JPH11270307A - エンジン用組立式カムシャフト - Google Patents

エンジン用組立式カムシャフト

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Publication number
JPH11270307A
JPH11270307A JP10075134A JP7513498A JPH11270307A JP H11270307 A JPH11270307 A JP H11270307A JP 10075134 A JP10075134 A JP 10075134A JP 7513498 A JP7513498 A JP 7513498A JP H11270307 A JPH11270307 A JP H11270307A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
camshaft
hollow shaft
cylindrical member
slit
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP10075134A
Other languages
English (en)
Inventor
Minao Umeda
三奈生 梅田
Makoto Onozawa
誠 小野沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH11270307A publication Critical patent/JPH11270307A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2303/00Manufacturing of components used in valve arrangements
    • F01L2303/01Tools for producing, mounting or adjusting, e.g. some part of the distribution

Landscapes

  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量でかつポンプ等の駆動についての機械的
耐久性の高いエンジン用組立式カムシャフトを提供す
る。 【解決手段】 カムロブ21,22と円筒形状のシャフ
ト部材である中空軸1とを結合させて成るエンジン用組
立式カムシャフトにおいて、円筒部材31を前記中空軸
1の端部外径に拡管工法を用いて締結し、該締結部位に
ポンプ等を駆動するためのスリット4を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車エンジンな
どの往復動内燃機関などに用いるエンジン用組立式カム
シャフトに関し、特に中空軸から成るカムシャフトにカ
ムロブを拡管工法を用いて結合組立てたエンジン用組立
式カムシャフトに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、自動車エンジンなどに用いられる
カムシャフトとしては、図7に示すような鋳造工法で製
造された鋳造カムシャフトがある。図7(a)は、従来
の鋳造カムシャフトの構造を示す側面図であり、図7
(b)は、その鋳造カムシャフトの右側面図である。こ
の鋳造カムシャフトにはカムロブ71が設けられている
と共に、フライス等を用いて加工することによって、シ
ャフト20の端部に細溝を成すスリット44を直接設け
ている。このスリット44は、ポンプ等を駆動するため
のものである。
【0003】一方、近年では、カムシャフトの軽量化の
ため、組立式カムシャフトが広く採用されるようになっ
た。組立式カムシャフトは、カムロブとカムシャフト用
中空軸とを機械的に結合して組立てたものであり、種々
の構造が知られている。従来の組立式カムシャフトとし
ては、例えば、カムロブの内径に中空軸を隙間を持って
通し、カムロブの位置、位相を決めてから、中空軸の中
にその内径よりも大きな外形(少なくとも部分的に)を
持つマンドレルを通し、中空軸を拡管して中空軸とカム
ロブを固定してカムシャフトを構成するもの(米国特許
第4,781,076号明細書、特公平6−86803
号)が知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の組立式
カムシャフトでは、軽量化効果を大きくするために、中
空軸から成るシャフトの肉厚を比較的薄くしているの
で、ポンプ等を駆動するためにシャフトに設けられてい
るスリットの部位の受圧面積が小さくなり、そのスリッ
トの部位の機械的耐久性が小さいという問題がある。
【0005】したがって、従来の技術では、カムシャフ
トの軽量化とポンプ等を駆動する能力(機械的耐久性)
の向上とを両立させることはできない。
【0006】本発明は上述のような事情によりなされた
ものであり、本発明の目的は、軽量でかつポンプ等の駆
動についての機械的耐久性の高いエンジン用組立式カム
シャフトを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、カムロブ部材
と円筒形状のシャフト部材とを結合させて成るエンジン
用組立式カムシャフトに関し、本発明の上記目的は、前
記円筒形状のシャフト部材の端部外径に円筒部材を締結
し、該締結部位にスリットを設けることにより、該円筒
形状のシャフト部材におけるスリット部位の肉厚を大き
くすることによって達成される。
【0008】更に本発明の上記目的は、前記円筒形状の
シャフト部材の端部外形に前記円筒部材を締結する方法
として拡管工法を用いることによって、又、前記スリッ
トをポンプを駆動するためのものであるとすることによ
り、より効果的に達成できる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のエンジン用組立式カムシ
ャフトは、円筒形状のシャフト部材の端部外径(スリッ
トを設ける部位)に、円筒部材を拡管工法によって締結
し、その円筒部材を締結した部位にスリットを設けたも
のであるので、スリット部位におけるシャフト部材と円
筒部材とを合わせた円筒形状の肉厚は、シャフト部材の
みの肉厚よりも大きくなる。従って、スリット部位の円
筒形状の肉厚を大きくした分だけ、スリット部位の受圧
面積が大きくなり、スリット部位の駆動能力(機械的耐
久性)も大きくなる。更に、本発明のエンジン用組立式
カムシャフトでは、シャフト部材そのものの肉厚は、鋳
造カムシャフトの肉厚よりも薄くすることができるの
で、軽量でかつ機械的耐久性の高いエンジン用組立式カ
ムシャフトを実現することができる。
【0010】以下に本発明の実施の形態を、図面を参照
して説明する。
【0011】(第1の実施の形態)図1(a)は、本発
明の第1の実施の形態に係るエンジン用組立式カムシャ
フトの構造を示す部分断面図であり、図1(b)は、そ
のエンジン用組立式カムシャフトの要部右側面図であ
る。図2は、図1(b)におけるX−X線の断面矢視図
である。
【0012】このエンジン用組立式カムシャフトにおい
て、円筒形状のシャフト部材である中空軸1には、カム
ロブ21,22と、円筒部材31とが拡管工法によって
締結されている。
【0013】図5は、拡管工法による中空カムシャフト
の組立途中の様子を示す要部断面構造図であり、本例は
中空軸1の内径途中にマンドレル10が押し通された状
態を示している。マンドレル10の先端は、断面がスプ
ライン形状の加工頭部11を有している。ここにおい
て、中空軸1の外形所定位置に隙間2をもってカムロブ
21,22及び円筒部材31を通して位相決めを行った
後、マンドレル10を中空軸1の内径に押し通す。この
場合、個々のカムロブ21,22及び円筒部材31はそ
れらを所望の位相及び間隔で予め位置決めする固定治具
にセットされ、マンドレル10を中空軸1にスムーズに
押し通すために、その中心軸線が同一軸線上に合わされ
る。このようにしてマンドレル10を中空軸1の内径に
押し通すことにより、マンドレル10の加工頭部11の
歯の先端部で中空軸1を拡管し、中空軸1とカムロブ2
1,22及び円筒部材31とを一体に結合組立てること
ができる。本例ではD−D位置まで拡管されており、カ
ムロブ22及び円筒部材31は中空軸1と一体に結合組
立てられているが、カムロブ21は未だ一体に結合組立
てられていない様子を示している。D−D線の断面矢視
図は図6のようになっている。図6はカムロブ22に軸
方向溝22A(本例では8個)が付せられている例を示
している。尚、上述では2個のカムロブ21、22及び
1個の円筒部材31を中空軸1に固着する例を示してい
るが、カムロブ数及び円筒部材の数は任意であり、カム
ロブに付けられている軸方向溝の数も任意であり、軸方
向溝が付けられていない場合もある。
【0014】円筒部材31及び中空軸1には、図1及び
図2に示すようにスリット4が設けてある。スリット4
は、中空軸1に円筒部材31を締結した後に、その中空
軸1及び円筒部材31にフライス等で加工を施して形成
したものである。また、中空軸1に円筒部材31を締結
する前に、予め中空軸1及び円筒部材31のそれぞれに
スリットを施しておいて、中空軸1と円筒部材31とを
締結してスリット4を形成してもよい。
【0015】スリット4は、ポンプ等を駆動するための
ものである。また、スリット4は、発電機を駆動するた
めに用いても良い。
【0016】これらにより、このエンジン用組立式カム
シャフトは、ポンプ等を駆動するためのスリット部位の
肉厚を大きくすることができ、中空軸におけるスリット
部位以外の肉厚を小さくすることができるので、軽量で
かつ機械的耐久性の高いエンジン用組立式カムシャフト
を製造工程を増加させずに容易に実現することができ
る。
【0017】上述のエンジン用カムシャフトにおいて、
スリット4は、このカムシャフトにタイミングプーリー
を組み付けるとき又は動弁系のメンテナンスを行うとき
に、そのカムシャフトが回らないように固定する又はカ
ムシャフトを回すために用いられる部位として、例えば
図4に示すような棒状の特殊工具41の突起41aを掛
ける部位として、用いてもよい。
【0018】(第2の実施の形態)従来は、カムシャフ
トにタイミングプーリーを組み付けるとき又は動弁系の
メンテナンスを行うときは、カムシャフトが回転しない
ようにスパナで固定する、あるいはカムシャフトを回転
させるためにそのカムシャフトにスパナを掛ける必要が
あった。従来の一般的な鋳造カムシャフトでは、鋳造時
に軸部位に六角部を形成して、そのスパナ掛け部位を設
けている。
【0019】従来の組立式カムシャフトでは、カムシャ
フトにスパナ掛け部位を設ける方法として良い方法がな
く、図8に示すようにフライスで六角形に加工したスパ
ナ掛け部材81を中空軸1に結合する第1方法と、図9
に示すように中空軸1に直接フライス加工を施してスパ
ナ掛け部となる平行な二平面(90a,90b,91
a,91b)を2組設ける第2方法とがあった。
【0020】しかし、第1方法では、(1)コストがア
ップする、(2)組立式カムシャフトの利点の一つであ
る軽量化率の向上が図れない、という問題点があった。
【0021】また、第2方法では、中空軸1の外形が小
さい場合及び中空軸1の肉厚が小さい場合は、二平面の
確保が困難となる、という問題点があった。
【0022】図3(a)は、本発明の第2の実施の形態
に係るエンジン用組立式カムシャフトの構造を示す側面
図であり、図3(b)は、図3(a)におけるC−C断
面矢視図である。
【0023】このエンジン用組立式カムシャフトにおい
て、円筒形状のシャフト部材である中空軸1には、カム
ロブ21が拡管工法によって締結されている。また、中
空軸1には、4個の穴5が開けられている。穴5は、中
空軸1にカムロブ21を締結した後にドリル等で加工し
て形成してもよく、中空軸1にカムロブ21を締結する
前に予めドリル等で加工して形成してもよい。
【0024】穴5には、図4に示すように棒状の特殊工
具41の突起41aが挿入される。この状態で棒状の特
殊工具41の握り部41bを図中の矢印の向きに押すこ
とで、中空軸1に対して右回転方向に大きな力を作用さ
せることができる。
【0025】これらにより、このエンジン用組立式カム
シャフトでは、中空軸に穴を開けることのみで、カムシ
ャフトを回らないようにする又はカムシャフトを回すた
めの部位をそのカムシャフトに形成することができるの
で、カムシャフトの製造工程に影響を与えずかつ少ない
手間で、従来のスパナ掛け部に相当する部位を形成する
ことができる。また、このエンジン用組立式カムシャフ
トでは、従来のカムシャフトにおけるスパナ掛け部が不
要となるので、従来のカムシャフトよりも軽量にするこ
とができる。
【0026】上述の実施の形態では、中空軸1の側面に
穴5を開けてあるが、中空軸1における穴5を開ける部
位に図1に示す円筒部材31を締結して、その中空軸1
及び円筒部材31を貫通する穴5を形成してもよい。こ
のようにすれば、穴5の部位の肉厚を大きくすることが
できるので、エンジン用組立式カムシャフトの重量の増
加を押さえつつ穴5の部位の機械的耐久性を向上させる
ことができる。
【0027】
【発明の効果】本発明では、シャフト部材の端部外形に
円筒部材を締結して、その締結部位の円筒形状の肉厚を
増加し、その締結部位にスリットを設けたので、肉厚が
増加した分だけスリット部位の受圧面積が大きくなり、
スリット部位の駆動能力(機械的耐久性)を大きくする
ことができる。
【0028】更に、本発明のエンジン用組立式カムシャ
フトでは、シャフト部材そのものの肉厚は、鋳造カムシ
ャフトの肉厚よりも薄くすることができるので、軽量で
かつ機械的耐久性の高いエンジン用組立式カムシャフト
を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】同図(a)は本発明の第1の実施の形態に係る
エンジン用組立式カムシャフトの構造を示す、部分断面
図であり、同図(b)はその要部右側面図である。
【図2】図1(b)におけるX−X断面矢視図である。
【図3】同図(a)は本発明の第2の実施の形態に係る
エンジン用組立式カムシャフトの構造を示す、側面図で
あり、同図(b)は同図(a)におけるC−C断面矢視
図である。
【図4】本発明の第1又は第2の実施の形態に係るエン
ジン用組立式カムシャフトに用いる特殊工具の形状及び
その使用状態を示す説明図である。
【図5】拡管工法による中空カムシャフトの組立途中の
様子を示す要部断面構造図である。
【図6】図5におけるカム軸拡管中のD−D断面矢視図
である。
【図7】同図(a)は従来の鋳造カムシャフトの構造を
示す、側面図であり、同図(b)はその右側面図であ
る。
【図8】同図(a)は従来の組立式カムシャフトのスパ
ナ掛け部位を示す、側面図であり、同図(b)は同図
(a)におけるA−A断面矢視図である。
【図9】同図(a)は、従来の組立式カムシャフトの他
のスパナ掛け部位を示す側面図であり、同図(b)は同
図(a)におけるB−B断面矢視図である。
【符号の説明】
1 中空軸 4 スリット 5 穴 21、22 カムロブ 31 円筒部材 41 特殊工具

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カムロブ部材と円筒形状のシャフト部材
    とを結合させて成るエンジン用組立式カムシャフトにお
    いて、前記円筒形状のシャフト部材の端部外径に円筒部
    材を締結し、該締結部位にスリットを設けたことを特徴
    とするエンジン用組立式カムシャフト。
JP10075134A 1998-03-24 1998-03-24 エンジン用組立式カムシャフト Pending JPH11270307A (ja)

Priority Applications (1)

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JP10075134A JPH11270307A (ja) 1998-03-24 1998-03-24 エンジン用組立式カムシャフト

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JP10075134A JPH11270307A (ja) 1998-03-24 1998-03-24 エンジン用組立式カムシャフト

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JPH11270307A true JPH11270307A (ja) 1999-10-05

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JP10075134A Pending JPH11270307A (ja) 1998-03-24 1998-03-24 エンジン用組立式カムシャフト

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1367238A1 (de) 2002-05-27 2003-12-03 Wärtsilä Schweiz AG Hubkolbenbrennkraftmaschine
JP2005295745A (ja) * 2004-04-02 2005-10-20 Nissan Motor Co Ltd 回転電機用ロータの製造方法および回転電機用ロータ
US7246588B2 (en) 2002-06-13 2007-07-24 Nissan Motor Co., Ltd. Assembled camshaft for engine and production method thereof

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