JP2008163833A - カムシャフトの組み付け方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 カムロブやジャーナル等の装着物と中空シャフトとを高い結合力で、簡易に組み付けると共に、中空シャフト拡径装置のコストを削減する。
【解決手段】複数の装着物２，３の装着孔２ａ，３ａに中空シャフト４を挿入し、所定の間隔を置いて配置する第一工程と、複数の装着物２，３が所定の間隔を置いて配置された中空シャフト４の、中空孔４ａを拡径して、複数の装着物２，３間の中空シャフト外周に装着孔２ａ，３ａの内径よりも大径の大径部４ｂを成形する第二工程と、中空シャフト４及び／又は装着物２，３を軸線方向に移動することにより、中空シャフト４の大径部４ｂを装着物２，３の装着孔２ａ，３ａに圧入し、複数の装着物２，３と中空シャフト４とを結合する第三工程と、からなる。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動車等のエンジンに使用されるカムシャフトの組み付け方法及びその装置に関する。

従来、カムロブ装着孔を有するカムロブ、及びジャーナル装着孔を有するジャーナル等の装着物と軸部材とを組み付ける第一のカムシャフトの組み付け方法として、バルジ成形が知られている。すなわち、軸部材を、中空孔を有する中空シャフトとし、カムロブ装着孔及びジャーナル装着孔に中空シャフトを挿入後、中空シャフト拡径装置により、中空シャフトの中空孔に高圧で液体を供給し、中空シャフト外周を拡径させる。これにより、カムロブ装着孔及びジャーナル装着孔に中空シャフト外周が圧接されて結合し、複数のカムロブ及びジャーナルと軸部材とを組み付けている（特許文献１参照）。

また、カムロブ装着孔を有する複数のカムロブと軸部材とを組み付ける第二のカムシャフトの組み付け方法として、軸部材の第一のカムロブの装着箇所にカムロブ装着孔の内径よりも大径の第一の大径部を成形し、この第一の大径部に第一のカムロブを圧入後、軸部材の第二のカムロブの装着箇所にカムロブ装着孔の内径よりも大径の第二の大径部を成形し、この第二の大径部に第二のカムロブを圧入し、この組み付け作業を繰り返して、複数のカムロブと軸部材とを組み付けている（特許文献２参照）。
特開昭６２−９７７２２号公報 特開昭６３−２９７７０７号公報

しかし、上記第一のカムシャフトの組み付け方法においては、中空シャフト外周を拡径させ、カムロブのカムロブ装着孔、及びジャーナルのジャーナル装着孔に中空シャフト外周が圧接されて結合し、複数のカムロブ及びジャーナルと中空シャフト外周とを組み付けるため、結合時のカムロブ装着孔及びジャーナル装着孔に対する中空シャフトの押圧力が不十分であると、カムロブ及びジャーナルと中空シャフトの結合力が低くなるという問題があった。そこで、カムロブ及びジャーナルと中空シャフトの結合力を高めるため、中空シャフト拡径装置は、高圧で液体を供給し、カムロブのカムロブ装着孔、及びジャーナルのジャーナル装着孔に対する中空シャフトの押圧力を高めて、カムロブ及びジャーナルと中空シャフトの結合力を高くするという方法がある。しかし、中空シャフト拡径装置が、高圧で液体を供給しようとすると、中空シャフト拡径装置の性能を高めなければならず、中空シャフト拡径装置がコスト高となるという問題もあった。

また、上記第二のカムシャフトの組み付け方法においては、カムロブ装着孔を有する一個のカムロブと軸部材とを組み付ける毎に、軸部材にカムロブ装着孔の内径よりも大径の大径部を成形しなければならず、複数のカムロブと軸部材とを組み付ける製造工程が複雑となるという問題があった。

そこで、本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、カムロブやジャーナル等の装着物と中空シャフトとを高い結合力で、簡易に組み付けると共に、中空シャフトを拡径する中空シャフト拡径装置のコストを削減するカムシャフトの組み付け方法及びその装置を提供することを目的とする。

本発明のカムシャフトの組み付け方法は、装着孔を有する複数の装着物と軸線方向に延びる中空孔を有する中空シャフトとを組み付けるカムシャフトの組み付け方法において、複数の装着物の装着孔に中空シャフトを挿入し、所定の間隔を置いて配置する第一工程と、複数の装着物が所定の間隔を置いて配置された中空シャフトの、中空孔を拡径して、複数の装着物間の中空シャフト外周に装着孔の内径よりも大径の大径部を成形する第二工程と、中空シャフト及び／又は装着物を軸線方向に移動することにより、中空シャフトの大径部を装着物の装着孔に圧入し、複数の装着物と中空シャフトとを結合する第三工程と、からなることを第１の特徴とする。

本発明のカムシャフトの組み付け装置は、装着孔を有する複数の装着物を、所定の間隔を置いて配置する配置装置と、複数の装着物の装着孔に挿入された中空シャフトの、軸線方向に延びる中空孔を拡径して、中空シャフト外周に装着孔の内径よりも大径の大径部を成形する中空シャフト拡径装置と、大径部を有する中空シャフト及び／又は複数の装着物を軸線方向に移動し、中空シャフトの大径部を装着物の装着孔に圧入する移動装置と、を備えることを第２の特徴とする。

本発明の第１の特徴のカムシャフトの組み付け方法によれば、装着孔を有する複数の装着物と軸線方向に延びる中空孔を有する中空シャフトとを組み付けるカムシャフトの組み付け方法において、複数の装着物の装着孔に中空シャフトを挿入し、所定の間隔を置いて配置する第一工程と、複数の装着物が所定の間隔を置いて配置された中空シャフトの、中空孔を拡径して、複数の装着物間の中空シャフト外周に装着孔の内径よりも大径の大径部を成形する第二工程と、中空シャフト及び／又は装着物を軸線方向に移動することにより、中空シャフトの大径部を装着物の装着孔に圧入し、複数の装着物と中空シャフトとを結合する第三工程と、からなるため、中空シャフトを複数の装着物の装着孔に圧入することにより、複数の装着物と中空シャフトとを高い結合力で組み付けることができる。しかも、中空シャフト及び／又は装着物を軸線方向に移動するのみでよいので、複数の装着物と中空シャフトとを簡易に組み付けることができる。

本発明の第２の特徴のカムシャフトの組み付け装置によれば、装着孔を有する複数の装着物を、所定の間隔を置いて配置する配置装置と、複数の装着物の装着孔に挿入された中空シャフトの、軸線方向に延びる中空孔を拡径して、中空シャフト外周に装着孔の内径よりも大径の大径部を成形する中空シャフト拡径装置と、大径部を有する中空シャフト及び／又は複数の装着物を軸線方向に移動し、中空シャフトの大径部を装着物の装着孔に圧入する移動装置と、を備えるため、本発明のカムシャフトの組み付け方法を実現することができる。また、中空シャフト外周に装着孔の内径よりも大径の大径部を成形するのみでよいので、中空シャフト拡径装置が、必要以上に高圧で液体を供給する必要が無く、中空シャフト拡径装置のコストを抑えることができる。

図１乃至図７は本発明の実施例を示すもので、図１は、カムシャフトの部分断面正面図、図２は、装着物を配置する前の状態のカムシャフト組み付け装置の部分断面正面図、図３は、装着物を配置した状態のカムシャフト組み付け装置の部分断面正面図、図４は、装着物と中空シャフトとを配置した状態のカムシャフト組み付け装置の部分断面正面図、図５は、中空シャフトを拡径した状態のカムシャフト組み付け装置の部分断面正面図、図６は、移動装置により装着物を移動した状態のカムシャフト組み付け装置の部分断面正面図、図７は、移動装置により装着物の移動が完了した状態のカムシャフト組み付け装置の部分断面正面図である。

まず、図１に基づいてカムシャフト１を説明する。カムシャフト１は、軸線方向に延びる中空シャフト４と、軸線方向に所定の間隔をおいて中空シャフト４上に組み付けられた装着物としての複数のカムロブ２、及び複数のジャーナル３を備える。複数のカムロブ２の各々には、軸線方向に中空シャフト４が挿入される装着孔として、内径が他のカムロブ２と同径のカムロブ装着孔２ａが成形されている。同様に、複数のジャーナル３の各々には、軸線方向に中空シャフト４が挿入される装着孔として、内径が他のジャーナル３及びカムロブ２と同径のジャーナル装着孔３ａが成形されている。また、中空シャフト４は、内部に軸線方向に延びる中空孔４ａが貫通形成されている。

上記カムロブ２のカムロブ装着孔２ａ及びジャーナル３のジャーナル装着孔３ａについて図２に基づいて説明する。カムロブ装着孔２ａの軸線方向の端部には、後述する中空シャフト４の大径部４ｂをカムロブ装着孔２ａに圧入する時に、大径部４ｂを案内するカムロブ傾斜部２ｂが成形されている。同様に、ジャーナル装着孔３ａの軸線方向端部に、後述する中空シャフト４の大径部４ｂをジャーナル装着孔３ａに圧入する時に、大径部４ｂを案内するジャーナル傾斜部３ｂが成形されている。

続いて、図２に基づいてカムロブ２及びジャーナル３と中空シャフト４とを組み付けるカムシャフト組み付け装置３１について説明する。カムシャフト組み付け装置３１は、中央に、カムロブ２を所定の間隔を置いて配置するカムロブ型彫空間２２、ジャーナル３を所定の間隔を置いて配置するジャーナル型彫空間２３、中空シャフト４を所定の間隔を置いて配置する中空シャフト型彫空間２４、中空シャフト４の拡径量を規制する大径部型彫空間２５が成形された上型１０及び下型１１（配置装置）を、軸線方向に複数備えている。１２は、移動装置で、複数の上型１０の各々の上部には、各上型１０を軸線方向に移動する上型移動装置１３を備え、複数の下型１１の下部には、各下型１１を軸線方向に移動する下型移動装置１４を備える。また、図４に示すようにカムシャフト組み付け装置３１の中央には、第一栓１５及び第二栓１６により中空シャフト４の両端を封止し、第一栓１５の液体注入孔１７から高圧で液体を供給して、中空シャフト４の中空孔４ａを拡径する中空シャフト拡径装置１９を備える。

次に、図２乃至図７に基づいてカムロブ２及びジャーナル３を中空シャフト４に組み付ける組み付け方法について説明する。まず、図２に示すように、複数のカムロブ２を下型１１のカムロブ型彫空間２２に取り付けると共に、複数のジャーナル３を下型１１のジャーナル型彫空間２３に取り付ける。続いて、図３に示すように、上型１０を下降させ、上型１０と下型１１の間に複数のカムロブ２及びジャーナル３を軸線に対し所定の回転角で配置する。そして、図４に示すように、第一工程として、カムロブ装着孔２ａ及びジャーナル軸孔３ａに中空シャフト４を挿入し、中空シャフト４上にカムロブ２及びジャーナル３を所定の間隔を置いて配置し、中空シャフト４の両端を第一栓１５及び第二栓１６によって封止する。

図５に示すように、第二工程として、中空シャフト拡径装置１９の液体注入孔１７から中空シャフト４の中空孔４ａに高圧で液体を供給し、中空孔４ａを拡径する。この時、中空シャフト４の外周は、上型１０及び下型１１に成形された大径部型彫空間２５まで拡径し、軸線方向に隣接する２つのカムロブ２の間、軸線方向に隣接するカムロブ２とジャーナル３の間、中空シャフト４の端部と端部のカムロブ２若しくはジャーナル３の間に、カムロブ装着孔２ａ及びジャーナル装着孔３ａの内径よりも若干大径の大径部４ｂを成形する。

中空シャフト４の大径部４ｂの成形が終了すると、図６に示すように、中空シャフト４の両端の第一栓１５及び第二栓１６を取り外し、中空シャフト４の中の液体を放出する。その後、軸線方向の一端部に位置する上型１０及び下型１１を上型移動装置１３及び下型移動装置１４によって同時に中空シャフト４の軸線方向の一端部に移動する。続いて第三工程として、移動した上型１０及び下型１１に隣接する上型１０及び下型１１を型内にカムロブ２若しくはジャーナル３を保持した状態で同方向に隣接する大径部４ｂまで移動する。このカムロブ２若しくはジャーナル３の移動により、カムロブ装着孔２ａ若しくはジャーナル装着孔３ａに中空シャフト４の大径部４ｂを圧入し、カムロブ２若しくはジャーナル３と中空シャフト４が結合される。さらに、同様の方法で隣接するカムロブ２若しくはジャーナル３を順番に隣接する大径部４ｂへ同方向に移動し、図７に示すように、中空シャフト４と複数のカムロブ２、及び複数のジャーナル３とが結合する。その後、上型１０が上昇して、複数のカムロブ２、及び複数のジャーナル３と中空シャフト４が結合されたカムシャフト１を図示しない搬送装置によって、カムシャフト組み付け装置３１から取り外し、カムシャフト１の組み付けが完了する。

以上のように、カムロブ装着孔２ａを有する複数のカムロブ２、及びジャーナル装着孔３ａを有する複数のジャーナル３と軸線方向に延びる中空孔４ａを有する中空シャフト４とを組み付けるカムシャフト１の組み付け方法において、複数のカムロブ２のカムロブ装着孔２ａ、及び複数のジャーナル３のジャーナル装着孔３ａに中空シャフト４を挿入し、所定の間隔を置いて配置する第一工程と、複数のカムロブ２及び複数のジャーナル３が所定の間隔を置いて配置された中空シャフト４の、中空孔４ａを拡径して、２つのカムロブ２間、又はカムロブ２とジャーナル３間の中空シャフト外周にカムロブ装着孔２ａ及びジャーナル装着孔３ａの内径よりも大径の大径部４ｂを成形する第二工程と、中空シャフト４及び／又はカムロブ２及びジャーナル３を軸線方向に移動することにより、中空シャフト４の大径部４ｂをカムロブ２のカムロブ装着孔２ａ、及びジャーナル３のジャーナル装着孔３ａに圧入し、複数のカムロブ２及び複数のジャーナル３と中空シャフト４とを結合する第三工程と、からなるため、中空シャフト４を複数のカムロブ２のカムロブ装着孔２ａ、及び複数のジャーナル３のジャーナル装着孔３ａに圧入することにより、複数のカムロブ２及び複数のジャーナル３と中空シャフト４とを高い結合力で組み付けることができる。しかも、中空シャフト４及び／又は複数のカムロブ２及び複数のジャーナル３を軸線方向に移動するのみでよいので、複数のカムロブ２及び複数のジャーナル３と中空シャフト４とを簡易に組み付けることができる。

また、カムシャフト１のカムシャフト組み付け装置３１は、カムロブ装着孔２ａを有する複数のカムロブ２、及びジャーナル装着孔３ａを有する複数のジャーナル３を、所定の間隔を置いて配置する配置装置１０，１１と、複数のカムロブ２のカムロブ装着孔２ａ、及び複数のジャーナル３のジャーナル装着孔３ａに挿入された中空シャフト４の、軸線方向に延びる中空孔４ａを拡径して、中空シャフト外周にカムロブ装着孔２ａ、及びジャーナル装着孔３ａの内径よりも大径の大径部４ｂを成形する中空シャフト拡径装置１９と、大径部４ｂを有する中空シャフト４及び／又は複数のカムロブ２及び複数のジャーナル３を軸線方向に移動し、中空シャフト４の大径部４ｂを複数のカムロブ２のカムロブ装着孔２ａ、及び複数のジャーナル３のジャーナル装着孔３ａに圧入する移動装置１２と、を備えるため、本発明のカムシャフト１の組み付け方法を実現することができる。また、中空シャフト外周にカムロブ装着孔２ａ、及びジャーナル装着孔３ａの内径よりも大径の大径部１４を成形するのみでよいので、中空シャフト拡径装置１９が、必要以上に高圧で液体を供給する必要が無く、中空シャフト拡径装置１９のコストを抑えることができる。

尚、本発明の実施例では、中空シャフト４を固定し、カムロブ２及びジャーナル３を軸線方向に移動して、中空シャフト４の大径部４ｂをカムロブ装着孔２ａ及びジャーナル装着孔３ａに圧入し、カムロブ２及びジャーナル３と中空シャフト４とを結合しているが、カムロブ２及びジャーナル３を固定し、大径部４ｂを有する中空シャフト４を軸線方向に移動して、中空シャフト４の大径部４ｂをカムロブ装着孔２ａ及びジャーナル装着孔３ａに圧入し、カムロブ２及びジャーナル３と中空シャフト４とを結合する、或いは、中空シャフト４とカムロブ２及びジャーナル３の双方を移動して、中空シャフト４の大径部４ｂをカムロブ装着孔２ａ及びジャーナル装着孔３ａに圧入し、カムロブ２及びジャーナル３と中空シャフト４とを結合する方法を用いてもよい。また、本発明の実施例では、中空シャフト４の中空孔４ａを液体により拡径しているが、中空孔４ａの内径よりも大径の押圧部材を中空シャフト４の中空孔４ａに圧入して、中空シャフト４の中空孔４ａを拡径してもよい。

本発明のカムシャフトの部分断面正面図である。 本発明の装着物を配置する前の状態のカムシャフト組み付け装置の部分断面正面図である。 本発明の装着物を配置した状態のカムシャフト組み付け装置の部分断面正面図である。 本発明の装着物と中空シャフトとを配置した状態のカムシャフト組み付け装置の部分断面正面図である。 本発明の中空シャフトを拡径した状態のカムシャフト組み付け装置の部分断面正面図である。 本発明の移動装置により装着物を移動した状態のカムシャフト組み付け装置の部分断面正面図である。 本発明の移動装置により装着物の移動が完了した状態のカムシャフト組み付け装置の部分断面正面図である。

符号の説明

１ カムシャフト
２ カムロブ（装着物）
３ ジャーナル（装着物）
２ａ カムロブ装着孔（装着孔）
３ａ ジャーナル装着孔（装着孔）
４ 中空シャフト
４ａ 中空孔
４ｂ 大径部
１０ 上型（配置装置）
１１ 下型（配置装置）
１２ 移動装置
１９ 中空シャフト拡径装置

Claims (2)

1. 装着孔（２ａ，３ａ）を有する複数の装着物（２，３）と軸線方向に延びる中空孔（４ａ）を有する中空シャフト（４）とを組み付けるカムシャフトの組み付け方法において、
   前記複数の装着物（２，３）の装着孔（２ａ，３ａ）に前記中空シャフト（４）を挿入し、所定の間隔を置いて配置する第一工程と、
   該複数の装着物（２，３）が所定の間隔を置いて配置された中空シャフト（４）の、中空孔（４ａ）を拡径して、複数の装着物（２，３）間の中空シャフト外周に装着孔（２ａ，３ａ）の内径よりも大径の大径部（４ｂ）を成形する第二工程と、
   前記中空シャフト（４）及び／又は前記装着物（２，３）を軸線方向に移動することにより、中空シャフト（４）の大径部（４ｂ）を装着物（２，３）の装着孔（２ａ，３ａ）に圧入し、複数の装着物（２，３）と中空シャフト（４）とを結合する第三工程と、からなるカムシャフトの組み付け方法。
2. 装着孔（２ａ，３ａ）を有する複数の装着物（２，３）を、所定の間隔を置いて配置する配置装置（１０，１１）と、
   該複数の装着物（２，３）の装着孔（２ａ，３ａ）に挿入された中空シャフト（４）の、軸線方向に延びる中空孔（４ａ）を拡径して、中空シャフト外周に装着孔（２ａ，３ａ）の内径よりも大径の大径部（４ｂ）を成形する中空シャフト拡径装置（１９）と、
   該大径部（４ｂ）を有する中空シャフト（４）及び／又は前記複数の装着物（２，３）を軸線方向に移動し、中空シャフト（４）の大径部（４ｂ）を装着物（２，３）の装着孔（２ａ，３ａ）に圧入する移動装置（１２）と、を備えるカムシャフトの組み付け装置。

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