(57)【要約】【課題】カムローブに対して適切な量の潤滑油を供給しオイルポンプの駆動損失を低減することが可能なカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置を提供する。【解決手段】軸受ハウジング１０に、中央環状溝１０Ｄとその側面から外面へ貫通するハウジング油孔１０Ｅが形成され、転がり軸受２０の保持器２６は、転動体２８を回転自在に収容する複数のポケットが形成された両側の環状部２６Ａと、この環状部２６Ａを連結する中空の殻状連結部２６Ｂとを有している。殻状連結部２６Ｂの外周部は軸受ハウジングの環状溝に嵌挿されるべく形成され、殻状連結部の側壁２６Ｄには、ハウジング油孔に対しカムシャフトの回転中心からの距離が等しい位置で中空部２６Ｅから外面へ貫通する保持器油孔２６Ｆが形成され、カムシャフトは、中空部に連通する油路（３０Ｂ，３０Ｃ）を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受ハウジングに収容され、エンジンのカムシャフトを回転自在に支持するカムシャフトの転がり軸受装置であって、
前記軸受ハウジングには、その内周面の軸方向中央に環状溝が形成されると共に、当該環状溝の側面から外面へ貫通するハウジング油孔が形成され、
前記転がり軸受装置は、前記軸受ハウジングの前記中央環状溝の両側の内周面に取付けられた両側のアウターレースと、該アウターレースの内周面と前記カムシャフト又はインナーレースの外周面との間に配置された複数の転動体と、該転動体を保持する保持器と、を備え、
該保持器は、該転動体を回転自在に収容する複数のポケットが形成された両側の環状部と、該両側の環状部を連結する中空の殻状連結部とを有し、該殻状連結部の外周部は前記軸受ハウジングの環状溝に嵌挿されるべく形成されると共に、該殻状連結部の側壁には、前記ハウジング油孔に対し前記カムシャフトの回転中心からの距離が等しい位置で中空部から外面へ貫通する保持器油孔が形成され、
前記カムシャフト又は前記軸受ハウジングは、前記殻状連結部の中空部に連通する油路を備えることを特徴とするカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置。
【請求項２】
前記軸受けハウジングの軸方向両側に、前記カムシャフトと一体に回転し、前記ハウジング油孔と回転中心からの距離が等しい位置に油孔が形成されたプレートを備えることを特徴とする請求項１に記載のカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置。
【請求項３】
前記プレートの油孔は、該プレートが最も近いカムローブの所定のプロフィル位置に向けられていることを特徴とする請求項２に記載のカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンのカムシャフトの転がり軸受装置、特に、カムシャフトのカムローブに間歇的に給油可能なカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のエンジンの低燃費化への要請に応えるべく、エンジンの摩擦（フリクション）損失を低減して燃費をさらに向上させる努力が払われている。このために、従来の滑り軸受に換えて、フリクショントルクの小さい転がり軸受を介してカムシャフトを回転可能に支持するようにしたカムシャフト装置が提案されている。例えば、特許文献１参照。
【０００３】
また、カムシャフトのカムローブとこれにより駆動されるバルブロッカーアームやタペットとの摺動部に対して、ヘッドカバー内の空間部に配設されたオイルデリバリーパイプの油孔から潤滑油を噴射して、かかるカムローブ摺動部でのフリクションを低減するようにした、所謂、オイルシャワー装置も知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１６７８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のオイルシャワー装置では、ヘッドカバー内の空間部に配設されたオイルデリバリーパイプと回転するカムシャフトのカムローブ頂部との干渉を避けるため、及びオイルデリバリーパイプをヘッドカバー内に固設するために、両者間の距離をあまり接近させることができない。しかも、オイルデリバリーパイプの油孔から噴射される潤滑油は円錐状に拡散するので、上述のカムローブ摺動部に対して十分な量の潤滑油を供給するには、いきおい大量の潤滑油を供給する必要があった。この結果、エンジン全体として考えると、潤滑油の供給量を多くせざるを得ず、オイルポンプの駆動損失を招くという問題を有するものであった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、このような問題を解消し、カムローブの摺動部に対して確実に適切な量の潤滑油を供給しオイルポンプの駆動損失を低減することが可能なカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、上記目的を達成する本発明の一形態のカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置は、軸受ハウジングに収容され、エンジンのカムシャフトを回転自在に支持するカムシャフトの転がり軸受装置であって、前記軸受ハウジングには、その内周面の軸方向中央に環状溝が形成されると共に、当該環状溝の側面から外面へ貫通するハウジング油孔が形成され、前記転がり軸受装置は、前記軸受ハウジングの前記中央環状溝の両側の内周面に取付けられた両側のアウターレースと、該アウターレースの内周面と前記カムシャフト又はインナーレースの外周面との間に配置された複数の転動体と、該転動体を保持する保持器と、を備え、該保持器は、該転動体を回転自在に収容する複数のポケットが形成された両側の環状部と、該両側の環状部を連結する中空の殻状連結部とを有し、該殻状連結部の外周部は前記軸受ハウジングの環状溝に嵌挿されるべく形成されると共に、該殻状連結部の側壁には、前記ハウジング油孔に対し前記カムシャフトの回転中心からの距離が等しい位置で中空部から外面へ貫通する保持器油孔が形成され、前記カムシャフト又は前記軸受ハウジングは、前記殻状連結部の中空部に連通する油路を備えることを特徴とする。
【０００８】
この一形態によれば、エンジンのカムシャフトが軸受ハウジングに収容された転がり軸受装置に支持されて回転すると、カムシャフト又は軸受ハウジングの油路から、これに連通する保持器の殻状連結部の中空部に潤滑油が供給される。そして、転動体がアウターレースの内周面とカムシャフト又はインナーレースの外周面との間で自転しつつ公転するのに伴い、保持器もカムシャフトの回転速度と所定の回転速度比の関係で回転する。そこで、この保持器の回転により、軸受ハウジングの中央環状溝に嵌挿された殻状連結部の外周部の側壁に形成された保持器油孔と中央環状溝の側面から外面へ貫通して形成されたハウジング油孔とが一致したときに、潤滑油がカムローブ側に供給される。かくて、カムローブ側に間歇的に潤滑油が供給されるので、カムローブ側に過剰でない適切な量の潤滑油を供給しオイルポンプの駆動損失を低減することができる。
【０００９】
ここで、上記一形態において、前記軸受けハウジングの軸方向両側に、前記カムシャフトと一体に回転し、前記ハウジング油孔と回転中心からの距離が等しい位置に油孔が形成されたプレートを備えるようにしてもよい。
【００１０】
この形態によれば、カムシャフトと一体に回転するプレートに形成される油孔の周方向位置をカムシャフトのカムローブ位置に合わせることにより、カムローブに対して過剰でない適切な量の潤滑油を供給することができる。
【００１１】
さらに、上記形態において、前記プレートの油孔は、該プレートが最も近いカムローブの所定のプロフィル位置に向けられていることが好ましい。
【００１２】
この形態によれば、カムローブの摺動部に対して確実に適切な量の潤滑油を供給することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カムローブの摺動部に対して確実に適切な量の潤滑油を供給しオイルポンプの駆動損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置の一実施形態を示す側断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う間歇給油型転がり軸受部の断面図である。
【図３】図１の間歇給油型転がり軸受部の側断面図である。
【図４】図３の間歇給油型転がり軸受部の正面図である。
【図５】本発明に係るカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置の他の実施形態を示す側断面図である。
【図６】本発明に係るカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置のさらに他の実施形態を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明の実施の形態を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１６】
まず、図１ないし図４を参照して、本発明に係るカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置の第１の実施形態について説明する。
【００１７】
１０は軸受ハウジングであり、本実施形態では、不図示のシリンダーヘッドに一体に形成されるか、又は別体に形成されてシリンダーヘッドに組み付けられるカムハウジング１０Ａと、該カムハウジング１０Ａに固定されるキャップ１０Ｂとから構成されている。カムハウジング１０Ａ及びキャップ１０Ｂは、それぞれ、半円柱状の凹部を備えて形成され、両者が合体されたとき、円柱状の軸受ハウジング収容部１０Ｃが形成される。２０は、軸受ハウジング収容部１０Ｃに収容される転がり軸受である。本実施形態による転がり軸受２０は、アウターレース２２と、カムシャフト３０の外周面に取付けられるインナーレース２４と、アウターレース２２の内周面及びインナーレース２４の外周面の軌道面間に配置され保持器２６に保持された複数個のころないしは針状ころ又はボールからなる転動体２８とを備えている。なお、このインナーレース２４を省略して、カムシャフト３０の外周面を軌道面としてもよい。
【００１８】
カムシャフト３０は、各気筒に設けられているそれぞれ２個の吸気バルブ又は排気バルブ（いずれも不図示）をリフトさせるために、１気筒当り２個のカムローブ３２（図には、１つのみ示されている）を有し、この実施形態では転がり軸受２０が各気筒のカムローブ３２の間に配置されている。
【００１９】
そして、本実施形態においては、軸受ハウジング収容部１０Ｃの内周面の軸方向中央に環状溝１０Ｄが形成されると共に、この中央環状溝１０Ｄの両側面から外面へ貫通するハウジング油孔１０Ｅ、１０Ｅが形成されている。なお、中央環状溝１０Ｄは、カムハウジング１０Ａ及びキャップ１０Ｂの内周面に、それぞれ、半円環状の溝が形成されて、これらが合わされて形成される。さらに、本実施形態では、上述の転がり軸受２０のアウターレース２２は、軸受ハウジング１０の中央環状溝１０Ｄの両側の内周面にそれぞれ取付けられ、それぞれのアウターレース２２の内周面とカムシャフト３０又はそれぞれのインナーレース２４の外周面との間に、複数の転動体２８の組がそれぞれ配置されている。
【００２０】
また、保持器２６は、プラスティック材料などで形成され、複数の転動体２８のそれぞれを回転自在に収容する複数のポケットが形成された両側の環状部２６Ａと、該両側の環状部２６Ａを連結する中空の殻状連結部２６Ｂとを有している。そして、殻状連結部２６Ｂの外周部２６Ｃは閉塞されて軸受ハウジング１０の中央環状溝１０Ｄに嵌挿されるべく形成されると共に、殻状連結部２６Ｂの両側壁２６Ｄ、２６Ｄには、ハウジング油孔１０Ｅ、１０Ｅに対しカムシャフト３０の回転中心からの距離が等しい位置で中空部２６Ｅから外面へ貫通する保持器油孔２６Ｆ、２６Ｆが形成されている（図３においては、断面位置の関係上、片側の保持器油孔２６Ｆのみが示されている）。なお、保持器油孔２６Ｆ、２６Ｆは、左右の側壁２６Ｄ、２６Ｄの周方向において同一角度位置に形成される必要はなく、異なる角度位置に形成されてもよい。
【００２１】
さらに、本第１の実施形態においては、カムシャフト３０に軸方向の油路３０Ｂが形成されると共に、転がり軸受２０の取付け位置に対応させて径方向油路３０Ｃが形成されている。そして、軸方向油路３０Ｂは不図示のオイルポンプなどの油圧源に接続され、径方向油路３０Ｃは保持器２６の殻状連結部２６Ｂにおける中空部２６Ｅに連通されている。
【００２２】
かくて、上記の構成になる本第１の実施形態によれば、エンジンの作動中において、カムシャフト３０は軸受ハウジング１０に収容された転がり軸受２０に支持されて回転する。また、所定の圧力及び流量の潤滑油がオイルポンプからカムシャフト３０の軸方向油路３０Ｂ及び径方向油路３０Ｃを介して保持器２６の殻状連結部２６Ｂの中空部２６Ｅに供給される。そして、転動体２８がアウターレース２２の内周面とカムシャフト３０又はインナーレース２４の外周面との間で自転しつつ公転するのに伴い、保持器２６もカムシャフト３０の回転速度と所定の回転速度比の関係で回転する。そこで、この保持器２６の回転により、軸受ハウジング１０の中央環状溝１０Ｄに嵌挿された殻状連結部２６Ｂの外周部２６Ｃにおける側壁２６Ｄに形成された保持器油孔２６Ｆと、中央環状溝１０Ｄの側面から外面へ貫通して形成されたハウジング油孔１０Ｅとが一致したときに、中空部２６Ｅ内の潤滑油がカムローブ３２側に供給される。かくて、カムローブ３２側に間歇的に潤滑油が供給されるので、カムローブ３２に対して過剰でない適切な量の潤滑油を供給しオイルポンプの駆動損失を低減することができる。
【００２３】
次に、本発明に係るカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置の第２の実施形態を、図５を参照して説明する。この第２の実施形態は、上述の第１の実施形態と基本的な構成を同じとしているので、同一機能部位には同一符号を付して重複説明を避け、異なる点につき説明する。ここで、図５に示す第２の実施形態は、軸受けハウジング１０の軸方向両側に、カムシャフト３０と一体に回転し、ハウジング油孔１０Ｅとカムシャフト３０の回転中心からの距離が等しい位置に油孔４０Ａが形成されたプレート４０を備える点が上述の前実施形態と異なっている。すなわち、前第１の実施形態においては、ハウジング油孔１０Ｅと保持器油孔２６Ｆとが一致したときに、潤滑油がカムローブ３２側に供給されるので、カムローブ３２側に間歇的に潤滑油が供給される。しかし、前述のように保持器２６はカムシャフト３０と同じ速度で回転するわけではないので、カムローブ３２に対して確実に潤滑油が供給されるとは限らない。
【００２４】
そこで、第２の実施形態では、プレート４０をカムシャフト３０と一体に回転するように取付け、プレート４０に形成される油孔４０Ａの周方向位置をカムシャフト３０のカムローブ３２の位置に合わせるようにしている。なお、図５においては、断面位置の関係上、片側のプレート４０の油孔４０Ａのみが示されている。
【００２５】
この形態によれば、カムシャフト３０と一体に回転するプレート４０に形成された油孔４０Ａとハウジング油孔１０Ｅと保持器油孔２６Ｆとが一致したときに、潤滑油がカムローブ３２に向けて供給される。したがって、カムローブ３２に対して過剰でない適切な量の潤滑油を供給することができる。
【００２６】
さらに、上記形態において、プレート４０の油孔４０Ａは、プレート４０が最も近いカムローブ３２の所定のプロフィル位置、例えば、カムローブ３２により駆動される不図示のバルブロッカーアームやタペットとの摺動部、特に摺動部のうち最大荷重位置に対して向けられていることが好ましい。この形態によれば、カムローブ３２の摺動部に対して確実に適切な量の潤滑油を供給することができる。
【００２７】
さらに、本発明に係るカムシャフトの間歇給油型転がり軸受装置の第３の実施形態を図６に示す。この第３の実施形態は、油圧の供給経路が異なる以外、図１ないし図４に示した前述の第１の実施形態と基本的な構成を同じとしているので、同一機能部位には同一符号を付して重複説明を避け、異なる点につき説明する。
【００２８】
本第３の実施形態においては、油圧供給経路がカムシャフト３０から軸受ハウジング１０に変更されている。すなわち、カムシャフト３０の軸方向油路３０Ｂ及び径方向油路３０Ｃが廃止され、軸受ハウジング１０に径方向油路１０Ｆがその中央環状溝１０Ｄの底部に開口して形成されている。そして、これに対応させて、プラスティック材料などで形成される保持器２６については、軸受ハウジング１０の中央環状溝１０Ｄに嵌挿される殻状連結部２６Ｂの外周部２６Ｃが開放されて形成されると共に、殻状連結部２６Ｂの内周部２６Ｇが閉塞されて形成されている。なお、両側壁２６Ｄ、２６Ｄに形成される保持器油孔２６Ｆ、２６Ｆは、第１の実施形態と同様に、ハウジング油孔１０Ｅ、１０Ｅに対しカムシャフト３０の回転中心からの距離が等しい位置で中空部２６Ｅから外面へ貫通するように形成されている。なお、図６においても、断面位置の関係上、片側の保持器油孔２６Ｆのみが示されている。そして、径方向油路１０Ｆは不図示のオイルポンプなどの油圧源に接続され、開放されている殻状連結部２６Ｂの外周部２６Ｃを介して殻状連結部２６Ｂにおける中空部２６Ｅに連通されている。
【００２９】
この第３の実施形態によれば、所定の圧力及び流量の潤滑油がオイルポンプから軸受ハウジング１０の径方向油路１０Ｆを介して保持器２６の殻状連結部２６Ｂの中空部２６Ｅに供給される。そして、第１の実施形態と同じように、保持器２６の回転により、側壁２６Ｄに形成された保持器油孔２６Ｆと、中央環状溝１０Ｄの側面から外面へ貫通して形成されたハウジング油孔１０Ｅとが一致したときに、中空部２６Ｅ内の潤滑油がカムローブ３２側に供給される。かくて、カムローブ３２側に間歇的に潤滑油が供給されるので、カムローブ３２に対して過剰でない適切な量の潤滑油を供給することができるのである。
【符号の説明】
【００３０】
１０      軸受ハウジング
１０Ａ    カムハウジング
１０Ｂ    キャップ
１０Ｄ    中央環状溝
１０Ｅ    ハウジング油孔
１０Ｆ    径方向油路
２０    転がり軸受
２２    アウターレース
２４    インナーレース
２６    保持器
２６Ａ    環状部
２６Ｂ    殻状連結部
２６Ｃ    外周部
２６Ｄ    側壁
２６Ｅ    中空部
２６Ｆ    保持器油孔
２６Ｇ    内周部
２８    転動体
３０    カムシャフト
３０Ｂ    軸方向油路
３０Ｃ    径方向油路
３２    カムローブ
４０    プレート
４０Ａ    油孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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