(57)【要約】【課題】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。【解決手段】シャフト１１と、複数のカム１２と、転がり軸受３０とを備える。シャフト１１は、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分割シャフト２０、２５と、これら分割シャフト２０、２５の相対する軸端にそれぞれ形成された小径の連結軸部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とを備える。転がり軸受３０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、両軌道面の間に転動可能に配設された複数の転動体３５と、これら複数の転動体３５を保持する保持器３６とを備えている。【選択図】図２
2009030468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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カムシャフトユニット。
【請求項２】
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カムシャフトユニット。
【請求項３】
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カムシャフトユニット。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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カムシャフトユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開２００６−２２６１８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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】
【００１１】
（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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
（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。
【００１９】
（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。
【００２０】
（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。
【００２１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】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】同じく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】同じく転がり軸受を示す側断面図である。
【図４】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５】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６】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。
【符号の説明】
【００２３】
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
【図１】
2009030468.tif 000003
【図２】
2009030468.tif 000004
【図３】
2009030468.tif 000005
【図４】
2009030468.tif 000006
【図５】
2009030468.tif 000007
【図６】
2009030468.tif 000008