JPH0510340A - 嵌合部材にシヤフトを圧入してなる機械要素及びその製造方法 - Google Patents
嵌合部材にシヤフトを圧入してなる機械要素及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0510340A JPH0510340A JP3271549A JP27154991A JPH0510340A JP H0510340 A JPH0510340 A JP H0510340A JP 3271549 A JP3271549 A JP 3271549A JP 27154991 A JP27154991 A JP 27154991A JP H0510340 A JPH0510340 A JP H0510340A
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- Japan
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- fitting
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Abstract
(57)【要約】
【目的】嵌合部材とシャフトを切削及び又は塑性変形を
伴う圧入嵌合によって組立てる機械要素の加工コストを
低減するとともに、圧入嵌合による接合強度を向上す
る。 【構成】シャフト10の周面に連続的に又は不連続に周方
向ないしらせん方向に延長する隆起部12を形成し、嵌合
部材20の軸孔25に軸心からの距離が隆起部12の外半径よ
りも小さい弦面22を１個所以上設け、その軸孔25にシャ
フト10を圧入し、弦面22によって隆起部12を部分的に切
削及び又は塑性変形することにより、嵌合部材20をシャ
フト10に嵌着する。
伴う圧入嵌合によって組立てる機械要素の加工コストを
低減するとともに、圧入嵌合による接合強度を向上す
る。 【構成】シャフト10の周面に連続的に又は不連続に周方
向ないしらせん方向に延長する隆起部12を形成し、嵌合
部材20の軸孔25に軸心からの距離が隆起部12の外半径よ
りも小さい弦面22を１個所以上設け、その軸孔25にシャ
フト10を圧入し、弦面22によって隆起部12を部分的に切
削及び又は塑性変形することにより、嵌合部材20をシャ
フト10に嵌着する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は別体として製作した嵌合
部材の軸孔にシャフトを圧入嵌合して嵌合部材とシャフ
トを組立てた機械要素及びその製造方法に関するもので
あり、さらに詳しく述べると、回転トルクが比較的大き
い内燃機関用カムシャフト、圧縮機用クランク軸等の軸
孔が嵌合部材の中心に対して偏心位置にある機械要素及
び歯車軸ポンプ用ロータ軸等の軸孔が嵌合部材の中心に
位置する機械要素に係わるものである。
部材の軸孔にシャフトを圧入嵌合して嵌合部材とシャフ
トを組立てた機械要素及びその製造方法に関するもので
あり、さらに詳しく述べると、回転トルクが比較的大き
い内燃機関用カムシャフト、圧縮機用クランク軸等の軸
孔が嵌合部材の中心に対して偏心位置にある機械要素及
び歯車軸ポンプ用ロータ軸等の軸孔が嵌合部材の中心に
位置する機械要素に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】別々に製作した嵌合部材とシャフトを圧
入嵌合して一体に組立てたカムシャフト等の機械要素は
周知である。この種の機械要素の負荷トルクを大きくす
るため、嵌合部材をシャフトに圧入するときに切削を伴
う嵌合によってカムシャフト等の機械要素を製造する方
法が特開昭６３−２９７７０７号に開示されている。
入嵌合して一体に組立てたカムシャフト等の機械要素は
周知である。この種の機械要素の負荷トルクを大きくす
るため、嵌合部材をシャフトに圧入するときに切削を伴
う嵌合によってカムシャフト等の機械要素を製造する方
法が特開昭６３−２９７７０７号に開示されている。
【０００３】その開示されたカムシャフトは、転造など
の圧縮加工によりシャフトの周面に周方向ないしらせん
方向に延長する隆起部を形成し、カムピ−スの軸孔内周
壁に軸方向に延長する突出部を設け、その突出部によっ
てシャフトの隆起部を切削してそこに溝を形成するよう
にカムピ−スをシャフトに嵌め込んでカムピ−スとシャ
フトを一体に組立てたものである。
の圧縮加工によりシャフトの周面に周方向ないしらせん
方向に延長する隆起部を形成し、カムピ−スの軸孔内周
壁に軸方向に延長する突出部を設け、その突出部によっ
てシャフトの隆起部を切削してそこに溝を形成するよう
にカムピ−スをシャフトに嵌め込んでカムピ−スとシャ
フトを一体に組立てたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記カムシャフトはカ
ムピ−ス内周面に設けた軸方向に延長する突出部を鋭利
に仕上げなければならないが、突出部は軸孔内にあり、
しかもその断面は山形のため仕上加工に手間がかかりコ
スト高になるという問題があった。本発明はこの問題を
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは、嵌合部材の軸孔内周面がシャフトの周面に形成
した隆起部を切削及び又は塑性変形しながらそこに嵌着
することによって組立てられる機械要素であって、嵌合
部材の軸孔内周面の仕上加工に手間のかからないものを
提供することにある。
ムピ−ス内周面に設けた軸方向に延長する突出部を鋭利
に仕上げなければならないが、突出部は軸孔内にあり、
しかもその断面は山形のため仕上加工に手間がかかりコ
スト高になるという問題があった。本発明はこの問題を
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは、嵌合部材の軸孔内周面がシャフトの周面に形成
した隆起部を切削及び又は塑性変形しながらそこに嵌着
することによって組立てられる機械要素であって、嵌合
部材の軸孔内周面の仕上加工に手間のかからないものを
提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明が採用した手段は、連続又は不連続に延長す
る隆起部を嵌合部材の嵌合領域の周面に形成したシャフ
トに、シャフト隆起部の外径よりも内径の小さな部分を
有する嵌合部材の軸孔に圧入し、嵌合部材の内径が隆起
部外径より小さい部分によってシャフト隆起部を部分的
に切削及び又は塑性変形しながら嵌合部材をシャフトに
嵌合させた機械要素において、嵌合部材軸孔の隆起部よ
りも小さい部分を断面において弦として形成したことに
ある。
め、本発明が採用した手段は、連続又は不連続に延長す
る隆起部を嵌合部材の嵌合領域の周面に形成したシャフ
トに、シャフト隆起部の外径よりも内径の小さな部分を
有する嵌合部材の軸孔に圧入し、嵌合部材の内径が隆起
部外径より小さい部分によってシャフト隆起部を部分的
に切削及び又は塑性変形しながら嵌合部材をシャフトに
嵌合させた機械要素において、嵌合部材軸孔の隆起部よ
りも小さい部分を断面において弦として形成したことに
ある。
【０００６】
【作用】嵌合部材をシャフトにはめ、軸方向に嵌合部材
の嵌合領域に圧入すると、嵌合部材軸孔内周の隆起部の
外径よりも内径が大きい部分は遊嵌するが、弦面の両端
部を除く部分は隆起部よりも内径が小さいから、隆起部
に当たる。そこで、弦面の中央部は隆起部を切削及び又
は塑性変形し、その両側は隆起部を塑性変形し、さらに
その両側は隆起部を弾性変形しながら嵌合領域に嵌まり
込む。このようにして、嵌合部材はシャフトに強固に嵌
着して一体の機械要素を組立てる。嵌合部材とシャフト
の結合は一種の角継手であるから、高い抗空転性を有す
る。
の嵌合領域に圧入すると、嵌合部材軸孔内周の隆起部の
外径よりも内径が大きい部分は遊嵌するが、弦面の両端
部を除く部分は隆起部よりも内径が小さいから、隆起部
に当たる。そこで、弦面の中央部は隆起部を切削及び又
は塑性変形し、その両側は隆起部を塑性変形し、さらに
その両側は隆起部を弾性変形しながら嵌合領域に嵌まり
込む。このようにして、嵌合部材はシャフトに強固に嵌
着して一体の機械要素を組立てる。嵌合部材とシャフト
の結合は一種の角継手であるから、高い抗空転性を有す
る。
【０００７】
【実施例】本発明を図面に示す実施例に基づいて説明す
る。図１及び図２に示す内燃機関の動弁機構に用いるカ
ムシャフトはカムピース20を嵌合部材とする機械要素で
ある。シャフト10の嵌合領域Ａの周面にはロ−レット加
工などの転造によって複数条の平行な環状隆起部12を形
成する。シャフト10にカムピース20を軸方向にはめ、隆
起部12にカムピ−ス20の軸孔25内周面を形成する弦面部
22が嵌着することにより、シャフト10とカムピ−ス20を
一体のカムシャフトに組立てる。
る。図１及び図２に示す内燃機関の動弁機構に用いるカ
ムシャフトはカムピース20を嵌合部材とする機械要素で
ある。シャフト10の嵌合領域Ａの周面にはロ−レット加
工などの転造によって複数条の平行な環状隆起部12を形
成する。シャフト10にカムピース20を軸方向にはめ、隆
起部12にカムピ−ス20の軸孔25内周面を形成する弦面部
22が嵌着することにより、シャフト10とカムピ−ス20を
一体のカムシャフトに組立てる。
【０００８】シャフト10の周面に転造などの圧縮加工に
より形成される環状隆起部12は、図１に示すように、周
方向に連続して延長するものでも、図３に示すように、
らせん方向に連続して延長するものでも、図４に示すよ
うに、周又はらせん方向に断続的に延長するものでもよ
い。図２及び図３に示すように、隆起部12の外径Ｄ１は
嵌合領域Ａを除くシャフト10の外径Ｄよりも大きく、隆
起部12に隣接する谷の外径はシャフト外径Ｄよりも小さ
い。なお、不連続に周方向ないしらせん方向に延長する
隆起部としてロ−レット状があり組立能率の点からはロ
−レット状が望ましい。なお、隆起部は転造などの塑性
加工に限る必要はなく、切削加工により形成してもよ
い。
より形成される環状隆起部12は、図１に示すように、周
方向に連続して延長するものでも、図３に示すように、
らせん方向に連続して延長するものでも、図４に示すよ
うに、周又はらせん方向に断続的に延長するものでもよ
い。図２及び図３に示すように、隆起部12の外径Ｄ１は
嵌合領域Ａを除くシャフト10の外径Ｄよりも大きく、隆
起部12に隣接する谷の外径はシャフト外径Ｄよりも小さ
い。なお、不連続に周方向ないしらせん方向に延長する
隆起部としてロ−レット状があり組立能率の点からはロ
−レット状が望ましい。なお、隆起部は転造などの塑性
加工に限る必要はなく、切削加工により形成してもよ
い。
【０００９】図２に示すように、カムピ−ス20の内周面
は交互に接続した円弧面21と弦面22からなり、円弧面21
の内径Ｄ２はシャフト隆起部12の外径Ｄ１よりは大き
い。弦面22の軸心までの距離は嵌合領域の谷の半径より
は大きいが、隆起部12の半径よりは小さい。なお、内径
Ｄ２が外径Ｄ１と同径又は小さい場合は更に強固な嵌着
となるが、組立能率の点からは内径Ｄ２が外径Ｄ１より
大きい方が望ましい。実施例の円弧面21と弦面22は同一
のものがそれぞれ４個であるが、円弧と弦の長さを変え
てもよく、それらの個数は４個より多くても少なくても
よい。例えば、円弧面と弦面をそれぞれ１個にすること
もできる。又、軸孔25を弦面だけで構成する場合は内周
が多角形となるが強固な嵌着となり、更に高い抗空転性
を有する。弦面22は平坦であるから、仕上に要するコス
トは山形の突出部に比べると大幅に低減する。
は交互に接続した円弧面21と弦面22からなり、円弧面21
の内径Ｄ２はシャフト隆起部12の外径Ｄ１よりは大き
い。弦面22の軸心までの距離は嵌合領域の谷の半径より
は大きいが、隆起部12の半径よりは小さい。なお、内径
Ｄ２が外径Ｄ１と同径又は小さい場合は更に強固な嵌着
となるが、組立能率の点からは内径Ｄ２が外径Ｄ１より
大きい方が望ましい。実施例の円弧面21と弦面22は同一
のものがそれぞれ４個であるが、円弧と弦の長さを変え
てもよく、それらの個数は４個より多くても少なくても
よい。例えば、円弧面と弦面をそれぞれ１個にすること
もできる。又、軸孔25を弦面だけで構成する場合は内周
が多角形となるが強固な嵌着となり、更に高い抗空転性
を有する。弦面22は平坦であるから、仕上に要するコス
トは山形の突出部に比べると大幅に低減する。
【００１０】図５に示すように、カムピ−ス20は軸方向
に一方からシャフト10の嵌合領域Ａに矢印Ｂで示すよう
に押込まれる。このとき、カムピ−ス内周の弦面22は隆
起部12の両端部を弾性変形させ、その内側の部分を塑性
変形させ、中央部分を切削及び又は塑性変形しながら嵌
合領域Ａに嵌着する。第６図に示すように、カムピ−ス
20をシャフト10のカム嵌合領域Ａに矢印Ｂ方向に押し込
むときの前面側にある弦面22の端縁を斜めにカットして
斜面23を形成すると、弦面22による隆起部12の切削及び
又は塑性変形がくさび作用で円滑になるだけでなく、斜
面23を嵌合領域の端の隆起部に当接させてカムピ−スの
軸方向の位置決めをすることもできる。
に一方からシャフト10の嵌合領域Ａに矢印Ｂで示すよう
に押込まれる。このとき、カムピ−ス内周の弦面22は隆
起部12の両端部を弾性変形させ、その内側の部分を塑性
変形させ、中央部分を切削及び又は塑性変形しながら嵌
合領域Ａに嵌着する。第６図に示すように、カムピ−ス
20をシャフト10のカム嵌合領域Ａに矢印Ｂ方向に押し込
むときの前面側にある弦面22の端縁を斜めにカットして
斜面23を形成すると、弦面22による隆起部12の切削及び
又は塑性変形がくさび作用で円滑になるだけでなく、斜
面23を嵌合領域の端の隆起部に当接させてカムピ−スの
軸方向の位置決めをすることもできる。
【００１１】図７に示す機械要素は圧縮機のクランク軸
であり、厚肉円板のクランク20が嵌合部材である。クラ
ンク20の軸孔25はクランク20の中心に対して偏心した位
置にある。前実施例と同様にシャフト10の嵌合領域の周
面に隆起部12を転造などの圧縮加工によって形成し、ク
ランク20の軸孔25にその隆起部12の外径Ｄ１よりも大き
な内径Ｄ２の円弧21及び軸心までの距離が隆起部12の半
径よりも小さな弦面22を設ける。このクランク軸の軸心
を含む断面は図１と同一になる。
であり、厚肉円板のクランク20が嵌合部材である。クラ
ンク20の軸孔25はクランク20の中心に対して偏心した位
置にある。前実施例と同様にシャフト10の嵌合領域の周
面に隆起部12を転造などの圧縮加工によって形成し、ク
ランク20の軸孔25にその隆起部12の外径Ｄ１よりも大き
な内径Ｄ２の円弧21及び軸心までの距離が隆起部12の半
径よりも小さな弦面22を設ける。このクランク軸の軸心
を含む断面は図１と同一になる。
【００１２】図８は歯車軸組立体であり、厚肉歯車20が
嵌合部材である。歯車20の軸孔25は歯車20の中心に位置
する。前実施例と同様にシャフトの嵌合領域の周面に隆
起部12を圧縮加工によって形成し、歯車20の軸孔25に隆
起部12の外径Ｄ１よりも大きな内径Ｄ２の円弧面21及び
軸心までの距離が隆起部12の半径よりも小さい弦面22を
設ける。
嵌合部材である。歯車20の軸孔25は歯車20の中心に位置
する。前実施例と同様にシャフトの嵌合領域の周面に隆
起部12を圧縮加工によって形成し、歯車20の軸孔25に隆
起部12の外径Ｄ１よりも大きな内径Ｄ２の円弧面21及び
軸心までの距離が隆起部12の半径よりも小さい弦面22を
設ける。
【００１３】図９はシャフト周面に形成した３種類の隆
起部に正６角形軸孔を持つ嵌合部材を嵌着したときの挿
入荷重及び接合強度の試験結果をまとめたグラフであ
る。シャフトはＳＡＥ１０５０相当の鋼材であり、３種
類の隆起部は軸方向に連続して延長する平目ローレッ
ト、らんせん方向に不連続に延長する綾目ローレット、
周方向に連続する環状ローレットである。嵌合部材は材
質がＦｅ−８％Ｃｒ合金製カムピースであり、軸孔は正
６角形、軸方向幅は１１ｍｍである。嵌合部材とシャフ
トの嵌合代は最大０．８ｍｍである。このグラフは、軸
方向に延長する平目ローレット隆起部の接合強度すなわ
ち負荷トルクは比較的小さく、らせん方向に延長する綾
目ローレット及び周方向に延長する環状ローレット隆起
部は接合強度すなわち負荷トルクが十分に大きいことを
示す。
起部に正６角形軸孔を持つ嵌合部材を嵌着したときの挿
入荷重及び接合強度の試験結果をまとめたグラフであ
る。シャフトはＳＡＥ１０５０相当の鋼材であり、３種
類の隆起部は軸方向に連続して延長する平目ローレッ
ト、らんせん方向に不連続に延長する綾目ローレット、
周方向に連続する環状ローレットである。嵌合部材は材
質がＦｅ−８％Ｃｒ合金製カムピースであり、軸孔は正
６角形、軸方向幅は１１ｍｍである。嵌合部材とシャフ
トの嵌合代は最大０．８ｍｍである。このグラフは、軸
方向に延長する平目ローレット隆起部の接合強度すなわ
ち負荷トルクは比較的小さく、らせん方向に延長する綾
目ローレット及び周方向に延長する環状ローレット隆起
部は接合強度すなわち負荷トルクが十分に大きいことを
示す。
【００１４】図１０は嵌合部材の同径外接円を持つ各種
正多角形軸孔に綾目ローレットのシャフト隆起部を嵌着
したときの接合強度の試験結果を示すグラフである。シ
ャフトはＳＡＥ１０５０相当の鋼材、嵌合部材はＦｅ−
８％Ｃｒ合金製カムピースである。嵌合部材の軸方向幅
は１１ｍｍ、軸孔は正６角形、正８角形、正１０角形、
正１２角形である。このグラフは８角形ないし１０角形
の軸孔が６角形又は１２角形の正多角形の軸孔よりも接
合強度すなわち負荷トルクの大きいことを示す。
正多角形軸孔に綾目ローレットのシャフト隆起部を嵌着
したときの接合強度の試験結果を示すグラフである。シ
ャフトはＳＡＥ１０５０相当の鋼材、嵌合部材はＦｅ−
８％Ｃｒ合金製カムピースである。嵌合部材の軸方向幅
は１１ｍｍ、軸孔は正６角形、正８角形、正１０角形、
正１２角形である。このグラフは８角形ないし１０角形
の軸孔が６角形又は１２角形の正多角形の軸孔よりも接
合強度すなわち負荷トルクの大きいことを示す。
【００１５】
【発明の効果】上記のとおり、本発明の機械要素は、シ
ャフトに形成した隆起部に、その隆起部の外径よりも小
さい内径の部分が軸孔内周面に設けられた嵌合部材を圧
入してシャフトに嵌合部材を一体に嵌着させたものであ
るが、隆起部の外径よりも内径の小さい軸孔部分は弦面
であるから、従来の軸方向に延長する断面山形の突出部
に比べると、軸孔内周面の仕上加工が容易かつ安価であ
る。したがって、本発明方法は従来方法よりも量産に適
する。
ャフトに形成した隆起部に、その隆起部の外径よりも小
さい内径の部分が軸孔内周面に設けられた嵌合部材を圧
入してシャフトに嵌合部材を一体に嵌着させたものであ
るが、隆起部の外径よりも内径の小さい軸孔部分は弦面
であるから、従来の軸方向に延長する断面山形の突出部
に比べると、軸孔内周面の仕上加工が容易かつ安価であ
る。したがって、本発明方法は従来方法よりも量産に適
する。
【図１】 本発明のカムシャフトの要部断面図、
【図２】 図１のII−II線に沿う断面図、
【図３】 他の実施例のシャフトの嵌合領域を示す
図、
図、
【図４】 別の実施例のシャフトの横断面図、
【図５】 カムピ−スをシャフトに嵌合する状態を示
す図である、
す図である、
【図６】 別の実施例の図５に相当する図、
【図７】 本発明のクランク軸の横断面図、
【図８】 本発明の歯車軸組立体の横断面図、
【図９】 シャフトの周面隆起部の形状と接合強度及
び挿入荷重の関係を示すグラフ、
び挿入荷重の関係を示すグラフ、
【図１０】 嵌合部材の正多角形軸孔の角数と接合強度
の関係を示すグラフ、
の関係を示すグラフ、
10：シャフト（シャフト）、12：隆起部、20：嵌合部材
（カムピ−ス、クランク、歯車）、21：円弧面、22：弦
面、23：斜面、25：軸孔
（カムピ−ス、クランク、歯車）、21：円弧面、22：弦
面、23：斜面、25：軸孔
Claims (5)
- 【請求項１】連続又は不連続に延長する隆起部が周面に
形成されたシャフトを、前記隆起部の外径よりも内径が
小さい部分を内周に設けた嵌合部材の軸孔に軸方向に圧
入嵌合して一体に組立てた機械要素において、前記嵌合
部材軸孔の内周面に軸心までの距離が前記隆起部の外半
径よりも小さい弦面を少なくとも１個以上あらかじめ設
けたことを特徴とする嵌合部材にシャフトを圧入してな
る機械要素。 - 【請求項２】軸孔は嵌合部材の中心に対して偏心位置に
あることを特徴とする請求項１記載の嵌合部材にシャフ
トを圧入してなる機械要素。 - 【請求項３】嵌合部材はカムピースであり、機械要素は
カムシャフトであることを特徴とする請求項２記載の嵌
合部材にシャフトを圧入してなる機械要素。 - 【請求項４】軸孔は嵌合部材の中心に対して同心位置に
あることを特徴とする請求項１記載の嵌合部材にシャフ
トを圧入してなる機械要素。 - 【請求項５】シャフトの周面に連続又は不連続に延長す
る隆起部を形成する隆起部形成工程と、前記シャフトを
嵌合部材の軸孔に軸方向に圧入する嵌合工程とからなる
機械要素の製造方法において、前記嵌合部材の軸孔の内
周面に軸心までの距離が前記隆起部の外半径よりも小さ
い弦面を少なくとも１個以上あらかじめ形成しておくこ
とを特徴とする嵌合部材にシャフトを圧入してなる機械
要素の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27154991A JP3189058B2 (ja) | 1990-11-19 | 1991-10-19 | 嵌合部材にシャフトを圧入してなる機械要素及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-311431 | 1990-11-19 | ||
| JP31143190 | 1990-11-19 | ||
| JP27154991A JP3189058B2 (ja) | 1990-11-19 | 1991-10-19 | 嵌合部材にシャフトを圧入してなる機械要素及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0510340A true JPH0510340A (ja) | 1993-01-19 |
| JP3189058B2 JP3189058B2 (ja) | 2001-07-16 |
Family
ID=26549769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27154991A Expired - Fee Related JP3189058B2 (ja) | 1990-11-19 | 1991-10-19 | 嵌合部材にシャフトを圧入してなる機械要素及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3189058B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06280846A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-10-07 | Sanwa Niidorubearingu Kk | マイクロシャフト及びこのマイクロシャフトへの部品外嵌圧入方法 |
| JPH1194252A (ja) * | 1997-09-19 | 1999-04-09 | Denso Corp | グロープラグ及びその製造方法 |
| JP2001227618A (ja) * | 2000-02-17 | 2001-08-24 | Nippon Piston Ring Co Ltd | カムシャフト |
| JP2001240948A (ja) * | 2000-02-28 | 2001-09-04 | Nippon Piston Ring Co Ltd | カムシャフト |
| JP2004011699A (ja) * | 2002-06-04 | 2004-01-15 | Otics Corp | 回転部材の固着構造 |
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