JP5050954B2 - カムシャフトの軸受装置 - Google Patents

Description

この発明はカムシャフトの軸受装置に関する。

従来、カムシャフトの軸受装置においては、例えば、特許文献１に開示されているように、複数のカム駒が軸方向に配置されたカムシャフトを、ハウジング部材とキャップ部材との間にすべり軸受に代えてころ軸受を採用してトルク損失を低減するようにしたものがある。
これにおいては、ころ軸受の外輪が二分割されて、ハウジング部材の円弧凹部と、キャップ部材の円弧凹部にそれぞれ組み込まれる。
また、多数のころを保持する保持器には、その周方向の一箇所に割れ目が形成され、カムシャフトの外周から保持器が組み付けられる。
また、カムシャフトには、ころ軸受の軸方向への移動を規制する段差軸部が形成されている。
特開２００７−２４７８７５号公報

ところで、前記した従来のカムシャフトの軸受装置におては、ころ軸受の外輪を二分割し、保持器の周方向の一箇所に割れ目を形成し、カムシャフトに段差軸部を形成しなければならず、構造が複雑化する。

この発明の目的は、前記問題点に鑑み、構造が簡単で組付性に優れるカムシャフトの軸受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に係るカムシャフトの軸受装置は、複数のカム駒が軸方向に配置されたカムシャフトを、ハウジング部材の円弧凹部とキャップ部材の円弧凹部との間にころ軸受を介して回転可能に支持するカムシャフトの軸受装置であって、
前記カムシャフトの外周面には、同カムシャフトとは別個に形成された環状の第１、第２の規制リングが前記ころ軸受の軸方向両側部に位置してそれぞれ圧入固定され、
前記第１、第２の規制リングの相対する面を滑り面として、これら滑り面が前記ハウジング部材と前記キャップ部材とのそれぞれの両側面に接触することで軸方向の荷重を受ける構成にし、
前記第１、第２の規制リングの外径寸法は、前記ハウジング部材及び前記キャップ部材との間に潤滑油が流入可能な隙間Ｓ１、Ｓ２を隔てるように設定され、
前記隙間Ｓ１は、前記ハウジング部材の円弧凹部の両側に形成された肩部の内周面と前記第１、第２の規制リングの外周面との間に設定され、
前記隙間Ｓ２は、前記キャップ部材の円弧凹部の両側に形成された肩部の内周面と前記第１、第２の規制リングの外周面との間に設定されていることを特徴とする。

前記構成によると、カムシャフトの外周面の所要とする位置に、ころ軸受と第１、第２の規制リングとをそれぞれ配設する場合、カムシャフトの軸端から第１の規制リングが圧入され、次に、ころ軸受が嵌挿され、最後に第２の規制リングが圧入される。
これによって、カムシャフトの外周面に、ころ軸受と、第１、第２の規制リングとを容易に配置することができる。
そして、ハウジング部材の円弧凹部に、カムシャフト上のころ軸受が設置され、ハウジング部材にキャップ部材が締め付けられることによって、カムシャフトがハウジング部材とキャップ部材との両円弧凹部の間にころ軸受を介して回転可能に組み付けられる。
カムシャフトの組み付け状態において、カムシャフト上の第１、第２の規制リングの相対する滑り面がハウジング部材とキャップ部材とのそれぞれの両側面に接近する。
また、外周面にころ軸受と第１、第２の規制リングとを配置したカムシャフトを運搬したり、あるいは、ハウジング部材に組み付ける際、カムシャフト上のころ軸受の軸方向への過大な移動を第１、第２の規制リングによって止めることができる。このため、ハウジング部材にカムシャフトを組み付ける作業が容易となる。
また、カムシャフトの組み付け状態において、第１、第２の規制リングの相対する滑り面がハウジング部材とキャップ部材とのそれぞれの両側面に接触することで軸方向の荷重を受けることができる。
前記したように、カムシャフトの軸端からころ軸受と第１、第２の規制リングとを所定順に嵌挿して組み付ける簡単な構造によってカムシャフトの軸方向の荷重を受けることができると共に、従来と異なり、ころ軸受の外輪を二分割したり、保持器の周方向の一箇所に割れ目を形成したり、カムシャフトに段差軸部を形成する必要がなく、組み付け性にも優れる。
また、ハウジング部材の円弧凹部の両側に形成された肩部の内周面と第１、第２の規制リングの外周面との間に設定された隙間Ｓ１と、キャップ部材の円弧凹部の両側に形成された肩部の内周面と第１、第２の規制リングの外周面との間に設定された隙間Ｓ２から潤滑油が流入される。

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に係るカムシャフトの軸受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はカムシャフトにころ軸受と第１、第２の規制リングを組み付ける前の状態を示す説明図である。図４はハウジング部材とキャップ部材との間にカムシャフトを組み付ける前の状態を示す説明図である。

図１と図２に示すように、カムシャフトの軸受装置は、カムシャフト１１と、ころ軸受２０と、第１、第２の規制リング３０、３５と、ハウジング部材４０と、キャップ部材５０とを備えている。
カムシャフト１１の外周面の軸方向には複数のカム駒１４が配置されている。また、カムシャフト１１の外周面の隣接するカム駒１４の間には軸受（転がり軸受、又は滑り軸受）１５が必要に応じて配設される。

図１に示すように、カムシャフト１１の一端寄り部分の外周面には、ころ軸受２０と、第１、第２の規制リング３０、３５が組み付けられる。
図１〜図４に示すように、ころ軸受（シェル形の針状ころ軸受も含む）２０は、外輪２１と、カムシャフト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、これら多数のころ２５を保持する保持器２６とを備えている。
そして、ころ軸受２０はカムシャフト１１の軸端からカムシャフト１１の外周面の所定位置まで嵌挿される。

第１、第２の規制リング３０、３５は、カムシャフト１１とは別個に、鋼鉄、非鉄、合成樹脂等より環状に形成され、カムシャフト１１の外周面のころ軸受２０の軸方向両側部に位置してそれぞれ圧入固定されている。
また、カムシャフト１１の外周面に圧入固定された第１、第２の規制リング３０、３５の相対する面の間隔寸法は、次に述べるハウジング部材４０の両側面４２の距離寸法（又はキャップ部材５０の両側面５２の距離寸法）よりも若干大きく設定されている。そして、第１、第２の規制リング３０、３５の相対する面を、ハウジング部材４０の両側面４２及びキャップ部材５０の両側面５２に対する滑り面３１、３６としている。
また、第１、第２の規制リング３０、３５の外径寸法は、これら第１、第２の規制リング３０、３５の外周面とハウジング部材４０及びキャップ部材５０との間に潤滑油が流入可能な隙間Ｓ１、Ｓ２を隔てるように設定されている（図１参照）。
なお、第１、第２の規制リング３０、３５は、鋼鉄製のシャフト１１に圧入傷を抑制するためにカムシャフト１１よりも硬度が小さい材料によって形成されることが望ましい。

一方、内燃機関のシリンダヘッド部をなすハウジング部材４０の上面のシャフト組付け部分は、軸方向の中央部が小径で両側が大径の段差凹円弧をなし、その中央部内面には、ころ軸受２０の外輪２１の外径とほぼ同じ大きさの半円弧をなす円弧凹部４１が形成され、両側の肩部４５の内周面と第１、第２の規制リング３０、３５の外周面との間には前記した隙間Ｓ１が設定されている。
さらに、図４に示すように、シャフト組付け部分には円弧凹部４１の両端部に位置してキャップ部材５０を締め付けるためのボルト６０がねじ込まれる雌ねじ４７が形成されている。

一方、キャップ部材５０においても、ハウジング部材４０のシャフト組付け部分と同様にして軸方向の中央部が小径で両側が大径の段差凹円弧をなし、その中央部内面には、ころ軸受２０の外輪２１の外径とほぼ同じ大きさの半円弧をなす円弧凹部５１が形成され、両側の肩部５５の内周面と第１、第２の規制リング３０、３５の外周面との間には前記した隙間Ｓ２が設定されている。
また、図４に示すように、キャップ部材５０には、その円弧凹部５１の両端部にボルト６０が挿通される貫通孔５７を有する取付片５６が形成されている。

上述したように構成されるこの実施例１に係るカムシャフトの軸受装置において、図３に示すように、カムシャフト１１とは別個に形成された第１、第２の規制リング３０、３５ところ軸受２０とをカムシャフト１１の外周面の所要とする位置に配設する場合、カムシャフト１１の軸端から第１の規制リング３０が圧入され、次に、ころ軸受２０が嵌挿され、最後に第２の規制リング３５が圧入される。
なお、カムシャフト１１の軸上には、予め複数のカム駒１４が配置される。

前記したように、外周面の所定位置に、複数のカム駒１４と、ころ軸受２０と、第１、第２の規制リング３０、３５とを配置してユニット化されたカムシャフト１１を、ハウジング部材４０とキャップ部材５０との間に回転可能に組み付ける場合、先ず、ハウジング部材４０の円弧凹部４１に、カムシャフト１１上のころ軸受２０がその外輪２１において設置される（図２及び図４参照）。
ここで、ハウジング部材４０にキャップ部材５０がボルト６０によって締め付けられることによって、カムシャフト１１がハウジング部材４０とキャップ部材５０との両円弧凹部４１、５１の間にころ軸受２０を介して回転可能に組み付けられる。

図１に示すように、カムシャフト１１の組み付け状態において、カムシャフト１１上の第１、第２の規制リング３０、３５の相対する滑り面３１、３６がハウジング部材４０の両側面４２とキャップ部材５０の両側面５２に接近して配置される。
また、複数のカム駒１４と、ころ軸受２０と、第１、第２の規制リング３０、３５とを配置してユニット化されたカムシャフト１１を運搬したり、あるいは、ハウジング部材４０に組み付ける際、カムシャフト１１のころ軸受２０の軸方向への過大な移動を第１、第２の規制リング３０、３５によって止めることができる。このため、ハウジング部材４０にカムシャフト１１を組み付ける作業が容易となる。

また、カムシャフト１１の軸受け回転時等において、第１、第２の規制リング３０、３５の両滑り面３１、３６がハウジング部材４０の両側面４２並びにキャップ部材５０の両側面５２に接触することで軸方向の荷重（スラスト荷重）を受けることができる。

（実施例２）
次に、この発明の実施例２を図５にしたがって説明する。
図５はこの発明の実施例２に係るカムシャフトの軸受装置を示す縦断面図である。
図５に示すように、この実施例２においては、ハウジング部材１４０の上面のシャフト組付け部分の軸方向の中央部に形成された円弧凹部１４１の両側部に中心側に突出する環状壁１４５が形成されている。
一方、キャップ部材１５０においても、軸方向の中央部の円弧凹部１５１の両側部に中心側に突出する環状壁１５５が形成されている。
ころ軸受１２０と第１、第２の規制リング１３０、１３５は実施例１と同様にしてカムシャフト１１１の外周面に組み付けられる。
そして、図５に示すように、ハウジング部材１４０にカムシャフト１１１が組み付けられた状態においては、カムシャフト１１１上の第１、第２の規制リング１３０、１３５の相対する滑り面１３１、１３６がハウジング部材１４０の両環状壁１４５の側面１４２とキャップ部材１５０の両環状壁１５５の側面１５２に接近して配置される。
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。

なお、この発明は、前記実施例１及び２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。

この発明の実施例１に係るカムシャフトの軸受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。 同じくカムシャフトにころ軸受と第１、第２の規制リングを組み付ける前の状態を示す説明図である。 同じくハウジング部材とキャップ部材との間にカムシャフトを組み付ける前の状態を示す説明図である。 この発明の実施例２に係るカムシャフトの軸受装置を示す縦断面図である。

符号の説明

１１、１１１ カムシャフト
１２ 内輪軌道面
１４ カム駒
２０、１２０ ころ軸受
２１ 外輪
２５ ころ
３０、１３０ 第１の規制リング
３１、１３１ 滑り面
３５、１３５ 第２の規制リング
３６、１３６ 滑り面
４０、１４０ ハウジング部材
４１、１４１ 円弧凹部
４２、１４２ 側面
５０、１５０ キャップ部材
５１、１５１ 円弧凹部
５２、１５２ 側面

Claims (1)

1. 複数のカム駒が軸方向に配置されたカムシャフトを、ハウジング部材の円弧凹部とキャップ部材の円弧凹部との間にころ軸受を介して回転可能に支持するカムシャフトの軸受装置であって、
   前記カムシャフトの外周面には、同カムシャフトとは別個に形成された環状の第１、第２の規制リングが前記ころ軸受の軸方向両側部に位置してそれぞれ圧入固定され、
   前記第１、第２の規制リングの相対する面を滑り面として、これら滑り面が前記ハウジング部材と前記キャップ部材とのそれぞれの両側面に接触することで軸方向の荷重を受ける構成にし、
   前記第１、第２の規制リングの外径寸法は、前記ハウジング部材及び前記キャップ部材との間に潤滑油が流入可能な隙間Ｓ１、Ｓ２を隔てるように設定され、
   前記隙間Ｓ１は、前記ハウジング部材の円弧凹部の両側に形成された肩部の内周面と前記第１、第２の規制リングの外周面との間に設定され、
   前記隙間Ｓ２は、前記キャップ部材の円弧凹部の両側に形成された肩部の内周面と前記第１、第２の規制リングの外周面との間に設定されていることを特徴とするカムシャフトの軸受装置。

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