JP4303916B2 - 回転部材の固着構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周面に相手部材との摺動面を有する回転部材をシャフトへ固着する回転部材の固着構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動車の内燃機関に用いられるカムシャフトのように、カム管やジャーナル管等外周面を相手側部材との摺動面とする回転部材をシャフトに対して固着する固着構造として、特開平5−10340号公報に記載のようなものがあった。
このものは、シャフトに蛇腹状の凹凸部を設ける一方、カム管にはシャフトを挿通させる軸孔の内径を部分的にシャフトの凹凸部の外径よりも小径に形成し、カム管を圧入することでシャフトの凹凸部に対してカム管の軸孔を部分的に食い込ませて固着していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の固着構造のようにカム管の軸孔をカムシャフトに対して食い込ませるものでは、軸孔の食い込み箇所においてカム管が外径方向に膨張変形してしまいカム管の摺動面を変形させてしまっていた。このため、カム管の固着後に、改めて摺動面を研磨加工しなければならなかった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、回転部材の固着時に生ずる摺動面の変形を防いで、回転部材の固着後に係る研磨加工を省略可能な回転部材の固着構造の提供を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、シャフトと、前記シャフトを回転軸にすると共にその外周面には相手部材に対する摺動面が形成された回転部材とからなり、前記回転部材を前記シャフトに嵌め込んで、前記シャフトと前記回転部材との嵌合面においてそのいずれか一方を他方に食い込ませることによって前記回転部材を固着させる回転部材の固着構造において、前記回転部材は、前記摺動面が形成され前記シャフトを挿通可能な挿通孔を有する本体とこの本体から回転軸の軸方向へ一体に連設されかつ前記シャフトに密着して嵌挿可能な固着部とを備え、前記固着部の内径が前記シャフトの外径よりも小であると共に前記シャフトの外径が前記挿通孔の内径以下に形成されて、前記固着部が前記シャフトに圧入されることによって前記回転部材全体が前記シャフトに対して固着されており、前記回転部材には前記本体に係る前記回転軸の軸方向の両側に前記固着部が連設されており、前記固着部には前記シャフトに食い込ませる突条が回転軸の軸方向に沿って形成されており、前記回転部材の挿入方向前側の固着部に形成された突条と挿入方向後側に形成された突条とが周方向に関する位相をずらして配置されているところに特徴を有する。
【0005】
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記シャフトには凸部が形成されており、前記回転部材には凹部が形成されており、前記凸部と前記凹部とが嵌り合うことによって前記回転部材の周方向に関する位置決めを行うようになっているところに特徴を有する。
【0006】
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載のものにおいて、前記シャフトに対して前記回転部材が軸方向に複数個配列される構造において、隣接する前記回転部材の前記固着部が相互に当接させてあるところに特徴を有する。
【0011】
【発明の作用及び効果】
<請求項1の発明>
回転部材は固着部でもってシャフトに対して固着されるが、本体の挿通孔はシャフトを遊挿させるので、固着部に変形が生じても、本体に変形が及ぶことがなく、本体に形成された摺動面の変形を防ぐことができる。従って、シャフトへの固着後、回転部材の摺動面に対する研磨加工を省略することができる。
【0012】
<請求項2の発明>
凸部と凹部との嵌挿によって周方向に関する位置決めが可能となる。
【0013】
<請求項3の発明>
固着部でもって軸方向に隣接する他部材との間隔を容易に設定することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
<第1実施形態>
本発明の第1実施形態を図1ないし図3によって説明する。
本実施形態のカムシャフト10は自動車等の内燃機関に係る動弁機構に用いられるものであり、棒状のシャフト12にカム管11が固着されてなる構造である。カム管11のカム本体13の外周面は、相手部材である図示しないロッカーアームとの摺動面13Fとなっており、カムシャフト10が回転されると、カム管11の摺動面13Fがロッカーアームを押圧して弁(図示なし)の開閉動作を行うようになっている。尚、本実施形態では、カム管11はシャフト12よりも硬度の高い材料によって形成されている。
【0019】
さて、カム管11はカム本体13の両側に設けられた一対の固着部14,14でもってシャフト12に対して固着される(図3参照)。
カム本体13は、挿通孔13Aが貫通形成された板状をなし、外周には滑らかな曲面形状の摺動面13Fが形成されている。この挿通孔13Aは、後述するようにシャフト12の最大径よりも大径をなしており、シャフト12を遊挿可能とする。
固着部14は、カム本体13の両側において挿通孔13Aと同軸をなして突出する円筒状に形成されている。固着部14の内周壁にはそれぞれ軸方向に沿って延びる突条15が90度間隔で4箇所配設されている(図1参照)。これらの突条15が形成された固着部14の内径は後述するシャフト12の被固着部16の外径よりも小となっていると共に、突条15は断面略半円形状をなしており、シャフト12の被固着部16に対して食い込み可能となっている。また、本実施形態では突条15は挿入方向前方側(図2の左側)の固着部14と後方側(同図右側)の固着部14とで45度位相をずらして双方の固着部14に形成された突条15が互い違いになるように配設されている(図1参照)。
【0020】
一方、シャフト12には、図2に示すように、上記の固着部14に対応させて1対の被固着部16,16が設けられていると共に両被固着部16,16の間には小径部17が形成されている。
被固着部16はシャフト12の全周に亘って形成された凸部を軸方向に2つ連ねた蛇腹状をなす。
また、小径部17はカム本体13の厚み寸法にほぼ対応した長さ寸法を有し、かつ上述の固着部14の突条15を含めた内周径よりも僅かに小径をなすように形成されている。
つまり、本実施形態では、固着部14の内径がシャフト12の被固着部16の外径よりも小となるように形成されていると共に、被固着部16の外径が挿通孔13Aの内径以下となるように形成されている。さらに、小径部17の外径は、挿通孔13Aの内径よりも小さくなるように形成されている。
【0021】
続いて本実施形態に係るカムシャフト10の組付けについて説明する。
まず、カム管11をシャフト12に対して図2の右側から嵌め入れる。
挿入方向前方(図2の右方)の固着部14が挿入方向手前側(図2の右側)の被固着部16に達すると前方の固着部14の突条15が挿入方向手前側の被固着部16に当接するので、力を加えて押し込む。すると、固着部14の突条15が被固着部16に食い込みながらカム管11が奥方へ嵌挿される。
さらにカム管11を押し込むと、前方の固着部14が小径部17を通過して挿入方向奥側(図2の左側)の被固着部16に達すると共に後方(図2の右側)の固着部14が挿入方向手前側の被固着部16に到達するので、さらに力を加えて押し込む。すると、前方の固着部14の突条15が、奥側の被固着部16に食い込むと共に後方の固着部14の突条15が手前側の被固着部16に食い込む。これにより、カム管11がシャフト12に対して固着される。
このとき、手前側の被固着部16は前方の固着部14が通過するとき、前方の固着部14の突条15によって対応するところが圧潰されるが、前方と後方とで突条15の位相がずれて形成されている。これにより、後方の固着部14の突条15が嵌合する際には後方の突条15が手前側の被固着部16を新たに圧潰して食い込むから、双方の固着部14,14の固着力が保証される。
ここで、カム本体13には挿通孔13Aが形成されており、この挿通孔13Aの内径は被固着部16の凸部の外径よりも大きいので、被固着部16がカム本体13に接触したり押圧したりすることがない遊挿状態となっている。これにより、組付け時にカム本体13が変形することが制限される。
このとき、前方の固着部14はシャフト12の小径部17を通過するが、小径部17の外径は固着部14の内径よりも小径であるので、小径部17は固着部14の通過の際に固着部14から干渉をうけない。また、カム本体13の挿通孔13Aはシャフト12の最大径(被固着部16の凸部の外径)よりも大径をなしているのでシャフト12からの干渉を全く受けない。
【0022】
このように、本実施形態によれば、カム管11をシャフト12に固着する際に固着部14からカム本体13に干渉しないので、カム本体13の変形を制限できる。これにより、従来のように、カム管11をシャフト12に固着した後にカム管11の摺動面を改めて研磨加工する必要がないので、生産効率に優れる。
ところで、固着部14は突条15と被固着部16との間の突き上げ力を受けるため、外周面は外径方向への膨張変形が生ずることがありうるが、固着部14の外周面は内燃機関の動弁機構として機能するところではないので、何の支障も生じない。
【0023】
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態を図4によって説明する。
本実施形態に係るカムシャフト10では図4に示すようにカム管11の固着部14に位置決め凸部18を形成した点が上記第1実施形態と相違する。上記実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、重複する説明は省略する。
【0024】
挿入方向前方の固着部14の内周壁には、固着部14の全長に亘って、内方へ突出させた位置決め凸部18が形成されている。図4に示すように、この位置決め凸部18は両固着部14,14間において周方向に隣接する一組の突条15,15の間に1箇所配設されている。
さらに、シャフト12の所定位置には、この位置決め凸部18を嵌め合わせ可能な溝状をなす位置決め凹部19がシャフト12の軸方向に沿って切欠き形成されている(図4参照)。位置決め凹部19はカム管11の挿入方向手前側の被固着部16の対応する箇所から、小径部17、奥側の被固着部16に至るまで同一直線上に沿って形成されている。
【0025】
本実施形態によればカムシャフト10の組付け時に、位置決め凸部18と位置決め凹部19とを嵌め合わせて組付けることにより、カム管11を所望の位置に組付けることが容易になり、組付け精度の向上が可能となる。
【0026】
尚、シャフト12に複数のカム管11を固着する場合、カム管11の配設位置に応じて位置決め凸部18の配設位置を変更したり、カム管11の配設位置に応じてシャフト12に形成する位置決め凹部19を複数箇所に形成しても良い。
【0027】
<第3実施形態>
図5ないし図8は本発明の第3実施形態を示す。
本実施形態にかかるカムシャフト10ではシャフト12における挿入方向の手前側(図6の右側)の被固着部16Fの外径を奥側(図6の左側)の被固着部16Rよりも小径とし、カム管11における挿入方向前方(図6の右側)の固着部14Fの突条15の張り出し量を挿入方向後方の固着部14Rの張り出し量よりも小さくした点が上記第1実施形態と相違する。上記第1実施形態と同様の構成については同様の符号を付して重複する説明は省略する。
【0028】
このような構成とすれば、組付け時に挿入方向前方の固着部14Fと挿入方向手前側の被固着部16Bとの干渉を防ぐので、固着時に余分な荷重をかける必要がなく、生産効率に優れる。
【0029】
<第4実施形態>
本実施形態に係るカムシャフト10では、被固着部16の形状が上記第1実施形態と相違する。
被固着部16の外周面には網目状のローレット加工が施されている。
このような構成とすれば、被固着部16の加工が容易であるとともに、カム管11の固着時に突条15と被固着部16との摩擦が大きくなるのでカム管11の固着力の向上が可能となる
【0030】
<第5実施形態>
上述のいずれの実施形態においても本実施形態に係るカムシャフト10のように、固着部14を所定の長さに設定して組付け時にカム管11やジャーナル管11Aのような軸方向に隣接する回転部材との間隔を所定のものにするいわゆるスペーサーとして用いるものであってもよい。
本実施形態によれば、隣接するカム管11,11同士の固着部14,14の先端を当接させて嵌挿させることで、シャフト12の軸方向に関する位置決めが容易にできる。
また、当接し合う固着部14,14の間に所定の間隙を設定したい場合には、一のカム管11の固着部14と他のカム管11(或いはジャーナル管11A)の固着部14同士の突き合せ箇所に弾性素材で所定の厚みを備えた弾性スペーサ(図示なし)を挟んで固着して、その後弾性スペーサーを取り外すようにしても良い。
【0031】
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)上記実施形態では、固着部14の内周面に軸方向に平行に形成した突条15部を食い込ませていたが、例えば、固着部14の内周の断面形状を多角形状にして部分的に被固着部16の外径よりも小径に形成し、そのように形成した固着部14を被固着部16に対して食い込ませるようにしたものでもよい。
(2)上記実施形態では固着部14の内周壁に形成された突条15は略半円形状をなしていたが、例えば断面略三角形状等他の形状のものでもよい。
また、上記実施形態において、挿入方向前方の固着部14と後方の固着部14との突条15を同位相に配設して、後方側の突条15を前方側の突条15よりも突出させたものでもよい。
(3)上記実施形態においてカム管11の固着部14の外周面をジャーナル面として用いるものであっても良い。
(4)上記第2実施形態において位置決め凸部18は挿入方向前方の固着部14にのみ形成していたが、後方の固着部14に形成するものであってもよい。また、このとき、前方と後方との双方の固着部14,14にそれぞれ位置決め凸部18を形成するものでもいずれか一方の固着部14に位置決め凸部18を形成するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態のカムシャフトに係るカム管の平面図
【図2】カム管の組付け前の一部破断側面図
【図3】組付け後のカムシャフトの側断面図
【図4】第2実施形態のカムシャフトに係るカム管の平面図
【図5】第3実施形態のカムシャフトに係るのカム管の平面図
【図6】カム管の組付け前の一部破断側面図
【図7】組付け過程のカムシャフトの側断面図
【図8】組付け後のカムシャフトの側断面図
【図9】第4実施形態に係る組付け前のカムシャフトの側断面図
【図10】組付け後のカムシャフトの側断面図
【図11】第5実施形態に係るカムシャフトの側面図
【符号の説明】
10…カムシャフト
11…カム管(回転部材)
12…シャフト
13…カム本体(本体)
13A…挿通孔
13F…摺動面
14…固着部
15…突条
16…被固着部
17…小径部
18…位置決め凸部(凸部)
19…位置決め凹部(凹部)
Claims (3)
- シャフトと、前記シャフトを回転軸にすると共にその外周面には相手部材に対する摺動面が形成された回転部材とからなり、前記回転部材を前記シャフトに嵌め込んで、前記シャフトと前記回転部材との嵌合面においてそのいずれか一方を他方に食い込ませることによって前記回転部材を固着させる回転部材の固着構造において、
前記回転部材は、前記摺動面が形成され前記シャフトを挿通可能な挿通孔を有する本体とこの本体から回転軸の軸方向へ一体に連設されかつ前記シャフトに密着して嵌挿可能な固着部とを備え、前記固着部の内径が前記シャフトの外径よりも小であると共に前記シャフトの外径が前記挿通孔の内径以下に形成されて、前記固着部が前記シャフトに圧入されることによって前記回転部材全体が前記シャフトに対して固着されており、
前記回転部材には前記本体に係る前記回転軸の軸方向の両側に前記固着部が連設されており、
前記固着部には前記シャフトに食い込ませる突条が回転軸の軸方向に沿って形成されており、
前記回転部材の挿入方向前側の固着部に形成された突条と挿入方向後側に形成された突条とが周方向に関する位相をずらして配置されていることを特徴とする回転部材の固着構造。 - 前記シャフトには凸部が形成されており、前記回転部材には凹部が形成されており、前記凸部と前記凹部とが嵌り合うことによって前記回転部材の周方向に関する位置決めを行うようになっていることを特徴とする請求項1に記載の回転部材の固着構造。
- 前記シャフトに対して前記回転部材が軸方向に複数個配列される構造において、隣接する前記回転部材の前記固着部が相互に当接させてあることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の回転部材の固着構造。
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