(57)【要約】【課題】シャフトとカムを強固に嵌合させることができる技術を提供することを課題とする。【解決手段】カムの穴をシャフト１１に設けた突起７０、８０、９０、１００に嵌合させる前に、突起７０、８０、９０、１００はプレス刃で切り起こされて形成される。【効果】シャフト１１に対するプレス刃の切込み量Ｈ１を一定にすることで突起８０の突出寸法を一定にすることができる。これにより、突起が複数ある場合でもすべての突出寸法を大差なく形成することができるので、すべての突起の先端が一定の径Ｄ５に収まる。そのため、カムの穴をシャフト１１に挿入させたとき、カムの穴がシャフト１１に設けたすべての突起を均等に潰すので、シャフト１１とカムを強固に嵌合させることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面から突出する突起が複数設けられている中空状のシャフトと、前記複数の突起の外径よりも小さな内径の穴が設けられているカムとで構成され、このカムの穴を前記シャフトに挿入して複数の突起に嵌合させることで、前記シャフトと前記カムを一体化させてなる組立カムシャフトにおいて、
前記突起は、嵌合前に、プレス刃で切り起こされて形成されていることを特徴とする組立カムシャフト。
【請求項２】
前記突起は、軸方向の少なくとも一端が前記外周面から上り勾配とされたテーパ部を備えていることを特徴とする請求項１記載の組立カムシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフトにカムを組み付けてなる組立カムシャフトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、乗用車のエンジンに用いられるカムシャフトには、鋳造カムシャフトと組立カムシャフトとがある。鋳造カムシャフトは、中実軸とカムが一体に成形されるので重量が大きくなる。一方、組立カムシャフトは、軽量化を達成させるために中実軸の代わりに中空軸を用いるが、中空軸とカムの結合方法に工夫が必要とされる。
【０００３】
従来、中空軸にカムを圧入して組み立てられる組立カムシャフトが各種提案されている（例えば、特許文献１（図１、図２）参照。）。
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１０は従来の組立カムシャフトの基本構成を説明する図であり、（ａ）において、中空状のシャフト２００の一部分には、長さＬ１のスプライン部２０１が設けられている。シャフト２００の外径をＤ１、スプライン部２０１の外径をＤ２、カム２０２の穴２０３の内径をＤ３として、これら３つの径の関係をＤ２＞Ｄ３＞Ｄ１とする。カム２０２を矢印（１）のようにスプライン部２０１に向かわせ、スプライン部２０１にカム２０２を圧入させる。
【０００５】
（ｂ）において、カム２０２は、スプライン部２０１に未変形長さＬ２を残して嵌合している。そのため、カム２０２に白抜き矢印のような荷重が作用しても、未変形部２０４でカム２０２の移動を防ぐことができる。次にシャフト２００にスプラインを形成させる転造技術を説明する。
【０００６】
図１１は従来のシャフトにスプラインを形成させる転造技術を説明する図であり、（ａ）において、中空状のシャフト２００はシャフト嵌合部材２０５を介して回転支持部材２０６に回転自在に支持されている。このようなシャフト２００に転造ダイス２０７を臨ませた状態で、先ず転造ダイス２０７を矢印（２）のように回転させ、次に転造ダイス２０７を矢印（３）のようにシャフト２００に向かわせる。回転している転造ダイス２０７をシャフト２００に押し当ててシャフト２００に歯を形成させていくと、（ｂ）に示すようにシャフト２００の外周面にスプライン部２０１が形成される。
【０００７】
ところで、上記転造技術は、切削技術等に比較して仕上げ精度が低くなり勝ちである。そのため、スプライン部２０１の外径Ｄ２と外径Ｄ４は大きな寸法差が生じやすい。このような大きな寸法差を持ったスプライン部２０１にカム（図１０の符号２０２）の穴（図１０の符号２０３）を嵌めると、シャフト２００とカムの嵌合が弱くなることがある。これでは、シャフト２００からカムが脱落する虞がある。
【０００８】
そのため、シャフトとカムを強固に嵌合させることができる技術が求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−９６２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、シャフトとカムを強固に嵌合させることができる技術を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、外周面から突出する突起が複数設けられている中空状のシャフトと、前記複数の突起の外径よりも小さな内径の穴が設けられているカムとで構成され、このカムの穴を前記シャフトに挿入して複数の突起に嵌合させることで、前記シャフトと前記カムを一体化させてなる組立カムシャフトにおいて、前記突起は、嵌合前に、プレス刃で切り起こされて形成されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明では、突起は、軸方向の少なくとも一端が外周面から上り勾配とされたテーパ部を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、突起は、嵌合前に、プレス刃で切り起こされて形成されているため、シャフトに対するプレス刃の切込み量を一定にすることで突起の突出寸法を一定にすることができる。これにより、突起が複数ある場合でもすべての突出寸法を大差なく形成することができるので、すべての突起の先端が一定の径に収まる。そのため、カムの穴をシャフトに挿入させたとき、カムの穴がシャフトに設けたすべての突起を均等に潰すので、シャフトとカムを強固に嵌合させることができる。
【００１４】
請求項１によれば、シャフトとカムを強固に嵌合させることができる技術を提供することができる。
【００１５】
請求項２に係る発明では、突起は、軸方向の少なくとも一端が外周面から上り勾配とされたテーパ部を備えているので、カムをシャフトに挿入するとき、カムの穴を複数の突起のテーパ部に沿わせることができる。そのため、カムをシャフトに円滑に嵌合させることができる技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るプレス刃の斜視図である。
【図２】図１の２部拡大図である。
【図３】本発明に係る突起の斜視図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】図３の５矢視図である。
【図６】本発明に係るプレス刃がシャフトに当接するまでの作用図である。
【図７】シャフトに突起が形成されるまでの作用図である。
【図８】シャフトとカムを一体にするまでの作用図である。
【図９】組立カムシャフトの組立て手順を説明する図である。
【図１０】従来の組立カムシャフトの基本構成を説明する図である。
【図１１】従来のシャフトにスプラインを形成させる転造技術を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。
【実施例】
【００１８】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、プレス機構１０は、上側に配置されている上側プレス部１２と、下側に配置されている下側プレス部１３とからなる。
【００１９】
また、プレス機構１０は、下側プレス部１３に二点鎖線で示した中空状のシャフト１１を載せた状態で、上側プレス部１２を矢印（４）のように下降させることにより、シャフト１１に突起を形成させることができる機構である（詳細後述）。すなわち、下側プレス部１３は固定型であり、上側プレス部１２はシリンダ駆動等により上下動する可動型である。
【００２０】
上側プレス部１２は、上側支持部材１４の両端から下方に延ばされシャフト１１に切り込みを入れる２つの上側プレス刃２０、３０（詳細後述）と、プレス刃２０とプレス刃３０の間に位置するように上側支持部材１４に支持されシャフト１１を上から押さえる上側押さえ部材４１とで構成される。
【００２１】
また、下側プレス部１３は、下側支持部材４２の両端から上方に延ばされシャフト１１に切り込みを入れる２つの下側プレス刃５０、６０（詳細後述）と、プレス刃５０とプレス刃６０の間に位置するように下側支持部材４２に上下動可能に支持されシャフト１１を下から押さえる下側押さえ部材６１とで構成される。
【００２２】
加えて、下側押さえ部材６１は、下側支持部材４２に内蔵される弾性部材等によって上方に付勢されている部材であるため、シャフト１１を載せたときや上側プレス部１２からの荷重が作用していないときには、図に示すように下側プレス刃５０、６０よりも上方に位置している。
【００２３】
次に上側プレス刃２０、３０及び下側プレス刃５０、６０の詳細構造を説明する。なお、４つのプレス刃２０、３０、５０、６０の構造はすべて同一であるので、以下では上側プレス刃３０についてのみ説明する。
【００２４】
図２に示すように、上側プレス刃３０は、上側支持部材（図１の符号１４）から角柱状に延ばされシャフト（図１の符号１１）に接触する直線部６２を有する本体６３と、この本体６３から左斜め下に延ばされシャフトに接触するテーパ部６４を有する刃先６５と、本体６３及び刃先６５の底に形成される底面６６とで構成される。次に４つのプレス刃（図１の符号２０、３０、５０、６０）によってシャフトに形成される突起について説明する。
【００２５】
図３に示すように、シャフト１１に上側プレス刃２０、３０と下側プレス刃５０、６０を押し付けた後に４つのプレス刃２０、３０、５０、６０を待機位置に戻したので、４つの突起７０、８０、９０、１００（４つの突起うち突起９０は不図示。）は、４つのプレス刃２０、３０、５０、６０により切り起こされて形成されている。このようにプレス刃２０、３０、５０、６０を用いれば、シャフト１１に突起７０、８０、９０、１００を簡単に形成させることができる。１０１はシャフトに形成された凹部、１０２はシャフトに形成された変形部である。
【００２６】
図４に示すように、４つの突起７０、８０、９０、１００は、シャフト１１の外周面１０３から一定の切り込み量Ｈ１だけ４つのプレス刃（図３の符号２０、３０、５０、６０）によって切り起こされて形成されるので、突起７０の先端１０４と突起８０の先端１０５と突起９０の先端１０６と突起１００の先端１０７を一定の径Ｄ５に収めることができる。
【００２７】
図５に示すように、突起８０は、シャフト１１から右へ突出している直線部８１と、この直線部８１から連続し且つカム８２の挿入側である軸方向の手前側がシャフト１１の外周面１０３から上り勾配とされたテーパ部８３とを備えている。そのため、カム８２を矢印（５）のようにシャフト１１に挿入するとき、カム８２の穴８４を突起８０のテーパ部８３に沿わせることができる。そのため、カム８２をシャフト１１に円滑に嵌合させることができる技術を提供することができる。
【００２８】
なお、テーパ部８３は、実施例ではカム８２の挿入側である手前側に設けたが、奥側に設けてもよい。また、手前側と奥側の両方に設けてもよい。
以上の構造を有する突起とプレス刃の作用を次に説明する。
【００２９】
図６において、（ａ）に示すように、下側押さえ部材６１上にシャフト１１を載置し、シャフト１１に向けて上側プレス部１２を矢印（６）のように下降させる。
（ｂ）において、上側プレス刃２０、３０がシャフト１１の外周面１０３に当接した状態で、上側プレス部１２を矢印（７）のようにさらに下降させて、シャフト１１及び下側押さえ部材６１を白抜き矢印のように下降させる。
【００３０】
図７において、（ａ）に示すように、上側プレス刃２０、３０及び下側プレス刃５０、６０がシャフト１１の外周面１０３に当接した状態で、上側プレス部１２を矢印（８）のようにさらに下降させる。
【００３１】
（ｂ）において、上側プレス刃２０、３０及び下側プレス刃５０、６０でシャフト１１に４つの突起７０、８０、９０、１００が切り起こされている。突起の切り起こしが完了したので、上側プレス刃２０、３０を矢印（９）のように待機位置に戻し、下側押さえ部材６１からシャフト１１を取り外す。
【００３２】
図８において、（ａ）に示すように、外周面１０３から突出する突起８０、１００が設けられているシャフト１１に、突起（図４の符号７０、８０、９０、１００）の外径よりも小さな内径の穴８４が設けられているカム８２を矢印（１０）のように挿入し、カム８２の穴８４を突起に嵌合させる。
【００３３】
（ｂ）において、シャフト１１とカム８２が一体化されて、組立カムシャフト１１０が完成する。
（ｃ）において、二点鎖線で示す突起８０の先端１０５が穴８４で潰されるので、シャフト１１にカム８２を強固に嵌合させることができる。
【００３４】
突起８０は、嵌合前に、プレス刃（図２の符号３０）で切り起こされて形成されているため、シャフト１１に対するプレス刃の切込み量Ｈ１を一定にすることで突起８０の突出寸法Ｈ２を一定にすることができる。これにより、突起が複数ある場合でもすべての突出寸法Ｈ２を大差なく形成することができるので、すべての突起（図４の符号７０、８０、９０、１００）の先端（図４の符号１０４、１０５、１０６、１０７）が一定の径（図４参照）に収まる。そのため、カム８２の穴８４をシャフト１１に挿入させたとき、カム８２の穴８４がシャフト１１に設けたすべての突起を均等に潰すので、シャフト１１とカム８２を強固に嵌合させることができる。したがって、シャフト１１とカム８２を強固に嵌合させることができる技術を提供することができる。
【００３５】
これまでに説明したシャフトとカムの組立てでは、１本のシャフトに対して１個のカムを組み付ける場合について説明したが、実際の組立カムシャフトの組立ては１本のシャフトに対して複数個のカムを組み付ける作業が実施される。次に１本のシャフトに複数個のカムを組み付ける作業を説明する。
【００３６】
図９において、（ａ）に示すように、シャフト１１に複数の第１突起１２０を４つのプレス刃（図３の符号２０、３０、５０、６０）で切り起こすように形成させる。
（ｂ）において、第１カム１２１を矢印（１１）のようにシャフト１１に挿入して、第１カム１２１の第１穴１２２を複数の第１突起１２０に向かわせる。
【００３７】
（ｃ）において、第１カム１２１がシャフト１１に嵌合したので、複数の第２突起１３０をプレス刃で切り起こすように形成させる。
（ｄ）において、第２カム１３１を矢印（１２）のようにシャフト１１に挿入して、第２カム１３１の第２穴１３２を複数の第２突起１３０に向かわせる。
【００３８】
（ｅ）において、第２カム１３１がシャフト１１に嵌合した後、複数の第３突起１４０を形成させてシャフト１１に第３カム１４１を嵌合させることで、組立カムシャフト１５０が完成する。このように４つのプレス刃を用いて組立カムシャフト１５０を製作すると、転造で突起を形成させる場合に比べて、簡単で短時間に組立カムシャフト１５０を完成させることができる。
【００３９】
尚、本発明に係る突起は、実施の形態では上方から見てテーパ部と直線部を備えた形状（図５参照）としたが、この他にプレス刃の形状を変えることにより直線部のみを備えた突起、半円形状の突起、三角形状の突起を形成することができるので、突起を他の形状に変更することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の組立カムシャフトは、車両用エンジンに好適である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…プレス機構、１１…シャフト、１２…上側プレス部、１３…下側プレス部、２０、３０…上側プレス刃、５０、６０…下側プレス刃、７０、８０、９０、１００…突起、８２…カム、８３…テーパ部、８４…穴、１０３…外周面、１０４、１０５、１０６、１０７…先端、１１０、１５０…組立カムシャフト、１２０…第１突起、１２１…第１カム、１２２…第１穴、１３０…第２突起、１３１…第２カム、１３２…第２穴、１４０…第３突起、１４１…第３カム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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