JP4234953B2 - 複合カムシャフト及びその製造方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中空の軸管に、回転部材を嵌合して固着してなる複合カムシャフトに関し、特に回転部材の取付構造を改良したものに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、軸管に、カム管やジャーナル管などの回転部材を固着する手法としては、例えば特開平6−341304号公報に示されるものがある。これは、中空の軸管が、カム管に設けられた軸挿通孔に挿入された状態で、軸管内に圧入したマンドレルにより軸管を外側に展延させることによって、カム管の軸挿通孔内周壁に設けられた溝に軸管を食い込ませてカム管に圧着するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の手法では、軸管が外側に展延される際に、軸管のみならず、カム管に対しても軸挿通孔の内壁を通して外側方向に力が加わる結果、カム管の外周部に形成されているプロフィール面が変形することがあった。このため、軸管にカム管を固着した後に、一旦形成したプロフィール面に対して改めて研磨加工を施さなければならないという問題点があった。
【0004】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、その目的は、軸管に回転部材を固着した後に摺動面に対して施される研磨加工を省略することにより、製造工程における作業負担の軽減された複合カムシャフト、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、中空の軸管に、その軸管を挿通させる軸挿通孔が設けられた回転部材を嵌合して固着してなる複合カムシャフトであって、前記回転部材は、その外周部に相手部材に対する摺動面を備えた本体と、この本体から前記軸管の軸方向に延出された筒状の取付筒部とを備え、前記回転部材のうち前記本体部分の軸挿通孔の内径は前記取付筒部の軸挿通孔の内径よりも径大に形成されており、前記軸管が前記軸挿通孔に挿入された状態で前記軸管内に圧入したマンドレルにより前記軸管が外側に展延されることによって前記取付筒部に圧着されており、前記取付筒部の軸挿通孔の内周壁には、前記軸管の軸方向に延びるキー溝が形成されており、前記マンドレルにより外側に展延された軸管がそのキー溝に食い込んでおり、前記取付筒部の軸挿通孔の内周部及び前記軸管の外周部には、いずれか一方に位置決め突起が形成され、、他方には、前記軸管の軸方向に延びると共に、前記回転部材の軸挿通孔に前記軸管を挿入する際に前記位置決め突起と係合する位置決め溝が設けられていることを特徴とする
【0008】
請求項の発明は、中空の軸管に、その軸管を挿通させる軸挿通孔が設けられた複数個の回転部材を嵌合して固着してなる複合カムシャフトを製造する方法であって、前記回転部材は、その外周部に相手部材に対する摺動面を備えた本体と、この本体から軸方向に延出された筒状の取付筒部とを備えると共に前記回転部材のうち前記本体部分の軸挿通孔の内径は前記取付筒部の軸挿通孔の内径よりも径大に形成されており、前記回転部材の軸挿通孔に前記軸管を挿入し、前記回転部材の前記取付筒部が隣の回転部材に直接に接触する状態となした上で、前記軸管内にマンドレルを圧入して前記軸管を外側に展延することによって前記軸管を前記回転部材の前記取付筒部に圧着することを特徴とする
【0010】
【発明の作用及び効果】
<請求項1、の発明>
請求項1、の発明によれば、回転部材と軸管とは、回転部材に設けられた取付筒部において固着される。このため、軸管を展延させるために加えられる力は取付筒部に伝えられるのみで、本体に対しては摺動面を変形させるような力が加わらないので、摺動面が変形することが防止される。この結果、軸管に回転部材を固着した後に摺動面に対して施される研磨加工を省略できるので、製造工程における作業負担が軽減される。
【0011】
また、取付筒部の長さ及び厚さは比較的自由に設計できるので、従来のように、回転部材本体と、軸管とを固着する場合と比べて、軸管と回転部材との固着強度を大きくすることができる。
【0012】
また、取付筒部の軸挿通孔の内周壁に形成された、軸管の軸方向に延びるキー溝に、マンドレルにより外側に展延された軸管が食い込むことにより、軸管と回転部材とを、強固に固着することができる。
【0013】
また、取付筒部の軸挿通孔の内周部及び軸管の外周部に、いずれか一方に位置決め突起が形成され、他方には軸管の軸方向に延びて位置決め突起と嵌合する位置決め溝が設けられていることにより、回転部材を軸管に固着する際に、軸管に対する周方向への位置決めを、位置決め突起と位置決め溝とを係合させることにより行うことができる。この結果、回転部材相互の相対的配置を簡便に決定できるので、製造工程における作業負担を軽減することができる。
【0014】
また、回転部材の取付筒部が隣の回転部材に直接に又はスペーサを介して接触する状態で回転部材と軸管とが固着された複合カムシャフトを製造することができる。このため、従来は回転部材本体同士の取付間隔を専用の間隔調整用工具を用いて調整していたのに対し、取付筒部を所定の長さに調節することにより、間隔調整用工具を使用することなく回転部材本体同士の間隔を調節することができる。この結果、製造工程における作業負担を軽減することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
参考例1
参考例1について、図1ないし図7を参照して説明する。
参考例の複合カムシャフト10は、中空の軸管20に、回転部材としてのカム管30が固着されてなる(図1参照)。
【0017】
カム管30は、本体31と、その両側に位置する一対の取付筒部32とからなる。本体31は、断面が略卵形をした板状をしており、その外周面には、図示しないロッカーアームと摺動するプロフィール面(摺動面に対応する)が形成されている。また、本体31には軸管20を挿通可能な軸挿通孔33が形成されている。
【0018】
取付筒部32は、本体31の軸挿通孔33と連続するようにしてその左右両側に軸方向に延びており、その内周面が軸挿通孔34を形成する。ここで、取付筒部32の軸挿通孔34の内径d2は、本体31の軸挿通孔33の内径d1よりも小さい(図4参照)。取付筒部32の軸挿通孔34の内周面には、軸方向に沿って4本のキー溝35が一定の間隔に形成されており、ここに、軸管20に形成された突部21が食い込んでいる(図3参照)。
【0019】
次に、カム管30を軸管20に固着する方法について説明する。
まず、カム管30の軸挿通孔33、34に軸管20を通した後(図4、図5、図6参照)、この状態のまま、棒状のマンドレル40を軸管20に圧入する(図7参照)。マンドレル40の外周部には、取付筒部32に設けられたキー溝35に対応する位置に計4個のスプライン形状の突起部41が設けられており、これらの突起部41をキー溝35に一致させた状態で軸管20に圧入する。マンドレル40の外径d3は軸管20の内径d4とほぼ一致しており、突起部41の高さは取付筒部32に設けられたキー溝35の深さよりも低い。このため、軸管20にマンドレル40を圧入すると、軸管20の外壁はマンドレル40の突起部41により展延されて突部21が形成され、取付筒部32の4本のキー溝35に突部21が食い込むことにより、カム管30と軸管20とが圧着される(図2、図3参照)。
【0020】
上記のように製造された本参考例の複合カムシャフト10によれば、カム管30に取付筒部32が設けられ、本体31の軸挿通孔33の内径d1は、取付筒部の軸挿通孔34の内径d2よりも径大である。このため、マンドレル40により軸管20を展延させるに際し、取付筒部32に対しては大きな力が加わるが、軸管20に形成された突起21は軸挿通孔33に接触せず、本体31に対して力が直接加わることはない。したがって、カム管30の本体に設けられたプロフィール面が、軸管20への固着に際して変形することがない。したがって、プロフィール面に対する、固着後の研磨処理が不要となる結果、製造工程における作業負担を軽減することができる。また、取付筒部32の長さ及び厚さは比較的自由に設計できるので、従来のように、カム管本体と軸管とを直接に固着する場合と比べて、軸管20とカム管30との固着強度を大きくすることができる。
【0021】
<第実施形態>
本発明の第実施形態について図10を用いて説明する。
実施形態は、取付筒部32に位置決め突起36が形成され、軸管20に位置決め溝22が形成された他は、基本的に参考例1と変わるところがないため、参考例1と同一部分については、同一符号を付して重複する説明を省略する。
【0022】
実施形態においては、取付筒部32に、位置決め突起36が設けられており、軸管20の外周面には、前記位置決め突起36と係合する位置決め溝22が設けられている。位置決め突起36は位置決め溝22と係合することにより、カム管30を軸管20に固着する際の、軸管20に対する周方向の位置決めとして作用する。したがって、位置決め突起36と位置決め溝22の存在により、カム管30は軸管20に対して、適正な位置で固着される。より具体的に説明すると、軸管20の軸方向に関して複数のカム管30が固着される際、それぞれのカム管30に対応する相手部材に対し、位相をずらしてカム作用を発揮させたい場合には、カム管30毎にカムノーズ37の向く姿勢を異ならせる必要がある。かかる場合、取付筒部32の内周面における位置決め突起36の位置をカム管30毎に異ならせるとともに、それぞれの位置決め突起36と対応する位置決め溝22を軸管20の周方向に関して同じ位置に設けておけばよい。
【0023】
参考例2
参考例2について図11を用いて説明する。
参考例2は、隣り合うカム管30同士が樹脂製のスペーサ60を介して接触するように、軸管20上に複数のカム管30を配置し、記述した手法により軸管20にカム管30を固着させた後、スペーサ60を取り除いたものである。
【0024】
参考例では、隣り合うカム管本体31の取付間隔Lが適正なものとなるよう取付筒部32の長さL1、L2を予め設定しておくことにより、間隔調整用工具を使用することなくカム管本体31同士を適正な間隔にすることができる。このため、製造工程における作業負担を軽減することができる。
【0025】
なお、本発明における回転部材としては、その外周面に相手部材に対する摺動面が形成されていればよく、例えばジャーナル管50にも適用することができる。よって、図11の右端に示すように、ジャーナル管本体51に、上記したカム管30と同様の態様で取付筒部52を設けても構わない。
【0026】
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【0027】
(1)参考例1において、取付筒部32の内周壁にキー溝35を形成したが、これに限られず、図14に示すように、取付筒部32の内周壁に平目又は綾目のローレット加工を施し、軸管20の外周部にサンドブラスト加工などの表面粗化処理を施すことによっても、第1実施形態と同様の作用効果を得ることができる。また、これと異なって、取付筒部32の内周壁にサンドブラスト加工などの表面粗面化処理を行い、軸管20の外周部に対して平目、又は綾目のローレット加工を施すことによっても、参考例1と同様の作用効果を得ることができる。更に、取付筒部32の内周壁、又は、軸管20の外周部のいずれか一方に対して、サンドブラスト加工などの表面粗面化処理、又は、平目若しくは綾目のローレット加工を施しても構わない。
【0028】
(2)参考例1において、本体31の軸挿通孔33の内径d1は、軸管20に形成された突起21が接触しない程度の大きさであるが、本体31にプロフィール面が変形しない範囲で緩く接触していても構わない。
【0029】
(3)参考例1において、取付筒部32の内周壁に等間隔に4本のキー溝35を形成したが、これに限られず、図13に示すように、取付筒部32の内周面全域に多数本のキー溝35を形成し、マンドレル40を圧入する事により軸管20に形成された突部21がいずれかのキー溝35に食い込んで取付筒部32と軸管20とを固着させてもよい。
【0030】
(4)参考例1において、取付筒部32は本体31の両側に形成されたが、これに限られず、本体31の片側だけに形成されても、参考例1と同様の作用効果を得ることができる。
【0031】
(5)参考例1において、カム管30の取付筒部32は、軸管20とカム管30とを固着する機能を果たしていたが、その外周面を加工して、取付筒部32をジャーナル軸受けとして利用することもできる。
【0032】
(6)参考例1において、マンドレル40の形態は、棒状をなし、その先端の外周部分にスプライン形状の4個の突起部41を備えた構造としたが、これに限られず、図8に示すように、その先端の外周部分に半球状の4個の突起部42を備えた構造や、図9に示すように、マンドレル40先端の外周部分にスプライン形状の4個の突起部43Aを備え、かつ、その後方に前方の突起部よりも高い、同じくスプライン形状の4個の突起部43Bを備えた構造とすることもできる。また、マンドレル40の先端の外周部分に設けられた突起部41の個数は、4個に限られない。
【0033】
(7)第実施形態においては、取付筒部32に位置決め突起36が形成され、軸管20に位置決め溝22が形成されたが、これに限られず、取付筒部32に位置決め溝が形成され、軸管20に位置決め突起が形成されていても第実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【0034】
(8)参考例2においては、カム管30及びジャーナル管50はスペーサ60を介して接触して軸管20に固着していたが、これに限られず、図12に示すように、隣り合う回転部材同士が直接に接触する状態で、軸管20と、カム管30又はジャーナル管50とを固着することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例1における複合カムシャフトの正面図
【図2】 参考例1における複合カムシャフトの縦断面図
【図3】 第2図のA−A断面図
【図4】 参考例1における、組み付け前の状態を表すカム管、及び軸管の縦断面図
【図5】 参考例1において、軸管にカム管を嵌め込んだ状態を表す縦断面図
【図6】 図5のB−B断面図
【図7】 参考例1において、マンドレルを圧入して軸管を展延させる際の状態を表す縦断面図
【図8】 他の実施形態(5)における、マンドレルの正面図
【図9】 他の実施形態(5)における、マンドレルの正面図
【図10】 第実施形態におけるカム管及び軸管の斜視図
【図11】 参考例2において、軸管にカム管、及びジャーナル管をスペーサを介して固着させた状態を表す正面図
【図12】 参考例2において、軸管にカム管、及びジャーナル管を直接に固着させた状態を表す正面図
【図13】 他の実施形態(2)における、図3相当図
【図14】 他の実施形態(1)における、組み付け前の状態を表すカム管、及び軸管の縦断面図
【符号の説明】
10…複合カムシャフト
20…軸管
21…突部
22…位置決め溝
30…カム管
31…本体
32…取付筒部
33、34…軸挿通孔
35…キー溝
36…位置決め突起
40…マンドレル
50…ジャーナル管

Claims (2)

  1. 中空の軸管に、その軸管を挿通させる軸挿通孔が設けられた回転部材を嵌合して固着してなる複合カムシャフトであって、前記回転部材は、その外周部に相手部材に対する摺動面を備えた本体と、この本体から前記軸管の軸方向に延出された筒状の取付筒部とを備え、前記回転部材のうち前記本体部分の軸挿通孔の内径は前記取付筒部の軸挿通孔の内径よりも径大に形成されており、前記軸管が前記軸挿通孔に挿入された状態で前記軸管内に圧入したマンドレルにより前記軸管が外側に展延されることによって前記取付筒部に圧着されており、
    前記取付筒部の軸挿通孔の内周壁には、前記軸管の軸方向に延びるキー溝が形成されており、前記マンドレルにより外側に展延された軸管がそのキー溝に食い込んでおり、
    前記取付筒部の軸挿通孔の内周部及び前記軸管の外周部には、いずれか一方に位置決め突起が形成され、他方には、前記軸管の軸方向に延びると共に、前記回転部材の軸挿通孔に前記軸管を挿入する際に前記位置決め突起と係合する位置決め溝が設けられていることを特徴とする複合カムシャフト。
  2. 中空の軸管に、その軸管を挿通させる軸挿通孔が設けられた複数個の回転部材を嵌合して固着してなる複合カムシャフトを製造する方法であって、
    前記回転部材は、その外周部に相手部材に対する摺動面を備えた本体と、この本体から軸方向に延出された筒状の取付筒部とを備えると共に前記回転部材のうち前記本体部分の軸挿通孔の内径は前記取付筒部の軸挿通孔の内径よりも径大に形成されており、
    前記回転部材の軸挿通孔に前記軸管を挿入し、前記回転部材の前記取付筒部が隣の回転部材に直接に接触する状態となした上で、前記軸管内にマンドレルを圧入して前記軸管を外側に展延することによって前記軸管を前記回転部材の前記取付筒部に圧着することを特徴とする複合カムシャフトの製造方法。
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