JPH06200711A - 内燃エンジンの中空カムシャフト及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 中子砂(6) により両端開放の中空(22)に鋳造
され、一側開口端(22a)には盲栓(24,43,51,61,71)が施
されると共に他側開口端(22b) にはカムシャフト駆動手
段(3) が装着されて閉塞される。 【効果】 中空カムシャフト内に中子砂が残存していて
も当該中子砂がエンジン運転中に外部に落下する虞れは
なく、また、エンジンの潤滑油が中空カムシャフト内に
侵入する虞れもない。また、両端開放型の中空カムシャ
フトは鋳造時に中子砂を両端で支持することができ、カ
ムシャフトの軸心に対して中子砂の軸心が偏心すること
はなく、さらに、一端開放型の中空カムシャフトのよう
にカムシャフトの軸方向開口端以外の位置に中子砂支持
用の孔を穿設する必要がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中子砂により両端開放
の中空に鋳造される内燃エンジンの中空カムシャフト及
びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの動弁系部品の１つを構成する
カムシャフトの重量を軽減する方法としては中空にする
のが一般的であり、場合によっては当該中空を潤滑油の
流通路として使用することもある。従来、パイプ素材の
両端に盲蓋をし、内部空間を潤滑油通路に利用したバル
ブロッカーシャフトが、例えば実開昭５０−５８１０９
号公報により知られている。このようなバルブロッカー
シャフトの場合には、円筒形状をなすので、パイプ部材
を切り出せばよく、その製造は簡単であるが、カムシャ
フトの場合には、鋳造が一般的であり、中空化に当たっ
ては中子砂を使用して鋳造を行うのが最も生産性に優れ
ており、低コストで製造することができる。

【０００３】この種の中空カムシャフトとしては両端開
放型のものと一端開放型のものとが考えられる。図８に
は両端開放型の中空カムシャフト１が示され、中空２の
一側開口端２ａは開放され、また、他側開口端２ｂの内
周面にはネジが刻設されてカムシャフト駆動用のタイミ
ングベルトプーリ３がボルト４によりシール部材５を介
して螺着固定されている。シール部材５は開口端２ａか
ら中空２内に入り込んだオイルがタイミングベルトプー
リ３側に漏出することを防止するためのものである。

【０００４】また、図９には一端開放型の中空カムシャ
フト１１が示され、中空１２の一端１２ａは開口され、
他端１２ｂは閉塞されており、閉塞端面１１ａの軸心に
穿設されたネジ孔１１ｂにはタイミングベルトプーリ３
がボルト４により螺着固定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一端開放型の中空シャ
フト１１の場合には、鋳込み時に中子砂の偏心を防止す
るために、適宜位置に中子砂を支持する部材を鋳込む必
要があり、これが中子砂支持用の孔１２ｄとして製品に
残るという欠点がある。また、両端開放型及び一端開放
型の各中空カムシャフト１，１１は、何れも重量軽減を
より効果的に行うために、各カム部分１ｃ，１１ｃの形
状に合わせて中空２ｃ，１２ｃを外方に膨出形成して異
形中空カムシャフトとされている。

【０００６】しかしながら、特に上述のような異形中空
カムシャフト１，１１にあっては、鋳造後各カム部分１
ｃ，１１ｃに対応する中空２ｃ，１２ｃ内の中子砂６を
完全に取り除くことは極めて困難であり、どうしても中
子砂６がこれらの中空２ｃ，１２ｃに残存してしまう。
このため、エンジンの運転中にこの残存している中子砂
６が、中空カムシャフト１の場合は中空２の開口端２ａ
から、中空カムシャフト１１の場合は中空１２の開口端
１２ａ或いは中子砂６支持用の孔１２ｄから外部に落下
し、この落下した中子砂６が例えばエンジンのクランク
シャフト等の回転部分やカム部分１ｃ，１１ｃのカム面
等に付着した場合には、回転部や摺動部の異常摩耗或い
は焼き付きを発生させる大きな要因となるという問題が
ある。

【０００７】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、鋳造後の残存中子砂のカムシャフト外部への
落下を防止した軽量の中空カムシャフトを提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、中子砂により両端開放の中
空に鋳造され、一側開口端には盲栓が施されると共に他
側開口端にはカムシャフト駆動手段が装着されて閉塞さ
れることを特徴とする、内燃エンジンの中空カムシャフ
トが提供される。

【０００９】本発明は、前記中空が形成されたシャフト
部と、該シャフト部の外周に形成されたカム部とを備
え、前記中空は、カム部において外方に膨出して形成さ
れる膨出部を備える中空カムシャフトに好適である。本
発明に係る中空カムシャフトは、両端を支持された中子
砂を用いて両端開放の中空のカムシャフトを鋳造する工
程と、前記カムシャフトの一側開口端に盲栓を施す工程
と、前記カムシャフトの他側開口端にカムシャフト駆動
手段を装着する工程とを含んでなる製造方法により製造
される。

【００１０】好ましくは、前記カムシャフトの他側開口
端にカムシャフト駆動手段を装着する工程が、前記他側
開口端にネジを刻設する工程と、前記カムシャフト駆動
手段を前記ネジに螺着されるボルトにより固定する工程
とを備える。

【００１１】

【作用】カムシャフトの鋳造後中子砂の抜き出しを行
い、中空内の中子砂の除去を一通り終了した後、中空の
一側開口端に盲栓を施す。該中空の他側開口端にはカム
シャフト駆動手段が装着され、これにより中空カムシャ
フトは両端が閉塞され、当該中空カムシャフト内に残存
する中子砂がカムシャフト外に排出されることを防止す
る。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。尚、図８及び図９において説明した各態様
のカムシャフトと同一要素については同一符号を附して
ある。図１において、カムシャフト２１は、中子砂を使
用して両端開放の断面略円形状の中空２２が形成された
シャフト部と、このシャフト部の外周適宜位置（実施例
の場合には４箇所）に形成されたカム部２１ｃとを含ん
で構成され、中空２２には重量軽減をより効果的に行う
ために、各カム部分２１ｃの形状に合わせて径方向外方
に膨出する中空（膨出部）２２ｃを形成して異形中空カ
ムシャフトとされている。

【００１３】この中空カムシャフト２１は鋳造後、中空
２２を形成した中子砂６を除去される。そして、中空２
２から中子砂６を除去した後当該カムシャフト２１の中
空２２の一側開口端２２ａ、即ちロッカーカバー２３内
において開口する開口端２２ａには金属製の硬球２４が
圧入されて閉塞され、当該硬球２４が盲栓として機能す
る。また、他側開口端２２ｂの内周面にはネジが刻設さ
れ、カムシャフト駆動手段としてのタイミングベルトプ
ーリ３がボルト４により螺着固定されている。

【００１４】次に、図２及び図３を用いて硬球２４の圧
入及びタイミングベルトプーリ３の取り付けに至るまで
の過程を説明する。図２には中空カムシャフト２１の鋳
造後まだ中子砂６が詰まったままの状態が示されてお
り、この状態から例えば図３に示すように中子砂６の抜
き出しを行い、中空２２内の中子砂６の大部分を抜き出
す。そして、中空２２内の中子砂６の除去が一通り終わ
った段階で図１に示すように当該中空２２の一側開口端
２２ａに硬球２４を圧入すると共に、他側開口端２２ｂ
の内周面にネジを刻設し、ボルト４によりタイミングベ
ルトプーリ３を螺着する。

【００１５】この結果、中空２２の一側開口端２２ａは
硬球２４により閉塞され、他側開口端２２ｂはタイミン
グベルトプーリ３が取付固定されることにより閉塞さ
れ、中空２２内の中子砂６は当該中空２２内に密閉され
る。従って、中空カムシャフト２１内に中子砂６が多少
残存していても何ら不都合を生じることはない。図４乃
至図７は本発明に係る中空カムシャフト２１に使用され
る盲栓の他の実施例を示し、図４は中空カムシャフト２
１の中空２２の一側開口端２２ａにシール用のパッキン
４１とワッシャー４２とを介してボルト４３を螺合し、
パッキン４１と共に盲栓としたものであり、図５は中空
２２の一側開口端２２ａに樹脂部材５１を圧入して盲栓
としたものである。また、図６は中空２２の一側開口端
２２ａに金属部材で形成した栓６１を挿入した後、当該
栓６１を全周に亘り開口端２２ａに溶着固定して盲栓と
したものであり、図７は中空２２の一側開口端２２ａに
有底円筒状のキャップ７１を圧入して盲栓としたもので
ある。

【００１６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
内燃エンジンの中空カムシャフト及びその製造方法に依
れば、カムシャフトを、中子砂により両端開放の中空に
鋳造され、一側開口端には盲栓が施されると共に他側開
口端にはカムシャフト駆動手段が装着されて閉塞される
ようにしたので、中空カムシャフトの中空の一側開口端
は盲栓により閉塞され、他側開口端はカムシャフト駆動
手段により閉塞されて両端を閉塞されるため、中空カム
シャフト内に中子砂が残存していても当該中子砂がエン
ジン運転中に外部に落下する虞れはなく、また、エンジ
ンの潤滑油が中空カムシャフト内に侵入する虞れもな
い。

【００１７】また、両端開放型の中空カムシャフトとす
ることができるために鋳造時に中子砂を両端で支持する
ことができ、カムシャフトの軸心に対して中子砂の軸心
が偏心することはなく、さらに、一端開放型の中空カム
シャフトのようにカムシャフトの軸方向開口端以外の位
置に中子砂支持用の孔を穿設する必要がないのでカムシ
ャフトの強度向上を図ることができる等の優れた効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る中空カムシャフトの一実施例を示
す縦断面図である。

【図２】中子砂が中空カムシャフトに詰まったままの状
態を示す縦断面図である。

【図３】中子砂の抜き出しを行った状態を示す縦断面図
である。

【図４】本発明に係る中空カムシャフトに使用される盲
栓の別の実施例を示す縦断面図である。

【図５】本発明に係る中空カムシャフトに使用される盲
栓の又別の実施例を示す縦断面図である。

【図６】本発明に係る中空カムシャフトに使用される盲
栓の更に別の実施例を示す縦断面図である。

【図７】本発明に係る中空カムシャフトに使用される盲
栓の更に別の実施例を示す縦断面図である。

【図８】内燃エンジン用中空カムシャフトの一態様を示
す縦断面図である。

【図９】内燃エンジン用中空カムシャフトの別の態様を
示す縦断面図である。

【符号の説明】

３ タイミングベルトプーリ ６ 中子砂 ２１ 中空カムシャフト ２１ｃ カム部 ２２ 中空 ２２ａ 開口端 ２２ｂ 開口端 ２２ｃ 中空膨出部 ２４ 硬球 ４１ パッキン ４３ ボルト ５１ 樹脂部材 ６１ 栓 ７１ キャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 三林 大介 京都府京都市右京区太秦巽町１番地 三菱 自動車工業株式会社京都製作所内 (72)発明者 堂ヶ原 隆 京都府京都市右京区太秦巽町１番地 三菱 自動車工業株式会社京都製作所内 (72)発明者 松田 雅彦 京都府京都市右京区太秦巽町１番地 三菱 自動車工業株式会社京都製作所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中子砂により両端開放の中空に鋳造さ
   れ、一側開口端には盲栓が施されると共に他側開口端に
   はカムシャフト駆動手段が装着されて閉塞されることを
   特徴とする、内燃エンジンの中空カムシャフト。
2. 【請求項２】 前記中空が形成されたシャフト部と、該
   シャフト部の外周に形成されたカム部とを備え、前記中
   空は、カム部において外方に膨出して形成される膨出部
   を備えることを特徴とする、請求項１記載の内燃エンジ
   ンの中空カムシャフト。
3. 【請求項３】 両端を支持された中子砂を用いて両端開
   放の中空のカムシャフトを鋳造する工程と、前記カムシ
   ャフトの一側開口端に盲栓を施す工程と、前記カムシャ
   フトの他側開口端にカムシャフト駆動手段を装着する工
   程とを含んでなることを特徴とする、内燃エンジンの中
   空カムシャフトの製造方法。
4. 【請求項４】 前記カムシャフトの他側開口端にカムシ
   ャフト駆動手段を装着する工程が、前記他側開口端にネ
   ジを刻設する工程と、前記カムシャフト駆動手段を前記
   ネジに螺着されるボルトにより固定する工程とを備えた
   ことを特徴とする、請求項３記載の内燃エンジンの中空
   カムシャフトの製造方法。