(57)【要約】【課題】フリクションの増大を抑制しつつ、軸受部とジャーナル部との隙間からのオイルの漏れを抑制することのできるカムシャフトを提供する。【解決手段】カムシャフト１０は、カムキャリア２０の軸受部２１に収容されるジャーナル部１１を備えている。ジャーナル部１１には、環状の給油溝１３と、給油溝１３に近い部位ほど同カムシャフト１０の回転方向における後方側に位置するように同カムシャフト１０の回転軸延伸方向に対して傾斜した傾斜溝１５とが設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムキャリアの軸受部に収容されるジャーナル部を備え、同ジャーナル部に環状の給油溝が設けられているカムシャフトであり、
前記ジャーナル部に、前記給油溝に近い部位ほど同カムシャフトの回転方向における後方側に位置するように同カムシャフトの回転軸延伸方向に対して傾斜した傾斜溝が設けられているカムシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はカムシャフトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、カムキャップなどによって構成される軸受部に収容されるジャーナル部に環状の給油溝が設けられているカムシャフトが開示されている。こうしたカムシャフトを備える特許文献１の内燃機関の可変動弁機構では、軸受部から供給されたオイルを給油溝を介してカムシャフト内部に設けられた軸内流路に導き、軸内流路を通じてバルブタイミング変更機構にオイルを供給している。
【０００３】
また、特許文献１には、軸受部とジャーナル部との隙間からのオイルの漏れを抑制するために、軸受部の内部に冷媒を収容した冷却室を設けることが開示されている。こうした構成によれば、軸受部を通過して給油溝に至るオイルの温度の上昇を抑制することができる。その結果、オイルの温度が上昇することによるオイルの粘度の低下を抑制し、軸受部とジャーナル部と隙間からのオイルの漏れを抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９‐４１５４１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、上記のように軸受部に冷却室を設ける構成を採用した場合には、オイルを冷却することになるため、オイルの粘度が高くなり、カムシャフトが回転する際のフリクションが増大することになる。
【０００６】
この発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、フリクションの増大を抑制しつつ、軸受部とジャーナル部との隙間からのオイルの漏れを抑制することのできるカムシャフトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決するためのカムシャフトは、カムキャリアの軸受部に収容されるジャーナル部を備え、同ジャーナル部に環状の給油溝が設けられている。このカムシャフトでは、前記ジャーナル部に、前記給油溝に近い部位ほど同カムシャフトの回転方向における後方側に位置するように同カムシャフトの回転軸延伸方向に対して傾斜した傾斜溝が設けられている。
【０００８】
上記構成によれば、軸受部とカムシャフトのジャーナル部との隙間に入り込んだオイルのうち、傾斜溝内に入り込んだオイルは、カムシャフトの回転に伴い、傾斜溝における回転方向後方側の壁面に沿って給油溝側に押し戻されるようになる。そのため、軸受部とカムシャフトのジャーナル部との隙間からのオイルの漏れが抑制されるようになる。
【０００９】
ところで、オイルを冷却して粘度を増大させる構成を採用した場合にも、軸受部とジャーナル部との隙間からのオイルの漏れを抑制することはできる。しかしながら、こうした構成を採用した場合には、カムシャフトを回転させる際のフリクションの増大が避けられない。これに対して、上記構成によれば、オイルの粘度を増大させずに、軸受部とカムシャフトのジャーナル部との隙間からのオイルの漏れを抑制することができる。
【００１０】
したがって、上記構成によれば、フリクションの増大を抑制しつつ、軸受部とジャーナル部との隙間からのオイルの漏れを抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】カムシャフトの一実施形態について、その端部に位置するジャーナル部を拡大して示す正面図。
【図２】図１における２‐２線に沿ったジャーナル部の断面図。
【図３】変形例としてのカムシャフトについて、その端部に位置するジャーナル部を拡大して示す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、カムシャフトの一実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。このカムシャフト１０は内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられて各気筒のバルブを開閉する。図１は、この実施形態にかかるカムシャフト１０におけるバルブタイミング変更機構４０が取り付けられる端部を拡大して示している。
【００１３】
図１に示すように、カムシャフト１０には、内燃機関のシリンダヘッドと一体に形成されたカムキャリア２０に形成された貫通孔である軸受部２１に挿入されて、この軸受部２１によって支持されるジャーナル部１１が設けられている。なお、カムシャフト１０には回転軸Ｃの延伸方向において間隔を空けて複数のジャーナル部が設けられている。
【００１４】
カムシャフト１０の端部に設けられたジャーナル部１１には径方向に飛び出した円盤状の鍔１２が設けられており、この鍔１２が軸受部２１の端部に設けられた拡径部２２内に収容される。
【００１５】
カムシャフト１０を内燃機関のシリンダヘッドに組み付ける際には、カムキャリア２０の軸受部２１に、図１における左側からカムシャフト１０を挿入し、図１に示すように鍔１２を軸受部２１の拡径部２２内に収容する。そして、こうして鍔１２が拡径部２２に収容される位置までカムシャフト１０を挿入した状態で、蓋板３０をカムキャリア２０に固定する。なお、蓋板３０には、鍔１２の外径よりも小さく且つジャーナル部１１の外径よりも大きい内径を有する孔３１が空いており、ジャーナル部１１における鍔１２よりも図１の左側に位置する部分は、この孔３１を挿通して軸受部２１の外側に飛び出した状態になる。
【００１６】
こうして鍔１２を拡径部２２に収容した状態で蓋板３０を取り付けることにより、カムシャフト１０は、回転軸Ｃを中心に回転可能である一方、回転軸Ｃの延伸方向への移動が規制された状態で軸受部２１に支持された状態になる。なお、図１にはカムシャフト１０の回転方向を白抜き矢印で示している。
【００１７】
図１の左側に二点鎖線で示すように、カムシャフト１０の端部にはバルブタイミング変更機構４０が取り付けられる。バルブタイミング変更機構４０には、タイミングチェーンが巻き掛けられるスプロケット４１が設けられており、油圧を利用してこのスプロケット４１に対してカムシャフト１０を周方向に回転させることができるようになっている。
【００１８】
バルブタイミング変更機構４０は、スプロケット４１に対してカムシャフト１０を周方向に回転させることにより、スプロケット４１とカムシャフト１０との相対位相を変更し、バルブの開閉タイミングを変更する。
【００１９】
カムシャフト１０には、このバルブタイミング変更機構４０に作動油としてオイルを供給する軸内油路１４が設けられている。
図１の上方に破線で示すように、カムキャリア２０には、キャリア内油路２３が設けられており、オイルの給排を制御するオイルコントロールバルブを通じて供給されたオイルはこのキャリア内油路２３を通じてカムシャフト１０に供給される。
【００２０】
ジャーナル部１１におけるキャリア内油路２３と対向する位置には、環状の給油溝１３が設けられている。そして、カムシャフト１０の内部には図１に破線で示すように給油溝１３の底面からバルブタイミング変更機構４０まで延びる軸内油路１４が設けられている。なお、図１では２つの軸内油路１４を図示しているが、軸内油路１４の数は適宜変更することができる。
【００２１】
このようにジャーナル部１１に全周に亘って環状の給油溝１３が設けられており、給油溝１３の底面から軸内油路１４が延びていることにより、カムシャフト１０の回転位相によらず、軸内油路１４とキャリア内油路２３とが給油溝１３を介して常に接続された状態になる。そのため、バルブタイミング変更機構４０にオイルを安定的に供給することができる。
【００２２】
また、このカムシャフト１０のジャーナル部１１には、ジャーナル部１１と軸受部２１との隙間からのオイルの漏れを抑制する複数の傾斜溝１５が設けられている。傾斜溝１５はジャーナル部１１における給油溝１３を挟んで鍔１２の設けられている部分とは反対側の部分、すなわち図１においてジャーナル部１１における給油溝１３よりも右側に位置する部分に設けられている。
【００２３】
各傾斜溝１５は、図１における左側の部位ほど回転方向後方側に位置するように、すなわち給油溝１３に近い部位ほど回転方向後方側に位置するように、回転軸Ｃの延伸方向に対して傾斜している。
【００２４】
図２に示すように、傾斜溝１５は矩形の断面をなしており、その幅や深さは給油溝１３の幅や深さに比べて小さくなっている。なお、図２にもカムシャフト１０の回転方向を白抜き矢印で示している。
【００２５】
次に本実施形態にかかるカムシャフト１０の作用について説明する。
キャリア内油路２３を通じて給油溝１３にオイルが供給されると、オイルの一部は軸受部２１とジャーナル部１１との隙間に入り込む。軸受部２１とジャーナル部１１との隙間に入り込んだオイルのうち、傾斜溝１５内に入り込んだオイルは、カムシャフト１０の回転に伴い、傾斜溝１５における回転方向後方側の壁面である図２に示す後方側壁面１５ａに沿って給油溝１３側に押し戻されるようになる。そのため、軸受部２１とジャーナル部１１との隙間からのオイルの漏れが抑制されるようになる。
【００２６】
以上説明した実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）オイルを冷却して粘度を増大させる構成を採用した場合にも、軸受部２１とジャーナル部１１との隙間からのオイルの漏れを抑制することはできる。しかしながら、こうした構成を採用した場合には、カムシャフト１０を回転させる際のフリクションの増大が避けられない。これに対して、上記のようにジャーナル部１１に傾斜溝１５を設ける構成によれば、オイルの粘度を増大させずに、軸受部２１とジャーナル部１１との隙間からのオイルの漏れを抑制することができる。
【００２７】
したがって、フリクションの増大を抑制しつつ、軸受部２１とジャーナル部１１との隙間からのオイルの漏れを抑制することができる。
（２）オイルを冷却すると、オイルコントロールバルブにおけるオイルの温度とバルブタイミング変更機構４０におけるオイルの温度とが異なるため、バルブタイミング変更機構４０の操作精度が低下するおそれがある。上記のようにジャーナル部１１に傾斜溝１５を設ける構成によれば、オイルを冷却せずにオイルの漏れを抑制できるため、こうしたバルブタイミング変更機構４０の操作精度の低下を抑制できる。
【００２８】
（３）軸受部２１とジャーナル部１１との隙間からオイルが漏れによって少なくなるバルブタイミング変更機構４０へのオイルの供給量を補うためにオイルポンプの容量を大きくすると、内燃機関の燃費が悪化してしまう。また、回転軸Ｃの延伸方向における軸受部２１及びジャーナル部１１の長さを長くし、シール幅を広げれば、オイルが漏れる量は減少するが、軸受部２１及びジャーナル部１１の長さを長くすることによるシール幅の確保はカムシャフト１０の配設スペースの制約から困難な場合もある。また、ジャーナル部１１にシールリングを設けるようにすることも考えられるが、シールリングを設けると、軸受部２１にカムシャフト１０を挿入する際に、シールリングが引っ掛かりカムシャフト１０が組み付け難くなる。
【００２９】
これに対して、上記のようにジャーナル部１１に傾斜溝１５を設ける構成によれば、燃費の悪化や、占有スペースの拡大、組み付け時の作業性の悪化といった課題を生じさせずにオイルの漏れを抑制し、バルブタイミング変更機構４０へのオイルの供給量を確保することができる。
【００３０】
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態で実施することもできる。
・ジャーナル部１１における給油溝１３を挟んで位置する部分の両方に傾斜溝を設けるようにしてもよい。例えば、図３に示すカムシャフト１０では、傾斜溝１５に加えて、ジャーナル部１１における給油溝１３よりも鍔１２側に位置する部分に傾斜溝１６を設けている。傾斜溝１６は傾斜溝１５とは傾斜の向きが反対になっており、傾斜溝１６は図３における右側の部位ほど回転方向後方側に位置するように回転軸Ｃの延伸方向に対して傾斜している。これにより、給油溝１３との関係においては、傾斜溝１６も、給油溝１３に近い部位ほど回転方向後方側に位置するように回転軸Ｃの延伸方向に対して傾斜していることになる。
【００３１】
このように傾斜溝１６を設ければ、軸受部２１とジャーナル部１１との隙間に入り込んだオイルのうち、傾斜溝１６内に入り込んだオイルは、カムシャフト１０の回転に伴い、傾斜溝１６における回転方向後方側の壁面に沿って給油溝１３側に押し戻されるようになる。そのため、ジャーナル部１１における給油溝１３よりも図３の左側の部分、すなわち鍔１２が設けられている部分におけるオイルの漏れも抑制されるようになる。
【００３２】
また、傾斜溝１５を省略し、ジャーナル部１１における給油溝１３よりも鍔１２側に位置する部分にのみ傾斜溝１６を設ける構成を採用してもよい。すなわち、傾斜溝をジャーナル部１１における給油溝１３を挟んで位置する部位の少なくとも一方に設けるようにすれば、オイルを給油溝１３に押し戻す作用が生じ、オイルの漏れが抑制されるようになる。そのため、傾斜溝はジャーナル部１１における給油溝１３を挟んで位置する部分のうち、どちらに設けてもよい。
【００３３】
ただし、上記実施形態のカムシャフト１０のように鍔１２が設けられている場合には、鍔１２が設けられている部分からはオイルが漏れ難い。そのため、上記実施形態のように、ジャーナル部１１における給油溝１３を挟んで位置する部分のうち、鍔１２の設けられていない部分に傾斜溝１５を設ける構成を採用することが望ましい。
【００３４】
・傾斜溝１５，１６は必ずしも給油溝１３につながっていなくてもよい。給油溝１３につながっていなくても傾斜溝１５，１６内のオイルを給油溝１３側に押し戻すことはできるため、オイルの漏れを抑制することができる。
【００３５】
・傾斜溝１５，１６の幅、深さ、数、傾斜の角度などは適宜変更可能である。
・軸受部２１とジャーナル部１１との間にシールリングを設けるようにしてもよい。軸受部２１とジャーナル部１１との間にシールリングを設ける場合に上記のように傾斜溝１５，１６を設ける構成を採用した場合には、傾斜溝１５，１６を設けない場合と比較してシールリングにおける面圧を小さくしてもシール性を確保することができるようになる。そのため、傾斜溝１５，１６を設けない場合と比較してフリクションを低減することができる。
【００３６】
なお、傾斜溝１５，１６を設けることによって十分にオイルの漏れを抑制できる場合には、シールリングを設ける数を減らすこともできる。また、上記構成と同様に、シールリングを設けなくてもよくなる可能性もある。
【００３７】
・カムシャフト１０の端部に位置するジャーナル部１１に傾斜溝１５，１６を設ける構成を例示したが、傾斜溝１５，１６はカムシャフト１０の端部に位置するジャーナル部に限らず、他のジャーナル部に設けることもできる。給油溝が設けられたジャーナル部に給油溝に近い部位ほど回転方向後方側に位置するように傾斜した傾斜溝を設けるようにすれば、オイルを給油溝側に押し戻し、オイルの漏れを抑制する効果を得ることができるようになる。
【符号の説明】
【００３８】
１０…カムシャフト、１１…ジャーナル部、１２…鍔、１３…給油溝、１４…軸内油路、１５…傾斜溝、１５ａ…後方側壁面、１６…傾斜溝、２０…カムキャリア、２１…軸受部、２２…拡径部、２３…キャリア内油路、３０…蓋板、４０…バルブタイミング変更機構、４１…スプロケット、Ｃ…回転軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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