JP2015163806A - 組み立てカムシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油の供給量を制限しつつも加工が容易な組み立てカムシャフトを提供する。
【解決手段】油路１１が形成された中空のシャフト１０の外周面には、螺旋状の溝１２が形成されており、溝１２は、連通孔１４を介して油路１１に連通される。シャフト１０には、カムピース２０が焼き嵌めされる。カムピース２０は、シャフト１０のうち連通孔１４を覆う。このため、油路１１から連通孔１４を介して溝１２に流出する潤滑油は、溝１２のうちカムピース２０から露出した部分から放出される。これにより、潤滑油の放出量を制限することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、潤滑油のための油路が形成された中空のシャフトと、該シャフトに組み付けられたカムピースとを備える組み立てカムシャフトに関する。

例えば特許文献１には、内燃機関の動弁機構に潤滑油を供給するために、シャフトおよびカムピースの双方に油路を形成し、シャフトにカムピースを組み付けるに際し、シャフトの油路とカムピースの油路とを連通させる組み立てカムシャフトが提案されている。これにより、油路から外部に放出される潤滑油の量を制限することができると記載されている。

特開２０１０−１１６８２２号公報

ただし、上記の場合、カムピースに油路を形成するため、加工工数が増加する。
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、潤滑油の供給量を制限しつつも加工が容易な組み立てカムシャフトを提供することにある。

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：潤滑油の流通経路である油路が形成された中空のシャフトと、該シャフトに組み付けられたカムピースとを備え、前記シャフトの外周には、前記油路に連通する溝が形成されており、前記カムピースは、前記シャフトに形成された連通孔であって前記油路と前記溝とを連通させる連通孔を内周面によって覆うようにして組み付けられ、前記連通孔に連通する前記溝の一部を前記内周面に対して露出させた組み立てカムシャフト。

上記油路内の潤滑油は、連通孔を介して溝に流出する。溝に流出した潤滑油は、上記内周面から露出した部分に流出し、ここから周囲に放出される。ここで、連通孔は、カムピースの内周面に覆われているため、潤滑油が周囲に放出される量は、制限される。そしてこれは、溝の一部をカムピースの内周面に対して露出させるという簡易な手法にて可能となったことから、潤滑油の供給量を制限しつつも加工が容易な組み立てカムシャフトを提供することができる。

一実施形態にかかる組み立てカムシャフトの斜視図。 （ａ）および（ｂ）は、同実施形態にかかる組み立てカムシャフトの構成を示す図。

以下、組み立てカムシャフトの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、組み立てカムシャフト１は、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２０がシャフト１０に組み付けられたものである。カムピース２０は、カムローブを構成し、カムノーズ２０ａ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期間において、機関バルブを開弁させ、それ以外の期間において、機関バルブを閉弁させる。

図２（ａ）は、シャフト１０にカムピース２０を組み付ける前の段階を示している。図示されるように、シャフト１０は、その一部断面の記載からわかるように、潤滑油の流通経路（油路１１）が形成された中空円筒形状を有する。そして、シャフト１０の表面の一部には、螺旋状の溝１２が形成されている。そして、螺旋状の溝１２は、その中央部付近で、連通孔１４を介して油路１１に連通されている。

一方、カムピース２０には、図中、一部断面として示すように、シャフト１０が挿入される挿入孔２２が形成されている。
本実施形態では、焼き嵌めによって、常温のシャフト１０にカムピース２０を組み付ける。このため、カムピース２０およびシャフト１０が同一の所定温度（たとえば常温「１０〜３０°Ｃ」）にある場合、挿入孔２２の口径は、シャフト１０の外周の口径よりもわずかに小さい値とされている。そして、カムピース２０を加熱してカムピース２０を膨張させると、挿入孔２２の口径がシャフト１０の外周の口径よりもわずかに大きくなる。このため、図２（ｂ）に示すように、カムピース２０の挿入孔２２にシャフト１０を挿入することができる。そして、その後、カムピース２０が冷えることで、カムピース２０の挿入孔２２が収縮することから、シャフト１０とカムピース２０とは、径方向に互いに大きな力を及ぼすようになり、これにより、シャフト１０とカムピース２０とが接合される。

特に、この際、溝１２にカムピース２０のうち挿入孔２２を区画する内周面が食い込む。このため、シャフト１０とカムピース２０との接合を強固なものとすることができる。
さらに、溝１２は、潤滑油の供給経路としても利用される。これは、図２（ｂ）に示すように、溝１２の端部１６がカムピース２０のうち挿入孔２２を区画する内周面から露出するようにしてカムピース２０をシャフト１０に組み付け、また、溝１２を、カムピース２０の上記内周面が溝１２に食い込んでも潤滑油を流通させるだけの空間が残るよう形成することで実現することができる。

すなわち、この場合、油路１１から連通孔１４を介して溝１２に流出した潤滑油は、カムピース２０の内周面から露出した端部１６を介して周囲に放出される。
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）油路１１を、連通孔１４を介して溝１２に連通させた。これにより、溝１２を、カムピース２０とシャフト１０との接合力を高める機能としてのみならず、潤滑油の流出経路として利用することができる。このため、潤滑油をカムピース２０等に放出する潤滑シャワーパイプ等の専用の部材を設けることなく、カムピース２０等に潤滑油を放出することができる。

（２）連通孔１４をカムピース２０のうち挿入孔２２を区画する内周面で覆った。これにより、連通孔１４を介して流出する潤滑油の量を十分に制限することができる。ここで、潤滑油は、通常、内燃機関のクランク軸の回転力によって駆動される機関駆動式のポンプによって循環する。このため、潤滑油の量を制限することは、内燃機関に加わる負荷トルクの低減につながり、ひいては内燃機関の燃料消費量を低減することができる。ちなみに、連通孔１４を上記内周面で覆わない場合、潤滑油の量を十分に制限するには、連通孔１４を極微細なものとすることが要求されるが、これは連通孔１４の加工を困難なものとする。

＜その他の実施形態＞
なお、上記実施形態は、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、シャフト１０の温度を常温に維持した状態で、カムピース２０の温度を加熱することで焼き嵌めを行ったが、シャフト１０にカムピース２０を組み付ける手法としては、これに限らない。たとえば、シャフト１０を冷やした状態で、シャフト１０にカムピースを嵌め込んでもよい。またたとえば、カムピース２０に形成された挿入孔２２の口径をシャフト１０の外周の口径と同程度としておき、シャフト１０にカムピース２０を嵌め込んだ後、シャフト１０の油路１１からシャフト１０の外周を拡大するように圧力を加えることで、シャフト１０とカムピース２０とを接合してもよい。

・上記実施形態では、カムピース２０毎に、１つの連通孔１４を設けるものを例示したがこれに限らない。たとえば、端部１６毎に、各別の連通孔１４を設けてもよい。さらに、カムピース２０の内周によって覆われる部分に連通孔１４が１つもないところがあってもよい。この場合であっても、連通孔１４に連通する溝１２を、上記連通孔１４を覆わないカムピース２０付近まで延長して形成することで、このカムピース２０についても潤滑油を供給することが可能となりうる。

・上記実施形態では、溝１２として、連通孔１４に連通する螺旋状の溝を例示したがこれに限らない。たとえば、連通孔１４に連通する螺旋状の溝に加えて、連通孔１４に連通しない螺旋状の溝を形成してもよい。ここで、連通孔１４に連通しない溝は、潤滑油の通路としては機能せず、シャフト１０とカムピース２０との接合力を強化する目的のために設けられているものである。

・溝１２としては、螺旋状のものに限らない。例えば連通孔１４と端部１６とを結んで且つ、シャフト１０の軸方向に平行な溝であってもよい。
・図２においては、シャフト１０における溝１２の端部１６の位相（シャフト１０の回転角度）がカムピース２０のカムノーズ２０ａに対して大きくずれる例を記載したが、これに限らない。たとえばカムノーズ２０ａの位相にあわせたり、カムノーズの位相からのずれ量が所定量（たとえば、カム角で１０度）以下となるようにしたりしてもよい。ここで、カムピース２０に対して大きな力が加わるのは、カムノーズ２０ａが機関バルブを開閉させる部材に接触するときであることから、カムノーズ２０ａの位相に応じて端部１６を形成することで、カムピース２０に対し特に大きな力が加わるタイミングで、その力が加わる箇所に潤滑油を供給することが容易となる。

１…組み立てカムシャフト、１０…シャフト、１１…油路、１２…溝、１４…連通孔、１６…端部、２０…カムピース、２０ａ…カムノーズ、２２…挿入孔。

Claims (1)

1. 潤滑油の流通経路である油路が形成された中空のシャフトと、
   該シャフトに組み付けられたカムピースとを備え、
   前記シャフトの外周には、前記油路に連通する溝が形成されており、
   前記カムピースは、前記シャフトに形成された連通孔であって前記油路と前記溝とを連通させる連通孔を内周面によって覆うようにして組み付けられ、
   前記連通孔に連通する前記溝の一部を前記内周面に対して露出させた組み立てカムシャフト。