JP2000192110A - カムシャフトの製造方法 - Google Patents
カムシャフトの製造方法Info
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- JP2000192110A JP2000192110A JP10364199A JP36419998A JP2000192110A JP 2000192110 A JP2000192110 A JP 2000192110A JP 10364199 A JP10364199 A JP 10364199A JP 36419998 A JP36419998 A JP 36419998A JP 2000192110 A JP2000192110 A JP 2000192110A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械加工が大幅に省略可能でコストの低減お
よび生産性の向上を図ることができるとともに、低コス
トでかつ耐久性の高い最適材料を用いて製造できるカム
シャフトの製造方法を供する。 【解決手段】 カムシャフトのシャフト部20を圧粉成形
するシャフト部圧粉成形工程と、カムシャフトのカムロ
ブ部11，15を圧粉成形するカムロブ部圧粉成形工程と、
前記圧粉成形したシャフト部20の所定位置に前記圧粉成
形した少なくと１個のカムロブ部11，15を組付ける組付
工程と、前記組付けられたシャフト部20とカムロブ部1
1，15を焼結して一体に成形する焼結成形工程とからな
るカムシャフトの製造方法。
よび生産性の向上を図ることができるとともに、低コス
トでかつ耐久性の高い最適材料を用いて製造できるカム
シャフトの製造方法を供する。 【解決手段】 カムシャフトのシャフト部20を圧粉成形
するシャフト部圧粉成形工程と、カムシャフトのカムロ
ブ部11，15を圧粉成形するカムロブ部圧粉成形工程と、
前記圧粉成形したシャフト部20の所定位置に前記圧粉成
形した少なくと１個のカムロブ部11，15を組付ける組付
工程と、前記組付けられたシャフト部20とカムロブ部1
1，15を焼結して一体に成形する焼結成形工程とからな
るカムシャフトの製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カムシャフトの製
造方法に関する。
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来よりカムシャフトの製造方法につい
ては、種々の提案がなされている。例えば焼結合金から
なるカムロブを配した鋳枠内に注湯してカムシャフトを
鋳造する方法（特開平７−１９５１６７号公報）、カム
シャフトの所定位置に、転造により元径より膨出した多
数の環状部を形成し、これにカム部品を圧入してカムシ
ャフトを製造する方法（特開平８−１０５３０７号公
報）、焼結合金製のカムピースの内周面にインナーピー
スを拡散結合し、同インナーピースの軸孔に鋼管製のシ
ャフトを挿入して一体結合してカムシャフトを製造する
方法（特開平５−２８８０１４号公報）、シャフト本体
の外周にカムを射出成形してカムシャフトを製造する方
法（特開平７−２５２５０３号公報）等がある。
ては、種々の提案がなされている。例えば焼結合金から
なるカムロブを配した鋳枠内に注湯してカムシャフトを
鋳造する方法（特開平７−１９５１６７号公報）、カム
シャフトの所定位置に、転造により元径より膨出した多
数の環状部を形成し、これにカム部品を圧入してカムシ
ャフトを製造する方法（特開平８−１０５３０７号公
報）、焼結合金製のカムピースの内周面にインナーピー
スを拡散結合し、同インナーピースの軸孔に鋼管製のシ
ャフトを挿入して一体結合してカムシャフトを製造する
方法（特開平５−２８８０１４号公報）、シャフト本体
の外周にカムを射出成形してカムシャフトを製造する方
法（特開平７−２５２５０３号公報）等がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしカムロブを一体
に鋳造する方法は後工程の切削・研磨等の機械加工コス
トがかかりコスト高であり、カムを射出成形する方法は
材料及び焼結工程が高コストであり、カム部品を圧入す
る方法は圧入時応力によるロブ割れやシャフトの曲がり
等の問題があり、拡散結合によるものは焼結コストが高
いとともに歪矯正が必要である。
に鋳造する方法は後工程の切削・研磨等の機械加工コス
トがかかりコスト高であり、カムを射出成形する方法は
材料及び焼結工程が高コストであり、カム部品を圧入す
る方法は圧入時応力によるロブ割れやシャフトの曲がり
等の問題があり、拡散結合によるものは焼結コストが高
いとともに歪矯正が必要である。
【０００４】本発明は、かかる点に鑑みなされたもの
で、その目的とする処は、機械加工が大幅に省略可能で
コストの低減および生産性の向上を図ることができると
ともに、低コストでかつ耐久性の高い最適材料を用いて
製造できるカムシャフトの製造方法を供する点にある。
で、その目的とする処は、機械加工が大幅に省略可能で
コストの低減および生産性の向上を図ることができると
ともに、低コストでかつ耐久性の高い最適材料を用いて
製造できるカムシャフトの製造方法を供する点にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段および作用効果】上記目的
を達成するために、本発明は、カムシャフトのシャフト
部を圧粉成形するシャフト部圧粉成形工程と、カムシャ
フトのカムロブ部を圧粉成形するカムロブ部圧粉成形工
程と、前記圧粉成形したシャフト部の所定位置に前記圧
粉成形した少なくと１個のカムロブ部を組付ける組付工
程と、前記組付けられたシャフト部とカムロブ部を焼結
して一体に成形する焼結成形工程とからなるカムシャフ
トの製造方法とした。
を達成するために、本発明は、カムシャフトのシャフト
部を圧粉成形するシャフト部圧粉成形工程と、カムシャ
フトのカムロブ部を圧粉成形するカムロブ部圧粉成形工
程と、前記圧粉成形したシャフト部の所定位置に前記圧
粉成形した少なくと１個のカムロブ部を組付ける組付工
程と、前記組付けられたシャフト部とカムロブ部を焼結
して一体に成形する焼結成形工程とからなるカムシャフ
トの製造方法とした。
【０００６】カムロブ部とシャフト部とをそれぞれ圧粉
成形後、組付けて焼結し一体に成形するので、切削や研
磨等の機械加工が必要でなくコストの低減および生産性
の向上を図ることができる。シャフト部とカムロブ部と
を一体焼結化により接合するので、接合部の信頼性が高
い。またシャフト部とカムロブ部のそれぞれにコストを
考慮して最適の焼結材料を選定することができる。
成形後、組付けて焼結し一体に成形するので、切削や研
磨等の機械加工が必要でなくコストの低減および生産性
の向上を図ることができる。シャフト部とカムロブ部と
を一体焼結化により接合するので、接合部の信頼性が高
い。またシャフト部とカムロブ部のそれぞれにコストを
考慮して最適の焼結材料を選定することができる。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載のカ
ムシャフトの製造方法において、前記シャフト部圧粉成
形工程でシャフト部の外周面に軸方向に指向して溝条ま
たは突条の嵌合条を一体に圧粉成形し、前記カムロブ部
の圧粉成形工程で前記シャフト部が貫通するカムロブ部
の円孔の内周面に前記嵌合条に対応する突条または溝条
を一体に圧粉成形し、前記組付工程で前記シャフト部の
嵌合条に前記カムロブ部の嵌合条を合わせてシャフト部
にカムロブ部を組付けることを特徴とする。
ムシャフトの製造方法において、前記シャフト部圧粉成
形工程でシャフト部の外周面に軸方向に指向して溝条ま
たは突条の嵌合条を一体に圧粉成形し、前記カムロブ部
の圧粉成形工程で前記シャフト部が貫通するカムロブ部
の円孔の内周面に前記嵌合条に対応する突条または溝条
を一体に圧粉成形し、前記組付工程で前記シャフト部の
嵌合条に前記カムロブ部の嵌合条を合わせてシャフト部
にカムロブ部を組付けることを特徴とする。
【０００８】それぞれ圧粉成形したシャフト部とカムロ
ブ部を互いの嵌合条を合わせて組付け、一体焼結するの
で、シャフト部とカムロブ部との相対的位相角度の精度
を高く確保するすることができる。
ブ部を互いの嵌合条を合わせて組付け、一体焼結するの
で、シャフト部とカムロブ部との相対的位相角度の精度
を高く確保するすることができる。
【０００９】請求項３記載の発明は、請求項１または請
求項２記載のカムシャフトの製造方法において、前記シ
ャフト部圧粉成形工程では成形性に優れた焼結材料によ
りシャフト部を圧粉成形し、前記カムロブ部圧粉成形工
程では耐磨耗性に優れた高合金焼結材料によりカムロブ
部を圧粉成形することを特徴とする。
求項２記載のカムシャフトの製造方法において、前記シ
ャフト部圧粉成形工程では成形性に優れた焼結材料によ
りシャフト部を圧粉成形し、前記カムロブ部圧粉成形工
程では耐磨耗性に優れた高合金焼結材料によりカムロブ
部を圧粉成形することを特徴とする。
【００１０】カムロブ部の焼結材料は、高合金焼結材料
を用い耐磨耗性を確保しながら、シャフト部の焼結材料
は成形性に優れた廉価な材料を用いることができコスト
を低く抑えることができる。
を用い耐磨耗性を確保しながら、シャフト部の焼結材料
は成形性に優れた廉価な材料を用いることができコスト
を低く抑えることができる。
【００１１】請求項４記載の発明は、請求項１，請求項
２または請求項３記載のカムシャフトの製造方法におい
て、前記シャフト部と前記カムロブ部に焼結時の膨張・
収縮率に互いに差がある焼結材料を用い、焼結の前後で
シャフト部とカムロブ部の結合隙間が縮小することを特
徴とする。
２または請求項３記載のカムシャフトの製造方法におい
て、前記シャフト部と前記カムロブ部に焼結時の膨張・
収縮率に互いに差がある焼結材料を用い、焼結の前後で
シャフト部とカムロブ部の結合隙間が縮小することを特
徴とする。
【００１２】カムロブ部とシャフト部に異種焼結材料を
用い、焼結時の膨張・収縮率に差を設け、焼結の前後で
シャフト部とカムロブ部の結合隙間が縮小することで、
焼結時の結合を確実にすることができる。
用い、焼結時の膨張・収縮率に差を設け、焼結の前後で
シャフト部とカムロブ部の結合隙間が縮小することで、
焼結時の結合を確実にすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図４に図示し説明する。本実施の形態
に係るカムシャフト１を製造する過程を図１ないし図４
に基づき説明する。
ついて図１ないし図４に図示し説明する。本実施の形態
に係るカムシャフト１を製造する過程を図１ないし図４
に基づき説明する。
【００１４】図１は、焼結材料を圧粉成形したカムロブ
部11，15を図示する。カムロブ部11，15に用いられる焼
結材料は、耐磨耗性に優れた高合金焼結材料であり、例
えば化学成分重量％で、ＦｅにＣ：２％，Ｃｒ：5.5
％，Ｍｏ：0.4％，Ｗ；1.7 ％，Ｖ：0.15％，Ｐ：0.5
％を含む粉末合金である。この粉末合金を圧粉成形して
図１に示すカムロブ形状に成形する。
部11，15を図示する。カムロブ部11，15に用いられる焼
結材料は、耐磨耗性に優れた高合金焼結材料であり、例
えば化学成分重量％で、ＦｅにＣ：２％，Ｃｒ：5.5
％，Ｍｏ：0.4％，Ｗ；1.7 ％，Ｖ：0.15％，Ｐ：0.5
％を含む粉末合金である。この粉末合金を圧粉成形して
図１に示すカムロブ形状に成形する。
【００１５】カムロブ部11，15は、たまご形状の輪郭曲
線を有する板カムであり、それぞれ基礎円の中央にシャ
フト部20が嵌入される円孔12，16が成形されている。そ
して円孔12，16の各内周面に軸方向に指向した突条13，
17が、互いに異なる所定位相角度位置に形成されてい
る。
線を有する板カムであり、それぞれ基礎円の中央にシャ
フト部20が嵌入される円孔12，16が成形されている。そ
して円孔12，16の各内周面に軸方向に指向した突条13，
17が、互いに異なる所定位相角度位置に形成されてい
る。
【００１６】一方図２には、焼結材料を圧粉成形したシ
ャフト部20が図示されており、シャフト部20に用いられ
る焼結材料は、成形性に優れておれば廉価材でよく、例
えば化学成分重量％で、ＦｅにＣ：0.8 ％，Ｃｕ：1.5
％を含む粉末合金である。この粉末合金を圧粉成形して
図２に示すシャフト形状に成形する。
ャフト部20が図示されており、シャフト部20に用いられ
る焼結材料は、成形性に優れておれば廉価材でよく、例
えば化学成分重量％で、ＦｅにＣ：0.8 ％，Ｃｕ：1.5
％を含む粉末合金である。この粉末合金を圧粉成形して
図２に示すシャフト形状に成形する。
【００１７】シャフト部20は、カムロブ部11，15の円孔
12，16の内径に等しい外径の円筒状本体21とその端部に
拡径したジャーナル部23が成形されており、円筒状本体
21には軸方向に指向してカムロブ部11，15の円孔12，16
の突条13，17に嵌合する１本の溝条22が形成されてい
る。なおジャーナル部23の端面にスプロケット取付用の
ねじ孔24の下孔が２個同時に成形される。
12，16の内径に等しい外径の円筒状本体21とその端部に
拡径したジャーナル部23が成形されており、円筒状本体
21には軸方向に指向してカムロブ部11，15の円孔12，16
の突条13，17に嵌合する１本の溝条22が形成されてい
る。なおジャーナル部23の端面にスプロケット取付用の
ねじ孔24の下孔が２個同時に成形される。
【００１８】こうして圧粉成形されたカムロブ部11，15
をシャフト部20に嵌合し組付ける。図３に示すようにシ
ャフト部20の円筒状本体21に対してその中心軸上にカム
ロブ部11，15の円孔12，16の中心軸を一致させ、円筒状
本体21の溝条22に円孔12，16の突条13，17が嵌合するよ
うな位相角度位置に合わせて互いに嵌入し組付けを行
う。
をシャフト部20に嵌合し組付ける。図３に示すようにシ
ャフト部20の円筒状本体21に対してその中心軸上にカム
ロブ部11，15の円孔12，16の中心軸を一致させ、円筒状
本体21の溝条22に円孔12，16の突条13，17が嵌合するよ
うな位相角度位置に合わせて互いに嵌入し組付けを行
う。
【００１９】このようにシャフト部20の溝条22にカムロ
ブ部11，15の突条13，17を嵌合して組付けを行うので、
シャフト部20とカムロブ部11，15との相対的位相角度を
所定角度に高い精度で位置決めして組付けることができ
る。
ブ部11，15の突条13，17を嵌合して組付けを行うので、
シャフト部20とカムロブ部11，15との相対的位相角度を
所定角度に高い精度で位置決めして組付けることができ
る。
【００２０】こうしてシャフト部20の円筒状本体12の軸
方向所定位置にカムロブ部11，15をそれぞれ組付けた状
態（図４参照）で、焼結結合し一体に成形する。その後
カムロブ部11，15の焼き入れを行い、同カムロブ部11，
15とジャーナル部23を研磨仕上げしてカムシャフト１が
完成する。最後の研磨は仕上げで行うもので、研磨で機
械加工を施すものではない。
方向所定位置にカムロブ部11，15をそれぞれ組付けた状
態（図４参照）で、焼結結合し一体に成形する。その後
カムロブ部11，15の焼き入れを行い、同カムロブ部11，
15とジャーナル部23を研磨仕上げしてカムシャフト１が
完成する。最後の研磨は仕上げで行うもので、研磨で機
械加工を施すものではない。
【００２１】カムロブ部11，15とシャフト部20とをそれ
ぞれ圧粉成形後、組付けて焼結し一体に成形するので、
切削や研磨等の機械加工を大幅に省略できコストの低減
および生産性の向上を図ることができる。なおジャーナ
ル部23の端面中央のスプロケット取付用のねじ孔24は圧
粉成形時に同時に成形され、機械加工は省略できる。
ぞれ圧粉成形後、組付けて焼結し一体に成形するので、
切削や研磨等の機械加工を大幅に省略できコストの低減
および生産性の向上を図ることができる。なおジャーナ
ル部23の端面中央のスプロケット取付用のねじ孔24は圧
粉成形時に同時に成形され、機械加工は省略できる。
【００２２】シャフト部20とカムロブ部11，15とを一体
焼結化により接合するので、接合部の信頼性が高い。ま
たカムロブ部11，15には、耐磨耗性に優れた高合金焼結
材料を用い耐スカッフ性や耐ピッチング性をも確保し、
シャフト部20には成形性に優れた低廉材料を用いること
ができコストを低く抑えることができる。
焼結化により接合するので、接合部の信頼性が高い。ま
たカムロブ部11，15には、耐磨耗性に優れた高合金焼結
材料を用い耐スカッフ性や耐ピッチング性をも確保し、
シャフト部20には成形性に優れた低廉材料を用いること
ができコストを低く抑えることができる。
【００２３】カムロブ部11，15とシャフト部20は焼結材
料が異なり、焼結時の膨張・収縮率に差があり、焼結の
前後でシャフト部とカムロブ部の結合隙間が縮小するこ
とができ、焼結時の結合を確実にすることができる。
料が異なり、焼結時の膨張・収縮率に差があり、焼結の
前後でシャフト部とカムロブ部の結合隙間が縮小するこ
とができ、焼結時の結合を確実にすることができる。
【００２４】それぞれ圧粉成形したシャフト部20とカム
ロブ部11，15を互いの溝条22と突条13，17を合わせて組
付け、一体焼結するので、シャフト部20とカムロブ部1
1，15との相対的位相角度を高い精度で確実に結合する
ことができる。
ロブ部11，15を互いの溝条22と突条13，17を合わせて組
付け、一体焼結するので、シャフト部20とカムロブ部1
1，15との相対的位相角度を高い精度で確実に結合する
ことができる。
【００２５】なおシャフト部に中・高炭素鋼を用いて転
動部分は焼き入れを施してもよい。またシャフト部の転
動部分をローリング加工を施し密度を高くすれば転動強
度の更なる向上が図れる。
動部分は焼き入れを施してもよい。またシャフト部の転
動部分をローリング加工を施し密度を高くすれば転動強
度の更なる向上が図れる。
【００２６】以上の実施の形態に係るカムシャフト１
は、シャフト部20の円筒状本体21に溝条22、カムロブ部
11，15の円孔12，16に突条13，17を形成したが、凹凸を
逆にして図５に示すカムシャフト50のようにシャフト部
60の円筒状本体61に突条62、カムロブ部51，55の円孔に
溝条53，57を形成してもよい。
は、シャフト部20の円筒状本体21に溝条22、カムロブ部
11，15の円孔12，16に突条13，17を形成したが、凹凸を
逆にして図５に示すカムシャフト50のようにシャフト部
60の円筒状本体61に突条62、カムロブ部51，55の円孔に
溝条53，57を形成してもよい。
【図１】本発明の一実施の形態に係る焼結材料を圧粉成
形したカムロブ部を示す斜視図である。
形したカムロブ部を示す斜視図である。
【図２】焼結材料を圧粉成形したシャフト部を示す斜視
図である。
図である。
【図３】カムロブ部とシャフト部とを組付ける直前の状
態を示す斜視図である。
態を示す斜視図である。
【図４】同組付け後焼結結合した状態を示すカムシャフ
トの斜視図である。
トの斜視図である。
【図５】別の実施の形態に係る組付け後焼結結合した状
態を示すカムシャフトの斜視図である。
態を示すカムシャフトの斜視図である。
１…カムシャフト、11…カムロブ部、12…円孔、13…突
条、15…カムロブ部、16…円孔、17…突条、20…シャフ
ト部、21…円筒状本体、22…溝条、23…ジャーナル部、
50…カムシャフト、51…カムロブ部、53…溝条、55…カ
ムロブ部、57…溝条、60…シャフト部、61…円筒状本
体、62…突条。
条、15…カムロブ部、16…円孔、17…突条、20…シャフ
ト部、21…円筒状本体、22…溝条、23…ジャーナル部、
50…カムシャフト、51…カムロブ部、53…溝条、55…カ
ムロブ部、57…溝条、60…シャフト部、61…円筒状本
体、62…突条。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G016 BA25 BA34 CA04 CA06 CA11 CA13 CA52 EA02 FA11 FA13 GA00 GA02 4K018 CA17 CA19 DA11 KA03
Claims (4)
- 【請求項１】 カムシャフトのシャフト部を圧粉成形す
るシャフト部圧粉成形工程と、 カムシャフトのカムロブ部を圧粉成形するカムロブ部圧
粉成形工程と、 前記圧粉成形したシャフト部の所定位置に前記圧粉成形
した少なくと１個のカムロブ部を組付ける組付工程と、 前記組付けられたシャフト部とカムロブ部を焼結して一
体に成形する焼結成形工程と、 からなることを特徴とするカムシャフトの製造方法。 - 【請求項２】 前記シャフト部圧粉成形工程でシャフト
部の外周面に軸方向に指向して溝条または突条の嵌合条
を一体に圧粉成形し、 前記カムロブ部の圧粉成形工程で前記シャフト部が貫通
するカムロブ部の円孔の内周面に前記嵌合条に対応する
突条または溝条を一体に圧粉成形し、 前記組付工程で前記シャフト部の嵌合条に前記カムロブ
部の嵌合条を合わせてシャフト部にカムロブ部を組付け
ることを特徴とする請求項１記載のカムシャフトの製造
方法。 - 【請求項３】 前記シャフト部圧粉成形工程では成形性
に優れた焼結材料によりシャフト部を圧粉成形し、 前記カムロブ部圧粉成形工程では耐磨耗性に優れた高合
金焼結材料によりカムロブ部を圧粉成形することを特徴
とする請求項１または請求項２記載のカムシャフトの製
造方法。 - 【請求項４】 前記シャフト部と前記カムロブ部に焼結
時の膨張・収縮率に互いに差がある焼結材料を用い、焼
結の前後でシャフト部とカムロブ部の結合隙間が縮小す
ることを特徴とする請求項１，請求項２または請求項３
記載のカムシャフトの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10364199A JP2000192110A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | カムシャフトの製造方法 |
| TW88120183A TW432153B (en) | 1998-12-22 | 1999-11-18 | Manufacturing method of camshaft |
| CN99126166A CN1101890C (zh) | 1998-12-22 | 1999-12-15 | 凸轮轴的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10364199A JP2000192110A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | カムシャフトの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000192110A true JP2000192110A (ja) | 2000-07-11 |
Family
ID=18481223
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10364199A Pending JP2000192110A (ja) | 1998-12-22 | 1998-12-22 | カムシャフトの製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000192110A (ja) |
| CN (1) | CN1101890C (ja) |
| TW (1) | TW432153B (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006342430A (ja) * | 2001-09-24 | 2006-12-21 | Advanced Materials Technologies Pte Ltd | 複合的焼結物品を製造する方法及び構造体 |
| JP2008082232A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Otics Corp | 内燃機関用カムシャフト |
| CN104879179A (zh) * | 2015-06-01 | 2015-09-02 | 扬州意得机械有限公司 | 一种发动机凸轮及其加工方法 |
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