KR101920665B1 - 엔진용 캠샤프트 및 그 제조방법 - Google Patents

엔진용 캠샤프트 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

엔진용 캠샤프트 및 그 제조방법에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 엔진용 캠샤프트는: 파이프; 파이프의 외측면에 돌출되게 형성되는 복수의 서포트 코킹부; 파이프에 삽입되고, 복수의 서포트 코킹부에 의해 내측면이 지지되는 캠피스; 및 캠피스의 폭방향 양측에 위치되는 파이프 부분을 가압함에 따라 파이프의 외측면에 돌출되게 형성되고, 캠피스를 파이프에 고정시키도록 캠피스의 폭방향 양측 모서리부에 압입되는 고정 코킹부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

엔진용 캠샤프트 및 그 제조방법{CAM SHAFT FOR ENGINE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 엔진용 캠샤프트 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 캠피스의 슬립 토크 강성을 향상시킬 수 있는 엔진용 캠샤프트 및 그 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 엔진 실린더에는 공기를 흡입하는 흡입밸브와, 연소 가스가 배기되는 배기밸브가 설치된다. 엔진 실린더에는 복수의 흡입밸브와 복수의 배기밸브를 개폐시키도록 캠샤프트가 설치된다.
캠샤프트는 파이프와, 파이프의 외측면에 고정되는 복수의 캠피스를 포함한다. 캠피스의 외주면에는 노우즈가 돌출되게 형성된다. 복수의 캠피스는 파이프와 함께 회전되면서 해당 흡입밸브와 해당 배기밸브를 개폐시킨다.
그러나, 종래의 캠샤프트는 파이프에 캠피스를 삽입한 상태에서 캠피스의 양측 모서리부를 지지하도록 코킹부를 형성하므로, 캠피스가 밸브를 가압할 때에 파이스의 원주방향으로 슬립될 수 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2016-0093005호(2016. 08. 05 공개, 발명의 명칭: 조절가능 캠샤프트)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 캠피스의 슬립 토크 강성을 향상시킬 수 있는 엔진용 캠샤프트 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 엔진용 캠샤프트는: 파이프; 상기 파이프의 외측면에 돌출되게 형성되는 복수의 서포트 코킹부; 상기 파이프에 삽입되고, 복수의 상기 서포트 코킹부에 의해 내측면이 지지되는 캠피스; 및 상기 캠피스의 폭방향 양측에 위치되는 상기 파이프 부분을 가압함에 따라 상기 파이프의 외측면에 돌출되게 형성되고, 상기 캠피스를 상기 파이프에 고정시키도록 상기 캠피스의 폭방향 양측 모서리부에 압입되는 고정 코킹부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 캠피스의 내측면은 한 쌍의 상기 서포트 코킹부에 의해 지지될 수 있다.
상기 서포트 코킹부는 상기 파이프의 원주방향를 따라 환형으로 형성될 수 있다.
상기 서포트 코킹부는 상기 파이프의 외측면을 제1 코킹롤러로 가압함에 따라 환형으로 형성되는 오목부; 및 상기 파이프의 외측면을 상기 제1 코킹롤러로 가압함에 따라 상기 오목부의 양측에 환형으로 형성되는 볼록부를 포함할 수 있다.
상기 볼록부의 외경은 상기 캠피스의 내경 보다 크게 형성되고, 상기 캠피스가 상기 볼록부에 압입되면, 상기 볼록부가 상기 캠피스의 내측면에 의해 밀려 유동됨에 따라 상기 캠피스의 내측면에 밀착될 수 있다.
상기 캠피스에 압입된 상기 볼록부의 폭은 상기 캠피스의 내측면과 상기 파이프의 외측면 사이에 형성된 공간부의 폭 보다 넓게 형성될 수 있다.
상기 캠피스는 상기 파이프에 삽입되는 캠피스 바디; 상기 캠피스 바디의 외측면에 볼록하게 형성되는 노우즈부; 상기 캠피스 바디의 내측면 원주방향을 따라 돌출되게 형성되는 스플라인 돌기부; 상기 스플라인 돌기부와 교번으로 배치되는 스플라인 홈부; 및 상기 캠피스 바디의 양측 모서리부에 상기 고정 코킹부가 유입되도록 형성되는 면취부를 포함할 수 있다.
상기 면취부는 상기 캠피스 바디의 측면에서 상기 캠피스 바디의 폭방향 중심부 측으로 경사지게 형성되는 제1 면취부; 및 상기 제1 면취부에서 상기 캠피스 바디의 폭방향 중심부 측으로 경사지게 형성되는 제2 면취부를 포함할 수 있다.
상기 제1 면취부의 제1 경사각은 상기 제2 면취부의 제2 경사각 보다 크게 형성될 수 있다.
상기 스플라인 돌기부의 돌출 높이는 상기 고정 코킹부의 돌출 높이보다 높게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 엔진용 캠샤프트는: 파이프의 외측면에서 캠피스의 설치 구간에 복수의 서포트 코킹부를 형성하는 단계; 복수의 상기 서포트 코킹부가 상기 캠피스의 내측면을 지지하도록 상기 캠피스를 복수의 상기 서포트 코킹부에 압입하는 단계; 및 상기 캠피스를 상기 파이프에 고정시키도록 상기 캠피스의 폭방향 양측에 위치되는 상기 파이프 부분을 가압하여 고정 코킹부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
복수의 상기 서포트 코킹부가 상기 캠피스의 내측면을 지지하도록 복수의 상기 서포트 코킹부에 상기 캠피스를 압입하는 단계에서는, 상기 캠피스의 내측면은 한 쌍의 상기 서포트 코킹부에 의해 지지될 수 있다.
상기 파이프의 외측면에서 캠피스의 설치 구간에 복수의 서포트 코킹부를 형성하는 단계에서는, 회전되는 상기 파이프를 제1 코킹롤러가 가압함에 따라 상기 서포트 코킹부를 환형으로 형성할 수 있다.
상기 서포트 코킹부는 상기 파이프의 외측면을 상기 제1 코킹롤러로 가압함에 따라 환형으로 형성되는 오목부; 및 상기 파이프의 외측면을 상기 제1 코킹롤러로 가압함에 따라 상기 오목부의 양측에 환형으로 형성되는 볼록부를 포함할 수 있다.
복수의 상기 서포트 코킹부가 상기 캠피스의 내측면을 지지하도록 복수의 상기 서포트 코킹부에 상기 캠피스를 압입하는 단계에서는, 상기 볼록부가 상기 캠피스의 내측면에 의해 밀려 유동됨에 따라 상기 캠피스의 내측면에 밀착될 수 있다.
상기 캠피스에 압입된 상기 볼록부의 폭은 상기 캠피스의 내측면과 상기 파이프의 외측면 사이에 형성된 공간부의 폭 보다 넓게 형성될 수 있다.
상기 캠피스를 상기 파이프에 고정시키도록 상기 캠피스의 폭방향 양측에 위치되는 상기 파이프 부분을 가압하여 상기 고정 코킹부를 형성하는 단계에서는, 상기 캠피스의 스플라인 돌기부의 돌출 높이가 상기 고정 코킹부의 돌출 높이보다 높게 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 복수의 서포트 코킹부가 캠피스의 내측면을 지지하므로, 캠피스가 서포트 코킹부에 의해 안정되게 지지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 고정 코킹부가 캠피스의 폭방향 양측 모서리부에 압입되고, 복수의 서포트 코킹부가 캠피스의 내측면을 지지하므로, 캠피스의 원주방향 슬립 토크 강성이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 스플라인 돌기부가 서포트 코킹부의 내부로 압입되고, 스플라인 홈부에는 서포트 코킹부가 압입되므로, 서포트 코킹부가 톱니 형태로 변형된다. 따라서, 캠피스의 원주방향 슬립 토크 강성이 보다 향상되므로, 캠피스가 파이프에서 원주방향으로 슬립되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 고정 코킹부가 제2 코킹롤러에 의해 유동되면서 제1 면취부와 제2 면취부의 내부로 압입되므로, 고정 코킹부가 제1 면취부와 제2 면취부와 밀착되는 면적이 증가될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 캠피스가 결합된 상태를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 캠피스가 삽입되기 이전에 서포트 코킹부가 형성된 상태를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 서포트 코킹부가 형성된 상태를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 캠피스가 압입된 상태를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 캠피스가 압입된 상태를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 캠피스에 형성되는 면취부의 구조를 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 서포트 코킹부를 형성하는 상태를 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프의 서포트 코킹부에 캠피스가 압입되는 상태를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 캠피스의 양측에 고정 코킹부가 형성되는 상태를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 엔진용 캠샤프트 및 그 제조방법의 일 실시예를 설명한다. 엔진용 캠샤프트 및 그 제조방법을 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 캠피스가 결합된 상태를 도시한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 캠피스가 삽입되기 이전에 서포트 코킹부가 형성된 상태를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 서포트 코킹부가 형성된 상태를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트(1)는 파이프(10), 복수의 서포트 코킹부(20), 캠피스(30) 및 고정 코킹부(40)를 포함한다.
파이프(10)는 캠샤프트(1)의 축 역할을 수행한다. 파이프(10)는 내부가 비어있는 원형 튜브 형태로 형성될 수 있다.
복수의 서포트 코킹부(20)는 파이프(10)의 외측면에 돌출되게 형성된다. 이때, 서포트 코킹부(20)는 각 캠피스(30)의 설치 구간마다 복수개씩 형성된다. 예를 들면, 한 쌍의 서포트 코킹부(20)가 캠피스(30)의 설치 구간마다 형성될 수 있다. 파이프(10)를 회전시킨 상태에서 제1 코킹롤러(60)가 파이프(10)의 외측면을 가압하면, 파이프(10)의 외측면에 서포트 코킹부(20)가 돌출되게 형성된다. 하나의 제1 코킹롤러(60)를 이용하여 서포트 코킹부(20)를 하나씩 형성하거나 복수의 제1 코킹롤러(60)를 이용하여 복수의 서포트 코킹부(20)를 동시에 형성할 수 있다.
서포트 코킹부(20)는 파이프(10)의 원주방향를 따라 환형으로 형성된다. 따라서, 서포트 코킹부(20)가 환형으로 형성되므로, 캠피스(30) 내측면의 원주방향 전체가 서포트 코킹부(20)에 의해 안정되게 지지될 수 있다.
캠피스(30)는 파이프(10)에 삽입되고, 복수의 서포트 코킹부(20)에 의해 내측면이 지지된다. 예를 들면, 캠피스(30)의 내측면은 한 쌍의 서포트 코킹부(20)에 의해 지지될 수 있다. 복수의 서포트 코킹부(20)가 캠피스(30)의 내측면을 지지하므로, 캠피스(30)가 서포트 코킹부(20)에 의해 안정되게 지지될 수 있다. 또한, 복수의 서포트 코킹부(20)가 캠피스(30)의 내측면을 가압하므로, 캠피스(30)의 내측면에 가해지는 응력이 캠피스(30)의 내측면에 분산될 수 있다. 따라서, 캠피스(30)를 파이프(10)에 삽입할 때에 캠피스(30) 내부에 가해지는 응력이 감소될 수 있다.
또한, 캠피스(30)가 복수의 서포트 코킹부(20)에 압입될 때에 캠피스(30)의 압입 속도가 일정하게 유지되므로, 캠피스(30)의 조립 시간을 단축시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 서포트 코킹부가 형성된 상태를 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 캠피스가 압입된 상태를 도시한 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 캠피스가 압입된 상태를 도시한 단면도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 캠피스에 형성되는 면취부의 구조를 도시한 단면도이다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 고정 코킹부(40)는 캠피스(30)의 폭방향 양측에 위치되는 파이프(10) 부분을 가압함에 따라 파이프(10)의 외측면에 돌출되게 형성되고, 캠피스(30)를 파이프(10)에 고정시키도록 캠피스(30)의 폭방향 양측 모서리부에 압입된다. 고정 코킹부(40)가 캠피스(30)의 폭방향 양측 모서리부에 압입되고, 복수의 서포트 코킹부(20)가 캠피스(30)의 내측면을 지지하므로, 캠피스(30)의 원주방향 슬립 토크 강성이 향상될 수 있다. 따라서, 캠피스(30)에 엔진 실린더(미도시)의 흡입밸브(미도시)와 배기밸브(미도시)의 가압력이 가해지더라도 캠피스(30)가 파이프(10)에서 슬립되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 캠피스(30)가 서포트 코킹부(20)에 의해 파이프(10)에 위치 고정된 상태에서 캠피스(30)의 양측 모서리부에 고정 코킹부(40)를 형성하므로, 캠피스(30)가 설치 구간에서 위치 변경되는 것을 방지할 수 있다.
서포트 코킹부(20)는 오목부(21)와 볼록부(22)를 포함한다. 오목부(21)는 회전되는 파이프(10)의 외측면을 제1 코킹롤러(60)로 가압함에 따라 환형으로 형성된다. 볼록부(22)는 회전되는 파이프(10)의 외측면을 제1 코킹롤러(60)로 가압함에 따라 오목부(21)의 양측에 환형으로 형성된다. 따라서, 캠피스(30)의 설치 구간마다 한 쌍의 서포트 코킹부(20)가 형성되는 경우, 캠피스(30)의 설치 구간마다 4개씩의 볼록부(22)와 2개씩의 오목부(21)가 형성된다. 4개의 볼록부(22)가 캠피스(30)의 내측면을 가압하므로, 캠피스(30)의 슬립 토크 강성을 향상시킬 수 있다.
볼록부(22)의 외경은 캠피스(30)의 내경 보다 크게 형성되고, 캠피스(30)가 볼록부(22)에 압입되면, 볼록부(22)가 캠피스(30)의 내측면에 의해 밀려 유동됨에 따라 캠피스(30)의 내측면에 면접촉된다. 볼록부(22)가 캠피스(30)의 내측면에 의해 밀려 유동됨에 따라 볼록부(22)의 폭이 증가되므로, 볼록부(22)와 캠피스(30)의 내측면과의 접촉면적이 증가된다. 볼록부(22)의 돌출 높이를 조절함에 따라 볼록부(22)와 캠피스(30)의 접촉면적을 조절할 수 있다. 볼록부(22)와 캠피스(30)의 내측면과의 접촉면적이 증가되므로, 캠피스(30)의 슬립 토크 강성을 보다 향상시킬 수 있다.
캠피스(30)에 압입된 볼록부(22)의 폭(W1)은 캠피스(30)의 내측면과 파이프(10)의 외측면 사이에 형성된 공간부(24)의 폭(W2) 보다 넓게 형성된다. 예를 들면, 볼록부(22)의 폭(W1)은 공간부(24)의 폭(W2) 보다 대략 1.5-2배 정도 넓게 형성될 수 있다. 이때, 공간부(24)는 캠피스(30)가 복수의 서포트 코킹부(20)에 압입되었을 때에 복수의 서포트 코킹부(20) 사이에 형성된다. 볼록부(22)의 폭(W1)이 공간부(24)의 폭(W2)보다 넓게 형성되므로, 캠피스(30)의 내측면과 볼록부(22)의 접촉면적(오버랩 구간)이 증가될 수 있다.
캠피스(30)는 캠피스 바디(31), 노우즈부(32), 스플라인 돌기부(33a), 스플라인 홈부(33b) 및 면취부(35)를 포함한다.
캠피스 바디(31)는 파이프(10)에 삽입된다. 캠피스 바디(31)는 환형으로 형성된다. 노우즈부(32)는 캠피스 바디(31)의 외측면에 볼록하게 형성된다. 노우즈부(32)는 캠피스 바디(31)와 일체로 형성된다. 노우즈부(32)는 흡입밸브 또는 배출밸브를 가압하는 부분이다.
스플라인 돌기부(33a)는 캠피스 바디(31)의 내측면 원주방향을 따라 돌출되게 형성된다. 스플라인 돌기부(33a)는 캠피스(30)의 폭방향과 나란하게 형성된다. 스플라인 홈부(33b)는 캠피스(30)의 내측면 원주방향을 따라 스플라인 돌기부(33a)와 교번으로 배치된다. 캠피스(30)가 서포트 코킹부(20)에 압입될 경우, 스플라인 돌기부(33a)는 서포트 코킹부(20)의 내부로 압입되고, 스플라인 홈부(33b)에는 서포트 코킹부(20)가 압입되므로, 서포트 코킹부(20)가 톱니 형태로 변형된다. 따라서, 캠피스(30)의 원주방향 슬립 토크 강성이 보다 향상되므로, 캠피스(30)가 파이프(10)에서 원주방향으로 슬립되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 캠피스(30)와 파이프(10)의 결합 강성이 증가될 수 있다.
스플라인 돌기부(33a)의 돌출 높이(H1)는 고정 코킹부(40)의 돌출 높이(H2) 보다 높게 형성된다. 따라서, 고정 코킹부(40)가 제2 코킹롤러(65)에 의해 유동되면서 스플라인 돌기부(33a)의 양측에 밀착되면, 스플라인 홈부(33b)가 고정 코킹부(40)의 단부와 이격된다. 따라서, 고정 코킹부(40)의 단부와 스플라인 홈부(33b) 사이에 틈새 공간이 형성된다.
면취부(35)는 캠피스 바디(31)의 양측 모서리부에 고정 코킹부(40)가 유입되도록 형성된다. 면취부(35)에 고정 코킹부(40)가 유입되므로, 고정 코킹부(40)가 캠피스 바디(31)에 밀착되는 면적이 증가될 수 있다. 또한, 고정 코킹부(40)가 면취부(35)를 통해 스플라인 홈부(33b) 사이로 유입되므로, 고정 코킹부(40)에 스플라인 돌기부(33a)가 압입될 수 있다. 따라서, 캠피스(30)의 원주방향 슬립 토크 강성이 보다 향상될 수 있다.
면취부(35)는 제1 면취부(35a)와 제2 면취부(35b)를 포함한다. 제1 면취부(35a)는 캠피스 바디(31)의 측면에서 캠피스 바디(31)의 폭방향 중심부 측으로 경사지게 형성된다. 제2 면취부(35b)는 제1 면취부(35a)에서 캠피스 바디(31)의 폭방향 중심부 측으로 경사지게 형성된다. 따라서, 제2 코킹롤러(65)가 파이프(10)의 외측면을 가압하면서 캠피스 바디(31) 측으로 이동됨에 따라 고정 코킹부(40)를 형성할 때에, 고정 코킹부(40)가 제2 코킹롤러(65)에 의해 유동되면서 제1 면취부(35a)와 제2 면취부(35b)의 내부로 압입된다. 따라서, 고정 코킹부(40)가 제1 면취부(35a)와 제2 면취부(35b)와 밀착되는 면적이 증가되므로, 캠피스(30)의 원주방향 슬립 토크 강성을 증가시킬 수 있다.
또한, 제1 면취부(35a)와 제2 면취부(35b)가 경사지게 형성되므로, 캠피스(30)가 서포트 코킹부(20)에 압입될 때에 서포트 코킹부(20)가 캠피스(30)의 압입방향과 반대측으로 균일하게 유동될 수 있다. 따라서, 서포트 코킹부(20)와 캠피스(30)의 내측면의 밀착 면적이 캠피스(30)의 원주방향을 따라 균일해질 수 있다.
제1 면취부(35a)의 제1 경사각(B)은 제2 면취부(35b)의 제2 경사각(A) 보다 크게 형성된다. 예를 들면, 제1 면취부(35a)의 제1 경사각(B)은 축방향과 45° 정도로 형성되고, 제2 면취부(35b)의 제2 경사각(A)은 축방향과 10° 정도로 형성된다. 제1 면취부(35a)가 제2 면취부(35b) 보다 경사각이 크게 형성되므로, 캠피스(30)의 압입시 서포트 코킹부(20)의 유동부분이 제1 면취부(35a)와 밀착된 후 제2 면취부(35b)와 밀착되도록 유동될 수 있다. 따라서, 캠피스(30)와 서포트 코킹부(20)의 밀착 면적을 증가시킬 수 있다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트의 제조방법에 관해 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프에 서포트 코킹부를 형성하는 상태를 도시한 단면도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 파이프의 서포트 코킹부에 캠피스가 압입되는 상태를 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진용 캠샤프트에서 캠피스의 양측에 고정 코킹부가 형성되는 상태를 도시한 단면도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 파이프(10)의 외측면에서 캠피스(30)의 설치 구간에 복수의 서포트 코킹부(20)를 형성한다. 이때, 파이프(10)를 회전시키고, 제1 코킹롤러(60)가 회전되는 파이프(10)를 가압함에 따라 서포트 코킹부(20)를 환형으로 형성한다. 하나의 제1 코킹롤러(60)가 파이프(10)에 서포트 코킹부(20)를 하나씩 순차적으로 형성하거나 복수의 제1 코킹롤러(60)가 파이프(10)에 서포트 코킹부(20)를 복수개씩 형성할 수 있다.
서포트 코킹부(20)는 오목부(21)와 볼록부(22)를 포함한다. 오목부(21)는 회전되는 파이프(10)의 외측면을 제1 코킹롤러(60)로 가압함에 따라 환형으로 형성된다. 볼록부(22)는 회전되는 파이프(10)의 외측면을 제1 코킹롤러(60)로 가압함에 따라 오목부(21)의 양측에 환형으로 형성된다.
복수의 서포트 코킹부(20)가 캠피스(30)의 내측면을 지지하도록 캠피스(30)를 복수의 서포트 코킹부(20)에 압입한다. 볼록부(22)가 캠피스(30)의 내측면에 의해 밀려 유동됨에 따라 캠피스(30)의 내측면에 밀착된다. 이때, 캠피스(30)의 내측면은 한 쌍의 서포트 코킹부(20)에 의해 지지될 수 있다.
캠피스(30)에 압입된 볼록부(22)의 폭(W1)은 캠피스(30)의 내측면과 파이프(10)의 외측면 사이에 형성된 공간부(24)의 폭(W2) 보다 넓게 형성된다. 예를 들면, 볼록부(22)의 폭(W1)은 공간부(24)의 폭(W2) 보다 대략 1.5-2배 정도 넓게 형성될 수 있다. 이때, 공간부(24)는 캠피스(30)가 복수의 서포트 코킹부(20)에 압입되었을 때에 복수의 서포트 코킹부(20) 사이에 형성된다. 볼록부(22)의 폭(W1)이 공간부(24)의 폭(W2)보다 넓게 형성되므로, 캠피스(30)의 내측면과 볼록부(22)의 접촉면적(오버랩 구간)이 증가될 수 있다.
캠피스(30)를 파이프(10)에 고정시키도록 캠피스(30)의 폭방향 양측에 위치되는 파이프(10) 부분을 가압하여 고정 코킹부(40)를 형성한다. 고정 코킹부(40)가 캠피스(30)의 폭방향 양측 모서리부에 압입되고, 복수의 서포트 코킹부(20)가 캠피스(30)의 내측면을 지지하므로, 캠피스(30)의 원주방향 슬립 토크 강성이 향상될 수 있다. 따라서, 캠피스(30)가 파이프(10)에서 슬립되는 것을 방지할 수 있다.
캠피스(30)의 스플라인 돌기부(33a)의 돌출 높이(H1)는 고정 코킹부(40)의 돌출 높이(H2)보다 높게 형성된다. 고정 코킹부(40)가 제2 코킹롤러(65)에 의해 유동되면서 스플라인 돌기부(33a)의 양측에 밀착되면, 스플라인 홈부(33b)가 고정 코킹부(40)의 단부와 이격된다. 따라서, 고정 코킹부(40)의 단부와 스플라인 홈부(33b) 사이에 틈새 공간이 형성된다.
상기와 같이, 복수의 서포트 코킹부(20)가 캠피스(30)의 내측면을 지지하므로, 캠피스(30)가 서포트 코킹부(20)에 의해 안정되게 지지될 수 있다. 또한, 복수의 서포트 코킹부(20)가 캠피스(30)의 내측면을 가압하므로, 캠피스(30)의 내측면에 가해지는 응력이 캠피스(30)의 내측면에 분산될 수 있다.
또한, 고정 코킹부(40)가 캠피스(30)의 폭방향 양측 모서리부에 압입되고, 복수의 서포트 코킹부(20)가 캠피스(30)의 내측면을 지지하므로, 캠피스(30)의 원주방향 슬립 토크 강성이 향상될 수 있다.
또한, 스플라인 돌기부(33a)가 서포트 코킹부(20)의 내부로 압입되고, 스플라인 홈부(33b)에는 서포트 코킹부(20)가 압입되므로, 서포트 코킹부(20)가 톱니 형태로 변형된다. 따라서, 캠피스(30)의 원주방향 슬립 토크 강성이 보다 향상되므로, 캠피스(30)가 파이프(10)에서 원주방향으로 슬립되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 고정 코킹부(40)가 제2 코킹롤러(65)에 의해 유동되면서 제1 면취부(35a)와 제2 면취부(35b)의 내부로 압입되므로, 고정 코킹부(40)가 제1 면취부(35a)와 제2 면취부(35b)와 밀착되는 면적이 증가될 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 캠샤프트 10: 파이프
20: 서포트 코킹부 21: 오목부
22: 볼록부 24: 공간부
30: 캠피스 31: 캠피스 바디
32: 노우즈부 33: 스플라인부
33a: 스플라인 돌기부 33b: 스플라인 홈부
35: 면취부 35a: 제1 면취부
35b: 제2 면취부 40: 고정 코킹부
60: 제1 코킹롤러 65: 제2 코킹롤러

Claims (17)

  1. 파이프;
    상기 파이프의 외측면에 돌출되게 형성되는 복수의 서포트 코킹부;
    상기 파이프가 삽입되고, 복수의 상기 서포트 코킹부에 의해 내측면이 지지되는 캠피스; 및
    상기 캠피스의 폭방향 양측에 위치되는 상기 파이프 부분을 가압함에 따라 상기 파이프의 외측면에 돌출되게 형성되고, 상기 캠피스를 상기 파이프에 고정시키도록 상기 캠피스의 폭방향 양측 모서리부에 압입되는 고정 코킹부를 포함하고,
    상기 캠피스의 내측면은 한 쌍의 상기 서포트 코킹부에 의해 지지되고,
    상기 서포트 코킹부는 상기 파이프의 원주방향를 따라 환형으로 형성되고,
    상기 캠피스는,
    상기 파이프에 삽입되는 캠피스 바디;
    상기 캠피스 바디의 외측면에 볼록하게 형성되는 노우즈부;
    상기 캠피스 바디의 내측면 원주방향을 따라 돌출되게 형성되는 스플라인 돌기부;
    상기 스플라인 돌기부와 교번으로 배치되는 스플라인 홈부; 및
    상기 캠피스 바디의 양측 모서리부에 상기 고정 코킹부가 유입되도록 형성되는 면취부를 포함하고,
    상기 서포트 코킹부에 상기 캠피스의 압입시, 상기 스플라인 돌기부가 상기 서포트 코킹부의 내부로 압입되고, 상기 스플라인 홈부에는 상기 서포트 코킹부가 변형되면서 압입되는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 서포트 코킹부는,
    상기 파이프의 외측면을 제1 코킹롤러로 가압함에 따라 환형으로 형성되는 오목부; 및
    상기 파이프의 외측면을 상기 제1 코킹롤러로 가압함에 따라 상기 오목부의 양측에 환형으로 형성되는 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 볼록부의 외경은 상기 캠피스의 내경 보다 크게 형성되고,
    상기 캠피스가 상기 볼록부에 압입되면, 상기 볼록부가 상기 캠피스의 내측면에 의해 밀려 유동됨에 따라 상기 캠피스의 내측면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 캠피스에 압입된 상기 볼록부의 폭은 상기 캠피스의 내측면과 상기 파이프의 외측면 사이에 형성된 공간부의 폭 보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트.
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 면취부는,
    상기 캠피스 바디의 측면에서 상기 캠피스 바디의 폭방향 중심부 측으로 경사지게 형성되는 제1 면취부; 및
    상기 제1 면취부에서 상기 캠피스 바디의 폭방향 중심부 측으로 경사지게 형성되는 제2 면취부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제1 면취부의 제1 경사각은 상기 제2 면취부의 제2 경사각 보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 스플라인 돌기부의 돌출 높이는 상기 고정 코킹부의 돌출 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트.
  11. 파이프의 외측면에서 캠피스의 설치 구간에 복수의 서포트 코킹부를 형성하는 단계;
    복수의 상기 서포트 코킹부가 상기 캠피스의 내측면을 지지하도록 상기 캠피스를 복수의 상기 서포트 코킹부에 압입하는 단계; 및
    상기 캠피스를 상기 파이프에 고정시키도록 상기 캠피스의 폭방향 양측에 위치되는 상기 파이프 부분을 가압하여 고정 코킹부를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 캠피스의 내측면은 한 쌍의 상기 서포트 코킹부에 의해 지지되고,
    상기 서포트 코킹부는 상기 파이프의 원주방향를 따라 환형으로 형성되고,
    상기 캠피스는,
    상기 파이프에 삽입되는 캠피스 바디;
    상기 캠피스 바디의 외측면에 볼록하게 형성되는 노우즈부;
    상기 캠피스 바디의 내측면 원주방향을 따라 돌출되게 형성되는 스플라인 돌기부;
    상기 스플라인 돌기부와 교번으로 배치되는 스플라인 홈부; 및
    상기 캠피스 바디의 양측 모서리부에 상기 고정 코킹부가 유입되도록 형성되는 면취부를 포함하고,
    상기 서포트 코킹부에 상기 캠피스의 압입시, 상기 스플라인 돌기부가 상기 서포트 코킹부의 내부로 압입되고, 상기 스플라인 홈부에는 상기 서포트 코킹부가 변형되면서 압입되는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트의 제조방법.
  12. 삭제
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 파이프의 외측면에서 상기 캠피스의 설치 구간에 복수의 상기 서포트 코킹부를 형성하는 단계에서는,
    회전되는 상기 파이프를 제1 코킹롤러가 가압함에 따라 상기 서포트 코킹부를 환형으로 형성하는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트의 제조방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 서포트 코킹부는,
    상기 파이프의 외측면을 상기 제1 코킹롤러로 가압함에 따라 환형으로 형성되는 오목부; 및
    상기 파이프의 외측면을 상기 제1 코킹롤러로 가압함에 따라 상기 오목부의 양측에 환형으로 형성되는 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트의 제조방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    복수의 상기 서포트 코킹부가 상기 캠피스의 내측면을 지지하도록 복수의 상기 서포트 코킹부에 상기 캠피스를 압입하는 단계에서는,
    상기 볼록부가 상기 캠피스의 내측면에 의해 밀려 유동됨에 따라 상기 캠피스의 내측면에 밀착되는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트의 제조방법.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 캠피스에 압입된 상기 볼록부의 폭은 상기 캠피스의 내측면과 상기 파이프의 외측면 사이에 형성된 공간부의 폭 보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트의 제조방법.
  17. 제11 항에 있어서,
    상기 캠피스를 상기 파이프에 고정시키도록 상기 캠피스의 폭방향 양측에 위치되는 상기 파이프 부분을 가압하여 상기 고정 코킹부를 형성하는 단계에서는,
    상기 캠피스의 스플라인 돌기부의 돌출 높이가 상기 고정 코킹부의 돌출 높이보다 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 엔진용 캠샤프트의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2003184994A (ja) * 2001-12-14 2003-07-03 Otics Corp 複合カムシャフト及びその製造方法
JP5219246B2 (ja) * 2007-12-28 2013-06-26 武蔵精密工業株式会社 カムシャフトの成形方法

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