JP2003231024A - カムシャフトの製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で容易にカムピースを均一に精度
よく加熱してその軸穴を拡径させることができるカムシ
ャフトの製造装置を提供する。 【解決手段】 カムシャフトの製造装置は、各カムピー
スＣを保持するカムテーブル１（ａ〜ｈ）と、各カムピ
ースＣの軸穴Ｃａを拡径すべく加熱する加熱手段２と、
各カムピースＣの軸穴Ｃａをシャフト挿入軸芯ＣＬ上に
整列させる第１位置、および、該第１位置からシャフト
挿通軸芯の周方向に離れて変位した第２位置の間で移動
させる変位手段と、各カムテーブル１（ａ〜ｈ）が第１
位置にあるときに保持された各カムピースＣの各軸穴Ｃ
ａにシャフトＳを挿通するシャフト挿通手段４と、を備
えている。加熱手段２は、カムピースＣに対して近接・
遠退可能に支持された加熱手段本体２５と、この加熱手
段本体２５に支持されてカムピースＣに対して当接され
るヒータブロック２４とにより構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カムシャフトの製
造装置に関し、特に、軸穴を有する複数のカムピースを
それぞれ所定の位相でシャフトに固定してなる、カムシ
ャフトの製造装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の給排気バルブを開閉させるた
めの動弁機構などに使用されるカムシャフトのなかに
は、円柱状（又は円筒状）のシャフトと、カムピースと
を別部材とし、これらを組み合わせた構造を有するもの
がある。このような構造を採る主な理由は、シャフトと
カムピースとに異なる機械的性質が求められることによ
る。このようなカムシャフトは、一般に、カムピースを
加熱することによりその軸穴を拡径させて、カムピース
のノーズを所定の位相に向かせた状態で、カムピースの
軸穴にシャフトを挿通して固定することにより構成され
ている。シャフトに組み付けられたカムピースは、その
後の冷却により収縮し、シャフトに対してしまりばめ
（焼きばめともいう）の状態で強固に固定されることに
なる。そして、かかる動弁機構のカムピースの中には、
給排気バルブの開閉時期を変更することができるよう
に、カムプロフィール面がそのカムシャフトの軸線に対
して傾斜して、隣接する両側面の面積が異なるように成
形された所謂三次元カムがある。このような三次元カム
では、シャフトの軸方向に移動させることにより、給排
気バルブの開閉時期が変更される。ところで、三次元カ
ムのカムピースは、成形精度が高いことから、燒結によ
り成形されることが多い。燒結成形では、一般に、粉末
材料を型内でプレスすることにより所望の形状に成形
し、適当な温度で結合させる。

【０００３】かかるカムシャフトを製造するための従来
の技術として、例えば、特開２０００―７３７０９号公
報には、必要数のカムピースをシャフト本体へと挿通し
固定するカムシャフトの組立装置であって、複数のカム
ピースを載置するテーブルと、前記テーブル上のカムピ
ースを加熱する手段と、前記カムピースの加熱後に、該
テーブルを所定位置へ移動させる移動手段と、該移動後
のテーブル上のカムピースにシャフト本体を挿通する挿
通手段とを備えることを特徴とするカムシャフトの組立
装置が開示されている。また、当該公報には、必要数の
カムピースをシャフト本体へと挿通し固定するカムシャ
フトの組立装置であって、前記カムピースを予め所定の
方向へ向けた状態で１個づつ載置する複数のテーブル
と、該複数のテーブル上のカムピースが同軸上に整列す
る第１位置、及び、各テーブルが重ならないように離間
する第２位置との間で各テーブルを変位させる変位手段
と、各テーブルが前記第１位置にあるとき前記シャフト
本体を各テーブル上のカムピースに挿通する手段とを有
し、各テーブルが前記第２位置にあるとき、各テーブル
上のカムピースを加熱する加熱手段を備えることを特徴
とするカムシャフトの組立装置が開示されている。さら
に、当該公報には、上記のいずれかの構成に加えて、前
記加熱手段は、前記テーブル上に載置されたカムピース
毎に独立したハウジングを有し、該ハウジングには複数
のヒータと複数の温度測定手段とを備えることを特徴と
するカムシャフトの組立装置が開示されている。

【０００４】そして、当該公報には、加熱手段のハウジ
ングが、クランプを避けるためにコの字状をなしている
こと、互いに平行な両端部に挟まれる部分から両端部の
間へと円筒部が延びていること、両端部および円筒部に
はそれぞれカートリッジヒータと、熱電対等の温度測定
手段とを内蔵していること、温度測定手段は温度制御装
置へと測定結果を伝え、これに基づきカートリッジヒー
タの温度がそれぞれ均一になるように電力供給を行うこ
と、などが記載されている（段落番号００２９）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開２０００―７３７０９号公報に開示された従来の技術
にあっては、次のような旨の記載がなされている。すな
わち、「加熱手段のハウジングでテーブルを覆う。する
と、カムピースの開口(軸穴)に対し、（ハウジングの）
円筒部が挿通された状態となる。また、カムピースの外
側はハウジングのコの字状をなす部分によって囲まれ
る。したがって、カムピースの全体を均一に加熱するこ
とができる。（段落番号００３０）」このような記載か
ら、上記特開２０００―７３７０９号公報に開示された
従来の技術にあっては、カムピースに直接触れることな
く加熱するものであり、そのため、カムピースとハウジ
ングとの間隔が部分的にことなることとなり、カムピー
スの加熱の精度を向上させることが困難となり、また、
ハウジングに内蔵された温度測定手段がカムピースの加
熱温度を正確に測定することが困難となることから、カ
ムピースの部分によってあるいは複数のカムピース間で
加熱温度にバラツキが生じるなどの問題があった。そし
て、各カムピースの加熱温度にバラツキが生じた状態で
その軸穴にシャフトを挿通すると、各カムピースのシャ
フトに対する軸方向の組付け位置にもバラツキが生じる
という問題があった。さらには、カムピースを過加熱し
た場合には、その表面硬度が低下し、カムシャフトとし
ての機械的特性を失うという問題も発生する。また、上
述したように、燒結により成形された三次元カムのカム
ピースにあっては、特に、粉末材料を型内で成形する際
に、抜き勾配の都合から、面積の小さい方の側面が基準
となる。そして、かかる側面は、シャフトに組付けると
きにも基準面としてカムテーブルに接地するよう保持さ
れる。したがって、カムピースの面積の大きい方の側面
は、面積の小さい方の側面に対して平行となっていない
場合がある。そのため、上記特開２０００―７３７０９
号公報に開示された従来の技術にあっては、カートリッ
ジヒータが内蔵されたハウジングをカムピースに直接当
接させることができず、また、ハウジングによってカム
ピースを囲んでも、カムピースの側面の部分によってハ
ウジングに対する距離が異なることとなり、均一に加熱
することが困難となる場合があるという問題があった。
さらに、燒結によって成形されたカムピースにあって
は、粉末材料を成形する際に型のパーティングラインと
なる関係から、カムプロフィール面から軸方向に向かっ
て連続して側面の外周縁に突出するようバリが発生する
ことがある。このようなカムピースの側面に加熱手段を
当接しようとしても、かかる側面に加熱手段が均等に接
触しないため、カムピースを均等に加熱することができ
ないという問題があった。

【０００６】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、カムピースの軸穴にシャフトを挿通して固定し組み
付けるために、簡単な構造で容易にカムピースを均一に
精度よく加熱してその軸穴を拡径させることができるカ
ムシャフトの製造装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、上記
目的を達成するために、軸穴を有する複数のカムピース
をそれぞれ所定の位相でシャフトに固定してなる、カム
シャフトの製造装置であって、カムピースを保持するカ
ムテーブルと、カムピースの軸穴を拡径すべく加熱する
加熱手段と、拡径されたカムピースの軸穴にシャフトを
挿通する挿通手段と、を備えており、加熱手段に、カム
ピースに対して当接されるヒータブロックを設けたこと
を特徴とするものである。請求項２の発明は、上記目的
を達成するために、請求項１に記載の発明において、ヒ
ータブロックが、カムピースに対して近接・遠退可能な
加熱手段本体に弾性体を介して支持されていることを特
徴とするものである。請求項３の発明は、上記目的を達
成するために、請求項１または２に記載の発明におい
て、ヒータブロックの当接部を、カムピースの被当接部
よりも小さく成形したことを特徴とするものである。

【０００８】請求項１の発明では、カムテーブル上にカ
ムピースを保持し、カムピースに加熱手段のヒータブロ
ックを均等に当接して加熱する。これにより、カムピー
スは、過加熱あるいは加熱不足を引き起こすことなく、
確実に所定の温度に均等に加熱される。カムピースは熱
膨張して、その軸穴が所定の径に拡大する。その後、挿
通手段によってカムピースの軸穴にシャフトを挿通し、
カムピースが冷却されることによりその軸穴がもとの径
に収縮すると、カムピースがシャフトに対して所定の位
置に所定の位相で固定され、組み付けられる。請求項２
の発明では、請求項１に記載の発明において、加熱手段
本体がカムピースに対して近接・遠退可能に支持されて
おり、この加熱手段本体に弾性体を介してヒータブロッ
クが支持されている。そのため、加熱手段本体をカムピ
ースに近接させてヒータブロックを当接させたときに、
ヒータブロックの姿勢がカムピースの形状に応じて変化
し、カムピースに対してヒータブロックが密着するよう
に確実に均等に当接されて、カムピースを確実に所定の
温度に均等に加熱する。請求項３の発明では、請求項１
または２に記載の発明において、ヒータブロックの当接
部を、カムピースの被当接部よりも小さく成形したこと
により、カムピースからその外周縁に突出するようにバ
リが発生している場合であっても、確実にヒータブロッ
ク当接部がカムピースの被当接部に密着するよう確実に
当接される。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を図
１〜図１９に基づいて詳細に説明する。なお、この実施
の形態におけるカムシャフトＣＳは、カムピースＣのカ
ムプロフィールが回転軸方向に連続して変化し、カムプ
ロフィール面と隣接する両側面の面積を異ならせて成形
された３次元カムピースＣが使用されており、主に、Ｖ
型６気筒エンジンの給排気弁の動弁機構に使用されるも
のを製造する場合により説明する。同一符号は、同一部
分または相当する部分を示すものとする。

【００１０】この実施の形態におけるカムシャフトの製
造装置は、概略、軸穴Ｃａを有する複数のカムピースＣ
をそれぞれ所定の位相でシャフトＳに固定してなる、カ
ムシャフトＣＳ（図１４を参照）を製造するための装置
であって、各カムピースＣをそれぞれ保持する保持手段
６をそれぞれ有する複数のカムテーブル１（ａ〜ｈ）
と、各カムピースＣの軸穴Ｃａを拡径すべく加熱する加
熱手段２と、複数のカムテーブル１（ａ〜ｈ）に保持さ
れた各カムピースＣの軸穴Ｃａをシャフト挿入軸芯ＣＬ
上に整列させるように各カムテーブル１（ａ〜ｈ）を位
置させる第１位置、および、該第１位置からシャフト挿
通軸芯ＣＬの周方向に離れて変位した第２位置、の間
（Ｘ方向）で移動させる変位手段３と、各カムテーブル
１（ａ〜ｈ）が第１位置にあるときに保持された各カム
ピースＣの各軸穴ＣａにシャフトＳを挿通すべくシャフ
トＳを保持してその軸方向に移動させるシャフト挿通手
段４と、を備えている。そして、本発明のカムシャフト
の製造装置は、図１８および図１９に示すように、加熱
手段２が、カムピースＣに対して近接・遠退可能に支持
された加熱手段本体２５と、この加熱手段本体２５に支
持されてカムピースＣに対して当接されるヒータブロッ
ク２４と、ヒータブロックを加熱するヒータ２８と、に
より構成されている。さらに、加熱手段本体２５とヒー
タブロック２４との間には弾性体２７が介装されてお
り、ヒータブロック２４の当接部２４ａの外形形状は、
カムピースＣの被当接部である側面Ｃｆ２の外形形状よ
りも小さく成形されている。各カムテーブル１（ａ〜
ｈ）は、各カムピースＣを保持する保持手段６（以下、
クランパ６という）と、第１位置において前記所定の位
相で保持された各カムピースＣの軸穴Ｃａと対応してシ
ャフトＳを挿通させることができ、且つ、側縁に開放し
て各カムテーブル１（ａ〜ｈ）を第１位置で挿通された
シャフトＳから抜き出して第２位置に移動させることが
できるように形成されたシャフト挿通部７と、を有して
いる。また、この実施の形態におけるカムシャフトの製
造装置の各カムテーブル１（ａ〜ｈ）は、保持手段６が
各カムピースＣを前記所定の位相で保持するよう構成さ
れ、シャフト挿通部７が第１位置側の側縁に開放するよ
う形成され、第２位置が各カムピースＣのノーズＣｂが
向く方向である前記所定の位相と直交する方向に設定さ
れている。そして、各カムテーブル１（ａ〜ｈ）は、シ
ャフトＳに固定するカムピースＣの位相に応じてシャフ
トＳの挿入軸芯ＣＬの周方向に、１２０度の角度の間隔
で３列で、シャフトＳの挿入軸芯ＣＬを中心として放射
状に配列されている。さらに、この実施の形態における
カムシャフトの製造装置は、各カムーブル１（ａ〜ｈ）
に保持された各カムピースＣの、各カムテーブル１（ａ
〜ｈ）の移動方向（Ｘ方向）への遊動を許容する機構
（以下、Ｘ方向フローティング機構という）、および、
各カムテーブル１（ａ〜ｈ）の移動方向と直交する方向
（Ｙ方向）への遊動を許容する機構（以下、Ｙ方向フロ
ーティング機構という）を有している。Ｘ方向フローテ
ィング機構が変位手段に設けられ、Ｙ方向フローティン
グ機構が保持手段に設けられており、各カムテーブル
が、各カムピースの前記所定の位相と直交する方向に移
動するよう配設され、各カムテーブルの移動方向に沿っ
た両側縁がリニアガイドによって支持されている。さら
にまた、この実施の形態におけるカムシャフトの製造装
置は、図１５および図１６に示すように、所定の位相に
保持された各カムピースＣに対して、シャフトＳをその
所定の位相に保持して仮決めする仮決め手段１０と、仮
決めされたシャフトＳの当接部Ｓｐに対して当接してそ
の位相を調整して決める位相決め手段１１と、を備えて
いる。

【００１１】各カムテーブル１（ａ〜ｈ）は、平板状の
部材により構成されてなるもので、図６などに示すよう
に、その上面の略中央部には、クランパ６が設けられて
いる。クランパ６は、図６に示すように、リニアガイド
５（後述する）によってそれぞれＸ方向と直交する方向
（Ｙ方向）に移動可能に支持された一対からなるクラン
プアーム６０、６０と、両クランプアーム６０、６０の
間に設けられて両者を近接・遠退させるように駆動する
アクチュエータ６１と、により構成されている。両クラ
ンプアーム６０、６０はＸ方向に延在するように配置さ
れている。クランパ６のリニアガイドは、カムテーブル
１（ａ〜ｈ）の上面にＹ方向に延在するように設けられ
たスライドレール６２と、各クランプアーム６０，６０
の中間部に設けられたスライドレール６２に摺動可能に
係合されるスライダ６３と、により構成されている。ア
クチュエータ６１は、その本体が一方のクランプアーム
６０の後端に設けられており、その伸長・退縮駆動され
る駆動ロッド６１ａが他方のクランプアーム６０の後端
に接続されている。クランプアーム６０，６０のＹ方向
の両外側には、クランプアーム６０の開き位置を規制す
る外側ストッパ６４，６４がそれぞれ立設されており、
また両クランプアーム６０，６０の間には、クランプア
ーム６０の閉じ位置を規制する内側ストッパ６５が設け
られている。このように構成することにより、クランパ
６は、カムテーブル１（ａ〜ｈ）のＹ方向の大きさがコ
ンパクトなものとなっており、カムテーブル１（ａ〜
ｈ）の両側縁を支持するリニアガイド５，５に干渉する
ことがない。

【００１２】Ｙ方向フローティング機構は、クランパ６
のクランプアーム６０、６０がリニアガイドによってそ
れぞれＹ方向に移動可能に支持されており、アクチュエ
ータ６１が両クランプアーム６０、６０を互いに近接・
遠退駆動させるように両者の間に設けられており、内側
ストッパ６５のＹ方向の長さが、クランプ部材６７、６
６によってカムピースを保持したときのクランプアーム
６０、６０の間隔よりも僅かに小さく、図１２に示すよ
うに、Ｙ方向のクリアランスＣｙを有するように成形さ
れていることにより構成されている。アクチュエータ６
１の退縮駆動によって保持されたカムピースの軸穴にＹ
方向の芯ズレが生じている場合には、クランプアーム６
０と内側ストッパ６５との間のクリアランスＣｙによ
り、クランプアーム６０、６０がＹ方向に移動すること
ができるフローティング構造のため、かかる芯ズレを吸
収し、修正することができる。

【００１３】両クランプアーム６０，６０の前端には、
保持する各カムピースＣのノーズ側の先端部Ｃｂおよび
その反対側である基端部Ｃｃの形状に応じて成形された
クランプ部材６７、６６が取付けられている。各カムピ
ースＣを各カムテーブル１(ａ〜ｈ)に対してそれぞれそ
れぞれＸ方向と略直交するＹ方向に向けて同様にセット
して保持するため、各クランプ部材６７、６６を同じ形
状に成形することができ、しかも、各カムピースＣを確
実に正確な角度で安定して保持することができる。な
お、クランプ部材６６、６７は、カムピースＣを保持す
るための形状に限定されることなく、必要に応じて他の
ものを保持することができるように成形することもでき
る。例えば、カムシャフトＣｓに、その軸周りの回転角
度（姿勢）を検出するための角度センサＲ（図３を参
照）を設ける場合には、その角度センサＲを組み付ける
位置に対応する所定のカムテーブル（例えば、１（ａ）
と１（ｄ））に設けられるクランパ６のクランプ部材６
６、６７は、かかる角度センサＲを保持することができ
るような形状に成形される。そして、この実施の形態で
は、シャフトＳに対して６つのカムピースＣと２つの角
度センサＲを組付けるために、８つのカムテーブル１
(ａ〜ｈ)を有している。角度センサＲを組付ける必要が
ない場合には、６つのカムテーブル（例えば、１
（ｂ），１（ｃ）と、１（ｅ），１（ｆ）と、１
（ｇ），１（ｈ））を用意し、または、所定のカムテー
ブル（１（ａ）と１（ｄ））のクランパ６は空の状態と
することにより対応することができる。

【００１４】各カムテーブル１（ａ〜ｈ）に設けられる
シャフト挿通部７は、それぞれ第１位置に向かう前方縁
に開放するように切り欠き形成されている。シャフト挿
通部７のＹ方向の幅は、シャフトＳの直径よりも僅かに
大きく設定されている。そして、シャフト挿通部７のＸ
方向の長さは、クランパ６に保持されたカムピースＣの
軸穴Ｃａと共にシャフトＳを挿通することができるよう
に、カムピースＣの軸穴Ｃａと整合するように設定され
ている。シャフト挿通部７が各カムテーブル１（ａ〜
ｈ）の第１位置に向かう前方縁に開放するように形成さ
れているため、各カムテーブル１(ａ〜ｈ)は、カムシャ
フトＣＳの各カムピースＣの間に位置するシャフトＳが
相対的に抜かれて第２位置に退避するように後退移動す
ることができる。

【００１５】Ｖ型６気筒エンジンの給排気弁の動弁機構
に使用されるカムシャフトＣＳを製造する場合、この実
施の形態では、１本のシャフトに対して６個のカムピー
スＣと２個の角度センサＲを組付けるために、以上のよ
うにそれぞれ構成されたカムテーブル１は、８つ（ａ〜
ｈ）が用意される。そして、カムピースＣは、２個を一
組として、角度センサＲと共に、シャフトＳの軸周りに
１２０度の位相を持って組み付けられる。そのため、図
３に平面図で示すように、カムテーブル１（ａ），１
（ｂ），１（ｃ）と、１（ｄ），１（ｅ），１（ｆ）
と、１（ｇ），１（ｈ）がそれぞれ平面視でシャフトＳ
の挿入軸芯ＣＬの周囲に１２０度の間隔を持って放射状
に、その挿入軸芯ＣＬに向かって配列されている。すな
わち、カムテーブル１（ａ），１（ｂ），１（ｃ）と、
１（ｄ），１（ｅ），１（ｆ）と、１（ｇ），１（ｈ）
のそれぞれの第１位置と第２位置との間のＸ方向は、シ
ャフトＳの挿入軸芯ＣＬの周方向に１２０度の間隔を持
った位相となっている。また、各カムテーブル１（ａ〜
ｈ）は、製造するカムシャフトＣｓに応じてカムピース
Ｃを所定の高さおよび間隔で保持することができるよう
に且つ水平方向に移動可能に支持されており、図１など
に示すように、それぞれが第２位置にあるときに側面視
で階段状となるように配列されている。

【００１６】図２０は、この実施の形態と比較するため
に従来のカムテーブルを示したもので、第２位置にある
ときに各カムテーブル１’が平面視で一直線状となるよ
うに配置されており、そのために、各カムテーブル１’
上でカムピースを所定の位相に合わせた状態で保持する
よう各クランプ６’の形状が各カムピースＣを所定の位
相で保持する構成となっており、また、シャフト挿通部
７’がカムテーブル１’のそれぞれシャフトＳの挿入軸
芯ＣＬとは反対側に向かって開放し、しかも、変位手段
によって変位される方向に対して交差する一定方向に設
けられている。一方、この実施の形態では、上述したよ
うに、各カムテーブル１（ａ〜ｈ）のクランパ６が各カ
ムピースＣを組付ける位相に応じてそれぞれノーズＣｂ
をＹ方向に向かせて同様の姿勢で保持するよう構成さ
れ、各カムテーブル１（ａ〜ｈ）の第１位置と第２位置
との間で移動する方向が各カムピースＣの保持された所
定の位相と直交するＸ方向に設定されており、シャフト
挿通部７がシャフトＳの挿通軸芯ＣＬと対向する第１位
置側の側縁に開放するよう形成されていることにより、
各カムピースＣを各カムテーブル１（ａ〜ｈ）に対して
最大で一定の面積で接地させるため、従来の技術よりも
安定した状態で保持することができる（図７の斜線で示
した部分と図２０の斜線で示した個々の部分とを参照・
比較されたい）。

【００１７】図１および図３に示すように、基台９の下
方支持板９０の上面には、リニアガイド５として、カム
テーブル１（ａ），１（ｂ），１（ｃ）と、１（ｄ），
１（ｅ），１（ｆ）と、１（ｇ），１（ｈ）のうちでそ
れぞれ垂直方向に関して最下位置にあるカムテーブル１
（ａ），１（ｄ），１（ｇ）のＸ方向に沿った両側縁を
支持するための一対のスライドレール５０，５０がそれ
ぞれのＸ方向に平行に所定の高さで設けられている。ま
た、カムテーブル１（ａ），１（ｂ）と１（ｄ），１
（ｅ）と１（ｇ）の上面にも、リニアガイド５として、
それぞれ直上に隣接するカムテーブル１（ｂ），１
（ｃ）と１（ｅ），１（ｆ）と１（ｈ）をそれぞれ支持
するための一対のスライドレール５０，５０がそれぞれ
のＸ方向に平行に設けられている。そして、各カムテー
ブル１（ａ〜ｈ）の下面には、スライドレール５０に摺
動可能に係合されるスライダ５１が設けられている。こ
のような構成により、各カムテーブル１（ａ〜ｈ）は、
保持したカムピースＣの軸穴ＣａがシャフトＳの挿入軸
芯ＣＬと整合する第１位置とこの第１位置から水平方向
に離れた第２位置との間でそれぞれのＸ方向に移動する
ことが可能となっている。そして、各カムテーブル１
(ａ〜ｈ)のＸ方向に沿った両側縁がリニアガイド５、５
によって安定して支持されるため、芯ズレが生じている
ことによってカムピースＣの軸穴Ｃａの周辺にシャフト
Ｓの先端が衝突した場合であっても、カムピースＣを保
持する各カムテーブル１(ａ〜ｈ)を傾かせるように作用
する力に対して対抗する剛性を向上させることができ
る。

【００１８】さらに、図６に示すように、各カムテーブ
ル１（ａ〜ｈ）のシャフト挿通部７の近傍には、保持し
たカムピースＣの軸穴ＣａをシャフトＳの挿入軸芯ＣＬ
と整合させた第１位置にカムテーブル１（ａ〜ｇ）があ
るときに、それぞれ直上に隣接するカムテーブル１（ｂ
〜ｈ）のシャフト挿通部７の近傍との間に介在してサポ
ートする受け部材８が設けられている。このような構成
により、各カムテーブル１(ａ〜ｈ)が第１位置にあると
きに上下に隣接するカムテーブル１がそれぞれサポート
されるため、芯ズレが生じることによってカムピースＣ
の軸穴Ｃａの周辺にシャフトＳの先端が衝突した場合で
あっても、カムピースＣを保持する各カムテーブル１
(ａ〜ｈ)を撓ませるように作用する力に対して対抗する
剛性を向上させることができる。なお、各受け部材８
は、概念的に説明するために図９（カムテーブル１
（ｇ）、１（ｈ）については図示を省略した）に示すよ
うに、第１位置に各カムテーブル１（ａ〜ｈ）を変位さ
せたときに垂直方向に整合して水平面上で同位置となる
ように配設することが望ましい。

【００１９】なお、この実施の形態では、上述したよう
にＶ型６気筒エンジンの給排気弁の動弁機構に使用され
るカムシャフトを製造する場合に限定されることなく、
他の実施の形態として、例えば図１０に平面図で示すよ
うに、直列型の４気筒エンジンの給排気弁の動弁機構に
使用されるカムシャフトを製造する場合にも適用でき
る。かかる場合には、例えば、９つのカムテーブル１
（ａ〜ｉ）が用意される。カムテーブル１（ａ），１
（ｂ），１（ｃ），１（ｄ）と、１（ｅ），１（ｆ），
１（ｇ），１（ｈ），１（ｉ）は、平面視でシャフトＳ
の挿入軸芯ＣＬの周囲に９０度の間隔を持って、その挿
入軸芯ＣＬに向かって２列で配列されている。したがっ
て、この場合においては、カムテーブル１（ａ），１
（ｂ），１（ｃ），１（ｄ），と、１（ｅ），１
（ｆ），１（ｇ），１（ｈ），１（ｉ）のそれぞれのＸ
方向は、シャフトＳの挿入軸芯ＣＬの周方向に９０度の
間隔を持った位相で異なることとなる。このように、本
発明は、製造するカムシャフトに応じて、必要な数のカ
ムテーブル１が用意され、平面視でシャフトＳの挿入軸
芯ＣＬの周囲に所定の角度の間隔を持った位相で配列さ
れる。図１０に示した実施の形態では、１つのシャフト
Ｓに対して８つのカムピースＣを組付けると共に、１つ
の角度センサＲを上端に組付けるために、９つのカムテ
ーブル１（ａ〜ｉ）が用意さていれる。そして、最上位
置のカムテーブル１（ｉ）に設けられるクランパ６のク
ランプ部材６６、６７は、かかる角度センサＲを保持す
ることができるような形状に成形される。

【００２０】変位手段３は、各カムテーブル１（ａ〜
ｈ）の一方の側方に沿って配設されたアクチュエータ３
０と、このアクチュエータ３０によってそれぞれのＸ方
向に移動されるスライダ３１と、各カムテーブル１（ａ
〜ｈ）の一方の側縁に設けられスライダ３１に係合され
る係合部材３２と、を備えてなる。アクチュエータ３０
によりスライダ３１をＸ方向に移動させるのに伴って、
係合部材３２が設けられた各カムテーブル１（ａ〜ｈ）
は、第１位置とそれぞれの第２位置との間で変位され
る。ここで、第１位置とは、各カムテーブル１（ａ〜
ｈ）のクランパ６に保持されたカムピースＣの軸穴Ｃａ
がシャフトＳの挿入軸芯ＣＬと整合する位置をいい、第
２位置とは、各カムテーブル１（ａ〜ｈ）がシャフトＳ
の挿入軸芯ＣＬからそれぞれＸ方向に退避して階段状に
配列される位置をいう。そして、シャフトＳの挿入軸芯
ＣＬとは、各カムテーブル１（ａ〜ｈ）が第１位置に移
動されたときに、整列されたカムピースＣの軸穴Ｃａ軸
芯またはこの軸穴Ｃａに挿入するシャフトＳの軸芯を意
味する。そして、シャフトＳを挿入する前においては、
後述するように位置決めされたシャフトＳの軸芯の延長
線を意味する。

【００２１】Ｘ方向フローティング機構は、図１１に示
すように、スライダ３１の係合部材３２と係合されるＸ
方向の長さが、係合部材３２のＸ方向の長さよりも僅か
に大きく、すなわち、スライダ３１と係合部材３２との
間にＸ方向にクリアランスＣｘを有するように成形され
ていることにより構成されている。クランパ６に保持さ
れたカムピースＣの軸穴ＣａにＸ方向の芯ズレが生じて
いる場合には、スライダ３１と係合部材３２との間のＸ
方向のクリアランスＣｘにより、カムテーブル１（ａ〜
ｈ）がそれぞれのＸ方向に移動することができるフロー
ティング構造のため、かかる芯ズレを吸収し、修正する
ことができる。そして、このＸ方向フローティング機構
と上述したＹ方向フローティング機構との組み合わせに
より、クランパ６によってカムテーブル１（ａ〜ｈ）上
に保持されたカムピースＣの軸穴Ｃａに生じたＸ方向お
よびＹ方向の合成した全ての方向の芯ズレを吸収し、修
正することができる。

【００２２】図１に示すように、基台９の支持柱９２に
設けられた上方支持板９１には、加熱手段２をカムピー
スＣに対して当接させるよう近接駆動し、また、カムピ
ースＣから退避させるよう遠退駆動するためのアクチュ
エータ２１とガイドロッド２３が各カムテーブル１（ａ
〜ｈ）の配列毎に設けられており、各アクチュエータ２
１の駆動ロッド２１ａと各ガイドロッド２３の先端には
複数の加熱手段２を支持する支持部材２２が連結されて
いる。加熱手段２は、各カムテーブル１（ａ〜ｈ）が第
２位置にあるときに各カムテーブル１（ａ〜ｈ）に保持
されたカムピースＣと対応するように、支持部材２２に
よって階段状に配列されている。各加熱手段２は、図１
８および図１９に示すように、カムピースＣに当接され
るヒータブロック２４と、支持部材２２に支持された加
熱手段本体２５と、ヒータブロック２４を加熱手段本体
２５に連結・支持する連結ロッド２６と、ヒータブロッ
ク２４と加熱手段本体２５の間に介装される弾性体とし
てのコイルばね２７と、を備えている。加熱手段本体２
５は、カムピースＣの基準面となる側面Ｃｆ１が接する
よう載置されるカムテーブル１(ａ〜ｈ)と平行に対向す
るように設けられている。

【００２３】ヒータブロック２４は、図１８に示すよう
に、内部のほぼ中央にヒータとして電力を供給されるこ
とにより発熱するカートリッジヒータ２８が設けられて
なるもので、カムピースＣの側面に当接される当接部２
４ａと、カムピースＣの軸穴Ｃａに接触することなく挿
通される円筒部２４ｂとが成形されている。この実施の
形態では、三次元カムピースの面積が小さい方の側面Ｃ
ｆ１が基準面となってカムテーブル１（ａ〜ｈ）に接す
るように載置され、面積の大きい方の側面Ｃｆ２がヒー
タブロック２４と対向するように位置する。当接部２４
ａは、図１９に示すように三次元カムピースの面積が大
きい側面Ｃｆ２とほぼ相似形で、その側面Ｃｆ２の外周
縁よりも小さく成形されている。このように成形されて
いることにより、カムピースＣの側面Ｃｆ２に突出する
ようにバリが発生している場合（図示は省略する）であ
っても、確実に当接部２４ａをカムピースＣの側面Ｃｆ
２の少なくとも外周縁を除く軸穴Ｃａの周囲に密着して
軸穴Ｃａを塞ぐように当接させることができる。さら
に、当接部２４ａには、実質的にカムピースＣの側面Ｃ
ｆ２に当接される部分の温度を測定するためのシース熱
電対などからなる温度測定手段２９が、カートリッジヒ
ータ２８から離れて、当接部２４ａのカムピースＣの側
面Ｃｆ２に当接される面の近くにその先端が位置するよ
うに設けられている。各温度測定手段２９は温度制御装
置（図示を省略した）へと測定結果信号を出力して、こ
れに基づき各カートリッジヒータ２８の温度を均一とな
るように電力供給制御が行われる。ヒータブロック２４
の加熱手段本体２５側の面には断熱板２０が配設されて
いる。また、ヒータブロック２４の当接部２４ａが設け
られている側の面の角隅部には連結ロッド２６のヘッド
２６ａが係合される段部２４ｃが形成されており、ヒー
タブロック２４および断熱板２０には連結ロッド２６の
軸部２６ｂが挿通される孔２４ｄ，２０ａが段部２４ｃ
から連続するようにそれぞれ形成されている。そして、
この孔２４ｄ，２０ａと対応するように、加熱手段本体
２５にはコイルばね２７の一端を受ける段部２５ａと、
連結ロッド２６が挿通される孔２５ｂが形成されてい
る。連結ロッド２６は、その一端にヒータブロック２４
の段部２４ｃに係合されるヘッド２６ａを有し、他端に
アジャストナット２６０およびロックナット２６１が螺
合されるねじ部２６ｃを有する、ボルト状のものからな
る。ヒータブロック２４と断熱板２０の孔２４ｄ，２０
ａの内径と連結ロッド２６の軸部２６ｂの外径とは、ヒ
ータブロック２４が加熱手段本体２５に対して傾くよう
な姿勢を許容することができる関係となっている。コイ
ルばね２７は、耐熱性を有する素材により成形されてい
る。連結ロッド２６のロックナット２６１を緩めてアジ
ャストナット２６０を回転させることによって、ヒータ
ブロック２４をカムピースＣの側面Ｃｆ２に対して付勢
するよう支持するコイルばね２７の弾性力（あるいは、
加熱手段本体２５に対するばね力ということもできる）
を調整することができる。アクチュエータ２１の駆動ロ
ッド２１ａを伸長駆動させることにより、支持部材２２
に支持された各加熱手段２のヒータブロック２４が下降
して各カムピースＣの側面Ｃｆ２に当接し、また、駆動
ロッド２１ａを退縮駆動させることにより、支持部材２
２に支持されたヒータブロック２４を上昇させてカムピ
ースＣから退避させる。なお、図１では、カムテーブル
１ｆ，１ｇと対応する加熱手段２を省略示していること
に注意されたい。

【００２４】このように構成された加熱手段２では、カ
ムピースＣのヒータブロック２４の当接部２４ａに当接
される側面Ｃｆ２が加熱手段本体２５に対して傾斜する
よう成形されている場合であっても、かかる傾斜に応じ
てヒータブロック２４の姿勢が適応・変化するように、
ヒータブロック２４と加熱手段本体２５との間に介装さ
れたコイルばね２７が吸収する。また、上述したよう
に、カムピースＣの側面Ｃｆ２に突出するようにバリが
発生している場合であっても、当接部２４ａがカムピー
スＣの側面Ｃｆ２よりも小さく成形されているため、バ
リに接触することがない。そのため、ヒータブロック２
４の当接部２４ａが確実にカムピースＣの被当接部とな
る側面Ｃｆ２の少なくとも軸穴Ｃａの周囲に密着して、
ヒータブロック２４の円筒部２４ｂが挿通された状態で
軸穴Ｃａを塞ぐように当接することができる。したがっ
て、本発明では、カムピースＣに当接部２４ａを介して
カートリッジヒータ２８の発熱を確実に伝熱すると共
に、塞がれた状態の軸穴Ｃａ内に挿通された円筒部２４
ｂからの輻射熱により、カムピースＣの軸穴Ｃａを精度
よく拡径させるように所定の温度に加熱することができ
る。

【００２５】挿通手段４は、図４に示すように、シャフ
トＳに一端を仮支持するクランパ４０と、クランパ４０
に仮支持されたシャフトＳの軸方向の位置を位置決めす
る位置決め機構４１と、位置決めされたシャフトＳの他
端を支持して各カムテーブル１（ａ〜ｈ）が第１位置に
あるときのカムピースＣの軸穴ＣａにシャフトＳを案内
する支持機構４２と、シャフトＳをその軸方向に変位さ
せてカムピースＣの軸穴ＣａにシャフトＳを挿通させる
挿通機構４３と、を備えている。

【００２６】図１５に底面図で示すように、クランパ４
０は、シャフトＳの段部Ｓｂと係合して支持する二又フ
ォーク状の保持部４０ａを有するもので、保持部４０ａ
の間の中央には、仮決め手段１０として、シャフトＳの
穴Ｓｃに嵌挿することによりシャフトＳの軸周りの位相
を仮決めして保持するピン１００が設けられている。な
お、この実施の形態では，ピン１００は、ボルト１０１
によってクランパ４０に固定されている。シャフトＳ
は、その段部Ｓｂがクランパ４０の保持部４０ａに係合
されてピン１００が穴Ｓｃに嵌挿されると、軸周りの位
相が仮決めされた状態で保持される。

【００２７】図１４に示すように、軸方向位置決め機構
４１は、昇降移動板４４のブラケット４４０の下面に設
けられた基準センタピン４１０と、この基準センタピン
４１０に対してクランパ４０に仮決めされた状態で支持
されたシャフトＳの一端面を押し当ててその凹部Ｓａを
係合させるアクチュエータ４１１とを備えている。基準
センタピン４１０は、ブラケット４４０に設けられたベ
アリング４４１により軸周りに回転可能に支持されてい
る。アクチュエータ４１１は、作動部材４１２を介して
クランパ４０と連結されている。作動部材４１２には、
昇降移動板４４のブラケット４４０に挿通されるガイド
ロッド４１３が設けられている。この実施の形態では、
アクチュエータ４１１の退縮駆動によりシャフトＳの一
端面の凹部Ｓａに基準センタピン４１０が押し当てらる
と、シャフトＳは軸方向に位置決めされる。そして、軸
方向に位置決めされたシャフトＳは、その穴Ｓｃにピン
１００を嵌挿するための間隙（はめ合い）を有すること
により、わずかに軸周りに回転する状態、すなわち、位
相が変化する状態ではあるが、軸周りにほぼ所定の位相
となって保持されて仮決めされる。

【００２８】支持機構４２は、昇降移動板４４に設けら
れたアクチュエータ４２０と、アクチュエータ４２０の
駆動ロッド４２０ａにブラケット４２１を介して設けら
れたセンタロッド４２２と、を備えている。センタロッ
ド４２２は、各カムテーブル１（ａ〜ｈ）に支持された
カムピースＣの軸穴Ｃａよりも小径で、全てのカムピー
スＣの軸穴Ｃａを通過して、位置決め機構４１により一
端が支持位置決めされたシャフトＳの他端に押し当てる
ことができる長さに設定されている。

【００２９】挿通機構４３は、位置決め機構４１の基準
センタピン４１０と支持機構４２のセンタロッド４２２
を軸方向に移動させるアクチュエータ４２０とが設けら
れた昇降移動板４４を昇降移動させるもので、基台９に
立設された一対の支持柱９２にはそれぞれスライドレー
ル４３０が垂直方向に延在するように設けられており、
このスライドレール４３０には、昇降移動板４４に設け
られたスライダ４３１が摺動可能に係合されている。そ
して、基台９にはモータ４３２によって軸周りに回転駆
動されるボールねじ軸４３３がスライドレール４３０と
平行に設けられており、昇降移動板４４にはボールねじ
軸４３３に螺合されるボールねじナット４３４が設けら
れている。モータ４３２を駆動することにより、軸周り
にボールねじ軸４３３が回転されてこれに螺合されたボ
ールねじナット４３４と共に、シャフトＳの両端を位置
決め保持した基準センタピン４１０およびセンタロッド
４２２を軸方向に移動させる。

【００３０】位相決め手段１１は、図１７に示すよう
に、シャフトＳのスプラインＳｐの歯底または歯先の少
なくとも一つに当接されて間隙が生じることなく完全接
触状態で係合するよう成形された一対からなる位相決め
部材としてのローラ１１０，１１０と、各ローラ１１０
を支持するクランプアーム１１１，１１１と、両クラン
プアーム１１１，１１１の間に設けられて両者を近接・
遠退させるように駆動するアクチュエータ１１２と、を
備えてなるもので、両クランプアーム１１１，１１１が
リニアガイド１１３によって開閉するよう移動可能に支
持されてフローティング機構を構成している。ローラ１
１０は、図１７に示した実施の形態の場合、シャフトＳ
のスプラインＳｐの一つの歯先とその両側に隣接する二
つの歯底と完全接触状態で係合するように、断面が楔状
に成形されている。クランプアーム１１１は、シャフト
Ｓの径方向に中心軸線を通って延びる仮想線上に両ロー
ラ１１０，１１０を位置させるように支持している。ア
クチュエータ１１２は、その本体が一方のクランプアー
ム１１１の後端に設けられており、その伸長・退縮駆動
される駆動ロッド１１２ａが他方のクランプアーム１１
１の後端に接続されている。クランプアーム１１１，１
１１の両外側には、クランプアーム１１１の開き位置を
規制する外側ストッパ１１４，１１４がそれぞれ立設さ
れている。

【００３１】このように構成された位相決め手段１１
は、下方支持板９０上に軸周りに回転可能に設けられた
回転支持板９０ａに設けられている。そして、図１７に
示すように，回転支持板９０ａにはシャフトＳを中心と
して回転支持板９０ａの回転方向位置を調整するための
調整機構１１５が設けられている。調整機構１１５は、
位相を決めるシャフトＳのスプラインＳｐの歯と対応す
るようにローラ１１０の、シャフトＳの軸周りの位置を
調整するためのもので、この実施の形態の場合、回転支
持板９０ａに設けられたブラケット１１６と、下方支持
板９０に設けられたブラケット１１７との間隔を離間・
近接させるように螺合されたボルト１１８により構成さ
れている。ボルト１１８を軸周りに回転させて両ブラケ
ット１１６，１１７の間隔を変化させることにより、回
転支持板９０ａの回転方向位置を調整することができ
る。

【００３２】なお、この実施の形態では、図１７では図
示を省略したが、図１６に概念的に示すように、複数の
位相決め手段１１，１１が、そのローラ１１０を異なる
高さに位置させるように設けられている。このように構
成することにより、長さの異なるシャフトＳ、あるい
は、スプラインＳｐの位置が異なるシャフトＳに対応し
て位相決めを行わせることができる。また、図１，図３
〜図５などにおいては、位相決め手段１１を省略して示
していることに注意されたい。

【００３３】仮決め手段１０のピン１００にシャフトＳ
の被仮決め部としての穴Ｓｃを嵌挿することにより、位
相決め手段１１のローラ１１０がスプラインＳｐの所定
の位置の歯先または歯底に当接・係合することができる
ように、シャフトＳの軸周りの位相を容易に仮決めする
ことができる。しかしながら、この仮決めされたシャフ
トＳは、その穴Ｓｃと仮決め手段１０のピン１００との
間のクリアランスによってわずかにスプラインＳｐの軸
周りの位相が所定の位相からずれた状態となっている可
能性がある。そこで、本発明では、位相決め手段１１の
アクチュエータ１１２を退縮駆動して、軸周りの位相が
仮決めされた状態で保持されたシャフトＳのスプライン
Ｓｐに対して両ローラ１１０，１１０を当接し挟持する
こととしている。シャフトＳの両端の凹部Ｓａを保持す
る位置決め機構４１の基準センタピン４１０と支持機構
４２のセンタロッド４２２とがそれぞれベアリング４４
１により軸周りに回転可能に支持されているため、スプ
ラインＳｐにローラ１１０が当接されることにより、仮
決めにより位相がずれた状態のシャフトＳが軸周りに回
動して、かかるずれを修正するよう調整する。そのた
め、シャフトＳを精度よく容易に軸周りの所定の位相に
決めることができる。そして、仮決めされたシャフトＳ
の位相を決めるときに、フローティング機構によって支
持された一対のローラ１１０，１１０がスプラインＳｐ
を挟持するため、ローラ１１０がシャフトＳを径方向に
押圧して曲げるように作用することはない。

【００３４】以上のように構成されたカムシャフトの製
造装置は、図２に平面図で示すように、その周囲を取り
囲むように安全柵９３が設けられている。各カムテーブ
ル１（ａ〜ｈ）を第２位置に後退させた状態で、安全柵
９３の外側から作業者が各カムテーブル１（ａ〜ｈ）の
クランパ６にカムピースＣを、そのノーズＣｂがそれぞ
れのＹ方向と同じ向きとなるように、容易にセットする
ことができる。なお、本発明は、この実施の形態に限定
されることはない。例えば、この実施の形態では、カム
シャフトＳに対して複数のカムピースを同時に組付ける
場合を示したが、カムシャフトＳに対して単一のカムピ
ースを順に組付ける場合にも適用することができる。ま
た、シャフトＳに組み付けられるカムピースは、三次元
カムに限定されることはない。

【００３５】次に、本発明のカムシャフトの製造装置の
作動を、図１から図１９に示したように構成されたもの
である場合により説明する。この実施の形態におけるカ
ムシャフトの製造装置では、概略、複数のカムピースＣ
の各軸穴ＣａにシャフトＳを挿通して、各カムピースＣ
をそれぞれ所定の位相でシャフトＳに固定するもので、
シャフト挿通軸芯ＣＬの周方向であって各カムピースＣ
の前記所定の位相と直交するＸ方向に離れて変位した第
２位置で、各カムピースＣをそれぞれカムテーブル１
（ａ〜ｈ）上のクランパ６に前記所定の位相で保持し、
シャフトＳの挿通軸芯ＣＬ上に各カムピースＣの各軸穴
Ｃａが整列する第１位置に各カムテーブル１（ａ〜ｈ）
を移動させ、各カムピースＣの各軸穴ＣａにシャフトＳ
を挿入し固定してカムシャフトＣＳを得て、各カムピー
スＣをそれぞれカムテーブル１（ａ〜ｈ）のクランパ６
から解放し、各カムテーブル１（ａ〜ｈ）を前記第２位
置に後退移動させることにより、シャフトＳから各カム
テーブル１（ａ〜ｈ）を相対的に抜き出してカムシャフ
トＣＳを取り出すものである。さらに本発明のカムシャ
フトの製造装置では、上述した構成に加えて、カムシャ
フトＳを軸方向に移動させてカムピースＣをカムテーブ
ル１（ａ〜ｈ）から離間させることにより、各カムピー
スＣをそれぞれカムテーブル１（ａ〜ｈ）から解放する
ものである。なお、ここでは便宜上、カムテーブル１
（ａ〜ｈ）の各クランパ６にそれぞれカムピースＣを保
持させると記載したが、図１〜図９に示した実施の形態
の場合、正確には後述するように、カムテーブル１（ａ
〜ｈ）のうちの所定のカムテーブル（例えば、１
（ｂ），１（ｃ）と、１（ｅ），１（ｆ）と、１
（ｇ），１（ｈ））の各クランパ６に保持させ、他のカ
ムテーブル（例えば、１（ａ），１（ｄ））のクランパ
６には角度センサＲを保持させる。

【００３６】本発明の装置を使用してカムシャフトＣＳ
を製造するに際しては、最初に、各カムテーブル１（ａ
〜ｈ）をシャフトＳの挿入軸芯ＣＬからそれぞれ所定の
距離で離間して階段状となる第２位置に位置させてお
く。この状態で、安全柵９３の外側から作業者がそれぞ
れ配列された各カムテーブル１（ａ），１（ｂ），１
（ｃ）と１（ｄ），１（ｅ），１（ｆ）と１（ｇ），１
（ｈ）の各クランパ６にカムピースＣまたは角度センサ
Ｒを所定の位相にセットする。この実施の形態で使用さ
れる製造装置では、各カムテーブル１（ａ〜ｈ）がカム
ピースＣを組付ける所定の位相に応じてシャフトＳの挿
入軸芯ＣＬの周囲に放射状に３列で配列されているた
め、各列のカムテーブル１（ａ），１（ｂ），１（ｃ）
と１（ｄ），１（ｅ），１（ｆ）と１（ｇ），１（ｈ）
に対してカムピースＣのノーズＣｂをそれぞれ同じ方向
に向けてセットすることができる。なお、上述したよう
に、必要に応じて角度センサをシャフトＳに設ける場合
には、その角度センサＲを所定のカムテーブル１
（ａ），１（ｈ）のクランパ６にセットする。次いで、
クランパ６のアクチュエータ６１を駆動してクランプア
ーム６０、６０を互いに近接させ、クランプ部材６６、
６７によってカムピースＣのノーズＣｂと基端部Ｃｃを
保持する。このように保持されたカムピースＣはそれぞ
れのＸ方向に対して略直交するＹ方向にノーズＣｂが向
いた状態で保持される。そして、各カムピースＣは、そ
れぞれシャフト挿通部７が形成されたカムテーブル１
（ａ〜ｈ）に対して、最大で一定の面積で接した状態で
安定して各クランパ６によって保持されることとなる。

【００３７】その後、各カムテーブル１（ａ〜ｈ）を第
２位置に維持した状態で、加熱手段２のアクチュエータ
２１の駆動ロッド２１ａを伸長駆動し、各ヒータブロッ
ク２４を各カムピースＣに当接させて加熱する。カムピ
ースＣの軸穴Ｃａは、加熱前の室温においてはシャフト
Ｓの径よりも僅かに小さく、例えば両者の径の差が約３
０μｍ程度となるように設定されている。そしてヒータ
２０によりカムピースＣを例えば室温＋２５０℃程度に
加熱すると、その軸穴Ｃａの径は、シャフトＳよりも３
０μｍ程度大きくなる。この軸穴Ｃａの拡大によってシ
ャフトＣを抵抗なく軸穴Ｃａに挿通することが可能とな
る。上述したように、ヒータブロック２４と加熱手段本
体２５との間にコイルばね２７が介装され、しかも、当
接部２４ａがカムピースＣの側面Ｃｆ２よりも小さく成
形されているため、各ヒータブロック２４の円筒部２４
ｂが軸穴Ｃａに挿通された状態で、当接部２４ａがそれ
ぞれ確実に各カムピースＣの側面Ｃｆ２の少なくとも外
周縁を除く軸穴Ｃａの周囲に均一の面積で密着してその
軸穴Ｃａを塞ぐように当接する。そして、各カートリッ
ジヒータ２８には、温度測定手段２９からの信号に基づ
いて適切に電力が供給される。そのため、各カートリッ
ジヒータ２８の発熱は、当接部２４ａを介してそれぞれ
カムピースＣに均等に伝導されると共に、軸穴Ｃａ内で
円筒部２４ｂから輻射熱として発られ、軸穴Ｃａが精度
よく拡径するように各カムピースＣが適切な温度で均一
に加熱される。カムピースＣの軸穴Ｃａが適切に拡径す
るよう加熱されると、加熱手段２のカートリッジヒータ
２８への電力供給を中止して、アクチュエータ２１の駆
動ロッド２１ａを退縮駆動し、第２位置にある各カムピ
ースＣから各加熱手段２を離間・退避させる。続いて、
変位手段３のアクチュエータ３０を駆動しクランパ６に
保持されたカムピースＣをＸ方向に前進移動させて第１
位置にカムテーブル１（ａ〜ｈ）を位置させ、その軸穴
ＣａをそれぞれシャフトＳの挿入軸芯ＣＬに整列させ
る。

【００３８】一方、カムピースＣを保持した各カムテー
ブル１(ａ〜ｈ)が第１位置に移動されるまでには、挿通
手段４の昇降移動板４４を最上位置に位置させた状態
で、シャフトＳの段部Ｓｂをクランパ４０に保持させる
と共に，穴Ｓｃにピン１００を嵌挿して軸周りの位相を
仮決めする。上述した装置では、シャフトＳの穴Ｓｃを
仮決め手段１０のピン１００に嵌挿させるだけで、位相
決め手段１１のローラ１１０がスプラインＳｐの所定の
位置の歯先または歯底に当接・係合することができるよ
うに、シャフトＳの軸周りの位相を容易に仮決め・保持
することができる。なお、このように仮決めされたとき
のシャフトＳは、その穴Ｓｃと仮決め手段１０のピン１
００との間に存在するクリアランスによってわずかにス
プラインＳｐの軸周りの位相が所定の位相からずれた状
態となっている可能性がある。次いで、位置決め機構４
１のアクチュエータ４１１を駆動してシャフトＳの一端
面の凹部Ｓａを基準センタピン４１０に押し当てて軸方
向に位置決めし、支持機構４２のアクチュエータ４２０
の駆動ロッド４２０ａを退縮駆動する。これにより、セ
ンタロッド４２２が各カムＣの軸穴Ｃａおよびカムテー
ブル１（ａ〜ｈ）のシャフト挿通部７を通過してシャフ
トＳの他端面の凹部Ｓａに押し当てられ、シャフトＳが
基準センタピン４１０とセンタロッド４２２の間で軸方
向に位置決め保持される。

【００３９】この状態で、挿通手段４の挿通機構４３の
モータ４３２を駆動して昇降移動板４４を下降させる
と、基準センタピン４１０とセンタロッド４２２の間で
位置決めされたシャフトＳは、各カムピースＣの軸穴Ｃ
ａとカムテーブル１（ａ〜ｈ）の各シャフト挿通部７に
挿通される。このとき、クランパ６に保持されたカムピ
ースＣの軸穴Ｃａに芯ズレが生じている場合であって
も、クランプアーム６０と内側ストッパ６５との間にク
リアランスＣｙを、また、スライダ３１と係合部材３２
との間にクリアランスＣｘを形成した簡単な構成のＸお
よびＹ方向フローティング機構で、クランパ６によって
カムテーブル１（ａ〜ｈ）上に保持されたカムピースＣ
の軸穴ＣａとシャフトＳとの間に生じたＸ方向、Ｙ方
向、およびＸ・Ｙ複合方向への芯ズレを吸収し、修正す
ることができる。さらにこの実施の形態では、各カムテ
ーブル１（ａ〜ｈ）のそれぞれのＸ方向に沿った両側縁
がリニアガイド５によって支持されており、しかも、各
カムテーブル１（ａ〜ｈ）の受け部材８が垂直方向に整
列するために剛性が向上しているので、シャフトＳの軸
芯と各カムピースＣの軸穴Ｃａとの間に相対的なズレ
（芯ズレ）が生じていることによってカムピースＣの軸
穴Ｃａの周辺にシャフトＳの先端が衝突した場合であっ
ても、各カムテーブル１(ａ〜ｈ)を傾かせるように作用
する力や撓ませるように作用する力に対して充分に対抗
することができ、したがって、カムピースＣが傾くよう
なことなくカムテーブル１(ａ〜ｈ)に安定して確実に保
持された状態で、芯ズレを吸収して各軸穴Ｃａにシャフ
トＳが所定の軸方向位置まで挿入される。

【００４０】仮決めされたシャフトＳが挿通手段４によ
り所定の軸方向位置まで挿通されると、そのスプライン
Ｓｐが位相決め手段１１のローラ１１０と対応する高さ
に位置される。そのため、アクチュエータ１１２を退縮
駆動して両クランプアーム１１１，１１１を互いに近づ
けるように閉じると、ローラ１１０，１１０がスプライ
ンに当接する。このとき、一方のローラ１１０が他方の
ローラ１１０よりも先にスプラインＳｐに当接した所謂
片当たりした場合であっても、フローティング機構によ
って他方のローラ１１０がスプラインＳｐに当接するま
で一方のローラ１１０による押圧はされない状態となっ
ている、すなわち、両ローラ１１０，１１０がスプライ
ンＳｐに均等な力で挟むように係合して完全接触状態と
なるため、ローラ１１０がシャフトＳを径方向に押圧し
て曲げるように作用することが防止される。そして、ス
プラインＳｐが断面楔形状を有する両ローラ１１０，１
１０に挟まれるように完全接触状態で当接されたシャフ
トＳは、その両端面の凹部Ｓａがベアリング４４１に支
持された位置決め機構４１の基準センタピン４１０と支
持機構４２のセンタロッド４２２とに保持されているこ
とにより、仮決めされた状態のシャフトＳが軸周りに調
整されて精度よく所定の位相に容易に決められる。シャ
フトＳが軸周りに所定の位相に決められ、且つ、各カム
ピースＣの軸穴Ｃａに挿通されると、各カムピースＣに
エアを吹き付けるなどして冷却する。カムピースＣは、
その軸穴ＣａがシャフトＳより小さい元の径に収縮し、
シャフトＳに適切な軸方向の所定の位置、および、軸周
りの所定の位相で正確に固定されることとなる。

【００４１】その後、クランパ６のアクチュエータ６１
を駆動してクランプアーム６０、６０を互いに離間さ
せ、クランプ部材６６、６７によるカムピースＣの保持
を解除する。次いで、この実施の形態では、挿通手段４
の挿通機構４３のモータ４３２を駆動して昇降移動板４
４を僅かに上昇させて、シャフトＳに固定された各カム
ピースＣをそれぞれカムテーブル１（ａ〜ｈ）から浮か
せるように離間させる。この状態から、変位手段３のア
クチュエータ３０を駆動して第２位置にカムテーブル１
（ａ〜ｈ）を後退移動させる。各カムテーブル１（ａ〜
ｈ）のシャフト挿通部７がシャフトＳの挿入軸芯ＣＬに
対向する側の縁部に開放するように設けられていること
により、シャフトＳがシャフト挿通部７から相対的に抜
き出される。このとき、カムシャフトＣＳの各カムピー
スＣがそれぞれカムテーブル１（ａ〜ｈ）から離間して
いるため、各カムピースＣがそれぞれカムテーブル１
（ａ〜ｈ）に擦れることなくカムシャフトＣＳを確実に
取り出すことができる。そして、カムテーブルを第２位
置に後退移動させると、カムシャフトＣＳを取り出すこ
とができるようになると同時に、次の製造サイクルで組
み付けられるカムピースＣを各カムテーブル１(ａ〜ｈ)
にセットすることができることから、従来の技術と比較
して製造サイクルの時間が短縮される。

【００４２】

【発明の効果】本発明によれば、簡単な構成で、容易に
カムピースを均一に精度よく加熱してその軸穴を拡径さ
せ、カムピースの軸穴にシャフトを挿通して固定してカ
ムシャフトを組立てることができるカムシャフトの製造
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカムシャフトの製造装置の実施の一形
態を示す正面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】本発明のカムシャフトの製造装置のカムテーブ
ルの配列を説明するための平面図である。

【図４】本発明のカムシャフトの製造装置の側面図であ
る。

【図５】図４の状態からシャフトをカムピースに挿入し
た状態を示す説明図である。

【図６】本発明のカムシャフトの製造装置におけるカム
テーブルと、カムテーブルをＸ方向に変位させるための
変位手段を説明するための平面図である。

【図７】本発明におるカムシャフトの製造装置のカムテ
ーブルと保持されるカムピースの接地面積を説明するた
めの部分拡大図である。

【図８】カムテーブルに設けられるクランパと切り欠き
を説明するための部分拡大平面図である。

【図９】第１位置にカムテーブルを集合させて積み重ね
た状態の一部を概念的に説明するための側面図である。

【図１０】本発明のカムシャフトの製造装置の別の実施
の形態を説明するための平面図である。

【図１１】Ｘ方向フローティング機構を説明するための
要部拡大平面図である。

【図１２】Ｙ方向フローティング機構を説明するための
要部拡大平面図である。

【図１３】本発明により軸周りの位相が決められるシャ
フトの実施の一形態を示す正面図（ａ）および側面図
（ｂ）である。

【図１４】挿通手段のクランパと軸方向位置決め機構と
の実施の一形態を示す部分拡大断面図である。

【図１５】図１４の底面図である。

【図１６】ローラが異なる高さに位置するように複数の
位相決め手段を設けた場合を示す部分正面図である。

【図１７】位相決め手段の一方のみを示した平面図であ
る。

【図１８】本発明の加熱手段の実施の一形態を示す正面
図である。

【図１９】図１８の底面図である。

【図２０】従来のカムテーブルに設けられたクランパと
切欠の構成を説明するための平面図である。

【符号の説明】

Ｃ カムピース Ｃａ 軸穴 Ｃｂ ノーズ Ｃｆ１ カムシャフトの側面（被当接部） Ｓ シャフト ＣＬ シャフトの挿入軸芯 １（ａ〜ｈ） カムテーブル ２ 加熱手段 ３ 変位手段 ４ 挿通手段 ５ リニアガイド ６ クランパ ７ シャフト挿通部 ８ 受け部材 ２４ ヒータブロック ２４ａ 当接部 ２５ 加熱手段本体 ２７ コイルばね（弾性体）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸穴を有する複数のカムピースをそれぞ
   れ所定の位相でシャフトに固定してなる、カムシャフト
   の製造装置であって、 カムピースを保持するカムテーブルと、カムピースの軸
   穴を拡径すべく加熱する加熱手段と、拡径されたカムピ
   ースの軸穴にシャフトを挿通する挿通手段と、を備えて
   おり、 加熱手段に、カムピースに対して当接されるヒータブロ
   ックを設けたことを特徴とするカムシャフトの製造装
   置。
2. 【請求項２】 ヒータブロックが、カムピースに対して
   近接・遠退可能な加熱手段本体に弾性体を介して支持さ
   れていることを特徴とする請求項１に記載のカムシャフ
   トの製造装置。
3. 【請求項３】 ヒータブロックの当接部を、カムピース
   の被当接部よりも小さく成形したことを特徴とする請求
   項１または２に記載のカムシャフトの製造装置。