JP2009121282A - Camshaft structure and assembling method of camshaft structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カムシャフトとエンドピースとを結合するカムシャフト構造およびカムシャフト構造の組立方法に関する。 The present invention relates to a camshaft structure for connecting a camshaft and an end piece, and a method for assembling the camshaft structure.
従来、この種のカムシャフト構造として、エンドピースと中空軸からなるカムシャフトとを摩擦圧接加工により結合したものが知られている。
この摩擦圧接加工は、接合しようとする部材を突き合わせて回転させ、その接触面で発生する摩擦熱により接合する方法である。この摩擦圧接加工においては、溶接材料などが不要であり、また、予め接合しようとする部材に高精度の機械加工を施す必要がないので、組立工程が簡略化され組立コストが低減されるという利点がある。他方、この摩擦圧接加工の場合は、摩擦圧接時に接合部分の周囲にバリが発生し、このバリから金属粉が生ずることがある。特に、内部に潤滑油の通路が形成されたエンドピースおよび中空軸からなるカムシャフトの場合には、そのバリから発生する金属粉が潤滑油に混入し潤滑に悪影響を及ぼすので、摩擦圧接加工後にバリを除去する必要がある。
Conventionally, as this kind of camshaft structure, a structure in which an end piece and a camshaft composed of a hollow shaft are coupled by friction welding is known.
This friction welding process is a method in which members to be joined are brought into contact with each other and rotated, and joined by frictional heat generated on the contact surfaces. In this friction welding process, no welding material or the like is required, and it is not necessary to perform high-precision machining on the members to be joined in advance, so that the assembly process is simplified and the assembly cost is reduced. There is. On the other hand, in the case of this friction welding, burrs are generated around the joint during friction welding, and metal powder may be generated from these burrs. In particular, in the case of a camshaft consisting of an end piece and a hollow shaft with a lubricating oil passage formed inside, metal powder generated from the burr enters the lubricating oil and adversely affects lubrication. It is necessary to remove burrs.
この接合部分の外側に発生したバリは、切削工具などにより比較的容易に除去される。しかしながら、接合部分の内側に発生したバリは、中空軸からなるカムシャフトの奥の方に位置しているので比較的長い切削工具が必要となる。このような長い切削工具の先端部分でバリを切削するのは、摩擦圧接加工によりバリ部分の材質が硬化しているので容易ではない。そのため、接合部分の内側に発生したバリを除去せずにバリから生ずる金属粉が潤滑油に混入するのを防止したカムシャフト構造が知られている。 The burrs generated on the outside of the joined portion are removed relatively easily by a cutting tool or the like. However, since the burr generated inside the joint portion is located at the back of the camshaft formed of a hollow shaft, a relatively long cutting tool is required. It is not easy to cut a burr at the tip of such a long cutting tool because the material of the burr is hardened by friction welding. Therefore, there is known a camshaft structure in which the metal powder generated from the burr is prevented from being mixed into the lubricating oil without removing the burr generated inside the joined portion.
この種の、従来のカムシャフト構造として、中空軸からなるカムシャフトおよびエンドピースに空間を画成し、この空間内に摩擦圧接加工時に発生するバリを閉じ込めるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。このカムシャフト構造においては、エンドピースが、その端面からカムシャフト側に突出するとともに、先端部分で拡径された閉じ込め部を有し、カムシャフトをエンドピースに摩擦圧接加工した際に、閉じ込め部の外周面と、エンドピースの端面と、カムシャフトの内周面とにより空間が画成される。この空間内にカムシャフトとエンドピースとの接合部分の内側に発生したバリを閉じ込めるようにしている。 As this type of conventional camshaft structure, a space is defined in a camshaft and an end piece made of a hollow shaft, and burrs generated during friction welding are confined in this space ( For example, see Patent Document 1). In this camshaft structure, the end piece has a confinement portion that protrudes from the end surface to the camshaft side and is enlarged in diameter at the tip portion. When the camshaft is friction-welded to the end piece, the confinement portion A space is defined by the outer peripheral surface, the end surface of the end piece, and the inner peripheral surface of the camshaft. In this space, burrs generated inside the joint portion between the camshaft and the end piece are confined.
しかしながら、前述のような従来のカムシャフト構造においては、カムシャフトをエンドピースに摩擦圧接する際に、エンドピースの閉じ込め部が、中空軸からなるカムシャフトに挿入されることにより、前述の空間が画成されるようになっているので、閉じ込め部の外周面と、カムシャフトの内周面との間に、隙間が形成されてしまう。その結果、隙間から潤滑油が空間内に浸入するとともに、空間内に閉じ込められたバリから生ずる金属粉が潤滑油に混入し、隙間から空間の外側に排出され、潤滑に悪影響を及ぼすおそれが生ずるという問題があった。すなわち、カムシャフトとエンドピースとの接合部分の内側に発生したバリの閉じ込めが不充分であるという問題があった。 However, in the conventional camshaft structure as described above, when the camshaft is friction-welded to the end piece, the confinement portion of the end piece is inserted into the camshaft formed of a hollow shaft, so that the above-described space is reduced. Since it is defined, a gap is formed between the outer peripheral surface of the confinement portion and the inner peripheral surface of the camshaft. As a result, the lubricating oil enters the space from the gap, and metal powder generated from the burr confined in the space is mixed into the lubricating oil and is discharged from the gap to the outside of the space, which may adversely affect the lubrication. There was a problem. That is, there is a problem that burr generated inside the joint portion between the camshaft and the end piece is insufficiently confined.
本発明は、前述のような従来の問題を解決するためになされたもので、カムシャフトとエンドピースとの接合部分の内側に発生したバリを密封することができ、バリから生ずる金属粉などの異物が潤滑油に混入するのを確実に防止することができるカムシャフト構造およびカムシャフト構造の組立方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and can seal burrs generated inside the joint portion between the camshaft and the end piece, such as metal powder generated from the burrs. It is an object of the present invention to provide a camshaft structure and an assembling method of the camshaft structure that can reliably prevent foreign matters from being mixed into the lubricating oil.
本発明に係るカムシャフト構造は、上記目的達成のため、(1)カムピースが装着されるとともに中空孔が形成されたカムシャフトと、前記カムシャフトに結合するエンドピースと、を備えたカムシャフト構造において、前記カムシャフトがその内方に突出した環状突起を前記エンドピースと結合する側の端部に有し、前記エンドピースが軸方向に突出する円筒状の突出部を有し、前記突出部の外周面と前記環状突起の内周面との隙間を前記カムシャフトの中空孔から遮断した状態で、前記突出部が径方向に拡大されて前記環状突起に係合していることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a camshaft structure according to the present invention includes: (1) a camshaft structure in which a campiece is mounted and a hollow hole is formed; and an endpiece coupled to the camshaft. The camshaft has an annular protrusion protruding inwardly at an end portion on the side to be coupled with the end piece, and the end piece has a cylindrical protrusion portion protruding in the axial direction, and the protrusion portion The protrusion is enlarged in the radial direction and engaged with the annular protrusion in a state in which a gap between the outer peripheral surface of the annular protrusion and the inner peripheral surface of the annular protrusion is blocked from the hollow hole of the camshaft. To do.
この構成により、エンドピースがカムシャフトに結合するとともに、突出部が径方向に拡大されて環状突起に係合した際、突出部の外周面と環状突起の側面とが係合し、給油通路となるカムシャフトの中空孔がエンドピースとカムシャフトの結合部分から遮断されるので、結合部分にバリや金属粉などの異物が発生しても、異物がカムシャフトの中空孔に排出されることはない。その結果、バリから生ずる異物が、例えば、中空孔内を流動する潤滑油に混入するのを確実に防止することができる。ここで中空孔とは、カムシャフトを貫通する貫通孔だけでなく、カムシャフトの端部が閉止されたものも含まれる。 With this configuration, the end piece is coupled to the camshaft, and when the protrusion is enlarged in the radial direction and engaged with the annular protrusion, the outer peripheral surface of the protrusion and the side surface of the annular protrusion are engaged, The hollow hole of the camshaft is cut off from the joint part between the end piece and the camshaft, so even if foreign matter such as burrs or metal powder is generated in the joint part, the foreign substance is not discharged into the hollow hole of the camshaft. Absent. As a result, it is possible to reliably prevent foreign matters generated from burrs from being mixed into, for example, the lubricating oil flowing in the hollow holes. Here, the hollow hole includes not only a through-hole penetrating the camshaft but also one in which the end of the camshaft is closed.
上記(1)に記載のカムシャフト構造は、好ましくは、(2)前記突出部の外周面と前記環状突起の内周面とが当接するよう構成される。 The camshaft structure described in the above (1) is preferably configured such that (2) the outer peripheral surface of the protruding portion and the inner peripheral surface of the annular protrusion abut.
この構成により、突出部の外周面と環状突起の内周面との隙間が密閉されるので、エンドピースとカムシャフトの結合部分にバリや異物が発生しても、その異物の中空内への排出を確実に防止することができる。 With this configuration, the gap between the outer peripheral surface of the projecting portion and the inner peripheral surface of the annular protrusion is sealed, so even if burrs or foreign matter are generated at the joint between the end piece and the camshaft, the foreign matter can enter the hollow space. Emission can be reliably prevented.
上記(1)または(2)に記載のカムシャフト構造は、好ましくは、(3)前記エンドピースが前記カムシャフトの端部に対向する環状の結合突起を有し、前記結合突起の先端部が前記カムシャフトの端部に結合されるよう構成される。 In the camshaft structure described in the above (1) or (2), preferably, (3) the end piece has an annular coupling protrusion facing the end of the camshaft, and the tip of the coupling protrusion is It is configured to be coupled to the end of the camshaft.
この構成により、結合突起の先端部がカムシャフトの軸方向端部に接合されると、結合突起の先端部とカムシャフトの軸方向端部とを略同一形状にすることができる。両者が略同一形状であると、例えば、両者を摩擦圧接加工する際に、結合突起およびカムシャフトに生ずる熱が均一に結合突起およびカムシャフトに伝達され、むらのない均一な結合が得られ、結合部分の剛性が高まる。この場合、エンドピースの端面と、結合突起の内周面と、突出部の外周面と、環状突起のエンドピース側の内側面とで封止された空間が画成される。この空間内にエンドピースとカムシャフトの結合部分の内周側に生じたバリが封じ込まれるので、バリから金属粉などの異物が発生しても、異物が空間の外側に排出されることはない。ここで、封止された空間とは、その空間から異物が外側に排出されず、外側からその空間内に潤滑油が流入することがない密封された空間をいう。 With this configuration, when the distal end portion of the coupling protrusion is joined to the axial end portion of the camshaft, the distal end portion of the coupling projection and the axial end portion of the camshaft can be formed in substantially the same shape. When both are substantially the same shape, for example, when both are friction welded, heat generated in the coupling protrusion and the camshaft is uniformly transmitted to the coupling protrusion and the camshaft, and a uniform coupling without unevenness is obtained. The rigidity of the joint portion is increased. In this case, a sealed space is defined by the end face of the end piece, the inner peripheral face of the coupling protrusion, the outer peripheral face of the protrusion, and the inner face of the annular protrusion on the end piece side. Since burrs generated on the inner peripheral side of the joint between the end piece and the camshaft are sealed in this space, even if foreign matter such as metal powder is generated from the burrs, the foreign matter is discharged outside the space. Absent. Here, the sealed space refers to a sealed space in which foreign matter is not discharged from the space to the outside, and no lubricating oil flows into the space from the outside.
上記(1)ないし(3)に記載のカムシャフト構造は、好ましくは、(4)前記エンドピースが前記突出部の内部を通る液体通路を有する。 In the camshaft structure described in the above (1) to (3), preferably, (4) the end piece has a liquid passage through the inside of the protrusion.
この構成により、突出部は、径方向に拡大されて環状突起に係合して、突出部の外周面と環状突起の内周面との隙間をカムシャフトの中空孔から液密的に遮断する機能を備えるとともに、突出部は、エンドピースからカムシャフトの中空孔に連通した液体通路を有する通路管としての機能を備えており、カムシャフト構造が簡単になる。 With this configuration, the protrusion is enlarged in the radial direction and engaged with the annular protrusion, and the gap between the outer peripheral surface of the protrusion and the inner peripheral surface of the annular protrusion is liquid-tightly blocked from the hollow hole of the camshaft. In addition to having a function, the protrusion has a function as a passage tube having a liquid passage communicating from the end piece to the hollow hole of the camshaft, and the camshaft structure is simplified.
上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のカムシャフト構造は、好ましくは、(5)前記環状突起が前記カムシャフトにねじ結合された係合リングによって形成される。 The camshaft structure according to any one of the above (1) to (4) is preferably (5) formed by an engagement ring in which the annular protrusion is screwed to the camshaft.
この構成により、係合リングがカムシャフトと別個に作製されるので、例えば、カムシャフトをパイプ材で形成することができ、カムシャフトを簡単に作製することができる。また、係合リングがカムシャフトにねじ結合されるので、確実に封止された状態で環状突起が形成される。 With this configuration, since the engagement ring is manufactured separately from the camshaft, for example, the camshaft can be formed of a pipe material, and the camshaft can be easily manufactured. Further, since the engagement ring is screwed to the camshaft, the annular protrusion is formed in a surely sealed state.
上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のカムシャフト構造は、好ましくは、(6)前記環状突起が前記カムシャフトに圧入された係合リングによって形成される。 The camshaft structure according to any one of the above (1) to (4) is preferably (6) formed by an engagement ring in which the annular protrusion is press-fitted into the camshaft.
この構成により、係合リングがカムシャフトと別個に作製されるので、例えば、カムシャフトをパイプ材で形成することができ、カムシャフトを簡単に作製することができる。また、係合リングがカムシャフトに圧入されるので、確実に封止された状態で結合される。 With this configuration, since the engagement ring is manufactured separately from the camshaft, for example, the camshaft can be formed of a pipe material, and the camshaft can be easily manufactured. Moreover, since the engagement ring is press-fitted into the camshaft, the engagement ring is securely sealed.
本発明に係るカムシャフト構造の組立方法は、上記目的達成のため、(7)カムピースが装着されるとともに中空孔を有するカムシャフトに、その内方に突出した係合リングを装着する装着工程と、前記カムシャフトの端部近傍に、前記カムシャフト側に突出する円筒状の突出部を有するエンドピースを配置する配置工程と、前記エンドピースを前記カムシャフトに結合する結合工程と、前記突出部の外周面と前記環状突起の内周面との隙間を前記カムシャフトの中空孔から遮断した状態で、前記突出部を前記係合リングに係合させる係合工程と、を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the camshaft structure assembling method according to the present invention includes (7) a mounting step in which a cam piece is mounted and a camshaft having a hollow hole is mounted with an engaging ring protruding inward. A disposing step of arranging an end piece having a cylindrical projecting portion projecting toward the cam shaft in the vicinity of an end portion of the cam shaft; a coupling step of coupling the end piece to the cam shaft; and the projecting portion. An engagement step of engaging the protrusion with the engagement ring in a state where a gap between the outer peripheral surface of the annular projection and the inner peripheral surface of the annular protrusion is blocked from the hollow hole of the camshaft. To do.
この構成により、装着工程においてカムシャフトに係合リングが組込みまたは予め一体成形などにより装着され、配置工程においてカムシャフトの端部近傍にエンドピースが配置され、結合工程においてエンドピースとカムシャフトとが結合され、係合工程おいてエンドピースの突出部が係合リングに係合される。エンドピースの突出部は、係合リングの内周面に挿入された際に、カムシャフトの内周面から離れているので、突出部を係合リングに確実に係合させることができる。 With this configuration, the engagement ring is assembled into the camshaft in the mounting process or mounted in advance by integral molding, the endpiece is disposed in the vicinity of the end of the camshaft in the positioning process, and the endpiece and the camshaft are connected in the coupling process The protrusions of the end pieces are engaged with the engagement ring in the engagement step. Since the protrusion of the end piece is separated from the inner peripheral surface of the camshaft when inserted into the inner peripheral surface of the engagement ring, the protrusion can be reliably engaged with the engagement ring.
上記(7)に記載のカムシャフト構造の組立方法は、好ましくは、(8)前記係合工程が、円錐形の先端部を有する工具の前記先端部を前記エンドピースの前記突出部に押圧することによって、前記突出部を押し広げて前記係合リングに係合させる。 In the method for assembling the camshaft structure according to (7), preferably, (8) the engaging step presses the tip portion of a tool having a conical tip portion against the projecting portion of the end piece. As a result, the protrusion is expanded and engaged with the engagement ring.
この構成により、係合工程おいてエンドピースの係合部が工具の押圧力により、全周均一に押し広げられて塑性変形し、突出部の外周面と係合リングの内周面との隙間とが封止された状態で、突出部が係合リングに係合される。 With this configuration, in the engaging step, the engaging portion of the end piece is uniformly spread all around by the pressing force of the tool and is plastically deformed, and the clearance between the outer peripheral surface of the protruding portion and the inner peripheral surface of the engaging ring And the protrusion is engaged with the engagement ring.
本発明によれば、突出部の外周面と係合リングの内周面とを確実に係合することができるので、カムシャフトとエンドピースとの結合部分の内側に発生したバリを、カムシャフトの中空孔から確実に遮断することができ、バリから生ずる金属粉などの異物がカムシャフトを潤滑し冷却する潤滑油に混入するのを確実に防止することができる。 According to the present invention, since the outer peripheral surface of the protrusion and the inner peripheral surface of the engagement ring can be reliably engaged, the burr generated on the inner side of the coupling portion between the camshaft and the end piece can be prevented. Therefore, foreign matter such as metal powder generated from burrs can be reliably prevented from entering the lubricating oil that lubricates and cools the camshaft.
以下、本発明の第1の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
本第1の実施の形態に係るカムシャフト構造10は、本発明に係るカムシャフト構造を内燃機関の可変バルブタイミング装置に適用したカムシャフト構造の具体例である。
(First embodiment)
The
まず、第1の実施の形態に係るカムシャフト構造10が適用される内燃機関の可変バルブタイミング装置1について説明する。
First, a variable
図1は、本発明の第1の実施の形態に係るカムシャフト構造を内燃機関の可変バルブタイミング装置のカムシャフト構造に適用した例を示す可変バルブタイミング装置の斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a variable valve timing device showing an example in which the camshaft structure according to the first embodiment of the present invention is applied to the camshaft structure of a variable valve timing device for an internal combustion engine.
図1に示すように、内燃機関の可変バルブタイミング装置1は、バルブタイミング変更機構2と、吸気側カムシャフト3と、排気側カムシャフト4と、吸気バルブ5と、排気バルブ6とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 1, a variable
バルブタイミング変更機構2は、吸気側カムシャフト3に連結されたタイミングスプロケット11と、排気側カムシャフト4に連結されたタイミングスプロケット12と、クランクシャフト13に連結されたスプロケット14と、タイミングチェーン15とを含んで構成されている。
The valve
吸気側カムシャフト3は、吸気カムなどからなるカムピース16を有しており、その回転により吸気バルブ5を開閉するようになっている。また、排気側カムシャフト4も、排気カムなどからなるカムピース18をしており、その回転により排気バルブ6を開閉するようになっている。
The
このバルブタイミング変更機構2においては、クランクシャフト13の回転は、スプロケット14を介してタイミングチェーン15により、タイミングスプロケット11から吸気側カムシャフト3に伝達され、カムピース16を介して吸気バルブ5が開閉されるようになっている。また、タイミングスプロケット12から排気側カムシャフト4に伝達され、カムピース18を介して排気バルブ6が開閉されるようになっている。吸気バルブ5および排気バルブ6の各開閉タイミングは、図示しないエンジン電子制御ユニット(ECU)により、内燃機関の運転状態に応じて制御されるようになっている。
In the valve
図2は、本発明の第1の実施の形態に係るカムシャフト構造の斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view of the camshaft structure according to the first embodiment of the present invention.
図2に示すように、第1の実施の形態に係るカムシャフト構造10は、例えば、可変バルブタイミング装置1の排気側カムシャフト4に適用され、カムシャフト21と、カムピース22、23、24、25と、エンドピース26と、係合リング27とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 2, the
カムシャフト21は、例えば、機械構造用炭素鋼などの金属材料からなり、中空孔28を有する円筒状に形成されており、シャフト部21aと、軸受と接触するジャーナル部21bとを有している。このシャフト部21aおよびジャーナル部21bには、複数の潤滑油供給口21cが形成されている。カムシャフト21の中空孔28は、潤滑油の流路を構成しており、流路内を流動する潤滑油は、潤滑油供給口21cから潤滑部材に供給されるようになっている。カムシャフト21には、カムピース22、23、24、25が、圧入などの公知の固定方法により組み込まれており、カムシャフト21の回転とともに回転するようになっている。
The
カムピース22は、鍛造品や焼結材などの耐摩耗性の高い金属材料からなり、円環状のベース部と、ベース部と一体的に形成されベース部から突出するノーズ部とを有しており、カムシャフト21のシャフト部21aに組み込まれるようになっている。
このカムピース22の内部に貫通孔を設け、カムピース22がシャフト部21aに組み込まれた際に、シャフト部21aに形成された貫通孔とカムピース22内部の貫通孔とが連通するようにして、カムシャフト21の流路内の潤滑油をこの貫通孔に流入させてカムピース22の外周面に供給し、カムピース22を潤滑するようにしてもよい。
カムピース23、24、25も、カムピース22と同様に構成されており、図示しない各シリンダの位置に対応したシャフト部21a上の位置にそれぞれ組み込まれている。
The
The
The
図3は、本発明の第1の実施の形態に係るカムシャフト構造の断面図であり、図3(a)はエンドピースの断面図を示し、図3(b)は、カムシャフトの部分断面図である。 FIG. 3 is a sectional view of the camshaft structure according to the first embodiment of the present invention, FIG. 3A is a sectional view of the end piece, and FIG. 3B is a partial sectional view of the camshaft. FIG.
図3(a)に示すように、エンドピース26は、例えば、カムシャフト21と同様の機械構造用炭素鋼などの金属材料からなり、円柱状に形成された本体部31と、本体部31の軸方向の端面部31aから所定の長さaで突出し、所定の外径bで円筒状に形成された突出部32とを有している。突出部32には、その内部に突出部32の軸線と合致した軸線を有する穴33が形成されている。所定の長さaおよび所定の外径bは、エンドピース26の材質、形状、大きさなどの設計条件により適宜選択される。
As shown in FIG. 3A, the
本体部31には、穴34が本体部31の軸方向に穴33と連通するよう形成されており、さらに、穴34に直交し、穴34と外部の空間とを連通する連通孔35が形成されている。この穴33、34および連通孔35は、潤滑油の流路の一部を構成しており、連通孔35に流入した潤滑油が、穴34および穴33を経由してカムシャフト21の中空孔28内に供給されるようになっている。突出部32の先端部分は、径方向に拡大されて係合リング27と係合する係合部36を構成している。
A
図3(b)に示すように、環状突起としての係合リング27は、金属材料からなり、内径cの貫通孔27aを有し、円環状に形成されており、貫通孔27aにエンドピース26の突出部32が挿入されるようになっている。そのため、係合リング27の内径cは、突出部32の外径bよりも僅かに大きく形成されている。係合リング27は、カムシャフト21のシャフト部21aの端部21eから側面部27bまでの距離がdになるよう、シャフト部21aの内周面21dと係合リング27の外周面27eとが嵌合し、シャフト部21aの内部に固定されるようになっている。
As shown in FIG. 3B, the
図4は、本発明の第1の実施の形態に係るカムシャフト構造の断面図であり、図4(a)は、エンドピースがカムシャフトと離隔している状態を示し、図4(b)は、エンドピースがカムシャフトと当接した状態を示し、図4(c)は、エンドピースがカムシャフトに接合された状態を示す。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the camshaft structure according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4A shows a state where the end piece is separated from the camshaft, and FIG. Shows a state where the end piece is in contact with the camshaft, and FIG. 4C shows a state where the endpiece is joined to the camshaft.
図4(b)に示すように、係合リング27の貫通孔27aにエンドピース26の突出部32が挿入され、シャフト部21aの端部21eがエンドピース26の端面部31aに当接したとき、突出部32における係合部36は、長さa−bだけ係合リング27の側面部27bから突出するようになっている。
As shown in FIG. 4B, when the protruding
次いで、本実施の形態に係るカムシャフト構造10の組立方法について説明する。
カムシャフト構造10の組立方法は、準備工程と、装着工程と、配置工程と、結合工程と、係合工程とを含んで構成されている。
Next, an assembling method of the
The assembling method of the
図4(a)に示すように、準備工程においては、カムシャフト21と、エンドピース26と、係合リング27およびこれらを組み立てる際の工具類、回転装置、固定装置などの生産機器が準備される。この場合、カムシャフト21には、カムピース22、23、24、25などのカムシャフト21を構成する構成要素が組み込まれていてもよく、シャフト部21aのみであってもよい。
As shown in FIG. 4A, in the preparation step, the
装着工程においては、係合リング27が、シャフト部21aの端部21eから側面部27bまでの距離がdになるよう、所定の工具によりシャフト部21aに挿入され、シャフト部21aの内部に嵌合し固定される。
In the mounting process, the
配置工程においては、エンドピース26の端部31b側が、図示しない回転装置に装着され、シャフト部21aの端部が、図示しない固定装置に固定される。このとき、エンドピース26およびシャフト部21aの心合わせなどの位置調整が行われ、エンドピース26の軸線とシャフト部21aの軸線が合致するよう、エンドピース26およびシャフト部21aが配置される。
In the arrangement step, the
図4(b)に示すように、結合工程においては、公知の摩擦圧接方法によりエンドピース26の端面部31aの一部と、シャフト部21aの端部21eとが溶接されることにより、エンドピース26とシャフト部21aとが結合される。
結合工程においては、まず、回転装置によりエンドピース26を所定の速度(rpm)で回転させる。この状態で固定装置によりシャフト部21aを矢印方向にエンドピース26に押し当て、所定の押圧力F(MPa)を加える。所定の速度(rpm)および所定の押圧力F(MPa)は、エンドピース26およびシャフト部21aの材質、形状、大きさなど設計条件により適宜選択される。回転するエンドピース26に対して固定されたシャフト部21aが押圧されて接触するので、接触面には摩擦熱が発生する。所定の押圧力Fは、この摩擦熱が圧接に必要な温度になるまで加えられ、圧接温度に到達すると同時にさらに高い押圧力Fが加えられ、エンドピース26とシャフト部21aとが溶接される。
As shown in FIG. 4 (b), in the joining step, a part of the
In the joining step, first, the
図4(c)に示すように、結合工程により、エンドピース26とシャフト部21aとが結合される際に、エンドピース26とシャフト部21aの結合部分の外側および内側にバリ38、39が発生する。
As shown in FIG. 4C, when the
図5は、本発明の第1の実施の形態に係るカムシャフト構造の断面図であり、図5(a)は、カムシャフトの外周面が研磨されている状態を示し、図5(b)は、エンドピースの突出部の係合部が工具により押圧された状態を示し、図5(c)は、エンドピースの突出部の係合部が係合した状態を示す。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the camshaft structure according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5A shows a state where the outer peripheral surface of the camshaft is polished, and FIG. FIG. 5 shows a state in which the engaging portion of the protruding portion of the end piece is pressed by a tool, and FIG. 5C shows a state in which the engaging portion of the protruding portion of the end piece is engaged.
図5(a)に示すように、切削工具、研磨工具などからなる工具41により、結合部分の外側に発生したバリ38を除去する。
As shown in FIG. 5 (a), the
図5(b)に示すように、係合工程においては、公知の係合方法によりエンドピース26の係合部36が係合リング27に係合される。また、係合工程においては、円錐形に形成された先端部42aを有する工具42の先端部42aを係合部36に所定の圧力(MPa)で押圧することによって、図5(c)に示すように、係合部36を押し広げて塑性変形させ、係合リング27に係合させる。このとき、突出部32の外周面32aと係合リング27の内周面27cとが当接して、係合部36が均一に塑性変形するので、突出部32の外周面32aと係合リング27の内周面27cとの隙間が液密的に封止された状態で、係合部36と係合リング27とが係合される。
As shown in FIG. 5B, in the engaging step, the engaging
このように、突出部32の外周面32aと係合リング27の内周面27cとの隙間が液密的に封止されるので、エンドピース26の端面部31aと、突出部32の外周面32aと、係合リング27の内側面27dと、シャフト部21aの内周面21dとで密封された空間43が画成される。バリ39は、この空間43内に封じ込まれる。
Thus, since the clearance gap between the outer
次いで、本実施の形態に係るカムシャフト構造10の作用について説明する。
図6は、本発明の第1の実施の形態に係るカムシャフト構造のエンドピースとカムシャフトが結合した状態を示す断面図である。
Next, the operation of the
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state where the end piece of the camshaft structure and the camshaft are combined according to the first embodiment of the present invention.
図6に示すように、潤滑油が連通孔35から矢印方向に流入すると、穴34、穴33の順に流動しカムシャフト21の中空孔28内に流入する。中空孔28内を流動する潤滑油は、シャフト部21a、ジャーナル部21bにそれぞれ設けられている図2に示す潤滑油供給口21cから、カムシャフト21の近傍に位置する図示しない潤滑部材に供給される。このとき、空間43内のバリ39から生ずる金属粉などの異物が、空間43から外部に排出されることはなく、外部から、空間43内に潤滑油が浸入することもない。
As shown in FIG. 6, when lubricating oil flows in the direction of the arrow from the
このように、本実施の形態に係るカムシャフト構造10においては、内燃機関の排気バルブを開閉するカムピース22、23、24、25が装着されるとともに中空孔28が形成されたカムシャフト21と、カムシャフト21に結合するエンドピース26と、を備え、カムシャフト21が、その内方に突出した係合リング27をエンドピース26と結合する側の端部に有し、エンドピース26が軸方向に突出する円筒状の突出部32を有し、突出部32の外周面32aと係合リング27の内周面27cとの隙間をカムシャフト21の中空孔28から液密的に遮断した状態で、突出部32が径方向に拡大されて係合リング27に係合している。
As described above, in the
この場合、突出部32が係合リング27に係合した際、前述の空間43内にエンドピース26とカムシャフト21の結合部分の内側に生じたバリ39が封じ込まれるので、バリ39から金属粉などの異物が発生しても、異物が空間43の外側に排出されることはなく、外部から、空間43内に潤滑油が浸入することもない。その結果、バリ39から生ずる異物が潤滑油に混入するのを確実に防止することができる。突出部32は、径方向に拡大されて係合リング27に係合して、突出部32の外周面と係合リング27の内周面との隙間をカムシャフト21の中空孔28から液密的に遮断する機能を備えるとともに、突出部32は、エンドピース26からカムシャフト21の中空孔28に連通した液体通路としての穴33を有する通路管としても機能を備えているので、カムシャフト構造が簡単になるという効果も有する。
In this case, when the
本発明の第1の実施の形態に係るカムシャフト構造10においては、エンドピース26の端面部31aが平坦に形成された場合について説明したが、端面部31aにカムシャフト側に突出した結合突起を形成してもよい。以下、端面部31aに結合突起を形成した第2の実施の形態について説明する。
In the
(第2の実施の形態)
本第2の実施の形態に係るカムシャフト構造20は、本発明に係るカムシャフト構造を内燃機関の可変バルブタイミング装置に適用したカムシャフト構造の具体例である。
(Second Embodiment)
The
なお、第2の実施の形態に係るカムシャフト構造20においては、エンドピースに結合突起を形成した点が第1の実施の形態に係るカムシャフト構造10と異なっているが、他の構成は同様に構成されている。したがって、同一の構成については、図1から図6に示した第1の実施の形態と同一の符号を用いて説明し、特に相違点についてのみ詳述する。
The
図7は、本発明の第2の実施の形態に係るカムシャフト構造の斜視図である。 FIG. 7 is a perspective view of a camshaft structure according to the second embodiment of the present invention.
図7に示すように、第2の実施の形態に係るカムシャフト構造20は、第1の実施の形態と同様に、可変バルブタイミング装置1の排気側カムシャフト4に適用され、カムシャフト51と、カムピース52、53、54、55と、係合リング57と、エンドピース56とを含んで構成されている。
As shown in FIG. 7, the
カムシャフト51は、第1の実施の形態と同様に、機械構造用炭素鋼などの金属材料からなり、中空孔58を有する円筒状に形成されており、シャフト部51aと、軸受と接触するジャーナル部51bとを有している。このシャフト部51aおよびジャーナル部51bには、複数の潤滑油供給口51cが形成されている。カムシャフト51の中空孔58は、潤滑油の流路を構成しており、流路内を流動する潤滑油は、潤滑油供給口51cから潤滑部材に供給されるようになっている。カムシャフト51には、カムピース52、53、54、55が、圧入などの公知の固定方法により組み込まれており、カムシャフト51の回転とともに回転するようになっている。
Similar to the first embodiment, the
カムピース52は、第1の実施の形態と同様に、鍛造品や焼結材などの耐摩耗性の高い金属材料からなり、円環状のベース部と、ベース部と一体的に形成されベース部から突出するノーズ部とを有しており、カムシャフト51のシャフト部51aに組み込まれるようになっている。カムピース53、54、55も、カムピース52と同様に構成されており、図示しない各シリンダの位置に対応したシャフト部51a上の位置にそれぞれ組み込まれている。
Similar to the first embodiment, the
図8は、本発明の第2の実施の形態に係るカムシャフト構造の断面図であり、図8(a)は、エンドピースの断面図を示し、図8(b)は、カムシャフトの部分断面図である。 FIG. 8 is a cross-sectional view of the camshaft structure according to the second embodiment of the present invention, FIG. 8A shows a cross-sectional view of the end piece, and FIG. 8B shows a portion of the camshaft. It is sectional drawing.
図8(a)に示すように、エンドピース56は、例えば、第1の実施の形態のカムシャフト構造のカムシャフト21と同様の機械構造用炭素鋼などの金属材料からなり、円柱状に形成された本体部61と、本体部61の軸方向の端面部61aから所定の長さfで突出し、所定の外径bで円筒状に形成された突出部62と端面部61aから所定の長さiで突出し、円筒状に形成された結合突起67とを有している。突出部62の軸線と合致した軸線を有するよう突出部62の内部に形成された穴63は、潤滑油の流路の一部を構成している。所定の長さf、所定の外径b、所定の長さi、所定の外径hおよび所定の内径gは、エンドピース56の材質、形状、大きさなど設計条件により適宜選択される。
As shown in FIG. 8A, the
本体部61には、穴64が本体部61の軸方向に穴63と連通するよう形成されており、さらに、穴64に直交し、穴64と外部の空間とを連通する連通孔65が形成されている。この穴64および連通孔65も、潤滑油の流路の一部を構成しており、連通孔65に流入した潤滑油が、穴64および穴63を経由してカムシャフト21の中空孔28内に供給されるようになっている。突出部62の先端部分は、径方向に拡大されて係合リング27と係合する係合部66を構成している。
A
図8(b)に示すように、係合リング57は、第1の実施の形態と同様に構成され、金属材料からなり、内径cの貫通孔57aを有し、円環状に形成されており、貫通孔57aにエンドピース56の突出部62が挿入されるようになっている。そのため、係合リング57の内径cは、突出部62の外径bよりも僅かに大きく形成されている。係合リング57は、カムシャフト51のシャフト部51aの端部51eから側面部57bまでの距離がjになるよう、シャフト部51aの内周面51dと係合リング57の外周面57eとが嵌合し、シャフト部51aの内部に固定されるようになっている。
As shown in FIG. 8B, the
図9は、本発明の第2の実施の形態に係るカムシャフト構造の断面図であり、図9(a)は、エンドピースがカムシャフトと離隔している状態を示し、図9(b)は、エンドピースがカムシャフトと当接した状態を示し、図9(c)は、エンドピースがカムシャフトに接合された状態を示す。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the camshaft structure according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9A shows a state in which the end piece is separated from the camshaft, and FIG. Shows a state in which the end piece is in contact with the camshaft, and FIG. 9C shows a state in which the endpiece is joined to the camshaft.
図9(b)に示すように、係合リング57の貫通孔57aにエンドピース56の突出部62が挿入され、シャフト部51aの端部51eがエンドピース56の端面部61aに当接したとき、突出部62における係合部66は、長さf−jだけ係合リング57の側面部57bから突出するようになっている。結合突起67の外形hと内径gは、シャフト部51aの外形hと内径gと略同一となるよう形成されている。
As shown in FIG. 9B, when the projecting
次いで、本実施の形態に係るカムシャフト構造20の組立方法について説明する。
カムシャフト構造20の組立方法は、第1の実施の形態と同様、準備工程と、装着工程と、配置工程と、結合工程と、係合工程とを含んで構成されている。
Next, a method for assembling the
Similar to the first embodiment, the assembly method of the
図9(a)に示すように、準備工程においては、カムシャフト51と、エンドピース56と、係合リング57およびこれらを組み立てる際の工具類、回転装置、固定装置などの生産機器が準備される。この場合、カムシャフト51には、カムピース52、53、54、55などのカムシャフト51を構成する構成要素が組み込まれていてもよく、シャフト部51aのみであってもよい。
As shown in FIG. 9A, in the preparation step, the
装着工程においては、係合リング57が、シャフト部51aの端部51eから側面部57bまでの距離がjになるよう、所定の工具によりシャフト部51aに挿入され、シャフト部51aの内部に嵌合し固定される。
In the mounting process, the
配置工程においては、エンドピース56の端部61b側が、図示しない回転装置に装着され、シャフト部51aの端部が、図示しない固定装置に固定される。このとき、エンドピース56およびシャフト部51aの心合わせなどの位置調整が行われ、エンドピース56の軸線とシャフト部51aの軸線が合致するよう、エンドピース56およびシャフト部51aが配置される。
In the arrangement step, the
図9(b)に示すように、結合工程においては、公知の摩擦圧接方法によりエンドピース56の結合突起67の端部と、シャフト部51aの端部51eとが溶接されることにより、エンドピース56とシャフト部51aとが結合される。
As shown in FIG. 9B, in the coupling step, the
結合工程においては、まず、回転装置によりエンドピース56を所定の速度(rpm)で回転させる。この状態で固定装置によりシャフト部51aを矢印方向に結合突起67の端部に押し当て、所定の押圧力F(MPa)を加える。所定の速度(rpm)および所定の押圧力F(MPa)は、エンドピース56およびシャフト部51aの材質、形状、大きさなど設計条件により適宜選択される。回転するエンドピース56に対して固定されたシャフト部51aが押圧されて接触するので、接触面には摩擦熱が発生する。所定の押圧力Fは、この摩擦熱が圧接に必要な温度になるまで加えられ、圧接温度に到達すると同時にさらに高い押圧力Fが加えられ、結合突起67の端部とシャフト部51aとが溶接される。
In the joining step, first, the
図9(c)に示すように、結合工程により、結合突起67の端部とシャフト部51aとが結合される際に、結合突起67の端部とシャフト部51aの結合部分の外側および内側にバリ78、79が発生する。
As shown in FIG. 9C, when the end portion of the
図10は、本発明の第2の実施の形態に係るカムシャフト構造の断面図であり、図10(a)は、カムシャフトの外周面が研磨されている状態を示し、図10(b)は、エンドピースの突出部の係合部が工具により押圧された状態を示し、図10(c)は、エンドピースの突出部の係合部が係合した状態を示す。 FIG. 10 is a cross-sectional view of the camshaft structure according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10A shows a state where the outer peripheral surface of the camshaft is polished, and FIG. FIG. 10 shows a state where the engaging portion of the protruding portion of the end piece is pressed by a tool, and FIG. 10C shows a state where the engaging portion of the protruding portion of the end piece is engaged.
図10(a)に示すように、切削工具、研磨工具などからなる工具71により、結合部分の外側に発生したバリ38を除去する。
As shown in FIG. 10A, the
図10(b)に示すように、係合工程においては、公知の係合方法によりエンドピース56の係合部66が係合リング57に係合される。また、係合工程においては、円錐形に形成された先端部72aを有する工具72の先端部72aを係合部66に所定の圧力(MPa)で押圧することによって、図10(c)に示すように、係合部66を押し広げて塑性変形させ、係合リング57に係合させる。このとき、突出部62の外周面62aと係合リング57の内周面57cとが当接して、係合部66が均一に塑性変形するので、突出部62の外周面62aと係合リング57の内周面57cとの隙間が液密的に封止された状態で、係合部66と係合リング57とが係合される。
As shown in FIG. 10B, in the engagement step, the
このように、突出部62の外周面62aと係合リング57の内周面57cとの隙間が液密的に封止されるので、エンドピース56の端面部61aと、突出部62の外周面62aと、係合リング57のエンドピース56側の内側面57dと、シャフト部51aの内周面51dとで密封された空間73が画成される。バリ79は、この空間73内に封じ込まれる。
Thus, since the clearance gap between the outer
次いで、本実施の形態に係るカムシャフト構造20の作用について説明する。
図11は、本発明の第2の実施の形態に係るカムシャフト構造のエンドピースとカムシャフトが結合した状態を示す断面図である。
Next, the operation of the
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state where the end piece of the camshaft structure and the camshaft are combined according to the second embodiment of the present invention.
図11に示すように、潤滑油が連通孔65から矢印方向に流入すると、穴64、穴63の順に流動しカムシャフト51の中空孔58内に流入する。中空孔58内を流動する潤滑油は、シャフト部51a、図7に示すジャーナル部51bにそれぞれ設けられている潤滑油供給口51cから、カムシャフト51の近傍に位置する図示しない潤滑部材に供給される。このとき、空間73内のバリ79から生ずる金属粉などの異物が、空間73から外部に排出されることはなく、外部から、空間73内に潤滑油が浸入することもない。
As shown in FIG. 11, when the lubricating oil flows in the direction of the arrow from the
このように、本実施の形態に係るカムシャフト構造20においては、内燃機関の排気バルブを開閉するカムピース52、53、54、55を有する中空孔58が形成されたカムシャフト51と、カムシャフト51に結合するエンドピース56と、を備え、カムシャフト51がその内方に突出した係合リング57をエンドピース56と結合する側の端部に有し、エンドピース56がカムシャフト51側に突出する円筒状の突出部62および結合突起67を有し、突出部62の外周面62aと係合リング57の内周面57cとの隙間をカムシャフト51の中空孔58と液密的に遮断した状態で、突出部62が径方向に拡大されて係合リング57に係合している。
Thus, in the
この場合、突出部62が係合リング57に係合した際、前述の空間73内にエンドピース56とカムシャフト51の結合部分の内側に生じたバリ79が封じ込まれるので、バリ79から金属粉などの異物が発生しても、異物が空間73の外側に排出されることはなく、外部から、空間73内に潤滑油が浸入することもない。その結果、バリ79から生ずる異物が潤滑油に混入するのを確実に防止することができる。
In this case, when the
以下、本発明の第2の実施の形態に係るカムシャフト構造20の変形例について説明する。
Hereinafter, modified examples of the
図12は、本発明の第2の実施の形態に係るカムシャフト構造の部分断面図であり、図12(a)は、係合部が係合リングに係合する変形例を示し、図12(b)は、係合部が係合リングに係合する他の変形例を示す。 12 is a partial cross-sectional view of the camshaft structure according to the second embodiment of the present invention. FIG. 12A shows a modification in which the engaging portion engages with the engaging ring. (B) shows the other modification in which an engaging part engages with an engagement ring.
図12(a)に示すように、本実施の形態のカムシャフト構造20においては、カムシャフト51の内周面51dにねじ溝51mを形成するとともに、このねじ溝51mに対応するねじ山87yが外周面部に形成され、貫通孔87hを有する係合リング87を作製し、係合リング87をカムシャフト51にねじ結合させるよう構成してもよい。
As shown in FIG. 12A, in the
この場合、突出部62の係合部66を貫通孔87hに挿入し、係合リング87の端面部87tに係合させ、エンドピース56の端面部61aと、突出部62の外周面62aと、結合突起67の内周面67aと、係合リング87のエンドピース56側の内側面87nとで液密的に封止された空間88が画成される。
In this case, the engaging
その結果、空間88内にエンドピース56とカムシャフト51の結合部分の内側に生じたバリ99が封じ込まれるので、空間88内のバリ99から生ずる金属粉などの異物が、空間88から外部に排出されることはなく、外部から、空間88内に潤滑油が浸入することもないので、バリ99から生ずる異物が潤滑油に混入することが確実に防止される。
As a result, since the burrs 99 generated inside the joint portion of the
図12(b)に示すように、本実施の形態のカムシャフト構造20においては、エンドピース56の端面部61aに一体的に形成された突出部62に代えて、エンドピース106の端面部106aにねじ穴106bを形成するとともに、ねじ穴106bに対応するねじ山101yが外周面部に形成され、貫通孔101hと、端部で拡径された係合部101kと、締付工具103が係合する凹部101mとを有する突出リング101を作製し、エンドピース106とカムシャフト51とが結合された後、締付工具103により突出リング101をねじ穴106bにねじ込んで固定し、係合部101kを係合リング57に係合させるようにしてもよい。
As shown in FIG. 12B, in the
この場合、エンドピース106の端面部106aと、突出リング101の外周面部と、結合突起107の内周面107aと、係合リング57のエンドピース106側の内側面57dとで液密的に封止された空間102が画成される。
In this case, the
その結果、この空間102内にエンドピース106とカムシャフト51の結合部分の内側に生じたバリ109が封じ込まれるので、空間102内のバリ109から生ずる金属粉などの異物が、空間102から外部に排出されることはなく、外部から、空間102内に潤滑油が浸入することもないので、バリ109から生ずる異物が潤滑油に混入することが確実に防止される。
As a result, the
図13は、本発明の第2の実施の形態に係るカムシャフト構造の部分断面図であり、図13(a)は、係合部が係合リングに係合する変形例を示し、図13(b)は、係合部が係合リングに係合する他の変形例を示す。 FIG. 13 is a partial cross-sectional view of the camshaft structure according to the second embodiment of the present invention. FIG. 13A shows a modification in which the engaging portion engages with the engaging ring. (B) shows the other modification in which an engaging part engages with an engagement ring.
図13(a)に示すように、本実施の形態のカムシャフト構造20においては、係合リング27に代えて、貫通孔117hが形成され、端部117tにシール部材118を有する係合リング117を作製し、係合リング117をカムシャフト51に圧入させて固定するようにしてもよい。この場合、突出部62の係合部66を貫通孔117hに挿入し、係合リング117kに設けられたシール部材118に係合させてもよい。
As shown in FIG. 13A, in the
この場合、エンドピース56の端面部61aと、突出部62の外周面62aと、結合突起67の内周面67aと、係合リング117のエンドピース56側の内側面117nとで液密的に封止された空間119が画成される。
In this case, the
その結果、空間119内にエンドピース56とカムシャフト51の結合部分の内側に生じたバリ79が封じ込まれるので、空間119内のバリ79から生ずる金属粉などの異物が、空間119から外部に排出されることはなく、外部から、空間119内に潤滑油が浸入することもないので、バリ79から生ずる異物が潤滑油に混入することが確実に防止される。
As a result, the
図13(b)に示すように、本実施の形態のカムシャフト構造20においては、突出部62に代えて、係合部126にシール部材128を一体的に形成した突出部122を有するエンドピース121を作製し、突出部122を係合リング57に挿入し、シール部材128と係合リング57の側面部57bとを係合させてもよい。
As shown in FIG. 13B, in the
この場合、エンドピース121の端面部121aと、突出部122の外周面122aと、結合突起127の内周面127aと、係合リング57のエンドピース121側の内側面57dとで液密的に封止された空間129が画成される。
In this case, the
その結果、空間129内にエンドピース121とカムシャフト51の結合部分の内側に生じたバリ125が封じ込まれるので、空間129内のバリ125から生ずる金属粉などの異物が、空間129から外部に排出されることはなく、外部から、空間129内に潤滑油が浸入することもないので、バリ125から生ずる異物が潤滑油に混入することが確実に防止される。
As a result, since the
図14は、本発明の第2の実施の形態に係るカムシャフト構造の部分断面図であり、図14(a)は、環状突起をカムシャフトの内側に一体的に形成したカムシャフト構造の変形例を示し、図14(b)は、環状突起をカムシャフトの内側に一体的に形成したカムシャフト構造の他の変形例を示す。 FIG. 14 is a partial cross-sectional view of a camshaft structure according to a second embodiment of the present invention. FIG. 14A is a modification of the camshaft structure in which an annular protrusion is integrally formed inside the camshaft. An example is shown and FIG.14 (b) shows the other modification of the camshaft structure which formed the annular protrusion integrally in the inner side of the camshaft.
図14(a)に示すように、本実施の形態のカムシャフト構造20においては、カムシャフト21に代えて、内周部131aに環状突起132を形成したカムシャフト131を作製し、エンドピース56の突出部62を環状突起132の内周部132aで画成される貫通孔に挿入し、係合部66を環状突起132の端面部132bに係合させてもよい。
As shown in FIG. 14A, in the
この場合、エンドピース56の端面部61aと、突出部62の外周面62aと、結合突起67の内周面67aと、環状突起132のエンドピース56側の内側面132cとで液密的に封止された空間138が画成される。
In this case, the
その結果、空間138内にエンドピース56とカムシャフト131の結合部分の内側に生じたバリ139が封じ込まれるので、空間138内のバリ139から生ずる金属粉などの異物が、空間138から外部に排出されることはなく、外部から、空間138内に潤滑油が浸入することもないので、バリ139から生ずる異物が潤滑油に混入することが確実に防止される。
As a result, the burr 139 generated inside the coupling portion between the
図14(b)に示すように、本実施の形態のカムシャフト構造20においては、カムシャフト21に代えて、内周部141aに環状突起142を形成したカムシャフト141を作製し、エンドピース56の突出部62を環状突起132の内周部142aで画成される貫通孔に挿入し、係合部66を環状突起142の内周部142aに押圧することにより押し広げて係合させるようにしてもよい。
As shown in FIG. 14B, in the
この場合、エンドピース56の端面部61aと、突出部62の外周面62aと、結合突起67の内周面67aと、環状突起142のエンドピース56側の内側面142cとで液密的に封止された空間148が画成される。
In this case, the
その結果、空間148内にエンドピース56とカムシャフト141の結合部分の内側に生じたバリ149が封じ込まれるので、空間148内のバリ149から生ずる金属粉などの異物が、空間148から外部に排出されることはなく、外部から、空間148内に潤滑油が浸入することもないので、バリ149から生ずる異物が潤滑油に混入することが確実に防止される。
As a result, the
なお、第1の実施の形態におけるカムシャフト構造10および第2の実施の形態におけるカムシャフト構造20においては、内燃機関の可変バルブタイミング装置1の排気側カムシャフト4に適用したものについて説明したが、本発明に係るカムシャフト構造は他のカムシャフトなどに適用してもよい。例えば、可変バルブタイミング装置の排気側カムシャフト、OHV(Over Head Valve)、DOHC(Double Over Head Camshaft)、SOHC(Single OverHead Camshaft)などの動弁機構の吸気カムシャフトおよび排気カムシャフト、工作機械のカムシャフトなど、その他の機器におけるカムシャフトに適用してもよい。
The
また、第1の実施の形態におけるカムシャフト構造10および第2の実施の形態におけるカムシャフト構造20においては、エンドピース26とカムシャフト21の結合、エンドピース56とカムシャフト51との結合を摩擦圧接加工により実施した場合について説明したが、本発明に係るカムシャフト構造においては、他の結合手段により実施してもよい。例えば、結合部分を溶解させるアーク溶接、レーザ溶接などの溶接手段であってもよく、溶接材料を用いるろう付けなどの接合手段であってもよい。
Further, in the
また、第1の実施の形態におけるカムシャフト構造10および第2の実施の形態におけるカムシャフト構造20においては、摩擦圧接加工によるエンドピース26とカムシャフト21の結合、エンドピース56とカムシャフト51との結合の際に、エンドピース26、56を回転装置に装着し、カムシャフト21、51を固定装置に固定して実施した場合について説明したが、本発明に係るカムシャフト構造においては、摩擦圧接加工によるエンドピースとカムシャフトの結合の際に、エンドピースを固定装置に装着し、カムシャフトを回転装置に固定することにより実施してもよい。
Further, in the
以上説明したように、本発明によれば、突出部の外周面と係合リングの内周面とを確実に係合することができるので、カムシャフトとエンドピースとの結合部分の内側に発生したバリを、カムシャフトの中空孔から確実に液密的に遮断することができ、バリから生ずる金属粉などの異物がカムシャフトを潤滑し冷却する潤滑油に混入するのを確実に防止することができるという効果を奏し、広くカムシャフト構造全般に有用である。 As described above, according to the present invention, the outer peripheral surface of the projecting portion and the inner peripheral surface of the engagement ring can be reliably engaged with each other. The burr can be surely liquid-tightly blocked from the hollow hole of the camshaft, and foreign matter such as metal powder generated from the burr can be reliably prevented from entering the lubricating oil that lubricates and cools the camshaft. It is useful for general camshaft structures.
10、20 カムシャフト構造
21、51、131、141 カムシャフト
21d、51d 内面部
21e、51e 端部
22、23、24、25、52、53、54、55 カムピース
26、56 エンドピース
27、57、87、117、132、142 係合リング(環状突起)
28、58 中空孔
31、61 本体部
32、62 突出部
32a、62a 外周面
33、34、63、64 穴
35、65 連通孔
36、66 係合部
38、39、78、79、99、125、139、149 バリ
41、42、71、72 工具
42a、72a 先端部
43、73、77、88、102、119.129、138、148 空間
67、107、127 結合突起
101 突出リング(結合突起)
103 締付工具
118 シール部材
10, 20
28, 58
103 Tightening tool 118 Seal member
Claims (8)
前記カムシャフトがその内方に突出した環状突起を前記エンドピースと結合する側の端部に有し、
前記エンドピースが軸方向に突出する円筒状の突出部を有し、
前記突出部の外周面と前記環状突起の内周面との隙間を前記カムシャフトの中空孔から遮断した状態で、前記突出部が径方向に拡大されて前記環状突起に係合していることを特徴とするカムシャフト構造。 In a camshaft structure comprising a camshaft on which a campiece is mounted and a hollow hole is formed, and an endpiece coupled to the camshaft,
The camshaft has an annular protrusion protruding inward thereof at an end portion on the side to be coupled with the end piece,
The end piece has a cylindrical protrusion protruding in the axial direction,
The protrusion is enlarged in the radial direction and engaged with the annular protrusion in a state where a gap between the outer peripheral surface of the protrusion and the inner peripheral surface of the annular protrusion is blocked from the hollow hole of the camshaft. Camshaft structure characterized by
前記カムシャフトの端部近傍に、前記カムシャフト側に突出する円筒状の突出部を有するエンドピースを配置する配置工程と、
前記エンドピースを前記カムシャフトに結合する結合工程と、
前記突出部の外周面と前記環状突起の内周面との隙間を前記カムシャフトの中空孔から遮断した状態で、前記突出部を前記係合リングに係合させる係合工程と、
を含むことを特徴とするカムシャフト構造の組立方法。 A mounting step of mounting an engagement ring projecting inwardly on a camshaft on which a cam piece is mounted and having a hollow hole;
An arrangement step of arranging an end piece having a cylindrical projecting portion projecting toward the cam shaft in the vicinity of the end portion of the cam shaft;
A coupling step of coupling the end piece to the camshaft;
An engagement step of engaging the protrusion with the engagement ring in a state where a gap between the outer peripheral surface of the protrusion and the inner peripheral surface of the annular protrusion is blocked from the hollow hole of the camshaft;
A method of assembling a camshaft structure comprising:
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101415820B1 (en) | 2012-10-19 | 2014-07-08 | 주식회사 서진캠 | Manufacturing method of camshaft assembly and endpiece for camshaft |
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-
2007
- 2007-11-13 JP JP2007294605A patent/JP2009121282A/en active Pending
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