JPH0735705U - カムシャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シャフト部材に対するカムピースのシャフト
部材の回転方向およびスラスト方向の固定強度が大き
く、異なるエンジンに対してもカムピース等の部品を共
通に使用することができるカムシャフトを提供する。 【構成】 カムピース１１の軸孔にシャフト部材１４を
嵌挿する。このシャフト部材１４の上記カムピース１１
の固定部分の表面に形成したスプライン１３の位置に上
記カムピース１１を位置させる。この状態で、カムピー
ス１１の上記軸孔１１ａの外周部分に上記カムピース１
１の両側から荷重を印加し、カムピース１１の上記外周
部分をシャフト部材１４の上記スプライン１３に向かっ
て塑性変形させる。この塑性変形により、カムピース１
１が上記シャフト部材１４に固定される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、エンジンのクランクシャフトの回転に同期してエンジンの吸気弁や 排気弁の開閉を行うカムシャフトに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

近年、自動車用エンジンにおいては、ＤＯＨＣ機構の採用、気筒のＶ型配列等 によりカムシャフトの本数が増える傾向にあり、これに伴って、エンジンの動弁 系が大型化、重量化するといった問題があった。このため、カムシャフトに対し ても、カムフェース面の耐摩耗性等の性能を低下させることなく、重量の軽量化 を図ることが要請されている。

【０００３】 そこで、従来、図７に示すように、カムピース１およびジャーナル２とともに カムシャフト３を構成しているシャフト部材４を中空円筒状のものとして軽量化 を図るとともに、カムピース１をシャフト部材４とは別の耐摩耗性の大きい材料 で製作し、たとえば図８ないし図１１のような加工法（いわゆるバルジ加工法） あるいは図１２ないし図１５に示すような加工法（いわゆる圧入法）を用いて、 上記カムピース１をシャフト部材４へ固定するようにしたものが一般に提案され ている。

【０００４】 すなわち、図８ないし図１１に示すものでは、上記カムピース１は、図９に示 すように、シャフト部材４の外径よりも若干大きい径を有する軸孔１ａを有する とともに、この軸孔１ａの内壁面には、上記カムシャフト３が使用されるエンジ ンにより定まるカム位相に等しい角度間隔を有して複数の凹部１ｂが形成された ものを用いる。また、上記シャフト部材４は、図１０に示すように、その外面に カムピース１の上記凹部１ｂと同じ角度間隔を有して軸方向に平行に走る突条４ ａが形成されたものを用いる。上記カムピース１の軸孔１ａには、そのカムピー ス１のカム位相に従って上記シャフト部材４を挿通する。この状態で、図１１に 図８のII−II線に沿う断面を示すように、シャフト部材４の中空部に高圧流体ま たは中空部より大径の拡管部を備えた拡管治具を圧入してシャフト部材４を、矢 印Ａ₁で示すように、径方向に膨出変形させ、上記カムピース１をシャフト部材 ４に固定する。

【０００５】 一方、図１２ないし図１５に示すものでは、上記カムピース１は、シャフト部 材４に形成したセレーション部５の外径よりも若干小さい径を有する軸孔１ａを 有する（図１３参照）。また、上記シャフト部材４は、図１４に示すように、そ の上記セレーション部５の外面に上記シャフト部材４の軸方向に平行に走るロー レット５ａを有する。上記カムピース１の軸孔１ａには、そのカムピース１のカ ム位相に従って上記シャフト部材４を位置決めするとともに、図１２において、 矢印Ａ₂で示す向きに、上記カムピース１をシャフト部材４の軸方向に力を作用 させ、上記カムピース１の軸孔１ａ内にシャフト部材４のセレーション部５を圧 入し、図１５に図１２のIII−III線に沿う断面を示すように、上記カムピース１ をシャフト部材４に固定する。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、シャフト部材４の中空部に高圧流体または中空部より大径の拡管部 を備えた拡管治具を圧入してシャフト部材４を径方向に膨出変形させ、カムピー ス１をシャフト部材４に固定する図８から図１１の加工法では、カムピース１の 軸孔１ａの凹部１ｂにシャフト部材４の突条４ａが嵌合しているので、カムピー ス１はシャフト部材４の軸の回転方向の接合強度は大きい。これに対して、シャ フト部材４の軸方向（スラスト方向）に対しては、シャフト部材４の拡開による カムピース１への圧接力による摩擦接合のみにより、カムピース１がシャフト部 材４に固定されているだけであるので、カムピース１のシャフト部材４のスラス ト方向への接合力が小さいという問題があった。また、シャフト部材４に各カム ピース１を固定する際のカム位相は、カムピース１の上記凹部１ａとシャフト部 材４の上記突条４ａとにより一定の角度に規定されてしまい、シリンダ数の異な る（カム位相が異なる）エンジンには、カムピース１を共通に使用することがで きないという問題もあった。

【０００７】 また、カムピース１をシャフト部材４の軸方向に力を作用させ、カムピース１ の軸孔１ａ内にシャフト部材４のセレーション部５を圧入して、カムピース１を シャフト部材４に固定する図１２ないし図１５の加工方法では、カムピース１の 軸孔１ａ内へのシャフト部材４のセレーション部５の圧入による摩擦接合により 、カムピース１がシャフト部材４に固定されているので、カムピース１は、シャ フト部材４の軸の回転方向にも、また、シャフト部材４のスラスト方向に対して も、カムピース１のシャフト部材４への接合力が小さい。しかも、この加工法で は、シャフト部材４のカムピース１の固定部分には、セレーション部５を形成し なければならず、カムピース１の個数やジャーナル２のピッチ等が異なるエンジ ンに対応するのが困難であった。

【０００８】 本考案の目的は、シャフト部材に対するカムピースのシャフト部材の回転方向 およびスラスト方向の両方の固定強度が大きく、シリンダ数の異なるエンジンに 対しても、カムピース等の部品を共通に使用することができる構造が簡単なカム シャフトを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、請求項１にかかる考案は、カムピースの軸孔にシャ フト部材を嵌挿し、このシャフト部材の上記カムピースの固定部分の表面に形成 された凹凸部に上記カムピースを位置させ、カムピースの上記軸孔の外周部分に 上記カムピースの両側から荷重を印加し、カムピースの上記外周部分をシャフト 部材の上記凹凸部に向かって塑性変形させて上記シャフト部材にカムピースを固 定したことを特徴とする。

【００１０】 上記目的を達成するため、請求項２にかかる考案は、請求項１にかかる考案に おいて、上記凹凸部がシャフト部材のカムピースの固定部分に形成されたスプラ インであり、その溝部のレベルが上記シャフト部材の外周面のレベルから一段下 側に位置するとともに、その歯部が上記シャフト部材の外周面から突出しており 、かつ、スプラインの歯部の長さが上記カムピースの厚さよりも小さいことを特 徴とする。

【００１１】

【考案の作用および効果】

請求項１にかかる考案によれば、カムピースは、その軸孔の外周部分にカムピ ースの両側から印加される荷重により、軸孔の外周部分がシャフト部材のカムピ ースの固定部分に形成された凹凸部に向かって塑性変形してシャフト部材にカム ピースが固定されるので、カムピースの塑性変形により、カムピースがシャフト 部材の凹凸部に喰い込み、カムピースのシャフト部材のスラスト方向およびシャ フトの軸の回転方向の両方向に大きい接合力を得ることができる。また、カムピ ースのカム位相の設定も任意であり、エンジンのバルブタイミングの変更が一つ のカムシャフトで行なうことができるので、エンジンの多弁化により要求される カム位相、カムピースとジャーナルとのピッチ等の多様化に容易に対応すること ができる。

【００１２】 また、請求項２にかかる考案によれば、カムピースの固定部分の凹凸部がスプ ラインからなり、その溝部がシャフト部材の外周面から一段下側に達しており、 また、その歯部がシャフト部材の外周面から突出しており、かつ、スプラインの 歯部の長さがカムピースの厚さよりも小さくなっているので、カムピースは、そ の両側から印加される荷重により、軸孔の外周部分がスプラインの溝部の全長お よびスプラインの歯部の全体を覆うように塑性変形し、カムピースはシャフト部 材のスラスト方向およびシャフト部材の回転方向により高い強度でシャフト部材 に固定される。

【００１３】

【実施例】

以下に、添付の図面を参照して本考案の実施例を説明する。本考案にかかるカ ムシャフトの一実施例を図１から図６に示す。

【００１４】 上記カムシャフトは、図１および図２に示すように、軸孔１１ａを有するカム ピース１１と、図３および図４に示すように、上記カムピース１１が固定される 固定部分に凹凸部としてスプライン１３が形成されたシャフト部材１４とを備え る。

【００１５】 シャフト部材１４の上記スプライン１３は、その溝部１３ａのレベルが上記シ ャフト部材１４の外周面のレベルから一段下側に位置するとともに、その歯部１ ３ｂが上記シャフト部材１４の外周面から突出している（図３および図４参照） 。上記スプライン１３はまた、その歯部１３ｂの長さＬが上記カムピース１１の 厚さｔよりも小さい（図５参照）。

【００１６】 カムピース１１は、その軸孔１１ａに、図５に示すように、シャフト部材１４ が嵌挿される。上記カムピース１１は、このシャフト部材１４の上記スプライン １３の形成部分にそのカム位相に合致させて位置させ、図６に矢印Ａ₃で示すよ うに、カムピース１１の上記軸孔１１ａの外周部分に上記カムピース１１の両側 から荷重が印加される。この荷重の印加により、カムピース１１の軸孔１１ａの 上記外周部分がシャフト部材１４の上記スプライン１３に向かって塑性変形して シャフト部材１４にカムピース１１が固定される。

【００１７】 ところで、シャフト部材１４のカムピース１１の固定部分に形成される上記ス プライン１３は、上記したように、その溝部１３ａのレベルがシャフト部材１４ の外周面のレベルから一段下側に達しており、また、その歯部１３ｂがシャフト 部材１４の外周面から突出しており、かつ、スプライン１３はその歯部１３ｂの 長さＬがカムピース１１の厚さｔよりも小さくなっている。したがって、スプラ イン１３は、カムピース１１の軸孔１１ａの外周部分がスプライン１３の溝部１ ３ａの全体およびスプライン１３の歯部１３ｂの全体を覆うように塑性変形する 。これにより、上記カムピース１１は、シャフト部材１４のスラスト方向および シャフト部材１４の回転方向に高い強度で、シャフト部材１４に固定することが できる。

【００１８】 また、上記実施例では、カムピース１１はその軸孔１１ａにシャフト部材１４ を嵌挿した状態でそのカム位相に合わせて、カムピース１１を上記のように塑性 変形させてシャフト部材１４に固定すればよいので、カムピース１１のカム位相 の設定も任意であり、エンジンのバルブタイミングの変更が一つのカムシャフト で行なうことができる。

【００１９】 なお、以上の実施例において、シャフト部材１４のカムピース１１の固定部分 に形成される凹凸部は、スプライン１３に代えて、たとえばセレーションやロー レットとすることもできる。また、上記シャフト部材１４は、中空のものであっ てもよく、また、中実のものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本考案にかかるカムシャフトのカムピースの
平面図である。

【図２】 図１のカムピースの断面図である。

【図３】 図１のカムピースの固定部分を構成するスプ
ラインを含むシャフト部材の要部を示すシャフト部材の
部分正面図である。

【図４】 シャフト部材のスプライン形成部分の横断面
図である。

【図５】 図１のカムピースの軸孔にシャフト部材を嵌
挿した状態を示す断面図である。

【図６】 図５のカムピースに荷重を印加してカムピー
スを塑性変形させる説明図である。

【図７】 従来のカムシャフトの一部断面正面図であ
る。

【図８】 図７のカムシャフトの要部を示す正面図であ
る。

【図９】 図８のII−II線に沿うカムピースの断面図で
ある。

【図１０】 図８のII−II線に沿うシャフト部材の断面
図である。

【図１１】 図８のII−II線に沿う断面図である。

【図１２】 従来のいま一つのカムシャフトの要部を示
す正面図である。

【図１３】 図１２のIII−III線に沿うカムピースの断
面図である。

【図１４】 図１２のIII−III線に沿うシャフト部分の
断面図である。

【図１５】 図１２のIII−III線に沿うカムピースおよ
びシャフト部分の断面図である。

【符号の説明】

１１ カムピース １１ａ 軸孔 １３ スプライン １３ａ 溝部 １３ｂ 歯部 １４ シャフト部材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 カムピースの軸孔にシャフト部材を嵌挿
   し、このシャフト部材の上記カムピースの固定部分の表
   面に形成された凹凸部に上記カムピースを位置させ、カ
   ムピースの上記軸孔の外周部分に上記カムピースの両側
   から荷重を印加し、カムピースの上記外周部分をシャフ
   ト部材の上記凹凸部に向かって塑性変形させて上記シャ
   フト部材にカムピースを固定したことを特徴とするカム
   シャフト。
2. 【請求項２】 上記凹凸部がシャフト部材のカムピース
   の固定部分に形成されたスプラインであり、その溝部の
   レベルが上記シャフト部材の外周面のレベルから一段下
   側に位置するとともに、その歯部が上記シャフト部材の
   外周面から突出しており、かつ、スプラインの歯部の長
   さが上記カムピースの厚さよりも小さいことを特徴とす
   る請求項１記載のカムシャフト。