JPH07265994A - カム軸の製作法 - Google Patents
カム軸の製作法Info
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- JPH07265994A JPH07265994A JP7002370A JP237095A JPH07265994A JP H07265994 A JPH07265994 A JP H07265994A JP 7002370 A JP7002370 A JP 7002370A JP 237095 A JP237095 A JP 237095A JP H07265994 A JPH07265994 A JP H07265994A
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- B21C1/00—Manufacture of metal sheets, metal wire, metal rods, metal tubes by drawing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16H53/02—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams
- F16H53/025—Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams characterised by their construction, e.g. assembling or manufacturing features
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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-
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Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 カムと軸を個別に作成し、それらを結合して
カム軸を製作するとき、加工硬化や応力を生じないよう
にする複数の厚肉領域と複数の薄肉領域が互いに隣接し
たカム軸管を製作する方法を提供することである。 【構成】 中空管の径が中空管の中に挿入される引抜き
式マンドレルで機械的に縮小される。引抜き式マンドレ
ルは隣接した第二部分より径の大きい第一部分を有す
る。薄肉領域を形成するためには径の大きい第一部分縮
小工具の下に置かれ、厚肉領域を形成するためには径の
小さい第二部分が縮小工具の下に置かれる。
カム軸を製作するとき、加工硬化や応力を生じないよう
にする複数の厚肉領域と複数の薄肉領域が互いに隣接し
たカム軸管を製作する方法を提供することである。 【構成】 中空管の径が中空管の中に挿入される引抜き
式マンドレルで機械的に縮小される。引抜き式マンドレ
ルは隣接した第二部分より径の大きい第一部分を有す
る。薄肉領域を形成するためには径の大きい第一部分縮
小工具の下に置かれ、厚肉領域を形成するためには径の
小さい第二部分が縮小工具の下に置かれる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は一般的にいえば、往復ピ
ストン機関用のカム軸に関するものであり、特にカムと
軸を個々の要素として別個に製作し、それらを結合して
カム軸を形成するカム軸の製作方法に関するものであ
る。
ストン機関用のカム軸に関するものであり、特にカムと
軸を個々の要素として別個に製作し、それらを結合して
カム軸を形成するカム軸の製作方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】カム軸を製作する方法の一つにカムを例
えば粉末冶金法などの方法で別個に形成する方法があ
る。カムは中空管に周知の結合方法、例えば、溶接、ろ
う付け、又は中空管の膨張を用いて結合される。軸受面
又はジャーナル面はカムとカムの間の中空管を機械加工
して得られる。米国.特許第4,858,295号に開
示されているもう一つのカム取付方法はカムとカムの間
の中空管の外側に複数の突起を残すことである。これら
の突起はジャーナル面を作るためには取り除く必要があ
る。
えば粉末冶金法などの方法で別個に形成する方法があ
る。カムは中空管に周知の結合方法、例えば、溶接、ろ
う付け、又は中空管の膨張を用いて結合される。軸受面
又はジャーナル面はカムとカムの間の中空管を機械加工
して得られる。米国.特許第4,858,295号に開
示されているもう一つのカム取付方法はカムとカムの間
の中空管の外側に複数の突起を残すことである。これら
の突起はジャーナル面を作るためには取り除く必要があ
る。
【0003】中空管を膨張させる間に生じる拡大工具に
よる材料の変位は、管に加工硬化と加工応力を生じさせ
る。加工硬化を制限すれば管の割れによる破損の危険は
減少する。
よる材料の変位は、管に加工硬化と加工応力を生じさせ
る。加工硬化を制限すれば管の割れによる破損の危険は
減少する。
【0004】
【発明が解決しようする課題】前述のことは現在のカム
軸に存在すると知られている欠点を示している。従っ
て、前述の欠点の一つ以上を克服することを目的とした
代替案を提供することが、有益であることは明らかであ
る。従って、あとでさらに詳しく開示する特徴を含む適
当な代替案が提供される。
軸に存在すると知られている欠点を示している。従っ
て、前述の欠点の一つ以上を克服することを目的とした
代替案を提供することが、有益であることは明らかであ
る。従って、あとでさらに詳しく開示する特徴を含む適
当な代替案が提供される。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの面におい
て、これは、中空の管を用意する工程と、第一部分と第
一部分に隣接する第二部分を有し、第一部分の外径が第
二部分の外径よりも大きい引抜き式マンドレルを用意す
る工程と、引抜き式マンドレルを中空管の中に挿入する
工程と、引抜き式マンドレルの第一部分を中空管の縮小
しようとする第一肉厚部の下に配置して、中空管の第一
肉厚部を機械的に縮小する工程と、引抜き式マンドレル
の第二部分を中空管の第二肉厚部の下に配置する工程
と、引抜き式マンドレルの第二部分を中空管の縮小しよ
うとする第二肉厚部に配置して、中空管の第二肉厚部を
機械的に縮小する工程とを備えるカム軸管を形成する方
法に提供することによって達成される。
て、これは、中空の管を用意する工程と、第一部分と第
一部分に隣接する第二部分を有し、第一部分の外径が第
二部分の外径よりも大きい引抜き式マンドレルを用意す
る工程と、引抜き式マンドレルを中空管の中に挿入する
工程と、引抜き式マンドレルの第一部分を中空管の縮小
しようとする第一肉厚部の下に配置して、中空管の第一
肉厚部を機械的に縮小する工程と、引抜き式マンドレル
の第二部分を中空管の第二肉厚部の下に配置する工程
と、引抜き式マンドレルの第二部分を中空管の縮小しよ
うとする第二肉厚部に配置して、中空管の第二肉厚部を
機械的に縮小する工程とを備えるカム軸管を形成する方
法に提供することによって達成される。
【0006】前述およびその他の面は添付図面に関連し
て考慮するとき、以下の本発明の詳細な説明により明ら
かになるであろう。
て考慮するとき、以下の本発明の詳細な説明により明ら
かになるであろう。
【0007】
【実施例】図、特に図1を参照すると、カム軸の製作は
カム10を中空管13の外側にはめることで行なわれ
る。カム10のほかに他の要素もこの方法を用いて中空
管13に取り付けられる。他の要素12はタイミング歯
車、フラストワッシャ、軸受リングなどがある。中空管
13は複数の隣接する領域18より壁厚の厚い領域16
を有する。カム10はこの厚肉領域16のまわりに位置
する。薄肉領域18のいくつかは軸受面又はジャ−ナル
面として用いられている。
カム10を中空管13の外側にはめることで行なわれ
る。カム10のほかに他の要素もこの方法を用いて中空
管13に取り付けられる。他の要素12はタイミング歯
車、フラストワッシャ、軸受リングなどがある。中空管
13は複数の隣接する領域18より壁厚の厚い領域16
を有する。カム10はこの厚肉領域16のまわりに位置
する。薄肉領域18のいくつかは軸受面又はジャ−ナル
面として用いられている。
【0008】中空管13は硬度Rc30以下の冷間加工
用鋼製であることが望ましい。カム10は最小硬度Rc
55に硬化可能な鋼製であることが望ましい。粉末鍛造
AISI 4680シリーズ材も又カム10として用い
て成功した。
用鋼製であることが望ましい。カム10は最小硬度Rc
55に硬化可能な鋼製であることが望ましい。粉末鍛造
AISI 4680シリーズ材も又カム10として用い
て成功した。
【0009】複数の薄肉領域(又は第一肉厚部)18と
厚肉領域(又は第二肉厚部)16を持つ中空管13を形
成する好ましい方法は図5ないし8に示されるようなス
エージング技術を用いることである。引抜き式マンドレ
ル50が中空管13に挿入される。引抜き式マンドレル
50は第一部分54とこれに隣接する第二部分52を有
する。第一部分54の外径は第二部分52の外径より大
きい。各図に示されるように第二部分52は引抜き式マ
ンドレル50の自由端にある端部分である。引抜き式マ
ンドレル50の他方の端は機械に取付けられている。
(図示せず)。
厚肉領域(又は第二肉厚部)16を持つ中空管13を形
成する好ましい方法は図5ないし8に示されるようなス
エージング技術を用いることである。引抜き式マンドレ
ル50が中空管13に挿入される。引抜き式マンドレル
50は第一部分54とこれに隣接する第二部分52を有
する。第一部分54の外径は第二部分52の外径より大
きい。各図に示されるように第二部分52は引抜き式マ
ンドレル50の自由端にある端部分である。引抜き式マ
ンドレル50の他方の端は機械に取付けられている。
(図示せず)。
【0010】引抜き式マンドレル50は図5に示される
ように、中空管13の中に大きい外径の第一部分54が
スエ−ジング工具又はダイス60の下に来るように配置
される。次に中空管13と引抜き式マンドレル50は、
スエージング工具60の中を図5ないし8における左か
ら右に押し通され、中空管13の外径を縮小し、中空管
13の薄肉領域又は第一肉厚部18を形成する。次に、
引抜き式マンドレル50は左に引き抜かれて、小さい直
径の第二部分52がスエージング工具60の下の位置に
来る。中空管13はさらにスエージング工具60を押し
通し続けられ、中空管13の外径が縮小して図6に示す
ように、中空管13の厚肉領域又は第二肉厚部16がで
きる。第二肉厚部16ができたあとで、引抜き式マンド
レル50と中空管13は両方とも図7に示すようにスエ
ージング工具60を押し通され、もう一つの薄肉領域又
は第一肉厚部18を形成する。次に引抜き式マンドレル
50は小さい直径の第二部分52がスエ−ジング工具6
0の下の位置に来るまで左へ引き抜かれ、中空管13は
スエージング工具60を押し通され続け、図8に示すよ
うに中空管13の厚肉領域又は第二肉厚部16を形成す
る。
ように、中空管13の中に大きい外径の第一部分54が
スエ−ジング工具又はダイス60の下に来るように配置
される。次に中空管13と引抜き式マンドレル50は、
スエージング工具60の中を図5ないし8における左か
ら右に押し通され、中空管13の外径を縮小し、中空管
13の薄肉領域又は第一肉厚部18を形成する。次に、
引抜き式マンドレル50は左に引き抜かれて、小さい直
径の第二部分52がスエージング工具60の下の位置に
来る。中空管13はさらにスエージング工具60を押し
通し続けられ、中空管13の外径が縮小して図6に示す
ように、中空管13の厚肉領域又は第二肉厚部16がで
きる。第二肉厚部16ができたあとで、引抜き式マンド
レル50と中空管13は両方とも図7に示すようにスエ
ージング工具60を押し通され、もう一つの薄肉領域又
は第一肉厚部18を形成する。次に引抜き式マンドレル
50は小さい直径の第二部分52がスエ−ジング工具6
0の下の位置に来るまで左へ引き抜かれ、中空管13は
スエージング工具60を押し通され続け、図8に示すよ
うに中空管13の厚肉領域又は第二肉厚部16を形成す
る。
【0011】追加の第一肉厚部18及び第二肉厚部16
を形成する工程は図2に示されるような多数の薄肉領域
18と多数の厚肉領域16を持つ完成した管13が形成
されるまで繰返えされる。スエージング工具60は中空
管13の追加の機械加工や縮小が必要ないように、中空
管13の外径を最終の直径寸法まで縮めることが望まし
い。
を形成する工程は図2に示されるような多数の薄肉領域
18と多数の厚肉領域16を持つ完成した管13が形成
されるまで繰返えされる。スエージング工具60は中空
管13の追加の機械加工や縮小が必要ないように、中空
管13の外径を最終の直径寸法まで縮めることが望まし
い。
【0012】引抜き式マンドレル50の第一及び第二領
域54、52の直径は中空管13の第一及び第二肉厚部
18、16の内径を定める。中空管13の外径は一定に
保たれているので、中空管13の第一肉厚部18は第二
肉厚部16より薄くなる。
域54、52の直径は中空管13の第一及び第二肉厚部
18、16の内径を定める。中空管13の外径は一定に
保たれているので、中空管13の第一肉厚部18は第二
肉厚部16より薄くなる。
【0013】厚肉領域16の軸方向の長さはカム10の
軸方向の長さよりわずかに小さいことが望ましい。これ
により、カム10が中空管13に固定されるとき、薄肉
領域18の外径のどんな変化も最小になるか、なくなる
はずである。
軸方向の長さよりわずかに小さいことが望ましい。これ
により、カム10が中空管13に固定されるとき、薄肉
領域18の外径のどんな変化も最小になるか、なくなる
はずである。
【0014】次にカム10は図2に示すように中空管1
3に組みつけられる。各カム10は厚肉領域16と位置
を合される。カム10の軸方向の開口部は中空管の外径
よりわずかに大きく、図2、3に示すように、カム10
と中空管13の間にわずかな隙間を作る。
3に組みつけられる。各カム10は厚肉領域16と位置
を合される。カム10の軸方向の開口部は中空管の外径
よりわずかに大きく、図2、3に示すように、カム10
と中空管13の間にわずかな隙間を作る。
【0015】カム10は拡大工具36が中空管13に挿
入されている間、適切な角度関係を保つように保持され
る。図4は2つのカム10を過ぎて挿入された後の拡大
工具36を示す。拡大工具36の外径は厚肉領域16の
内径より大きい。又この外径は薄肉領域18の内径より
小さい。拡大工具36が中空管13に挿入されると、厚
肉領域16の外径が外方に膨張してカム10の軸方向の
開口部に接触する。この拡大がカム10と中空管13と
を固着させて締りばめ状態にし、カム10を軸方向に保
持する。拡大工具36の外径は薄肉領域18の内径より
小さいので、これらの領域は拡大工具36の挿入時に拡
大されることはない。従って、これらの領域18は普通
には組立後に追加の機械加工を全く必要としない。
入されている間、適切な角度関係を保つように保持され
る。図4は2つのカム10を過ぎて挿入された後の拡大
工具36を示す。拡大工具36の外径は厚肉領域16の
内径より大きい。又この外径は薄肉領域18の内径より
小さい。拡大工具36が中空管13に挿入されると、厚
肉領域16の外径が外方に膨張してカム10の軸方向の
開口部に接触する。この拡大がカム10と中空管13と
を固着させて締りばめ状態にし、カム10を軸方向に保
持する。拡大工具36の外径は薄肉領域18の内径より
小さいので、これらの領域は拡大工具36の挿入時に拡
大されることはない。従って、これらの領域18は普通
には組立後に追加の機械加工を全く必要としない。
【図1】 本発明のカム軸を部分的に断面にした断面図
である。
である。
【図2】 図1に示された中空管が機械的に縮小された
後の断面図である。管上に位置したカムを示す。
後の断面図である。管上に位置したカムを示す。
【図3】 図1の3−3断面の断面図である。
【図4】 エキスパンダ−が中空管中を部分的に動いた
後のカムを示すカム軸の断面図である。
後のカムを示すカム軸の断面図である。
【図5】 引抜き式マンドレルを用いて図2に示される
中空管を製作する第1工程を示す中空管の断面図であ
る。
中空管を製作する第1工程を示す中空管の断面図であ
る。
【図6】 引抜き式マンドレルを用いて図2に示される
中空管を製作する第2工程を示す中空管の断面図であ
る。
中空管を製作する第2工程を示す中空管の断面図であ
る。
【図7】 引抜き式マンドレルを用いて図2に示される
中空管を製作する第3工程を示す中空管の断面図であ
る。
中空管を製作する第3工程を示す中空管の断面図であ
る。
【図8】 引抜き式マンドレルを用いて図2に示される
中空管を製作する第4工程を示す中空管の断面図であ
る。
中空管を製作する第4工程を示す中空管の断面図であ
る。
10 カム 13 中空管 16 厚肉領域(第二肉厚部) 18 薄肉領域(第一肉厚部) 50 引抜きマンドレル 52 マンドレルの第二部分 54 マンドレルの第一部分 60 スエージング工具
Claims (7)
- 【請求項1】 中空管を用意する工程と、 第一部分と第一部分に隣接する第二部分を有し、第一部
分の外径は第二部分の外径よりも大きくなっている引抜
き式マンドレルを用意する工程と、 引抜き式マンドレルを中空管の中に挿入する工程と、 引抜き式マンドレルの第一部分を中空管の縮小しようと
する第一肉厚部の下に配置して、中空管の第一肉厚部を
機械的に縮小させる工程と、 引抜き式マンドレルの第二部分を中空管の第二肉厚部に
配置する工程と、 引抜き式マンドレルの第二部分を中空管の縮小しようと
する第二肉厚部の下に配置して、中空管の第二肉厚部を
機械的に縮小させる工程とを備えるカム軸管を形成する
方法。 - 【請求項2】 引抜き式マンドレルの第一部分を中空管
の縮小しようとする第一肉厚部の下に配置して、中空管
の第一肉厚部を機械的に縮小させる工程と、引抜き式マ
ンドレルの第二部分を中空管の第二肉厚部の下に配置す
る工程と、引抜き式マンドレルの第二部分を中空管の縮
小しようとする第二肉厚部に配置して中空管の第二肉厚
部を機械的に縮小させる工程とを繰り返し、それによっ
て第一肉厚部の内径が第二肉厚部の内径よりも大きい複
数の第一肉厚部と第二肉厚部を形成することを含む請求
項1に記載の方法。 - 【請求項3】 スエージング工具を用意する工程と、 中空管を機械的に縮小させるために、そのスエージング
工具を用いる工程とをさらに備える請求項1に記載の方
法。 - 【請求項4】 中空管を用意する工程と、 第一部分と第一部分に隣接する第二部分を含み、第一部
分の外径は第二部分の外径よりも大きい軸方向に延びる
引抜き式マンドレルを用意する工程と、 引抜き式マンドレルを中空管の中に挿入する工程と、 引抜き式マンドレルをその第一部分が中空管の第一肉厚
部の下に来るように配置する工程と、 スエージング工具を用意する工程と、 引抜き式マンドレルの第一部分を中空管の縮小しようと
する第一肉厚部の下に保つように移動して、中空管をス
エ−ジング工具を通して押し進めることにより中空管の
第一肉厚部を機械的に縮小させる工程と、 引抜き式マンドレルの第二部分を中空管の第二肉厚部の
下に配置するように引き抜く工程と、 中空管の第二肉厚部を機械的に縮小させる工程と、 引抜き式マンドレルの第一部分を中空管の第一肉厚部の
下に配置することによって引抜き式マンドレルの位置を
決める工程と、中空管をスエージング工具を通して押し
進めるとともに引抜き式マンドレルの第一部分を中空管
の縮小しようとする第一肉厚部の下に保つように移動さ
せることによって中空管の第一肉厚部を機械的に縮小さ
せる工程と、引抜き式マンドレルをその第二部分が中空
管の第二肉厚部の下に位置するように引抜く工程と、中
空管をスエ−ジング工具を通して押し進めることにより
中空管の第二肉厚部を機械的に縮小させる工程とを繰返
し、それによって、第一肉厚部の内径が第二肉厚部の内
径よりも大きい複数の第一肉厚部と第二肉厚部を形成す
る工程とを備えるカム軸管を形成する方法。 - 【請求項5】 中空管を用意する工程と、 第一部分と第一部分に隣接する第二部分を含み、第一部
分の外径は第二部分の外径よりも大きい引抜き式マンド
レルを用意する工程と、 引抜き式マンドレルを中空管の中に挿入する工程と、 引抜き式マンドレルの第一部分を中空管の縮小しようと
する第一肉厚部の下に配置して、中空管の第一肉厚部を
機械的に縮小させる工程と、 引抜き式マンドレルの第二部分を中空管の第二肉厚部の
下に配置する工程と、 引抜き式マンドレルの第二部分を中空管の縮小しようと
する第二肉厚部の下に配置して、中空管の第二肉厚部を
機械的に縮小させ、 引抜き式マンドレルの第一部分を中空管の縮小しようと
する第一肉厚部の下に配置して、中空管の第一肉厚部を
機械的に縮小させる工程と、引抜き式マンドレルの第二
部分を中空管の第二肉厚部の下に配置する工程と、引抜
き式マンドレルの第二部分を中空管の縮小しようとする
第二肉厚部の下に配置して、中空管の第二肉厚部を機械
的に縮小する工程とを繰返し、それによって、第一肉厚
部の内径が第二肉厚部の内径よりも大きく、第二肉厚部
は縮径領域を形成する複数の第一肉厚部と第二肉厚部を
形成工程と、 各々が軸方向の開口部を備える複数のカム要素を用意す
る工程と、 各々が縮径領域のまわりに位置するカム要素の中に中空
管を挿入する工程と、 中空管の縮径領域を膨張させてカム要素と締りばめ状態
にする工程とを備えるカム軸の製法。 - 【請求項6】 縮径領域に隣接する中空管の領域が大径
領域を形成し、該大径領域は縮径領域を膨張させる工程
では膨張しない請求項5に記載の方法。 - 【請求項7】 厚肉領域の内径より大きく、薄肉領域の
内径より小さい直径を持つ拡大工具を用意する工程と、 拡大工具を中空管に挿入することにより、中空管の厚肉
領域を膨張させてカム要素と締りばめ状態にするために
拡大工具を使用する工程とをさらに備える請求項5に記
載の方法。
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