JP2005106216A

JP2005106216A - カムシャフト

Info

Publication number: JP2005106216A
Application number: JP2003341970A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nakanishi; 健一中西
Original assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Current assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】軽量化及び小型化が図られるカムシャフトを、シャフト部とカム駒との結合力を高めた形状で実現することを可能とする。
【解決手段】管状のシャフト部とシャフト部と嵌合する軸孔を有するカム駒とを有し、カム駒の軸孔にシャフト部を貫通させバルジ加工により拡管させてカム駒とシャフト部とを結合するカムシャフトにおいて、カム駒は軸孔の軸方向中央に中央基準部を、軸方向両端付近内周側に開口に沿って周状に凹設される凹端部を有し、中央基準部の内周には周状に凹む周凹部が形成され、凹端部の内周には周方向に間隔をおいて径方向に凹む複数の径凹部が形成されるとともに、シャフト部はバルジ加工によりカム駒の周凹部及び径凹部に拡管変形した膨出部を形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の内燃機関に使用されるカムシャフトに関する。

近年自動車の部品には軽量化及び小型化が求められる傾向がある。そこで従来から自動車等の内燃機関に使用されてきたカムシャフトにおいては、中空部を有する管状のシャフト部を用いて、シャフト部をバルジ加工により拡管させてカム駒に結合させてカムシャフトを製造し、軽量化を図るということがあった。

上記の如きバルジ加工で組立てられるカムシャフト１０１には、図４の（ア）及び（イ）に示す如き、ベース円１０４とベース円１０４から連続して突出するカムノーズ部１０３とよりなり、ベース円１０４と同心の軸孔１０５が形成されたカム駒１０２が使用されていた。そしてこのカム駒１０２の軸孔１０５に管状のシャフト部１２１を貫通させ、カム駒１０２をシャフト部１２１の所定の位置に配置した後、シャフト部１２１を径方向に拡管させてカム駒１０２とシャフト部１２１とを結合させていた。ここで、カムシャフト１０１を小型化する場合、カム駒１０２，１０２間を従来と比較して狭くすることが考えられる。しかしカム駒１０２，１０２間を狭くすると、図５に示す如くカム駒１０２，１０２間におけるシャフト部１２１の拡管できる部分が狭くなってしまうため、シャフト部１２１が拡管したときに変形量が少なくなってカム駒１０２，１０２間に形成される膨出部１２２が小さくなり、カム駒１０２の軸方向移動を規制ができなくなるということがあった。

そこで、図６の（ア）及び（イ）に示す如く、カム駒２０２の軸孔２０５の軸方向中央に軸孔２０５と同径の内径を有する中央基準部２０６を形成し、軸方向両端２０９，２０９付近内周側に軸孔２０５の開口に沿って凹設される凹端部２１０，２１０を形成したカム駒２０２を用いたカムシャト２０１が考えられた。図６に示す如きカム駒２０２の軸孔２０５に管状のシャフト部２２１を貫通し、バルジ加工でシャフト部２２１を拡径すると、カム駒２０２，２０２間に連続してカム駒２０２の凹端部２１０，２１０に空間が生じているので、図７に示す如くシャフト部２２１がカム駒２０２，２０２間及びカム駒２０２の凹端部２１０，２１０内周側に拡管できる。そのためシャフト部２２１の変形量が少なくなることなく、カム駒２０２の中央基準部２０６，２０６の端面２０６ａ，２０６ａにシャフト部２２１の膨出部２２２が当接して、カム駒２０２の軸方向の移動は規制される。しかし、このようなカムシャフト２０１においては、カム駒２０２とシャフト部２２１との密着力のみによりカム駒２０２とシャフト部２２１が結合しているため、結合力が弱いという問題点があった。
特開昭６２−２４８８０８号

解決しようとする問題点は、管状のシャフト部とカム駒とがバルジ加工により結合して組み立てられるカムシャフトにおいて、シャフト部とカム駒とが密着力のみにより結合しているので、シャフト部とカム駒との結合力が弱い点である。

管状のシャフト部とシャフト部と嵌合する軸孔を有するカム駒とを有し、カム駒の軸孔にシャフト部を貫通させバルジ加工により拡管させてカム駒とシャフト部とを結合するカムシャフトにおいて、カム駒は軸孔の軸方向中央に中央基準部を、軸方向両端付近内周側に開口に沿って周状に凹設される凹端部を有し、中央基準部の内周には周状に凹む周凹部が形成され、凹端部の内周には周方向に間隔をおいて径方向に凹む複数の径凹部が形成されるとともに、シャフト部はバルジ加工によりカム駒の周凹部及び径凹部に拡管変形した膨出部を形成することを最も主要な特徴とする。

本発明のカムシャフトは、カム駒は軸孔の軸方向中央に中央基準部を、軸方向両端付近内周側に開口に沿って周状に凹設される凹端部を有し、中央基準部の内周には周状に凹む周凹部が形成されているので、シャフト部が拡管したとき周凹部に拡管変形して周凹部に食い込み、中膨出部が形成されるため、シャフト部の中膨出部とカム駒の周凹部とが軸方向に対して略垂直状態に結合するので、軸方向の結合力が強くなる。また、カム駒の凹端部の内周には周方向に間隔をおいて径方向に凹む複数の径凹部が形成されるので、シャフト部が拡管してカム駒間及びカム駒の両端面側内周に大膨出部が形成されると、この大膨出部が更に径凹部に食い込んで小膨出部が形成され、シャフト部の小膨出部とカム駒の径凹部とが回転方向に対して略垂直状態に結合するため、回転方向の結合力が強くなる。

軽量化及び小型化が図られるカムシャフトを、シャフト部とカム駒との結合力を高めた形状で実現した。

図１は本発明の実施例によるカム駒２を表す。このカム駒２は図１の（ア）に示す如く、ベース円４とベース円４から突出するカムノーズ部３を有するカム形状で、ベース円４にはベース円４と同心で内径がシャフト部２１外径より若干大径で軸方向に貫通する軸孔５が形成されている。図１の（イ）に示す如くカム駒２の軸孔５の軸方向中央には軸孔５と同径の内径を有する中央基準部６が形成され、この中央基準部６の内周には周状に凹む周凹部８が一条形成されている。カム駒２の軸方向両端９，９付近内周側には開口に沿って凹設される凹端部１０，１０が形成され、凹端部１０，１０の内周には径方向の径凹部１１が等間隔をおいて複数形成されている。またシャフト部２１は管状で、その中空部は略円形であり、外周面はカム駒２の内周面より若干小径に形成されている。図２は、本発明の実施例によるカムシャフト１を表し、カム駒２に管状のシャフト部２１がバルジ加工により拡管して結合している。

上記カムシャフト１におけるカム駒２及びシャフト部２１のバルジ加工による結合について詳細に説明する。まず管状のシャフト部２１をカム駒２の軸孔５に貫通させ、カム駒２をシャフト部２１の所定の位置に配置する。ついでシャフト部２１の中空部に高圧流体を圧入してシャフト部２１を径方向に拡管変形させる。するとシャフト部２１はカム駒２の中央基準部６の内周には拡管により圧着し、また凹端部１０，１０内周にも圧着しつつ凹端部１０，１０内周及びカム駒２，２間に拡管変形し大膨出部２２を形成する。このとき中央基準部６の内周面７に形成された周状の周凹部８内にシャフト部２１が拡管変形して食い込み、中膨出部２３を形成する。また図３に示す如く、カム駒２の凹端部１０，１０の内周に径方向に形成された径凹部１１内にもシャフト部２１の大膨出部２２が更に拡管変形して食い込み、小膨出部２４を形成し、図２に示される如きカム駒２とシャフト部２１とが結合したカムシャフト１が組み立てられる。

よって本発明のカムシャフト１によれば、カム駒２は軸孔の軸方向中央に中央基準部６を、軸方向両端９，９付近内周側に開口に沿って周状に凹設される凹端部１０，１０を有し、中央基準部６の内周には周状に凹む周凹部８が形成されているので、シャフト部２１が拡管したとき周凹部８に拡管変形して周凹部８に食い込み、中膨出部２３が形成されるため、シャフト部２１の中膨出部２３とカム駒２の周凹部８とが軸方向に対して略垂直状態に結合する。また、カム駒２の凹端部１０，１０の内周には周方向に間隔をおいて径方向に凹む複数の径凹部１１が形成されるので、シャフト部２１が拡管してカム駒２，２間及びカム駒２の凹端部１０，１０の内周に大膨出部２２が形成されると、この大膨出部２２が更に径凹部１１に食い込んで小膨出部２４が形成され、シャフト部２１の小膨出部２４とカム駒２の径凹部１１とが回転方向に対して略垂直状態に結合する。

尚、上記実施例ではカム駒２の中央基準部６の内周に形成される周凹部８は一条だが、数が限定されるわけではない。また凹端部１０の内周面に径方向に形成される径凹部１１の数も限定されず、同様の効果が得られる数であればよい。

本発明の実施例によるカムシャフトのカム駒を表し、（ア）は正面図、（イ）は（ア）のＡ−Ａ断面図である。本発明の実施例によるカムシャフトを表す断面平面図である。図２のＤ−Ｄ断面正面図である。従来のカムシャフトのカム駒を表し、（ア）は正面図、（イ）は（ア）のＢ−Ｂ断面図である。従来のカムシャフトを表す断面平面図である。従来の他のカムシャフトのカム駒を表し、（ア）は正面図、（イ）は（ア）のＣ−Ｃ断面図である。従来の他のカムシャフトを表す断面平面図である。

符号の説明

２カム駒
５軸孔
６中央基準部
８周凹部
９軸方向両端
１０凹端部
１１径凹部
２１シャフト部
２３膨出部
２４膨出部

Claims

管状のシャフト部（２１）と該シャフト部（２１）と嵌合する軸孔（５）を有するカム駒（２）とを有し、該カム駒（２）の軸孔（５）に前記シャフト部（２１）を貫通させバルジ加工により拡管させて前記カム駒（２）と前記シャフト部（２１）とを結合するカムシャフトにおいて、前記カム駒（２）は軸孔（５）の軸方向中央に中央基準部（６）を、軸方向両端（９，９）付近内周側に開口に沿って周状に凹設される凹端部（１０，１０）を有し、前記中央基準部（６）の内周には周状に凹む周凹部（８）が形成され、前記凹端部（１０，１０）の内周には周方向に間隔をおいて径方向に凹む複数の径凹部（１１）が形成されるとともに、前記シャフト部（２１）はバルジ加工により前記カム駒（２）の周凹部（８）及び径凹部（１１）に拡管変形した膨出部（２３，２４）を形成することを特徴とするカムシャフト。