JPH08612U - Camshaft assembly - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】簡単で低コストで製作できる軽量なカム軸組立
体を提供する。 【構成】密閉するために中空管１２内に残される脱離心
金を有する中空管を外方に変形することによってカム軸
１０を形成するために、各々製造されたカム１４とジヤ
ーナル１６は、中空管と係合する。 (57) [Summary] (Correction) [Purpose] To provide a lightweight camshaft assembly that is simple and can be manufactured at low cost. A cam 14 and a journal 16 each manufactured to form a camshaft 10 by outwardly deforming a hollow tube having a release mandrel left in the hollow tube 12 for sealing. , To engage the hollow tube.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は、内燃機関などに用いるカム軸に関する。さらに詳しくいえば、本 考案は、個別に作られたカム要素およびジヤーナル要素が中空管へ前記中空管に シールを形成するように適所に固定して残される脱離心金で前記中空管を外方へ 変形させることによって固定されているカム軸組立体に関する。 The present invention relates to a camshaft used in an internal combustion engine or the like. More specifically, the present invention provides for the hollow tube to be a detached mandrel that is left in place with individually made cam and journal elements secured in place to form a seal on the hollow tube. The present invention relates to a cam shaft assembly that is fixed by deforming the outside.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

性能を高め、保守を少なくし、燃料経済をよくすることの要求が増大してい るので、自動車のカム軸をさらに軽く耐久性をよくすることが望ましい。従って 、対摩耗性をよくするように別々に作られたカム要素と、重量を小さくできるよ うにした鋼管を備えたカム軸が開発された。 With the increasing demand for higher performance, less maintenance and better fuel economy, it is desirable to make automobile camshafts even lighter and more durable. Therefore, a camshaft has been developed which has a separate cam element for better wear resistance and a steel tube which allows for a lower weight.

【０００３】 これらの型式のカム軸は、カムやジヤーナル要素などの個々の構成要素を独立 の中空管に組立てて、次に、組立てた要素を一つに固着することによって製作さ れる。しかし、これらの組立てたカム軸およびそれらの製法は、時間のかかる工 程が生じ、大きな組立て力が必要となり、公差を非常に厳しく制御しなければな らなくなるなどの多くの欠点をもっている。これらはすべて製作費を高くする。 マダツフア（Ｍａｄａｆｆｅｒ）の米国特許第４，５９７，３６７号は、膨脹 可能な鋼管および別々に焼入れされたカム要素とジヤーナル要素で形成された組 立てカム軸を開示している。各要素は、管の機械的膨脹によって一つに固着され ている。まるい成形心金が管に押し通されて管壁を外に拡げてカムおよびジヤー ナル要素にある六角形の孔に管を堅くはめる。この特許に開示された方法は、管 の内径および外径の両方が拡げられるので多大の力を要する。なお、成形心金を 管に押し通したあとで、その心金を金属同志の接触をできるだけ少なくするよう にして管からゆっくり引き抜かなければならない。従って、この製法は、多大の 力と時間を必要とする。These types of camshafts are made by assembling individual components, such as cams and journal elements, into separate hollow tubes and then securing the assembled elements together. However, these assembled camshafts and their methods of manufacture have many drawbacks, such as time-consuming processes, high assembly forces, and very tight tolerance controls. All of these add to the cost of production. Madaffer U.S. Pat. No. 4,597,367 discloses an inflatable steel tube and an assembled camshaft formed of separately quenched cam and journal elements. The elements are attached together by mechanical expansion of the tube. A round shaped mandrel is pushed through the tube to expand the tube wall outwardly and tightly fit the tube into the hexagonal holes in the cam and journal elements. The method disclosed in this patent requires a great deal of force because both the inner and outer diameters of the tube are expanded. After pushing the molded mandrel through the pipe, the mandrel must be slowly pulled out of the pipe so as to minimize contact between the metal members. Therefore, this manufacturing method requires a great deal of force and time.

【０００４】 さらに、カム軸を形成する中空管を密閉する、すなわち、中空管にプラグをす ることを望む場合、製作工程と組立工程を別々に必要とする。閉塞部材は、それ が中空の変形したカム軸管にしっかりはまって、それを密閉するように、高精度 で製作されなければならない。または、ろう付けなどの別個の密閉操作を行わな ければならない。従って、プラグ付き管を有するカム軸は、追加の加工工程と高 価な精度制御を必要とする。Furthermore, if it is desired to seal the hollow tube forming the camshaft, ie plug the hollow tube, a separate fabrication and assembly process is required. The closure member must be manufactured with great precision so that it fits tightly into the hollow deformed camshaft tube and seals it. Alternatively, a separate sealing operation such as brazing must be performed. Therefore, camshafts with tubes with plugs require additional machining steps and costly precision control.

【０００５】[0005]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

本考案は別々に作られた各要素からなる新規な密閉カム軸組立体を提供する こと、改良した密閉カム軸構成を提供することを目的とする。 It is an object of the present invention to provide a new hermetic camshaft assembly consisting of separately made elements and to provide an improved hermetic camshaft arrangement.

【０００６】[0006]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

本考案の一つの目的は各要素を管に固定するように管を変形して管の中に一 体密閉プラグとして残すのに使用できる脱離心金式成形プラグを用いて達成でき る。 One object of the present invention can be achieved by using a detachable mandrel shaped plug that can be used to deform the tube to secure each element to the tube and leave it as a closed plug in the tube.

【０００７】 また、本考案によれば、軸方向にみぞが伸びている大体円形を有する軸方向孔 をそれぞれが備えた複数のカム要素およびジヤーナル要素と、軸方向に前記孔を 貫通して伸びて前記カム要素およびジヤーナル要素と締りばめ係合している中空 管と、前記中空管の外壁に形成されて、前記孔のみぞと締りばめ係合している軸 方向突起と、前記各要素の孔の形と相補的な形を有し、前記中空管の内径と締り ばめ係合しているプラグと、を備えてなることを特徴とするカム軸組立体が提供 される。Further, according to the present invention, a plurality of cam elements and journal elements each having an axial hole having a generally circular shape with a groove extending in the axial direction, and an axial hole extending through the holes are provided. A hollow tube that is in interference fit with the cam and journal elements, and an axial projection that is formed in the outer wall of the hollow tube and that is in interference fit with the groove of the hole. A camshaft assembly is provided having a shape complementary to the shape of the holes of each element and comprising a plug in interference fit with the inner diameter of the hollow tube. .

【０００８】[0008]

【実施例】【Example】

次に図面の中の第１図を参照すると、数字１０は本考案に従って形成された仕 上がったカム軸組立体を総括的に表している。カム軸１０は、好ましくは普通の 低炭素鋼で形成されるのがよく、続いて説明するように局部的に膨らまされた中 空支持管すなわち軸１２を備えている。この管には複数のカム要素１４およびジ ヤーナル要素１６がしっかり取付けられている。各要素は、中空管に沿って軸方 向に間隔をあけている。カム要素１４は、内燃機関の弁を作動するために所定の 位相関係で角度をつけて配位されている。カム要素とジヤーナル要素は、最良の 耐摩耗性を生ずるように別々に加工される。各要素は、例えば、機械加工または 粉末金属技術によって形成してもよい。 Referring now to FIG. 1 of the drawings, numeral 10 generally designates a finished camshaft assembly formed in accordance with the present invention. The camshaft 10 is preferably formed of ordinary low carbon steel and includes a locally inflated hollow support tube or shaft 12 as will be described subsequently. A plurality of cam elements 14 and journal elements 16 are rigidly attached to the tube. The elements are axially spaced along the hollow tube. The cam elements 14 are angularly oriented in a predetermined phase relationship for actuating the valves of the internal combustion engine. The cam and journal elements are machined separately to give the best wear resistance. Each element may be formed, for example, by machining or powder metal technology.

【０００９】 このカム軸組立体は、中空管支持体および別々に作られた高強度要素のために 軽量、高強度のカム軸を提供する。The camshaft assembly provides a lightweight, high strength camshaft for the hollow tube support and separately made high strength elements.

【００１０】 本考案のカム軸は、以下の段階に従って組立てられる。カム要素およびジヤー ナル要素などのように高い耐摩耗性のあることを望まれるカム軸要素は、個々の 工程によって比較的高精度で形成される。組立て後研削する少量の余分の材料が 残される。第３図に見られるように、各要素は、波形へりのついた全体として円 形に形作られるのが好ましい軸方向孔１８を備えている。多数の等間隔に軸方向 に伸びているみぞ１９が大体円形の孔のまわりに波形のへりを形成する。例えば ４ないし１２本というような任意の数のみぞを用いることができる。８本のみぞ をもつ孔が図面に示されている。The cam shaft of the present invention is assembled according to the following steps. Camshaft elements such as cam elements and journal elements, which are desired to have high wear resistance, are formed with relatively high precision by individual processes. A small amount of extra material is left to grind after assembly. As seen in FIG. 3, each element includes an axial bore 18 which is preferably generally circularly shaped with a corrugated lip. A number of equally spaced axially extending grooves 19 form a corrugated lip around a generally circular hole. An arbitrary number of grooves such as 4 to 12 can be used. A hole with eight grooves is shown in the drawing.

【００１１】 中心管すなわち中空管１２は、適当な外径と内径の低炭素鋼管材料で作られて いる。中空管は、所望のカム軸の長さに切断される。中空管の外径は、カム要素 １４およびジヤーナル要素１６にあらかじめ形成された孔の中にぴったりだが容 易にはまるようなものであるのが好ましい。中空管の内径は、あとで説明するよ うにして機械的膨脹による変形を制限しながら製作に適当な壁の強さを与えるよ うに選ばれる。The central or hollow tube 12 is made of a low carbon steel tube material of suitable outer and inner diameters. The hollow tube is cut to the desired camshaft length. The outer diameter of the hollow tube is preferably such that it fits snugly but easily into the preformed holes in the cam element 14 and the journal element 16. The inner diameter of the hollow tube is chosen to provide adequate wall strength for fabrication while limiting deformation due to mechanical expansion, as will be explained later.

【００１２】 個々のカムおよび軸受軌道輪要素は、それらを所望の配向であらかじめ位置決 めする固定冶具の中に挿入される。孔１８は、管を挿入するために軸方向に心を 合されている。The individual cam and bearing race elements are inserted into a fixture that prepositions them in the desired orientation. Bore 18 is axially centered for insertion of the tube.

【００１３】 管１２は、心を合された要素を貫通して所定の長さ位置まで挿入される。The tube 12 is inserted through the centered element to a predetermined length position.

【００１４】 脱離心金式成形プラグ２０を工具ビットまたは機械的管用エキスパンダとして 用いる。第４図および第５図は、本考案の成形プラグを示している。プラグ２０ は、大体円形である。外周辺には、多数の等間隔に配置されたボタン状部２２が ある。ボタン状部２２は、各要素の軸方向孔にあるみぞ１９の形を補完する。プ ラグの平均または有効直径は、もとの管径よりわずかに大きい。円筒形プラグの 前縁には、拡大されるべき管の内径と軽く圧力ばめまたは膨脹ばめされるように 計算されたわずかなテーパ２４がある。ボタン状部２２は、局部ふくらみまたは 突起３０が中空管の外側に形成される程度まで管の内径を実際に変形する。それ らを固定冶具の中に置くことによって、カムおよびジヤーナル要素の軸方向の孔 の中の対応するみぞは、これらのふくらみまたは突起と位置を合される。これら の局部ふくらみは、みぞ１９を満たしてカムおよびジヤーナルの前方と後方には みだす。中空管の金属の局部変形は、カムおよびジヤーナルを中空管に軸方向お よび半径方向に固定させる。The detachment core type molding plug 20 is used as a tool bit or a mechanical pipe expander. 4 and 5 show the molded plug of the present invention. The plug 20 is generally circular. On the outer periphery, there are a large number of button-shaped portions 22 arranged at equal intervals. The button-like portion 22 complements the shape of the groove 19 in the axial bore of each element. The average or effective diameter of the plug is slightly larger than the original pipe diameter. The leading edge of the cylindrical plug has an inner diameter of the tube to be expanded and a slight taper 24 calculated to be lightly press-fit or expansion-fit. The button-like portion 22 actually deforms the inner diameter of the tube to the extent that a local bulge or protrusion 30 is formed on the outside of the hollow tube. By placing them in the fixture, the corresponding grooves in the axial bores of the cam and journal elements are aligned with these bulges or protrusions. These local bulges fill the groove 19 and project in front of and behind the cam and journal. Local deformation of the metal of the hollow tube causes the cam and journal to be fixed axially and radially to the hollow tube.

【００１５】 脱離心金式成形プラグをすべての要素を越えて所定の軸方向位置まで中空管に 押し通すと、脱離心金は、プツシヤーから解放される。そうなると、プツシヤー を中空管から金属対金属の接触を最小にして容易かつ迅速に引抜くことができる 。心金は、プラグまたはシールとして管の中に残される。中空管のこちら側を密 閉するのに追加の製作または組立て段階を必要としない。これによって管の密閉 工程が半分だけ減少する。The release mandrel is released from the pusher when the release mandrel formed plug is pushed through all elements into the hollow tube to a predetermined axial position. The pusher can then be easily and quickly withdrawn from the hollow tube with minimal metal-to-metal contact. The mandrel is left in the tube as a plug or seal. No additional fabrication or assembly steps are required to close this side of the hollow tube. This reduces the tube sealing process by half.

【００１６】 組立てた未完成のカム軸を固定冶具から取除き、カムおよびジヤーナルの摩耗 面を任意の普通の方法で最終寸法に研削する。The assembled, unfinished camshaft is removed from the fixture and the worn surfaces of the cam and journal are ground to final dimensions by any conventional method.

【００１７】[0017]

【考案の効果】[Effect of device]

本考案によるカム軸組立体は、比較的簡単で低コストで製作できて軽量である 利点を提供する。なお、プラグ付きカム軸を形成するとき、製作工程が少なく、 シールのための加工精度は、成形心金がまた一つの密閉プラグとして用いられる シールでもあるので緩和される。 The camshaft assembly according to the present invention offers the advantages of being relatively simple, inexpensive to manufacture, and lightweight. When forming a camshaft with a plug, the number of manufacturing steps is small, and the processing accuracy for sealing is alleviated because the molding mandrel is also a seal used as one closed plug.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】 本考案によって形成されたカム軸組立体の一
部分の絵画図、1 is a pictorial view of a portion of a camshaft assembly formed in accordance with the present invention;

【図２】 カム軸組立体の一部分の縦断面図、FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of a portion of the camshaft assembly,

【図３】 第２図の線３−３に沿ったカム軸の一部分の
断面図、3 is a cross-sectional view of a portion of the camshaft taken along line 3-3 of FIG. 2,

【図４】 成形プラグの前面図、FIG. 4 is a front view of the molding plug,

【図５】 成形プラグの側面図である。FIG. 5 is a side view of the molded plug.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 軸方向にみぞが伸びている大体円形を有
する軸方向孔をそれぞれが備えた複数のカム要素および
ジヤーナル要素と、 軸方向に前記孔を貫通して伸びて前記カム要素およびジ
ヤーナル要素と締りばめ係合している中空管と、 前記中空管の外壁に形成されて前記孔のみぞと締りばめ
係合している軸方向突起と、 前記各要素の孔の形と相補的な形を有し、前記中空管の
内径と締りばめ係合しているプラグと、を備えてなるこ
とを特徴とするカム軸組立体。1. A plurality of cam elements and journal elements each having an axial hole having a generally circular shape with an axial groove extending therein; and the cam element and journal extending axially through the holes. A hollow tube in interference fit with the element; an axial projection formed in the outer wall of the hollow tube in interference fit with the groove in the hole; and the shape of the hole in each element. A camshaft assembly having a complementary shape with a plug in interference fit with the inner diameter of the hollow tube.