(57)【要約】【課題】簡単な構造を用いて外輪がハウジング内で回転するのを防止可能なころ軸受を提供する。【解決手段】ころ軸受としての針状ころ軸受２１は、軸受の軸線方向に延びる分割線によって分割された複数の外輪部材２２ａ，２２ｂを有する外輪２２と、外輪２２の軌道面に沿って配置される複数のころとしての針状ころ２３とを備える。そして、外輪部材２２ａは、その円周方向の一方側端部にのみハウジングと係合する係合爪２２ｃを有する。そして、この２つの外輪部材２２ａ，２２ｂを円周方向に連ねて円環形状の外輪２２を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、
前記外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備え、
前記外輪部材は、その円周方向の両側端部のうち一方側端部にのみハウジングと係合する係合片を有する、ころ軸受。
【請求項２】
前記係合片は、前記外輪部材の円周方向の一方側端部を径方向外側に折り曲げた係合爪である、請求項１に記載のころ軸受。
【請求項３】
カムシャフトと、
前記カムシャフトを収容するハウジングと、
前記カムシャフトを前記ハウジングに対して回転自在に支持するころ軸受を備えるカムシャフト支持構造であって、
前記ころ軸受は、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、前記外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備え、前記外輪部材は、その円周方向の両側端部のうち一方側端部にのみ前記ハウジングと係合する係合片を有する、カムシャフト支持構造。
【請求項４】
ハウジングと、
前記ハウジング内に設けられたシリンダと、
前記シリンダに連通する吸気路および排気路を開閉する弁と、
前記弁の開閉のタイミングを制御するカムシャフトと、
前記カムシャフトを回転自在に支持するころ軸受とを備える内燃機関であって、
前記ころ軸受は、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、前記外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備え、前記外輪部材は、その円周方向の両側端部のうち一方側端部にのみ前記ハウジングと係合する係合片を有する、内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車エンジン用のカムシャフト、クランクシャフト、およびロッカーシャフト等を支持するころ軸受、ころ軸受を採用したカムシャフト支持構造および内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンのカムシャフトを支持する従来の軸受が、例えば、特開２００５−９０６９６号公報（特許文献１）に記載されている。図１７を参照して、同公報に記載されているカムシャフト１０１は、カムローブ１０１ａと、ころ軸受１０２により支持される円筒状のジャーナル部１０１ｂと、端部大径部１０１ｃとを有している。
【０００３】
ここで、ジャーナル部１０１ｂの外径寸法は、カムローブ１０１ａの外径の最大寸法および端部大径部１０１ｃの外径寸法より小さくなっている。そのため、ジャーナル部１０１ｂに配置されて、カムシャフト１０１を回転自在に支持するころ軸受１０２は、カムシャフト１０１の軸方向から挿入することができない。
【０００４】
そこで、ころ軸受１０２は、複数のころ１０３と、周方向に二分された略半円筒状の保持体１０４，１０５と、シリンダヘッド１０８およびキャップ１０９の間に配置される周方向に二分された略半円筒状のレース板１０６，１０７とを有している。また、図１８を参照して、レース板１０７は円周方向両端部それぞれに径方向外側に突出する２つの突起１０７ａを有し、キャップ１０９は突起１０７ａに対応するくぼみ１０９ａを有する。
【０００５】
そして、この突起１０７ａとくぼみ１０９ａとを係合させることによって、ころ軸受１０２の回転時に、レース板１０７とキャップ１０９との間での周方向および軸方向の相対移動を禁止することができると記載されている。なお、レース板１０６とシリンダヘッド１０８との間も同様の構成である。
【特許文献１】特開２００５−９０６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記公報に記載されているころ軸受１０２において、突起１０７ａは、レース板１０７の内径面に径方向外側への力を加えて外径面を押し出すことによって形成される。その結果、ころ１０３の軌道面となるレース板１０７の内径面には、くぼみが形成されることとなる。これは、ころ１０３がくぼみ上を通過する際に振動が発生したり、ころ１０３の表面が早期に剥離する等、ころ１０３のスムーズな回転を阻害する原因となる。
【０００７】
なお、この問題は、カムシャフトを支持するころ軸受のみならず、クランクシャフトやロッカーシャフトを支持する軸受にも同様に起こりうる。
【０００８】
そこで、この発明の目的は、自動車用エンジンのカムシャフト等を支持する軸受であって、簡単な構造を用いて外輪がハウジング内で回転するのを防止可能なころ軸受を提供することである。
【０００９】
さらに、このようなころ軸受をカムシャフトを支持する軸受として採用することにより、耐久性に優れ、信頼性の高いカムシャフト支持構造および内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明に係るころ軸受は、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備える。そして、外輪部材は、その円周方向の両側端部のうち一方側端部にのみハウジングと係合する係合片を有する。
【００１１】
上記構成のように、外輪を複数の外輪部材に分割することにより、カムシャフトのように、軸受を軸方向から挿入することのできない場所にも適用することが可能となる。また、ハウジングに係合する係合片を設けることによって、軸受回転時に、外輪がハウジング内で回転するのを防止することができる。
【００１２】
また、各外輪部材の回転を防止するためには、ハウジングと係合する係合片を円周方向の一方側端部にのみ設ければ足りる。このように、係合片を設ける位置を減らすことによって、軌道面の凹みが減少してころの回転が安定すると共に、製造工数を削減して製品コストを抑えることが可能となる。
【００１３】
好ましくは、係合片は、外輪部材の円周方向の一方側端部を径方向外側に折り曲げた係合爪である。このように外輪部材の円周方向端部を径方向外側に折り曲げて係合爪を形成することにより、ころの軌道面となる外輪部材の内径面を平滑な状態に保つことができる。その結果、ころがスムーズに回転可能なころ軸受を得ることができる。
【００１４】
この発明に係るカムシャフト支持構造は、カムシャフトと、カムシャフトを収容するハウジングと、カムシャフトをハウジングに対して回転自在に支持するころ軸受を備える。ころ軸受に注目すると、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備える。そして、外輪部材は、その円周方向の両側端部のうち一方側端部にのみハウジングと係合する係合片を有する。
【００１５】
この発明に係る内燃機関は、ハウジングと、ハウジング内に設けられたシリンダと、シリンダに連通する吸気路および排気路を開閉する弁と、弁の開閉のタイミングを制御するカムシャフトと、カムシャフトを回転自在に支持するころ軸受とを備える。ころ軸受に注目すると、円弧形状の外輪部材を円周方向に複数連ねて形成される外輪と、外輪の内径面に沿って配置される複数のころとを備える。そして、外輪部材は、その円周方向の両側端部のうち一方側端部にのみハウジングと係合する係合片を有する。
【００１６】
上記構成のように外輪がハウジング内で回転するのを防止し、かつ、ころがスムーズに回転可能なころ軸受をカムシャフトを回転自在に支持する軸受として採用することにより、耐久性に優れ、信頼性の高いカムシャフト支持構造および内燃機関を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、外輪がハウジング内で回転するのを防止し、かつ、ころがスムーズに回転可能なころ軸受を得ることができる。また、このようなころ軸受をカムシャフトを支持する軸受として採用することにより、耐久性に優れ、信頼性の高いカムシャフト支持構造および内燃機関を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図９および図１０を参照して、この発明の一実施形態に係る内燃機関１１を説明する。なお、図９はこの発明の一実施形態に係る内燃機関１１のシリンダの１つを示す断面図、図１０は内燃機関１１に使用されるカムシャフト１９を示す図である。
【００１９】
まず、図９を参照して、内燃機関１１は、ハウジングとしてのシリンダブロック１２およびシリンダヘッド１３と、往復運動を回転運動に変換する運動変換機構と、混合気の吸気および燃焼ガスの排気を行う給排気機構と、点火装置としてのスパークプラグ２０とを備えるレシプロエンジンである。
【００２０】
運動変換機構は、シリンダブロック１２に収容され、シリンダブロック１２内に設けられたシリンダ１２ａの内部を往復運動するピストン１４と、フライホイール（図示せず）やクラッチ（図示せず）を介してトランスミッション（図示せず）に接続されるクランクシャフト１５と、一端がピストン１４に接続され他端がクランクシャフト１５に接続されて、ピストン１４の往復運動をクランクシャフト１５の回転運動に変換するコンロッド１６とを備える。
【００２１】
給排気機構は、シリンダヘッド１３に形成され、シリンダ１２ａに連通する吸気路１３ａおよび排気路１３ｂと、シリンダ１２ａおよび吸気路１３ａの間に配置される弁としての吸気バルブ１７と、シリンダ１２ａおよび排気路１３ｂの間に配置される弁としての排気バルブ１８と、吸気バルブ１７および排気バルブ１８の開閉のタイミングを制御するカムシャフト１９とを備える。
【００２２】
吸気バルブ１７は、バルブステム１７ａと、バルブステム１７ａの一方側端部に設けられたバルブヘッド１７ｂと、吸気バルブ１７を吸気路１３ａを閉鎖する方向に付勢するバルブスプリング１７ｃとを含み、バルブステム１７ａの他方側端部には、カムシャフト１９が接続される。なお、排気バルブ１８は、吸気バルブ１７と同様の構成であるので、説明を省略する。
【００２３】
図１０を参照して、内燃機関１１に使用されるカムシャフト１９は、軸部１９ａと、複数のカム１９ｂとを含む。軸部１９ａは、後述するこの発明の一実施形態に係る針状ころ軸受２１によって回転自在に支持される。このカムシャフト１９は、クランクシャフト１５とタイミングベルト（図示せず）によって連結されて、クランクシャフト１５の回転に伴って回転する。
【００２４】
カム１９ｂは、吸気バルブ１７または排気バルブ１８それぞれと接続されているので、バルブ１７，１８と同数設けられる。また、カム１９ｂは、図９に示すように、相対的に径の大きい長径部１９ｃと相対的に径の小さい短径部１９ｄとを含み、複数のカム１９ｂは、図１０に示すように、長径部１９ｃの位置を円周方向にずらして配置される。これにより、複数のカム１９ｂそれぞれに接続されるバルブ１７，１８をタイミングをずらして開閉することが可能となる。
【００２５】
なお、内燃機関１１は、カムシャフト１９が、シリンダヘッド１３の上側に配置され、かつ、吸気バルブ１７側と排気バルブ１８側とにそれぞれ設けられるＤＯＨＣ（Ｄｏｕｂｌｅ  Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｃａｍｓｈａｆｔ）方式のエンジンである。
【００２６】
次に、この内燃機関の作動原理を説明する。
【００２７】
まず、この内燃機関１１は、ピストン１４がシリンダ１２ａ内で最も上昇した位置（上死点）と最も降下した位置（下死点）との間を移動する工程を１工程とすると、吸気工程、圧縮工程、燃焼工程、および排気工程の４工程からなる４サイクルエンジンである。
【００２８】
吸気工程では、吸気バルブ１７が開いた状態、かつ、排気バルブ１８が閉じた状態で、ピストン１４が上死点から下死点まで移動する。これにより、シリンダ１２ａ内部（ピストン１４の上側の空間を指す、以下同じ）の容積が増加して内部の圧力が低下するので、混合気が吸気路１３ａからシリンダ１２ａ内部に流入する。なお、混合気とは、空気（酸素）と霧状にしたガソリンの混合物を指す。
【００２９】
圧縮工程では、吸気バルブ１７および排気バルブ１８が閉じた状態で、ピストン１４が下死点から上死点まで移動する。これにより、シリンダ１２ａ内部の容積が減少して内部の圧力が上昇する。
【００３０】
燃焼工程では、吸気バルブ１７および排気バルブ１８が閉じた状態で、スパークプラグ２０を点火する。これにより、圧縮状態の混合気が燃焼することによって急激に膨張してピストン１４を上死点から下死点まで押し下げる。この力をコンロッド１６を介してクランクシャフト１５に回転運動として伝達することによって、駆動力が発生する。
【００３１】
排気工程では、吸気バルブ１７が閉じた状態、かつ、排気バルブ１８が開いた状態で、ピストン１４が下死点から上死点まで移動する。これにより、シリンダ１２ａ内部の容積が減少して、燃焼ガスが排気路１３ｂに流出する。なお、この工程でピストン１４が上死点に達した後は、吸気工程に戻る。
【００３２】
なお、上記の各工程において、「吸気バルブ１７が開いた状態」とは、カム１９ｂの長径部１９ｃが吸気バルブ１７に当接して、吸気バルブ１７をバルブスプリング１７ｃに逆らって下方に押し下げられた状態を指し、「吸気バルブ１７が閉じた状態」とは、カム１９ｂの短径部１９ｄが吸気バルブ１７に当接して、吸気バルブ１７がバルブスプリング１７ｃの復元力によって上方に押し上げられた状態を指す。また、排気バルブ１８についても同様であるので、説明は省略する。
【００３３】
上記の各工程において、駆動力が発生するのは燃焼工程のみであり、その他の工程では、他のシリンダで発生した駆動力によってピストン１４が往復運動する。そのため、クランクシャフト１５の円滑な回転を維持する観点からは、複数のシリンダで燃焼行程のタイミングをずらすことが望ましい。
【００３４】
次に、図１〜図８を参照して、この発明の一実施形態に係るころ軸受としての針状ころ軸受２１と、この針状ころ軸受２１を使用したカムシャフト支持構造を説明する。なお、図１、図７および図８はこの発明の一実施形態に係るカムシャフト支持構造の組込み前後の状態を示す図、図２〜図６はこの発明の一実施形態に係る針状ころ軸受２１の各構成要素を示す図である。
【００３５】
まず、図１を参照して、この発明の一実施形態に係るカムシャフト支持構造は、カムシャフト１９と、カムシャフト１９を収容するハウジングとしてのシリンダヘッド１３およびベアリングキャップ１３ｃと、カムシャフト１９をハウジングに対して回転自在に支持する針状ころ軸受２１とを備える。
【００３６】
針状ころ軸受２１は、円弧形状の外輪部材２２ａ，２２ｂを円周方向に複数連ねて形成される外輪２２と、外輪２２の内径面に沿って配置される複数のころとしての針状ころ２３と、円周上の一箇所に軸受の軸線方向に延びる分割線を有し、複数の針状ころ２３の間隔を保持する保持器２４とを備える。
【００３７】
なお、カムシャフト１９を支持する軸受としては、針状ころ軸受２１が採用されるのが一般的である。針状ころ軸受２１は、針状ころ２３と軌道面とが線接触するので、軸受投影面積が小さい割に高負荷容量と高剛性が得られる利点を有している。したがって、負荷容量を維持しつつ、軸部１９ｂの径方向の厚み寸法を削減することができる点で好適である。
【００３８】
図２〜図４を参照して、外輪部材２２ａを説明する。なお、図２は外輪部材２２ａの側面図、図３は図２をＩＩＩ方向から見た図、図４は図２をＩＶ方向から見た図である。また、外輪部材２２ｂは外輪部材２２ａと同一の形状であるので、説明は省略する。
【００３９】
まず、図２を参照して、外輪部材２２ａは、中心角１８０°の半円形状であって、円周方向の両側端部のうち一方側端部にのみシリンダヘッド１３と係合するように径方向外側に折り曲げられた係合片としての係合爪２２ｃと、軸方向の両端部に径方向内側に突出して保持器２４の軸方向への移動を規制する鍔部２２ｄとを有する。そして、この２つの外輪部材２２ａ，２２ｂを円周方向に連ねて円環形状の外輪２２を形成する。また、外輪２２の内径面の軸方向中央部は、針状ころ２３の軌道面として機能する。
【００４０】
また、図３を参照して、外輪部材２２ａの円周方向一方側端部には、軸方向の両端部に係合爪２２ｃが２つ設けられており、２つの係合爪２２ｃの間には円周方向に凹んだ略Ｖ字型の凹部２２ｅが形成されている。なお、２つの係合爪２２ｃは、外輪部材２２ａの軌道面となる軸方向中央部を避けて両端部に、かつ、針状ころ軸受２１の回転軸線と平行な直線上に配置される。好ましくは、２つの係合爪２２ｃの間の長さＬは、針状ころ２３の有効長さｌより長く設定されている。なお、本明細書中「ころの有効長さ」とは、ころ長さから両端の面取り部の長さを除いた長さを指すものとする。
【００４１】
また、図４を参照して、外輪部材２２ａの円周方向他方側端部には、軸方向両端部に係合爪２２ｃの軸方向幅と同一幅の２つの平坦部２２ｆと、２つの平坦部２２ｆの間に先端が円弧形状で円周方向に突出した略Ｖ字型の凸部２２ｇとが設けられている。なお、凹部２２ｅは、外輪部材２２ａ，２２ｂを円周方向に連ねたときに隣接する外輪部材の凸部２２ｇを受け入れる。
【００４２】
さらに、図３および図４を参照して、外輪部材２２ａの外径面には、径方向外側から径方向内側に貫通する油穴２２ｈが設けられている。この油穴２２ｈは、ハウジングに設けられた油路（図示せず）に対応する位置に設けられて、潤滑油を針状ころ軸受２１内部に供給する。なお、油穴２２ｈの大きさ、位置、個数は、ハウジングに設けられた油路の大きさ、位置、個数に依存する。
【００４３】
上記構成の外輪部材２２ａは、炭素鋼等の鋼板をプレス加工して形成されるシェル外輪である。具体的には、外輪部材２２ａの全体形状や、係合爪２２ｃおよび鍔部２２ｄをプレス加工によって形成した後、硬度等の所定の機械的性質を得るために熱処理を施して、完成品を得る。
【００４４】
次に、図５および図６を参照して、保持器２４を説明する。なお、図５は保持器２４の側面図、図６は保持器２４の分割部分を含む部分断面図である。図５および図６を参照して、保持器２４は、円周上の一箇所に軸受の軸線方向に延びる分割線を有する略Ｃ型形状であって、針状ころ２３を収容するポケット２４ｃが円周方向の等間隔に設けられている。また、この保持器２４は、樹脂材料を射出成型して形成される。
【００４５】
また、分割部分の円周方向一方側の切断端面２４ａには凹部２４ｄが、他方側の切断端面２４ｂには凹部２４ｄに対応する凸部２４ｅが設けられており、凹部２４ｄおよび凸部２４ｅが係合することにより、円環形状の保持器２４を得ることができる。なお、この実施形態においては、凸部２４ｅの先端部分の幅が根元部分より大きく、凹部２４ｄは開口部分の幅が最奥部より小さく設定されている。これにより、凹部２４ｄと凸部２４ｅの係合を確実なものとしている。
【００４６】
上記構成の針状ころ軸受２１は、係合爪２２ｃがハウジングと係合するので、軸受回転中に外輪２２がハウジング内で回転するのを確実に防止することができる。また、係合爪２２ｃは、外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向端部を曲げ加工によって径方向外側に折り曲げて形成しているので、軌道面を平滑な状態に保つことができる。これにより、針状ころ２３が軌道面上をスムーズに回転可能となる。
【００４７】
さらに、係合爪２２ｃを外輪部材２２ａの軌道面からはずれた位置に設けることにより、係合爪２２ｃの曲げ加工等による外輪部材２２ａ，２２ｂの微小な変形が針状ころ２３の回転に与える影響を極小化することができる。その結果、針状ころ２３の回転がさらにスムーズとなる。
【００４８】
次に、図１、図７および図８を参照して、針状ころ軸受２１をカムシャフト１９に組み込む手順を説明する。
【００４９】
まず、保持器２４のポケット２４ｃそれぞれに針状ころ２３を組み込む。次に、保持器２４の弾性を利用して分割部分を広げ、カムシャフト１９に組み込む。さらに、凹部２４ｄと凸部２４ｅとを係合させて、保持器２４が外れないようにする。
【００５０】
次に、シリンダヘッド１３の上に、一方側の外輪部材２２ａ、保持器２４を組み込んだカムシャフト１９、他方側の外輪部材２２ｂ、およびベアリングキャップ１３ｃの順に組込み、シリンダヘッド１３とベアリングキャップ１３ｃとをボルト等で固定する。このとき、外輪部材２２ａの凹部２２ｅと外輪部材２２ｂの凸部２２ｇ、外輪部材２２ａの凸部２２ｇと外輪部材２２ｂの凹部２２ｅとがそれぞれ突合するように配置する。
【００５１】
また、外輪部材２２ａの係合爪２２ｃは、シリンダヘッド１３のベアリングキャップ１３ｃとの当接面に設けられた係合溝１３ｄと係合するように配置し、外輪部材２２ｂの係合爪２２ｃは、ベアリングキャップ１３ｃのシリンダヘッド１３との当接面に設けられた係合溝１３ｄと係合するように配置する。これにより、外輪部材２２ａ，２２ｂが、軸受回転中にハウジング内部で回転するのを防止することができる。
【００５２】
ここで、一般的にシリンダヘッド１３とベアリングキャップ１３ｃとの突合面は、カムシャフト１９の軸線方向、すなわち軸受の回転軸線と平行な面となる。そこで、外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向端部に設けた２つ係合爪２２ｃを針状ころ軸受２１の回転軸線と平行な直線状に配置することにより、係合爪２２ｃをシリンダヘッド１３とベアリングキャップ１３ｃとの間に係合させることができる。
【００５３】
上記の組み込み手順とすることにより、カムシャフト１９と、外輪２２と、保持器２４と、ハウジングとが同心円状に配置され、針状ころ２３が安定して回転可能な針状ころ軸受２１得ることができる。また、上記構成の針状ころ軸受２１は、外輪２２を２つの外輪部材２２ａ，２２ｂに分割し、保持器２４を円周方向の一箇所で分割したことにより、支持部分の径方向から組み込むことが可能となるので、カムシャフト１９の軸部１９ｂを支持する軸受として採用することができる。
【００５４】
なお、外輪部材２２ａ，２２ｂの突合部分は、カムシャフト１９を円周方向に負荷領域と非負荷領域に区分した場合に、非負荷領域に配置するのが望ましい。外輪部材２２ａ，２２ｂの突合部分は、温度上昇による膨張を考慮して円周方向および軸方向にある程度の隙間が設けられている。したがって、突合部分が負荷領域に配置されると、突合部分を通過する針状ころ２３の円滑な回転が阻害される恐れがあるからである。
【００５５】
なお、本明細書中「負荷領域」とは、外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向において、相対的に大きな荷重が負荷される領域を指すものとする。また、「非負荷領域」とは、外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向において、相対的に小さな荷重しか負荷されない領域を指すものとする。
【００５６】
上記の実施形態においては、カムシャフト１９を支持する軸受として針状ころ軸受２１を採用した例を示したが、この発明は、他のころ軸受、例えば、円筒ころ軸受や棒状ころ軸受にも適用することができる。
【００５７】
また、上記の実施形態における針状ころ軸受２１は、外輪２２と、針状ころ２３と、保持器２４とを含む例を示したが、これに限ることなく、保持器２４を省略した総ころ形式のころ軸受であってもよい。
【００５８】
また、上記の実施形態における外輪２２は、円周方向の二箇所で外輪部材２２ａ，２２ｂに分割した例を示したが、これに限ることなく、任意の個数に分割することが可能である。例えば、中心角１２０°の外輪部材を円周方向に３つ連ねて外輪を形成してもよい。さらには、互いに中心角の異なる複数の外輪部材を組み合わせて円環形状の外輪を形成してもよい。同様に、保持器２４についても任意の形態のものを採用することができる。
【００５９】
また、上記の実施形態における外輪部材２２ａは、鋼板をプレス加工して製造したシェル外輪の例を示したが、これに限ることなく、切削加工によって製造した削り出し外輪であってもよい。また、上記の実施形態における保持器２４は、生産効率が高く、かつ、弾性変形能の高い樹脂製保持器の例を示したが、これに限ることなく、切削加工による削り出し保持器でもよく、または、鋼板をプレス加工したプレス保持器であってもよい。
【００６０】
また、上記の実施形態における係合爪２２ｃは、外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向端部を径方向外側に折り曲げて形成した例を示したが、これに限ることなく、ハウジングに係合可能な任意の形状の係合片とすることができる。
【００６１】
また、上記の実施形態における係合爪２２ｃは、軸方向両端部の二箇所に設けた例を示したが、これに限ることなく、任意の位置に少なくとも一箇所以上設けられていればよい。例えば、軸方向の一方側端部の一箇所にのみ設けてもよいし、軸方向中央部の一箇所にのみ設けてもよい。
【００６２】
また、上記の実施形態における鍔部２２ｄは、外輪部材２２ａ，２２ｂの円周方向の全域に設けた例を示したが、これに限ることなく、円周方向の一部に部分的に設けてもよい。その際、鍔部の場所や個数は任意に設定することができるが、カムシャフト１９に組み込んだときに、非負荷領域に配置されるのが望ましい。
【００６３】
また、上記の実施形態における針状ころ軸受２１は、カムシャフト１９を支持する軸受としてだけではなく、クランクシャフトやロッカーシャフト等を支持する軸受としても広く使用することが可能である。
【００６４】
また、上記の実施形態における内燃機関１１は、カムシャフト１９が吸気バルブ１７側と排気バルブ１８側とにそれぞれ設けられ、カム１９ｂがバルブ１７，１８に直接接続されるＤＯＨＣ方式の例を示したが、これに限ることなく、１つのカムシャフトがロッカーアームを介して吸気バルブおよび排気バルブと接続されるＳＯＨＣ（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｃａｍｓｈａｆｔ）方式であってもよいし、カムシャフトがクランクシャフトの横に配置され、プッシュロッドおよびロッカーアームを介してバルブと接続されるＯＨＶ（Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｖａｌｖｅ）方式であってもよい。
【００６５】
さらに、この発明は、上記の実施形態における内燃機関１１に限られず、カムシャフトを有するあらゆる形態の内燃機関に適用することが可能である。また、この発明は、単気筒の内燃機関にも適用可能であるが、図１０に示すような多気筒エンジンに採用されるカムシャフト１９の軸部１９ｂのように、軸方向から針状ころ軸受２１を挿入できない箇所を支持する軸受として好適である。
【００６６】
上記の実施形態において、外輪部材２２ａ，２２ｂが有する係合片の例として径方向外側に折り曲げられた係合爪２２ｃの例を示したが、これに限ることなく、ハウジングと係合して外輪部材の回転を防止可能なあらゆる形態を採用することができる。例えば、図１１〜図１６を参照して、この発明の他の実施形態に係る針状ころ軸受３１を説明する。なお、図１１、図１５、および図１６この発明の他の実施形態に係るカムシャフト支持構造の組込み前後の状態を示す図、図１２〜図１４はこの発明の他の実施形態に係る外輪部材３２ａを示す図である。また、針状ころ軸受３１の基本構成は針状ころ軸受２１と共通するので、共通点の説明は省略し、相違点を中心に説明する。
【００６７】
まず、図１１を参照して、針状ころ軸受３１は、円弧形状の外輪部材３２ａ，３２ｂを円周方向に複数連ねて形成される外輪３２と、外輪３２の内径面に沿って配置される複数の針状ころ３３と、円周上の一箇所に軸受の軸線方向に延びる分割線を有し、複数の針状ころ３３の間隔を保持する保持器３４とを備え、カムシャフト１９をハウジング１３に対して回転自在に支持する。
【００６８】
外輪部材３２ａは、中心角１８０°の半円形状であって、円周方向の一方側端部にシリンダヘッド１３と係合する係合片３２ｃと、軸方向の両端部に径方向内側に突出して保持器３４の軸方向への移動を規制する鍔部３２ｄとを有する。なお、外輪部材３２ｂも同様の構成であるので、説明は省略する。
【００６９】
この係合片３２ｃは、外輪部材３２ａの円周方向の一方側端部における接線方向に突出する。また、針状ころ３３の軌道面となる外輪部材３２ａの軸方向中央部から外れた位置、すなわち、外輪部材３２ａの軸方向両端部に配置される。
【００７０】
さらに、図１５および図１６を参照して、上記構成の針状ころ軸受３１をカムシャフト１９に組み込んだ場合、外輪部材３２ａの係合片３２ｃは、隣接する外輪部材３２ｂの円周方向他方側端部の外径面に覆い被さるような状態でハウジング１３の係合溝１３ｄに係合する。外輪部材３２ｂの係合片３２ｃについても同様である。
【００７１】
上記構成とすることにより、外輪部材３２ａ，３２ｂがハウジング１３，１３ａ内で回転するのを防止することができる。さらに、外輪部材３２ａ，３２ｂの円周方向端部に係合片３２ｃを形成するために曲げ加工を必要としないので、係合片３２ｃの形成によって針状ころ３３の軌道面となる外輪部材３２ａ，３２ｂが変形することがない。その結果、針状ころ３３がスムーズに回転可能な針状ころ軸受３１を得ることができる。
【００７２】
以上、図面を参照してこの発明の実施形態を説明したが、この発明は、図示した実施形態のものに限定されない。図示した実施形態に対して、この発明と同一の範囲内において、あるいは均等の範囲内において、種々の修正や変形を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
この発明は、自動車用エンジンのカムシャフトを支持するころ軸受、カムシャフト支持構造、および内燃機関に有利に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】この発明の一実施形態に係るカムシャフト支持構造の組込み前の状態を示す図である。
【図２】この発明の一実施形態に係るころ軸受の外輪部材を示す図である。
【図３】図２のＩＩＩ方向から見た図である。
【図４】図２のＩＶ方向から見た図である。
【図５】この発明の一実施形態に係るころ軸受の保持器の側面図を示す図である。
【図６】図５の保持器の分割部分を含む部分断面図である。
【図７】図１のカムシャフト支持構造の組込み後の状態を軸方向から見た断面図である。
【図８】図１のカムシャフト支持構造の組込み後の状態を径方向から見た断面図である。
【図９】この発明の一実施形態に係る内燃機関のシリンダ１つを示す断面図である。
【図１０】図９の内燃機関に採用されるカムシャフトを示す図である。
【図１１】この発明の他の実施形態に係るカムシャフト支持構造の組込み前の状態を示す図である。
【図１２】この発明の他の実施形態に係るころ軸受の外輪部材を示す図である。
【図１３】図１２のＸＩＩＩ方向から見た図である。
【図１４】図１２のＸＩＶ方向から見た図である。
【図１５】図１１のカムシャフト支持構造の組込み後の状態を軸方向から見た断面図である。
【図１６】図１５のＰ部の拡大図である。
【図１７】従来のカムシャフト支持構造を示す図である。
【図１８】図１７のころ軸受のレース板とキャップとの拡大図である。
【符号の説明】
【００７５】
１１  内燃機関、１２  シリンダブロック、１２ａ  シリンダ、１３，１０８  シリンダヘッド、１３ａ  吸気路、１３ｂ  排気路、１３ｃ  ベアリングキャップ、１３ｄ  係合溝、１４  ピストン、１５  クランクシャフト、１６  コンロッド、１７，１８  バルブ、１７ａ，１８ａ  バルブステム、１７ｂ，１８ｂ  バルブヘッド、１７ｃ，１８ｃ  バルブスプリング、１９，１０１  カムシャフト、１９ａ  軸部、１９ｂ  カム、１９ｃ  長径部、１９ｄ  短径部、１０１ａ  カムローブ、１０１ｂ  ジャーナル部、１０１ｃ  端部大径部、２０  スパークプラグ、２１，３１  針状ころ軸受、２２，３２  外輪、２２ａ，２２ｂ，３２ａ，３２ｂ  外輪部材、２２ｃ，３２ｃ  係合爪、２２ｄ，３２ｄ  鍔部、２２ｅ，２４ｄ，３２ｅ  凹部、２２ｆ，３２ｆ  平坦部、２２ｇ，２４ｅ，３２ｇ  凸部、２２ｈ，３２ｈ  油穴、２３，３３  針状ころ、２４，３４  保持器、２４ａ，２４ｂ  切断端面、２４ｃ  ポケット、１０２  ころ軸受、１０３  ころ、１０４，１０５  保持体、１０６，１０７  レース板、１０７ａ  突起、１０９  キャップ、１０９ａ  くぼみ。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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