(57)【要約】【課題】アダプター部材に締結ボルトに対応する雌ねじを形成する必要性を解消することができるカムシャフト装置を提供する。【解決手段】複数のカムロブ１５が軸上に配設されるシャフト１０と、このシャフト１０の軸端部１１の圧入部分１３に圧入固定される円筒状のアダプター部材３０と、このアダプター部材３０の端面に締結ボルト４０によって固定される駆動部材３９とを備える。シャフト３０の軸端部１１には、締結ボルト４０が駆動部材３９及びアダプター部材３０の端壁部３２を通してねじ込まれる雌ねじ１２が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のカムロブが軸上に配設されるシャフトと、このシャフトの軸端部に嵌合固定される円筒状のアダプター部材と、このアダプター部材の端面に締結ボルトによって固定される駆動部材とを備えたカムシャフト装置であって、
前記シャフトの軸端部には、前記締結ボルトが前記駆動部材及び前記アダプター部材の端壁部を通してねじ込まれる雌ねじが形成されていることを特徴とするカムシャフト装置。
【請求項２】
複数のカムロブが軸上に配設されるシャフトと、このシャフトの軸端部に嵌合固定される円筒状のアダプター部材と、このアダプター部材の端面に締結ボルトによって固定される駆動部材とを備えたカムシャフト装置であって、
前記アダプター部材の筒内には、同アダプター部材の端壁部と前記シャフトの軸端部との間に挟まれた状態でねじ部材が配設され、
前記ねじ部材には、前記締結ボルトが前記駆動部材及び前記アダプター部材の端壁部を通してねじ込まれる雌ねじが形成されていることを特徴とするカムシャフト装置。
【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し、詳しくは、エンジンのシリンダヘッドとキャップ部材との間に回転可能に組み付けられ、エンジンの回転に同期して回転駆動される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は、例えば、図１３と図１４に示すような構造のものがある。
これにおいては、複数のカムロブ３６０を有するシャフト５１０と、アダプター部材５３０と、駆動部材（タイミングスプロケット、タイミングギヤ、可変バルブタイミングユニット等）５３９とを備えている。
また、図１４に示すように、アダプター部材５３０の中心部には、シャフト５１０の軸端部が圧入固定される中心孔５３１と、駆動部材５３９を締結するための締結ボルト５４０に対応する雌ねじ５３２とがそれぞれ形成されている。
また、アダプター部材５３０の外周面の両フランジ５３４、５３５の間には、１番ジャーナル部のすべり軸受に対応する軸受組付面（すべり面）５３６が形成される。
また、複数のカムロブが軸上に配設されるシャフトと、このシャフトの軸端に駆動ピニオンが組み付けられた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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−２１７４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、図１３と図１４に示す従来のカムシャフト装置においては、シャフト５１０の軸端部をアダプター部材５３０の中心孔５３１に圧入固定して一体化した後、シャフト５１０とアダプター部材５３０とを同軸上に研磨加工しなければならい。
また、アダプター部材５３０の軸受組付面５３６の耐摩耗性を確保するために、アダプター部材５３０を熱処理（焼き入れ）する必要がある。
しかしながら、アダプター部材５３０には、締結ボルト５４０に対応する雌ねじ５３２を形成する必要があるため、アダプター部材５３０を浸炭焼き入れやズブ焼き入れ（一般熱処理）によって熱処理することができない。すなわち、アダプター部材５３０を浸炭焼き入れやズブ焼き入れ（一般熱処理）によって熱処理すると、その後、アダプター部材５３０に雌ねじ５３２をねじ切り加工することができない。
このため、アダプター部材５３０の軸受組付面５３６は、部分的な熱処理が可能な高周波焼き入れによって熱処理しなければならない。
【０００５】
この発明の目的は、前記問題点に鑑み、アダプター部材に締結ボルトに対応する雌ねじを形成する必要性を解消す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】
【０００６】
前記課題を解決するために、この発明の請求項１に係るカムシャフト装置は、複数のカムロブが軸上に配設されるシャフトと、このシャフトの軸端部に嵌合固定される円筒状のアダプター部材と、このアダプター部材の端面に締結ボルトによって固定される駆動部材とを備えたカムシャフト装置であって、
前記シャフトの軸端部には、前記締結ボルトが前記駆動部材及び前記アダプター部材の端壁部を通してねじ込まれる雌ねじが形成されていることを特徴とする。
【０００７】
前記構成によると、アダプター部材の端面に締結ボルトによって駆動部材を固定する場合、締結ボルトが駆動部材及びアダプター部材の端壁部を通してシャフトの軸端部の雌ねじにねじ込まれることによって、アダプター部材の端面に駆動部材が固定される。
これによって、アダプター部材に締結ボルトに対応する雌ねじを形成する必要性が解消される。このため、浸炭焼き入れやズブ焼き入れ（一般熱処理）によってアダプター部材全体を熱処理することができる。
また、アダプター部材全体を熱処理することで、その後、単体のアダプター部材の中心孔や研磨が必要な部分（例えば、すべり軸受に対応するすべり面や転がり軸受に対応する軸受組付面）を高精度に研磨加工することができる。
一方、シャフトは、雌ねじが形成される軸端部を除く全長（アダプター部材の中心孔の圧入部分を含む）にわたってセンタレス研磨機によって容易かつ高精度にスルー研磨することができる。
そして、アダプター部材の焼き入れ及び研磨された中心孔に、シャフトの軸端部の圧入部分が圧入されることによって、アダプター部材とシャフトとが精度よく同軸上に結合される。
このため、シャフトの軸端部をアダプター部材の中心孔に嵌合固定して一体化した後、シャフトとアダプター部材とを同軸上に研磨加工する必要がなくなり、カムシャフト装置の製造コストの低減に効果が大きい。
【０００８】
請求項２に係るカムシャフト装置は、複数のカムロブが軸上に配設されるシャフトと、このシャフトの軸端部に嵌合固定される円筒状のアダプター部材と、このアダプター部材の端面に締結ボルトによって固定される駆動部材とを備えたカムシャフト装置であって、
前記アダプター部材の筒内には、同アダプター部材の端壁部と前記シャフトの軸端部との間に挟まれた状態でねじ部材が配設され、
前記ねじ部材には、前記締結ボルトが前記駆動部材及び前記アダプター部材の端壁部を通してねじ込まれる雌ねじが形成されていることを特徴とする。
【０００９】
前記構成によると、アダプター部材の端面に締結ボルトによって駆動部材を固定する場合、締結ボルトが駆動部材及びアダプター部材の端壁部を通してねじ部材の雌ねじにねじ込まれることによって、アダプター部材の端面に駆動部材が固定される。
これによって、前記請求項１と同様にして、アダプター部材に締結ボルトに対応する雌ねじを形成する必要性が解消される。
そして、アダプター部材の焼き入れ及び研磨された中心孔に、研磨済みのシャフトの軸端部の嵌合部分が嵌挿（例えば圧入）されることによって、アダプター部材とシャフトとが精度よく同軸上に結合されるため、カムシャフト装置の製造コストの低減に効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】同じくシャフトの軸端部を塑性変形させた状態を示す斜視図である。
【図３】同じくシャフト端部の塑性変形部を示す正面図である。
【図４】同じくシャフトの外径からはみ出した塑性変形部の両側を加工してかつ塑性変形部に雌ねじを形成した状態を示す斜視図である。
【図５】同じくシャフト端部の塑性変形部に雌ねじを形成した状態を示す正面図である。
【図６】同じくアダプター部材とシャフトとが分離された状態を示す縦断面図である。
【図７】同じくアダプター部材の中心孔にシャフトの軸端部の嵌合部分（圧入部分）が圧入された状態を示す縦断面図である。
【図８】同じく１番ジャーナル部に転がり軸受が採用された実施態様を示す縦断面図である。
【図９】この発明の実施例２に係るカムシャフト装置を示す縦断面図である。
【図１０】同じくアダプター部材とシャフトとねじ部材とが分離された状態を示す縦断面図である。
【図１１】同じくダプター部材の中心孔にねじ部材及びシャフトの軸端部の嵌合部分（圧入部分）が嵌合固定された状態を示す縦断面図である。
【図１２】同じく１番ジャーナル部に転がり軸受が採用された実施態様を示す縦断面図である。
【図１３】従来のカムシャフト装置を示す縦断面図である。
【図１４】同じくアダプター部材とシャフトとねじ部材とが分離された状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
この発明を実施するための最良の形態について実施例にしたがって説明する。
【実施例１】
【００１２】
この発明の実施例１に係るカムシャフト装置を図１〜図８にしたがって説明する。
図１に示すように、この実施例１に係るカムシャフト装置は、複数のカムロブ１５と転がり軸受（図示しない）とが軸上に配設されるシャフト１０と、このシャフト１０の軸端部１１に嵌合固定（この実施例１では圧入固定）される円筒状のアダプター部材３０と、このアダプター部材３０の端面に締結ボルト４０によって固定される駆動部材（タイミングスプロケット、タイミングギヤ、可変バルブタイミングユニット等）３９とを備えている。
【００１３】
アダプター部材３０は、炭素鋼によって一端が開口され他端が端壁部３２によって塞がれ、かつ中心孔３１を有する円筒状に形成されている。
また、アダプター部材３０の外周面には、１番ジャーナル部に対応する軸受、この実施例１ではすべり軸受５０に対応する軸受組付面３６が形成されると共に、この軸受組付面３６を隔てて両フランジ３４、３５が形成されている。
また、アダプター部材３０の一端の端壁部３２には、締結ボルト４０が挿通可能な貫通孔３３が形成されている。
【００１４】
アダプター部材３０は、浸炭焼き入れやズブ焼き入れ（一般熱処理）によってアダプター部材３０全体が熱処理された後、中心孔３１の内周面や軸受組付面３６が同軸上に研磨加工される。
また、アダプター部材３０の端壁部３２の外端面には、駆動部材３９を位置決めするためのノックピン３７が必要に応じて打ち込まれる。
【００１５】
シャフト１０の軸端部１１には、締結ボルト４０が駆動部材３９及びアダプター部材３０の端壁部３２の貫通孔３３を通してねじ込まれる雌ねじ１２が形成されている。
この実施例１において、シャフト１０は、炭素鋼（炭素量が０．７７％以上の炭素鋼が好ましい）よりなる中空の丸パイプ材をシャフト素材２０として形成されている。
すなわち、先ず、図２と図３に示すように、所定長さに切断されたシャフト素材２０の端部が扁平状に塑性変形される。この際、塑性変形部２１の潰された側の対向内壁面の間隔寸法は、雌ねじ１２の内径（山径）寸法よりも小さくなるように塑性変形部２１が形成される。
【００１６】
次に、図４と図５に示すように、塑性変形部２１のシャフト素材２０の一般部外径からはみ出した両はみ出し部２２が切削加工等によって除去されることで塑性変形部２１が軸端部１１をなす。
その後、シャフト素材（シャフト１０）２０は、軸端部１１を除く全長（アダプター部材３０の中心孔３１に対する嵌合部分（圧入部分）１３を含む）にわたって高周波焼き入れによって熱処理される。
さらに、シャフト素材２０は、軸端部１１を除く全長（アダプター部材３０の中心孔３１に対する嵌合部分１３を含む）にわたってセンタレス研磨機によってスルー研磨される。
その後、シャフト素材２０の軸端部１１に締結ボルト４０に対応する雌ねじ１２が形成されることによってシャフト１０が製作される。
【００１７】
前記したように、アダプター部材３０とシャフト１０とがそれぞれ個別に熱処理されて研磨加工された後、図７に示すように、アダプター部材３０の中心孔３１に、シャフト１０の軸端部１１及び嵌合部分１３が設定された締り嵌め量において嵌挿（圧入）されることによって、アダプター部材３０とシャフト１０とが同軸上に結合される。
【００１８】
また、アダプター部材３０とシャフト１０とが同軸上に結合された後、シャフト１０の軸上には、複数のカムロブ１５と、２番ジャーナル部及びその他のジャーナル部に対応する転がり軸受（図示しない）が所定間隔を保って組み付けられる。この際、複数のカムロブ１５のカム位相は、アダプター部材３０のノックピン３７を基準として調整される。
【００１９】
また、カムロブ１５は、炭素鋼により所要形状に形成され、浸炭焼き入れ、高周波焼き入れ等によって熱処理されている。さらに、カムロブ１５は、シャフト１０の軸上に組み付けられる前の状態において、その外周面のカム面が所要とするカム形状（カムプロフィール）に研磨加工されている。そして、研磨済みの各カムロブ１５は、その中心孔においてシャフト１０の軸上の所定位置にそれぞれに焼嵌めによって固定されている。また、カムロブ１５は、シャフト１０に対する焼嵌め固定による膨張を考慮したカム面形状に研磨加工されている。
【００２０】
この実施例１に係るカムシャフト装置は上述したように構成される。
したがって、アダプター部材３０の端壁部３２の端面に締結ボルト４０によって駆動部材３９を固定する場合、図７に示すように、締結ボルト４０の雄ねじ部が駆動部材３９及びアダプター部材３０の端壁部３２の貫通孔３３を通してシャフト１０の軸端部１１の雌ねじ１２にねじ込まれることによって、アダプター部材３０の端壁部３２の端面に駆動部材３９が固定される（図１参照）。
【００２１】
前記したように、シャフト１０の軸端部１１に雌ねじ１２を形成することによって、アダプター部材３０に締結ボルト４０に対応する雌ねじを形成する必要性が解消される。このため、浸炭焼き入れやズブ焼き入れ（一般熱処理）によってアダプター部材３０全体を熱処理することができる。
また、アダプター部材３０全体を熱処理することで、その後、単体のアダプター部材３０の中心孔３１や研磨が必要な部分、例えば、中心孔３１の内周面や軸受組付面３６を高精度に研磨加工することができる。
【００２２】
一方、シャフト１０は、雌ねじ１２が形成される軸端部１１を除く全長（アダプター部材３０の中心孔３１に対する嵌合部分１３を含む）にわたってセンタレス研磨機によって容易かつ高精度にスルー研磨することができる。
そして、アダプター部材３０の焼き入れ及び研磨された中心孔３１に、シャフト１０の焼き入れ及び研磨された嵌合部分１３が嵌挿（圧入）されることによって、アダプター部材３０とシャフト１０とが精度よく同軸上に結合される。
このため、図７に示すように、シャフト１０の嵌合部分１３をアダプター部材３０の中心孔３１に嵌合固定（圧入固定）して一体化した後、シャフト１０とアダプター部材３０とを同軸上に研磨加工する必要がなくなり、カムシャフト装置の製造コストの低減に効果が大きい。
また、アダプター部材３０の焼き入れ及び研磨された中心孔３１に、シャフト１０の焼き入れ及び研磨された嵌合部分１３が嵌挿（圧入）されることによって、その嵌合部（圧入部）において強固に結合されるため、クリープ防止に効果が大きい。
【００２３】
なお、前記実施例１においては、アダプター部材３０の外周面に、軸受組付面３６を隔てる両フランジ３４、３５が形成される場合を例示したが、図８に示すように、アダプター部材１３０の外周面に、１番ジャーナル部に対応する転がり軸受１５１を組み付けるための軸受組付面１３６の一端側にフランジ１３５が形成されると共に、他端側にはＣリング等の止め輪１３５ａが嵌込まれる環状溝１３５ｂが形成される構成にしてもよい。
この場合には、アダプター部材１３０の外周面の一端側からフランジ１３５に当接する位置まで転がり軸受１５１を挿通した後、環状溝１３５ｂに止め輪１３５ａを嵌込んで転がり軸受１５１を容易に組み付けることができるため、転がり軸受１５１を二分割して組み付ける必要がない。
【実施例２】
【００２４】
次に、この発明の実施例２に係るカムシャフト装置を図９〜図１２にしたがって説明する。
この実施例２においては、図９と図１０に示すように、実施例１と同様にして構成されるアダプター部材３０の筒内に、ねじ部材２６０が嵌込まれた後、シャフト２１０の軸端部の圧入部分２１３が設定された締め代をもって嵌合固定（圧入固定）されることで、アダプター部材３０の端壁部３２とシャフト２１０の嵌合部分２１３の軸端面との間にねじ部材２６０が挟まれた状態で固定される。
ねじ部材２６０に中心部には、締結ボルト４０の雄ねじがねじ込まれる雌ねじ２６１が形成されている。
また、シャフト２１０は、実施例１と同様にして炭素鋼（炭素量が０．７７％以上の炭素鋼が好ましい）よりなる中空の丸パイプ材をシャフト素材として形成され、そのシャフト素材の全長（アダプター部材３０の中心孔３１に対する圧入部分２１３を含む）にわたって高周波焼き入れによって熱処理された後、センタレス研磨機によってスルー研磨されることで製作される。
【００２５】
この実施例２に係るカムシャフト装置は上述したように構成される。
したがって、アダプター部材３０の端壁部３２の端面に締結ボルト４０によって駆動部材３９を固定する場合、締結ボルト４０の雄ねじ部が駆動部材３９及びアダプター部材３０の端壁部３２の貫通孔３３を通してねじ部材２６０の雌ねじ２６１にねじ込まれることによって、アダプター部材３０の端壁部３２の端面に駆動部材３９が固定される。
これによって、この実施例２においても前記実施例１と同様にして、アダプター部材３０に締結ボルト４０に対応する雌ねじを形成する必要性が解消される。
そして、アダプター部材３０の焼き入れ及び研磨された中心孔３１に、シャフト２１０の焼き入れ及び研磨された嵌合部分２１３が嵌挿（圧入）されることによって、アダプター部材３０とシャフト２１０とが精度よく同軸上に結合されるため、カムシャフト装置の製造コストの低減に効果が大きい。
【００２６】
また、前記実施例２においても、図１２に示すように、アダプター部材２３０の外周面に、１番ジャーナル部に対応する転がり軸受２５１を組み付けるための軸受組付面２３６の一端側にフランジ２３５が形成されると共に、他端側にはＣリング等の止め輪２３５ａが嵌込まれる環状溝２３５ｂが形成される構成にしてもよい。
【００２７】
なお、この発明は前記実施例１及び２に限定するものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施することもできる。
【符号の説明】
【００２８】
１０  シャフト
１１  軸端部
１２  雌ねじ
１５  カムロブ
３０  アダプター部材
３１  中心孔
３２  端壁部
３６  軸受組付面
３９  駆動部材
４０  締結ボルト
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2011122500.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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