JP2006226183A

JP2006226183A - カムシャフト装置とその組立方法

Info

Publication number: JP2006226183A
Application number: JP2005040759A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ueno; 弘上野; Kazuyoshi Yamakawa; 和芳山川; Toshihiro Hakata; 稔博羽方
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2006-08-31
Also published as: CN101120157A; US20100147104A1; CN101120157B

Abstract

【課題】カムや転がり軸受の簡易な組み付けを可能とすることで製造コストが抑えられたカムシャフト装置とその組立方法を得ることを目的とする。
【解決手段】単一外径のカムシャフト２と、このカムシャフト２の外周に嵌合したカム列３Ａ〜３Ｄと、前記カムシャフト２の外周に嵌合すると共に当該カムシャフト２をケーシングに対して回転可能に支持する転がり軸受４、５と、前記カムシャフト２の外周に設けられ、当該カムシャフト２に対する前記カム列３Ａ〜３Ｄ及び前記転がり軸受４、５の軸方向の移動を規制する位置決めスペーサ６、７、８とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの回転に同期して回転駆動されるカムシャフト装置に関し、特に、転がり軸受を介して回転可能に支持されるカムシャフト装置に関する。

従来から、カムシャフトをケーシングへ回転可能に支持する軸受構造の一例として、カムシャフトのジャーナル部の外周を、ケーシングの軸受部により直接的に支持する滑り軸受構造が知られている。しかしながら、この場合、ジャーナル部の外周が軸受部に直接的に接触するため、短寿命、振動発生等の問題がある。このような問題を解消するために、例えば実開平６−８７０４号公報に記載されたカムシャフト構造では、ケーシングとカムシャフトとの間に、一対の深溝玉軸受が設けられ、さらに深溝玉軸受間のジャーナル部を支持すべく針状ころ軸受が設けられている。
一方、特開平４−３３４７０６号公報には別体のカムをカムシャフトに圧入して構成されるカムシャフト構造が開示されている。したがってこれらの従来技術より、カムシャフト装置の組立方法として、カムシャフトの一端から別体とされた転がり軸受及びカム、その他プーリ等の各種部品を圧入していくことが考えられる。
特開平４−３３４７０６号公報特実平６−８７０４号公報

しかしながら、転がり軸受やカムをカムシャフトに圧入する際において、当該転がり軸受やカムを所定の軸方向位置で止めなければならないので、組み立てに手間がかかり製造コストが嵩む。
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、カムや転がり軸受の簡易な組み付けを可能とすることで製造コストが抑えられたカムシャフト装置とその組立方法を得ることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は次の技術的手段を講じた。
すなわち、本発明は、単一外径のカムシャフトと、このカムシャフトの外周に嵌合したカムと、前記カムシャフトの外周に嵌合すると共に当該カムシャフトをケーシングに対して回転可能に支持する転がり軸受と、前記カムシャフトの外周に設けられ、当該カムシャフトに対する前記カム及び前記転がり軸受の軸方向の移動を規制する位置決めスペーサとを備えることを特徴とする。

上記本発明のカムシャフト装置によれば、カムシャフトの外周に設けられた位置決めスペーサによって、カム及び転がり軸受のカムシャフトに対する軸方向の移動が規制されることにより、組み付けの際において当該カムや転がり軸受の位置を調整する必要がなく、これらをカムシャフトへ簡易に組み付けることができる。

また、本発明は、単一外径のカムシャフトの外周に、カムと、前記カムシャフトをケーシングに対して回転可能に支持する転がり軸受とを当該カムシャフトの一端から順次圧入していくカムシャフト装置の組立方法であって、前記カム及び前記転がり軸受を圧入するとき、当該圧入の前及び後に所定長さの位置決めスペーサを前記カムシャフトに装着することを特徴とする。

この場合、位置決めスペーサによってカム及び転がり軸受を所定の軸方向位置で止めることができるため、カム、転がり軸受及び当該位置決めスペーサをカムシャフトに通していくだけで、カムシャフト装置が組み上がる。これにより、組立作業が非常に簡易となり製造コストを低減することができる。

本発明によれば、カムシャフトに嵌合するカム及び転がり軸受の軸方向の移動を規制する位置決めスペーサを設けたので、カムや転がり軸受の簡易な組み付けが可能となり製造コストを抑えることができる。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、カムシャフト装置１の側面図である。このカムシャフト装置１は、エンジンの回転に同期して回転駆動されるカムシャフト２と、このカムシャフト２の外周に嵌合した複数のカム列３Ａ〜３Ｄと、カムシャフト２の外周に設けられた複数の転がり軸受４，５及び位置決めスペーサ６，７，８とを備えている。このうちカムシャフト２はその両端部間にわたって単一外径で形成されている。同カムシャフト２は、カム室（ケーシング）に設けられた支持部４０に複数の転がり軸受４，５によって軸支されているものである。カムシャフトの一端部２ａ（図１左側）の外周にはタイミングプーリ９が装着されており、カムシャフト２の一端面にあけられたボルト穴２ｂにボルト１０が螺合することによって、同タイミングプーリ９がカムシャフト２から脱落しないようになっている。そして、上記タイミングプーリ９は、出力軸であるクランクシャフト（図示略）にタイミングベルト（図示略）を介して連結されていて、同クランクシャフトと同期して回転し、このタイミングプーリ９を介してカムシャフト２に動力が伝達される。

カムシャフトの他端部２ｃ（図１右側）には、キャップ１１が取り付けられている。このキャップ１１は、凹状に形成された嵌合部１１ａとボルト座部１１ｂとを有しており、同嵌合部１１ａにカムシャフトの他端部２ｃが嵌合している。さらに、ボルト１２がカムシャフトの他端面２ｃに形成されたボルト穴２ｄに螺合してボルト座部１１ｂ内に収まることで、当該キャップ１１がカムシャフト２に固定されている。また、本実施形態のカムシャフト装置１は、一つの吸気カムｋ及び一つの排気カムｈからなるカム列３Ａ〜３Ｄを備えており、図示のようにカムシャフト２の一端側から他端側に向けてカム群を構成している。

吸気カムｋ及び排気カムｈからなる上記カム列３Ａ〜３Ｄは、カムシャフト１の外周に等間隔をおいて嵌合しており、同吸気カムｋと排気カムｈとの間には転がり軸受として深溝玉軸受４が設けられている。この深溝玉軸受４は、内輪４ａと外輪４ｂとこれら内輪４ａと外輪４ｂとの間に介装された球状の転動体４ｃとよりなるものであり、吸気カムｋと排気カムｈとの間の軸方向中央部でカムシャフト２の外周に嵌合しかつカム室内で同カムシャフト２を回転可能に支持している。すなわち、同転がり軸受の内輪４ａの内周面がカムシャフト１の外周に嵌合し、かつ外輪４ｂの外周面がカム室に設けられた支持部４０で固定されている。

さらに、カムシャフトの一端部２ａにおけるタイミングプーリ９より軸方向内側に円筒ころ軸受５が設けられている。この円筒ころ軸受５は、内輪５ａと外輪５ｂとこれら内輪５ａと外輪５ｂとの間に介装された円筒状の転動体５ｃとよりなるものであり、同内輪５ａの内周面がカムシャフト１の外周面に嵌合し、同外輪５ｂの外周面がカム室に設けられた支持部４０で固定されている。カムシャフト１の中でも、回転力が伝達されるタイミングプーリ９近傍の部分でベルトテンションによる負荷荷重が大きくなる傾向にあるため、この部分をカム室に対して当該円筒ころ軸受５で回転可能に支持している。

また、カムシャフト２の外周には、上記カム群、深溝玉軸受４、円筒ころ軸受５以外に、円筒形状をなす第１〜第３の位置決めスペーサ６、７，８が設けられている。第１〜第３の位置決めスペーサ６，７，８は、それぞれ軸方向長さが異なっており、このうち第１の位置決めスペーサ６は、円筒ころ軸受５と第１カム列３Ａとの間、第１カム列３Ａと第２カム列３Ｂとの間（第１カム列３Ａの排気カムｈと第２カム列３Ｂの吸気カムｋとの間）、第２カム列３Ｂと第３カム列３Ｃとの間、第３カム列３Ｃと第４カム列３Ｄとの間に配置されており、第２の位置決めスペーサ７は、各カム列３の吸気カムｋと排気カムｈとの間に位置する深溝玉軸受４の両側に配置されており、第３の位置決めスペーサ８は、タイミングプーリ９と円筒ころ軸受５との間に配置されている。

なお、上記各位置決めスペーサの長さの順は、長い方から第１の位置決めスペーサ６、第３の位置決めスペーサ７、第２の位置決めスペーサ８となっている。図示のように、タイミングプーリ９に近い側の第１の位置決めスペーサ６の一端面は、円筒ころ軸受の内輪５ａ端面、他端面は第１カム列３Ａの吸気カムｋの端面に当接しており、それ以外の第１の位置決めスペーサ６の両端面は、それぞれ排気カムｈの端面又は吸気カムｋの端面に当接している。第２の位置決めスペーサ７の両端面は、それぞれ各カム列３の内側で対向している吸気カムｋの端面又は排気カムｈの端面と深溝玉軸受の内輪４ａの端面に当接されている。また、第３の位置決めスペーサ８の一端面はタイミングプーリ９の内径部端面に、他端面は円筒ころ軸受の内輪４ａの端面に当接している。また、第４カム列３Ｄの排気カムｈの端面は、キャップの開口端面１１ａに当接している。

このように、第１〜第３の位置決めスペーサ６、７、８によってカム列３及び転がり軸受４、５のカムシャフト２に対する軸方向位置が定まっており、すなわちカム列３及び転がり軸受４，５が軸方向でずれないようになっている。また、当該カムシャフト装置１は、カムシャフト２の外周に、カム列３と転がり軸受４，５をカムシャフト２の一端から順次圧入していくことにより組み立てられる。圧入の際に、上記第１〜第３の位置決めスペーサ６、７、８を吸気カムｋや排気カムｈ、転がり軸受４、５の圧入方向（軸方向）前後に配してカムシャフト２に一緒に嵌め込んでいくことにより、カム列３や転がり軸受４、５の互いに対向する端面間の間隔を所定の距離に規定しながら行うことができる。具体的には、まずキャップ１１をカムシャフトの他端部２ｃにボルト１２で固定し、その後カムシャフト２の一端から第４カム列３Ｄの排気カムｈ、第２の位置決めスペーサ７、深溝玉軸受４、第２の位置決めスペーサ７、第４カム列３Ｄの吸気カムｋ、第１の位置決めスペーサ６、・・・・、第１カム列３Ａの吸気カムｋ、第１の位置決めスペーサ６、円筒ころ軸受５、第３の位置決めスペーサ８、タイミングプーリ９の順に圧入していき、最後にリング部材１５を介してボルト１０を締め込む。

上記組み立て方法によれば、第１〜第３の位置決めスペーサ６、７、８があるため、圧入していく際にカム列３や転がり軸受４、５が所定の軸方向位置で止まり、これらの互いに対向する面間の間隔が所定の距離に調整される。これにより、カムシャフト２にカム列３、深溝玉軸受４、円筒ころ軸受５と共に、第１〜第３の位置決めスペーサ６、７、８を通していくだけで、カムシャフト装置１が組み上がる。したがって、組立作業が非常に簡易となり製造コストを低減することができる。なお、本発明は上記実施形態に限定するものではなく、カム列の数や配置、転がり軸受の種類や数、配置の変更に伴い、位置決めスペーサの大きさや数を変更してもよい。

本発明の一実施形態に係るカムシャフト装置の側面図である。

符号の説明

１カムシャフト装置
２カムシャフト
３Ａ〜３Ｄカム列
４深溝玉軸受
５円筒ころ軸受
６第１の位置決めスペーサ
７第２の位置決めスペーサ
８第３の位置決めスペーサ
９タイミングプーリ
１１キャップ
ｋ吸気カム
ｈ排気カム

Claims

単一外径のカムシャフトと、このカムシャフトの外周に嵌合したカムと、前記カムシャフトの外周に嵌合すると共に当該カムシャフトをケーシングに対して回転可能に支持する転がり軸受と、前記カムシャフトの外周に設けられ、当該カムシャフトに対する前記カム及び前記転がり軸受の軸方向の移動を規制する位置決めスペーサとを備えることを特徴とするカムシャフト装置。
単一外径のカムシャフトの外周に、カムと、前記カムシャフトをケーシングに対して回転可能に支持する転がり軸受とを当該カムシャフトの一端から順次圧入していくカムシャフト装置の組立方法であって、前記カム及び前記転がり軸受を圧入するとき、当該圧入の前及び後に所定長さの位置決めスペーサを前記カムシャフトに装着することを特徴とするカムシャフト装置の組立方法。