JP2017096243A - Cam shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、主としてエンジンにおいて吸排気バルブの開閉に使用される内部給油式のカムシャフトに関するものである。 The present invention relates to an internal oil supply type camshaft used mainly for opening and closing intake and exhaust valves in an engine.
従来、この種の内部給油式のカムシャフトとしては、例えば中空軸部と該中空軸部に一体形成されたカム部とからなり、中空軸部の中空部とこの中空部に連通しかつカム部の外周面に開口する給油孔とを有する構成のものが知られている。
そしてこのカムシャフトの中空軸部内に潤滑油を送り込むと、給油孔から潤滑油が噴射され、これにより、カム部と従動部材との摺動面を潤滑することができるようになされている。Conventionally, this type of internal oil supply type camshaft includes, for example, a hollow shaft portion and a cam portion integrally formed with the hollow shaft portion. The cam portion is communicated with the hollow portion of the hollow shaft portion and the hollow portion. The thing of the structure which has the oil supply hole opened to the outer peripheral surface of this is known.
When the lubricating oil is fed into the hollow shaft portion of the camshaft, the lubricating oil is injected from the oil supply hole, whereby the sliding surface between the cam portion and the driven member can be lubricated.
ところが、上記した従来の内部給油式のカムシャフトによれば、シャフト部とカム部からなる複雑な形状のカムシャフトを鋳造により一体に成形し、その後、カム部に熱処理を施してその硬度を部分的に強化し、その上で機械加工により給油孔を形成しなければならなかった。そのため、成形精度が悪いばかりか製作が煩雑で製作コストも高く、また製作に多大の時間がかかり、その上重量も重くなる問題を有していた。 However, according to the above-described conventional internally lubricated camshaft, a camshaft having a complicated shape composed of a shaft portion and a cam portion is integrally formed by casting, and then the cam portion is subjected to heat treatment to partially reduce its hardness. It had to be reinforced and machined to form oil holes. For this reason, there is a problem that not only the molding accuracy is poor but also the production is complicated and the production cost is high, the production takes a lot of time and the weight is also increased.
そこで、本発明は、上記した問題を解決すべく発明したもので、中空シャフトとカムを別部材により形成すると共に、外周部にインボリュートセレーション軸部をもつ中空シャフトを一個のブランクからフォーマーにより一貫した複数の鍛造工程で成形し、そのインボリュートセレーション軸部に別部材からなりインボリュートセレーション穴を有するカムを押し込んで固定するようにして、インボリュートセレーション軸部をもつ中空シャフトの高速生産が可能でコスト低減化、軽量化を図ることができ、かつ、個別に製造した高精度の中空シャフトとカムをインボリュートセレーション嵌合により強固に固定できるカムシャフトの提供を課題とする。 Therefore, the present invention was invented to solve the above-mentioned problems, and the hollow shaft and the cam were formed by separate members, and the hollow shaft having the involute serration shaft portion on the outer peripheral portion was consistently formed from one blank by the former. Formed in multiple forging processes, and a cam with an involute serration hole is pushed into and fixed to the involute serration shaft, which enables high-speed production of hollow shafts with involute serration shafts, reducing costs. It is an object of the present invention to provide a camshaft that can be reduced in weight and can be firmly fixed by involute serration fitting with a highly accurate hollow shaft and cam that are individually manufactured.
本願の請求項1記載の発明は、外周にインボリュートセレーション軸部が形成されていると共に、内部に軸方向に延びる中空の配油孔が形成され、かつ配油孔から外周に開口する通孔が形成されている内部給油式の中空シャフトと、半円形状ベース面とベース面から径方向に突出する半楕円形状の凸面とを有し、ベース面の中心部にインボリュートセレーション穴が形成され、かつインボリュートセレーション穴から外周面に開口する給油孔が形成されているカムとを備え、通孔を除いた上記中空シャフトが一個のブランクからフォーマーにより一貫した複数の鍛造工程で成形されていると共に、中空シャフトのインボリュートセレーション軸部にカムのインボリュートセレーション穴を挿入して中空シャフトにカムを押し込み固定するようにしたことを特徴とする。 In the invention according to
本願の請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明のカムが、幅方向に4分割された2枚の内側分割体と2枚の外側分割体とカシメピンとから構成され、内側分割体は、半円形ベース面と半円形ベース面から径方向に突出する半楕円状の凸面とを含むカム面を有し、半円形ベース面側の中心部にインボリュートセレーション穴が形成されていると共に凸面側の突合せ面にインボリュートセレーション穴に連通する連通溝と該連通溝の先端付近から直交状に延びてカム面に開口する一対の給油溝とが連通形成されており、外側分割体は、上記内側分割体の半円形状ベース面に対応する外周中間部分を段部を介して小径状に切り欠いてなる一部切欠半円形状ベース面と一部切欠半円形状ベースから径方向に突出する半楕円状の凸面とを含むカム面を有し、半円形ベース面側の中心部にインボリュートセレーション穴が形成されており、かつ、これらの内、外側分割体はそれぞれ薄板の精密プレスによる打ち抜き加工により成形されている一方、二枚の内側分割体をその連通溝と給油溝とが互いに内側で一致するよう重ね合わせると共にその外側に外側分割体をそれぞれ輪郭が符合するように重ね合わせ、その積層状態でこれらの分割体を固定手段により一体的に固定していることを特徴とする。 In the invention according to
本願の請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明のカムが、幅方向に4分割された2枚の内側分割体と2枚の外側分割体とカシメピンとから構成され、内側分割体は、半円形ベース面と半円形ベース面から径方向に突出する半楕円状の凸面とを含むカム面を有し、半円形ベース面側の中心部にインボリュートセレーション穴が形成されていると共に凸面側の中央部に貫通孔が形成され、かつ突合せ面にインボリュートセレーション穴から貫通孔に連通する連通溝と該連通溝の貫通孔付近から直交状に延びてカム面に開口する一対の給油溝とが連通形成されており、外側分割体は、上記内側分割体の半円形状ベース面に対応する外周中間部分を段部を介して小径状に切り欠いてなる一部切欠半円形状ベース面と一部切欠半円形状ベースから径方向に突出する半楕円状の凸面とを含むカム面を有し、半円形ベース面側の中心部にインボリュートセレーション穴が形成されていると共に凸面側の中間部に貫通孔が形成されており、かつ、これらの内、外側分割体はそれぞれ打ち抜き加工により成形されている一方、二枚の内側分割体をその連通溝と給油溝と貫通孔とが互いに内側で一致するよう重ね合わせると共にその外側に外側分割体をそれぞれ輪郭が符合するように重ね合わせ、その積層状態でこれらの分割体における貫通孔にカシメピンを嵌入して接合固定していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, the cam according to the first aspect of the present invention is composed of two inner divided bodies, two outer divided bodies and two crimping pins divided in the width direction, and the inner divided body. Has a cam surface including a semi-circular base surface and a semi-elliptical convex surface projecting radially from the semi-circular base surface, and an involute serration hole is formed at the center of the semi-circular base surface and the convex surface A through hole is formed in the center of the side, a communication groove communicating with the through hole from the involute serration hole on the abutting surface, and a pair of oil supply grooves extending orthogonally from the vicinity of the through hole of the communication groove and opening to the cam surface Are formed in communication with each other, and the outer divided body has a partially cut semicircular base surface formed by cutting out an outer peripheral intermediate portion corresponding to the semicircular base surface of the inner divided body into a small diameter via a stepped portion. Partially cut from semicircular base to diameter Having a cam surface including a semi-elliptical convex surface projecting in the direction, an involute serration hole is formed in the central portion on the semicircular base surface side, and a through hole is formed in the intermediate portion on the convex surface side, Of these, the outer divided bodies are each formed by punching, while the two inner divided bodies are overlapped so that the communication grooves, the oil supply grooves, and the through holes coincide with each other on the inner side, and on the outer side. The outer divided bodies are overlapped so that the outlines coincide with each other, and in the laminated state, caulking pins are inserted into the through holes in these divided bodies and fixedly joined.
上記した本発明の請求項1記載のカムシャフトによれば、中空シャフトとカムを別部材により形成すると共に、外周部にインボリュートセレーション軸部をもつ中空シャフトを一個のブランクからフォーマーにより一貫した複数の鍛造工程で成形し、そのインボリュートセレーション軸部に別部材からなりインボリュートセレーション穴を有するカムを押し込んで固定するように構成したから、インボリュートセレーション軸部をもつ中空シャフトの高速生産が可能でコスト低減化、軽量化を図ることができる。しかも、個別に製造した高精度に中空シャフトとカムをインボリュートセレーション嵌合により強固に固定できる。 According to the above-described camshaft of the present invention, the hollow shaft and the cam are formed by separate members, and a hollow shaft having an involute serration shaft portion on the outer peripheral portion is formed from a single blank into a plurality of consistent Formed in the forging process and configured to push and fix a cam with an involute serration hole on the involute serration shaft part, enabling high-speed production of a hollow shaft with an involute serration shaft part and cost reduction It is possible to reduce the weight. In addition, the hollow shaft and the cam manufactured individually can be firmly fixed by involute serration fitting.
本発明の請求項2及び3記載のカムシャフトによれば、上記した効果に加えて、カムが薄板の精密プレスによる打ち抜き加工により高精度に形成された2枚の内側分割体と2枚の外側分割体とを積層して構成されているので、一体成形により形成されるカムのように型だれが大きくなることなく、高い成形精度が得られながらカム形状も容易に変更でき、製造コストも安価にできる。また、外側分割体は、内側分割体の半円形状ベース面に対応する外周中間部分を段部を介して小径状に切り欠いてなる一部切欠半円形状ベース面としているので、カム自体の軽量化を図ることができる。その上、二枚の内側分割体を重ね合わせる際、打ち抜き加工時に形成された連通溝と給油溝とがその合わせ面で互いに一致することにより、インボリュートセレーション穴から外周面に開口する給油孔が形成されことになり、これにより、後工程で給油孔形成のための特別な機械加工を不要にできる。 According to the camshafts of the second and third aspects of the present invention, in addition to the above-described effects, the two cams are formed with high precision by punching with a thin plate precision press, and the two outer cams are formed. Since it is configured by layering the divided body, the cam shape can be easily changed while obtaining high molding accuracy without increasing the shape of the cam like a cam formed by integral molding, and the manufacturing cost is also low. Can be. Further, since the outer divided body has a partially cut semicircular base surface formed by cutting out the outer peripheral intermediate portion corresponding to the semicircular base surface of the inner divided body in a small diameter shape through the stepped portion, the cam itself Weight reduction can be achieved. In addition, when the two inner divided bodies are overlapped, the communication groove and the oil supply groove formed at the time of punching match each other at the mating surface, thereby forming an oil supply hole that opens from the involute serration hole to the outer peripheral surface. This eliminates the need for special machining for forming the oil supply holes in the subsequent process.
さらに、本発明の請求項3記載のカムシャフトによれば、内側分割体の内側突合せ面には、インボリュートセレーション穴からカシメピン用の貫通孔に連通する連通溝と連通溝の貫通孔付近から直交状に延びてカム面に開口する一対の給油溝とがそれぞれ連通形成されているので、インボリュートセレーション穴から連通溝を通った潤滑油は、カシメピンの頂部に当たって両側に振り分けられ、その振り分けにより一対の給油溝にスムーズに送られることになる。これにより、一対の給油溝を通じてカム面に確実かつ均等状に供給されることになる。 Further, according to the camshaft according to
以下本発明に係るカムシャフトの実施の形態を図に基づいて説明する。 Embodiments of a camshaft according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1において、1は本発明に係る内部給油式のカムシャフトを示すもので、該カムシャフト1は、中空シャフト2とカム3とからなる。 In FIG. 1,
中空シャフト2は、内部に軸方向に延びる中空の配油孔21aが形成された中空軸本体21の外周にインボリュートセレーション軸部21bが形成されていると共に、配油孔21aからインボリュートセレーション軸部21bの所定位置外周に開口する通孔21cが形成されている。この中空シャフト2は、一個のブランクからフォーマーにより一貫した複数の鍛造工程で中空軸本体21とその外周面のインボリュートセレーション軸部21bとが同時的に一体成形されることにより、材料ロスなく高精度に成形される。また、通孔21cは後工程で機械加工により形成される。 In the
カム3は、図1〜図3に示すように幅方向に4分割された2枚の内側分割体31,31と2枚の外側分割体32,32とこれら内、外側分割体31,31,32,32を積層状態で固定するカシメピン4とから構成される。 As shown in FIGS. 1 to 3, the
具体的には、内側分割体31は、図4及び図5に示すように半円形ベース面31aと半円形ベース面31aから径方向に突出する半楕円状の凸面31bとを含むカム面31cを有し、半円形ベース面31a側の中心部にインボリュートセレーション穴31dが形成されていると共に凸面31b側の中央部に軸方向に貫通する四角形状の貫通孔31eが形成され、かつ突合せ面にインボリュートセレーション穴31dから貫通孔31eに連通する連通溝31fと連通溝31fの貫通孔31e付近から直交状に延びてカム面31cに開口する左右一対の給油溝31g,31gとが連通形成されている。なお、上記左右一対の給油溝31g,31gを設ける場合、連通溝31fに対し直交ではなく例えば凸面31bの中央側へ向うように多少傾斜するよう角度を持たせて開口するように設けてもよい。 Specifically, as shown in FIGS. 4 and 5, the inner divided
また、外側分割体32は、上記内側分割体31の半円形状ベース面31aに対応する外周中間部分を段部a,aを介して小径状に切り欠いてなる一部切欠半円形状ベース面32aと一部切欠半円形状ベース32aから径方向に突出する半楕円状の凸面32bとを含むカム面32cを有し、半円形ベース面側31aの中心部にインボリュートセレーション穴32dが形成されていると共に凸面32b側の中間部に軸方向に貫通する四角形状の貫通孔32eが形成されている。 The outer divided
これら内、外側分割体31,31,32,32は、それぞれ薄板の高精度の精密プレスによる打ち抜き加工により形成されるのであり、型だれがなく高い成形精度で形成される。また、内側分割体31におけるインボリュートセレーション穴31dから貫通孔31eに連通する連通溝31fと、連通溝31fの貫通溝31e付近から直交状に延びカム面31cに開口する左右一対の給油溝31g,31gも上記した打ち抜き時に型押しにより同時に成形される。 Out of these, the outer divided
二枚の内側分割体31,31を連通溝31fと給油溝31gとが互いに内側で一致するように重ね合わせると共にその外側に外側分割体32,32をそれぞれ輪郭が一致するように重ね合わせ、その積層状態でこれらの分割体における貫通孔31e,31e,32e,32eに断面四角形状のカシメピン4が嵌入されて、内、外分割体31,31,32,32が接合固定される。 The two inner divided
次に、中空シャフト2とカム3の組み立てについて述べる。
図1及び図2に示すように、中空シャフト2のインボリュートセレーション軸部21bにカム3のインボリュートセレーション穴31d,32dを嵌入して中空シャフト2の中空軸本体21に側にカムを3を押し込み無理嵌め状態で固定する。このとき、インボリュートセレーション軸部21bに形成した通孔21cと、カム3の二枚の内側分割体31,31に形成した貫通溝31e,31eとが一致するように位置合わせを行なう。Next, assembly of the
As shown in FIGS. 1 and 2, the involute
以上のように構成した本発明のカムシャフト1によれば、中空シャフト2とカム3を別部材により形成すると共に、外周部にインボリュートセレーション軸部21bをもつ中空シャフト2を一個のブランクからフォーマーにより一貫した複数の鍛造工程で成形し、そのインボリュートセレーション軸部21bに別部材からなりインボリュートセレーション穴31d,31d,32d,32dを有するカム3を押し込んで固定するように構成したから、インボリュートセレーション軸部21bをもつ中空シャフト2の高速生産が可能でコスト低減化、軽量化を図ることができる。しかも、個別に製造した高精度に中空シャフト2とカム3をインボリュートセレーション嵌合により強固に固定できる。 According to the
また、カム3が、薄板の精密プレスによる打ち抜き加工で高精度に形成された2枚の内側分割体31,31と2枚の外側分割体32,32を積層しかつこれらをカシメピン4で接合固定することにより構成されているので、従来のように一体成形により形成されるカムのように型だれが大きくなることなく、高い成形精度が得られながらカム形状も容易に変更でき、製造コストも安価にできる。さらに、外側分割体32,32は、内側分割体31,31の半円形状ベース面31a,31aに対応する外周中間部分を段部を介して小径状に切り欠いてなる一部切欠半円形状ベース面32a,32aとしているので、カム2自体の軽量化、換言すればカムシャフト1の軽量化を図ることができる。その上、二枚の内側分割体31,31を重ね合わせる際、打ち抜き加工時に形成された連通溝31と給油溝31gとがその合わせ面で互いに一致することにより、インボリュートセレーション穴31dからカム面31cの外面に2箇所開口する給油孔が形成されることになる。これにより、従来のように後工程で給油孔を形成するための特別な機械加工を不要にできる。 Further, the
また、上述した実施の形態では、図2に示すように内側分割体31,31の内側突合せ面には、インボリュートセレーション穴31dからカシメピン4用の四角形状貫通孔31eに連通する連通溝31fと連通溝31fの貫通孔31e付近から直交状に延びカム面31cに開口する左右一対の給油溝31g,31gとが連通形成されているので、インボリュートセレーション穴31dから連通溝31fを通った潤滑油は、カシメピン4の頂部で左右両側に振り分けられて左右一対の給油溝31g,31gに送られ、これらの給油溝31g,31gを通じてカム面31cの左右2箇所にスムーズに供給されることになる。これにより、一対の給油溝31g,31gを通じてカム面31cの左右2箇所に確実かつ均等状に供給される。 Further, in the above-described embodiment, as shown in FIG. 2, the inner butted surfaces of the inner divided
なお、上記した実施形態では、カム3の中空シャフト2への固定手段としては、中空シャフト2のインボリュートセレーション軸部21bにカム3のインボリュートセレーション穴31d,32dを無理嵌め嵌合して固定するようにしたけれども、この他、例えば溶接やカシメ止めなどの適宜固定手段を用いてもよいこと勿論である。また、内、外側分割体31,31,32,32の固定手段として、内、外側分割体31,31,32,32に形成した四角形状の貫通孔31e,31e,32e,32eへの1個の四角形状カシメピン4の嵌合により行うようにしたけれども、これら貫通孔(カシメ孔)31e,31e,32e,32e及びカシメピン4の形状や位置、個数は何ら限定されるものではなく、例えば円形状の貫通孔及びカシメピンを連通溝31fや給油溝31g,31gに関連なくかつ複数個設けてもよい。さらに、内、外側分割体31e,31e,32e,32eの固定手段としては、カシメピン4によるカシメ固定の他、例えば溶接や凹凸部の嵌め合い結合などによる別の固定手段を用いてもよい。 In the above-described embodiment, as a means for fixing the
1 カムシャフト
2 中空シャフト
3 カム
4 カシメピン(固定手段)
21 中空軸本体
21a 中空の配油孔
21b インボリュートセレーション軸部
21c 通孔
31 内側分割体
31a 半円形ベース面
31b 凸面
31c カム面
31d インボリュートセレーション穴
31e 貫通孔
31f 連通溝
31g 給油溝(給油孔)
32 外側分割体
32a 一部切欠半円形状ベース面
32b 凸面
32c カム面
32d インボリュートセレーション穴
32e 貫通孔1
21
32 Outer divided
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2015
- 2015-11-25 JP JP2015242669A patent/JP2017096243A/en active Pending
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