WO2014163108A1 - カムシャフトの製造方法及びギアシャフトの製造方法 - Google Patents

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WO2014163108A1
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cam
rib
split mold
hollow shaft
gear
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PCT/JP2014/059734
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水村　正昭
富澤　淳
英弘 有田
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新日鐵住金株式会社
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    • B21K1/00—Making machine elements
    • B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
    • B21K1/08—Making machine elements axles or shafts crankshafts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/84—Making other particular articles other parts for engines, e.g. connecting-rods
    • B21D53/845—Making camshafts
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
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    • F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
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    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
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    • F16C2360/18—Camshafts
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49293—Camshaft making

Definitions

  • the present invention relates to a camshaft manufacturing method and a gear shaft manufacturing method.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2013-0778017 filed in Japan on April 3, 2013 and Japanese Patent Application No. 2014-057174 filed in Japan on March 19, 2014. The contents are incorporated here.
  • a camshaft for driving an intake / exhaust valve of an automobile engine or the like is manufactured by casting, forging, or welding a cam piece or a journal piece to a shaft made of round bar steel.
  • a hollow camshaft using a steel pipe as a shaft has been put into practical use and widely used in gasoline engines and diesel engines.
  • the cam is fixed to the outer periphery of the metal tube by expanding the tube by applying hydraulic pressure to the inside of the metal tube while the metal tube is passed through the cam having wear resistance.
  • a cam is fixed to the outer peripheral portion of the metal tube by injecting a molten metal into the metal tube to cause the metal tube to bulge and deform.
  • a cam and a mold that can accommodate the cam and has a cavity portion that has a shape corresponding to the shape of the camshaft are manufactured, and the cam is located at a predetermined position in the cavity portion of the mold.
  • the pipe member is arranged in the cavity part so as to penetrate the through hole of each cam, and the pipe member is bulged and deformed by pressurizing and injecting molten aluminum alloy into the hollow part of the pipe member.
  • cam sliding surface may come into contact with the cavity and the cam, and it is necessary to machine the cam sliding surface to remove the wrinkle after manufacturing the camshaft.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and it is not necessary to prepare a mold for each type of camshaft, the cam operating angle with respect to the shaft is highly accurate, and an additional machine for the camshaft after manufacture. It is an object of the present invention to provide a camshaft manufacturing method that does not require processing.
  • the present invention also provides a gear shaft manufacturing method that does not require a mold for each product type, has a high accuracy of the gear mounting angle with respect to the shaft, and does not require additional machining for the gear shaft after manufacturing. The issue is to provide.
  • the first aspect of the present invention is to prepare a plurality of split molds having a side wall provided with a cam storage recess and a rib storage part formed in the cam storage recess, and the side surface of the split mold
  • the split mold group is formed by abutting each other to form a plurality of cam storage portions including the cam storage recesses between the split molds, and the cam storage portion has a through hole and the cam storage portion
  • a cam having a smaller cam body and ribs provided on both sides in the thickness direction of the cam body and fitted to the rib housing portion, and a hollow shaft are prepared, and the cam housing portion
  • Hydrophobic by introducing pressure fluid Processing performed is a method for producing a camshaft having a machining step of fixing said cam to said hollow shaft by pipe expanding the hollow shaft.
  • a pair of the split mold groups are prepared in the split mold group preparing step, and the cam and the hollow shaft are connected to the pair of split shaft groups in the processing preparing step. You may fix by pinching
  • a plurality of rib receiving surfaces are provided in the rib housing portion of the split mold, and a plurality of abutments are provided on the ribs of the cam.
  • a surface may be provided, and when the cam is disposed in the cam storage portion, the cam may be fixed to the cam storage portion by bringing the contact surface into contact with the rib receiving surface.
  • the plurality of rib receiving surfaces of the split mold are configured by a horizontal surface and a pair of vertical surfaces, and the plurality of contact surfaces of the ribs are The first contact surface that contacts the horizontal surface and the second contact surface that contacts the vertical surface may be included.
  • the plurality of rib receiving surfaces of the split mold are configured by inclined surfaces, and the plurality of contact surfaces of the ribs are formed on the inclined surfaces. You may comprise by the 3rd contact surface which contact
  • the plurality of rib receiving surfaces of the split mold that constitutes one split mold group out of the pair of split mold groups are configured by inclined surfaces.
  • the plurality of rib receiving surfaces of the split mold constituting the other split mold group are configured in a horizontal plane, and the plurality of contact surfaces of the rib are in contact with the inclined surface; You may comprise with the 4th contact surface contact
  • the cam main body is stored in the cam storage portion and the rib is stored in the rib storage in the processing preparation step.
  • a hollow shaft may be inserted into the through hole of the cam after the cam is mounted on the split mold group so as to be fitted to the part.
  • the cam body may be housed in the housing part and the cam may be attached to the split mold group so that the rib fits into the rib housing part.
  • a plurality of split molds having a side surface including a gear storage recess and a rib storage portion formed in the gear storage recess are prepared, and the side surface of the split mold A split mold group is formed by forming a split mold group by abutting each other, and forming a plurality of gear storage sections including the gear storage recesses between the split molds, and having a through hole and the gear storage section A gear having a smaller gear body and ribs provided on both sides of the gear body in the thickness direction and capable of being fitted into the rib housing portion, and a hollow shaft are prepared.
  • the cam having a smaller cam body than the cam storage portion is stored in the split cam storage portion.
  • the same split mold can be used, and there is no need to prepare a split mold for each cam.
  • the cam body does not contact the wall surface of the cam housing recess that defines the cam housing portion, there is no risk of wrinkles on the sliding surface of the cam, and no additional machining after the camshaft is required.
  • the rib of the cam is fitted into the split rib housing portion, the cam operating angle with respect to the hollow shaft can be determined precisely, and a camshaft with high accuracy of the cam operating angle with respect to the shaft can be manufactured.
  • the pair of split mold groups are prepared, and the cam and the hollow shaft are sandwiched and fixed by the pair of split mold groups, so that the shaft and the cam are securely fixed. Therefore, it is possible to manufacture a camshaft with high accuracy of the cam operating angle with respect to the shaft.
  • the plurality of abutment surfaces provided on the ribs of the cam are brought into contact with the plurality of rib receiving surfaces provided in the rib storage portion, respectively.
  • the operating angle can be determined precisely. Also, since the cam and the split mold are in contact with each other at the rib receiving surface of the split mold and the contact surface of the cam, the cam can be easily taken out of the split mold as compared with the case where the entire cam is in contact with the cavity. Can do.
  • the plurality of split rib receiving surfaces are constituted by a horizontal surface and a pair of vertical surfaces, and the first abutting in which the abutting surfaces of the ribs abut on the horizontal surface. Since it is composed of the surface and the second abutting surface that abuts on the vertical surface, the cam position on the split mold group can be determined accurately, and a camshaft with a high accuracy of the cam operating angle relative to the shaft can be manufactured. . Further, when removing the camshaft from the split mold, the camshaft can be easily detached from the split mold because the camshaft is removed while sliding the vertical surface of the rib receiving surface and the second contact surface.
  • the plurality of split rib receiving surfaces are formed by inclined surfaces, and the plurality of rib contacting surfaces are formed by third contact surfaces that contact the inclined surfaces. Accordingly, the vertical and horizontal positions of the cam on the split mold group can be accurately determined, and a camshaft with high accuracy of the cam operating angle with respect to the shaft can be manufactured.
  • the rib receiving surface on the split mold side is formed of an inclined surface and the contact surface on the cam side is formed of a third contact surface that contacts the inclined surface, when removing the camshaft from the split mold, The surface and the third contact surface can be removed without sliding, and the camshaft can be more easily removed from the split mold.
  • the split rib receiving surface constituting one split mold group of the pair of split mold groups is configured by an inclined surface
  • the other split mold group is configured.
  • the split rib receiving surface is configured with a horizontal plane
  • the cam-side contact surface is configured with a third contact surface that contacts the inclined surface and a fourth contact surface that contacts the horizontal surface.
  • the cam can be fixed by sandwiching the cam from above and below by a rib receiving surface made of an inclined surface provided in one split mold group and a rib receiving surface made of a horizontal surface provided in the other split mold group, A camshaft with high accuracy of the cam operating angle with respect to the shaft can be manufactured.
  • the hollow shaft is inserted into the through hole of the cam after the cam is attached to the split mold group in the processing preparation step, the hollow shaft is fixed with the cam fixed. It can be inserted and workability can be improved.
  • the cam and the hollow shaft are attached to the split mold group after the hollow shaft is inserted into the cam in the processing preparation step, the cam is attached to the split mold group. As a result, it is possible to immediately move on to the next process and improve productivity.
  • the gear main body when the gear having the gear main body smaller than the gear storage portion is arranged in the split gear storage portion, the gear main body is stored in the gear storage portion. Therefore, the same split mold can be used even if the mounting angles with respect to the shaft are different from each other, and there is no need to prepare a split mold for each gear. Further, since the gear main body does not contact the wall surface of the gear housing recess that defines the gear housing portion, there is no risk of wrinkles in the gear, and additional machining after the gear shaft is manufactured becomes unnecessary. Furthermore, since the gear rib is fitted into the split rib housing, the gear mounting angle with respect to the shaft can be determined precisely, and the gear mounting accuracy with respect to the shaft can be increased.
  • FIG. 1 is a perspective view for explaining a camshaft manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a cam used in the camshaft manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a split mold used in the camshaft manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view showing a cam and a split mold used in the camshaft manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a front view showing a cam and a split mold used in the camshaft manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective view for explaining the camshaft manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view for explaining the camshaft manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a side view for explaining the camshaft manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a front view for explaining the camshaft manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective view for explaining the camshaft manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view showing a camshaft manufactured by the camshaft manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a front view for explaining the manufacturing method of the gear shaft according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view showing a cam used in the camshaft manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a perspective view showing a split mold used in the camshaft manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a side view showing a cam and a split mold used in the camshaft manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a front view which shows the cam and split mold which are used for the manufacturing method of the camshaft which is the 3rd Embodiment of this invention.
  • FIG. 17 is a side view for explaining the camshaft manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a front view for explaining a camshaft manufacturing method according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a side view showing a cam and a split mold used in the camshaft manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a side view for explaining the camshaft manufacturing method according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the camshaft manufacturing method of the present embodiment prepares a plurality of split molds 1, butts the side faces 11 of the split molds 1 to form split mold groups 12, and split mold groups 12.
  • the cam 3 and the hollow shaft 4 are disposed in the housing 5, and the cam 3, the hollow shaft 4 and the split mold group 12 are accommodated in a case 5 including an upper case 51 and a lower case 52.
  • the cam 3 includes a cam body 32 and ribs 33 provided on both sides of the cam body 32 in the thickness direction.
  • the cam body 32 is provided with a circular through hole 31 in plan view, and an annular rib 33 is provided so as to surround the round through hole 31.
  • the planar view shape of the through-hole 31 may not be a perfect circle.
  • a part of the outer peripheral end surface 33a of the rib 33 is a cylindrical surface, but the other part is four flat surfaces in which a part of the cylindrical surface is notched. Of the four flat surfaces, the parallel surfaces are the first contact surfaces 34, and the other parallel surfaces are the second contact surfaces 35, and the first and second contact surfaces 34, 35. Are orthogonal to each other.
  • the pair of first contact surfaces 34 are configured to face in the vertical direction, respectively, and the pair of second contact surfaces Each 35 is configured to face sideways.
  • the cam 3 itself is made of a steel material, an aluminum material, or the like.
  • the hollow shaft 4 is provided with a hollow portion 41.
  • the hollow shaft 4 is composed of a metal pipe such as a steel pipe or an aluminum pipe.
  • the split mold 1 is provided with cam storage recesses 13 and rib storage sections 14 on both side surfaces 11 of a split mold main body 1 a made of metal.
  • a shaft receiving groove 16 is provided on the butting surface 15 which is the upper surface of 1a.
  • the cam housing recess 13 is provided on the side surface 11 and is provided so as to cut out a part of the butting surface 15.
  • the cam storage recess 13 is integrated with the cam storage recess 13 of another split mold 1 to form a cam storage portion 19. Since the cam housing recess 13 is provided so as to cut out the butting surface 15, the cam housing portion 19 is opened to the butting surface 15 when the plurality of split dies 1 are integrated to form the split mold group 12. It becomes a concave part.
  • the cam storage portion 19 is sized to store the lower half of the cam 3.
  • the rib storage portion 14 is provided inside the cam storage recess 13 and is provided so as to further cut out the cam storage recess 13. Moreover, the rib accommodating part 14 is provided so that the abutting surface 15 may be notched. For this reason, when a plurality of split molds 1 are integrated to form the split mold group 12, the rib storage portion 14 is configured by a recess that opens to the abutting surface 15 and communicates with the cam storage portion 19. .
  • a part of the end surface 14a that divides the rib storage portion 14 is a cylindrical surface, and the other part is a plurality of rib receiving surfaces 17 in which a part of the cylindrical surface is cut away.
  • the rib receiving surface 17 includes a horizontal surface 17 a provided at the bottom of the rib storage portion 14 and a pair of vertical surfaces 17 b in contact with the abutting surface 15.
  • the horizontal surface 17a and the vertical surface 17b are orthogonal to each other.
  • the upper case 51 is provided with a split mold storage portion 53 for storing the upper split mold group 12, and shaft receiving portions 54 are provided on both sides in the longitudinal direction of the split mold storage portion 53. It has been.
  • the lower case 52 is provided with a split mold storage portion 55 for storing the lower split mold group 12, and shaft receiving portions 56 are provided on both sides in the longitudinal direction of the split mold storage portion 55.
  • the split mold group preparing step of forming the split mold group 12 by abutting the side surfaces 11 of the split mold 1 and the cam 3 are arranged in the cam storage portion 19 of the split mold group 12.
  • the cam 3 and the hollow shaft 4 are arranged in the split mold group 12, as described above, the cam 3 is arranged in the split mold group 12 and then the hollow shaft 4 is inserted into the through hole 31 of the cam 3. Good. Further, after the hollow shaft 4 is inserted into the through hole 31 of the cam 3 and the cam 3 and the hollow shaft 4 are combined, they may be arranged in the split mold group 12.
  • split mold group preparation process As shown in FIG. 6, a plurality of split molds 1 are prepared, the side faces 11 of the split molds 1 are butted together, and the split molds 1 are arranged so that the butting surfaces 15 form the same face, and the lower split mold group 12a. And The lower split mold group 12a may be stored in the split mold storage 55 of the lower case 52 shown in FIG. At this time, between the split molds 1, the cam storage recesses 13 of the split molds 1 are integrated to form a cam storage part 19.
  • the cam storage portion 19 is sized so that the lower half of the cam 3 can be stored regardless of the posture of the cam 3.
  • the width dimension of the round groove is set to a dimension exceeding the major axis length of the cam.
  • the rib storage portions 14 are located on both sides of the cam storage portion 19 along the arrangement direction of the split molds 1. And the cam 3 corresponding to each cam accommodating part 19 is prepared.
  • the cams 3 are respectively disposed in the cam storage portions 19 of the split mold group 12.
  • the cam main body 32 is stored in the cam storage portion 19 and the rib 33 is fitted in the rib storage portion 14. More specifically, as shown in FIGS. 8 and 9, the cam main body 32 is stored in the cam storage portion 19 without contacting the split mold main body 1 a in the cam storage portion 19.
  • the first contact surface 34 provided on the rib 33 of the cam 3 is brought into contact with the horizontal surface 17 a of the rib receiving surface 17 and the rib of the cam 3 is The second contact surface 35 provided on 33 is brought into contact with the vertical surface 17 b of the rib receiving surface 17.
  • the hollow shaft 4 is inserted into the through hole 31 of the cam 3.
  • the hollow shaft 4 is inserted into the through hole 31 of the cam 3 and is fitted into the shaft receiving groove 16 of the split mold 1.
  • the upper split mold group 12b is overlaid on the lower split mold group 12a, and the butting surfaces 15 are butted together.
  • the cam main body 32 is stored in the cam storage section 19 of the upper mold group 12b and the rib 33 is fitted to the rib storage section 14.
  • one cam 3 is fixed by the upper two split molds 1 and the lower two split molds.
  • the cam 3 is fixed inside the upper and lower split mold groups 12a and 12b when the rib 33 is fitted into the rib housing portion 14.
  • the cam main body 32 will be in the state which floated without contacting any split mold main body 1a.
  • the upper and lower split mold groups 12a and 12b are accommodated in the case 5 as shown in FIG.
  • a fluid for pressurization is introduced into the hollow portion 41 of the hollow shaft 4 to perform hydroforming, the hollow shaft 4 is expanded, and the cam 3 is fixed to the hollow shaft 4.
  • high-pressure water is used as the pressurizing fluid.
  • the pressurizing fluid By injecting water into the hollow shaft 4 and pressurizing it, the diameter of the hollow shaft 4 is expanded, and the outer peripheral surface of the hollow shaft 4 is pressed against the inner surface of the through hole 31 of the cam. Thereby, the cam 3 and the hollow shaft 4 are fixed. In this way, the camshaft 6 is manufactured. Thereafter, the upper case 51 and the upper split mold group 12b are sequentially removed, and the manufactured camshaft 6 is taken out.
  • the fitting between the rib 33 of the cam 3 and the rib housing portion 14 of the split mold 1 may be released, and the fitting between the rib 33 and the rib housing portion 14 may be performed using the horizontal surface 17a and the vertical surface. 17b is brought into contact with the first and second contact surfaces 34 and 35, so that the fitting is released by simply pulling up the cam 3 with respect to the split mold 1 in the vertical direction.
  • the camshaft shown in FIG. 11 is manufactured.
  • the cam 3 having the cam body 32 smaller than the cam storage portion 19 is stored in the cam storage portion 19 of the split mold 1. Even if the cams 3 have different operating angles with respect to the shaft 4, the same split mold 1 can be used, and it is not necessary to prepare the split mold 1 for each cam 3. In addition, since the cam body 32 does not contact the wall surface of the cam storage recess 13 that defines the cam storage portion 19, there is no risk of wrinkles on the sliding surface of the cam 3, and no additional machining after the camshaft is required. Become.
  • the rib 33 of the cam 3 is fitted into the rib housing portion 14 of the split mold 1, the operating angle of the cam 3 with respect to the hollow shaft 4 can be accurately determined, and the accuracy of the operating angle of the cam 3 with respect to the hollow shaft 4 is determined.
  • a camshaft 6 having a high height can be manufactured.
  • the manufacturing method of the camshaft 6 of this embodiment since a pair of split mold groups 12a and 12b are prepared and the cam 3 and the hollow shaft 4 are sandwiched and fixed by the pair of split mold groups 12a and 12b, The hollow shaft 4 and the cam 3 can be positioned reliably, and the camshaft 6 with high accuracy of the operating angle of the cam 3 with respect to the hollow shaft 4 can be manufactured.
  • the first and second contact surfaces 34 and 35 provided on the rib 33 of the cam 3 are formed on the plurality of rib receiving surfaces 17 provided on the rib housing portion 14. Therefore, the operating angle of each cam 3 with respect to the hollow shaft 4 can be determined accurately.
  • the plurality of rib receiving surfaces 17 of the split mold 1 are constituted by the horizontal surface 17a and the pair of vertical surfaces 17b, and the plurality of contact surfaces of the ribs 33 are the horizontal surface. Since the first abutting surface 34 that abuts on 17a and the second abutting surface 35 that abuts on the vertical surface 17b, the camshaft 6 with high accuracy of the operating angle of the cam 3 relative to the hollow shaft 4 can be manufactured. Further, when removing the camshaft 6 from the split mold 1, the camshaft 6 can be easily detached from the split mold 1 because the vertical surface 17 b of the rib receiving surface 17 and the second contact surface 35 are slid and removed. it can.
  • the hollow shaft 4 is inserted into the through hole of the cam 3 after the cam 3 is mounted on the split mold group in the processing preparation step, the hollow shaft 4 can be inserted with the cam 3 fixed. Can be improved.
  • the cam 3 and the hollow shaft 4 are attached to the split mold group after the hollow shaft 4 is inserted into the cam 3 in the processing preparation process, the cam is attached to the split mold group and the process immediately proceeds to the next process. Can improve productivity.
  • the present invention can also be applied to a method of manufacturing a gear shaft having a plurality of gears.
  • the manufacturing method of the gear shaft according to the second embodiment will be described with reference to FIG. 12.
  • This manufacturing method prepares a plurality of split molds 60 as in the above-described embodiment, and the side surface of each split mold 60.
  • the split mold group is configured by butting 61 together, the gear 62 is arranged in the split mold group, the hollow shaft is inserted into the through hole 81 of the gear 62, and the gear 62, the hollow shaft and the split mold group are connected to the upper case and the lower case.
  • a plurality of gears 62 are fixed to the hollow shaft by introducing a pressurizing fluid into the hollow portion of the hollow shaft, hydroforming the hollow shaft, and expanding the hollow shaft to fix the gear 62 to the hollow shaft. This is a method of manufacturing a gear shaft attached to the.
  • the gear 62 includes a gear main body 82 and ribs 83 provided on both sides of the gear main body 82 in the thickness direction.
  • the gear body 82 is provided with a circular through hole 81 in plan view, and an annular rib 83 is provided so as to surround the round through hole 81.
  • a part of the outer peripheral end surface 83a of the rib 83 is a cylindrical surface, but the other part is four flat surfaces in which a part of the cylindrical surface is notched. Of the four flat surfaces, a surface parallel to each other is a first contact surface 84, and another flat surface is a second contact surface 85, and the first and second contact surfaces 84, 85. Are orthogonal to each other.
  • the pair of first contact surfaces 84 are configured to face in the vertical direction, and the pair of second contact surfaces 85. Are each configured to face sideways.
  • the gear 62 itself is made of a steel material, an aluminum material, or the like.
  • the hollow shaft is provided with a hollow portion.
  • the hollow shaft is composed of a metal pipe such as a steel pipe or an aluminum pipe.
  • the split mold 60 is a butt which is provided on the both side surfaces 61 of the split mold body 60a made of metal with a gear storage recess 63 and a rib storage section 64, which is the upper surface of the split mold body 60a.
  • a shaft receiving groove 66 is provided on the surface 65.
  • the gear housing recess 63 and the rib housing portion 64 are provided on the side surface 61 and are provided so as to cut out a part of the butting surface 65.
  • the gear housing recess 63 is integrated with another split gear housing recess 63 to form a gear housing. Since the gear storage recess 63 is provided so as to cut out the abutment surface 65, the gear storage portion is a recess that opens to the abutment surface 65 when a plurality of split dies 60 are integrated to form a split mold group. It becomes.
  • the gear storage portion is sized to store the lower half of the gear 62.
  • the rib storage portion 64 is configured by a recess that opens to the abutting surface 65 and communicates with the gear storage portion when a plurality of split molds are integrated to form a split mold group.
  • a part of the end surface that divides the rib storage portion 64 is a cylindrical surface, but the other part is a plurality of rib receiving surfaces 67 in which a part of the cylindrical surface is cut out.
  • the rib receiving surface 67 includes a horizontal surface 67 a provided at the bottom of the rib storage portion 64 and a pair of vertical surfaces 67 b in contact with the abutting surface 65.
  • the gear shaft manufacturing method includes a split mold group preparation step of forming a split mold group by abutting the side surfaces 61 of the split mold 60, and arranging the gear 62 in the gear housing portion of the split mold group and the gear 62.
  • a split mold group preparation step of forming a split mold group by abutting the side surfaces 61 of the split mold 60, and arranging the gear 62 in the gear housing portion of the split mold group and the gear 62.
  • split mold group preparation process In the same manner as in the previous embodiment of the camshaft manufacturing method, the plurality of split molds 60 are butted together to form a lower split mold group. Between the split molds 60, the gear storage recesses 63 are integrated to form a gear storage portion. The gear storage portion is sized to store the lower half of the gear 62. Further, gears 62 corresponding to the respective gear storage units are prepared.
  • the gear 62 is disposed in the gear housing portion of the split mold group.
  • the gear main body 82 is housed in the gear housing portion and the rib 83 is fitted into the rib housing portion 64.
  • the rib 83 is fitted into the rib storage portion 64, the first contact surface 84 provided on the rib 83 is brought into contact with the horizontal surface 67 a of the rib receiving surface 67 and the second contact provided on the rib 83 is provided.
  • the contact surface 85 is brought into contact with the vertical surface 67 b of the rib receiving surface 67.
  • a hollow shaft is inserted into the through hole 81 of the gear 62.
  • the hollow shaft is inserted into the through hole 81 of the gear 62 and is fitted into the shaft receiving groove 66 of the split mold 60.
  • the upper split mold group is overlaid on the lower split mold group. Furthermore, the upper and lower split mold groups are accommodated in the case by overlapping the upper case with the lower case.
  • the gear main body 82 is stored in the gear storage portion. Therefore, even if the gears 62 have different angles of attachment to the hollow shaft, the same split mold can be used, and there is no need to prepare a split mold for each gear. Moreover, since the gear main body 82 does not contact the wall surface of the gear housing recess 63 that defines the gear housing portion, there is no possibility of wrinkles in the gear 62, and additional machining after the gear shaft is manufactured becomes unnecessary.
  • the mounting angle of the gear 62 with respect to the hollow shaft can be determined precisely, and the mounting accuracy of the gear 62 with respect to the hollow shaft can be improved. it can.
  • the hollow shaft is inserted into the through hole 81 of the gear 62 after the gear 62 is arranged in the split mold group.
  • the present invention is not limited to this, and the hollow shaft is inserted into the through hole 81 of the gear 62. After inserting and combining the gear 62 and the hollow shaft, they may be placed in the split mold group.
  • the cam 103 includes a cam body 32 and ribs 133 provided on both sides of the cam body 32 in the thickness direction.
  • the cam body 32 is provided with a circular through hole 31 in plan view, and an annular rib 133 is provided so as to surround the round through hole 31.
  • the outer peripheral end surface 133a of the rib 133 is eight flat surfaces, and when the rib 133 is viewed in plan, its outer shape is an octagonal shape.
  • the eight flat surfaces constituting the outer peripheral end surface 133a are a horizontal surface, a vertical surface, and an inclined surface. Of these, the inclined surface is the third contact surface 134.
  • the cam 103 itself is made of a steel material, an aluminum material, or the like.
  • the split mold 101 is provided with cam storage recesses 13 and rib storage sections 114 on both side surfaces 11 of a split mold main body 101 a made of metal.
  • a shaft receiving groove 16 is provided on the butting surface 15 which is the upper surface of 101a.
  • the cam housing recess 13 is provided on the side surface 11 and is provided so as to cut out a part of the butting surface 15.
  • the cam storage recess 13 is integrated with the cam storage recess 13 of another split mold 101 to form a cam storage portion 119. Since the cam housing recess 13 is provided so as to cut out the butting surface 15, the cam housing portion 119 is opened to the butting surface 15 when the plurality of split dies 101 are integrated to form the split mold group 112. It becomes a concave part.
  • the cam storage portion 119 is sized to store the lower half of the cam 103.
  • the rib storage portion 114 is provided inside the cam storage recess 13 and is provided so as to further cut out the cam storage recess 13.
  • the rib storage portion 114 is provided so as to cut out the abutting surface 15. Therefore, when the plurality of split molds 101 are integrated to form the split mold group 112, the rib storage portion 114 is configured by a recess that opens to the butting surface 15 and communicates with the cam storage portion 119. .
  • An end surface that divides the rib storage portion 114 serves as a rib receiving surface 117 that receives the rib 133 of the cam 103.
  • the rib receiving surface 117 is composed of a pair of inclined surfaces 117a.
  • the inclined surfaces 117 a are configured such that the distance between the inclined surfaces 117 a increases toward the butting surface 15.
  • the pair of inclined surfaces 117 a are arranged so as to be V-shaped when viewed from the side surface 11 side of the split mold 101.
  • the split mold group preparation step for forming the split mold group 112 by abutting the side surfaces 11 of the split mold 101 and the cam 103 are arranged in the cam storage portion 119 of the split mold group 112.
  • a processing preparation step of inserting a hollow shaft (not shown) into the through hole 31 of the cam 103, and hydroforming is performed by introducing a pressurizing fluid into the hollow portion of the hollow shaft, and the hollow shaft is expanded to cam the hollow shaft.
  • the cam 103 and the hollow shaft are arranged in the split mold group 112, as described below, the cam 103 is arranged in the split mold group 112 and then the hollow shaft is inserted into the through hole 31 of the cam 103. Good.
  • the present invention is not limited to this, and after inserting the hollow shaft into the through hole 31 of the cam 103 and combining the cam 103 and the hollow shaft, these may be arranged in the split mold group 112.
  • split mold group preparation process As shown in FIGS. 15 and 16, a plurality of split molds 101 are prepared, the side faces 11 of the split molds 101 are abutted with each other, and the split molds 101 are arranged so that the abutting surfaces 15 constitute the same surface. Let it be a mold group 112a.
  • the lower split mold group 112a may be stored in the split mold storage 55 of the lower case 52 shown in FIG. At this time, between the split molds 101, the cam storage recesses 13 of the split molds 101 are integrated to form a cam storage part 119.
  • the cam storage portion 119 is sized so that the lower half of the cam 103 can be stored regardless of the posture of the cam 103.
  • the width dimension of the round groove is set to a dimension exceeding the major axis length of the cam.
  • the rib storage portions 114 are located on both sides of the cam storage portion 119 along the direction in which the split molds 101 are arranged. And the cam 103 corresponding to each cam accommodating part 119 is prepared.
  • the cams 103 are respectively arranged in the cam storage portions 119 of the split mold group 112a.
  • the cam main body 32 is stored in the cam storage portion 119 and the rib 133 is fitted in the rib storage portion 114. More specifically, the cam main body 32 is stored in the cam storage portion 119 in the cam storage portion 119 without contacting the split mold main body 101a. Further, when the rib 133 is fitted into the rib housing portion 114, the third contact surface 134 provided on the rib 133 of the cam 103 is brought into contact with the inclined surface 117 a of the rib receiving surface 117.
  • a hollow shaft (not shown) is inserted into the through hole 31 of the cam 103.
  • the hollow shaft is inserted into the through hole 31 of the cam 103 and is fitted into the shaft receiving groove 16 of the split mold 101.
  • the upper split mold group 112b is overlaid on the lower split mold group 112a, and the butting surfaces 15 are butted together.
  • the cam body 32 is stored in the cam storage section 119 of the upper mold group 112b, and the rib 133 is fitted to the rib storage section 114.
  • one cam 103 is fixed by the upper two split molds 101 and the lower two split molds 101.
  • the cam 103 is fixed inside the upper and lower split mold groups 112a and 112b by fitting the rib 133 into the rib housing portion 114.
  • the cam main body 32 is in a floating state without contacting any split mold main body 101a.
  • the upper case 51 is overlapped with the lower case 52 as shown in FIG. 1, whereby the upper and lower split mold groups 112 a and 112 b are accommodated in the case 5 as shown in FIG. 10.
  • a pressurizing fluid is introduced into the hollow portion of the hollow shaft to perform hydroforming, and the hollow shaft is expanded to fix the cam 103 to the hollow shaft.
  • the camshaft is manufactured.
  • the upper case 51 and the upper split mold group 112b are sequentially removed, and the manufactured camshaft is taken out.
  • the fitting between the rib 133 of the cam 103 and the rib storage portion 114 of the split mold 101 may be released. Since the fitting between the rib 133 and the rib storage portion 114 is due to the contact between the inclined surfaces 134a and 177a, the fitting is released simply by pulling up the cam 103 with respect to the split mold 101 in the vertical direction.
  • the camshaft is manufactured as described above.
  • the following effects can be obtained in addition to the same effects as those of the first embodiment.
  • the third contact surface 134 of the rib 133 on the cam 103 side is fitted to the pair of inclined surfaces 117a that define the rib storage portion 114.
  • the pair of inclined surfaces 117a are configured so as to be separated from each other toward the butting surface 15. In other words, since they are arranged in a V shape when viewed from the side surface 11, positioning in the horizontal direction and the vertical direction is performed.
  • the operating angle of the cam 103 with respect to the hollow shaft can be determined precisely. Thereby, the camshaft with high accuracy of the operating angle of the cam 103 with respect to the hollow shaft can be manufactured.
  • the pair of inclined surfaces 117a are arranged so as to be separated from each other toward the butting surface 15, and the third contact surface 134 of the rib 133 on the cam 103 side comes into contact with the inclined surface 117a. Therefore, when the camshaft is taken out from the lower split mold group 112a after removing the upper split mold group 112b, the camshaft can be easily taken out simply by lifting the cam 103 upward.
  • the cam 203 of this embodiment includes a cam body 32 and ribs 133 provided on both sides of the cam body 32 in the thickness direction.
  • the outer peripheral end surface 133a of the rib 133 is eight flat surfaces, and when the rib 133 is viewed in plan, its outer shape is an octagonal shape.
  • the eight flat surfaces constituting the outer peripheral end surface 133a are a horizontal surface, a vertical surface, and an inclined surface.
  • the inclined surface is the third contact surface 134
  • the horizontal surface is the fourth contact surface 234.
  • the cam 203 itself is made of a steel material, an aluminum material, or the like.
  • the upper split mold 201 is provided with cam storage recesses 13 and rib storage sections 214 on both side surfaces 11 of a split mold body 201a made of metal.
  • a shaft receiving groove 16 is provided on a certain abutting surface 15.
  • the cam housing recess 13 is provided on the side surface 11 and is provided so as to cut out a part of the butting surface 15.
  • the cam storage recess 13 is integrated with the cam storage recess 13 of another split mold 1 to form a cam storage portion 219. Since the cam housing recess 13 is provided so as to cut out the butting surface 15, the cam housing portion 219 is opened to the butting surface 15 when a plurality of split molds 201 are integrated to form the split mold group 212. It becomes a concave part.
  • the cam storage portion 219 is sized to store the upper half of the cam 3.
  • the rib storage portion 214 is provided inside the cam storage recess 13 and is provided so as to further cut out the cam storage recess 13. Further, the rib storage portion 214 is provided so as to cut out the butting surface 15. For this reason, when a plurality of split molds 201 are integrated to form a split mold group 212, the rib storage portion 214 is configured by a recess that opens to the abutting surface 15 and communicates with the cam storage portion 219. .
  • One of the end surfaces that define the rib storage portion 214 is a rib receiving surface 217 that receives the rib 233 of the cam 203.
  • the rib receiving surface 217 is configured by a horizontal surface 217a.
  • the lower split mold 101 shown in FIG. 19 is the same as the split mold 101 of the third embodiment.
  • the camshaft manufacturing method forms the lower split mold group 112a by abutting the side surfaces 11 of the lower split mold 101, and abuts the side faces 11 of the upper split mold 201 to each other.
  • a hydroforming process by introducing a pressurizing fluid into the hollow part, expanding the hollow shaft, and fixing the cam 203 to the hollow shaft.
  • the cam 203 and the hollow shaft are arranged in the split mold group 112a, the cam 203 is arranged in the split mold group 112a and then the hollow shaft is inserted into the through hole 31 of the cam 203 as described below.
  • the present invention is not limited to this, and after inserting the hollow shaft into the through hole 31 of the cam 203 and combining the cam 203 and the hollow shaft, they may be arranged in the split mold group 112a.
  • split mold group preparation process As shown in FIG. 19, a plurality of split molds 101 are prepared, the side faces 11 of the split molds 101 are butted together, and the split molds 101 are arranged such that the butting surfaces 15 form the same face, and the lower split mold group 112a. And The lower split mold group 112a may be stored in the split mold storage 55 of the lower case 52 shown in FIG. At this time, between the split molds 101, the cam storage recesses 13 of the split molds 101 are integrated to form a cam storage part 119.
  • the cam storage portion 119 is sized so that the lower half of the cam 203 can be stored regardless of the posture of the cam 203.
  • the width dimension of the round groove is set to a dimension exceeding the major axis length of the cam.
  • the rib storage portions 114 are located on both sides of the cam storage portion 119 along the direction in which the split molds 101 are arranged. And the cam 203 corresponding to each cam accommodating part 119 is prepared.
  • the cam 203 is arrange
  • the cam main body 32 is stored in the cam storage portion 119 and the rib 133 is fitted into the rib storage portion 114. More specifically, the cam main body 32 is stored in the cam storage portion 119 in the cam storage portion 119 without contacting the split mold main body 101a. Further, when the rib 133 is fitted into the rib storage portion 114, the third contact surface 134 provided on the rib 133 of the cam 203 is brought into contact with the inclined surface 117 a of the rib receiving surface 117.
  • a hollow shaft (not shown) is inserted into the through hole 31 of the cam 203.
  • the hollow shaft is inserted into the through hole 31 of the cam 203 and is fitted into the shaft receiving groove 16 of the split mold 101.
  • the upper split mold group 212a is overlaid on the lower split mold group 112a, and the butting surfaces 15 are butted together. Accordingly, the cam main body 32 is stored in the cam storage portion 219 of the upper split mold group 212a, and the rib 133 is stored in the rib storage portion 214. At this time, the fourth contact surface 234 of the rib 133 contacts the horizontal surface 217 a of the rib storage portion 214. As a result, the fourth contact surface 234 of the cam 203 is restrained by the horizontal surface 217a of the rib housing portion 214, and the vertical displacement of the cam 203 is prevented. In this way, the cam 203 is fixed inside the upper and lower split mold groups 112a and 212a.
  • the cam main body 32 is in a floating state without contacting any of the split mold main bodies 101a and 201a. Further, as shown in FIG. 1, the upper case 51 is overlapped with the lower case 52, so that the upper and lower split mold groups 112 a and 212 a are accommodated in the case 5 as shown in FIG. 10.
  • the fitting between the rib 133 and the rib storage portion 114 is due to the contact between the inclined surfaces 134a and 177a, the fitting is released simply by pulling up the cam 203 with respect to the split mold 101 in the vertical direction.
  • the camshaft is manufactured as described above.
  • the camshaft manufacturing method of the present embodiment the following effects can be obtained in addition to the same effects as those of the first embodiment.
  • the third contact surface 134 of the rib 133 on the cam 203 side is defined as a pair of inclined surfaces that define the rib storage portion 114. It is made to fit to 117a.
  • the pair of inclined surfaces 117a are configured so as to be separated from each other toward the butting surface 15. In other words, since they are arranged in a V shape when viewed from the side surface 11, positioning in the horizontal direction and the vertical direction is performed.
  • the operating angle of the cam 203 with respect to the hollow shaft can be determined precisely. Thereby, the camshaft with high accuracy of the operating angle of the cam 203 with respect to the hollow shaft can be manufactured.
  • the pair of inclined surfaces 117a are arranged so as to be separated from each other toward the butting surface 15, and the third contact surface 134 of the rib 133 on the cam 203 side comes into contact with the inclined surface 117a. Therefore, when the camshaft is taken out from the lower split mold group 112a after removing the upper split mold group 212a, the camshaft can be easily taken out simply by lifting the cam 203 upward. Furthermore, since the fourth contact surface 234 of the cam 203 is restrained by the horizontal surface 217a of the upper split mold 201, it is possible to prevent the displacement of the cam 203 in the vertical direction.
  • the cam 203 is moved from above and below by a rib receiving surface 117 formed of an inclined surface 117a provided on the lower split mold group 112a and a rib receiving surface 217 formed of a horizontal surface 217a provided on the upper split mold group 212a.
  • the camshaft can be fixed with being sandwiched, and the camshaft can be manufactured with high accuracy in the operation angle of the cam 203 with respect to the shaft.
  • a protrusion may be provided on the inner peripheral surface of the through hole of the cam in order to strengthen the coupling between the hollow shaft and the cam.
  • a camshaft manufacturing method that does not require a mold for each type of camshaft, has a high cam operating angle accuracy with respect to the shaft, and does not require additional machining on the camshaft after manufacturing; as well as, (2) A method of manufacturing a gear shaft that does not require a mold for each product type, has a high accuracy of the gear mounting angle with respect to the shaft, and does not require additional machining for the gear shaft after manufacturing; Can be provided.

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Abstract

　このカムシャフトの製造方法は、割型群準備工程と、貫通孔を有するとともにカム収納部よりも小型なカム本体と前記カム本体の厚さ方向両側に設けられてリブ収納部に嵌合可能なリブとが備えられてなるカムと、中空シャフトとを用意し、前記カム収納部に前記カム本体を収納させるとともに前記リブを前記リブ収納部に嵌合させ、かつ、前記カムの前記貫通孔に前記中空シャフトを挿入させた状態とする加工準備工程と、ハイドロフォーム加工を行い、前記中空シャフトを拡管させて前記中空シャフトに前記カムを固定する加工工程と、を有する。

Description

カムシャフトの製造方法及びギアシャフトの製造方法
　本発明は、カムシャフトの製造方法及びギアシャフトの製造方法に関する。
　本願は、２０１３年４月３日に、日本に出願された特願２０１３－０７８０１７号及び２０１４年３月１９日に、日本に出願された特願２０１４－０５７１７４号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　自動車用エンジン等の吸排気弁を駆動するカムシャフトは、従来、鋳造や鍛造、あるいは丸棒鋼からなるシャフトにカムピースやジャーナルピースを溶接することによって製造されている。最近ではエンジンの軽量化を目的として、シャフトに鋼管を用いた中空カムシャフトが実用化され、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに広く採用されている。
　このような中空カムシャフトは、耐摩耗性を備えたカムに金属管を通した状態で、金属管内部に液圧をかけて拡管させることによって、金属管の外周部にカムを固定するようにしている。また、金属管に金属溶湯を注入して金属管を膨出変形させることによって、金属管の外周部にカムを固定するようにしている例もある。
　たとえば特許文献１には、カムと、カムを収容することができかつカムシャフト形状に対応する形状をなすキャビティ部を備えた成形型とを製作し、カムを成形型のキャビティ部内の所定の位置に配置し、各カムの貫通孔を貫通するようにしてキャビティ部内に管部材を配置し、管部材の中空部内にアルミ合金溶湯を加圧注入して管部材を膨出変形させることで、管部材と各カムピースとを結合させるカムシャフトの製造方法が開示されている。
日本国特開平５－７７０２６号公報
　特許文献１に記載の製造方法では、カムシャフト形状に対応する形状をなすキャビティ部を備えた成形型を用いる。そのため、カムシャフトの品種ごとに、成形型を用意する必要があった。
　また、成形型を設計する際には、製造後のカムシャフトを成形型から容易に取り出すために、キャビティとカムとの間に僅かにクリアランスを持たせる必要がある。このクリアランスは、シャフトに対するカムの作動角度の設計値に対し、僅かながら誤差を与える。キャビティとカムとのクリアランスは、カム毎に設定するため、製造されたカムシャフトにおいては、クリアランスによるカムの作動角度の誤差が重畳される。このため、カムシャフトのカムの作動角度の誤差が大きくなる場合があった。
　更に、キャビティとカムとが接触してカムの摺動面に疵が生じる場合があり、カムシャフトの製造後に、カムの摺動面を機械加工して疵を除く必要があった。
　更に、こうした技術課題は、カムシャフトに限らず、中空シャフトに各種の歯車を装着する際にも同様の問題があった。
　本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、カムシャフトの品種毎に成形型を用意する必要がなく、シャフトに対するカムの作動角度の精度が高く、かつ、製造後のカムシャフトに対する追加の機械加工が不要なカムシャフトの製造方法を提供することを課題とする。
　また、本発明は、品種毎に成形型を用意する必要がなく、シャフトに対するギアの取り付け角度の精度が高く、かつ、製造後のギアシャフトに対する追加の機械加工が不要なギアシャフトの製造方法を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を採用する。
（１）本発明の第一の態様は、側面にカム収納凹部と前記カム収納凹部内に形成されたリブ収納部とが設けられてなる複数の割型を用意し、前記割型の前記側面同士を突き合わせて割型群を構成して、前記割型同士の間に、前記カム収納凹部からなる複数のカム収納部を形成する割型群準備工程と、貫通孔を有するとともに前記カム収納部よりも小型なカム本体と前記カム本体の厚さ方向両側に設けられて前記リブ収納部に嵌合可能なリブとが備えられてなるカムと、中空シャフトとを用意し、前記カム収納部に前記カム本体を収納させるとともに前記リブを前記リブ収納部に嵌合させ、かつ、前記カムの貫通孔に前記中空シャフトを挿入させた状態とする加工準備工程と、前記中空シャフトの中空部に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、前記中空シャフトを拡管させて前記中空シャフトに前記カムを固定する加工工程と、を有するカムシャフトの製造方法である。
（２）上記（１）に記載のカムシャフトの製造方法では、前記割型群準備工程において一対の前記割型群を用意し、前記加工準備工程において、前記カム及び前記中空シャフトを前記一対の割型群によって挟んで固定してもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載のカムシャフトの製造方法では、前記割型の前記リブ収納部に複数のリブ受面が設けられ、前記カムの前記リブには複数の当接面が設けられ、前記カムを前記カム収納部に配置する際に、前記当接面を前記リブ受面に当接させることにより、前記カムを前記カム収納部に固定してもよい。
（４）上記（３）に記載のカムシャフトの製造方法では、前記割型の前記複数のリブ受面が、水平面と一対の垂直面とで構成され、前記リブの前記複数の当接面が、前記水平面に当接する第１当接面と、前記垂直面に当接する第２当接面とで構成されてもよい。
（５）上記（３）に記載のカムシャフトの製造方法では、前記割型の前記複数のリブ受面が、傾斜面で構成され、前記リブの前記複数の当接面が、前記傾斜面に当接する第３当接面で構成されてもよい。
（６）上記（３）に記載のカムシャフトの製造方法では、前記一対の割型群のうち、一方の割型群を構成する前記割型の前記複数のリブ受面が傾斜面で構成され、他方の割型群を構成する前記割型の前記複数のリブ受面が水平面で構成され、前記リブの前記複数の当接面が、前記傾斜面に当接する第３当接面と、前記水平面に当接する第４当接面とで構成されてもよい。
（７）上記（１）～（６）のいずれか一項に記載のカムシャフトの製造方法では、前記加工準備工程において、前記カム収納部に前記カム本体を収納させるとともに前記リブを前記リブ収納部に嵌合させるように前記カムを前記割型群に装着してから、前記カムの貫通孔に中空シャフトを挿入してもよい。
（８）上記（１）～（６）のいずれか一項に記載のカムシャフトの製造方法では、前記加工準備工程において、前記カムの前記貫通孔に前記中空シャフトを挿入してから、前記カム収納部に前記カム本体を収納させるとともに前記リブを前記リブ収納部に嵌合させるように前記カムを前記割型群に装着してもよい。
（９）本発明の第二の態様は、側面にギア収納凹部と前記ギア収納凹部内に形成されたリブ収納部とが設けられてなる複数の割型を用意し、前記割型の前記側面同士を突き合わせて割型群を構成して、前記割型同士の間に、前記ギア収納凹部からなる複数のギア収納部を形成する割型群準備工程と、貫通孔を有するとともに前記ギア収納部よりも小型なギア本体と前記ギア本体の厚さ方向両側に設けられて前記リブ収納部に嵌合可能なリブとが備えられてなるギアと、中空シャフトとを用意し、前記ギア収納部に前記ギア本体を収納させるとともに前記リブを前記リブ収納部に嵌合させ、かつ前記ギアの貫通孔に前記中空シャフトを挿入させた状態とする加工準備工程と、前記中空シャフトの中空部に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、前記中空シャフトを拡管させて前記中空シャフトに前記ギアを固定する加工工程と、を有するギアシャフトの製造方法である。
　上記カムシャフトの製造方法の態様によれば、カム収納部より小型なカム本体を有するカムを、割型のカム収納部に収納させるので、中空シャフトに対する作動角度が相互に異なるカムであっても、同一の割型を用いることができ、カム毎に割型を用意する必要が無い。また、カム収納部を区画するカム収納凹部の壁面にカム本体が接しないので、カムの摺動面に疵が生じる虞がなく、カムシャフト製造後の追加の機械加工が不要になる。更に、カムのリブを割型のリブ収納部に嵌合させるので、中空シャフトに対するカムの作動角度を精密に決めることができ、シャフトに対するカムの作動角度の精度が高いカムシャフトを製造できる。
　また、上記カムシャフトの製造方法の態様によれば、一対の前記割型群を用意し、カム及び中空シャフトを一対の割型群によって挟んで固定するので、シャフトとカムとを確実に固定することができ、シャフトに対するカムの作動角度の精度が高いカムシャフトを製造できる。
　また、上記カムシャフトの製造方法の態様によれば、リブ収納部に設けた複数のリブ受面に、カムのリブに設けた複数の当接面をそれぞれ当接させるので、シャフトに対するカム毎の作動角度を精密に決めることができる。
　また、カムと割型は、割型のリブ受面とカムの当接面とにおいて接触するので、従来のようにカム全体がキャビティに接する場合に比べて、カムを割型から容易に取り出すことができる。
　また、上記カムシャフトの製造方法の態様によれば、割型の複数のリブ受面が水平面と一対の垂直面とで構成され、リブの複数の当接面が水平面に当接する第１当接面と垂直面に当接する第２当接面とで構成されるので、割型群上におけるカムの位置を正確に決めることができ、シャフトに対するカムの作動角度の精度が高いカムシャフトを製造できる。また、カムシャフトを割型から取り外す際、リブ受面の垂直面と第２当接面とを摺動させながら取り外すので、カムシャフトを割型から容易に取り外すことができる。
　また、上記カムシャフトの製造方法の態様によれば、割型の複数のリブ受面が傾斜面で構成され、リブの複数の当接面が傾斜面に当接する第３当接面で構成されるので、割型群上におけるカムの上下方向及び水平方向の位置を正確に決めることができ、シャフトに対するカムの作動角度の精度が高いカムシャフトを製造できる。また、割型側のリブ受面が傾斜面で構成され、カム側の当接面が傾斜面に当接する第３当接面で構成されるので、カムシャフトを割型から取り外す際、リブ受面と第３当接面とを摺動させずに取り外すことができ、カムシャフトを割型からより容易に取り外すことができる。
　また、上記カムシャフトの製造方法の態様によれば、一対の割型群のうち、一方の割型群を構成する割型のリブ受面が傾斜面で構成され、他方の割型群を構成する割型のリブ受面が水平面で構成され、カム側の当接面が、前記傾斜面に当接する第３当接面と、前記水平面に当接する第４当接面とで構成される。これにより、傾斜面であるリブ受面と、このリブ受面に当接される第３当接面とによって、一方の割型群上におけるカムの位置を正確に決めることができ、シャフトに対するカムの作動角度の精度が高いカムシャフトを製造できる。また、一方の割型群に設けられた傾斜面からなるリブ受面と、他方の割型群に設けられた水平面からなるリブ受面とによって、カムを上下から挟んで固定することができ、シャフトに対するカムの作動角度の精度が高いカムシャフトを製造できる。
　また、上記カムシャフトの製造方法の態様によれば、加工準備工程において、カムを割型群に装着してからカムの貫通孔に中空シャフトを挿入するので、カムを固定した状態で中空シャフトを挿入させることができ、作業性を向上できる。
　また、上記カムシャフトの製造方法の態様によれば、加工準備工程において、カムに中空シャフトを挿入してから、カム及び中空シャフトを割型群に装着するので、割型群にカムを装着して直ちに次の工程に移ることができ、生産性を向上できる。
　更に、上記ギアシャフトの製造方法の態様によれば、ギア収納部よりも小型なギア本体を有するギアを、割型のギア収納部に配置する際に、前記ギア収納部にギア本体を収納させるので、シャフトに対する取り付け角度が相互に異なるギアであっても、同一の割型を用いることができ、ギア毎に割型を用意する必要が無い。また、ギア収納部を区画するギア収納凹部の壁面にギア本体が接しないので、ギアに疵が生じる虞がなく、ギアシャフト製造後の追加の機械加工が不要になる。更に、ギアのリブを割型のリブ収納部に嵌合させるので、シャフトに対するギアの取り付け角度を精密に決めることができ、シャフトに対するギアの取り付け精度を高めることができる。
図１は、本発明の第１の実施形態であるカムシャフトの製造方法を説明する斜視図である。 図２は、本発明の第１の実施形態であるカムシャフトの製造方法に用いられるカムを示す斜視図である。 図３は、本発明の第１の実施形態であるカムシャフトの製造方法に用いられる割型を示す斜視図である。 図４は、本発明の第１の実施形態であるカムシャフトの製造方法に用いられるカム及び割型を示す側面図である。 図５は、本発明の第１の実施形態であるカムシャフトの製造方法に用いられるカム及び割型を示す正面図である。 図６は、本発明の第１の実施形態であるカムシャフトの製造方法を説明する斜視図である。 図７は、本発明の第１の実施形態であるカムシャフトの製造方法を説明する斜視図である。 図８は、本発明の第１の実施形態であるカムシャフトの製造方法を説明する側面図である。 図９は、本発明の第１の実施形態であるカムシャフトの製造方法を説明する正面図である。 図１０は、本発明の第１の実施形態であるカムシャフトの製造方法を説明する斜視図である。 図１１は、本発明の第１の実施形態のカムシャフトの製造方法によって製造されたカムシャフトを示す斜視図である。 図１２は、本発明の第２の実施形態のギアシャフトの製造方法を説明する正面図である。 図１３は、本発明の第３の実施形態であるカムシャフトの製造方法に用いられるカムを示す斜視図である。 図１４は、本発明の第３の実施形態であるカムシャフトの製造方法に用いられる割型を示す斜視図である。 図１５は、本発明の第３の実施形態であるカムシャフトの製造方法に用いられるカム及び割型を示す側面図である。 図１６は、本発明の第３の実施形態であるカムシャフトの製造方法に用いられるカム及び割型を示す正面図である。 図１７は、本発明の第３の実施形態であるカムシャフトの製造方法を説明する側面図である。 図１８は、本発明の第３の実施形態であるカムシャフトの製造方法を説明する正面図である。 図１９は、本発明の第４の実施形態であるカムシャフトの製造方法に用いられるカム及び割型を示す側面図である。 図２０は、本発明の第４の実施形態であるカムシャフトの製造方法を説明する側面図である。
［第１の実施形態］
　以下、本発明の第１の実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１に示すように、本実施形態のカムシャフトの製造方法は、複数の割型１を用意し、各割型１の側面１１同士を突き合わせて割型群１２を構成し、割型群１２にカム３及び中空シャフト４を配置し、カム３、中空シャフト４及び割型群１２を上ケース５１及び下ケース５２からなるケース５に収納し、中空シャフト４の中空部４１に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、中空シャフト４を拡管させて中空シャフト４にカム３を固定することにより、カムシャフト６を製造する方法である。
　図２、図４及び図５に示すように、カム３は、カム本体３２と、カム本体３２の厚さ方向両側に設けられたリブ３３とから構成されている。カム本体３２には平面視丸形の貫通孔３１が設けられており、丸形の貫通孔３１を囲むように環状のリブ３３が設けられている。尚、貫通孔３１の平面視形状は真円でなくてもよい。リブ３３の外周端面３３ａは一部が円筒面となっているが、他の部分は円筒面の一部が切り欠けられた４つの平坦面となっている。４つの平坦面のうち、互いに平行な面が第１当接面３４とされ、別の互いに平行な面が第２当接面３５とされており、第１、第２当接面３４，３５は相互に直交する関係になっている。各カム３を、中空シャフト４に対するそれぞれの作動角度に対応する姿勢に向けたとき、一対の第１当接面３４はそれぞれ上下方向を向くように構成され、また、一対の第２当接面３５はそれぞれ側方を向くように構成される。カム３自体は、鋼材料、アルミニウム材料等で構成される。
　また、図１に示すように、中空シャフト４には中空部４１が設けられている。中空シャフト４は鋼管、アルミニウム管等の金属管から構成される。
　次に、図３、図４及び図５に示すように、割型１は、金属からなる割型本体１ａの両側面１１にカム収納凹部１３とリブ収納部１４とが設けられ、割型本体１ａの上面である突き合わせ面１５にシャフト受溝１６が設けられて構成されている。
　カム収納凹部１３は、側面１１に設けられるとともに、突き合わせ面１５の一部を切り欠くように設けられる。カム収納凹部１３は、別の割型１のカム収納凹部１３と一体になってカム収納部１９を構成する。カム収納凹部１３が突き合わせ面１５を切り欠くように設けられているため、複数の割型１が一体になって割型群１２が構成されたときに、カム収納部１９は突き合わせ面１５に開口した凹部となる。カム収納部１９は、カム３の下半分を収納可能な大きさとされている。
　リブ収納部１４は、カム収納凹部１３の内部に設けられており、カム収納凹部１３を更に切り欠けるように設けられている。また、リブ収納部１４は、突き合わせ面１５を切り欠くように設けられている。このため、複数の割型１が一体になって割型群１２が構成されたときに、リブ収納部１４は、突き合わせ面１５に開口し、かつカム収納部１９に連通した凹部で構成される。リブ収納部１４を区画する端面１４ａは、一部が円筒面となっているが、他の部分は円筒面の一部が切り欠けられた複数のリブ受面１７となっている。リブ受面１７には、リブ収納部１４の底部に設けられた水平面１７ａと、突き合わせ面１５に接する一対の垂直面１７ｂとがある。水平面１７ａと垂直面１７ｂは相互に直交する関係になっている。
　また、図１に示すように、上ケース５１には、上側の割型群１２を収納する割型収納部５３が設けられ、割型収納部５３の長手方向両側にはシャフト受け部５４が設けられている。同様に、下ケース５２には、下側の割型群１２を収納する割型収納部５５が設けられ、割型収納部５５の長手方向両側にはシャフト受け部５６が設けられている。
　次に、カムシャフトの製造工程を順を追って説明する。本実施形態のカムシャフトの製造方法は、割型１の側面１１同士を突き合わせて割型群１２を構成する割型群準備工程と、カム３を割型群１２のカム収納部１９に配置するとともにカム３の貫通孔３１に中空シャフト４を挿入する加工準備工程と、中空シャフト４の中空部４１に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、中空シャフト４を拡管させて中空シャフト４にカム３を固定する加工工程と、からなる。
　なお、カム３及び中空シャフト４を割型群１２に配置する場合は、上述のように、割型群１２にカム３を配置してからカム３の貫通孔３１に中空シャフト４を挿入すればよい。また、カム３の貫通孔３１に中空シャフト４を挿入してカム３と中空シャフト４とを組み合わせた後、これらを割型群１２に配置してもよい。
（割型群準備工程）
　図６に示すように、複数の割型１を用意し、割型１の側面１１同士を突き合わせ、かつ突き合わせ面１５が同一面を構成するように割型１を並べて下側の割型群１２ａとする。下側の割型群１２ａは、図１に示す下ケース５２の割型収納部５５に収納すればよい。このとき、割型１同士の間には、各割型１のカム収納凹部１３同士が一体になってカム収納部１９が形成される。カム収納部１９は、カム３がいかなる姿勢であっても、カム３の下半分を収納できる大きさとする。たとえば、カム収納部１９の形状を半円の丸溝形状とした場合、丸溝の幅寸法をカムの長軸長さを超える寸法とする。また、リブ収納部１４は、割型１の並び方向に沿ってカム収納部１９の両側に位置している。そして、各カム収納部１９に対応するカム３を用意する。
（加工準備工程）
　次に、図７，図８及び図９に示すように、割型群１２のカム収納部１９にそれぞれカム３を配置する。カム３をカム収納部１９に配置する際には、カム収納部１９にカム本体３２を収納させるとともにリブ３３をリブ収納部１４に嵌合させる。より詳細には、図８及び図９に示すように、カム本体３２は、カム収納部１９内において割型本体１ａに接触せずにカム収納部１９に収納される。また、リブ３３をリブ収納部１４に嵌合させる際には、カム３のリブ３３に設けられた第１当接面３４をリブ受面１７の水平面１７ａに当接させるとともに、カム３のリブ３３に設けられた第２当接面３５をリブ受面１７の垂直面１７ｂに当接させる。
　更に、図７に示すように、カム３の貫通孔３１に中空シャフト４を挿入する。中空シャフト４は、カム３の貫通孔３１に挿入されるとともに、割型１のシャフト受溝１６に嵌め合わされた状態になる。
　そして、図８及び図９に示すように、上側の割型群１２ｂを、下側の割型群１２ａの上に重ね合わせ、突き合わせ面１５同士を突き合わせる。これにより、下型の割型群１２aと同様に、上型の割型群１２ｂのカム収納部１９にカム本体３２が収納されるとともにリブ３３がリブ収納部１４に嵌合される。これにより、１つのカム３は、上側の２つの割型１と、下側の２つの割型とによって固定された状態になる。カム３は、リブ３３がリブ収納部１４に嵌合されることによって上下の割型群１２ａ、１２ｂの内部に固定される。また、カム本体３２は、いずれの割型本体１ａにも接触せずに浮いた状態になる。更に、図１に示した上ケース５１を下ケース５２に重ね合わせることで、図１０に示すように、上下の割型群１２ａ、１２ｂをケース５内に収納する。
（加工工程）
　次に、中空シャフト４の中空部４１に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、中空シャフト４を拡管させて、中空シャフト４にカム３を固定させる。加圧用流体としては、例えば高圧の水が用いられる。中空シャフト４に水を注入して加圧することで中空シャフト４を拡径させ、中空シャフト４の外周面をカムの貫通孔３１の内面に圧着させる。これによりカム３と中空シャフト４とが固定される。このようにしてカムシャフト６を製造する。その後、上ケース５１、上側の割型群１２ｂを順次取り外して、製造されたカムシャフト６を取り出す。カムシャフト６を取り出す際は、カム３のリブ３３と割型１のリブ収納部１４との嵌め合わせを解除すればよく、リブ３３とリブ収納部１４との嵌め合わせは、水平面１７ａ及び垂直面１７ｂと、第１、第２当接面３４、３５との接触によるものなので、割型１に対してカム３を垂直方向に引き上げるだけで嵌め合わせは解除される。以上のようにして、図１１に示すカムシャフトが製造される。
　以上説明したように、本実施形態のカムシャフト６の製造方法によれば、カム収納部１９より小型なカム本体３２を有するカム３を、割型１のカム収納部１９に収納させるので、中空シャフト４に対する作動角度が相互に異なるカム３であっても、同一の割型１を用いることができ、カム３毎に割型１を用意する必要が無い。また、カム収納部１９を区画するカム収納凹部１３の壁面にカム本体３２が接しないので、カム３の摺動面に疵が生じる虞がなく、カムシャフト製造後の追加の機械加工が不要になる。更に、カム３のリブ３３を割型１のリブ収納部１４に嵌合させるので、中空シャフト４に対するカム３の作動角度を精密に決めることができ、中空シャフト４に対するカム３の作動角度の精度が高いカムシャフト６を製造できる。
　また、本実施形態のカムシャフト６の製造方法によれば、一対の割型群１２ａ、１２ｂを用意し、カム３及び中空シャフト４を一対の割型群１２ａ、１２ｂによって挟んで固定するので、中空シャフト４とカム３とを確実に位置決めすることができ、中空シャフト４に対するカム３の作動角度の精度が高いカムシャフト６を製造できる。
　また、本実施形態のカムシャフト６の製造方法によれば、リブ収納部１４に設けた複数のリブ受面１７に、カム３のリブ３３に設けた第１、第２当接面３４、３５をそれぞれ当接させるので、中空シャフト４に対するカム３毎の作動角度を精密に決めることができる。
　また、本実施形態のカムシャフト６の製造方法によれば、割型１の複数のリブ受面１７が水平面１７ａと一対の垂直面１７ｂとで構成され、リブ３３の複数の当接面が水平面１７ａに当接する第１当接面３４と垂直面１７ｂに当接する第２当接面３５とで構成されるので、中空シャフト４に対するカム３の作動角度の精度が高いカムシャフト６を製造できる。また、カムシャフト６を割型１から取り外す際、リブ受面１７の垂直面１７ｂと第２当接面３５とを摺動させながら取り外すので、カムシャフト６を割型１から容易に取り外すことができる。
　また、加工準備工程において、カム３を割型群に装着してからカム３の貫通孔に中空シャフト４を挿入するので、カム３を固定した状態で中空シャフト４を挿入させることができ、作業性を向上できる。
　また、加工準備工程において、カム３に中空シャフト４を挿入してから、カム３及び中空シャフト４を割型群に装着する場合は、割型群にカムを装着して直ちに次の工程に移ることができ、生産性を向上できる。
［第２の実施形態］
　また、本発明は、複数のギアを有するギアシャフトの製造方法にも適用できる。
　第２の実施形態であるギアシャフトの製造方法について、図１２を参照して説明すると、この製造方法は、上記実施形態と同様に、複数の割型６０を用意し、各割型６０の側面６１同士を突き合わせて割型群を構成し、割型群にギア６２を配置し、ギア６２の貫通孔８１に中空シャフトを挿入し、ギア６２，中空シャフト及び割型群を上ケース及び下ケースからなるケースに収納し、中空シャフトの中空部に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、中空シャフトを拡管させて中空シャフトにギア６２を固定することにより、複数のギア６２が中空シャフトに取り付けられてなるギアシャフトを製造する方法である。
　図１２に示すように、ギア６２は、ギア本体８２と、ギア本体８２の厚さ方向両側に設けられたリブ８３とから構成されている。ギア本体８２には平面視丸形の貫通孔８１が設けられており、丸形の貫通孔８１を囲むように環状のリブ８３が設けられている。リブ８３の外周端面８３ａは一部が円筒面となっているが、他の部分は円筒面の一部が切り欠けられた４つの平坦面となっている。４つの平坦面のうち、互いに平行な面が第１当接面８４とされ、別の互いに平坦な面が第２当接面８５とされており、第１、第２当接面８４，８５は相互に直交する関係になっている。各ギア６２を、中空シャフトに対するそれぞれの取り付け角度に対応する姿勢に向けたとき、一対の第１当接面８４はそれぞれ上下方向を向くように構成され、また、一対の第２当接面８５はそれぞれ側方を向くように構成される。ギア６２自体は、鋼材料、アルミニウム材料等で構成される。
　また、中空シャフトには中空部が設けられている。中空シャフトは鋼管、アルミニウム管等の金属管から構成される。
　次に、図１２に示すように、割型６０は、金属からなる割型本体６０ａの両側面６１にギア収納凹部６３とリブ収納部６４とが設けられ、割型本体６０ａの上面である突き合わせ面６５にシャフト受溝６６が設けられている。
　ギア収納凹部６３及びリブ収納部６４は、側面６１に設けられるとともに、突き合わせ面６５の一部を切り欠くように設けられる。ギア収納凹部６３は、別の割型のギア収納凹部６３と一体になってギア収納部を構成する。ギア収納凹部６３が突き合わせ面６５を切り欠くように設けられているため、複数の割型６０が一体になって割型群が構成されたときに、ギア収納部は突き合わせ面６５に開口した凹部となる。ギア収納部は、ギア６２の下半分を収納可能な大きさとされている。
　リブ収納部６４は、複数の割型が一体になって割型群が構成されたときに、突き合わせ面６５に開口し、かつギア収納部に連通した凹部で構成される。リブ収納部６４を区画する端面は、一部が円筒面となっているが、他の部分は円筒面の一部が切り欠けられた複数のリブ受面６７となっている。リブ受面６７には、リブ収納部６４の底部に設けられた水平面６７ａと、突き合わせ面６５に接する一対の垂直面６７ｂとがある。
　次に、ギアシャフトの製造工程を順を追って説明する。本実施形態のギアシャフトの製造方法は、割型６０の側面６１同士を突き合わせて割型群を構成する割型群準備工程と、ギア６２を割型群のギア収納部に配置するとともにギア６２の貫通孔８１に中空シャフトを挿入する加工準備工程と、中空シャフトの中空部に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、中空シャフトを拡管させて中空シャフトにギア６２を固定する加工工程と、からなる。
（割型群準備工程）
　先のカムシャフトの製造方法の実施形態と同様にして、複数の割型６０同士を突き合わせて下側の割型群とする。割型６０同士の間には、ギア収納凹部６３同士が一体になってギア収納部が形成される。ギア収納部は、ギア６２の下半分を収納できる大きさとする。更に、各ギア収納部に対応するギア６２を用意する。
（加工準備工程）
　次に、割型群のギア収納部にギア６２を配置する。ギア６２をギア収納部に配置する際には、ギア収納部にギア本体８２を収納させるとともにリブ８３をリブ収納部６４に嵌合させる。リブ８３をリブ収納部６４に嵌合させる際には、リブ８３に設けられた第１当接面８４をリブ受面６７の水平面６７ａに当接させるとともに、リブ８３に設けられた第２当接面８５をリブ受面６７の垂直面６７ｂに当接させる。
　更に、ギア６２の貫通孔８１に中空シャフトを挿入する。中空シャフトは、ギア６２の貫通孔８１に挿入されるとともに、割型６０のシャフト受溝６６に嵌め合わされた状態になる。
　そして、上側の割型群を下側の割型群の上に重ね合わせる。更に、上ケースを下ケースに重ね合わせることで、上下の割型群をケース内に収納する。
（加工工程）
　次に、中空シャフトの中空部に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、中空シャフトを拡管させて、中空シャフトにギア６２を固定させる。このようにしてギアシャフトを製造する。その後、上ケース、上側の割型群を順次取り外して、製造されたギアシャフトを取り出す。ギアシャフトを取り出す際は、ギア６２のリブ８３と割型６０のリブ収納部６４との嵌め合わせを解除すればよく、割型６０に対してギア６２を垂直方向に引き上げるだけで嵌め合わせは解除される。以上のようにして、ギアシャフトが製造される。
　上記のギアシャフトの製造方法によれば、ギア収納部よりも小型なギア本体８２を有するギア６２を、割型６０のギア収納部に配置する際に、ギア収納部にギア本体８２を収納させるので、中空シャフトに対する取り付け角度が相互に異なるギア６２であっても、同一の割型を用いることができ、ギア毎に割型を用意する必要が無い。また、ギア収納部を区画するギア収納凹部６３の壁面にギア本体８２が接しないので、ギア６２に疵が生じる虞がなく、ギアシャフト製造後の追加の機械加工が不要になる。更に、ギア６２のリブ８３を割型６０のリブ収納部６４に嵌合させるので、中空シャフトに対するギア６２の取り付け角度を精密に決めることができ、中空シャフトに対するギア６２の取り付け精度を高めることができる。
　なお、本実施形態では、割型群にギア６２を配置してからギア６２の貫通孔８１に中空シャフトを挿入したが、本発明はこれに限らず、ギア６２の貫通孔８１に中空シャフトを挿入してギア６２と中空シャフトとを組み合わせた後、これらを割型群に配置してもよい。
［第３の実施形態］
　次に、本発明の第３の実施形態であるカムシャフトの製造方法について、図面を参照して説明する。
　本実施形態のカムシャフトの製造方法は、第１の実施形態のカムシャフトの製造方法とほぼ同じであり、第１の実施形態と相違する点は、割型側のリブ受面が傾斜面で構成され、カム側のリブの当接面が、傾斜面に当接する第３当接面で構成される点である。以下、相違点を中心に説明する。なお、第１の実施で説明した構成要素と同一の構成要素には第１の実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略する。
　図１３、図１５及び図１６に示すように、カム１０３は、カム本体３２と、カム本体３２の厚さ方向両側に設けられたリブ１３３とから構成されている。カム本体３２には平面視丸形の貫通孔３１が設けられており、丸形の貫通孔３１を囲むように環状のリブ１３３が設けられている。リブ１３３の外周端面１３３ａは８つの平坦面となっており、リブ１３３を平面視した場合、その外形が八角形状になっている。各カム１０３を、中空シャフト４に対するそれぞれの作動角度に対応する姿勢に向けたとき、外周端面１３３ａを構成する８つの平坦面は、水平になる面と、垂直になる面と、傾斜する面とに区別されるが、このうち傾斜する面が第３当接面１３４とされている。カム１０３自体は、鋼材料、アルミニウム材料等で構成される。
　次に、図１４、図１５及び図１６に示すように、割型１０１は、金属からなる割型本体１０１ａの両側面１１にカム収納凹部１３とリブ収納部１１４とが設けられ、割型本体１０１ａの上面である突き合わせ面１５にシャフト受溝１６が設けられて構成されている。
　カム収納凹部１３は、側面１１に設けられるとともに、突き合わせ面１５の一部を切り欠くように設けられる。カム収納凹部１３は、別の割型１０１のカム収納凹部１３と一体になってカム収納部１１９を構成する。カム収納凹部１３が突き合わせ面１５を切り欠くように設けられているため、複数の割型１０１が一体になって割型群１１２が構成されたときに、カム収納部１１９は突き合わせ面１５に開口した凹部となる。カム収納部１１９は、カム１０３の下半分を収納可能な大きさとされている。
　リブ収納部１１４は、カム収納凹部１３の内部に設けられており、カム収納凹部１３を更に切り欠けるように設けられている。また、リブ収納部１１４は、突き合わせ面１５を切り欠くように設けられている。このため、複数の割型１０１が一体になって割型群１１２が構成されたときに、リブ収納部１１４は、突き合わせ面１５に開口し、かつカム収納部１１９に連通した凹部で構成される。リブ収納部１１４を区画する端面はカム１０３のリブ１３３を受けるリブ受面１１７となっている。リブ受面１１７は、一対の傾斜面１１７ａで構成されている。各傾斜面１１７ａは、突き合わせ面１５に向けて相互に間隔が広がるようになっている。言い換えると、一対の傾斜面１１７ａは、割型１０１の側面１１側から見たときにＶ字形状になるように配置されている。
　次に、カムシャフトの製造工程を順を追って説明する。本実施形態のカムシャフトの製造方法は、割型１０１の側面１１同士を突き合わせて割型群１１２を構成する割型群準備工程と、カム１０３を割型群１１２のカム収納部１１９に配置するとともにカム１０３の貫通孔３１に図示略の中空シャフトを挿入する加工準備工程と、中空シャフトの中空部に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、中空シャフトを拡管させて中空シャフトにカム３を固定する加工工程と、からなる。
　なお、カム１０３及び中空シャフトを割型群１１２に配置する場合は、以下に説明するように、割型群１１２にカム１０３を配置してからカム１０３の貫通孔３１に中空シャフトを挿入すればよい。しかしながら、本発明はこれに限らず、カム１０３の貫通孔３１に中空シャフトを挿入してカム１０３と中空シャフトとを組み合わせた後、これらを割型群１１２に配置してもよい。
（割型群準備工程）
　図１５及び図１６に示すように、複数の割型１０１を用意し、割型１０１の側面１１同士を突き合わせ、かつ突き合わせ面１５が同一面を構成するように割型１０１を並べて下側の割型群１１２ａとする。下側の割型群１１２ａは、図１に示す下ケース５２の割型収納部５５に収納すればよい。このとき、割型１０１同士の間には、各割型１０１のカム収納凹部１３同士が一体になってカム収納部１１９が形成される。カム収納部１１９は、カム１０３がいかなる姿勢であっても、カム１０３の下半分を収納できる大きさとする。たとえば、カム収納部１１９の形状を半円の丸溝形状とした場合、丸溝の幅寸法をカムの長軸長さを超える寸法とする。また、リブ収納部１１４は、割型１０１の並び方向に沿ってカム収納部１１９の両側に位置している。そして、各カム収納部１１９に対応するカム１０３を用意する。
（加工準備工程）
　次に、図１５及び図１６に示すように、割型群１１２ａのカム収納部１１９にそれぞれカム１０３を配置する。カム１０３をカム収納部１１９に配置する際には、カム収納部１１９にカム本体３２を収納させるとともにリブ１３３をリブ収納部１１４に嵌合させる。より詳細には、カム本体３２は、カム収納部１１９内において割型本体１０１ａに接触せずにカム収納部１１９に収納される。また、リブ１３３をリブ収納部１１４に嵌合させる際には、カム１０３のリブ１３３に設けられた第３当接面１３４をリブ受面１１７の傾斜面１１７ａに当接させる。
　次に、カム１０３の貫通孔３１に図示略の中空シャフトを挿入する。中空シャフトは、カム１０３の貫通孔３１に挿入されるとともに、割型１０１のシャフト受溝１６に嵌め合わされた状態になる。
　そして、図１７及び図１８に示すように、上側の割型群１１２ｂを、下側の割型群１１２ａの上に重ね合わせ、突き合わせ面１５同士を突き合わせる。これにより、下型の割型群１１２ａと同様に、上型の割型群１１２ｂのカム収納部１１９にカム本体３２が収納されるとともにリブ１３３がリブ収納部１１４に嵌合される。これにより、１つのカム１０３は、上側の２つの割型１０１と、下側の２つの割型１０１とによって固定された状態になる。カム１０３は、リブ１３３がリブ収納部１１４に嵌合されることによって上下の割型群１１２ａ、１１２ｂの内部に固定される。また、カム本体３２は、いずれの割型本体１０１ａにも接触せずに浮いた状態になる。更に、図１に示したように上ケース５１を下ケース５２に重ね合わせることで、図１０に示したように、上下の割型群１１２ａ、１１２ｂをケース５内に収納する。
（加工工程）
　次に、中空シャフトの中空部に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、中空シャフトを拡管させて、中空シャフトにカム１０３を固定させる。このようにしてカムシャフトを製造する。その後、上ケース５１、上側の割型群１１２ｂを順次取り外して、製造されたカムシャフトを取り出す。カムシャフトを取り出す際は、カム１０３のリブ１３３と割型１０１のリブ収納部１１４との嵌め合わせを解除すればよい。リブ１３３とリブ収納部１１４との嵌め合わせは、傾斜面１３４ａ、１７７ａ同士の接触によるものなので、割型１０１に対してカム１０３を垂直方向に引き上げるだけで嵌め合わせは解除される。以上のようにしてカムシャフトが製造される。
　以上説明したように、本実施形態のカムシャフトの製造方法によれば、第１の実施形態と同様の効果の他に、以下の効果が得られる。
　カム１０３のリブ１３３を割型１０１のリブ収納部１１４に嵌合させる際に、カム１０３側のリブ１３３の第３当接面１３４を、リブ収納部１１４を区画する一対の傾斜面１１７ａに嵌合させる。一対の傾斜面１１７ａは、突き合わせ面１５に向けて相互に離間するように構成されており、言い換えると側面１１から見たときにＶ字状に配置されているので、水平方向と上下方向の位置決めを同時に行うことができ、中空シャフトに対するカム１０３の作動角度を精密に決めることができる。これにより、中空シャフトに対するカム１０３の作動角度の精度が高いカムシャフトを製造できる。
　また、一対の傾斜面１１７ａが、突き合わせ面１５に向けて相互に離間するように配置されており、カム１０３側のリブ１３３の第３当接面１３４がこの傾斜面１１７ａに当接するようになっているので、上側の割型群１１２ｂを取り除いてからカムシャフトを下側の割型群１１２ａから取り出す際に、カム１０３を上に持ち上げるだけでカムシャフトを容易に取り出すことができる。
［第４実施形態］
　次に、本発明の第４の実施形態であるカムシャフトの製造方法について、図面を参照して説明する。
　本実施形態のカムシャフトの製造方法は、第３の実施形態のカムシャフトの製造方法とほぼ同じであり、第３の実施形態と相違する点は、下側の割型群のリブ受面が傾斜面で構成され、上側の割型群のリブ受面が水平面で構成され、カム側のリブの当接面が、傾斜面に当接する第３当接面と、水平面に当接する第４当接面で構成される点である。以下、相違点を中心に説明する。なお、第１、第３の実施で説明した構成要素と同一の構成要素には第１、第３の実施形態と同じ符号を付して、その説明を省略する。
　図１９に示すように、本実施形態のカム２０３は、カム本体３２と、カム本体３２の厚さ方向両側に設けられたリブ１３３とから構成されている。リブ１３３の外周端面１３３ａは８つの平坦面となっており、リブ１３３を平面視した場合、その外形が八角形状になっている。各カム２０３を、中空シャフト４に対するそれぞれの作動角度に対応する姿勢に向けたとき、外周端面１３３ａを構成する８つの平坦面は、水平になる面と、垂直になる面と、傾斜する面とに区別されるが、このうち傾斜する面が第３当接面１３４とされ、水平になる面が第４当接面２３４とされている。カム２０３自体は、鋼材料、アルミニウム材料等で構成される。
　次に、図１９に示すように、上側の割型２０１は、金属からなる割型本体２０１ａの両側面１１にカム収納凹部１３とリブ収納部２１４とが設けられ、割型本体２０１ａの上面である突き合わせ面１５にシャフト受溝１６が設けられて構成されている。
　カム収納凹部１３は、側面１１に設けられるとともに、突き合わせ面１５の一部を切り欠くように設けられる。カム収納凹部１３は、別の割型１のカム収納凹部１３と一体になってカム収納部２１９を構成する。カム収納凹部１３が突き合わせ面１５を切り欠くように設けられているため、複数の割型２０１が一体になって割型群２１２が構成されたときに、カム収納部２１９は突き合わせ面１５に開口した凹部となる。カム収納部２１９は、カム３の上半分を収納可能な大きさとされている。
　リブ収納部２１４は、カム収納凹部１３の内部に設けられており、カム収納凹部１３を更に切り欠けるように設けられている。また、リブ収納部２１４は、突き合わせ面１５を切り欠くように設けられている。このため、複数の割型２０１が一体になって割型群２１２が構成されたときに、リブ収納部２１４は、突き合わせ面１５に開口し、かつカム収納部２１９に連通した凹部で構成される。リブ収納部２１４を区画する端面のうちの一つがカム２０３のリブ２３３を受けるリブ受面２１７となっている。リブ受面２１７は、水平面２１７ａで構成されている。
　図１９に示す下側の割型１０１は、第３の実施形態の割型１０１と同じである。
　次に、カムシャフトの製造工程を順を追って説明する。本実施形態のカムシャフトの製造方法は、下側の割型１０１の側面１１同士を突き合わせて下側の割型群１１２aを構成するととともに、上側の割型２０１の各側面１１同士を突き合わせて上側の割型群２１２aを構成する割型群準備工程と、カム２０３を割型群１１２aのカム収納部１１９に配置するとともにカム２０３の貫通孔３１に中空シャフトを挿入する加工準備工程と、中空シャフトの中空部に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、中空シャフトを拡管させて中空シャフトにカム２０３を固定する加工工程と、からなる。
　カム２０３及び中空シャフトを割型群１１２aに配置する場合は、以下に説明するように、割型群１１２aにカム２０３を配置してからカム２０３の貫通孔３１に中空シャフトを挿入すればよい。しかしながら、本発明はこれに限らず、カム２０３の貫通孔３１に中空シャフトを挿入してカム２０３と中空シャフトとを組み合わせた後、これらを割型群１１２ａに配置してもよい。
（割型群準備工程）
　図１９に示すように、複数の割型１０１を用意し、割型１０１の側面１１同士を突き合わせ、かつ突き合わせ面１５が同一面を構成するように割型１０１を並べて下側の割型群１１２ａとする。下側の割型群１１２ａは、図１に示す下ケース５２の割型収納部５５に収納すればよい。このとき、割型１０１同士の間には、各割型１０１のカム収納凹部１３同士が一体になってカム収納部１１９が形成される。カム収納部１１９は、カム２０３がいかなる姿勢であっても、カム２０３の下半分を収納できる大きさとする。たとえば、カム収納部１１９の形状を半円の丸溝形状とした場合、丸溝の幅寸法をカムの長軸長さを超える寸法とする。また、リブ収納部１１４は、割型１０１の並び方向に沿ってカム収納部１１９の両側に位置している。そして、各カム収納部１１９に対応するカム２０３を用意する。
（加工準備工程）
　次に、図１９に示すように、割型群１１２ａのカム収納部１１９にそれぞれカム２０３を配置する。カム２０３をカム収納部１１９に配置する際には、カム収納部１１９にカム本体３２を収納させるとともにリブ１３３をリブ収納部１１４に嵌合させる。より詳細には、カム本体３２は、カム収納部１１９内において割型本体１０１ａに接触せずにカム収納部１１９に収納される。また、リブ１３３をリブ収納部１１４に嵌合させる際には、カム２０３のリブ１３３に設けられた第３当接面１３４をリブ受面１１７の傾斜面１１７ａに当接させる。
　次に、カム２０３の貫通孔３１に図示略の中空シャフトを挿入する。中空シャフトは、カム２０３の貫通孔３１に挿入されるとともに、割型１０１のシャフト受溝１６に嵌め合わされた状態になる。
　そして、図１７及び図１８に示すように、上側の割型群２１２ａを、下側の割型群１１２ａの上に重ね合わせ、突き合わせ面１５同士を突き合わせる。これにより、上側の割型群２１２ａのカム収納部２１９にカム本体３２が収納されるとともに、リブ収納部２１４にリブ１３３が収納される。このとき、リブ１３３の第４当接面２３４が、リブ収納部２１４の水平面２１７aに当接する。その結果、カム２０３の第４当接面２３４がリブ収納部２１４の水平面２１７aに拘束され、カム２０３の上下方向の位置ズレが防止される。このようにして、カム２０３は、上下の割型群１１２ａ、２１２ａの内部に固定される。また、カム本体３２は、いずれの割型本体１０１ａ、２０１ａにも接触せずに浮いた状態になる。更に、図１に示したように上ケース５１を下ケース５２に重ね合わせることで、図１０に示したように、上下の割型群１１２ａ、２１２aをケース５内に収納する。
（加工工程）
　次に、中空シャフトの中空部に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、中空シャフトを拡管させて、中空シャフトにカム２０３を固定させる。このようにしてカムシャフトを製造する。その後、上ケース５１、上側の割型群２１２aを順次取り外して、製造されたカムシャフトを取り出す。下側の割型群１１２aからカムシャフトを取り出す際は、カム２０３のリブ１３３と割型１０１のリブ収納部１１４との嵌め合わせを解除すればよい。リブ１３３とリブ収納部１１４との嵌め合わせは、傾斜面１３４ａ、１７７ａ同士の接触によるものなので、割型１０１に対してカム２０３を垂直方向に引き上げるだけで嵌め合わせは解除される。以上のようにしてカムシャフトが製造される。
　以上説明したように、本実施形態のカムシャフトの製造方法によれば、第１の実施形態と同様の効果の他に、以下の効果が得られる。
　カム２０３のリブ１３３を下側の割型１０１のリブ収納部１１４に嵌合させる際に、カム２０３側のリブ１３３の第３当接面１３４を、リブ収納部１１４を区画する一対の傾斜面１１７ａに嵌合させる。一対の傾斜面１１７ａは、突き合わせ面１５に向けて相互に離間するように構成されており、言い換えると側面１１から見たときにＶ字状に配置されているので、水平方向と上下方向の位置決めを同時に行うことができ、中空シャフトに対するカム２０３の作動角度を精密に決めることができる。これにより、中空シャフトに対するカム２０３の作動角度の精度が高いカムシャフトを製造できる。
　また、一対の傾斜面１１７ａが、突き合わせ面１５に向けて相互に離間するように配置されており、カム２０３側のリブ１３３の第３当接面１３４がこの傾斜面１１７ａに当接するようになっているので、上側の割型群２１２ａを取り除いてからカムシャフトを下側の割型群１１２ａから取り出す際に、カム２０３を上に持ち上げるだけでカムシャフトを容易に取り出すことができる。
　更に、上側の割型２０１の水平面２１７ａによってカム２０３の第４当接面２３４を拘束するので、上下方向のカム２０３の位置ズレを防止できる。
　また、下側の割型群１１２ａに設けられた傾斜面１１７ａからなるリブ受面１１７と、上側の割型群２１２aに設けられた水平面２１７ａからなるリブ受面２１７とによって、カム２０３を上下から挟んで固定することができ、シャフトに対するカム２０３の作動角度の精度が高いカムシャフトを製造できる。
　本発明は上記の第１～第４実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で、各種の変更を加えることが可能である。例えば、中空シャフトを拡径させてカムを固定する際に、中空シャフトとカムとの結合を強くするために、カムの貫通孔の内周面に突起を設けてもよい。
　本発明によれば、
（１）カムシャフトの品種毎に成形型を用意する必要がなく、シャフトに対するカムの作動角度の精度が高く、かつ、製造後のカムシャフトに対する追加の機械加工が不要なカムシャフトの製造方法、及び、
（２）品種毎に成形型を用意する必要がなく、シャフトに対するギアの取り付け角度の精度が高く、かつ、製造後のギアシャフトに対する追加の機械加工が不要なギアシャフトの製造方法、
を提供することができる。
１、６０、１０１、２１０　割型
３、１０３、２０３　カム
４　中空シャフト
１１、６１　側面
１２、１２ａ、１２ｂ、１１２，１１２ａ、１１２ｂ、２１２a　割型群
１３　カム収納凹部
１４、６４、１１４、２１４　リブ収納部
１７、１１７、２２７　リブ受面
１７ａ、２１７　水平面
１７ｂ　垂直面
１９、１１９、２１９　カム収納部
３１　貫通孔
３２　カム本体
３３、８３、１３３　リブ
３４　第１当接面（当接面）
３５　第２当接面（当接面）
４１　中空部
６２　ギア
６３　ギア収納凹部
８２　ギア本体
１３４　第３当接面（当接面）
２３４　第４当接面（当接面）

Claims (9)

  1. 　側面にカム収納凹部と前記カム収納凹部内に形成されたリブ収納部とが設けられてなる複数の割型を用意し、前記割型の前記側面同士を突き合わせて割型群を構成して、前記割型同士の間に、前記カム収納凹部からなる複数のカム収納部を形成する割型群準備工程と、
    　貫通孔を有するとともに前記カム収納部よりも小型なカム本体と前記カム本体の厚さ方向両側に設けられて前記リブ収納部に嵌合可能なリブとが備えられてなるカムと、中空シャフトとを用意し、前記カム収納部に前記カム本体を収納させるとともに前記リブを前記リブ収納部に嵌合させ、かつ、前記カムの前記貫通孔に前記中空シャフトを挿入させた状態とする加工準備工程と、
    　前記中空シャフトの中空部に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、前記中空シャフトを拡管させて前記中空シャフトに前記カムを固定する加工工程と、
    　を有することを特徴とするカムシャフトの製造方法。
  2. 　前記割型群準備工程において一対の前記割型群を用意し、
    　前記加工準備工程において、前記カム及び前記中空シャフトを前記一対の割型群によって挟んで固定することを特徴とする請求項１に記載のカムシャフトの製造方法。
  3. 　前記割型の前記リブ収納部に複数のリブ受面が設けられ、前記カムの前記リブには複数の当接面が設けられ、前記カムを前記カム収納部に配置する際に、前記当接面を前記リブ受面に当接させることにより、前記カムを前記カム収納部に固定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のカムシャフトの製造方法。
  4. 　前記割型の前記複数のリブ受面が、水平面と一対の垂直面とで構成され、前記リブの前記複数の当接面が、前記水平面に当接する第１当接面と、前記垂直面に当接する第２当接面とで構成されることを特徴とする請求項３に記載のカムシャフトの製造方法。
  5. 　前記割型の前記複数のリブ受面が、傾斜面で構成され、前記リブの前記複数の当接面が、前記傾斜面に当接する第３当接面で構成されることを特徴とする請求項３に記載のカムシャフトの製造方法。
  6. 　前記一対の割型群のうち、一方の割型群を構成する前記割型の前記複数のリブ受面が傾斜面で構成され、
    　他方の割型群を構成する前記割型の前記複数のリブ受面が水平面で構成され、
    　前記リブの前記複数の当接面が、前記傾斜面に当接する第３当接面と、前記水平面に当接する第４当接面とで構成されることを特徴とする請求項３に記載のカムシャフトの製造方法。
  7. 　前記加工準備工程において、前記カム収納部に前記カム本体を収納させるとともに前記リブを前記リブ収納部に嵌合させるように前記カムを前記割型群に装着してから、前記カムの貫通孔に中空シャフトを挿入することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載のカムシャフトの製造方法。
  8. 　前記加工準備工程において、前記カムの前記貫通孔に前記中空シャフトを挿入してから、前記カム収納部に前記カム本体を収納させるとともに前記リブを前記リブ収納部に嵌合させるように前記カムを前記割型群に装着することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載のカムシャフトの製造方法。
  9. 　側面にギア収納凹部と前記ギア収納凹部内に形成されたリブ収納部とが設けられてなる複数の割型を用意し、前記割型の前記側面同士を突き合わせて割型群を構成して、前記割型同士の間に、前記ギア収納凹部からなる複数のギア収納部を形成する割型群準備工程と、
    　貫通孔を有するとともに前記ギア収納部よりも小型なギア本体と前記ギア本体の厚さ方向両側に設けられて前記リブ収納部に嵌合可能なリブとが備えられてなるギアと、中空シャフトとを用意し、前記ギア収納部に前記ギア本体を収納させるとともに前記リブを前記リブ収納部に嵌合させ、かつ、前記ギアの貫通孔に前記中空シャフトを挿入させた状態とする加工準備工程と、
    　前記中空シャフトの中空部に加圧用流体を導入してハイドロフォーム加工を行い、前記中空シャフトを拡管させて前記中空シャフトに前記ギアを固定する加工工程と、
    　を有することを特徴とするギアシャフトの製造方法。
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