JPS61189829A - 組立カムシヤフトの製造方法 - Google Patents

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 本発明は内燃機関のカムシャ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
必要によりジ鼾−ナル部等を固着した組立カムシャフト
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ャフトとしては、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ックｔ−充
填するカムシャフトとしては、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ックとし、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ャフトと
しては、特開昭５８−７５９０３号などがおる。

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かいて優れ
ているが、カムシャフト使用中の熱収縮量の差により、
内外・くイブ管に隙間を形成しがちとなる問題があり、
特にカムシャ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。

強化プラスチックを充填するカムシャフトに於いては、
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、シャ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ックの利用が必然と
なり、強化プラスチックによる高い補強効果が得られな
い問題があり、特に強化プラスチッ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ック軸とカム駒を結゛合する
のに接着手段を用いるものは、プラスチック強化繊維と
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、カムシャフト使用中の衝撃や熱収縮差によっ
て接着部に弛みが発生しがちとなる問題がある。

問題点を解決するだめの手段 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復状内周面に近接して沿った
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
度補強される。

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図は組立カムシャフト１００の一実施例を表わすも
ので、１０１は鋼管等の中空鋼軸。

１２０．１２１，１２２，１２８はカム駒および１０２
．１０３，１０４はジャーナル駒で、予め鋳造、鍛造あ
るいは焼結成形などによって、所望のカムプロフィール
および所望の円筒形に形成されている。このカム駒およ
びジャーナル駒には、拡径前の中空鋼軸１０１（第３図
）の挿通可能な通孔１８０．１３１，１８２および各胴
側面に自身の通孔に連接された略猿状の切欠き部１１１
，１４２，１４０．１４３，１４４，１４５が設けられ
ている。

この個々の切欠き部１４０．（１４１，・・・・・・−
・−）は、通孔１３０．（１３１，・・・・・・・・・
・・・）から胴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およびジャーナル駒１０２には必要
により浸炭処理などの表面処理が施される。

この組立カムシャツ）１００の中空鋼軸１０１とカム駒
、ジャ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
ャフト形状の型面を有するバルジ金型（図示せず）内に
セットし、型閉めする０ それによって互いに隣接するジャ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１
４２，１４８．（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１４２，１４８、（１４０，１４１）
およびバルジ金型の型面に沿って、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．（１４０
、１４１，−・・・・−・・・）には当該切欠き部に共
通のなだらかな膨出部１０５，１０９，１０７．ｉｔｏ
、ｔ０８．１１２，１１８が形成され、中空鋼軸ｔｏｉ
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ャーナル駒が中空鋼軸に堅
固に固定され、その後このカムシャフト１００はバルジ
金型から取り出される。

この第５図に示すカムシャフト１００のカム駒１２０、
ジャーナル駒１０２と中空鋼軸１０１との相対回転防止
は、予め各駒の通孔１８０，１１２および切欠き部１４
０，１４２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１０１をバルジ加工で膨張させることで
、各駒の六角形面に溢っ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ｔａ
ｏ、１８２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っても達成できる。

また、図示されるように、カム駒両側面に切欠き部１４
０，１４８．（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ャ　。

フ）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図によって説明す
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ｆｌ！ｉＩｉ和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
管内周面に略沿っ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ャフト１０
０をインジエクシヲン装置（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、
充積樹脂を注入して補強軸１６０を形成する。

即ち、補強軸１６０は！ｆＥ榎状の強化繊維織布を一体
に内包する倒脂によって、中空鋼管内周に結合して形成
される。

なお、織布の電化繊維としては、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、充填面
脂には熱硬化性粥脂、熱可塑性樹脂の中から適当なもの
を選択して使用し、かつ必要によシ充填質脂の中に短繊
維を混入させ一層の強度補強を図るようにしても良い。

この組立カムシャフト１００はその後、インジェク７−
ｌン装置から取シ出され、カム面およびジャーナル部を
研削仕上げし、油入等を加工して所望のカムシャフトに
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
ムシャ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
組立カムシャ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図はジャー
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ャフトの一部断面平面
図。第６図は第５図のＢ−１３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・・・・・・組立カムシャフト。１０１・・・・
・・中　空　鋼　軸。 １０２・・・・・・ジャーナル駒。　　１２０．（１２
１）・・・・・・カ　ム　駒。 １８０、（１８１）・・・・・・通　孔。　１５０・・
・・・・強化繊維織布。 １６０・・・・・・補強軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１工程で、予め用意した環状のカム駒１２０、１２１
   の通孔１３０、１３１に中空鋼軸１０１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１
   ５０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ャフトの製造方法。