JP2002357261A - 組立型カムシャフトを含む組立軸の構造及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品間に「がた」（隙間）の形成が全くな
く、かつ高い結合強度を有するとともに、軸部の各部品
取付け位置の溝加工を完了後に順次部品の圧入結合を可
能とすることにより、製造工数及び製造コストが低減さ
れた組立軸及びカムシャフトを提供する。 【解決手段】 軸部の外周に複数個の嵌合体を圧挿して
構成された組立軸において、軸部の外周面の嵌合体圧挿
部位を凹凸面に形成し、該凹凸面形成部を軸部の一方端
側の外径が他方端側の外径よりも大きくかつ中間部位の
外径が一方端側の外径と他方端側の外径との中間寸法の
外径になるようにして軸方向に段付き状に形成し、複数
の嵌合体の夫々の内径を前記凹凸面形成部に対応させた
内径に形成し、複数の嵌合体を軸部の小径側から大径側
に向けて圧挿可能に構成したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンのカムシ
ャフト等に適用される組立軸において、軸部に複数の部
品（嵌合体）を圧入、焼嵌め、又は周方向に噛合い歯を
創製して、同部品より軸に必要なトルクを伝えるに十分
な結合力を付与できるようにしたカムシャフトを含む組
立軸及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】軸部に、該軸部とは別体のカムあるいは
歯車を嵌合して製造されるカムシャフトについては、別
体部品を圧入（焼嵌め）またはロウ剤充填により固定す
る方式、あるいは軸線方向に単数または複数のキー溝を
設けてカムピースあるいは歯車の嵌合孔内面に単数また
は複数のキー突条を形成し、これらのキー溝とキー突条
とを噛み合わせて圧入またはロウ剤充填により固定する
方式が従来より用いられている。

【０００３】しかしながら、かかる方式（製造方法）で
は、軸部とカムピース及び歯車との嵌合部や組合せ位置
決めの加工部に高い寸法精度が要求されるため、部品の
製造や組立に多くの工数を要し、生産性の低下及びコス
ト高の要因になっている。そこで、かかる問題点を解決
するため、炭素鋼製の軸部に硬い焼結材のカム部品を圧
入して、軸の周方向に噛み合い歯を創製しながら圧入結
合することによりカムシャフトを製造する方法が、特願
平６−２７０３２４号にて提供されている。

【０００４】図２、図３及び図５には前記した特願平６
−２７０３２４号におけるカムシャフトの構成が示され
ている。かかるカムシャフト１０において、１１は軸部
であり、該軸部１１のカムピース１２、１３及び歯車１
４の固定箇所には、図５に示すように、多数の溝０１１
ａ、０１１ｂ、０１１ｃが転造によって形成される。こ
の転造加工により盛り上がった台形の突出部１１ａの外
径は当然軸部１１の外径Ｄよりも大きくなる。一方、前
記カムピース１２、１３及び歯車１４には、軸部１１の
外径よりも大きく突出部１１ａの外径よりも小さい内径
を有する軸孔が開けられ、この軸孔には、軸線方向のス
プライン１２ａが形成されている。

【０００５】前記カムピース１２、１３及び歯車１４の
スプライン部１２ａは、軸部１１の転造突出部１１ａを
塑性変形及び剪断しながら、図２、図３に示すように噛
合い歯２６を創製し、圧入結合される。前記カムピース
１２、１３及び歯車１４の鋼材硬度は、軸部１１の材料
との硬度差を十分に採っているので、この圧入噛み合い
歯２６創製の工程において、スプライン部１２ａが変形
したり欠けたりする恐れは無く、各スプライン部の歯の
結合部全体に塑性変形に伴う弾性歪みと応力が残り、カ
ムシャフト１０にかかったトルク荷重を、スプライン１
２ａの各噛み合い歯が分散して受け持つことができる。

【０００６】前記カムピース１２、１３と歯車１４を軸
部１１に固定する工程は、該軸部１１の一端側から順
に、歯車１４の圧入位置における転造突出部１１ａの転
造と、歯車１４の圧入、カムピース１３の位置の転造、
カムピース１３の圧入、カムピース１２の位置の転造、
カムピース１２の圧入の順に作業を交互に繰り返し、図
５に示すようなカムシャフト１０が完成する。かかる構
成のカムシャフト１０は部品固定力が大きく、寸法の
「がた」（隙間）が全くなく、寸法精度の高い焼結体製
の安価なカムを使用することにより高精度のカムシャフ
ト１０を低コストで得ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図５に示される従来技
術にあっては、炭素鋼の軸部１１に一般焼結材で作られ
た別体の歯車１４、カムピース１２、１３を圧入する際
に、軸の周方向に噛合い歯を創製しながら結合すること
により、部品間に「がた」が全くなく高い結合強度を有
するカムシャフト１０が得られるが、軸部１１にカムピ
ース１２、１３及び歯車１４を結合する固定箇所に転造
される溝０１１ａ、０１１ｂ、０１１ｃの外径と幅は同
形状であるので、複数のカムプロフィルが異なるカムを
組立てる場合、内径を含むカム形状が目視では判断し難
く、組み違いを起こす恐れがある。

【０００８】また、転造カムのようにカム圧入部に隆起
部を形成する加工方式では、隆起部外径が軸部の元径よ
り大きくなるので、製造工程においては、軸部１１の一
端側から順に、歯車１４の圧入位置の転造をした後歯車
１４の圧入、１番目のカムピース１３の位置での転造後
該カムピース１３の圧入、２番目のカムピース１２の位
置での転造後該カムピース１２の圧入の順に作業を交互
に繰り返さなくてはならないため、設備が複雑になり、
多くの工数を必要とする。

【０００９】かかる問題点を解決するものとして特開２
０００−３２９２１４号の発明が提供されている。かか
る発明においては、シャフト本体の一端側または両端側
に向けて順次径が小さくなる複数の組付け部を有し、こ
れらの組付け部に複数の組付け部品が一つずつ組付けら
れており、該組付け部品の孔部は、内周面に複数のスプ
ラインを有するとともに該スプラインの内径が前記シャ
フト本体の対応する組付け部の外形よりも小さく形成さ
れている。

【００１０】また、かかる発明のカムシャフトは、前記
組付け部品の材料が前記シャフト本体の材料よりも硬質
の材料からなり、該組付け部品のスプラインが前記シャ
フト本体に食い込んで構成されている組立カムシャフト
である。従ってかかる発明のものは、前記の問題点につ
いての解決はなされているものの、スプラインがシャフ
トに食い込む結合構造であることから組付け部品とシャ
フト本体との結合強度の点で不安定な部分が残ってい
る。

【００１１】本発明は、部品間に「がた」（隙間）の形
成が全くなく、かつ高い結合強度を有するとともに、軸
部の各部品取付け位置の溝加工を完了後に順次部品の圧
入結合を可能とすることにより、製造工数及び製造コス
トが低減された組立軸及びカムシャフトを提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、請求項１記載の発明として、軸部の外周
に、該軸部の長手方向に沿って歯車、カム等の複数個の
嵌合体を圧挿して構成された組立軸において、前記軸部
における外周面の前記嵌合体圧挿部位を複数条の溝、ね
じ、及びローレットを含む凹凸面に形成し、前記複数の
凹凸面形成部を前記軸部の一方端側の外径が他方端側の
外径よりも大きくかつ前記両端の中間部位の外径が前記
一方端側の外径と他方端側の外径との中間寸法の外径に
なるようにして軸方向に段付き状に形成し、前記複数の
凹凸面形成部に圧挿される前記複数の嵌合体の夫々の内
径をこれが圧挿される前記凹凸面形成部に対応させた内
径に形成し、前記複数の嵌合体を前記軸部の小径側であ
る前記他方端側から大径側である前記一方端側に向けて
圧挿可能に構成したことを特徴とする組立軸の構造を提
案する。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１に加え
て、前記複数の嵌合体の内周面に軸方向のスプラインを
形成して、該嵌合体を前記軸部の凹凸面形成部に該スプ
ラインより前記凹凸面に圧挿し該凹凸面形成部に噛合い
歯を創製して該嵌合体を該凹凸面形成部に固定してなる
ことを特徴とする。

【００１４】請求項３、４記載の発明は請求項１におけ
る凹凸面の構造に係り、請求項３の発明は、前記軸部外
周の凹凸面を、旋削により形成された旋削凹凸面に構成
する。また請求項４の発明は、前記軸部外周の凹凸面
を、転造により形成された転造凹凸面に構成する。

【００１５】請求項５ないし６記載の発明は、請求項１
ないし２の発明をエンジン等のカムシャフトに適用した
発明に係り、請求項５の発明は、軸部の外周に、該軸部
の長手方向に沿ってカム歯車及び複数個のカムピースを
圧挿して構成された組立型カムシャフトにおいて、前記
軸部における外周面の前記カム歯車及び複数個のカムピ
ース圧挿部位を複数条の溝、ねじ、及びローレットを含
む凹凸面に形成し、前記複数の凹凸面形成部を前記軸部
の一方端側の外径が他方端側の外径よりも大きくかつ前
記両端の中間部位の外径が前記一方端側の外径と他方端
側の外径との中間寸法の外径になるようにして軸方向に
段付き状に形成し、前記複数の凹凸面形成部に圧挿され
る前記カム歯車及び複数個のカムピースの夫々の内径を
これが圧挿される前記凹凸面形成部に対応させた内径に
形成し、前記カム歯車及び複数個のカムピースを前記軸
部の小径側である前記他方端側から大径側である前記一
方端側に向けて圧挿可能に構成したことを特徴とする。

【００１６】請求項６の発明は請求項５に加えて、前記
カム歯車及び複数個のカムピースの内周面に軸方向のス
プラインを形成して、該カム歯車及び複数個のカムピー
スを前記軸部の凹凸面形成部に該スプラインより前記凹
凸面に圧挿し該凹凸面形成部に噛合い歯を創製して該カ
ム歯車及び複数個のカムピースを該凹凸面形成部に固定
してなることを特徴とする。

【００１７】請求項７ないし８記載の発明は請求項１な
いし４における組立軸を製造する方法の発明であり、請
求項７の発明は、軸部の外周に、該軸部の長手方向に沿
って歯車、カム等の複数個の嵌合体を圧挿して構成され
た組立軸の製造方法において、前記軸部における外周面
の前記嵌合体圧挿部位に対応する複数箇所に、複数条の
溝、ねじ、及びローレットを含む凹凸面を、前記軸部の
一方端側の外径が他方端側の外径よりも大きくかつ前記
両端の中間部位の外径が前記一方端側の外径と他方端側
の外径との中間寸法の外径になるように各部の外径を軸
方向に段付き状に変化せしめて旋削あるいは転造により
加工するとともに、前記複数の凹凸面形成部に圧挿され
る前記複数の嵌合体の夫々の内径をこれが圧挿される前
記凹凸面形成部に対応させた内径に加工し、前記複数の
嵌合体を前記軸部の小径側である前記他方端側から大径
側である前記一方端側に向けて圧挿することを特徴とす
る。

【００１８】請求項８の発明は請求項７に加えて、前記
複数の嵌合体の内周面に軸方向のスプラインを加工し
て、該嵌合体を前記軸部の凹凸面形成部に該スプライン
より前記凹凸面を剪断しながら圧挿し該凹凸面形成部に
噛合い歯を形成して該嵌合体を該凹凸面形成部に固定す
ることを特徴とする。

【００１９】かかる発明によれば、請求項１ないし４及
び７、８の組立軸あるいは請求項５ないし６のカムシャ
フトを構成する軸部はその外径が１方向に順に減少する
ような段付き状に形成されており、該軸部に圧挿される
カム歯車やカムピース等の嵌合体の内径を前記軸部の組
付け部位の外径に合わせてあり、請求項４のように軸部
のカム歯車とカムピース等の嵌合体の圧挿位置に転造に
より多数の溝を設けた場合には、転造により軸部の元径
よりも膨出した分だけ前記嵌合体の内径を大きく形成し
てあるので、前記組立軸あるいは前記カムシャフトの圧
入組立工程においては、軸部を固定したまま前記カム歯
車、カムピース等の嵌合体を順に圧挿することにより、
部品間に「がた」（隙間）の形成が全くない強固な噛合
いの創成が可能となる。

【００２０】これにより、部品間に強固な噛合いを保持
しつつ前記組立軸あるいは前記カムシャフトの組立手順
が簡単化され、製造工数が低減される。また複数の異な
るプロフィルをもった類似形状のカム等の形状の類似な
嵌合体を軸部に組立てる場合においても、該嵌合体の内
径がそれぞれ固有の径に形成されているので、該組立軸
あるいはカムシャフトの組み違いの発生が回避される。

【００２１】また、かかる発明によれば、軸部における
圧挿部の加工と、カム歯車、カムピース等の嵌合体の圧
挿を別工程にすることができるため、特殊な製造設備を
必要とせず、低コストでの加工及び組立が可能となる。

【００２２】また請求項２、６、８のように構成すれ
ば、軸部はその外径が１方向に順に減少するような段付
き状に形成された軸部の前記嵌合体の圧挿部位に複数条
の溝、ねじ、及びローレットを含む凹凸面を旋削又は転
造加工により創製して、この軸部に内径にスプラインを
有する前記嵌合体を圧挿し噛合い結合して前記組立軸あ
るいはカムシャフトを製造するので、該組立軸あるいは
カムシャフトの組立が容易で、かつ高い結合強度が得ら
れる。

【００２３】また請求項２、６、８のように構成すれ
ば、各スプライン歯の結合部全体に塑性変形に伴う弾性
歪みと応力が残り、組立軸あるいはカムシャフトに対し
てトルク荷重がかかっても、該スプラインの各噛合い歯
がこの荷重を分散して受け持ち、軸部とカム歯車、カム
ピース等の嵌合体の間において前記スプライン部に空隙
が生ずるのが回避され、組立軸あるいはカムシャフトに
対する繰返しトルク荷重に対して、「がた」の生じない
結合を維持することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示した実施例
を用いて詳細に説明する。但し、この実施例に記載され
ている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置など
は特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれ
のみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎな
い。

【００２５】図１は本発明の第１実施例に係る汎用小型
エンジン用カムシャフトの側面図、図２は図１のＺ矢透
視図、図３は図２のＢ部拡大図、図４は第２実施例を示
す拡大説明図（断面図）である。

【００２６】第１実施例を示す図１において、２０はカ
ムシャフトであり、次のように構成されている。２１は
軸部で、中実軸でも中空軸でもよい。２４はクランク軸
（図示省略）からのタイミングギヤトレーンに噛合うカ
ム歯車である。２２及び２３はカムピースで、一方が吸
気弁用カム、他方が排気弁用カムを構成する。

【００２７】この第１実施例においては、軸部２１のカ
ム歯車２４とカムピース２２及び２３の取付け位置に、
台形断面に形成された複数の周方向溝を旋削して設け、
この軸部２１に内径にスプラインを有するカム歯車２４
とカムピース２２及び２３を圧入結合してカムシャフト
２０を構成している。

【００２８】図１〜３において、前記カムシャフト２０
は、前記軸部２１の外周にカム歯車２４とカムピース２
２及びカムピース２３とを圧入、結合してなる。前記軸
部２１はその直径が前記カム歯車２４からカムピース２
３及びカムピース２２へと順に減少するような段付きに
形成されている（これとは逆にカムピース２２及びカム
ピース２３からカム歯車２４の方向に縮径してもよ
い）。即ち、前記軸部２１は、図１において、カム歯車
２４側から外径をＥ_１＜Ｅ_２＜Ｅ_３＜Ｅ_４＜Ｅ_５＜Ｅ_６
のように段階的に縮小して形成されている。

【００２９】前記軸部２１は、前記カムピース２２を固
定する部位である外径Ｅ_２の結合部２１ａ、前記カムピ
ース２３を固定する部位である外径Ｅ_４の結合部２１
ｂ、及び前記カム歯車２４を固定する部位である外径Ｅ
_６の結合部２１ｃに、複数の円周方向の台形溝２５を旋
削により形成している。

【００３０】また図２〜３に示すように、前記カムピー
ス２２には前記軸部２１の結合部２１ａに旋削された外
径Ｅ_２の台形溝２５に対応する内径を有する軸方向のス
プライン２２ａが形成されている。そして該カムピース
２２を軸部２１に圧入するとき、該カムピース２２は、
前記スプライン２２ａが軸部２１の外径Ｅ_２の台形溝２
５を直角方向に剪断しながら噛合い歯２６を創製し、該
噛合い歯２６にスプライン２２ａが噛合うことにより圧
入、結合される。

【００３１】また前記カムピース２３には前記軸部２１
の結合部２１ｂに旋削された外径Ｅ _４の台形溝２５に対
応する内径を有する前記スプライン２２ａと同形状の軸
方向スプライン（図示省略）が形成されている。そして
該カムピース２３を軸部２１に圧入するとき、該カムピ
ース２３は、前記軸方向スプラインが軸部２１の外径Ｅ
_４の台形溝２５を直角方向に剪断しながら噛合い歯２６
を創製し、該噛合い歯２６に前記軸方向スプラインが噛
合うことにより圧入、結合される。

【００３２】さらに前記カム歯車２４には前記軸部２１
の結合部２１ｃに旋削された外径Ｅ _６の台形溝２５に対
応する内径を有する前記スプライン２２ａと同形状の軸
方向スプライン（図示省略）が形成されている。そして
該カム歯車２４を軸部２１に圧入するとき、該カム歯車
２４は、前記軸方向スプラインが軸部２１の外径Ｅ_６の
台形溝２５を直角方向に剪断しながら噛合い歯２６を創
製し、該噛合い歯２６に前記軸方向スプラインが噛合う
ことにより圧入、結合される。

【００３３】前記のように構成されたカムシャフト２０
の圧入組立工程においては、前記のような軸部２１への
カムピース２２、２３及びカム歯車２４の圧入噛合結合
は、外径の大きいカム歯車２４から、外径の小さいカム
ピース２３、カムピース２２の順に行う。前記のよう
に、段付きの軸部２１はカム歯車２４側から外径をＥ_１
＜Ｅ_２＜Ｅ _３＜Ｅ_４＜Ｅ_５＜Ｅ_６のように段階的に縮小
して形成されているので、前記のような外径順に圧入噛
合結合すれば、前記軸部２１を固定確保して部品同士が
干渉することなく、カムシャフト２０を完成させること
ができる。

【００３４】また前記カムピース２２、２３及びカム歯
車２４の材料硬度を軸部２１の材料硬度より十分に高く
しておけば、前記カムピース２２、２３及びカム歯車２
４の前記軸部２１への圧入噛合い歯創製の工程におい
て、前記カムピース２２、２３及びカム歯車２４に形成
されたスプライン２２ａ等が変形したり欠けたりする恐
れは無い。

【００３５】そして前記カムピース２２、２３及びカム
歯車２４に形成されたスプライン２２ａと軸部２１に形
成される噛合い歯２６との噛合い結合部全体に塑性変形
に伴う弾性歪みと応力が残り、カムシャフト２０に対し
てトルク荷重がかかっても、スプラインの各噛合い歯２
６がこの荷重を分散して受け持ち、軸部２１とカムピー
ス２２、２３及びカム歯車２４のスプライン部での空隙
の発生が防止され、カムシャフト２０に対する繰り返し
トルク荷重に対して、「がた」（隙間）のない結合を維
持することができる。

【００３６】また、前記軸部２１のカムピース２２、２
３及びカム歯車２４の取付け位置に、圧入幅に亙って、
前記台形溝２５の代わりに、該台形溝部２５と同程度の
切り込み深さを有するねじ又はローレットが旋削された
軸部２１を用いる場合も、前記と同様に、内周面に軸方
向のスプラインが形成されたカムピース２２、２３及び
カム歯車２４を軸部２１に圧入して前記ねじ又はローレ
ットの凸部を剪断しながら該軸部２１に噛合い歯を創製
することにより、前記軸部２１にカムピース２２、２３
及びカム歯車２４を圧入噛合結合してカムシャフト２０
を製造することが可能である。

【００３７】図４に示される第２実施例においては、段
付きに形成された軸部のカム歯車及びカムピースの取付
け位置に、台形断面に形成された複数の周方向溝を転造
加工により創製し、該軸部に内周にスプラインが形成さ
れた前記カム歯車及びカムピースを圧入結合してカムシ
ャフトを構成している。図４はカムシャフトの側面断面
図（上半分）と軸部にカム歯車及びカムピースを圧入結
合する前の軸部の状態を示す側面図（下半分）である。

【００３８】図４において３０はカムシャフトであり、
その軸部３１には、転造により元径より膨出した多数の
環状突条からなる転造部３１ａ、３１ｂが所定位置に形
成されている。前記カムシャフト３０は軸部３１とカム
ピース３２とカムピース３３及びカム歯車３４とにより
構成され、該カムピース３２とカムピース３３及びカム
歯車３４は軸部３１に圧入して結合されている。

【００３９】前記軸部３１は、前記第１実施例と同様
に、その直径が前記カム歯車３４からカムピース３３及
びカムピース３２へと順に減少するような段付きに形成
されている（これとは逆にカムピース３２及びカムピー
ス３３からカム歯車３４の方向に縮径してもよい）。即
ち、図４において、カム歯車３４が圧入される軸部３１
の転造部３１ａの外径Ｆ_２は元径Ｆ_３を転造して形成さ
れるので、Ｆ_２＞Ｆ_３となる。同様にカムピース３３が
圧入される転造部３１ｂの外径Ｆ_４は元径Ｆ_５を転造し
て形成されるので、Ｆ_４＞Ｆ_５となる。その結果、前記
軸部３１の外径はカムピース３２側からカム歯車３４側
へと大きくなるＦ_１＜Ｆ_３＜Ｆ_２＜Ｆ_５＜Ｆ_４となる。

【００４０】また、前記カム歯車３４を前記軸部３１の
圧入位置（図４の３４ａの位置）まで通すため、該カム
歯車３４の内径ｆ_３は前記転造部３１ａの外径Ｆ_２より
も大きくして、ｆ_３＞Ｆ_２となる。同様に前記カムピー
ス３３を前記軸部３１の圧入位置（３３ａの位置）まで
通すため、カムピース３３の内径ｆ_１は、該カムピース
３３の小径側（図４の右側）の図示しないカムピース３
２用の転造部の外径より大きく形成する。また該カムピ
ース３２側は順に段を付けて小径となっている。

【００４１】図２〜図３に示すように、前記カムピース
３２には軸部３１の転造部の外径に対応する内径の軸方
向のスプライン３２ａが形成されており、該カムピース
３２を軸部３１に圧入するときには、該スプライン３２
ａにより軸部３１の転造部の一部を剪断しながら該軸部
３１に噛合い歯２６を創製し、カムピース３２はそのま
ま軸部３１に圧入噛合結合される。

【００４２】また前記カムピース３３には、軸部３１に
おける転造部３１ａの外径Ｆ_２に対応する前記スプライ
ン３２ａと同形状の内径ｆ_１の軸方向スプラインが形成
されており、該カムピース３３を軸部３１に圧入すると
きには、該スプラインにより軸部３１の転造部３１ａの
一部を剪断しながら該軸部３１に噛合い歯２６を創製
し、カムピース３３はそのまま軸部３１に圧入噛合結合
される。

【００４３】さらに前記カム歯車３４には軸部３１にお
ける転造部３１ｂの外径Ｆ_４に対応する前記スプライン
３２ａと同形状の内径ｆ_３の軸方向スプラインが形成さ
れており、該カム歯車３４を軸部３１に圧入するときに
は、該スプラインにより軸部３１の転造部３１ｂの一部
を剪断しながら該軸部３１に噛合い歯２６を創製し、カ
ム歯車３４はそのまま軸部３１に圧入噛合結合される。

【００４４】前記のように構成されたカムシャフト３０
の圧入組立工程においては、前記のような軸部３１への
カムピース３２、３３及びカム歯車３４の圧入噛合結合
は、外径の大きいカム歯車３４から、外径の小さいカム
ピース３３、カムピース３２の順に行う。前記のよう
に、段付きの軸部３１はカム歯車３４側からカムピース
３３、カムピース３２へと外径が小さくなるように形成
され、カム歯車３４、カムピース３３の内径は前段の転
造部３１ａ等と干渉しない内径に形成されているので、
前記のように外径順に圧入噛合結合すれば、カム軸３１
を固定確保して部品同士が干渉することなく、カムシャ
フト３０を完成させることができる。

【００４５】また前記カムピース３２、３３及びカム歯
車３４の材料硬度を軸部３１の材料硬度より十分に高く
しておけば、前記カムピース３２、３３及びカム歯車３
４の前記軸部３１への圧入噛合い歯創製の工程におい
て、前記カムピース３２、３３及びカム歯車３４に形成
されたスプライン３２ａ等が変形したり欠けたりする恐
れは無い。

【００４６】そして前記カムピース３２、３３及びカム
歯車３４に形成されたスプライン３２ａと軸部３１に形
成される噛合い歯２６との噛合い結合部全体に塑性変形
に伴う弾性歪みと応力が残り、カムシャフト３０に対し
てトルク荷重がかかっても、スプラインの各噛合い歯２
６がこの荷重を分散して受け持ち、軸部３１とカムピー
ス３２、３３及びカム歯車３４のスプライン部での空隙
の発生が防止され、カムシャフト３０に対する繰り返し
トルク荷重に対して「がた」（隙間）のない結合を維持
することができる。

【００４７】また、前記軸部３１のカムピース３２、３
３及びカム歯車３４の取付け位置に、圧入幅に亙って、
台形状の転造部３１ａ、３１ｂの代わりに、該転造部と
同程度の切り込み深さを有するねじ又はローレットを転
造した軸部２１を用いる場合も、前記と同様に、内周面
に軸方向のスプラインが形成されたカムピース３２、３
３及びカム歯車３４を軸部３１に圧入して前記ねじ又は
ローレットの凸部を剪断しながら該軸部３１に噛合い歯
を創製することにより、前記軸部３１にカムピース３
２、３３及びカム歯車３４を圧入噛合結合してカムシャ
フト３０を製造することが可能である。

【００４８】尚、本発明は前記実施例におけるエンジン
用カムシャフトに限られることなく、軸部の外周に軸方
向に沿って複数の嵌合体を圧挿して構成される組立軸に
広く適用できる。

【００４９】

【発明の効果】以上記載のごとく本発明によれば、請求
項１乃至４、７、８の組立軸あるいは請求項５、６のカ
ムシャフトを構成する軸部はその外径が１方向に順に減
少するような段付き状に形成されており、該軸部に圧挿
される嵌合体の内径を前記軸部の組付け部位の外径に合
わせてあるので、前記組立軸あるいは前記カムシャフト
の圧入組立工程においては、軸部を固定したまま前記嵌
合体を順に圧挿することにより、部品間に「がた」（隙
間）の形成が全くない強固な噛合いが創成できる。

【００５０】これにより、部品間に強固な噛合いを保持
しつつ前記組立軸あるいはカムシャフトの組立手順が簡
単化されて製造工数が低減される。また形状の類似な嵌
合体を軸部に組立てる場合においても、該嵌合体の内径
がそれぞれ固有の径に形成されているので、該組立軸あ
るいはカムシャフトの組み違いの発生が回避できる。ま
た軸部における圧挿部の加工と、嵌合体の圧挿を別工程
にすることができるため、特殊な製造設備を必要とせ
ず、低コストでの加工及び組立が可能となる。

【００５１】また請求項２、６、８のように構成すれ
ば、軸部はその外径が１方向に順に減少するような段付
き状に形成された軸部の前記嵌合体の圧挿部位に凹凸面
を創製して、この軸部に内径にスプラインを有する前記
嵌合体を圧挿し噛合い結合して前記組立軸あるいはカム
シャフトを製造するので、該組立軸あるいはカムシャフ
トの組立が容易で、かつ高い結合強度が得られる。

【００５２】また前記スプライン歯の結合部全体に塑性
変形に伴う弾性歪みと応力が残り、組立軸あるいはカム
シャフトに対してトルク荷重がかかっても、該スプライ
ンの各噛合い歯がこの荷重を分散して受け持ち、軸部と
カム歯車、カムピース等の嵌合体の間において前記スプ
ライン部に空隙が生ずるのが回避され、組立軸あるいは
カムシャフトに対する繰返しトルク荷重に対して、「が
た」の生じない結合を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例に係る汎用小型エンジン
用カムシャフトの側面図である。

【図２】 図１のＺ矢透視図である。

【図３】 図２のＢ部拡大図である。

【図４】 第２実施例を示す拡大説明図（断面図）であ
る。

【図５】 従来のカムシャフトを示す図１対応図であ
る。

【符号の説明】

２０ ３０ カムシャフト ２１、３１ 軸部 ２２、２３、３２、３３ カムピース ２２ａ、３２ａ スプライン ２４、３４ 歯車 ２６ 噛合い歯 ３１ａ、３１ｂ 転造部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河内 弘吉 名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱 重工業株式会社産業機器事業部内 (72)発明者 中村 彰吾 名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱 重工業株式会社産業機器事業部内 (72)発明者 長瀬 祐治 名古屋市中村区岩塚町字高道１番地 三菱 重工業株式会社産業機器事業部内 (72)発明者 吉村 豹治 京都府京田辺市薪北町田13番地 株式会社 ニチダイ内 (72)発明者 窪田 勝昭 京都府京田辺市薪北町田13番地 株式会社 ニチダイ内 Ｆターム(参考） 3G016 AA19 BA25 BA33 BA34 CA03 CA05 CA07 CA11 CA52 EA02 EA09 FA04 FA11 FA29 FA33 FA36 3J030 EA14 EB09 EC07

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸部の外周に、該軸部の長手方向に沿っ
   て歯車、カム等の複数個の嵌合体を圧挿して構成された
   組立軸において、前記軸部における外周面の前記嵌合体
   圧挿部位を複数条の溝、ねじ、及びローレットを含む凹
   凸面に形成し、前記複数の凹凸面形成部を前記軸部の一
   方端側の外径が他方端側の外径よりも大きくかつ前記両
   端の中間部位の外径が前記一方端側の外径と他方端側の
   外径との中間寸法の外径になるようにして軸方向に段付
   き状に形成し、前記複数の凹凸面形成部に圧挿される前
   記複数の嵌合体の夫々の内径をこれが圧挿される前記凹
   凸面形成部に対応させた内径に形成し、前記複数の嵌合
   体を前記軸部の小径側である前記他方端側から大径側で
   ある前記一方端側に向けて圧挿可能に構成したことを特
   徴とする組立軸の構造。
2. 【請求項２】 前記複数の嵌合体の内周面に軸方向のス
   プラインを形成して、該嵌合体を前記軸部の凹凸面形成
   部に該スプラインより前記凹凸面に圧挿し該凹凸面形成
   部に噛合い歯を創製して該嵌合体を該凹凸面形成部に固
   定してなることを特徴とする請求項１記載の組立軸の構
   造。
3. 【請求項３】 前記軸部外周の凹凸面を、旋削により形
   成された旋削凹凸面に構成してなることを特徴とする請
   求項１記載の組立軸の構造。
4. 【請求項４】 前記軸部外周の凹凸面を、転造により形
   成された転造凹凸面に構成してなることを特徴とする請
   求項１記載の組立軸の構造。
5. 【請求項５】 軸部の外周に、該軸部の長手方向に沿っ
   てカム歯車及び複数個のカムピースを圧挿して構成され
   た組立型カムシャフトにおいて、前記軸部における外周
   面の前記カム歯車及び複数個のカムピース圧挿部位を複
   数条の溝、ねじ、及びローレットを含む凹凸面に形成
   し、前記複数の凹凸面形成部を前記軸部の一方端側の外
   径が他方端側の外径よりも大きくかつ前記両端の中間部
   位の外径が前記一方端側の外径と他方端側の外径との中
   間寸法の外径になるようにして軸方向に段付き状に形成
   し、前記複数の凹凸面形成部に圧挿される前記カム歯車
   及び複数個のカムピースの夫々の内径をこれが圧挿され
   る前記凹凸面形成部に対応させた内径に形成し、前記カ
   ム歯車及び複数個のカムピースを前記軸部の小径側であ
   る前記他方端側から大径側である前記一方端側に向けて
   圧挿可能に構成したことを特徴とする組立型カムシャフ
   トの構造。
6. 【請求項６】 前記カム歯車及び複数個のカムピースの
   内周面に軸方向のスプラインを形成して、該カム歯車及
   び複数個のカムピースを前記軸部の凹凸面形成部に該ス
   プラインにより前記凹凸面に圧挿し該凹凸面形成部に噛
   合い歯を創製して該カム歯車及び複数個のカムピースを
   該凹凸面形成部に固定してなることを特徴とする請求項
   ５記載の組立型カムシャフトの構造。
7. 【請求項７】 軸部の外周に、該軸部の長手方向に沿っ
   て歯車、カム等の複数個の嵌合体を圧挿して構成された
   組立軸の製造方法において、前記軸部における外周面の
   前記嵌合体圧挿部位に対応する複数箇所に、複数条の
   溝、ねじ、及びローレットを含む凹凸面を、前記軸部の
   一方端側の外径が他方端側の外径よりも大きくかつ前記
   両端の中間部位の外径が前記一方端側の外径と他方端側
   の外径との中間寸法の外径になるように各部の外径を軸
   方向に段付き状に変化せしめて旋削あるいは転造により
   加工するとともに、前記複数の凹凸面形成部に圧挿され
   る前記複数の嵌合体の夫々の内径をこれが圧挿される前
   記凹凸面形成部に対応させた内径に加工し、前記複数の
   嵌合体を前記軸部の小径側である前記他方端側から大径
   側である前記一方端側に向けて圧挿することを特徴とす
   る組立軸の製造方法。
8. 【請求項８】 前記複数の嵌合体の内周面に軸方向のス
   プラインを加工して、該嵌合体を前記軸部の凹凸面形成
   部に該スプラインより前記凹凸面を剪断しながら圧挿し
   該凹凸面形成部に噛合い歯を形成して該嵌合体を該凹凸
   面形成部に固定することを特徴とする請求項７記載の組
   立軸の製造方法。