カムロブの成形方法
【課題】成形荷重が低く、しかも、カムトップに欠肉のないカムロブの成形方法を提供する。
【解決手段】一次中間成形品Ｗ1を成形する第一工程と、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔３を成形すると共に、カムトップ予定部側の外周にカムベース予定部７のベース円より径方向外側に突出した位置決め部５が成形された二次中間成形品Ｗ2を成形する第二工程と、位置決め部５を三次中間成形品成形ダイに当接させることによって位置決めし、二次中間成形品Ｗ２を軸線方向に押圧して、カムトップ８、カムベース９、及び予備孔３が変形した変形孔４が成形された三次中間成形品Ｗ３を鍛造にて成形する第三工程と、変形孔４より大きいカムロブ孔１０を成形してカムロブＷ５を成形する第四工程とを有する。
【解決手段】一次中間成形品Ｗ1を成形する第一工程と、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔３を成形すると共に、カムトップ予定部側の外周にカムベース予定部７のベース円より径方向外側に突出した位置決め部５が成形された二次中間成形品Ｗ2を成形する第二工程と、位置決め部５を三次中間成形品成形ダイに当接させることによって位置決めし、二次中間成形品Ｗ２を軸線方向に押圧して、カムトップ８、カムベース９、及び予備孔３が変形した変形孔４が成形された三次中間成形品Ｗ３を鍛造にて成形する第三工程と、変形孔４より大きいカムロブ孔１０を成形してカムロブＷ５を成形する第四工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の内燃機関に使用されるカムシャフトのカムロブの成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カムロブの成形方法においては、熱間鍛造により、略円柱状の素材を軸線方向に押圧して樽状の一次中間成形品を成形し、続いて、樽状の一次中間成形品の軸心に、軸線に対する垂直断面形状が略円形の予備孔を打ち抜き、二次中間成形品を成形した後、二次中間成形品の予備孔にポンチを打ち込んで予備孔を埋め、この二次中間成形品を再度熱間鍛造して、カムロブに近い三次中間成形品を成形する。その後、三次中間成形品のポンチを引き抜いてカムロブ孔を形成し、カムロブ外形を切削加工により仕上てカムロブを成形している（特許文献１参照）。
【０００３】
また、異なるカムロブの成形方法においては、冷間鍛造により、略円柱状の素材を軸線方向に押圧して外形にバリを有するカムロブを成形した後、カムロブの軸心に、軸線に対する垂直断面形状が略円形の予備孔とカムロブ外周のバリを同時に打ち抜き、その後更に、カムロブの外周を鍛造し、予備孔に余肉を張り出させ、カムロブの軸心に、軸線に対する垂直断面形状が略円形のカムロブ孔を打ち抜き、カムロブを成形している（特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、特許文献１に示されるカムロブの成形方法においては、二次中間成形品の予備孔にポンチを打ち込んで予備孔を埋め、この二次中間成形品を再度鍛造するため、鍛造時に外周側にのみ肉が流動し、予備孔内に肉が流動できないため、成形荷重が高くなるという問題があった。
【０００５】
一方、特許文献２に示されるカムロブの成形方法においては、カムロブの外形に欠肉が無いようにカムロブの外周に大きなバリを成形している。このため、成形型内でカムロブの外周にバリが成形された後は、肉が成形型内を流動できないので、成形荷重が高くなるという問題があった。
【特許文献１】特開平８−９０１３９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６９９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、特許文献１において、一次中間成形品の軸心に、軸線に対する垂直断面形状が略円形の予備孔を成形した二次中間成形品に、ポンチで予備孔を埋めることなく、軸線方向に押圧して外周に加えて予備孔内に肉が流動できるようにし、成形荷重が低い状態で三次中間成形品を成形する方法が考えられる。
【０００７】
しかし、予備孔は、一次中間成形品の軸心に成形され、しかも、予備孔内にも肉が流動するため、外周がカムベースから外側に突出するカムトップに十分に肉を流動させることができず、カムトップに欠肉が生じるという問題が発生する。
【０００８】
このため、一次中間成形品にカムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を成形した略円柱状の二次中間成形品を軸線方向に押圧して、成形荷重が低い状態で、かつ、カムトップ側へ肉の流動量を増加させることにより、カムトップに欠肉がない三次中間成形品を成形する方法が考えられる。
【０００９】
しかし、カムトップ予定部、カムベース予定部、及び予備孔を成形した略円柱状の二次中間成形品を、三次中間成形品を成形する三次中間成形品成形ダイの型彫空間に配置する時、二次中間成形品を三次中間成形品成形ダイまで把持するチャック等の影響により、二次中間成形品が周方向に回転し、二次中間成形品の径方向の肉厚が厚いカムトップ予定部が、三次中間成形品成形ダイのカムトップを成形するカムトップ成形部と対向することができず、成形された三次中間成形品のカムトップに欠肉が生じるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、一次中間成形品にカムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を成形した二次中間成形品を成形し、この二次中間成形品を、三次中間成形品を成形する三次中間成形品成形ダイの型彫空間で、周方向の位相がずれないように配置して、成形荷重が低く、しかも、カムトップに欠肉のないカムロブの成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のカムロブの成形方法は、外周が軸心を中心に半円形状のカムベースと、外周がカムベースから外側に突出するカムトップと、軸心を中心に軸線方向に貫通するカムロブ孔と、を有するカムロブの成形方法において、一次中間成形品を成形する第一工程と、一次中間成形品にカムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を成形すると共に、カムトップ予定部側の外周にカムベース予定部のベース円より径方向外側に突出した位置決め部が成形された二次中間成形品を成形する第二工程と、二次中間成形品の位置決め部を三次中間成形品を成形する三次中間成形品成形ダイに当接させることによって位置決めし、二次中間成形品を軸線方向に押圧して、カムトップ、カムベース、及び予備孔が変形した変形孔が成形された三次中間成形品を鍛造にて成形する第三工程と、変形孔より大きいカムロブ孔を成形してカムロブを成形する第四工程と、を有することを第１の特徴とする。
【００１２】
本発明のカムロブの成形方法は、二次中間成形品の位置決め部が、三次中間成形品の外周形状の一部と一致していることを第２の特徴とする。
【００１３】
本発明のカムロブの成形方法は、三次中間成形品にサイジング加工を施し、表面粗度の低いカムロブ外周面を有する四次中間成形品を鍛造にて成形することを第３の特徴とする。
【００１４】
本発明のカムロブの成形方法は、一次中間成形品に、軸線に対する垂直断面形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔を成形した二次中間成形品を成形することを第４の特徴とする。
【００１５】
本発明のカムロブの成形方法は、一次中間成形品に、軸心から偏心した予備孔を成形した二次中間成形品を成形することを第５の特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の特徴のカムロブの成形方法によれば、一次中間成形品にカムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を成形することにより、カムベース側より肉量が必要なカムトップ側に予め肉量を多く配置することができる。しかも、カムトップ予定部側の外周にカムベース予定部のベース円より径方向外側に突出した位置決め部が成形された二次中間成形品を成形する第二工程と、二次中間成形品の位置決め部を三次中間成形品を成形する三次中間成形品成形ダイに当接させることによって位置決めし、二次中間成形品を軸線方向に押圧して、カムトップ、カムベース、及び予備孔が変形した変形孔が成形された三次中間成形品を鍛造にて成形する第三工程と、を有するため、二次中間成形品のカムトップ予定部を正確に三次中間成形品成形ダイのカムトップを成形するカムトップ成形部と対向するように配置することができ、カムトップ側に欠肉のないカムロブを成形することができる。
【００１７】
また、二次中間成形品の軸線方向に貫通する予備孔により、カムベースとカムトップとを有する三次中間成形品の成形時、肉が二次中間成形品の外周側に加えて予備孔内に流動し、三次中間成形品成形ダイ内で肉の流動が促進されるので、成形荷重を低くすることができる。このため、三次中間成形品成形ダイ、及び三次中間成形品を成形する三次中間成形品成形装置を小型化でき、製造コストを大幅に削減することができる。
【００１８】
本発明の第２の特徴のカムロブの成形方法によれば、二次中間成形品の位置決め部が、三次中間成形品の外周形状の一部と一致しているため、三次中間成形品を成形する際に、肉の流動量を削減でき、成形荷重を更に低くすることができる。
【００１９】
本発明の第３の特徴のカムロブの成形方法によれば、三次中間成形品にサイジング加工を施し、表面粗度の低いカムロブ外周面を有する四次中間成形品を鍛造にて成形するため、新たにカムロブ外周面を研削し、その後に研磨する必要がなく、加工コストを大幅に削減することができる。しかも、カムロブをサイジング加工する方が、カムロブの外周面を研磨する場合よりも、カムプロフィールの基準値に対するバラツキを抑えることができる。
【００２０】
本発明の第４の特徴のカムロブの成形方法によれば、一次中間成形品に、軸線に対する垂直断面形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔を成形した二次中間成形品を成形するため、カムトップ予定部に必要な肉量を容易に配置することができる。また、欠けた箇所を大きく設計するとともに、予備孔の直径を大きく設計すれば（例えば、大きな半月状）、三次中間成形品の成形時、予備孔内に多くの肉を流動させることができ、成形荷重を更に低くすることができる。
【００２１】
本発明の第５の特徴のカムロブの成形方法によれば、一次中間成形品に、軸心から偏心した予備孔を成形した二次中間成形品を成形するため、カムトップ予定部に必要な肉量を容易に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１乃至図８は、本発明の第一実施例を示すもので、図１の（ア）及び（イ）は一次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図であり、図１の（オ）及び（カ）は三次中間成形品を表し、（オ）は断面正面図、（カ）は平面図であり、図１の（キ）及び（ク）は四次中間成形品を表し、（キ）は断面正面図、（ク）は平面図であり、図１の（ケ）及び（コ）はカムロブを表し、（キ）は断面正面図、（ク）は平面図である。図２は二次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。図３は三次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。図４は四次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。図５は二次中間成形品成形ダイを表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図である。図６は三次中間成形品成形ダイ及び三次中間成形品成形ダイの型彫空間内に配置された二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図である。
【００２３】
まず、本発明の第一実施例の一次中間成形品Ｗ１からカムロブＷ５までの加工形状について説明する。一次中間成形品Ｗ１は、図１の（ア）及び（イ）に示す如く、円柱形状である。二次中間成形品Ｗ２は、図１の（ウ）及び（エ）に示す如く、二次中間成形品Ｗ２の軸心Ｘ２及び軸心Ｘ２周辺に、軸線Ｘ２に対する垂直断面形状が、円の一部が欠けた欠円形状である予備孔３が、軸線Ｘ２方向に貫通成形されている。この円の一部が欠けた欠円部３ａによって、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなっている。また、カムトップ予定部６側の外周にカムベース予定部７のベース円より径方向外側に突出した第一位置決め部５ａ及び第二位置決め部５ｂからなる位置決め部５が成形されている。三次中間成形品Ｗ３は、図１の（オ）及び（カ）に示す如く、外形が後述する最終成形品であるカムロブＷ５とほぼ同一である。すなわち、三次中間成形品Ｗ３の外形は、半円形状のカムベース９及びカムベース９から外側に突出するカムトップ８を有する。三次中間成形品Ｗ３の軸心Ｘ３周辺には、軸線Ｘ３に対する垂直断面形状が、一部が欠けた略楕円形状の変形孔４が、軸線Ｘ３方向に貫通成形されている。四次次中間成形品Ｗ４は、図１の（キ）及び（ク）に示す如く、外形が後述する最終成形品であるカムロブＷ５と同一である。すなわち、四次中間成形品Ｗ４の外周面の表面粗度は、三次中間成形品Ｗ３の外周面の表面粗度より低くなる。カムロブＷ５は、図１の（ケ）及び（コ）に示す如く、軸心Ｘ５周辺に、軸心Ｘ５に軸線Ｘ５方向に貫通するカムロブ孔１０が成形されている。このカムロブ孔１０は、軸線Ｘ５に対する垂直断面形状が円形状で、四次中間成形品Ｗ４の変形孔４より径方向に大きい。
【００２４】
次に二次中間成形品Ｗ２を成形する二次中間成形品成形装置１１、三次中間成形品Ｗ３を成形する三次中間成形品成形装置２１、及び四次中間成形品Ｗ４を成形する四次中間成形品成形装置３１について図２乃至図４に基づいて説明する。
【００２５】
図２に示す二次中間成形品成形装置１１は、第一移動型１２及び第一固定型１３より構成される。第一移動型１２は、一次中間成形品Ｗ１に予備孔３を貫通して二次中間成形品Ｗ２を成形するピアスパンチ１４を有する。第一固定型１３は、二次中間成形品Ｗ２を成形するための第一型彫空間１５を有する二次中間成形品成形ダイ１６、二次中間成形品成形ダイ１６の軸心部に配置され、二次中間成形品Ｗ２を成形する第一型彫空間１５の一部を構成し、成形された二次中間成形品Ｗ２を二次中間成形品成形ダイ１６の外に押出す第一ノックアウト１７、第一ノックアウト１７を進退自在に保持する第一ノックアウトホルダー１８を有する。第一ノックアウト１７の内部には、二次中間成形品Ｗ２に予備孔３を成形した際に成形される二次中間成形品余肉部１９を二次中間成形品成形装置１１の外に排出する排出路２０が設けられている。ここで、ピアスパンチ１４は、二次中間成形品Ｗ２のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線Ｘ１２に対する垂直断面形状が欠円形状である。
【００２６】
図３に示す三次中間成形品成形装置３１は、第二移動型３２及び第二固定型３３より構成される。第二移動型３２は、第二パンチ３４を有する。第二固定型３３は、三次中間成形品Ｗ３を成形するための第二型彫空間３５を有する三次中間成形品成形ダイ３６、三次中間成形品成形ダイ３６の軸心部に配置され、三次中間成形品Ｗ３を成形する第二型彫空間３５の一部を構成し、成形された三次中間成形品Ｗ３を三次中間成形品成形ダイ３６の外に押出す第二ノックアウト３７、第二ノックアウト３７を進退自在に保持する第二ノックアウトホルダー３８を有する。
【００２７】
図４に示す四次中間成形品成形装置５１は、第三移動型５２及び第三固定型５３より構成される。第三移動型５４は、第三パンチ５４を有する。第三固定型５３は、三次中間成形品Ｗ３をサイジングして四次中間成形品Ｗ４を成形するための第三型彫空間５５を有する四次中間成形品成形ダイ５６、四次中間成形品成形ダイ５６の軸心部に配置され、四次中間成形品Ｗ４を成形する第三型彫空間５５の一部を構成し、成形された四次中間成形品Ｗ４を四次中間成形品成形ダイ５６の外に押出す第三ノックアウト５７、第三ノックアウト５７を進退自在に保持する第三ノックアウトホルダー５８を有する。
【００２８】
次に二次中間成形品Ｗ２を成形する二次中間成形品成形ダイ１６及び三次中間成形品Ｗ３を成形する三次中間成形品成形ダイ３６について図５及び図６に基づいて説明する。
【００２９】
二次中間成形品成形ダイ１６は、図５の（ア）に示す如く、軸線Ｘ６方向に延びる二次中間成形品Ｗ２を成形するための第一型彫空間１５を有し、図５の（イ）に示す如く、二次中間成形品Ｗ２のカムトップ予定部６を成形するカムトップ予定部成形部１５ｃ、二次中間成形品Ｗ２のカムベース予定部７を成形するカムベース予定部成形部１５ｄを有する。また、カムトップ予定部成形部１５ｃとカムベース予定部成形部１５ｄの間でカムトップ予定部成形部側に、カムベース予定部成形部１５ｄのベース円より径方向外側に突出し、二次中間成形品Ｗ２に、第一位置決め部５ａを成形する第一位置決め成形部１５ａ、及び第二位置決め部５ｂを成形する第二位置決め成形部１５ｂを有する。
【００３０】
三次中間成形品成形ダイ３６は、図６の（ア）に示す如く、軸線Ｘ７方向に延びる三次中間成形品Ｗ３を成形するための第二型彫空間３５を有し、図６の（イ）に示す如く、三次中間成形品Ｗ３のカムトップ８を成形するカムトップ成形部３５ｃ、三次中間成形品Ｗ３のカムベース９を成形するカムベース成形部３５ｄを有する。また、カムトップ成形部３５ｃとカムベース成形部３５ｄの間のカムトップ成形部側に、カムベース予定部成形部１５ｄのベース円より径方向外側に突出し、二次中間成形品Ｗ２の第一位置決め部５ａと当接する第一位置決め部当接部３５ａ、及び二次中間成形品Ｗ２の第二位置決め部５ｂと当接する第二位置決め部当接部３５ｂを有する。
【００３１】
次に円柱状の一次中間成形品Ｗ１からカムロブＷ５を成形する方法を順次説明する。
【００３２】
まず、線材を必要な長さに切断した円柱状の素材Ｗ０にショット・ボンデ処理等の必要な処理を施し、図１の（ア）及び（イ）に示す如く、一次中間成形品Ｗ１を成形する。
【００３３】
次に、一次中間成形品Ｗ１は、図示せぬ搬送装置により、図２の左半部に示す如く、二次中間成形品成形装置１１の二次中間成形品成形ダイ１６に成形された第一型彫空間１５に投入される。そして、図２の右半部に示す如く、第一移動型１２のピアスパンチ１４が下降して軸心Ｘ２の二次中間成形品余肉部１９を打ち抜き予備孔３を成形すると共に、軸線Ｘ２方向に押圧して二次中間成形品Ｗ２を成形する。ここで、二次中間成形品成形ダイ１６は、図５の（イ）に示す如く、カムベース予定部成形部１５ｄのベース円より径方向外側に突出する第一位置決め成形部１５ａ、及び第二位置決め成形部１５ｂを有する。このため、予備孔３が成形された二次中間成形品Ｗ２は、図１の（ウ）及び（エ）に示す如く、カムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚く、更にカムトップ予定部６側の外周にカムベース予定部７のベース円より径方向外側に突出した第一位置決め部５ａ及び第二位置決め部５ｂからなる位置決め部５が成形される。
【００３４】
二次中間成形品Ｗ２の成形が完了すると、ピアスパンチ１４が上昇する。その後、第一ノックアウト１７が上昇して、二次中間成形品Ｗ２が二次中間成形品成形ダイ１６から取り出される。
【００３５】
続いて、取り出された二次中間成形品Ｗ２は、図示せぬ搬送装置により、図３の左半部に示す如く、三次中間成形品成形装置３１の三次中間成形品成形ダイ３６に成形された第二型彫空間３５に投入される。ここで、三次中間成形品成形ダイ３６は、図６の（イ）に示す如く、カムトップ成形部３５ｃとカムベース成形部３５ｄの間のカムトップ成形部側に、カムベース予定部成形部１５ｄのベース円より径方向外側に突出した第一位置決め部５ａと第二位置決め部５ｂとを有する。このため、投入された二次中間成形品Ｗ２の第一位置決め部５ａが第二型彫空間３５の第一位置決め部当接部３５ａに当接し、第二位置決め部５ｂが第二位置決め部当接部３５ｂに当接して周方向に位置決めされ、二次中間成形品Ｗ２のカムトップ予定部６と三次中間成形品成形ダイ３６のカムトップ成形部３５ｃが対向する。そして、図３の右半部に示す如く、第二移動型３２の第二パンチ３４が下降し、二次中間成形品Ｗ２を軸線Ｘ２方向に押圧すると、三次中間成形品成形ダイ３６のカムトップ成形部方向、及び二次中間成形品Ｗ２の予備孔３内に肉が流動して、図１の（オ）及び（カ）に示す如く、外周に半円形状のカムベース９、カムベース９から外側に突出するカムトップ８、及び、カムベース９の軸心Ｘ３周辺に、予備孔３が径方向内側に縮小し、軸線Ｘ３方向に貫通した変形孔４が成形された三次中間成形品Ｗ３を成形する。
【００３６】
三次中間成形品Ｗ３の成形が完了すると、第二パンチ３４が上昇する。その後、第二ノックアウト３７が上昇して、三次中間成形品Ｗ３が三次中間成形品成形ダイ３６から取り出される。
【００３７】
続いて、取り出された三次中間成形品Ｗ３は、図示せぬ搬送装置により、図４の左半部に示す如く、四次中間成形品成形装置５１の四次中間成形品成形ダイ５６に成形された第三型彫空間５５に投入される。そして、図４の右半部に示す如く、第三移動型５２の第三パンチ５４が下降し、三次中間成形品Ｗ３を軸線Ｘ３方向に押圧して、サイジング加工を施し、外形が所望の寸法精度である四次中間成形品Ｗ４を成形する。
【００３８】
四次中間成形品Ｗ４の成形が完了すると、第三パンチ５４が上昇する。その後、第三ノックアウト５７が上昇して、四次中間成形品Ｗ４が四次中間成形品成形ダイ５６から取り出される。
【００３９】
取り出された四次中間成形品Ｗ４は、図示せぬ搬送装置により、図示せぬカムロブ成形装置に投入される。そして、軸心Ｘ５に変形孔４より大きいカムロブ孔１０を切削加工により成形して、カムロブ成形装置から排出され、カムロブＷ５の成形が終了する。
【００４０】
本発明のカムロブの成形方法によれば、一次中間成形品Ｗ１にカムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔３を成形することにより、カムベース側より肉量が必要なカムトップ側に予め肉量を多く配置することができる。しかも、カムトップ予定部側の外周にカムベース予定部７のベース円より径方向外側に突出した位置決め部５が成形された二次中間成形品Ｗ２を成形する第二工程と、二次中間成形品Ｗ２の位置決め部５を三次中間成形品Ｗ３を成形する三次中間成形品成形ダイ３６に当接させることによって位置決めし、二次中間成形品Ｗ２を軸線方向に押圧して、カムトップ８、カムベース９、及び予備孔３が変形した変形孔４が成形された三次中間成形品Ｗ３を鍛造にて成形する第三工程と、を有するため、二次中間成形品Ｗ２のカムトップ予定部６を正確に三次中間成形品成形ダイ３６のカムトップ８を成形するカムトップ成形部３５ｃと対向するように配置することができる。
【００４１】
また、二次中間成形品Ｗ２の軸線Ｘ２方向に貫通する予備孔３により、カムベース９とカムトップ８とを有する三次中間成形品Ｗ３の成形時、肉が二次中間成形品Ｗ２の外周側に加えて予備孔３内に流動し、三次中間成形品成形ダイ３６内で肉の流動を促進できる。
【００４２】
そして、二次中間成形品Ｗ２の位置決め部５が、三次中間成形品Ｗ３の外周形状の一部と一致しているため、三次中間成形品Ｗ３を成形する際に、肉の流動量を削減できる。
【００４３】
更に、三次中間成形品Ｗ３にサイジング加工を施し、表面粗度の低いカムロブ外周面を有する四次中間成形品Ｗ４を鍛造にて成形するため、新たにカムロブ外周面を研削し、その後に研磨する必要がない。しかも、サイジング加工の方が、カムロブＷ５の外周面を研磨する場合よりも、カムプロフィールの基準値に対するバラツキを約１／２以下に抑えることができる。
【００４４】
更に加えて、一次中間成形品Ｗ１に、軸線Ｘ２対する垂直断面形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔３を成形した二次中間成形品Ｗ２を成形するため、カムトップ予定部６に必要な肉量を容易に配置することができる。また、欠けた箇所を大きく設計するとともに、予備孔３の直径を大きく設計すれば（例えば、大きな半月状）、三次中間成形品Ｗ３の成形時、予備孔３内に多くの肉を流動させることができる。
【００４５】
尚、第一実施例では、一次中間成形品Ｗ１に、軸線Ｘ２対する垂直断面形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔３を成形して、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線Ｘ２方向に貫通する予備孔３を有する二次中間成形品Ｗ２を成形していたが、図７の（ア）及び（イ）に示す如く、第一実施例と同一の一次中間成形品Ｗ１０１に、図７の（ウ）及び（エ）に示す如く、一次中間成形品Ｗ１０１に、軸心Ｘ１０２から偏心した予備孔１０３を成形した二次中間成形品Ｗ１０２を成形し、カムトップ１０８となる予定のカムトップ予定部１０６の径方向の肉厚が、カムベース１０９となる予定のカムベース予定部１０７の径方向の肉厚よりも厚く、カムトップ予定部１０６側の外周にカムベース予定部１０７のベース円より径方向外側に突出した第一位置決め部１０５ａ及び第二位置決め部１０５ｂからなる位置決め部１０５が成形された二次中間成形品Ｗ１０２を成形してもよい。この場合、予備孔１０３の直径は、実施例１より若干小さくなる。
【００４６】
そして、二次中間成形品Ｗ１０２が押圧されて成形された三次中間成形品Ｗ１０３は、図７の（オ）及び（カ）に示す如く、半円形状のカムベース１０９及びカムベース１０９から外側に突出するカムトップ１０８を有する。尚、二次中間成形品Ｗ１０２の予備孔１０３が圧縮され、三次中間成形品Ｗ１０３に成形された変形孔１０４の直径は、第一実施例より若干小さくなる。その後、三次中間成形品Ｗ１０３にサイジング加工が施され、成形された四次中間成形品Ｗ１０４は、図１の（キ）及び（ク）に示す如く、カムロブＷ１０５の外周と同一の表面粗度を有する半円形状のカムベース９及びカムベース９から外側に突出するカムトップ８を有する。最後に、四次中間成形品Ｗ１０４の軸心Ｘ１０４に、カムロブ孔１１０が切削加工により成形され、図７の（ケ）及び（コ）に示す如く、軸線Ｘ１０５方向に貫通するカムロブ孔１１０が成形されたカムロブＷ１０５となる。
【００４７】
この他、第一実施例の二次中間成形品Ｗ２の予備孔３は、１回の鍛造工程で成形しているが、複数回の鍛造工程で成形してもよい。更に、第一実施例及び第二実施例では、予備孔３，１０３内に肉を流動させながら押圧でき、成形荷重が低くなるので、冷間鍛造で三次中間成形品Ｗ３を成形しているが、６００〜９００℃に温めて鍛造する温間鍛造、温間鍛造以上の温度に一次中間成形品Ｗ１、二次中間成形品Ｗ２、三次中間成形品Ｗ３、及び四次中間成形品Ｗ４を加熱して鍛造する熱間鍛造に適用することも可能である。
【００４８】
加えて、二次中間成形品Ｗ３，Ｗ１０３の予備孔３，１０３は、カムトップ予定部６，１０６の径方向の肉厚が、カムベース予定部７，１０７の径方向の肉厚よりも厚くなるのであれば、他の形状（例えば、多角形）であってもよい。
【００４９】
更に、二次中間成形品成形装置１１、三次中間成形品成形装置３１、及び三次中間成形品成形装置５１は、上下に各移動型１２，３２，５２及び各固定型１３，３３，５３を配置しているが、水平方向に配置してもよい。二次中間成形品成形装置１１、三次中間成形品成形装置３１、及び三次中間成形品成形装置５１の各移動型１２，３２，５２及び各固定型１３，３３，５３は、更に適宜分割して複数の型を組み付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第一実施例であり、図１の（ア）及び（イ）は一次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図、（ウ）及び（エ）は二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図、図１の（オ）及び（カ）は三次中間成形品を表し、（オ）は断面正面図、（カ）は平面図、図１の（キ）及び（ク）は四次中間成形品を表し、（キ）は断面正面図、（ク）は平面図、図１の（ケ）及び（コ）はカムロブを表し、（キ）は断面正面図、（ク）は平面図である。
【図２】本発明の第一実施例の二次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。
【図３】本発明の第一実施例の三次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。
【図４】本発明の第一実施例の四次中間成形品を成形する形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。
【図５】本発明の第一実施例の二次中間成形品成形ダイを表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図である。
【図６】本発明の第一実施例の三次中間成形品成形ダイ及び三次中間成形品成形ダイの型彫空間内に配置された二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図である。
【図７】本発明の第二実施例であり、図１の（ア）及び（イ）は一次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図、（ウ）及び（エ）は二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図、図１の（オ）及び（カ）は三次中間成形品を表し、（オ）は断面正面図、（カ）は平面図、図１の（キ）及び（ク）は四次中間成形品を表し、（キ）は断面正面図、（ク）は平面図、図１の（ケ）及び（コ）はカムロブを表し、（キ）は断面正面図、（ク）は平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
３，１０３ 予備孔
４，１０４ 変形孔
５，１０５ 位置決め部
６，１０６ カムトップ予定部
７，１０７ カムベース予定部
８，１０８ カムトップ
９，１０９ カムベース
１０，１１０ カムロブ孔
３５ 第二型彫空間
３６ 三次中間成形品成形ダイ
Ｗ１，Ｗ１０１ 一次中間成形品
Ｗ２，Ｗ１０２ 二次中間成形品
Ｗ３，Ｗ１０３ 三次中間成形品
Ｗ４，Ｗ１０４ 四次中間成形品
Ｗ５，Ｗ１０５ カムロブ
Ｘ２，Ｘ１０２ 二次中間成形品の軸心
Ｘ５，Ｘ１０５ カムロブの軸心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車等の内燃機関に使用されるカムシャフトのカムロブの成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カムロブの成形方法においては、熱間鍛造により、略円柱状の素材を軸線方向に押圧して樽状の一次中間成形品を成形し、続いて、樽状の一次中間成形品の軸心に、軸線に対する垂直断面形状が略円形の予備孔を打ち抜き、二次中間成形品を成形した後、二次中間成形品の予備孔にポンチを打ち込んで予備孔を埋め、この二次中間成形品を再度熱間鍛造して、カムロブに近い三次中間成形品を成形する。その後、三次中間成形品のポンチを引き抜いてカムロブ孔を形成し、カムロブ外形を切削加工により仕上てカムロブを成形している（特許文献１参照）。
【０００３】
また、異なるカムロブの成形方法においては、冷間鍛造により、略円柱状の素材を軸線方向に押圧して外形にバリを有するカムロブを成形した後、カムロブの軸心に、軸線に対する垂直断面形状が略円形の予備孔とカムロブ外周のバリを同時に打ち抜き、その後更に、カムロブの外周を鍛造し、予備孔に余肉を張り出させ、カムロブの軸心に、軸線に対する垂直断面形状が略円形のカムロブ孔を打ち抜き、カムロブを成形している（特許文献２参照）。
【０００４】
しかし、特許文献１に示されるカムロブの成形方法においては、二次中間成形品の予備孔にポンチを打ち込んで予備孔を埋め、この二次中間成形品を再度鍛造するため、鍛造時に外周側にのみ肉が流動し、予備孔内に肉が流動できないため、成形荷重が高くなるという問題があった。
【０００５】
一方、特許文献２に示されるカムロブの成形方法においては、カムロブの外形に欠肉が無いようにカムロブの外周に大きなバリを成形している。このため、成形型内でカムロブの外周にバリが成形された後は、肉が成形型内を流動できないので、成形荷重が高くなるという問題があった。
【特許文献１】特開平８−９０１３９号公報
【特許文献２】特開２００６−１６９９６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、特許文献１において、一次中間成形品の軸心に、軸線に対する垂直断面形状が略円形の予備孔を成形した二次中間成形品に、ポンチで予備孔を埋めることなく、軸線方向に押圧して外周に加えて予備孔内に肉が流動できるようにし、成形荷重が低い状態で三次中間成形品を成形する方法が考えられる。
【０００７】
しかし、予備孔は、一次中間成形品の軸心に成形され、しかも、予備孔内にも肉が流動するため、外周がカムベースから外側に突出するカムトップに十分に肉を流動させることができず、カムトップに欠肉が生じるという問題が発生する。
【０００８】
このため、一次中間成形品にカムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を成形した略円柱状の二次中間成形品を軸線方向に押圧して、成形荷重が低い状態で、かつ、カムトップ側へ肉の流動量を増加させることにより、カムトップに欠肉がない三次中間成形品を成形する方法が考えられる。
【０００９】
しかし、カムトップ予定部、カムベース予定部、及び予備孔を成形した略円柱状の二次中間成形品を、三次中間成形品を成形する三次中間成形品成形ダイの型彫空間に配置する時、二次中間成形品を三次中間成形品成形ダイまで把持するチャック等の影響により、二次中間成形品が周方向に回転し、二次中間成形品の径方向の肉厚が厚いカムトップ予定部が、三次中間成形品成形ダイのカムトップを成形するカムトップ成形部と対向することができず、成形された三次中間成形品のカムトップに欠肉が生じるという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情により鑑みなされたもので、一次中間成形品にカムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を成形した二次中間成形品を成形し、この二次中間成形品を、三次中間成形品を成形する三次中間成形品成形ダイの型彫空間で、周方向の位相がずれないように配置して、成形荷重が低く、しかも、カムトップに欠肉のないカムロブの成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のカムロブの成形方法は、外周が軸心を中心に半円形状のカムベースと、外周がカムベースから外側に突出するカムトップと、軸心を中心に軸線方向に貫通するカムロブ孔と、を有するカムロブの成形方法において、一次中間成形品を成形する第一工程と、一次中間成形品にカムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を成形すると共に、カムトップ予定部側の外周にカムベース予定部のベース円より径方向外側に突出した位置決め部が成形された二次中間成形品を成形する第二工程と、二次中間成形品の位置決め部を三次中間成形品を成形する三次中間成形品成形ダイに当接させることによって位置決めし、二次中間成形品を軸線方向に押圧して、カムトップ、カムベース、及び予備孔が変形した変形孔が成形された三次中間成形品を鍛造にて成形する第三工程と、変形孔より大きいカムロブ孔を成形してカムロブを成形する第四工程と、を有することを第１の特徴とする。
【００１２】
本発明のカムロブの成形方法は、二次中間成形品の位置決め部が、三次中間成形品の外周形状の一部と一致していることを第２の特徴とする。
【００１３】
本発明のカムロブの成形方法は、三次中間成形品にサイジング加工を施し、表面粗度の低いカムロブ外周面を有する四次中間成形品を鍛造にて成形することを第３の特徴とする。
【００１４】
本発明のカムロブの成形方法は、一次中間成形品に、軸線に対する垂直断面形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔を成形した二次中間成形品を成形することを第４の特徴とする。
【００１５】
本発明のカムロブの成形方法は、一次中間成形品に、軸心から偏心した予備孔を成形した二次中間成形品を成形することを第５の特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の第１の特徴のカムロブの成形方法によれば、一次中間成形品にカムトップとなる予定のカムトップ予定部の径方向の肉厚が、カムベースとなる予定のカムベース予定部の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔を成形することにより、カムベース側より肉量が必要なカムトップ側に予め肉量を多く配置することができる。しかも、カムトップ予定部側の外周にカムベース予定部のベース円より径方向外側に突出した位置決め部が成形された二次中間成形品を成形する第二工程と、二次中間成形品の位置決め部を三次中間成形品を成形する三次中間成形品成形ダイに当接させることによって位置決めし、二次中間成形品を軸線方向に押圧して、カムトップ、カムベース、及び予備孔が変形した変形孔が成形された三次中間成形品を鍛造にて成形する第三工程と、を有するため、二次中間成形品のカムトップ予定部を正確に三次中間成形品成形ダイのカムトップを成形するカムトップ成形部と対向するように配置することができ、カムトップ側に欠肉のないカムロブを成形することができる。
【００１７】
また、二次中間成形品の軸線方向に貫通する予備孔により、カムベースとカムトップとを有する三次中間成形品の成形時、肉が二次中間成形品の外周側に加えて予備孔内に流動し、三次中間成形品成形ダイ内で肉の流動が促進されるので、成形荷重を低くすることができる。このため、三次中間成形品成形ダイ、及び三次中間成形品を成形する三次中間成形品成形装置を小型化でき、製造コストを大幅に削減することができる。
【００１８】
本発明の第２の特徴のカムロブの成形方法によれば、二次中間成形品の位置決め部が、三次中間成形品の外周形状の一部と一致しているため、三次中間成形品を成形する際に、肉の流動量を削減でき、成形荷重を更に低くすることができる。
【００１９】
本発明の第３の特徴のカムロブの成形方法によれば、三次中間成形品にサイジング加工を施し、表面粗度の低いカムロブ外周面を有する四次中間成形品を鍛造にて成形するため、新たにカムロブ外周面を研削し、その後に研磨する必要がなく、加工コストを大幅に削減することができる。しかも、カムロブをサイジング加工する方が、カムロブの外周面を研磨する場合よりも、カムプロフィールの基準値に対するバラツキを抑えることができる。
【００２０】
本発明の第４の特徴のカムロブの成形方法によれば、一次中間成形品に、軸線に対する垂直断面形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔を成形した二次中間成形品を成形するため、カムトップ予定部に必要な肉量を容易に配置することができる。また、欠けた箇所を大きく設計するとともに、予備孔の直径を大きく設計すれば（例えば、大きな半月状）、三次中間成形品の成形時、予備孔内に多くの肉を流動させることができ、成形荷重を更に低くすることができる。
【００２１】
本発明の第５の特徴のカムロブの成形方法によれば、一次中間成形品に、軸心から偏心した予備孔を成形した二次中間成形品を成形するため、カムトップ予定部に必要な肉量を容易に配置することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
図１乃至図８は、本発明の第一実施例を示すもので、図１の（ア）及び（イ）は一次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図であり、（ウ）及び（エ）は二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図であり、図１の（オ）及び（カ）は三次中間成形品を表し、（オ）は断面正面図、（カ）は平面図であり、図１の（キ）及び（ク）は四次中間成形品を表し、（キ）は断面正面図、（ク）は平面図であり、図１の（ケ）及び（コ）はカムロブを表し、（キ）は断面正面図、（ク）は平面図である。図２は二次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。図３は三次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。図４は四次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。図５は二次中間成形品成形ダイを表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図である。図６は三次中間成形品成形ダイ及び三次中間成形品成形ダイの型彫空間内に配置された二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図である。
【００２３】
まず、本発明の第一実施例の一次中間成形品Ｗ１からカムロブＷ５までの加工形状について説明する。一次中間成形品Ｗ１は、図１の（ア）及び（イ）に示す如く、円柱形状である。二次中間成形品Ｗ２は、図１の（ウ）及び（エ）に示す如く、二次中間成形品Ｗ２の軸心Ｘ２及び軸心Ｘ２周辺に、軸線Ｘ２に対する垂直断面形状が、円の一部が欠けた欠円形状である予備孔３が、軸線Ｘ２方向に貫通成形されている。この円の一部が欠けた欠円部３ａによって、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなっている。また、カムトップ予定部６側の外周にカムベース予定部７のベース円より径方向外側に突出した第一位置決め部５ａ及び第二位置決め部５ｂからなる位置決め部５が成形されている。三次中間成形品Ｗ３は、図１の（オ）及び（カ）に示す如く、外形が後述する最終成形品であるカムロブＷ５とほぼ同一である。すなわち、三次中間成形品Ｗ３の外形は、半円形状のカムベース９及びカムベース９から外側に突出するカムトップ８を有する。三次中間成形品Ｗ３の軸心Ｘ３周辺には、軸線Ｘ３に対する垂直断面形状が、一部が欠けた略楕円形状の変形孔４が、軸線Ｘ３方向に貫通成形されている。四次次中間成形品Ｗ４は、図１の（キ）及び（ク）に示す如く、外形が後述する最終成形品であるカムロブＷ５と同一である。すなわち、四次中間成形品Ｗ４の外周面の表面粗度は、三次中間成形品Ｗ３の外周面の表面粗度より低くなる。カムロブＷ５は、図１の（ケ）及び（コ）に示す如く、軸心Ｘ５周辺に、軸心Ｘ５に軸線Ｘ５方向に貫通するカムロブ孔１０が成形されている。このカムロブ孔１０は、軸線Ｘ５に対する垂直断面形状が円形状で、四次中間成形品Ｗ４の変形孔４より径方向に大きい。
【００２４】
次に二次中間成形品Ｗ２を成形する二次中間成形品成形装置１１、三次中間成形品Ｗ３を成形する三次中間成形品成形装置２１、及び四次中間成形品Ｗ４を成形する四次中間成形品成形装置３１について図２乃至図４に基づいて説明する。
【００２５】
図２に示す二次中間成形品成形装置１１は、第一移動型１２及び第一固定型１３より構成される。第一移動型１２は、一次中間成形品Ｗ１に予備孔３を貫通して二次中間成形品Ｗ２を成形するピアスパンチ１４を有する。第一固定型１３は、二次中間成形品Ｗ２を成形するための第一型彫空間１５を有する二次中間成形品成形ダイ１６、二次中間成形品成形ダイ１６の軸心部に配置され、二次中間成形品Ｗ２を成形する第一型彫空間１５の一部を構成し、成形された二次中間成形品Ｗ２を二次中間成形品成形ダイ１６の外に押出す第一ノックアウト１７、第一ノックアウト１７を進退自在に保持する第一ノックアウトホルダー１８を有する。第一ノックアウト１７の内部には、二次中間成形品Ｗ２に予備孔３を成形した際に成形される二次中間成形品余肉部１９を二次中間成形品成形装置１１の外に排出する排出路２０が設けられている。ここで、ピアスパンチ１４は、二次中間成形品Ｗ２のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線Ｘ１２に対する垂直断面形状が欠円形状である。
【００２６】
図３に示す三次中間成形品成形装置３１は、第二移動型３２及び第二固定型３３より構成される。第二移動型３２は、第二パンチ３４を有する。第二固定型３３は、三次中間成形品Ｗ３を成形するための第二型彫空間３５を有する三次中間成形品成形ダイ３６、三次中間成形品成形ダイ３６の軸心部に配置され、三次中間成形品Ｗ３を成形する第二型彫空間３５の一部を構成し、成形された三次中間成形品Ｗ３を三次中間成形品成形ダイ３６の外に押出す第二ノックアウト３７、第二ノックアウト３７を進退自在に保持する第二ノックアウトホルダー３８を有する。
【００２７】
図４に示す四次中間成形品成形装置５１は、第三移動型５２及び第三固定型５３より構成される。第三移動型５４は、第三パンチ５４を有する。第三固定型５３は、三次中間成形品Ｗ３をサイジングして四次中間成形品Ｗ４を成形するための第三型彫空間５５を有する四次中間成形品成形ダイ５６、四次中間成形品成形ダイ５６の軸心部に配置され、四次中間成形品Ｗ４を成形する第三型彫空間５５の一部を構成し、成形された四次中間成形品Ｗ４を四次中間成形品成形ダイ５６の外に押出す第三ノックアウト５７、第三ノックアウト５７を進退自在に保持する第三ノックアウトホルダー５８を有する。
【００２８】
次に二次中間成形品Ｗ２を成形する二次中間成形品成形ダイ１６及び三次中間成形品Ｗ３を成形する三次中間成形品成形ダイ３６について図５及び図６に基づいて説明する。
【００２９】
二次中間成形品成形ダイ１６は、図５の（ア）に示す如く、軸線Ｘ６方向に延びる二次中間成形品Ｗ２を成形するための第一型彫空間１５を有し、図５の（イ）に示す如く、二次中間成形品Ｗ２のカムトップ予定部６を成形するカムトップ予定部成形部１５ｃ、二次中間成形品Ｗ２のカムベース予定部７を成形するカムベース予定部成形部１５ｄを有する。また、カムトップ予定部成形部１５ｃとカムベース予定部成形部１５ｄの間でカムトップ予定部成形部側に、カムベース予定部成形部１５ｄのベース円より径方向外側に突出し、二次中間成形品Ｗ２に、第一位置決め部５ａを成形する第一位置決め成形部１５ａ、及び第二位置決め部５ｂを成形する第二位置決め成形部１５ｂを有する。
【００３０】
三次中間成形品成形ダイ３６は、図６の（ア）に示す如く、軸線Ｘ７方向に延びる三次中間成形品Ｗ３を成形するための第二型彫空間３５を有し、図６の（イ）に示す如く、三次中間成形品Ｗ３のカムトップ８を成形するカムトップ成形部３５ｃ、三次中間成形品Ｗ３のカムベース９を成形するカムベース成形部３５ｄを有する。また、カムトップ成形部３５ｃとカムベース成形部３５ｄの間のカムトップ成形部側に、カムベース予定部成形部１５ｄのベース円より径方向外側に突出し、二次中間成形品Ｗ２の第一位置決め部５ａと当接する第一位置決め部当接部３５ａ、及び二次中間成形品Ｗ２の第二位置決め部５ｂと当接する第二位置決め部当接部３５ｂを有する。
【００３１】
次に円柱状の一次中間成形品Ｗ１からカムロブＷ５を成形する方法を順次説明する。
【００３２】
まず、線材を必要な長さに切断した円柱状の素材Ｗ０にショット・ボンデ処理等の必要な処理を施し、図１の（ア）及び（イ）に示す如く、一次中間成形品Ｗ１を成形する。
【００３３】
次に、一次中間成形品Ｗ１は、図示せぬ搬送装置により、図２の左半部に示す如く、二次中間成形品成形装置１１の二次中間成形品成形ダイ１６に成形された第一型彫空間１５に投入される。そして、図２の右半部に示す如く、第一移動型１２のピアスパンチ１４が下降して軸心Ｘ２の二次中間成形品余肉部１９を打ち抜き予備孔３を成形すると共に、軸線Ｘ２方向に押圧して二次中間成形品Ｗ２を成形する。ここで、二次中間成形品成形ダイ１６は、図５の（イ）に示す如く、カムベース予定部成形部１５ｄのベース円より径方向外側に突出する第一位置決め成形部１５ａ、及び第二位置決め成形部１５ｂを有する。このため、予備孔３が成形された二次中間成形品Ｗ２は、図１の（ウ）及び（エ）に示す如く、カムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚く、更にカムトップ予定部６側の外周にカムベース予定部７のベース円より径方向外側に突出した第一位置決め部５ａ及び第二位置決め部５ｂからなる位置決め部５が成形される。
【００３４】
二次中間成形品Ｗ２の成形が完了すると、ピアスパンチ１４が上昇する。その後、第一ノックアウト１７が上昇して、二次中間成形品Ｗ２が二次中間成形品成形ダイ１６から取り出される。
【００３５】
続いて、取り出された二次中間成形品Ｗ２は、図示せぬ搬送装置により、図３の左半部に示す如く、三次中間成形品成形装置３１の三次中間成形品成形ダイ３６に成形された第二型彫空間３５に投入される。ここで、三次中間成形品成形ダイ３６は、図６の（イ）に示す如く、カムトップ成形部３５ｃとカムベース成形部３５ｄの間のカムトップ成形部側に、カムベース予定部成形部１５ｄのベース円より径方向外側に突出した第一位置決め部５ａと第二位置決め部５ｂとを有する。このため、投入された二次中間成形品Ｗ２の第一位置決め部５ａが第二型彫空間３５の第一位置決め部当接部３５ａに当接し、第二位置決め部５ｂが第二位置決め部当接部３５ｂに当接して周方向に位置決めされ、二次中間成形品Ｗ２のカムトップ予定部６と三次中間成形品成形ダイ３６のカムトップ成形部３５ｃが対向する。そして、図３の右半部に示す如く、第二移動型３２の第二パンチ３４が下降し、二次中間成形品Ｗ２を軸線Ｘ２方向に押圧すると、三次中間成形品成形ダイ３６のカムトップ成形部方向、及び二次中間成形品Ｗ２の予備孔３内に肉が流動して、図１の（オ）及び（カ）に示す如く、外周に半円形状のカムベース９、カムベース９から外側に突出するカムトップ８、及び、カムベース９の軸心Ｘ３周辺に、予備孔３が径方向内側に縮小し、軸線Ｘ３方向に貫通した変形孔４が成形された三次中間成形品Ｗ３を成形する。
【００３６】
三次中間成形品Ｗ３の成形が完了すると、第二パンチ３４が上昇する。その後、第二ノックアウト３７が上昇して、三次中間成形品Ｗ３が三次中間成形品成形ダイ３６から取り出される。
【００３７】
続いて、取り出された三次中間成形品Ｗ３は、図示せぬ搬送装置により、図４の左半部に示す如く、四次中間成形品成形装置５１の四次中間成形品成形ダイ５６に成形された第三型彫空間５５に投入される。そして、図４の右半部に示す如く、第三移動型５２の第三パンチ５４が下降し、三次中間成形品Ｗ３を軸線Ｘ３方向に押圧して、サイジング加工を施し、外形が所望の寸法精度である四次中間成形品Ｗ４を成形する。
【００３８】
四次中間成形品Ｗ４の成形が完了すると、第三パンチ５４が上昇する。その後、第三ノックアウト５７が上昇して、四次中間成形品Ｗ４が四次中間成形品成形ダイ５６から取り出される。
【００３９】
取り出された四次中間成形品Ｗ４は、図示せぬ搬送装置により、図示せぬカムロブ成形装置に投入される。そして、軸心Ｘ５に変形孔４より大きいカムロブ孔１０を切削加工により成形して、カムロブ成形装置から排出され、カムロブＷ５の成形が終了する。
【００４０】
本発明のカムロブの成形方法によれば、一次中間成形品Ｗ１にカムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔３を成形することにより、カムベース側より肉量が必要なカムトップ側に予め肉量を多く配置することができる。しかも、カムトップ予定部側の外周にカムベース予定部７のベース円より径方向外側に突出した位置決め部５が成形された二次中間成形品Ｗ２を成形する第二工程と、二次中間成形品Ｗ２の位置決め部５を三次中間成形品Ｗ３を成形する三次中間成形品成形ダイ３６に当接させることによって位置決めし、二次中間成形品Ｗ２を軸線方向に押圧して、カムトップ８、カムベース９、及び予備孔３が変形した変形孔４が成形された三次中間成形品Ｗ３を鍛造にて成形する第三工程と、を有するため、二次中間成形品Ｗ２のカムトップ予定部６を正確に三次中間成形品成形ダイ３６のカムトップ８を成形するカムトップ成形部３５ｃと対向するように配置することができる。
【００４１】
また、二次中間成形品Ｗ２の軸線Ｘ２方向に貫通する予備孔３により、カムベース９とカムトップ８とを有する三次中間成形品Ｗ３の成形時、肉が二次中間成形品Ｗ２の外周側に加えて予備孔３内に流動し、三次中間成形品成形ダイ３６内で肉の流動を促進できる。
【００４２】
そして、二次中間成形品Ｗ２の位置決め部５が、三次中間成形品Ｗ３の外周形状の一部と一致しているため、三次中間成形品Ｗ３を成形する際に、肉の流動量を削減できる。
【００４３】
更に、三次中間成形品Ｗ３にサイジング加工を施し、表面粗度の低いカムロブ外周面を有する四次中間成形品Ｗ４を鍛造にて成形するため、新たにカムロブ外周面を研削し、その後に研磨する必要がない。しかも、サイジング加工の方が、カムロブＷ５の外周面を研磨する場合よりも、カムプロフィールの基準値に対するバラツキを約１／２以下に抑えることができる。
【００４４】
更に加えて、一次中間成形品Ｗ１に、軸線Ｘ２対する垂直断面形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔３を成形した二次中間成形品Ｗ２を成形するため、カムトップ予定部６に必要な肉量を容易に配置することができる。また、欠けた箇所を大きく設計するとともに、予備孔３の直径を大きく設計すれば（例えば、大きな半月状）、三次中間成形品Ｗ３の成形時、予備孔３内に多くの肉を流動させることができる。
【００４５】
尚、第一実施例では、一次中間成形品Ｗ１に、軸線Ｘ２対する垂直断面形状が円の一部が欠けた欠円形状である予備孔３を成形して、カムトップ８となる予定のカムトップ予定部６の径方向の肉厚が、カムベース９となる予定のカムベース予定部７の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線Ｘ２方向に貫通する予備孔３を有する二次中間成形品Ｗ２を成形していたが、図７の（ア）及び（イ）に示す如く、第一実施例と同一の一次中間成形品Ｗ１０１に、図７の（ウ）及び（エ）に示す如く、一次中間成形品Ｗ１０１に、軸心Ｘ１０２から偏心した予備孔１０３を成形した二次中間成形品Ｗ１０２を成形し、カムトップ１０８となる予定のカムトップ予定部１０６の径方向の肉厚が、カムベース１０９となる予定のカムベース予定部１０７の径方向の肉厚よりも厚く、カムトップ予定部１０６側の外周にカムベース予定部１０７のベース円より径方向外側に突出した第一位置決め部１０５ａ及び第二位置決め部１０５ｂからなる位置決め部１０５が成形された二次中間成形品Ｗ１０２を成形してもよい。この場合、予備孔１０３の直径は、実施例１より若干小さくなる。
【００４６】
そして、二次中間成形品Ｗ１０２が押圧されて成形された三次中間成形品Ｗ１０３は、図７の（オ）及び（カ）に示す如く、半円形状のカムベース１０９及びカムベース１０９から外側に突出するカムトップ１０８を有する。尚、二次中間成形品Ｗ１０２の予備孔１０３が圧縮され、三次中間成形品Ｗ１０３に成形された変形孔１０４の直径は、第一実施例より若干小さくなる。その後、三次中間成形品Ｗ１０３にサイジング加工が施され、成形された四次中間成形品Ｗ１０４は、図１の（キ）及び（ク）に示す如く、カムロブＷ１０５の外周と同一の表面粗度を有する半円形状のカムベース９及びカムベース９から外側に突出するカムトップ８を有する。最後に、四次中間成形品Ｗ１０４の軸心Ｘ１０４に、カムロブ孔１１０が切削加工により成形され、図７の（ケ）及び（コ）に示す如く、軸線Ｘ１０５方向に貫通するカムロブ孔１１０が成形されたカムロブＷ１０５となる。
【００４７】
この他、第一実施例の二次中間成形品Ｗ２の予備孔３は、１回の鍛造工程で成形しているが、複数回の鍛造工程で成形してもよい。更に、第一実施例及び第二実施例では、予備孔３，１０３内に肉を流動させながら押圧でき、成形荷重が低くなるので、冷間鍛造で三次中間成形品Ｗ３を成形しているが、６００〜９００℃に温めて鍛造する温間鍛造、温間鍛造以上の温度に一次中間成形品Ｗ１、二次中間成形品Ｗ２、三次中間成形品Ｗ３、及び四次中間成形品Ｗ４を加熱して鍛造する熱間鍛造に適用することも可能である。
【００４８】
加えて、二次中間成形品Ｗ３，Ｗ１０３の予備孔３，１０３は、カムトップ予定部６，１０６の径方向の肉厚が、カムベース予定部７，１０７の径方向の肉厚よりも厚くなるのであれば、他の形状（例えば、多角形）であってもよい。
【００４９】
更に、二次中間成形品成形装置１１、三次中間成形品成形装置３１、及び三次中間成形品成形装置５１は、上下に各移動型１２，３２，５２及び各固定型１３，３３，５３を配置しているが、水平方向に配置してもよい。二次中間成形品成形装置１１、三次中間成形品成形装置３１、及び三次中間成形品成形装置５１の各移動型１２，３２，５２及び各固定型１３，３３，５３は、更に適宜分割して複数の型を組み付けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の第一実施例であり、図１の（ア）及び（イ）は一次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図、（ウ）及び（エ）は二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図、図１の（オ）及び（カ）は三次中間成形品を表し、（オ）は断面正面図、（カ）は平面図、図１の（キ）及び（ク）は四次中間成形品を表し、（キ）は断面正面図、（ク）は平面図、図１の（ケ）及び（コ）はカムロブを表し、（キ）は断面正面図、（ク）は平面図である。
【図２】本発明の第一実施例の二次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。
【図３】本発明の第一実施例の三次中間成形品を成形する冷間鍛造成形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。
【図４】本発明の第一実施例の四次中間成形品を成形する形工程を表し、左半部が成形前、右半部が成形後の状態を表す断面平面図である。
【図５】本発明の第一実施例の二次中間成形品成形ダイを表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図である。
【図６】本発明の第一実施例の三次中間成形品成形ダイ及び三次中間成形品成形ダイの型彫空間内に配置された二次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図である。
【図７】本発明の第二実施例であり、図１の（ア）及び（イ）は一次中間成形品を表し、（ア）は断面正面図、（イ）は平面図、（ウ）及び（エ）は二次中間成形品を表し、（ウ）は断面正面図、（エ）は平面図、図１の（オ）及び（カ）は三次中間成形品を表し、（オ）は断面正面図、（カ）は平面図、図１の（キ）及び（ク）は四次中間成形品を表し、（キ）は断面正面図、（ク）は平面図、図１の（ケ）及び（コ）はカムロブを表し、（キ）は断面正面図、（ク）は平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
３，１０３ 予備孔
４，１０４ 変形孔
５，１０５ 位置決め部
６，１０６ カムトップ予定部
７，１０７ カムベース予定部
８，１０８ カムトップ
９，１０９ カムベース
１０，１１０ カムロブ孔
３５ 第二型彫空間
３６ 三次中間成形品成形ダイ
Ｗ１，Ｗ１０１ 一次中間成形品
Ｗ２，Ｗ１０２ 二次中間成形品
Ｗ３，Ｗ１０３ 三次中間成形品
Ｗ４，Ｗ１０４ 四次中間成形品
Ｗ５，Ｗ１０５ カムロブ
Ｘ２，Ｘ１０２ 二次中間成形品の軸心
Ｘ５，Ｘ１０５ カムロブの軸心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周が軸心（Ｘ５，Ｘ１０５）を中心に半円形状のカムベース（９，１０９）と、外周がカムベース（９，１０９）から外側に突出するカムトップ（８，１０８）と、軸心（Ｘ５，Ｘ１０５）を中心に軸線方向に貫通するカムロブ孔（１０，１１０）と、を有するカムロブの成形方法において、
一次中間成形品（Ｗ１）を成形する第一工程と、
前記一次中間成形品（Ｗ１）に前記カムトップ（８，１０８）となる予定のカムトップ予定部（６，１０６）の径方向の肉厚が、前記カムベース（９，１０９）となる予定のカムベース予定部（７，１０７）の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔（３，１０３）を成形すると共に、カムトップ予定部側の外周にカムベース予定部（７，１０７）のベース円より径方向外側に突出した位置決め部（５，１０５）が成形された二次中間成形品（Ｗ２，Ｗ１０２）を成形する第二工程と、
該二次中間成形品（Ｗ２，Ｗ１０２）の位置決め部（５，１０５）を三次中間成形品（Ｗ３，Ｗ１０３）を成形する三次中間成形品成形ダイ（３６）に当接させることによって位置決めし、二次中間成形品（Ｗ２，Ｗ１０２）を軸線方向に押圧して、前記カムトップ（８，１０８）、前記カムベース（９，１０９）、及び前記予備孔（３，１０３）が変形した変形孔（４，１０４）が成形された三次中間成形品（Ｗ３，Ｗ１０３）を鍛造にて成形する第三工程と、
前記変形孔（４，１０４）より大きい前記カムロブ孔（１０，１１０）を成形して前記カムロブ（Ｗ５，Ｗ１０５）を成形する第四工程と、を有することを特徴とするカムロブの成形方法。
【請求項２】
前記二次中間成形品（Ｗ２，Ｗ１０２）の位置決め部（５，１０５）が、前記三次中間成形品（Ｗ３，Ｗ１０３）の外周形状の一部と一致していることを特徴とする請求項１に記載のカムロブの成形方法。
【請求項３】
前記三次中間成形品（Ｗ３，Ｗ１０３）にサイジング加工を施し、表面粗度の低いカムロブ外周面を有する四次中間成形品（Ｗ４，Ｗ１０４）を鍛造にて成形することを特徴とする請求項１又は２に記載のカムロブの成形方法。
【請求項４】
前記一次中間成形品（Ｗ１）に、軸線（Ｘ２）に対する垂直断面形状が円の一部が欠けた欠円形状である前記予備孔（３）を成形した前記二次中間成形品（Ｗ２）を成形することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のカムロブの成形方法。
【請求項５】
前記一次中間成形品（Ｗ１０１）に、軸心（Ｘ１０２）から偏心した前記予備孔（１０３）を成形した前記二次中間成形品（Ｗ１０２）を成形することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のカムロブの成形方法。
【請求項１】
外周が軸心（Ｘ５，Ｘ１０５）を中心に半円形状のカムベース（９，１０９）と、外周がカムベース（９，１０９）から外側に突出するカムトップ（８，１０８）と、軸心（Ｘ５，Ｘ１０５）を中心に軸線方向に貫通するカムロブ孔（１０，１１０）と、を有するカムロブの成形方法において、
一次中間成形品（Ｗ１）を成形する第一工程と、
前記一次中間成形品（Ｗ１）に前記カムトップ（８，１０８）となる予定のカムトップ予定部（６，１０６）の径方向の肉厚が、前記カムベース（９，１０９）となる予定のカムベース予定部（７，１０７）の径方向の肉厚よりも厚くなるように軸線方向に貫通する予備孔（３，１０３）を成形すると共に、カムトップ予定部側の外周にカムベース予定部（７，１０７）のベース円より径方向外側に突出した位置決め部（５，１０５）が成形された二次中間成形品（Ｗ２，Ｗ１０２）を成形する第二工程と、
該二次中間成形品（Ｗ２，Ｗ１０２）の位置決め部（５，１０５）を三次中間成形品（Ｗ３，Ｗ１０３）を成形する三次中間成形品成形ダイ（３６）に当接させることによって位置決めし、二次中間成形品（Ｗ２，Ｗ１０２）を軸線方向に押圧して、前記カムトップ（８，１０８）、前記カムベース（９，１０９）、及び前記予備孔（３，１０３）が変形した変形孔（４，１０４）が成形された三次中間成形品（Ｗ３，Ｗ１０３）を鍛造にて成形する第三工程と、
前記変形孔（４，１０４）より大きい前記カムロブ孔（１０，１１０）を成形して前記カムロブ（Ｗ５，Ｗ１０５）を成形する第四工程と、を有することを特徴とするカムロブの成形方法。
【請求項２】
前記二次中間成形品（Ｗ２，Ｗ１０２）の位置決め部（５，１０５）が、前記三次中間成形品（Ｗ３，Ｗ１０３）の外周形状の一部と一致していることを特徴とする請求項１に記載のカムロブの成形方法。
【請求項３】
前記三次中間成形品（Ｗ３，Ｗ１０３）にサイジング加工を施し、表面粗度の低いカムロブ外周面を有する四次中間成形品（Ｗ４，Ｗ１０４）を鍛造にて成形することを特徴とする請求項１又は２に記載のカムロブの成形方法。
【請求項４】
前記一次中間成形品（Ｗ１）に、軸線（Ｘ２）に対する垂直断面形状が円の一部が欠けた欠円形状である前記予備孔（３）を成形した前記二次中間成形品（Ｗ２）を成形することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のカムロブの成形方法。
【請求項５】
前記一次中間成形品（Ｗ１０１）に、軸心（Ｘ１０２）から偏心した前記予備孔（１０３）を成形した前記二次中間成形品（Ｗ１０２）を成形することを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のカムロブの成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−１０６９５２（Ｐ２００９−１０６９５２Ａ）
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２８０２８０（Ｐ２００７−２８０２８０）
【出願日】平成１９年１０月２９日（２００７．１０．２９）
【出願人】（０００２３８３６０）武蔵精密工業株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月２９日（２００７．１０．２９）
【出願人】（０００２３８３６０）武蔵精密工業株式会社 (82)
【Ｆターム（参考）】
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