JPH0796886B2 - 駆動要素をグループとして固定した駆動軸 - Google Patents

駆動要素をグループとして固定した駆動軸

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JPH0796886B2
JPH0796886B2 JP63244678A JP24467888A JPH0796886B2 JP H0796886 B2 JPH0796886 B2 JP H0796886B2 JP 63244678 A JP63244678 A JP 63244678A JP 24467888 A JP24467888 A JP 24467888A JP H0796886 B2 JPH0796886 B2 JP H0796886B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は少なくとも２つの駆動要素を１つのグループに
纏めて固定した駆動軸に関するものである。ここで、駆
動要素とは、例えば、歯車、カム、すべり軸受および転
がり軸受等の機械要素を含むものである。そして、以下
に駆動軸の例として内燃機関に組み込まれたカムシャフ
トについて本発明を説明するが、特にこの用例に限定さ
れるものではない。
〔従来の技術〕
本出願人は、ヨーロッパ特許第EP-A-0213 529号明細書
において、市販のパイプから成る中空軸に駆動要素を固
定する方法を提案した。この場合、上記要素をパイプに
嵌め込み、次いで、要素の下のパイプ部分を拡張する事
によってこの要素をパイプ上に固定するものである。
その際、パイプ自体の材料は可塑性を有するが、カムの
材料は弾性的に変形するだけであるので、上記カム材料
の弾性的復元によって、双方の部材の間に力結合を誘起
する圧力が形成される。この力結合部が機関運転時に予
想される負荷に耐えられるよう押圧力と押圧面積との積
が所定値に達しなければならない。
従来費用の如く、カムの幅および中空軸の外径が、別の
構造的理由から所望の寸法以上に拡大されない場合は、
軸に必要な塑性変形を与えかつカムに必要な弾性変形を
与えるために比較的大きい拡張圧力（約2,500バール）
が必要である。カムの上記変形は軸に隣接する内部範囲
に限定されず、全横断面にわたって、更に詳細に言え
ば、カムが回転対称形ではないので、方位的に異なる範
囲に延びてしまう。かくして、上述の方法によって意図
した利点、すなわち結合前にカムの寸法を予め完成状態
にまで加工し、場合によっては表面処理の如き材料組織
の適切な処理を行うと言ったことが行えなくなる。この
ように予め焼き入れしたカムを使用した場合は特に拡張
によって表面に亀裂が生ずるので、本出願人は、未公開
のドイツ連邦共和国特許出願第P3717534.3号明細書にお
いて、駆動要素を軸線方向へ相互にずれた範囲に分割
し、異なる大きさの伸び率を有する材料によって上記範
囲を構成することを提案した。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、駆動要素の周縁まで弾性的拡張が達せ
ず、即ち、完成した駆動要素の寸法安定性が損なわれな
いような小さい弾性的拡張によって力結合で駆動要素を
固定した駆動軸を提供することにある。
更に、本発明の目的とするところは、所要の拡張圧力を
上記従来例に比して約半分に低減することにあり、この
ことに依って、駆動要素の範囲をパイプ内部で密封しか
つ加圧するゾンデのパッキンの寿命を延長することにあ
る。
〔課題を解決するための手段および作用〕
上記目的は、本発明によると、前記各グループが、弾性
的に拡張された肉薄の結合スリーブを介して相互に結合
されており、かつ、前記各駆動要素の内径が前記スリー
ブの内径よりも予め拡大されていることによって達成さ
れる。
少なくとも２つの駆動要素を弾性変形良好な肉薄のスリ
ーブを介して結合することにより、例えば、多弁式内燃
機関に使用されるダブルカム用駆動軸を製造する際に、
カム部材と駆動軸との結合面積が増大され、組み上がっ
た状態での駆動要素の弾性変形度を低下することが可能
となる。また同時に、スリーブの材料を肉薄と成したこ
とにより所要の拡張圧力が低減される。さらに、駆動要
素自体の弾性変形は半径方向内側の範囲に制限されるの
で、駆動要素の作用輪郭面の変形が回避され、仕上げ作
業が不要若しくは簡素化される。
本発明の他の構成によると、前記駆動要素が前記結合ス
リーブと一体に作製されていることが好ましく、各駆動
要素間の正確な軸方向および相対角度位置の設定が確実
なものとなる。
また、本発明の他の構成によると、前記駆動軸が中空で
あり、前記結合スリーブの範囲において塑性的に拡張さ
れている。このように構成することにより、所要の拡張
圧力を従来例に比して大幅に低減するが可能となり、同
時に駆動要素の範囲をパイプ内部で密封しかつ加圧する
ゾンデのパッキンの寿命を延長することとなる。また、
前記結合スリーブを駆動軸に焼ばめすることにより容易
に固定できる。しかし、焼きばめによる固定の場合、材
料組織の安定性を考慮すると駆動要素を無闇に高温に加
熱できないので、その後の冷却により生ずる接触面圧は
比較的低く、従って適用面積の増加で補っう必要があ
る。
更に、本発明の別の構成によると、前記駆動要素が、該
駆動要素の回転軸と同心の半径方向内側の範囲と実質的
に一定の厚みを有する半径方向外側の範囲との間におい
て、軸線方向に沿った凹みを形成するための横断面積の
小さいウエブが形成された回転対称ではない形状を有し
ている。このような構成を採用することにより、結合ス
リーブの駆動軸に対する固定により生じる弾性変形によ
る影響が駆動要素の外側作用面には現れず、全体的に良
好な仕上げ精度が得られる。
最後に、本発明の別の構成によると、少なくとも若干の
駆動要素が、少なくとも0.5％の伸びを有する材料から
成っている。駆動要素の材料を比較的伸びの少ない材料
から製作することが可能であり、例えば、可鍛鋳鉄の如
き材料の使用が可能であり、またこのような材質のもの
と他の材質のものとを組み合わせてグループ化して使用
することが可能である。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を添付図面に従って説明する。
図において、駆動軸を形成する中空軸１には、駆動要素
である軸線に対して非対称のカムを形成する２つの部分
21と、これら２つの部分を結合する結合スリーブ22が嵌
合固定された所謂ダブルカム２が示されている。このダ
ブルカムは２のカム25が結合スリーブ22の長さ方向両端
に一体的に形成されている事が機械的強度および製作上
好適であり、特に２つのカムの相対的角度位置を確定的
なものとし、機械精度の面からも好ましい。
図示していないが、当業者にとって公知の液圧ゾンデに
よって、中空軸の範囲11を拡張し、かつ結果的に塑性変
形させる。この塑性変形は結合スリーブ22に伝達される
が、弾性範囲に制限され、上記結合スリーブの弾性的復
元によって中空軸と駆動要素とを相互に結合する力結合
状態が作られる。
拡張範囲11は結合スリーブ22に対向する中空軸１の部分
に限定されているので（図面の左半分）、カム部分21は
弾性変形の影響を殆ど或いは全く受けない。なお、図面
において、中空軸１とダブルカム２との半径方向間隔は
誇張して示されている。
図面の右半分に示された別の実施例では、拡張範囲11
は、ダブルカム２の軸方向長さ全体にわたって延びてい
る。なお、ダブルカム２を越えて延びていることが望ま
しい。また、このような意味ではダブルカム２と中空軸
１とは焼きばめによって結合することも可能である。
両方の実施例において、駆動要素を構成する各カム部分
21の半径方向外側の範囲を構成するカム面25への結合ス
リーブ22が受ける弾性変形の影響を避けるために、すな
わち半径方向内側範囲23のみで抑制されるように、カム
部分21の内径を結合スリーブ22の内径よりも幾分大きめ
に構成して、中空軸１の拡張範囲11から外して、直接カ
ム部分21を半径方向外方に拡張しないように設計されて
いる。特に図の右半分に示した実施例においては、この
点を特に配慮して、カム部分21の回転軸と同心の半径方
向内側範囲23と実質的に一定の厚みを有する半径方向外
側範囲25との間において、回転軸方向に沿った凹み27を
形成して横断面積の小さいウエブ24を形成しており、内
側範囲23に加わる弾性変形が外側範囲25に伝達されるの
を阻止している。
〔発明の効果〕
本発明による駆動軸は上述したように、駆動要素を弾性
変形良好な肉薄のスリーブを介して結合することによ
り、例えば、多弁式内燃機関に使用されるダブルカム用
駆動軸を製造する際に、カム部材と駆動軸との結合面積
が増大され、かつスリーブの材料を肉薄と成したことに
より所要の拡張範囲および拡張圧力が低減されるので、
製造に際し駆動軸内に使用される拡張ゾンデも短いもの
でかつ密封パッキンに加わる負荷も低減されかつその寿
命も延長される。
さらに、駆動要素自体の弾性変形は半径方向外側の範囲
のみに制限されることとなるので、カムの作用表面は何
ら変形を来す事がなく、仕上げ作業が容易となり、従っ
て機械的強度および精度を損なうことなく作業効率の大
幅な向上が得られる。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、本発明による２つの駆動要素をグループ化
した２つの実施例を左および右半分にそれぞれ分けて１
本の駆動軸上に示した縦断面図である。 〔図中符号〕 １……駆動軸、２……ダブルカム、11……拡張範囲、21
……駆動要素、22……結合スリーブ、23……半径方向内
側範囲、24……ウエブ、25……半径方向外側範囲、27…
…軸方向凹み。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】少なくとも２つの駆動要素（21）を１つの
    グループに纏めて固定した駆動軸（１）において、 前記各グループが、弾性的に拡張された肉薄の結合スリ
    ーブ（22）を介して相互に結合されており、 かつ、前記各駆動要素（21）の内径が前記スリーブの内
    径より予め拡大されていることを特徴とする駆動軸。
  2. 【請求項２】前記駆動要素（21）が、前記結合スリーブ
    （22）と一体に作製されていることを特徴とする請求項
    １に記載の駆動軸。
  3. 【請求項３】前記駆動軸（１）が中空であり、前記結合
    スリーブ（22）の範囲において塑性的に拡張されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の駆動軸。
  4. 【請求項４】前記結合スリーブ（22）が駆動軸（１）に
    焼ばめされていることを特徴とする請求項１に記載の駆
    動軸。
  5. 【請求項５】前記駆動要素（21）が、該駆動要素の回転
    軸と同心の半径方向内側の範囲（23）と実質的に一定の
    厚みを有する半径方向外側の範囲（25）との間におい
    て、軸線方向に沿った凹み（27）を形成するための横断
    面積の小さいウエブ（24）が形成された回転対称ではな
    い形状を有していることを特徴とする請求項１ないし４
    の内のいづれか１項記載の駆動軸。
  6. 【請求項６】少なくとも若干の駆動要素（21）が、少な
    くとも0.5％の伸びを有する材料から成ることを特徴と
    する請求項１または２に記載の駆動軸。
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