JPS61135434A

JPS61135434A - カムシヤフトの製造方法

Info

Publication number: JPS61135434A
Application number: JP59255737A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kano; 眞加納; Kenji Ikezawa; 池沢　健治; Yasuji Sotozono; 保治外園; Akira Fujiki; 章藤木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-12-05
Filing date: 1984-12-05
Publication date: 1986-06-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、自動車用エンジンの動弁機構部品として使
用されるカムシャフトの製造方法に関するものである。

（従来技術）近年、自動車用エンジンに対する軽量化の要請ならびに
高回転化の傾向に伴い、動弁機構部品であるカムシャフ
トを中空形状にすることが試みられている。

従来、このような中空カムシャフトを製造する方法とし
ては、例えば第７図および第８図に示すもの（特公昭４
９−２８２９８号公報）があった、この方法は、カムピ
ース１として、概略玉子形状の中空孔２を有するものを
使用し、この中空孔２内に中空シャフト３を嵌合したの
ち、この中空シャフト３内に圧力を加えるバルジ成形に
よりこの中空シャフト３を拡管させて、第８図に示すよ
うに、中空カムピース１と中空シャフト３とを固着させ
るようにしたものである。

しかしながら、このような従来の中空カムシャフトの製
造方法にあっては、中空カムピース１と中空シャフト３
とが固着しているため、低速回転時だけでなく特に高速
回転時においてはずみ音が中空シャフト３内で共鳴して
より一層大きく騒音が発生するという問題点があった。

（発明の目的）この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、中空のカムシャフトであっても低速回転時およ
びとくに高速回転時において大きなはずみ音を発生せず
、騒音の増大をおさえることが可能である中空カムシャ
フトの製造方法を提供することを目的としている。

（発明の構成）この発明は、中空シャフトの所定位置にカムピース（お
よびジャーナルピース）を嵌合した状態で、前記中空シ
ャフト内部を加圧して拡管するバルジ成形により前記中
空シャフトとカムピース（およびジャーナルピース）と
を固着するカムシャフトの製造方法において、前記中空
シャフトの所定位置に制振材を介して前記カムピース（
およびジャーナルピース）を嵌合した状態で、前記中空
シャフトの内部を加圧して拡管するバルジ成形により前
記中空シャフトとカムピース（およびジャーナルピース
）とを固着するようにしたことを特徴としている。

この発明において使用される中空シャフトとしては、例
えば機械構造用炭素鋼鋼管や必要に応じて合金元素を添
加した機械構造用合金鋼鋼管などが使用されるが、特に
限定されない。

また、カムピース（およびジャーナルピース）としては
、例えば鉄系耐摩耗性焼結合金やチル鋳鉄などが使用さ
れるが、特に限定されない。

さらに、カムピース（およびジャーナルピース）と中空
シャフトとの間に介在させる制振材としては、天然ゴム
、合成ゴム、あるいは合成樹脂などが使用され、例えば
エンジンオイルの特性などによって適宜選定することが
望ましいが、特に限定されない。

さらにまた、中空シャフトの内部を加圧して拡管するバ
ルジ成形型としては、例えば上下に分割した金型が使用
され、この金型の内部に装着した中空シャフト内に圧力
流体（例えば水）を加圧供給するようにしたものが用い
られる。

なお、バルジ成形後には、当該バルジ成形によってカム
ピース（およびジャーナルピース）の表面に内部応力を
生じているのが普通であるので、この内部応力を緩和さ
せるための後処理を施すことも望ましい。

（実施例）第１図はこの発明の一実施例により製造した中空カムシ
ャフトの斜面説明図であって、この中空カムシャフト１
０は、中空シャフト１１の所定位置に、制振材１２を介
して中空カムピース１３および中空ジャーナルピース１
４を嵌合した状態とし、前記中空シャフト１１の内部を
加圧して拡管するバルジ成形により前記中空シャフト１
１と中空カムピース１３および中空ジャーナルピース１
４とを固着して製造したものである。

この場合、中空カムピース１３は、第２図に示すように
、中空孔１３ａを有すると共に、前記中空孔１３ａのカ
ムノーズ側に凹部１３ｂを有する形状をなすものである
。°また、中空ジャーナルピース１４は、第３図に示す
ように、中空孔１４ａを有すると共に、前記中空孔１４
＆の一部に凹部１４ｂを有する形状をなすものである。

第４図はこの発明の実施例において第１図に示した中空
カムシャフト１０を製造するのに使用したバルジ成型装
置のカム軸方向における縦断面説明図であって、バルジ
成形後の状態を示すもので　−ある。

第４図に示すバルジ成型装置２０は、プレスの上ラム２
１にアダプター２２を介して上部ベースプレート２３が
取り付けてあり、この上部ベースプレート２３に、バル
ジ成形用上部分割型２４ａ、２５ａ、２６ａ、２７ａ、
２８ａが取り付けである。また、下部ベースプレート２
９上には、バルジ成形用下部分割型２４ｂ”、２５ｂ。

２６ｂ、２７ｂ、２８ｂが設置してあり、上ラム２１が
降下した際に、上部分割型２５ａと下部分割型２５ｂと
の間、および上部分割型２６ａと下部分割型２６ｂとの
間で、それぞれ第２図に示す形状の中空カムピース１３
が保持されるようになっており（第５図参照）、上部分
割型２７ａと下部分割型２７ｂとの間で第３図に示す形
状の中空ジャーナルピース１４が保持されるようになっ
ている。

また、上ラム２１を降下させた状態で、バルジ成形装置
２０内に設置した中空シャフト１１の内部が密閉される
ように、その両端側に閉塞栓３１．３２が設けてあり、
一方の閉塞栓３１には圧力流体送入管３３が取り付けで
ある。

次に、第４図に示したバルジ成形装置２０を使用して第
１図に示した中空カムシャフト１０を製造するに際して
は、まず、上ラム２１を上昇させて上部ベースプレート
２３に固定しである上部分割型２４ａ〜２８ａを上方に
移動させ、これらを下部分割型２４ｂ〜２８ｂから離し
た状態にしておく。

次に、第２図に示した中空カムピース１３の凹部１３ｂ
に制振材１２を接着剤等で仮止めした状態にして、前記
中空カムピース１３を下部分割型２５ｂ、２６ｂ上にそ
れぞれ装着する。また、第３図に示した中空ジャーナル
ピース１４の凹部１４ｂにも制振材１２を接着剤等で仮
止めした状態にして、前記中空ジャーナルピース１４を
下部分割型２７ｂ上に装着する。

次いで、上ラム２１を降下させることによって、上部分
割型２５ａ、２６ａを前記中空カムピース１３に押し付
けて当該中空カムピース１３を上下の分割型２５ａ、２
５ｂおよび２６ａ。

２６ｂの間でそれぞれ固定すると同時に、上部分割型２
７ａを前記中空ジャーナルピース１４に押し付けて当該
中空ジャーナルピース１４を上下の分割型２７ａ、２７
ｂの間で固定する。

続いて、上記固定状態にある中空カムピース１３および
中空ジャーナルピース１４の各々中空孔１３ａ、１４ａ
内に中空シャフト１１を挿通して第５図に示す状態とす
る。

そして、中空シャフト１１の両端を閉塞栓３１．３２で
塞いだ後、圧力流体送入管３３から中空シャフト１１内
に流体、例えば水を圧送、し、中空シャフト１１をその
内部から加圧して拡管させる。したがって、中空シャフ
ト１１は中空カムピース１３および中空ジャーナルピー
ス１４の各中空孔１３ａ、１４ａの内壁面までいっばい
に拡管されて当該中空孔１３ａ、１４ａを押圧した状態
となると同時に、各凹部１３ｂ、１４ｂ内へさらに膨出
され、凹部１３ｂ、１４ｂに介在させていた制振材１２
は各凹部１３ｂ、１４ｂと中空シャフト１１の膨出外面
との間で加圧密着された状態（第６図参照）となって、
中空シャフト１１と中空カムピース１３および中空ジャ
ーナルピース１４とが固着される。

その後、上ラム１２を再度上昇させて上部分割型２４ａ
　〜２８ａを下部分割型２４ｂ　〜２８ｂより離すこと
によって第１図に示したような中空カムシャフト１０を
取り出す。

上述した中空力ムシャフ）１Ｇの製造に際し、第１表の
実施例１．２に示す各部品の材質を選定し、流体圧力１
０００ｋｇｆ　７ｃｍ２でバルジ成形することにより、
それぞれ４気筒エンジン用の第１図に示す中空カムシャ
フト１０を製造した。

また、比較のために、同じく第１表の比較例に示す各部
品の材質を選定し、制振材を介在させずに流体圧力１０
００ｋｇｆ　／ｃｒａ２でバルジ成形することのより、
４気筒エンジン用の第８図に部分的に示す中空カムシャ
フトを製造した。

次いで、このようにして製造した中空カムシャフトを４
気筒シリンダヘツドを使用したモータリング試験機に組
み込み、一定回転数でのシリンダヘッド部分における騒
音（単位；ｄＢ）を測定した。この結果を第２表に示す
。

第２表に示すように、制振材１２を介在させた実施例１
，２の中空カムシャフト１０では、制振材を介在させて
いない比較例の中空カムシャフトに比べて騒音を２０％
程度低減できることが明らかであり、また回転数を１０
０　Ｏｒ、ｐ、ｍ、から３００　Ｏｒ、ｐ、厘、に増大
させたときの騒音の増加率は、実施例１，２の場合には
２０％弱であるのに対して、比較例の場合には２０％を
越えており、低速回転時における騒音の軽減に有効であ
ると同時に、高速回転時における騒音の軽減に対しても
より一層有効であることが確かめられた。

また、制振材１２としてポリウレタン樹脂を使用した実
施例２の場合には、天然ゴムを使用した実施例１の場合
に比べてオイルによる劣化を防止できることも確認され
た。

（発明の効果）以上説明してきたように、この充用によれば、中空シャ
フトの所定位置にカムピース（およびジャーナルピース
）を嵌合した状態で、前記中空シャフト内部を加圧して
拡管するバルジ成形により前記中空シャフトとカムピー
ス（およびジャーナルピース）とを固着するカムシャフ
トの製造方法において、前記中空シャフトの所定位置に
制振材を介して前記カムピース（およびジャーナルピー
ス）を嵌合した状態で、前記中空シャフトの内部を加圧
して拡管するバルジ成形により前記中空シャフトとカム
ピース（およびジャーナルピース）とを固着させるよう
にしたから、中空シャフトとカムピース（およびジャー
ナルピース）との固着を著しく堅固なものにすることが
できると共に、低速回転時はもちろん特に高速回転時に
おいてはずみ音の発生を小さくおさえることが可能であ
るという非常に優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例により製造した中空カムシ
ャフトの斜面説明図、第２図はカムピースの形状例を示
す説明図、第３図はジャーナルピースの形状例を示す説
明図、第４図はこの発明の実施例において使用したバル
ジ成形装置の縦断面説明図、第５図は上下の分割型でカ
ムピースを固定したバルジ成形前の状態を示す断面説明
図、第６図は上下の分割型でカムピースを固定したバル
ジ成形後の状態を示す断面説明図、第７図および第８図
は従来の中空カムヤフトの製造方法を示す各々軸直角方
向断面説明図および軸方向断面説明図である。１０・・・中空カムシャフト１１・・・中空シャフト１２・・・制振材１３・・・カムピース１４・・・ジャーナルピース２０・・・バルジ成形装置特許出願人　　　日産自動車株式会社代理人弁理士　　小　　塩　　　　豊フ −１４？Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）中空シャフトの所定位置にカムピースを嵌合した
状態で、前記中空シャフト内部を加圧して拡管するバル
ジ成形により前記中空シャフトとカムピースとを固着す
るカムシャフトの製造方法において、前記中空シャフト
の所定位置に制振材を介して前記カムピースを嵌合した
状態で、前記中空シャフトの内部を加圧して拡管するバ
ルジ成形により前記中空シャフトとカムピースとを固着
することを特徴とするカムシャフトの製造方法。