JP3394357B2 - カムシャフト - Google Patents
カムシャフトInfo
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- JP3394357B2 JP3394357B2 JP11204795A JP11204795A JP3394357B2 JP 3394357 B2 JP3394357 B2 JP 3394357B2 JP 11204795 A JP11204795 A JP 11204795A JP 11204795 A JP11204795 A JP 11204795A JP 3394357 B2 JP3394357 B2 JP 3394357B2
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- Japan
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- cam piece
- locking member
- cam
- resin
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H53/00—Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms
- F16H53/02—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams
- F16H53/025—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams characterised by their construction, e.g. assembling or manufacturing features
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
- F01L1/047—Camshafts
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
- Y10T29/49293—Camshaft making
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/21—Elements
- Y10T74/2101—Cams
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸気弁・排
気弁の開閉制御などに用いられるカムシャフトに関す
る。
気弁の開閉制御などに用いられるカムシャフトに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関に用いられるカムシャフトに
は、吸気弁・排気弁の開閉制御用に少なくとも２つのカ
ムが設けられているが、製造工程の簡略化等から、カム
部分（カムピース）をシャフトとは別々に製作し、これ
をシャフトに一体に固定した構造のものが知られてい
る。
は、吸気弁・排気弁の開閉制御用に少なくとも２つのカ
ムが設けられているが、製造工程の簡略化等から、カム
部分（カムピース）をシャフトとは別々に製作し、これ
をシャフトに一体に固定した構造のものが知られてい
る。
【０００３】例えば、合成樹脂製のカムギヤをシャフト
の外周に一体成形する際、溶融樹脂を金型内でカムピー
スの固定部分にも配することにより、カムピースを樹脂
成形体でシャフトに対し軸方向および回転方向に固定し
た構造が実開昭６１−８８００３号公報、実開昭６２−
７２４０７号公報に記載されている。
の外周に一体成形する際、溶融樹脂を金型内でカムピー
スの固定部分にも配することにより、カムピースを樹脂
成形体でシャフトに対し軸方向および回転方向に固定し
た構造が実開昭６１−８８００３号公報、実開昭６２−
７２４０７号公報に記載されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】カムシャフトにおける
カムはエンジン・サイクルと関連した時間的関係で吸気
弁・排気弁を正確に開閉制御するものであるから、その
シャフトに対する位置関係は極めて重要である。
カムはエンジン・サイクルと関連した時間的関係で吸気
弁・排気弁を正確に開閉制御するものであるから、その
シャフトに対する位置関係は極めて重要である。
【０００５】この点、上述した従来構造では、カムピー
スのシャフトに対する位置決めを金型にて行なう必要が
あるが、そのために、金型精度、金型割りが複雑になる
という不都合がある。しかも、カムピースのカムプロフ
ィル、位相角等の違いに応じて、それぞれに適した金型
を別々に用意する必要があるので、金型の設計、製作、
保守管理、作業時の段取り替え、コスト等の点で不利で
ある。また、シャフトからカムピースへのトルク伝達が
樹脂成形体を介してなされる構造であるので、使用条件
により、トルク伝達の一層の確実性が求められる場合等
への対応が採りずらい。さらに、金型内において、溶融
樹脂をカムピースの固定部分に導くための通路として、
シャフトの外周に螺旋溝（実開昭６１−８８００３号）
やキー溝（実開昭６２−７２４０７号）等を設ける必要
あるため、シャフト構造の複雑化、大径化につながる。
スのシャフトに対する位置決めを金型にて行なう必要が
あるが、そのために、金型精度、金型割りが複雑になる
という不都合がある。しかも、カムピースのカムプロフ
ィル、位相角等の違いに応じて、それぞれに適した金型
を別々に用意する必要があるので、金型の設計、製作、
保守管理、作業時の段取り替え、コスト等の点で不利で
ある。また、シャフトからカムピースへのトルク伝達が
樹脂成形体を介してなされる構造であるので、使用条件
により、トルク伝達の一層の確実性が求められる場合等
への対応が採りずらい。さらに、金型内において、溶融
樹脂をカムピースの固定部分に導くための通路として、
シャフトの外周に螺旋溝（実開昭６１−８８００３号）
やキー溝（実開昭６２−７２４０７号）等を設ける必要
あるため、シャフト構造の複雑化、大径化につながる。
【０００６】そこで、本発明は、カムピースを金型に
よらずシャフトに正確に位置決めすることができ、シ
ャフトからカムピースへのトルク伝達をより確実にし、
シャフト構造の簡略化、小径化を図ることのできるカ
ムの固定構造を提供しようとするものである。
よらずシャフトに正確に位置決めすることができ、シ
ャフトからカムピースへのトルク伝達をより確実にし、
シャフト構造の簡略化、小径化を図ることのできるカ
ムの固定構造を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のカムシャフト
は、シャフトと、シャフトの外周の所定位置から外径方
向に突出するように設けられた係止部材と、一方の端面
に係止部材に適合する凹部を備え、凹部を係止部材に嵌
め合せた状態でシャフトの外周に装着されたカムピース
と、カムピースを前記シャフトに固定する樹脂成形体と
を備えたカムシャフトであって、カムピースは、さら
に、シャフトの外周にハメアイ隙間をもって嵌合される
内径部と、シャフトの外周および係止部材との間に、凹
部と両端面とに通じた通路空間を形成する隙間部とを備
え、通路空間は樹脂成形体の成形時における溶融樹脂の
流れの通路となる部分であり、樹脂成形体は、カムピー
スの凹部と係止部材との間に形成される空間部と、通路
空間とに充填されると共に、カムピースの両端面側に筒
状又は部分筒状の繋ぎ部分を一体に備え、カムピース
は、シャフトに対し、軸方向の一方には凹部の底壁と係
止部材との係合により拘束され、軸方向の他方には樹脂
成形体と係止部材との係合により拘束され、回転方向に
は凹部の両側壁と係止部材との係合により拘束されもの
である。
は、シャフトと、シャフトの外周の所定位置から外径方
向に突出するように設けられた係止部材と、一方の端面
に係止部材に適合する凹部を備え、凹部を係止部材に嵌
め合せた状態でシャフトの外周に装着されたカムピース
と、カムピースを前記シャフトに固定する樹脂成形体と
を備えたカムシャフトであって、カムピースは、さら
に、シャフトの外周にハメアイ隙間をもって嵌合される
内径部と、シャフトの外周および係止部材との間に、凹
部と両端面とに通じた通路空間を形成する隙間部とを備
え、通路空間は樹脂成形体の成形時における溶融樹脂の
流れの通路となる部分であり、樹脂成形体は、カムピー
スの凹部と係止部材との間に形成される空間部と、通路
空間とに充填されると共に、カムピースの両端面側に筒
状又は部分筒状の繋ぎ部分を一体に備え、カムピース
は、シャフトに対し、軸方向の一方には凹部の底壁と係
止部材との係合により拘束され、軸方向の他方には樹脂
成形体と係止部材との係合により拘束され、回転方向に
は凹部の両側壁と係止部材との係合により拘束されもの
である。
【０００８】また、上記構成において、樹脂成形体と同
時成形された樹脂製のカムギヤをさらに備えたものとす
ることができる。
時成形された樹脂製のカムギヤをさらに備えたものとす
ることができる。
【０００９】係止部材はシャフトと一体形成しても良い
が、シャフトの所定位置に金属製のピンを植設すると良
い。
が、シャフトの所定位置に金属製のピンを植設すると良
い。
【００１０】また、係止部材、凹部、樹脂成形体からな
る固定部を、回転方向の複数箇所に設けても良い。
る固定部を、回転方向の複数箇所に設けても良い。
【００１１】この場合、金属製のピンをシャフトの所定
位置にて直径方向に貫通させ、その両端部を係止部材と
し、この２つの係止部材に対応して、円周等配位置の２
箇所に固定部を設けると良い。
位置にて直径方向に貫通させ、その両端部を係止部材と
し、この２つの係止部材に対応して、円周等配位置の２
箇所に固定部を設けると良い。
【００１２】
【作用】カムピースをシャフトの外周に嵌め、その凹部
を係止部材に嵌め合わせると、カムピースのシャフトに
対する軸方向位置および回転方向位置が決まる。そのた
め、カムピースの位置決めを、金型によらず、正確かつ
簡易に行なうことができる。
を係止部材に嵌め合わせると、カムピースのシャフトに
対する軸方向位置および回転方向位置が決まる。そのた
め、カムピースの位置決めを、金型によらず、正確かつ
簡易に行なうことができる。
【００１３】カムピースの凹部と係止部材との間に形成
される空間部、および通路空間に充填された溶融樹脂が
固化し、樹脂成形体が形成されると、カムピースはシャ
フトに対して軸方向および回転方向に固定される。すな
わち、カムピースは、シャフトに対し、軸方向の一方に
は凹部の底壁と係止部材との係合により拘束され、軸方
向の他方には樹脂成形体と係止部材との係合により拘束
され、左右回転方向には凹部の両側壁と係止部材との係
合により拘束される。また、シャフトからカムピースへ
のトルク伝達は、係止部材と凹部の側壁との接触部分を
介してなされる。
される空間部、および通路空間に充填された溶融樹脂が
固化し、樹脂成形体が形成されると、カムピースはシャ
フトに対して軸方向および回転方向に固定される。すな
わち、カムピースは、シャフトに対し、軸方向の一方に
は凹部の底壁と係止部材との係合により拘束され、軸方
向の他方には樹脂成形体と係止部材との係合により拘束
され、左右回転方向には凹部の両側壁と係止部材との係
合により拘束される。また、シャフトからカムピースへ
のトルク伝達は、係止部材と凹部の側壁との接触部分を
介してなされる。
【００１４】カムピースの隙間部によって形成される通
路空間は、成形時における溶融樹脂の流れの通路となる
部分である。カムピースの一方（または他方）の端面側
から通路空間に流入した溶融樹脂は、通路空間を介して
凹部と係止部材との間の空間部にも流入し、さらに、通
路空間を通ってカムピースの他方（または一方）の端面
側へ流れる。そのため、従来、金型内で溶融樹脂の流れ
を確保するために設けられていたシャフトのキー溝や螺
旋溝等が不要になる。
路空間は、成形時における溶融樹脂の流れの通路となる
部分である。カムピースの一方（または他方）の端面側
から通路空間に流入した溶融樹脂は、通路空間を介して
凹部と係止部材との間の空間部にも流入し、さらに、通
路空間を通ってカムピースの他方（または一方）の端面
側へ流れる。そのため、従来、金型内で溶融樹脂の流れ
を確保するために設けられていたシャフトのキー溝や螺
旋溝等が不要になる。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って説明す
る。
る。
【００１６】図１はこの実施例に係わるカムシャフトＡ
の全体構成、図２はカムシャフトＡのカム周辺部、図３
はカムシャフトＡの所定部分の横断面を示している。こ
のカムシャフトＡは、例えば発電機や草刈り機等の空冷
４サイクルエンジンに組み込まれるもので、シャフト
１、シャフト１の外周に一体に固定された排気用若しく
は吸気用のカムピース３および吸気用若しくは排気用の
カムピース３’、シャフト１の外周に一体に成形された
樹脂製のカムギヤ６を備えている。カムピース３とカム
ピース３’の位相は所定量（位相角）だけ相互にずれて
いる。尚、この実施例では、樹脂製のカムギヤ６のシャ
フト１に対する軸方向及び回転方向の固定を、シャフト
１に嵌め合わせた金属製のピン５によって行なう構成を
採用している。
の全体構成、図２はカムシャフトＡのカム周辺部、図３
はカムシャフトＡの所定部分の横断面を示している。こ
のカムシャフトＡは、例えば発電機や草刈り機等の空冷
４サイクルエンジンに組み込まれるもので、シャフト
１、シャフト１の外周に一体に固定された排気用若しく
は吸気用のカムピース３および吸気用若しくは排気用の
カムピース３’、シャフト１の外周に一体に成形された
樹脂製のカムギヤ６を備えている。カムピース３とカム
ピース３’の位相は所定量（位相角）だけ相互にずれて
いる。尚、この実施例では、樹脂製のカムギヤ６のシャ
フト１に対する軸方向及び回転方向の固定を、シャフト
１に嵌め合わせた金属製のピン５によって行なう構成を
採用している。
【００１７】図２に拡大して示すように（図２はカムピ
ース３の周辺部を示しているが、カムピース３’の周辺
部も同じ構成である。）、シャフト１の所定位置に、係
止部材としての金属ピン２が設けられている。カムピー
ス３は、その一方の端面に設けられた凹部３ａを金属ピ
ン２に嵌め合わせた状態でシャフト１の外周に装着さ
れ、さらに、樹脂成形体４でシャフト１に一体に固定さ
れている。係止部材はシャフト１の外周の所定位置に一
体形成しても良いが、この実施例では、シャフト１の所
定位置に半径方向の有底穴１ａを穿設し、この有底穴１
ａに金属ピン２の一端部を嵌入した構成を採用してい
る。シャフト１の外周から外径方向に突出した金属ピン
２の他端部が係止部材になる。シャフト１および金属ピ
ン２の材質は金属材料の中から適宜選択すれば良く、例
えば、炭素含有量が約０．１５〜０．５５重量％程度の
機械炭素鋼、鋳鉄等の鉄系材料を用いることができる。
また、金属ピン２には、シャフト１とカムピース３との
固定強度の向上や伝達トルクの向上を図るため、浸炭焼
入れや高周波焼入れ、軟窒化処理等を施しても良い。さ
らに、適度な硬度とするために、シャフト１、金属ピン
２とも炭素含有量が約０．１５〜１．１重量％程度、好
ましくは、約０．３〜０．５重量％程度の炭素鋼で形成
しても良い。尚、係止部材は金属ピン２のような丸ピン
に限らず、角ピン等その他の形状のものでも良い。
ース３の周辺部を示しているが、カムピース３’の周辺
部も同じ構成である。）、シャフト１の所定位置に、係
止部材としての金属ピン２が設けられている。カムピー
ス３は、その一方の端面に設けられた凹部３ａを金属ピ
ン２に嵌め合わせた状態でシャフト１の外周に装着さ
れ、さらに、樹脂成形体４でシャフト１に一体に固定さ
れている。係止部材はシャフト１の外周の所定位置に一
体形成しても良いが、この実施例では、シャフト１の所
定位置に半径方向の有底穴１ａを穿設し、この有底穴１
ａに金属ピン２の一端部を嵌入した構成を採用してい
る。シャフト１の外周から外径方向に突出した金属ピン
２の他端部が係止部材になる。シャフト１および金属ピ
ン２の材質は金属材料の中から適宜選択すれば良く、例
えば、炭素含有量が約０．１５〜０．５５重量％程度の
機械炭素鋼、鋳鉄等の鉄系材料を用いることができる。
また、金属ピン２には、シャフト１とカムピース３との
固定強度の向上や伝達トルクの向上を図るため、浸炭焼
入れや高周波焼入れ、軟窒化処理等を施しても良い。さ
らに、適度な硬度とするために、シャフト１、金属ピン
２とも炭素含有量が約０．１５〜１．１重量％程度、好
ましくは、約０．３〜０．５重量％程度の炭素鋼で形成
しても良い。尚、係止部材は金属ピン２のような丸ピン
に限らず、角ピン等その他の形状のものでも良い。
【００１８】カムピース３（カムピース３’も同じ）
は、焼結金属等の耐摩耗性の高い金属材料やセラミック
材料、あるいは、後述する各種の樹脂材料等を用いて所
定形状に成形したもので、図４に示すように、一方の端
面から軸方向に幅途中まで至る四角状の凹部３ａと、一
方の端面から軸方向に他方の端面まで至る四角状の隙間
部３ｂとを備えている。凹部３ａはカムノーズの内径側
に位置し、隙間部３ｂは凹部３ａの内径側に位置し、凹
部３ａと隙間部３ｂとは相互に通じている。また、凹部
３ａの幅Ｗ１は、金属ピン２の外周に適合して嵌まり合
う寸法に設定され、凹部３ａの深さＷ２および隙間部３
ｂの幅Ｗ３は、金属ピン２の直径ｄよりも大きな寸法に
設定される。尚、カムピース３の内径部３ｃは、シャフ
ト１の外周にハメアイ隙間をもって嵌まり合う程度の寸
法に設定される。
は、焼結金属等の耐摩耗性の高い金属材料やセラミック
材料、あるいは、後述する各種の樹脂材料等を用いて所
定形状に成形したもので、図４に示すように、一方の端
面から軸方向に幅途中まで至る四角状の凹部３ａと、一
方の端面から軸方向に他方の端面まで至る四角状の隙間
部３ｂとを備えている。凹部３ａはカムノーズの内径側
に位置し、隙間部３ｂは凹部３ａの内径側に位置し、凹
部３ａと隙間部３ｂとは相互に通じている。また、凹部
３ａの幅Ｗ１は、金属ピン２の外周に適合して嵌まり合
う寸法に設定され、凹部３ａの深さＷ２および隙間部３
ｂの幅Ｗ３は、金属ピン２の直径ｄよりも大きな寸法に
設定される。尚、カムピース３の内径部３ｃは、シャフ
ト１の外周にハメアイ隙間をもって嵌まり合う程度の寸
法に設定される。
【００１９】カムピース３をシャフト１に固定するに際
しては、まず、カムピース３を軸端からシャフト１の外
周に嵌め、金属ピン２が植設されている位置まで移動さ
せる。そして、凹部３ａを金属ピン２に嵌め合わせ、さ
らに、凹部３ａの底壁３ｃが金属ピン２の外周に当接す
るまで押し進める。このようにして、金属ピン２が凹部
３ａに完全に嵌め入れられると、凹部３ａの底壁３ｃと
金属ピン２との当接によってカムピース３のシャフト１
に対する軸方向位置が決まり、同時に、凹部３ａの両側
壁と金属ピン２との当接によってカムピース３のシャフ
ト１に対する回転方向位置が決まる。
しては、まず、カムピース３を軸端からシャフト１の外
周に嵌め、金属ピン２が植設されている位置まで移動さ
せる。そして、凹部３ａを金属ピン２に嵌め合わせ、さ
らに、凹部３ａの底壁３ｃが金属ピン２の外周に当接す
るまで押し進める。このようにして、金属ピン２が凹部
３ａに完全に嵌め入れられると、凹部３ａの底壁３ｃと
金属ピン２との当接によってカムピース３のシャフト１
に対する軸方向位置が決まり、同時に、凹部３ａの両側
壁と金属ピン２との当接によってカムピース３のシャフ
ト１に対する回転方向位置が決まる。
【００２０】つぎに、上記態様でカムピース３（および
カムピース３’）を所定位置に位置決め装着したシャフ
ト１を金型内にセッティングし、カムピース３の凹部３
ａと金属ピン２との間に形成される空間部、および後述
する通路空間に溶融樹脂を充填する。金型にセッティン
グする前の段階で既にカムピース３のシャフト１に対す
る位置決めがなされているので、従来のように、カムピ
ースの位置決めを金型で行なうことによる、金型の必要
以上の高精度化、金型割りの複雑化といった不都合が回
避される。また、カムプロフィル、位相角等の違うカム
ピースであっても、金型を変更することなく、同じ金型
を用いて正確に位置決めすることができる。
カムピース３’）を所定位置に位置決め装着したシャフ
ト１を金型内にセッティングし、カムピース３の凹部３
ａと金属ピン２との間に形成される空間部、および後述
する通路空間に溶融樹脂を充填する。金型にセッティン
グする前の段階で既にカムピース３のシャフト１に対す
る位置決めがなされているので、従来のように、カムピ
ースの位置決めを金型で行なうことによる、金型の必要
以上の高精度化、金型割りの複雑化といった不都合が回
避される。また、カムプロフィル、位相角等の違うカム
ピースであっても、金型を変更することなく、同じ金型
を用いて正確に位置決めすることができる。
【００２１】この実施例のカムピース３は隙間部３ｂを
備えているので、例えば金型に１つのキャビティとゲー
トを設け、１つのゲートからキャビティ内に溶融樹脂を
加圧注入することにより、各カムピース３、３’の固定
部分（およびカムギヤ６の成形部分）に溶融樹脂を充填
することができる。例えば、図１及び図２ａにおいて、
図示されていないゲートから金型のキャビティに加圧注
入された溶融樹脂Ｐは、カムギヤ６のキャビティ空間か
らシャフト１の外周に形成された筒状（または部分筒
状）のキャビティ空間を矢印方向に流れ、カムピース３
の他方の端面側から、隙間部３ｂとシャフト１の外周お
よび金属ピン２との間に形成される通路空間に流入する
（隙間部３ｂはシャフト１の外周よりも外径側に凹んで
おり、また、隙間部３ｂの幅Ｗ３が金属ピン２の直径ｄ
よりも大きいので、隙間部３ｂとシャフト１の外周およ
び金属ピン２との間に通路空間が形成される。この通路
空間は、カムピース３の凹部３ａと両端面に通じてい
る。）。そして、通路空間に流入した溶融樹脂Ｐは、カ
ムピース３の凹部３ａと金属ピン２との間の空間部にも
流入し、さらに、カムピース３の一方の端面側から筒状
（または部分筒状）のキャビティ空間に流入する。そし
て、筒状（または部分筒状）のキャビティ空間を矢印方
向に流れて、カムピース３’の固定部分を上述した態様
で流れて、キャビティ空間の終端に至る。
備えているので、例えば金型に１つのキャビティとゲー
トを設け、１つのゲートからキャビティ内に溶融樹脂を
加圧注入することにより、各カムピース３、３’の固定
部分（およびカムギヤ６の成形部分）に溶融樹脂を充填
することができる。例えば、図１及び図２ａにおいて、
図示されていないゲートから金型のキャビティに加圧注
入された溶融樹脂Ｐは、カムギヤ６のキャビティ空間か
らシャフト１の外周に形成された筒状（または部分筒
状）のキャビティ空間を矢印方向に流れ、カムピース３
の他方の端面側から、隙間部３ｂとシャフト１の外周お
よび金属ピン２との間に形成される通路空間に流入する
（隙間部３ｂはシャフト１の外周よりも外径側に凹んで
おり、また、隙間部３ｂの幅Ｗ３が金属ピン２の直径ｄ
よりも大きいので、隙間部３ｂとシャフト１の外周およ
び金属ピン２との間に通路空間が形成される。この通路
空間は、カムピース３の凹部３ａと両端面に通じてい
る。）。そして、通路空間に流入した溶融樹脂Ｐは、カ
ムピース３の凹部３ａと金属ピン２との間の空間部にも
流入し、さらに、カムピース３の一方の端面側から筒状
（または部分筒状）のキャビティ空間に流入する。そし
て、筒状（または部分筒状）のキャビティ空間を矢印方
向に流れて、カムピース３’の固定部分を上述した態様
で流れて、キャビティ空間の終端に至る。
【００２２】以上のように、この実施例のカムピース３
は、シャフト１の外周および金属ピン２との間に、凹部
３ａと両端面とに通じた通路空間を形成する隙間部３ｂ
を備えているので、金型に１つのキャビティとゲートを
設けるだけで、複数のカムピース３の固定部に溶融樹脂
を充填することができる。そのため、金型構造が簡単化
されると同時に、従来、金型内で溶融樹脂の流れを確保
するために設けられていたシャフトのキー溝や螺旋溝等
が不要になるので、シャフトの強度向上、それによるシ
ャフトの小径化、シャフトの加工簡略化になり、その
分、コストダウンにもつながる。また、図３に示すよう
に、樹脂成形体４の、カムギヤ６とカムピース３との
間、カムピース３とカムピース３’との間等の繋ぎ部分
４ａを、該区間の全領域または一部領域について部分筒
状にすることができ、これにより、周辺部材との干渉を
回避し、重量を軽減し、樹脂材の使用料を削減すること
ができる。
は、シャフト１の外周および金属ピン２との間に、凹部
３ａと両端面とに通じた通路空間を形成する隙間部３ｂ
を備えているので、金型に１つのキャビティとゲートを
設けるだけで、複数のカムピース３の固定部に溶融樹脂
を充填することができる。そのため、金型構造が簡単化
されると同時に、従来、金型内で溶融樹脂の流れを確保
するために設けられていたシャフトのキー溝や螺旋溝等
が不要になるので、シャフトの強度向上、それによるシ
ャフトの小径化、シャフトの加工簡略化になり、その
分、コストダウンにもつながる。また、図３に示すよう
に、樹脂成形体４の、カムギヤ６とカムピース３との
間、カムピース３とカムピース３’との間等の繋ぎ部分
４ａを、該区間の全領域または一部領域について部分筒
状にすることができ、これにより、周辺部材との干渉を
回避し、重量を軽減し、樹脂材の使用料を削減すること
ができる。
【００２３】上記のようにして、カムピース３の凹部３
ａと金属ピン２との間に形成される空間部、および上記
通路空間に充填された溶融樹脂Ｐが固化し、樹脂成形体
４が形成されると、カムピース３はシャフト１に対して
軸方向および回転方向に固定される。すなわち、図２に
おいて、カムピース３は、シャフト１に対し、軸方向左
側には凹部３ａの底壁３ｃと金属ピン２との係合により
拘束され、軸方向右側には樹脂成形体４と金属ピン２と
係合により拘束され、左右回転方向には凹部３ａの両側
壁と金属ピン２との係合により拘束される。また、シャ
フト１からカムピース３へのトルク伝達は、金属ピン２
と凹部３ａの側壁との接触部分を介してなされので、従
来の樹脂成形体を媒介とした構造に比べ、トルク伝達が
より一層確実になる。さらに、この実施例では、カムピ
ース３の両端面側に筒状（または部分筒状）の樹脂成形
体４の繋ぎ部分４ａが一体形成されるので、カムピース
３の軸方向両側への固定力が高い。
ａと金属ピン２との間に形成される空間部、および上記
通路空間に充填された溶融樹脂Ｐが固化し、樹脂成形体
４が形成されると、カムピース３はシャフト１に対して
軸方向および回転方向に固定される。すなわち、図２に
おいて、カムピース３は、シャフト１に対し、軸方向左
側には凹部３ａの底壁３ｃと金属ピン２との係合により
拘束され、軸方向右側には樹脂成形体４と金属ピン２と
係合により拘束され、左右回転方向には凹部３ａの両側
壁と金属ピン２との係合により拘束される。また、シャ
フト１からカムピース３へのトルク伝達は、金属ピン２
と凹部３ａの側壁との接触部分を介してなされので、従
来の樹脂成形体を媒介とした構造に比べ、トルク伝達が
より一層確実になる。さらに、この実施例では、カムピ
ース３の両端面側に筒状（または部分筒状）の樹脂成形
体４の繋ぎ部分４ａが一体形成されるので、カムピース
３の軸方向両側への固定力が高い。
【００２４】この実施例のように、カムギヤ６を樹脂成
形する場合には、成形箇所にカムギヤ６の形状に対応し
たキャビティ空間｛カムピース３、３’の固定部と筒状
（または部分筒状）のキャビティ空間を介して連通した
空間｝を設け、１つのゲート（または複数のゲート）か
ら溶融樹脂Ｐを加圧注入することにより、カムギヤ６と
複数のカムピース３、３’の固定用の樹脂成形体４とを
同時成形することができる。ゲートを設ける位置は特に
限定しないが、ゲートをカムギヤ６のキャビティ空間の
近傍に設け、溶融樹脂Ｐがカムギヤ６からシャフト１の
両端側に向かって流れるようにすると（図１および図２
ａに示す矢印方向）、カムギヤ６の精度を確保する上
で、また、溶融樹脂Ｐの流れの圧力によるカムピース３
の位置ずれを防止する上で有利である。また、カムピー
スの形状によっては、溶融樹脂Ｐの流れの圧力によっ
て、カムピースの位置決めを一層確実にすることもでき
る。
形する場合には、成形箇所にカムギヤ６の形状に対応し
たキャビティ空間｛カムピース３、３’の固定部と筒状
（または部分筒状）のキャビティ空間を介して連通した
空間｝を設け、１つのゲート（または複数のゲート）か
ら溶融樹脂Ｐを加圧注入することにより、カムギヤ６と
複数のカムピース３、３’の固定用の樹脂成形体４とを
同時成形することができる。ゲートを設ける位置は特に
限定しないが、ゲートをカムギヤ６のキャビティ空間の
近傍に設け、溶融樹脂Ｐがカムギヤ６からシャフト１の
両端側に向かって流れるようにすると（図１および図２
ａに示す矢印方向）、カムギヤ６の精度を確保する上
で、また、溶融樹脂Ｐの流れの圧力によるカムピース３
の位置ずれを防止する上で有利である。また、カムピー
スの形状によっては、溶融樹脂Ｐの流れの圧力によっ
て、カムピースの位置決めを一層確実にすることもでき
る。
【００２５】樹脂成形体４の材質（カムギヤ６を一体成
形する場合はカムギヤの材質も同じ）としては、例え
ば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、
ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエー
テルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡ
Ｉ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレン
サルファイド（ＰＰＳ）、熱可塑性ポリイミド等の熱可
塑性樹脂の他、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、全芳香
族ポリイミド（ＰＩ）等の熱硬化性樹脂を用いることが
できるが、易成形性、強靱性、耐摩耗性、耐熱・耐寒
性、価格等の点からポリアミド（ＰＡ）を用いるのが望
ましく、その中でも、ポリアミド６、ポリアミド６−
６、ポリアミド４−６は機械特性に優れた材料であるた
め、特に望ましい。ポリアミド６、ポリアミド６−６、
ポリアミド４−６の代表的な成形体の絶乾時および平衡
吸水時の主要特性は下記の通りである。
形する場合はカムギヤの材質も同じ）としては、例え
ば、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、
ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエー
テルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド（ＰＡ
Ｉ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリフェニレン
サルファイド（ＰＰＳ）、熱可塑性ポリイミド等の熱可
塑性樹脂の他、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、全芳香
族ポリイミド（ＰＩ）等の熱硬化性樹脂を用いることが
できるが、易成形性、強靱性、耐摩耗性、耐熱・耐寒
性、価格等の点からポリアミド（ＰＡ）を用いるのが望
ましく、その中でも、ポリアミド６、ポリアミド６−
６、ポリアミド４−６は機械特性に優れた材料であるた
め、特に望ましい。ポリアミド６、ポリアミド６−６、
ポリアミド４−６の代表的な成形体の絶乾時および平衡
吸水時の主要特性は下記の通りである。
【００２６】
ポリアミド６（ＰＡ６）
曲げ弾性率：０．８４〜２．８×１０4ｋｇｆ／ｃｍ2
破断伸び：２００％
硬さ：Ｒ８８〜Ｒ１１４（ロックウェル硬さ）
引張り強さ：３４０〜８００ｋｇｆ／ｃｍ2
曲げ強さ：３９０〜９８０ｋｇｆ／ｃｍ2
アイゾット衝撃強さ：３５〜６ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ
ポリアミド６−６（ＰＡ６−６）
曲げ弾性率：１〜２．７×１０4ｋｇｆ／ｃｍ2
破断伸び：５０〜１００％
硬さ：Ｒ９０〜Ｒ１１８（ロックウェル硬さ）
引張り強さ：６１０〜８７０ｋｇｆ／ｃｍ2
曲げ強さ：４１０〜１０７０ｋｇｆ／ｃｍ2
アイゾット衝撃強さ：２６〜６ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ
ポリアミド４−６（ＰＡ４−６）
曲げ弾性率：１．１〜３．２×１０4ｋｇｆ／ｃｍ2
破断伸び：４０〜２００％
硬さ：Ｒ９１〜Ｒ１１８（ロックウェル硬さ）
引張り強さ：６００〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ2
曲げ強さ：６７０〜１４４０ｋｇｆ／ｃｍ2
アイゾット衝撃強さ：１８〜９ｋｇｆ・ｃｍ／ｃｍ
【００２７】その他、上記ポリアミド（ナイロン）に適
度にガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト、ガラス
フレーク、芳香族ポリアミド繊維等を強化剤として充填
したものを用いても良い。
度にガラス繊維、カーボン繊維、グラファイト、ガラス
フレーク、芳香族ポリアミド繊維等を強化剤として充填
したものを用いても良い。
【００２８】ポリアミド樹脂は、上記のように、耐衝撃
性に優れ、適度な表面硬度等により、良好な耐摩耗特
性、自己潤滑性を有している。ポリアミド６樹脂は低吸
水性や成形性等に優れ、ポリアミド４−６樹脂は機械的
強度特性や融点が約２９５°Ｃであり耐熱性に優れてお
り、ポリアミド６−６樹脂はこれら中間的な両方の特性
を備え、全般的に好ましい性質をもっている。また、ポ
リアミド６−６樹脂は融点が約２５０〜２６５°Ｃ程度
であり、一般的な汎用エンジンの熱使用等には比較的耐
えられると考えられる。耐熱性の点では、少なくとも融
点が約２００°Ｃ以上、好ましくは約２５０°Ｃ以上の
耐熱性を有する樹脂であれば、本実施例の用途には比較
的充分であると考えられる。また、ポリアミド樹脂はガ
ソリンや潤滑油に対しても強く、曲げ弾性率、破断伸
び、硬さ、引張強さ、曲げ強さ、衝撃強さ、熱特性、価
格、および、射出成形時での適度な溶融粘度特性による
成形性等、平均して総合的に優れており、適度な出力の
汎用エンジンの用途には好ましいと考えられる。
性に優れ、適度な表面硬度等により、良好な耐摩耗特
性、自己潤滑性を有している。ポリアミド６樹脂は低吸
水性や成形性等に優れ、ポリアミド４−６樹脂は機械的
強度特性や融点が約２９５°Ｃであり耐熱性に優れてお
り、ポリアミド６−６樹脂はこれら中間的な両方の特性
を備え、全般的に好ましい性質をもっている。また、ポ
リアミド６−６樹脂は融点が約２５０〜２６５°Ｃ程度
であり、一般的な汎用エンジンの熱使用等には比較的耐
えられると考えられる。耐熱性の点では、少なくとも融
点が約２００°Ｃ以上、好ましくは約２５０°Ｃ以上の
耐熱性を有する樹脂であれば、本実施例の用途には比較
的充分であると考えられる。また、ポリアミド樹脂はガ
ソリンや潤滑油に対しても強く、曲げ弾性率、破断伸
び、硬さ、引張強さ、曲げ強さ、衝撃強さ、熱特性、価
格、および、射出成形時での適度な溶融粘度特性による
成形性等、平均して総合的に優れており、適度な出力の
汎用エンジンの用途には好ましいと考えられる。
【００２９】一方、使用する樹脂の曲弾性率や曲げ強
さ、引張り強さ、硬度が上記の数値（各種ポリイミドの
物性値）よりも低すぎると、ギヤの歯元や歯面にかかる
強度特性やカムピースの固定強度特性が不足すると予想
され、これらが極端に低すぎると、運転中のエンジンか
ら発生する衝撃や振動等に耐え得ることは難しいと考え
られる。また、アイゾット衝撃強さや破断伸びが上記の
数値よりも低すぎると、ギヤの噛み合いによるギヤの歯
面や歯元にかかる繰り返し荷重による疲労強度特性やカ
ムピースの固定力に対して、衝撃、振動に対する耐久性
が期待できず、これらが極端に高すぎると歯車に要求さ
れる強度や、カムピースの固定強度に充分対応しにくい
と推定される。このような、機械的、強度特性を有する
樹脂材料であれば、例えば伝達トルク等の負荷がかかっ
ても、ギヤの歯面、歯元の耐久性や、ギヤ、カムピース
の固定部分の強度特性は保持し得ると考えられる。
さ、引張り強さ、硬度が上記の数値（各種ポリイミドの
物性値）よりも低すぎると、ギヤの歯元や歯面にかかる
強度特性やカムピースの固定強度特性が不足すると予想
され、これらが極端に低すぎると、運転中のエンジンか
ら発生する衝撃や振動等に耐え得ることは難しいと考え
られる。また、アイゾット衝撃強さや破断伸びが上記の
数値よりも低すぎると、ギヤの噛み合いによるギヤの歯
面や歯元にかかる繰り返し荷重による疲労強度特性やカ
ムピースの固定力に対して、衝撃、振動に対する耐久性
が期待できず、これらが極端に高すぎると歯車に要求さ
れる強度や、カムピースの固定強度に充分対応しにくい
と推定される。このような、機械的、強度特性を有する
樹脂材料であれば、例えば伝達トルク等の負荷がかかっ
ても、ギヤの歯面、歯元の耐久性や、ギヤ、カムピース
の固定部分の強度特性は保持し得ると考えられる。
【００３０】ポリアミド樹脂の成形方法としては、圧縮
成形、トランスファ成形、積層成形、押出成形、射出成
形等の成形方法を採用できるが、カム、カムギヤ、シャ
フトの一体品を比較的容易に成形でき、作業効率向上、
コスト低減につながる射出成形を採用することが好まし
い。また、ポリアミド樹脂は結晶性樹脂であり、成形後
に熱処理等を行なって機械的特性を若干変化させても良
い。
成形、トランスファ成形、積層成形、押出成形、射出成
形等の成形方法を採用できるが、カム、カムギヤ、シャ
フトの一体品を比較的容易に成形でき、作業効率向上、
コスト低減につながる射出成形を採用することが好まし
い。また、ポリアミド樹脂は結晶性樹脂であり、成形後
に熱処理等を行なって機械的特性を若干変化させても良
い。
【００３１】カムピース３（３’）は、鋳造法、鍛造
法、切削加工法、圧縮成形法、粉末冶金法などの各種成
形方法を用いて成形すると良いが、好ましくは粉末冶金
法のような焼結成形法を用いることで、効率よく成形す
ることができる。この場合、例えば、テトラカルボン酸
二無水物のピロメット酸二無水物と、４，４’−ジアミ
ノジフェニルエーテルとが縮合反応して、ポリアミド酸
を重合したのち脱水処理等によりイミド環の閉環により
得られるような熱硬化性樹脂である全芳香族ポリイミド
樹脂粉末やその他の前述の各樹脂粉末、セラミック粉
末、鉄、銅、亜鉛、ニッケル等の金属粉末等、あるいは
これらの混合粉末、または、これらに前述の各強化剤等
を混合したもの等々の材料として、振動特性、耐久性、
寸法安定性、成形性等を改善したものであっても良い。
これらの微粉粒状末を圧縮成形して圧粉体を成形し、そ
の後焼成し、必要に応じて前述のような表面硬化等の処
理を施す等してカムピースを成形することができる。
法、切削加工法、圧縮成形法、粉末冶金法などの各種成
形方法を用いて成形すると良いが、好ましくは粉末冶金
法のような焼結成形法を用いることで、効率よく成形す
ることができる。この場合、例えば、テトラカルボン酸
二無水物のピロメット酸二無水物と、４，４’−ジアミ
ノジフェニルエーテルとが縮合反応して、ポリアミド酸
を重合したのち脱水処理等によりイミド環の閉環により
得られるような熱硬化性樹脂である全芳香族ポリイミド
樹脂粉末やその他の前述の各樹脂粉末、セラミック粉
末、鉄、銅、亜鉛、ニッケル等の金属粉末等、あるいは
これらの混合粉末、または、これらに前述の各強化剤等
を混合したもの等々の材料として、振動特性、耐久性、
寸法安定性、成形性等を改善したものであっても良い。
これらの微粉粒状末を圧縮成形して圧粉体を成形し、そ
の後焼成し、必要に応じて前述のような表面硬化等の処
理を施す等してカムピースを成形することができる。
【００３２】カムピースは運転中に、弁バネの反発力に
よって常にタペットに押しつけられながら回転、摺動
し、その摺動特性は荷重（Ｐ）と摺動速度（Ｖ）が様々
に変化したり、また、衝撃力が加わる等して、苛酷なＰ
Ｖ値使用条件下で使用されると考えられる。そのため
に、例えば実施例のカムギヤ６に用いられるポリアミド
樹脂であっても、カムピースとカムギヤとの摺動条件等
の使用用途が異なるため、ポリアミド樹脂単体では耐摩
耗性等で充分なカムピースとしての耐久性を満足できな
いことが考えられる。しかしながら、カムピースとタペ
ットとの摩擦係数を少しでも低くして耐摩耗性を向上さ
せ、また、少しでも燃費を向上させるために、自己潤滑
性を有する材料、例えば樹脂材料を主成分とするカムピ
ース部材とすることも考慮できる。この場合、エンジン
から発する熱や、カムピースとタペットとの摩擦摺動に
よる摩擦熱にも充分耐え得るように、前述の熱硬化性樹
脂等を用いることができ、最も耐熱性の高い点を考慮す
れば、前述の全芳香族ポリイミド樹脂を選択することが
できる。このような熱硬化性樹脂、その中でも全芳香族
ポリイミド樹脂は、耐熱性、限界ＰＶ値、機械的特性等
の様々な点で優れた性質を示す。一方、摩擦係数や耐摩
耗性等の仕様・条件等で充分に使用可能であれば、カム
ピースの材料は鉄系粉末を主成分とし、例えば炭素含有
量が約１〜５重量％程度の鉄系焼結合金として、カムピ
ースに必要な適度な摩耗特性を有するカムピース成形体
としても良い。これらに、前述の各種類の粉末の少なく
とも１種類以上を、例えば前記炭素含有量と同程度量に
適宜配合して、摺動特性や耐久性、寸法安定性、成形性
等を改善しても良い。これらの含有量、例えば炭素含有
量は、係止部材、シャフト、カムピースとも少なすぎる
と適度な硬度等の機械的強度が得られず、多すぎると耐
衝撃性等が期待できない。尚、エンジン等の仕様・条件
等により、係止部材、シャフト、カムピースは前記物質
例えば炭素等は含有されていなくても良く、また、前記
ような硬化処理を省略しても良い。
よって常にタペットに押しつけられながら回転、摺動
し、その摺動特性は荷重（Ｐ）と摺動速度（Ｖ）が様々
に変化したり、また、衝撃力が加わる等して、苛酷なＰ
Ｖ値使用条件下で使用されると考えられる。そのため
に、例えば実施例のカムギヤ６に用いられるポリアミド
樹脂であっても、カムピースとカムギヤとの摺動条件等
の使用用途が異なるため、ポリアミド樹脂単体では耐摩
耗性等で充分なカムピースとしての耐久性を満足できな
いことが考えられる。しかしながら、カムピースとタペ
ットとの摩擦係数を少しでも低くして耐摩耗性を向上さ
せ、また、少しでも燃費を向上させるために、自己潤滑
性を有する材料、例えば樹脂材料を主成分とするカムピ
ース部材とすることも考慮できる。この場合、エンジン
から発する熱や、カムピースとタペットとの摩擦摺動に
よる摩擦熱にも充分耐え得るように、前述の熱硬化性樹
脂等を用いることができ、最も耐熱性の高い点を考慮す
れば、前述の全芳香族ポリイミド樹脂を選択することが
できる。このような熱硬化性樹脂、その中でも全芳香族
ポリイミド樹脂は、耐熱性、限界ＰＶ値、機械的特性等
の様々な点で優れた性質を示す。一方、摩擦係数や耐摩
耗性等の仕様・条件等で充分に使用可能であれば、カム
ピースの材料は鉄系粉末を主成分とし、例えば炭素含有
量が約１〜５重量％程度の鉄系焼結合金として、カムピ
ースに必要な適度な摩耗特性を有するカムピース成形体
としても良い。これらに、前述の各種類の粉末の少なく
とも１種類以上を、例えば前記炭素含有量と同程度量に
適宜配合して、摺動特性や耐久性、寸法安定性、成形性
等を改善しても良い。これらの含有量、例えば炭素含有
量は、係止部材、シャフト、カムピースとも少なすぎる
と適度な硬度等の機械的強度が得られず、多すぎると耐
衝撃性等が期待できない。尚、エンジン等の仕様・条件
等により、係止部材、シャフト、カムピースは前記物質
例えば炭素等は含有されていなくても良く、また、前記
ような硬化処理を省略しても良い。
【００３３】図６に示す実施例は、係止部材、凹部、樹
脂成形体からなるカムピース３の固定部を円周等配置の
２箇所に設けたものである。この実施例においても、係
止部材を設けるために金属ピン２を使用しているが、シ
ャフト１の所定位置に直径方向の貫通穴１ａ’を穿設
し、この貫通穴１ａ’に金属ピン２を嵌挿してある。従
って、この実施例では、シャフト１の外周から外径方向
に突出した金属ピン２の両端部が係止部材になる。その
他の基本的な構成は、図１〜図３に示す構成と同様であ
る。
脂成形体からなるカムピース３の固定部を円周等配置の
２箇所に設けたものである。この実施例においても、係
止部材を設けるために金属ピン２を使用しているが、シ
ャフト１の所定位置に直径方向の貫通穴１ａ’を穿設
し、この貫通穴１ａ’に金属ピン２を嵌挿してある。従
って、この実施例では、シャフト１の外周から外径方向
に突出した金属ピン２の両端部が係止部材になる。その
他の基本的な構成は、図１〜図３に示す構成と同様であ
る。
【００３４】図５に示すように、カムピース３には、一
方の端面から軸方向に幅途中まで至る四角状の凹部３ａ
１、３ａ２が円周等配置の２箇所に設けられ、また、一
方の端面から軸方向に他方の端面まで至る隙間部３ｂ
１、３ｂ２が設けられている。凹部３ａ１はカムノーズ
の内径側に位置し、凹部３ａ２はこれと１８０度対向し
た位置にある。凹部３ａ１と隙間部３ｂ１とは相互に通
じ、凹部３ａ２と隙間部３ｂ２とは相互に通じている。
方の端面から軸方向に幅途中まで至る四角状の凹部３ａ
１、３ａ２が円周等配置の２箇所に設けられ、また、一
方の端面から軸方向に他方の端面まで至る隙間部３ｂ
１、３ｂ２が設けられている。凹部３ａ１はカムノーズ
の内径側に位置し、凹部３ａ２はこれと１８０度対向し
た位置にある。凹部３ａ１と隙間部３ｂ１とは相互に通
じ、凹部３ａ２と隙間部３ｂ２とは相互に通じている。
【００３５】カムピース３をシャフト１に固定するに際
しては、まず、カムピース３を軸端からシャフト１の外
周に嵌め、金属ピン２が嵌挿されている位置まで移動さ
せる。そして、凹部３ａ１、３ａ２をそれぞれ金属ピン
２の端部に嵌め合わせ、さらに、凹部３ａ１、３ａ２の
底壁３ｃ１、３ｃ２が金属ピン２に当接するまで押し進
める。このようにして、金属ピン２が凹部３ａ１、３ａ
２に完全に嵌め入れられると、凹部３ａ１、３ａ２の底
壁３ｃと金属ピン２との当接によってカムピース３のシ
ャフト１に対する軸方向位置が決まり、同時に、凹部３
ａ１、３ａ２の両側壁と金属ピン２との当接によってカ
ムピース３のシャフト１に対する回転方向位置が決ま
る。
しては、まず、カムピース３を軸端からシャフト１の外
周に嵌め、金属ピン２が嵌挿されている位置まで移動さ
せる。そして、凹部３ａ１、３ａ２をそれぞれ金属ピン
２の端部に嵌め合わせ、さらに、凹部３ａ１、３ａ２の
底壁３ｃ１、３ｃ２が金属ピン２に当接するまで押し進
める。このようにして、金属ピン２が凹部３ａ１、３ａ
２に完全に嵌め入れられると、凹部３ａ１、３ａ２の底
壁３ｃと金属ピン２との当接によってカムピース３のシ
ャフト１に対する軸方向位置が決まり、同時に、凹部３
ａ１、３ａ２の両側壁と金属ピン２との当接によってカ
ムピース３のシャフト１に対する回転方向位置が決ま
る。
【００３６】つぎに、上記態様でカムピース３（および
図示されていないカムピース３’）を所定位置に位置決
め装着したシャフト１を金型内にセッティングし、カム
ピース３の凹部３ａ１、３ａ２と金属ピン２との間に形
成される空間部と、カムピース３の隙間部３ｂ１、隙間
部３ｂ２とシャフト１の外周および金属ピン２との間に
形成される通路空間に溶融樹脂を充填する。充填された
溶融樹脂が固化し、樹脂成形体４が形成されると、カム
ピース３はシャフト１に対して軸方向および回転方向に
固定される。
図示されていないカムピース３’）を所定位置に位置決
め装着したシャフト１を金型内にセッティングし、カム
ピース３の凹部３ａ１、３ａ２と金属ピン２との間に形
成される空間部と、カムピース３の隙間部３ｂ１、隙間
部３ｂ２とシャフト１の外周および金属ピン２との間に
形成される通路空間に溶融樹脂を充填する。充填された
溶融樹脂が固化し、樹脂成形体４が形成されると、カム
ピース３はシャフト１に対して軸方向および回転方向に
固定される。
【００３７】カムピース３の固定部分が円周等配置の２
箇所に設けられているので、上述した実施例の構成に比
べ、カムピース３の固定強度がより一層向上し、また、
シャフト１からカムピース３へのトルク伝達もより一層
確実になる。その他、上述した実施例と同様の効果が得
られるのは勿論である。尚、カムピース３の固定部分は
２箇所に限らず、円周等配位置の３箇所以上に設けても
良い。
箇所に設けられているので、上述した実施例の構成に比
べ、カムピース３の固定強度がより一層向上し、また、
シャフト１からカムピース３へのトルク伝達もより一層
確実になる。その他、上述した実施例と同様の効果が得
られるのは勿論である。尚、カムピース３の固定部分は
２箇所に限らず、円周等配位置の３箇所以上に設けても
良い。
【００３８】本実施例に係わるカムシャフトＡの用途と
して好適な発電機、草刈り機等の汎用エンジンにおいて
は、高出力よりも低速トルクや、始動性、アイドル安定
性が重視されると考えられる。そのため、比較的、部品
点数が少なく、簡素な構造で、安価であり、重量の軽い
型式のエンジンであるサイドバルブ型式（ＳＶ型式）や
オーバーヘッドバルブ型式（ＯＨＶ型式）が選択される
ことが多い。ＯＨＶ型エンジンは、クランクケースにカ
ムシャフトを配置し、プッシュロッドを介して吸気弁、
排気弁等の作動弁を駆動する型式のものであり、この
点、カムシャフトをシリンダーの頭上に配置した型式、
いわゆるオーバーヘッドカムシャフト型式（ＯＨＣ型
式）等のような高性能エンジンとは異なる型式のエンジ
ンであると考えられている。具体的にいうと、ＯＨＶエ
ンジンは、動力出力軸のギヤからカムシャフトを介して
プッシュロッドやロッカーアームを作動させ、エンジン
のピストンやシリンダーの頭上に位置する動弁を作動さ
せるため、カムシャフトは、比較的、クランクケースの
下部の油溜まり（オイルパン）付近に配設される。した
がって、このような型式のエンジンにあっては、シリン
ダー部分や動弁部分等のエンジン上部からの潤滑油が下
部に流れ落ち、油通路等の配設によっては、適度にカム
ギヤの噛み合い部分やカムとタペットとの摺動部分に供
給され、摩擦力・摩耗が低減されると同時に、潤滑油の
供給によってこれら部材の温度上昇も抑制されるので、
この実施例のカムシャフトＡのようなシャフト１、カム
ギヤ６、カムピース３、３’の一体品であっても、比較
的良好な耐久性を確保できると考えられる。したがっ
て、この実施例のカムシャフトＡは、シリンダーの頭上
よりも下部にカムシャフトを配設する構造のエンジンに
特に適していると考えられる。
して好適な発電機、草刈り機等の汎用エンジンにおいて
は、高出力よりも低速トルクや、始動性、アイドル安定
性が重視されると考えられる。そのため、比較的、部品
点数が少なく、簡素な構造で、安価であり、重量の軽い
型式のエンジンであるサイドバルブ型式（ＳＶ型式）や
オーバーヘッドバルブ型式（ＯＨＶ型式）が選択される
ことが多い。ＯＨＶ型エンジンは、クランクケースにカ
ムシャフトを配置し、プッシュロッドを介して吸気弁、
排気弁等の作動弁を駆動する型式のものであり、この
点、カムシャフトをシリンダーの頭上に配置した型式、
いわゆるオーバーヘッドカムシャフト型式（ＯＨＣ型
式）等のような高性能エンジンとは異なる型式のエンジ
ンであると考えられている。具体的にいうと、ＯＨＶエ
ンジンは、動力出力軸のギヤからカムシャフトを介して
プッシュロッドやロッカーアームを作動させ、エンジン
のピストンやシリンダーの頭上に位置する動弁を作動さ
せるため、カムシャフトは、比較的、クランクケースの
下部の油溜まり（オイルパン）付近に配設される。した
がって、このような型式のエンジンにあっては、シリン
ダー部分や動弁部分等のエンジン上部からの潤滑油が下
部に流れ落ち、油通路等の配設によっては、適度にカム
ギヤの噛み合い部分やカムとタペットとの摺動部分に供
給され、摩擦力・摩耗が低減されると同時に、潤滑油の
供給によってこれら部材の温度上昇も抑制されるので、
この実施例のカムシャフトＡのようなシャフト１、カム
ギヤ６、カムピース３、３’の一体品であっても、比較
的良好な耐久性を確保できると考えられる。したがっ
て、この実施例のカムシャフトＡは、シリンダーの頭上
よりも下部にカムシャフトを配設する構造のエンジンに
特に適していると考えられる。
【００３９】また、この実施例のカムシャフトＡは、単
気筒エンジンに限らず、２気筒や３気筒以上の気筒数を
有する多気筒エンジンに採用しても良く、また、弁数は
１気筒につき、２個や３個以上の多数の動弁を有するエ
ンジンに採用しても良い。さらに、ガソリン用エンジン
に限らず、ディーゼルエンジンに採用しても良い。
気筒エンジンに限らず、２気筒や３気筒以上の気筒数を
有する多気筒エンジンに採用しても良く、また、弁数は
１気筒につき、２個や３個以上の多数の動弁を有するエ
ンジンに採用しても良い。さらに、ガソリン用エンジン
に限らず、ディーゼルエンジンに採用しても良い。
【００４０】尚、本発明は、カムギヤを樹脂製で一体成
形したカムシャフトに限らず、カムギヤを金属材で形成
したカムギヤにも同様に適用できることは勿論である。
形したカムシャフトに限らず、カムギヤを金属材で形成
したカムギヤにも同様に適用できることは勿論である。
【００４１】
【発明の効果】本発明は、以下に挙げる特有の効果を有
する。
する。
【００４２】（１）カムピースをシャフトの外周に嵌
め、その凹部を係止部材に嵌め合わせるだけで、カムピ
ースのシャフトに対する軸方向位置決めおよび回転方向
位置決めを正確に行なうことができる。そのため、カム
ピースの位置決め作業が簡略化されると同時に、カムピ
ースの位置決めを金型で行なうことによる、金型の必要
以上の高精度化、金型割りの複雑化といった従来構造の
不都合を解消することができる。また、カムプロフィ
ル、位相角等の違うカムピースであっても、金型を変更
することなく、同じ金型を用いて正確に位置決めするこ
とができる。そのため、金型の設計、製作、保守管理、
作業時の段取り替え、コスト等の点で有利である。
め、その凹部を係止部材に嵌め合わせるだけで、カムピ
ースのシャフトに対する軸方向位置決めおよび回転方向
位置決めを正確に行なうことができる。そのため、カム
ピースの位置決め作業が簡略化されると同時に、カムピ
ースの位置決めを金型で行なうことによる、金型の必要
以上の高精度化、金型割りの複雑化といった従来構造の
不都合を解消することができる。また、カムプロフィ
ル、位相角等の違うカムピースであっても、金型を変更
することなく、同じ金型を用いて正確に位置決めするこ
とができる。そのため、金型の設計、製作、保守管理、
作業時の段取り替え、コスト等の点で有利である。
【００４３】（２）シャフトからカムピースへのトルク
伝達が、係止部材と凹部の側壁との接触部分を介してな
されので、従来の樹脂成形体を媒介とした構造に比べ、
トルク伝達がより一層確実になる。
伝達が、係止部材と凹部の側壁との接触部分を介してな
されので、従来の樹脂成形体を媒介とした構造に比べ、
トルク伝達がより一層確実になる。
【００４４】（３）カムピースに隙間部を備けることに
より、金型に１つのキャビティとゲートを設けるだけ
で、複数のカムピースの固定部に溶融樹脂を充填し、ま
た、樹脂製のカムギヤを同時成形することができるの
で、金型構造が簡単化されると同時に、従来、金型内で
溶融樹脂の流れを確保するために設けられていたシャフ
トのキー溝や螺旋溝等を不要にすることができる。その
ため、シャフトの強度向上、それによるシャフトの小径
化、シャフトの加工簡略化を図ることができ、その分、
コストダウンになる。
より、金型に１つのキャビティとゲートを設けるだけ
で、複数のカムピースの固定部に溶融樹脂を充填し、ま
た、樹脂製のカムギヤを同時成形することができるの
で、金型構造が簡単化されると同時に、従来、金型内で
溶融樹脂の流れを確保するために設けられていたシャフ
トのキー溝や螺旋溝等を不要にすることができる。その
ため、シャフトの強度向上、それによるシャフトの小径
化、シャフトの加工簡略化を図ることができ、その分、
コストダウンになる。
【００４５】（４）カムピースの両端面側に筒状又は部
分筒状の樹脂成形体の繋ぎ部分を一体に形成することに
より、カムピースの軸方向両側への固定力を高めること
ができる。
分筒状の樹脂成形体の繋ぎ部分を一体に形成することに
より、カムピースの軸方向両側への固定力を高めること
ができる。
【００４６】（５）係止部材はシャフトの外周に一体形
成しても良いが、シャフトの所定位置に金属製のピンを
植設または嵌挿した構成を採用することにより、シャフ
ト加工の簡略化を図ることができる。
成しても良いが、シャフトの所定位置に金属製のピンを
植設または嵌挿した構成を採用することにより、シャフ
ト加工の簡略化を図ることができる。
【００４７】（６）係止部材、凹部、樹脂成形体からな
る固定部を回転方向の複数箇所に設けることにより、固
定強度を向上、伝達トルクのより一層の増大を図ること
ができる。
る固定部を回転方向の複数箇所に設けることにより、固
定強度を向上、伝達トルクのより一層の増大を図ること
ができる。
【図１】本発明の実施例に係るカムシャフトの縦断面図
である。
である。
【図２】図１におけるカムピースの周辺部を示す縦断面
図（図ａ）、図ａにおけるｂ−ｂ横断面図（図ｂ）であ
る。
図（図ａ）、図ａにおけるｂ−ｂ横断面図（図ｂ）であ
る。
【図３】図１におけるカムシャフトの横断面図である
（図ａ：ｍ−ｍ断面、図ｂ：ｎ−ｎ断面、図ｃ：ｐ−ｐ
断面、図ｄ：ｑ−ｑ断面）。
（図ａ：ｍ−ｍ断面、図ｂ：ｎ−ｎ断面、図ｃ：ｐ−ｐ
断面、図ｄ：ｑ−ｑ断面）。
【図４】図２におけるカムピースの正面図（図ａ）、図
ａにおけるｂ−ｂ横断面図（図ｂ）である。
ａにおけるｂ−ｂ横断面図（図ｂ）である。
【図５】図６におけるカムピースの正面図（図ａ）、図
ａにおけるｂ−ｂ横断面図（図ｂ）である。
ａにおけるｂ−ｂ横断面図（図ｂ）である。
【図６】本発明の他の実施例に係るカムピースの周辺部
を示す縦断面図（図ａ）、図ａにおけるｂ−ｂ横断面図
（図ｂ）である。
を示す縦断面図（図ａ）、図ａにおけるｂ−ｂ横断面図
（図ｂ）である。
１ シャフト
２ 金属ピン
３ カムピース
３ａ 凹部
３ａ１ 凹部
３ａ２ 凹部
３ｂ 隙間部
３ｂ１ 隙間部
３ｂ２ 隙間部
４ 樹脂成形体
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 千葉 省作
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式
会社本田技術研究所内
(72)発明者 笠井 洋
埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式
会社本田技術研究所内
(56)参考文献 実開 昭62−185805（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭63−182202（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭54−172107（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭62−72407（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01L 1/04
F16D 1/06
F16H 53/02
Claims (5)
- 【請求項１】 シャフトと、該シャフトの外周の所定位
置から外径方向に突出するように設けられた係止部材
と、一方の端面に前記係止部材に適合する凹部を備え、
該凹部を前記係止部材に嵌め合せた状態で前記シャフト
の外周に装着されたカムピースと、該カムピースを前記
シャフトに固定する樹脂成形体とを備えたカムシャフト
であって、 前記カムピースは、さらに、前記シャフトの外周にハメ
アイ隙間をもって嵌合される内径部と、前記シャフトの
外周および前記係止部材との間に、前記凹部と両端面と
に通じた通路空間を形成する隙間部とを備え、前記通路
空間は前記樹脂成形体の成形時における溶融樹脂の流れ
の通路となる部分であり、 前記樹脂成形体は、前記カムピースの凹部と前記係止部
材との間に形成される空間部と、前記通路空間とに充填
されると共に、前記カムピースの両端面側に筒状又は部
分筒状の繋ぎ部分を一体に備え、 前記カムピースは、前記シャフトに対し、軸方向の一方
には前記凹部の底壁と前記係止部材との係合により拘束
され、軸方向の他方には前記樹脂成形体と前記係止部材
との係合により拘束され、回転方向には前記凹部の両側
壁と前記係止部材との係合により拘束されるカムシャフ
ト。 - 【請求項２】 前記樹脂成形体と同時成形された樹脂製
のカムギヤをさらに備えた請求項１記載のカムシャフ
ト。 - 【請求項３】 前記係止部材が、前記シャフトの所定位
置に植設された金属製のピンである請求項１又は２記載
のカムシャフト。 - 【請求項４】 前記係止部材、前記凹部、前記樹脂成形
体からなる固定部が、回転方向の複数箇所に設けられた
請求項１又は２記載のカムシャフト。 - 【請求項５】 前記係止部材が、前記シャフトの所定位
置を直径方向に貫通した金属製のピンの両端部であり、
該２つの係止部材に対応して、円周等配置の２箇所に前
記固定部が設けられた請求項４記載のカムシャフト。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11204795A JP3394357B2 (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | カムシャフト |
| US08/640,315 US5724860A (en) | 1995-05-10 | 1996-04-30 | Cam fixing construction for cam shaft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11204795A JP3394357B2 (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | カムシャフト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08303214A JPH08303214A (ja) | 1996-11-19 |
| JP3394357B2 true JP3394357B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=14576698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11204795A Expired - Fee Related JP3394357B2 (ja) | 1995-05-10 | 1995-05-10 | カムシャフト |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5724860A (ja) |
| JP (1) | JP3394357B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997022819A1 (en) * | 1995-12-15 | 1997-06-26 | Zenith Sintered Products, Inc. | Duplex sprocket/gear construction and method of making same |
| DE19645112A1 (de) * | 1996-11-01 | 1998-05-14 | Roland Klaar | Gebaute Nockenwelle |
| GB2324487A (en) * | 1997-04-26 | 1998-10-28 | Mechadyne Ltd | Method of manufacturing a multi-component camshaft |
| US6779267B1 (en) * | 1997-10-13 | 2004-08-24 | Geramtec Ag Innovative Ceramic Engineering | Method for increasing the wear-resistance of a work piece |
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| GB2375583B (en) * | 2001-05-15 | 2004-09-01 | Mechadyne Internat Plc | Variable camshaft assembly |
| US6931704B1 (en) | 2003-09-30 | 2005-08-23 | Richard Tanner | Engine valve lifter lifting tool |
| US7234428B2 (en) * | 2005-07-28 | 2007-06-26 | Briggs And Stratton Corporation | Cam shaft assembly for an engine |
| DE102006013813B4 (de) * | 2006-03-23 | 2011-05-12 | Mahle International Gmbh | Nockenwelle von insbesondere Kraftfahrzeugverbrennungsmotoren |
| DE102008025781A1 (de) * | 2008-05-29 | 2009-12-10 | Thyssenkrupp Presta Teccenter Ag | Verstellbare Nockenwellenanordnung |
| US8061324B2 (en) * | 2009-04-01 | 2011-11-22 | Murad Dharani | High performance resin piston internal combustion engine |
| DE102014218630A1 (de) | 2014-09-17 | 2016-03-17 | Ford Global Technologies, Llc | Verfahren zur Herstellung einer Nockenwelle sowie Nockenwelle |
| US11173734B2 (en) | 2017-03-10 | 2021-11-16 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Space adjusters with cam shafts |
| JP6916474B2 (ja) * | 2018-01-31 | 2021-08-11 | 日産自動車株式会社 | 油穴を有するリンク部品 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1115093A (en) * | 1965-12-30 | 1968-05-22 | G K N Screws And Fasteners Ltd | Improvements in or relating to cam shafts |
| JPS5639356A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-15 | Honda Motor Co Ltd | Preparation of camshaft |
| JPS6188003A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-06 | Mitsubishi Electric Corp | 油圧シリンダの駆動油圧回路 |
| JPS6272407A (ja) * | 1985-09-25 | 1987-04-03 | Sumitomo Metal Ind Ltd | ブライト鋼板の製造方法 |
| US4977793A (en) * | 1988-06-17 | 1990-12-18 | Husted Royce Hill | Plastic stabilized composite camshaft |
| JPH01169657U (ja) * | 1988-05-23 | 1989-11-30 | ||
| SU1587295A1 (ru) * | 1988-12-28 | 1990-08-23 | Научно-Производственное Объединение Полиграфического Машиностроения "Полиграфмаш" | Дисковый армированный элемент передачи |
| DE4137978C1 (ja) * | 1991-11-19 | 1993-04-08 | Peter Prof. Dr.-Ing. 6940 Weinheim De Kuhn | |
| JPH06159477A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-07 | Riken Corp | 環状部材の中空シャフトへの結合方法 |
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1995
- 1995-05-10 JP JP11204795A patent/JP3394357B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-04-30 US US08/640,315 patent/US5724860A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| US5724860A (en) | 1998-03-10 |
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