(57)【要約】【課題】中空シャフトのフォーマーによる高速生産を可能にし、コスト低減化と軽量化を図り、高精度の中空シャフトとカムをインボリュートセレーション嵌合により強固に固定すること。【解決手段】外周にインボリュートセレーション軸部が形成されていると共に、内部に軸方向に延びる中空の配油孔が形成され、かつ配油孔から外周に開口する通孔が形成されている中空シャフトと、半円形状ベース面とベース面から径方向に突出する半楕円形状の凸面とを有し、ベース面の中心部にインボリュートセレーション穴が形成され、かつ該セレーション穴から外周面に開口する給油孔が形成されているカムとを備え、中空シャフトを一個のブランクからフォーマーにより一貫した複数の鍛造工程で成形し、中空シャフトとカムをインボリュートセレーション嵌合により固定した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にインボリュートセレーション軸部が形成されていると共に、内部に軸方向に延びる中空の配油孔が形成され、かつ配油孔から外周に開口する通孔が形成されている内部給油式の中空シャフトと、半円形状ベース面とベース面から径方向に突出する半楕円形状の凸面とを有し、ベース面の中心部にインボリュートセレーション穴が形成され、かつインボリュートセレーション穴から外周面に開口する給油孔が形成されているカムとを備え、通孔を除いた上記中空シャフトが一個のブランクからフォーマーにより一貫した複数の鍛造工程で成形されていると共に、中空シャフトのインボリュートセレーション軸部にカムのインボリュートセレーション穴を挿入して中空シャフトにカムを押し込み固定するようにしたことを特徴とするカムシャフト。
【請求項２】
カムが、幅方向に４分割された２枚の内側分割体と２枚の外側分割体とカシメピンとから構成され、内側分割体は、半円形ベース面と半円形ベース面から径方向に突出する半楕円状の凸面とを含むカム面を有し、半円形ベース面側の中心部にインボリュートセレーション穴が形成されていると共に凸面側の突合せ面にインボリュートセレーション穴に連通する連通溝と該連通溝の先端付近から直交状に延びてカム面に開口する一対の給油溝とが連通形成されており、外側分割体は、上記内側分割体の半円形状ベース面に対応する外周中間部分を段部を介して小径状に切り欠いてなる一部切欠半円形状ベース面と一部切欠半円形状ベースから径方向に突出する半楕円状の凸面とを含むカム面を有し、半円形ベース面側の中心部にインボリュートセレーション穴が形成されており、かつ、これらの内、外側分割体はそれぞれ薄板の精密プレスによる打ち抜き加工により成形されている一方、二枚の内側分割体をその連通溝と給油溝とが互いに内側で一致するよう重ね合わせると共にその外側に外側分割体をそれぞれ輪郭が符合するように重ね合わせ、その積層状態でこれらの分割体を固定手段により一体的に固定していることを特徴とする請求項１記載のカムシャフト。
【請求項３】
カムが、幅方向に４分割された２枚の内側分割体と２枚の外側分割体とカシメピンとから構成され、内側分割体は、半円形ベース面と半円形ベース面から径方向に突出する半楕円状の凸面とを含むカム面を有し、半円形ベース面側の中心部にインボリュートセレーション穴が形成されていると共に凸面側の中央部に貫通孔が形成され、かつ突合せ面にインボリュートセレーション穴から貫通孔に連通する連通溝と該連通溝の貫通孔付近から直交状に延びてカム面に開口する一対の給油溝とが連通形成されており、外側分割体は、上記内側分割体の半円形状ベース面に対応する外周中間部分を段部を介して小径状に切り欠いてなる一部切欠半円形状ベース面と一部切欠半円形状ベースから径方向に突出する半楕円状の凸面とを含むカム面を有し、半円形ベース面側の中心部にインボリュートセレーション穴が形成されていると共に凸面側の中間部に貫通孔が形成されており、かつ、これらの内、外側分割体はそれぞれ薄板の精密プレスによる打ち抜き加工により成形されている一方、二枚の内側分割体をその連通溝と給油溝と貫通孔とが互いに内側で一致するよう重ね合わせると共にその外側に外側分割体をそれぞれ輪郭が符合するように重ね合わせ、その積層状態でこれらの分割体における貫通孔にカシメピンを嵌入して固定していることを特徴とする請求項１記載のカムシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、主としてエンジンにおいて吸排気バルブの開閉に使用される内部給油式のカムシャフトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】  従来、この種の内部給油式のカムシャフトとしては、例えば中空軸部と該中空軸部に一体形成されたカム部とからなり、中空軸部の中空部とこの中空部に連通しかつカム部の外周面に開口する給油孔とを有する構成のものが知られている。
そしてこのカムシャフトの中空軸部内に潤滑油を送り込むと、給油孔から潤滑油が噴射され、これにより、カム部と従動部材との摺動面を潤滑することができるようになされている。
【先行技術文献】
【０００３】
【特許文献１】  特開平９−２５０６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ところが、上記した従来の内部給油式のカムシャフトによれば、シャフト部とカム部からなる複雑な形状のカムシャフトを鋳造により一体に成形し、その後、カム部に熱処理を施してその硬度を部分的に強化し、その上で機械加工により給油孔を形成しなければならなかった。そのため、成形精度が悪いばかりか製作が煩雑で製作コストも高く、また製作に多大の時間がかかり、その上重量も重くなる問題を有していた。【０００５】  そこで、本発明は、上記した問題を解決すべく発明したもので、中空シャフトとカムを別部材により形成すると共に、外周部にインボリュートセレーション軸部をもつ中空シャフトを一個のブランクからフォーマーにより一貫した複数の鍛造工程で成形し、そのインボリュートセレーション軸部に別部材からなりインボリュートセレーション穴を有するカムを押し込んで固定するようにして、インボリュートセレーション軸部をもつ中空シャフトの高速生産が可能でコスト低減化、軽量化を図ることができ、かつ、個別に製造した高精度の中空シャフトとカムをインボリュートセレーション嵌合により強固に固定できるカムシャフトの提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本願の請求項１記載の発明は、外周にインボリュートセレーション軸部が形成されていると共に、内部に軸方向に延びる中空の配油孔が形成され、かつ配油孔から外周に開口する通孔が形成されている内部給油式の中空シャフトと、半円形状ベース面とベース面から径方向に突出する半楕円形状の凸面とを有し、ベース面の中心部にインボリュートセレーション穴が形成され、かつインボリュートセレーション穴から外周面に開口する給油孔が形成されているカムとを備え、通孔を除いた上記中空シャフトが一個のブランクからフォーマーにより一貫した複数の鍛造工程で成形されていると共に、中空シャフトのインボリュートセレーション軸部にカムのインボリュートセレーション穴を挿入して中空シャフトにカムを押し込み固定するようにしたことを特徴とする。【０００７】  本願の請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明のカムが、幅方向に４分割された２枚の内側分割体と２枚の外側分割体とカシメピンとから構成され、内側分割体は、半円形ベース面と半円形ベース面から径方向に突出する半楕円状の凸面とを含むカム面を有し、半円形ベース面側の中心部にインボリュートセレーション穴が形成されていると共に凸面側の突合せ面にインボリュートセレーション穴に連通する連通溝と該連通溝の先端付近から直交状に延びてカム面に開口する一対の給油溝とが連通形成されており、外側分割体は、上記内側分割体の半円形状ベース面に対応する外周中間部分を段部を介して小径状に切り欠いてなる一部切欠半円形状ベース面と一部切欠半円形状ベースから径方向に突出する半楕円状の凸面とを含むカム面を有し、半円形ベース面側の中心部にインボリュートセレーション穴が形成されており、かつ、これらの内、外側分割体はそれぞれ薄板の精密プレスによる打ち抜き加工により成形されている一方、二枚の内側分割体をその連通溝と給油溝とが互いに内側で一致するよう重ね合わせると共にその外側に外側分割体をそれぞれ輪郭が符合するように重ね合わせ、その積層状態でこれらの分割体を固定手段により一体的に固定していることを特徴とする。【０００８】  本願の請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明のカムが、幅方向に４分割された２枚の内側分割体と２枚の外側分割体とカシメピンとから構成され、内側分割体は、半円形ベース面と半円形ベース面から径方向に突出する半楕円状の凸面とを含むカム面を有し、半円形ベース面側の中心部にインボリュートセレーション穴が形成されていると共に凸面側の中央部に貫通孔が形成され、かつ突合せ面にインボリュートセレーション穴から貫通孔に連通する連通溝と該連通溝の貫通孔付近から直交状に延びてカム面に開口する一対の給油溝とが連通形成されており、外側分割体は、上記内側分割体の半円形状ベース面に対応する外周中間部分を段部を介して小径状に切り欠いてなる一部切欠半円形状ベース面と一部切欠半円形状ベースから径方向に突出する半楕円状の凸面とを含むカム面を有し、半円形ベース面側の中心部にインボリュートセレーション穴が形成されていると共に凸面側の中間部に貫通孔が形成されており、かつ、これらの内、外側分割体はそれぞれ打ち抜き加工により成形されている一方、二枚の内側分割体をその連通溝と給油溝と貫通孔とが互いに内側で一致するよう重ね合わせると共にその外側に外側分割体をそれぞれ輪郭が符合するように重ね合わせ、その積層状態でこれらの分割体における貫通孔にカシメピンを嵌入して接合固定していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】  上記した本発明の請求項１記載のカムシャフトによれば、中空シャフトとカムを別部材により形成すると共に、外周部にインボリュートセレーション軸部をもつ中空シャフトを一個のブランクからフォーマーにより一貫した複数の鍛造工程で成形し、そのインボリュートセレーション軸部に別部材からなりインボリュートセレーション穴を有するカムを押し込んで固定するように構成したから、インボリュートセレーション軸部をもつ中空シャフトの高速生産が可能でコスト低減化、軽量化を図ることができる。しかも、個別に製造した高精度に中空シャフトとカムをインボリュートセレーション嵌合により強固に固定できる。【００１０】  本発明の請求項２及び３記載のカムシャフトによれば、上記した効果に加えて、カムが薄板の精密プレスによる打ち抜き加工により高精度に形成された２枚の内側分割体と２枚の外側分割体とを積層して構成されているので、一体成形により形成されるカムのように型だれが大きくなることなく、高い成形精度が得られながらカム形状も容易に変更でき、製造コストも安価にできる。また、外側分割体は、内側分割体の半円形状ベース面に対応する外周中間部分を段部を介して小径状に切り欠いてなる一部切欠半円形状ベース面としているので、カム自体の軽量化を図ることができる。その上、二枚の内側分割体を重ね合わせる際、打ち抜き加工時に形成された連通溝と給油溝とがその合わせ面で互いに一致することにより、インボリュートセレーション穴から外周面に開口する給油孔が形成されことになり、これにより、後工程で給油孔形成のための特別な機械加工を不要にできる。【００１１】  さらに、本発明の請求項３記載のカムシャフトによれば、内側分割体の内側突合せ面には、インボリュートセレーション穴からカシメピン用の貫通孔に連通する連通溝と連通溝の貫通孔付近から直交状に延びてカム面に開口する一対の給油溝とがそれぞれ連通形成されているので、インボリュートセレーション穴から連通溝を通った潤滑油は、カシメピンの頂部に当たって両側に振り分けられ、その振り分けにより一対の給油溝にスムーズに送られることになる。これにより、一対の給油溝を通じてカム面に確実かつ均等状に供給されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明にカムシャフトの概略説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】カムの正面図である。
【図４】内側分割体の正面図である。
【図５】同側面図である。
【図６】外側分割体の正面図である。
【図７】同側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下本発明に係るカムシャフトの実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１４】  図１において、１は本発明に係る内部給油式のカムシャフトを示すもので、該カムシャフト１は、中空シャフト２とカム３とからなる。
【００１５】  中空シャフト２は、内部に軸方向に延びる中空の配油孔２１ａが形成された中空軸本体２１の外周にインボリュートセレーション軸部２１ｂが形成されていると共に、配油孔２１ａからインボリュートセレーション軸部２１ｂの所定位置外周に開口する通孔２１ｃが形成されている。この中空シャフト２は、一個のブランクからフォーマーにより一貫した複数の鍛造工程で中空軸本体２１とその外周面のインボリュートセレーション軸部２１ｂとが同時的に一体成形されることにより、材料ロスなく高精度に成形される。また、通孔２１ｃは後工程で機械加工により形成される。
【００１６】  カム３は、図１〜図３に示すように幅方向に４分割された２枚の内側分割体３１，３１と２枚の外側分割体３２，３２とこれら内、外側分割体３１，３１，３２，３２を積層状態で固定するカシメピン４とから構成される。
【００１７】  具体的には、内側分割体３１は、図４及び図５に示すように半円形ベース面３１ａと半円形ベース面３１ａから径方向に突出する半楕円状の凸面３１ｂとを含むカム面３１ｃを有し、半円形ベース面３１ａ側の中心部にインボリュートセレーション穴３１ｄが形成されていると共に凸面３１ｂ側の中央部に軸方向に貫通する四角形状の貫通孔３１ｅが形成され、かつ突合せ面にインボリュートセレーション穴３１ｄから貫通孔３１ｅに連通する連通溝３１ｆと連通溝３１ｆの貫通孔３１ｅ付近から直交状に延びてカム面３１ｃに開口する左右一対の給油溝３１ｇ，３１ｇとが連通形成されている。なお、上記左右一対の給油溝３１ｇ，３１ｇを設ける場合、連通溝３１ｆに対し直交ではなく例えば凸面３１ｂの中央側へ向うように多少傾斜するよう角度を持たせて開口するように設けてもよい。
【００１８】  また、外側分割体３２は、上記内側分割体３１の半円形状ベース面３１ａに対応する外周中間部分を段部ａ，ａを介して小径状に切り欠いてなる一部切欠半円形状ベース面３２ａと一部切欠半円形状ベース３２ａから径方向に突出する半楕円状の凸面３２ｂとを含むカム面３２ｃを有し、半円形ベース面側３１ａの中心部にインボリュートセレーション穴３２ｄが形成されていると共に凸面３２ｂ側の中間部に軸方向に貫通する四角形状の貫通孔３２ｅが形成されている。
【００１９】  これら内、外側分割体３１，３１，３２，３２は、それぞれ薄板の高精度の精密プレスによる打ち抜き加工により形成されるのであり、型だれがなく高い成形精度で形成される。また、内側分割体３１におけるインボリュートセレーション穴３１ｄから貫通孔３１ｅに連通する連通溝３１ｆと、連通溝３１ｆの貫通溝３１ｅ付近から直交状に延びカム面３１ｃに開口する左右一対の給油溝３１ｇ，３１ｇも上記した打ち抜き時に型押しにより同時に成形される。
【００２０】  二枚の内側分割体３１，３１を連通溝３１ｆと給油溝３１ｇとが互いに内側で一致するように重ね合わせると共にその外側に外側分割体３２，３２をそれぞれ輪郭が一致するように重ね合わせ、その積層状態でこれらの分割体における貫通孔３１ｅ，３１ｅ，３２ｅ，３２ｅに断面四角形状のカシメピン４が嵌入されて、内、外分割体３１，３１，３２，３２が接合固定される。
【００２１】  次に、中空シャフト２とカム３の組み立てについて述べる。
図１及び図２に示すように、中空シャフト２のインボリュートセレーション軸部２１ｂにカム３のインボリュートセレーション穴３１ｄ，３２ｄを嵌入して中空シャフト２の中空軸本体２１に側にカムを３を押し込み無理嵌め状態で固定する。このとき、インボリュートセレーション軸部２１ｂに形成した通孔２１ｃと、カム３の二枚の内側分割体３１，３１に形成した貫通溝３１ｅ，３１ｅとが一致するように位置合わせを行なう。
【００２２】  以上のように構成した本発明のカムシャフト１によれば、中空シャフト２とカム３を別部材により形成すると共に、外周部にインボリュートセレーション軸部２１ｂをもつ中空シャフト２を一個のブランクからフォーマーにより一貫した複数の鍛造工程で成形し、そのインボリュートセレーション軸部２１ｂに別部材からなりインボリュートセレーション穴３１ｄ，３１ｄ，３２ｄ，３２ｄを有するカム３を押し込んで固定するように構成したから、インボリュートセレーション軸部２１ｂをもつ中空シャフト２の高速生産が可能でコスト低減化、軽量化を図ることができる。しかも、個別に製造した高精度に中空シャフト２とカム３をインボリュートセレーション嵌合により強固に固定できる。
【００２３】  また、カム３が、薄板の精密プレスによる打ち抜き加工で高精度に形成された２枚の内側分割体３１，３１と２枚の外側分割体３２，３２を積層しかつこれらをカシメピン４で接合固定することにより構成されているので、従来のように一体成形により形成されるカムのように型だれが大きくなることなく、高い成形精度が得られながらカム形状も容易に変更でき、製造コストも安価にできる。さらに、外側分割体３２，３２は、内側分割体３１，３１の半円形状ベース面３１ａ，３１ａに対応する外周中間部分を段部を介して小径状に切り欠いてなる一部切欠半円形状ベース面３２ａ，３２ａとしているので、カム２自体の軽量化、換言すればカムシャフト１の軽量化を図ることができる。その上、二枚の内側分割体３１，３１を重ね合わせる際、打ち抜き加工時に形成された連通溝３１と給油溝３１ｇとがその合わせ面で互いに一致することにより、インボリュートセレーション穴３１ｄからカム面３１ｃの外面に２箇所開口する給油孔が形成されることになる。これにより、従来のように後工程で給油孔を形成するための特別な機械加工を不要にできる。
【００２４】  また、上述した実施の形態では、図２に示すように内側分割体３１，３１の内側突合せ面には、インボリュートセレーション穴３１ｄからカシメピン４用の四角形状貫通孔３１ｅに連通する連通溝３１ｆと連通溝３１ｆの貫通孔３１ｅ付近から直交状に延びカム面３１ｃに開口する左右一対の給油溝３１ｇ，３１ｇとが連通形成されているので、インボリュートセレーション穴３１ｄから連通溝３１ｆを通った潤滑油は、カシメピン４の頂部で左右両側に振り分けられて左右一対の給油溝３１ｇ，３１ｇに送られ、これらの給油溝３１ｇ，３１ｇを通じてカム面３１ｃの左右２箇所にスムーズに供給されることになる。これにより、一対の給油溝３１ｇ，３１ｇを通じてカム面３１ｃの左右２箇所に確実かつ均等状に供給される。
【００２５】  なお、上記した実施形態では、カム３の中空シャフト２への固定手段としては、中空シャフト２のインボリュートセレーション軸部２１ｂにカム３のインボリュートセレーション穴３１ｄ，３２ｄを無理嵌め嵌合して固定するようにしたけれども、この他、例えば溶接やカシメ止めなどの適宜固定手段を用いてもよいこと勿論である。また、内、外側分割体３１，３１，３２，３２の固定手段として、内、外側分割体３１，３１，３２，３２に形成した四角形状の貫通孔３１ｅ，３１ｅ，３２ｅ，３２ｅへの１個の四角形状カシメピン４の嵌合により行うようにしたけれども、これら貫通孔（カシメ孔）３１ｅ，３１ｅ，３２ｅ，３２ｅ及びカシメピン４の形状や位置、個数は何ら限定されるものではなく、例えば円形状の貫通孔及びカシメピンを連通溝３１ｆや給油溝３１ｇ，３１ｇに関連なくかつ複数個設けてもよい。さらに、内、外側分割体３１ｅ，３１ｅ，３２ｅ，３２ｅの固定手段としては、カシメピン４によるカシメ固定の他、例えば溶接や凹凸部の嵌め合い結合などによる別の固定手段を用いてもよい。
【符号の説明】
【００２６】１          カムシャフト
２          中空シャフト
３          カム
４          カシメピン（固定手段）
２１        中空軸本体
２１ａ      中空の配油孔
２１ｂ      インボリュートセレーション軸部
２１ｃ      通孔
３１        内側分割体
３１ａ      半円形ベース面
３１ｂ      凸面
３１ｃ      カム面
３１ｄ      インボリュートセレーション穴
３１ｅ      貫通孔
３１ｆ      連通溝
３１ｇ      給油溝（給油孔）
３２        外側分割体
３２ａ      一部切欠半円形状ベース面
３２ｂ      凸面
３２ｃ      カム面
３２ｄ      インボリュートセレーション穴
３２ｅ      貫通孔
【図１】
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【図２】
2017096243.tif 000004
【図３】
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【図４】
2017096243.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2017096243.tif 000009