JP2009030468A - Camshaft unit - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、内燃機関の弁体開閉用のカムシャフトユニットに関する。 The present invention relates to a camshaft unit for opening and closing a valve body of an internal combustion engine.
従来、カムシャフトユニットは、シャフトと、このシャフトの外周に配列された複数のカムと、シャフトを内燃機関のシリンダヘッド部に回転可能に支持する転がり軸受とを備えている。この種のカムシャフトユニットにおいては、例えば、特許文献1に開示されたものが知られている。
特許文献1に開示されたようなカムシャフトユニットにおいては、シャフト、複数のカム、複数の転がり軸受、及び複数のスペーサがそれぞれ個別に形成される。
そして、シャフトに対し複数のカム、複数の転がり軸受、及び複数のスペーサが所定順に嵌込まれて組み付けられることでカムシャフトユニットが構成されるようになっている。
In a camshaft unit as disclosed in Patent Document 1, a shaft, a plurality of cams, a plurality of rolling bearings, and a plurality of spacers are individually formed.
Then, a camshaft unit is configured by fitting a plurality of cams, a plurality of rolling bearings, and a plurality of spacers into the shaft in a predetermined order.
ところで、前記した従来のカムシャフトユニットにおいては、シャフトに対し複数のカム、複数の転がり軸受、及び複数のスペーサが所定順に嵌込まれて組み付けられる構造上、部品点数や組付工数が多くなり、コスト高となるという問題点があった。
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、部品点数や組付工数を削減してコスト低減を図ることができるカムシャフトユニットを提供することである。
By the way, in the above-described conventional camshaft unit, on the structure in which a plurality of cams, a plurality of rolling bearings, and a plurality of spacers are fitted and assembled in a predetermined order with respect to the shaft, the number of parts and assembly man-hours increase. There was a problem of high costs.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a camshaft unit that can reduce costs by reducing the number of parts and the number of assembly steps.
前記目的を達成するために、この発明の請求項1に係るカムシャフトユニットは、シャフトと、このシャフトの外周に配列された複数のカムと、前記シャフトを回転可能に支持する転がり軸受とを備えたカムシャフトユニットであって、
前記シャフトは、軸方向に複数に分割されかつ前記カムが外周面にそれぞれ一体に形成された分割シャフトと、これら分割シャフトの相対する軸端にそれぞれ形成された小径の連結軸部に跨って嵌込まれかつこれら両連結軸部同士を突き合わせ状に連結する連結筒とを備え、
前記転がり軸受は、前記連結筒の外周面を内輪軌道面とし、この内輪軌道面に対応する外輪軌道面を同心に有する外輪と、前記両軌道面の間に転動可能に配設された複数の転動体と、これら複数の転動体を保持する保持器とを備えていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a camshaft unit according to a first aspect of the present invention includes a shaft, a plurality of cams arranged on the outer periphery of the shaft, and a rolling bearing that rotatably supports the shaft. Camshaft unit,
The shaft is fitted across a divided shaft in which the cam is divided into a plurality of parts in the axial direction and the cam is integrally formed on the outer peripheral surface, and a small-diameter connecting shaft formed at the opposite shaft ends of the divided shafts. And a connecting cylinder for connecting these connecting shaft portions in a butted manner,
The rolling bearing has a plurality of outer ring surfaces that are inner ring raceway surfaces, and outer rings having concentric outer ring raceway surfaces corresponding to the inner ring raceway surfaces, and a plurality of rolling bearings disposed between the raceway surfaces. And a cage for holding the plurality of rolling elements.
前記構成において、軸方向に複数に分割されかつカムが外周面にそれぞれ一体に形成された分割シャフト(例えば、鋳造製のカム一体型分割シャフト)によってシャフトを構成することで、シャフトと複数のカムとをそれぞれ個別に形成して組み付ける場合と比べ、部品点数や組付工数を削減することができ、コスト低減を図ることができる。
さらに、分割シャフトの小径の連結軸部に跨って嵌込まれかつこれら両連結軸部同士を突き合わせ状に連結する連結筒の外周面を内輪軌道面として転がり軸受を構成することで、連結筒を転がり軸受の内輪として兼務させることができ、この分だけ部品点数や組付工数の削減に寄与することができる。
In the above configuration, the shaft and the plurality of cams are configured by forming the shaft by a divided shaft (for example, a cast cam-integrated divided shaft) that is divided into a plurality of portions in the axial direction and the cams are integrally formed on the outer peripheral surface. As compared with the case of forming and assembling individually, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced, and the cost can be reduced.
Further, by forming a rolling bearing using the outer peripheral surface of the connecting cylinder that is fitted over the small-diameter connecting shaft portion of the split shaft and connects the two connecting shaft portions in a butting manner as an inner ring raceway surface, This can also serve as the inner ring of the rolling bearing, and can contribute to the reduction of the number of parts and the number of assembly steps.
この発明の請求項2に係るカムシャフトユニットは、請求項1に記載のカムシャフトユニットであって、
連結筒の外周面には係止溝が形成される一方、保持器には、前記係止溝に係合して前記保持器の軸方向への移動を規制する係合片が形成されていることを特徴とする。
前記構成において、連結筒の外周面の係止溝に保持器端部の係合片を係合させることで、連結筒に対し、保持器、転動体及び外輪が軸方向へ不測に移動することを防止することができる。ひいては、カムシャフトユニットの運搬・保管等がしやすくなり、内燃機関に対する組付作業も容易となる。
A camshaft unit according to a second aspect of the present invention is the camshaft unit according to the first aspect,
A locking groove is formed on the outer peripheral surface of the connecting cylinder, and an engagement piece is formed on the cage to engage the locking groove and restrict movement of the cage in the axial direction. It is characterized by that.
In the above-described configuration, the cage, the rolling element, and the outer ring move unexpectedly in the axial direction with respect to the connecting cylinder by engaging the engaging piece of the cage end with the engaging groove on the outer peripheral surface of the connecting cylinder. Can be prevented. As a result, the camshaft unit can be easily transported and stored, and the assembly work for the internal combustion engine is also facilitated.
この発明の請求項3に係るカムシャフトユニットは、請求項1に記載のカムシャフトユニットであって、
連結筒の外径寸法は、分割シャフトの外径寸法よりも小さく形成され、
保持器の両端部が前記分割シャフトの連結軸部の根元部の段差面に接近することで前記保持器の軸方向への移動を規制することを特徴とする。
前記構成において、保持器の両端部が分割シャフトの段差面に接近することで、分割シャフトに対し、保持器、転動体及び外輪が軸方向へ不測に移動することを防止することができる。
A camshaft unit according to a third aspect of the present invention is the camshaft unit according to the first aspect,
The outer diameter of the connecting cylinder is formed smaller than the outer diameter of the split shaft,
The movement of the retainer in the axial direction is restricted by having both end portions of the retainer approach the stepped surface of the base portion of the connecting shaft portion of the split shaft.
In the said structure, it can prevent that a holder | retainer, a rolling element, and an outer ring | wheel move unexpectedly to an axial direction with respect to a division | segmentation shaft because the both ends of a cage | basket approach the level | step difference surface of a division | segmentation shaft.
この発明の請求項4に係るカムシャフトユニットは、請求項1に記載のカムシャフトユニットであって、
連結筒の外径寸法は、分割シャフトの外径寸法よりも小さく形成され、
外輪の両端部に形成された鍔部が前記分割シャフトの連結軸部の根元部の段差面に接近することで前記外輪の軸方向への移動を規制することを特徴とする。
前記構成において、外輪の鍔部が分割シャフトの段差面に接近することで、分割シャフトに対し、外輪、保持器、及び転動体が軸方向へ不測に移動することを防止することができる。
A camshaft unit according to a fourth aspect of the present invention is the camshaft unit according to the first aspect,
The outer diameter of the connecting cylinder is formed smaller than the outer diameter of the split shaft,
It is characterized in that movement of the outer ring in the axial direction is restricted by the flanges formed at both ends of the outer ring approaching the step surface of the base part of the connecting shaft part of the split shaft.
In the said structure, when the collar part of an outer ring | wheel approaches the level | step difference surface of a division | segmentation shaft, it can prevent that an outer ring | wheel, a holder | retainer, and a rolling element move unexpectedly to an axial direction with respect to a division | segmentation shaft.
この発明の請求項5に係るカムシャフトユニットは、請求項1に記載のカムシャフトユニットであって、
連結筒の外径寸法は、分割シャフトの外径寸法よりも大きく形成され、
保持器の両端部に形成された鍔部が前記連結筒の両端面に接近することで前記保持器の軸方向への移動を規制することを特徴とする。
前記構成において、保持器の鍔部が連結筒の両端面に接近することで、保持器、転動体及び外輪が軸方向へ不測に移動することを防止することができる。
A camshaft unit according to a fifth aspect of the present invention is the camshaft unit according to the first aspect,
The outer diameter of the connecting cylinder is formed larger than the outer diameter of the split shaft,
It is characterized in that the movement of the cage in the axial direction is restricted by the flanges formed at both ends of the cage approaching the both end surfaces of the connecting cylinder.
In the said structure, it can prevent that a holder | retainer, a rolling element, and an outer ring | wheel move unexpectedly to an axial direction because the collar part of a holder | retainer approaches the both end surfaces of a connection pipe | tube.
次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。 Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to examples.
(実施例1)
この発明の実施例1を図1〜図3にしたがって説明する。
図1はこの発明の実施例1に係るカムシャフトユニットを示す側断面図である。図2はカムシャフトユニットの構成部品を分離した状態を示す側断面図である。図3は転がり軸受を示す側断面図である。
図1と図2に示すように、内燃機関のシリンダヘッド部に組み付けられるカムシャフトユニット10は、シャフト11と、複数のカム12と、軸方向中央並びに両端部に配置される転がり軸受30、40と、軸方向両端部の軸端部材15、16とを一体状に備えてユニット化されている。
Example 1
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
1 is a side sectional view showing a camshaft unit according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a side sectional view showing a state in which the components of the camshaft unit are separated. FIG. 3 is a side sectional view showing the rolling bearing.
As shown in FIGS. 1 and 2, a
シャフト11は、軸方向に複数(図2では左右二本)に分割された鋳造製カム一体型の第1、第2の分割シャフト20、25が連結筒32によって突き合わせ状に連結されることで構成されている。
すなわち、この実施例1において、第1、第2の分割シャフト20、25は、鋼材の鋳造によって形成され、これら第1、第2の分割シャフト20、25の外周面には、各複数のカム12が鋳造と同時に軸方向に所定間隔をもってそれぞれ一体に形成されている。
また、第1、第2の分割シャフト20、25の相対する軸端には、小径の連結軸部22、27がそれぞれ形成されると共に、反対側軸端には、小径軸部24、29がそれぞれ形成されている。
そして、第1、第2の分割シャフト20、25の連結軸部22、27に跨って連結筒32が嵌挿され、これら連結軸部22、27の相対する端面が摩擦圧接によって突き合わせ状に結合されることで、第1、第2の分割シャフト20、25が一体状に連結されている。
なお、連結軸部22、27に跨って連結筒32をねじ嵌めによって結合してもよく、セレーション圧入、スプライン圧入等によって結合してもよい。
The
That is, in the first embodiment, the first and
In addition, small-diameter connecting
Then, the connecting
The connecting
図3に示すように、中央の転がり軸受30として針状ころ軸受31が用いられている。この針状ころ軸受31は、連結筒32の外周面を内輪軌道面32aとし、この内輪軌道面32aに対応する外輪軌道面33aを同心に有する外輪33と、内外輪の両軌道面32a、33aの間に転動可能に配設された転動体としての複数の針状ころ35と、これら複数の針状ころ35を保持するポケットを有する保持器36とを備えている。
また、この実施例1において、連結筒32の外径寸法は、第1、第2の分割シャフト20、25の両端部を除く一般部の外径寸法と略同じ大きさに形成されている。そして、連結筒32の外周面には、その内輪軌道面32aの両側に位置して環状の係止溝32bが形成されている。
一方、保持器36は、合成樹脂材の射出成形によって形成され、その両端部には、連結筒32の両係止溝32bに係合して保持器36の軸方向への移動を規制する弾性変形可能な係合片37が形成されている。
As shown in FIG. 3, a needle roller bearing 31 is used as the central rolling bearing 30. In this needle roller bearing 31, the outer peripheral surface of the connecting
In the first embodiment, the outer diameter dimension of the connecting
On the other hand, the
また、図2に示すように、軸方向両端部の転がり軸受40として深溝玉軸受41がそれぞれ用いられている。これら両深溝玉軸受41は、内輪42、外輪43、玉45及び保持器46とを備えている。そして、両深溝玉軸受41は、その各内輪42が第1、第2の分割シャフト20、25の小径軸部24、29に圧入され、これら両小径軸部24、29の各軸端部に両軸端部材15、16が圧入されている。なお、前記圧入による結合を摩擦圧接による結合に換えてもよい。また、両小径軸部24、29の各軸端部に、両軸端部材15、16をねじ嵌めによって結合してもよく、セレーション圧入、スプライン圧入等によって結合してもよい。
As shown in FIG. 2, deep
この実施例1に係るカムシャフトユニット10は上述したように構成される。
したがって、軸方向に複数に分割されかつカム12が外周面にそれぞれ一体に形成された第1、第2の分割シャフト20、25の連結軸部22、27に跨って、連結筒32が嵌挿されて結合されると共に、第1、第2の分割シャフト20、25の小径軸部24、29に深溝玉軸受41の内輪42がそれぞれ圧入され、かつこれら両小径軸部24、29の各軸端部に両軸端部材15、16が圧入されて結合されることで、図1に示すように、カムシャフトユニット10が構成される。
The
Therefore, the connecting
前記したようにして、鋳造製カム一体型の第1、第2の分割シャフト20、25を連結筒32によって突き合わせ状に連結することによって、シャフト11を構成することができるため、シャフトと複数のカムとをそれぞれ個別に形成して組み付ける場合と比べ、部品点数や組付工数を削減することができ、コスト低減を図ることができる。
さらに、第1、第2の分割シャフト20、25の連結軸部22、27に跨って嵌込まれかつこれら両連結軸部22、27同士を突き合わせ状に連結する連結筒32の外周面を内輪軌道面32aとして針状ころ軸受31を構成することで、連結筒32を針状ころ軸受31の内輪として兼務させることができ、この分だけ部品点数や組付工数の削減に寄与することができる。
As described above, the
Further, the outer peripheral surface of the connecting
また、この実施例1において、連結筒32の外周面の係止溝32bに保持器36両端部の係合片37を係合させることで、連結筒32に対し、保持器36、針状ころ35及び外輪33が軸方向へ不測に移動することを防止することができる。ひいては、カムシャフトユニット10の運搬・保管等がしやすくなり、内燃機関に対する組付作業も容易となる。
In the first embodiment, the engaging
(実施例2)
次に、この発明の実施例2を図4にしたがって説明する。
図4はこの発明の実施例2に係るカムシャフトユニットの転がり軸受を示す側断面図である。
図4に示すように、この実施例2においては、針状ころ軸受131の内輪として機能する連結筒132の外径寸法が、鋳造製カム一体型の第1、第2の分割シャフト20、25の外径寸法よりも小さく形成されている。そして、針状ころ軸受131の保持器136の両端部136aが第1、第2の分割シャフト20、25の連結軸部22、27の根元部の段差面23、28に接近して組み付けられることで保持器136の軸方向への移動を規制するように構成されている。
この実施例2のその他の構成は、実施例1と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
したがって、この実施例2においても実施例1と同様の作用効果を奏する。
(Example 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
4 is a side sectional view showing a rolling bearing of a camshaft unit according to Embodiment 2 of the present invention.
As shown in FIG. 4, in the second embodiment, the outer diameter of the connecting
Since the other configuration of the second embodiment is configured in the same manner as the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
Therefore, this second embodiment also has the same operational effects as the first embodiment.
(実施例3)
次に、この発明の実施例3を図5にしたがって説明する。
図5はこの発明の実施例3に係るカムシャフトユニットの転がり軸受を示す側断面図である。
図5に示すように、この実施例3においては、針状ころ軸受231の内輪として機能する連結筒232の外径寸法が、鋳造製カム一体型の第1、第2の分割シャフト20、25の外径寸法よりも小さく形成されている。そして、針状ころ軸受231の外輪233の両端部に形成された鍔部33bが第1、第2の分割シャフト20、25の連結軸部22、27の根元部の段差面23、28に接近して組み付けられることで、外輪233の軸方向への移動を規制するように構成されている。
この実施例3のその他の構成は、実施例1と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
したがって、この実施例3においても実施例1と同様の作用効果を奏する。
(Example 3)
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 5 is a side sectional view showing a rolling bearing of a camshaft unit according to Embodiment 3 of the present invention.
As shown in FIG. 5, in the third embodiment, the outer diameter of the connecting
Since other configurations of the third embodiment are configured in the same manner as the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Therefore, this third embodiment also has the same effects as the first embodiment.
(実施例4)
次に、この発明の実施例4を図6にしたがって説明する。
図6はこの発明の実施例4に係るカムシャフトユニットの転がり軸受を示す側断面図である。
図6に示すように、この実施例4においては、針状ころ軸受331の内輪として機能する連結筒332の外径寸法が、鋳造製カム一体型の第1、第2の分割シャフト20、25の外径寸法よりも大きく形成されている。そして、針状ころ軸受331の保持器336の両端部に形成された鍔部336bが連結筒332の両端面に接近することで保持器336の軸方向への移動を規制するように構成されている。
この実施例4のその他の構成は、実施例1と同様に構成されるため、同一構成部分に対し同一符号を付記してその説明は省略する。
したがって、この実施例4においても実施例1と同様の作用効果を奏する。
Example 4
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
6 is a side sectional view showing a rolling bearing of a camshaft unit according to Embodiment 4 of the present invention.
As shown in FIG. 6, in the fourth embodiment, the outer diameter of the connecting
Since other configurations of the fourth embodiment are configured in the same manner as in the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
Therefore, this fourth embodiment also has the same effects as the first embodiment.
なお、この発明は、前記実施例1〜4に何等限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。
例えば、前記実施例1〜4においては、シャフト11が第1の分割シャフト20と第2の分割シャフト25によって二分割されて構成される場合を例示したが、三分割、四分割等であってもこの発明を実施可能である。
また、前記実施例1〜4においては、中央の転がり軸受30が針状ころ軸受31であり、両端部の転がり軸受40が深溝玉軸受41である場合を例示したが、中央の転がり軸受30として深溝玉軸受、円筒ころ軸受等を用いてもよく、両端部の転がり軸受40として針状ころ軸受、円筒ころ軸受等を用いてもよい。
In addition, this invention is not limited to the said Examples 1-4, Of course, in the range which does not deviate from the summary of this invention, it can be implemented with a various form.
For example, in the first to fourth embodiments, the case where the
Moreover, in the said Examples 1-4, although the
10 カムシャフトユニット
11 シャフト
12 カム
15 一方の軸端部材
16 他方の軸端部材
20 第1の分割シャフト
21 段差面
22 連結軸部
25 第2の分割シャフト
26 段差面
27 連結軸部
31 針状ころ軸受(転がり軸受)
32 連結筒
32a 内輪軌道面
32b 係止溝
33 外輪
33a 外輪軌道面
35 針状ころ(転動体)
36 保持器
37 係合片
DESCRIPTION OF
32
36
Claims (5)
前記シャフトは、軸方向に複数に分割されかつ前記カムが外周面にそれぞれ一体に形成された分割シャフトと、これら分割シャフトの相対する軸端にそれぞれ形成された小径の連結軸部に跨って嵌込まれかつこれら両連結軸部同士を突き合わせ状に連結する連結筒とを備え、
前記転がり軸受は、前記連結筒の外周面を内輪軌道面とし、この内輪軌道面に対応する外輪軌道面を同心に有する外輪と、前記両軌道面の間に転動可能に配設された複数の転動体と、これら複数の転動体を保持する保持器とを備えていることを特徴とするカムシャフトユニット。 A camshaft unit comprising a shaft, a plurality of cams arranged on the outer periphery of the shaft, and a rolling bearing that rotatably supports the shaft,
The shaft is fitted across a divided shaft in which the cam is divided into a plurality of parts in the axial direction and the cam is integrally formed on the outer peripheral surface, and a small-diameter connecting shaft formed at the opposite shaft ends of the divided shafts. And a connecting cylinder for connecting these connecting shaft portions in a butted manner,
The rolling bearing has a plurality of outer ring surfaces that are inner ring raceway surfaces, and outer rings having concentric outer ring raceway surfaces corresponding to the inner ring raceway surfaces, and a plurality of rolling bearings disposed between the raceway surfaces. And a cage for holding the plurality of rolling elements.
連結筒の外周面には係止溝が形成される一方、保持器には、前記係止溝に係合して前記保持器の軸方向への移動を規制する係合片が形成されていることを特徴とするカムシャフトユニット。 The camshaft unit according to claim 1,
A locking groove is formed on the outer peripheral surface of the connecting cylinder, and an engagement piece is formed on the cage to engage the locking groove and restrict movement of the cage in the axial direction. A camshaft unit characterized by that.
連結筒の外径寸法は、分割シャフトの外径寸法よりも小さく形成され、
保持器の両端部が前記分割シャフトの連結軸部の根元部の段差面に接近することで前記保持器の軸方向への移動を規制することを特徴とするカムシャフトユニット。 The camshaft unit according to claim 1,
The outer diameter of the connecting cylinder is formed smaller than the outer diameter of the split shaft,
A camshaft unit that restricts movement of the retainer in the axial direction when both ends of the retainer approach a stepped surface of a root portion of the connecting shaft portion of the split shaft.
連結筒の外径寸法は、分割シャフトの外径寸法よりも小さく形成され、
外輪の両端部に形成された鍔部が分割シャフトの連結軸部の根元部の段差面に接近することで前記外輪の軸方向への移動を規制することを特徴とするカムシャフトユニット。 The camshaft unit according to claim 1,
The outer diameter of the connecting cylinder is formed smaller than the outer diameter of the split shaft,
The camshaft unit is characterized in that movement of the outer ring in the axial direction is restricted by the flanges formed at both ends of the outer ring approaching the stepped surface of the base part of the connecting shaft part of the split shaft.
連結筒の外径寸法は、分割シャフトの外径寸法よりも大きく形成され、
保持器の両端部に形成された鍔部が前記連結筒の両端面に接近することで前記保持器の軸方向への移動を規制することを特徴とするカムシャフトユニット。 The camshaft unit according to claim 1,
The outer diameter of the connecting cylinder is formed larger than the outer diameter of the split shaft,
A camshaft unit that restricts movement of the retainer in the axial direction by approaching flanges formed at both ends of the retainer toward both end surfaces of the connecting cylinder.
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