JPH022500Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はカム、ジヤーナル等の機能部材を予め
備えてなる複数の分割カムシヤフト部材を各々の
軸端部同志で接合し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、ジヤーナル等の機能部材
を予め備えてなる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
にて接合するには、溶接、ろう接及びハンダ付
け、各種接着剤による接着、ボルトによる固着、
また、凹凸の嵌め合せや焼結等が採用されてい
る。

しかし、溶接は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、作業も熟練を要す。また、
ろう接、ハンダ付け、各種接着剤を用いる場合は
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、ボ
ルトによる固着は加工コストが高くつき、凹凸の
嵌め合せには結合強度に不安が残る。更に、焼結
の場合には材料の組合せに選択性がなく、またそ
の材料特性が問題となる。

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、ボルトによる固着は加工コストが高く、凹凸
による嵌め合せは結合強度に不安があり、焼結に
よる場合は材料の組合せに選択性がなく、またそ
の材料の特性が問題となる。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
フト部材が各々の軸端部同志で完全に融合するよ
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、カム、ジヤーナ
ル等の機能部材を予め備えた複数の分割カムシヤ
フト部材を各々の軸端部同志で接合することによ
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、カム、
ジヤーナル等の機能部材を予め備えてなる複数の
分割カムシヤフト部材を各々の軸端部同志で接合
したカムシヤフトにおいて、一方の軸端部の外周
径を他方の軸端部の内周径よりも僅かに大きくし
てなり、前記内周を前記外周により、あるいは逆
に前記外周を前記内周により、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はカム、ジヤーナル等の機能
部材を予め備えた複数の分割カムシヤフト部材を
各々の軸端部同志で接合した本考案のカムシヤフ
トの一実施例を示したものあり、第１図ａは、カ
ム、ジヤーナル等の機能部材を予め備えた複数の
分割カムシヤフト部材の各々が軸端部同志で接合
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、セラミツク、プラスチツク
あるいは合金鋼等で作られたカム１やジヤーナル
２は予め第１の中空ステム３に備えられ、分割カ
ムシヤフト部材としてユニツトを構成している。
第１のステム３の軸端部４は他の外周と比べて小
径となつている。一方、第１のステム３と同様の
カム１は第２の中空ステム５に予め備えられ、分
割カムシヤフト部材としてユニツトを構成してい
る。第２の５の軸端部６の内径は他の内径と比べ
て大径となつている。また第１のステム３の軸端
部４の外周径は第２のステム５の軸端部６の内周
径よりも僅かに大きくなつている。

次に、接合手段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、
第２のステム５の軸端部６を加熱した状態でその
内周を第１のステム３の軸端部４外周により軽く
切削（シエービング加工）しつつ両ステム３，５
を背後から押圧し、第１のステム３の軸端部４外
周を第２のステム５の軸端部６内周に挿入する。
削り層は大低の場合、第２のステム５の軸端部６
内周に付着して盛上り部７を形成すると同時に切
削時、第１のステム３の軸端部４周壁に段部８が
形成されるため、両ステム３，５の軸端部４，６
同志の接触面積は増大して接合強度の向上に寄与
する。このようにして各ユニツトを順次配列して
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、第１のステム３の軸端部４外周をシエー
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、第１の
ステム３の軸端部４を加熱した状態でその外周を
第２のステム５の軸端部６内周により軽く切削
（シエーピング加工）しつつ両ステム３，５を背
後から押圧し、第２のステム５の軸端部６内周に
第１のステム３の軸端部４外周を挿入する。削り
層は大低の場合、第１のステム３の軸端部４の外
周に付着して盛上り部７を形成すると同時に切削
時、第２のステム５の軸端部６周壁に段部８が形
成されるため、両ステム３，５の軸端部４，６同
志の接触面積は増大して接合強度の向上に寄与す
る。

いずれの実施例の場合においても、それぞれの
ユニツトを所定角度をもつて順次配列し、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。ま
た、軸、軸受やジヤーナル部は別ユニツトとして
同様手段で接合することができる。

尚、機能部材の材料や種類については前述した
ものに何ら限定されず、しかもステムの材料や種
類についても何ら限定を受けることがないため、
色々な材料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にて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、第１のステム３
の軸端部４の外径を第２のステム５の軸端部６の
内径よりも僅かに大きくし、前記軸端部６の内周
を軸端部４の外周により、あるいは逆に軸端部４
の外周を軸端部６の内周により切削（シエービン
グ加工）しつつ、両者を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
起こすことなく各ステム３，５の軸端部４，６を
強固に取付けることができ、カムシヤフトの寿命
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接が大きい。
そして、削り層の盛上り部７及び段部８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、各ステム３，５は、カム１あるいはジヤ
ーナル２等の機能部材の予め備えてユニツトを構
成しているため、各ユニツトを所定の角度をもつ
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ので、軸ユニツト、軸受
ユニツト、ジヤーナルユニツト等の組合せも自由
にできるばかりでなく組立作業が容易であり、大
型の複合カムシヤフトを安価且つ大量に生産する
ことができる。

また、各ステム３，５が中空であるためカムシ
ヤフト全体を軽量化できる等、種々の効果があ
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はカム、ジヤーナル等の機能部
材を予め備えた複数の分割カムシヤフト部材の各
各が軸端部同志で接合される前の状態の部分断面
図、第１図ｂ，ｃは接合後の状態を示す部分断面
図である。 図において、１……カム、２……ジヤーナル、
３……第１のステム、４……軸端部、５……第２
のステム、６……軸端部、７……盛上り部、８…
…段部、である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. カム、ジヤーナル等の機能部材を予め備えてな
   る複数の分割カムシヤフト部材を各々の軸端部同
   志で接合したカムシヤフトにおいて、一方の軸端
   部の外周径を他方の軸端部の内周径よりも僅かに
   大きくしてなり、前記内周を前記外周により、あ
   るいは逆に前記外周を前記内周により切削（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。