JPH07293666A - カムシャフト - Google Patents

カムシャフト

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Publication number
JPH07293666A
JPH07293666A JP6086121A JP8612194A JPH07293666A JP H07293666 A JPH07293666 A JP H07293666A JP 6086121 A JP6086121 A JP 6086121A JP 8612194 A JP8612194 A JP 8612194A JP H07293666 A JPH07293666 A JP H07293666A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
fitting
guide groove
peripheral surface
fitting member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6086121A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Hiraoka
武 平岡
Shuichi Tamaki
修一 田牧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Piston Ring Co Ltd
Original Assignee
Nippon Piston Ring Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Piston Ring Co Ltd filed Critical Nippon Piston Ring Co Ltd
Priority to JP6086121A priority Critical patent/JPH07293666A/ja
Publication of JPH07293666A publication Critical patent/JPH07293666A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • F01L2001/0475Hollow camshafts

Landscapes

  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切削せずにカムロブ等の嵌合部材を中空のシ
ャフトに機械的に嵌着して組み立てたカムシャフトにお
いて、嵌合部材の角度位置の精度を高め、嵌合部材とシ
ャフトのカムシャフト回転方向接合力を増大させ、嵌合
部材をシャフトに嵌合する工程の作業能率を向上させ
る。 【構成】 中空のシャフト10の外周面に1つ以上の軸方
向に延長する案内溝12を形成し、カムロブ等の嵌合部材
20にその案内溝に摺動自在に係合する突起22を形成す
る。嵌合部材20をシャフト10に嵌合するとき、シャフト
10のその嵌合部材の嵌合領域Bを通る案内溝12を縮小
し、その嵌合部材の案内溝を除く外周面に嵌合外領域A
の外径よりも部分的に大径な隆起部13を形成する。嵌合
部材20の軸孔内周面21を隆起部13に、突起22を縮小した
案内溝にそれぞれ圧入して嵌合部材20をシャフト10に一
体固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に設けるカムシ
ャフトに関するものであり、さらに詳しく述べると、中
空シャフトのカム等の嵌合部材を固定する領域の外周面
にシャフト外径よりも少なくとも部分的に大径な隆起部
を形成し、その隆起部にカムの軸孔内周面を圧入してカ
ム等の嵌合部材をシャフトに一体固定する方式のカムシ
ャフトの改良に係わるものである。
【0002】
【従来の技術】シャフト外周面のカム等の嵌合部材を固
定する領域にローレット又はらせん状ないし同心円状の
溝を転造してシャフトの外径よりも大径な隆起部を形成
し、その隆起部に別体として製作したカム等の嵌合部材
軸孔内周面を圧入嵌合させてカム等の嵌合部材をシャフ
トに固着させてなるカムシャフトは、特開平2−150
543号公報及び特開平5−10340号によって公知
である。
【0003】特開平2−150543号のカムシャフト
はカムの軸孔にキー突条を設け、そのキー突条によって
シャフト隆起部にキー溝を切削してカムをシャフトに固
定する方式であり、特開平5−10340号のカムシャ
フトは軸孔内周面の一部に弦面を設け、その弦面によっ
てシャフト隆起部を切削して又は塑性変形させてカムを
シャフトに固定する方式である。
【0004】上記カムシャフトはいずれもシャフト上に
カムの角度位置を規制する機構がないため、カムシャフ
ト組立機にカム角度位置割り出し機構を付設してカム角
度位置の精度を確保しなければならなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】カム軸孔の突条又は弦
面によってシャフト隆起部を切削し、それによってカム
をシャフトに一体化させると、切削屑の除去工程が必要
になり、加工コストが増大するため、切削を伴わない塑
性変形によってカムとシャフトを一体化させることが要
望されている。しかし、塑性変形によると、カム軸孔と
シャフト隆起部のかみ込み量が比較的少ないため、カム
シャフト回転方向の接合強度が低下するという問題があ
った。
【0006】カム角度の位置決めについては、シャフト
外周面に軸方向全長に延長する案内溝を設け、その溝に
しまりばめではまる突起をカム軸孔内周面に設けると、
カム角度がおのずから高精度で位置決めされるから、カ
ムシャフト組立機のカム角度位置割り出し機構は不要に
なることが特公昭58−54901号に開示されてい
る。しかし、シャフト全長にわたりカム内周面突起をし
まりばめする案内溝を設けると、カム固定領域だけでな
く、シャフト軸端からカム固定領域にいたる部分がすべ
て圧入となるため、カムシャフト組立作業の効率が低下
するという問題があった。
【0007】本発明はこれらの問題を解決するためにな
されたものであり、その目的とするところは、シャフト
外周面の隆起部を切削せずにカムをシャフトに圧入し、
かつシャフト外周面の案内溝とカム軸孔内周面突起によ
ってカム角度を位置決めする方式のカムシャフトにおい
て、カムシャフト回転方向のカムとシャフトの接合強度
を増大すること、及びカムをシャフトに嵌合する組立作
業の効率を改善することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明が採用する手段は、シャフトの嵌合部材の嵌
合領域の外周面にシャフト外径よりも少なくとも部分的
に大径な隆起部を形成し、その隆起部に嵌合部材の軸孔
内周面を非切削で圧入してシャフトと嵌合部材とを一体
に組み立てたカムシャフトにおいて、シャフトの外周面
に1つ以上の軸方向に延長する案内溝を形成し、案内溝
の嵌合領域を通る部分をそれ以外の部分よりも縮小さ
せ、嵌合部材の軸孔内周面に形成した突起が縮小してい
ない案内溝を摺動自在に通り抜けて、縮小した案内溝に
圧入するようにしたことにある。
【0009】
【作用】あらかじめ、中空シャフトの外周面に1つ以上
の案内溝を形成しておく。次に、中空シャフトの一方の
最端嵌合領域の外周面にローレット加工等の転造加工を
施してシャフト外径よりも少なくとも部分的に大径の隆
起部を形成すると共に、案内溝の嵌合領域を通る部分を
縮小させる。又は、ローレット加工に先だってその嵌合
領域にローラー加工等の圧縮加工を施して圧縮し、その
部分を通る案内溝を縮小し、ついで、その最端嵌合領域
の案内溝を除く外周面にローレット加工等の転造加工を
施してシャフト外径よりも少なくとも部分的に大径の隆
起部を形成する。それから、その最端嵌合領域の嵌合部
材を他端側からシャフトにはめる。このとき、案内溝に
嵌合部材の軸孔内周面突起がはまるから、嵌合部材の角
度位置はおのずと規制される。この突起はシャフトの他
端から一端側最端嵌合領域までの案内溝には圧入しない
から、嵌合部材は円滑に一端近くの最端嵌合領域まで摺
動させることができる。そこで、嵌合部材軸孔内周面の
突起を縮小した案内溝に、軸孔内周面を隆起部にそれぞ
れ圧入して嵌着固定する。
【0010】このようにして一方の最端の嵌合部材をシ
ャフトに固定した後に、次の嵌合領域を同様に加工して
そこに次の嵌合部材を固定する。これを順次繰り返して
カムシャフトの組立を完成する。時間を要するシャフト
を嵌合部材に圧入する工程は嵌合部材を嵌合領域に固定
するときだけであるから、カムシャフトを効率よく組み
立てることができる。嵌合部材は軸孔内周面がそれより
も部分的に大径のシャフト外周面隆起部に、軸孔内周面
突起がそれよりも内幅の小さなシャフト外周面の縮小し
た案内溝にそれぞれかみ込むように嵌合するから、カム
シャフト回転方向の嵌合部材とシャフトの接合強度は非
常に大きい。嵌合部材は軸孔内周面の突起とシャフト外
周面の案内溝により角度位置が規制されるから、各嵌合
部材のシャフトに対する角度は高精度で位置決めするこ
とができる。
【0011】
【実施例】本発明のカムシャフトを図面に示す実施例に
基づいて説明する。図1ないし図4は第1実施例であ
り、図1に示すように、鋼管製シャフト10の外周面11に
端面から軸方向に延長する案内溝12を形成する。シャフ
ト10のカムロブ20を取り付ける嵌合領域Bの外周面は圧
縮されて他の嵌合外領域Aの外周面よりも小径である。
その圧縮した外周面にローレット加工を施して部分的に
他の領域Aの外周面よりも大径な隆起部13を転造する。
カムロブ20の軸孔内周面21にシャフト10の案内溝12には
まる突起22を一体に形成する。
【0012】図2及び図3に示すように、シャフト10の
案内溝12の内幅は嵌合領域の内外において差があり、嵌
合領域内の案内溝12は縮小し内幅も狭くなる。シャフト
10の嵌合領域において、カムロブ20の突起22は縮小した
案内溝12に、カムロブ20の軸孔内周面21はシャフト10の
隆起部13にそれぞれ圧入して嵌着する。図4は図1に示
すカムシャフトのシャフト10とカムロブ20の組立工程を
示すものである。始めに鋼管製のシャフト10の外周面に
複数の全長にわたる軸方向の案内溝12を形成する。この
案内溝12の個数は内燃機関の気筒数の整数倍である。次
に、カムロブ等を固定する嵌合領域Bをローラー加工し
て両側の領域よりも小径に圧縮する。このとき、嵌合領
域Bを通る案内溝12も圧縮されて内幅が縮小する。つい
で、嵌合領域Bの案内溝12を除く周面にローレット加工
を施して両側の領域Aよりも部分的に大径な隆起部13を
形成する。
【0013】カムロブ20の軸孔内周面21に一体形成した
突起22の周方向幅は、シャフト10の縮小しない案内溝12
よりは小さいが、縮小した案内溝よりは大きい。このカ
ムロブ20をシャフト10の端面からはめ、嵌合領域B直前
の位置まで摺動させる。この摺動は圧入を伴わないから
円滑かつ迅速である。ついで、カムロブ20を嵌合領域B
に圧入する。このとき、カムロブ20の軸孔内周面21はシ
ャフト10の隆起部13にかみ込んで嵌着し、カムロブ20の
突起22はシャフト10の縮小した案内溝に圧入して嵌着す
る。各カムロブをシャフトのそれぞれの嵌合領域まで円
滑かつ迅速に摺動させるため、各嵌合領域の外周面に対
する縮小及び転造はそれぞれのカムロブを嵌合順序に合
わせて順次実施する。
【0014】第1実施例はシャフトの嵌合領域をローラ
ー加工により圧縮したが、図5及び図6の第2実施例に
示すように、シャフトの嵌合領域外周面を圧縮せずに、
シャフト10の嵌合領域Bをローレット加工によって隆起
部13を形成し、そのローレット加工によって嵌合領域B
を通る案内溝12の内幅をカムロブ20の突起22の幅よりも
縮小させてもよい。又、カムロブ20の各突起22及びシャ
フト10の各案内溝12の断面をV字形が連続するW字形に
形成することも可能である。
【0015】第1及び第2実施例はシャフトの嵌合領域
に綾目の隆起部13を形成したが、図7及び図8の第3実
施例に示すように、シャフト10の嵌合領域Bに形成する
隆起部13は、軸方向に延長する平目に形成してもよい。
この平目の隆起部13を形成するときに、案内溝12の内幅
を縮小させることができる。又、図9の第4実施例に示
すように、シャフト10の嵌合領域Bに形成する隆起部13
は軸方向に対して傾斜する斜目とすることも可能であ
る。
【0016】前記実施例の案内溝及び突起の断面はV字
形又はW字形であるが、図10及び図11の第5及び第
6実施例に示すように、シャフト10の案内溝12及びカム
20の突起22の断面は4角形やも半円形にすることも、
又、図示していないが、台形にすることも可能である。
なお、シャフト10の嵌合領域Bに平目の隆起部13を形成
する場合、平目のピッチがを案内溝12よりも大きくする
と、案内溝12とカムロブ20の突起22は摺動係合による嵌
合状態となる。
【0017】このようにして組み立てたカムシャフトは
カムロブ20のシャフト10に対する角度位置がシャフト10
の案内溝12とカムロブ20の突起22によって決定するか
ら、突起22を高精度に形成しておけば、カムシャフトの
カムロブ20の角度位置を高精度に設定することができ
る。カムロブ20は軸孔内周面21がシャフト10の隆起部11
にかみ込み嵌着し、突起22が縮小された案内溝12に圧入
して回り止めとなるから、シャフト10とカムロブ20のカ
ムシャフト回転方向に対する接合は非常に強力である。
【0018】
【発明の効果】上記のとおり、本発明のカムシャフト
は、シャフトの外周面には案内溝を、嵌合部材にはその
案内溝に係合する突起をそれぞれ設けて嵌合部材の角度
位置を規制したから、従来のシャフトに嵌合部材の角度
位置を規制する案内溝を設けていなかったものに比べる
と、嵌合部材の角度位置を容易かつ高精度に決定するこ
とが可能であるだけでなく、突起と案内溝が回り止めと
なるから、カムシャフト回転方向の嵌合部材とシャフト
の接合強度も増大するという優れた効果を奏する。
【0019】又、本発明カムシャフトは嵌合領域の案内
溝の幅が嵌合部材突起の幅よりも小幅であるが、嵌合部
材をシャフトにはめるとき、嵌合部材がシャフトの端か
らその嵌合領域に至るまでの案内溝幅は突起の幅に等し
いか又はそれよりも大きいから、従来の案内溝幅が全長
にわたり嵌合部材突起幅にしまりばめしたものに比べる
と、嵌合部材を圧入する工程が著しく容易であり、組立
作業の効率が向上するという格別の効果を奏する。
【0020】さらに前述した案内溝と突起が摺動係合に
よる嵌合状態の場合は圧入工程における組立作業の効率
を一層向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は本発明第1実施例のカムシャフトの要部縦断
面図であり、上半は隆起部を、下半は案内溝を通る断面
を示す。
【図2】は図1のII−II線に沿う断面図、
【図3】は図1のシャフトの案内溝とカムロブの突起の
嵌合状態を示す拡大断面図、
【図4】は図1のシャフトにカムロブを嵌合する工程を
示す斜視図、
【図5】は第2実施例のシャフトとカムロブの嵌合工程
を示す斜視図、
【図6】は第2実施例の隆起部形成工程を示す断面図、
【図7】は第3実施例のシャフトの要部を示す正面図、
【図8】は第3実施例の隆起部形成工程を示す断面図、
【図9】は第4実施例のシャフトの要部を示す正面図、
【図10】は第5実施例のカムロブの横断面図、
【図11】は第6実施例のカムロブの横断面図、
【符号の説明】
10:シャフト、11:外周面、12:案内溝、13:隆起部、
20:カムロブ、21:軸孔内周面、22:突起、A:嵌合外
領域、B:嵌合領域

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】中空のシャフト(10)の外周面(11)に軸
    方向に延長する1つ以上の案内溝(12)を形成し、つい
    で前記シャフト外周面の嵌合領域(B)にそれ以外の領
    域(A)の外周面よりも少なくとも部分的に大径な隆起
    部(13)を形成し、別体の嵌合部材(20)の軸孔内周面
    に前記シャフト案内溝に摺動自在に係合する突起(22)
    を形成し、前記嵌合部材を前記シャフトに外嵌して前記
    軸孔内周面(21)を前記シャフト隆起部(13)に圧入す
    ると共に、前記突起(22)を前記案内溝(12)に嵌合さ
    せて前記嵌合部材を前記シャフトに一体固定したことを
    特徴とするカムシャフト。
  2. 【請求項2】案内溝(12)を設けたシャフト(10)の嵌
    合領域(B)に隆起部(13)を形成して嵌合領域を通る
    前記案内溝の内幅を嵌合部材(20)の突起(22)の幅よ
    りも小さくなるように縮小させたことを特徴とする請求
    項1記載のカムシャフト。
  3. 【請求項3】シャフト(10)の嵌合領域(B)にローラ
    ー加工を施し、前記嵌合領域を通る案内溝(12)の内幅
    を嵌合部材(20)の突起(22)の幅よりも小さくなるよ
    うに縮小させたことを特徴とする請求項1記載のカムシ
    ャフト。
  4. 【請求項4】シャフト(10)の嵌合領域(B)において
    案内溝(12)以外の外周面(11)にローレット加工を施
    して隆起部(13)を形成したことを特徴とする請求項1
    ないし3のいずれかに記載のカムシャフト。
JP6086121A 1994-04-25 1994-04-25 カムシャフト Pending JPH07293666A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006077914A1 (ja) * 2005-01-20 2006-07-27 Otics Corporation 回転組立体
JP2014529029A (ja) * 2011-07-21 2014-10-30 マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテルハフツングMAHLE International GmbH カムシャフト及び該カムシャフトの製造方法
WO2015002494A1 (ko) * 2013-07-04 2015-01-08 자동차부품연구원 캠 샤프트 장치와, 샤프트 및 캠 샤프트 장치의 제작 방법

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