JP3800481B2 - 組立式カムシャフト及びその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカムシャフトに関し、特に内燃機関に用いられる組立式のカムシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
４サイクルの往復動作形内燃機関において、クランクシャフトの回転に同期して吸排気弁を開閉させるカムシャフトが設けられている。カムシャフトは、開閉させる吸排気弁に対応した数のカム部を有し、クランクシャフトから取り出された動力により、チェーンやタイミングベルト等を介して回転駆動されるようになっている。
【０００３】
ところで、従来、安価に製造できる等の理由により、カムシャフトは、一体鋳造により形成され、その後焼き入れ等の加工がなされていた。しかるに、近年においては、内燃機関の高性能化、小型軽量化の要求が高まり、カムシャフトも従来の一体鋳造品から、シャフト部としての中空の鋼管に、合金鋼材や焼結材のカムロブを組み合わせた、いわゆる組立式カムシャフトに置換されるようになってきた。
【０００４】
このような組立式カムシャフトの従来技術として、いわゆるトリントンタイプのカムシャフトがある（特開平１−１２５５０６号公報参照）。トリントンタイプのカムシャフトは、軸線方向の溝を内周に設けたカムロブに、小さなスキマをもって鋼管を通し、カムロブの位置、位相決めを行った後、上記軸方向の溝に対応する突起を持ったマンドレルを鋼管内に挿通することにより鋼管を拡径し、カムロブを鋼管に固定するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、鋼管の内側にマンドレルを挿通する際に、鋼管の内周とマンドレルの外周とは互いに圧接し合いながら移動するため、その間に大きな摩擦力が働く。かかる摩擦力が過大であると、マンドレルを挿通するために大きな力を必要とし、装置が大がかりなものとなってしまう。又、摩擦力が局所的に増大した場合、いわゆるカジリなどの表面損傷を生じる恐れがある。
【０００６】
そこで、本願発明は、鋼管内にマンドレルを挿入する際に生じる摩擦力を低減できる組立式カムシャフト及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の組立式カムシャフトの製造方法は、中空の管の内壁に減摩処理を施すステップと、前記管をカムロブとジャーナルとギヤの開口内に挿入するステップと、前記管を拡径することにより、前記管の外周に前記カムロブと前記ジャーナルと前記ギヤを取り付けるステップとからなり、前記管の内壁に減摩処理を施すステップは、前記管を処理液に浸漬して潤滑皮膜を形成した後に、前記管の外周の潤滑皮膜を機械加工で剥離するステップを含むものである。
【０００９】
【作用】
本発明の組立式カムシャフトの製造方法によれば、中空の管の内壁に減摩処理を施すステップと、前記管をカムロブとジャーナルとギヤの開口内に挿入するステップと、前記管を拡径することにより、前記管の外周に前記カムロブと前記ジャーナルと前記ギヤを取り付けるステップとからなり、前記管の内壁に減摩処理を施すステップは、前記管を処理液に浸漬して潤滑皮膜を形成した後に、前記管の外周の潤滑皮膜を機械加工で剥離するステップを含むものであるので、マンドレルなどを挿通する際の摩擦力を低減してカジリなどの不具合を防止できると共に、前記カムロブと前記ジャーナルと前記ギヤとを前記管の外周にしっかり固定できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本実施の形態につき説明する。図１は、本実施の形態にかかる組立式カムシャフトの正面図である。図２は、組立時における組立式カムシャフトを示した断面図であり、図３は、図２の組立式カムシャフトをIII-III線で切断し矢印方向に見た図である。
【００１２】
図１において、組立式カムシャフト１０は、中空のチューブ１の外周に８つのカムロブ２を取り付けており、チューブ１の下端にジャーナル３とを取り付け、チューブ１の上端に駆動用のギヤ４を取り付けている。
【００１３】
次に、本実施の形態にかかる組立式カムシャフトの製造方法を説明する。まず、冷間又は熱間の塑性加工によりカムロブ２を成形する。尚、図３に示す例では、カムロブ２の開口２ａの内周には、スキャロップ２ｂが設けられている。
【００１４】
一方、チューブ１に関しては、カムロブ２を取り付ける前に、潤滑皮膜処理を行う。より具体的には、最終的な素材の形状に形成したチューブ１を、処理液に浸すことにより、潤滑皮膜すなわち潤滑性のある低摩擦係数皮膜、例えばりん酸マンガン系化成皮膜とか二硫化モリブデンを含有したエポキシ皮膜などをその表面に形成する。続いて、次工程で、チューブ１の外周に形成された潤滑皮膜を、バフがけによって排除する。外周の潤滑皮膜を排除する理由は、次工程で、チューブ１の拡径によりカムロブ２等を取り付ける際に、外周に潤滑皮膜が形成されていると、カムロブ２等を保持する力が低下して、組立式カムシャフト１０の動作時に抜け落ちるなどする恐れがあるからである。
【００１５】
このようにして、内周にのみ潤滑皮膜が形成されたチューブ１の外周に、スキマ嵌めの状態で取り付けたカムロブ２とジャーナル３とギヤ４とを、不図示の治具を用いて所定の位置、所定の位相で保持する。次に、図２に示す如く、チューブ１の内径よりやや外方に張り出すようにして突起Ｐａが下端の外周に等間隔に形成されたパンチＰを、矢印方向に大きな力を付与しながら、チューブ１の上端側から挿通してチューブ１を拡径し、それによりカムロブ２、ジャーナル３、ギヤ４をチューブ１に固定する。この際、図３に示すように、チューブ１の内周には、突起Ｐａの圧接により軸線方向の溝１ａが形成される。
【００１６】
このとき、チューブ１の内周のみに潤滑皮膜が形成され、すなわち減摩処理が施されているので、パンチＰを挿通する際に、パンチＰの突起Ｐａとチューブ１の内周との間の摩擦力を低減でき、それによりカジリなどの不具合を防止できる。又、パンチＰの突起Ｐａとチューブ１の内周との間の摩擦力を低減すれば、パンチＰの押し込み力を低減できるため、製造装置をより安価なものとすることができる。
【００１７】
尚、潤滑皮膜を形成する処理液を、チューブ１の内周にスプレーするなどして、潤滑皮膜を内周のみに形成しても良い。また、たとえば、結晶性の高分子量ＰＴＦＥにガラス繊維５〜４０％、モリブデン５〜４０％を重量割合で含有させた処理液に、チューブ１をどぶ付けして、潤滑皮膜を形成しても良い。
【００１８】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。たとえばパンチＰの先端から潤滑液を吹き出して、チューブ１の内周に塗布しつつ、パンチＰをチューブ１に挿通することも考えられる。
【００１９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の組立式カムシャフトの製造方法によれば、中空の管の内壁に減摩処理を施すステップと、前記管をカムロブとジャーナルとギヤの開口内に挿入するステップと、前記管を拡径することにより、前記管の外周に前記カムロブと前記ジャーナルと前記ギヤを取り付けるステップとからなり、前記管の内壁に減摩処理を施すステップは、前記管を処理液に浸漬して潤滑皮膜を形成した後に、前記管の外周の潤滑皮膜を機械加工で剥離するステップを含むものであるので、マンドレルなどを挿通する際の摩擦力を低減してカジリなどの不具合を防止できると共に、前記カムロブと前記ジャーナルと前記ギヤとを前記管の外周にしっかり固定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる組立式カムシャフトの正面図である。
【図２】組立時における組立式カムシャフトを示した断面図である。
【図３】図２の組立式カムシャフトをIII-III線で切断し矢印方向に見た図である。
【符号の説明】
１ チューブ
２ カムロブ
３ ジャーナル
４ ギヤ
Ｐ パンチ

Claims (2)

1. 中空の管の内壁に減摩処理を施すステップと、
   前記管をカムロブとジャーナルとギヤの開口内に挿入するステップと、
   前記管を拡径することにより、前記管の外周に前記カムロブと前記ジャーナルと前記ギヤを取り付けるステップとからなり、
   前記管の内壁に減摩処理を施すステップは、前記管を処理液に浸漬して潤滑皮膜を形成した後に、前記管の外周の潤滑皮膜を機械加工で剥離するステップを含む組立式カムシャフトの製造方法。
2. 前記機械加工はバフがけである請求項１に記載の組立式カムシャフトの製造方法。

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