JPH0422521A - カムシャフトの製造装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンに付帯するカムシャフトの製造方法お
よびその製造装置に関する。

（従来の技術） エンジンの吸、排気弁をロッカアームを介して開閉作動
させるカムシャフトは、従来では丸棒材からの削り出し
、あるいは鍛造による成形後の切削仕上げ、さらには別
途成形されたカムをシャフトに溶着させるなどにより製
作されていたが、いずれも無空構造であるため重量が嵩
み、エンジン周りの重量の増大を招くことから、シャフ
トをパイプ材とし、これにカム部材を固着してカムシャ
フトとするものが種々開発されている。

従来のパイプ製のものは、別途成形されたカムの円孔内
周にキー溝乃至はスプライン溝状の複数の凹溝を形成し
ておき、この円孔にパイプ材を挿通してかしめにより両
者を固着するようにしたものが知られている。

しかしながらこの方法によると、カムの製造時にその円
孔の内周面に溝加工を必要とするため予備加工が必要で
あるとともにカム部材自体は無空材であるから重量が嵩
み、したがってコストが掛る割には軽量化が十分に図れ
ないという問題があった。

そこでパイプ材のカム設置位置をバルジ加工によりカム
形状に膨出させ、そのカムの外周面を仕上げてカムシャ
フトとすることが考えられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらバルジ加工によりパイプ材にカムを固着さ
せる方法では、パイプ材を挿通したカムをバルジ型内の
カム設置位置にセットするとき、このカムの相互の角度
関係を正確に型内にセットすることがきわめて難かしく
、特に６気筒エンジン用の場合などでは１２バルブとな
り、これに見合う数のカムをすべて正しい角度にセット
することは容易でなく、しかも感に頼って角度合せする
ので正確にセットすることができず、またカム数が多く
なるとカム間隔が狭くなり、−層その作業は容易でない
。

またカムの角度が型と整合していないま＼バルジ加工を
行なうと、カムに割れが生じたり、固着が不完全になる
などの問題をもたらすことになる。

本発明はこれに鑑み、バルジ加工によるカムの固着作業
を容易とし、カムの角度ずれを生じることなくバルジ加
工によりカムシャフトを得ることができるカムシャフト
の製造方法、およびカムの仮付けを高能率に行なうため
の製造装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） 上記従来技術が有する問題点を解決する手段として、本
発明は、パイプ材の外周面のカム設置位置に、予じめ所
定のカム形状に形成されたカムを外嵌して角度合せした
のちこのカムをパイプ材の外周面に仮付けし、ついで次
位のカムをパイプ材のカム設置位置に外嵌して角度合せ
して仮付けし、すべてのカムをパイプ材に所定の角度関
係をもって仮付けしたのちバルジ型内に納め、バイブ材
内に圧力流体を圧入してカム設置位置のパイプ材を膨出
させて両者を圧接固着することを特徴とするものである
。またカムの仮付は装置として、パイプ材の端部を掴持
し角度割出し機能を備えた牽引移動自在とされたチャッ
ク装置と、パイプ材に同じ向きとして嵌合された所定個
数のカムの最前位置を規制するためカムに係合または非
係合位置にわたり進退自在とされたストッパと、これら
カムの後部を押動してカムを前記ストッパに当接させる
推進部材とを備え、ゴムバルジ装置のゴムを前記ストッ
パに当るカムの内周面に対応する位置に位置固定として
配置してなり、ストッパ直後のカムをゴムバルジ装置に
より仮付けしたのちストッパを退避させてチャック装置
でパイプ材を所定ピッチ分牽引するとともに角度出しの
ためパイプ材に回転を与え、次位のカムを同様にして仮
付けするようにしたことにある。

（作　用） パイプ材へのすべてのカムの仮付けはバルジ型の外部で
行なわれるので、カムの相互の角度関係を正確に確認し
て行なうことができ、すべてのカムを仮付けしたのちバ
ルジ型内のカム型に納めれば、カムの角度位置関係が乱
れることなく一挙に納まり、バルジ加工を行なうことに
より正確な角度をもって固定される。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例を参照して説明する。

図示の実施例は、カム１，１・・・の仮付けにゴムバル
ジ手段を用いて行なう場合を示している。

第１図において、ゴムバルジ装置は、パイプ材２の内周
に可及的に密に挿入し得る外径を有し少なくともカム１
の厚さよりもや＼長い軸長を有する円筒形のゴム３と、
このゴム３の奥側端面に当接されパイプ材２の内径より
や一小径の押圧板４と、ゴム３の手前側端面に当接され
パイプ材２の内径よりや＼小径の押圧面５を有する抑圧
部材６と、前記押圧板４および押圧部材６を貫通し頭部
７がこの押圧板４に係合する作動杆８とからなっており
、パイプ材２の外周面のカム設置位置にカム１を外嵌さ
せてその角度位置関係を設定するとともにゴムバルジ手
段のゴム３をそのカム１と対応する位置におき、ついで
押え部材６をストッパ９により後退勤を拘束したのち作
動杆８を矢印Ａ方向に強引することによりゴム３が押圧
面５と押圧板４との間で圧縮され、この軸方向への圧縮
により膨出する膨張力によりパイプ材２の内周を加圧し
、その位置のパイプ材２がカム１の内周面に圧接してカ
ム１がパイプ材２の外周面に固定される。

第２図は自動的にカム１をパイプ材２に所定の角度関係
をもって仮付けする装置の一例を示している。この実施
例はゴムバルジ装置のゴム３の位置を変えないようにし
、パイプ材２の外周面に複数個（図では８個）のカム１
□〜１８を所定の間隔をおきかつ各カム相互の角度関係
を正しくして順次仮付けするようになされたものである
。

すなわち、パイプ材２の端部をチャッキングし公知のイ
ンデックス機能（角度割出し機能）を備えたチャック装
置１０と、パイプ材２の外周にケース１１に納めて嵌合
した所定個数のカム１、〜１８を挟む推進部材１２と、
最前位におかれるカム１、に係合する位置から係合しな
い位置に進退自在とされたストッパ１３．１３と、仮付
けされるカムの次位のカムを位置ずれしないよう押える
押え手段としての押え具１４．１４’　とからなってお
り、ゴムバルジ装置のゴム３はストッパ１３゜１３によ
り係止されるカムと対応する位置におかれ、前記チャッ
ク１０は矢印Ｂ方向にカム１□〜１８の固定すべきピッ
チに対応した距離ずつ移動されるようになっている。

前記ストッパ１３．１３は第５図に、押え具１．４．１
４’　は第６図にそれぞれ例示するようにいずれもシリ
ンダ１５．１５および１６．１６のロッドに支持され、
矢印方向に進退動されるように構成される。

前記ケース１１は、第４図に示すようにカム１１〜１８
が内嵌されるようカムの形状に即した断面形状の空間を
有し、このケース１１の長手方向の一側には前記推進部
材１２およびケース１１内の最前位から２番目のカム１
２を押える押え具１４が進入し得るスリット１７が形成
され、他側にはケース１１内の２番目のカムに対応する
位置に下側の押え具１４′が進入し得るスリット１７′
が形成されている。

したがって１本のパイプ材２に取付けるべき個数のカム
１□〜１８をケース１１内に納めれば、各カム１１〜１
８はすべて同じ向きに揃って収納され、これらカム１１
〜１８の孔にパイプ材２を通し、パイプ材２の一端をチ
ャック１０に掴持させ、ストッパ１３に推進部材１２に
よりカム１１〜１８群を押しつける。このときゴムバル
ジ装置のゴム３は最前位のカム１１と対応した位置にお
かれている。

この状態において、作動杆８を矢印Ａ方向に強引し、ゴ
ム３を押圧板４と押圧面５とで強圧してパイプ材２を局
部的に膨出させ、その位置のカム１、の内周面に圧接し
て仮付けする（第２図）。

一つのカム１１の仮付けが完了したら、押え具１４　１
４’でケース１１内の最前位から２番目のカム１゜を押
え、作動杆８を戻すとともにストッパ１３を退避させた
のちチャック１０を矢印Ｂ方向へ所定のピッチ分だけ移
動させてパイプ材２を引くと、仮付けされたカム１１が
付いた状態でパイプ材２が引かれ、ついてストッパ１３
が進出して前記２番目のカム１２を係止し、押え具１４
゜１４′が退去するとともに推進部材１２がバイブ材２
上のカム１゜〜１８群を前進させる。

チャック１０が移動して最初のカム１□と２番目のカム
１２との間に所定のピッチ分だけ間隔をあける間にチャ
ック１０が予じめ定められた角度回転し、１番目のカム
１□に対する２番目のカム１□の角度出しが行なわれる
。その後前記と同様にケース１１内の２番目のカム１２
を押え具１４゜１４′で押え、ケース１１内での１番目
のカム１１をゴムバルジ装置で仮付けし、以後同様にし
て３番目のカム１３．４番目のカム１４の順にカム１８
までを仮付けすることによりパイプ材２の外周に第５図
に一部を示すようにカム１□〜１８が相互に所定の角度
関係をもって仮付けされる。

このようにしてすべてのカム１１〜１８をパイプ材２の
外周面に仮付けしたのち第８図示のようにバルジ型１８
の上型１８ａと下型１８ｂとの間に納め、矢印Ｃのよう
にパイプ材２内に高圧流体を圧入してバルジ加工を行な
う。この加工によりパイプ材２とカム１１〜１８の内周
面とが強圧されて完全に固定され、第５図示のままの形
のカムシャフトが得られる。この場合、カム１の内周面
に第９図に例示するような軸方向の凹凸条溝、そのほか
螺旋条溝、ローレット状溝等の凹凸部１９を形成してお
けば、パイプ材２との固着を一層確実なものとすること
ができる。

前記のカム１□〜１８の仮付は時には、カム１、をその
突部１ａを基準とする治具に位置を定めて支持させ、パ
イプ材２を通して仮付けしたのち次のカム１２に対しパ
イプ材２をコンピュータ制御により所定角度回転させて
同じく仮付けするようにすれば、各カム相互の角度位置
関係を正確にしかも迅速に仮付けすることができる。上
記仮付ケ手段はゴムバルジによるほか接着剤による仮付
は手段を用いることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、パイプ材にカムを
外嵌して角度合せしたのちこのカムをパイプ材に仮付け
し、ついで次位のカムを他の仮付けしたカムとの角度位
置を定めて仮付けし、すべてのカムをパイプ材に所定の
角度関係をもって仮付けしたのちバルジ型内に納めてバ
ルジ加工を行ない、パイプ材とカムとを圧接固定するこ
とによりカムシャフトを得るようにしたので、バルジ型
内においてカムを個々に角度合せする必要がなく、した
がってカム相互の角度位置関係をきわめて正確に固着す
ることができるとともに作業能率を著しく高めることが
できる。特に多気筒エンジン用のカムシャフトの場合に
その効果はきわめて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明における仮付は手段の一例としてのゴム
バルジを示す断面図、第２図は仮付は手段の具体的実施
例を示す断面図、第３図および第４図は同作動状態の断
面図、第５図および第６図はストッパおよび押え具の作
動機構の一例を示す正面図および断面図、第７図はパイ
プ材にカムが仮付けされた状態の一部の斜視図、第８図
はカムを仮付けしたパイプ材をバルジ型に納めた状態を
示す断面図、第９図はカムの内周面に凹凸部を形成した
場合の斜視図である。 １１〜１８・・・カム、２・・・パイプ材、３・・・ゴ
ム、４・・・押圧板、５・・・押圧面、６・・・押圧部
材、８・・・作動杆、１０・・・チャック装置、１１・
・・ケース、１２・・・推進部材、１３・・・ストッパ
、１４゜１４′・・・押え手段としての押え具、１７゜
１７′・・・スリット、１８・・・バルジ型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、パイプ材の外周面のカム設置位置に、予じめ所定の
   カム形状に形成されたカムを外嵌して角度合せしたのち
   このカムをパイプ材の外周面に仮付けし、ついで次位の
   カムをパイプ材のカム設置位置に外嵌して角度合せして
   仮付けし、すべてのカムをパイプ材に所定の角度関係を
   もって仮付けしたのちバルジ型内に納め、パイプ材内に
   圧力流体を圧入してカム設置位置のパイプ材を膨出させ
   て両者を圧接固着することを特徴とするカムシャフトの
   製造方法。 ２、前記カムの仮付けをゴムバルジで行なうことを特徴
   とする請求項１記載のカムシャフトの製造方法。 ３、パイプ材の端部を掴持し角度割出し機能を備え牽引
   移動自在とされたチャック装置と、パイプ材に同じ向き
   として嵌合された所定個数のカムの最前位置を規制する
   ためカムに係合または非係合位置にわたり進退自在とさ
   れたストッパと、これらカムの後部を押動してカムを前
   記ストッパに当接させる推進部材とを備え、ゴムバルジ
   装置のゴムを前記ストッパに当るカムの内周面に対応す
   る位置に位置固定として配置してなり、ストッパ直後の
   カムをゴムバルジ装置により仮付けしたのちストッパを
   退避させてチャック装置でパイプ材を所定ピッチ分牽引
   するとともに角度出しのためパイプ材に回転を与え、次
   位のカムを同様にして仮付けするようにしたことを特徴
   とするカムシャフトの製造装置。