JP2009127803A - 軸受付きシャフト装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトの外径面の軸方向に、カム駒等の駒体と、転がり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、駒体１６と、転がり軸受３１とを備える。シャフト１２の外径面の軸方向に、駒体１６と、転がり軸受３１の内輪３２とが順次に嵌合されて所定の間隔を保って配置される。シャフト１２の外径面と転がり軸受３１の内輪３２との間には、相互に係合してシャフト１２の軸回りに対する転がり軸受３１の内輪３２の回転を阻止する回止め部２０が設けられている。
【選択図】図２

Description

この発明は、シャフトと、駒体と、転がり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、転がり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、シャフトの外径面の一部を内輪軌道面とする転がり軸受がそれぞれ個別に製作された後、シャフトの外径面の軸方向に、カム駒と転がり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、シャフトの外径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、分割構成された転がり軸受がシャフトの外径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、シャフトの外径面の軸方向に、その外径面の一部を内輪軌道面とする転がり軸受と、カム駒とを所定の間隔を保って嵌合すると、シャフトの外径面にカム駒による圧入傷が発生し、転がり軸受としての機能が悪化される。このため、シャフトの外径面を熱処理等によって所望する硬度に表面処理した後、冷し嵌合めによって転がり軸受と、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、転がり軸受を分割構成してシャフトの外径面の半径方向外側から組み付けなければならず、転がり軸受の製作や、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、シャフトの外径面の軸方向に、カム駒等の駒体と、転がり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、駒体と、転がり軸受とを備えた軸受付きシャフト装置であって、
前記シャフトの外径面の軸方向に、前記駒体と、前記転がり軸受の内輪とが順次に嵌合されて所定の間隔を保って配置され、
前記シャフトの外径面と前記転がり軸受の内輪との間には、相互に係合して前記シャフトの軸回りに対する前記転がり軸受の内輪の回転を阻止する回止め部が設けられていることを特徴とする。

前記構成によると、シャフトの外径面の軸方向に駒体と転がり軸受とを所定順に所定の間隔を保って嵌合して配置すると共に、シャフトの外径面と転がり軸受の内輪との間に設けられた回止め部を相互に係合させてシャフトの軸回りに転がり軸受の内輪を回り止めする。
これによって、シャフトの外径面に転がり軸受の内輪を大きい締め代をもって嵌合（圧入）する必要性を解消することができ、この分だけ組付けが容易となる。
言い換えると、回止め部の係合によって、シャフトの軸回りに対し転がり軸受の内輪を回り止めすることができるため、シャフトの外径面の軸方向に転がり軸受の内輪が不測に位置ずれすることがない程度の小さい締め代をもってシャフトの外径面に転がり軸受の内輪を容易に嵌合して組み付けることができる。
また、シャフトの外径面の一部を内輪軌道面とする針状ころ軸受と異なり、シャフトとは別体の転がり軸受の内輪がシャフトの軸回りに回り止めされて配置される構造上、転がり軸受の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、シャフトの外径面を熱処理等によって表面処理した後、冷し嵌合めによって転がり軸受と、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。

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、
回止め部は、シャフトの外径面の軸方向に延びる凹溝と、転がり軸受の内輪の内径面から中心側に向けて突出され、かつ前記凹溝に係合して回り止めをなす突起とを有して構成されていることを特徴とする。
前記構成によると、シャフトの外径面の軸方向に複数の転がり軸受を配置する場合においては、これら複数の転がり軸受の各内輪の突起をシャフトの外径面の軸方向に延びる凹溝にそれぞれ係合させることによって、複数の転がり軸受の各内輪を良好に回り止めすることができる。

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径面の軸方向にカム駒と針状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３は針状ころ軸受の内輪を示す縦断面図である。図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に基づく横断面である。図５は針状ころ軸受の内輪を示す斜視図である。

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、転がり軸受としての複数のシェル形の針状ころ軸受３１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、針状ころ軸受３１は、内輪３２と、外輪（シェル）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転動体としての針状ころ３８と、これら針状ころ３８を保持する保持器３９とを備えている。

図１に示すように、複数のカム駒１６と、針状ころ軸受３１の内輪３２は、シャフト１２の外径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。
また、針状ころ軸受３１の内輪３２の内径寸法は、シャフト１２の外径面の軸方向に内輪３２が不測に位置ずれすることがない程度の小さい締め代をもって嵌合できるようにシャフト１２の外径寸法と略同じ又は僅かに小さく設定されている。

図２に示すように、シャフト１２の外径面と針状ころ軸受３１の内輪３２との間には、相互に係合してシャフト１２の軸回りに対する内輪３２の回転を阻止する回止め部２０が設けられている。
この実施例１において、回止め部２０は、図３と図４に示すように、シャフト１２の外径面の軸方向全長に延びる単数条又は複数条の凹溝１３と、図３〜図５に示すように、内輪３２の一端縁の内径面から中心側に向けて直角状に曲げられて凹溝１３に突入されて係合する単数又は複数の突起３４とを有して構成されている。

上述したように構成されるこの実施例１に係る軸受付きカムシャフト装置１１において、シャフト１２の外径面の軸方向に複数のカム駒１６と針状ころ軸受３１とを所定順に所定の間隔を保って嵌合して配置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。
この際、複数のカム駒１６は、シャフト１２の軸上に所要とする締め代をもって圧入固定される。
また、複数の針状ころ軸受３１の各内輪３２は、これら内輪３２の突起３４がシャフト１２の凹溝１３内に突入された状態でシャフト１２の外径面の軸方向に、カム駒１６よりも小さい締め代をもって嵌合される。
そして、凹溝１３と突起３４との係合によってシャフト１２の軸回りに対し各内輪３２が回り止めされる。

前記したように、シャフト１２の軸回りに対し針状ころ軸受３１の内輪３２を回り止めすることができるため、シャフト１２の外径面の軸方向に内輪３２が不測に位置ずれすることがない程度の小さい締め代をもってシャフト１２の外径面に内輪３２を容易に嵌合して組み付けることができる。
また、シャフトの外径面の一部を内輪軌道面とする従来の針状ころ軸受と異なり、シャフト１２とは別体の針状ころ軸受３１の内輪３２がシャフト１２の軸回りに回り止めされて配置される構造上、内輪３２の外径面の軌道面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の外径面を熱処理等によって表面処理した後、冷し嵌合めによって針状ころ軸受３１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、この実施例１において、シャフト１２の外径面の軸方向全長に延びる凹溝１３に複数の針状ころ軸受３１の各内輪３２の突起３４をそれぞれ突入させて係合させることによって、各内輪３２を良好に回り止めすることができる。

（実施例２）
次に、この発明の実施例２を図６〜図８にしたがって説明する。
図６はこの発明の実施例２に係る軸受付きシャフト装置としての軸受付きカムシャフト装置のシャフトの外径面の軸方向に駒体としてのカム駒と転がり軸受としての針状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７は図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に基づく横断面図である。図８は針状ころ軸受の内輪を示す斜視図である。
図６〜図８に示すように、この実施例２においては、シャフト１１２の外径面と針状ころ軸受１３１の内輪１３２との間に設けられる回止め部１２０の形状及び数を変更したものであり、シャフト１１２の外径面には、その軸方向全長に延びる複数条（図では二条）の凹溝１１３がそれぞれ形成されている。
一方、内輪１３２の両端縁に中心側に向けて突出する横断面略Ｖ字状の複数（図では各二つ）の突起１３４がそれぞれ形成されている。
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、シャフト１１２の軸回りに対し針状ころ軸受１３１の内輪１３２を回り止めすることができるため、シャフト１１２の外径面の軸方向に内輪１３２が不測に位置ずれすることがない程度の小さい締め代をもってシャフト１１２の外径面に内輪１３２を容易に嵌合して組み付けることができ、内輪１３２の外径面の軌道面１３３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１１２の外径面を熱処理等によって表面処理した後、冷し嵌合めによって針状ころ軸受１３１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。

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。
例えば、前記実施例１及び２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径面の軸方向にカム駒と針状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。 同じく針状ころ軸受の内輪を示す縦断面図である。 同じく図３のＩＶ−ＩＶ線に基づく横断面である。 同じく針状ころ軸受の内輪を示す斜視図である。 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径面の軸方向にカム駒と針状ころ軸受とが配置状態を拡大して示す縦断面図である。 同じく図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う横断面図である。 同じく針状ころ軸受の内輪を示す斜視図である。

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、１１２ シャフト
１３、１１３ 凹溝
１６ カム駒（駒体）
２０、１２０ 回止め部
３１、１３１ 針状ころ軸受（転がり軸受）
３２、１３２ 内輪
３３、１３３ 軌道面
３４、１３４ 突起

Claims (2)

1. シャフトと、駒体と、転がり軸受とを備えた軸受付きシャフト装置であって、
   前記シャフトの外径面の軸方向に、前記駒体と、前記転がり軸受の内輪とが順次に嵌合されて所定の間隔を保って配置され、
   前記シャフトの外径面と前記転がり軸受の内輪との間には、相互に係合して前記シャフトの軸回りに対する前記転がり軸受の内輪の回転を阻止する回止め部が設けられていることを特徴とする軸受付き中空シャフト装置。
2. 請求項１に記載の軸受付き中空シャフト装置であって、
   回止め部は、シャフトの外径面の軸方向に形成された凹溝と、転がり軸受の内輪の内径面から中心側に向けて突出され、かつ前記凹溝に係合して回り止めをなす突起とを有して構成されていることを特徴とする軸受付き中空シャフト装置。

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