JPH0735706U - 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１２に中空のシャフト
部材１４を嵌挿する。カムピース１１の軸孔１２の内壁
面には複数の凹部１２ａが形成されている。シャフト部
材１４のカムピース１１の軸孔１２内の部分に、上記シ
ャフト部材１４の中空部分から径方向外向きに力を作用
させる。これにより、シャフト部材１４のカムピース１
１の軸孔１２内の部分が上記凹部内１２ａに膨出変形
し、上記カムピース１１がシャフト部材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５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６ないし図９のような加工法（いわゆるバルジ加工法）あ るいは図１０ないし図１３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６ないし図９に示すものでは、上記カムピース１は、図７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８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４ａ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９に図６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１０ないし図１３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１１参照）。また、上記シャフト部材４は、図１２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１０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１３に図１０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６から図９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１０ないし図１３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、内壁面に凹部が形成され てなるカムピースの軸孔に中空のシャフト部材を嵌挿し、このシャフト部材のカ ムピースの軸孔内の部分に上記シャフト部材の中空部分から径方向外向きに力を 作用させてシャフト部材のカムピースの軸孔内の部分を上記凹部内に膨出変形さ せ、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、上記凹部はそのカムピースの厚み方向の中央部に向かって深さが漸次深 くなっていることを特徴とする。

【００１１】 上記目的を達成するため、請求項３にかかる考案は、請求項１または２にかか る考案において、上記凹部はそのカムピースの軸孔の周方向の中央部に向かって 深さが漸次深くなっていることを特徴とする。

【００１２】

【考案の作用および効果】

請求項１にかかる考案によれば、シャフト部材の中空部分から径方向外向きに 作用させた力により、シャフト部材のカムピースの軸孔内の部分が凹部内に膨出 変形してシャフト部材にカムピースが固定されるので、カムピースの凹部とその 内部に拡開したシャフト部材の部分により、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。

【００１３】 また、請求項２にかかる考案によれば、カムピースの軸孔の内壁面に形成され た凹部がそのカムピースの厚み方向の中央部に向かって深さが漸次深くなってい るので、シャフト部材はその内側から加わる力によりカムピースの軸孔の凹部に 沿って膨出変形し、カムピースのシャフト部材のスラスト方向の接合が確実に行 われる。

【００１４】 さらに、請求項３にかかる考案によれば、カムピースの軸孔の内壁面に形成さ れた凹部がそのカムピースの軸孔の周方向の中央部に向かって深さが漸次深くな っているので、シャフト部材はその内側から加わる力によりカムピースの軸孔の 凹部に沿って膨出変形し、カムピースのシャフト部材と軸の回転方向の接合が確 実に行われる。

【００１５】

【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４に示す。

【００１６】 上記カムシャフトは、図１および図２に示すように、内壁面に９０度の角度間 隔をおいて４つの凹部１２ａが形成されてなる軸孔１２を有するカムピース１１ と、このカムピース１１の軸孔１２よりも僅かに小さい外径を有し、上記軸孔１ ２に嵌挿される中空の円筒状のシャフト部材１４（図３および図４参照）とを備 える。

【００１７】 カムピース１１の軸孔１２の上記各凹部１２ａは、図２に示すように、そのカ ムピース１１の厚み方向の中央部に向かって深さがアーチ状に漸次深くなるよう に形成されている。上記カムピース１１の軸孔１２の上記各凹部１２ａはまた、 図１に示すように、そのカムピース１１の軸孔１２の周方向の中央部に向かって 深さが漸次深くなるように形成されている。

【００１８】 カムピース１１の上記軸孔１２内には、図３に示すように、シャフト部材１４ を嵌挿し、上記カムピース１１をそのカム位相に設定するとともに、シャフト部 材１４のカムピース１１の上記軸孔１２以外の部分を外側から図示しないホール ド部材でホールドする。この状態で、上記シャフト部材１４の中空部１４ａに高 圧流体を圧入してシャフト部材１４を、図４において矢印Ａ₃で示すように、径 方向にカムピース１１の軸孔１２の上記凹部１２ａ内に膨出変形させ、上記カム ピース１１をシャフト部材１４に固定する。

【００１９】 このような構成であれば、カムピース１１の凹部１２ａとその内部に拡開した シャフト部材１４の部分により、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の軸の回転方向の両方向に固定され、カムピース １１のシャフト部材１４のスラスト方向およびシャフト部材１４の軸の回りの回 転方向に、従来の摩擦接合に比較してはるかに大きい接合力を得ることができる 。また、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１１とカムシャフトのジャーナルとの ピッチ等の多様化に容易に対応することができる。

【００２０】 また、カムピース１１の軸孔１２の内壁面に形成された各凹部１２ａがそのカ ムピース１１の厚み方向の中央部およびそのカムピース１１の軸孔１２の周方向 の中央部に向かって深さが漸次深くなっているので、シャフト部材１４はその内 側から加わる力によりカムピース１１の軸孔１２の各凹部１２ａに沿って変形し 、カムピース１１のシャフト部材１４のスラスト方向およびシャフト部材１４の 軸のまわりの接合強度が大幅に向上する。

【００２１】 なお、以上の実施例において、高圧流体に代えて、シャフト部材１４の中空部 １４ａに拡径部材を挿入し、シャフト部材１４をカムピース１１の軸孔１２の凹 部１２ａ内に膨出変形させるようにしてもよい。また、カムピース１１の軸孔１ ２の内周壁に形成される凹部１２ａの数は１つでもよく、また、複数の凹部１２ ａが形成される場合、その間隔は等間隔でなくてもよい。

【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４】 図３のシャフト部材を膨出変形させた状態を
示す断面図である。

【図５】 従来のカムシャフトの一部断面正面図であ
る。

【図６】 図５のカムシャフトの要部を示す正面図であ
る。

【図７】 図６のII−II線に沿うカムピースの断面図で
ある。

【図８】 図６のII−II線に沿うシャフト部材１４の断
面図である。

【図９】 図６のII−II線に沿う断面図である。

【図１０】 従来のいま一つのカムシャフトの一部断面
正面図である。

【図１１】 図１０のIII−III線に沿うカムピースの断
面図である。

【図１２】 図１０のIII−III線に沿うシャフト部材の
断面図である。

【図１３】 図１０のIII−III線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１１ カムピース １２ 軸孔 １２ａ 凹部 １４ シャフト部材 １４ａ 中空部

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内壁面に凹部が形成されてなるカムピー
   スの軸孔に中空のシャフト部材を嵌挿し、このシャフト
   部材のカムピースの軸孔内の部分に上記シャフト部材の
   中空部分から径方向外向きに力を作用させてシャフト部
   材のカムピースの軸孔内の部分を上記凹部内に膨出変形
   させ、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】 上記凹部はそのカムピースの厚み方向の
   中央部に向かって深さが漸次深くなっていることを特徴
   とする請求項１記載のカムシャフト。
3. 【請求項３】 上記凹部はそのカムピースの軸孔の周方
   向の中央部に向かって深さが漸次深くなっていることを
   特徴とする請求項１または２記載のカムシャフト。