JP2006226184A - Camshaft device and its assembling method - Google Patents
Camshaft device and its assembling method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006226184A JP2006226184A JP2005040761A JP2005040761A JP2006226184A JP 2006226184 A JP2006226184 A JP 2006226184A JP 2005040761 A JP2005040761 A JP 2005040761A JP 2005040761 A JP2005040761 A JP 2005040761A JP 2006226184 A JP2006226184 A JP 2006226184A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- camshaft
- cam
- rolling bearing
- bearing
- attached
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Abstract
Description
この発明は、カムを有しているシャフトを軸受により支持しているカムシャフト装置及びその組立方法に関する。 The present invention relates to a camshaft device in which a shaft having a cam is supported by a bearing and an assembling method thereof.
自動車のエンジンにおいて、給排気用の弁を動作させるためのカムを有しているカムシャフトを回転可能に支持している装置として従来知られるものに、図7に示すように全ての軸受を滑り軸受42としているものがある(例えば、特許文献1参照)。しかし、エンジンの燃費向上を図るために、摩擦抵抗が小さい転がり軸受によりカムシャフトを支持する構造が提案されている。
また、従来のカムシャフトは、図7に示すようにシャフト本体部44とカム部43とが一体ものとして製造されている。つまり、カムシャフトは、例えばシャフト本体部44と複数のカム部43とが一体となるよう鋳造されている。
また、エンジンにおける気筒数が複数となってカムシャフトが長くなると、カムシャフトの中間部分においても軸受により支持する必要がある。そして、一対のカム間に設けられてカムシャフトの中間部分を支持する環状の軸受は、軸方向の分割面を有するよう2分割された構成とされている。これは、カム部43がシャフト本体部44と一体とされており、かつ、カム部43はシャフト本体部44よりも外径が大きくされているためであり、2分割とした軸受によりシャフト本体部44を挟むよう組み立てる必要があるからである。
In an engine of an automobile, all the bearings are slipped as shown in FIG. 7 in what is conventionally known as a device that rotatably supports a camshaft having a cam for operating a valve for supplying and exhausting air. There is a bearing 42 (see, for example, Patent Document 1). However, in order to improve the fuel consumption of the engine, a structure has been proposed in which the camshaft is supported by a rolling bearing having a low frictional resistance.
Further, as shown in FIG. 7, the conventional camshaft is manufactured by integrating the
Further, when the number of cylinders in the engine is increased and the camshaft becomes longer, it is necessary to support the camshaft at the intermediate portion by the bearing. The annular bearing provided between the pair of cams and supporting the intermediate portion of the camshaft is divided into two so as to have an axially divided surface. This is because the
カムシャフトの中間部分において滑り軸受を備えたものとしては、例えば、特許文献2に示すようなものがあり、滑り軸受の場合は2分割構造を採用することが可能であり、一般的に行われている。
また、転がり軸受を備えたものとしては、例えば、特許文献3に示すようなものがあり、この転がり軸受は、玉軸受構造であって外輪が2分割されている。しかし、分割構造とされたこの玉軸受は軌道面につなぎ目(切断線)が存在するため、そのつなぎ目を玉が通過する際に振動や騒音が発生し、さらに、軸受の寿命を低下させてしまうという問題点がある。従って、玉軸受を用いたカムシャフト装置の実用化は困難とされている。
軌道輪が分割構造とされる転がり軸受としては、他に直線状の軌道を有する円筒ころ軸受、ニードル軸受が考えられるが、円筒ころ軸受は径方向寸法が非常に大きくなって装置を大型化させるという問題点を有しており、ニードル軸受はシャフトのたわみに転動体が追従せずエッジロードが生じ、寿命を低下させてしまうという問題点を有している。
そこで、特許文献4に示すような、軌道輪を2分割としないで組立が可能となる構造が考えられる。つまり、転がり軸受を一対のカム間に設けるために、カムの最大外径よりも大きい直径のフランジ部(ジャーナル部)をシャフトに設け、そのフランジ部の外周側に転がり軸受を設けている。
As a thing provided with the sliding bearing in the intermediate part of the camshaft, there exists a thing as shown, for example in
Moreover, as what is provided with the rolling bearing, there exists a thing as shown in
Other examples of rolling bearings in which the race rings are divided are cylindrical roller bearings and needle bearings having linear raceways, but cylindrical roller bearings have a very large radial dimension and increase the size of the device. The needle bearing has a problem that the rolling element does not follow the deflection of the shaft and an edge load is generated, thereby shortening the life.
Therefore, a structure that can be assembled without dividing the raceway into two parts as shown in Patent Document 4 is conceivable. That is, in order to provide the rolling bearing between the pair of cams, a flange portion (journal portion) having a diameter larger than the maximum outer diameter of the cam is provided on the shaft, and the rolling bearing is provided on the outer peripheral side of the flange portion.
特許文献4に記載されている装置は、カムの影響を受けることなく、転がり軸受をシャフトの端部から軸方向に移動させてフランジ部に外嵌させて組み立てることができる。しかし、この場合、フランジ部の直径がカムの最大外径よりも大きくされているため、カムを収容させる空間部を無駄に広くさせる必要があり、エンジンのハウジング全体が大きくなってしまうという問題点を有している。
つまり、一対のカムの間においてカムシャフトを軸受により支持する場合、カムシャフトを中心とした径方向寸法を小さくさせるためには軸受を分割構造にする必要があるが、この場合、つなぎ目を転動体が通過するため振動、騒音、寿命低下といった問題点がある。一方、軸受につなぎ目を無くするために環状の一体ものからなる軌道輪を有する軸受とすると、組み立てのために全体の寸法が大きくなってしまう。
The apparatus described in Patent Document 4 can be assembled by moving the rolling bearing in the axial direction from the end portion of the shaft and fitting it to the flange portion without being affected by the cam. However, in this case, since the diameter of the flange portion is larger than the maximum outer diameter of the cam, it is necessary to wastefully widen the space for accommodating the cam, and the entire engine housing becomes large. have.
In other words, when a camshaft is supported by a bearing between a pair of cams, it is necessary to make the bearing a split structure in order to reduce the radial dimension around the camshaft. There are problems such as vibration, noise, and life reduction. On the other hand, if a bearing having an annular ring is used to eliminate joints in the bearing, the overall dimensions are increased for assembly.
そこで、この発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、転がり軸受を用いることにより低トルク化が図れ、さらに、軸受寿命を低下させることがなく、カムシャフトを中心とした径方向寸法を小さくすることのできるカムシャフト装置及びその組立方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above problems, and by using a rolling bearing, the torque can be reduced, and further, the radial dimension centered on the camshaft without reducing the bearing life. It is an object of the present invention to provide a camshaft device and an assembling method thereof.
前記目的を達成するためのこの発明のカムシャフト装置は、カムシャフトと、前記カムシャフトと別体であって貫通孔を有して当該カムシャフトに外嵌状に取り付けられているカムと、環状の一体物からなる軌道輪を有し前記カムシャフトを回転可能に支持している転がり軸受とを備えていることを特徴としている。
このような構成によれば、転がり軸受によりカムシャフトを支持することで、軸受における摩擦抵抗を小さくして回転の際の摩擦損失を低減できる。特に回転始動時、低速回転時における摩擦抵抗を小さくすることができる。
そして、カムがカムシャフトと別体とされていることにより、転がり軸受をカムシャフトの端部から外嵌状として移動させ所定位置に取り付けることができる。従って、転がり軸受の軌道輪を分割構造とする必要がなく、軌道面につなぎ目を生じさせない。さらに、カムシャフトにおいて軸方向に直線状の外周面に直接的に転がり軸受を設けることができ、従来のように転がり軸受を外嵌させるためのカム部よりも大径であるフランジ部を必要としない。これにより、カムシャフトを中心とする径方向寸法を小さくすることができる。
In order to achieve the above object, a camshaft device according to the present invention includes a camshaft, a cam which is a separate body from the camshaft and has a through-hole and is attached to the camshaft in an outer fitting manner, and an annular shape And a rolling bearing that rotatably supports the camshaft.
According to such a configuration, by supporting the camshaft by the rolling bearing, the frictional resistance in the bearing can be reduced and the friction loss during rotation can be reduced. In particular, the frictional resistance at the time of starting rotation and during low-speed rotation can be reduced.
Since the cam is separated from the camshaft, the rolling bearing can be moved from the end of the camshaft as an external fitting shape and attached to a predetermined position. Therefore, it is not necessary to make the bearing ring of the rolling bearing have a divided structure, and no joint is formed on the raceway surface. Furthermore, a rolling bearing can be provided directly on the outer peripheral surface that is linear in the axial direction in the camshaft, and a flange portion that is larger in diameter than the cam portion for externally fitting the rolling bearing is required. do not do. As a result, the radial dimension around the camshaft can be reduced.
また、前記カムは、前記カムシャフトに締め代をもって嵌合して固定されているのが好ましい。この構成によれば、カムの取り付けが簡単かつ強固なものとでき、さらに、別途固定部材が不要であり部品点数を低減できる。 Moreover, it is preferable that the cam is fitted and fixed to the camshaft with a tightening margin. According to this configuration, the cam can be easily and firmly attached, and a separate fixing member is not required and the number of parts can be reduced.
また、前記カムシャフトは、前記カムが取り付けられる部位と前記転がり軸受が取り付けられる部位とが同径とされているのが好ましい。カムシャフトを直線状(ストレート状)とすることにより、カムシャフトのセンタレス加工が可能となる。さらに、カムと転がり軸受とを夫々カムシャフトの端部から所定位置まで外嵌状として軸方向移動させ、取り付けることができる。 In the camshaft, it is preferable that a portion where the cam is attached and a portion where the rolling bearing is attached have the same diameter. By making the camshaft straight (straight), centerless machining of the camshaft becomes possible. Furthermore, the cam and the rolling bearing can be attached by moving in the axial direction from the end of the camshaft to a predetermined position as an external fit.
また、前記転がり軸受は、深溝玉軸受とされている。これによれば、カムシャフトがたわみ、軸受部においてたわみ角が生じても、転がり軸受の転動体である玉と、曲面とされる軌道面との間において追従性を有するため、ニードル軸受で生じるようなエッジロードが発生することがない。
さらに、軸受においてカムシャフトに作用するアキシャル荷重を受けることができる。つまり、アキシャル荷重を受ける部材を別途用いることなく、カムシャフトの軸方向の変位、移動を規制することができる。
The rolling bearing is a deep groove ball bearing. According to this, even if the camshaft is bent and a deflection angle is generated in the bearing portion, it occurs in the needle bearing because it has a followability between the ball that is a rolling element of the rolling bearing and the raceway surface that is a curved surface. Such edge loading does not occur.
Further, it is possible to receive an axial load acting on the camshaft in the bearing. That is, the axial displacement and movement of the camshaft can be regulated without using a member that receives an axial load.
また、前記カムシャフトの外周面に前記転がり軸受の内輪軌道溝が形成されているのが好ましい。これにより、カムシャフトを転がり軸受の内輪とすることができ、部品点数の削減が可能であると共に、負荷容量を大きくさせることができる。 Further, it is preferable that an inner ring raceway groove of the rolling bearing is formed on an outer peripheral surface of the camshaft. Thereby, the camshaft can be used as an inner ring of a rolling bearing, the number of parts can be reduced, and the load capacity can be increased.
また、前記転がり軸受の外輪の外周面に、弾性を有するリング部材が取り付けられているのが好ましい。この構成によれば、転がり軸受の外輪の外周面とカムシャフトを収容するハウジングの内周面との間に、弾性を有するリング部材を介在させることにより、転がり軸受とハウジングとの径方向の熱膨張差による隙間などを解消することができる。特に滑り軸受よりも径方向寸法が大きくなる転がり軸受において効果的であり、さらに、アルミ製のハウジングの場合に一層効果的である。さらに、カムシャフトを支持する転がり軸受における振動、音を抑制することができる。 Moreover, it is preferable that the ring member which has elasticity is attached to the outer peripheral surface of the outer ring | wheel of the said rolling bearing. According to this configuration, the elastic ring member is interposed between the outer peripheral surface of the outer ring of the rolling bearing and the inner peripheral surface of the housing that houses the camshaft, so that the radial heat between the rolling bearing and the housing can be obtained. A gap due to a difference in expansion can be eliminated. This is particularly effective for a rolling bearing having a larger radial dimension than a sliding bearing, and more effective for an aluminum housing. Furthermore, vibration and sound in the rolling bearing that supports the camshaft can be suppressed.
また、前記カムシャフトにはカムシャフト回転駆動用の円板が取り付けられており、前記カムシャフトの前記円板の近傍部は、ころ軸受により支持されているのが好ましい。
これによれば、カムシャフトをその軸心回りに回転させるための円板(例えばプーリ)が設けられている部分には、大きなラジアル荷重が作用するが、負荷容量の大きいころ軸受を用いることで、安定して支持することができる。なお、カムシャフト回転駆動用の円板には、プーリ、スプロケット、歯車が含まれる。
In addition, it is preferable that a cam shaft rotation drive disc is attached to the cam shaft, and the vicinity of the disc of the cam shaft is supported by a roller bearing.
According to this, a large radial load acts on a portion where a disc (for example, a pulley) for rotating the camshaft around its axis is applied, but by using a roller bearing having a large load capacity, , Can be supported stably. Note that the camshaft rotation drive disk includes a pulley, a sprocket, and a gear.
さらに、複数のカム及び複数の転がり軸受がカムシャフトの軸方向の所定位置に夫々配設されて成るカムシャフト装置の組立方法において、前記カムシャフトと別体とされると共に貫通孔を有する前記カム及び前記転がり軸受を、直線状の前記カムシャフトの端部から順次夫々の前記所定位置まで軸方向に移動させ、前記カム及び前記転がり軸受を前記カムシャフトに取り付けることを特徴としている。
これによれば、転がり軸受をカムシャフトの軸方向に沿って移動させて所定の位置に取り付けているため、転がり軸受の軌道輪を分割構造とさせる必要がない。従って、転がり軸受の軌道面につなぎ目が生じることがない。そして、転がり軸受をカムシャフトに取り付けてからその隣側にカムを取り付けることができるため、従来のように、カムの最大外径を超える内径の内輪を有した転がり軸受とする必要がない。従って、この組立方法により組み立てられるカムシャフト装置は、径方向の寸法を小さくできる。
また、標準化されたカム、転がり軸受をカムシャフトの任意の軸方向位置に設けることができるため、カムシャフトの仕様の変更(エンジンの気筒の位置や数の変更)に対して簡単に対応できる。
Furthermore, in the method of assembling a camshaft device, wherein a plurality of cams and a plurality of rolling bearings are respectively disposed at predetermined positions in the axial direction of the camshaft, the cams are separated from the camshaft and have a through hole. The rolling bearing is moved in the axial direction sequentially from the end portion of the linear camshaft to each predetermined position, and the cam and the rolling bearing are attached to the camshaft.
According to this, since the rolling bearing is moved along the axial direction of the camshaft and attached at a predetermined position, it is not necessary to make the raceway of the rolling bearing have a split structure. Therefore, there is no seam on the raceway surface of the rolling bearing. And since it can attach to a camshaft after attaching a rolling bearing to a camshaft, it is not necessary to set it as the rolling bearing which has the inner ring | wheel of the internal diameter exceeding the maximum outer diameter of a cam like the past. Therefore, the camshaft device assembled by this assembling method can reduce the radial dimension.
Further, since the standardized cam and rolling bearing can be provided at any axial position of the camshaft, it is possible to easily cope with changes in the specifications of the camshaft (changes in the position and number of engine cylinders).
また、この組立方法において、前記カムを、当該カムの貫通孔において前記カムシャフトとの間で締め代をもって嵌合させて当該カムシャフトに固定するのが好ましい。この構成によれば、カムの取り付けが簡単かつ強固なものとでき、別途固定部材が不要であり部品点数を低減できる。 In this assembling method, it is preferable that the cam is fitted to the camshaft with a tightening margin in the through hole of the cam and fixed to the camshaft. According to this configuration, the cam can be easily and firmly attached, no separate fixing member is required, and the number of parts can be reduced.
本発明によれば、転がり軸受を採用することによりカムシャフトの低トルク化が図れ、自動車などのエンジンに用いた場合に燃費の向上に貢献できる。転がり軸受の軌道溝につなぎ目を無くすることができるため、軸受寿命を延ばすことができる。また、カムシャフトを中心とする径方向寸法を小さくすることができる。 According to the present invention, by adopting a rolling bearing, the torque of the camshaft can be reduced, and when used in an engine such as an automobile, it can contribute to an improvement in fuel consumption. Since the joints can be eliminated from the raceway grooves of the rolling bearing, the bearing life can be extended. Further, the radial dimension around the camshaft can be reduced.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、この発明の実施の一形態に係るカムシャフト装置を示す一部断面の側面図である。このカムシャフト装置は、例えば、自動車用エンジンの給排気弁の作動用のカムシャフト機構において用いることができる。この装置は、カムシャフト1に複数のカム2及び複数の転がり軸受3が、カムシャフト1の軸方向の所定位置に配設されて成る。そして、一対で1組とされているカム2の間に、1つの転がり軸受3が設けられている。
図2は、図1の要部を示す拡大断面図であり、この装置は、直線状のカムシャフト1と、カムシャフト1と別体であってカムシャフト1に外嵌状に取り付けられている卵形のカム2と、カムシャフト1を回転可能に支持している複数の転がり軸受3とを備えている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view showing a camshaft device according to an embodiment of the present invention. This camshaft device can be used, for example, in a camshaft mechanism for operating an air supply / exhaust valve of an automobile engine. In this apparatus, a plurality of
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of FIG. 1, and this apparatus is a linear camshaft 1, and is separate from the camshaft 1 and attached to the camshaft 1 in an outer fitting manner. An egg-shaped
つまり、この装置におけるカムシャフト1は、図7に示す従来例のように鋳造によってシャフト本体部44とカム部43とが一体構造とされたものではなく、図1と図2に示すように、カムシャフト1とカム2とが夫々別体として作製されてから組み立てられている組み立て構造によるものである。カムシャフト1は横断面が円形とされた棒部材であり、カム2には、カムシャフト1に外嵌状となるための貫通孔10が形成されている。これにより、このカム2は、カムシャフト1の端部から外嵌状となってカムシャフト1に沿って軸方向に移動でき、カムシャフト1の軸方向所定の位置(カム取付部14)に取り付けられる。
That is, the camshaft 1 in this apparatus is not an integral structure of the
また、転がり軸受3は、カムシャフト1に外嵌状として取り付けられてカムシャフト1を回転可能に支持しており、深溝玉軸受とされている。この転がり軸受3は、図2に示すように、内輪4と、内輪4の径方向外方に設けられている外輪5とを有しており、内輪4の軌道溝6と外輪5の軌道溝12との間に複数の玉7からなる転動体が介在されている。これら玉7は保持器13により保持されている。そして、カムシャフト1の外周面1aに内輪4が外嵌して固定されている。
In addition, the rolling
また、図3は、本発明のカムシャフト装置の他の実施の形態を示す一部断面の側面図であり、図4は、その要部を示す拡大断面図である、図3と図4の装置が備えている転がり軸受3は、カムシャフト1の外周面1aに転がり軸受3の内輪軌道溝6が形成されている。つまり、図2の装置における内輪4を省略して、カムシャフト1を内輪としている。これにより、部品点数の削減が可能であると共に、負荷容量を大きくさせることができる。
FIG. 3 is a partially sectional side view showing another embodiment of the camshaft device of the present invention, and FIG. 4 is an enlarged sectional view showing an essential part of FIG. 3 and FIG. In the rolling
上記各実施形態において、転がり軸受3の軌道輪は、分割構造とされたものではなくて(軌道面につなぎ目が無い)環状の一体物(ワンピース構造)からなる。つまり図1と図2の装置の場合、内輪4と外輪5とが共に分割構造とされたものではなく環状の一体物からなる。図3と図4の装置の場合、外輪が分割構造とされたものではなく環状の一体物からなる。そして、この転がり軸受3は、カムシャフト1の端部から外嵌状となってカムシャフト1に沿って軸方向に移動でき、カムシャフト1の軸方向所定の位置(転がり軸受取付部15)に取り付けられる。
In each of the above-described embodiments, the bearing ring of the rolling
カム2は、図示しないキー部材などを用いてカムシャフト1と一体回転するよう構成してもよいが、カム2の貫通孔10においてカムシャフト1に締め代をもって嵌合して固定させるのが好ましい。従って、カム2を例えば焼きばめによりカムシャフト1に取り付ければよい。さらに、図1と図2の実施形態において、転がり軸受3の内輪4においても、カムシャフト1に締め代をもって嵌合して固定させている。これにより、カム2及び転がり軸受3の取り付けが簡単かつ強固なものとでき、別途固定部材が不要であり部品点数を削減できる。
The
カムシャフト1は、カム2及び転がり軸受3を、端部側からカムシャフト1に外嵌状とさせて軸方向に移動させることにより夫々を所定の位置に取り付け可能とさせる直線状として構成されている。つまり、カム2及び転がり軸受3をカムシャフト1の端部から夫々所定の位置まで軸方向移動させるため、カム取付部14と転がり軸受取付部15とが同じ外径とされて、かつ、これらの部分において最大外径となる円形断面を有するように、直線状のカムシャフト1は構成されている。具体的には、図2と図4に示すカムシャフト1において、全てのカム取付部14の外径D1と、全ての転がり軸受取付部15の外径D2とが同じ値とされている。なお、図4の場合、転がり軸受取付部15に軌道溝6が形成されており、転がり軸受取付部15の外径D2は肩部における直径としている。
The camshaft 1 is configured as a straight line that allows the
従って、上記各実施形態のカムシャフト装置の組立方法は、カムシャフト1と別体とされたカム2については、直線状のカムシャフト1の端部(一端部側)からカムシャフト1に外嵌状とさせて所定のカム取付部14まで軸方向に移動させ、カム2の貫通孔10においてカムシャフト1との間で締め代をもって嵌合させて固定する。そして、図1と図2の実施形態における転がり軸受3については、カムシャフト1の端部(一端部側)からカムシャフト1に内輪4を外嵌状とさせて所定の転がり軸受取付部15まで軸方向に移動させ、締め代をもたせて固定する。図3と図4の実際形態における転がり軸受3については、カムシャフト1の端部(一端部側)からカムシャフト1を外輪5に挿入状とさせて、外輪5を所定の転がり軸受取付部15まで軸方向に移動させ、固定する。
つまり、各実施形態において、カム2と転がり軸受3との全体における配置に応じて、カム2又は転がり軸受3をカムシャフト1の端部から順次カムシャフト1を挿入状として夫々所定位置まで軸方向に移動させて取り付けている。これにより、カム2及び転がり軸受3のレイアウトが自在とでき、また、部品点数を低減させることができる。
Accordingly, the camshaft device assembly method of each of the above embodiments is such that the
That is, in each embodiment, according to the arrangement of the
図2又は図4に示すように、転がり軸受3の外輪5の外周面5aには、弾性を有するリング部材8が取り付けられている。リング部材8は外輪5の外周面5aに形成した周状の凹溝16に取り付けられている。リング部材8は、例えば樹脂製やゴム製とすることができる。このリング部材8によれば、カムシャフト装置が設けられたエンジンにおいてハウジングに温度差が生じ、ハウジング側の軸受取付部17と転がり軸受3との間に生じる径方向の膨張差による隙間又は応力を抑制することができる。また、リング部材8を軸方向に並んで2条設けているが、1条としてもよく、又は3条以上としてもよい。
As shown in FIG. 2 or 4, an
図1と図3に示すように、カムシャフト1の一端部側にはカムシャフト回転駆動用のプーリ取付部9が取り付けられている。そして、このプーリ取付部9にベルト(図示せず)が架けられており、図外の回転駆動源により、ベルトとプーリ取付部9とを介してカムシャフト1をその中心軸回りに回転させている。
そして、カムシャフト1の端部側のプーリ取付部9の近傍部は、図6に示すような円筒ころ軸受11により支持されている。プーリ取付部9にはラジアル方向の大きなベルト荷重が作用するが、負荷容量が大きい円筒ころ軸受11を用いることで、カムシャフト1の一端部を安定して支持することができる。この円筒ころ軸受11は支持する軸(カムシャフト1)を内輪としており、その軸の外周面を円筒ころ19用の軌道面としている。
さらに、この円筒ころ軸受11の外輪20の外周面20aにおいても、周状の凹溝21が形成されており、この凹溝21に前記リング部材8と同様に、弾性を有するリング部材22が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 3, a camshaft 1 is attached with a
The vicinity of the
Further, a circumferential
なお、図1と図3において、このプーリ取付部9が取り付けられるカムシャフト1の一端部側の軸部は、カム取付部14及び転がり軸受取付部15の外径よりも小さくされている。さらに、このプーリ取付部9が設けられている一端部と反対である他端部側には、カム取付部14及び転がり軸受取付部15の外径よりも大きい外径を有する突出部18が設けられている。しかし、この突出部18は、カムシャフト1と一体物として成形されるのではなく、別体(別部材)とされており、カムシャフト1の他端部にネジ孔を形成し、突出部18に雄ネジ部を設け、相互を螺合させることで突出部18をカムシャフト1に取り付ける構造としている。つまり、カムシャフト1は、他端部側においても、カム取付部14及び転がり軸受取付部15の外径と同径またはそれよりも小さくされている。これにより、カムシャフト1のカム取付部14及び転がり軸受取付部15に対してセンタレス加工(センタレス研摩)が可能となり、簡単かつ低コストで、高精度なカムシャフト1の製造が可能となる。
1 and 3, the shaft portion on the one end portion side of the camshaft 1 to which the
すなわち、カムシャフト1の位置決めのためや他の部材の取り付けが必要とされて、カムシャフト1の端部に、カム取付部14及び転がり軸受取付部15よりも大径となる突出部18を設ける場合、カムシャフト1に対してネジ加工やキー溝を形成することで対応しており、カムシャフト1は、カム取付部14及び転がり軸受取付部15の外径よりも大きい外径部を有することがないよう構成されている。従って、カムシャフト1の一端部側のプーリ取付部9においても、カムシャフト1の直線状の本体部とは別個に形成されている。つまりプーリ取付部9さらにはプーリ取付部9用の軸部がカムシャフト1とは別体とされており、カムシャフト1の端面に形成したネジ孔にその軸部を螺合させて組み立てることで、プーリ取付部9はカムシャフト1に取り付けられる。
That is, the positioning of the camshaft 1 or the attachment of other members is required, and the protruding
なお、カムシャフト1は、全長にわたって同一の直径とされて軸方向均一な円形断面となる(すなわち全長にわたって外周面1aに段差のない)直線状としてもよいが、同じ外径とされている全てのカム取付部14と全ての転がり軸受取付部15とを最大径とし、その他の部分においてはそれよりも僅かに小径とされた部分を有して小段付きの直線状とすることもできる。つまり、カムシャフト1は卵形のカム2が別体とされているため、カムシャフト1単体では軸方向全長にわたって、任意の横断面形状がシャフト軸心を中心とする円形とされている。
The camshaft 1 may have a linear shape with the same diameter over the entire length and an axially uniform circular cross section (that is, there is no step on the outer
以上のような本実施形態は、図7に示す従来のようなカム部43とシャフト本体部44とが一体状とされたカムシャフトに対して、別に用意した軸受をエンジン組立の際に初めて組み合わせるというものではない。つまり、カムシャフトと軸受とを別物として考えたものではなく、カム2を取り付けたカムシャフト1にさらに転がり軸受3を含めて一体としたカムシャフトユニットとしたものである。従って、エンジン組立の際に、このユニットをそのまま組み込ませることができる。
In the present embodiment as described above, a separate bearing is first combined with the conventional camshaft in which the
そして、カムシャフト1を支持する軸受の全てを転がり軸受3(深溝玉軸受及び円筒ころ軸受11)とすることにより、特に回転始動時、低速回転時における摩擦抵抗を小さくすることができ、カムシャフト装置全体において回転の際の摩擦損失を大幅に低減できる。従って、自動車のエンジンにこのカムシャフト装置を用いることにより、エンジンの燃費向上に貢献できる。
なお、図5は本発明における転がり軸受3と、従来のカムシャフト装置に用いられている滑り軸受とにおける回転数と摩擦トルクとの関係を示しており、これは回転数を徐々に増加させた場合の摩擦トルクを示した試験結果である。転がり軸受3によるものが矢印Aであり、滑り軸受によるものが矢印Bである。これからわかるように、転がり軸受3は、回転数の大小に関わらず摩擦トルクが低い値で一定であるのに対して、滑り軸受は始動時において特に静止摩擦係数が大きいため摩擦トルクが非常に大きい値であり、また、低回転数においてもその値が大きいことがわかる。なお、この試験は、夫々軸受単独によるものであり、エンジンオイルによる潤滑環境のもとで、軸受に作用させたラジアル荷重が70kgfであり、軸受温度を65℃となるようした。また、滑り軸受の仕様は、内径28mm、外径30mm、軸方向長さ12mmの筒状のブッシュを用いたものであり、転がり軸受3は、呼び番号6903に相当するものである。
By using all of the bearings supporting the camshaft 1 as rolling bearings 3 (deep groove ball bearings and cylindrical roller bearings 11), it is possible to reduce the frictional resistance particularly at the start of rotation and at the time of low speed rotation. Friction loss during rotation can be greatly reduced in the entire apparatus. Therefore, by using this camshaft device for an automobile engine, it is possible to contribute to improvement in engine fuel efficiency.
FIG. 5 shows the relationship between the rotational speed and the friction torque in the rolling
さらに、本実施形態によれば、全てのカム2がカムシャフト1と別体とされていることにより、複数の転がり軸受3をカムシャフト1の端部から外嵌状として移動させ所定位置に取り付けることができる。従って、転がり軸受3の外輪5や内輪4を分割構造とする必要がなく、外輪軌道溝12や内輪軌道溝6につなぎ目を生じさせない。
さらに、カムシャフト1において軸方向に直線状の外周面1aに直接的に転がり軸受3を設けることができるため、従来必要であったカム部よりも大径とされている軸受取り付け用のフランジ部を必要としない。これにより、カムシャフト1を収容するエンジンのハウジングにおいて、カムシャフト1を中心とする径方向寸法を小さくすることができる。
Further, according to the present embodiment, since all the
Further, since the rolling
また、カム2の近傍においてカムシャフト1を支持する転がり軸受3を深溝玉軸受とすることにより、次のような作用効果を奏することができる。カムシャフト1には複数のカム2が設けられており、エンジンのバルブ動作の際にこれらカム2に負荷が作用して、カムシャフト1に周期的な波打ち(振動)が生じる。しかし、曲面とされる軌道面とこれに接触する玉7とにより、カムシャフト1の波打ちによる変位を逃がすことができる。
さらに、カムシャフト1に作用するアキシャル荷重を転がり軸受3によって受けることができ、カムシャフト1の軸方向の変位を規制することができる。従って、図7に示す従来の滑り軸受によるカムシャフト装置では、カムシャフトに軸方向規制用のフランジ部45を設け、エンジンのハウジング側に形成した内鍔部(図示せず)によりこのフランジ部45を挟んで、カムシャフトの軸方向の変位を規制していたが、このフランジ部45を不要とできる。そして、従来のこのフランジ部45とハウジング側の内鍔部とは摺接による摩擦が生じ、回転の際に摩擦損失となっていたが、玉軸受を用いることによりこのような摩擦による損失を無くすことができる。
Further, by using the rolling
Furthermore, an axial load acting on the camshaft 1 can be received by the rolling
また、本発明のカムシャフト装置は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良く、図1と図3においてはカム2を8個とし、転がり軸受3を4個としているが、これらの配置、数量はこれに制限されず変更自在である。 Further, the camshaft device of the present invention is not limited to the form shown in the figure, and may be of other forms within the scope of the present invention. In FIGS. However, these arrangements and quantities are not limited to these and can be changed.
1 カムシャフト
1a 外周面
2 カム
3 転がり軸受
4 内輪
5 外輪
5a 外周面
6 内輪軌道溝
8 リング部材
9 プーリ取付部
10 貫通孔
11 ころ軸受
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (9)
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005040761A JP2006226184A (en) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | Camshaft device and its assembling method |
KR1020077018598A KR20070104910A (en) | 2005-02-17 | 2006-02-17 | Camshaft device and method of assembling camshaft device |
EP06714005A EP1878881A4 (en) | 2005-02-17 | 2006-02-17 | Camshaft device and method of assembling camshaft device |
CN2006800049204A CN101120157B (en) | 2005-02-17 | 2006-02-17 | Camshaft device and method of assembling camshaft device |
PCT/JP2006/302864 WO2006088149A1 (en) | 2005-02-17 | 2006-02-17 | Camshaft device and method of assembling camshaft device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005040761A JP2006226184A (en) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | Camshaft device and its assembling method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006226184A true JP2006226184A (en) | 2006-08-31 |
Family
ID=36987761
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005040761A Pending JP2006226184A (en) | 2005-02-17 | 2005-02-17 | Camshaft device and its assembling method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006226184A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009030468A (en) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Jtekt Corp | Camshaft unit |
JP2009167807A (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-30 | Jtekt Corp | Camshaft apparatus |
JP2010059821A (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Jtekt Corp | Camshaft device |
JP2011085137A (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-28 | Mahle Internatl Gmbh | Internal combustion engine having at least one camshaft |
WO2011055630A1 (en) * | 2009-11-04 | 2011-05-12 | 株式会社ジェイテクト | Camshaft apparatus |
US8539860B2 (en) | 2007-11-27 | 2013-09-24 | Jtekt Corporation | Shaft apparatus with bearing |
US8720055B2 (en) | 2007-05-22 | 2014-05-13 | Mahle International Gmbh | Method of assembling a cam shaft that includes a thermal interference fit between the cam shaft and a bearing |
-
2005
- 2005-02-17 JP JP2005040761A patent/JP2006226184A/en active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8720055B2 (en) | 2007-05-22 | 2014-05-13 | Mahle International Gmbh | Method of assembling a cam shaft that includes a thermal interference fit between the cam shaft and a bearing |
JP2009030468A (en) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Jtekt Corp | Camshaft unit |
US8539860B2 (en) | 2007-11-27 | 2013-09-24 | Jtekt Corporation | Shaft apparatus with bearing |
JP2009167807A (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-30 | Jtekt Corp | Camshaft apparatus |
JP2010059821A (en) * | 2008-09-02 | 2010-03-18 | Jtekt Corp | Camshaft device |
JP2011085137A (en) * | 2009-10-13 | 2011-04-28 | Mahle Internatl Gmbh | Internal combustion engine having at least one camshaft |
WO2011055630A1 (en) * | 2009-11-04 | 2011-05-12 | 株式会社ジェイテクト | Camshaft apparatus |
JP2011099342A (en) * | 2009-11-04 | 2011-05-19 | Jtekt Corp | Camshaft device |
EP2497914A1 (en) * | 2009-11-04 | 2012-09-12 | JTEKT Corporation | Camshaft apparatus |
EP2497914A4 (en) * | 2009-11-04 | 2013-04-17 | Jtekt Corp | Camshaft apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20100147104A1 (en) | Cam Shaft Assembly and Assembly Method Thereof | |
EP2279352B1 (en) | Bearing device for supercharger | |
JPH0540273Y2 (en) | ||
US7832938B2 (en) | Floating bearing cartridge for a turbocharger shaft | |
WO2006088144A1 (en) | Shaft device | |
JP2010059821A (en) | Camshaft device | |
JP5071150B2 (en) | Bearing device for turbocharger | |
JP2006226184A (en) | Camshaft device and its assembling method | |
WO2011055630A1 (en) | Camshaft apparatus | |
WO2006095777A1 (en) | Rolling bearing, camshaft device, and camshaft supporting device | |
JP4929605B2 (en) | Rolling bearing and camshaft device | |
WO2006088149A1 (en) | Camshaft device and method of assembling camshaft device | |
JP2010138753A (en) | Bearing device for supercharger | |
JP2007139154A (en) | Needle roller bearing and crankshaft supporting structure | |
US20100061851A1 (en) | Secondary Air Charger | |
JP2009203846A (en) | Ball bearing arrangement for turbocharger | |
JP2018063018A (en) | Bearing device of supercharger | |
JP6536417B2 (en) | Turbocharger | |
JPH0710037Y2 (en) | Supercharger bearing device | |
JP2014105732A (en) | Rolling bearing | |
JP2018123780A (en) | Bearing device for turbocharger | |
JP2009203845A (en) | Bearing device for turbocharger | |
JP2002048135A (en) | Bearing structure | |
JP2007247876A (en) | Split type roller bearing device | |
JP2009191892A (en) | Shaft device with bearing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080116 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20090310 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090410 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091104 |
|
A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20100309 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |