JP2009191892A - 軸受付きシャフト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトの外周面に圧入固定される規制部材によってころ軸受の軸方向への不測の移動を防止することができると共に、ころ軸受との間に発生する摺動抵抗を軽減す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１１の外周面の軸方向に、駒体１４と、ころ軸受２０とが所定の間隔を保って配置される。ころ軸受２０は、シャフト１１の外周面を内輪軌道面１２とする多数のころ２５を有し、これら多数のころ２５のうち、少なくとも一つのころ２５ａは他のころ２５よりも長尺に形成される。一方、シャフト１１の外周面には、長尺のころ２５ａの端面２６に近接してころ軸受２０の軸方向の移動を規制する筒状の規制部材３０が圧入固定されている。
【選択図】図４

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カムシャフト装置である場合、シャフトと、複数のカム駒（駒体に相当する）と、及びシャフトの外周面を内輪軌道面とする多数のころを有するころ軸受と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順に嵌挿されて組み付けられるものがある。
なお、ころ軸受を分割構成してシャフトの外周方向からころ軸受を組み付け可能にした軸受付きシャフト装置しては、例えば、特許文献１に開示されている。
特開２００７−１８７２５９号公報

ところで、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順に嵌挿されて組み付けられた軸受付きカムシャフト装置をシリンダヘッド部に組み付ける際、シャフトの軸方向にころ軸受が不測に移動することがある。この場合には、シャフトの軸方向の所定位置までころ軸受を移動調整して組み付けなければならず、その作業が厄介となる。
そこで、シャフトの外周面に、ころ軸受の外輪の端部に接近して規制部材を配設してころ軸受の軸方向への不測の移動を規制することが考えられる。
しかしながら、ころ軸受の外輪の端部に接近して規制部材を配設すると、軸受回転時において、ころ軸受の外輪の端部と規制部材とは相対回転するため、これら両者間に摺動抵抗（摩擦力）が発生し、軸受性能を悪化させることが想定される。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、シャフトの外周面に圧入固定される規制部材によってころ軸受の軸方向への不測の移動を防止することができると共に、ころ軸受との間に発生する摺動抵抗を軽減す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、シャフトの外周面の軸方向に、駒体と、ころ軸受とが所定の間隔を保って配置される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を内輪軌道面とする多数のころを有し、これら多数のころのうち、少なくとも一つのころは他のころよりも長尺に形成される一方、
前記シャフトの外周面には、前記長尺のころの端面に近接して前記ころ軸受の軸方向の移動を規制する筒状の規制部材が圧入固定されていることを特徴とする。

前記構成によると、シャフトの外周面に圧入固定された筒状の規制部材に、ころ軸受の多数のころのうちの、長尺のころの端面が当接することによってころ軸受の軸方向への不測の移動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をシリンダヘッド部等のハウジングに組み付ける作業が容易となる。
また、軸受回転時において、筒状の規制部材と長尺のころの端面とが接触することで、他のころの端面や外輪との接触を抑制することができる。
このため、筒状の規制部材ところ軸受との間に発生する摺動抵抗（摩擦力）を軽減することができる。

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、
規制部材は、シャフトの外周面に圧入固定される円筒部と、この円筒部の一端部外周面に環状に突出されたフランジ部とを備え、
前記フランジ部の外径寸法は、ころ軸受の外輪の外径寸法よりも小さく設定されていることを特徴とする。

前記構成によると、規制部材の円筒部をシャフトの外周面の所定位置まで圧入する際、圧入工具によって規制部材のフランジ部を軸方向へ押圧することによってシャフトの外周面の所定位置まで規制部材を容易に圧入して固定することができる。
また、規制部材のフランジ部の外径寸法がころ軸受の外輪の外径寸法よりも小さく設定されているため、軸受付きシャフト装置をシリンダヘッド部等のハウジングに押えカバーを締め付けて組み付ける際、規制部材のフランジ部の外周部が押えカバーに当たることを回避することができ、軸受付きシャフト装置の組み付けに支障をきたす不具合が生じない。

この発明の請求項３に係る軸受付きシャフト装置は、請求項１又は２に記載の軸受付きシャフト装置であって、
規制部材は、シャフトよりも硬度が小さい材料によって形成されていることを特徴とする。

前記構成によると、規制部材をシャフトの外周面の所定位置まで圧入する際、シャフトの外周面に規制部材の圧入傷が発生することを抑制することができる。このため、シャフトの外周面を内輪軌道面とするころ軸受の軸受性能を確保することができる。

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〜図４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は図１のＩＩ−ＩＩ線に基づく横断面図である。図３は図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に基づく縦断面図である。図４は図２のＩＶ−ＩＶ線に基づく縦断面図である。

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）である場合を例示する。
軸受付きカムシャフト装置は、シャフト１１の外周面の軸方向に、駒体としての複数のカム駒１４と、複数のころ軸受（シェル形の針状ころ軸受も含む）２０と、複数対の規制部材３０とが所定間隔を保って所定順に組み付けられることでユニット化されている。

図２と図３に示すように、ころ軸受２０は、外輪２１と、シャフト１１の外周面を内輪軌道面１２とする多数のころ（針状ころも含む）２５とを備えており、ころ２５を保持する保持器を用いない総ころ型軸受である。
外輪２１の内周面には、外輪軌道面２２が形成され、外輪２１の両端部には、半径方向内方に環状に突出する鍔２３が形成されている。
外輪２１の外輪軌道面２２上に配置される多数のころ２５のうち、少なくとも一つのころ２５ａは他のころ２５よりも長尺に形成されている。
また、この実施例１において、長尺のころ２５ａの両端面２６は半球状に形成されている。
さらに、長尺のころ２５ａの長さ寸法は、外輪２１の両鍔２３の対向面の間隔寸法と略同じ大きさに設定されている。
そして、ころ軸受２０は、その外輪２１の外輪軌道面２２に多数のころ（長尺のころ２５ａも含む）２５がグリース等の潤滑剤の粘性によって保持された状態でシャフト１１の一端側から嵌込まれて同シャフト１１の所定位置まで嵌挿されてることで、シャフト１１の外周面を内輪軌道面１２として組み付けられる。

図３と図４に示すように、シャフト１１の外周面には、ころ軸受２０の多数のころ２５のうち長尺のころ２５ａの両端面２６に近接してころ軸受２０の軸方向の移動を規制する筒状の規制部材３０が圧入固定されている。
この実施例１において、規制部材３０は、鋼鉄製のシャフト１１よりも硬度が小さい合成樹脂材の射出成形によって形成され、シャフト１１の外周面に圧入固定される円筒部３１と、この円筒部３１の一端部外周面に環状に突出されたフランジ部３２とを一体に備えている。
また、規制部材３０のフランジ部３２の外径寸法は、ころ軸受２０の外輪２１の外径寸法よりも小さく設定されている。

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において、シャフト１１の外周面の軸方向の一端側から他端側に向けてカム駒１４ところ軸受２０と規制部材３０とが所定順に順次に挿入あるいは圧入されて組み付けられることで軸受付きカムシャフト装置が構成される（図１参照）。
また、この実施例１において、規制部材３０の円筒部３１をシャフト１１の外周面の所定位置まで圧入する際、圧入工具によって規制部材３０のフランジ部３２を軸方向へ押圧することによってシャフト１１の外周面の所定位置まで規制部材３０を容易に圧入して固定することができる。

また、この実施例１において、規制部材３０は合成樹脂材によって形成されているため、合成樹脂製の規制部材３０を鋼鉄製のシャフト１１の外周面の所定位置まで圧入する際、シャフト１１の外周面に対し規制部材３０の圧入による圧入傷が発生することを抑制することができる。このため、シャフト１１の外周面を内輪軌道面１２とするころ軸受２０の軸受性能を確保することができる。

また、軸受付きカムシャフト装置を運搬したり、あるいは保管する場合やシリンダヘッド部等のハウジングに軸受付きカムシャフト装置を組み付ける場合などにおいて、ころ軸受２０に外力が作用してころ軸受２０がシャフト１１の軸方向へ移動しようとすると、シャフト１１に圧入固定された規制部材３０の円筒部３１の端面に、長尺のころ２５ａの端面２６が当接すると共に、外輪２１の鍔２３の内側面が長尺のころ２５ａの端面２６が当接する。これによって、ころ軸受２０の軸方向への不測の移動を阻止することができる。
このため、軸受付きカムシャフト装置をシリンダヘッド部等のハウジングに組み付ける作業が容易となる。
さらに、規制部材３０の円筒部３１の端面と外輪２１の鍔部２３の内周面に長尺のころ２５ａのみが強制的に当接させられ、他のころ２５は軸方向にフリーのため、軸受の回転トルク、当接部の摩耗が小さい。

また、規制部材３０のフランジ部３２の外径寸法がころ軸受２０の外輪２１の外径寸法よりも小さく設定されているため、軸受付きカムシャフト装置をシリンダヘッド部等のハウジングに押えカバーを締め付けて組み付ける際、規制部材３０のフランジ部３２の外周部が押えカバーに当たることを回避することができ、軸受付きカムシャフト装置の組み付けに支障をきたす不具合が生じない。

また、シリンダヘッド部等のハウジングに組み付けられた軸受付きカムシャフト装置の軸受回転時において、規制部材３０の円筒部３１の端面と長尺のころ２５ａの端面２６とが接触することで、規制部材３０が他のころ２５の端面や外輪２１と接触することを抑制することができる。
このため、規制部材３０ところ軸受２０との間に発生する摺動抵抗（摩擦力）を軽減することができる。
また、この実施例１において、長尺のころ２５ａの端面２６が半球面に形成されるため摺動抵抗の低減に効果が大きい。

なお、この発明は、前記実施例１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においては、規制部材３０が合成樹脂材によって形成される場合を例示したが、鋼鉄製のシャフト１１よりも硬度が小さい材料であればよく、例えば、アルミ材等の軟質の金属材によって規制部材３０を形成してもよい。
また、前記実施例１においては、保持器を用いない総ころ型軸受を例示したが、保持器を用いる軸受にも適用してもよい。
また、前記実施例１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もよく、クランクシャフト装置等でもよい。

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。 同じく図１のＩＩ−ＩＩ線に基づく横断面図である。 同じく図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に基づく縦断面図である。 同じく図２のＩＶ−ＩＶ線に基づく縦断面図である。

符号の説明

１１ シャフト
１２ 内輪軌道面
１４ カム駒（駒体）
２０ ころ軸受
２１ 外輪
２５ ころ
２５ａ 長尺のころ
２６ 端面
３０ 規制部材
３１ 円筒部
３２ フランジ部

Claims (3)

1. シャフトの外周面の軸方向に、駒体と、ころ軸受とが所定の間隔を保って配置される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を内輪軌道面とする多数のころを有し、これら多数のころのうち、少なくとも一つのころは他のころよりも長尺に形成される一方、
   前記シャフトの外周面には、前記長尺のころの端面に近接して前記ころ軸受の軸方向の移動を規制する筒状の規制部材が圧入固定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、
   規制部材は、シャフトの外周面に圧入固定される円筒部と、この円筒部の一端部外周面に環状に突出されたフランジ部とを備え、
   前記フランジ部の外径寸法は、ころ軸受の外輪の外径寸法よりも小さく設定されていることを特徴とする軸受付きシャフト装置。
3. 請求項１又は２に記載の軸受付きシャフト装置であって、
   規制部材は、シャフトよりも硬度が小さい材料によって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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