JPH022498Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は複数の分割カムシヤフト部材を各々の
軸端部でカム、ジヤーナル等の機能部材と接合せ
しめたカムシヤフトに関する。

従来カムシヤフトは鋳造により一体成形されて
いるが、特に大型のカムシヤフトはカムシヤフト
全長が長く、カム部、ジヤーナル部の数が多い
為、鋳型は当然大型になる。従つて、大型鋳型を
必要とするが、大型鋳型の作成が困難な場合に
は、大型の長軸カムシヤフトの製造は不可能であ
る。仮え大型カムシヤフトの鋳型が作成可能な場
合においても、長軸鋳物のためカムシヤフトの真
直度の歩留が同様に悪くなるものでありコスト高
となつている。

これに対して、カムシヤフト部材を複数に分割
し、該分割カムシヤフト部材を各々の軸端部で機
能部材と接合してカムシヤフトを大型にすること
が提案されている。該分割カムシヤフト部材を
各々の軸端部で機能部材と接合するには、溶接、
ろう接及びハンダ付け、各種接着剤による接着、
螺子による固着等が広く採用されている。しか
し、溶接は接合部分に熱を生ぜしめ、その部分を
溶融、融合した後に冷却固化することにより一体
化を図るものである。この場合、高い熱エネルギ
ーが必要であり、そのために局部的な材質劣化や
熱歪による寸法精度の不良を生起し易く、しかも
大型且つ高価な設備をも必要とし、仮業も熟練を
要す。

また、ろう接、ハンダ付け、各種接着剤を用い
る接合は溶接と比較してそれ程難しいものとはい
えない。しかし、これらの手段は接合しようとす
る２種の部材以外に、通常、易融性の物質を介在
させる必要があるため、その取扱いも慎重にしな
ければならず手間がかかる。しかも、近年大きな
進歩を遂げつつあるとはいえ、まだ接合部の強度
や接合面における物質の均一性についてはそれ程
の信頼性も期待できず、更に接着の場合、経時的
に材質劣化をおこす場合もあり、その点問題が残
る。

また、螺子による固着は、加工コストが高くな
るばかりでなく、円周方向の位置決めが困難であ
る。

一方、溶接や第３の材料を用いない接合手段と
しては、従来から採用されている焼ばめ、弾性ば
めがある。これらの物理的機械的手段は、それな
りに材料の物理的性質を生かした優れたものでは
あるが、本質的に物体同志を融合して接合すると
いう冶金学的意味は含まれていない点において完
全接合という意味に幾分欠けるものである。

以上述べたように、溶接においては、設備、コ
ストがかかり、生産性、作業性もよくないほか、
本体と異なる性質の物体を結合させることはでき
ない。

一方、ろう接やハンダ付けにおいては、小物で
強度上問題とならない場合しか使用され得ない。
また、各種接着剤を使用する接着においては、そ
の耐熱性や物質の経時的変化等に不安がある。更
に、螺子による固着は加工コストが高くなるばか
りか、円周方向の位置決めが困難である。従つ
て、工業部品を量産化するという点においては、
現在のところ機械的接合手段がそれ程問題もな
く、最も優れているといえよう。

しかし、接合界面において複数の分割カムシヤ
フト部材の各々の軸端部と機能部材とが完全に融
合するような形で一体化した方が強度的にも一層
望ましいことはいうまでもない。

本考案は、斯かる点に鑑み、従来から存在する
各種の接合手段の欠点を克服するために、単に機
械的嵌合を図るためだけでなく、冶金学的にも一
体化を図る強力な手段を用いて複数の分割カムシ
ヤフト部材の各々の軸端部と機能部材とを接合す
ることにより、接合界面の局部的な材質劣化や経
時的な材質劣化等を防止すると同時に大型でしか
も大量生産可能なカムシヤフトを提供することを
目的とするものである。

上記目的を達成するために、本考案は、複数の
分割カムシヤフト部材を各々の軸端部でカム、シ
ヤーナル等の機能部材と接合するため、接合部に
該機能部材を介在せしめたカムシヤフトにおい
て、分割カムシヤフト部材の前記軸端部の外周径
は前記機能部材の嵌合孔内周径よりもわずかに大
きくしてなり、軸端部の外周を機能部材の嵌合孔
内周により、あるいは逆に機能部材の嵌合孔内周
を軸端部の外周により切削（シエービング加工）
しつつ、嵌め込み接合したことを特徴とするもの
である。

以下、本考案を具体化した実施例を図面に基づ
いて説明する。

第１図ａ，ｂ，ｃは複数の分割カムシヤフト部
材を各々の軸端部で機能部材と接合させた本考案
のカムシヤフトの一実施例を示したものであり、
第１図ａはカム、ジヤーナル等の機能部材１の両
端接合部と分割カムシヤフト部材２の軸端部とが
接合される前の状態、第１図ｂ，ｃは接合後の状
態を示したものである。第１図ａにおいて、カ
ム、ジヤーナル等の機能部材１は、セラミツク、
プラスチツクあるいは合金鋼等その他からなり、
鍛造、鋳造、焼結、その他の手段で得ることがで
きる。分割カムシヤフト部材、即ち中空ステム２
の軸端部の外周２′径は機能部材１の嵌合孔内周
１′径よりも僅かに大きくなつている。ステム２
が中空であるためカムシヤフトの軽量化を図るこ
とができる。

次に、機能部材とステムの接合について説明す
ると、まず、第１図ｂに示すように、接合部の融
着を高めるため、ステム２を加熱した状態でステ
ム２の軸端部外周２′を軽く切削（シエービング
加工）しつつ軸端部を機能部材１の嵌合孔内周
１′へ押圧挿入する。削り層は大抵の場合、ステ
ム２の軸端部外周２′に付着して盛上り部３を形
成すると同時に切削時、機能部材１の周壁に段部
４が形成されるため、ステム２の軸端部と機能部
材１の接合面積は増大して接合強度の向上に寄与
する。このようにして、ステムと機能部材を順次
配列して接合することにより、大型カムシヤフト
を得ることができる。

次に、機能部材１の嵌合孔内周１′をシエービ
ングする実施例について説明する。第１図ｃに示
すように、接合部の融着を高めるため、機能部材
１の軸端部を加熱した状態で機能部材１の嵌合孔
内周１′を軽く切削（シエービング加工）しつつ
軸端部を嵌合孔内周１′へ押圧挿入する。削り層
は大抵の場合、機能部材１の嵌合孔内周１′に付
着して盛り上り部３を形成すると同時に切削時、
機能部材１の嵌合内周１′に段部４が形成される
ため、ステム２の軸端部と機能部材１の接合面接
は増大して接合強度の向上に寄与する。

第２図ａ，ｂ，ｃは本考案のカムシヤフトの別
の実施例を示したものである。ステム２が中実で
ある点以外は第１図ａ，ｂ，ｃに示される実施例
のものと何ら異なるところはなく同様の機能を達
成することができる。

いずれの実施例の場合も、それぞれの機能部材
１をステム２の回転軸に直交して所定の角度をも
つてステム２の回転軸に沿つて順次配列し、接合
部を切削（シエービング加工）接合するだけであ
るため、組立作業が容易であり大型のカムシヤフ
トを安価且つ大量に生産することが可能である。

尚、機能部材１の材質や種類については前述し
たものに何ら限定されず、しかもステム２の材質
や種類も何ら限定を受けることがないため、色々
な材質や種類の組合せが可能である。また、本考
案はカムシヤフトに関するものであるが、クラン
クシヤフトその他機械構造部品等のシヤフトにつ
いても同様手段で製作できることは勿論である。

以上述べたように、本考案は、分割カムシヤフ
ト部材、即ちステム２の軸端部外周２′径を機能
部材１の嵌合孔内周１′径よりも僅かに大きくし、
軸端部の外周２′を機能部材１の嵌合孔内周１′に
より、あるいは逆に機能部材１の嵌合孔内周１′
を軸端部の外周２′により切削（シユービング加
工）しつつ嵌め込み接合したので、接合部の局部
的な材質劣化や経時的な材質劣化を起こすことな
く機能部材１をステム２に強固に取付けることが
でき、カムシヤフト寿命を大幅に改善できる。即
ち、切削（シエービング加工）することが同時に
接合であるので、切削による新生表面同志が接触
して接触面積が大きい。そして、削り屑の盛上り
部３及び段部４が接触面積を更に増大させるの
で、結合強度を向上させることができる。

また、カムシヤフト部材は寸法的に小さいので
鍛造、打抜き等で極めて容易に量産でき、しか
も、機能部材１をステム２の回転軸に直交して所
定の角度をもつてステム２の回転軸に沿つて配列
し、接合部を切削（シエービング加工）接合する
だけであるため、組立作業が容易であり、大型の
カムシヤフトを安価且つ大量に生産することがで
きる等の種々の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃは本考案のカムシヤフトの一
実施例を接合する状態を模式的に示す部分断面図
であり、第１図ａは機能部材の両端接合部とステ
ムとが接合される前の状態の部分断面図、第１図
ｂ，ｃは機能部材とステムとが接合された状態の
部分断面図、第２図ａ，ｂ，ｃは本考案のカムシ
ヤフトの別の実施例を接合する状態を模式的に示
す部分断面図である。 図において、１……機能部材、１′……嵌合孔
内周、２……分割カムシヤフト部材、即ちステ
ム、２′……軸端部の外周、３……盛上り部、４
……段部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 複数の分割カムシヤフト部材を各々の軸端部で
   カム、ジヤーナル等の機能部材と接合するため、
   接合部に該機能部材を介在せしめたカムシヤフト
   において、分割カムシヤフト部材の前記軸端部の
   外周径は前記機能部材の嵌合孔内周径よりも僅か
   に大きくしてなり、軸端部の外周を機能部材の嵌
   合孔内周により、あるいは逆に機能部材の嵌合孔
   内周を軸端部の外周により切削（シエービング加
   工）しつつ、嵌め込み接合してなることを特徴と
   するカムシヤフト。