JPH01148434A - カムシャフトの製作方法 - Google Patents

カムシャフトの製作方法

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JPH01148434A
JPH01148434A JP63268350A JP26835088A JPH01148434A JP H01148434 A JPH01148434 A JP H01148434A JP 63268350 A JP63268350 A JP 63268350A JP 26835088 A JP26835088 A JP 26835088A JP H01148434 A JPH01148434 A JP H01148434A
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camshaft
cam
shape
semi
finished product
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Hans A Harle
ハンス　アー．ヘルレ
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Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
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Schwaebische Huettenwerke Automotive GmbH
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の利用分野〉 この発明は、軸部とカムとを備えたパイプないしカムの
形状を備えた半製品からカムシャフトを製作する方法、
つまり半製品を少なくとも部分的に取り囲みこれに径方
向のプレス力を作用させる工具セグメントによるハンマ
リング（Ｒｕｎｄｈａｗｌｓ＋ｅｒｎ　、　ｓｗａｇｉ
ｎｇ　）及びニーディング（Ｒｕｎｄｋｎｅｔｅｎ。
ｃｉｒｃｕｌａｒ　ｋｎｅａｄｉｎｇ　）によって、半
製品をカムシャフトの形状に整形加工する方法とこの方
法により製作されるカムシャフトに関する。
〈従来技術と発明が解決すべき課題〉 カムシャフトは、通常、１個の部材を鋳造や鍛造加工す
ることにより、基体上に配列された軸部とカムとが同時
に製作される。しかし、その後の仕上げ加工にかなりの
時間と経費がかかる。すなわち、−カムシャフトの研磨
及びカムの焼入れを経た後、カムシャフトのバランス取
りが必要である。
これらの大きな手間の他、このようなカムシャフトは材
料が中実とされているため、重量が大となるという欠点
も存在する。一方、自動車業界では、より軽量なカムシ
ャフトに対する要望が高まりつつある。
このような背景事情に基づき、基体としてパイプを使用
し、その上に焼結カムを装着させたカムシャフトが既に
提案されている。しかし、このような製作方法でもやは
りコストが嵩み、期待されたほどの実績が挙げられてい
ない。
ドイツ特許公開、第３５２８４６４号に、外周が軸部や
カム部分と同大ないし大なパイプを使用し、これをハン
マリング加工して整形する製作方法が記載されている。
また、この真円パイプの他、半製品としてカムの形状に
引き抜き加工されたパイプについても既に提案されてい
る。
しかし、この提案の実用化に際し、このような製作方法
は実行不能であることが明らかにされた。
すなわち、円形絞り加工に際しては、内と外とをカウン
ターサポートさせる必要がある筈で、その結果、荷重が
極めて大となり、寸法精度が低下する。しかもこのアー
バサポーターを引き抜くとき、軸部の狭い部分が邪魔に
なって引き抜き不能になるという、重大問題も発生する
筈である。卵形ないしカム形の半製品をハンマリング加
工するとき、円形の軸部整形用のハンマーが、先ず、こ
こから突出したカム部分に常に衝突する結果、軸部領域
の整形がコントロール不能に陥る筈である。そしてパイ
プに窪みが発生したり、場合によっては波打ちが生じる
恐れさえある。また、半製品がこの部分で片打ちされて
撓み、重大問題が発生する恐れもある筈である。
そこで、この発明は、冒頭に述べた様式の製作方法を、
上述したような諸問題が発生せず、しかも、僅かな経費
で、強度が大、且つ形状精度の高いカムシャフトの製作
が実現されるように、改良することを目的とする。
〈課題を解決するための手段〉 この目的は、この発明に基づき、第一工程において、カ
ムの形状を備えた半製品のカムシャフトの軸部となる領
域を鍛造またはハンマリング加工することによって、少
なくとも真円に近い形状に整形すること、およびこれに
引き続く第二工程において、軸部のみならずその他の部
分も少な（とも部分的に複数の工具セグメントで取り囲
み、径方向のプレス力を作用させてハンマリング及びニ
ーディングを加えることにより、その形状と断面形とを
変形させ、当該半製品をカムと軸部とを備えたカムシャ
フトの形状に整形加工することで達成される。
く作　　用〉 従って、この発明によれば、上記二つの工程を通じ、軸
部に対して実質的に均等なハンマリング加工が実施可能
となる。また、加工対象品が工具セグメントによって略
その全周を握持されるので、撓みや荷重の偏りの発生が
排除される。この発明に基づく製作方法による本質的な
特長は、半製品から略ぼ真円に近い断面形の軸部が得ら
れることである。
この整形加工は、任意の方式で実施可能であるが、熱間
加工方式によれば、一般に加工容易となると共に、仕上
がりも良好となる。
仕上がり直径が軸部の最終直径より若干大になるように
整形加工すると、有利である。そして、これに引き続く
ハンマリング及び二−デイング工程を通じ、軸部がその
最終直径にまで極めて高い精度で仕上げられる。このと
き、カム部分の材料が、その肉厚あるいはカムシャフト
の長さ方向もしくはその両方向に押しやられるので、カ
ム重量が正確に定まる。
場合によっては、半製品全体を加熱する必要はなく、加
工対象の軸部のみを部分加熱するだけで充分である。こ
の場合、鍛造プレスまたは鍛造ノ１ンマーを使用すると
よい。
カム形状の半製品は、パイプをプレスしてカム形状にし
たものを使用するとよい。
また、外径がカムシャフト完成品の最大直径ないし断面
より若干大な半製品を使用すると、有利である。このこ
とは、カム部分について特に該当する。
軸部及びカムいずれについてもその内側に中空部が残る
ような状態に直径比及び成形力が調整されると、軽量化
が最適に達成される。
カム形状の半製品からは、加工により、通常、同一面上
に整列されたカムが絞り出されるが、カムシャフトをこ
れに引き続く第三工程の捩じり工程にかけることにより
、各カムはそれぞれ所定位置まで捻られる。
〈実　施　例〉 次に、この発明を実施例の図を参照して更に詳細に説明
する。
第４図に描かれているようなカム形状の半製品が加工対
象材料となる。このような形状の半製品は、例えば、円
形断面のパイプをプレス加工することなどにより製作可
能なものである。この場合、二のパイプは、シームレス
あるいは溶接パイプの何れであってもよい。また、最初
からカムの形状を備えた任意の半製品を使用することも
、当然のことながら可能である。
カム形状のこの半製品は、第１工程において、カムシャ
フトの軸部となるべき箇所がそれに適当した形状に加工
される。そして必要に応じ、当該箇所だけを部分的に加
熱し、ここを２分割ドロップハンマーで円形断面に変形
させる。勿論、熱間鍛造によってもこの変形加工可能で
ある。
これに引き続く第２工程において、ハンマリング（Ｒｕ
ｎｄｈａｍｍｅｒｎ　、　ｓｗａｇｉｎｇ　）及びニー
ディング（Ｒｕｎｄｋｎｅｔｅｎ、　ｃｉｒｃｕｌａｒ
　ｋｎｅａｄｉｎｇ　）加工が実施される。
ある材料の断面を圧縮させるため、これの全体もしくは
一部を取り囲む２個またはそれ以上の個数の工具を用い
、ロッドやパイプの断面を縮小させて任意の形状にする
ニーディング加工の作業工程、変形プロセス及び動作原
理等は周知なことであるので、以下の説明では簡単にし
か触れないことにする。
第１図において、ハンマーシャフト１のヘッドには、ス
リット状のギャップが設けられており、ここに複数のハ
ンマリング工具（工具セグメント）２が収容されている
。この各ハンマリング工具２は、中間にバランシングプ
レート３を備えたハンマーロッド４を介して作動する。
そして被加工物９周囲には、ハンマーロッド４のころが
り軌道面５の凹凸によって、ハンマリングストロークに
必要なギャップが形成される。
ハンマーシャフト２と外輪８との間に、ローラーケージ
６が回動自在に配置され、該ローラーケージ６に設けら
れた孔の中にプレスローラー７が収容されている。
ハンマーシャフトｌが回転すると、遠心力によってこの
ハンマリング工具２が、そのロッド４を介し外方に移動
する。また、ハンマーシャフト１が停止または低速回転
中は、バネの力によってこの外向きの動きが実行される
。
ハンマーシャフト１が回転すると、ハンマーロラド４が
、そのころがり軌道５上でプレスローラー７を介して、
ローラーケージ６にハンマーシャフト１と同方向ではあ
るがハンマーシャフトエよりは温かに低速な相対運動を
誘発させる。そして、ハンマーロッド４がプレスローラ
ー７の下ヲ通過するたびに、ハンマリング工具２の加工
パワーとなる径方向内向きのプレス衝撃力が発生され、
これが被加工物９に伝達される。
他の実施態様においては、外輪８が回転され、ハンマー
シャフト１は、停止または反対方向に低速回転する。
これらの工具は、被加工物（この例ではカムシャフト）
の種類等、個々のケースごとにそれぞれ適当したものが
選定される。
第２図に、予備整形された半製品が原理的に描かれてい
るが、これの内側には、必要に応じてスピンドル１０を
配置するとよい。
この場合、被加工物は、軸方向にハンマリング工具２の
中に挿入される。
軸部のこの予備加工によって既に円形断面が得られるの
で、所定の形状への次のハンマリング加工が有利に実行
可能となる。
次に、カムシャフトの部分的側面図（第３図）を参照し
ながら、個々の工程について説明する。
第４図に示したようなカム形状（第３図では外側の破線
１１および１２で示す）の半製品９から出発し、第一工
程では、軸部１３Ｎ域のカム形状が、軸部１３領域の最
終仕上げ直径より若干大な直径に整形加工される。この
ときの直径を図中の破線１４と１５で示す。また、実線
で描かれた外形がカムシャフトの最終直径ないし断面に
該当する。また、カム形状の半製品９の直径をカムシャ
フト完成品の最大直径ないし断面より僅かばかり大に選
定した場合には、前記の破線１１および１２はカム１６
より更に外側に位置し、実線で描かれている最終直径ま
で更に圧縮加工される。
カムシャフトの軸部１３とカム部分１６との間に位置し
、最終状態においてやはり円形断面を備えていなければ
ならない部分も上記と同様な方法で整形加工される。
〈発明の効果〉 このようにして製作されたカムシャフトの重量は、中実
の鍛造または鍛造カムシャフトのそれの５０％まで軽量
化可能であり、しかも重量バランスに関しても優れたも
のとなる。
このカムシャフトは、パイプから製作されて軽量である
にもかかわらず、丈夫でしかも捩じり強度も大である。
ハンマリング及びニーディング加工に際し、重要かつ荷
重が集中する領域に材料が補強されることがｖａ認され
ている。
また、この発明に基づくニーディング加工によれば、カ
ム側面のカムシャフトへの移行部の形状が合理化される
等、カムシャフトの形状を、これに要求される諸条件に
より容易にマツチさせ得るので、極めて有利である。
この発明による製作方法によれば、切削加工されたカム
シャフトのような条痕は残らない。また、ハンマリング
及びニーディング加工、特にハンマリング加工を通じて
材料が改質されるので、必要に応じ、カムシャフト材料
として単純かつ安価な材料を用いても、この加工を通じ
て硬度や強度が高められる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、カムシャフト製作用工具の概略側面図、 第２図は、縮尺を拡大して描いた２個のハンマリング工
具と半製品の一部の縦断面図、第３図は、カムシャフト
の側面図、そして第４図は、カム形状の半製品の切り口
を示した側面図である。 ２・・・ハンマリング工具（工具セグメント）９・・・
半製品 １３・・・軸部 １６・・・カ　ム

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）軸部とカムとを備えたパイプまたはカムの形状を
    備えた半製品からカムシャフトを製作する方法であり、
    該半製品を少なくとも部分的に取り囲みこれに径方向の
    プレス力を作用させて該半製品の形状と断面形とを変形
    させる複数の工具セグメントによるハンマリング及びニ
    ーディングによって、該半製品にカムと軸部とを備えた
    カムシャフトの形状を形成させるカムシャフトの製作方
    法に於いて、 カム形状の半製品９が、第一工程において、上記カムシ
    ャフトの軸部１３となる領域について鍛造ないしハンマ
    リングにより、少なくとも円形に近く予備整形されるこ
    と、そしてまた第二工程において、軸部１３のみならず
    カムシャフトのその他の領域をを少なくとも部分的に取
    り囲み径方向のプレス力を作用させて形状と断面形とを
    変形させる複数の工具セグメントによるハンマリング及
    びニーディングによって、カム１６と軸部１３とを備え
    たカムシャフトの形状に形成されることを特徴とするカ
    ムシャフトの製作方法。
  2. （２）熱間整形加工することを特徴とする請求項（１）
    記載のカムシャフトの製作方法。
  3. （３）予備整形加工された直径が、軸部１３の最終直径
    より大であることを特徴とする請求項（１）または請求
    項（２）いずれか記載のカムシャフトの製作方法。
  4. （４）カムの形状を備えた半製品９が、パイプをカム形
    状にプレス変形させることにより製作されたものである
    ことを特徴とする請求項（１）〜請求項（３）いずれか
    記載のカムシャフトの製作方法。
  5. （５）カムシャフト完成品の最大直径ないし断面積より
    若干大な外径を備えた半製品９を使用することを特徴と
    する請求項（１）〜請求項（４）いずれか記載のカムシ
    ャフトの製作方法。
  6. （６）直径比及び成形力が、軸部１３及びカム１６いず
    れについてもその内側に中空部が残るような状態に調整
    されるものであることを特徴とする請求項（１）〜請求
    項（５）いずれか記載のカムシャフトの製作方法。
  7. （７）第三工程において、カムシャフトを捩じり工程に
    かけ、カム１６を所定位置まで捻ることを特徴とする請
    求項（１）〜請求項（６）いずれか記載のカムシャフト
    の製作方法。
JP63268350A 1987-10-28 1988-10-26 カムシャフトの製作方法 Pending JPH01148434A (ja)

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JP (1) JPH01148434A (ja)
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