JP2012154421A - Method for manufacturing assembly shaft - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an assembly shaft capable of reducing manufacturing cost by the decrease of man days, as a method for manufacturing an assembly shaft such as an assembly camshaft.SOLUTION: An outer circumferential surface 2A of a hollow shaft 2 is plastically deformed for its diameter to be expanded into a deformed cross sectional shape similar to the cross sectional shape of a specified plug, by way of a specified plug penetrating through along an inner surface 2B of the hollow shaft 2, while an outer circumferential surface of an end piece 3 is also plastically deformed for its diameter to be expanded into a deformed cross sectional shape similar to the cross sectional shape of the outer circumferential surface 2A of the hollow shaft 2. As a result, the outer circumferential surface of the hollow shaft 2 is brought to have the end piece 3, cam lobes 4, and journals 5 integrally and tightly attached thereto, while the outer circumferential surface of the end piece 3 has end piece flanges 6 integrally and tightly attached.

Description

本発明は、組立カムシャフトなどの組立シャフトの製造方法に関し、詳しくは、プラグ拡管法による組立シャフトの製造方法に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing an assembly shaft such as an assembly camshaft, and more particularly to a method for manufacturing an assembly shaft by a plug tube expansion method.

自動車用エンジンのカムシャフトにおいては、鋳造や鍛造の半製品に機械加工および表面焼入れなどの熱処理を施して製造される一体型カムシャフトが従来一般的であったが、これより軽量であってエンジンの加速性能および燃費の向上に寄与でき、しかも低価格化を達成できる組立カムシャフトが近年普及しつつある。   In general, camshafts for automobile engines are generally integrated camshafts that are manufactured by heat treatment such as machining and surface hardening of semi-finished products for casting and forging. In recent years, assembly camshafts that can contribute to the improvement of the acceleration performance and fuel consumption and that can achieve a reduction in price are becoming popular.

組立カムシャフトは、パイプ状の中空シャフトの外周面にカム(カムローブ、カムピース)やジャーナルなどの組付部品を嵌合して一体に固着させたものであり、その製造方法としては、圧入法、油圧拡張法、拡散接合法、バルジ拡管法、プラグ拡管法など種々の製造方法が知られている。   An assembly camshaft is an assembly in which assembly parts such as cams (cam lobes, cam pieces) and journals are fitted and fixed integrally on the outer peripheral surface of a pipe-shaped hollow shaft. Various manufacturing methods such as a hydraulic expansion method, a diffusion bonding method, a bulge tube expansion method, and a plug tube expansion method are known.

これらの製造方法にはそれぞれ一長一短があるが、そのうち、プラグ拡管法は、中空シャフトの内周面に沿ってプラグ(パンチ)を貫通させることにより中空シャフトを拡径させ、その外周面にカム(カムローブ、カムピース)やジャーナルなどの組付部品を一体に固着させる製造方法であり(例えば特許文献1〜3参照)、作業時間が極めて短いという利点がある。   Each of these manufacturing methods has advantages and disadvantages. Among them, the plug expansion method expands the diameter of the hollow shaft by penetrating the plug (punch) along the inner peripheral surface of the hollow shaft, and the cam ( This is a manufacturing method in which assembly parts such as a cam lobe and a cam piece and a journal are integrally fixed (for example, see Patent Documents 1 to 3), and has an advantage that the working time is extremely short.

ここで、特許文献1には、組立式カムシャフトの製造に当たり、中空シャフトの外周面に嵌合するカムローブおよびジャーナルの内周面に予め複数本の凹溝を形成しておき、中空シャフトの外周面をプラグにより拡径させてカムローブおよびジャーナルの内周面の複数本の凹溝内に噛み込ませることにより、中空シャフトの外周にカムローブおよびジャーナルを強固に固着させることが記載されている。   Here, in the manufacture of the assembly-type camshaft, a plurality of concave grooves are formed in advance on the inner peripheral surface of the cam lobe and journal that are fitted to the outer peripheral surface of the hollow shaft. It is described that the cam lobe and the journal are firmly fixed to the outer periphery of the hollow shaft by enlarging the surface with a plug and engaging with the plurality of concave grooves on the inner peripheral surface of the cam lobe and the journal.

また、特許文献2には、エンジン用カム軸の製造に当たり、管(中空シャフト)の外周面に嵌合するカムおよび軸受リングの内周面に予め複数の溝を形成しおき、管(中空シャフト)の内周面に沿って挿通されるプラグ(エキスパンダ工具)の突起により管(中空シャフト)の外周面をカムおよび軸受リングの内周面の複数の溝内に膨張させることにより、管(中空シャフト)の外周面にカムおよび軸受リングを固着させることが記載されている。   Further, in Patent Document 2, when manufacturing a cam shaft for an engine, a plurality of grooves are formed in advance on the inner peripheral surface of a cam and a bearing ring that are fitted to the outer peripheral surface of the tube (hollow shaft). ) By expanding the outer peripheral surface of the tube (hollow shaft) into a plurality of grooves on the inner peripheral surface of the cam and the bearing ring by the protrusion of the plug (expander tool) inserted along the inner peripheral surface of It is described that a cam and a bearing ring are fixed to the outer peripheral surface of a hollow shaft.

さらに、特許文献3には、カムシャフトの製造に当たり、シャフト(中空シャフト)の外周面に嵌合する焼結金属製のカムピースの内周面に予め鋼製のインナーピースを拡散結合しておき、そのインナーピースの内周面を多角形の断面形状とすることで、プラグにより拡径するシャフト(中空シャフト)の外周面をインナーピースの内周面に密着する多角形の断面形状に塑性変形させてシャフト(中空シャフト)の外周にカムピースを固着させることが記載されている。   Further, in Patent Document 3, in manufacturing a camshaft, a steel inner piece is diffusion-bonded in advance to an inner peripheral surface of a sintered metal cam piece fitted to an outer peripheral surface of a shaft (hollow shaft), By making the inner peripheral surface of the inner piece into a polygonal cross-sectional shape, the outer peripheral surface of the shaft (hollow shaft) whose diameter is expanded by the plug is plastically deformed into a polygonal cross-sectional shape that is in close contact with the inner peripheral surface of the inner piece. The cam piece is fixed to the outer periphery of the shaft (hollow shaft).

特開2000−145411号公報JP 2000-145411 A 特開平6−341304号公報JP-A-6-341304 特開平5−288014号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-288014

ところで、特許文献1に記載された組立式カムシャフトにおいては、その製造に当たり、中空シャフトの外周面に嵌合するカムローブやジャーナルなどの組付部品の内周面に予め複数本の凹溝を形成しておく必要がある。同様に特許文献2に記載されたエンジン用カム軸においても、その製造に当たり、中空シャフトの外周面に嵌合するカムや軸受リングなどの組付部品の内周面に予め複数の溝を形成しおく必要がある。   By the way, in the assembly type camshaft described in Patent Document 1, a plurality of concave grooves are formed in advance on the inner peripheral surface of an assembly part such as a cam lobe or a journal fitted to the outer peripheral surface of the hollow shaft. It is necessary to keep it. Similarly, in the engine camshaft described in Patent Document 2, a plurality of grooves are formed in advance on the inner peripheral surface of an assembly part such as a cam or a bearing ring that fits on the outer peripheral surface of the hollow shaft. It is necessary to keep.

加えて特許文献2に記載されたエンジン用カム軸においては、その製造に当たり、管(中空シャフト)の内周面に沿って挿通されるプラグ(エキスパンダ工具)の突起と、カムおよび軸受リングの内周面の複数の溝とを回転方向に位置合わせする必要がある。   In addition, in the engine camshaft described in Patent Document 2, the plug (expander tool) projections inserted along the inner peripheral surface of the pipe (hollow shaft), the cam and the bearing ring It is necessary to align the plurality of grooves on the inner peripheral surface in the rotation direction.

一方、特許文献3に記載されたカムシャフトにおいては、その製造に当たり、焼結金属製のカムピースの内周に予め拡散結合されるインナーピースの内周面を多角形の断面形状に形成しておく必要がある。   On the other hand, in the camshaft described in Patent Document 3, the inner peripheral surface of the inner piece that is diffusion-bonded in advance to the inner periphery of the sintered metal cam piece is formed in a polygonal cross-sectional shape. There is a need.

すなわち、組立カムシャフトの製造方法として従来一般に知られているプラグ拡管法においては、中空シャフトの外周面に嵌合されるカムなどの組付部品の内周面に予め複数本の凹溝などを形成しておくか、あるいは、組付部品の内周面を多角形の断面形状に形成しておく必要があり、また、中空シャフトに挿通されるプラグに対してカムなどの組付部品を周方向に位置合わせするという煩雑な作業が必要であって、製造工数が多く、製造コストが嵩むという問題がある。   That is, in a plug tube expansion method that is generally known as a manufacturing method of an assembly cam shaft, a plurality of concave grooves or the like are previously provided on the inner peripheral surface of an assembly part such as a cam fitted to the outer peripheral surface of the hollow shaft. The inner peripheral surface of the assembly part must be formed in a polygonal cross-sectional shape, and the assembly part such as a cam is surrounded by the plug inserted through the hollow shaft. There is a problem that a complicated operation of aligning in the direction is necessary, and the number of manufacturing steps is large and the manufacturing cost is increased.

加えて、特許文献1などに見られるように、従来一般に知られている組立カムシャフトにおいては、中空シャフトの端部にエンドピースを摩擦溶接、圧入、焼嵌め等の別途の手段で結合する必要があり、この点からも製造工数が多く、製造コストが嵩むという問題がある。   In addition, as can be seen in Patent Document 1 and the like, in the assembly camshaft that is generally known in the past, it is necessary to connect the end piece to the end of the hollow shaft by a separate means such as friction welding, press-fitting, or shrink fitting. From this point, there is a problem that the number of manufacturing steps is large and the manufacturing cost increases.

また、このようなエンドピースは、中実の丸棒から切削加工により削り出されるものであって、加工に長時間を要すると共に、その材料歩留まりが30%程度と低いという問題があった。   Further, such an end piece is cut out from a solid round bar by a cutting process, and has a problem that it takes a long time to process and the material yield is as low as about 30%.

本発明は、このような従来技術の問題点に対応してなされたものであり、組立カムシャフトなどの組立シャフトの製造方法として、製造工数の減少により製造コストを低減できる組立シャフトの製造方法を提供することを課題とする。   The present invention has been made in response to such problems of the prior art, and as a method of manufacturing an assembly shaft such as an assembly camshaft, an assembly shaft manufacturing method capable of reducing the manufacturing cost by reducing the number of manufacturing steps is provided. The issue is to provide.

このような課題を解決するため、本発明に係る組立シャフトの製造方法は、中空シャフトの外周面に組付部品を嵌合した状態で特定のプラグを中空シャフトの内周面に沿って貫通させることにより、中空シャフトを拡径させてその外周面に組付部品を一体に固着させるプラグ拡管法の組立シャフトの製造方法であって、特定のプラグとして、中空シャフトの内周面を押し拡げるテーパ面と、このテーパ面に連続して中空シャフトの内周面を所定寸法まで拡径させる円弧状の断面形状をした複数の拡径周面と、中空シャフトの内周面の縮径を防止する平坦な断面形状をした複数のバックアップ周面とを有し、複数の拡径周面と複数のバックアップ周面とが交互に配置される異形の断面形状を呈するプラグを使用することを特徴とする。   In order to solve such a problem, the manufacturing method of the assembly shaft according to the present invention allows a specific plug to pass through the inner peripheral surface of the hollow shaft in a state where the assembly part is fitted to the outer peripheral surface of the hollow shaft. This is a method of manufacturing an assembly shaft of the plug tube expansion method in which the hollow shaft is expanded and the assembly parts are integrally fixed to the outer peripheral surface of the hollow shaft, and the taper that expands the inner peripheral surface of the hollow shaft as a specific plug A plurality of diameter-enlarged circumferential surfaces having an arc-shaped cross-sectional shape that expands the inner circumferential surface of the hollow shaft to a predetermined dimension continuously with the tapered surface, and the inner circumferential surface of the hollow shaft is prevented from being reduced in diameter. A plurality of backup peripheral surfaces having a flat cross-sectional shape, and a plug having an irregular cross-sectional shape in which a plurality of enlarged diameter peripheral surfaces and a plurality of backup peripheral surfaces are alternately arranged is used. .

本発明に係る組立シャフトの製造方法では、特定のプラグが中空シャフトの内周面に沿って貫通することにより、特定のプラグのテーパ面が中空シャフトの内周面を押し拡げ、特定のプラグの円弧状の断面形状をした複数の拡径周面が中空シャフトの内周面を所定寸法まで拡径させる。その際、特定のプラグの平坦な断面形状した複数のバックアップ周面が中空シャフトの内周面の縮径を防止する。   In the manufacturing method of the assembly shaft according to the present invention, the specific plug penetrates along the inner peripheral surface of the hollow shaft, so that the tapered surface of the specific plug expands the inner peripheral surface of the hollow shaft, and A plurality of diameter-enlarged peripheral surfaces having an arcuate cross-sectional shape expand the inner peripheral surface of the hollow shaft to a predetermined size. At that time, the plurality of backup peripheral surfaces having a flat cross-sectional shape of the specific plug prevent the inner peripheral surface of the hollow shaft from being reduced in diameter.

これにより、中空シャフトの内周面が特定のプラグの異形の断面形状に倣った異形の断面形状に塑性変形して拡径し、これに応じて中空シャフトの外周面は、その内周面の断面形状、すなわち特定のプラグの異形の断面形状に相似した異形の断面形状に塑性変形して拡径する。その結果、中空シャフトの外周面に嵌合した組付部品が中空シャフトの軸方向および周方向に強固に一体に固着される。   As a result, the inner peripheral surface of the hollow shaft is plastically deformed into a deformed cross-sectional shape that follows the deformed cross-sectional shape of the specific plug, and the diameter of the hollow shaft is expanded. The cross-sectional shape, that is, a deformed cross-sectional shape similar to a specific cross-sectional shape of a specific plug, is plastically deformed and expanded in diameter. As a result, the assembly part fitted to the outer peripheral surface of the hollow shaft is firmly and integrally fixed in the axial direction and the circumferential direction of the hollow shaft.

本発明に係る組立シャフトの製造方法は、中空シャフトの端部に嵌合される円筒状のエンドピースと、このエンドピースの外周に嵌合されるリング状のエンドピースフランジと、中空シャフトの中間部に嵌合されるカムローブおよびジャーナルとを組付部品として備えた組立カムシャフトの製造方法に適用することができる。   A manufacturing method of an assembly shaft according to the present invention includes a cylindrical end piece fitted to an end of a hollow shaft, a ring-shaped end piece flange fitted to the outer periphery of the end piece, and an intermediate portion of the hollow shaft. The present invention can be applied to a method of manufacturing an assembled camshaft that includes a cam lobe and a journal that are fitted to the part as assembly parts.

この場合、特定のプラグが中空シャフトの内周面に沿って貫通することにより、中空シャフトの外周面が特定のプラグの異形の断面形状に相似した異形の断面形状に塑性変形して拡径する。その際、中空シャフトに嵌合された円筒状のエンドピースの内周面が中空シャフトの外周面の異形の断面形状に倣った異形の断面形状に塑性変形して拡径し、これに応じてエンドピースの外周面がその内周面の異形の断面形状に相似した異形の断面形状に塑性変形して拡径する。   In this case, the specific plug penetrates along the inner peripheral surface of the hollow shaft, so that the outer peripheral surface of the hollow shaft is plastically deformed into an irregular cross-sectional shape similar to the irregular cross-sectional shape of the specific plug and is expanded in diameter. . At that time, the inner peripheral surface of the cylindrical end piece fitted to the hollow shaft is plastically deformed into an irregular cross-sectional shape that follows the irregular cross-sectional shape of the outer peripheral surface of the hollow shaft, and the diameter is expanded accordingly. The outer peripheral surface of the end piece is plastically deformed into an irregular cross-sectional shape similar to the irregular cross-sectional shape of the inner peripheral surface, and the diameter is expanded.

その結果、中空シャフトの端部外周には円筒状のエンドピースが一体に固着され、中空シャフトの中間部外周にはカムピースおよびジャーナルが一体に固着されると共に、さらに、エンドピースの外周にはリング状のエンドピースフランジが一体に固着される。   As a result, a cylindrical end piece is integrally fixed to the outer periphery of the end portion of the hollow shaft, and a cam piece and a journal are integrally fixed to the outer periphery of the intermediate portion of the hollow shaft. Shaped end piece flanges are secured together.

本発明に係る組立シャフトの製造方法によれば、特定のプラグを中空シャフトの内周面に沿って貫通させることにより、中空シャフトの外周面を特定のプラグの異形の断面形状に相似した異形の断面形状に塑性変形させて拡径させることができ、中空シャフトの外周面に嵌合した組付部品を中空シャフトの軸方向および周方向に強固に一体に固着することができる。   According to the method of manufacturing the assembly shaft according to the present invention, the specific plug is penetrated along the inner peripheral surface of the hollow shaft, so that the outer peripheral surface of the hollow shaft has an irregular shape similar to the irregular sectional shape of the specific plug. The cross-sectional shape can be plastically deformed to expand the diameter, and the assembly part fitted to the outer peripheral surface of the hollow shaft can be firmly and integrally fixed in the axial direction and the peripheral direction of the hollow shaft.

特に、本発明の組立シャフトの製造方法によれば、部品として準備する中空シャフトおよび組付部品の嵌合面の断面形状は円形のままでよく、組付部品の内周面を多角形の断面形状としたり、組付部品の内周面や中空シャフトの外周面に凹溝や突起を形成し、あるいはローレット加工を施すなどの付加加工が一切不要であるため、中空シャフトおよび組付部品の製造工数を大幅に削減できる。また、中空シャフトの周方向に組付部品を位置合わせする作業も極めて簡単にすることができ、組立シャフトの製造コストを大幅に削減することができる。   In particular, according to the manufacturing method of the assembly shaft of the present invention, the cross-sectional shape of the fitting surface of the hollow shaft and the assembly component prepared as a component may remain circular, and the inner peripheral surface of the assembly component may be a polygonal cross-section. Manufacturing of hollow shafts and assembly parts is not necessary because it does not require any additional processing such as forming the shape, forming grooves or protrusions on the inner peripheral surface of the assembly part or the outer peripheral surface of the hollow shaft, or performing knurling. Man-hours can be greatly reduced. Further, the operation of aligning the assembly parts in the circumferential direction of the hollow shaft can be extremely simplified, and the manufacturing cost of the assembly shaft can be greatly reduced.

ここで、中空シャフトの端部に嵌合される円筒状のエンドピースと、このエンドピースの外周に嵌合されるリング状のエンドピースフランジと、中空シャフトの中間部に嵌合されるカムローブおよびジャーナルとを組付部品として備えた組立カムシャフトの製造に本発明の組立シャフトの製造方法を適用した場合、特定のプラグを中空シャフトの内周面に沿って貫通させることにより、中空シャフトの端部外周に円筒状のエンドピースを一体に固着し、中空シャフトの中間部外周にカムローブおよびジャーナルを一体に固着し、さらに、エンドピースの外周にリング状のエンドピースフランジを一体に固着することができる。   Here, a cylindrical end piece fitted to the end portion of the hollow shaft, a ring-shaped end piece flange fitted to the outer periphery of the end piece, a cam lobe fitted to the middle portion of the hollow shaft, and When the assembly shaft manufacturing method of the present invention is applied to the manufacture of an assembly camshaft having a journal as an assembly part, a specific plug is passed through the inner peripheral surface of the hollow shaft to thereby end the hollow shaft. Cylindrical end piece is fixed to the outer periphery of the part, cam lobe and journal are fixed to the outer periphery of the middle part of the hollow shaft, and ring-shaped end piece flange is fixed to the outer periphery of the end piece. it can.

本発明の一実施形態に係る組立シャフトの製造方法により製造された組立カムシャフトの完成品の概略構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the finished product of the assembly camshaft manufactured by the manufacturing method of the assembly shaft which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示した組立カムシャフトの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the assembly camshaft shown in FIG. 図2に示した組立カムシャフトの各部品の組付け状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the assembly | attachment state of each component of the assembly camshaft shown in FIG. 図1に示した組立カムシャフトの製造方法に使用する特定のプラグの構造を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the specific plug used for the manufacturing method of the assembly camshaft shown in FIG. 図4に示した特定のプラグを矢印方向から見た拡大正面図である。It is the enlarged front view which looked at the specific plug shown in FIG. 4 from the arrow direction. 図5に示した特定のプラグの拡径周面およびバックアップ周面の径方向位置の説明図である。It is explanatory drawing of the radial direction position of the diameter expansion surrounding surface and backup surrounding surface of the specific plug shown in FIG. 図1に示した中空シャフトの拡径状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the diameter expansion state of the hollow shaft shown in FIG.

以下、図面を参照して本発明に係る組立シャフトの製造方法の一実施形態を説明する。一実施形態に係る組立シャフトの製造方法は、例えば図1に示すような組立カムシャフト1を製造する方法である。そこで、まず、組立カムシャフト1について説明する。   Hereinafter, an embodiment of a manufacturing method of an assembly shaft according to the present invention will be described with reference to the drawings. An assembly shaft manufacturing method according to an embodiment is a method of manufacturing an assembly camshaft 1 as shown in FIG. 1, for example. First, the assembly camshaft 1 will be described.

組立カムシャフト1は、図示しない自動車用エンジンの動弁系を構成するものであり、図2および図3に示すように、パイプ状の中空シャフト2の一端部の外周面2Aに嵌合される円筒状のエンドピース3と、中空シャフト2の中間部から他端部わたる部分の外周面2Aに嵌合される複数のカムローブ4,4…および複数のジャーナル5,5…を組付部品として備えている。   The assembly camshaft 1 constitutes a valve system for an automobile engine (not shown), and is fitted to an outer peripheral surface 2A of one end of a pipe-shaped hollow shaft 2 as shown in FIGS. A cylindrical end piece 3 and a plurality of cam lobes 4, 4... And a plurality of journals 5, 5... Fitted to the outer peripheral surface 2 A of the portion extending from the intermediate portion to the other end of the hollow shaft 2 are provided as assembly parts. ing.

加えて、組立カムシャフト1は、エンドピース3の外周面に嵌合される一対のエンドピースフランジ6,6を組付部品として備えている。   In addition, the assembly camshaft 1 includes a pair of end piece flanges 6 and 6 fitted to the outer peripheral surface of the end piece 3 as an assembly part.

中空シャフト2は、外周面2Aおよび内周面2Bが適宜の表面粗さに塑性加工された鋼管製であり、その外径寸法は例えば26mmに設定され、その内径寸法は例えば16mmに設定されている。一方、エンドピース3は、外周面および内周面が適宜の表面粗さに塑性加工された鋼管製であり、その内径寸法は、中空シャフト2の外周面2Aに容易に嵌合できるように、中空シャフト2の外径寸法より0.1〜0.2mm大きくしてある。   The hollow shaft 2 is made of a steel pipe in which the outer peripheral surface 2A and the inner peripheral surface 2B are plastically processed to an appropriate surface roughness, the outer diameter dimension is set to 26 mm, for example, and the inner diameter dimension is set to 16 mm, for example. Yes. On the other hand, the end piece 3 is made of a steel pipe whose outer peripheral surface and inner peripheral surface are plastically processed to an appropriate surface roughness, and the inner diameter dimension thereof can be easily fitted to the outer peripheral surface 2A of the hollow shaft 2. The outer diameter of the hollow shaft 2 is 0.1 to 0.2 mm larger.

カムローブ4,4…は、中空シャフト2の外周面2Aに嵌合する装着穴(符号省略)をそれぞれ有する鍛造品や焼結品であり、その装着穴の内径寸法は、中空シャフト2の外周面2Aに容易に嵌合できるように、中空シャフト2の外径寸法より0.1〜0.2mm大きくしてある。そして、カムローブ4,4…の外周面には、表面焼入れなどの適宜の表面硬化処理が施されており、この外周面は、組立カムシャフト1の組立後に所定のカムプロフィールに研削加工される。   The cam lobes 4, 4... Are forged products or sintered products each having a mounting hole (reference numeral omitted) that fits into the outer peripheral surface 2A of the hollow shaft 2. The inner diameter of the mounting hole is the outer peripheral surface of the hollow shaft 2. The outer diameter of the hollow shaft 2 is 0.1 to 0.2 mm larger so that it can be easily fitted to 2A. The outer peripheral surfaces of the cam lobes 4, 4... Are subjected to appropriate surface hardening treatment such as surface hardening, and the outer peripheral surfaces are ground into a predetermined cam profile after the assembly camshaft 1 is assembled.

一方、エンドピースフランジ6,6は、板材を素材としてリング状にプレス加工されており、その内周面は、エンドピース3の外周面に容易に嵌合できるように、エンドピース3の外径寸法より0.1〜0.2mm大きくしてある。   On the other hand, the end piece flanges 6 and 6 are pressed into a ring shape using a plate material, and the inner peripheral surface thereof is the outer diameter of the end piece 3 so that it can be easily fitted to the outer peripheral surface of the end piece 3. 0.1 to 0.2 mm larger than the dimensions.

ここで、一実施形態の組立シャフトの製造方法には、図4に示す特定のプラグPが使用される。この特定のプラグPは、図3に示す中空シャフト2を拡径させるために使用されるものであり、中空シャフト2の内径より小径の軸部P1の先端にプラグ本体P2が一体に接続されている。   Here, the specific plug P shown in FIG. 4 is used for the manufacturing method of the assembly shaft of one Embodiment. This specific plug P is used for expanding the diameter of the hollow shaft 2 shown in FIG. 3, and the plug body P2 is integrally connected to the tip of the shaft portion P1 having a diameter smaller than the inner diameter of the hollow shaft 2. Yes.

プラグ本体P2は、例えば合金工具鋼製であり、その周面には表面焼入れなどの適宜の表面硬化処理が施されている。このプラグ本体P2の周面には、図5に示すように、中空シャフト2の内周面2Bを押し拡げるためのテーパ面P3と、このテーパ面P3に連続して中空シャフト2の内周面2Bを所定寸法まで拡径させるための円弧状の断面形状をした複数の拡径周面P4と、中空シャフト2の内周面2Bの縮径を防止するための平坦な断面形状をした複数のバックアップ周面P5とが形成されている。   The plug main body P2 is made of, for example, alloy tool steel, and an appropriate surface hardening treatment such as surface hardening is performed on the peripheral surface thereof. As shown in FIG. 5, on the peripheral surface of the plug body P2, a tapered surface P3 for expanding the inner peripheral surface 2B of the hollow shaft 2, and an inner peripheral surface of the hollow shaft 2 continuous with the tapered surface P3. A plurality of enlarged diameter peripheral surfaces P4 having an arc-shaped cross-sectional shape for expanding the diameter of 2B to a predetermined dimension and a plurality of flat sectional shapes for preventing the diameter reduction of the inner peripheral surface 2B of the hollow shaft 2 A backup peripheral surface P5 is formed.

プラグ本体P2のテーパ面P3は、例えば片側の勾配が10°に設定されている。そして、図6に示すように、プラグ本体P2の複数の拡径周面P4は、中空シャフト2の内周面2Bの断面円より直径が1mm程度大きい同心円の断面円に沿って形成されている。また、プラグ本体P2の複数のバックアップ周面P5は、中空シャフト2の内周面2Bの断面円の接線に沿って拡がる平坦面に形成されている。   The taper surface P3 of the plug body P2 has a slope on one side set to 10 °, for example. As shown in FIG. 6, the plurality of diameter-enlarged peripheral surfaces P4 of the plug body P2 are formed along concentric cross-sectional circles whose diameter is about 1 mm larger than the cross-sectional circle of the inner peripheral surface 2B of the hollow shaft 2. . Further, the plurality of backup peripheral surfaces P5 of the plug main body P2 are formed on a flat surface extending along the tangent to the cross-sectional circle of the inner peripheral surface 2B of the hollow shaft 2.

プラグ本体P2の複数の拡径周面P4と複数のバックアップ周面P5とは周方向に交互に形成されており、プラグ本体P2は異形の断面形状を呈している。図示の例では、5つのバックアップ周面P5が正五角形の輪郭線に沿って形成され、各バックアップ周面P5の間に5つの拡径周面P4が形成されている。   The plurality of enlarged diameter peripheral surfaces P4 and the plurality of backup peripheral surfaces P5 of the plug body P2 are alternately formed in the circumferential direction, and the plug body P2 has an irregular cross-sectional shape. In the illustrated example, five backup peripheral surfaces P5 are formed along a regular pentagonal outline, and five enlarged peripheral surfaces P4 are formed between the backup peripheral surfaces P5.

つぎに、一実施形態に係る組立シャフトの製造方法の工程を説明する。まず、図3に示すように、中空シャフト2の軸方向の所定位置にエンドピース3、カムローブ4,4…およびジャーナル5,5…を嵌合して保持する。その際、カムローブ4,4…は中空シャフト2の周方向の所定位置に保持する。なお、一対のエンドピースフランジ6,6は、予めエンドピース3の軸方向の所定位置に嵌合しておく。   Next, steps of the method for manufacturing the assembly shaft according to the embodiment will be described. First, as shown in FIG. 3, the end piece 3, the cam lobes 4, 4... And the journals 5, 5. At that time, the cam lobes 4, 4... Are held at predetermined positions in the circumferential direction of the hollow shaft 2. The pair of end piece flanges 6 and 6 are fitted in advance at predetermined positions in the axial direction of the end piece 3.

このように中空シャフト2、エンドピース3、カムローブ4,4…、ジャーナル5,5…およびエンドピースフランジ6,6を相互に組み付けて所定位置に保持する作業は、各部品を所定位置に把持できる複数のロボットハンドを備えた専用の接合機(図示省略)を使用して行う。   As described above, the work of assembling the hollow shaft 2, the end piece 3, the cam lobes 4, 4,..., The journals 5, 5,. This is performed using a dedicated bonding machine (not shown) having a plurality of robot hands.

つぎに、図示しない油圧シリンダー装置などを使用して図3に示した特定のプラグPの軸部P1を押圧することにより、特定のプラグPのプラグ本体P2を中空シャフト2の内周面2Bに沿って貫通させる。   Next, the plug body P2 of the specific plug P is pressed onto the inner peripheral surface 2B of the hollow shaft 2 by pressing the shaft portion P1 of the specific plug P shown in FIG. Penetrate along.

これにより、プラグ本体P2のテーパ面P3が中空シャフト2の内周面2Bを押し拡げ、特定のプラグPの円弧状の断面形状をした複数の拡径周面P4が中空シャフト2の内周面2Bを差渡し径で1mm、片側0.5mm程度拡径させる。その際、特定のプラグPの平坦な断面形状した複数のバックアップ周面P5が中空シャフト2の内周面2Bの縮径を防止する。   Thereby, the taper surface P3 of the plug body P2 pushes and expands the inner peripheral surface 2B of the hollow shaft 2, and a plurality of enlarged diameter peripheral surfaces P4 having a circular cross-sectional shape of the specific plug P are the inner peripheral surface of the hollow shaft 2. The diameter of 2B is increased by about 1 mm in the passing diameter and about 0.5 mm on one side. At that time, the plurality of backup peripheral surfaces P5 having a flat cross-sectional shape of the specific plug P prevent the inner peripheral surface 2B of the hollow shaft 2 from being reduced in diameter.

その結果、中空シャフト2の内周面2Bがプラグ本体P2の異形の断面形状に倣った異形の断面形状に塑性変形して拡径し、中空シャフト2の外周面2Aがその内周面2Bの断面形状に相似した異形の断面形状に塑性変形して拡径する。すなわち、図7に示すように、中空シャフト2の内周面2Bおよび外周面2Aが二点鎖線で示す円形の断面形状から実線で示す異形の断面形状に塑性変形して拡径する。   As a result, the inner peripheral surface 2B of the hollow shaft 2 is plastically deformed into a deformed cross-sectional shape that follows the deformed cross-sectional shape of the plug body P2, and the diameter is expanded, and the outer peripheral surface 2A of the hollow shaft 2 is The diameter is expanded by plastic deformation to an irregular cross-sectional shape similar to the cross-sectional shape. That is, as shown in FIG. 7, the inner peripheral surface 2B and the outer peripheral surface 2A of the hollow shaft 2 are plastically deformed from a circular cross-sectional shape indicated by a two-dot chain line to an irregular cross-sectional shape indicated by a solid line, and the diameter is increased.

同様に、エンドピース3の内周面が中空シャフト2の外周面2Aの異形の断面形状に倣った異形の断面形状に塑性変形して拡径し、エンドピース3の外周面がその内周面の異形の断面形状に相似した異形の断面形状に塑性変形して拡径する。   Similarly, the inner peripheral surface of the end piece 3 is plastically deformed into a deformed cross-sectional shape that follows the deformed cross-sectional shape of the outer peripheral surface 2A of the hollow shaft 2 and expanded in diameter, and the outer peripheral surface of the end piece 3 is its inner peripheral surface. The diameter is expanded by plastic deformation to an irregular cross-sectional shape similar to the irregular cross-sectional shape.

ここで、エンドピース3、カムローブ4,4…およびジャーナル5,5…のそれぞれの内周面が中空シャフト2の外周面2Aに倣って異形の断面形状に塑性変形することで、エンドピース3、カムローブ4,4…およびジャーナル5,5…が中空シャフト2の外周面2Aに対し周方向に強固に固着される。   Here, the inner peripheral surfaces of the end piece 3, the cam lobes 4, 4... And the journals 5, 5... Are plastically deformed into an irregular cross-sectional shape following the outer peripheral surface 2A of the hollow shaft 2, so that the end piece 3, The cam lobes 4, 4 ... and the journals 5, 5 ... are firmly fixed to the outer peripheral surface 2A of the hollow shaft 2 in the circumferential direction.

また、エンドピース3、カムローブ4,4…およびジャーナル5,5…の相互間において、これらの内径よりも大きく中空シャフト2の外周面2Aが拡径することにより、エンドピース3、カムローブ4,4…およびジャーナル5,5…が中空シャフト2の軸方向に強固に固着される。   Further, the end piece 3, cam lobes 4, 4... And the journals 5, 5. ... and the journals 5, 5, ... are firmly fixed in the axial direction of the hollow shaft 2.

さらに、エンドピース3の外周面が異形の断面形状に塑性変形して拡径し、これに倣って一対のエンドピースフランジ6,6の内周面が異形の断面形状に塑性変形することで、一対のエンドピースフランジ6,6がエンドピース3に対し周方向に強固に固着される。   Furthermore, the outer peripheral surface of the end piece 3 is plastically deformed into an irregular cross-sectional shape and expanded in diameter, and the inner peripheral surfaces of the pair of end piece flanges 6 and 6 are plastically deformed into an irregular cross-sectional shape following this, The pair of end piece flanges 6 and 6 are firmly fixed to the end piece 3 in the circumferential direction.

また、一対のエンドピースフランジ6,6の相互間において、これらの内径よりも大きくエンドピース3の外周面が拡径することにより、一対のエンドピースフランジ6,6がエンドピース3の軸方向に強固に固着される。   Further, between the pair of end piece flanges 6 and 6, the diameter of the outer peripheral surface of the end piece 3 is larger than the inner diameter thereof, so that the pair of end piece flanges 6 and 6 are arranged in the axial direction of the end piece 3. Firmly fixed.

こうして、図1に示すように、中空シャフト2の一端部の外周面2Aには円筒状のエンドピース3が一体に固着され、中空シャフト2の中間部から他端部わたる部分の外周面2Aには複数のカムローブ4,4…および複数のジャーナル5,5…が一体に固着される。さらに、エンドピース3の外周には一対のエンドピースフランジ6,6が一体に固着される。   Thus, as shown in FIG. 1, the cylindrical end piece 3 is integrally fixed to the outer peripheral surface 2 </ b> A of the one end portion of the hollow shaft 2, and the outer peripheral surface 2 </ b> A of the portion extending from the intermediate portion to the other end portion of the hollow shaft 2. The plurality of cam lobes 4, 4... And the plurality of journals 5, 5. Further, a pair of end piece flanges 6 and 6 are integrally fixed to the outer periphery of the end piece 3.

従って、一実施形態の組立シャフトの製造方法によれば、図示しない油圧シリンダー装置を使用して特定のプラグPのプラグ本体P2を中空シャフト2の内周面2Bに沿って貫通させるという、数秒から数十秒程度の極めて短い時間の作業により、エンドピース3、カムローブ4,4…、ジャーナル5,5…およびエンドピースフランジ6,6を中空シャフト2に対してその軸方向および周方向に強固に一体に固着することができる。   Therefore, according to the manufacturing method of the assembly shaft of one embodiment, the plug body P2 of the specific plug P is penetrated along the inner peripheral surface 2B of the hollow shaft 2 using a hydraulic cylinder device (not shown) from several seconds. The end piece 3, cam lobes 4, 4..., Journals 5, 5... And end piece flanges 6, 6 are firmly tightened in the axial direction and circumferential direction with respect to the hollow shaft 2. Can be fixed together.

そして、特に、本実施形態の組立シャフトの製造方法によれば、部品として準備するエンドピース3、カムローブ4,4…およびジャーナル5,5…と中空シャフト2との嵌合面の断面形状は円形のままでよく、エンドピース3とエンドピースフランジ6,6との嵌合面の断面形状も円形のままでよいため、これらの嵌合面の断面形状を多角形にしたり、これらの嵌合面に凹溝や突起を形成し、あるいはローレット加工を施すものに較べて中空シャフト2および組付部品の製造工数を大幅に削減できる。   In particular, according to the method of manufacturing the assembly shaft of the present embodiment, the cross-sectional shape of the fitting surface between the end piece 3, cam lobes 4, 4... And journals 5, 5. Since the cross-sectional shape of the fitting surface between the end piece 3 and the end piece flanges 6 and 6 may remain circular, the cross-sectional shape of these fitting surfaces may be polygonal or these fitting surfaces The manufacturing man-hours of the hollow shaft 2 and the assembly parts can be greatly reduced as compared with those in which concave grooves and protrusions are formed on the inner surface or knurled.

また、中空シャフト2と組付部品であるエンドピース3、カムローブ4,4…およびジャーナル5,5…との周方向の位置合わせも極めて簡単にすることができ、組立シャフトの製造コストを大幅に削減することができる。   Further, the alignment of the hollow shaft 2 with the end piece 3, cam lobes 4, 4,... And journals 5, 5,. Can be reduced.

本発明に係る組立シャフトの製造方法は、前述した一実施形態に限定されるものではない。例えば、特定のプラグPのプラグ本体P2に形成されるテーパ面P3は、片側10°の勾配に限らず、5〜20°の勾配に変更することができる。また、拡径周面P4の差渡し径は、中空シャフト2の材質や寸法に応じ、中空シャフト2の内周面2Bの内径寸法より0.5mm以上の範囲で大きく設定してもよい。   The manufacturing method of the assembly shaft according to the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the taper surface P3 formed on the plug body P2 of a specific plug P is not limited to a gradient of 10 ° on one side, but can be changed to a gradient of 5 to 20 °. The diameter of the enlarged peripheral surface P4 may be set larger in the range of 0.5 mm or more than the inner diameter of the inner peripheral surface 2B of the hollow shaft 2 according to the material and dimensions of the hollow shaft 2.

さらに、プラグ本体P2に形成されるバックアップ周面P5は、中空シャフト2の内周面2Bより若干大きな断面円の接線に沿って拡がる平坦面としてもよい。そして、図5に示すよう5つの拡径周面P4の間に5つのバックアップ周面P5が形成されたプラグ本体P2の異形の断面形状は、例えば6つの拡径周面P4の間に6つのバックアップ周面P5が形成された異形の断面形状にも変更可能である。   Furthermore, the backup peripheral surface P5 formed on the plug body P2 may be a flat surface that extends along a tangent to a slightly larger cross-sectional circle than the inner peripheral surface 2B of the hollow shaft 2. And, as shown in FIG. 5, the irregular cross-sectional shape of the plug body P2 in which the five backup peripheral surfaces P5 are formed between the five enlarged peripheral surfaces P4 is, for example, six between the six enlarged peripheral surfaces P4. It can also be changed to an irregular cross-sectional shape in which the backup peripheral surface P5 is formed.

また、本発明の組立シャフトの製造方法は、前述した組立カムシャフトに限らず、種々の寸法の中空シャフトの外周面に種々の形状の組付部品を嵌合して一体に固着させることができ、例えば、中空シャフトを主体とするステアリングシャフトの製造にも適用することができる。   In addition, the method of manufacturing the assembly shaft according to the present invention is not limited to the assembly cam shaft described above, and it is possible to fit the assembly parts of various shapes to the outer peripheral surface of the hollow shaft of various dimensions and fix them together. For example, the present invention can be applied to the manufacture of a steering shaft mainly composed of a hollow shaft.

1 :組立カムシャフト
2 :中空シャフト
2A:外周面
2B:内周面
3 :エンドピース
4 :カムローブ
5 :ジャーナル
6 :エンドピースフランジ
P :特定のプラグ
P1:軸部
P2:プラグ本体
P3:テーパ面
P4:拡径周面
P5:バックアップ周面
1: Assembly camshaft 2: Hollow shaft 2A: Outer peripheral surface 2B: Inner peripheral surface 3: End piece 4: Cam lobe 5: Journal 6: End piece flange P: Specific plug P1: Shaft P2: Plug body P3: Tapered surface P4: Expanded peripheral surface P5: Backup peripheral surface

Claims (2)

中空シャフトの外周面に組付部品を嵌合した状態で特定のプラグを中空シャフトの内周面に沿って貫通させることにより、中空シャフトを拡径させてその外周面に組付部品を一体に固着させるプラグ拡管法の組立シャフトの製造方法であって、
前記特定のプラグとして、前記中空シャフトの内周面を押し拡げるテーパ面と、このテーパ面に連続して中空シャフトの内周面を所定寸法まで拡径させる円弧状の断面形状をした複数の拡径周面と、中空シャフトの内周面の縮径を防止する平坦な断面形状した複数のバックアップ周面とを有し、前記複数の拡径周面と複数のバックアップ周面とが交互に配置される異形の断面形状を呈するプラグを使用することを特徴とする組立シャフトの製造方法。
By inserting a specific plug along the inner peripheral surface of the hollow shaft with the assembled component fitted to the outer peripheral surface of the hollow shaft, the hollow shaft is expanded in diameter and the assembled component is integrated on the outer peripheral surface. A method of manufacturing an assembly shaft of a plug tube expanding method,
As the specific plug, there are a taper surface that pushes and expands the inner peripheral surface of the hollow shaft, and a plurality of expansions having an arc-shaped cross-sectional shape that expands the inner peripheral surface of the hollow shaft to a predetermined dimension continuously from the taper surface. A plurality of backup peripheral surfaces having a flat cross-sectional shape to prevent diameter reduction of the inner peripheral surface of the hollow shaft, and the plurality of enlarged peripheral surfaces and the plurality of backup peripheral surfaces are alternately arranged. The manufacturing method of the assembly shaft characterized by using the plug which exhibits the unusual cross-sectional shape.
前記組立シャフトは、前記中空シャフトの端部に嵌合される円筒状のエンドピースと、このエンドピースの外周に嵌合されるリング状のエンドピースフランジと、中空シャフトの中間部に嵌合されるカムローブおよびジャーナルとを組付部品として備えた組立カムシャフトであることを特徴とする請求項1に記載の組立シャフトの製造方法。   The assembly shaft is fitted to a cylindrical end piece fitted to the end of the hollow shaft, a ring-shaped end piece flange fitted to the outer periphery of the end piece, and an intermediate part of the hollow shaft. 2. The method of manufacturing an assembly shaft according to claim 1, wherein the assembly camshaft includes a cam lobe and a journal as assembly parts.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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