JP2767323B2 - カムシャフトの製造方法および装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸排気弁を
開閉させるカムシャフトのカム曲面形状の仕上げ加工に
利用する。

【０００２】本発明は、シェービングダイにより外形形
状が形成されたカムを用いてカムシャフトを製造する方
法および装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】内燃機関シリンダ内の燃焼ガスの吸排気
を行う吸排気弁の開閉動作を微妙、かつ有効に制御する
ためには、カムの外周をきわめて複雑な数式によって設
計された曲面に加工することが必要であり、従来技術で
は、カム素材をシャフトに組み付け、シャフトの両セン
タを基準にしてカム面およびシャフト外周を数値制御に
より研削加工し、軸芯に対するカム曲面の精度を維持し
ていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような研削加工に
より精度を得る方法では、カム素材をシャフトに組み付
けてカムシャフトとしてさらに研削加工を行うことが必
要であるために、特殊な設備が必要となり、また、加工
上カムのプロフィル形状に制約があり、更に多くの加工
時間を要することから生産性が上がらず、設計上の問題
や製造コストの低減ができない問題があった。

【０００５】本発明はこのような問題を解決するもの
で、カムプロフィルの形状の制約を少なくし、エンジン
性能を向上させ、さらにカム曲面の加工時間を短縮し、
生産性の向上およびコストの低減をはかることができる
方法および製造を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、棒材から切断
され、冷間鍛造され、熱処理され、形状の一次加工が施
されたカム素材を設計されたカム形状に形成する工程
と、この工程により形成されたカムをシャフトに嵌入す
る工程とを含むカムシャフトの製造方法において、前記
カム形状に形成する工程は、設計されたカム形状に対応
する曲面が形成されたシェービングダイを前記カム素材
の軸と平行な方向に移動させて行うシェービング工程を
含むことを特徴とする。

【０００７】前記シェービング工程は、一つのカムの製
造について、前記シャフトの嵌入孔の内径を基準として
行うことが望ましく、カム外周は、設計された形状に対
応する曲面が形成されたシェービングダイと、このシェ
ービングダイをカム素材の軸と平行な方向に移動させる
手段とを備えた製造装置を用いて形成することができ
る。

【０００８】

【作用】棒材を切断して冷間鍛造を行い、熱処理を施し
たカム素材の内径を研削加工し、この内径を基準にして
設計されたカム形状に対応する曲面が形成されたシェー
ビングダイをカム素材の軸と平行な方向に移動させてシ
ェービング加工する。

【０００９】これにより、軸芯に対してカム形状を高い
精度で形成することができ、さらに、研削加工をなくす
ことができるために加工時間が短縮され、生産性を向上
させるとともに製造コストを低減することができる。

【００１０】

【実施例】次に、本発明実施例を図面に基づいて説明す
る。図１は本発明に係るシェービングダイを用いたカム
の曲面加工を説明する斜視図、図２は本発明に係るカム
シャフト製造の工程の流れを示す流れ図、図３(a) は冷
間鍛造されたカム素材の外観を示す斜視図、同図(b) は
シェービングダイにより加工された後のカムの外観を示
す斜視図、図４はカムシャフトの完成状態を示す斜視図
である。

【００１１】本発明実施例装置は、設計されたカム形状
に対応する曲面が形成されたシェービングダイ11と、基
準ピン12および位置決めのためのノックピン13が設けら
れた下型14と、この下型14を載置して固定しシェービン
グダイ11をカム素材１の軸芯と平行に移動させる手段と
を備える。移動させる手段にはプレス機械を用いること
ができる。

【００１２】次に、図２に示すカムシャフトの製造工程
について説明する。

【００１３】まず、棒材を切断し図３(a) に示すような
内外周に取り代を見込んだカム素材１を冷間鍛造により
製造する。次いで、カム素材１に設けられた下穴１a を
ブローチあるいは旋削によって加工した後、さらに研削
により仕上げを行い図３(b)に示す基準穴１b を設け
る。

【００１４】この基準穴１b を下型14に設けられた基準
ピン12に挿通してノックピン13により位置決めを行い、
シェービングダイ11を図１に示す矢印方向に移動させ、
カム素材１の外周を設計された形状に加工する。

【００１５】このようにして外周が加工された図３(b)
に示すカム10は、図４に示すようにパイプ材を旋削加工
後、研削加工により仕上げたシャフト20の所定の位置に
焼ばめにより固定し、ジャーナル21を取付ける。

【００１６】本発明の特徴とするところは、シャフトの
嵌入孔を基準にしてフォーミングされたダイによりカム
形状を仕上げることにあり、これにより設計上要求され
るカム形状に対し高い精度で対応できる加工を一工程で
行うことができる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
ムシャフト製造の工程中カム形状の形成をシェービング
ダイを用いて加工することにより、設計上要求される複
雑なカム形状を高い精度で短時間に加工することがで
き、それに伴って生産性を向上させるとともに製造コス
トを低減することができる効果がある。

【００１８】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るシェービングダイを用いたカム
曲面加工を説明する斜視図。

【図２】 本発明に係るカムシャフト製造の工程の流れ
を示す流れ図。

【図３】 (a) は冷間鍛造されたカム素材の外観を示す
斜視図。

【図３】 (b) は本発明に係るシェービングダイにより
加工された後のカムの外観を示す斜視図。

【図４】 カムシャフトの完成状態を示す斜視図。

【符号の説明】

１ カム素材 １a 下穴 １b 基準穴 10 カム 11 シェービングダイ 12 基準ピン 13 ノックピン 14 下型 20 シャフト 21 ジャーナル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊原 美樹 東京都日野市日野台３丁目１番地１ 日 野自動車工業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01L 1/04 B21D 53/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 棒材から切断され、冷間鍛造され、熱処
   理され、形状の一次加工が施されたカム素材を設計され
   たカム形状に形成する工程と、 この工程により形成されたカムをシャフトに嵌入する工
   程とを含むカムシャフトの製造方法において、 前記カム形状に形成する工程は前記シャフトに嵌入され
   る前の状態でカム形状を仕上げる仕上加工工程を含み、 この仕上加工工程は、カム素材を下型に載置固定し、設
   計されたカム形状に対応する曲面が形成されたシェービ
   ングダイを前記カム素材の軸と平行な方向に移動させて
   行うシェービング工程を含み、 前記シェービング工程は、一つのカムの製造について、
   前記シャフトの嵌入孔を研削し、これを基準孔としてを
   前記下型の基準ピンに挿通して位置決めを行う ことを特
   徴とするカムシャフトの製造方法。
2. 【請求項２】 前記嵌入する工程は前記カムを前記シャ
   フトの所定の位置に焼ばめにより固定する工程を含む請
   求項１記載のカムシャフトの製造方法。
3. 【請求項３】 設計されたカム形状に対応する曲面が形
   成されたシェービングダイと、 研削されたカムシャフトの嵌入孔を基準孔として位置決
   めを行うピンによりカム素材を載置固定する下型と、 下型に載置固定された 前記カム素材に対して前記シェー
   ビングダイを前記カム素材の軸と平行な方向に移動させ
   る手段とを備えたカムシャフトの製造装置。