JPH0796887B2 - カム軸 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の技術分野） 本発明は、中空の外側管およびこの中に装着された中空
の内側管を有し、この内側管が相互に油供給空間を形成
し、この空間が軸管内に軸径方向に形成された孔部を介
して軸上の軸受位置および少なくとも一つの潤滑油誘導
案内部と接続しているカム軸に関するものである。

（従来技術） この種のカム軸はドイツ特許DE3501433C2から知られて
いるが、ここに開示されたカム軸においては、潤滑油を
供給可能な軸面上の孔部が軸受位置やカム位置等にに対
応して適宜設けられている。この種のカム軸は、中空カ
ム軸において、その中空軸管の全断面が潤滑油供給には
用いられずにこの軸管内に別途細い給油経路を形成する
方法が行われている。というも、このような方法にあっ
ては、油誘導案内面が空になっている場合、特にモータ
ー起動時において、給油経路の断面積が大きいと、油供
給の際に許容されぬ油供給遅れが起るからである。

しかし、カム軸内に油供給遅れの問題を解消するような
細い油誘導案内孔部を取付けることは非常に困難であ
る。

すなわち、上記先行技術によるカム軸は、細い油給油経
路を構成するためにプラスチックから製作される円筒管
や棒状物の形態を採ってカム軸内に形成することが行わ
れている。こうした円筒管や棒状物はプラスチック射出
成形物としてカム軸を取りつける現場でつくられ、又、
この円筒管等は中空カム軸の末端で栓またはカバーによ
って該カム軸に嵌合・固定される。さらに、カム軸が長
い場合には、更に間隔をおいて前記円筒管等を適宜固定
するホルダーをカム軸内に装着することが必要となる。

したがって、このような構造のカム軸を製作するのに必
要な装置においては、例えば中空カム軸内に入る構造の
導入部分は、中空軸管中に誘導できる特殊な型によって
のみ製作できるのであり、かような型は高価につき、大
規模な連続的製作によってのみ価格的に妥当なものとさ
れる。又、このような製造の形態では、細い油供給経路
を構成する部材をカム軸内に固定する特殊な部材を装着
したり、特殊な栓等を装着するなどの比較的面倒な作業
があるために生産性が上がらない問題を抱えている。

（発明の目的） 本発明の目的は、長いカム軸の場合でも、中空軸末端に
おいて、特殊な間隔保持部材や特殊な栓の活用を行なわ
ずに済み、潤滑油供給の断面積を低減させた経路を構成
することができる生産性のよいカム軸を提供することに
ある。

（課題を解決するための手段） 本発明の上記目的は、中空の外側管およびこの中に装着
された中空の内側管を有し、前記内側管と前記外側管の
間にて油供給空間を形成し、該油供給空間が前記外側管
で軸径方向に開口された孔部を介して軸外周上の軸受位
置ならびに少なくとも一つの潤滑油誘導案内部と接続し
ているカム軸であって、前記内側管はその横断外周形状
が円形もしくは円形の一部からなる接触領域を軸長さ方
向において複数箇所有し、該円形状部が前記外側管の内
周に当接することによって、前記油供給空間を画成する
とともに外側管内に支持されることを特徴とするカム軸
によって達成される。

（作用） すなわち、前記内側管が長さ方向においては少なくとも
部分的には、前記外側管と直接的に、支持機能を発揮す
る接触状態を採ることにある。したがって、潤滑油用と
して軸方向に開いた油通路を保護するという観点からみ
ると、外側管に対して自由な曲げ振動が発生する内側管
の振動域が従来のものから見ると短縮ないし除去され、
これによって、従来において細い油通路管等の保持手段
のごとき特殊な保持部を加えることは無用となる。その
ほか、内側管自体が所望の位置（例えばカム軸の端末部
分）において前記外側管の内面円周方向にわたって完全
に閉ざすようにすることができ、軸末端に装着する付加
的なカバーを必要としない。また、前記内側管が外側管
に対して接触する接触域の構成により油供給経路の多用
な誘導パターンが極めて容易にできる。

また、後述する第１の実施例において内側管の断面拡大
が行なわれていて、この断面拡大部は特に末端部分にお
いて外側管との接触を形成する。この構成は、断面拡大
が末端に限定されねばならぬことを意味するわけではな
く、円形部を有するこの種の断面拡大部は、複数の潤滑
油誘導供給機構が、すべての軸受位置に潤滑油を供給す
るのを可能ならしめる時には、カム軸全長にわたって複
数箇所用意され得る。したがって、断面拡大部間におい
て、内側管は同様に円形断面を有する所で外側管に対し
て完全に間隔自由で配置される領域が存在するが、該内
側管の振動領域はこれにより確実に短縮する。

他の実施例は、内側管を全体として、あるいは個々の長
さ方向部分において非円形断面を構成させ、この断面が
例えばほぼクローバの葉の形状とも言える形状（大径部
分と小径部分がカム軸円周方向において例えば45°ごと
に交互に形成された形状）に構成されることによって、
該内側管は軸長さ方向に沿った溝を内側管周辺部に形成
しながら、大径部分において外側管の内面と接触する。
そして、この軸長さ方向の溝は、外側管において軸径方
向に開口された孔部との自由な流通状態が生じ得るよう
芯出しされている。この孔部は複数形成され、その内の
少なくとも一つに例えばリング状潤滑油溝が形成された
リング状部材（潤滑油誘導案内部）を介して前記溝等に
油が供給可能となっている。また、前記溝の端部や軸端
においては油の通過を許さないように密着構造となって
おり、潤滑油誘導案内部から供給された潤滑油は他の孔
部かカム軸外周側に供給される。

（実施例） 以下、本発明による一実施例を示す添付図面を参照して
詳述する。

図示されたカム軸は、個別的にみれば、長さ全体に亘っ
て一定状態を維持した径を有する外側管１、カム２の形
態を採ってこの管上にセットされた駆動要素、および駆
動要素と一体をなして接続しうるフランジプレート３の
形態を採って外側管１中にはめられるカラー４から成
る。特にカム２が油圧的膨張作用により摩擦接触によっ
て外側管１上に固定されているのと同様、カラー４と外
側管１との間での結合は特に、外側管１に対してはカラ
ー４の油圧的膨張を通じて行なわれ得る。

フランジプレート３は、周辺に分布した接続孔部５およ
び中央の孔部６を有し、この孔部６にあって内側ねじま
たは内側溝７は周方向に構成されている。外側管１にお
いては軸径方向に形成された油供給用の孔部８および潤
滑用の孔部９は軸受位置領域内に用意されていて、この
軸受位置は内側カラー領域内で本カラーを通過する。

外側管１において本発明によれば内側管10が挿入され、
この内側管は断面ではいろいろな形態を採り、外側管１
に対して当接ないし押圧されて該外側管に直接的に接触
して支持される。そして、図１において、左から右へは
３つの長さ方向部分11、12、13を有し、この長さ方向部
分において内側管10は円形断面の接触領域を備え、およ
び全周に亘って外側管１と、ないしは外側管内にはめ込
まれるカラー４と気密性のある接触をする。また、長さ
方向部分11においては更に加圧性の栓14により、フラン
ジ３の周辺溝７中に部分11が密着嵌合する構成となって
いる。

断面で丸味を備えた部分12の領域にあって、加圧性を発
揮する球15（内側管の内径よりも大きな外径を有した
球）により、内側管10と外側管１との間で応力は少なく
とも球の接触周線上では高まり、比較的に高い油圧に対
応する気密性を確保することができる。

図１における破断線III-IIIの部分に対応した図４にお
いて確認されるように、スパイラルばね16は、外側管１
の内壁に直接、接する円形状のやゝ大きくなった部分13
の領域で緊張のない状態にある内側管10に比べて過大ぎ
みの径に構成されており、前記部分12内での球15と同様
の機能を満すことになる。こうした場合においても、外
部に対する相対的に高い油圧に対する気密性が向上され
る。

図１における断面I-Iの部分に対応した図２において確
認されるように、フランジ３の孔部６において支持され
る部分11と、カラー４において支持される部分12との間
において、円形断面を有する部分17が用意されていて、
後者部分17は、カラー４に対しては径方向に間隔をとり
位置し、およびリング円筒状油圧案内空隙18を形成す
る。このような領域は、内側管が全長にわたり外側管１
とは支持機能を有する接触を必ずしも必要とせず、軸方
向中間域は支持機能を伴なわぬ状態であってもよいこと
を明らかにしている。

図１における断面II-IIに対応する図３に示される通
り、外側管１と完全接触している内側管10の円形状を呈
する部分11と13との間に、内側管10の接触部分19が存在
する。これは、内側管10が非円形断面の非変形部（大径
部分と小径部分がカム軸円周方向において一定角度ごと
に交互に形成された形状の部分）を備え、例えばその断
面形状がクロバーの葉のごとき輪郭形状を採る場合には
４つの周辺域で外側管１と接触している。

この場合、複数のそれぞれ独立した軸方向にそった油溝
20が構成されていて、これ等油溝のうちの少なくとも一
つは油供給−潤滑油孔部８、９と開放したまま接続され
ていなければならぬ。又、内側管10の内側に装着される
ばねスパイラル21は、該内側管を内方から押圧して外側
管１に対して応力を付与しうる径の大きさに構成されて
いる。そして、内側管10の外側管１に接触する部分19
は、外側管１に対する内側管10の局所的直接接触が全般
にわたって周対称をなして行なわれるのではなく、基本
的考え方は、内側管10での長さ方向溝形態を構成するも
のであり、この溝の形態は種々変更できるものである。

また、内側管10の長さ方向に延びた溝の部分には外側管
１と接触する部分19が形成されているが、このような構
成は特にプラスチック製の射出成形部分として内側管を
つくる場合は、容易に構成することができる。また、ブ
リキ管製の内側管10においては、長さ方向溝20がプレス
加工等やその他の方法により簡単に構成することができ
る。

非円形断面の部分は、例えばスチールプレートが原材料
として選択されている場合に、長さ方向に個別的にエン
ボス加工圧延を行なうことにより最も簡単な方式で製作
せしめられる。とはいってもアルミニウム押出し有形物
やプラスチック製の射出成型部が用いられ得る。

内側管10は、支持部領域内では特に外側管１とは接触の
必要はなく、本発明による接触は、外側管中にはめ込ま
れるカラー４に対しても行なわれ得るのであり、このカ
ラー４が例えばその末端で球15等を介して固定されて、
該カラー側で駆動ピニオンを支持できる。外側管１に対
する内側管10の接触域内で、特に外側管１に対する内側
管10の全周辺域に存在する接触域において、内側管10の
内径に比して嵩のある球15が内側管10に押圧可能となっ
ているので、内側管10が低弾性材料においても応力を発
生させるために、この球が外側管１に対して内側管10を
把持する。これと同じ目的のために、緊張を解いた形態
では内側管の内径に比して嵩高く（径が大きく）なって
いて、内側管10に押圧されているばねスパイラルを装着
して同様の機能をさせることができる。

又、外側管１の溝または凹みに内側管を一体となる状態
に圧入させる把持用クランプの別途形態も可能であっ
て、対応の栓またはカバーは特にカム軸の末端範囲に用
いられ構成としてもよい。

さらに又、この中空の外側管およびこの中に装着された
内側管をもつカム軸は、その振動特性を改善するため
に、内側管をその長さ方向において外側管とは直接的に
支持能力発揮できる接触状態を容易に採用しうるという
特徴も有するのである。

（発明の効果） 以上のべたように、本発明によれば、内側管はその横断
外周形状が外側管との接触領域を軸長さ方向において複
数箇所有するように構成され、接触領域が前記外側管の
内周に当接することによって、油供給空間を画成すると
ともに外側管内に支持される構成であるので、長いカム
軸の場合でも、中空軸末端において、特殊な間隔保持部
材や特殊な栓の活用を行なわずに内側管自身によって液
密な油供給空間を形成することができ、尚かつ潤滑油供
給の断面積を低減させた経路を極めて容易に構成するこ
とができる生産性のよいカム軸を提供できる。

更に、前記内側管はそれ自身が長さ方向において外側管
と直接的に、支持機能を発揮する接触状態を採ることが
可能であるので、外側管に対して自由な曲げ振動が発生
する振動域が従来のものから見ると短縮ないし除去され
易くでき、これによって、従来において細い油通路管の
特殊な保持部を加えることも必要なくなり、組立て性に
優れたカム軸を提供できる。

また、内側管の内側に設けた球やばねスパイラル等の部
材によって該内側管と外側管との密着を更に高めること
ができ、より高い油圧においても液密を保証することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のカム軸における一実施例の長さ方向断
面図を示し、第２図は、第１図のI-I断面における横断
面図、第３図は、第１図のII-II断面における横断面
図、第４図は、第１図のIII-III断面における横断面図
を示す。 〈図中の符号〉 １……外側管、２……カム、３……フランジ、４……カ
ラー、５、６……孔部、７……周辺溝、８……誘導案内
孔部、９……供給孔部、11、12、13……円形部分（接触
部）、14……栓、15……球、16……ばねスパイラル、17
……円形部分（接触なし）、18……リング溝、19……非
円形部の接触部、20……長さ方向溝、21……ばねスパイ
ラル。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中空の外側管（１）およびこの中に装着さ
   れた中空の内側管（10）を有し、前記内側管と前記外側
   管の間にて油供給空間（18、20）を形成し、該油供給空
   間が前記外側管で軸径方向に開口された孔部（８、９）
   を介して軸外周上の軸受位置ならびに少なくとも一つの
   潤滑油誘導案内部と接続しているカム軸であって、 前記内側管（10）はその横断外周形状が円形もしくは円
   形の一部からなる接触領域（11、12、13、19）を軸長さ
   方向において複数箇所有し、該接触領域が前記外側管
   （１）の実質的内周面に当接することによって、前記油
   供給空間を画成するとともに外側管内に支持されること
   を特徴とするカム軸。
2. 【請求項２】前記内側管（10）の前記接触領域が末端部
   （13）において、前記外側管（１）の末端部の円周方向
   の内面全域にわたって接触した密封構造に構成された特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載のカム軸。
3. 【請求項３】前記内側管（10）はその末端部（11、12）
   に接触領域が形成され、該末端部（11、12）が前記外側
   管（１）または該外側管内にセットされたカラー（４）
   に対して内側から圧接するように構成されたことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項に記載のカム軸。
4. 【請求項４】前記内側管（10）が、前記外側管（１）と
   の接触領域である前記末端部（11、12、13）にて横断外
   周形状が円形を呈することにより、少なくともカム軸両
   端部分は前記油供給空間を画成するべく閉じられている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項まで
   の何れか一つに記載のカム軸。
5. 【請求項５】前記内側管（10）はその中央部分の軸長さ
   方向にそって前記円形状部とは異なる断面非円形状の非
   円形部が軸方向に所定長さをもって形成され、かつ該非
   円形部の大径部分（19）が前記外側管（１）の内面と接
   触状態となるように構成されたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項に記載のカム軸。
6. 【請求項６】前記内側管（10）における前記非円形部は
   その円周方向に一定角度ごとに形成された小径部と前記
   大径部によって軸長さ方向に沿った溝（20）が形成され
   ており、前記溝（20）が前記孔部（８、９）と連通する
   ように構成されたことを特徴とする特許請求の範囲第５
   項に記載のカム軸。
7. 【請求項７】前記内側管（10）が前記円形状部と前記非
   円形部とを有していることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項から第６項までの何れか一つに記載のカム軸。
8. 【請求項８】前記内側管（10）の内径よりも大径になさ
   れて該内側管中に嵌め込まれるスチール製の球（15）に
   よって、前記内側管（10）を前記外側管（１）の方向に
   押圧して該外側管に実質的に密着固定するこを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項から第７項までの何れか一つに
   記載のカム軸。
9. 【請求項９】前記内側管（10）の内径よりも大径になさ
   れて該内側管中に嵌め込まれるばねスパイラル（16、2
   1）によって、前記内側管（10）を前記外側管（１）の
   方向に押圧して該外側管に密着固定するこを特徴とする
   特許請求の範囲第１項から第７項までの何れか一つに記
   載のカム軸。
10. 【請求項１０】溝又はねじ山を内周に有する孔部（６）
    を具備する前記外側管（１）もしくは該外側管に装着さ
    れたカラー（４）に対して、前記孔部（６）の内側に配
    置された前記内側管（10）が該内側管中に圧入される栓
    （14）によって密着固定されたことを特徴とする特許請
    求の範囲第１項から第９項までの何れか一つに記載のカ
    ム軸。
11. 【請求項１１】前記内側管（10）の末端において、カム
    軸端部を閉ざす前記栓またはカバーが緩い状態に装着さ
    れて一体化されていることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項から第９項までのいずれか一つに記載のカム軸。
12. 【請求項１２】前記内側管（10）が可塑性変形可能なス
    チールプレートから構成されることを特徴とする特許請
    求の範囲第１項から第11項までの何れか一つに記載のカ
    ム軸。
13. 【請求項１３】前記内側管（10）が射出成形されたプラ
    スチック樹脂から構成されることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項から第11項までの何れか一つに記載のカム
    軸。
14. 【請求項１４】前記内側管（10）がアルミニウム材の押
    出し成形品から構成されることを特徴とする特許請求の
    範囲第１項から第13項までの何れか一つに記載のカム
    軸。