JPH0893884A - 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 - Google Patents

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

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JPH0893884A
JPH0893884A JP6257638A JP25763894A JPH0893884A JP H0893884 A JPH0893884 A JP H0893884A JP 6257638 A JP6257638 A JP 6257638A JP 25763894 A JP25763894 A JP 25763894A JP H0893884 A JPH0893884 A JP H0893884A
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JP
Japan
Prior art keywords
shaft
fitting
fitting member
peripheral surface
press
Prior art date
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Pending
Application number
JP6257638A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Ogawa
永司 小川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Piston Ring Co Ltd
Original Assignee
Nippon Piston Ring Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Piston Ring Co Ltd filed Critical Nippon Piston Ring Co Ltd
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Publication of JPH0893884A publication Critical patent/JPH0893884A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 嵌合部材に圧入嵌合するシャフト隆起部をバ
リが発生することなく成形可能な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の提供。 【構成】 シャフト2の外周面にリン酸塩皮膜処理を施
して、シャフト表面の潤滑性、加工性を高め、シャフト
外周面の嵌合部材と嵌合する部分にローレーット加工を
行い隆起部3を成形し、嵌合部材の軸孔に隆起部を圧入
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は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に関し、特に別体として
製作した嵌合部材の軸穴にシャフトを圧入嵌合して嵌合
部材とシャフトを組み立てた機械要素の製造方法に関す
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み立てたカムシャフト等の機械要素
は周知である。嵌合部材としては、カムシャフトを例に
とれば、カムピース、軸受部に支承されるジャーナル
部、カムシャフトの軸方向の移動を規制するスラスト受
けに係合するスラストピース等である。これらはシャフ
トの半径方向外方に突出して設けられる。
【0003】動作時にこれら嵌合部材がシャフトに対し
て回転方向にズレることなく強固に結合させるために、
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号公報に開示されている。該公報
記載のカムシャフトは、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螺旋方向に延設され半径方向
内方に突出した隆起部を形成し、カムピースの軸孔内周
壁に軸方向に延設された突出部を設け、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
うにカムピースをシャフトにはめ込んでカムピースとシ
ャフトを一体に組み立てたものである。
【0004】更に、嵌合部材をシャフトに圧入するとき
に塑性変形及び弾性変形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同一出願人による特開
平5−10340号公報に開示されている。該公報記載
のカムシャフトは、シャフトの周面に隆起部を形成し、
嵌合部材の軸孔に軸心からの距離が隆起部の外半径より
も小さい弦面を1箇所以上設け、その軸孔にシャフトを
圧入し、弦面によって隆起部を部分的に塑性変形及び弾
性変形することにより嵌合部材をシャフトに装着固定す
るものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】シャフトの周面に隆起
部を形成するための転造方法として代表的なローレット
加工においては、シャフトに隆起部を形成した場合に二
重切り、バリの発生等を生じることがある。二重切りの
発生が生じた場合には所望の量の隆起を得ることができ
ず、締めシロとなるシャフトの隆起量を充分に得ること
ができず、嵌合部材をシャフトに圧入しても所望の結合
力を得ることができない。一方バリの発生は隆起部の欠
落により生ずるものであり、隆起部の欠落は絞めシロの
減少をもたらし、前記2重切りの場合と同様に嵌合部材
をシャフトに圧入しても所望の結合力を得ることができ
ない。バリの存在によりシャフトに嵌合部材を挿入する
場合にシャフトと嵌合部材の間でかじり付きや焼付きを
起こし所望の位置まで圧入できないという問題を発生す
ることがある。
【0006】そこで本発明は、シャフトに隆起部を形成
するに際して2重切りやバリの発生を抑制するととも
に、隆起部に対して嵌合部材のスムーズな圧入を可能に
するとともに強固に結合することが可能な嵌合部材にシ
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】上記目的を達成するため
に本発明は、中空のシャフトの外周面であって嵌合部材
と嵌合する位置に該外周面より半径方向外方突出する隆
起部を成形する工程と、内径が該隆起部の外径より小さ
い部分を少なくとも有する軸孔が形成された嵌合部材と
該隆起部とを圧入により嵌合させる工程を有する嵌合部
材にシャフトを圧入してなる機械要素の製造方法におい
て、該隆起部形成工程以前に該シャフトの外周面にリン
酸塩皮膜処理を施す工程を有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を提供している。該圧
入嵌合工程以前に該嵌合部材の軸孔の内周面にリン酸塩
皮膜処理を施す工程を有するのが好ましい。
【0008】
【作用】本発明の嵌合部材にシャフトを圧入してなる機
械要素の製造方法では、シャフト素材の表面の潤滑性が
向上し、隆起部を形成する過程でバリの発生が抑制さ
れ、また2重切りも生じない。シャフトが潤滑性を有す
ることにより、シャフトに嵌合部材を圧入する場合にお
いてもかじり付きや焼付きが生じることなく所望の位置
に嵌合部材を取付けることができる。嵌合部材の軸孔内
周面にもリン酸塩皮膜処理を施せば、圧入をよりスムー
スに実行することができる。
【0009】
【実施例】本発明の第1実施例によ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について図1乃至
図3に基づき説明する。この実施例は本発明をカムシャ
フトに適用した場合に関する。カムシャフト1は、シャ
フト2と、該シャフト2に固定された排気側カムピース
4、7と、吸気側カムピース5、6と、ジャーナル部8
と図示せぬスラストピースと図示せぬプーリを有する。
カムピース5〜7は内燃機関の図示せぬ動弁機構に回転
摺動し、ジャーナル部8は図示せぬ軸受部に支承され、
スラストピースは図示せぬスラスト受けと係合してカム
シャフトの軸方向の移動が阻止され、プーリはシャフト
2の回転をエンジン補機に伝達するために設けられる。
【0010】シャフト2は中空の鋼製であり、外周面に
はリン酸塩皮膜層が形成されている。シャフト2の外周
面の所定位置には図2に示されるように隆起部3が形成
されている。該隆起部3はシャフト2のに軸方向に互い
に平行に延び周方向に等間隔な複数の稜線部2aと谷部
2bが交互に位置する平目状のものであり、稜線部2a
はシャフト2の外周面より半径方向外方に突出してい
る。
【0011】嵌合部材としてのカムピース4〜7等は、
図3に示されるようにそれら本体部4a,5a、6a、
7a、8aが焼結合金製であり、軸孔部には鋼製の環状
体4b、5b、6b、7b、8bが焼結による拡散結合
にて本体部4a〜8aにそれぞれ一体に結合されてい
る。環状体4b〜8bの内周面はシャフト2の隆起部3
が圧入する軸孔をなす。軸孔の内周面は交互に連続した
円弧面41と弦面42からなり、円弧面41の内径D2
はシャフト2の隆起部2aの外径D1より大きい。弦面
42の軸心までの距離は嵌合領域の谷部の半径よりは大
きいが、隆起部2aの半径よりは小さい。なお、内径D
2が外径D1と同径また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。
【0012】上述したカムシャフトを製造場合には、ま
ず、引き抜き加工によりシャフト2が成形される。次に
シャフト2の外周面にリン酸塩皮膜処理を行って外周面
の潤滑性を向上させた後、シャフト2の嵌合領域の外周
面にローレット加工を実行し複数条の平行な隆起部3を
形成する。シャフト2の周面の潤滑性を向上させたこと
によって、ローレット加工等の転造加工によっても隆起
部3におけるバリの発生が抑制され、また2重切り等の
不完全な隆起形成がされることも減少する。
【0013】次に嵌合部材の軸孔内周面にもリン酸塩皮
膜処理を行って内周面の潤滑性を向上させる。そして、
1つの嵌合領域に隆起部3を形成する毎に、1つの嵌合
部材をシャフト2の軸端から装着してゆき該隆起部3に
至るまでシャフト2上を軸方向に移動させて圧入により
隆起部と嵌合させる。この時、環状体4b内周の弦面4
2の中央部は隆起部3を塑性変形させるか切削し、また
弦面42の端部(円弧上部41付近)は隆起部を塑性変
形させるか弾性変形させる。このことにより、嵌合部材
とシャフト2とは強固に結合する。嵌合部材の軸孔にも
リン酸塩皮膜処理が施されているので、摩擦係数が更に
減少し、嵌合部材はシャフト2上を円滑に移動するとと
もに隆起部3に対しても比較的簡単に圧入され、かじり
付きや焼付きが生じるおそれがなく組立性を向上させる
ことができる。
【0014】本発明は上記実施例に限定されず、特許請
求の範囲に記載された範囲で種々の改良変更が可能であ
る。例えば、上述した実施例は本発明をカムシャフトを
製造する場合に適用した例であるが、圧縮機のクランク
シャフトのようにクランク軸と該軸に偏心して取付けら
れる厚肉円板との嵌合の場合や、歯車軸組立体のように
歯車軸と該軸に同心の厚肉歯車との嵌合の場合などに適
用されるのは勿論である。
【0015】またシャフトへのリン酸塩皮膜処理はシャ
フトの引き抜き加工時に併せて行っても良い。更に実施
例の円弧面41と弦面42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個に限定されない。また、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。また軸孔の内周面を円
形としその内径を隆起部の外径より小さく形成してもよ
い。
【0016】更に、シャフト2の外周面に転造などの圧
縮加工により形成される隆起部3は、図2に示すような
平目状のものに限定されず、周方向に延び軸方向に隣合
う環状隆起部や、らせん状、綾目状でもよく、隆起部の
稜線がシャフト2の外周面より半径方向外方に突出して
いればよい。加えて、嵌合部材をシャフト2のカム嵌合
領域に押し込むときの前面側にある弦面の端縁に斜面を
形成すると、斜面によるくさび作用により弦面による隆
起部の切削や塑性変形がでいっそう円滑になるだけでな
く、該斜面を嵌合領域の端の隆起部に当接させ嵌合部材
の軸方向の位置決めをすることもできる。また、嵌合部
材を焼結合金製の本体と鋼製の環状体とにより構成した
が、嵌合部材全体を鋼製としてもよい。
【0017】
【発明の効果】以上説明した本発明の嵌合部材にシャフ
トを圧入してなる機械要素の製造方法によれば、シャフ
トの該周面にリン酸塩皮膜処理を施す工程を設けている
ので、隆起部成形のためのシャフト転造時にシャフトは
容易に塑性変形して、バリや2重切りが生じることなく
隆起部が良好に成形できる。嵌合部材の軸孔内周面にリ
ン酸塩皮膜処理を施す工程を設けると、嵌合部材とシャ
フト隆起部との圧入が一層良好となり組立性が向上す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のカムシャフトの要部断面図。
【図2】本発明の実施例におけるシャフトの嵌合領域を
示す図。
【図3】カムピースを示す平面図。
【符号の説明】
1 カムシャフト 2 シャフト 3 隆起部 4〜7 カムピース 8 ジャーナル部 41 円弧面 42 弦面
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年10月24日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】動作時にこれら嵌合部材がシャフトに対し
て回転方向にズレることなく強固に結合させるために、
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号公報に開示されている。該公報
記載のカムシャフトは、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螺旋方向に延設され半径方向
外方に突出した隆起部を形成し、カムピースの軸孔内周
壁に軸方向に延設された突出部を設け、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
うにカムピースをシャフトにはめ込んでカムピースとシ
ャフトを一体に組み立てたものである。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】シャフト2は中空の鋼製であり、外周面に
はリン酸塩皮膜層が形成されている。シャフト2の外周
面の所定位置には図2に示されるように隆起部3が形成
されている。該隆起部3はシャフト2の軸方向に互いに
平行に延び周方向に等間隔な複数の稜線部2aと谷部2
bが交互に位置する平目状のものであり、稜線部2aは
シャフト2の外周面より半径方向外方に突出している。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】上述したカムシャフトを製造する場合
は、まず、引き抜き加工によりシャフト2が成形され
る。次にシャフト2の外周面にリン酸塩皮膜処理を行っ
て外周面の潤滑性を向上させた後、シャフト2の嵌合領
域の外周面にローレット加工を実行し複数条の平行な隆
起部3を形成する。シャフト2の周面の潤滑性を向上さ
せたことによって、ローレット加工等の転造加工によっ
ても隆起部3におけるバリの発生が抑制され、また2重
切り等の不完全な隆起形成がされることも減少する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】次に嵌合部材の軸孔内周面にもリン酸塩皮
膜処理を行って内周面の潤滑性を向上させる。そして、
1つの嵌合領域に隆起部3を形成する毎に、1つの嵌合
部材をシャフト2の軸端から装着してゆき該隆起部3に
至るまでシャフト2上を軸方向に移動させて圧入により
隆起部と嵌合させる。この時、環状体4b内周の弦面4
2の中央部は隆起部3を塑性変形させ、また弦面42の
端部(円弧上部41付近)は隆起部を塑性変形させるか
弾性変形させる。このことにより、嵌合部材とシャフト
2とは強固に結合する。嵌合部材の軸孔にもリン酸塩皮
膜処理が施されているので、摩擦係数が更に減少し、嵌
合部材はシャフト2上を円滑に移動するとともに隆起部
3に対しても比較的簡単に圧入され、かじり付きや焼付
きが生じるおそれがなく組立性を向上させることができ
る。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】更に、シャフト2の外周面に転造などの圧
縮加工により形成される隆起部3は、図2に示すような
平目状のものに限定されず、周方向に延び軸方向に隣合
う環状隆起部や、らせん状、綾目状でもよく、隆起部の
稜線がシャフト2の外周面より半径方向外方に突出して
いればよい。加えて、嵌合部材をシャフト2のカム嵌合
領域に押し込むときの前面側にある弦面の端縁に斜面を
形成すると、斜面によるくさび作用により弦面による隆
起部の塑性変形がいっそう円滑になるだけでなく、該斜
面を嵌合領域の端の隆起部に当接させ嵌合部材の軸方向
の位置決めをすることもできる。また、嵌合部材を焼結
合金製の本体と鋼製の環状体とにより構成したが、嵌合
部材全体を鋼製としてもよい。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F16D 1/06

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空のシャフトの外周面であって嵌合部
    材と嵌合する位置に該外周面より半径方向外方突出する
    隆起部を成形する工程と、 内径が該隆起部の外径より小さい部分を少なくとも有す
    る軸孔が形成された嵌合部材と該隆起部とを圧入により
    嵌合させる工程を有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において、 該隆起部形成工程以前に該シャフトの外周面にリン酸塩
    皮膜処理を施す工程を有する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。
  2. 【請求項2】 該圧入嵌合工程以前に該嵌合部材の軸孔
    の内周面にリン酸塩皮膜処理を施す工程を有する請求項
    1記載の嵌合部材にシャフトを圧入してなる機械要素の
    製造方法。
JP6257638A 1994-09-27 1994-09-27 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 Pending JPH0893884A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0856642A1 (de) * 1997-01-30 1998-08-05 Industria Fahrzeugtechnik GmbH & Ko. KG Gebaute Nockenwelle
WO2002055257A1 (de) * 2001-01-15 2002-07-18 Erich Neumayer Gmbh & Co. Kg Verfahren zur herstellung einer gebauten welle
JP2007518032A (ja) * 2004-01-12 2007-07-05 バーグラー,ロバート カムシャフト製造に関する配置と方法

Cited By (4)

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US7325305B2 (en) 2001-01-15 2008-02-05 Neumayer Tekfor Gmbh Method for producing a built shaft
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