JP2020153362A - Support structure of assembly camshaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、組立カムシャフトの支持構造に関する。 The present invention relates to a support structure for an assembled camshaft.
組立カムシャフトと、それを支持する支持部材とを有する組立カムシャフトの支持構造(以下、支持構造)が知られている。この種の支持構造では、組立カムシャフトのジャーナルを支持するために、軸受(ジャーナル軸受)を含む支持部材が用いられている。支持部材は、複数の軸受を備えており、組立カムシャフトは、軸方向に並ぶ複数の軸受によって支持される。このような支持部材としては、例えば、特許文献1に示されるように、ジャーナルが挿通される軸受の孔部の内周面が、全周に亘って継ぎ目なく連続している一体型(単一部品)のものが知られている。一体型の支持部材は、例えば、軸受の内周面が上下で二分割される分割型の支持部材と比べて、軸心の偏心が抑制され、しかも、軸受の内周面に潤滑油が均一に行き渡り易い等の利点を有している。なお、支持構造は、最終的に、内燃機関のシリンダヘッドに対して、ボルト締め等により固定される。 A support structure (hereinafter referred to as a support structure) for an assembled camshaft having an assembled camshaft and a support member for supporting the assembled camshaft is known. In this type of support structure, a support member including a bearing (journal bearing) is used to support the journal of the assembled camshaft. The support member comprises a plurality of bearings, and the assembled camshaft is supported by a plurality of bearings arranged in the axial direction. As such a support member, for example, as shown in Patent Document 1, an integrated type (single) in which the inner peripheral surface of the hole of the bearing through which the journal is inserted is seamlessly continuous over the entire circumference. (Parts) are known. Compared to, for example, a split type support member in which the inner peripheral surface of the bearing is divided into upper and lower parts, the integrated support member suppresses the eccentricity of the axial center, and the lubricating oil is uniform on the inner peripheral surface of the bearing. It has advantages such as easy distribution. The support structure is finally fixed to the cylinder head of the internal combustion engine by tightening bolts or the like.
従来の支持部材は、複数の軸受が列状に配置されるように、それらの周りを囲む枠体によって軸受同士が互いに繋がっている。このような支持部材に、組立カムシャフトを取り付ける場合、組立カムシャフトを構成するシャフトを、支持部材の軸受に挿通させつつ、そのシャフトに複数のカムピースを焼き嵌め等により、一度にまとめて取り付ける必要があった。そのため、従来の支持部材に、組立カムシャフトを取り付ける作業は難しく、問題となっていた。また、支持部材に枠体が設けられていると、シャフトにカムピースを取り付ける際の作業スペースを確保することが難しい場合があった。例えば、焼き嵌めによってカムピースをシャフトに取り付ける場合に、軸受の周囲に、カムピースを保持させる冶具を配置することが難しい場合があった。 In the conventional support member, the bearings are connected to each other by a frame body surrounding them so that a plurality of bearings are arranged in a row. When attaching an assembled camshaft to such a support member, it is necessary to insert the shaft constituting the assembled camshaft through the bearing of the support member and attach a plurality of campieces to the shaft at once by shrink fitting or the like. was there. Therefore, it is difficult to attach the assembled camshaft to the conventional support member, which has been a problem. Further, when the support member is provided with the frame body, it may be difficult to secure a work space when attaching the cam piece to the shaft. For example, when the cam piece is attached to the shaft by shrink fitting, it may be difficult to arrange a jig for holding the cam piece around the bearing.
本発明の目的は、組立カムシャフト及び支持部材の組み付けが容易な組立カムシャフトの支持構造を提供することである。 An object of the present invention is to provide a support structure for an assembled camshaft in which the assembled camshaft and the support member can be easily assembled.
本発明に係る組立カムシャフトの支持構造は、互いに平行に配される1組のシャフトと、各シャフトに対してそれぞれ複数ずつ外嵌される複数のカムピースとを有する1組の組立カムシャフトと、各々が、1組の前記シャフトをそれぞれ挿通させる1組の軸受を有し、かつ前記軸受が、全周に亘って継ぎ目なく連続している内周面を含む、互いに独立した複数の支持部材と、各々が、前記シャフトを挿通させかつ前記シャフトを外側から締め付ける孔部を含み、前記軸受に前記シャフトが挿通されている状態の複数の前記支持部材が、前記シャフトの軸方向でそれぞれ位置決めされるように、各支持部材の両隣に割り当てられる複数の位置決め部とを備える。 The support structure of the assembled camshaft according to the present invention includes a set of shafts arranged in parallel with each other, and a set of assembled camshafts having a plurality of campieces fitted to each shaft. Each has a set of bearings through which the shafts are inserted, and the bearings have a plurality of independent support members including an inner peripheral surface that is seamlessly continuous over the entire circumference. A plurality of the support members, each of which includes a hole through which the shaft is inserted and tightens the shaft from the outside, and the shaft is inserted into the bearing, are respectively positioned in the axial direction of the shaft. As described above, a plurality of positioning portions assigned to both sides of each support member are provided.
本発明によれば、組立カムシャフト及び支持部材の組み付けが容易な組立カムシャフトの支持構造を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a support structure for an assembled camshaft in which the assembled camshaft and the support member can be easily assembled.
<実施形態1>
本発明の実施形態1を、図1〜図8を参照しつつ説明する。図1は、実施形態1に係る組立カムシャフトの支持構造1の一部を表した平面図である。組立カムシャフトの支持構造1(以下、単に「支持構造1」と称する場合がある)は、主として、1組の組立カムシャフト2,2と、複数の支持部材3と、複数の位置決め部4とを備えている。
<Embodiment 1>
Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 8. FIG. 1 is a plan view showing a part of the support structure 1 of the assembled camshaft according to the first embodiment. The support structure 1 of the assembled camshaft (hereinafter, may be simply referred to as “support structure 1”) mainly includes a set of assembled
本明細書において、図1の上側に示される一方の組立カムシャフト(吸気側の組立カムシャフト)2を、「組立カムシャフト2A」と表し、図1の下側に示される他方の組立カムシャフト(排気側の組立カムシャフト)2を、「組立カムシャフト2B」と表す場合がある。
In the present specification, one assembled camshaft (assembled camshaft on the intake side) 2 shown on the upper side of FIG. 1 is referred to as "assembled
組立カムシャフト2は、シャフト21と、そのシャフト21に対して複数ずつ外嵌される複数のカムピース(カムロブ)22とを有する。本実施形態の支持構造1は、1組の組立カムシャフト2,2を有するため、1組のシャフト21,21と、各シャフト21に対してそれぞれ複数ずつ外嵌される複数のカムピース(カムロブ)22とを有する。本明細書において、図1の上側に示される組立カムシャフト2Aのシャフト21を、「シャフト21A」と表し、図1の下側に示される組立カムシャフト2Bのシャフト21を、「シャフト21B」と表す場合がある。
The assembled
シャフト21は、金属材料が加工されたものからなり、全体的には丸棒状をなしている。支持部材3で支持される1組のシャフト21,21は、互いに平行に並ぶ形で配されている。また、図1に示されるように、各シャフト21の軸線L方向(軸方向)に沿って、複数のカムピース22が複数ずつ並ぶように取り付けられている。なお、本明細書において、シャフト21Aの軸線Lを「軸線L1」と表し、シャフト21Bの軸線Lを「軸線L2」と表す場合がある。なお、シャフト21のうち、支持部材3の軸受32により支持される部分を、「ジャーナル部」と称する場合がある。
The
図2は、カムピース22の斜視図である。カムピース22は、全体的には略卵形をなし、シャフト21が挿通される挿通孔22aを備えている。挿通孔22aの内径は、シャフト21の外径と略同じに設定されている。カムピース22は、挿通孔22aと同心の円弧形をなすカムベース部22bと、挿通孔22aの中心から外周面までの距離がカムベース部22bよりも大きいカムノーズ部22cとを有する。カムピース22は、金属材料が所定形状に加工されたものからなり、挿通孔22aにシャフト21を挿通させ、所謂、焼き嵌めによって固定される。
FIG. 2 is a perspective view of the
図3は、支持部材3の斜視図である。支持部材3は、1組の組立カムシャフト2を支持する機能を有すると共に、最終的に、支持構造1を内燃機関のシリンダヘッドへ固定するための機能を備えている。支持構造1は、互いに独立した複数の支持部材3を備えている。複数の支持部材3は、軸線L方向に沿って、互いに間隔を保ちつつ一列に並んだ状態で、1組の組立カムシャフト2に取り付けられている。支持部材3は、全体的には偏平な直方体状の外観をなした本体部31と、1組(2本)のシャフト21,21をそれぞれ挿通させた形で支持する1組の軸受32,32とを備えている。軸受32は、シャフト21が挿通される孔部32aと、孔部32aの内周面32bとを含んでいる。支持部材3は、アルミニウム合金等の金属材料が加工されたものからなり、単一部品(一体型)から構成される。また、複数の支持部材3は、互いに接続されておらず、互いに独立している。
FIG. 3 is a perspective view of the
本体部31は、図1に示されるように、互いに平行に並ぶ2本のシャフト21(組立カムシャフト2)を、まとめて支持する構成となっている。本体部31には、軸線L方向に対して、垂直な方向に並ぶように、2つの軸受32が設けられている。また、本体部31には、上下方向に貫通するボルト挿通孔31aが設けられている。本実施形態の場合、ボルト挿通孔31aは、3つ設けられている。軸線L方向に対して垂直な方向において、本体部31の中央にボルト挿通孔31aが1つ設けられ、かつ本体部31の両端にそれぞれボルト挿通孔31aが1つずつ設けられている。
As shown in FIG. 1, the
軸受32は、所謂、ジャーナル軸受であり、孔部32aにシャフト21(ジャーナル部)が挿通された状態で、シャフト21(ジャーナル部)を回転可能な状態で支持する。孔部32aの内周面32bは、全周に亘って継ぎ目なく連続している。
The
図4は、位置決め部4の斜視図である。位置決め部4は、軸受32にシャフト21が挿通されている状態の支持部材3を、シャフト21の軸方向(軸線L方向)で位置決めするための部材である。位置決め部4は、全体的には円環状をなし、シャフト21が挿通される孔部4aを含む。孔部4aの内径は、シャフト21の外径と略同じに設定されている。位置決め部4は、孔部4aにシャフト21を挿通させ、焼き嵌めによって固定される。シャフト21は、位置決め部4の孔部4aによって、外側から締め付けられる形となる。
FIG. 4 is a perspective view of the
支持構造1は、複数の位置決め部4を備えている。図1に示されるように、1つの支持部材3に対して、各シャフト21の軸方向における位置決めをするために、4つの位置決め部4が使用されている。例えば、図1の左側に示される1つの支持部材3に対して、一方のシャフト21A上に、2つの位置決め部4,4が割り当てられ、かつ他方のシャフト21B上に、2つの位置決め部4,4が割り当てられている。
The support structure 1 includes a plurality of
一方のシャフト21A上において、図1の左側に示される支持部材3を位置決めするために、1組の位置決め部4,4が、支持部材3を間に置く形で、軸線L1方向に沿って1列に並びつつ、シャフト21Aに固定されている。これらの位置決め部4,4は、シャフト21A上において、支持部材3を挟むように、支持部材3の両隣に割り当てられている。また、他方のシャフト21B上において、図1の左側に示される支持部材3を位置決めするために、1組の位置決め部4,4が、支持部材3を間に置く形で、軸線L2方向に沿って1列に並びつつ、シャフト21Bに固定されている。これらの位置決め部4,4は、シャフト21B上において、支持部材3を挟むように、支持部材3の両隣に割り当てられている。
In order to position the
つまり、支持部材3の一方の側面側(図1の左側)に、2つの位置決め部4が配され、また、支持部材3の他方の側面側(図1の右側)にも、2つの位置決め部4が配されている。
That is, two
なお、位置決め部4は、支持部材3に対して密着させる必要はない。各シャフト21上における支持部材3の移動が、軸方向においてある程度、制限されるものであれば、支持部材3と位置決め部4との間に、隙間が形成されてもよい。このように支持部材3と位置決め部4との間に、隙間が形成されることで、支持構造1をシリンダヘッドの所定箇所へ組み付ける際に、寸法誤差等が許容される。
The
次いで、図5〜図8等を参照しつつ、支持構造1の組立方法(製造方法)を説明する。図5に示されるように、支持構造1の組立方法では、先ず、1組のシャフト21,21に対して、それぞれ1つずつ位置決め部4が、焼き嵌めにより、取り付けられる。具体的には、一方のシャフト21Aに取り付けられる位置決め部4と、他方のシャフト21Bに取り付けられる位置決め部4とが、それぞれ、発熱手段を備えた冶具に保持された状態で、図5に示されるように、軸線L方向と垂直な方向に沿って並べられる。そして、各冶具に保持された各位置決め部4を加熱して、孔部4aの内径を大きくし、そのような状態の各位置決め部4の各孔部4aに対して、常温の各シャフト21が挿通される。その際、各位置決め部4は、各シャフト21の所定箇所に配置される。シャフト21の挿通後、位置決め部4は常温に戻される。位置決め部4は常温に戻される過程で、孔部4aの内径が小さくなり、孔部4aの内周面が、シャフト21の外周面に対して強固に密着することで、位置決め部4がシャフト21の所定箇所に固定される。各シャフト21上における各位置決め部4の取り付け位置は、各位置決め部4によって位置決めされる支持部材3の取り付け位置に応じて、適宜、設定される。
Next, an assembly method (manufacturing method) of the support structure 1 will be described with reference to FIGS. 5 to 8 and the like. As shown in FIG. 5, in the method of assembling the support structure 1, first, one
続いて、図6に示されるように、位置決め部4が取り付けられた1組(2本)のシャフト21を、支持部材3の1組の軸受32に挿通させることで、1組のシャフト21,21に対して、支持部材3が取り付けられる。そして更に、そのような状態の1組のシャフト21に対して、それぞれ1つずつ位置決め部4が、焼き嵌めにより、取り付けられる。このようにして、支持部材3は、一方のシャフト21A上において、1組の位置決め部4,4の間に配置され、かつ他方のシャフト21B上において、1組の位置決め部4,4の間に配置された形となり、各シャフト21の軸方向(軸線L方向)で位置決めされる。
Subsequently, as shown in FIG. 6, a set (two) of
その後、図7に示されるように、各シャフト21の所定箇所に、カムピース22が、焼き嵌めにより、取り付けられる。具体的には、一方のシャフト21Aに取り付けられる2つのカムピース22と、他方のシャフト21Bに取り付けられる2つのカムピース22とが、それぞれ、発熱手段を備えた冶具に保持された状態で、軸線L方向に沿って並べられる。なお、各カムピース22は、それぞれカムノーズ部22cが所定の向きとなるように、各冶具によって保持されている。そして、各冶具に保持された各カムピース22を加熱して、挿通孔22aの内径を大きくし、そのような状態の各カムピース22の各挿通孔22aに対して、常温の各シャフト21が挿通される。その際、各カムピース22は、各シャフト21の所定箇所に配置される。シャフト21の挿通後、各カムピース22は、常温に戻される。カムピース22は常温に戻される過程で、挿通孔22aの内径が小さくなり、挿通孔22aの内周面が、シャフト21の外周面に対して強固に密着することで、カムピース22がシャフト21の所定箇所に固定される。
After that, as shown in FIG. 7, the
このように各カムピース22が各シャフト21に取り付けられた後、図8に示されるように、1組のシャフト21,21に対して、それぞれ1つずつ位置決め部4が、焼き嵌めにより、取り付けられる。その後、2つ目の支持部材3が、上述した1つ目の支持部材3と同様の方法で、1組のシャフト21,21に対して、支持部材3が取り付けられる。そして更に、1組のシャフト21,21に対して、図1に示されるように、それぞれ位置決め部4が取り付けられる。
After each
以上のように、本実施形態の支持構造1は、1組のシャフト21,21に対して、一方の端側から他方の端側に向かって順に、位置決め部4、支持部材3、位置決め部4、カムピース22等の各部材が取り付けられることで製造される。このような支持構造1は、組立カムシャフト2と、支持部材3との組み付けが容易である。しかも、組立カムシャフト2(シャフト21)の軸方向において、各支持部材3が位置決め部4によって挟まれることにより位置決めされるため、支持構造1を搬送し易く、また、最終的にシリンダヘッドに対して取り付け易い構成となっている。
As described above, in the support structure 1 of the present embodiment, the
また、本実施形態の支持構造1では、複数の支持部材3が互いに独立しており、それらが互いに接続されていない。そのため、シャフト21の周りに、位置決め部4やカムピース22を保持させる冶具を配置するスペースを確保し易い。
Further, in the support structure 1 of the present embodiment, the plurality of
なお、各図では省略されているが、シャフト21(組立カムシャフト2)の端部には、クランクシャフトの回転動力を伝達するためのタイミングベルトが架けられるスプロケット等が取り付けられている。 Although omitted in each drawing, a sprocket or the like on which a timing belt for transmitting the rotational power of the crankshaft is hung is attached to the end of the shaft 21 (assembled camshaft 2).
本実施形態の支持構造1は、最終的に、シリンダヘッドに対して、ボルト締めにより固定される。図9は、組立カムシャフトの支持構造1がボルト100を利用してシリンダヘッド200上に取り付けられる工程を示す説明図である。支持構造1がシリンダヘッド200に対して取り付けられる際、具体的には、支持部材3に設けられたボルト挿通孔31aにボルト100が挿通され、かつボルト挿通孔31aからはみ出したボルト100の先端部100aが、シリンダヘッド200に設けられた雌ネジ孔201にねじ込まれることで、支持構造1がシリンダヘッド200上に取り付けられる。
The support structure 1 of the present embodiment is finally fixed to the cylinder head by bolting. FIG. 9 is an explanatory view showing a process in which the support structure 1 of the assembled camshaft is mounted on the
なお、ボルト挿通孔31aの孔径R1(図1の軸線L方向の大きさ)は、以下に示される事項を考慮して設定されてもよい。ここで、シリンダヘッドに設けられた雌ネジ孔の軸線L方向における位置の誤差(精度ばらつき)を、「Xa」と表す。また、支持部材3のボルト挿通孔31aの軸線L方向における位置の誤差(精度ばらつき)を、「Xb」と表す。また、軸線L方向における支持部材3と、その支持部材3を挟む各位置決め部4との間の隙間(クリアランス)を、「Xc」と表す。そして、軸線L方向におけるボルトの直径R2と、ボルト挿通孔31aとの間の隙間(クリアランス)を、「Xd」と表す。支持構造1のシリンダヘッドに対する組み付け易さを考慮すると、「Xd>Xa+Xb+Xc」という関係を満たすことが好ましい。
The hole diameter R1 (the size in the axis L direction of FIG. 1) of the
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described in the above description and drawings, and for example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
(1)上記実施形態において、位置決め部4は、円環状をなしていたが、本発明はこれに限られず、シャフトが挿通される孔部を有し、かつ支持部材を位置決めできるものであれば、特に形状に制限はない。
(1) In the above embodiment, the
(2)上記実施形態において、位置決め部4と、カムピース22とは、互いに独立した別部材により構成されていたが、本発明はこれに限られず、他の実施形態においては、例えば、図10に示されるように、同一のシャフト2(2A,2B)に取り付けられるカムピース22Xと、それの隣にある位置決め部4Xとが互いに接続し、かつ一体の部材(一体部材5X)として構成されてもよい。このようにカムピース22Xと位置決め部4Xとを一体的に構成することにより、部品点数が削減され、シャフト2(2A,2B)に対するカムピース22X等の取り付け作業が容易となる。なお、図10は、他の実施形態に係る組立カムシャフトの支持構造1Xの一部を表した平面図である。図10において、実施形態1と同様の構成については、実施形態1と同じ符号を付し、それらの詳細説明は省略した。
(2) In the above embodiment, the
(3)上記実施形態において、各位置決め部4は、シャフト21上における支持部材3の位置決めに利用されているが、他の実施形態においては、支持部材3を軸方向で挟む1組以上の位置決め部4,4の取り付け位置の精度を上げる等して、それらの位置決め部4を、シリンダヘッド上における組立カムシャフト2の軸方向(軸線L方向)の位置決め(所謂、カムスラスト)のために利用してもよい。
(3) In the above embodiment, each
ボルト締めにより固定される
1…組立カムシャフトの支持構造、2…組立カムシャフト、21…シャフト、22…カムピース、3…支持部材、31…本体部、32…軸受、4…位置決め部、4a…孔部
Fixed by bolting 1 ... Assembly camshaft support structure, 2 ... Assembly camshaft, 21 ... Shaft, 22 ... Campiece, 3 ... Support member, 31 ... Main body, 32 ... Bearing, 4 ... Positioning part, 4a ... Hole
Claims (4)
各々が、1組の前記シャフトをそれぞれ挿通させる1組の軸受を有し、かつ前記軸受が、全周に亘って継ぎ目なく連続している内周面を含む、互いに独立した複数の支持部材と、
各々が、前記シャフトを挿通させかつ前記シャフトを外側から締め付ける孔部を含み、前記軸受に前記シャフトが挿通されている状態の複数の前記支持部材が、前記シャフトの軸方向でそれぞれ位置決めされるように、各支持部材の両隣に割り当てられる複数の位置決め部とを備える組立カムシャフトの支持構造。 A set of assembled camshafts having a set of shafts arranged parallel to each other and a plurality of campieces fitted to each shaft.
Each has a set of bearings through which the shafts are inserted, and the bearings have a plurality of independent support members including an inner peripheral surface that is seamlessly continuous over the entire circumference. ,
Each of the support members includes a hole through which the shaft is inserted and the shaft is fastened from the outside, and the support members having the shaft inserted through the bearing are positioned in the axial direction of the shaft. A support structure for an assembled camshaft that includes a plurality of positioning portions assigned to both sides of each support member.
前記ボルトが前記ボルト挿通孔に挿通されつつ、前記ボルト挿通孔からはみ出した前記ボルトの先端部が、シリンダヘッドに設けられた雌ネジ孔にねじ込まれることで、前記シリンダヘッド上に取り付けられる請求項1に記載の組立カムシャフトの支持構造。 The support member has a bolt insertion hole through which a bolt is inserted.
The claim that the bolt is inserted onto the cylinder head while the bolt is inserted into the bolt insertion hole, and the tip of the bolt protruding from the bolt insertion hole is screwed into a female screw hole provided in the cylinder head. The support structure for the assembled camshaft according to 1.
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