示している。シャフトを回転可能に支持する軸受構造に本発明を適用することもできる。図１を参照すると、軸受構造１は、カム２が挿入される支持孔３を備えたハウジング４と、支持孔３の内周面とカム２との外周面との間に配置された円筒状の軸受５とを備える。軸受５は滑り軸受又は転がり軸受から形成される。
【０００９】
図１と共に図２を参照すると、ハウジング４は周方向に分割された一対のハウジング半体４ａ，４ｂを備える。ハウジング半体４ａ，４ｂは例えば金属から形成される。これらハウジング半体４ａ，４ｂはボルト４ｃ，４ｃによって互いに組み合わされる。ハウジング半体４ａ，４ｂはそれぞれ、一対の周方向端面４ｄ，４ｄを備えている。ハウジング半体４ａ，４ｂが組み合わされると、これら周方向端面４ｄ，４ｄ同士が一対のハウジング当接部４ｅ，４ｅ（図１）において互いに当接する。また、ハウジング半体４ａ，４ｂはそれぞれ、断面半円状の凹溝４ｆ，４ｆを備える。ハウジング半体４ａ，４ｂが組み合わされると、これら凹溝４ｆ，４ｆにより上述の支持孔３が形成される。
【００１０】
図１と共に図３を参照すると、軸受５は周方向に分割された一対の軸受半体５ａ，５ｂを備える。軸受半体５ａ，５ｂは例えば金属から形成される。軸受半体５ａ，５ｂはそれぞれ、一対の周方向端面５ｃ，５ｃを備えている。軸受半体５ａ，５ｂがカム２の周りに配置されると、これら周方向端面５ｃ，５ｃ同士が一対の軸受対面部５ｄ，５ｄにおいて互いに対面する。本発明による実施例では、一対の軸受対面部５ｄ，５ｄにおいて周方向端面５ｃ，５ｃ同士は互いに当接する。別の実施例（図示しない）では、一対の軸受対面部５ｄ，５ｄにおいて周方向端面５ｃ，５ｃ同士間にわずかな隙間が設けられる。
【００１１】
図１に示されるように、一対のハウジング当接部４ｅ，４ｅは平面Ｐ４内に位置している。一方、軸受対面部５ｄ，５ｄは平面Ｐ４と交差する平面Ｐ５内に位置している。したがって、一対の軸受対面部５ｄ，５ｄは、周方向に関し、一対のハウジング当接部４ｅ，４ｅ同士の間に位置している。言い換えると、一対のハウジング当接部４ｅ，４ｅと一対の軸受対面部５ｄ，５ｄとは周方向に関し重なっていない。あるいは、一対のハウジング当接部４ｅ，４ｅ周りには、軸受半体５ａ，５ｂの外面又は背面のうち、周方向に関し、周方向端面５ｃ，５ｃ同士間に位置する一対の中間領域５ｅ，５ｅが位置する。なお、本発明による実施例では、平面Ｐ４は鉛直面であり、平面Ｐ５は水平面である。
【００１２】
更に図１を参照すると、一対のハウジング当接部４ｅ，４ｅ周りの支持孔３の内周面と軸受５の外周面との間にそれぞれ樹脂層又は軟質部６が設けられる。この樹脂層６は例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を含んでなる。本発明による実施例では、樹脂層６は図３に示されるように、軸受半体５ａ，５ｂの外面又は背面のうち中間領域５ｅ，５ｅにコーティングの形で設けられる。
【００１３】
一方、図３に示されるように、軸受半体５ａ，５ｂの外面のうち、周方向端面５ｃ，５ｃ周りの領域５ｆ，５ｆ、あるいは、一対の軸受対面部５ｄ，５ｄ周りに位置することになる領域５ｆ，５ｆには樹脂層６が設けられない。その結果、図１に示されるように、一対の軸受対面部５ｄ，５ｄ周りの支持孔３の内周面と軸受５の外周面との間には樹脂層６は設けられない。すなわち、一対の軸受対面部５ｄ，５ｄ周りに、支持孔３の内周面と軸受５の外周面とが直接的に接触する直接接触部７が形成される。
【００１４】
本発明による実施例の軸受構造１は例えば内燃機関の可変圧縮比機構に用いることができる。無論、本発明を他の用途に適用することもできる。図４は内燃機関の可変圧縮比機構の分解斜視図を示している。図４を参照すると、１０はクランクケース、２０はシリンダブロック、Ａはクランクケース１０とシリンダブロック２０との連結部に設けられた可変圧縮比機構をそれぞれ示す。本発明による実施例では可変圧縮比機構Ａはクランクケース１０とシリンダブロック２０のシリンダ軸線方向の相対位置を変化させることにより内燃機関の機械圧縮比を変更することができる。なお、ピストンが圧縮上死点に位置するときの燃焼室の容積を燃焼室容積と称すると、機械圧縮比は圧縮行程時のピストンの行程容積と燃焼室容積のみから機械的に定まる値であって、（燃焼室容積＋行程容積）／燃焼室容積で表される。一方、図４において、ＬＬは機関長さ方向を、ＬＷは機関幅方向を、ＬＨは機関高さ方向を、それぞれ示しており、これら機関長さ方向ＬＬ、機関幅方向ＬＷ、及び機関高さ方向ＬＨは互いに直交する。また、本発明による実施例では、機関長さ方向ＬＬ及び機関幅方向ＬＷは水平方向に延びており、機関高さ方向ＬＨは鉛直方向に延びている。
【００１５】
シリンダブロック２０の両側壁の底部には、機関長さ方向ＬＬに互いに間隔を隔てた複数個の突出部５０が形成されており、突出部５０には機関長さ方向ＬＬに整列された断面円形の支持孔５１がそれぞれ形成されている。一方、クランクケース１０の頂壁面上には、機関長さ方向ＬＬに互いに間隔を隔てて複数個の突出部５２が形成されており、これらの突出部５２には機関長さ方向ＬＬに整列された断面円形の支持孔５３がそれぞれ形成されている。クランクケース１０及びシリンダブロック２０が組み立てられると、突出部５２はそれぞれ対応する２つの突出部５０間に嵌合される。
【００１６】
また、可変圧縮比機構Ａは一対のカムシャフト５４，５５を備える。各カムシャフト５４，５５上には、カムシャフト５４，５５の長手軸線ＬＡに沿って、固定カム５６及び可動カム５８が交互に配置される。固定カム５６は円形をなし、各カムシャフト５４，５５に対し偏心した状態で各カムシャフト５４，５５に固定される。また、固定カム５６はシリンダブロック２０の支持孔５１内に回転可能に挿入される。一方、可動カム５８は円形をなし、各カムシャフト５４，５５に対し偏心した状態で各カムシャフト５４，５５に回転可能に取り付けられる。また、可動カム５８はクランクケース１０の支持孔５３内に回転可能に挿入される。更に、カムシャフト５４，５５の端部にはウォームホイール６３，６４がそれぞれ固定されており、これらウォームホイール６３，６４には螺旋方向が逆向きの一対のウォーム６１，６２がそれぞれ噛合する。これらウォーム６１，６２は電気モータ５９の回転軸に取り付けられている。
【００１７】
電気モータ５９が駆動されると、カムシャフト５４，５５が互いに反対方向に回転される。その結果、固定カム５６がシリンダブロック２０の支持孔５１内で回転され、可動カム５８がクランクケース１０の支持孔５３内で回転される。これにより、シリンダブロック２０が機関高さ方向ＬＨすなわち鉛直方向に、クランクケース１０に対し移動される。この場合、シリンダブロック２０がクランクケース１０から離れる方向に移動されると燃焼室容積は増大する。逆に、シリンダブロック２０がクランクケース１０に近づく方向に移動されると燃焼室容積は減少する。図５（Ａ）はシリンダブロック２０がクランクケース１０に最も近づいた状態を示しており、図５（Ｂ）はシリンダブロック２０がクランクケース１０から最も離れた状態を示している。なお、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）において、３０はシリンダヘッド、４０はピストン、４５は燃焼室をそれぞれ示している。このように、カムシャフト５４，５５を回転させることによって燃焼室容積又は機械圧縮比を変更することができる。
【００１８】
本発明による実施例では、クランクケース１０の突出部５２が上述した軸受構造Ａのハウジング４を構成し、可動カム５８がカム２を構成する。図４には明示されていないけれども、突出部５２と可動カム５８との間には軸受が配置されている。
【００１９】
上述したように、図４に示される可変圧縮比機構Ａではシリンダブロック２０がクランクケース１０に対し鉛直方向に移動される。その結果、カムシャフト５４，５５に鉛直方向の荷重が作用する。したがって、カム２、軸受５、及びハウジング４に鉛直方向の荷重が作用する。この場合、本発明のよる実施例では、軸受５の軸受対面部５ｄ，５ｄは水平面Ｐ５内に位置している。その結果、良好な潤滑油膜の保持性、周方向端面５ｃ，５ｃの精度及び面圧を確保することができる。
【００２０】
さて、本発明による実施例では、ハウジング半体４ａはクランクケース１０と一体に形成され、ハウジング半体４ｂはクランクケース１０と別体に形成される。したがって、ハウジング半体４ａとハウジング半体４ｂの剛性が互いに異なる。この場合、一対のハウジング当接部４ｅ周りの支持孔３の内周面に段差がそれぞれ形成される場合がある。図１にはこの段差がＳでもって示されている。図１に示される例では、ハウジング当接部４ｅ，４ｅにおいてハウジング半体４ａの内周面がハウジング半体４ｂの内周面よりも半径方向外側に位置し、したがって段差Ｓが形成されている。なお、段差Ｓの大きさや向きはハウジング半体４ａ，４ｂの大きさや剛性差などに応じて異なる。
【００２１】
ところが、このような段差Ｓが形成されると、ハウジング当接部４ｅ周りの軸受５の外周面に応力集中が発生するおそれがある。特に本発明による実施例では、上述したように、ハウジング当接部４ｅ，４ｅ周りに軸受半体５ａ，５ｂの外面のうち中間領域５ｅ，５ｅが位置するので、軸受半体５ａ，５ｂが破損するおそれがある。すなわち、軸受５の耐久性が低下するおそれがある。
【００２２】
そこで本発明による実施例では、一対のハウジング当接部４ｅ，４ｅ周りの支持孔３の内周面と軸受５の外周面との間にそれぞれ樹脂層６を設けている。この樹脂層６は段差Ｓの形状に応じて変形することができる。その結果、軸受５の外周面に作用する応力が緩和される。したがって、カム２の良好な回転を確保しつつ、軸受５の耐久性がより高められる。
【００２３】
しかも、上述したように、一対の軸受対面部５ｄ，５ｄ周りには、支持孔３の内周面と軸受５の外周面とが直接的に接触する直接接触部７が形成されている。その結果、支持孔３内における軸受５及びカム２の中心精度が確保される。
【符号の説明】
【００２４】
１    軸受構造
２    カム
３    支持孔
４    ハウジング
４ａ，４ｂ    ハウジング半体
４ｅ，４ｅ    ハウジング当接部
５    軸受
５ａ，５ｂ    軸受半体
５ｄ，５ｄ    軸受対面部
６    樹脂層
【図１】
2018013141.tif 000003
【図２】
2018013141.tif 000004
【図３】
2018013141.tif 000005
【図４】
2018013141.tif 000006
【図５】
2018013141.tif 000007