JP2015163805A - Assembled camshaft - Google Patents

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Takatoshi AKASE
貴俊 赤瀬
砂田 洋尚
Hironao Sunada
洋尚 砂田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an assembled camshaft 10 which can rigidly join a cam piece 14 to a shaft 12.SOLUTION: A cam piece 14 partitions an insertion hole of a shaft 12 by internal peripheral faces 14b, 14c. The internal peripheral face 14b is formed so that a diameter of the insertion hole becomes large as progressing toward the outside of the insertion hole. A ring-shaped member 16 is inserted between the shaft 12 and the internal peripheral face 14b. A male screw part 14d is formed at a side of an external peripheral face corresponding to the internal peripheral face 14b. Then, a bearing nut 18 is fastened to the male screw part 14d. The bearing nut 18 contacts with an end part of the ring-shaped member 16, and the ring-shaped member 16 is pushed to the internal peripheral face 14c side by the fastening of the bearing nut 18 to the cam piece 14. As the bearing nut 18 is fastened to the cam piece 14, a joining force between the shaft 12 and the cam piece 14 is increased.

Description

本発明は、カムピースがシャフトに組み付けられた組み立てカムシャフトに関する。   The present invention relates to an assembled camshaft in which a cam piece is assembled to a shaft.

近年、車載内燃機関のバルブを駆動するカムピースおよびシャフトは、軽量化とカム高強度化を目的に、カムピースとシャフトとが一体的に形成されたものから別体となる組み立てカムシャフトに置き換わりつつある。カムピースをシャフトに組み付ける手法としては、大きくは、シャフトにカムピースを圧入する手法や、シャフトに高温のカムピースを嵌め込む焼き嵌め等が実用化されている。   In recent years, cam pieces and shafts for driving valves of in-vehicle internal combustion engines have been replaced by assembled cam shafts that are separate from the cam piece and shaft that are integrally formed for the purpose of reducing weight and increasing cam strength. . As a method for assembling the cam piece to the shaft, a method for press-fitting the cam piece into the shaft, a shrink fitting for fitting a high-temperature cam piece into the shaft, and the like have been put into practical use.

ただし、上記いずれの手法も、カムピースのうちシャフトの挿入孔を区画する内周面とカムピースの外周との間のクリアランスが、カムピースとシャフトとの接合力を決めるパラメータとなるため、クリアランスに高い精度が要求される。   However, in any of the above methods, the clearance between the inner peripheral surface of the cam piece that defines the insertion hole of the shaft and the outer periphery of the cam piece is a parameter that determines the bonding force between the cam piece and the shaft. Is required.

そこで従来、たとえば特許文献1に見られるように、シャフトとカムピースにネジ穴を設け、シャフトとカムピースとをネジで固定することも提案されている(図4等)。   Therefore, conventionally, as seen in Patent Document 1, for example, it has been proposed to provide a screw hole in the shaft and the cam piece and fix the shaft and the cam piece with screws (FIG. 4 and the like).

実開平6−82455号公報Japanese Utility Model Publication No. 6-82455

ただし、上記のように、シャフトとカムピースとをネジ止めする場合、上記挿入孔のうちネジが挿入される側から最も離間する側におけるカムピースの内周面がシャフトに接触しなくなりやすいことなどから、シャフトへのカムピースの接合力が不足するおそれがある。   However, as described above, when screwing the shaft and the cam piece, the inner peripheral surface of the cam piece on the side farthest away from the screw insertion side of the insertion hole is not likely to contact the shaft. There is a possibility that the joining force of the cam piece to the shaft is insufficient.

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カムピースをシャフトに強固に接合することのできる組み立てカムシャフトを提供することにある。   This invention is made | formed in view of such a situation, The objective is to provide the assembly cam shaft which can join a cam piece firmly to a shaft.

以下、上記課題を解決するための手段およびその作用効果について記載する。
技術的思想1:カムピースがシャフトに組み付けられた組み立てカムシャフトにおいて、前記カムピースには、前記シャフトが挿入される挿入孔が形成され、前記カムピースは、前記挿入孔を区画する内周面が前記挿入孔の軸方向に延びた部分であって、その外周面にネジ溝が形成された雄ネジ部を備え、前記挿入孔は、該挿入孔の軸方向外側に行くほど口径が拡大するように形成されており、前記挿入孔の内周面に挿入され、該挿入孔の軸方向外側に行くほど肉厚となるリング状部材と、前記雄ネジ部に対応した雌ネジと、を備え、前記雌ネジは、前記リング状部材のうち肉厚側の端部に接触し、前記雄ネジ部に締め付けられるほど、前記肉厚側の端部を前記挿入孔の軸方向内側に変位させることを特徴とする組み立てカムシャフト。
Hereinafter, means for solving the above-described problems and the effects thereof will be described.
Technical idea 1: In an assembled cam shaft in which a cam piece is assembled to a shaft, an insertion hole into which the shaft is inserted is formed in the cam piece, and an inner peripheral surface defining the insertion hole is inserted into the cam piece. A portion extending in the axial direction of the hole, including a male screw portion having a thread groove formed on an outer peripheral surface thereof, and the insertion hole is formed such that the diameter increases toward the outer side in the axial direction of the insertion hole. A ring-shaped member that is inserted into the inner peripheral surface of the insertion hole and becomes thicker toward the outer side in the axial direction of the insertion hole, and a female screw corresponding to the male screw portion, The screw contacts an end portion on the thick side of the ring-shaped member, and the end portion on the thick side is displaced inward in the axial direction of the insertion hole as it is tightened to the male screw portion. Assembled camshaft.

上記雄ネジ部に雌ネジが締め付けられることで、リング状部材のうち肉厚側の端部が挿入孔の軸方向内側に変位する。これにより、カムピースのうち挿入孔が形成された内周面には、内周面に垂直に、リング状部材から力が加えられ、内周面と、シャフトの外周面との距離が拡大される。このため、カムピースは、リング状部材を介して上記外周面に垂直にシャフトに力を及ぼすようになる。このため、シャフトとカムピースとは、径方向に大きな力が加わった状態となるため、シャフトとカムピースとを強固に接合することができる。   By tightening the female screw to the male screw portion, the end on the thick side of the ring-shaped member is displaced inward in the axial direction of the insertion hole. As a result, a force is applied from the ring-shaped member to the inner peripheral surface of the cam piece in which the insertion hole is formed, perpendicularly to the inner peripheral surface, and the distance between the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the shaft is increased. . Therefore, the cam piece exerts a force on the shaft perpendicular to the outer peripheral surface via the ring-shaped member. For this reason, since a large force is applied to the shaft and the cam piece in the radial direction, the shaft and the cam piece can be firmly joined.

第1の実施形態にかかる組み立てカムシャフトの構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the assembly camshaft concerning 1st Embodiment. 同実施形態におけるカムピースの挿入孔の口径とシャフトの外周の径との関係を示す断面図。Sectional drawing which shows the relationship between the aperture diameter of the cam piece insertion hole in the same embodiment, and the diameter of the outer periphery of a shaft. 同実施形態にかかるベアリングナットを示す斜視図。The perspective view which shows the bearing nut concerning the embodiment. (a)〜(g)は、同実施形態にかかるカムピースの組み付け工程を示す図。(A)-(g) is a figure which shows the assembly | attachment process of the cam piece concerning the embodiment. 同実施形態にかかる材料を示す図。The figure which shows the material concerning the embodiment. (a)〜(g)は、第2の実施形態にかかるカムピースの組み付け工程を示す図。(A)-(g) is a figure which shows the assembly | attachment process of the cam piece concerning 2nd Embodiment.

<第1の実施形態>
以下、組み立てカムシャフトの第1の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図1に、組み立てカムシャフト10の一部断面図を示す。図示される組み立てカムシャフト10は、中空円筒状のシャフト12に、車載内燃機関(図示略)の吸気バルブや排気バルブ(機関バルブ)を駆動するカムピース14が組み付けられたものである。ここで、シャフト12の内部は、潤滑油の流通経路となる。一方、カムピース14は、カムノーズ14aまたはその周辺部が機関バルブを開閉させる部材に接触することで、機関バルブを開弁させ、カムノーズ14aまたはその周辺部が機関バルブを開閉させる部材に接触しなくなることで、機関バルブを閉弁させる。
<First Embodiment>
Hereinafter, a first embodiment of an assembly camshaft will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a partial cross-sectional view of the assembled camshaft 10. In the illustrated assembly camshaft 10, a cam piece 14 for driving an intake valve and an exhaust valve (engine valve) of an in-vehicle internal combustion engine (not shown) is assembled to a hollow cylindrical shaft 12. Here, the inside of the shaft 12 serves as a flow path for the lubricating oil. On the other hand, when the cam piece 14a or its peripheral part comes into contact with a member that opens and closes the engine valve, the cam piece 14 opens the engine valve, and the cam nose 14a or its peripheral part does not come into contact with a member that opens and closes the engine valve. Then, close the engine valve.

カムピース14には、シャフト12の挿入孔を区画する内周面14b,14cが形成されている。内周面14b,14cによって区画された挿入孔の口径は、シャフト12の外周面の径よりも大きい値とされている。   Inner peripheral surfaces 14 b and 14 c that define an insertion hole of the shaft 12 are formed in the cam piece 14. The diameter of the insertion hole defined by the inner peripheral surfaces 14 b and 14 c is larger than the diameter of the outer peripheral surface of the shaft 12.

図2に、内周面14cによって区画された挿入孔の口径がシャフト12の外周面の径よりも大きい値とされることを示す。
上記内周面14cは、挿入孔の中央部に位置する面であり、内周面14cによって区画される挿入孔の口径は一定となっている。一方、内周面14bは、内周面14cの両側に位置するものであり、内周面14bによって区画される挿入孔の口径は、挿入孔の外側に行くほど大きくなる。
FIG. 2 shows that the diameter of the insertion hole defined by the inner peripheral surface 14 c is larger than the diameter of the outer peripheral surface of the shaft 12.
The inner peripheral surface 14c is a surface located at the center of the insertion hole, and the diameter of the insertion hole defined by the inner peripheral surface 14c is constant. On the other hand, the inner peripheral surface 14b is located on both sides of the inner peripheral surface 14c, and the diameter of the insertion hole defined by the inner peripheral surface 14b increases toward the outside of the insertion hole.

カムピース14とシャフト12との間には、リング状部材16が挿入されている。詳しくは、リング状部材16は、1つのカムピース14に対して一対が設けられ、一対のリング状部材16の一方は、カムピース14のうち挿入孔の両側の一方から挿入され、リング状部材16の他方は、上記挿入孔の両側の他方から挿入されている。   A ring-shaped member 16 is inserted between the cam piece 14 and the shaft 12. Specifically, a pair of ring-shaped members 16 are provided for one cam piece 14, and one of the pair of ring-shaped members 16 is inserted from one of the cam pieces 14 on both sides of the insertion hole. The other is inserted from the other side of the insertion hole.

リング状部材16は、円筒状の内周面を有した中空の部材である。また、リング状部材16は、軸方向の一方から他方に変位するほど肉厚となることで、その外周面にテーパ部16aを備えている。具体的には例えば、図中、右側のリング状部材16のテーパ部16aにおける厚さは、挿入孔の軸方向右側(挿入孔の外側)にいくほど、厚くなる。   The ring-shaped member 16 is a hollow member having a cylindrical inner peripheral surface. Moreover, the ring-shaped member 16 is provided with the taper part 16a in the outer peripheral surface by becoming thick so that it may displace from one to the other of an axial direction. Specifically, for example, in the drawing, the thickness of the taper portion 16a of the right ring-shaped member 16 increases as it goes to the right in the axial direction of the insertion hole (outside the insertion hole).

リング状部材16のテーパ部16aにおける厚さの、挿入孔の軸方向(図中、直線L1に平行な方向)の変位に対する変化速度は、カムピース14の内周面14bによって区画される挿入孔の口径の、挿入孔の軸方向の変位に対する変化速度と等しく設定されている。図1には、上記一対の変化速度が、直線L1に対する直線L2のなす角度θとして定量表記されている。これは、テーパ部16aと内周面14bとを面接触させるための設定である。   The rate of change of the thickness of the tapered portion 16a of the ring-shaped member 16 with respect to the displacement of the insertion hole in the axial direction (the direction parallel to the straight line L1 in the figure) It is set equal to the changing speed of the aperture with respect to the axial displacement of the insertion hole. In FIG. 1, the pair of change speeds are quantitatively expressed as an angle θ formed by the straight line L2 with respect to the straight line L1. This is a setting for bringing the tapered portion 16a and the inner peripheral surface 14b into surface contact.

カムピース14のうち内周面14bが形成された部分は、カムノーズ14aが形成された部分に対して、挿入孔の両側に延びる部分である。そして、この部分の外周面には、雄ネジ部14dが形成されている。そして、雄ネジ部14dには、ベアリングナット18の雌ネジ部18aが締結されている。   The portion of the cam piece 14 where the inner peripheral surface 14b is formed is a portion extending on both sides of the insertion hole with respect to the portion where the cam nose 14a is formed. And the external thread part 14d is formed in the outer peripheral surface of this part. The female screw portion 18a of the bearing nut 18 is fastened to the male screw portion 14d.

図3に示すように、ベアリングナット18は、中空リング状の部材である。また、ベアリングナット18は、図1に示すように、雌ネジ部18aと、肉厚部18bとを備えている。ベアリングナット18の肉厚部18bは、リング状部材16の端部に接触する。このため、ベアリングナット18が雄ネジ部14dに強く締め付けられるほど、リング状部材16は、内周面14c側に強く押されるようになる。そして、リング状部材16が内周面14c側に変位するほど、カムピース14の内周面14b,14cとシャフト12の外周面との間の間隔が拡大する。これにより、カムピース14とシャフト12とは、リング状部材16を介して互いに挿入孔の径方向に力を及ぼすようになり、カムピース14とシャフト12との接合力が生じる。また、これにより、雄ネジ部14dが雌ネジ部18aに押しつけられることから、雄ネジ部14dが雌ネジ部18aに食い込み、接合力が増加する。   As shown in FIG. 3, the bearing nut 18 is a hollow ring-shaped member. Moreover, the bearing nut 18 is provided with the internal thread part 18a and the thick part 18b, as shown in FIG. The thick part 18 b of the bearing nut 18 contacts the end of the ring-shaped member 16. For this reason, as the bearing nut 18 is tightened to the male screw portion 14d, the ring-shaped member 16 is more strongly pressed toward the inner peripheral surface 14c. And the space | interval between the internal peripheral surfaces 14b and 14c of the cam piece 14 and the outer peripheral surface of the shaft 12 becomes large, so that the ring-shaped member 16 is displaced to the internal peripheral surface 14c side. As a result, the cam piece 14 and the shaft 12 exert a force in the radial direction of the insertion hole via the ring-shaped member 16, and a joining force between the cam piece 14 and the shaft 12 is generated. Further, since the male screw portion 14d is pressed against the female screw portion 18a, the male screw portion 14d bites into the female screw portion 18a, and the joining force increases.

次に、図4を用いて、カムピース14をシャフト12に組み付ける工程について説明する。
この一連の工程においては、まず、図4(a)に示すように、カムピース14に挿入されるシャフト12を加工する。具体的には、シャフト12の外形を旋削した後、研削することで、カムピース14に挿入する準備が整う。次に、図4(b)に示すように、カムピース14の両側に嵌められるベアリングナット18のうちの一方をシャフト12に挿入する。なお、図4においてシャフト12については側面図を示しているが、ベアリングナット18については、図1と同様の断面図を示している。次に、図4(c)に示すように、カムピース14の両側に挿入されるリング状部材16のうちの一方にシャフト12を挿入する。なお、リング状部材16は、側面図を示している。そして、図4(d)に示すように、カムピース14にシャフト12を挿入し、シャフト12が既に挿入されているリング状部材16をカムピース14に挿入するとともにカムピース14にベアリングナット18を締結する。なお、図4において、カムピース14は、図1と同様の断面図を示している。ちなみに、図4(c)および図4(d)では、模式的に、ベアリングナット18の位置を固定して記載しているが、カムピース14にベアリングナット18を締結する工程は、ベアリングナット18を回転させつつカムピース14側に変位させることによって実現してもよい。
Next, the process of assembling the cam piece 14 to the shaft 12 will be described with reference to FIG.
In this series of steps, first, as shown in FIG. 4A, the shaft 12 to be inserted into the cam piece 14 is processed. Specifically, after turning the outer shape of the shaft 12, it is ready to be inserted into the cam piece 14 by grinding. Next, as shown in FIG. 4B, one of the bearing nuts 18 fitted on both sides of the cam piece 14 is inserted into the shaft 12. 4 shows a side view of the shaft 12, but the bearing nut 18 is a cross-sectional view similar to FIG. Next, as shown in FIG. 4C, the shaft 12 is inserted into one of the ring-shaped members 16 inserted on both sides of the cam piece 14. In addition, the ring-shaped member 16 has shown the side view. Then, as shown in FIG. 4 (d), the shaft 12 is inserted into the cam piece 14, the ring-shaped member 16 into which the shaft 12 has already been inserted is inserted into the cam piece 14, and a bearing nut 18 is fastened to the cam piece 14. In FIG. 4, the cam piece 14 shows a cross-sectional view similar to FIG. Incidentally, in FIGS. 4C and 4D, the position of the bearing nut 18 is schematically fixed and described, but the process of fastening the bearing nut 18 to the cam piece 14 is performed by You may implement | achieve by displacing to the cam piece 14 side, rotating.

カムピース14に一方のベアリングナット18を締結すると、図4(e)に示すように、もう一方のリング状部材16にシャフト12を挿入することで、カムピース14のうち未だリング状部材16が挿入されていない側にもう一方のリング状部材16を挿入する。続いて、図4(f)に示すように、もう一方のベアリングナット18にシャフト12を挿入し、カムピース14のうち図4(e)に示した工程でリング状部材16が挿入された側にもう一方のベアリングナット18を締結する。そして、図4(g)に示すように、カムピース14の両側のベアリングナット18に力Fとして記載した力を加えて、締め付ける。ここでは、カムピース14の両側のうちの一方の側のベアリングナット18と他方の側のベアリングナット18とで、締め付けるための回転方向が逆となるようにする。これは、一方の側のベアリングナット18と他方の側のベアリングナット18とを同一構造とし、カムピース14の一対の雄ネジ部14dの構造を、ともに右ネジまたは左ネジとすることで実現することができる。   When one bearing nut 18 is fastened to the cam piece 14, the ring-shaped member 16 is still inserted in the cam piece 14 by inserting the shaft 12 into the other ring-shaped member 16 as shown in FIG. The other ring-shaped member 16 is inserted into the non-side. Subsequently, as shown in FIG. 4 (f), the shaft 12 is inserted into the other bearing nut 18, and on the side of the cam piece 14 where the ring-shaped member 16 is inserted in the step shown in FIG. 4 (e). The other bearing nut 18 is fastened. Then, as shown in FIG. 4G, the force described as the force F is applied to the bearing nuts 18 on both sides of the cam piece 14 and tightened. Here, the rotation direction for tightening is reversed between the bearing nut 18 on one side of the both sides of the cam piece 14 and the bearing nut 18 on the other side. This is realized by having the bearing nut 18 on one side and the bearing nut 18 on the other side have the same structure, and the structure of the pair of male screw portions 14d of the cam piece 14 is both a right screw or a left screw. Can do.

図5に示すように、図4に示した一連の工程は、常温(10〜30°Cを例示)にて行われる。そして、図5に示すように、ベアリングナット18としては、熱膨張率が小さい部材であるインバーや、アルミナ系セラミックス材料等を用いる。一方、カムピース14としては、熱膨張率がベアリングナット18と比較して大きい鋼材等を用いる。また、リング状部材16としては、熱膨張率がベアリングナット18と比較して大きい鉄や、鋼材、黄銅、アルミニウム等を用いる。   As shown in FIG. 5, the series of steps shown in FIG. 4 is performed at normal temperature (10 to 30 ° C. is exemplified). As shown in FIG. 5, as the bearing nut 18, an invar that is a member having a low coefficient of thermal expansion, an alumina ceramic material, or the like is used. On the other hand, as the cam piece 14, a steel material or the like having a larger coefficient of thermal expansion than the bearing nut 18 is used. The ring-shaped member 16 is made of iron, steel, brass, aluminum, or the like that has a higher coefficient of thermal expansion than the bearing nut 18.

これは、温度変化によってカムピース14のシャフト12への接合力が不足する事態を回避するための設定である。すなわち、シャフト12の内部を循環する潤滑油や、カムピース14に吹き付けられる潤滑油は、内燃機関のシリンダヘッド内を循環することから、高温となる。このため、カムピース14とシャフト12との接合力は、100°C近い高温において不足することがないように設定することが望まれる。ここで、ベアリングナット18等が組み付け工程における温度よりも高温になることで膨張すると、接合力が低下するおそれがある。   This is a setting for avoiding a situation where the joining force of the cam piece 14 to the shaft 12 is insufficient due to a temperature change. That is, the lubricating oil circulating inside the shaft 12 and the lubricating oil sprayed on the cam piece 14 circulate in the cylinder head of the internal combustion engine, and thus become high temperature. For this reason, it is desirable that the joining force between the cam piece 14 and the shaft 12 is set so as not to be insufficient at a high temperature close to 100 ° C. Here, if the bearing nut 18 or the like expands due to a temperature higher than that in the assembly process, the joining force may be reduced.

そこで本実施形態では、雌ネジ部18aを有するベアリングナット18の原材料として、雄ネジ部14dを有するカムピース14の原材料と比較して熱膨張率が小さいものを選択した。これにより、組み付け工程よりも高温となる場合、雌ネジ部18aの径の伸長量よりも雄ネジ部14dの径の伸長量の方が大きくなることから、雌ネジ部18aに対する雄ネジ部14dの食い込み度合いが大きくなり、接合力が増大する。   Therefore, in this embodiment, a material having a smaller thermal expansion coefficient than the raw material of the cam piece 14 having the male screw portion 14d is selected as the raw material of the bearing nut 18 having the female screw portion 18a. Accordingly, when the temperature is higher than that in the assembly process, the extension amount of the diameter of the male screw portion 14d is larger than the extension amount of the diameter of the female screw portion 18a. The degree of biting increases and the bonding force increases.

なお、車両が極低温(たとえば「−30°」程度)におかれる場合、雌ネジ部18aの径の収縮量よりも雄ネジ部14dの径の収縮量の方が大きくなることから、カムピース14とシャフト12との接合力は、組み付け時よりも低下する。このため、低温時の接合力の低下を見込んで、想定される最低温度において要求する接合力を満たすように、ベアリングナット18をカムピース14に締め付けておくことが望ましい。   When the vehicle is placed at an extremely low temperature (for example, about “−30 °”), the contraction amount of the diameter of the male screw portion 14d is larger than the contraction amount of the diameter of the female screw portion 18a. The joining force between the shaft 12 and the shaft 12 is lower than that during assembly. For this reason, it is desirable that the bearing nut 18 is fastened to the cam piece 14 so as to satisfy the joining force required at the assumed minimum temperature in anticipation of a reduction in joining force at low temperatures.

上述したように、本実施形態においては、ベアリングナット18をカムピース14に締め付けることで、リング状部材16が内周面14c側に変位し、カムピース14の雄ネジ部14dがベアリングナット18の雌ネジ部18aに押し付けられ、接合力が高まる。   As described above, in the present embodiment, by tightening the bearing nut 18 to the cam piece 14, the ring-shaped member 16 is displaced toward the inner peripheral surface 14 c, and the male screw portion 14 d of the cam piece 14 is the female screw of the bearing nut 18. Pressed against the portion 18a increases the bonding force.

以上説明した本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
(1)カムピース14を、リング状部材16およびベアリングナット18を用いてシャフト12に組み付けた。このため、カムピース14にベアリングナット18を締め付けることで、カムピース14とシャフト12とを強固に接合することができる。
According to the present embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) The cam piece 14 was assembled to the shaft 12 using the ring-shaped member 16 and the bearing nut 18. For this reason, the cam piece 14 and the shaft 12 can be firmly joined by fastening the bearing nut 18 to the cam piece 14.

(2)カムピース14を、リング状部材16およびベアリングナット18を用いてシャフト12に組み付けた。このため、カムピース14とシャフト12との接合力は、カムピース14とベアリングナット18との締め付け力によって定まるため、カムピース14の挿入孔の口径やシャフト12の径に対して、カムピース14をシャフト12に焼き嵌めする場合等と比較して高い精度が要求されることがない。このため、カムピース14や、シャフト12の加工が容易となる。   (2) The cam piece 14 was assembled to the shaft 12 using the ring-shaped member 16 and the bearing nut 18. For this reason, since the joining force between the cam piece 14 and the shaft 12 is determined by the tightening force between the cam piece 14 and the bearing nut 18, the cam piece 14 is attached to the shaft 12 with respect to the diameter of the insertion hole of the cam piece 14 and the diameter of the shaft 12. High accuracy is not required as compared with shrink fitting. For this reason, the cam piece 14 and the shaft 12 can be easily processed.

(3)カムピース14の内周面14bによって区画される挿入孔の口径の、挿入孔の軸方向への変位に伴う変化速度と、リング状部材16のテーパ部16aの径の、挿入孔の軸方向への変位に伴う変化速度と等しくした。これにより、内周面14bとテーパ部16aとを十分に面接触させることができる。   (3) The speed of change of the diameter of the insertion hole defined by the inner peripheral surface 14b of the cam piece 14 with the displacement of the insertion hole in the axial direction, and the diameter of the tapered portion 16a of the ring-shaped member 16 is the axis of the insertion hole. The speed of change with displacement in the direction was made equal. Thereby, the inner peripheral surface 14b and the taper part 16a can fully surface-contact.

(4)カムピース14の挿入孔の口径をシャフト12の外周の径よりも大きくした状態でシャフト12にカムピース14を挿入する手法において、リング状部材16を用いることで、カムピース14の挿入孔の中心軸と、シャフト12の中心軸とにずれが生じる事態を好適に抑制することができる。   (4) In the method of inserting the cam piece 14 into the shaft 12 in a state where the diameter of the insertion hole of the cam piece 14 is larger than the diameter of the outer periphery of the shaft 12, the ring-shaped member 16 is used so that the center of the insertion hole of the cam piece 14 A situation in which the shaft and the central axis of the shaft 12 are displaced can be suitably suppressed.

(5)ベアリングナット18の原材料として、カムピース14の原材料よりも熱膨張率が小さくなるものを選択した。これにより、ベアリングナット18やカムピース14が高温となる場合に、カムピース14とシャフト12との接合力をむしろ高めることができる。   (5) As the raw material for the bearing nut 18, a material having a smaller coefficient of thermal expansion than the raw material for the cam piece 14 was selected. Thereby, when the bearing nut 18 and the cam piece 14 become high temperature, the joining force between the cam piece 14 and the shaft 12 can be rather increased.

(6)カムピース14のベアリングナット18への締め付け力を、極低温状態においてカムピース14とシャフト12との接合力が不足しない値に設定した。これにより、シャフト12へのカムピース14の組み付けを常温で行いつつも、極低温状態においてカムピース14とシャフト12との接合力が不足する事態を抑制することができる。   (6) The tightening force of the cam piece 14 to the bearing nut 18 was set to a value at which the joining force between the cam piece 14 and the shaft 12 was not insufficient in an extremely low temperature state. As a result, it is possible to suppress a situation where the joining force between the cam piece 14 and the shaft 12 is insufficient in an extremely low temperature state while the cam piece 14 is assembled to the shaft 12 at room temperature.

<第2の実施形態>
以下、第2の実施形態について、第1の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
<Second Embodiment>
Hereinafter, the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.

上記第1の実施形態のように、カムピース14の両側からリング状部材16を挿入し、ベアリングナット18を締め付ける場合、カムピース14の両側のベアリングナット18間の間隔が大きくなりやすい。一方、内燃機関の吸気バルブ(排気バルブ)は、各気筒に複数設けられることがある。この場合、同一の気筒に隣接して設けられる吸気バルブ(排気バルブ)の間隔に対応して定まる一対のカムローブの位置を満たすことが困難となることが懸念される。   When the ring-shaped member 16 is inserted from both sides of the cam piece 14 and the bearing nut 18 is tightened as in the first embodiment, the interval between the bearing nuts 18 on both sides of the cam piece 14 tends to increase. On the other hand, a plurality of intake valves (exhaust valves) of an internal combustion engine may be provided in each cylinder. In this case, there is a concern that it may be difficult to satisfy the position of the pair of cam lobes determined in accordance with the interval between the intake valves (exhaust valves) provided adjacent to the same cylinder.

そこで本実施形態では、一対の吸気バルブ(排気バルブ)を駆動するカムローブを1つのカムピース14に形成し、その両側をベアリングナット18で締め付ける。
図6に、本実施形態にかかるカムピース14のシャフト12への組み付け工程を示す。なお、図6(a)〜図6(g)は、図4(a)〜図4(g)のそれぞれに対応している。
Therefore, in this embodiment, cam lobes for driving a pair of intake valves (exhaust valves) are formed in one cam piece 14, and both sides thereof are tightened with bearing nuts 18.
FIG. 6 shows a process of assembling the cam piece 14 to the shaft 12 according to the present embodiment. 6A to 6G correspond to FIGS. 4A to 4G, respectively.

図6(d)に示すように、本実施形態では、カムローブ(図では、カムローブのうちのカムノーズ14aに符号を付して明記した)が2つ形成されたカムピース14にシャフト12を挿入する。そして、図6(g)に示すように、カムピース14の両側からベアリングナット18を締め付ける。   As shown in FIG. 6 (d), in this embodiment, the shaft 12 is inserted into the cam piece 14 in which two cam lobes (in the figure, the cam nose 14a of the cam lobes is indicated with a reference numeral). Then, as shown in FIG. 6 (g), the bearing nut 18 is tightened from both sides of the cam piece 14.

以上説明した本実施形態によれば、第1の実施形態の上記(1)〜(6)の効果に加えて、さらに以下の効果が得られる。
(7)単一のカムピース14に一対のカムローブを形成した。これにより、リング状部材16およびベアリングナット18によってカムピース14をシャフト12に接合する場合であっても、一対のカムローブ間の間隔を小さくすることが容易となる。
According to this embodiment described above, in addition to the effects (1) to (6) of the first embodiment, the following effects are further obtained.
(7) A pair of cam lobes were formed on the single cam piece 14. Thereby, even when the cam piece 14 is joined to the shaft 12 by the ring-shaped member 16 and the bearing nut 18, it is easy to reduce the interval between the pair of cam lobes.

<その他の実施形態>
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施形態では、内周面14bによって区画される挿入孔の口径の軸方向の変化に対する変化速度と、テーパ部16aの径の上記軸方向の変化に対する変化速度とを等しくしたがこれに限らない。たとえば、内周面14bによって区画される挿入孔の口径の軸方向の変化に対する変化速度を、テーパ部16aの径の上記軸方向の変化に対する変化速度よりもわずかに大きくしてもよい。この場合であっても、ベアリングナット18を締め付ける力を強めることで、雄ネジ部14dの内周面14bとリング状部材16のテーパ部16aとが面接触するようになると考えられる。もっとも、雄ネジ部14dの内周面14bとリング状部材16のテーパ部16aとが面接触する設定は必須ではない。
<Other embodiments>
Each of the above embodiments may be modified as follows.
In the above embodiment, the rate of change with respect to the change in the axial direction of the diameter of the insertion hole defined by the inner peripheral surface 14b is equal to the rate of change with respect to the change in the axial direction of the diameter of the tapered portion 16a. Absent. For example, the changing speed with respect to the change in the axial direction of the diameter of the insertion hole defined by the inner peripheral surface 14b may be slightly larger than the changing speed with respect to the change in the axial direction of the diameter of the tapered portion 16a. Even in this case, it is considered that the inner peripheral surface 14b of the male screw portion 14d and the tapered portion 16a of the ring-shaped member 16 come into surface contact with each other by increasing the force for tightening the bearing nut 18. However, the setting in which the inner peripheral surface 14b of the male screw portion 14d and the tapered portion 16a of the ring-shaped member 16 are in surface contact is not essential.

・上記実施形態では、組み付け温度を常温としたが、これに限らない。たとえば、常温よりも低い温度とする場合、組み付け時に、カムピース14とシャフト12との接合力が必要な下限値以上となるように、ベアリングナット18の締め付けることで、組み付け後、接合力の要求を常時満たすことも可能となる。またたとえば、シャフト12の原材料として、リング状部材16やカムピース14の原材料よりも熱膨張率が小さいものを用いてもよい。この場合、常温よりも低い温度の場合、シャフト12の収縮量よりもカムピース14の収縮量等の方が大きいため、シャフト12とカムピース14とが互いに径方向に及ぼす力を増大させることができ、これにより、雄ネジ部14dとベアリングナット18との締結力の温度による低下を補償することが可能となる。   In the above embodiment, the assembly temperature is set to room temperature, but is not limited thereto. For example, when the temperature is lower than room temperature, the bearing nut 18 is tightened so that the joining force between the cam piece 14 and the shaft 12 is equal to or higher than the required lower limit during assembly. It is also possible to always satisfy. Further, for example, a material having a smaller coefficient of thermal expansion than the material of the ring-shaped member 16 or the cam piece 14 may be used as the material of the shaft 12. In this case, when the temperature is lower than normal temperature, the amount of contraction of the cam piece 14 is larger than the amount of contraction of the shaft 12, so that the force exerted on the shaft 12 and the cam piece 14 in the radial direction can be increased. As a result, it is possible to compensate for a decrease in the fastening force between the male screw portion 14d and the bearing nut 18 due to temperature.

・カムピース14の両側にベアリングナット18が設けられるものに限らない。たとえば、シャフト12の端部にストッパが設けられる構成において、ストッパによって片側を固定するようにしてカムピース14を組み付ける場合、ストッパとは逆側のみにベアリングナット18を設けてもよい。   -It is not restricted to what the bearing nut 18 is provided in the both sides of the cam piece 14. FIG. For example, in a configuration in which a stopper is provided at the end of the shaft 12, when the cam piece 14 is assembled so that one side is fixed by the stopper, the bearing nut 18 may be provided only on the side opposite to the stopper.

・雌ネジとしては、ベアリングナット18に限らず、要は、雄ネジ部14dに締め付けられるほどリング状部材16を押す力を強める構造であればよい。
・シャフト12としては、中空のものに限らない。また、カムピース14や、ベアリングナット18、リング状部材16の材質としては、図5において例示したものに限らない。
The internal thread is not limited to the bearing nut 18, but may be any structure as long as the force that pushes the ring-shaped member 16 is increased as the external thread is tightened to the external thread 14 d.
-The shaft 12 is not limited to a hollow one. Further, the material of the cam piece 14, the bearing nut 18, and the ring-shaped member 16 is not limited to those illustrated in FIG.

10…カムシャフト、12…シャフト、14…カムピース、14a…カムノーズ、14b…内周面、14c…内周面、14d…雄ネジ部、16…リング状部材、16a…テーパ部、18…ベアリングナット、18a…雌ネジ部、18b…肉厚部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Cam shaft, 12 ... Shaft, 14 ... Cam piece, 14a ... Cam nose, 14b ... Inner peripheral surface, 14c ... Inner peripheral surface, 14d ... Male screw part, 16 ... Ring-shaped member, 16a ... Taper part, 18 ... Bearing nut , 18a ... female screw part, 18b ... thick part.

Claims (1)

カムピースがシャフトに組み付けられた組み立てカムシャフトにおいて、
前記カムピースには、前記シャフトが挿入される挿入孔が形成され、
前記カムピースは、前記挿入孔を区画する内周面が前記挿入孔の軸方向に延びた部分であって、その外周面にネジ溝が形成された雄ネジ部を備え、
前記挿入孔は、該挿入孔の軸方向外側に行くほど口径が拡大するように形成されており、
前記挿入孔の内周面に挿入され、該挿入孔の軸方向外側に行くほど肉厚となるリング状部材と、
前記雄ネジ部に対応した雌ネジと、を備え、
前記雌ネジは、前記リング状部材のうち肉厚側の端部に接触し、前記雄ネジ部に締め付けられるほど、前記肉厚側の端部を前記挿入孔の軸方向内側に変位させることを特徴とする組み立てカムシャフト。
In the assembled camshaft where the cam piece is assembled to the shaft,
The cam piece has an insertion hole into which the shaft is inserted,
The cam piece includes a male screw portion having an inner peripheral surface defining the insertion hole extending in the axial direction of the insertion hole and having a thread groove formed on the outer peripheral surface thereof.
The insertion hole is formed such that the diameter increases toward the outside in the axial direction of the insertion hole,
A ring-shaped member that is inserted into the inner peripheral surface of the insertion hole and becomes thicker toward the outside in the axial direction of the insertion hole;
A female screw corresponding to the male screw part,
The female screw comes into contact with the end portion on the thick side of the ring-shaped member, and the end portion on the thick side is displaced inward in the axial direction of the insertion hole as it is tightened to the male screw portion. Features an assembled camshaft.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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