(57)【要約】【課題】転がり軸受の耐久性が低下することを防止できるカムシャフトの軸受構造を提供する。【解決手段】軸受構造１は二つの外輪部材２２を有した転がり軸受１５と転がり軸受１５を互いの間に挟み込むハウジング１３，１４と位置決め突起１６と位置決め受け穴１７を備えている。位置決め突起１６と位置決め受け穴１７は外輪部材２２同士の合わせ目を結んで形成される分割線Ｌがタイミングチェーンからカムシャフト４が受ける力の方向Ｆと略直交するように外輪部材２２をハウジング１３，１４に位置決めする。二つの外輪部材２２に設けられた位置決め突起１６が当該外輪部材２２の軸方向の中央から間隔をあけた位置に設けられている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトとの間にタイミングチェーンが掛け渡される互いに平行な一対のカムシャフトを回転自在に支持するとともに、前記カムシャフトの周方向に並べられた二つの外輪部材を有する転がり軸受と、
前記転がり軸受を互いの間に挟み込む一対のハウジング部材とを備えたカムシャフトの軸受構造において、
前記外輪部材それぞれに設けられ、かつ、前記外輪部材同士の合わせ目を結んで形成される分割線が、前記タイミングチェーンから前記カムシャフトが受ける力の方向と略直交するように、前記外輪部材を前記ハウジング部材に位置決めする位置決め部と、
前記ハウジング部材それぞれに設けられ、かつ、前記位置決め部と協働して前記ハウジング部材に前記外輪部材を位置決めする位置決め受け部とを備え、
前記二つの外輪部材のうちの少なくとも一方の外輪部材に設けられた前記位置決め部が、当該少なくとも一方の外輪部材の軸方向の中央からこの外輪部材の軸方向に間隔をあけた位置に設けられていることを特徴とするカムシャフトの軸受構造。
【請求項２】
前記位置決め受け部が、前記転がり軸受の軸芯を通りかつ前記一対のハウジング部材同士が互いに重なる面に対して直交する線分上に設けられていることを特徴とする請求項１記載のカムシャフトの軸受構造。
【請求項３】
前記位置決め部が、前記外輪部材から凸に形成され、
前記一対のハウジング部材のうちの少なくとも一方のハウジング部材に設けられた位置決め受け部が、このハウジング部材を貫通して、前記位置決め部が侵入可能な貫通孔であることを特徴とする請求項２記載のカムシャフトの軸受構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、互いに平行に一対設けられたカムシャフトをハウジング部材に回転自在に支持するカムシャフトの軸受構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンには、カムシャフトを回転自在に設ける従来から種々のカムシャフトの軸受構造（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）が用いられていた。これらの特許文献１及び特許文献２に示された従来のカムシャフトの軸受構造は、カムシャフトを回転自在に支持する転がり軸受と、前記転がり軸受を互いに挟み込んで自動車用エンジンのシリンダヘッドに取り付けられる一対のハウジング部材とを備えている。
【０００３】
転がり軸受は、周方向に並べられた二つの外輪部材を有する外輪と、この外輪の内周に転動自在に設けられる複数の転動体と、前記転動体を保持する保持器とを備えている。保持器は、内側にカムシャフトを通して、当該カムシャフトに取り付けられる。
【０００４】
ハウジング部材は、互いに重なる平坦な面に前記転がり軸受の外輪を収容する凹部が設けられている。ハウジング部材は、凹部内に転がり軸受を収容して、互いに間にカムシャフトを回転自在に挟みこむ。
【０００５】
また、前述した従来のカムシャフトの軸受構造は、外輪部材即ち外輪の軸芯周りの回転を防止するために、各外輪部材の外周面から凸の突起を設け、各ハウジング部材の凹部の内面に前記突起が侵入する凹みを設けている。
【０００６】
前述した従来のカムシャフトの軸受構造は、転がり軸受の転動体がカムシャフトと外輪との間で転動することで、当該カムシャフトをハウジング部材に対して回転自在に支持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１００１２号公報
【特許文献２】特開２００７−３２６７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
互いに平行に一対のカムシャフトとクランクシャフトとに亘ってタイミングチェーンが設けられる自動車用エンジンでは、各カムシャフトに前記タイミングチェーンから当該タイミングチェーンの内側に向かう力が作用する。このカムシャフトに作用する力は、前記一対のハウジング部材同士が重なる方向に対して交差することとなる。
【０００９】
このようにカムシャフトに作用する力が前記一対のハウジング部材同士が重なる方向に対して交差する場合には、前述した外輪部材同士の合わせ目を結んで構成される分割線が、前記カムシャフトに作用する力と略直交するように、転がり軸受をハウジング部材間に設けるのが望ましい。
【００１０】
前述した特許文献１及び特許文献２に示された従来のカムシャフトの軸受構造では、突起を外輪部材の軸方向の中央に設けているので、正規の状態で前述した分割線が前記カムシャフトに作用する力と略直交するように二つの外輪部材を設けても、各外輪部材の突起を中心とした向きを間違えて、これらの外輪部材をハウジング部材に組み付けてしまうと、前述した分割線が前記カムシャフトに作用する力と略平行になってしまう。この場合、転がり軸受の耐久性が低下するという問題が生じる。
【００１１】
また、前述した従来のカムシャフトの軸受構造では、各ハウジング部材の凹部に設けられた凹みが、各ハウジング部材の平坦な面に対して直交する方向に対して交差しているために、凹みを形成し辛いといった問題即ち加工が容易ではないといった問題が生じる。
【００１２】
したがって、本発明の第１の目的は、転がり軸受の耐久性が低下することを防止できるカムシャフトの軸受構造を提供することにある。本発明の第２の目的は、加工を容易に行うことができるカムシャフトの軸受構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決し第１の目的を達成するために、請求項１に記載の本発明のカムシャフトの軸受構造は、クランクシャフトとの間にタイミングチェーンが掛け渡される互いに平行な一対のカムシャフトを回転自在に支持するとともに、前記カムシャフトの周方向に並べられた二つの外輪部材を有する転がり軸受と、前記転がり軸受を互いの間に挟み込む一対のハウジング部材とを備えたカムシャフトの軸受構造において、前記外輪部材それぞれに設けられ、かつ、前記外輪部材同士の合わせ目を結んで形成される分割線が、前記タイミングチェーンから前記カムシャフトが受ける力の方向と略直交するように、前記外輪部材を前記ハウジング部材に位置決めする位置決め部と、前記ハウジング部材それぞれに設けられ、かつ、前記位置決め部と協働して前記ハウジング部材に前記外輪部材を位置決めする位置決め受け部とを備え、前記二つの外輪部材のうちの少なくとも一方の外輪部材に設けられた前記位置決め部が、当該少なくとも一方の外輪部材の軸方向の中央からこの外輪部材の軸方向に間隔をあけた位置に設けられていることを特徴としている。
【００１４】
前記第１の目的に加え、第２の目的を達成するために、請求項２に記載の本発明のカムシャフトの軸受構造は、請求項１に記載のカムシャフトの軸受構造において、前記位置決め受け部が、前記転がり軸受の軸芯を通りかつ前記一対のハウジング部材同士が互いに重なる面に対して直交する線分上に設けられていることを特徴としている。
【００１５】
請求項３に記載の本発明のカムシャフトの軸受構造は、請求項２に記載のカムシャフトの軸受構造において、前記位置決め部が、前記外輪部材から凸に形成され、前記一対のハウジング部材のうちの少なくとも一方のハウジング部材に設けられた位置決め受け部が、このハウジング部材を貫通して、前記位置決め部が侵入可能な貫通孔であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載の本発明によれば、少なくとも一方の外輪部材に設けられた位置決め部が、当該少なくとも一方の外輪部材の軸方向の中央から間隔をあけた位置に設けている。このために、位置決め部を中心とした向きを間違えて、この少なくとも一方の外輪部材をハウジング部材に組み付けると、ハウジング部材に組みつけられた外輪部材の状態が正規の状態と異なる。したがって、位置決め部を中心とした向きを間違えて、外輪部材がハウジング部材に産み付けられたか否かを容易に把握でき、各外輪部材を正規の状態でハウジング部材に取り付けているか否かを容易に把握することができる。このために、外輪部材同士の合わせ目を結んで形成される分割線を確実にカムシャフトが受ける力の方向と略直交させることができる。よって、請求項１記載の本発明のカムシャフトの軸受構造は、転がり軸受の耐久性を低下させることを確実に防止できる。
【００１７】
請求項２記載の本発明によれば、ハウジング部材それぞれに設けられた位置決め受け部を、一対のハウジング部材同士が重なる面に対して直交する線分上に設けているので、通常、各ハウジング部材に設けられる締結用の孔部と同方向から、位置決め受け部を形成することができる。よって、位置決め受け部を形成しやすくなる即ち、位置決め受け部の加工を容易に行うことができる。
【００１８】
請求項３記載の本発明によれば、一対のハウジング部材のうちの少なくとも一方に設けられた位置決め受け部が貫通孔であるので、当該少なくとも一方のハウジング部材の外側から切削加工により位置決め受け部を形成することができる。したがって、少なくとも一方のハウジング部材に設けられた位置決め受け部を容易に形成できる即ち、位置決め受け部の加工をより容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態にかかるカムシャフトの軸受構造を備えたエンジンを模式的に示す正面図である。
【図２】図１に示されたエンジンの要部の平面図である。
【図３】図１に示されたエンジンの要部の正面図である。
【図４】図１に示されたエンジンのカムシャフトの軸受構造の分解斜視図である。
【図５】図２中のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。
【図６】図５中のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。
【図７】図５中のＶＩＩ部を拡大して示す断面図である。
【図８】（ａ）は正規の状態で転がり軸受がハウジングに位置決めされた状態を示す説明図であり、（ｂ）は非正規の状態で転がり軸受がハウジングに位置決めされた状態を示す説明図である。
【図９】図２に示されたエンジンの変形例の要部の平面図である。
【図１０】図９に示されたエンジンのカムシャフトの軸受構造の分解斜視図である。
【図１１】図９中のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。
【図１２】図９中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態にかかるカムシャフトの軸受構造（以下、単に軸受構造と呼ぶ）を、図１乃至図８を参照して説明する。カムシャフトの軸受構造１は、図１、図２及び図３に示すように、自動車のエンジン２のシリンダヘッド３に、当該エンジン２のカムシャフト４を回転自在に支持する構造である。エンジン２は、勿論、図１及び図３に示すように、前述したシリンダヘッド３と、このシリンダヘッド３に取り付けられるシリンダブロック５と、一つのクランクシャフト６（図１に示す）と、一対のカムシャフト４とを備えている。クランクシャフト６は、シリンダブロック５の図１中の下端部に設けられ、かつ当該シリンダブロック５に回転自在に支持されている。クランクシャフト６の一端部には、スプロケット８が取り付けられている。
【００２１】
一対のカムシャフト４は、互いに水平方向に間隔をあけて平行に設けられている。一対のカムシャフト４は、クランクシャフト６と平行に設けられている。カムシャフト４の一端部には、スプロケット９が取り付けられている。また、カムシャフト４は、図４に示すように、段階的に外径が異なる円柱状に形成されたシャフト本体１０と、当該シャフト本体１０の外周面から凸の複数の鍔部１１ａとカム１１ｂとを備えている。
【００２２】
前述したクランクシャフト６に取り付けられたスプロケット８と、一対のカムシャフト４に取り付けられたスプロケット９とには、無端（輪）状のタイミングチェーン１２が掛け渡されている。即ち、一対のカムシャフト４は、クランクシャフト６との間にタイミングチェーン１２が掛け渡されている。このために、カムシャフト４には、タイミングチェーン１２の内側に向かう力Ｆ（タイミングチェーン１２からカムシャフト４が受ける力に相当）が作用している。なお、この力Ｆは、スプロケット９のタイミングチェーン１２に接触する箇所Ｓ１，Ｓ２（図３に示す）を結んで形成される線分Ｓ（図３に示す）に対して直交している。
【００２３】
軸受構造１は、図４、図５、図６及び図７に示すように、ロアハウジング１３（ハウジング部材に相当する）と、アッパハウジング１４（ハウジング部材に相当する）と、転がり軸受１５と、位置決め部としての位置決め突起１６と、位置決め受け部としての位置決め穴１７とを備えている。
【００２４】
ロアハウジング１３は、シリンダヘッド３に取り付けられる。アッパハウジング１４は、ボルト１８（図６に示す）により、ロアハウジング１３に取り付けられる。ロアハウジング１３と、アッパハウジング１４は、水平方向に沿って平坦に形成され、かつ互いに重なる重なり面１３ａ，１４ａ（面に相当する）が設けられている。また、ロアハウジング１３とアッパハウジング１４とには、それぞれ、前記重なり面１３ａ，１４ａから凹の軸受用凹み１３ｂ，１４ｂが設けられている。軸受用凹み１３ｂ，１４ｂは、断面円弧状に形成されている。アッパハウジング１４と、ロアハウジング１３は、軸受用凹み１３ｂ，１４ｂ内に転がり軸受１５を収容する。アッパハウジング１４と、ロアハウジング１３は、軸受用凹み１３ｂ，１４ｂ内に転がり軸受１５を収容することで、当該転がり軸受１５を互いの間に挟みこむ。
【００２５】
転がり軸受１５は、外輪１９と、複数の転動体としての針状ころ２０と、保持器２１とを備えている。外輪１９は、二つの外輪部材２２で構成されている。これら二つの外輪部材２２は、周方向に並べられており、周方向に並べられることで、恰も一つの円環状の輪を構成する。各外輪部材２２の周方向の縁は、山形又は緩やかなＶ字状に形成されている。二つの外輪部材２２即ち外輪１９の軸方向の寸法は、ハウジング１３，１４のカムシャフト４の軸方向の幅と略等しく形成されている。
【００２６】
針状ころ２０は、細長い略円柱状に形成されており、カムシャフト４の最もスプロケット９寄りの二つの鍔部１１a間の外周面上に設けられている。針状ころ２０は、前記カムシャフト４の外周面上を転動自在に設けられている。保持器２１は、針状ころ２０の軸芯が転がり軸受１５の軸方向と平行になり、かつ複数の針状ころ２０の間隔が等間隔となるように、複数の針状ころ２０を保持している。
【００２７】
前述した転がり軸受１５は、まず、針状ころ２０を保持した帯状の保持器２１をカムシャフト４の外周に取り付け、保持器２１の外周に半円弧状の外輪部材２２を取り付けた後、前記軸受用凹み１３ｂ，１４ｂ内に収容される。こうして、転がり軸受１５は、ハウジング１３，１４間に挟み込まれるとともに、カムシャフト４を回転自在に支持する。
【００２８】
位置決め突起１６は、各外輪部材２２の外周面から凸に形成されている。各外輪部材２２に設けられた位置決め突起１６は、当該外輪部材２２の軸方向の中央から間隔をあけた位置に設けられている。なお、図示例では、各外輪部材２２に設けられた位置決め突起１６は、転がり軸受１５の軸芯を挟んで、互いに鉛直方向に並ぶ位置に設けられている。
【００２９】
位置決め穴１７は、各ハウジング１３，１４の軸受用凹み１３ｂ，１４ｂの内面から凹に形成されている。位置決め穴１７は、内側に位置決め突起１６を収容して、位置決め突起１６と協働してハウジング１３，１４に外輪部材２２を位置決めする。こうして、位置決め突起１６と位置決め穴１７は、協働してハウジング１３，１４に外輪部材２２を位置決めする。
【００３０】
なお、図示例では、各ハウジング１３，１４に設けられた位置決め穴１７は、転がり軸受１５の軸芯を挟んで、互いに鉛直方向に並ぶ位置に設けられている。このために、位置決め穴１７は、転がり軸受１５の軸芯を通りかつ重なり面１３ａ，１４ａに対して直交する線分上に設けられている。本実施形態では、位置決め穴１７は、ハウジング１３，１４を貫通していない。また、位置決め穴１７には、潤滑油を通す通路２３（図７に示す）が連通している。
【００３１】
また、位置決め突起１６と位置決め穴１７とは、図８（ａ）に示すように、ハウジング１３，１４に正規の状態で外輪部材２２が位置決めされると、ハウジング１３，１４の両端から外輪部材２２が突出しない。位置決め突起１６と位置決め穴１７とは、ハウジング１３，１４に正規の状態で外輪部材２２が位置決めされると、外輪部材２２同士の合わせ目を結んで形成される分割線Ｌが、図６に示すように、前記力Ｆの方向と略直交する位置に設けられている。
【００３２】
なお、本発明でいう略直交するとは、分割線Ｌと力Ｆの方向との成す角度が６０度から９０度の範囲内にあることをいう。前述した位置決め突起１６と位置決め穴１７とが前述した位置に設けられているので、外輪部材２２がハウジング１３，１４に非正規の状態で位置決めされて、分割線Ｌが前記力Ｆの方向と略平行になると、図８（ｂ）に示すように、ハウジング１３，１４の一方の縁から外輪部材２２が突出する。このため、作業員などが、ハウジング１３，１４に非正規の状態で外輪部材２２が位置決めされていることを容易に認識できる。
【００３３】
本実施形態によれば、外輪部材２２に設けられた位置決め突起１６が、当該外輪部材２２の軸方向の中央から間隔をあけた位置に設けているために、位置決め突起１６を中心とした向きを間違えて、外輪部材２２をハウジング１３，１４に組み付けると、ハウジング１３，１４に組みつけられた外輪部材２２の状態が、図８（ｂ）に示すように、正規の状態（図８（ａ）に示す）と異なる。したがって、位置決め突起１６を中心とした向きを間違えて、外輪部材２２がハウジング１３，１４に産み付けられたか否かを容易に把握でき、各外輪部材２２を正規の状態でハウジング１３，１４に取り付けているか否かを容易に把握することができる。このために、外輪部材２２同士の合わせ目を結んで形成される分割線Ｌを確実にカムシャフト４が受ける力Ｆの方向と略直交させることができる。よって、軸受構造１は、転がり軸受１５の耐久性を低下させることを確実に防止できる。
【００３４】
ハウジング１３，１４それぞれに設けられた位置決め穴１７を、一対のハウジング１３，１４同士が重なる面に対して直交する線分上に設けているので、通常、各ハウジング１３，１４に設けられる軸受用凹み１３ｂ，１４ｂなどの凹凸と同方向から、位置決め受け部としての位置決め穴１７を形成することができる。よって、位置決め受け部としての位置決め穴１７を形成しやすくなる即ち、位置決め受け部としての位置決め穴１７の加工を容易に行うことができる。
【００３５】
前述した実施形態では、位置決め穴１７を、ハウジング１３，１４を貫通させずに軸受用凹み１３ｂ，１４ｂの内面から凹に形成したが、本発明では、図９乃至図１２に示すように、位置決め受け部として位置決め用貫通孔２４（貫通孔に相当）を設けてもよい。なお、図９乃至図１２において、前述した実施形態と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。図９乃至図１２では、位置決め位置決め用貫通孔２４は、アッパハウジング１４を貫通している。
【００３６】
これら図９乃至図１２に示された場合によれば、アッパハウジング１４に設けられた位置決め受け部が位置決め用貫通孔２４であるので、当該アッパハウジング１４の外側から切削加工により位置決め受け部としての位置決め用貫通孔２４を形成することができる。したがって、アッパハウジング１４に設けられた位置決め受け部としての位置決め用貫通孔２４を容易に形成できる即ち、位置決め受け部としての位置決め用貫通孔２４の加工をより容易に行うことができる。
【００３７】
なお、図９乃至図１２に示された場合では、アッパハウジング１４に設けられた位置決め受け部を位置決め用貫通孔２４としたが、本発明では、ロアハウジング１３に設けられた位置決め受け部を位置決め用貫通孔２４としても良い。要するに、本発明では、ハウジング１３，１４のうち少なくとも一方に設けられた位置決め受け部を位置決め用貫通孔２４とすればよい。
【００３８】
また、前述した実施形態では、各外輪部材２２に設けた位置決め突起１６を当該外輪部材２２の軸方向の中央から間隔をあけた位置に設けたが、本発明では、少なくとも一方の外輪部材２２に設けた位置決め突起１６を当該外輪部材２２の軸方向の中央から間隔をあけた位置に設ければよい。
【００３９】
なお、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、外輪部材２２に位置決め用穴１７又は位置決め用貫通孔２４を設け、ハウジング１３，１４に位置決め突起１６を設けてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  カムシャフトの軸受構造
４  カムシャフト
６  クランクシャフト
１２  タイミングチェーン
１３  ロアハウジング（ハウジング部材）
１４  アッパハウジング（ハウジング部材）
１５  転がり軸受
１６  位置決め突起（位置決め部）
１７  位置決め穴（位置決め受け部）
１９  外輪
２２  外輪部材
２４  位置決め用貫通孔（位置決め受け部、貫通孔）
Ｌ  分割線
Ｆ  力
【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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