JP5219246B2 - カムシャフトの成形方法 - Google Patents

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成形方法に関する。

従来、カムロブ軸孔より小径の予備シャフトを、カムロブのカムロブ軸孔に挿入した後、カムロブの側面付近の予備シャフトの外周部に、カムロブ軸孔の内径よりも大径の側面隆起部を成形し、カムロブと予備シャフトを組み付けるカムシャフトの成形方法が知られている（特許文献１参照）。

また、予備シャフトの外周部の、カムロブ軸孔内部となる軸線方向の所定位置に、軸孔隆起部をカムロブ軸孔の軸線方向長さ分成形し、この軸孔隆起部をカムロブのカムロブ軸孔に圧入して、カムロブと予備シャフトを組み付けるカムシャフトの成形方法も知られている（特許文献２参照）。

更に、カムロブを加熱してカムロブ軸孔を熱膨張により拡径させ、拡径したカムロブ軸孔に、拡径したカムロブ軸孔より小径の予備シャフトを挿入し、その後、カムロブが冷却し、カムロブ軸孔が縮径して、カムロブと予備シャフトを組み付けるカムシャフトの成形方法も知られている（特許文献３参照）。
仏国特許出願公開第２６３０７９０号明細書 特開平９−９６２０２号公報 特許平４−３３４７０６号公報

しかし、特許文献１のカムロブと予備シャフトを組み付けるカムシャフトの成形方法においては、カムロブの側面に位置する予備シャフトの外周部を押圧部材で押圧し、カムロブ軸孔の内径よりも大径の側面隆起部を成形して、カムロブ軸孔と予備シャフトを組み付ける時に、カムロブを予備シャフトに対し、周方向に所定角度で位置決めする位置決め部材で、位置決めしなければならない。このため、押圧部材による予備シャフトの外周部の押圧時に、位置決め部材が邪魔になり、十分な締結力を有する側面隆起部を成形できないことがあった。

また、特許文献２のカムロブと予備シャフトを組み付けるカムシャフトの成形方法においては、予備シャフトの外周部の軸孔隆起部をカムロブ軸孔の軸線方向長さ分、カムロブ軸孔に圧入しなければならず、圧入荷重が高くなり、圧入装置が大型化するということがあった。

更に、特許文献３のカムロブと予備シャフトを組み付けるカムシャフトの成形方法においては、カムロブ軸孔の熱膨張による拡径量は小さい（例えば、カムロブ軸孔の内径が２５ｍｍで、カムロブを２００℃に加熱した場合、拡径量は、約０．０３ｍｍ）ので、カムロブ軸孔と予備シャフトの外周部を所定の精度に研削しなければならず、加工工程が複雑になるということがあった。

本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、押圧部材による予備シャフトの外周部の押圧時に、押圧部材による側面隆起部の成形の自由度が向上したカムシャフトの成形方法を提供することを目的とする。

本発明のカムシャフトの成形方法は、所定の外径を有する予備シャフトと、軸線方向に貫通し、予備シャフトの外径より大径のカムロブ軸孔を有するカムロブと、を備え、カムロブの側面付近に位置する予備シャフトの外周部を押圧部材で押圧し、カムロブ軸孔の内径よりも大径の側面隆起部を成形して、カムロブ軸孔と予備シャフトを組み付けるカムシャフトの成形方法において、予備シャフトの外周部を押圧部材で押圧し、予備シャフトの軸線方向の所定位置で外周部の全周にカムロブの一方側面用の側面隆起部をカムロブの幅よりも小さく成形する一方側面隆起部成形工程と、その一方側面隆起部成形工程の後、カムロブを位置決め部材により該カムロブの軸心を中心に所定の角度で位置決めしつつ、予備シャフトの該側面隆起部の成形されていない非隆起部側から予備シャフトを前記カムロブ軸孔内に挿入する挿入工程と、挿入されたカムロブの一方側面を予め成形された側面隆起部に圧接して該側面隆起部を塑性変形させ、カムロブの一方側面及びカムロブ軸孔の一端部を側面隆起部の全周に結合して周方向に位置決めする周方向位置決め工程と、位置決め部材をカムロブから退避させた後、カムロブが側面隆起部に結合した状態でカムロブの他方側面付近の予備シャフトの外周部を押圧部材で押圧し、外周部の全周に他方側面用の側面隆起部を成形して、カムロブの他方側面及びカムロブ軸孔の他端部を側面隆起部の全周で固定することによりカムロブと予備シャフトを組み付け、カムロブの軸線方向中央部においては、予備シャフトの外周部とカムロブ軸孔との間に隙間を有する状態で組み付ける組み付け工程と、を有し、周方向位置決め工程では、カムロブの他方側面及び外周部を位置決め部材で保持しつつ、カムロブの一方側面を側面隆起部の側方から圧接することを第１の特徴とする。

本発明のカムシャフトの成形方法は、挿入工程前に、予備シャフトの外周部の、カムロブ軸孔内部となる軸線方向の所定位置に、カムロブ軸孔の内径と同径、或いはカムロブ軸孔の内径より大径の軸孔隆起部を成形する軸孔隆起部成形工程を有することを第２の特徴とする。

本発明のカムシャフトの成形方法は、押圧部材を、予備シャフトの軸線に対し、斜め方向から予備シャフトの外周部へ移動して押圧し、側面隆起部を成形することを第３の特徴とする。

本発明のカムシャフトの成形方法は、押圧部材を、予備シャフトの軸線に対し、斜め方向から予備シャフトの外周部へ移動して押圧し、予備シャフトの外周部に、予備側面隆起部を成形した後、押圧部材を、押圧部材の予備シャフトと当接している先端部を中心にカムロブの一方側面又は他方側面方向に移動することにより、側面隆起部を成形することを第４の特徴とする。

本発明のカムシャフトの成形方法は、押圧部材を予備シャフトの外周部へ移動して押圧し、予備シャフトの外周部に予備側面隆起部を成形した後、押圧部材を、カムロブの一方側面又は他方側面方向に移動することにより、側面隆起部を成形することを第５の特徴とする。

本発明の第１の特徴のカムシャフトの成形方法によれば、所定の外径を有する予備シャフトと、軸線方向に貫通し、予備シャフトの外径より大径のカムロブ軸孔を有するカムロブと、を備え、カムロブの側面付近に位置する予備シャフトの外周部を押圧部材で押圧し、カムロブ軸孔の内径よりも大径の側面隆起部を成形して、カムロブ軸孔と予備シャフトを組み付けるカムシャフトの成形方法において、予備シャフトの外周部を押圧部材で押圧し、予備シャフトの軸線方向の所定位置で外周部の全周にカムロブの一方側面用の側面隆起部をカムロブの幅よりも小さく成形する一方側面隆起部成形工程と、その一方側面隆起部成形工程の後、カムロブを位置決め部材により該カムロブの軸心を中心に所定の角度で位置決めしつつ、予備シャフトの該側面隆起部の成形されていない非隆起部側から予備シャフトをカムロブ軸孔内に挿入する挿入工程と、挿入されたカムロブの一方側面を予め成形された側面隆起部に圧接して該側面隆起部を塑性変形させ、カムロブの一方側面及びカムロブ軸孔の一端部を側面隆起部の全周に結合して周方向に位置決めする周方向位置決め工程と、位置決め部材をカムロブから退避させた後、カムロブが側面隆起部に結合した状態でカムロブの他方側面付近の予備シャフトの外周部を押圧部材で押圧し、外周部の全周に他方側面用の側面隆起部を成形して、カムロブの他方側面及びカムロブ軸孔の他端部を側面隆起部の全周で固定することによりカムロブと予備シャフトを組み付け、カムロブの軸線方向中央部においては、予備シャフトの外周部とカムロブ軸孔との間に隙間を有する状態で組み付ける組み付け工程と、を有し、周方向位置決め工程では、カムロブの他方側面及び外周部を位置決め部材で保持しつつ、カムロブの一方側面を側面隆起部の側方から圧接するため、一方側面用の側面隆起部を予備シャフトの外周部に成形する時に、カムロブの一方側面が近傍にないので、一方側面用の側面隆起部を成形する自由度が向上する。更に、予備シャフトに挿入されたカムロブの一方側面を予め成形された一方側面用の側面隆起部に圧接して該側面隆起部を塑性変形させ、カムロブを予備シャフトに結合して周方向に位置決めできるので、その後、他方側面用の押圧部材により他方側面用の側面隆起部を成形し、カムロブと予備シャフトを組み付けるとき、カムロブを予備シャフトに対し、周方向に位置決めする必要がなく、押圧部材による他方側面用の側面隆起部を成形する自由度が向上し、押圧部材によりカムロブと予備シャフトが十分な締結力を有する他方側面用の側面隆起部を成形することができる。

本発明の第２の特徴のカムシャフトの成形方法によれば、挿入工程前に、予備シャフトの外周部の、カムロブ軸孔内部となる軸線方向の所定位置に、カムロブ軸孔の内径と同径、或いはカムロブ軸孔の内径より大径の軸孔隆起部を成形する軸孔隆起部成形工程を有するため、予備シャフトの外径が、カムロブ軸孔の内径よりも小径に成形されていても、軸孔隆起部によって、カムロブの軸心を予備シャフトの軸心に一致させることができ、成形されたカムシャフトの精度を向上させることができる。

本発明の第３の特徴のカムシャフトの成形方法によれば、押圧部材を、予備シャフトの軸線に対し、斜め方向から予備シャフトの外周部へ移動して押圧し、側面隆起部を成形するため、側面隆起部の隆起量を簡易に増加させることができ、カムロブと予備シャフトの締結力を向上させることができる。

本発明の第４の特徴のカムシャフトの成形方法によれば、押圧部材を、予備シャフトの軸線に対し、斜め方向から予備シャフトの外周部へ移動して押圧し、予備シャフトの外周部に、予備側面隆起部を成形した後、押圧部材を、押圧部材の予備シャフトと当接している先端部を中心にカムロブの一方側面又は他方側面方向に移動することにより、側面隆起部を成形するため、側面隆起部の隆起量を簡易に増加させることができ、カムロブと予備シャフトの締結力を向上させることができる。

本発明の第５の特徴のカムシャフトの成形方法によれば、押圧部材を予備シャフトの外周部へ移動して押圧し、予備シャフトの外周部に予備側面隆起部を成形した後、押圧部材を、カムロブの一方側面又は他方側面方向に移動することにより、側面隆起部を成形するため、側面隆起部の隆起量を簡易に増加させることができ、カムロブと予備シャフトの締結力を向上させることができる。

図１乃至図１５は本発明の第一実施例を示すもので、図１は、カムシャフトの正面図である。図２は、予備シャフトを表し、（ア）は側面図、（イ）は断面正面図である。図３は、カムロブを表し、（ア）は側面図、（イ）は断面正面図である。図４は、予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、一方側面用の側面隆起部を成形した状態の断面正面図である。図５は、カムロブの軸孔に予備シャフトを挿入する直前の状態の断面正面図である。図６は、カムロブの軸孔に予備シャフトが挿入され、カムロブの一方側面が一方側面用の側面隆起部に圧接されて、予備シャフトが周方向に位置決めされた状態の断面正面図である。図７は、予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、カムロブの他方側面側に他方側面用の側面隆起部が成形されて、カムロブと予備シャフトが組み付けられた状態の断面正面図である。図８は、予備シャフトに組み付ける次のカムロブ用に、予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧された状態の断面正面図である。図９は、複数のカムロブが予備シャフトに組み付けられた状態の断面正面図である。図１０は、カムロブと予備シャフトを組み付ける組付装置の側面図である。図１１は、予備シャフトの外周部に一方側面用の側面隆起部を成形する直前の状態を表す組付装置の側面図である。図１２は、予備シャフトの外周部に一方側面用の側面隆起部を成形している状態を表す組付装置の側面図である。図１３は、カムロブの軸孔に予備シャフトが挿入され、カムロブの一方側面が一方側面用の側面隆起部に圧接されて、予備シャフトが周方向に位置決めされた状態の側面図である。図１４は、予備シャフトの外周部に他方側面用の側面隆起部を成形している状態を表す組付装置の側面図である。図１５は、カムロブが予備シャフトに組み付けられた状態を表す組付装置の側面図である。図１６乃至図１９は、本発明の第二実施例を示すもので、図１６は、カムロブが予備シャフトに組み付けられた状態を表す組付装置の側面図である。図１７は、予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、他方側面用の側面隆起部及び軸孔隆起部が成形する状態の断面正面図である。図１８は、カムロブの軸孔に予備シャフトを挿入する直前の状態の断面正面図である。図１９は、カムロブの軸孔に予備シャフトが挿入され、カムロブの一方側面が一方側面用の側面隆起部に圧接されて、予備シャフトが周方向に位置決めされた状態の断面正面図である。図２０乃至図２１は、本発明の第三実施例を示すもので、図２０は、予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、一方側面用の側面隆起部を成形する状態の断面正面図である。図２１は、予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、一方側面用の軸孔隆起部を成形する状態の断面正面図である。図２２は、本発明の第四実施例の予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、他方側面用の側面隆起部を成形する状態の断面正面図である。図２３は、本発明の第五実施例の予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、他方側面用の側面隆起部が成形する状態の断面正面図である。図２４及び図２５は、本発明の第六実施例の示すもので、図２４は、予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、他方側面用の予備側面隆起部を成形する状態の断面正面図である。図２５は、本発明の第六実施例の予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、他方側面用の側面隆起部を成形する状態の断面正面図である。

まず、図１及び図９に基づいてカムシャフト１を説明する。図１に示す如く、カムシャフト１は、軸線方向に延びるシャフト２と、シャフト２上に軸線方向に所定の間隔をおいて組み付けられた複数のカムロブ２０及び複数のジャーナル３を有する。図９に示す如く、シャフト２は、外周部１１に、後述するカムロブ２０の一方側面２５、嵌合凹部２７及びカムロブ軸孔２１の軸線方向一端と結合する一方側面２５用の側面隆起部１３を有すると共に、カムロブ２０の他方側面２６、嵌合凹部２７、カムロブ軸孔２１の軸線方向他端と結合する他方側面２６用の側面隆起部１４を有する。尚、図示しないが、ジャーナル３もカムロブ２０の場合と同様に、一方側面用の側面隆起部、他方側面用の側面隆起部が成形されている。

複数のカムロブ２０及び複数のジャーナル３が組み付けられる予備シャフト１０は、図２に示す如く、後述するカムロブ２０のカムロブ軸孔２１及びジャーナル３の図示しないジャーナル軸孔よりも小径の外周部１１、内部に予備シャフト１０の軸線Ｘ１方向に延びる貫通孔１２を有するパイプ形状である。

カムロブ２０は、図３に示す如く、外周部２２が非円形状であり、半円形状のベース部２３、ベース部２３から外側に突出するカムトップ部２４を有すると共に、カムロブ２０の軸線Ｘ２の一方に一方側面２５、他方に他方側面２６を有する。また、予備シャフト１０の外周部１１と結合するカムロブ軸孔２１が、カムロブ２０の軸線Ｘ２方向に貫通成形されている。カムロブ２０の一方側面２５のカムロブ軸孔２１の周り、及び他方側面２６のカムロブ軸孔２１の周りには、カムロブ２が予備シャフト１０に対し、回転することを防止する嵌合凹部２７が周状に複数成形されている。

尚、図示しないが、ジャーナル３もカムロブ２０の場合と同様に、ジャーナル３の軸線の一方に一方側面、他方に他方側面を有する。また、予備シャフト１０の外周部１１を結合するジャーナル軸孔が、ジャーナル３の軸線方向に貫通成形されている。ジャーナル３の一方側面のジャーナル軸孔の周り、及び他方側面のジャーナル軸孔の周りには、ジャーナル３が予備シャフト１０に対し、回転することを防止する嵌合凹部が周状に複数成形されている。

次に、図４、図７及び図１０に基づいてカムロブ３及びジャーナル５を予備シャフト１０の外周部１１に組み付ける組付装置３０について説明する。図１０に示す如く、予備シャフト１０が、組付装置３０の中央の図示しないシャフト取り付け台に軸線Ｘ１を中心に回転可能に軸支される。また、予備シャフト１０の軸線Ｘ１と所定間隔をおいて、予備シャフト１０の外周部１１に一方側面２５用の側面隆起部１３及び一方側面凹部１５を成形する一方側面２５用の押圧部材３１が上下に軸線Ｘ１と平行な軸線Ｘ３を中心に回転可能に軸支されている。更に、予備シャフト１０の外周部１１に他方側面２６用の側面隆起部１４及び他方側面凹部１６を成形する他方側面２６用の押圧部材３３が上下に軸線Ｘ１と平行な軸線Ｘ４を中心に回転可能に軸支されている。

ここで、一方側面２５用の押圧部材３１は、図４に示す如く、外周に突出した凸部３１ａを有する。この凸部３１ａは、一方側面２５用の側面隆起部１３を成形するため肉を導く大テーパー部３１ｄと、大テーパー部３１ｄに連続し、軸線Ｘ３に対し、垂直な軸線垂直部３１ｅとを有する。

更に、他方側面２６用の押圧部材３３は、図７に示す如く、外周部に突出した凸部３３ａを有する。この凸部３３ａは、他方側面２６用の側面隆起部１４を成形するため肉を導く大テーパー部３３ｄと、大テーパー部３３ｄに連続し、軸線Ｘ３に対し、垂直な軸線垂直部３３ｅとを有する。

また、図１０に示す如く、組付装置３０の中央の予備シャフト１０の上下には、カムロブ２０の一方側面２５を予備シャフト１０の一方側面２５用の側面隆起部１３に圧接する時に、カムロブ２０を予備シャフト１０に対し、周方向に所定角度で位置決めする位置決め部材３４が、上下に進退自在に配置されている。

続いて、図４乃至図１５に基づいてカムロブ２０及びジャーナル５を予備シャフト１０に組み付ける組み付け方法について説明する。まず、図１０に示す如く、組付装置３０の中央の図示しないシャフト取り付け台に、予備シャフト１０を軸線Ｘ１を中心に軸支する。続いて、予備シャフト１０を一方向に軸線Ｘ１を中心に回転させると共に、一方側面２５用の上下の押圧部材３１を、軸線Ｘ３を中心に逆方向に回転させる。その後、図１１に示す如く、予備シャフト１０の上下に回転中の一方側面２５用の押圧部材３１を移動する。その後、図４及び図１２に示す如く、上下の押圧部材３１の凸部３１ａが予備シャフト１０の外周部１１を押圧し、予備シャフト１０の外周部１１の表面の肉が、押圧部材３１の大テーパー部３１ｄ、軸線垂直部３１ｅに案内されて径方向外側に押出され、一方側面２５用の側面隆起部１３を成形する。尚、凸部３１ａにより肉が押出されると、予備シャフト１０の外周部１１に一方側面凹部１５が成形される。

次に、上下の押圧部材３１が後退した後、図５及び図１３に示す如く、カムロブ２０が組付装置３０の位置決め部材３４により、カムロブ２０の軸心Ｘ２を中心に所定の角度で位置決めされる。その後、一方側面２５用の側面隆起部１３が成形された予備シャフト１０を、予備シャフト１０の一方側面２５用の側面隆起部１３が成形されていない非隆起部１９側からカムロブ軸孔２１内に挿入する。

その後、更に、予備シャフト１０を挿入すると、図６に示す如く、挿入されたカムロブ２０の一方側面２５が一方側面２５用の側面隆起部１３に圧接され、一方側面２５用の側面隆起部１３が塑性変形して、カムロブ２０の一方側面２５側のカムロブ嵌合凹部２７、一方側面２５、及びカムロブ軸孔２１の一端部と結合して、カムロブ２０が予備シャフト１０に対し、周方向に位置決めされる。

そして、図７及び図１４に示す如く、一方側面２５用の押圧部材３１が元の位置に戻り、一方側面２５用の押圧部材３１と予備シャフト１０は、回転を停止する。そして、予備シャフト１０の外周部１１に停止した状態の他方側面２６用の押圧部材３３が移動し、他方側面２６用の押圧部材３３の凸部３３ａが、停止した状態の予備シャフト１０の外周部１１を押圧すると、予備シャフト１０の外周部１１の表面の肉が、押圧部材３３の大テーパー部３３ｄ及び軸線垂直部３３ｅに案内されて径方向外側に押出され、他方側面２６用の側面隆起部１４が成形される。この他方側面２６用の側面隆起部１４は、カムロブ２０の他方側面２６側のカムロブ嵌合凹部２７、他方側面２６、及びカムロブ軸孔２１の他端部と結合する。尚、凸部３３ａにより肉が押出されると、予備シャフト１０の外周部１１に、他方側面凹部１６が成形される。その後、他方側面２６用の押圧部材３３を、軸線Ｘ４を中心に回転すると、押圧部材３３に外周部１１が組み付いている予備シャフト１０も、軸線Ｘ１を中心に逆方向に回転を開始し、予備シャフト１０の外周部１１の全周に他方側面２６用の側面隆起部１４及び他方側面凹部１６が成形される。最後に、図１５に示す如く、他方側面２６用の押圧部材３３が元の位置に戻り、１つのカムロブ２０と予備シャフト１０の組み付けが完了する。そして、このカムロブ２０と予備シャフト１０の組み付け工程、ジャーナル３と予備シャフト１０の組み付け工程を繰り返し、カムシャフト１を成形する。

以上のように、所定の外径を有する予備シャフト１０と、軸線方向に貫通し、予備シャフト１０の外径より大径のカムロブ軸孔２１を有するカムロブ２０と、を備え、カムロブ２０の側面付近に位置する予備シャフト１０の外周部１１を押圧部材３１，３３で押圧し、カムロブ軸孔２１の内径よりも大径の側面隆起部１３，１４を成形して、カムロブ軸孔２１と予備シャフト１０を組み付けるカムシャフトの成形方法において、予備シャフト１０の軸線方向の所定位置にカムロブ２０の一方側面２５用の側面隆起部１３を成形する一方側面隆起部成形工程と、予備シャフト１０の側面隆起部１３の成形されていない非隆起部１９側から予備シャフト１０をカムロブ軸孔２１内に挿入する挿入工程と、挿入されたカムロブ２０の一方側面２５を側面隆起部１３に圧接してカムロブ２０を予備シャフト１０に対し、周方向に位置決めする周方向位置決め工程と、カムロブ２０の他方側面２６付近の予備シャフト１０の外周部１１に他方側面２６用の側面隆起部１４を成形してカムロブ２０と予備シャフト１０を組み付ける組み付け工程と、を有するため、一方側面２５用の側面隆起部１３を予備シャフト１０の外周部１１に成形する時に、カムロブ２０の一方側面２５が近傍にないので、一方側面２５用の側面隆起部１３を成形する自由度が向上する。更に、予備シャフト１０に挿入されたカムロブ２０の一方側面２５を一方側面２５用の側面隆起部１３に圧接してカムロブ２０を予備シャフト１０に対し、周方向に位置決めできるので、その後、他方側面２６用の押圧部材３３により他方側面２６用の側面隆起部１４を成形し、カムロブ２０と予備シャフト１０を組み付けるとき、カムロブ２０を予備シャフト１０に対し、周方向に位置決めする必要がない。

次に第二実施例について、図１６乃至図１９に基づいて説明する。図１６に示す如く、シャフト２は、外周部１１に、後述するカムロブ２０の一方側面２５、嵌合凹部２７及びカムロブ軸孔２１の軸線方向一端と結合する一方側面２５用の側面隆起部１３を有すると共に、カムロブ２０の他方側面２６、嵌合凹部２７、カムロブ軸孔２１の軸線方向他端と結合する他方側面２６用の側面隆起部１４を有する。また、シャフト２は、一方側面２５用の側面隆起部１３の軸線方向に隣接したカムロブ軸孔２１外に、周状の一方側面凹部１５を有すると共に、他方側面２６用の側面隆起部１４の軸線方向に隣接したカムロブ軸孔２１外に、周状の他方側面凹部１６を有する。更に、シャフト２は、カムロブ軸孔２１内に、カムロブ軸孔２１と当接する軸孔隆起部１７、軸孔隆起部１７の軸線方向に隣接した周状の軸孔凹部１８を有する。尚、図示しないが、ジャーナル３もカムロブ２０の場合と同様に、一方側面用の側面隆起部、他方側面２６用の側面隆起部、一方側面凹部、他方側面凹部、軸孔隆起部、軸孔凹部が成形されている。

次に、第二実施例の予備シャフト１０の外周部１１の隆起部の形状について説明する。押圧部材３１は、図１７に示す如く、外周に大径の凸部３１ａ、大径の凸部３１ａより小径の凸部３１ｂ、予備シャフト１０の外周部１１に成形された一方側面２５用の側面隆起部１３を収納する凹部３１ｃを有する。また、この大径の凸部３１ａは、一方側面２５用の側面隆起部１３を成形するため肉を導く大テーパー部３１ｄと、大テーパー部３１ｄに連続し、軸線Ｘ３に対し、垂直な軸線垂直部３１ｅとを有する。同様に、小径の凸部３１ｂは、軸孔隆起部１７を成形するため肉を導く小テーパー部３１ｆを有する。この押圧部材３１により、予備シャフト１０の外周部１１を押圧すると、予備シャフト１０の外周部１１に一方側面２５用の側面隆起部１３、一方側面凹部１５、軸孔隆起部１７及び軸孔凹部１８を成形する。ここで、軸孔隆起部１７は、カムロブ軸孔２１の内径と同径、或いはカムロブ軸孔２１の内径より大径に成形されている。

続いて、図１８及び図１９に示す如く、カムロブ２０の軸心Ｘ２を中心に所定の角度で位置決めし、一方側面２５用の側面隆起部１３及び軸孔隆起部１７が成形された予備シャフト１０を、予備シャフト１０の一方側面２５用の側面隆起部１３及び軸孔隆起部１７が成形されていない非隆起部１９側からカムロブ軸孔２１内に挿入すると、軸孔隆起部１７は、カムロブ軸孔２１の内径と同径、或いはカムロブ軸孔２１の内径より大径に成形されているので、軸孔隆起部１７によりカムロブ２０が調心され、カムロブ２０の軸心Ｘ２と予備シャフト１０の軸心Ｘ１が一致した状態で、カムロブ２０の一方側面２５が一方側面２５用の側面隆起部１３に圧接される。その後の他方側面２６用の側面隆起部１４の成形は、第一実施例と同様のため省略する。

以上のように、挿入工程前に、予備シャフト１０の外周部１１の、カムロブ軸孔２１内部となる軸線方向の所定位置に、カムロブ軸孔２１の内径と同径、或いはカムロブ軸孔２１の内径より大径の軸孔隆起部１７を成形する軸孔隆起部成形工程を有するため、予備シャフト１０の外径が、カムロブ軸孔２１の内径よりも小径に成形されていても、軸孔隆起部１７によって、カムロブ２０の軸心Ｘ２を予備シャフトの軸心Ｘ１に一致させることができる。

尚、第二実施例では、一方側面２５用の押圧部材３１に大径の凸部３１ａ及び小径の凸部３１ｂを成形して、一度に一方側面２５用の側面隆起部１３と軸孔隆起部１７を成形していたが、第三実施例として、図２０に示す如く、一方側面２５用の押圧部材１３１に大径の凸部１３１ａのみ設け、一方側面２５用の側面隆起部１１３を成形した後、図２１に示す如く、一方側面２５用の押圧部材１３１を予備シャフト１０の外周部１１から一旦離し、同じ押圧部材１３１を予備シャフト１０の外周部１１の、カムロブ軸孔２１内部となる軸線方向の所定位置に移動し、予備シャフト１０の外周部１１を押圧して軸孔隆起部１１７を成形してもよい。

尚、第一実施例では、一方側面２５用の押圧部材３１及び他方側面２６用の押圧部材３３を予備シャフト１０の軸線Ｘ１に対し、垂直方向から移動して、一方側面２５用の側面隆起部１３及び他方側面２６用の側面隆起部１４を成形していたが、第四実施例として、図２２に示す如く、例えば、他方側面２６用の押圧部材３３を、予備シャフト１０の軸線Ｘ１に対し、斜め方向から予備シャフト１０の外周部１１へ移動して押圧し、他方側面２６用の側面隆起部１４を成形してもよい。この場合、他方側面２６用の側面隆起部１４の隆起量を簡易に増加させることができる。尚、他方側面２６用の押圧部材３３の場合と同様に、一方側面２５用の押圧部材３１に適用することも可能である。

更に、第四実施例では、他方側面２６用の押圧部材３３を、予備シャフト１０の軸線Ｘ１に対し、斜め方向から予備シャフト１０の外周部１１へ移動して押圧していたが、第五実施例として、図２３に示す如く、押圧部材３３を、予備シャフト１０の軸線Ｘ１に対し、斜め方向から予備シャフト１０の外周部１１へ移動して押圧し、予備シャフト１０の外周部１１に、予備側面隆起部１４ａを成形した後、押圧部材３３を、押圧部材３３の予備シャフト１０と当接している先端部５０を中心にカムロブ２０の他方側面２６方向に移動することにより、他方側面２６用の側面隆起部１４を成形してもよい。この場合も、簡易に他方側面２６用の側面隆起部１４の隆起量を増加させることができる。尚、他方側面２６用の押圧部材３３の場合と同様に、一方側面２５用の押圧部材３１に適用することも可能である。

更にまた、第六実施例として、図２４に示す如く、押圧部材３３を予備シャフト１０の外周部１１へ移動して押圧し、予備シャフト１０の外周部１１に予備側面隆起部１４ｂを成形した後、図２５に示す如く、押圧部材３３を、カムロブ２０の他方側面２６方向に移動することにより、他方側面２６用の側面隆起部１４を成形してもよい。この場合も、簡易に他方側面２６用の側面隆起部１４の隆起量を増加させることができる。尚、他方側面２６用の押圧部材３３の場合と同様に、一方側面２５用の押圧部材３１に適用することも可能である。

予備シャフトは、貫通孔１２を有さない中実形状であってもよい。第四実施例乃至第六実施例は、軸孔隆起部１７が成形されているが、成形されていなくてもよい。

本発明の第一実施例のカムシャフトの正面図である。 本発明の第一実施例の予備シャフトを表し、（ア）は側面図、（イ）は断面正面図である。 本発明のカムロブを表し、（ア）は側面図、（イ）は断面正面図である。 本発明の第一実施例の予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、一方側面用の側面隆起部を成形した状態の断面正面図である。 本発明の第一実施例のカムロブの軸孔に予備シャフトを挿入する直前の状態の断面正面図である。 本発明の第一実施例のカムロブの軸孔に予備シャフトが挿入され、カムロブの一方側面が一方側面用の側面隆起部に圧接されて、予備シャフトが周方向に位置決めされた状態の断面正面図である。 本発明の第一実施例の予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、カムロブの他方側面側に他方側面用の側面隆起部が成形されて、カムロブと予備シャフトが組み付けられた状態の断面正面図である。 本発明の第一実施例の予備シャフトに組み付ける次のカムロブ用に、予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧された状態の断面正面図である。 本発明の第一実施例の複数のカムロブが予備シャフトに組み付けられた状態の断面正面図である。 本発明の第一実施例のカムロブと予備シャフトを組み付ける組付装置の側面図である。 本発明の第一実施例の予備シャフトの外周部に一方側面用の側面隆起部を成形する直前の状態を表す組付装置の側面図である。 本発明の第一実施例の予備シャフトの外周部に一方側面用の側面隆起部を成形している状態を表す組付装置の側面図である。 本発明の第一実施例のカムロブの軸孔に予備シャフトが挿入され、カムロブの一方側面が一方側面用の側面隆起部に圧接されて、予備シャフトが周方向に位置決めされた状態の側面図である。 本発明の第一実施例の予備シャフトの外周部に他方側面用の側面隆起部を成形している状態を表す組付装置の側面図である。 本発明の第一実施例のカムロブが予備シャフトに組み付けられた状態を表す組付装置の側面図である。 本発明の第二実施例のカムロブが予備シャフトに組み付けられた状態を表す組付装置の側面図である。 本発明の第二実施例の予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、他方側面用の側面隆起部及び軸孔隆起部が成形する状態の断面正面図である。 本発明の第二実施例のカムロブの軸孔に予備シャフトを挿入する直前の状態の断面正面図である。 本発明の第二実施例のカムロブの軸孔に予備シャフトが挿入され、カムロブの一方側面が一方側面用の側面隆起部に圧接されて、予備シャフトが周方向に位置決めされた状態の断面正面図である。 本発明の第三実施例の予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、一方側面用の側面隆起部を成形する状態の断面正面図である。 本発明の第三実施例の予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、一方側面用の軸孔隆起部を成形する状態の断面正面図である。 本発明の第四実施例の予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、他方側面用の側面隆起部を成形する状態の断面正面図である。 本発明の第五実施例の予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、他方側面用の側面隆起部が成形する状態の断面正面図である。 本発明の第六実施例の予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、他方側面用の予備側面隆起部を成形する状態の断面正面図である。 本発明の第六実施例の予備シャフトの外周部が押圧部材により押圧され、他方側面用の側面隆起部を成形する状態の断面正面図である。

符号の説明

１０ 予備シャフト
１１ 予備シャフトの外周部
１３，１１３ 一方側面用の側面隆起部
１３ａ 一方側面用の予備側面隆起部
１４ 他方側面用の側面隆起部
１４ａ 他方側面用の予備側面隆起部
１７，１１７ 軸孔隆起部
２０ カムロブ
２１ カムロブ軸孔
２５ カムロブの一方側面
２６ カムロブの他方側面
３１，３３，１３１ 押圧部材
５０ 予備シャフトと押圧部材が当接している先端部
Ｘ１ 予備シャフトの軸線

Claims (5)

1. 所定の外径を有する予備シャフト（１０）と、
   軸線方向に貫通し、予備シャフト（１０）の外径より大径のカムロブ軸孔（２１）を有するカムロブ（２０）と、を備え、
   該カムロブ（２０）の側面付近に位置する予備シャフト（１０）の外周部（１１）を押圧部材（３１，３３，１３１）で押圧し、カムロブ軸孔（２１）の内径よりも大径の側面隆起部（１３，１４，１１３）を成形して、カムロブ軸孔（２１）と予備シャフト（１０）を組み付けるカムシャフトの成形方法において、
   前記予備シャフト（１０）の外周部（１１）を前記押圧部材（３１，１３１）で押圧し、前記予備シャフト（１０）の軸線方向の所定位置で前記外周部（１１）の全周にカムロブ（２０）の一方側面（２５）用の側面隆起部（１３，１１３）を該カムロブ（２０）の幅よりも小さく成形する一方側面隆起部成形工程と、
   その一方側面隆起部成形工程の後、前記カムロブ（２０）を位置決め部材（３４）により該カムロブ（２０）の軸心を中心に所定の角度で位置決めしつつ、前記予備シャフト（１０）の該側面隆起部（１３，１１３）の成形されていない非隆起部（１９）側から予備シャフト（１０）を前記カムロブ軸孔（２１）内に挿入する挿入工程と、
   挿入されたカムロブ（２０）の一方側面（２５）を予め成形された前記側面隆起部（１３，１１３）に圧接して該側面隆起部（１３，１１３）を塑性変形させ、前記カムロブ（２０）の一方側面（２５）及びカムロブ軸孔（２１）の一端部を前記側面隆起部（１３，１１３）の全周に結合して周方向に位置決めする周方向位置決め工程と、
   前記位置決め部材（２４）を前記カムロブ（２０）から退避させた後、前記カムロブ（２０）が前記側面隆起部（１３，１１３）に結合した状態で前記カムロブ（２０）の他方側面（２６）付近の予備シャフト（１０）の外周部（１１）を前記押圧部材（３３）で押圧し、前記外周部（１１）の全周に他方側面（２６）用の側面隆起部（１４）を成形して、前記カムロブ（２０）の他方側面（２６）及びカムロブ軸孔（２１）の他端部を前記側面隆起部（１４）の全周で固定することによりカムロブ（２０）と予備シャフト（１０）を組み付け、前記カムロブ（２０）の軸線方向中央部においては、前記予備シャフト（１０）の外周部（１１）とカムロブ軸孔（２１）との間に隙間を有する状態で組み付ける組み付け工程と、を有し、
   前記周方向位置決め工程では、前記カムロブ（２０）の他方側面（２６）及び外周部を前記位置決め部材（３４）で保持しつつ、前記カムロブ（２０）の一方側面（２５）を前記側面隆起部（１３，１１３）の側方から圧接することを特徴とするカムシャフトの成形方法。
   
2. 前記挿入工程前に、前記予備シャフト（１０）の外周部（１１）の、カムロブ軸孔（２１）内部となる軸線方向の所定位置に、前記カムロブ軸孔（２１）の内径と同径、或いはカムロブ軸孔（２１）の内径より大径の軸孔隆起部（１７，１１７）を成形する軸孔隆起部成形工程を有することを特徴とする請求項１に記載のカムシャフトの成形方法。
3. 前記押圧部材（３１，３３，１３１）を、前記予備シャフト（１０）の軸線（Ｘ１）に対し、斜め方向から予備シャフト（１０）の外周部（１１）へ移動して押圧し、前記側面隆起部（１３，１４，１１３）を成形することを特徴とする請求項１又は２記載のカムシャフトの成形方法。
4. 前記押圧部材（３１，３３，１３１）を、前記予備シャフト（１０）の軸線（Ｘ１）に対し、斜め方向から予備シャフト（１０）の外周部（１１）へ移動して押圧し、予備シャフト（１０）の外周部（１１）に、予備側面隆起部（１３ａ，１４ａ）を成形した後、押圧部材（３１，３３，１３１）を、押圧部材（３１，３３，１３１）の予備シャフト（１０）と当接している先端部（５０）を中心に前記カムロブ（１０）の一方側面（２５）又は他方側面（２６）方向に移動することにより、前記側面隆起部（１３，１４，１１３）を成形することを特徴とする請求項１又は２記載のカムシャフトの成形方法。
5. 前記押圧部材（３１，３３，１３１）を前記予備シャフト（１０）の外周部（１１）へ移動して押圧し、予備シャフト（１０）の外周部（１１）に予備側面隆起部（１３ｂ，１４ｂ）を成形した後、押圧部材（３１，３３，１３１）を、前記カムロブ（１０）の一方側面（２５）又は他方側面（２６）方向に移動することにより、前記側面隆起部（１３，１４，１１３）を成形することを特徴とする請求項１又は２記載のカムシャフトの成形方法。

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