JP2763375B2 - カムシャフトの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンに付帯するカムシャフトおよびその
製造方法に関する。

（従来の技術） エンジンの吸、排気弁をロッカアームを介して開閉作
動させるカムシャフトは、従来では丸棒材からの削り出
し、あるいは鍛造による成形後の切削仕上げ、さらには
別途成形されたカムをシャフトに溶着させるなどにより
製作されていたが、いずれも無空構造であるため重量が
嵩み、エンジン周りの重量の増大を招くことから、シャ
フトをパイプ材とし、これにカム部材を固着してカムシ
ャフトとするものが種々開発されている。

従来のパイプ製のものは、別途成形されたカムの円孔
内周にキー溝乃至はスプライン溝状の複数の凹溝を形成
しておき、この円孔にパイプ材を挿通してかしめにより
両者を固着するようにしたものが知られている。

しかしながらこの方法によると、カムの製造時にその
円孔の内周面に溝加工を必要とするため予備加工が必要
であるとともにカム部材自体は無空材であるから重量が
嵩み、したがってコストが掛る割には軽量化が十分に図
れないという問題があった。

そこでパイプ材のカム設置位置をバルジ加工によりカ
ム形状に膨出させ、そのカムの外周面を仕上げてカムシ
ャフトとすることが考えられている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに上記の方法によると、パイプ材を部分的にし
かもカム形状に膨出させることが必要となり、そのため
カム部材以外のパイプ材の肉をカム部に寄せることが容
易でなく、カム間隔が狭かったりカムの外径が大きいと
肉を寄せきれず、所定の肉厚を有するカムを成形するこ
とができないという問題がある。またカム部を成形した
のちその外周面を正規のカム形状に切削して仕上げなけ
ればならず、そのため益々カム部の肉厚が減少して所定
の強度を有するカムシャフトが得難いという問題があ
る。

本発明はこれに鑑み、シャフトにパイプ材を用いなが
らバルジ加工によるカム部の成形を容易とし、かつカム
部の仕上げ加工を要さずに製品とすることができる軽量
で安価なカムシャフトおよびその製造方法を提供するこ
とを目的としてなされたものである。

（課題を解決するための手段） 上記従来技術が有する問題点を解決する手段として、
本発明は、パイプ材のカム設置位置以外の部分を縮径加
工により小径に成形し、このカム設置位置に予じめカム
形状に成形されたリング状のカム部材を嵌合し、このカ
ム設置位置のパイプ材をバジル加工によりカム部材の内
周形状にならって膨出させることにより一体化すること
を特徴とするカムシャフトの製造方法にある。

（作用） 上記の構成により、カム部材はパイプ材を輪切りにし
た素材等を基礎にして予じめカム形状に形成されてお
り、その内周形状にならってパイプ材のカム設置位置が
膨出するので、この膨出部分のパイプ材はカム部材の形
状に相似の異形状となり、これにより回り止めはもとよ
り強固な固着がなされる。またカム部材の肉厚相当分だ
けパイプ材の膨出量が少なくてすむので、バルジ加工時
の肉寄せの問題が生じない。さらにカム部は予じめ所定
形状に仕上げ加工を施すことができるので、パイプ材へ
固着したのちにおける仕上げ加工が不要であり、生産性
が高められるとともにカム部材は無空材ではないのでカ
ムシャフト全体が頗る軽量にできる。そしてパイプ材の
カム設置位置以外は縮径加工されるので、加工硬化によ
り細くて強度の高い軸部となる。

（実施例） 以下、本発明を図面に示す実施例を参照して説明す
る。

第１図には本発明によるカムシャフトの断面を示し、
第３図（Ａ）〜（Ｄ）はその製造工程を示している。

カム部材１は、鋼材、焼結金属等の所定硬度を有する
材料により外周形状が予定のカム形状に所定の肉厚ｔを
もってリング状に形成されたものが用いられる。これは
パイプを輪切りにしたものを素材として得ることがで
き、このカム部材１がパイプ材２のカム設置位置に固着
されてカムシャフトが形成される。

第３図（Ａ）〜（Ｄ）は上記カムシャフトの製造工程
例を示すもので、パイプ材２のカム設置位置3,3,3の外
径ｄはパイプ材２の外径に維持し、その他の軸部となる
部分4,4…の外周をスエージングまたはバルジ加工によ
り縮径加工させる（第３図（Ｂ））。

こうしたのち前記カム設置位置3,3,3のパイプ材２の
外周をプレス加工によりカム部材１の内周形状に近似し
た断面形状に予備加工し、ついでカム設置位置3,3…に
前記カム部材1,1…を外嵌してバルジ型５内にセットし
（第３図（Ｃ）、パイプ材２の端部から常法にしたがっ
て圧力流体６を圧入してカム設置位置3,3…の外周を拡
張させる（第３図（Ｄ））。

これによりカム設置位置3,3…のパイプ材２はカム部
材1,1…の内周形状にならって異形状に膨出し（第５
図）、カム部材1,1…の内周面に圧着固定される。この
場合、カム部材１の内周面に凹凸部を形成しておけば、
固着を一層確実にすることができる。

こうして形成されたカムシャフトは、カム設置位置3,
3…の外周にカム部材1,1…が嵌着された状態になり、こ
のカム部の肉厚は、カム部材１の肉厚ｔとパイプ材２の
バルジ加工後の肉厚との和となる。

なお、またカム部材１の内周形状が極端な異形状でな
い場合には、プレスによる予備加工を省略し、バルジ加
工のみでカム部材１を固着することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、パイプ材のカム
設置位置以外の部分を縮径加工により小径に成形し、こ
のカム設置位置に予め略カム形状に成形されたリング状
のカム部材を嵌合し、このカム設置位置のパイプ材をバ
ジル加工によりカム部材の内周形状にならって膨出させ
ることにより一体化するようにしたので、カム設置位置
以外を縮径加工することにより軸部分が細くかつ強度が
増し、軸受その他の構成部材を小形化することができ、
加えてカム部材を嵌着する大径部分は何ら予備加工され
ていないので、カム部材へ圧着する際の変形が容易とな
り、割れ等の発生もない。そしてカム部材はリング状で
肉の偏りがないので回転バランスがよく、しかも中空部
分が多くなるのでカムシャフト全体の重量が大幅に軽減
されるなど、従来の各構成によるものゝそれぞれの欠点
をすべて補うことができる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるカムシャフトの一実施例を示す縦
断面図、第２図は同カム部材の斜視図、第３図（Ａ）〜
（Ｄ）は本発明の製造工程例を示す説明図、第４図は第
３図（Ｄ）のＡ−Ａ線断面図、第５図は同Ｂ−Ｂ線断面
図である。 １……カム部材、２……パイプ材、３……カム設置位
置、５……バジル型。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】パイプ材のカム設置位置以外の部分を縮径
   加工により小径に成形し、このカム設置位置に予め略カ
   ム形状に成形されたリング状のカム部材を嵌合し、この
   カム設置位置のパイプ材をバジル加工によりカム部材の
   内周形状にならって膨出させることにより一体化するこ
   とを特徴とするカムシャフトの製造方法。