JPH0256170B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関のカムシヤフトとして中空の
鋼管を用い、これにバルジ加工等を利用して別体
のカム部および必要によりジヤーナル部等を固着
した組立カムシヤフトに関する。

従来の技術 一度バルジ成形した鋼管の内周にさらに鋼管を
挿入してバルジ成形する二重管の中空カムシヤフ
トとしては、特開昭58−132325号がある。

またバルジ成形した鋼管の内周にプラスチツク
を充填するカムシヤフトとしては、実公昭59−
9042号などがある。

さらに、中空カム軸を強化プラスチツクとし、
カム駒を金属として両者を接着剤で接合する組立
カムシヤフトとしては、特開昭58−75903号など
がある。

発明が解決しようとする問題点 鋼管を二重にバルジ成形するものは、個々の鋼
管肉厚を小さくしてバルジ成形荷重を低減できる
点において優れているが、カムシヤフト使用中の
熱収縮量の差により、内外パイプ管に隙間を形成
しがちとなる問題があり、特にカムシヤフト使用
温度における内周管の強度補強に不安が残されて
いる。

強化プラスチツクを充填するカムシヤフトに於
いては、熱収縮量の差による内外軸の隙間発生を
防止できる点において優れているが、シヤフト全
体として均一な強度補強を行うために短繊維強化
プラスチツクの利用が必然となり、強化プラスチ
ツクによる高い補強効果が得られない問題があ
り、特に強化プラスチツクを中空状に充填して油
穴確保と軽量化を図る場合は一層の強度低下を免
れない。

また、中空の強化プラスチツク軸とカム駒を結
合するのに接着手段を用いるものは、プラスチツ
ク強化繊維として織布状または糸巻状の長繊維を
利用できる点で優れているが、カムシヤフト使用
中の衝撃や熱収縮差によつて接着部に弛みが発生
しがちとなる問題がある。

問題点を解決するための手段 拡径によりカム駒を結合した中空鋼軸の内側に
強化繊維織布を挿入すると共にその強化繊維織布
を前記中空鋼軸内周面に略沿わせて拡径し、次い
で中空鋼軸内周に樹脂を充填して強化繊維織布を
中空鋼軸に一体に結合する。

作 用 拡径された中空鋼軸の略蛇腹状内周面に近接し
て沿つた強化繊維織布を一体に内包する樹脂によ
り中空鋼軸が強化補強される。

実施例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図は組立カムシヤフト１００の一実施例
を表わすもので、１０１は鋼管等の中空鋼軸。

１２０，１２１，１２２，１２３はカム駒およ
び１０２，１０３，１０４はジヤーナル駒で、予
め鋳造、鍛造あるいは焼結成形などによつて、所
望のカムプロフイールおよび所望の円筒形に形成
されている。このカム駒およびジヤーナル駒に
は、拡径前の中空鋼軸１０１（第３図）の挿通可
能な通孔１３０，１３１，１３２および各駒側面
に自身の通孔に連接された略環状の切欠き部１４
３，１４０，１４１，１４４，１１３，１４２が
設けられている。この個々の切欠き部１４０，１
４１，……は、通孔１３０，１３１，……から駒
側面に向けて拡径する様に截頭円錐状に形成され
ている。なお切欠き部１４０，１４１，……は直
線的なテーパ形状に限らず円弧状など丸味を帯び
ていても良い。

また、カム駒１２０およびジヤーナル駒１０２
には必要により浸炭処理などの表面処理が施され
る。

この組立カムシヤフト１００の中空鋼軸１０１
とカム駒、ジヤーナル駒との結合方法としては、
各駒を中空鋼軸１０１の所定位置に嵌合し、そし
てこれを所定のカムシヤフト形状の型面を有する
バルジ金型（図示せず）内にセツトし、型閉めす
る。

それによつて互いに隣接するジヤーナル駒とカ
ム駒あるいはカム駒とカム駒の互いに対向する一
対の切欠き部１４２，１４３，１４０，１４１
は、両者の対向する切欠き部の投影面の中に一対
の拡径空間をもたらす。

ついで型閉め状態にて、上記中空鋼軸内に乳化
液等を注入し、かつこの乳化液を圧縮加工する。
すると上記中空鋼軸１０１は外方へ膨張し、各駒
１０２，１２０の通孔内周面や切欠き部１４２，
１４３，１４０，１４１およびバルジ金型の型面
に沿つて、第５図に示される如く塑性変形する。
特に対向する一対の切欠き部１４２，１４３，１
４０，１４１，……には当該切欠き部に共通のな
だらかな膨出部１０５，１０９，１０７，１１
０，１０８，１１２，１１３が形成され、中空鋼
軸１０１の内周面は略蛇腹状と成る。

これにより各カム駒およびジヤーナル駒が中空
鋼軸に堅固に固定され、その後このカムシヤフト
１００はバルジ金型から取り出される。

この第５図に示すカムシヤフト１００のカム駒
１２０、ジヤーナル駒１０２と中空鋼軸１０１と
の相対回転防止は、予め各駒の通孔１３０，１３
２および切欠き部１４０，１４２に多角形状、例
えば図示の如き六角形状を付与し、中空鋼軸１０
１をバルジ加工で膨張させることで、各駒の六角
形面に沿つて中空鋼軸が塑性変形して達成され
る。

なお、各駒と中空鋼軸との相対回転防止として
は、切欠き部に小さな爪（図示せず）を設けた
り、また通孔１３０，１３２に対し偏心形状（図
示せず）が付与された切欠き部を設けること等に
よつても達成できる。

また、図示されるように、カム駒両側面に切欠
き部１４０，１４３，１４１，１４４を設けるこ
とにより、カム駒の軸線方向移動を確実に防止で
き、かつカム駒両側面の切欠き部の大きさに差を
持たすことにより、中空鋼軸へのカム駒挿入にお
ける逆向き嵌挿の防止が容易となる。

続いて、第５図に示す如く形成されたカムシヤ
フト１００の中空鋼軸１０１内周に補強軸１６０
を成形する工程について、第７図および第１図に
よつて説明する。

なお、中空鋼軸１０１の適所には、必要により
後述される樹脂充填に備え、外周に空気抜き孔を
形成しておいても良い。

まず第７図に示すように、中空鋼軸１０１内周
に円筒状の強化繊維織布１５０を挿入すると共
に、例えばゴムの如き強性体で形成された風船工
具８０をその織布内に挿入し、そしてその風船工
具８０に内圧を加えて膨張させて織布を拡径し、
蛇腹状の中空鋼管内周面に織布を倣わせ、その後
風船工具８０を収縮させる。

そのことにより、強化繊維織布１５０は蛇腹状
の中空鋼管内周面に略沿つた蛇腹状に形成され
る。

つぎに、斯様に織布が装填された上記カムシヤ
フト１００をインジエクシヨン装置（図示せず）
に装着し、かつ内周を中空とする場合は中子９０
を挿入した状態にて、充填樹脂を注入して補強軸
１６０を形成する。

即ち、補強軸１６０は蛇腹状の強化繊維織布を
一体に内包する樹脂によつて、中空鋼管内周に結
合して形成される。

なお、織布の強化繊維としては、ガラス繊維、
カーボン繊維などの中から適当なものを選択して
使用し、充填樹脂には熱硬化性樹脂、熱可塑性樹
脂の中から適当なものを選択して使用し、かつ必
要により充填樹脂の中に短繊維を混入させ一層の
強度補強を図るようにしても良い。

この組立カムシヤフト１００はその後、インジ
エクシヨン装置から取り出され、カム面およびジ
ヤーナル部を研削仕上げし、油穴等を加工して所
望のカムシヤフトに完成される。

効 果 以上のように本発明によれば、強化繊維織布を
中空鋼軸の略蛇腹状内周面に近接して沿わせた状
態に内包させて補強軸を形成するので、中空鋼軸
に対する高い強度補強が達成できる。

そのため所要カム軸強度を得るのに中空鋼軸肉
厚を薄くしてそれのバルジ成形を容易ならしめる
こともできる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を表わすもので、第１図
は組立カムシヤフトの一部断面平面図。第２図は
第１図のＡ−Ａ断面を表わす断面図。第３図乃至
第８図は第１図に示す組立カムシヤフトの部品お
よび組立工程を表わすもので、第３図は中空鋼軸
の一部断面平面図。第４図はジヤーナル駒および
一対のカム駒を表わす部分断面立面図。第５図は
バルジ成形後の組立カムシヤフトの一部断面平面
図。第６図は第５図のＢ−Ｂ断面を表わす断面
図。第７図は強化繊維織布を拡径する工程の部分
断面平面図。第８図は第７図のＣ−Ｃ断面を表わ
す断面図である。 （記号の説明）、１００……組立カムシヤフト。
１０１……中空鋼軸。１０２……ジヤーナル駒。
１２０，１２１……カム駒。１３０，１３１……
通孔。１５０……強化繊維織布。１６０……補強
軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 第１工程で、予め用意した環状のカム駒１２
   ０，１２１の通孔１３０，１３１に中空鋼軸１０
   １を挿入し、該中空鋼軸１０１を拡径してカム駒
   と中空鋼軸とを結合し、 第２工程で、前記中空鋼軸１０１内周に強化繊
   維織布１５０を挿入すると共にその強化繊維織布
   １５０を前記中空鋼軸１０１内周面に略沿わせて
   拡径し、 第３工程で、前記中空鋼軸１０１内周に樹脂を
   充填して前記強化繊維織布を前記中空鋼軸１０１
   に一体に結合することを特徴とする組立カムシヤ
   フトの製造方法。