(57)【要約】【課題】シャフトの外径面の軸方向に所定間隔を保って、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の外径面の軸方向に、駒体１４と、転がり軸受３１とが所定の間隔を保って配置される。転がり軸受３１の内輪３２は、その両端から軸方向に延長された延長部分３４を有する。内輪３２の延長部分３４の外径面に駒体１４の内径面が嵌合されて固定される。内輪３２の内径面にシャフト１２が嵌合されて固定される。【選択図】図２
2009127801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトの外径面の軸方向に、駒体と、転がり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、
前記転がり軸受の内輪は、その両端から軸方向に延長された延長部分を有し、
前記内輪の延長部分の外径面に前記駒体の内径面が嵌合されて固定され、
前記内輪の内径面に前記シャフトが嵌合されて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。
【請求項２】
請求項１に記載の軸受付きシャフト装置であって、
駒体の内径面は、シャフトが挿通可能な小径部分と、内輪の延長部分の外径面に嵌合される大径部分とを同一中心線上に有して段差状に形成され、
前記駒体の内径面の段差面が前記内輪の延長部分の端面に当接して軸方向へ位置決めされることを特徴とする軸受付きシャフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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カムシャフト装置である場合、シャフト、所定数のカム駒（駒体に相当する）、及び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形成された後、シャフトの外径面の軸方向に、カムと転がり軸受とが所定の間隔を保って所定順に嵌合（圧入）されて固定されるものがある。
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カムシャフト装置が知られている。
【特許文献１】特開２００７−１９２３１５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、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圧入すると、シャフトの外径面の一部をなす内輪軌道面にカム駒の圧入傷が発生し、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要とする硬度に表面処理した後、冷し嵌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（圧入嵌合）する必要があり、コスト高なる。
また、特許文献１に開示されたものにおいては、シャフトの外径面の半径方向外側から転がり軸受を組み付けるために、転がり軸受を分割構成しなければならず、転がり軸受の製作や、組み付けが厄介となる。
【０００４】
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所定間隔を保って、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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、シャフトの外径面の軸方向に、駒体と、転がり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、
前記転がり軸受の内輪は、その両端から軸方向に延長された延長部分を有し、
前記内輪の延長部分の外径面に前記駒体の内径面が嵌合されて固定され、
前記内輪の内径面に前記シャフトが嵌合されて固定されていることを特徴とする。
【０００６】
前記構成によると、転がり軸受の内輪の延長部分の外径面に駒体を嵌合して固定し、内輪の内径面にシャフトを嵌合し固定することによって、シャフトの外径面の軸方向に所定間隔を保って、駒体と、転がり軸受とを容易に組み付けることができると共に、転がり軸受の内輪軌道面に駒体の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、冷し嵌めによって転がり軸受と、カム駒とをシャフトの外径面の軸方向に順次に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。
【０００７】
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、
駒体の内径面は、シャフトが挿通可能な小径部分と、内輪の延長部分の外径面に嵌合される大径部分とを同一中心線上に有して段差状に形成され、
前記駒体の内径面の段差面が前記内輪の延長部分の端面に当接して軸方向へ位置決めされることを特徴とする。
前記構成によると、駒体の内径面の段差面が内輪の延長部分の端面に当接する位置まで駒体の内径面の大径部分を内輪の延長部分の外径面に嵌合し固定することによって、駒体を内輪の軸方向に正確に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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】
【０００９】
（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固定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の延長部分にカム駒が嵌合されて固定された後、シャフトの外径面軸方向に内輪が嵌合される直前の状態を示す説明図である。図４はシャフトの外径面軸方向に内輪が嵌合されて固定された後、針状ころ軸受の内輪の延長部分にカム駒が嵌合される直前の状態を示す説明図である。
【００１０】
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の外径面の軸方向に、駒体としての複数のカム駒１４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とが所定の間隔を保って組み付けられてユニット化されている。
また、針状ころ軸受３１は、内輪３２と、外輪（シェル）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。
【００１１】
図２に示すように、針状ころ軸受３１の内輪３２は、その外径面に形成された内輪軌道面３３の両端から軸方向にそれぞれ延長された延長部分３４を有して長く形成されている。
そして、内輪３２の両延長部分３４の外径面には、カム駒１４の内径面（内孔の内周面）が所定の締め代をもって嵌合されて固定されている。
また、針状ころ軸受３１は、その内輪３２の内径面においてシャフト１２の外径面の軸方向の所定位置に所定の締め代をもって嵌合されて固定されている。
すなわち、この実施例１において、内輪３２の内径寸法は、シャフト１２の外径寸法よりも圧入の締め代分だけ小さく設定され、内輪３２の両延長部分３４の外径寸法は、カム駒１４の内径寸法よりも圧入の締め代分だけ大きく設定されている。
【００１２】
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１４と、複数の針状ころ軸受３１とを所定の間隔を保って組み付ける場合、図３に示すように、まず、針状ころ軸受３１の内輪３２の両延長部分３４の外径面にカム駒１４の内径面（内孔の内周面）を所定の締め代をもって嵌合して固定したものを所定組（例えば、４組）用意する。
その後、シャフト１２の外径面の軸方向に、所定組の針状ころ軸受３１を、その各内輪３２において順次に所定の締め代をもって嵌合し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。
また、図４に示すように、複数の針状ころ軸受３１の内輪３２の延長部分３４の両側部に複数のカム駒１４をそれぞれ配置しながら、シャフト１２の外径面の軸方向に針状ころ軸受３１を、その各内輪３２の内径面において順次に所定の締め代をもって嵌合し固定する。
その後、各針状ころ軸受３１の内輪３２の両延長部分３４の外径面に、カム駒１４の内径面（内孔の内周面）を所定の締め代をもって嵌合し固定することで、軸受付きカムシャフト装置１１を容易に構成することができる。
【００１３】
前記したように、シャフト１２の外径面の軸方向に所定間隔を保って、複数のカム駒１４と、針状ころ軸受３１とを容易に組み付けることができると共に、針状ころ軸受３１の内輪軌道面に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、冷し嵌めによってカム駒１４と、内輪３２とをシャフト１２の外径面の軸方向に順次に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。
【００１４】
（実施例２）
次に、この発明の実施例３を図５〜図７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固定された状態を拡大して示す縦断面図である。図６は針状ころ軸受の内輪の延長部分にカム駒が嵌合されて固定された後、シャフトの外径面軸方向に内輪が嵌合される直前の状態を示す説明図である。図７はシャフトの外径面軸方向に内輪が嵌合されて固定された後、針状ころ軸受の内輪の延長部分にカム駒が嵌合される直前の状態を示す説明図である。
【００１５】
図６に示すように、この実施例２においては、複数のカム駒１１４の内径面は、シャフト１１２が挿通可能な小径部分（小径孔部）１１５と、針状ころ軸受１３１の内輪１３２の延長部分１３４の外径面に所定の締め代をもって嵌合される大径部分（大径孔部）１１６とが段差面１１７をもって同一中心線上に有して段差状に形成されている。
そして、カム駒１１４の内径面の段差面１１７が針状ころ軸受１３１の内輪１３２の延長部分１３４の端面に当接することでカム駒１１４が軸方向へ位置決めされるようにようになっている。
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、その説明は省略する。
【００１６】
上述したように構成されるこの実施例２に係る軸受付きカムシャフト装置１１１において、シャフト１１２の外径面の軸方向に、複数のカム駒１１４と、複数の針状ころ軸受１３１とを所定の間隔を保って組み付ける場合、図６に示すように、まず、針状ころ軸受１３１の内輪１３２の両延長部分１３４の外径面に、カム駒１４の内径面の大径部分１１６を所定の締め代をもって嵌合し固定したものを所定組（例えば、４組）用意する。
その後、シャフト１１２の外径面の軸方向に、所定組の針状ころ軸受１３１を、その各内輪１３２において順次に所定の締め代をもって嵌合し固定することによって、図５に示すように、軸受付きカムシャフト装置１１１が構成される。
また、図７に示すように、複数の針状ころ軸受１３１の内輪１３２の延長部分１３４の両側部に複数のカム駒１１４をそれぞれ配置しながら、シャフト１１２の外径面の軸方向に針状ころ軸受１３１を、その各内輪１３２の内径面において順次に所定の締め代をもって嵌合し固定する。
その後、各針状ころ軸受１３１の内輪１３２の両延長部分１３４の外径面に、カム駒１１４の内径面の大径部分１１６を所定の締め代をもって嵌合し固定することで、軸受付きカムシャフト装置１１１を容易に構成することができる。
【００１７】
したがって、この実施例２においても、実施例１と同様にして、針状ころ軸受１３１の内輪軌道面にカム駒の圧入傷が発生する不具合を解消することができ、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、冷し嵌めによってカム駒１１４と、内輪１３２とをシャフト１１２の外径面の軸方向に順次に嵌合して固定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。
特に、この実施例２においては、カム駒１１４の内径面の段差面１１７が内輪１３２の延長部分３４の端面に当接する位置までカム駒１１４の内径面の大径部分１１６を内輪１３２の延長部分１３４の外径面に嵌合し固定することによって、カム駒１１４を内輪１３２の軸方向に正確に配置することができる。
【００１８】
（実施例３）
次に、この発明の実施例３を図８〜図１１にしたがって説明する。
図８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径面の軸方向にカム駒と針状ころ軸受とが固定された状態を拡大して示す縦断面図である。図９はシャフトの外径面の軸方向に一番目の針状ころ軸受の内輪を嵌合する前の状態を示す説明図である。図１０はシャフトの外径面の軸方向に二番目の針状ころ軸受の内輪を嵌合する前の状態を示す説明図である。図１１はシャフトの外径面の軸方向に所定数の針状ころ軸受の内輪が嵌合されて固定された状態を示す説明図である。
【００１９】
図８に示すように、この実施例３においては、シャフト２１２の外径面の軸方向の複数箇所（針状ころ軸受２３１の内輪２３２が固定される部分）に、ローレット加工、スプライン加工等によって外径が大きくされた大径軸部２１２ａが形成され、これら大径軸部２１２ａに複数の針状ころ軸受２３１の内輪２３２が所定の締め代をもって嵌合されて固定される。
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、内輪２３２の両延長部分２３４の外径面には、カム駒２１４の内径面が所定の締め代をもって嵌合されて固定されている。
【００２０】
すなわち、この実施例３においては、内輪２３２の内径寸法よりもシャフト２１２の外径寸法が僅かに小さく設定され、大径軸部２１２ａの外径寸法は、内輪２３２の内径寸法よりも圧入の締め代に相当する分だけ大きく設定されている。
そして、図９に示すように、まず、シャフト２１２の外径面の軸方向一端部寄り部分に、一番目の針状ころ軸受２３１の内輪２３２を固定するための一番目の大径軸部２１２ａをローレット加工等によって形成した後、シャフト２１２の軸方向他端側から一番目の針状ころ軸受２３１の内輪２３２を遊嵌状態で挿入し、この内輪２３２を大径軸部２１２ａの外径面に所定の締め代をもって嵌合し固定する。
次に、図１０に示すように、シャフト２１２の外径面の一番目の大径軸部２１２ａからシャフト２１２の他端側へ軸方向に所定距離だけ隔てた部分に、二番目の大径軸部２１２ａをローレット加工等によって形成した後、シャフト２１２の軸方向他端側から二番目の針状ころ軸受２３１の内輪２３２を遊嵌状態で挿入し、この内輪２３２を二番目の大径軸部２１２ａの外径面に所定の締め代をもって嵌合し固定する。
【００２１】
前記したような工程を順次繰り返すことによって、図１１に示すように、シャフト２１２の外径面の軸方向に、複数のカム駒２１４と、複数の針状ころ軸受２３１とを所定の間隔を保って組み付けた軸受付きカムシャフト装置２１１が構成される。
したがって、この実施例３においても、針状ころ軸受２３１の内輪軌道面に圧入傷が発生する不具合を解消することができ、シャフト２１２の外径面を熱処理等によって表面処理した後、冷し嵌めによってカム駒２１４と、内輪２３２とをシャフト２１２の外径面軸方向に順次に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３において、シャフト２１２の複数（図１１では４つ）の大径軸部２１２ａの外径寸法を、内輪２３２の内径寸法よりも僅かに小さく設定し、シャフト２１２の各大径軸部２１２ａに複数組（４組）の針状ころ軸受２３１の内輪２３２をそれぞれ挿入して配置した状態でハイドロフォーミング等でシャフト２１２の中空部の内径面を外径方向に加圧して各大径軸部２１２ａの外径を拡径することによって、シャフト２１２の複数の大径軸部２１２ａに複数組の針状ころ軸受２３１の内輪２３２を固定することもできる。
【００２２】
なお、この発明は、前記実施例１〜３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１〜３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もよく、クランクシャフト装置等でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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】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固定された状態を拡大して示す縦断面図である。
【図３】同じく針状ころ軸受の内輪の延長部分にカム駒が嵌合されて固定された後、シャフトの外径面軸方向に内輪が嵌合される直前の状態を示す説明図である。
【図４】同じくシャフトの外径面軸方向に内輪が嵌合されて固定された後、針状ころ軸受の内輪の延長部分にカム駒が嵌合される直前の状態を示す説明図である。
【図５】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固定された状態を拡大して示す縦断面図である。
【図６】同じく針状ころ軸受の内輪の延長部分にカム駒が嵌合されて固定された後、シャフトの外径面軸方向に内輪が嵌合される直前の状態を示す説明図である。
【図７】同じくシャフトの外径面軸方向に内輪が嵌合されて固定された後、針状ころ軸受の内輪の延長部分にカム駒が嵌合される直前の状態を示す説明図である。
【図８】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径面の軸方向にカム駒と針状ころ軸受とが固定された状態を拡大して示す縦断面図である。
【図９】同じくシャフトの外径面の軸方向に一番目の針状ころ軸受の内輪を嵌合する前の状態を示す説明図である。
【図１０】同じくシャフトの外径面の軸方向に二番目の針状ころ軸受の内輪を嵌合する前の状態を示す説明図である。
【図１１】同じくシャフトの外径面の軸方向に所定数の針状ころ軸受の内輪が嵌合されて固定された状態を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
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、２１２  シャフト
１４、１１４、２１４  カム駒（駒体）
３１、１３１、２３１  針状ころ軸受（転がり軸受）
３２、１３２、２３２  内輪
３４、１３４、２３４  延長部分
【図１】
2009127801.tif 000003
【図２】
2009127801.tif 000004
【図３】
2009127801.tif 000005
【図４】
2009127801.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2009127801.tif 000009
【図８】
2009127801.tif 000010
【図９】
2009127801.tif 000011
【図１０】
2009127801.tif 000012
【図１１】
2009127801.tif 000013