凸轮轴装置及凸轮轴装置的组装方法

专利名称：凸轮轴装置及凸轮轴装置的组装方法
技术领域：
本发明涉及利用轴承来支承具有凸轮的旋转轴的凸轮轴装置及其 组装方法，特别涉及被与发动机的旋转同步地旋转驱动的凸轮轴装置。
背景技术：
以往，作为在外壳中可以旋转地支承凸轮轴的轴承构造的一个例 子，已知有利用外壳的轴承部直接地支承凸轮轴的轴颈部的外周的滑动 轴承构造，但是，该情况下，由于轴颈部的外周与轴承部直接接触，因 此会有寿命短、产生振动等问题。为了消除此种问题，有在外壳和凸轮 轴之间设置了轴承的构造。例如，在汽车的发动机中，作为可以旋转地支承具有用于使进排气 用的阀动作的凸轮的凸轮轴的装置，在以往所知的装置中，例如有在日本专利特开平8-218817号公报中公开的装置。它如图8中所示，全部 的轴承被设为滑动轴承42。但是，为了实现发动机的油耗改善，提出有 利用摩擦阻力小的滚动轴承来支承凸轮轴的构造。另外，以往的凸轮轴如图8中所示，将旋转轴本体部44与凸轮部 43作为一体的构件来制造。也就是，凸轮轴是以例如旋转轴本体部44 与多个凸轮部43成为一体的方式而被铸造的。另外，当因发动机的气缸个数较多而凸轮轴变长时，则需要在凸轮 轴的中间部分也利用轴承来支承。这样，设于一对凸轮之间而支承凸轮 轴的中间部分的环状的轴承被以具有轴向的分割面的方式设为双片的 构成。其原因是，由于凸轮部43与旋转轴本体部44被制为一体，并且 凸轮部43被设为与旋转轴本体部44相比外径更大，因此需要利用设为 双片的轴承以夹持旋转轴本体部44的方式进行组装。作为在凸轮轴的中间部分具备了滑动轴承的构造，例如有在日本专 利特开平4-12102号公报中公开的构造，对于滑动轴承的情况，可以 釆用双片构造，在一般情况下所进行。 另外，作为具备了滚动轴承的构造，例如有在日本专利实开平5-6104号公报中公开的构造。该滚动轴承为球轴承构造，外團被设为双片。 但是，由于被设为分割构造的该球轴承在滚道面上存在连接点(切割 线)，因此在球通过该连接点时会产生振动或噪音，另外还会有降低轴 承的寿命的问题。所以，难以实现使用了球轴承的凸轮轴装置的实用化。作为套團被设为分割构造的滚动轴承，除此以外还可以考虑具有直 线状的滚道的圆柱滚子轴承、滚针轴承，然而圆柱滚子轴承的径向尺寸 较大而存在使装置大型化的问题。滚针轴承的滚动体无法追随旋转轴的 挠曲，产生边缘加载，存在使寿命降低的问题。所以，可以考虑像日本专利实开平6-8704号公报中公开的那样的 可以将套團不作为两片组装的构造。也就是说，为了将滚动轴承设置在 一对凸轮之间，要在旋转轴上设置直径大于凸轮的最大外径的凸缘部 (轴颈部)，并在该凸缘部的外周侧设置滚动轴承。日本专利实开平6 - 8704号公报中所记栽的装置可以不受凸轮的影 响，使滚动轴承从旋转轴的端部沿轴向移动而外嵌组装在凸缘部上。但 是，该情况下，由于凸缘部的直径要被设为大于凸轮的最大外径，因此 就需要无谓地扩大收容凸轮的空间部，从而有发动机的外壳整体变大的 问题。也就是说，在一对凸轮之间利用轴承支承凸轮轴的情况下，为了减 小以凸轮轴为中心的径向尺寸，需要将轴承设为分割构造.但是，该情 况下，由于滚动体通过连接点，因此会有振动、噪音、寿命降低的问题。 另一方面，当为了在轴承中去除连接点而设为具有由环状的一体物构成 的套圉的轴承时，则为了进行组装，会导致整体的尺寸变大。此外，对于将凸轮轴与凸轮设为分体，并将该分体的凸轮压入在凸 轮轴上而构成的凸轮轴装置的情况，作为其组装方法，可以考虑从凸轮 轴的一端将被设为分体的滚动轴承、凸轮及其它的滑轮等各种构件压入 的做法。但是，在将滚动轴承或凸轮压入在凸轮轴上时，由于必须将该 滚动轴承或凸轮在规定的轴向位置固定住，因此在组装中花费较多工夫，制造成本升高
发明内容
所以，本发明基于所述问题，目的在于，提供可以通过使用滚动轴 承而实现低转矩化，以及不降低轴承寿命，减小以凸轮轴为中心的径向 尺寸的凸轮轴装置及其组装方法。另外，目的还在于，通过实现凸轮或 滚动轴承的简易的组装，而获得压缩了制造成本的凸轮轴装置及其组装 方法。为了达成所述目的，本发明的凸轮轴装置的特征是，具备凸轮轴； 凸轮，其与所述凸轮轴为分体，并具有贯穿孔，被以外嵌状安装于该凸 轮轴上；以及滚动轴承，其具有由环状的一体物构成的套團，并可以旋 转地支承所述凸轮轴。根据此种构成，通过利用滚动轴承来支承凸轮轴，就可以减小轴承 的摩擦阻力而减少旋转时的摩擦损耗。特别可以减小旋转起动时、低速 旋转时的摩擦阻力。此外，通过将凸轮与凸轮轴设为分体，就可以使滚动轴承从凸轮轴 的端部开始以外嵌状移动而安装于规定位置上。所以，不需要将滚动轴 承的套闺设为分割构造，不会在滚道面上产生连接点。另外，对于凸轮 轴，可以沿轴向在直线状的外周面上直接地设置滚动轴承，不需要像以 往那样为了使滚动轴承外嵌而设置比凸轮部直径更大的凸缘部。这样， 就可以减小以凸轮轴为中心的径向尺寸。另外，所述凸轮优选为具有过盈量地嵌合而被固定于所述凸轮轴 上。根据该构成，可以使得凸轮的安装变得简单且牢固，另外，不需要 额外的固定构件，可以减少构件个数。另外，所述凸轮轴上，以安装有所述凸轮的部位和安装有所述滚动 轴承的部位被设为相同直径较为优选。通过将凸轮轴设为直线状(笔直 状)，就可以实现凸轮轴的无心加工。另外，可以将凸轮和滚动轴承分 别从凸轮轴的端部开始以外嵌状轴向移动、安装到规定位置上。另外，所述滚动轴承被设为深槽球轴承。这样，即使凸轮轴挠曲， 或在轴承部产生挠曲角，由于在作为滚动轴承的滚动体的球与设为曲面 的滚道面之间具有追随性，因此不会有产生在滚针轴承中所发生的那样 的边缘栽荷的情况。
另外，对轴承来说还可以承受作用于凸轮轴的轴向载荷。也就是说， 不用另外使用承受轴向载荷的构件，就可以限制凸轮轴的轴向的位移、 移动。另外，优选为在所述凸轮轴的外周面上形成所述滚动轴承的内围滚 道槽。这样，就可以将凸轮轴作为滚动轴承的内圏，可以消减构件个数， 并且可以增大负载容量。另外，优选为在所述滚动轴承的外團的外周面上，安装有具有弹性 的环构件。根据该构成，通过在滚动轴承的外團的外周面与收容凸轮轴 的外壳的内周面之间，夹设具有弹性的环构件，就可以消除由滚动轴承 和外壳的径向的热膨胀差造成的间隙等。特别是在径向尺寸比滑动轴承 更大的滚动轴承中是有效的，而且，对于铝制的外壳的情况更为有效。 另外，可以抑制支承凸轮轴的滚动轴承中的振动、声音。另外，优选为在所述凸轮轴上安装有凸轮轴旋转驱动用的圆板，所 述凸轮轴的所述圆板的附近部由滚子轴承支承。这样，在设有用于使凸轮轴绕着其轴心旋转的圆板(例如滑轮)的 部分，就会作用很大的径向栽荷。但是，通过在该部分中使用负载容量 大的滚子轴承，该部分就可以被稳定地支承。而且，在凸轮轴旋转驱动 用的圆板中，包含滑轮、链轮、齿轮。另外，优选为具备定位隔离圉，其被设在所述凸轮轴的外周上，对 所述凸轮及所述滚动轴承相对于该凸轮轴的轴向的移动予以限制。这样，就可以利用设于凸轮轴的外周的定位隔离團，来限制凸轮及 滚动轴承相对于凸轮轴的轴向的移动。这样，在组装时就不需要调整凸 轮或滚动轴承的位置，可以简单地将它们组装到凸轮轴上。另外，本发明是一种在凸轮轴的轴向的规定位置上分别配设有多个 凸轮及多个滚动轴承而成的凸轮轴装置的组装方法，其特征是，使被设 为与所述凸轮轴分体的并且具有贯穿孔的所述凸轮及所述滚动轴承，从 直线状的所述凸轮轴的端部开始依次沿轴向移动至各自的所述规定位 置，而将所述凸轮及所述滚动轴承安装于所述凸轮轴上。这样，由于是将滚动轴承沿着凸轮轴的轴向移动而安装于规定的位 置上，因此就不需要将滚动轴承的套團设为分割构造。所以，不会有在
滚动轴承的滚道面上产生连接点的情况。此外，由于可以在将滚动轴承 安装于凸轮轴上后，在其相邻侧安装凸轮，因此不需要像以往那样设为 具有超过凸轮的最大外径的内径的内團的滚动轴承。即，利用该组装方 法组装的凸轮轴装置径向的尺寸被缩小。另外，由于可以将标准化了的凸轮、滚动轴承设于凸轮轴的任意的 轴向位置，因此可以很简单地应对凸轮轴的规格的变更(发动机的气缸 的位置或个数的变更)。另外，对于组装方法来说，优选为将上述凸轮，以使该凸轮的贯穿 孔在与所述凸轮轴之间具有过盈量地嵌合的方式固定于该凸轮轴上。这 样，就可以使得凸轮的安装变得简单且牢固，不需要额外的固定构件， 可以减少构件个数。另外，对于组装方法来说，在利用压入来安装所述凸轮及所述滚动 轴承时，优选为在该压入之前及之后将规定长度的定位隔离團安装在所 述凸轮轴上。该情况下，可以利用定位隔离團将凸轮及滚动轴承固定在规定的轴 向位置上。由此，只要将滚动轴承及该定位隔离圏穿在凸轮轴上，就可 以完成凸轮轴装置的组装。这样，组装作业就变得非常简易，可以削减 制造成本。


图l是表示本发明的一个实施方式涉及的凸轮轴装置的局部剖视的 侧视图。图2是表示图1的要部的放大剖视图。图3是表示本发明的凸轮轴装置的其他的实施方式的局部剖面的 侧视图。图4是表示图3的要部的放大剖面图。图5是表示了滚动轴承与滑动轴承的转速和摩擦转矩的关系的图表。图6是表示滚动轴承的放大剖面图。图7是本发明的其他的实施方式的凸轮轴装置的侧视图。图8是表示以往的凸轮轴装置的剖面图。
具体实施方式
下面，将在参照附图的同时，对本发明的实施方式进行说明。 图1是表示本发明的一个实施方式涉及的凸轮轴装置的局部剖视 的侧视图。该凸轮轴装置可以应用于例如汽车用发动机的进排气阀的作动用的凸轮轴机构中。该装置是在凸轮轴1上将多个凸轮2及多个滚动 轴承3配设于凸轮轴1的轴向的规定位置而形成的。此外，在以一对为 一组的凸轮2之间，设有一个滚动轴承3。图2是表示图1的要部的放大剖视图。该装置具备直线状的凸轮 轴1、与该凸轮轴1为分体并以外嵌状被安装于凸轮轴1上的椭圆形的 凸轮2、和可以旋转地支承凸轮轴1的多个滚动轴承3。也就是说，该装置的凸轮轴l并非像图8所示的以往例那样，利用 铸造将旋转轴本体部44和凸轮部43制成一体化构造，而是如图1和图 2所示，是在将凸轮轴1和凸轮2分别作为分体制作后再进行组装的组 装构造。凸轮轴l是横截面被制成圆形的棒构件，在凸轮2中，形成有 用于在凸轮轴I上呈外嵌状的贯穿孔IO。这样，该凸轮2就可以从凸轮 轴1的端部呈外嵌状地沿着凸轮轴1在轴向上移动，并被安装于凸轮轴 1的轴向规定的位置(凸轮安装部14 )上。另外，滚动轴承3被作为外嵌状安装于凸轮轴1上而可以对凸轮轴 l旋转地支承，被设为深槽球轴承。该滚动轴承3如图2所示，具有 内團4、和被^L置于内團4的径向外方的外團5。在内團4的滚道槽6 与外團5的滚道槽12之间夹设有多个由球7构成的滚动体。这些球7 被保持器13保持。此外，内圏4还被外嵌固定于凸轮轴1的外周面la 上。另外，图3是表示本发明的凸轮轴装置的其它的实施方式的局部剖 视的侧视图，图4是表示其要部的放大剖视图，图3和图4的装置所具 备的滚动轴承3在凸轮轴1的外周面la上形成有滚动轴承3的内圏滚 道槽6。也就是说，省略了图2的装置的内團4,而将凸轮轴l作为内 圏。这样，就可以消减构件个数，并且可以增大负载容量。在所述各实施方式中，滚动轴承3的套圏是由环状的一体物(单片 构造)构成，而不是被设为分割构造的构件(在滚道面上没有连接点)。 也就是说，在图1和图2的装置的情况下，内圏4与外圏5都由环状的 一体物构成，而不是被设为分割构造的构件。在图3和图4的装置的情 况下，外圏是由环状的一体物构成，而不是被设为分割构造的构件。此 外，该滚动轴承3可以从凸轮轴1的端部呈外嵌状地沿着凸轮轴1在轴 向上移动，并被安装在凸轮轴1的轴向规定的位置(滚动轴承安装部15) 上。凸轮2虽然也可以使用未图示的楔构件等与凸轮轴1一体化旋转地 构成，但是优选为在凸轮2的贯穿孔10中具有过盈量地嵌合固定在凸 轮轴1上。该情况下，只要将凸轮2利用例如热压配合而安装在凸轮轴 l上即可。另外，在图l和图2的实施方式中，对于滚动轴承3的内團 4，也具有过盈量地嵌合固定于凸轮轴l上。这样，凸轮2及滚动轴承3 的安装可以实现简单且牢固，而不需要额外的固定构件，可以削减构件 个数。凸轮轴l被构成为如下的直线状，即，通过使凸轮2及滚动轴承3 从端部侧开始在凸轮轴1上呈外嵌状地轴向移动而可以使各自安装在规 定的位置上。也就是说，为了使凸轮2及滚动轴承3从凸轮轴1的端部 开始分别轴向移动至规定的位置，而如下地构成直线状的凸轮轴1，即， 将凸轮安装部14和滚动轴承安装部15设为相同外径，并且在这些部分 中具有达到最大外径的圆形截面。具体来说，在如图2和图4所示的凸 轮轴1中，全部的凸轮安装部14的外径Dl和全部的滚动轴承安装部 15的外径D2被设为相同的值。而且，在图4的情况下，由于在滚动轴 承安装部15上形成有滚道槽6，因此滚动轴承安装部15的所述外径D2 被设为肩部的直径。所以，所述各实施方式的凸轮轴装置的组装方法，对被设为与凸轮 轴1分体的凸轮2来说，是使其从直线状的凸轮轴1的端部(一个端部 侧)开始在凸轮轴l上呈外嵌状地轴向移动至规定的凸轮安装部14，并 针对凸轮2的贯穿孔10使其与凸轮轴1之间具有过盈量地嵌合而固定。 此外，对于图l和图2的实施方式的滚动轴承3来说，是使其内圏4在 凸轮轴1上呈外嵌状地从凸轮轴1的端部(一个端部侧)开始轴向移动 至规定的滚动轴承安装部15，并使其具有过盈量地固定。对于图3和图 4的实施方式的滚动轴承3来说，是从凸轮轴l的端部(一个端部侧)
开始，使凸轮轴1对外團5呈插入状地使外圏5轴向移动至规定的滚动 轴承安装部15，并予以固定。像这样，在各实施方式中，与凸轮2和滚动轴承3的整体的配置对 应，使凸轮轴l作为插入状地将凸轮2或滚动轴承3从凸轮轴1的端部 开始，依次轴向移动至各自规定位置而安装。这样，就可以使凸轮2及 滚动轴承3的布置变得自由，另外，可以减少构件个数。如图2或图4所示，在滚动轴承3的外團5的外周面5a上，安装 有具有弹性的环构件8。环构件8被安装在形成于外團5的外周面5a 上的圆周状的凹槽16中。环构件8可以设为例如树脂制或橡胶制。根 据该环构件8，则在设置了凸轮轴装置的发动机中，可以抑制因在外壳 中产生温差，在外壳侧的轴承安装部17与滚动轴承3之间产生的径向 的膨胀差所造成的间隙或应力。另外，虽然将环构件8沿轴向并列地设 置了2条，但是既可以设为l条，也可以设为3条以上。如图1和图3所示，在凸轮轴1的一个端部侧安装有凸轮轴旋转驱 动用的滑轮安装部9。此外，在该滑轮安装部9上架设有皮带(未图示)， 利用图外的旋转驱动源，借助皮带和滑轮安装部9来使凸轮轴1绕其中 心轴旋转。此外，凸轮轴l的端部侧的滑轮安装部9的附近部由图6所示的圆 柱滚子轴承11支承。虽然在滑轮安装部9上作用有径向的很大的皮带 栽荷，但是通过使用负载容量较大的圓柱滚子轴承ll，就可以稳定地支 承凸轮轴1的一个端部。该圃柱滚子轴承11将所支承的轴(凸轮轴1) 作为内圏，该轴的外周面被设为圆柱滚子19用的滚道面。另外，在该圆柱滚子轴承ll的外團20的外周面20a上，也形成有 圆周形的凹槽21，在该凹槽21中，与所述环构件8相同地设置有具有 弹性的环构件22。而且，在图1和图3中，安装有该滑轮安装部9的凸轮轴1的一个 端部侧的轴部被设为小于凸轮安装部14及滚动轴承安装部15的外径。 另外，在与设有该滑轮安装部9的一个端部相反的另一个端部侧，设有 具有比凸轮安装部14及滚动轴承安装部15的外径还要大的外径的突出 部18。但是，该突出部18与凸轮轴1却被设为分体(分开构件)，而不 是作为一体物而成形，而被设为分体(分开构件)。在凸轮轴1的另一
个端部形成有螺紋孔，在所述突出部18上设有外螺紋部，通过将它们 相互螺合就形成将突出部18安装于凸轮轴1上的构造。也就是说，凸 轮轴1在另一个端部侧，也被设为与凸轮安装部14及滚动轴承安装部 15的外径相同的直径或比其更小的直径。这样，对凸轮轴1的凸轮安装 部14及滚动轴承安装部15就可以进行无心加工(无心研磨)，可以简 单且低成本地制造出高精度的凸轮轴1。即，在为了凸轮轴l的定位，或需要其它构件的安装，而在凸轮轴 1的端部设置比凸轮安装部14及滚动轴承安装部15直径更大的突出部 18的情况下，可以通过对凸轮轴1进行螺紋加工或形成楔槽来解决。这 样，凸轮轴l被构成如下，即，不会有具有比凸轮安装部14及滚动轴 承安装部15的外径更大的外径部的情况。另外，对于凸轮轴l的一个 端部侧的滑轮安装部9，也与凸轮轴1的直线状的本体部分开地形成。 也就是，将滑轮安装部9亦即滑轮安装部9用的轴部与凸轮轴1被设为 分体。这样，通过在形成于凸轮轴l的端面的螺紋孔中螺合所述轴部而 组装，就可以将滑轮安装部9安装于凸轮轴1上。而且，凸轮轴l虽然也可以遍及全长地被设为相同的直径而制成轴 向呈均勾的圆形截面的(即，遍及全长地在外周面la中没有阶梯的) 直线状，然而也可以将被设为相同外径的全部凸轮安装部14和全部滚 动轴承安装部15设为最大直径，而在其它部分具有比其略小的直径的 部分而制成带有小阶梯的直线状。此外，由于凸轮轴l被与椭圆形的凸 轮2制为分体，因此对于凸轮轴l本身来说，遍及轴向全长，任意的横 截面形状都被设为以旋转轴轴心为中心的圆形。如上所述的本发明的实施方式在发动机组装时，首先不是对像图8 所示的以往的那样的在凸轮部43与旋转轴本体部44被设为一体状的凸 轮轴，组装另外准备的轴承的方式。本发明所制成的凸轮轴装置是在安 装了凸轮2的凸轮轴1的基础上还包括滚动轴承3在内而一体形成的， 并不将凸轮轴与轴承作为不同东西而考虑。所以，在发动机组装之时， 可以直接装入该组件。此外，通过将支承凸轮轴1的全部轴承都设为滚动轴承3 (深槽球 轴承及圓柱滚子轴承11),则可以减小特别是在旋转起动时、低速旋转 时的摩擦阻力。这样，就可以在凸轮轴装置整体中大幅度减少旋转之时
的摩擦损耗。所以，通过在汽车的发动机中使用该凸轮轴装置，就可以 有助于发动机的油耗改善。而且，图5表示了本发明的滚动轴承3与以往的凸轮轴装置中所用 的滑动轴承的转速和摩擦转矩之间的关系。该图是表示了在緩慢地增大 了转速的情况下的摩擦转矩的试验结果。滚动轴承3的情况为箭头A， 滑动轴承的情况为箭头B。从该图中可以看到，滚动轴承3的摩擦转矩 与其转速的大小无关而以较低保持一定，与此相对的是滑动轴承在起动 时由于静止摩擦系数特别大，因此摩擦转矩是非常大的值。而且可知， 在低转速下该值也很大。此外，该试验是各自轴承单独作用的结果，是 在发动机油的润滑环境下，作用于轴承的径向栽荷为70kgf，使得轴承 温度达到65n 。另外，滑动轴承的规格是使用了内径28mm、外径30mm、 轴向长度12mm的筒状的轴套的轴承，滚动轴承3是相当于公称号6903 的轴承。另外，根据本发明的实施方式，通过将全部的凸轮2设为与凸轮轴 1分体，就可以使多个滚动轴承3从凸轮轴1的端部作为外嵌状移动并 安装在规定位置上。所以，就不需要将滚动轴承3的外围5或内围4设 为分割构造，在外團滚道槽12或内闺滚道槽6上不会产生连接点。另外，对于凸轮轴1,由于在沿轴向被设为直线状的外周面la上 直接地设置有滚动轴承3，因此就不需要以往所必需的直径大于凸轮部 的轴承安装用的凸缘部。这样，在收容凸轮轴l的发动机的外壳中，就 可以减小以凸轮轴l为中心的径向尺寸。另外，通过将在凸轮2的附近支承凸轮轴1的滚动轴承3设为深槽 球轴承，就可以起到如下所示的作用效果。在凸轮轴l上设有多个凸轮 2，在发动机的阀动作时，对于这些凸轮2会有负载作用，而在凸轮轴l 上产生周期性的起伏(振动)。但是，根据深槽球轴承，就可以利用被 设为曲面的滚道面和与之接触的球7，来避让凸轮轴1的由起伏造成的 位移。另外，可以利用滚动轴承3来承受作用于凸轮轴1的轴向栽荷，可 以限制凸轮轴l的轴向的位移。所以，在图8所示的以往的利用滑动轴 承的凸轮轴装置中，是在凸轮轴上设置轴向限制用的凸缘部45，利用形 成于发动机的外壳侧的内凸缘部(未图示)来夹持该凸缘部45，以限制 凸轮轴的轴向的位移。但是，本发明中，可以不需要该凸缘部45。此夕卜，
虽然以往的该凸缘部45与外壳侧的内凸缘部会产生由滑动接触造成的 摩擦，而在旋转时造成摩擦损耗，然而通过使用球轴承，就可以消除由 此种摩擦造成的损耗。另外，本发明的凸轮轴装置并不限于图示的方式，在本发明的范围 内也可以是其他的方式的装置，在图l和图3中虽然将凸轮2设为8个， 将滚动轴承3设为4个，但是它们的配置、数量并不受此限制，可以自 由变更。根据利用以上的构成的本发明，通过采用滚动轴承3，可以实现凸 轮轴l的低转矩化。由此，在将该凸轮轴装置用于汽车等的发动机中的 情况下，就可以有助于油耗的改善。此外，由于可以在滚动轴承3的滚 道槽上消除连接点，因此可以延长轴承寿命。另外，可以减小以凸轮轴 1为中心的径向尺寸。下面，对本发明的其它的实施方式进行说明。图7是凸轮轴装置51 的侧视图.该凸轮轴装置51具备与发动机的旋转同步地被旋转驱动 的凸轮轴52、嵌合于该凸轮轴52的外周的多个凸轮组53A 53D、设 于凸轮轴52的外周的多个滚动轴承54、 55及定位隔离闺56、 57、 58。 其中，凸轮轴52遍及其两个端部间被以单一外径形成。该凸轮轴52是 被多个滚动轴承54、 55轴支承在设于凸轮箱(外壳)中的支承部卯上。 在凸轮轴的一个端部52a (图7左侧)的外周安装有同步轮59。通过在 设于凸轮轴52的一个端面的螺栓孔52b中螺合螺栓60，该同步轮59 就不会从凸轮轴52中脱落。此外，所述同步轮59经同步皮带(图示略) 被与输出轴亦即曲轴(图示略)连结，从而与该曲轴同步地旋转，经由 该同步轮59向凸轮轴52传递动力。在凸轮轴52的另一个端部52c(图7右侧)，安装有帽61。该帽61 具有被制成了凹状的嵌合部61a和螺栓座部61b。在该嵌合部61a中嵌 合有凸轮轴52的另一个端部52c。另外，通过在形成于凸轮轴52的另 一个端部52c的螺栓孔52d中，使螺栓62螺合并收入螺栓座部61b内， 就可以将该帽61固定于凸轮轴52上。另外，本实施方式的凸轮轴装置 51具备由一个吸气凸轮k及一个排气凸轮h构成的凸轮组53A ~ 53D, 如图所示，从凸轮轴52的一端侧向另一端侧构成凸轮群。由吸气凸轮k及排气凸轮h构成的所述凸轮组53A ~ 53D在凸轮轴 52的外周以等间隔嵌合。在吸气凸轮k与排气凸轮h之间作为滚动轴 承设有深槽球轴承54。该深槽球轴承54是由内圏54a、外團54b和夹 装在这些内團54a与外團54b之间的球状的滚动体54c构成的轴承。该 深槽球轴承54在吸气凸轮k与排气凸轮h之间的轴向中夹部与凸轮轴 52的外周嵌合，并且在凸轮箱内可以旋转地支承该凸轮轴52。即，该 滚动轴承的内團54a的内周面与凸轮轴52的外周嵌合，并且外團54b 的外周面被固定在i殳于凸轮箱的支承部90上。另外，在凸轮轴的一个端部52a的比同步轮59更靠轴向内侧设有 圆柱滚子轴承55。该圆柱滚子轴承55是由内围55a、外團55b和夹装 在这些内團55a与外围55b之间的圆筒状的滚动体55c构成的轴承。内 團55a的内周面与凸轮轴52的外周面嵌合，外團55b的外周面被固定 在设于凸轮箱的支承部卯上。在凸轮轴52当中，传递有旋转力的同步 轮59附近的部分，处于由皮带张力所造成的负栽栽荷变大的倾向。因 此，该部分由圆柱滚子轴承55可以旋转地支承在凸轮箱中。另外，在凸轮轴52的外周，除了所述凸轮群、深槽球轴承54、圆 柱滚子轴承55以外，还设有呈圆筒形状的第一~第三定位隔离围56、 57、 58。第一 第三定位隔离闺56、 57、 58的各自的轴向长度不同。 其中，第一定位隔离團56被配置于圆柱滚子轴承55与第一凸轮组53A 之间、第一凸轮组53A与第二凸轮组53B之间(第一凸轮组53A的排 气凸轮h与第二凸轮组53B的吸气凸轮k之间)、第二凸轮组53B与第 三凸轮组53C之间、第三凸轮组53C与第四凸轮组53D之间。第二定 位隔离围57被配置在位于各凸轮组53的吸气凸轮k与排气凸轮h之间 的深槽球轴承54的两侧。第三定位隔离團58被配置于同步轮59与圆 柱滚子轴承55之间。而且，所述各定位隔离團的长度的顺序从较长的一方开始，为第一 定位隔离圏56、第三定位隔离圏57、第二定位隔离圏58。如图所示， 靠近同步轮59的一侧的第一定位隔离團56的一个端面与圆柱滚子轴承 的内團55a端面顶触，另一个端面与第一凸轮组53A的吸气凸轮k的端 面顶触，除此以外的第一定位隔离團56的两个端面分别与排气凸轮h 的端面或吸气凸轮k的端面顶触。第二定位隔离圏57的两个端面分别 与在各凸轮组53的内侧相面对的吸气凸轮k的端面或排气凸轮h的端 面以及深槽球轴承的内闺54a的端面顶触。另外，第三定位隔离围58 的一个端面与同步皮带59的内径部端面顶触，另一个端面与圆柱滚子 轴承的内圏54a的端面顶触。另外，第四凸轮组53D的排气凸轮h的端 面与帽的开口端面61c顶触。像这样，利用第一~第三定位隔离圏56、 57、 58,就可以确定凸轮 组53及滚动轴承54、 55的相对于凸轮轴52的轴向位置。即，可以使 得凸轮组53及滚动轴承54、 55在轴向上不会错位。另外，该凸轮轴装 置51是通过将凸轮组53和滚动轴承54、 55从凸轮轴52的一端依次压 入而组装在凸轮轴52的外周上的。在压入时，将所述第一 第三定位 隔离團56、 57、 58配置于吸气凸轮k或排气凸轮h、滚动轴承54、 55 的压入方向(轴向)前后而一起嵌入凸轮轴52。这样，就可以同时地进 行将凸轮组53或滚动轴承54、 55的相互面对的端面之间的间隔i殳定为 规定的距离。具体来说，首先将帽61用螺栓62固定于凸轮轴的另一个 端部52c上。然后，从凸轮轴52的一端开始，依次压入第四凸轮组53D 的排气凸轮h、第二定位隔离團57、深槽球轴承54、第二定位隔离團57、第四凸轮组53D的吸气凸轮k、第一定位隔离團56.....第一凸轮组53A的吸气凸轮k、第一定位隔离團56、圆柱滚子轴承55、第三定 位隔离團58、同步轮59,最后夹隔环构件65旋入螺栓60。根据所述组装方法，由于有第一 第三定位隔离團56、 57、 58，因 此在压入时凸轮组53或滚动轴承54、 55就会在规定的轴向位置止动， 它们的相互面对的面之间的间隔将被调整为规定的距离。这样，只要与 凸轮组53、深槽球轴承54、圆柱滚动轴承55—起，将第一 第三定位 隔离闺56、 57、 58穿在凸轮轴52上，就可以完成凸轮轴装置51的组 装。所以，组装作业变得非常简易，可以削减制造成本。而且，本发明 并不限定于所述实施方式，也可以伴随着凸轮组的数目或配置、滚动轴 承的种类或个数、配置的变更，来变更定位隔离團的大小或个数。根据以上的该实施方式，由于设有用来限制与凸轮轴52嵌合的凸 轮及滚动轴承的轴向的移动的定位隔离圏，因此能够实现凸轮或滚动轴 承的筒易的组装，可以压缩制造成本。
权利要求
1.一种凸轮轴装置，其特征在于，具备凸轮轴；凸轮，其与所述凸轮轴为分体、并具有贯穿孔而以外嵌状被安装在该凸轮轴上；以及滚动轴承，其具有由环状的一体物构成的套圈，并可以旋转地支承所述凸轮轴。
2. 根据权利要求1所述的凸轮轴装置，其特征在于，所述凸轮被 以具有过盈量地嵌合而固定于所述凸轮轴上。
3. 根据权利要求1或2所述的凸轮轴装置，其特征在于，所述凸 轮轴上，安装有所述凸轮的部位和安装有所述滚动轴承的部位被设为相 同直径。
4. 根据权利要求1~3中任意一项所述的凸轮轴装置，其特征在于， 所述滚动轴承被设为深槽球轴承。
5. 根据权利要求1~4中任意一项所述的凸轮轴装置，其特征在于， 在所述凸轮轴的外周面上形成有所述滚动轴承的内團滚道槽。
6. 根据权利要求1 ~ 5中任意一项所述的凸轮轴装置，其特征在于， 在所述滚动轴承的外圏的外周面上，安装有具有弹性的环构件。
7. 根据权利要求1~6中任意一项所述的凸轮轴装置，其特征在于， 在所述凸轮轴上安装有凸轮轴旋转驱动用的圆板，所述凸轮轴的所述圆 板的附近部由滚子轴承支承。
8. 根据权利要求1 ~ 7中任意一项所述的凸轮轴装置，其特征在于， 具备定位隔离團，其被设置在所述凸轮轴的外周上，并对所述凸轮及所 述滚动轴承相对于该凸轮轴的轴向的移动予以限制。
9. 一种凸轮轴装置的组装方法，是在凸轮轴的轴向的规定位置上 分别配设有多个凸轮及多个滚动轴承而成的凸轮轴杆装置的組装方法， 其特征在于，使被设为与所述凸轮轴分体并且具有贯穿孔的所述凸轮及 所述滚动轴承，从直线状的所述凸轮轴的端部开始依次沿轴向移动至各 自的所述规定位置，而将所述凸轮及所述滚动轴承安装于所述凸轮轴 上。
10. 根据权利要求9所述的凸轮轴装置的组装方法，其特征在于， 将上述凸轮，以使该凸轮的贯穿孔在与所述凸轮轴之间具有过盈量地嵌 合的方式固定于该凸轮轴上。
11.根据权利要求9或10所述的凸轮轴装置的组装方法，其特征 在于，在利用压入来安装所述凸轮及所述滚动轴承时，在该压入之前及 之后将规定长度的定位隔离團安装在所述凸轮轴上。
全文摘要
本发明提供一种凸轮轴装置，其可以实现低转矩化，另外可以不降低轴承寿命地减小以凸轮轴为中心的径向尺寸。该凸轮轴装置具备凸轮轴(1)；凸轮(2)，其与凸轮轴(1)为分体，并具有贯穿孔，被以外嵌状安装于凸轮轴(1)上；以及滚动轴承(3)，其具有由环状的一体物构成的内圈和外圈，并可以旋转地支承凸轮轴(1)。凸轮轴(1)上，安装有凸轮(2)的部位和安装有滚动轴承(3)的部位被设为相同直径的直线状。
文档编号F16C35/063GK101120157SQ200680004920
公开日2008年2月6日 申请日期2006年2月17日 优先权日2005年2月17日
发明者上野弘, 山川和芳, 羽方稔博 申请人:株式会社捷太格特