JPH0381037A - エンジンの動弁機構用カムフォロア装置の軸固定方法と軸固定治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明に係るエンジンの動弁機構用カムフォロア装置
の軸固定方法と軸固定用治具は、自動車の走行用等とし
て使用されるエンジンの動弁機構中に組み込み、動弁機
構部分の摩擦を少なくして、エンジン運転時に於ける騒
音の低減と燃料消費率の低減とを図るカムフォロア装置
の軸を固定する場合に利用するもので、軸の固定を確実
に行なう事で、上述の様なカムフォロア装置の耐久性向
上を図るものである。

（従来の技術） 自動車の走行用等として使用されるエンジンには、各種
の構造のものがあるが、往復ピストン型エンジンの場合
は、一部の２サイクルエンジンを除き、総てクランクシ
ャフトの回転と同期して開閉する吸気弁及び排気弁を設
けている。

これら吸気弁及び排気弁を駆動する為の動弁機構として
は各種の構造のものが存在するが、例えば第２０図に示
した５ＯＨＣ型のものに就いて説明すると、クランクシ
ャフト１の１／２の速度で回転する（４サイクルエンジ
ンの場合）１木のカムシャフト２により、ロッカーアー
ム３．３を介して吸気弁４及び排気弁５を往復駆動する
様にしている。クランクシャフト１と同期して回転する
カムシャフト２に固設したカム６．６は、ロッカーアー
ム３．３の端部と摺接しつつ吸気弁４及び排気弁５を往
復駆動する。

ところで、近年、エンジン運転時に於けるカム６．６の
周面とロッカーアーム３．３等の相手側部材の対向部分
との摩擦力を低減し、エンジン運転時に於ける燃料消費
率の低減を図る為、上記対向部分に、カム６．６の回転
に伴なって回転するカムフォロアを設ける事が行なわれ
る様になった。

即ち、第２１〜２２図に示す様に、カム６と対向するロ
ッカーアーム３の端部に互いに間隔を開けて設けた１対
の支持壁部７．７に、軸８の両端部を支持固定し、この
軸８の周囲に、ころ９．９を介して短円筒状の回転部材
１０を設け、この回転部材１０の外周面とカム６の外周
面とを互いに当接させて、カム６の回転に伴ない回転部
材１゜が、軸８を中心として回転する様にしている。

この様な回転部材１０を設け、カム６とこれに対向する
部材との間の摩擦を、滑り摩擦から転がり摩擦に変える
事で、燃料消費率が減少する。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の様なエンジンの動弁機構用カムフォロ
ア装置に於いても、依然として次に述べる様な、解決し
なければならない問題点が存在する。

即ち、カムフォロア装置が長期間に亙って安定した動作
を行なう為には、回転部材１０を支持している軸８が、
ロッカーアーム３等、カム６に対向する部材に対して回
転しない様に、しっかりと固定されていなければならな
い。

軸８が上記部材に対して回転した場合、この軸８の端部
外周面と、軸８を支持する為、ロッカーアーム３の端部
の支持壁部７．７に形成した通孔１１．１１の内周面と
が次第に摩耗し、軸８の支持が不完全となって、上記回
転部材１０がカム６の回転に伴なってがたついてしまう
。

この為従来から、第２２図に示す様に、カム６の動きを
受けるロッカーアーム３等の部材に間隔を開けて形成し
た１対の支持壁部７．７の、互いに整合する位置に形成
した通孔１１．１１に、軸８の両端部を嵌合させると共
に、第２３〜２４図に示す様な固定用治具により、この
軸８の両端部をそれぞれ通孔１１．１１の内周面に向け
てかしめ付ける事で、軸８が通孔１１．１１を形成した
支持壁部７．７に対し回転しない様にしてぃる。

ところが、この様な単純なかしめ付けによる回り止めの
場合、軸８と上記支持壁部７．７との回り止めは、かし
め付は部分の摩擦力によってのみ図られる為、軸８に極
端Ｃ大きな力が加わった場合、軸８が回転する恐れがあ
る。

又、軸８の両端部をかしめ付ける事によって、この軸８
の回り止めを図る場合、かしめ深さを厳密に規制する必
要があり、かしめ深さが不足した場合は、軸８の回り止
めが不十分となり、反対にかしめ深さが過大の場合は、
軸８の中間部外周面で、ころ９．９が接触する部分が変
形して、ころ９．９の耐久性を低下させてしまう。とこ
ろが、第２３〜２４図に示した様な、従来の固定用治具
の場合、かしめ付は作業を行なう際に固定用治具を押圧
する力が徐々に大きくなる為、上記かしめ深さを厳密に
規制する事が難しかった。

自動車用エンジンに於いては、現状に於いて軸８を回転
させる程強い力が加わる事はないが、近年エンジンの高
回転、高出力化が図られており、軸８に加わる力も大き
くなる傾向がある為、今後予想される、より以上の高回
転、高出力化に対応する為には、軸８の回り止めをより
強固にする必要がある。

この様な問題を解決する為の手段として、実開昭６４−
３４４０６号公報には、第２５〜２８図に示す様に、軸
８の端部を、この軸８とは非同心円の形状にかしめる事
で、軸８の回り止めを図る事が提案されている。ところ
が、この様な先に提案された構造の場合、確実な回り止
めを図る７為には、かしめ深さを大きくしなければなら
ず、軸８の端部をかしめる作業が必ずしも容易ではない
為、カムフォロア装置の製作費が嵩んでしまうだけでな
く、かしめ付けによる変形が軸８の中央寄りに迄及び易
い、かしめ付けによる変形が軸８の中央寄りに迄及んだ
場合、この軸８の外周面を外方軌道として利用している
転がり軸受の寿命が短かくなる為、好ましくない。

この他、実開昭６３−１３３８５１号公報にも、軸８の
端面の一部のみを、通孔１１の開口縁部に向けてかしめ
付ける技術が記載されているが、やはり前述と同様の不
都合が生じる。

本発明のエンジンの動弁機構用カムフォロア装置の軸固
定方法と軸固定用治具に関する発明は、上述の様な事情
に鑑みて成されたものである。

（課題を解決するための手段） 本発明のエンジンの動弁機構用カムフォロア装置の軸固
定方法と軸固定用治具は、上述した従来のカムフォロア
装置と同様に、エンジンのクランクシャフトと同期して
回転するカムシャフトに固定のカムの外周面と当接し、
このカムの動きをシリンダに設けた吸気口或は排気口を
開閉する弁に伝えるエンジンの動弁機構中に組み込まれ
て、動弁機構による動力損失を低減するカムフォロア装
置の、軸を固定する為に使用するものである。

この内、請求項１に記載された固定方法に関する発明は
、カムに対向して設けられ、このカムの動きを受ける部
材Ｃ間隔を開けて形成した１対の支持壁部の、互いに整
合する位置に形成した通孔に、軸の両端部を嵌合させた
後、この軸の両端部を拡径する事により、軸の両端部を
上記通孔の内周面に向けてかしめ付け、次いで上記軸の
両端部を全周に亙り更に拡径する事で、この軸の両端部
を上記通孔の内周面に食い込ませる様に構成している。

又、請求項２に記載された固定方法に関する発明は、軸
の両端部を通孔の内周面に向けてかしめ付けた後、上記
軸の両端部を更に拡径する際に、この軸の両端部を全周
に亙って拡径する代わりに、この軸の一部のみを拡径し
、この一部のみを上記通孔の内周面に食い込ませる様に
構成している。

又、請求項３に記載された軸固定用治具に関する発明は
、軸の端面に押圧する為の押圧手段に固定自在な主部と
、この主部の端面で、上記軸の端面に対向する部分に、
断面Ｖ字形に突出した状態で形成され、先端縁の直径を
軸の外径よりも少し小さくした環状の突条と、この突条
の外周側に形成され、上記主部の中心軸に対する傾斜角
度が比較的緩い、第一の円錐面状傾斜面と、上記突条の
外周側で、第一の円錐面状傾斜面の外側に形成され、上
記主部の中心軸に対する傾斜角度が比較的急な、第二の
円錐面状傾斜面とから構成されている。

更に、請求項４に記載された軸固定用治具に関する発明
は、突条の外周縁の一部に、第二の傾斜面よりも凹入す
る事で形成された不連続部を有するものである。

（作　　　用） 上述の様に構成される本発明のエンジンの動弁機構用カ
ムフォロア装置の軸固定方法により軸を固定する場合、
軸の両端部を上記通孔の内周面に向けてかしめ付ける事
で、この軸が一応固定されるが、次いで軸の両端部を更
に拡径する事により、この両端部を上記通孔の内周面に
食い込ませる為、軸を回転させる方向に強い力が加わっ
た場合でも、この軸が回転する事がなくなり、軸固定部
分の耐久性が向上する。又、かしめ付は作業は２段階に
亙り行ない、両端部を外方に向けて大きく突出させる為
、確実な回り止めを行なう場合でも、かしめ深さを大き
くする必要がない。

特に、軸の両端部の一部のみを外方に向けて大きく拡径
させる場合、この一部と残りの部分との間に形成される
段差部が通孔の内周縁と噛み合い、通孔の内側での軸の
回り止めを、より確実に図る。

そして、本発明の軸固定用治具によって、上記固定方法
を行なう場合、単に治具を軸の端面に押し付ける作業を
行なうだけで、軸の両端部を上記通孔の内周面上向けて
かしめ付け、次いで軸の両端部を更に拡径する事が出来
る。

又、本発明の固定用治具を軸の端面に押し付け、この固
定用治具の端部外周寄り部分を広げた場合、軸への食い
込み部分が第一の円錐面状斜面から第二の円錐面状傾斜
面に移る事に伴ない、固定用治具を押し付けるのに要す
る力が急に大きくなる為、固定用治具の先端部を軸の端
面に食い込ませる量、即ち、前記かしめ深さの規制を容
易に行なえる。

（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ、本発明を更に詳しく
説明する。

第１〜４図は請求項１．３に対応する、本発明の第一実
施例を示しており、第１図は固定用治具の端面図、第２
図は断面図、第３図は第２図のＡ部拡大図、第４図はこ
の治具を使用して軸の固定作業を行なう状態を示す部分
断面図である。

固定用治具１２は、焼き入れ鋼等、固定しようとする軸
８の端部よりも十分に硬質な材料により、円柱状に形成
されている。

固定すべき軸８の端面に押圧する為の、プレス装置等の
押圧手段に固定自在な主部１３の端面１４には、環状の
突条１５が形成されている。断面Ｖ字形のこの突条１５
は、上記端面１４から突出した状態で形成されているが
、この突条１５の先ｔ４縁の直径Ｒは、上記固定すべき
軸８の外径りよりも少し小さくしている（Ｄ＞Ｒ）。

上述の様に、主部１３の端面１４に形成された環状の突
条１５の外周側には、上記主部１３の中心軸と平行な直
線ａに対する傾斜角度α（中心軸に対する傾斜角度と一
致する。）が比較的緩い、第一の円錐面状傾斜面１６を
形成している。

又、上記突条１５の外周側で、第一の円錐面状傾斜面１
６の外側には、上記直線ａに対する傾斜角度βが比較的
急な、第二の円錐面状傾斜面１７を形成しており、突条
１５の内周側は、第三の円錐面状傾斜面１８としている
。

尚、上述の様な突条１５の断面形状としては、次の様な
数値を有する形状が、好ましく用いられる。

即ち、第一の円錐面状傾斜面１６の傾斜角度αを５０度
、その高さｈを０．２１、第二の円錐面状傾斜面１７の
傾斜角度βを７０度とし、更に内周側の第三の円錐面状
傾斜面１８の傾斜角度γを３０度とする。

上述の様な固定用治具１２を用いて、回転部材１０を支
持する為の軸８を固定する、アルミニウム合金等により
造られたロッカーアーム３の端部には、前述の第２１〜
２２図に示す様に、互いに平行な１対の支持壁部７．７
を、間隔を開けて形成している。

この１対の支持壁部７．７の、互いに整合する位置には
、それぞれ断面円形の通孔１１．１１を形成して、各通
孔１１．１１に、軸受鋼等により造られた１木の軸８の
両端部を嵌合し、この軸８の両端部を支持壁部７．７で
支持出来る様にしている。

尚、軸８の中間部で、固定作業完了後に於いて支持壁部
７．７の間に存在する部分は、高周波焼き入れ等の手段
により表面を硬くされており、通孔１１．１１の内側に
存在する両端部は焼き入れせず、塑性変形可能な程度に
軟質としている。

又、１対の支持壁部７．７にそれぞれ形成した通孔１１
．１１の内、少なくとも一方の通孔１１の内径は、固定
前（＃６部を拡径する前）に於ける軸８の外径よりも僅
かに大きくして、通孔１１．１１内に軸８の両端部を挿
入する際に、（ころ９．９が当接する外方軌道として機
能する）軸８の中間部外周面に傷が付かない様にする。

尚、軸８の両端の支持が確実に行なわれるならば、両方
の通孔１１．１１の内径を、固定前に於ける軸８の外径
よりも大きくしても良い。

上述の様に設けられた１対の支持壁部７．７の通孔１１
．１１に、ころ９．９を介して回転部材１０を支承した
軸８の両端部を挿入したならば、固定用治具１２を装着
したプレス機械を作動させる事により、上記固定用治具
１２の端面１４に形成した突条１５を軸８の両端面に向
けて、強く押し付ける。

この押し付けに伴ない、上記突条１５の第一第三の円錐
面状傾斜面１６．１８部分が、軸８の端面に食い込む事
に伴なって、軸８の端面外周縁部分が外方に広げられ、
それ迄（押し付は前には）第５〜６図に示した様な形状
であった軸８の端部が、第７〜８図に示す様に（及び第
４図に鎖線で示す様に）変形する。

この様に、突条１５の先端寄りに存在する、第、第三の
円錐面状傾斜面１６．１８部分で、軸８の両端部を、上
記通孔１１．１１の内周面に向けてかしめ付ける事によ
り、この軸８が一応固定されるが、本発明の軸固定方法
を実施する場合、固定用治具１２を装着したプレス機械
の作動をそのまま継続し、上記固定用治具１２の突条１
５を、更に軸８の端面に食い込ませる。

この結果、突条１５の根木寄り部分に形成された第二の
円錐面状傾斜面１７が、軸８の端面に食い込み、軸８の
両端部を更に拡径する為、軸８の両端部が第９〜１０図
に示す様に変形し、この軸８の両端部が通孔１１の開口
周縁部に、第４図に実線で示す様にしっかりと食い込み
、軸８の両端部と通孔１１の開口周縁部との当接圧が大
きくなり、軸８が通孔１１の内側で回転し難くなって、
軸固定部分の耐久性が向上する。

これと同時に、中心軸に対する傾斜角度が急な、第二の
円錐面状傾斜面１７が、軸８の端面に突き当たる為、固
定用治具１２の先端を軸８の端面に食い込ませるのに要
する力が急激に上昇する。前記プレス機械の動作は、こ
の様な力の急激な上昇により停止させられる為、軸８の
端部のかしめ深さが過大となる事はない。

上記一連の固定作業は、単にプレス機械等により固定用
治具１２を、軸８の端面に押し付けるだけで簡単に行な
える。しかも、この押し付けに伴なって軸８の端部をか
しめ付ける際、かしめ作業が２段階に亙って行なわれ、
２段目のかしめ作業で軸８の端部が外方に拡げられる為
、比較的小さな力でかしめ付は作業を行なう事が出来、
しかもかしめ深さを大きくする事なく、軸８の回り止め
を確実に図る事が出来る。

次に、第１１〜１３図は、請求項２．４に対応する、本
発明の第二実施例を示しており、第１１図は固定用治具
の端面図、第１２図は第１１図のＢ−Ｂ断面図、第１３
図はこの治具を使用して軸の固定作業を行なう状態を示
す断面図である。

本実施例に於ける固定用治具１２も、前述した第一実施
例に於ける固定用治具と同様に、主部１３の端面１４に
形成された環状の突条１５の外周側に、傾斜角度が比較
的緩い第一の円錐面状傾斜面１６を、上記突条１５の外
周側で、第一の円錐面状傾斜面１６の外側には、傾斜角
度が比較的急な、第二の円錐面状傾斜面１７を形成し、
突条１５の内周側は、第三の円錐面状傾斜面１８として
いる。

更に、本実施例の場合、上記突条１５の外周縁の４箇所
位置に、上記第二の円錐面状傾斜面１７よりも球面状に
凹入した凹部１９．１９を形成し、この凹部１９．１９
部分を、第二の円錐面状傾斜面１７の不連続部２０．２
０としている。

上述の様に構成される、本実施例の固定用治具１２によ
り、軸８の両端部を通孔１１の内側に固定する場合も、
前述した第一実施例の場合と同様に、１対の支持壁部７
．７の通孔１１．１１に、ころ９．９を介して回転部材
１０（第２２図）を支承した軸８の両端部を挿入してか
ら、固定用治具１２を装着したプレス機械を作動させ、
上記固定用治具１２の端面１４に形成した突条１５を軸
８の両端面に向けて強く押し付ける事により、上記突条
１５の第一、第三の円錐面状傾斜面１６．１８部分を、
軸８の端面に食い込ませ、軸８の端面外周縁部分を外方
に広げて、第５〜６図に示した様な形状であった軸８の
端部を、第７〜８図に示す様に変形させる。

この状態から、固定用治具１２を装着したプレス機械の
作動をそのまま継続させ、上記固定用治具１２の突条１
５を、更に軸８の端面に食い込ませて、突条１５の根木
寄り部分に形成された第二の円錐面状傾斜面１７を、軸
８の端面に食い込ませ、軸８の両端部を更に拡径する。

本実施例の場合、上記第二の円錐面状傾斜面１７には４
箇所の不連続部２０，２０が存在する為、第二の円錐面
状傾斜面１７による拡径は全周に亙っては行なわれず、
第二の円錐面状傾斜面１７が食い込んだ後に於ける軸８
の端部は、第１４〜１５図に示す様に変形する。

即ち、第二の円錐面状傾斜面１７が存在する部分２１．
２１は、外方に向けて更に広げられるが、不連続部２０
．２０に対向する部分２２．２２は、前記第７〜８図に
示した状態からは変化せず、画部分２１．２２の間に段
差部２３．２３が形成される。この段差部２．３．２３
は、上記通孔１１の開口縁部と噛合する為、段差部２３
．２３を形成された軸８が通孔１１の内側で回転する事
は確実に防止され、軸固定部分の耐久性がより一層向上
する。

次に、第１６〜１７図は本発明の軸固定用治具の第三実
施例を、第１８〜１９図は同第四実施例を、それぞれ示
している。

先ず、第１６〜１７図に示した第三実施例の場合、第二
の円錐面状傾斜面１７の不連続部２０．２０を形成する
為の凹部１９．１９の形状を、円弧形切り欠き状とする
事で、各凹部１９．１９を深くしている。

又、第１８〜１９図に示した第三実施例の場合、端面１
４の２箇所位置を、互いに平行に削り取る事で、凹部１
９．１９としている。

これら第三、第四実施例の固定用治具の作用自体は、前
述した第二実施例の治具と殆ど同じである。

（発明の効果） 本発明のエンジンの・動弁機構用カムフォロア装置の軸
固定方法と軸固定用治具は、以上に述べた通り構成され
作用する為、エンジン運転時に発生する騒音を低減し、
燃費を向上させると言った効果をそのままとして、エン
ジンの高回転化、大型化によってその出力を向上させた
場合に於いても、カムフォロア装置の耐久性を十分に維
持する事が可能となり、高出力エンジンの低騒音化、省
燃費化に果たす役割は大きい。

しかも、比較的簡単なかしめ装置で造る事が可能であり
、かしめ深さも小さくて済み、更にかしめ深さを過大に
する事もない為、耐久性の優れたカムフォロア装置を安
価に製作可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は、請求項１．３は対応する、本発明の第一
実施例を示しており、第１図は固定用治具の端面図、第
２図は断面図、第３図は第２図のＡ部拡大図、第４図は
この治具を使用して軸の固定作業を行なう状態を示す断
面図、第５〜１０図は軸端部が変形する過程を示してお
り、第５〜６図は変形前の端面図及び断面図、第７〜８
図は変形の第一段階を示す端面図及び断面図、第９〜１
０図は変形完了後の状態を示す端面図及び断面図、第１
１〜１３図は、請求項２．４に対応する、本発明の第二
実施例を示しており、第１１図は固定用治具の端面図、
第１２図は第１１図のＢ−Ｂ断面図、第１３図はこの治
具を使用して軸の固定作業を行なう状態を示す断面図、
第１４〜１５図はこの治具による軸の端部の変形完了後
の状態を示す端面図及び断面図、第１６〜１７図は本発
明の固定用治具の第三実施例を示しており、第１６図は
端面図、第１７図は第１６図のＣ−Ｃ断面図、第１８〜
１９図は同じく第四実施例を示しており、第１８図は端
面図、第１９図は第１８図のＤ−Ｂ断面図、第２０図は
エンジンの動弁機構の１例を示す斜視図、第２１図は第
２０図に示した動弁機構に組み込んだカムフォロア装置
の側面図、第２２図は第２１図のＥ−Ｅ断面図、第２３
〜２４図は従来の固定用治具の端面図及び断面図、第２
５〜２８図は従来の方法により軸を固定した状態の４例
を示す、それぞれロッカーアームの端部側面図である。 １：クランクシャフト、２：カムシャフト、３：ロッカ
ーアーム、４：吸気弁、５：排気弁、６：カム、７：支
持壁部、８：軸、９：ころ、１０：回転部材、１１：通
孔、１２：固定用治具、１３：主部、１４：端面、１５
：突条、１６：第一の円錐面状傾斜面、１７：第二の円
錐面状傾斜面、１８：第三の円錐面状傾斜面、１９：凹
部、２０：不連続部、２１．２２：部分、２３：段差部
。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンのクランクシャフトと同期して回転する
   カムシャフトに固定のカムの外周面と当接し、このカム
   の動きをシリンダに設けた吸気口或は排気口を開閉する
   弁に伝えるエンジンの動弁機構中に組み込まれるカムフ
   ォロア装置を構成する軸の固定方法であって、上記カム
   に対向して設けられ、このカムの動きを受ける部材に間
   隔を開けて形成した１対の支持壁部の、互いに整合する
   位置に形成した通孔に、軸の両端部を嵌合させた後、こ
   の軸の両端部を拡径する事により、軸の両端部を上記通
   孔の内周面に向けてかしめ付け、次いで上記軸の両端部
   を全周に亙り更に拡径する事で、この軸の両端部を上記
   通孔の内周面に食い込ませるエンジンの動弁機構用カム
   フォロア装置の軸固定方法。
2. （２）軸の両端部を通孔の内周面に向けてかしめ付けた
   後、上記軸の両端部を更に拡径する際に、この軸の両端
   部を全周に亙って拡径する代わりに、この軸の両端部の
   一部のみを拡径し、この一部のみを上記通孔の内周面に
   食い込ませる、請求項１に記載のエンジンの動弁機構用
   カムフォロア装置の軸固定方法。
3. （３）エンジンのクランクシャフトと同期して回転する
   カムシャフトに固定のカムの外周面と当接し、このカム
   の動きをシリンダに設けた吸気口或は排気口を開閉する
   弁に伝えるエンジンの動弁機構中に組み込まれるカムフ
   ォロア装置を構成する軸を固定する場合に使用する為、
   上記軸よりも硬質な材料により造られた治具であって、
   軸の端面に押圧する為の押圧手段に固定自在な主部と、
   この主部の端面で、上記軸の端面に対向する部分に、断
   面Ｖ字形に突出した状態で形成され、先端縁の直径を軸
   の外径よりも少し小さくした環状の突条と、この突条の
   外周側に形成され、上記主部の中心軸に対する傾斜角度
   が比較的緩い、第一の円錐面状傾斜面と、上記突条の外
   周側で、第一の円錐面状傾斜面の外側に形成され、上記
   主部の中心軸に対する傾斜角度が比較的急な、第二の円
   錐面状傾斜面とから成るエンジンの動弁機構用カムフォ
   ロア装置の軸固定用治具。
4. （４）突条の外周縁の一部に、第二の円錐面状傾斜面よ
   りも凹入する事で形成された不連続部を有する、請求項
   ３に記載のエンジンの動弁機構用カムフォロア装置の軸
   固定用治具。