JP2010001809A - Camshaft, and camshaft manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の吸気弁、排気弁を作動するカムシャフトに関する。 The present invention relates to a camshaft that operates an intake valve and an exhaust valve of an internal combustion engine.
温暖化をはじめとする環境問題が地球規模で大きくクローズアップされ、大気中のＣＯ２削減に向けた自動車燃費改善技術の開発が大きな課題となっており、その一環として、エンジンに用いられる摺動部材の摩擦損失の低減が求められている。これに鑑み、近年において、耐摩耗性および耐焼き付き性に優れ、かつ、摩擦係数の低減効果を最大限に発現することが可能な摺動部材の材料・表面処理・改質の技術の開発が進められている。 Environmental issues such as global warming is significantly close up on a global scale, the development of automobile fuel efficiency improvement technologies for CO 2 reduction in the atmosphere has become a major issue, as part of this, sliding to be used in the engine Reduction of the friction loss of a member is calculated | required. In view of this, in recent years, the development of sliding member materials, surface treatment, and modification technologies that are excellent in wear resistance and seizure resistance and that can maximize the effect of reducing the friction coefficient have been developed. It is being advanced.
自動車燃費改善のためには、内燃機関における機械的および熱的損失を低減することが効果的であり、そのためには摺動部材間の摩擦の更なる低減が求められる。内燃機関に用いられる、このような摺動部品の一つとして、吸気弁および排気弁を作動するカムシャフトを挙げることができる。例えば、オーバーヘッド（ＯＨＣ）型のカムシャフトの場合、特許文献１のように、カムシャフトに設けられたジャーナル部およびスラスト受部においてシリンダヘッドと摺動することにより、その回転およびスラストがシリンダヘッドによって支持されている。
In order to improve automobile fuel efficiency, it is effective to reduce mechanical and thermal losses in the internal combustion engine. For this purpose, further reduction of friction between sliding members is required. One such sliding component used in an internal combustion engine is a camshaft that operates an intake valve and an exhaust valve. For example, in the case of an overhead (OHC) type camshaft, as disclosed in
従来、摺動面の表面粗さを小さくすること、摺動面の表面処理などにより上記ジャーナル部およびスラスト部と、シリンダヘッドとの間の摺動摩擦の低減が図られてきた。また、特許文献２においては、上記ジャーナル部と、シリンダヘッドとの間の摺動摩擦を低減するために、カムシャフトの前端部に円筒状のシャフト支持部をボルトで締結し、当該シャフト支持部と、シリンダヘッドの軸受部の頂部との間に転がり軸受を設けている。この方法ではジャーナル部と、シリンダヘッドとの間の摺動摩擦の低減は図れるものの、スラスト部と、シリンダヘッドとの間の摺動摩擦の低減を図ることはできない。
Conventionally, sliding friction between the journal portion and the thrust portion and the cylinder head has been reduced by reducing the surface roughness of the sliding surface and surface treatment of the sliding surface. In
特許文献３には、軸受部材の側面とそれに対向するカム軸のフランジの側面との間隙に緩衝油圧ポケットを形成する弾性材を挿入し、カム軸のスラスト方向の変位を上記油圧ポケット並びに弾性材により吸収することを特徴とするカム軸のスラスト軸受構造が開示されている。特許文献３はカム軸のフランジと、軸受部材との間の摺動摩擦の低減を図るものではあるが、弾性部材とフランジとの間の摺動摩擦を考慮する必要があり、全体としての摺動摩擦の低減の程度は十分ではない場合がある。 In Patent Document 3, an elastic material that forms a buffer hydraulic pocket is inserted into the gap between the side surface of the bearing member and the side surface of the flange of the cam shaft that faces the bearing member, and the displacement in the thrust direction of the cam shaft A camshaft thrust bearing structure is disclosed which is characterized in that it is absorbed by Although Patent Document 3 is intended to reduce sliding friction between the flange of the cam shaft and the bearing member, it is necessary to consider the sliding friction between the elastic member and the flange. The degree of reduction may not be sufficient.
特許文献４には、内燃機関におけるユニットインジェクタや吸排気弁等を駆動するカムの回転位相を制御するための装置が開示されている。この装置においてはアクチュエータによってカムシャフトが軸方向に変位するため、カムシャフトと共に軸方向に変位する部材（ギヤブラケット等）と、スプラインにより回転方向へ変位する部材（吸排カム本体等）との軸方向相対的な位置関係が変化する。そのため特許文献４では、吸排カム本体が当接するギヤブラケットの側面にスラストベアリングを設けている。しかしながら特許文献４においては、どのようなスラストベアリングを用いるかについての記載はなく、例えば上記スラストベアリングがすべり摺動のものである場合、摺動摩擦の低減効果が十分ではない可能性がある。
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、シリンダヘッドとの摺動摩擦を低減することができるカムシャフトを提供することを主目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and has as its main object to provide a camshaft that can reduce sliding friction with a cylinder head.
上記目的を達成するために、本発明は、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に支持されるカムシャフトであって、上記カムシャフトには、上記カムシャフトの軸方向の遥動を防止するために上記カムシャフトのジャーナル部脇に形成された凸部であり、上記シリンダヘッドに接する、一または二の遥動防止凸部が形成されており、上記遥動防止凸部の、上記シリンダヘッドと摺動する側面であるスラスト部には、上記シリンダヘッドの一部と転がり摺動する転がり摺動部が形成されていることを特徴とするカムシャフトを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a camshaft rotatably supported by a cylinder head of an internal combustion engine, wherein the camshaft is provided with a camshaft in order to prevent the camshaft from swinging in the axial direction. A convex portion formed on the side of the journal portion of the camshaft, wherein one or two anti-swaying convex portions are formed in contact with the cylinder head, and the anti-swaying convex portion is slid with the cylinder head. A camshaft is provided in which a thrust sliding portion which is a moving side surface is formed with a rolling sliding portion which rolls and slides with a part of the cylinder head.
本発明においては、シリンダヘッドと摺動するスラスト部に転がり摺動部が形成されているため、シリンダヘッドと、スラスト部との摺動を転がり摺動とすることができ、摺動摩擦を低減することができる。 In the present invention, since the rolling sliding portion is formed in the thrust portion that slides with the cylinder head, the sliding between the cylinder head and the thrust portion can be changed to rolling sliding to reduce the sliding friction. be able to.
上記発明においては、上記カムシャフトの軸方向の遥動は、二つの上記遥動防止凸部によって形成される前記カムシャフト側の凹部であるジャーナル部に、上記シリンダヘッド側の凸部である軸受部を嵌め合わせることにより防止されており、上記軸受部の側面と摺動する上記スラスト部に、転がり摺動部が形成されていることが好ましい。上記二つの遥動防止凸部を設けることによって、より安定してスラストをシリンダヘッドへ伝え、かつ、カムシャフトの軸方向の位置決めをすることができるからである。 In the present invention, the camshaft axially swings in the journal portion, which is the camshaft-side recess formed by the two swing-preventing projections, and the bearing that is the cylinder head-side projection. It is preferable that a rolling sliding portion is formed in the thrust portion that slides with the side surface of the bearing portion. This is because by providing the two swing prevention protrusions, the thrust can be more stably transmitted to the cylinder head and the cam shaft can be positioned in the axial direction.
また、上記発明においては、上記カムシャフトが、複数の部品から構成される組立式のカムシャフトであることが好ましい。カムシャフトを組立式にすることにより、上記転がり摺動部などを容易に形成することができるからである。 Moreover, in the said invention, it is preferable that the said camshaft is an assembly-type camshaft comprised from several components. This is because the rolling sliding portion and the like can be easily formed by making the camshaft an assembly type.
上記発明においては、上記ジャーナル部に、上記軸受部の頂面と転がり摺動する転がり摺動部が形成されていることが好ましい。上記スラスト部に加え、上記ジャーナル部にも転がり摺動部を設けることにより、さらに摺動摩擦を低減することができるからである。 In the above invention, it is preferable that a rolling sliding portion that rolls and slides on the top surface of the bearing portion is formed in the journal portion. This is because sliding friction can be further reduced by providing a rolling sliding portion in the journal portion in addition to the thrust portion.
また、本発明は、上述したカムシャフトを製造するための、カムシャフトの製造方法であって、上記カムシャフトの軸を形成するカムシャフト軸上に、少なくとも上記遥動防止凸部および上記転がり摺動部を固定することにより製造されることを特徴とするカムシャフトの製造方法を提供する。 The present invention also provides a camshaft manufacturing method for manufacturing the camshaft described above, wherein at least the swing prevention convex portion and the rolling slide are formed on the camshaft shaft forming the camshaft shaft. Provided is a method of manufacturing a camshaft, which is manufactured by fixing a moving part.
本発明の製造方法においては、一体形成されるカムシャフトに設けることが困難である、複数の転がり摺動部を有するカムシャフトを容易に、かつ効率的に製造することができる。 In the manufacturing method of the present invention, it is possible to easily and efficiently manufacture a camshaft having a plurality of rolling sliding portions, which is difficult to provide on an integrally formed camshaft.
上記発明においてカムシャフトは、シャフトヘッドを有する上記カムシャフト軸上に、上記シャフトヘッド側から、遥動防止凸部、転がり摺動部、転がり摺動部、および遥動防止凸部の順に各部材を固定することにより製造されてもよい。このような製造方法によって、対向する二つの遥動防止凸部の内側面に上記転がり摺動部が形成されたカムシャフトを容易に製造することができるからである。 In the above invention, the camshaft is a member on the camshaft shaft having the shaft head in the order of the swing prevention convex portion, the rolling slide portion, the rolling slide portion, and the swing prevention convex portion from the shaft head side. May be manufactured by fixing. This is because such a manufacturing method can easily manufacture a camshaft in which the rolling sliding portion is formed on the inner side surfaces of two opposing swing prevention convex portions.
上記発明においては、上記固定は、圧入または焼き嵌めによる固定であることが好ましく、特に、焼き嵌めによる固定であることが好ましい。このような方法による固定は、ボルト等の固定部品を要さず、また、塑性変形を抑制することで固定によって生じる応力をカムシャフトの全周に均等に分布させることができ、軸方向の応力も小さいため、シャフトの同軸度等を向上させることができるからである。 In the above invention, the fixing is preferably fixing by press fitting or shrink fitting, and particularly preferably fixing by shrink fitting. Fixing by this method does not require fixing parts such as bolts, and by suppressing plastic deformation, the stress caused by fixing can be evenly distributed over the entire circumference of the camshaft, and axial stress This is because the coaxiality of the shaft can be improved.
本発明のカムシャフトは、上記カムシャフトと、シリンダヘッドとの間の摺動摩擦を低減することができ、自動車燃費の改善が可能であるといった効果を奏する。 The camshaft of the present invention can reduce the sliding friction between the camshaft and the cylinder head, and has an effect of improving the automobile fuel consumption.
本発明は、カムシャフト、およびカムシャフトの製造方法を含むものである。以下、それぞれについて詳細に説明する。
Ａ．カムシャフト
本発明のカムシャフトは、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に支持されるカムシャフトであって、上記カムシャフトには、上記カムシャフトの軸方向の遥動を防止するために上記カムシャフトのジャーナル部脇に形成された凸部であり、上記シリンダヘッドに接する、一または二の遥動防止凸部が形成されており、上記遥動防止凸部の、上記シリンダヘッドと摺動する側面であるスラスト部には、上記シリンダヘッドの一部と転がり摺動する転がり摺動部が形成されていることを特徴とするものである。
The present invention includes a camshaft and a method for manufacturing the camshaft. Hereinafter, each will be described in detail.
A. The camshaft of the present invention is a camshaft that is rotatably supported by a cylinder head of an internal combustion engine, and the camshaft includes a camshaft for preventing the camshaft from swinging in the axial direction. A side surface of the swing prevention convex portion that slides with the cylinder head, wherein one or two swing prevention convex portions that are in contact with the cylinder head are formed. The thrust part is formed with a rolling sliding part that rolls and slides with a part of the cylinder head.
以下、本発明のカムシャフトについて、図を用いて説明する。図１は、本発明のカムシャフトの一例を示す概略断面図である。図１に例示するように本発明のカムシャフト１には二つの遥動防止凸部２が形成されている。上記カムシャフト１は、上記二つの遥動防止凸部２間の凹部であるジャーナル部３に、シリンダヘッド４の凸部である軸受部５を嵌め合わせることで、シリンダヘッド４によって支持されている。
Hereinafter, the camshaft of this invention is demonstrated using figures. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the camshaft of the present invention. As illustrated in FIG. 1, the
上記カムシャフト１の回転は、カムシャフト１のジャーナル部３と、シリンダヘッド４の軸受部５の頂面とが摺動することにより、シリンダヘッド４により支持される。また、カムシャフト１の軸方向の遥動は、遥動防止凸部２の側面であるスラスト部６に形成された転がり摺動部７の転がり摺動手段８と、軸受部５の側面とが摺動することにより、シリンダヘッド４により防止され、同時に、カムシャフト１の軸方向の位置決めがされる。
The rotation of the
本発明においては上述したように、シリンダヘッドの軸受部の側面と摺動する、カムシャフトのスラスト部に上記転がり摺動部が設けられているため、上記軸受部の側面とスラスト部との摺動を転がり摺動とすることができる。そのため、上記軸受部の側面とスラスト部との摺動摩擦を大幅に低減することが可能となり、これを用いた内燃機関の燃費を向上することができる。上記軸受部の側面とスラスト部との摺動をすべり摺動とした場合でも多少の摺動摩擦の低減は図れるが、転がり摺動とすることで摺動摩擦を大幅に低減することができる。また、すべり摺動においては、固定された面上を摺動部材が摺動するものであるため焼き付きが生じる場合があるが、転がり摺動においては、回転する転がり摺動手段の回転面上を摺動部材が摺動するものであるため、焼き付きが生じる可能性をも大幅に低減することができる。
以下、このような本発明のカムシャフト、および上記カムシャフトを支持するシリンダヘッドについて、それぞれ詳細に説明する。
In the present invention, as described above, since the rolling sliding portion is provided in the thrust portion of the camshaft that slides on the side surface of the bearing portion of the cylinder head, the sliding between the side surface of the bearing portion and the thrust portion is provided. The movement can be rolling and sliding. Therefore, sliding friction between the side surface of the bearing portion and the thrust portion can be greatly reduced, and the fuel consumption of an internal combustion engine using the same can be improved. Even if the sliding between the side surface of the bearing portion and the thrust portion is sliding, the sliding friction can be reduced to some extent, but the sliding friction can be greatly reduced by using rolling sliding. In sliding sliding, the sliding member slides on a fixed surface, which may cause seizure. However, in rolling sliding, on the rotating surface of the rotating rolling sliding means. Since the sliding member slides, the possibility of seizure can be greatly reduced.
Hereinafter, the camshaft of the present invention and the cylinder head that supports the camshaft will be described in detail.
１．カムシャフト
本発明のカムシャフトは、シリンダヘッドと摺動するスラスト部に転がり摺動部が形成されていることを特徴とするものである。本発明においてカムシャフトの軸方向の遥動とは、回転体であるカムシャフトの軸方向の動きを意味するものとする。また、カムシャフトの遥動防止凸部とは、カムシャフトの軸方向の遥動を防止するために上記カムシャフトのジャーナル部脇に形成された凸部であり、上記シリンダヘッドに接する、カムシャフトの軸よりも大きな径を有する部分（凸部）である。上記遥動防止凸部は、シリンダヘッドと摺動することによってカムシャフトのスラストをシリンダヘッドへ伝える。上記遥動防止凸部の軸方向の動きは、摺動する対象である上記シリンダヘッドによって制限されるものであるため、カムシャフト全体の軸方向の動きも制限されることとなり、結果として上記遥動防止凸部は上記カムシャフトの軸方向の位置決めをする。
1. Camshaft The camshaft of the present invention is characterized in that a rolling sliding portion is formed in a thrust portion that slides with a cylinder head. In the present invention, the axial movement of the camshaft means movement in the axial direction of the camshaft which is a rotating body. Further, the camshaft swing prevention convex portion is a convex portion formed on the side of the journal portion of the camshaft to prevent the camshaft axially swinging, and is in contact with the cylinder head. It is a part (convex part) which has a larger diameter than the axis. The swing prevention convex portion transmits the thrust of the camshaft to the cylinder head by sliding with the cylinder head. Since the axial movement of the protrusion for preventing the swinging movement is limited by the cylinder head to be slid, the axial movement of the entire camshaft is also limited. The movement preventing convex portion positions the cam shaft in the axial direction.
このような遥動防止凸部は、シリンダヘッドと摺動する側の側面であるスラスト部に転がり摺動部が形成されていればよく、遥動防止凸部や転がり摺動部の形成個数等は特に限定されるものではない。上述した図１に例示したように、遥動防止凸部は１本のカムシャフトに複数形成されていても、図２に例示するように一箇所のみに形成されていてもよい。図２のように、遥動防止凸部２が一箇所のみに形成される場合は、上記遥動防止凸部２を嵌め合わせることができる環状溝９が形成されているシリンダヘッド４が用いられる。上記環状溝９の側面と摺動する、少なくとも一方のスラスト部、好ましくは両方のスラスト部には転がり摺動部７が形成されており、上記転がり摺動部７の転がり摺動手段８と、上記環状溝９の側面とが摺動する。
Such a swing prevention convex part is only required to have a rolling slide part formed on the thrust part which is the side surface that slides with the cylinder head, such as the number of swing prevention convex parts and rolling slide parts formed. Is not particularly limited. As illustrated in FIG. 1 described above, a plurality of swing prevention protrusions may be formed on one camshaft, or may be formed only at one position as illustrated in FIG. As shown in FIG. 2, when the swing prevention
本発明においては、上述した中でも、カムシャフトに遥動防止凸部が二つ形成されているものが好ましい。二つの遥動防止凸部を設けることによって、より安定して力をシリンダヘッドへ伝え、かつ、カムシャフトの軸方向の位置決めをすることができるからである。また、図１、２、４、５においては、カムシャフトの端部に遥動防止凸部が形成されている例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、カムシャフトの中央部等、端部以外の場所に遥動防止凸部が形成されていてもよい。 In the present invention, among the above-mentioned, it is preferable that the camshaft is formed with two swing prevention protrusions. This is because by providing the two swing prevention protrusions, the force can be more stably transmitted to the cylinder head and the camshaft can be positioned in the axial direction. 1, 2, 4, and 5 show an example in which a swing prevention protrusion is formed at the end of the camshaft, the present invention is not limited to this, and the camshaft A swing prevention convex portion may be formed at a place other than the end portion, such as the central portion of the head.
上記遥動防止凸部の側面であるスラスト部に形成される転がり摺動部は、カムシャフトの力を、接触配置されるシリンダヘッドへ転がり摺動によって伝達できるものであれば特に限定されるものではない。例えば図３に例示するように、転がり摺動部７は複数個の転がり摺動手段８と、上記転がり摺動手段８を保持する保持器１０とから構成されていてもよい。このような転がり摺動部を上記スラスト部と、シリンダヘッドとの摺動面に配置することにより、上記スラスト部と、シリンダヘッドとの摺動を転がり摺動とすることができる。なお、図１〜図４は、転がり摺動部の転がり摺動手段として、ニードルベアリングが用いられている例を示すものである。
The rolling sliding portion formed on the thrust portion which is the side surface of the above-mentioned swing prevention convex portion is particularly limited as long as it can transmit the force of the camshaft to the cylinder head arranged in contact by rolling sliding. is not. For example, as illustrated in FIG. 3, the
上記転がり摺動部に用いられる転がり摺動手段は、上記スラスト部とシリンダヘッドとの転がり摺動を可能とするものであれば特に限定されるものではなく、ボールベアリングやニードルベアリングなどを用いることができる。中でも、線接触によって安定して摺動可能なことなどから、ニードルベアリングが好適に用いられる。用いられる転がり摺動手段の数や寸法は、スラスト部の寸法や、スラスト部に働く応力の大きさなどにより適宜調整することができる。 The rolling sliding means used for the rolling sliding portion is not particularly limited as long as it enables rolling sliding between the thrust portion and the cylinder head, and a ball bearing, a needle bearing, or the like is used. Can do. Among these, needle bearings are preferably used because they can be slid stably by line contact. The number and dimensions of the rolling sliding means used can be appropriately adjusted depending on the dimensions of the thrust part, the magnitude of the stress acting on the thrust part, and the like.
本発明においては、遥動防止凸部の側面であるスラスト部に加え、上記ジャーナル部にも転がり摺動部が形成されていることが好ましい。これにより、カムシャフトの力のみならず、回転も転がり摺動によりシリンダヘッドに支持されることとなり、カムシャフトと、シリンダヘッドとの摺動摩擦をさらに低減することができるからである。上記ジャーナル部にも転がり摺動部を形成する場合は、例えば図４に例示するように、遥動防止凸部２の側面であるスラスト部６およびジャーナル部３に転がり摺動部７を配置することができる。上記ジャーナル部３に配置された転がり摺動部７は、固定部材４０を用いてシャフト周方向および軸方向の位置決めをすることができる。また、図５に例示するように、ジャーナル部３にニードルベアリングを用いた転がり摺動部７を形成し、その両側にスラスト部６の転がり摺動部７として、ボールベアリング８´を用いた転がり摺動部７を形成してもよい。この場合固定部材４０は、ジャーナル部３に配置されたニードルベアリングと、スラスト部６に配置されたボールベアリング８´との、シャフト周方向および軸方向の位置決めをするために用いられてもよい。この際シリンダヘッド４と、スラスト部６とは接触しておらず、カムシャフト１の力は、スラスト部６と、シリンダヘッド４とが、上記ボールベアリング８´を介して転がり摺動することにより伝達される。
In the present invention, it is preferable that a rolling sliding portion is also formed in the journal portion in addition to the thrust portion which is the side surface of the swing preventing convex portion. Thereby, not only the force of the camshaft but also the rotation is supported by the cylinder head by rolling and sliding, and the sliding friction between the camshaft and the cylinder head can be further reduced. When forming a rolling sliding part also in the said journal part, as illustrated in FIG. 4, for example, the
本発明において上記カムシャフトの製造方法等は、上述したような転がり摺動部が形成されているカムシャフトを製造することができる方法であれば特に限定されるものではなく、鋳造や削り出しなどにより、一体形成することによって製造されてもよいし、複数の部品から構成されている組立式のカムシャフトであってもよい。中でも、本発明のカムシャフトは組立式のカムシャフトであることが好ましい。組立式のカムシャフトとすることで、転がり摺動部を容易に形成することができるからである。特に、上記遥動防止凸部が二つ形成されているカムシャフトの場合、二つの遥動防止凸部の相対する側面であるスラスト部に転がり摺動部を一体形成することは非常に困難であるため、複数の部品から構成される組立式のカムシャフトとすることが好ましい。 In the present invention, the method for producing the camshaft and the like is not particularly limited as long as it is a method capable of producing the camshaft in which the rolling sliding portion as described above is formed. Casting, shaving, etc. Therefore, the camshaft may be manufactured by being integrally formed, or may be an assembly-type camshaft composed of a plurality of parts. Among them, the camshaft of the present invention is preferably an assembly type camshaft. This is because a rolling sliding part can be easily formed by using an assembly type camshaft. In particular, in the case of a camshaft in which two swing prevention protrusions are formed, it is very difficult to integrally form a rolling sliding part on the thrust part that is the opposite side surface of the two swing prevention protrusions. For this reason, it is preferable that the camshaft is an assembly type camshaft composed of a plurality of parts.
上記組立式のカムシャフトにおいて、複数の部品を互いに固定する方法は特に限定されるものではなく、固定される部品に加工を施したねじ込み式でも、ボルト、ナット等の固定手段を用いる方法でも、圧入や焼き嵌め等の方法でもよい。中でも、本発明において上記部品は、圧入または焼き嵌め、特には焼き嵌めにより固定されることが好ましい。焼き嵌めによる固定においては別途の固定手段（締結部品）が必要ないため、軽量化という点において好ましい。 In the assembly type camshaft, the method of fixing a plurality of parts to each other is not particularly limited, and a screw-in type in which the parts to be fixed are processed or a method using fixing means such as bolts and nuts, A method such as press fitting or shrink fitting may be used. Among these, in the present invention, the above-mentioned parts are preferably fixed by press-fitting or shrink fitting, particularly shrink fitting. Since fixing by shrink fitting does not require a separate fixing means (fastening part), it is preferable in terms of weight reduction.
カムシャフトは高速で回転するものであるため、回転軸の振れ等を最小限にするために、組立式のカムシャフトにおける各部品を強固に、かつ、精度の高い同軸上に固定することが好ましい。ねじ込み式等において上記振れ等を生じさせないためには非常に高い加工精度においてねじ山や溝を形成する必要があるが、焼き嵌めの場合は接合部分の構造が単純であるため高い加工精度は必要とされない。さらに、焼き嵌めにおいては熱膨張・収縮により各部品を強固に固定することができる。加えて、固定の際に生じる応力を固定される部品の広い範囲、例えばカムシャフトの全周にわたって均一に分布させることができ、塑性変形が生じにくいため、シャフト等の部品の歪みも小さくすることができ、カムシャフトの軸方向の精度を向上させることができるという利点もある。 Since the camshaft rotates at a high speed, it is preferable to firmly fix each component in the assembly-type camshaft on a highly accurate coaxial axis in order to minimize the swing of the rotating shaft. . It is necessary to form threads and grooves with very high processing accuracy in order to prevent the above-mentioned runout in a screw-in type, etc., but in the case of shrink fitting, since the structure of the joint is simple, high processing accuracy is necessary. And not. Furthermore, in shrink fitting, each component can be firmly fixed by thermal expansion / contraction. In addition, the stress generated during fixing can be uniformly distributed over a wide range of parts to be fixed, for example, the entire circumference of the camshaft, and plastic deformation is unlikely to occur, so that distortion of parts such as shafts is also reduced. There is also an advantage that the accuracy in the axial direction of the camshaft can be improved.
２．シリンダヘッド
本発明において、上述したようなカムシャフトと共に用いられるシリンダヘッドは、上述したような転がり摺動部が形成されるスラスト部を有する遥動防止凸部と嵌め合わせることができる形状であり、カムシャフトを回転可能に支持することができるものであれば特に限定されるものではない。例えば、図１のようにカムシャフト１に遥動防止凸部２が二つ形成されている場合、上記二つの遥動防止凸部２によって形成されるカムシャフト１側の凹部であるジャーナル部３に嵌め合わせることができる、凸部である軸受部５を有するシリンダヘッド４が用いられる。また、図２のようにカムシャフト１に一つの遥動防止凸部２が形成されている場合、上記遥動防止凸部２と嵌め合わせることができる凹部である、環状溝９を有するシリンダヘッド４が用いられる。また、上述した転がり摺動部７は、スラスト部６側ではなく、スラスト部６と摺動するシリンダヘッド４側の面に形成されてもよい。
2. Cylinder head In the present invention, the cylinder head used together with the camshaft as described above is a shape that can be fitted with a swing-preventing convex portion having a thrust portion where the rolling sliding portion as described above is formed, There is no particular limitation as long as the camshaft can be rotatably supported. For example, when two
また、本発明のカムシャフトと共に用いられるシリンダヘッドは、通常アルミなどの耐摩耗性がそれほど高くない材料から形成される。そのため、上記転がり摺動部の転がり摺動手段と摺動すると、シリンダヘッド側が摩耗してしまう場合がある。このようなシリンダヘッドの摩耗を抑制するため、図６に例示するように、シリンダヘッド４の側面と、転がり摺動部７との間にワッシャー１１など、シリンダヘッドの摩耗を抑制するための部材が配置されていてもよい。図６に例示する構成においては、上記ワッシャー１１が、転がり摺動部７の転がり摺動手段８と摺動することとなるため、結果としてシリンダヘッド４の側面の摩耗を抑制することができる。
Also, the cylinder head used with the camshaft of the present invention is usually made of a material that is not so high in wear resistance, such as aluminum. Therefore, the cylinder head side may be worn when sliding with the rolling sliding means of the rolling sliding portion. In order to suppress such wear of the cylinder head, as illustrated in FIG. 6, a member for suppressing wear of the cylinder head such as a
本発明においては、カムシャフトを支持する部材として、シリンダヘッドを用いた場合について主に説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、シリンダブロックキャップなどのキャップを用いてカムシャフトを支持してもよい。 In the present invention, the case where a cylinder head is used as a member for supporting a camshaft is mainly described. However, the present invention is not limited to this, and a cam using a cap such as a cylinder block cap is used. The shaft may be supported.
Ｂ．カムシャフトの製造方法
次に、本発明のカムシャフトの製造方法について説明する。本発明のカムシャフトの製造方法は、上述したカムシャフトを製造するための、カムシャフトの製造方法であって、上記カムシャフトの軸を形成するカムシャフト軸上に、少なくとも上記遥動防止凸部および上記転がり摺動部を固定することにより製造されることを特徴とするものである。
B. Next, a method for manufacturing a camshaft according to the present invention will be described. The camshaft manufacturing method of the present invention is a camshaft manufacturing method for manufacturing the camshaft described above, and at least the swing prevention convex portion is formed on the camshaft shaft forming the shaft of the camshaft. And it is manufactured by fixing the said rolling sliding part.
本発明のカムシャフトの製造方法は、上記カムシャフト軸上に上述した遥動防止凸部、転がり摺動部等の部材を順次固定することにより製造されるものであればよく、カムシャフト軸上に固定される部材の順番や、カムシャフト軸の長さなどは特に限定されるものではない。例えば、本発明においてカムシャフト軸は、製造されるカムシャフトと同等の長さを有するものであっても、複数本の短いカムシャフト軸をつなぎ合わせることによってカムシャフトを形成するものであってもよい。
以下、このような本発明のカムシャフトの製造方法について、図面を用いて説明する。
The camshaft manufacturing method of the present invention may be any method as long as the camshaft shaft is manufactured by sequentially fixing the above-mentioned members such as the anti-swaying convex portion and the rolling sliding portion on the camshaft shaft. There are no particular restrictions on the order of members fixed to the shaft, the length of the camshaft shaft, or the like. For example, in the present invention, the camshaft shaft may have the same length as the camshaft to be manufactured, or the camshaft may be formed by connecting a plurality of short camshaft shafts. Good.
Hereinafter, the manufacturing method of the camshaft of this invention is demonstrated using drawing.
図７は、本発明のカムシャフトの製造方法の一例を示す概略工程図である。図７に例示するカムシャフトの製造方法においては、まず図７（ａ）に例示するように、シャフトヘッド６１を有するカムシャフト軸６２上に遥動防止凸部２を固定し、当該遥動防止凸部２の、上記シャフトヘッド６１と反対側の側面に隣接するように転がり摺動部７を固定する。次に図７（ｂ）に例示するように、上記転がり摺動部７と対向するように、二つ目の転がり摺動部７´を上記カムシャフト軸６２上に固定し、図７（ｃ）に例示するように上記二つ目の転がり摺動部７´に隣接するように二つ目の遥動防止凸部２´を固定し、図７（ｄ）に例示するようなカムシャフト１が得られる。この際、転がり摺動部２と、もう一方の転がり摺動部２´との間に挟まれたカムシャフト軸６２部分が、当該カムシャフト１のジャーナル部３である。
FIG. 7 is a schematic process diagram showing an example of a method for manufacturing a camshaft according to the present invention. In the camshaft manufacturing method illustrated in FIG. 7, first, as illustrated in FIG. 7A, the
また、図８は、本発明のカムシャフトの製造方法の他の例を示す概略工程図である。図８に例示するカムシャフトの製造方法においては、まず図８（ａ）に例示するように、カムシャフト軸６２上に遥動防止凸部２を固定し、上記遥動防止凸部２の側面に隣接するように、転がり摺動部７を固定する。このようにして得られた、転がり摺動部７および遥動防止凸部２を有するカムシャフト軸６２に対し、図８（ｂ）に例示するように、上記カムシャフト軸６２とは別の、ジャーナル部３と同等の長さを有するカムシャフト軸６２´上に、シャフトヘッド６１、遥動防止凸部２´および転がり摺動部７´が固定された部材を接続し、固定する。これにより、図８（ｃ）に例示するような、二つの遥動防止凸部２および２´と、転がり摺動部７および７´と、カムシャフト軸６２および６２´とを少なくとも有するカムシャフト１が得られる。
FIG. 8 is a schematic process diagram showing another example of the method for manufacturing a camshaft of the present invention. In the camshaft manufacturing method illustrated in FIG. 8, first, as illustrated in FIG. 8A, the
さらに、図９〜１１に例示するように、上述した図８に例示される各部材を、図８とは異なる順序でカムシャフト軸６２に固定することによっても同様のカムシャフトを製造することができる。さらに、図７〜１１においては、カムシャフトの端部に遥動防止凸部が形成されている例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、カムシャフトの中央部等、端部以外の場所に遥動防止凸部が形成されてもよい。また、本発明においては、遥動防止凸部の側面であるスラスト部に加え、上記ジャーナル部にも転がり摺動部が形成されていてもよい。
Further, as illustrated in FIGS. 9 to 11, the same camshaft can be manufactured by fixing the members illustrated in FIG. 8 described above to the
本発明の製造方法においては、遥動防止凸部等が一体形成される鋳造や削り出しなどの方法によって形成することが非常に困難である、転がり摺動部を容易に形成することができる。本発明の製造方法において、複数の部品を互いに固定する方法は特に限定されるものではなく、固定される部品に加工を施したねじ込み式でも、ボルト、ナット等の固定手段を用いる方法でも、圧入や焼き嵌め等の方法でもよい。中でも、本発明において上記部品は、圧入または焼き嵌め、特には焼き嵌めにより固定されることが好ましい。焼き嵌めによる固定においては別途の固定手段（締結部品）が必要ないため、軽量化という点において好ましい。 In the manufacturing method of the present invention, it is possible to easily form a rolling sliding portion, which is very difficult to form by a casting or shaving method in which a swing prevention convex portion or the like is integrally formed. In the production method of the present invention, the method for fixing a plurality of parts to each other is not particularly limited, and a screw-in type in which parts to be fixed are processed, a method using fixing means such as bolts and nuts, press-fitting Or a method such as shrink fitting may be used. Among these, in the present invention, the above-mentioned parts are preferably fixed by press-fitting or shrink fitting, particularly shrink fitting. Since fixing by shrink fitting does not require a separate fixing means (fastening part), it is preferable in terms of weight reduction.
カムシャフトは高速で回転するものであるため、回転軸のブレ等を最小限にするために、組立式のカムシャフトにおける各部品を強固に、かつ、精度の高い同軸上に固定することが好ましい。ねじ込み式等において上記ブレ等を生じさせないためには非常に高い加工精度においてねじ山や溝を形成する必要があるが、焼き嵌めの場合は接合部分の構造が単純であるため高い加工精度は必要とされない。さらに、焼き嵌めにおいては熱膨張・収縮により各部品を強固に固定することができる。加えて、固定の際に生じる応力を固定される部品の広い範囲、例えばカムシャフトの全周にわたって均一に分布させることができ、塑性変形が生じにくいため、シャフト等の部品の歪みも小さくすることができ、カムシャフトの軸方向の精度を向上させることができるという利点もある。 Since the camshaft rotates at a high speed, it is preferable to firmly fix each component in the assembly-type camshaft on the same axis with high accuracy in order to minimize the shake of the rotating shaft. . It is necessary to form threads and grooves with very high processing accuracy in order to prevent the above-mentioned blurring and the like in a screw-in type, etc., but in the case of shrink fitting, since the structure of the joint is simple, high processing accuracy is necessary. And not. Furthermore, in shrink fitting, each component can be firmly fixed by thermal expansion / contraction. In addition, the stress generated during fixing can be uniformly distributed over a wide range of parts to be fixed, for example, the entire circumference of the camshaft, and plastic deformation is unlikely to occur, so that distortion of parts such as shafts is also reduced. There is also an advantage that the accuracy in the axial direction of the camshaft can be improved.
上記図７等においては、二つの遥動防止凸部を有するカムシャフトの製造方法について説明したが、これと同様に、複数の部品（カムロブ等）を組立てることにより、一つの遥動防止凸部を有するカムシャフトも製造することができる。一つの遥動防止凸部を有するカムシャフトは、両側のスラスト部に転がり摺動部が形成された遥動防止凸部と、カムシャフト軸とを固定することによって製造することができる。 In FIG. 7 and the like, a method for manufacturing a camshaft having two swing prevention protrusions has been described. Similarly, by assembling a plurality of parts (cam lobes, etc.), one swing prevention protrusion can be obtained. Can also be produced. A camshaft having one swing prevention convex portion can be manufactured by fixing a swing prevention convex portion having rolling sliding portions formed on the thrust portions on both sides and the camshaft shaft.
転がり摺動部の構成等、その他のカムシャフトの詳細については、上記「Ａ．カムシャフト」の記載と同様であるためここでの説明は省略する。 The other details of the camshaft, such as the configuration of the rolling sliding portion, are the same as those described in “A.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
１ … カムシャフト
２ … 遥動防止凸部
３ … ジャーナル部
４ … シリンダヘッド
５ … 軸受部
６ … スラスト部
７ … 転がり摺動部
８ … 転がり摺動手段
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記カムシャフトには、前記カムシャフトの軸方向の遥動を防止するために前記カムシャフトのジャーナル部脇に形成された凸部であり、前記シリンダヘッドに接する、一または二の遥動防止凸部が形成されており、
前記遥動防止凸部の、前記シリンダヘッドと摺動する側面であるスラスト部には、前記シリンダヘッドの一部と転がり摺動する転がり摺動部が形成されていることを特徴とするカムシャフト。 A camshaft rotatably supported by a cylinder head of an internal combustion engine,
The camshaft is a convex portion formed on the side of the journal portion of the camshaft to prevent the camshaft from swinging in the axial direction. Part is formed,
A camshaft characterized in that a rolling sliding portion that rolls and slides with a part of the cylinder head is formed in a thrust portion that is a side surface that slides with the cylinder head of the swing prevention convex portion. .
前記軸受部の側面と摺動する前記スラスト部に、転がり摺動部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカムシャフト。 In the axial movement of the camshaft, a bearing portion that is a convex portion on the cylinder head side is fitted into a journal portion that is a concave portion on the camshaft side that is formed by the two anti-vibration convex portions. Is prevented by
The camshaft according to claim 1, wherein a rolling sliding portion is formed in the thrust portion that slides with a side surface of the bearing portion.
前記カムシャフトの軸を形成するカムシャフト軸上に、少なくとも前記遥動防止凸部および前記転がり摺動部を固定することにより製造されることを特徴とするカムシャフトの製造方法。 A camshaft manufacturing method for manufacturing the camshaft according to claim 1,
A method of manufacturing a camshaft, wherein the camshaft shaft is formed by fixing at least the swing-preventing convex portion and the rolling sliding portion on a camshaft shaft forming the camshaft shaft.
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| CN103061844A (en) * | 2011-10-18 | 2013-04-24 | 现代自动车株式会社 | Continuously variable valve lift device and engine having device |
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