JPH09303363A - シャフトと被嵌部材の固着構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動軸やカムシャフトの外径の均一化を図り
つつ第２フランジ部やカムの強固かつ確実な固着を得
る。 【解決手段】 駆動軸２１の外周面２１ｂに凹部６０を
形成すると共に、凹部６０の平坦な底面６０ａに対して
垂直方向（径方向）に沿ってボルト挿入孔６１を貫通形
成する。一方、駆動軸２１に駆動軸挿通孔３２ａを介し
て被嵌する第２フランジ部２８のスリーブ３２にボルト
６２の頭部６２ａが嵌挿する嵌挿孔６３を形成すると共
に、ボルト頭部６２ａと凹部底面６４ｃとの間にボルト
６２の軸力に応じてスリットを介して拡径するワッシャ
６４を介装し、該ワッシャ６４の拡径変形によって外周
面６４ｃが嵌挿孔６３の内周面６３ａに圧接するように
なっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば内燃機関の
カムシャフトと該カムシャフトの外周面に被嵌したカム
等との固着構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知のように、自動車用内燃機関にあっ
ては、吸排気弁の開閉時期を機関運転状態に応じて可変
制御する装置が搭載されているものが知られており、そ
の一つとして本出願人が先に出願した実開平６−６３８
０４号に記載されたものがある。

【０００３】図２２に基づいて概略を説明すれば、この
吸排気弁駆動制御装置は、多気筒機関のクランク軸から
スプロケットを介して回転力が伝達される中空状の駆動
軸１と、該駆動軸１の外周同軸上に相対回転自在に設け
られたカムシャフト２と、各気筒毎に分割された該カム
シャフト２の分割端部間に設けられた制御機構３とを備
えている。

【０００４】前記駆動軸１は、駆動軸本体１ａが図２１
に示すように機関前後方向に沿って延設され、スプロケ
ット側の１番ジャーナル１ｆがシリンダヘッド７の上端
部に設けられた図外の軸受に回転自在に支持されてい
る。また、駆動軸本体１ａは、１番ジャーナル１ｆ側の
一端部から他端部側までの外径が段差状に縮径されてい
ると共に、その外周面の等間隔位置に１番気筒〜４番気
筒用のスプライン突部１ｂ〜１ｅが軸方向に沿って形成
されている。

【０００５】前記各カムシャフト２は、夫々外周に１気
筒当たり２つの吸気弁４，４をバルブリフター４ａ，４
ａを介してバルブスプリング５のばね力に抗して開作動
させる２個のカム６，６を一体に有していると共に、シ
リンダヘッド７上の一対のカム軸受８，９によって回転
自在に支持されている。

【０００６】前記制御機構３は、各カムシャフト２の一
端部に一体に設けられた円環状の第１フランジ部１０
と、駆動軸１の所定外周位置にスリーブ１２を介してス
プライン結合されて、前記第１フランジ部１０に対向す
る円環状の第２フランジ部１３と、両フランジ部１０，
１３間に介装されて駆動軸１の軸心Ｘから略径方向へ揺
動自在に設けられた略円環状のディスクハウジング１４
と、該ディスクハウジング１４の内周に有する大径な支
持孔１４ａ内にプレーンベアリング１５を介して回転自
在に保持された環状ディスク１６とを備えている。前記
各スリーブ１２は、駆動軸挿通孔１２ａの内周面に前記
スプライン突部１ｂ〜１ｅに嵌合するスプライン溝１２
ｂ〜１２ｅが形成されている。

【０００７】前記ディスクハウジング１４は、直径方向
の一端部がシリンダヘッド７の上端部に固定された図外
の支軸によって回転自在に支持されていると共に、他端
部が前記支軸を中心に駆動機構により揺動するようにな
っている。更に、第１，第２フランジ部１０，１３の外
周部には、互いに１８０°位置に細長い係合溝１７，１
８が半径方向に沿って形成されている。一方、環状ディ
スク１６の両側面には、互いに反対方向に突出して前記
各係合溝１７，１８に係合するピン１９，２０が突設さ
れている。

【０００８】そして、機関運転状態の変化に応じて図外
の駆動機構により、ディスクハウジング１４を介して環
状ディスク１６が駆動軸１の軸心に対して同心あるいは
偏心動することにより、駆動軸１とカムシャフト２との
相対的な回転位相を変化させる。これによって、吸気弁
の作動角を最小，最大に変化させて、開弁時期と閉弁時
期を制御し、運転状態に応じた機関性能の向上を図るよ
うになっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の発明にあっては、駆動軸１と各第２フランジ部１３
とを、スリーブ１２を介してスプライン結合するように
なっているため、駆動軸本体１ａの外周面に形成された
スプライン突部１ｂ〜１ｅの外周に有する凹凸にスリー
ブ１２内周のスプライン溝１２ｂ〜１２ｅの凹凸を軸方
向から嵌合させる必要上、隣接する各スプライン突部１
ｂ〜１ｅの外径差を夫々大きく設定しなければならな
い。

【００１０】即ち、各第２フランジ部１３を夫々駆動軸
１に各スリーブ１２の内径が大径なものから順次組み付
けるためには、１番ジャーナル１ｆ側の第１スプライン
突部１ｂに嵌合する第１スリーブ１２は第２スプライン
突部１ｃの外周を通過させるために、その駆動軸挿通孔
１２ａの内径を第２スプライン突部１ｃの外径より大き
く設定し、また、第２スプライン突部１ｃに嵌合する第
２スリーブ１２はその内径を第３スプライン突部１ｄの
外径よりも大きく設定しなければならない。例えば、モ
ージュールが０.５であるスプラインを用いてフランジ
とスリーブの嵌合を行う場合、第１スプライン突部〜第
４スプライン突部の各スプライン突部１ｂ〜１ｅの呼び
径はそれぞれ２２mm，２０mm，１８mm，１５mmとなり、
この結果として、隣接する各スプライン突部１ｂ〜１ｅ
の外径差が大きくなってしまう。

【００１１】このため、駆動軸１は、駆動軸本体１ａの
一端部（１番ジャーナル１ｆ側）から他端部に沿ってそ
の縮径度合いが必然的に大きくなってしまい、他端部側
ではその外径を十分に小径に形成せざるを得なくなる。
この結果、駆動軸１の捩り剛性（強度）が低下し、バル
ブタイミング制御精度が低下したり、吸気弁４のバウン
ス等の不整運動を招く惧れがある。

【００１２】ところで、前述のような駆動軸等のシャフ
トに対してカムピース等の部材を固着する方法として
は、例えば特開昭６１−２８２６６３号公報に記載され
ているもののように、カムピースとシャフトとを嵌合し
てバルジ成形により固着するものがあるが、この方法は
成形設備が大型化すると共に、製造コストの高騰が余儀
なくされる。また、成形状、シャフトの外径が制約され
て比較的小径としなければならないため、前述と同様に
シャフトの捩り剛性が低下してしまう、といった問題が
ある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来の実
情に鑑みて案出されたもので、請求項１の発明は、シャ
フトと該シャフトの外周面にシャフト挿通孔を介して被
嵌した被嵌部材とを固着する固着構造であって、前記シ
ャフトの外周面所定位置に凹部を形成すると共に、該凹
部の平坦な底面に対して垂直方向から径方向に沿ってボ
ルト挿入孔を貫通形成する一方、前記凹部に対応する被
嵌部材の周壁にボルト頭部が嵌挿する嵌挿孔を形成し、
かつ前記ボルト頭部と凹部底面との間に、ボルトの軸力
に応じて拡径変形するワッシャを介装したことを特徴と
している。

【００１４】請求項２の発明は、前記ボルト頭部の下面
をほぼ円錐状のテーパ面に形成する一方、該ボルト頭部
下面が着座する前記ワッシャの上面をすり鉢状のテーパ
面に形成したことを特徴としている。

【００１５】請求項３の発明は、前記ワッシャの周壁
に、該ワッシャの拡径変形を可能とする縦割状のスリッ
トを形成したことを特徴としている。

【００１６】請求項４の発明は、前記ワッシャの外周面
に、該ワッシャの拡径変形を可能とする縦方向の溝を形
成したことを特徴としている。

【００１７】請求項５の発明は、前記凹部の底面をすり
鉢状のテーパ面に形成する一方、該底面に当接する前記
ワッシャの下面をほぼ円錐状のテーパ面に形成したこと
を特徴としている。

【００１８】請求項６の発明は、前記スリットをワッシ
ャの上下部に周方向へ交互に形成したことを特徴として
いる。

【００１９】請求項７の発明は、前記ワッシャの周壁
に、横方向から切り欠いたほぼ半円弧状のスリットを形
成し、かつ該スリットをワッシャ周壁の上下位置に交互
に形成したことを特徴としている。

【００２０】請求項８の発明は、シャフトと該シャフト
の外周面にシャフト挿通孔を介して被嵌した被嵌部材と
を固着する固着構造であって、前記シャフトの外周面所
定位置に平面部を形成する一方、前記被嵌部材のシャフ
ト挿通孔の内周面に前記平面部と当接する平坦部を形成
し、該平面部と平坦部との当接面にほぼ垂直方向にボル
ト挿入孔を形成すると共に、該ボルト挿入孔を挿入した
ボルトによってシャフトに被嵌部材を固着したことを特
徴としている。

【００２１】請求項９の発明は、前記被嵌部材のシャフ
ト挿通孔の内面形成を、前記平坦部を有する多角形状に
形成したことを特徴としている。

【００２２】請求項１〜７の発明によれば、シャフトの
所定位置に被嵌部材を固着する際に、ボルトを嵌挿孔か
らシャフトのボルト挿入孔に挿入して、ボルトの軸部先
端部を被嵌部材の雌ねじ孔内に螺入しつつねじ込んでい
くと、ボルト頭部の下面がワッシャのすり鉢状上面を徐
々に押圧する。このため、ワッシャは、スリットあるい
は縦割り溝を介して拡径変形してその外周面が被嵌部材
の嵌挿孔の内周面に圧接すると共に、シャフトの凹部底
面にも圧接する。したがって、シャフトと被嵌部材とは
ボルト軸力の他に、ワッシャによって凹部底面と嵌挿孔
内周面との圧着による強固な固着作用が得られる。

【００２３】さらに、請求項８〜９記載の発明によれ
ば、シャフトと被嵌部材とを単にボルトの軸力によって
押し付け固定するのではなく、平面部と平坦部との面接
触状態を得てボルト締結するため、摩擦力が増加して、
より強固な固着が得られる。

【００２４】また、被嵌部材に発生するトルク変動を平
面部と平坦部との当接面によって受けることができるた
め、被嵌部材とシャフトとの周方向のずれを防止するこ
とができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】図３〜図６は、本発明のシャフト
と被嵌部材の固着構造が適用される内燃機関の吸排気弁
駆動制御装置を示し、図３の２１は図外の４気筒機関の
クランク軸からスプロケットを介して回転力が伝達され
るシャフトである駆動軸、２２は該駆動軸２１の外周に
一定の隙間をもって配置され、かつ駆動軸２１の中心Ｘ
と同軸上でかつ該駆動軸２１と相対回動可能に設けられ
たカムシャフトである。

【００２６】前記駆動軸２１は、機関前後方向に延設さ
れていると共に、軽量化を図るために、内部中空状に形
成されている。また、この駆動軸２１は、図４に示すよ
うに一端側のスプロケット取付部５１及び１番ジャーナ
ル５２側の一端部２１ａから他端部までの外径が均一に
形成されていると共に、一端部２１ａ側から他端部側ま
での外周面２１ｂの等間隔位置に、図２にも示すように
円形状の凹部６０が４つ形成されている。この凹部６０
は、円形状の底面６０ａが軸方向に沿って平坦状を呈
し、内周面６０ｂが円環状に形成されている。さらに、
駆動軸２１には、凹部６０の底面６０ａ中央位置から垂
直方向（径方向）にボルト６２の挿入孔６１が貫通形成
されている。

【００２７】前記カムシャフト２２は、長手方向の所定
位置で各気筒毎に軸直角方向から４分割されており、内
部軸方向に形成された挿通孔２２ａ内に駆動軸２１が挿
通して該駆動軸２１の外周面２１ｃに摺動自在に支持さ
れていると共に、夫々がシリンダヘッド７上端部に有す
る各１つのカム軸受５４に回転自在に支持されている。
また、図５にも示すように外周の所定位置に１気筒当た
り２つの吸気弁２３をバルブスプリング２４のばね力に
抗してバルブリフター２５を介して開作動させる複数の
カム２６…が一体に設けられている。

【００２８】また、各カムシャフト２２の一方側の分割
端部に第１フランジ部２７が一体に固定されており、こ
の第１フランジ部２７は、図３にも示すように中空部か
ら半径方向に沿った細長い矩形状の第１係合溝３０が形
成されていると共に、その外周面の円周方向に後述する
環状ディスク２９の一側面に摺接する突起面２７ａが一
体に設けられている。また、この第１フランジ部２７に
一定の隙間をもって対峙する他方側のカムシャフト２２
の端部側に、第２フランジ部２８が配置されている。

【００２９】この各第２フランジ部２８は、内周に駆動
軸２１の前記各凹部６０形成位置の外周面に挿通孔３２
ａを介して被嵌固定される被嵌部材であるスリーブ３２
が一体に設けられている。また、第２フランジ部２８
は、図３に示すように第１フランジ部２７の第１係合溝
３０と径方向の反対側に半径方向に沿って細長い矩形状
の第２係合溝３３が形成されていると共に、外周面に環
状ディスク２９の他側面に摺接する突起面２８ａが形成
されている。

【００３０】前記スリーブ３２は、図１，図３，図４に
示すように駆動軸２１の凹部６０に対応する位置にボル
ト６２の頭部６２ａが嵌挿配置される嵌挿孔６３が径方
向にそって貫通形成されていると共に、該嵌挿孔６３と
径方向の反対側にボルト６２の軸部６２ｂ先端側の雄ね
じ部６２ｃが螺合する雌ねじ孔６３ｂが貫通形成されて
いる。前記嵌挿孔６３は、円柱状を呈し、内径がボルト
頭部６２ａの外径よりも若干大きく形成されている。

【００３１】前記ボルト６２は、図２に示すように円柱
状の頭部６２ａの外端面中央に六角レンチ等が係入され
る六角溝６２ｄが形成されていると共に、頭部６２ａの
下面６２ｅがほぼ円錐状のテーパ面に形成されている。

【００３２】さらに、前記ボルト６２の頭部６２ａと凹
部６０底面６０ａとの間には、ワッシャ６４が介装され
ている。このワッシャ６４は、図１及び図２に示すよう
に、ほぼ円筒状を呈し、外径がスリーブ３２の嵌挿孔６
３の内径よりも若干小さく設定されていると共に、ボル
ト孔６４ａの内径はボルト６２の軸部６２ｂ外径よりも
若干大きく設定されている。また、ワッシャ６４は周壁
の一部に縦割状のスリット６５が切欠形成されていると
共に、上面６４ｂがすり鉢状のテーパ面に形成されてい
る。このテーパ角度はボルト頭部６２ａの下面６２ｅの
テーパ角度とほぼ同一に設定されている。

【００３３】前記環状ディスク２９は、第１フランジ部
２７と第２フランジ部２８との間に介装され、図５に示
すように略ドーナツ板状を呈し、内径がカムシャフト２
２の内径と略同径に形成されて、駆動軸２１の外周面と
の間に環状の隙間部Ｓが形成されていると共に、小巾の
外周部２９ａが環状ベアリング３４を介してディスクハ
ウジング３５の内周面に回転自在に支持されている。ま
た、直径線上の対向位置に貫通形成された保持孔２９
ｂ，２９ｃには、各係合溝３０，３３に係入する一対の
ピン３６，３７が設けられている。この各ピン３６，３
７は、互いにカムシャフト軸方向へ逆向きに突出してお
り、基部が保持孔２９ｂ，２９ｃ内に回転自在に支持さ
れていると共に、先端部の両側縁に図３に示すように前
記係合溝３０，３３の対向内面３０ａ，３０ｂ、３３
ａ，３３ｂと当接する２面巾状の平面部３６ａ，３６
ｂ、３７ａ，３７ｂが形成されている。

【００３４】前記ディスクハウジング３５は、図３〜図
５に示すように略円環状を呈し、外周の一端部に有する
ボス部３５ａ及び該ボス部３５ａを貫通した枢支ピン３
８を支点として図５中上下に揺動自在に設けられている
一方、該ボス部３５ａと反対側の外周面にレバー部３５
ｂが半径方向に沿って突設されている。また、このディ
スクハウジング３５は、レバー部３５ｂを介して駆動機
構３９により揺動するようになっている。

【００３５】前記駆動機構３９は、図５及び図６に示す
ようにシリンダヘッドの所定部位に対向して形成された
第１，第２シリンダ４０，４１と、該各シリンダ４０，
４１内から出没自在に設けられて各先端縁で前記レバー
部３５ｂの円弧状先端を上下方向から挾持する油圧ピス
トン４２及びプランジャ４３と、前記第１シリンダ４０
内の受圧室４０ａに油圧を給排して油圧ピストン４２を
進退動させる油圧回路４４とを備えている。

【００３６】前記第２シリンダ４１内に設けられたプラ
ンジャ４３は、略有底円筒状に形成され、第２シリンダ
４１内に弾装されたコイルスプリング４５のばね力で進
出方向（レバー部方向）に付勢されている。

【００３７】前記油圧回路４４は、一端部がオイルパン
４６内に、他端部が受圧室４０ａに夫々連通した油通路
４７と、該油通路４７のオイルパン４６側に設けられた
オイルポンプ４８と、該オイルポンプ４８の下流側に設
けられた３ポート２位置型の電磁切換弁４９とから主と
して構成されている。前記電磁切換弁４９は、機関回転
数や吸入空気量等の信号に基づいて現在の機関運転状態
を検出するコントローラ５０からのＯＮ−ＯＦＦ信号に
よって流路を切り換え作動し、ＯＮ信号によって油通路
４７全体を連通する一方、ＯＦＦ信号によって油通路４
７とドレン通路５５を連通するようになっている。

【００３８】以下、本実施例の作用について説明する。
すなわち、機関高回転時には、かかる運転状態を検出し
たコントローラ５０から電磁切換弁４９にＯＮ信号が出
力されると、オイルポンプ４８から油通路４７に圧送さ
れた作動油はそのまま受圧室４０ａに供給される。した
がって、該受圧室４０ａの内圧上昇に伴い油圧ピストン
４２が、図５，図６の実線で示すようにコイルスプリン
グ４５のばね力に抗してレバー部３５ｂを押し下げるの
で、ディスクハウジング３５つまり環状ディスク２９の
回転中心Ｙと駆動軸２１の中心Ｘが合致する。この場合
は、環状ディスク２９と駆動軸２１との間に回転位相は
生じず、またカムシャフト２２の中心と環状ディスク２
９の中心Ｙも合致しているため、両者２２，２９間の回
転位相差も生じない。したがって、駆動軸２１の回転に
伴い、スリーブ３２が同期回転すると共に、第２フラン
ジ部２８側の係合溝３３とピン３７，環状ディスク２
９，ピン３６，第１フランジ部２７側の係合溝３０を介
してカムシャフト２２も同期回転する。したがって、吸
気弁２３は、弁作動角が大きくなって、閉弁時期が十分
に遅くなる。この結果、吸気充填効率が向上して高出力
トルクが得られる。

【００３９】一方、機関低回転時には、コントローラ５
０から電磁切換弁４９にＯＦＦ信号が出力されて、油通
路４７の上流側を遮断すると共に、油通路４７の下流側
とドレン通路５５を連通する。このため、受圧室４０ａ
内の作動油は、油通路４７を逆流してドレン通路５５か
らオイルパン４６内に戻され、したがって、受圧室４０
ａの内圧低下に伴い油圧ピストン４２がコイルスプリン
グ４５のばね力でプランジャ４３を介して後退移動す
る。これにより、ディスクハウジング３５は、図５，図
６の一点鎖線で示すようにプランジャ４３により押し上
げられて枢支ピン３８を支点として上方へ揺動し、環状
ディスク２９の中心Ｙが駆動軸２１の中心Ｘと偏心す
る。したがって、第２フランジ部２８の係止溝３３とピ
ン３７並びに第１フランジ部２７の係止溝３０とピン３
６との摺動位置が駆動軸２１の１回転毎に往復移動し、
環状ディスク２９の角速度が変化して不等角速度回転に
なる。したがって、吸気弁２３は、そのバルブリフト特
性がバルブリフトは一定のまま弁作動角（バルブタイミ
ング）が小さくなり、閉弁時期が十分に早くなる。この
ため、吸気充填効率が向上して低速トルクが向上する。

【００４０】そして、本実施例において、駆動軸２１の
各第２フランジ部２８を所定位置に固着するには、まず
該各第２フランジ部２８のスリーブ３２を駆動軸２１に
一端部２１ａから順次すきま嵌めにより挿入被嵌してス
リーブ３２の嵌挿孔６３を駆動軸２１のボルト挿入孔６
１に合致させる。その後、頭部６２ａ側に予めワッシャ
６４を組み付けたボルト６２を嵌挿孔６３，ボルト挿入
孔６１内に挿通し、図外の六角レンチにより、ボルト頭
部６２ａを旋回させながら雄ねじ部６２ｃと雌ねじ孔６
３ｂの螺合を得てねじ込む。これにしたがって図１及び
図４に示すようにボルト頭部６２ａのテーパ状下面６２
ｅがワッシャ６４のテーパ状上面６４ｂを徐々に押圧
し、これによって該ワッシャ６４はスリット６５を介し
て漸次拡径変形し、ワッシャ６４の外周面６４ｃが嵌挿
孔６３の内周面６３ａに圧接すると共に、ボルト６２が
所定軸力で締結される。これによって、スリーブ３２
は、駆動軸２１に強固かつ確実に固着され、カムシャフ
ト２２からスリーブ３２に伝達されたトルク変動を駆動
軸２１でタイトに支持することが可能になる。

【００４１】すなわち、ボルト軸力の他に、ボルト頭部
６２ａ下面６２ｅでのワッシャ６４への圧接力及び該ワ
ッシャ６４の外周面６４ｃの嵌挿孔６３の内周面６３ａ
に対する圧接力が作用するため、駆動軸２１に対するス
リーブ３２の強固かつ確実な固着が得られると共に、各
部の密着によりタイトロックとなる。

【００４２】しかも、ボルト６２の軸部６２ｂや頭部６
２ａによって直接駆動軸２１あるいはスリーブ３２を支
持するのではなく、ワッシャ６４を介して支持するた
め、ボルト６２の曲げ応力の発生が抑制されて、該曲げ
応力によるボルト６２の亀裂や破損の発生が防止でき
る。

【００４３】また、本実施例では、前述のような構成及
び手順で駆動軸２１に各第２フランジ部２８を固着する
ようにしたため、駆動軸２１の外径を従来のようにテー
パ状に形成することなく、比較的大径な均一径に設定す
ることができる。したがって、駆動軸２１の捩り剛性の
低下が防止され、バルブタイミング制御精度の低下や吸
気弁２３の不整運動の発生も防止できる。

【００４４】さらに、駆動軸２１の外径を均一にできる
ことにより、各第２フランジ部２８や各カムシャフト２
２の内径も夫々均一にすることができるため、駆動軸２
１自体の製造作業は勿論のこと、第２フランジ部２８や
カムシャフト２１の共用化が可能になるので製造作業能
率の向上とコストの大巾な低廉化が図れる。

【００４５】さらに、駆動軸２１の外径の均一化によ
り、外周面全体の径及び真直度の精度出しが容易にな
り、各気筒のカムシャフト２２を駆動軸２１の全長のい
ずれの位置でも安定して支持することが可能になる。し
たがってカムシャフト２２の倒れを規制することができ
る結果、１つのカムシャフト２２を外部から支持するカ
ム軸受５４を１つにすることが可能になる。したがっ
て、部品点数の削減による製造作業性の向上とコストの
低廉化が図れる。

【００４６】また、前述のように、ストレートな駆動軸
２１に孔開け、座ぐりを行い、またスリーブ３２には孔
開け，ねじ切りなど簡単な加工を行い、しかもそれぞれ
を同軸上に形成できるので、これらの成形加工がきわめ
て容易になり、加工コストの低廉化が図れると共に、加
工設備の小型化が図れる。尚、ワッシャ６４も例えば焼
結工法で一体成形すればさらに製造が容易になる。

【００４７】さらに前述のように、加工作業の容易性に
より駆動軸２１の凹部６０底面６０ａ，スリーブ３２の
雌ねじ孔６４，ワッシャ６４内外周面の精度が出し易く
なり、駆動軸２１に対するスリーブ３２の取り付け位置
精度が出し易くなる。

【００４８】また、駆動軸２１外周面２１ｂとスリーブ
３２の挿通孔３２ａ内周面は組み付け容易なすきま嵌め
により被嵌するが、すきま嵌めによるクリアランスが存
在しても、ボルト軸力による駆動軸２１の圧縮作用で該
駆動軸２１が変形して外周面２１ｂがスリーブ３２の挿
通孔３２ａ内周面に密着するので、ガタのないタイトな
固着が可能になる。

【００４９】図７及び図８は本発明の第２実施例を示
し、当該固着構造を通常のＤＯＨＣ型内燃機関のカムシ
ャフト２２とカム２６に適用したものである。

【００５０】すなわち、カムシャフト２２の外周面所定
位置に、底面６０ａが平坦な凹部６０が形成されている
と共に、該凹部６０と反対側の周壁にボルト挿入孔６１
が貫通形成されている。一方、カム２６は、ベースサー
クル部２６ａの中央にカムシャフト挿通孔２６ｃが形成
されていると共に、ベースサークル部２６ａの外周面中
央位置にボルト６２の頭部６２ａが嵌挿される嵌挿孔６
３が形成されている。また、カムリフト部２６ｂの内部
に嵌挿孔６３と同軸上の雌ねじ孔６３ａが切られてい
る。

【００５１】前記ボルト６２は、第１実施例と同様に頭
部６２ａの下面６２ｅがほぼ円錐状のテーパ面に形成さ
れており、この頭部６２ａと凹部底面６０ａとの間にワ
ッシャ６４が介装されている。このワッシャ６４も、第
１実施例と同様に上面６４ｂがすり鉢状のテーパ面に形
成されていると共に、周壁の一部に縦割状のスリット
（図示せず）が形成されている。

【００５２】したがって、この実施例も、第１実施例と
同様な作用効果が得られると共に、カムシャフト２２の
外径全体を均一かつ比較的大径に形成できるので、捩り
剛性の向上が図れる。

【００５３】図９〜図１１は本発明の第３実施例を示
し、この実施例では第１実施例と同様に、吸排気弁駆動
制御装置の駆動軸２１と第２フランジ部２８に適用した
もので、異なるところは、駆動軸２１の凹部６０底面６
０ａをすり鉢状のテーパ面に形成する一方、底面６０ａ
に当接するワッシャ６４の下面６４ｄをほぼ円錐テーパ
面状に形成したものである。

【００５４】したがって、この実施例によれば、第２フ
ランジ部２８の固着時にボルト６２を締め付けていく
と、ワッシャ６４は、図１１の破線で示すように上部側
が拡径変形して外周面６４ｃが嵌挿孔６３の内周面６３
ａに圧接すると共に、下部側が凹部底面６０ａのテーパ
面に沿ってずれ落ちて縮径変形し、下部内周面がボルト
６２の軸部６２ｂ外周面に圧接する。

【００５５】このため、ボルト６２の軸力によるワッシ
ャ６４の拡縮変形によりボルト６２とスリーブ３２及び
駆動軸２１がタイトロックする。これによって、強固か
つ確実な固着が得られる。

【００５６】また、前記ワッシャ６４は、前述のような
１つのスリット６５を形成する他に、図１２に示すよう
に縦割状ではなく、縦溝状のスリット６６にすることも
可能であり、さらに、図１３Ａに示すように、上部側と
下部側に縦割状の短かなスリット６７ａ，６７ｂを周方
向へ交互に間欠的に形成するすることもできる。図１３
Ａに示すように形成すれば、ワッシャ６４の拡径変形が
容易になって全体に均一な拡径変形が得られ、嵌挿孔６
３の内周面６３ａに対する圧接力が増加する。

【００５７】同様な方法は、図１３Ｂに示す構造のもの
でも可能である。すなわち、図１３図Ｂに示す構造は、
ワッシャ６４の内周面に上端から下端に亙って全体がテ
ーパ面状に形成され、ワッシャ６４周壁の上下位置に横
方向から輪切り状に切り欠かれた半円弧状のスリット６
７ｃ，６７ｄが上下に交互に形成されている。かかる構
造によっても、該ワッシャ６４全体の均一な拡径変形を
容易ならしめることができる。

【００５８】図１４〜図１６は本発明の第４実施例を示
し、ワッシャを用いずに駆動軸２１に第２フランジ部３
２を固着したものである。

【００５９】すなわち、駆動軸２１の外周面所定位置に
軸方向に沿った凹部６８が形成されていると共に、該凹
部６８の反対側の外周面にボルト６９の頭部６９ａが着
座する平坦な凹状の着座面７０が形成されている。ま
た、該着座面７０の中央から凹部６８まで貫通したボル
ト挿入孔７１が形成されている。前記凹部６８は、平面
部である底面６８ａが平坦状に形成されている。

【００６０】一方、前記第２フランジ部２８は、スリー
ブ３２の前端部外周縁から突設されており、スリーブ３
２は、内部軸方向に駆動軸２１の挿通孔３２ａが形成さ
れていると共に、第２フランジ部２８とほぼ反対側の周
壁にボルト６９の頭部６９ａが嵌挿される嵌挿孔７２が
形成され、かつ該嵌挿孔７２と反対側の周壁に嵌挿孔７
２と同軸上の雌ねじ孔７３が貫通形成されている。ま
た、前記駆動軸挿通孔３２ａは、横断面ほぼＵ字形に形
成されて、駆動軸２１の凹部６８底面６８ａが当接する
雌ねじ孔７３側の平面部である内面３２ｂが平坦状に形
成されていると共に、両内側面３２ｄ，３２ｄ間の巾Ｗ
は駆動軸２１のが外径ｄより若干大きく設定されて、す
きま嵌めできるようになっている。また、前記内面３２
ｂから円弧状の対向面３２ｃまでの内径は、駆動軸２１
の外径よりも十分大きく設定されて、図１４に示すよう
に組み付け後における駆動軸外周面２１ｂと対向面３２
ｃとの隙間Ｓ１が凹部底面６８ａから外周面２１ｂとの
間の厚さＳ２よりも大きく設定されている。

【００６１】したがって、スリーブ３２を駆動軸２１に
固着するには、まず、スリーブ３２を駆動軸挿通孔３２
ａを介して駆動軸２１の一端部側から被嵌して、該挿通
孔３２ａの平坦状内面３２ｂを凹部底面６８ａに当接配
置すると共に、各孔を合致させる。次に、ボルト６９を
嵌挿孔７２側から挿入孔７１内に挿入して軸部６８ｂ先
端側の雄ねじ部６９ｃを雌ねじ孔７３に螺合させながら
所定の軸トルクで締め付ける。これによって、スリーブ
３２の平坦状内面３２ｂと駆動軸２１の凹部底面６８ａ
が面接触状態で圧接するため、摩擦抵抗が大きくなって
強固かつ確実な固着作用が得られる。

【００６２】また、駆動軸２１に発生する回転トルク変
動を前記内面３２ｂと底面６８ａとの当接面によって受
けることができるので、駆動軸２１とスリーブ３２との
周方向のずれを防止できる。

【００６３】さらに、挿通孔３２ａの両内側面３２ｄ，
３２ｄ間の巾Ｗと駆動軸の外径ｄとの隙間を小さくして
ほぼ密着状態にしたため、駆動軸２１に対する第２フラ
ンジ部２８の径方向の振れを規制することが可能にな
る。

【００６４】また、前述のように、駆動軸外周面２１ｂ
と対向面３２ｃとの隙間Ｓ１が凹部底面６８ａから外周
面２１ｂとの間の厚さＳ２よりも大きく設定されている
ため、駆動軸２１に対する第２フランジ部２８の組み付
け性が良好になる。

【００６５】図１７〜図２０は本発明の第５実施例を示
し、駆動軸２１の凹部６８底面６８ａが図２０に示すよ
うに横断面略八字形状に切欠形成されている一方、スリ
ーブ３２の駆動軸挿通孔３２ａが図１８に示すように横
断面略５角形状に形成されている。そして、前記底面６
８ａに当接する駆動軸挿通孔３２ａの上側内面３２ｂが
底面６８ａと同形の八字形に形成されている。他の構成
は第４実施例と同様である。

【００６６】したがって、この実施例によれば、特に底
面６８ａと内面３２ｂとの接触面積が大きくなるため、
さらに強固かつ安定した固着作用が得られる。模式的に
ボルト６９の軸力Ｗが底面６８ａに作用するサイドフォ
ースＦｓを図１８Ｂに示している。この場合軸力Ｗ方向
以外の緊締力Ｆｓがサイドフォースとして内面３２ｂに
作用するからさらに強固な固着作用が得られるのでもの
である。

【００６７】本発明は、前記実施例の構成に限定される
ものではなく、例えばワッシャ６４を可撓変形可能な合
金等で形成したり、ワッシャの径方向の厚み，材料等の
選定荷より拡径，縮径の作用が得られるのでスリット等
を形成する必要がない。

【００６８】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
固着構造によれば、シャフトの外径を均一にすることが
できるため、捩り剛性等の低下等を防止できることは勿
論のこと、被嵌部材をシャフトに固着するには、ボルト
を締め付けるとワッシャが拡径変形して外周面が被嵌部
材の嵌挿孔の内周面に圧接する。したがって、シャフト
と被嵌部材とはボルト軸力の他にワッシャによる圧接力
によって強固かつ確実な固着力が得られると共に、ワッ
シャの圧着により各部のガタが防止されてタイトな固着
状態が得られる。

【００６９】また、従来のようにバルジ下降によって固
着するのではなく、座ぐりや孔開け加工を用いたボルト
による固着であるため、全体の成形加工がきわめて容易
になると共に、大きな加工設備が不要になる。

【００７０】また、請求項５の発明によれば、ボルトの
締め付けによてワッシャの上部側が拡径変形し、下部側
が縮径変形して夫々が嵌挿孔の内周面とボルトの軸部外
周面に圧着するため、ボルトと被嵌部材及びシャフトと
のよりタイトかつ強固な固着が得られる。

【００７１】さらに、請求項８、９の発明によれば、平
面部と平坦部との面接触により摩擦力が増加して被嵌部
材の強固な固着が得られると共に、例えば回転トルク変
動によるシャフトと被嵌部材との周方向のずれの発生が
防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す横断面図。

【図２】本実施例に供される駆動軸とボルト及びワッシ
ャの斜視図。

【図３】本実施例が適用された吸排気弁駆動制御装置の
要部断面図。

【図４】同装置の平面図。

【図５】図４のＡ−Ａ線断面図。

【図６】同装置の駆動機構を示す概略図。

【図７】本発明の第２実施例を示す図８のＢ−Ｂ線断面
図。

【図８】第２実施例を示す要部縦断面図。

【図９】本発明の第３実施例を示す図１０のＣ−Ｃ線断
面図。

【図１０】第３実施例を示す要部縦断面図。

【図１１】本実施例の作用を示す要部拡大断面図。

【図１２】各実施例に供されるワッシャの他例を示す斜
視図。

【図１３】Ａはワッシャにさらに異なる例を示す斜視
図、Ｂはワッシャのさらに異なる例を示す斜視図。。

【図１４】本発明の第４実施例を示す要部縦断面図。

【図１５】図１４のＤ−Ｄ線断面図。

【図１６】本実施例の要部平面図。

【図１７】本発明の第５実施例を示す要部縦断面図。

【図１８】Ａは図１７のＥ−Ｅ線断面図、Ｂは本実施例
におけるボルト軸力の凹部底面に作用するサイドフォー
スを示す説明図。

【図１９】本実施例の要部平面図。

【図２０】本実施例に供されるシャフトを示す斜視図。

【図２１】吸排気弁駆動制御装置に適用された従来の駆
動軸と第２フランジ部の固着構造を示す断面図。

【図２２】同装置の要部縦断面図。

【符号の説明】

２１…駆動軸（シャフト） ２２…カムシャフト（シャフト） ３２…スリーブ（被嵌部材） ３２ａ…駆動軸挿通孔 ３２ｂ…内面（平坦部） ６０…凹部 ６０ａ…底面 ６１…ボルト挿入孔 ６２…ボルト ６２ａ…頭部 ６２ｅ…下面 ６３…挿通孔 ６４…ワッシャ ６４ｂ…上面 ６４ｄ…下面 ６５，６６、６７ａ，６７ｂ…スリット ６８…凹部 ６８ａ…底面（平面部） ６９…ボルト ７３…ボルト挿入孔

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトと該シャフトの外周面にシャフ
   ト挿通孔を介して被嵌した被嵌部材とを固着する固着構
   造であって、 前記シャフトの外周面所定位置に凹部を形成すると共
   に、該凹部の平坦な底面に対して垂直方向から径方向に
   沿ってボルト挿入孔を貫通形成する一方、前記凹部に対
   応する被嵌部材の周壁にボルト頭部が嵌挿する嵌挿孔を
   形成し、かつ前記ボルト頭部と凹部底面との間に、ボル
   トの軸力に応じて拡径変形するワッシャを介装したこと
   を特徴とするシャフトと被嵌部材の固着構造。
2. 【請求項２】 前記ボルト頭部の下面をほぼ円錐状のテ
   ーパ面に形成する一方、該ボルト頭部下面が着座する前
   記ワッシャの上面をすり鉢状のテーパ面に形成したこと
   を特徴とする請求項１記載のシャフトと被嵌部材の固着
   構造。
3. 【請求項３】 前記ワッシャの周壁に、該ワッシャの拡
   径変形を可能とする縦割状のスリットを形成したことを
   特徴とする請求項１または２記載のシャフトと被嵌部材
   の固着構造。
4. 【請求項４】 前記ワッシャの外周面に、該ワッシャの
   拡径変形を可能とする縦方向の溝を形成したことを特徴
   とする請求項１または２記載のシャフトと被嵌部材の固
   着構造。
5. 【請求項５】 前記凹部の底面をすり鉢状のテーパ面に
   形成する一方、該底面に当接する前記ワッシャの下面を
   ほぼ円錐状のテーパ面に形成したことを特徴とする請求
   項１または２記載のシャフトの被嵌部材の固着構造。
6. 【請求項６】 前記スリットをワッシャの上下部に周方
   向へ交互に形成したことを特徴とする請求項１，２また
   は５記載のシャフトの被嵌部材の固着構造。
7. 【請求項７】 前記ワッシャの周壁に、横方向から切り
   欠いたほぼ半円弧状のスリットを形成し、かつ該スリッ
   トをワッシャ周壁の上下位置に交互に形成したことを特
   徴とする請求項１，２または５記載のシャフトと被嵌部
   材の固着構造。
8. 【請求項８】 シャフトと該シャフトの外周面にシャフ
   ト挿通孔を介して被嵌した被嵌部材とを固着する固着構
   造であって、 前記シャフトの外周面所定位置に平面部を形成する一
   方、前記被嵌部材のシャフト挿通孔の内周面に前記平面
   部と当接する平坦部を形成し、該平面部と平坦部との当
   接面にほぼ垂直方向にボルト挿入孔を形成すると共に、
   該ボルト挿入孔に挿入したボルトによってシャフトに被
   嵌部材を固着したことを特徴とするシャフトと被嵌部材
   の固着構造。
9. 【請求項９】 前記被嵌部材のシャフト挿通孔の内面形
   状を、前記平坦部を有する多角形状に形成したことを特
   徴とする請求項８記載のシャフトの被嵌部材の固着構
   造。