(57)【要約】【課題】中空カムシャフトの外周方向の肉厚を一定の範囲内に収めることができる中空カムシャフトの形成方法を提供する。【解決手段】中空カムシャフト１００の形成方法は、シャフト部２と、シャフト部２と一体に形成されるカムロブ部３と、を備えるカムシャフト本体１に対し軸方向に軸孔５を形成するものである。カムシャフト本体１は、カムロブ部３に対しドリル進行方向の下流側に隣接するシャフト部２の部分が当該カムロブ部３における軸心から最も突出した部分に向かう方向に偏心されている。このように形成されたカムシャフト本体１に対し、ドリル加工によって軸孔５を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト部と、前記シャフト部と一体に形成されるカムロブ部と、を備えるカムシャフト本体に対し軸方向に軸孔を形成する中空カムシャフトの形成方法であって、
前記カムロブ部に対しドリル進行方向の下流側に隣接する前記シャフト部の部分が当該カムロブ部における軸心から最も突出した部分に向かう方向に偏心されている前記カムシャフト本体に対し、ドリル加工によって前記軸孔を形成する、中空カムシャフトの形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空カムシャフトの形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンを構成する部品の一つとしてカムシャフトが知られている。カムシャフトは、バルブを開閉する各気筒のカム（カムロブ）を備えるシャフトである。近年では、軽量化などの目的から、カムシャフトとして中空化されたもの（中空カムシャフト）が用いられることも多い。特許文献１には、ドリルによって軸孔を形成した中空カムシャフトが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭４８−１０９３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図５は、既存の開発機の中空カムシャフト５００において、カムシャフト本体５０１に対して軸孔５０５を形成するときのドリル先端部６の逃げについて説明する図である。なお、図５にはカムシャフト本体５０１の一部を示す。図５に示すように、カムシャフト本体５０１は、軸孔５０５を形成する前の鋳物粗材であり、シャフト部５０２、シャフト部５０２と一体に形成されたカムロブ部５０３ｇ，５０３ｈ、などを備えている。
【０００５】
ドリル先端部６がカムロブ部５０３ｇを通過するときに、ドリル先端部６が、カムロブ部５０３ｇにおける肉厚が薄い方に逃げる。つまり、カムロブ部５０３ｇの軸心から最も突出した部分（突出部分５０４ｇ）に向かう方向と反対の方向（Ｙ軸プラス方向）にドリル先端部６が逃げる。このため、ドリル先端部６が逃げる方向におけるシャフト部５０２の肉厚ｔ３とドリル先端部６が逃げる方向と反対の方向におけるシャフト部５０２の肉厚ｔ４との差が大きくなり、中空カムシャフトの外周方向の肉厚を一定の範囲内に収めることができない。
【０００６】
中空カムシャフトにおいて、外周方向の肉厚は、所望の強度が確保できる肉厚以上にする必要がある。つまり、ドリル先端部の逃げにより肉厚が薄くなる部分においても所望の強度が確保できる肉厚以上にしなくてはならない。このため、使用するドリルの径を、所望の軸孔の径よりもドリル先端部の逃げの分だけ小さくしなくてはならず、中空カムシャフトを最大限に軽量化することができなかった。
【０００７】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、中空カムシャフトの外周方向の肉厚を一定の範囲内に収めることができる中空カムシャフトの形成方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、シャフト部と、前記シャフト部と一体に形成されるカムロブ部と、を備えるカムシャフト本体に対し軸方向に軸孔を形成する中空カムシャフトの形成方法であって、前記カムロブ部に対しドリル進行方向の下流側に隣接する前記シャフト部の部分が当該カムロブ部における軸心から最も突出した部分に向かう方向に偏心されている前記カムシャフト本体に対し、ドリル加工によって前記軸孔を形成するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、中空カムシャフトの外周方向の肉厚を一定の範囲内に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１にかかる中空カムシャフトの軸孔加工前のカムシャフト本体の概略構成を示す正面図である。
【図２】実施の形態１にかかる中空カムシャフトの軸孔加工前のカムシャフト本体の概略構成を示す上面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】カムシャフト本体に対して軸孔を形成するときのドリル先端部の逃げについて説明する図である。
【図５】既存の開発機の中空カムシャフトにおいて、カムシャフト本体に対して軸孔を形成するときのドリル先端部の逃げについて説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
まず、本実施の形態にかかる中空カムシャフトの軸孔加工前のカムシャフト本体の概略構成について説明する。
図１は、本実施の形態にかかる中空カムシャフト１００の軸孔加工前のカムシャフト本体１の概略構成を示す正面図である。図２は、カムシャフト本体１の概略構成を示す上面図である。図１および図２に示すように、カムシャフト本体１は、シャフト部２と、カムロブ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈを備えている。カムシャフト本体１は、鋳物の粗材である。カムロブ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈは、シャフト部２と一体に形成されている。以下、カムロブ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈを総称してカムロブ部３ともいう。
【００１３】
次に、カムロブ部３の形状について説明する。なお、カムロブ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈは全て同じ形状なので、カムロブ部３ａを例に説明する。
図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図３に示すように、カムロブ部３ａは、軸心から外側に突出した外周形状を有している。カムロブ部３ａにおいて、軸心から最も突出した部分を突出部分４ａとする。カムロブ部３ａと同様に、カムロブ部３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈも、それぞれ、突出部分４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈを有する。以下、突出部分４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈを総称して突出部分４ともいう。
【００１４】
図１に示すように、カムロブ部３ａ，３ｂは、軸心から突出部分４に向かう方向がＹ軸プラス方向である。また、カムロブ部３ｇ，３ｈは、軸心から突出部分４に向かう方向がＹ軸マイナス方向である。図２に示すように、カムロブ部３ｃ，３ｄは、軸心から突出部分４に向かう方向がＺ軸マイナス方向である。また、カムロブ部３ｅ，３ｆは、軸心から突出部分４に向かう方向がＺ軸プラス方向である。
【００１５】
図１および図２において、カムシャフト本体１に対し軸方向に軸孔を形成する際のドリル進行方向を矢印Ａで示す。シャフト部２において、カムロブ部３ａに対しドリル進行方向の下流側に隣接する部分を下流隣接部分２ａとする。同様に、シャフト部２において、カムロブ部３ｂに対しドリル進行方向の下流側に隣接する部分を下流隣接部分２ｂ、カムロブ部３ｃに対しドリル進行方向の下流側に隣接する部分を下流隣接部分２ｃ、カムロブ部３ｄに対しドリル進行方向の下流側に隣接する部分を下流隣接部分２ｄ、カムロブ部３ｅに対しドリル進行方向の下流側に隣接する部分を下流隣接部分２ｅ、カムロブ部３ｆに対しドリル進行方向の下流側に隣接する部分を下流隣接部分２ｆ、カムロブ部３ｇに対しドリル進行方向の下流側に隣接する部分を下流隣接部分２ｇ、カムロブ部３ｈに対しドリル進行方向の下流側に隣接する部分を下流隣接部分２ｈ、とする。
【００１６】
カムシャフト本体１において、それぞれの下流隣接部分は、ドリル進行方向上流側のカムロブ部における軸心から最も突出した部分に向かう方向に偏心されている。つまり、図１に示すように、下流隣接部分２ａは、ドリル進行方向上流側のカムロブ部３ａにおける軸心から最も突出した部分（突出部分４ａ）に向かう方向（図１のＹ軸マイナス方向）に偏心されている。同様に、下流隣接部分２ｂは、ドリル進行方向上流側のカムロブ部３ｂにおける軸心から最も突出した部分（突出部分４ｂ）に向かう方向（図１のＹ軸マイナス方向）に偏心されている。
【００１７】
図２に示すように、下流隣接部分２ｃは、ドリル進行方向上流側のカムロブ部３ｃにおける軸心から最も突出した部分（突出部分４ｃ）に向かう方向（図２のＺ軸プラス方向）に偏心されている。同様に、下流隣接部分２ｄは、ドリル進行方向上流側のカムロブ部３ｄにおける軸心から最も突出した部分（突出部分４ｄ）に向かう方向（図２のＺ軸プラス方向）に偏心されている。
【００１８】
図２に示すように、下流隣接部分２ｅは、ドリル進行方向上流側のカムロブ部３ｅにおける軸心から最も突出した部分（突出部分４ｅ）に向かう方向（図２のＺ軸マイナス方向）に偏心されている。同様に、下流隣接部分２ｆは、ドリル進行方向上流側のカムロブ部３ｆにおける軸心から最も突出した部分（突出部分４ｆ）に向かう方向（図２のＺ軸マイナス方向）に偏心されている。
【００１９】
図１に示すように、下流隣接部分２ｇは、ドリル進行方向上流側のカムロブ部３ｇにおける軸心から最も突出した部分（突出部分４ｇ）に向かう方向（図１のＹ軸プラス方向）に偏心されている。同様に、下流隣接部分２ｈは、ドリル進行方向上流側のカムロブ部３ｈにおける軸心から最も突出した部分（突出部分４ｈ）に向かう方向（図１のＹ軸プラス方向）に偏心されている。
【００２０】
次に、カムシャフト本体１に対して軸孔５を形成するときのドリル先端部６の逃げについて説明する。
図４は、カムシャフト本体１に対して軸孔５を形成するときのドリル先端部６の逃げについて説明する図で、図１の破線Ｂで囲んだ領域を拡大した図である。図４に示すように、ドリル先端部６がカムロブ部３ｇを通過するときに、ドリル先端部６が、カムロブ部３ｇにおける肉厚が薄い方に逃げる。つまり、カムロブ部３ｇの軸心から最も突出した部分（突出部分４ｇ）に向かう方向と反対の方向（Ｙ軸プラス方向）にドリル先端部６が逃げる。
【００２１】
ドリル先端部６が逃げる方向（カムロブ部３ｇの軸心から突出部分４ｇに向かう方向）における下流隣接部分２ｇの肉厚を、肉厚ｔ１とする。また、ドリル先端部６が逃げる方向と反対の方向における下流隣接部分２ｇの肉厚を、肉厚ｔ２とする。カムシャフト本体１において、下流隣接部分２ｇが、カムロブ部３ｇの軸心から最も突出した部分（突出部分４ｇ）に向かう方向に偏心されている。このため、ドリル先端部６がカムロブ部３ｇを通過するときにドリル先端部６の逃げが生じても、肉厚ｔ１と肉厚ｔ２との差を小さくすることができる。つまり、下流隣接部分２ｇにおいて、外周方向の肉厚を一定の範囲に収めることができる。
【００２２】
図４では、ドリル先端部６がカムロブ部３ｇを通過するときに、下流隣接部分２ｇにおいて軸心から外周までの肉厚を一定の範囲に収めることができることを説明した。同様の理由で、ドリル先端部６がカムロブ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｈを通過するときも、下流隣接部分２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｈにおいて外周方向の肉厚を一定の範囲に収めることができる。
【００２３】
図１および図２に示すように、カムシャフト本体１において、下流隣接部分２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈが、それぞれ、上流側のカムロブ部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｇ，３ｈの軸心から最も突出した部分（突出部分４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈ）に向かう方向に偏心されている。本発明にかかる中空シャフトの形成方法では、このように形成されたカムシャフト本体１に対し、ドリル加工によって軸孔５を形成する。これにより、中空カムシャフト１００の外周方向の肉厚を一定の範囲内に収めることができる。中空カムシャフト１００の外周方向の肉厚が一定の範囲内に収まるので、使用するドリルの径を所望の軸孔の径よりもドリル先端部の逃げの分だけ小さくする必要がなくなり、中空カムシャフトを最大限に軽量化することができる。
【００２４】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１  カムシャフト本体
２  シャフト部
２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ  下流隣接部分
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆ，３ｈ  カムロブ部
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｈ  突出部分
５  軸孔
６  ドリル先端部
１００  中空カムシャフト
【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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