JPH09508U - 往復動ピストン・エンジン用カム軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】本発明は内燃機関のカム軸とカム、及びカム軸
と軸受リングとの締結構造において、その締結作業時に
カムが変形等することなく、精度よくかつ、強固に固着
できるカム軸に対するカム、軸受リングの固着方法を提
供する。 【解決手段】円周方向に間隔をおいて軸方向に伸びる複
数の突起２８を有する回転可能な中空軸１３と前記突起
の位置に対応した位置にみぞ２２を有するカム１０で構
成し、前記突起の両立上り部が、前記みぞの両端縁部に
よって押圧されるとともに、前記管の突起がその頂上部
が前記みぞの底部との間にすき間を発した状態でみぞの
中と伸びこんだ状態で固着する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案はピストンエンジンを往復動させるカム軸に関する。さらに詳しくい えば、本考案は、新規なカム軸および軸受、カムなどを個々の部品として作り込 まれて固定されている新規なカム軸である。

【０００２】

【従来の技術】

フリードリッヒ・ジヨーダン（Ｆｒｉｅｄｌｉｃｈ Ｊａｒｄａｎ）に１９ ８３年５月１０日付けで与えられた米国特許第４，３８２，３９０号、「往復動 ピストンエンジン用カム軸は、軸受、カムなどを個々の部品として作り、管に固 定したカム軸を示している。ジヨーダンのカム軸においては、管を油圧装置また はゴム装置によって膨張させて、管の外側壁をカムおよび軸受リングの内側表面 の形と一致させる。

【０００３】

【考案が解決しようとする問題点】

しかし、ジヨーダンのカム軸を作ることにある大きな欠点は、カムの内側の 管の壁の軸線が管の残部の壁の軸線から完全にずれていることである。従って、 中空軸を広げてもカムに著しい変形が生じないことを確実にするために複数のカ ムをそれらの外形に対応するダイスに挿入することが必要である。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】

簡単に記載すると、このカム軸は、複数の円周方向に間隔をあけて軸方向に 伸びる突起が外側表面にある回転可能な管を備えている。これらの突起は、管の 壁の数箇所の部分を管の軸線から離れる方向に膨張させることによって形成され る。軸方向に間隔をおいた伝動部材が管の回りに取り付けられる。各伝動部材に は、円周方向に間隔をおいて、軸方向に伸びるみぞがそれらの内面にある。管の 突起は、伝動部材のみぞの中に突起の頂上部とみぞの底部の間にすきまのある状 態で伝動部材を管に恒久的に固着する。

【０００５】

【実施例】

以下の詳細な説明および図面を参照することによって本考案およびその多くの 利点をさらに理解できる。

【０００６】 各図面およびさらに詳しくは第１図を参照すると、カム軸の製作は、伝動部材 であるカム１０および１２並びに軸受リング１４（一つの軸受だけ示してある） を管１３の上を通して所望の場所にすべらすことによって達成される。カムおよ び軸受リングは、互いに軸方向に間隔をあけており、それらの所望の軸方向およ び半径方向の位置にきちっと保持されている。

【０００７】 各カムの内面と、軸受リングの内面は、管１３の外径より十分大きな内径を有 し、．０２５ｍｍ（．００１インチ）から．２５ｍｍ（．０１インチ）にわたる 管対カム隙間および管対軸受リング隙間を与える。

【０００８】 カム１０の内面およびカム１２の内面は、それぞれ円周方向に間隔をおいて、 カム１０および１２を完全に通して軸方向に伸びるみぞ２２および２４をもって いる。同様に、軸受リング１４の内面は、円周方向に間隔をおいて軸受リング１ ４を完全に通して伸びるみぞ２６をもっている。

【０００９】 カムおよび軸受リングを管に恒久的に固着するためには、管の壁の数箇所の部 分を管の軸線から離れる方向にカムおよび軸受リングの内面にあるみぞの中に膨 張させる。第４図ないし第６図に示した実施例においては、管の数個の部分を機 械的に膨張させてある。

【００１０】 第４図に示したように、エキスパンダ工具３６が管１３を半ば突き通して動か された後の状態で示されている。エキスパンダ工具３６は、軸受リング１４とカ ム１２を通り抜けて軸方向に動かされたものである。もちろん、カム軸を完全に 作るためには、エキスパンダ工具３６がカム１０を通り抜けた後に操作を完了す る。複数の円周方向に離れた半球形の硬質材料の突起２８がエキスパンダ工具３ ６の一端の近くでエキスパンダ軸に埋められている。突起２８の実効直径は、管 １３の内径より十分に大きく、突起に管１３の一部分をカムのみぞと軸受リング のみぞの中に膨張させてカムと軸受リングを管に恒久的に固着する。

【００１１】 第５図に示されているように、半球形硬質材料の突起２８は、それらの突起が 内部でカムまたは軸受リングのところを通り抜けるとき、硬質材料の突起２８が 軟い管材料をみぞの中に膨張させるように位置決めされている。膨張した結果、 管１３の円周全体が外方に動かされる。管１３の初期直径とカムおよび軸受リン グの内面との間の差がほんのわずかあるため、管の外面は、カムおよび軸受リン グの内面をしっかり押しつける。

【００１２】 ピストンエンジンを往復動させる完成したカム軸は外面に複数の円周方向に間 隔をおいて軸方向に伸びる突起３０（第６図参照）をもった回転可能な管１３を 備えることになる。もちろん、これらの突起は、管の壁の数箇所の部分を管の軸 線から離れる方向に膨張させることによって形成される。すなわち、カムの軸線 と軸受リングの軸線は、管１３の残部の軸線と同じである。これは、フリードリ ッヒ・ジヨーダンに１９８３年５月１０日に与えられた米国特許第４，３８２， ３９０号「往復動ピストン・エンジン用カム軸」に示されたカム軸ときわだって 相違する点である。管の突起は、カムと軸受の中にみぞの底部とすきまのある状 態で伸び込んでカムと軸受リングを管に恒久的に固着している。

【００１３】 特定の例として、管１３は、カム軸の意図した用途に従って、壁厚が３．１７ ｍｍ（．１２５インチ）から３．８１ｍｍ（．１５０インチ）にわたり、外径が ２５．４ｍｍ（１インチ）から３１．７ｍｍ（１−１／４インチ）にわたってい てもよい。例えば、自動車およびデイ−ゼル用のカム軸は、その他の目的のもの より大きいであろう。管対カム隙間および管対軸受リング隙間は、．０２５４ｍ ｍ（．００１インチ）から．２５４ｍｍ（．０１０インチ）にわたっている。カ ムにあるみぞおよび軸受リングにあるみぞは、約．５０８ｍｍ（．０２０インチ ）の深さで、３．２ｍｍ（１／８インチ）から６．４ｍｍ（１／４インチ）にわ たる半径をもっていてもよい。エキスパンダ工具３６は、管１３の内径より約． ５０８ｍｍ（．０２０インチ）小さい外径を有し、突起が管１３の内径より約２ ．０３２ｍｍ（．０８０インチ）大きくなるであろう。

【００１４】 管１３は、最大硬さがＲ_Ｃ４０である成形可能な鋼で作られるのが好ましい。 カムは、最小硬さをＲ_Ｃ５８になるように焼入れ可能な鋼で作られるのが好まし い。適当量の炭素（例えば、０．８％）を含むようにした合金鋼（例えば、Ｍｎ ０．１０〜０．２５％，Ｍｏ０．５０ ０．６０％，Ｎｉ１．７５〜１．９０％ ，Ｃｕ０．１５％ｍａｘ）の粉末鍛造品の材料もまたカムとして用いて好結果を 得た。軸受リングは、ブシユと共存できる鋼または鉄であるのが好ましい。これ も、見掛け硬さがＲ_Ｂ９０の粉末冶金リングを用いた。

【００１５】

【考案の効果】

本願考案のカム軸は、伝動部材のみぞの形状を円の一部を含む凹形状とし、同 様に中空管の突起の形状を円の一部を含む凸形状とし、中空管の突起の頂上部と みぞの底部との間にすきまがある状態でみぞの両端縁部が突起の立ち上り部を絶 えず押圧するように構成している。この構成における伝動部材のみぞの底部と中 空管の突起の頂上との間のすきまがあることによつて、加工時に伝動部材がわず かに弾性変形したことに基づく管に対する締め付け力が確実かつ有効に伝動部材 のみぞの両端縁部に作用し、伝動部材と中空管の間に相対回転力が働いても伝動 部材のみぞの両端縁部の押圧効果によって伝動部材と中空管の相対回転を確実に 防止できるのである。

【００１６】 一方、従来技術のように、中空管の突起の頂上と中空管のみぞの底部が接触す るまで膨張させたものでは伝動部のみぞの端縁部に伝動部材の収縮力が有効に作 用しないので、二つの部材間の相対回転運動の防止力が低いのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 管の上を滑らした軸方向に間隔をおいたカム
と軸受リングを示す縦断面図、

【図２】 第１図の線２−２に沿い、矢印の方向に見た
断面図、

【図３】 第１図の線３−３に沿い、矢印の方向に見た
断面図、

【図４】 エキスパンダ工具を管を半ば通り抜けさせ
て、管の縦の数箇所の部分を変位させた後の部品を示す
カム軸を通る縦断面図、

【図５】 第４図の線５−５に沿い矢印の方向に見た断
面図、および

【図６】 管の突起をカムのみぞの中に組合せた配置を
示す、拡大寸法の断面図である。種々の図において、同
様の部品を同様の番号で表わしている。

【符号の説明】

１０，１２ カム １４ 軸受リング ２２，２４，２６ みぞ ２８ 突起 ３６ エキスパンダ工具

フロントページの続き (72)考案者 ジェイムス ローリンス アメリカ合衆国コネチカット州ウインステ ッド リーチング ヒル ロード 179 (72)考案者 ジョン パトリク クック アメリカ合衆国コネチカット州シムスバリ ィ ウインドハム ドライブ 44 (72)考案者 ジェフリィ エイ クラーク アメリカ合衆国コネチカット州リバートン ピーオーボックス 78

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 円周方向に間隔をおいて軸方向に伸びる
   複数の突起を有する回転可能な管と、前記突起の位置に
   対応した位置で円周方向に間隔をおいて軸方向に伸びる
   みぞを内面に有し、前記管の回りに軸方向に間隔をおい
   て取り付けた複数の伝動部材とを備え、前記突起は、管
   の壁の数箇所の部分を管の軸線から半径方向に遠ざかる
   方へ膨張させてあり、前記管の軸線に直角な断面が円の
   一部を含む凸形状のものであり、前記みぞは前記伝動部
   材の軸線に直角な断面が少なくとも一部分に円の一部を
   含む凹形状のものであり、前記突起の両立上り部が前記
   みぞの両端縁部によって押圧され、前記管の突起が該突
   起の頂上部と前記みぞの底部との間にすきまを残した状
   態で前記伝動部材のみぞの中に伸びこんで前記伝動部材
   を前記管に恒久的に固着していることを特徴とする往復
   動ピストン・エンジン用カム軸。
2. 【請求項２】 前記凸形状が円の一部であり、前記凹形
   状が少なくとも前記両端縁部に隣接した部分において円
   形曲線である実用新案登録請求の範囲第１項に記載の往
   復動ピストン・エンジン用カム軸。
3. 【請求項３】 前記凸形状及び前記凹形状は全体が単一
   の円の一部であり、前記凸形状の円の半径が前記凹形状
   の円の半径より大である実用新案登録請求の範囲第１項
   に記載の往復動ピストン・エンジン用カム軸。
4. 【請求項４】 前記伝動部材がカムを含んでいる実用新
   案登録請求の範囲第１項に記載の往復動ピストン・エン
   ジン用カム軸。
5. 【請求項５】 前記伝動部材がカムと軸受リングを含む
   実用新案登録請求の範囲第１項に記載の往復動ピストン
   ・エンジン用カム軸。