JPH05187520A - 内燃機関の弁類を制御するためのカム軸 - Google Patents

内燃機関の弁類を制御するためのカム軸

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JPH05187520A
JPH05187520A JP4165074A JP16507492A JPH05187520A JP H05187520 A JPH05187520 A JP H05187520A JP 4165074 A JP4165074 A JP 4165074A JP 16507492 A JP16507492 A JP 16507492A JP H05187520 A JPH05187520 A JP H05187520A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼結された幾つかのカムを有するカム軸に匹
敵する程の経済的な対応で鍛造されたカムを有するカム
軸を提供することを目的とする。 【構成】 軸と、この軸を受けるための切り抜き部を有
して、この軸にすべりばめされ、かつこれと固定結合さ
れている少なくとも１つのカムとを有し、その際この軸
はカムが設けられている点において、少なくとも段階的
に他の部分に対して拡大されている直径を有し、そして
この部分がロールかけ或いは圧延によって作られ、材料
の押しのけによって得られた膨出部又はウェブによって
形成されている内燃機関の弁類を制御するためのカム軸
おいて、カム（２）が鍛造によって形成されており前記
カムの切り抜き部（４）が軸（１）を受けるために少な
くとも一方の側において、かつ軸方向長さの一部分に亘
り、テーパ状に拡張されており、その際、テーパ状の拡
張部（６）の開口寸法は前記膨出部又はウェブ（７）の
半径方向の高さに相当することを特徴とするカム軸。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明請求項１の上位概念、即
ち、軸と、この軸を受けるための切り抜き部を有してこ
の軸にすべりばめされ、かつこれと固定結合されている
少なくとも１つのカムとを有し、その際この軸はカムが
設けられている点において、少なくとも段階的に他の部
分に対して拡大されている直径を有し、そしてこの部分
がロールかけ或いは圧延によって作られ、材料の押しの
けによって得られた膨出部又はウェブによって形成され
るという特徴を有する内燃機関の弁類を制御するための
カム軸に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】独特許ＤＥ−ＯＳ ３７１０１９０には
この種のカム軸の１つが記載され、示されており、その
ようなカム軸を製造するための方法が説明されている。
このような公知の構造においては、軸の上にすべりばめ
されるカムは焼結によって製造されている。この焼結材
料からプレス成型された粗成型物（グリーン材料）はそ
の軸を受けるべき切り抜き部が半径方向に突出する幾つ
かの突起を有し、これがカム又は前記切り抜き部の軸方
向長さの全長に亘って延びているように成型される。こ
の場合切り抜き部の外周に多数のそのような突起が設け
られそれらは均等に分布されている。このような帯状又
はばね状の突起に基づいて切り抜き部は不特定の接線
（少なくとも理論上は）を描くことができる位置を有し
ている。このカムのこのような切り抜き部の直径は本質
的に軸の直径に一致し、それによってもし上述した突起
が存在しなかったら、そのカムを軸の拡張部の上に何ら
特別の力を用いることなくすべりばめすることができる
ことになるであろう。これらの切り抜き部中に形成され
た帯状又はばね状の突起或いはこのすべりばめの方向に
見て手前の端面はこの公知の構造においては形状密合の
ために必要な溝をカムの軸の上のすべりばめに際しても
たらすようなカンナとしての作業及び役目をするという
課題を有する。そのすべりばめされたカムはこの公知の
構造においては、その軸上の純粋な形状密合によって保
持される。この公知の構造は焼結された幾つかのカムを
有するカム軸用として非常に経済的に製造することがで
きる。
【０００３】鍛造された幾つかの鋼鉄製カムを備えたカ
ム軸が好ましくかつ必要であるような多数のエンジンが
存在する。このような鋼鉄製カムは鍛造され次いで焼き
なまして特定の金属組織構造に達するようにし、その外
周面を降下させ穿孔を設ける。このような鍛造された鋼
鉄製カムにおいては切り抜き部の内面に焼結されたカム
の場合には何ら特別の労作なしに形成できるような多数
の帯状又はばね状の突起を期待できるような労作で設け
ることは不可能である。鋼鉄製のカムの場合はこの穿孔
はこのような突起を形成させるために切削により後加工
してブローチ削りしなければならないであろう。このよ
うな仕上げ段階は経費上の理由で実施できない。そのよ
うな加工はカムの価格を鍛造されたカムにかけるであろ
う費用よりも著しく高価なものになるであろう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一方これに対して焼結
された幾つかのカムを備えて本文の初めに挙げた構造を
有するカムは著しく経済的にできることが確認されたお
り、鍛造された鋼鉄製の幾つかのカムを備えたカム軸に
対して匹敵できるような製造方法に到達する努力がなさ
れている。しかしながら、上記の経費上の理由からこの
ような努力が妨げられている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述のような従来技術に
より出発して、本願発明はこの課題を解決するため本願
の請求項１の内容と対象に基づいて技術手段を提供する
ものである。本願発明に従うこのような技術手段によ
り、焼結された幾つかのカムを備えたカム軸のためには
公知の方法で鍛造された幾つかのカム軸において用いる
ことができ、その際、ここでは軸と各カムとの間の形状
密合のかわりに本質的に摩擦接合が用いられる。鍛造さ
れた各カム内の切り抜き部のテーパ状の拡張によって、
各膨出部又はウェブのための進入部が作り出され、この
中にそれら膨出部又はウェブが永続的な変形の下に圧入
され、それによってこれら膨出部又はウェブと鍛造され
た各カムとの内面との間に著しく高い保持能力の摩擦接
合が生じる。この関連においてそのテーパ状の拡張部の
開口の寸法についてこれら膨出部又はウェブの半径方向
の高さにほぼ等しい点について述べるならば、これはこ
の寸法が上述の各高さよりも高いか等しいかそれよりも
大きいかそれよりも僅かに小さいか、と理解されるべき
である。この場合にテーパ上の拡張部は円錐形によって
限定され、構成されているか、或いはピラミッド状の突
起を構成するような幾つかの面によって区画されてもよ
い。
【０００６】
【実施例】図１に示すカム軸は軸と軸筒１及びその上に
すべりばめされ、摩擦接合によって固定されている鍛造
で作られた幾つかのカム２とから成り、これらのカム２
は軸と軸筒１の上に互いに角度をずらせて配設されてい
る。軸筒１のかわりに中充断面を使用することもでき
る。このような熱間鍛造されて軸と軸筒１の上に取り付
けるために予め作られたカムが図２及び図３に示されて
いる。カム２の外側輪郭３はそれぞれの用途の特殊性に
よって与えられる。軸筒１を受けるための切り抜き４は
ここでは全円周面に亘って連続した壁面を有し、その際
この切り抜き部４の直径ｄは軸筒と外直径Ｄよりも僅か
に大きい。この切り抜き部４の壁面の連続的な形状推移
等はすべての任意の点においてただ１つの接線を引くこ
とができるような輪郭と理解できる。図示の実施例にお
いては切り抜き部４の断面は通常と同様に円形である。
カム２の一方の少なくとも一方の端面５の上でこの切り
抜き部４はテーパ状拡張部６へ移行し、その際このテー
パ状拡張部６の開口角度は約２０°である。切り抜き部
４の軸方向長さに対してこのテーパ状拡張部６の長さは
そのほんの一部であり、例えばそれらの長さの比率は
５：１である。
【０００７】図４のは図２及び図３の鍛造されたカムが
その上に設けられている軸筒１の部分が示されている。
ローリング形成されたねじを製造するのにも用いられる
ような回転工具を用いてこの部分Ｃに多数の材料の押し
のけによって作られた膨出部又はウェブが作り出され、
その際この軸筒１の直径Ｄは切り抜き部４の内直径ｄよ
りも若干小さく、それら膨出部又はウェブ７の外直径
Ｄ’はテーパ状の拡張部６の開口部の直径ｄ’よりも僅
かな寸法だけ小さい。図４の実施例については軸と軸筒
１の直径拡大部Ｃの直径Ｄ’はその全軸方向長さに亘
り、本質的に一定である。図５の実施例においては膨出
部又はウェブの直径はカムのすべりばめ方向（矢印Ｂ）
へ向かって増大する。この寸法拡大部のこのような構
成、即ちそれら膨出部又はウェブの半径方向の高さがす
べりばめ方向（矢印Ｂ）へ向かい、楔形又は円錐状に増
大する構成において、カム２の切り抜き部４は好ましく
は同様にその長さ方向に円錐状に形成され、その時この
場合においてもテーパ状に拡張する進入帯域が設けられ
ている。
【０００８】図６はカムを軸筒１の上にすべりばめする
際、即ちカム軸の取り付けに際して鍛造されたカムのテ
ーパ状の開口部がすべりばめ方向（矢印Ｂ）の最初の膨
出部又はウェブ７に到達した瞬間を示している。そのテ
ーパ状に拡張された進入帯域６によってそれら膨出部又
はウェブ７の外側部分が変形され、その切り抜き部４の
中に押し込まれ、Ｃの部分の上にすべりばめされたカム
２の全体を示す図７に示す様に圧入される。カム２は軸
筒１の上に着座し、ここでもっぱら摩擦接合によって保
持され、その際ここで採用する変形力に基づいてその軸
筒１を形成する材料のほんの僅かな部分だけ変形されて
いるにも係わらず確実に固定できるカムの保持が保証さ
れている。
【０００９】示された実施例においては全周面に亘り、
一定的な形状推移を有する切り抜き４は円筒状穿孔とし
て形成されている。この切り抜き部４を例えば楕円形に
形成し、即ちこの切り抜き部が円形と異なった輪郭を与
えるような形に成型することも本発明に属するものであ
り、その際この楕円の長軸はカムの対称面内に存在し、
楕円の短軸がこれに対して垂直方向になるようにするこ
ともできる。この場合互いに作用結合する各部分の寸法
はこの楕円形切り抜き部の最小短径が軸の各寸法拡大部
の間に存在する空間の直径よりもほんの僅かだけ大き
く、その楕円形切り抜き部の最大長径が膨出部又はウェ
ブの半径方向高さよりも小さいように選ばれる。このよ
うなカムをすべりばめさせる際にそれら膨出部又はウェ
ブの外側帯域、即ち端部はすでに記述したのと同じ態様
で変形される。しかしながらこの変形によってなお追加
的に形状密合も達成される。以上の記述においてカム２
の切り抜き部４が円形から外れた場合により楕円形の形
状を有する、と述べたがこのような形状は軸筒又は軸に
も対応でき、転用することができる。
【００１０】最近のプログラムにより制御される工作機
械によればこの楕円形の切り抜き部は特殊な労作を要せ
ず追加的な費用を必要とすることもなく、作成できる。
しかしこのような機械を用いた場合には切り抜き部を多
角形に形成することもでき、それによってその端面が多
角形の形状、好ましくは正多角形を有することもでき
る。しかしこの場合に多角形の辺の数を大きくすれば円
形又は楕円形に近似するようになる。少なくとも理論的
にはこのような多角形は不安定であり、前後に続く各辺
が互いに交わる角において多数の接線を引くことができ
るからである。この場合に開口のテーパ状の拡張部はそ
れにも係わらず円錐面によって構成されてもよい。ここ
でその平面の数は多角形の辺の数に等しい場合も本発明
の範囲に含まれるものである。
【００１１】以上に記述し、かつ論述した実施例におい
て、それら材料の押しのけによって作られた膨出部又は
ウェブは円周方向に延びている。カム軸をその材料の押
しのけによって作られた膨出部又はウェブが本質的にカ
ム軸の軸の方向に平行に延びるように構成することもで
きる。
【００１２】以上の明細書及び特許請求の範囲において
カムと関連する鍛造を取り扱う場合に、この一般的な概
念の下で材料の加圧変形或いは相互に動かされる成型用
工具による加工材料（ＤＩＮ８５８３第４葉に従う規格
において）と理解すべきである。
【００１３】
【発明の効果】本発明の提案に従って鍛造されたカムが
設けられた組付けカム軸も経済的な対応で製造すること
もできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】鍛造された幾つかのカムを備えたカム軸の斜視
図
【図２】鍛造されたカムの平面図
【図３】図２のカムの長手方向断面図
【図４】材料の押しのけによって作られた膨出部又はウ
ェブを有する軸部分の側面図
【図５】別の実施態様のものの図４に相当する側面図
【図６】鍛造されたカムをすべりばめされる過程の断面
図
【図７】すべりばめされたカムの正常作動位置の側面図
【符号の説明】
１ 軸筒 ２ カム ３ 外周輪郭 ４ 切り抜き部 ５ 端面 ６ テーパ状拡大部 ７ 膨出部又はウェブ Ｄ 軸筒直径 ｄ 切り抜き部直径 ｄ’ 開口部直径 Ｄ’ 外径

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸と、この軸を受けるための切り抜き部
    を有して、この軸にすべりばめされ、かつこれと固定結
    合されている少なくとも１つのカムとを有し、その際こ
    の軸はカムが設けられている点において、少なくとも段
    階的に他の部分に対して拡大されている直径を有し、そ
    してこの部分がロールかけ或いは圧延によって作られ、
    材料の押しのけによって得られた膨出部又はウェブによ
    って形成されている内燃機関の弁類を制御するためのカ
    ム軸おいて、 カム（２）が鍛造によって形成されており前記カムの切
    り抜き部（４）が軸（１）を受けるために少なくとも一
    方の側において、かつ軸方向長さの一部分に亘り、テー
    パ状に拡張されており、その際、テーパ状の拡張部
    （６）の開口寸法は前記膨出部又はウェブ（７）の半径
    方向の高さに相当することを特徴とする前記カム軸。
  2. 【請求項２】 膨出部又はウェブ（７）の半径方向の高
    さが軸（１）の軸方向の延長に沿ってカム（２）のすべ
    りばめ部から出発して楔状或いは円錐状に突出する（図
    ５）ことを特徴とする請求項１のカム軸。
  3. 【請求項３】 前記切り抜き部（４）のテーパ状拡張部
    （６）の軸方向長さがカム（２）の幅の一部分（Ｂ）に
    相当し、これらの長さの比率が約１：５であることを特
    徴とする請求項１のカム軸。
  4. 【請求項４】 テーパ状拡張部（６）の開口角が約２０
    °であることを特徴とする請求項１または３のカム軸。
  5. 【請求項５】 カム（１）の切り抜き部（４）がその全
    長に亘ってある円錐状の形状推移を有していることを特
    徴とする請求項１又は２のカム軸。
  6. 【請求項６】 カムの切り抜き部が軸を受けるために円
    形から変形した例えば楕円状の形を有し、その際この楕
    円状の切り抜き部の短径はその軸の各拡張部の間に存在
    する区画の直径よりも僅かに大きく、その楕円状切り抜
    き部の長径は膨出部又はウェブの半径方向の高さよりも
    小さいことを特徴とする請求項１のカム軸。
  7. 【請求項７】 カム（２）の切り抜き部（４）が軸
    （１）を受けるためにその全周に亘り、連続的な形状推
    移を有していることを特徴とする請求項１から６までの
    いずれか１つのカム軸。
  8. 【請求項８】 カム（２）の切り抜き部（４）が軸
    （１）を受けるためにその全周に亘り不連続的な形状推
    移を有し、例えば好ましくは正多角形の形を有している
    ことを特徴とする請求項１から５までのいずれか１つの
    カム軸。
  9. 【請求項９】 材料の押しのけによって得られた膨出部
    又はウェブが軸の円周方向に延びていることを特徴とす
    る請求項１のカム軸。
  10. 【請求項１０】 材料の押しのけによって得られた膨出
    部又はウェブがカム軸の軸に対して本質的に平行に延び
    ていることを特徴とする請求項１のカム軸。
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