JP2009127808A - 軸受付きシャフト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトの外周面の軸方向に、カム駒等の駒体と、ころ軸受とを容易に組み付けることができ、コスト低減を図ることができる軸受付きシャフト装置を提供する。
【解決手段】シャフト１２と、このシャフト１２の外周面の軸方向に所定の間隔を保って嵌合された駒体１６と、ころ軸受３１とを備える。ころ軸受３１は、シャフト１２の外周面に嵌合されて固定される内輪３２と、外輪３５と、これら内・外輪３２、３５の間に転動可能に配設された複数のころ４０とを備える。シャフト１２側と外輪３５側との間には、シャフト１２の軸方向への外輪３５の移動を規制する第１、第２の規制リング５０、５１が配設されている。
【選択図】図２

Description

この発明は、シャフトと、駒体と、ころ軸受とを備えた軸受付きシャフト装置に関する。

シャフトと、駒体と、ころ軸受とを備えた軸受付きシャフト装置としては、例えば、内燃機関のシリンダヘッド部に回転可能に組み付けられる軸受付きカムシャフト装置がある。
軸受付きシャフト装置が軸受付きカムシャフト装置である場合、シャフトと、所定数のカム駒（駒体に相当する）と、シャフトの外周面の一部を内輪軌道面とするころ軸受（例えばころ軸受）がそれぞれ個別に製作された後、シャフトの外周面の軸方向に、カム駒ところ軸受とが所定の間隔を保って所定順に嵌合されて配置される。
また、特許文献１に開示されているように、シャフトの外周面の軸方向に所定数のカム駒が配置された状態において、分割構成されたころ軸受がシャフトの外周面の半径方向外側から組み付けられる構造の軸受付きカムシャフト装置が知られている。
特開２００７−１９２３１５号公報

ところで、常温の状態で、シャフトの外周面の軸方向に、その外周面の一部を内輪軌道面とするころ軸受と、カム駒とを所定の間隔を保って嵌合すると、シャフトの外周面にカム駒による圧入傷が発生し、ころ軸受としての機能が悪化される。このため、シャフトの外周面を熱処理等によって所望する硬度に表面処理した後、冷し嵌めによってころ軸受と、カム駒とを所定の間隔を保って嵌合する必要があり、コスト高なる。
また、特許文献１においては、ころ軸受を分割構成してシャフトの外周面の半径方向外側から組み付けなければならず、ころ軸受の製作や、組み付けが厄介となる。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、シャフトの外周面の軸方向に、カム駒等の駒体と、ころ軸受とを容易に組み付けることができ、コスト低減を図ることができる軸受付きシャフト装置を提供することである。

前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係る軸受付きシャフト装置は、シャフトと、このシャフトの外周面の軸方向に所定の間隔を保って嵌合された駒体と、ころ軸受とを備えた軸受付きシャフト装置であって、
前記ころ軸受は、前記シャフトの外周面に嵌合されて固定される内輪と、外輪と、これら内外輪の間に転動可能に配設された複数のころとを備え、
前記シャフト側と前記外輪側との間には、前記シャフトの軸方向への前記外輪の移動を規制する第１、第２の規制リングが配設されていることを特徴とする。

前記構成によると、シャフトの外周面の軸方向に駒体と、ころ軸受の内輪とを所定の締め代をもって嵌合（圧入）することによって軸受付きシャフト装置を構成することができる。
このように、シャフトとは別体のころ軸受の内輪をシャフトの外周面に所定の締め代をもって嵌合（圧入）する構造上、シャフトの外周面の一部を内輪軌道面とするころ軸受と異なり、内輪軌道面にカム駒による圧入傷が発生する不具合を解消することができる。
このため、従来と異なり、シャフトの外周面を熱処理等によって表面処理した後、冷し嵌めによってころ軸受と、カム駒とを嵌合する必要性を解消することができ、コスト低減において効果が大きい。
また、ころ軸受は、玉軸受と比較して内輪に対し外輪が軸方向に不測に移動して外れやすいが、シャフト側と外輪側との間に配設した第１、第２の規制リングによって外輪の移動を規制することができるため、内輪に対し外輪が軸方向へ不測に移動して外れる不具合を防止することができる。
このため、軸受付きシャフト装置の運搬、保管等の管理がしやすく、また、軸受付きシャフト装置を所定位置に組み付ける作業もしやすくなる。

この発明の請求項２に係る軸受付きシャフト装置は、請求項１に記載の軸受付きシャフト装置であって、
第１、第２の規制リングのうち、少なくとも一方の規制リングは、ころ軸受の内輪又は外輪の端部に一体に形成されていることを特徴とする。
前記構成によると、ころ軸受の内輪又は外輪の端部に規制リングが一体に形成されることによって、部品点数や組付工数を削減することができ、コスト低減に効果が大きい。

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。

（実施例１）
この発明の実施例１を図１と図２にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係る軸受付きカムシャフト装置を示す縦断面図である。図２は軸受付きカムシャフト装置のシャフトの外周面の軸方向にカム駒ところ軸受とが配置された状態を拡大して示す縦断面図である。

図１に示すように、この実施例１においては、軸受付きシャフト装置が内燃機関のシリンダヘッド部に組み付けられる軸受付きカムシャフト装置（カムシャフトユニット）１１である場合を例示する。
軸受付きカムシャフト装置１１は、シャフト１２と、駒体としての複数のカム駒１６と、ころ軸受３０とを一体状に備えてユニット化されている。
また、図２に示すように、ころ軸受３０は、内輪３２と、外輪３５と、これら内輪３２と、外輪３５の間に転動可能に配設された複数のころ４０と、これらころ４０を保持する保持器４５とを備えている。
また、この実施例１において、外輪３５の内周面に形成された軌道面３６の両側部には、鍔３７が中心側へ向けて環状に突出されており、これら鍔３７の対向面には、ころ４０の両端面を摺動案内する案内面３７ａが形成されている。

図１に示すように、複数のカム駒１６と、ころ軸受３０の内輪３２は、シャフト１２の外周面の軸方向に順次に嵌合されて所定の間隔を保って配置されている。
また、複数のカム駒１６の内径寸法（内孔の孔径寸法）、及びころ軸受３０の内輪３２の内径寸法は、シャフト１２の軸上に所要とする締め代をもって嵌合（圧入）して固定できるようにシャフト１２の外径寸法よりも小さく設定されている。

図２に示すように、シャフト１２側と外輪３５側との間には、シャフトの軸方向への外輪の移動を規制して外輪３５の外れを防止する第１、第２の規制リング５０、５１が配設されている。
この実施例１において、ころ軸受３０の内輪３２の一端部が半径方向外方に直角状に曲げ加工されることによって、環状をなす第１の規制リング５０が一体に形成されている。
一方、第２の規制リング５１は、金属板により円環状に形成され、その内径寸法はシャフト１２の軸上に所要とする締め代をもって嵌合（圧入）して固定できるようにシャフト１２の外径寸法よりも小さく設定されている。
そして、第２の規制リング５１は、シャフト１２の外周面の所定位置に嵌合されて固定される。
また、第１、第２の規制リング５０、５１の外径寸法は、少なくとも保持器４５の外径寸法よりも大きく設定されている。

上述したように構成されるこの実施例１に係る軸受付きカムシャフト装置１１において、シャフト１２の外周面の軸方向に複数のカム駒１６ところ軸受３０の内輪３２と第２の規制リング５１とを所定順に所定の間隔を保ち、かつ所定の締め代をもって嵌合（圧入）して配置（固定）することによって軸受付きカムシャフト装置１１が構成される。
前記したように、シャフト１２とは別体のころ軸受３０の内輪３２をシャフト１２の外周面に所定の締め代をもって嵌合し固定する構造上、シャフトの外周面の一部を内輪軌道面とする従来のころ軸受と異なり、内輪３２の外周面の軌道面３３にカム駒１６による圧入傷が発生する不具合を解消することができる。
このため、従来と異なり、シャフト１２の外周面を熱処理等によって表面処理した後、冷し嵌めによってころ軸受３０と、カム駒１６とを嵌合する必要性を解消することができ、コスト低減において効果が大きい。

また、前記したように構成されるカムシャフト装置１１において、第１、第２の規制リング５０、５１によってころ軸受３０の外輪３５の軸方向への移動を規制することができる。すなわち、外輪３５が軸方向への移動しようとすると、保持器４５の一端が第１の規制リング５０又は第２の規制リング５１に当接する一方、ころ４０の一端面が外輪３５の一方の鍔３４に当接し、これよって外輪３５の軸方向への移動が規制される。
このため、内輪３２に対し外輪３５が軸方向に不測に移動して外れる不具合を防止することができる。
また、前記したよに外輪３５の外れを防止することによって、軸受付きカムシャフト装置１１の運搬、保管等の管理がしやすく、また、軸受付きカムシャフト装置１１を所定位置に組み付ける作業もしやすくなる。
また、この実施例１において、ころ軸受３０の内輪３２の端部に第１の規制リング５０が一体に形成されるため、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。

（実施例２）
次に、この発明の実施例２を図３にしたがって説明する。
図３はこの発明の実施例２に係る軸受付きカムシャフト装置のシャフトの外周面の軸方向にカム駒ところ軸受とが配置状態を拡大して示す縦断面図である。
図３に示すように、この実施例２においても、シャフト１２の軸上に複数のカム駒１６ところ軸受１３０とが配置されると共に、ころ軸受１３０は、内輪１３２、外輪１３５、ころ１４０、保持器１４５を備えている。
また、この実施例２において、内輪１３２の一端に実施例１と同様にして第１の規制リング１５０が一体に形成され、他端部には第２の規制リング１５１を固定するための延長筒部１３２ａが形成されている。そして、この延長筒部１３２ａの外周面には環状溝１３２ｂが凹設され、この環状溝１３２ｂには、弾性的に拡開可能なＣリング状の第２の規制リング１５１が弾性的に嵌込まれて固定されている。
また、第１、第２の規制リング１５０、１５１の外径寸法は、外輪１３５の内径寸法よりも大きく設定されている。
この実施例２のその他の構成は、実施例１と同様にして構成されるため、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。
但し、この実施例２において、外輪１３５がシャフト１２の軸方向への移動しようとすると、外輪１３５の一端又は保持器１４５の一端が第１の規制リング１５０又は第２の規制リング１５１に当接することによって外輪３５の軸方向への移動が規制される。

（実施例３）
次に、この発明の実施例３を図４にしたがって説明する。
図４はこの発明の実施例３に係る軸受付きカムシャフト装置のシャフトの外周面の軸方向にカム駒ところ軸受とが配置状態を拡大して示す縦断面図である。
図４に示すように、この実施例３においても、シャフト１２の軸上に複数のカム駒１６ところ軸受２３０とが配置されると共に、ころ軸受２３０は、内輪２３２、外輪２３５、ころ２４０、保持器２４５を備えている。
また、この実施例３において、シャフト１２の外周面に嵌合（圧入）されて固定されたころ軸受２３０の内輪２３２の両側部に位置して、第１の規制リング２５０と第２の規制リング２５１とがシャフト１２の外周面に所定の締め代をもって嵌合（圧入）されて固定される。
また、第１、第２の規制リング２５０、２５１の外径寸法は、少なくとも保持器２４５の外径寸法よりも大きく設定されており、図４においては、外輪２３５の内径寸法よりも大きく設定されている。
この実施例３のその他の構成は、実施例１と同様にして構成されるため、その説明は省略する。

したがって、この実施例３においては、第１の規制リング２５０が内輪２３２と別体に形成される分だけ部品点数や組付工数が増加される他は、実施例１と同様の作用効果を奏する。

（実施例４）
次に、この発明の実施例４を図５にしたがって説明する。
図５はこの発明の実施例４に係る軸受付きカムシャフト装置のシャフトの外周面の軸方向にカム駒ところ軸受とが配置状態を拡大して示す縦断面図である。
図５に示すように、この実施例４においても、シャフト１２の軸上に複数のカム駒１６ところ軸受３３０とが配置されると共に、ころ軸受３３０は、内輪３３２、外輪３３５、ころ３４０、保持器３４５を備えている。
また、この実施例４において、外輪３３５の一端部内周面に中心に向けて環状に突出する第１の規制リング３５０が一体に形成され、他端部には第２の規制リング３５１を固定するための延長筒部３３５ａが形成されている。そして、この延長筒部３３５ａの内周面には環状溝３３５ｂが凹設され、この環状溝３３５ｂにＣリング状の第２の規制リング３５１が弾性的に縮小されて嵌込まれる。
また、第１、第２の規制リング３５０、３５１の内径寸法は、少なくとも保持器３４５の外径寸法よりも小さく設定されている。図５においては、第１、第２の規制リング３５０、３５１の内径寸法は、内輪３３２の外径寸法よりも小さく設定されている。
また、内輪３３２の外周面には、その軌道面３３３の両側部に鍔３３４が形成され、これら鍔３３４の対向面には、ころ３４０の両端面を案内する案内面３３４ａが形成されている。
この実施例４のその他の構成は、実施例１と同様にして構成されるため、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。
但し、この実施例４において、外輪３３５がシャフト１２の軸方向への移動しようとすると、第１の規制リング３５０又は第２の規制リング３５１が内輪３３２の一端又は保持器３４５の一端に当接することによって外輪３３５の軸方向への移動が規制される。

（実施例５）
次に、この発明の実施例５を図６にしたがって説明する。
図６はこの発明の実施例５に係る軸受付きカムシャフト装置のシャフトの外周面の軸方向にカム駒ところ軸受とが配置状態を拡大して示す縦断面図である。
図６に示すように、この実施例５においても、シャフト１２の軸上に複数のカム駒１６ところ軸受４３０とが配置されると共に、ころ軸受４３０は、内輪４３２、外輪４３５、ころ４４０、保持器４４５を備えている。
また、この実施例５において、外輪４３５の一端部内周面に中心に向けて環状に突出する第１の規制リング４５０が実施例４と同様にして一体に形成されている。
外輪４３５の他端部には第２の規制リング４５１を固定するための延長筒部４３５ａが形成されている。そして、この延長筒部４３５ａの内周面に、環状の第２の規制リング４５１が所定の締め代をもって嵌合（圧入）されている。
また、第１、第２の規制リング４５０、４５１の内径寸法は、少なくとも保持器４４５の外径寸法よりも小さく設定されている。図６においては、第１、第２の規制リング４５０、４５１の内径寸法は、内輪４３２の外径寸法よりも小さく設定されている。
この実施例５のその他の構成は、実施例４と同様にして構成されるため、その説明は省略する。
したがって、この実施例５においても、実施例４と同様の作用効果を奏する。

なお、この発明は、前記実施例１〜５に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、種々の形態で実施可能である。
例えば、前記実施例１〜５においては、軸受付きシャフト装置が軸受付きカムシャフト装置１１である場合を例示したが、例えば、駒体としてウエート体を有する軸受付きバランサーシャフト装置であってもよく、クランクシャフト装置等であってもよい。

この発明の実施例１に係る軸受付きカムシャフト装置を示す縦断面図である。 同じく軸受付きカムシャフト装置のシャフトの外周面の軸方向にころ軸受が配置された状態を拡大して示す縦断面図である。 この発明の実施例２に係る軸受付きカムシャフト装置のシャフトの外周面の軸方向にころ軸受が配置された状態を拡大して示す縦断面図である。 この発明の実施例３に係る軸受付きカムシャフト装置のシャフトの外周面の軸方向にころ軸受が配置された状態を拡大して示す縦断面図である。 この発明の実施例４に係る軸受付きカムシャフト装置のシャフトの外周面の軸方向にころ軸受が配置された状態を拡大して示す縦断面図である。 この発明の実施例５に係る軸受付きカムシャフト装置のシャフトの外周面の軸方向にころ軸受が配置された状態を拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

１１ 軸受付きカムシャフト装置（軸受付きシャフト装置）
１２ シャフト
１６ カム駒（駒体）
３０、１３０、２３０、３３０、４３０、５３０ ころ軸受
３２、１３２、２３２、３３２、４３２、５３２ 内輪
３５、１３５、２３５、３３５、４３５、５３５ 外輪
４０、１４０、２４０、３４０、４４０ ころ
５０、１５０、２５０、３５０、４５０ 第１の規制リング
５１、１５１、２５１、３５１、４５１ 第２の規制リング

Claims (2)

1. シャフトと、このシャフトの外周面の軸方向に所定の間隔を保って嵌合された駒体と、ころ軸受とを備えた軸受付きシャフト装置であって、
   前記ころ軸受は、前記シャフトの外周面に嵌合されて固定される内輪と、外輪と、これら内外輪の間に転動可能に配設された複数のころとを備え、
   前記シャフト側と前記外輪側との間には、前記シャフトの軸方向への前記外輪の移動を規制する第１、第２の規制リングが配設されていることを特徴とする軸受付きシャフト装置。
2. 請求項１に記載の軸受付きシャフト装置であって、
   第１、第２の規制リングのうち、少なくとも一方の規制リングは、ころ軸受の内輪又は外輪の端部に一体に形成されていることを特徴とする軸受付きシャフト装置。

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