JP3714588B2

JP3714588B2 - カムスプロケットの製造方法

Info

Publication number: JP3714588B2
Application number: JP23742699A
Authority: JP
Inventors: 善樹鈴木; 企雄菅沼; 忠太郎小林
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-08-24
Filing date: 1999-08-24
Publication date: 2005-11-09
Anticipated expiration: 2019-08-24
Also published as: JP2001062539A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動二輪車用のカムスプロケットを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は、自動二輪車用のカムスプロケットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
カムスプロケットＣの外周には、カムチェーンが掛け回される歯Ｃ１が形成されている。また、カムスプロケットＣの中心部には、カムシャフトが貫通する基準穴Ｃ２が形成され、その周りに軽量穴Ｃ３が形成されている。また、カムスプロケットＣの一方の端面には、逃げ溝Ｃ４が形成されている。そのため、歯Ｃ１が形成された外周は、内側に比較して肉厚の状態にある。なお、図６の符号Ｃ５で示す部分は、カムシャフトのフランジに取り付けられるためのボルト穴である。
【０００３】
自動二輪車用のカムスプロケットの一般的な製造方法について、以下の二通りの場合を例に説明する。
図７は、第１の従来方法を示すフロー図である。第１の従来方法では、板鋼板にブランク加工を施してブランク材を成形し（Ｓ３１）、このブランク材に基準穴や軽量穴を切削加工する（Ｓ３２）。さらに、このブランク材の外周に、歯部両側面Ｒ旋削（Ｓ３３）、ＨＯＢ歯切り加工（Ｓ３４）を施す。その後、ＨＯＢ歯切り加工を施したブランク材に、浸炭焼入処理（Ｓ３５）、ショット処理（Ｓ３６）、歯面バリ取り処理（Ｓ３７）、基準穴等の内径仕上げ処理（Ｓ３８）を施してカムスプロケットＣ（図６参照）を完成する。
【０００４】
図８は、第２の従来方法を示すフロー図である。第２の従来方法では、板鋼板に、精密プレス加工（以下、ファインブランキング加工と称する）を施す（Ｓ４１）。図９（ａ）は、ファインブランキング加工を模式的に示す側面図であり、図９（ｂ）は、ファインブランキング加工によって成形されるスプロケット素材を模式的に示す側面図である。
【０００５】
ファインブランキング加工では、図９（ａ）の如く、パンチ台５１上に板鋼板Ｎを送り込む（図９矢印Ｙ参照）。この板鋼板Ｎは、板拘束Ｖリンク５２によって固定される。すると、この板鋼板Ｎに上型摺動パンチ５３が作用し、円形素材Ｎ１を打ち抜く。なお、円形素材Ｎ１の外周には、併せて歯が打ち抜かれる。さらに、この円形素材Ｎ１には、芯穴パンチ５４、小穴パンチ５５が作用し、基準穴Ｎ２や軽量穴Ｎ３が打ち抜かれる。
以上のファインブランキング加工により、図９（ｂ）に示すスプロケット素材Ｂが形成される。なお、図９（ｂ）中の符号Ｓで示す部材は、ファインブランキング加工によって生じるスクラップ材である。
【０００６】
ファインブランキング加工の後、図８の如く、歯側面Ｒ旋削（Ｓ４２）、内径逃げ旋削（Ｓ４３）を施す。ちなみに、図１０（ａ）は、歯側面Ｒ旋削を行っている状態を示す概略側面図であり、図１０（ｂ）は、内径逃げ旋削を行っている状態を示す概略側面図である。
歯側面Ｒ旋削では、ファインブランキング加工によって形成された歯の側面に、Ｒをつける。また、内径逃げ旋削（Ｓ４３）では、スプロケット素材Ｂの一方の端面に逃げ溝を形成する。なお、図１０の符号５１で示す部材は、スプロケット素材Ｂを保持するチャックであり、符号５２で示す部材は、スプロケット素材Ｂを回転させる主軸である。また、符号５３で示す部材は、刃具である。
【０００７】
その後、図８の如く、スプロケット素材Ｂ（図９参照）に面取り切削（Ｓ４４）、浸炭焼入処理（Ｓ４５）、ショット処理（Ｓ４６）、歯面バリ取り処理（Ｓ４７）、さらに、内径仕上げ処理（Ｓ４８）を行ってカムスプロケットＣ（図６参照）を完成する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記各従来方法では、種々の問題点を有していた。この問題点について、具体的に説明する。
第１の従来方法では、先に、板鋼板にブランク加工を施してブランク材を成形し、その後、このブランク材に切削加工を施して基準穴等を形成する。つまり、第１の従来方法では、ブランク加工によって所定形状、具体的には逃げ溝Ｃ４等を形成した円盤状のブランク材を成形する必要があり、工数や時間的な面から効率が悪かった。また、このブランク材に基準穴等を形成する場合、ブランク材にはつかみ代が少なく、切削加工が困難であった。
【０００９】
一方、第２の従来方法では、図１０の如く、スプロケット素材Ｂに対し、歯側面Ｒ旋削や内径逃げ旋削を施す必要がある。しかし、このスプロケット素材Ｂも、前記ブラケット材と同様、つかみ代が少ないため、切削加工が困難である。また、第２の従来方法では、ファインブランキング加工によって、予め基準穴等を形成している。そのため、スプロケット素材Ｂの端面に逃げ溝を形成する場合、刃具が、基準穴等に当って断続切削になってしまう。そのため、刃先の欠けが生じ易く、刃具の寿命が短くなる。また、ファインブランキング加工を行うために使用される金型は、一般的に高価であり、コストアップにつながり易かった。
【００１０】
本発明は、以上の問題点を解決することを課題としており、切削加工を行う工程を極力減少し、効率的なカムスプロケットの製造を可能にする製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明は、少なくとも、以下の第１から第６工程を有するカムスプロケットの製造方法であり、第１工程では、プレス成形によって円形板状素材の中心部をインロー半抜きし、第２工程では、前記第１工程で形成された円形板状素材の形状に対応した一対の支柱部で挟み込んだ状態で、前記中心部を基準に、前記円形板状素材の外周を、回転ロール成形によって増肉し、第３工程では、打ち抜き加工によって前記円形板状素材に基準穴、および軽量穴を形成し、第４工程では、前記基準穴の内径を旋削し、第５工程では、前記基準穴にリーマ加工を施し、第６工程では、前記円形板状素材の外周にＨＯＢ歯切り加工を施すことを特徴とするカムスプロケットの製造方法とした。
本発明の如く、回転ロール成形によって円形板状素材の外周を増肉するものとすれば、この増肉によって逃げ溝が形成されるため、事後処理において必要となる切削加工処理が減少する。
【００１３】
一方、前記回転ロール成形に使用される回転ロール成形装置であって、円形板状素材を挟持し、かつ、この円形板状素材を円周方向に回転させる素材保持部と、前記円形板状素材の外周に当接可能な成形部と、この成形部を、前記円形板状素材の回転に対して従動回転可能に支持するロール部と、前記成形部を、前記円形板状素材の中心方向に向けて押圧する押圧部とを備え、前記成形部を前記円形板状素材の外周に当接させ、かつ押圧することにより、前記外周を増肉することを特徴とする回転ロール成形装置とすることもできる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明を、実施の形態に基づき、適宜図面を参照しつつ具体的に説明する。
図１は、本実施の形態に係る自動二輪車用のカムスプロケットの製造方法であり、具体的な流れを示すフロー図である。また、図２は、円形板状素材が、自動二輪車用のカムスプロケットになるまでの過程において辿った形状を模式的に示す側面図である。さらに、図３は、ＨＯＢ歯切り加工状態を示す概略側面図、図４は、本実施の形態に係る回転ロール成形装置を示す側面図であり、（ａ）は成形部が円形板状素材から離れている状態を示し、（ｂ）は成形部が円形板状素材を押圧している状態を示す。
【００１５】
本実施の形態に係るカムスプロケットの製造方法では、図４で示す回転ロール成形装置１によって円形板状素材Ｗに回転ロール成形を施し、円形板状素材Ｗの外周を増肉する。そして、この外周にＨＯＢ加工を施し、歯を形成する。以下、各工程に分け、カムスプロケット製造方法を具体的に説明する。
【００１６】
第１工程では、まず、円形板状素材Ｗの中心部を、プレス成形によってインロー半抜きする（Ｓ１）。つまり、図２（ａ）で示す平板の状態から、（ｂ）で示す如く、円形板状素材Ｗの中心部に有底のインロー溝Ｗ１を形成した状態とする。
第２工程では、インロー半抜きした中心部を基準に、円形板状素材Ｗの外周に回転ロール成形を施す（Ｓ２）。円形板状素材Ｗの回転ロール成形は、回転ロール成形装置（以下、成形装置と称する）によって行う。なお、この回転ロール成形によって、図２（ｃ）の如く、円形板状素材Ｗの外周Ｗ３が、増肉される。また、この増肉により、円形板状素材Ｗの内側に逃げ溝Ｃ４が形成される。
【００１７】
第３工程では、打ち抜き加工により、円形板状素材Ｗに、基準穴Ｃ２、軽量穴Ｃ３等を形成する（Ｓ３）。この打ち抜き加工された後の円形板状素材Ｗの状態を、図２（ｄ）で示す。
第４工程では、基準穴内径旋削（Ｓ４）を行い、第５工程では、基準穴リーマ（Ｓ５）を施す。基準穴内径旋削にて、前記打ち抜き加工によって生じたバリ等を取り除き、基準穴リーマ加工により、基準穴径の精度を担保する。
【００１８】
第６工程では、ＨＯＢ歯切り加工を施す（Ｓ６）。このＨＯＢ歯切りにより、増肉された円形板状素材Ｗの外周に、カムチェーンが掛け回される歯Ｃ１（図６参照）が形成される。
図３は、ＨＯＢ歯切り加工状態を示す概略側面図である。本実施の形態に係るＨＯＢ歯切り加工では、円形板状素材Ｗを同芯状に複数積み重ね、この複数の円形板状素材Ｗの外周に対し、ホブ３１が歯Ｃ１を形成する。なお、ＨＯＢ歯切り加工では、ホブ３１と複数の円形板状素材Ｗを治具３２に取り付け、相対回転運動によってホブ３１に円形板状素材Ｗの歯切りを行わせる。
【００１９】
このＨＯＢ歯切り加工の後、本実施の形態では、図１の如く、浸炭焼入処理（Ｓ７）、ショット処理（Ｓ８）、基準穴内径仕上げ処理（Ｓ９）を施す。つまり、浸炭焼入処理（Ｓ７）によって素材硬度を高め、ショット処理、基準穴内径仕上げ処理によって、品質を担保する。
以上の各工程により、本実施の形態に係るカムスプロケットＣを製造する。なお、前記各工程では、カムスプロケットＣのボルト穴Ｃ５の形成については言及していない。しかし、このボルト穴Ｃ５の形成は、軽量穴Ｃ３に雌ねじ溝を切って形成したり、あるいは、軽量穴Ｃ３とは独立して別途形成しても良い。
【００２０】
つづいて、前記カムスプロケットＣの製造方法において使用される回転ロール成形装置について説明する。図４は、本実施の形態に係る回転ロール成形装置を示す側面図であり、（ａ）は成形部が円形板状素材から離れている状態を示し、（ｂ）は成形部が円形板状素材を押圧している状態を示す。
【００２１】
回転ロール成形装置１は、円形板状素材Ｗを挟持する素材保持部２を備える。この素材保持部２は、上下の支柱部２１，２２の端部で円形板状素材Ｗを挟み付けている。また、この支柱部２１，２２は、軸周りに回転可能に支承され、モータ２３の作用によって回転する。
素材保持部２の脇には、ガイド部３が配設されており、ガイド部３上に備え付けられた本体部４は、ガイド部３に案内されながら移動する。なお、ガイド部３による本体部４の案内方向は、素材保持部２の中心に接近、離間する方向である。
【００２２】
本体部４の後部には、鉛直線方向の軸線を有するローラ４１が取り付けられており、このローラ４１に円板カム５が当接する。円板カム５は、鉛直線方向の軸線周りに回転可能であり、ステッピングモータ６が、円板カム５の回転を駆動し、かつ、制動する。本実施の形態では、円板カム５とステッピングモータ６が、押圧部に相当する。
【００２３】
本体部４の側面には、押圧解除部材であるコイルスプリング４２が備え付けられており、本体部４を後退方向に付勢する。なお、この後退方向とは、本体部４が、円形板状素材Ｗから離れる方向であり、前進方向とは、円形板状素材Ｗに接近する方向を意味する。つまり、円板カム５の回転に伴い、本体部４は、コイルスプリング４２の付勢力に反しながら前進方向に移動したり、あるいは、コイルスプリング４２の付勢力にしたがって後退方向に移動する。
【００２４】
本体部４の前部には、上下二段のブラケット４３，４３が備え付けられており、このブラケット４３，４３によって軸部４４が支承されている。また、軸部４４には、円盤状の成形部４５が取り付けられている。この成形部４５が、本体部４の移動に伴って円形板状素材Ｗを押圧し、円形板状素材Ｗの外周を増肉する。つまり、本実施の形態では、軸部４４およびブラケット４３，４３が、ロール部に相当する。
以下、成形部４５と円形板状素材Ｗの関係について、図５を参照して詳述する。ちなみに、図５は、円形板状素材と成形部との当接部分を拡大して示す概略縦断面図であり、（ａ）は押圧前の状態、（ｂ）は押圧時の状態を示す。
【００２５】
素材保持部２における上下の支柱部２１，２２には、対向する端部に突出部２１ａ，２２ａが形成されている。また、突出部２１ａには、インロー溝Ｗ１に嵌合して芯出しする突起部２１ｂが形成され、突出部２２ａには、逃げ溝Ｃ４をかたどる突起部２２ｂが形成されている。
突出部２１ａ，２２ａ周りには、くびれができる。このくびれに成形部４５の外周が摺動可能に嵌まり込む。成形部４５の外周端には、増肉成形溝４５ａが形成されており、成形部４５によって押圧された円形板状素材Ｗは、増肉成形溝４５ａの形状、突出部２１ａ，２２ａの端面形状に倣いながら肉厚な状態となる。なお、増肉するとは、前記肉厚に至るまで、円形板状素材Ｗの外周Ｗ３を塑性変形させることを意味する。また、本実施の形態では、増肉成形溝４５ａは、湾曲面からなり、増肉された外周には、Ｒが形成される。
【００２６】
以下、成形部４５の作用を中心に、回転ロール成形について詳述する。
図４の如く、円形板状素材Ｗを挟持した素材保持部２は、モータ２３の駆動によって回転する。つづいて、ステッピングモータ６が作用して円板カム５が回転する。円板カム５が、半回転すると、図４（ｂ）の如く、本体部４が、素材保持部２側に移動する。すると、本体部４の前部に取り付けられた成形部４５が、円形板状素材Ｗの外周Ｗ３に押し付けられる（図５（ａ）参照）。
【００２７】
円形板状素材Ｗの外周Ｗ３に押し付けられた成形部４５は、図５（ｂ）の如く、円形板状素材Ｗの回転に従動した回転をする。成形部４５の押し付け状態をある程度維持することにより、円形板状素材Ｗの外周Ｗ３は増肉され、逃げ溝Ｃ４が形成される。円形板状素材Ｗの外周Ｗ３の増肉が完了すると、ステッピングモータ６が作用し、円板カム５が半回転する。すると、図４（ａ）の如く、本体部４は、後退し、成形部４５が、円形板状素材Ｗから離間する。
【００２８】
以上、本実施の形態に係る回転ロール成形装置１について説明した。しかし、回転ロール成形装置は、前記実施の形態のみに限定されず、結果的に、円形板状素材の外周を増肉可能であれば足りる。したがって、例えば、押圧部としてシリンダ機構を利用することもでき、また、成形部の移動を、リンク機構を利用したものとすることもできる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明によれば、回転ロール成形によってカムスプロケットの歯を形成する外周を増肉し、この増肉によって逃げ溝を形成するため、旋削加工による逃げ溝の形成が必要ない。そのため、カムスプロケット製造における切削処理工程が減少でき、作業効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係る自動二輪車用のカムスプロケットを製造する場合の方法の流れを示すフロー図である。。
【図２】円形板状素材が、自動二輪車用のカムスプロケットになるまでの過程において辿った形状を模式的に示す側面図である。
【図３】ＨＯＢ歯切り加工状態を示す概略側面図である。。
【図４】本実施の形態に係る回転ロール成形装置を示す側面図であり、（ａ）は成形部が円形板状素材から離れている状態を示し、（ｂ）は成形部が円形板状素材を押圧している状態を示す。
【図５】円形板状素材と成形部との当接部分を拡大して示す概略縦断面図であり、（ａ）押圧前の状態、（ｂ）は押圧時の状態を示す。
【図６】自動二輪車用のカムスプロケットを示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図７】第１の従来方法を示すフロー図である。
【図８】第２の従来方法を示すフロー図である。
【図９】（ａ）は、ファインブランキング加工を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は、ファインブランキング加工によって成形されるスプロケット素材を模式的に示す側面図である。
【図１０】（ａ）は、歯側面Ｒ旋削を行っている状態を示す概略側面図であり、（ｂ）は、内径逃げ旋削を行っている状態を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１：回転ロール成形装置
２：素材保持部
４３：ブラケット
４４：軸部
４５：成形部
５：円板カム
６：ステッピングモータ
Ｃ：カムスプロケット
Ｃ１：歯
Ｃ２：基準穴
Ｃ３：軽量穴
Ｗ：円形板状素材
Ｗ３：外周

Claims

少なくとも、以下の第１から第６工程を有するカムスプロケットの製造方法であって、
第１工程では、プレス成形によって円形板状素材の中心部をインロー半抜きし、
第２工程では、前記第１工程で形成された円形板状素材の形状に対応した一対の支柱部で挟み込んだ状態で、前記中心部を基準に、前記円形板状素材の外周を、回転ロール成形によって増肉し、
第３工程では、打ち抜き加工によって前記円形板状素材に基準穴、および軽量穴を形成し、
第４工程では、前記基準穴の内径を旋削し、
第５工程では、前記基準穴にリーマ加工を施し、
第６工程では、前記円形板状素材の外周にＨＯＢ歯切り加工を施すことを特徴とするカムスプロケットの製造方法。