(57)【要約】【課題】カムシャフトの各軸部の中心ずれや、周方向への位相ずれの発生を防止することができると共に、コスト低減や軽量化を図ることができるカムシャフト装置を提供する。【解決手段】カムシャフト１０は金属パイプ材１１０により形成される。カムシャフト１０の一端には、金属パイプ材１１０の端面の周方向に所定間隔を保ち、かつ金属パイプ材１１０の端面から軸方向へ所定長さだけ切り込まれた複数の切込部１１１によって分離された複数の円弧部１１２が半径方向外方へ曲げ加工されることで複数の曲げフランジ体１１５が形成される。複数の曲げフランジ体１１５のうち、一つの曲げフランジ体１１５に、軸端部品１６を位置決めして取り付けるノックピン１３が打ち込まれている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カムシャフト、このカムシャフトの外周面軸方向に配置された複数のカム駒と、前記カムシャフトの一端寄り外周面に配置された転がり軸受とを備え、前記カムシャフトの端部に軸端部品が取り付けられるカムシャフト装置であって、
前記カムシャフトは金属パイプ材により形成され、
前記カムシャフトの一端には、前記金属パイプ材の端面の周方向に所定間隔を保ち、かつ前記金属パイプ材の端面から軸方向へ所定長さだけ切り込まれた複数の切込部によって分離された複数の円弧部が半径方向外方へ曲げ加工されることで複数の曲げフランジ体が形成され、
前記複数の曲げフランジ体のうち、一つの曲げフランジ体に、前記軸端部品を位置決めして取り付けるノックピンが打ち込まれていることを特徴とするカムシャフトの軸受装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカムシャフト装置であって、
複数の曲げフランジ体の端面には、軸端部品の中心孔が嵌合される嵌合凸部を構成する円弧状の分割凸部が同一中心をなして一体に形成されていることを特徴とするカムシャフトの軸受装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はカムシャフト装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カムシャフト装置においては、例えば、図９に示すように、カムシャフト２１０の外周面軸方向には、複数のカム駒２２０が配置され、カムシャフト２１０の一端寄り外周面の＃１ジャーナル部には、滑り軸受を構成するための環状の油溝２１１ａが外周面に凹設された軸部２１１と、この軸部２１１の両側に位置してスラスト荷重を受けるフランジ２１２、２１３とが形成されている。
そして、カムシャフト装置の＃１ジャーナル部は、エンジンのシリンダヘッド１と、このシリンダヘッド１に締め付けられるカムキャップ２との間に支持される。
また、＃１ジャーナル部には、カムシャフト２１０の軸端部に組み付けられるタイミングギヤ、可変バルブタイミングユニット等の軸端部品２１６からの荷重を受ける。
このため、＃１ジャーナル部の部分を含む軸部２１１の外径寸法は、カムシャフト２１０のカム駒２２０が配設される領域の軸部２１０ａの外径寸法よりも実質的に大きく設定される。
さらに、＃１ジャーナル部の部分を含む軸部２１１の端面に、軸端部品２１６に対応するノックピン２１３を打ち込むために、この軸部２１１の端面部分においても所要とする外径寸法をもって大径に形成しなければならない。
このようなことから、カムシャフト２１０は、複数のカム駒２２０が配設される軸部２１０ａと、＃１ジャーナル部を構成する軸部２１１とがそれぞれ別個に形成され、これら両軸部２１０ａ、２１１が摩擦圧接等によって一体状に結合されて構成される。
また、前記したような構造をもつカムシャフト装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００１−３２９８８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、図９に示すようなカムシャフト装置においては、複数のカム駒２２０が配設される軸部２１０ａと、＃１ジャーナル部を含む軸部２１１とをそれぞれ個別に形成した後、これら両軸部２１０ａ、２１１を摩擦圧接等によって一体状に結合しなければならない。
さらに、両軸部２１０ａ、２１１を結合する際に、これら両軸部２１０ａ、２１１の中心ずれや、周方向への位相ずれが発生することがある。
【０００４】
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、カムシャフトの各軸部の中心ずれや、周方向への位相ずれの発生を防止することができると共に、コスト低減や軽量化を図ることができるカムシャフト装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために、この発明の請求項１に係るカムシャフト装置は、カムシャフト、このカムシャフトの外周面軸方向に配置された複数のカム駒と、前記カムシャフトの一端寄り外周面に配置された転がり軸受とを備え、前記カムシャフトの端部に軸端部品が取り付けられるカムシャフト装置であって、
前記カムシャフトは金属パイプ材により形成され、
前記カムシャフトの一端には、前記金属パイプ材の端面の周方向に所定間隔を保ち、かつ前記金属パイプ材の端面から軸方向へ所定長さだけ切り込まれた複数の切込部によって分離された複数の円弧部が半径方向外方へ曲げ加工されることで複数の曲げフランジ体が形成され、
前記複数の曲げフランジ体のうち、一つの曲げフランジ体に、前記軸端部品を位置決めして取り付けるノックピンが打ち込まれていることを特徴とする。
【０００６】
前記構成によると、カムシャフトの一端寄り外周面（＃１ジャーナル部）に転がり軸受が配置されることによって、カムシャフトの軸端部に組み付けられる軸端部品（タイミングギヤ、可変バルブタイミングユニット等）からの荷重を、滑り軸受と比べ軽快に受けることができる。
これによって、複数のカム駒が配設されるカムシャフトの軸部と、＃１ジャーナル部を構成する軸部との外径寸法を同じ大きさに設定することが可能となる。
また、金属パイプ材の端面から軸方向へ所定長さだけ切り込まれた複数の切込部によって分離された複数の円弧部を半径方向外方へ曲げ加工して複数の曲げフランジ体を形成し、これら複数の曲げフランジ体のうち、一つの曲げフランジ体に、軸端部品に対応するノックピンを打ち込むことによって、部品点数を増加させることなく軸端部品を位置決めして取り付けることができる。
この結果、カムシャフトの複数のカム駒が配設される軸部と、＃１ジャーナル部を含む軸部との間の中心ずれや、周方向への位相ずれの発生を防止することができると共に、コスト低減や軽量化においても効果が大きい。
【０００７】
請求項２に係るカムシャフト装置は、請求項１に記載のカムシャフト装置であって、
複数の曲げフランジ体の端面には、軸端部品の中心孔が嵌合される嵌合凸部を構成する円弧状の分割凸部が同一中心をなして一体に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
前記構成によると、複数の曲げフランジ体の端面に形成された円弧状の分割凸部によって軸端部品に対応する嵌合凸部を構成することによって、複数の曲げフランジ体の端面に軸端部品を同一中心に安定よく取り付けることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に、この発明を実施するための最良の形態を実施例にしたがって説明する。
【実施例】
【００１０】
（実施例１）
この発明の実施例１を図１〜図７にしたがって説明する。
図１はこの発明の実施例１に係るカムシャフト装置を示す縦断面図である。図２はカムシャフトを形成する金属パイプ材の端部に複数の切込部と円弧部とが形成された状態を示す斜視図である。図３は金属パイプ材の複数の円弧部が半径方向外方へ曲げ加工されて複数の曲げフランジ体が形成された状態を示す斜視図である。図４は複数の曲げフランジ体の端面に嵌合凸部を構成する円弧状の分割凸部が形成された状態を示す斜視図である。図５は複数の曲げフランジ体の端面に嵌合凸部を構成する円弧状の分割凸部が形成された状態を示す縦断面図である。図６は複数の曲げフランジ体のうちの一つの曲げフランジ体にノックピン孔が形成された状態を示す端面図である。図７はカムシャフトの＃１ジャーナル部に対応する転がり軸受が組み付けられる状態を示す説明図である。
【００１１】
図１に示すように、カムシャフト装置は、カムシャフト１０と、複数のカム駒２０と、＃１ジャーナル部に対応する転がり軸受３１と、その他のジャーナル部に対応する転がり軸受４１とを備えて構成されている。
＃１ジャーナル部に対応する転がり軸受（図１では複列のアンギュラ玉軸受を示す）３１は、外輪３２と、内輪３３と、これら内外輪の間に転動可能に配置された複列の転動体（玉）３４とを備えている。
すなわち、転がり軸受３１は、その内輪３３において、カムシャフト１０の一端寄り外周面の所定位置まで圧入され、カムシャフト１０の一端寄り外周面の内輪３３の両端面に対応する位置に凹設された環状溝に、Ｃリング等の止め輪３７、３８が嵌込まれることによって、転がり軸受３１の内輪３３が軸方向へ移動不能に止着されている。
また、カムシャフト１０の一端には、タイミングギヤ、可変バルブタイミングユニット等の軸端部品１６を位置決めして取り付けるためのノックピン１３が打ち込まれるフランジ１１が形成されている。
【００１２】
図１に示すように、カムシャフト１０のフランジ１１の一側端面には、軸端部品１６の中心孔１７が嵌合される嵌合凸部１４が突設され、カムシャフト１０のフランジ１１の端面の中心部から所定のねじ深さをもって雌ねじ６が形成されている。
そして、軸端部品１６の中心孔１７と、この中心孔１７の外周の一部に連通状に形成されたピン孔部１８とがカムシャフト１０のフランジ１１の嵌合凸部１４及びノックピン１３に嵌挿された後、締付ボルト５がカムシャフト１０のフランジ１１を通して雌ねじ６にねじ込まれて締め付けられることで、カムシャフト１０のフランジ１１に軸端部品１６が取り付けられるようになっている。
【００１３】
カムシャフト１０は、金属パイプ材１１０が次に述べる工程順に加工されることによって形成される。
先ず、図２に示すように、所要とす外径寸法、肉厚寸法及び長さ寸法を有する金属パイプ材１１０を準備し、この金属パイプ材１１０の一端面の周方向に、複数（図２では二つ）の切込部１１１を所定間隔を保ち、かつ金属パイプ材１１０の端面から軸方向へ所定長さだけ切り込んで形成する。これによって、周方向に分離された複数の円弧部１１２を形成する。
【００１４】
次に、図３に示すように、金属パイプ材１１０の複数の円弧部１１２が半径方向外方へ直角状に曲げ加工されることで複数の曲げフランジ体１１５を形成し、これら曲げフランジ体１１５によってフランジ１１を構成する。
その後、図４と図５に示すように、複数の曲げフランジ体１１５の端面に、円弧状の分割凸部１１６をプレス加工又は切削加工によって同一中心上に形成し、これら複数の分割凸部１１６によって嵌合凸部１１４を形成する。
また、金属パイプ材１１０の内周面の端部にはフランジ１１を通して雌ねじ６が形成される。
さらに、図５と図６に示すように、複数の曲げフランジ体１１５のうち、一つの曲げフランジ体１１５ａにノックピン孔１２が形成され、そのノックピン孔１２にノックピン１３が打ち込まれることによってカムシャフト１０が構成される。
【００１５】
図７に示すように、カムシャフト１０の＃１ジャーナル部に対応する位置に転がり軸受３１を組み付けるために、カムシャフト１０の一端寄り外周面の内輪３３の両端面に対応する位置に環状溝２５、２６が凹設される。
そして、フランジ１１側の一方の環状溝２５に、Ｃリング等の止め輪３７が嵌込まれた状態で、カムシャフト１０の先端側から転がり軸受３１の内輪３３が止め輪３７に当接する位置まで圧入される。その後、他方の環状溝３８にＣリング等の止め輪３８が嵌込まれることで、カムシャフト１０の＃１ジャーナル部に対応する位置に転がり軸受３１が軸方向へ移動不能に止着される。
また、図１に示すように、カムシャフト１０の外周面軸方向には、複数のカム駒２０と、その他のジャーナル部に対応する転がり軸受４１とが組み付けられることで、カムシャフト装置が構成される。
なお、カムシャフト装置は、周知のように、＃１ジャーナル部及びその他のジャーナル部において、シリンダヘッド１の円弧凹部に設置され、シリンダヘッド１にボルトによって締め付けられるカムキャップ２によって押えられる（図１参照）。
【００１６】
上述したように構成されるこの実施例１に係るカムシャフト装置において、カムシャフト１０の一端寄り外周面の＃１ジャーナル部に、転がり軸受３１が配置されることによって、カムシャフト１０のフランジ１１に組み付けられる軸端部品１６からの荷重を従来の滑り軸受と比べ軽快に受けることができる。
また、図６と図７に示すように、カムシャフト１０の複数の曲げフランジ体１１５によってフランジ１１を構成すると共に、一つの曲げフランジ体１１５ａのノックピン孔１２に、軸端部品１６に対応するノックピン１３を打ち込むことによって、部品点数が増加されることもない。
この結果、一本の金属パイプ材１１０によってカムシャフト１０を構成することができるため、カムシャフト１０の軸方向の各部において中心ずれが発生したり、あるいは周方向へ位相ずれが発生する不具合を防止することができると共に、コスト低減や軽量化においても効果が大きい。
【００１７】
また、この実施例１において、カムシャフト１０の複数の曲げフランジ体１１５の端面の円弧状の分割凸部１１６によって軸端部品１６に対応する嵌合凸部１４を構成することによって、複数の曲げフランジ体１１５の端面に軸端部品１６を同一中心に安定よく取り付けることができる。
【００１８】
なお、この発明は、前記実施例１に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々の形態で実施可能である。
例えば、前記実施例１においては、図６に示すように、カムシャフト１０の端部に二つの曲げフランジ体１１５（１１５ａ）を形成してフランジ１１を構成する場合を例示したが、例えば、図８に示すように、三つの曲げフランジ体１１５ｂによってフランジ１１ｂを構成することもでき、これ以上の数の曲げフランジ体によってフランジを構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施例１に係るカムシャフト装置を示す縦断面図である。
【図２】同じくカムシャフトを形成する金属パイプ材の端部に複数の切込部と円弧部とが形成された状態を示す斜視図である。
【図３】同じく金属パイプ材の複数の円弧部が半径方向外方へ曲げ加工されて複数の曲げフランジ体が形成された状態を示す斜視図である。
【図４】同じく複数の曲げフランジ体の端面に嵌合凸部を構成する円弧状の分割凸部が形成された状態を示す斜視図である。
【図５】同じく複数の曲げフランジ体の端面に嵌合凸部を構成する円弧状の分割凸部が形成された状態を示す縦断面図である。
【図６】同じく複数の曲げフランジ体のうちの一つの曲げフランジ体にノックピン孔が形成された状態を示す端面図である。
【図７】同じくカムシャフトの＃１ジャーナル部に対応する転がり軸受が組み付けられる状態を示す説明図である。
【図８】金属パイプ材の端部に三つの曲げフランジ体を形成した実施態様を示す端面図である。
【図９】従来のカムシャフト装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００２０】
１０  カムシャフト
１１  フランジ
１２  ノックピン孔
１３  ノックピン
１６  軸端部品
３１  転がり軸受
３２  外輪
３３  内輪
３４  転動体
１１０  金属パイプ材
１１１  切込部
１１２  円弧部
１１５（１１５ａ）、１１５ｂ  曲げフランジ体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2010025011.tif 000009
【図８】
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【図９】
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