JP2008075653A - 組立て式のカム軸並びに該カム軸を製造するための方法 - Google Patents

Abstract

【課題】管軸とそれぞれ１つの貫通開口を備えた複数のカムとを有しており、このカムが、管軸に被せ嵌められており、互いに間隔をもって管軸に位置固定されており、この管軸が、複数の構成部材の間に、内側に変形された側方の押込み変形部を有している組立て式のカム軸を改良して、側方の押込み変形部は十分な深さを有したままで、被せ嵌められる隣り合う構成部材をより間隔を詰めて管軸に設置できるようにして、さらに当該カム軸を製造するための方法を提供することである。
【解決手段】押込み変形部（２１，２２，２３）の少なくとも一部分が、少なくとも１つの前記構成部材（１６，２９，３０，３１）の下方にまで達しているようにし、さらにまず前記構成部材を、管軸（１２）の高圧内部変形、つまり冷間変形により、管軸（１２）に位置固定して、続いて押込み変形部（２１，２２，２３）を、管軸（１２）に設けるようにした。
【選択図】図２

Description

本発明は、組立て式のカム軸であって、管軸とそれぞれ１つの貫通開口を備えた複数の構成部材、特にカムとを有しており、このカムが、前記管軸に被せ嵌められており、互いに間隔をもって前記管軸に位置固定されており、この管軸が、前記複数の構成部材の間に、内側に変形された側方の押込み変形部を有している。この種のカム軸は、その軽量構造特性に基づき、および高出力モータの材料選択の際の比較的大きな自由度のため、ますます使用されている。

組立て式のカム軸のための製造方法が、本出願人のドイツ連邦共和国特許第１０２０５５４０号明細書に記載されている。従って、管軸の個々の長手方向区分の塑性変形は、被せ嵌められたカムの内側の管軸の高いハイドロリック内部圧力の局地的に制限された負荷により順次もたらされる。この場合、管軸の横断面拡幅部が、平滑な円筒状のカムの貫通開口で形成され、これによって管軸とカムとの間にしばりばめが形成される。

ダブルカム軸モータのシリンダヘッドの場合、シリンダヘッドでの組込み状況は往々にして窮屈である。この場合、シリンダヘッドねじを収容するためのねじ受口は、必然的にカム軸に近づけられるので、ねじ受口はシリンダヘッドを上から見てカム軸によって部分的にカバーされる。製造においては、シリンダヘッドをシリンダブロックケーシングに載置して、このシリンダブロックケーシングとねじ締結する前に、カム軸をシリンダヘッド内に製造組付けすることが要求される。前記特性を有するシリンダヘッドの場合、以上のことは、ねじ受口への接近に不都合な構成により排除されてしまう。この接近は、ねじ受口の領域に側方の内側湾曲部を有しているカム軸の特別な構成形状を使用することによってのみ可能である。内側湾曲部はこの領域におけるカム軸の横断面を凹状に減じ、シリンダヘッドねじのためのねじ工具の使用を、既に取り付けられたカムシャフトにおいて許容する。従って、完成したシリンダヘッドの取付け、およびカム軸を分解することなくシリンダヘッドのねじを締め直すことも可能である。

ドイツ連邦共和国実用新案第２０１１６１１２号明細書から、前記内側湾曲部を有する組立て式のカム軸を製造するための方法が公知である。公知方法によれば、まずカム無しの管軸を、密閉状態のダイに挿入する。このダイは全管体を遊びなしで取り囲んでいて、個別のプレスポンチが案内されている。これらのプレスポンチは、それぞれ管体の長手方向軸線に対して横方向で延びている半円筒状の形状をその前面の端部に有している。この場合、この前面の端部はダイ中空空間に挿入可能である。プレスポンチでまずダイ内に挿入される管軸に内側湾曲部を成形する。この場合、ダイによる管軸の外側の正確な支持により、変形時に内側湾曲部に次いで突出部は生じることはない。こうして、押込み変形部を備えて、ダイの横断面でほぼ変化しないで保持された管軸に、カムが被せ嵌められ、焼きばめまたは圧入のような１つの公知接合方法により管軸に位置固定される。この場合、管体に横断面拡幅部の製造によりカムを位置固定するための前記接合方法は、たとえば排除されている。なぜならば高いハイドロリックな内部圧力を形成するための圧力プローブを既に変形された管内にもはや挿入することができないからである。

米国特許出願公告第６９３５２９２号明細書から、前記内側湾曲部を有する組立て式のカム軸を製造するための同様の方法が公知である。この場合、公知方法による製品に設けられている押込み変形部は、カムと軸受スリーブのような被せ嵌められた構成部材の下方に達することがないことが望ましい。従って、軸線方向の最小間隔を個々の構成部材の間に保持することができる。これらの構成部材は、押込み変形部の深さからは間接的に、幅からは直接に得られる。
ドイツ連邦共和国特許第１０２０５５４０号明細書 ドイツ連邦共和国実用新案第２０１１６１１２号明細書 米国特許出願公告第６９３５２９２号明細書

従って、本発明の課題は、冒頭で述べた形式の組立て式のカム軸であって、管軸とそれぞれ１つの貫通開口を備えた複数の構成部材、特にカムとを有しており、このカムが、前記管軸に被せ嵌められており、互いに間隔をもって前記管軸に位置固定されており、この管軸が、前記複数の構成部材の間に、内側に変形された側方の押込み変形部を有している形式のものを改良して、側方の押込み変形部は十分な深さを有したままで、被せ嵌められる隣り合う前記構成部材をより間隔を詰めて管軸に設置できるようにすることである。さらに本発明の課題は、上記課題を解決する当該カム軸を製造するための方法を提供することである。

この課題を解決するために本発明の構成では、押込み変形部の少なくとも一部分が、少なくとも１つの前記構成部材の下方にまで達しているようにした。さらに当該カム軸を製造するための本発明の方法では、まず前記構成部材を、管軸の高圧内部変形、つまり冷間変形により、前記管軸に位置固定して、続いて押込み変形部を、前記管軸に設けるようにした。

公知先行技術から出発して、本発明の課題は、側方の押込み変形部は十分な深さを有したままで、被せ嵌められる隣り合う前記構成部材をより間隔を詰めて管軸に設置できるようにする。解決手段は、組立て式のカム軸であって、管軸とそれぞれ１つの貫通開口を備えた複数の構成部材、特にカムとを有しており、該カムが、前記管軸に被せ嵌められており、互いに間隔をもって前記管軸に位置固定されており、該管軸が、前記複数の構成部材の間に、内側に変形された側方の押込み変形部を有している形式のものにおいて、押込み変形部の少なくとも一部分が、少なくとも１つの前記構成部材の下方にまで達しているようにすることである。場合によっては、個々の押込み変形部は、互いに間隔を持って配置された隣り合う２つの前記構成部材の下方に達するようになっている。ここで提案された構成形式によって、狭幅に並置して被せ嵌められた前記構成部材を備えた既に完成した組立て式のカム軸に、組付けスペースを形成するための付加的な局地的な変形部を備えることができる。組付けスペースでは、既に取り付けた前記構成部材の固定の確実性が危うくなることはない。

本発明に係る組立て式のカム軸を製造するための方法は、まず前記構成部材を、管軸の高圧内部変形、つまり冷間変形により、前記管軸に位置固定して、続いて押込み変形部を、前記管軸に設けることを特徴とする。

有利な構成によれば、前記複数の構成部材、特にカムの少なくとも１つの部材が、一体成形されたスリーブ突設部、特に軸受スリーブと一緒に形成される。有利には、本発明の対象はこのようなカムに関するものである。この場合、前記構成部材は、全体的に拡大された座長をもって形成されているので、構成部材の下方への押込み変形部の安定区間が、位置固定の低減に繋がることはない。むしろ、前記構成部材の長手方向軸線の全長にわたって固定されたスリーブ突設部を備えていない個別カムと比べて、全体的にさらに改良されている。しかし、本発明は、平滑な円筒状の単純な軸受スリーブの形をした構成部材を有してもいる。

さらに、押込み変形部が専ら、前記構成部材に設けられている各スリーブ突設部の下方に達していることが提案される。これらの構成部材は、１つのカムと、一体成形された１つの軸受スリーブとから成っていてよい。

前記スリーブ突設部、つまり特にシリンダヘッドにおいてカム軸を滑り支承するための軸受スリーブは、通常、それぞれ単に一方の側でしか前記構成部材、特にカムに一体成形されていない。

さらに、管軸は、前記構成部材の領域にそれぞれ冷間変形された、前記構成部材を位置固定するための広範な横断面拡大部を有していることが提案されている。これによって、冒頭で述べた前記構成部材のための有利な接合技術は、高いハイドロリックな内部圧力の、管軸への場所的に軸線方向で制限された負荷により１つの構成部材の内側で適用可能である。この場合には、その結果生じる直径拡大部は、スリーブ突設部の領域の押込み変形部が後でようやく製造されるので、差し当たり管軸の全周面においてカムとスリーブ突設部とから成る構成部材の軸線方向の全長にわたって、かつそれを越えて延在している。

さらに、直径拡大部は、前記構成部材の平滑な円筒状の貫通開口と協働して、管軸に対して同心的であり、前記構成部材としばりばめを形成し、特に、押込み変形部の製造後の押込み変形していない直径拡大部は、それぞれ少なくとも、カムとスリーブ突設部とから成る構成部材のカムの軸線方向の長さにわたって延びているようになっている。

さらに、側方の押込み変形部または内側湾曲部は、管軸の延びに対して横方向で延びていて、特に、押込み変形部は管体の半円筒状の侵入部にほぼ相当するようになっている。この場合、管内側での押込み変形部は、管軸線にまでほぼ達している。さらにこの場合ですら、熱間変形により管軸に押込み変形部の有利な形成においては、管軸におけるカムの位置固定に必要な確実性を有する製品が付与されている。有利には、押込み変形部は、その周面位置に関して一致した方向付けがなされている。

本発明に係る組立て式のカム軸は、有利には、前記構成部材の少なくとも１つの部材が、一体成形されたスリーブ突設部と一緒に形成されている。

本発明に係る組立て式のカム軸は、有利には、押込み変形部が、専ら前記構成部材に設けられている各スリーブ突設部の下方に達している。

本発明に係る組立て式のカム軸は、有利には、スリーブ突設部が、それぞれ単に一方の側でしか前記構成部材と一体成形されていない。

本発明に係る組立て式のカム軸は、有利には、前記構成部材の貫通開口が、真っ直ぐな円筒状の開口である。

本発明に係る組立て式のカム軸は、有利には、管軸が、前記構成部材のそれぞれの領域で、前記構成部材を位置固定するために冷間変形された直径拡大部を有している。

本発明に係る組立て式のカム軸は、有利には、直径拡大部が、管軸に対して同心的であり、この管軸が、前記構成部材の貫通開口とのしまりばめを形成する。

本発明に係る組立て式のカム軸は、有利には、直径拡大部が、それぞれ前記構成部材の軸線方向長さにわたって延びている。

本発明に係る組立て式のカム軸は、有利には、側方の押込み変形部が、熱間変形された押込み変形部である。

本発明に係る組立て式のカム軸は、有利には、押込み変形部が、その周面位置に関して一致するように方向付けされている。

本発明に係る当該カム軸を製造するための方法は、有利には、前記構成部材の下方にまで達する押込み変形部を、熱間変形でそれぞれ場所的に加熱された管軸に形成する。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面につき詳しく説明する。

図１および図２については、以下にまとめて記載する。主に管軸１２と、この管軸１２に被せ嵌められた構成エレメントもしくは構成部材から成る、組立て式のカム軸１１の端部区分を見て取ることができる。このカム軸１１は２つのカム１３，１４を有していて、これらのカム１３，１４は異なる角度位置で管軸１２に位置固定されている。このために、管軸１２は、カム１３，１４にそれぞれ対応配置された長手方向区分において、冷間変形によって半径方向に拡開されているので、カム１３，１４は、管軸１２の、軸線方向で制限された横断面拡幅部もしくは直径拡径部（図面の寸法からは認められない）にしばりばめで固定されている。同じようにして管軸１２の管端部には、つば１７を備えた軸受スリーブ１６が位置固定されている。この軸受スリーブ１６は、駆動ピニオンの位置固定のために働くことができる。つば１７に、カム軸１１を駆動させるためのこのような駆動ピニオンを当て付けて、たとえばしばりばめで固定することができる。カム１３は汎用のディスク形状を有していて、カム１４は軸受スリーブ２９と一体に形成されている。カム１３，１４に対して間隔をもって、２つの軸受スリーブ３０，３１が、カム１３，１４と同じようにして管軸１２に位置固定されている。軸受スリーブ３０，３１は、互いに間隔を有している。管軸１２には、それぞれスリーブ１６と、ハブ１４に設けられているスリーブ２９とに隣接して、かつ２つの軸受スリーブ３０，３１間に、それぞれ押込み変形部２１，２２，２３が形成されている。これらの押込み変形部２１，２２，２３は、管軸１２のほぼ半円筒状の侵入部に相当している。これらの侵入部の軸線は、カム軸１１の長手方向軸線と垂直に交差する。押込み変形部２１，２２，２３は、これらの周面位置に関しては一致するように方向付けられている。この場合、半円筒状の侵入部の各軸線（図示せず）は、図平面に対して垂直に位置する。押込み変形部２１，２２，２３により、ねじとねじ工具とを図平面に対して垂直に位置する軸線で、カム軸１１の長手方向軸線に極めて接近させることができる。このことは、既にカム軸が組み込まれているシリンダヘッドを所定のエンジンタイプに組み付けるために必要となる。

第１押込み変形部２１は、軸受スリーブ１６と第１カム１３との間に位置していて、軸受スリーブ１６の下方にまで達している。第２押込み変形部２２は、第２カム１４のスリーブ突設部２９の下方にまで達している。この場合、カム１４はその軸線方向の全長で全周にわたって取り囲むようにして管軸１２に載置している。個別カム１３とは異なり、図示の形式において軸受スリーブ２９を備えたカム１４は、比較的広い座面で管軸１２と接触していて、従って、管軸１２でのカム１４の固定は、軸受スリーブ２９の下方にまで達している押込み変形部２２を考慮せずに、個別カム１３よりも強力である。第３押込み変形部２３は、軸受スリーブ３０，３１の間に位置していて、ほんの僅かに軸受スリーブ３０，３１の下方に達している。押込み変形部２１，２２，２３の軸線方向長さは、主として押込み変形部の必要な深さにより付与されている。本発明による構成に基づき、押込み変形部２１，２２，２３の最深部を、前記構成部材に比較的近づけることができる。本発明によれば、前記構成エレメントもしくは前記構成部材は予め、その全長にわたる管体１２の可塑的な冷間変形において、内部高圧により位置固定された後で初めて押込み変形部は、それぞれ場所的に加熱された管体１２に熱間変形で押込み変形される。

組み立て式の本発明によるカム軸を斜めから見た図である。 図１の組み立て式の本発明によるカム軸の縦断面図である。

符号の説明

１１ カム軸、 １２ 管軸、 １３，１４ カム、 １５ 貫通開口、 １６ 軸受スリーブ、 １７ つば、 ２１，２２，２３ 押込み変形部、 ２９，３０，３１ 軸受スリーブ

Claims (2)

1. 組立て式のカム軸（１１）であって、管軸（１２）とそれぞれ１つの貫通開口を備えた複数の構成部材、殊にカム（１３，１４）とを有しており、該カム（１３，１４）が、前記管軸（１２）に被せ嵌められており、互いに間隔をもって前記管軸（１２）に位置固定されており、該管軸（１２）が、前記複数の構成部材の間に、内側に変形された側方の押込み変形部（２２）を有している形式のものにおいて、押込み変形部（２１，２２，２３）の少なくとも一部分が、少なくとも１つの前記構成部材（１６，２９，３０，３１）の下方にまで達していることを特徴とする組立て式のカム軸。
2. 請求項１記載の組立て式のカム軸を製造するための方法であって、まず前記構成部材を、管軸（１２）の高圧内部変形、つまり冷間変形により、前記管軸（１２）に位置固定して、続いて押込み変形部（２１，２２，２３）を、前記管軸（１２）に設けることを特徴とする、組立て式のカム軸を製造するための方法。

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