(57)【要約】【課題】回転部材の固着時に生ずる摺動面の変形を防いで、回転部材の固着後の研磨加工を省略可能な回転部材の固着構造を提供する。【解決手段】シャフト１２にカム管１１が固着されてなるカムシャフト１０は、挿通孔１３Ａと摺動面１３Ｆとが形成されたカム本体１３の両側に、挿通孔１３Ａと同軸をなす円筒形状の固着部１４，１４が突設され、固着部１４の内壁には突条１５が形成されている。この固着部１４の内径がシャフト１２の被固着部１６の外径よりも小であると共にシャフト１２の被固着部１６の外径がカム本体１３の挿通孔１３Ａの内径以下に形成されている。そして、固着部１４は突条１５を被固着部１６に対して食い込ませて固着されると共に、挿通孔１３Ａはシャフト１２を遊挿させる。これにより、カム管１１をシャフト１２に固着しても、カム本体１３に被固着部１６から干渉を受けることがないので、カム本体１３の変形を制限できる。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、前記シャフトを回転軸にすると共にその外周面には相手部材に対する摺動面が形成された回転部材とからなり、前記回転部材を前記シャフトに嵌め込んで、前記シャフトと前記回転部材との嵌合面においてそのいずれか一方を他方に食い込ませることによって前記回転部材を固着させる回転部材の固着構造において、
前記回転部材は、前記摺動面が形成され前記シャフトを挿通可能な挿通孔を有する本体とこの本体から回転軸の軸方向へ一体に連設されかつ前記シャフトに密着して嵌挿可能な固着部とを備え、前記固着部の内径が前記シャフトの外径よりも小であると共に前記シャフトの外径が前記挿通孔の内径以下に形成されて、前記固着部が前記シャフトに圧入されることによって前記回転部材全体が前記シャフトに対して固着されることを特徴とする回転部材の固着構造。
【請求項２】
前記回転部材は前記本体に係る前記回転軸の軸方向の両側に前記固着部が連設されていることを特徴とする請求項１に記載の回転部材の固着構造。
【請求項３】
前記固着部は筒状に形成され、前記シャフトに対する挿入方向前側に配設された第１固着部と挿入方向後側に配設された第２固着部とされる一方、
前記シャフトには前記第１固着部が固着される第１被固着部と前記第２固着部が固着される第２被固着部とが設けられ、
前記第１固着部の内径を前記第２被固着部の外径よりも大径とすることを特徴とする請求項２に記載の回転部材の固着構造。
【請求項４】
前記固着部又は前記シャフトには相手側に食い込ませる突条が回転軸の軸方向に沿って形成されたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回転部材の固着構造。
【請求項５】
前記突条が前記本体に係る前記回転軸の軸方向の両側に連設された前記固着部に形成されると共に、前記回転部材の挿入方向前側の固着部に形成された突条と挿入方向後側に形成された突条とが周方向に関する位相をずらして配置されていることを特徴とする請求項４記載の回転部材の固着構造。
【請求項６】
前記シャフトと前記回転部材とにはいずれか一方に形成された凸部と他方にはシャフトへの嵌着前において挿入前端から軸方向に沿って予め形成された前記凸部と嵌り合う凹部とが周方向に関する位置決めを行うようになっていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の回転部材の固着構造。
【請求項７】
前記シャフトに対して前記回転部材が軸方向に複数個配列される構造において、隣接する前記回転部材の前記固着部が相互に当接させてあることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の回転部材の固着構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、外周面に相手部材との摺動面を有する回転部材をシャフトへ固着する回転部材の固着構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の内燃機関に用いられるカムシャフトのように、カム管やジャーナル管等外周面を相手側部材との摺動面とする回転部材をシャフトに対して固着する固着構造として、特開平５−１０３４０号公報に記載のようなものがあった。
このものは、シャフトに蛇腹状の凹凸部を設ける一方、カム管にはシャフトを挿通させる軸孔の内径を部分的にシャフトの凹凸部の外径よりも小径に形成し、カム管を圧入することでシャフトの凹凸部に対してカム管の軸孔を部分的に食い込ませて固着していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の固着構造のようにカム管の軸孔をカムシャフトに対して食い込ませるものでは、軸孔の食い込み箇所においてカム管が外径方向に膨張変形してしまいカム管の摺動面を変形させてしまっていた。このため、カム管の固着後に、改めて摺動面を研磨加工しなければならなかった。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、回転部材の固着時に生ずる摺動面の変形を防いで、回転部材の固着後に係る研磨加工を省略可能な回転部材の固着構造の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、シャフトと、前記シャフトを回転軸にすると共にその外周面には相手部材に対する摺動面が形成された回転部材とからなり、前記回転部材を前記シャフトに嵌め込んで、前記シャフトと前記回転部材との嵌合面においてそのいずれか一方を他方に食い込ませることによって前記回転部材を固着させる回転部材の固着構造において、前記回転部材は、前記摺動面が形成され前記シャフトを挿通可能な挿通孔を有する本体とこの本体から回転軸の軸方向へ一体に連設されかつ前記シャフトに密着して嵌挿可能な固着部とを備え、前記固着部の内径が前記シャフトの外径よりも小であると共に前記シャフトの外径が前記挿通孔の内径以下に形成されて、前記固着部が前記シャフトに圧入されることによって前記回転部材全体が前記シャフトに対して固着されるところに特徴を有する。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のものにおいて、前記回転部材は前記本体に係る前記回転軸の軸方向の両側に前記固着部が連設されているところに特徴を有する。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記固着部は筒状に形成され、前記シャフトに対する挿入方向前側に配設された第１固着部と挿入方向後側に配設された第２固着部とされる一方、前記シャフトには前記第１固着部が固着される第１被固着部と前記第２固着部が固着される第２被固着部とが設けられ、前記第１固着部の内径を前記第２被固着部の外径よりも大径とするところに特徴を有する。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のものにおいて、前記固着部又は前記シャフトには相手側に食い込ませる突条が回転軸の軸方向に沿って形成されたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項５の発明は、請求項４のいずれかに記載のものにおいて、前記突条が前記本体に係る前記回転軸の軸方向の両側に連設された前記固着部に形成されると共に、前記回転部材の挿入方向前側の固着部に形成された突条と挿入方向後側に形成された突条とが周方向に関する位相をずらして配置されているところに特徴を有する。
【０００９】
請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のものにおいて、前記シャフトと前記回転部材とにはいずれか一方に形成された凸部と他方にはシャフトへの嵌着前において挿入前端から軸方向に沿って予め形成された前記凸部と嵌り合う凹部とが周方向に関する位置決めを行うようになっているところに特徴を有する。
【００１０】
請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のものにおいて、前記シャフトに対して前記回転部材が軸方向に複数個配列される構造において、隣接する前記回転部材の前記固着部が相互に当接させてあるところに特徴を有する。
【００１１】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
回転部材は固着部でもってシャフトに対して固着されるが、本体の挿通孔はシャフトを遊挿させるので、固着部に変形が生じても、本体に変形が及ぶことがなく、本体に形成された摺動面の変形を防ぐことができる。従って、シャフトへの固着後、回転部材の摺動面に対する研磨加工を省略することができる。
【００１２】
＜請求項２の発明＞
回転部材は本体の両側に形成された固着部でもってシャフトに支持されるので、回転部材が安定する。
【００１３】
＜請求項３の発明＞
第１固着部と第２固着部とを同じ外径で作ると第１固着部が第２被固着部を通過する際に第２固着部は第１固着部による影響を受けて第２固着部が食い込むときに２度目の食い込みになるので固着強度が保証されない。
これに対して、請求項３に係る発明のように第１固着部の内径を第２被固着部の外径よりも大径とすれば、第１固着部と第２被固着部とが影響を受けないので、シャフトに対して回転部材を組付ける場合に挿入方向前側に配設された第１固着部が第２被固着部の配設箇所を通過する際、第１固着部と第２被固着部とが食い込みあったりすることなく通過できるのでそれぞれの固着部と被固着部との間の固着強度が確保される。また、組付けの際に第１固着部と第２被固着部とが干渉しないので、組付け作業が容易になる。
【００１４】
＜請求項４の発明＞
突条は回転軸の軸方向に沿って食い込むので、組付け時に回転部材をシャフトに対して挿入させ易い。さらに突条が回転部材の回転方向に対して垂直方向に食い込むので固着力が大きくなり、回り止め効果が高い。
【００１５】
＜請求項５の発明＞
回転部材の固着部をシャフトに対して食い込ませる場合に挿入方向前側の固着部の突条と挿入方向後側の固着部の突条とのシャフトに対して食い込む箇所が相違するので、挿入方向前側の固着部の突条によって形成された食い込み跡に影響を受けることなくそれぞれの突条を堅固に食い込ませることが可能となる。
【００１６】
＜請求項６の発明＞
凸部と凹部との嵌挿によって周方向に関する位置決めが可能となる。
【００１７】
＜請求項７の発明＞
固着部でもって軸方向に隣接する他部材との間隔を容易に設定することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態を図１ないし図３によって説明する。
本実施形態のカムシャフト１０は自動車等の内燃機関に係る動弁機構に用いられるものであり、棒状のシャフト１２にカム管１１が固着されてなる構造である。カム管１１のカム本体１３の外周面は、相手部材である図示しないロッカーアームとの摺動面１３Ｆとなっており、カムシャフト１０が回転されると、カム管１１の摺動面１３Ｆがロッカーアームを押圧して弁（図示なし）の開閉動作を行うようになっている。尚、本実施形態では、カム管１１はシャフト１２よりも硬度の高い材料によって形成されている。
【００１９】
さて、カム管１１はカム本体１３の両側に設けられた一対の固着部１４，１４でもってシャフト１２に対して固着される（図３参照）。
カム本体１３は、挿通孔１３Ａが貫通形成された板状をなし、外周には滑らかな曲面形状の摺動面１３Ｆが形成されている。この挿通孔１３Ａは、後述するようにシャフト１２の最大径よりも大径をなしており、シャフト１２を遊挿可能とする。
固着部１４は、カム本体１３の両側において挿通孔１３Ａと同軸をなして突出する円筒状に形成されている。固着部１４の内周壁にはそれぞれ軸方向に沿って延びる突条１５が９０度間隔で４箇所配設されている（図１参照）。これらの突条１５が形成された固着部１４の内径は後述するシャフト１２の被固着部１６の外径よりも小となっていると共に、突条１５は断面略半円形状をなしており、シャフト１２の被固着部１６に対して食い込み可能となっている。また、本実施形態では突条１５は挿入方向前方側（図２の左側）の固着部１４と後方側（同図右側）の固着部１４とで４５度位相をずらして双方の固着部１４に形成された突条１５が互い違いになるように配設されている（図１参照）。
【００２０】
一方、シャフト１２には、図２に示すように、上記の固着部１４に対応させて１対の被固着部１６，１６が設けられていると共に両被固着部１６，１６の間には小径部１７が形成されている。
被固着部１６はシャフト１２の全周に亘って形成された凸部を軸方向に２つ連ねた蛇腹状をなす。
また、小径部１７はカム本体１３の厚み寸法にほぼ対応した長さ寸法を有し、かつ上述の固着部１４の突条１５を含めた内周径よりも僅かに小径をなすように形成されている。
つまり、本実施形態では、固着部１４の内径がシャフト１２の被固着部１６の外径よりも小となるように形成されていると共に、被固着部１６の外径が挿通孔１３Ａの内径以下となるように形成されている。さらに、小径部１７の外径は、挿通孔１３Ａの内径よりも小さくなるように形成されている。
【００２１】
続いて本実施形態に係るカムシャフト１０の組付けについて説明する。
まず、カム管１１をシャフト１２に対して図２の右側から嵌め入れる。
挿入方向前方（図２の右方）の固着部１４が挿入方向手前側（図２の右側）の被固着部１６に達すると前方の固着部１４の突条１５が挿入方向手前側の被固着部１６に当接するので、力を加えて押し込む。すると、固着部１４の突条１５が被固着部１６に食い込みながらカム管１１が奥方へ嵌挿される。
さらにカム管１１を押し込むと、前方の固着部１４が小径部１７を通過して挿入方向奥側（図２の左側）の被固着部１６に達すると共に後方（図２の右側）の固着部１４が挿入方向手前側の被固着部１６に到達するので、さらに力を加えて押し込む。すると、前方の固着部１４の突条１５が、奥側の被固着部１６に食い込むと共に後方の固着部１４の突条１５が手前側の被固着部１６に食い込む。これにより、カム管１１がシャフト１２に対して固着される。
このとき、手前側の被固着部１６は前方の固着部１４が通過するとき、前方の固着部１４の突条１５によって対応するところが圧潰されるが、前方と後方とで突条１５の位相がずれて形成されている。これにより、後方の固着部１４の突条１５が嵌合する際には後方の突条１５が手前側の被固着部１６を新たに圧潰して食い込むから、双方の固着部１４，１４の固着力が保証される。
ここで、カム本体１３には挿通孔１３Ａが形成されており、この挿通孔１３Ａの内径は被固着部１６の凸部の外径よりも大きいので、被固着部１６がカム本体１３に接触したり押圧したりすることがない遊挿状態となっている。これにより、組付け時にカム本体１３が変形することが制限される。
このとき、前方の固着部１４はシャフト１２の小径部１７を通過するが、小径部１７の外径は固着部１４の内径よりも小径であるので、小径部１７は固着部１４の通過の際に固着部１４から干渉をうけない。また、カム本体１３の挿通孔１３Ａはシャフト１２の最大径（被固着部１６の凸部の外径）よりも大径をなしているのでシャフト１２からの干渉を全く受けない。
【００２２】
このように、本実施形態によれば、カム管１１をシャフト１２に固着する際に固着部１４からカム本体１３に干渉しないので、カム本体１３の変形を制限できる。これにより、従来のように、カム管１１をシャフト１２に固着した後にカム管１１の摺動面を改めて研磨加工する必要がないので、生産効率に優れる。
ところで、固着部１４は突条１５と被固着部１６との間の突き上げ力を受けるため、外周面は外径方向への膨張変形が生ずることがありうるが、固着部１４の外周面は内燃機関の動弁機構として機能するところではないので、何の支障も生じない。
【００２３】
＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態を図４によって説明する。
本実施形態に係るカムシャフト１０では図４に示すようにカム管１１の固着部１４に位置決め凸部１８を形成した点が上記第１実施形態と相違する。上記実施形態と同様の構成については同様の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２４】
挿入方向前方の固着部１４の内周壁には、固着部１４の全長に亘って、内方へ突出させた位置決め凸部１８が形成されている。図４に示すように、この位置決め凸部１８は両固着部１４，１４間において周方向に隣接する一組の突条１５，１５の間に１箇所配設されている。
さらに、シャフト１２の所定位置には、この位置決め凸部１８を嵌め合わせ可能な溝状をなす位置決め凹部１９がシャフト１２の軸方向に沿って切欠き形成されている（図４参照）。位置決め凹部１９はカム管１１の挿入方向手前側の被固着部１６の対応する箇所から、小径部１７、奥側の被固着部１６に至るまで同一直線上に沿って形成されている。
【００２５】
本実施形態によればカムシャフト１０の組付け時に、位置決め凸部１８と位置決め凹部１９とを嵌め合わせて組付けることにより、カム管１１を所望の位置に組付けることが容易になり、組付け精度の向上が可能となる。
【００２６】
尚、シャフト１２に複数のカム管１１を固着する場合、カム管１１の配設位置に応じて位置決め凸部１８の配設位置を変更したり、カム管１１の配設位置に応じてシャフト１２に形成する位置決め凹部１９を複数箇所に形成しても良い。
【００２７】
＜第３実施形態＞
図５ないし図８は本発明の第３実施形態を示す。
本実施形態にかかるカムシャフト１０ではシャフト１２における挿入方向の手前側（図６の右側）の被固着部１６Ｆの外径を奥側（図６の左側）の被固着部１６Ｒよりも小径とし、カム管１１における挿入方向前方（図６の右側）の固着部１４Ｆの突条１５の張り出し量を挿入方向後方の固着部１４Ｒの張り出し量よりも小さくした点が上記第１実施形態と相違する。上記第１実施形態と同様の構成については同様の符号を付して重複する説明は省略する。
【００２８】
このような構成とすれば、組付け時に挿入方向前方の固着部１４Ｆと挿入方向手前側の被固着部１６Ｂとの干渉を防ぐので、固着時に余分な荷重をかける必要がなく、生産効率に優れる。
【００２９】
＜第４実施形態＞
本実施形態に係るカムシャフト１０では、被固着部１６の形状が上記第１実施形態と相違する。
被固着部１６の外周面には網目状のローレット加工が施されている。
このような構成とすれば、被固着部１６の加工が容易であるとともに、カム管１１の固着時に突条１５と被固着部１６との摩擦が大きくなるのでカム管１１の固着力の向上が可能となる
【００３０】
＜第５実施形態＞
上述のいずれの実施形態においても本実施形態に係るカムシャフト１０のように、固着部１４を所定の長さに設定して組付け時にカム管１１やジャーナル管１１Ａのような軸方向に隣接する回転部材との間隔を所定のものにするいわゆるスペーサーとして用いるものであってもよい。
本実施形態によれば、隣接するカム管１１，１１同士の固着部１４，１４の先端を当接させて嵌挿させることで、シャフト１２の軸方向に関する位置決めが容易にできる。
また、当接し合う固着部１４，１４の間に所定の間隙を設定したい場合には、一のカム管１１の固着部１４と他のカム管１１（或いはジャーナル管１１Ａ）の固着部１４同士の突き合せ箇所に弾性素材で所定の厚みを備えた弾性スペーサ（図示なし）を挟んで固着して、その後弾性スペーサーを取り外すようにしても良い。
【００３１】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
（１）上記実施形態では、固着部１４の内周面に軸方向に平行に形成した突条１５部を食い込ませていたが、例えば、固着部１４の内周の断面形状を多角形状にして部分的に被固着部１６の外径よりも小径に形成し、そのように形成した固着部１４を被固着部１６に対して食い込ませるようにしたものでもよい。
（２）上記実施形態では固着部１４の内周壁に形成された突条１５は略半円形状をなしていたが、例えば断面略三角形状等他の形状のものでもよい。
また、上記実施形態において、挿入方向前方の固着部１４と後方の固着部１４との突条１５を同位相に配設して、後方側の突条１５を前方側の突条１５よりも突出させたものでもよい。
（３）上記実施形態においてカム管１１の固着部１４の外周面をジャーナル面として用いるものであっても良い。
（４）上記第２実施形態において位置決め凸部１８は挿入方向前方の固着部１４にのみ形成していたが、後方の固着部１４に形成するものであってもよい。また、このとき、前方と後方との双方の固着部１４，１４にそれぞれ位置決め凸部１８を形成するものでもいずれか一方の固着部１４に位置決め凸部１８を形成するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態のカムシャフトに係るカム管の平面図
【図２】カム管の組付け前の一部破断側面図
【図３】組付け後のカムシャフトの側断面図
【図４】第２実施形態のカムシャフトに係るカム管の平面図
【図５】第３実施形態のカムシャフトに係るのカム管の平面図
【図６】カム管の組付け前の一部破断側面図
【図７】組付け過程のカムシャフトの側断面図
【図８】組付け後のカムシャフトの側断面図
【図９】第４実施形態に係る組付け前のカムシャフトの側断面図
【図１０】組付け後のカムシャフトの側断面図
【図１１】第５実施形態に係るカムシャフトの側面図
【符号の説明】
１０…カムシャフト
１１…カム管（回転部材）
１２…シャフト
１３…カム本体（本体）
１３Ａ…挿通孔
１３Ｆ…摺動面
１４…固着部
１５…突条
１６…被固着部
１７…小径部
１８…位置決め凸部（凸部）
１９…位置決め凹部（凹部）
【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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