JP2001090808A - ３次元カム及びその製造方法 - Google Patents
３次元カム及びその製造方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01L13/00—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations
- F01L13/0015—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque
- F01L13/0036—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction
- F01L13/0042—Modifications of valve-gear to facilitate reversing, braking, starting, changing compression ratio, or other specific operations for optimising engine performances by modifying valve lift according to various working parameters, e.g. rotational speed, load, torque the valves being driven by two or more cams with different shape, size or timing or a single cam profiled in axial and radial direction with cams being profiled in axial and radial direction
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- F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
- F01L1/047—Camshafts
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】回転軸に沿ってカムプロフィール形状の変化す
る３次元カムの生産性を高く確保しながらも、耐久性能
の更なる向上を図る。 【解決手段】カム１０は、その回転軸Ａにそってカムプ
ロフィール面１０ａの形状が変化する３次元カムであ
り、焼結ネットシェイプによって製造されている。焼結
ネットシェイプに際しての焼結材の焼結密度を７〜７．
４グラム／立方センチメートルに設定することで、カム
プロフィール面１０ａの空孔率を５〜１０％とする。
る３次元カムの生産性を高く確保しながらも、耐久性能
の更なる向上を図る。 【解決手段】カム１０は、その回転軸Ａにそってカムプ
ロフィール面１０ａの形状が変化する３次元カムであ
り、焼結ネットシェイプによって製造されている。焼結
ネットシェイプに際しての焼結材の焼結密度を７〜７．
４グラム／立方センチメートルに設定することで、カム
プロフィール面１０ａの空孔率を５〜１０％とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、カムプロフィール
形状が回転軸に沿って変化する３次元カム及びその製造
方法に関するものである。
形状が回転軸に沿って変化する３次元カム及びその製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、内燃機関の性能向上のため、カム
の３次元形状を通じて機関バルブの開／閉弁時期や開弁
期間、リフト量といったバルブ特性を可変とする連続可
変動弁装置が提案されている。
の３次元形状を通じて機関バルブの開／閉弁時期や開弁
期間、リフト量といったバルブ特性を可変とする連続可
変動弁装置が提案されている。
【０００３】こうした可変動弁装置を備える内燃機関で
は、機関バルブを開閉駆動するためのカムとして、カム
プロフィール形状がその回転軸線に沿って連続的に変化
する３次元カムが採用されている。そしてこの３次元カ
ムが組み付けられたカムシャフトを油圧等によってその
回転軸方向に移動させることによって、機関バルブのバ
ルブリフタと当接するカムプロフィール形状を変化さ
せ、バルブ特性を可変とするようにしている。
は、機関バルブを開閉駆動するためのカムとして、カム
プロフィール形状がその回転軸線に沿って連続的に変化
する３次元カムが採用されている。そしてこの３次元カ
ムが組み付けられたカムシャフトを油圧等によってその
回転軸方向に移動させることによって、機関バルブのバ
ルブリフタと当接するカムプロフィール形状を変化さ
せ、バルブ特性を可変とするようにしている。
【０００４】ところで、こうした３次元カムでは、この
ように回転軸に沿ってカムプロフィール形状が変化して
いるため、そのカムプロフィール面を高精度に加工する
ことが非常に困難なものとなる。例えば特開平１０−４
４０１４号公報にみられるように、こうしたカムプロフ
ィール面を砥石による研削によって機械加工した場合、
充分な精度を確保するには、加工工程の複雑化や加工時
間の長期化は避けがたいものとなる。
ように回転軸に沿ってカムプロフィール形状が変化して
いるため、そのカムプロフィール面を高精度に加工する
ことが非常に困難なものとなる。例えば特開平１０−４
４０１４号公報にみられるように、こうしたカムプロフ
ィール面を砥石による研削によって機械加工した場合、
充分な精度を確保するには、加工工程の複雑化や加工時
間の長期化は避けがたいものとなる。
【０００５】そこで、こうした３次元カムを粉末冶金法
による一体成形（焼結ネットシェイプ）によって形成す
ることが提案されている。こうした焼結ネットシェイプ
であれば、複雑なカムプロフィール形状を有する３次元
カムであれ、充分な精度を確保しながらも、高い生産性
でもって製造することができるようになる。
による一体成形（焼結ネットシェイプ）によって形成す
ることが提案されている。こうした焼結ネットシェイプ
であれば、複雑なカムプロフィール形状を有する３次元
カムであれ、充分な精度を確保しながらも、高い生産性
でもって製造することができるようになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、３次元カム
に限らず内燃機関の機関バルブの開閉用に用いられるカ
ムには、機関バルブのバルブスプリングによりバルブリ
フタに押し付けられて高い面圧を受けながらも高速で回
転されるため、すべり摩耗やピッチングなどの損傷に対
する高い耐久性能が要求される。特に、上記連続可変動
弁装置に用いられる３次元カムにあっては、カムが内燃
機関の運転中にその回転軸方向にも移動されるため、更
に高い耐久性能が必要とされる。
に限らず内燃機関の機関バルブの開閉用に用いられるカ
ムには、機関バルブのバルブスプリングによりバルブリ
フタに押し付けられて高い面圧を受けながらも高速で回
転されるため、すべり摩耗やピッチングなどの損傷に対
する高い耐久性能が要求される。特に、上記連続可変動
弁装置に用いられる３次元カムにあっては、カムが内燃
機関の運転中にその回転軸方向にも移動されるため、更
に高い耐久性能が必要とされる。
【０００７】ちなみに、上記焼結ネットシェイプ製のカ
ムは、従来より一般に用いられている鋳造製のカムに比
して高い耐久性能を有しているものの、近年にあって
は、内燃機関の性能向上のために更に過酷な条件でのカ
ムの使用が要望されており、更なる耐久性能の向上が望
まれている。
ムは、従来より一般に用いられている鋳造製のカムに比
して高い耐久性能を有しているものの、近年にあって
は、内燃機関の性能向上のために更に過酷な条件でのカ
ムの使用が要望されており、更なる耐久性能の向上が望
まれている。
【０００８】本発明は、こうした実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、回転軸に沿ってカムプロフ
ィール形状の変化する３次元カムであれ、高い生産性を
確保しながらも、耐久性能の更なる向上を図ることので
きる３次元カム及びその製造方法を提供することにあ
る。
ものであって、その目的は、回転軸に沿ってカムプロフ
ィール形状の変化する３次元カムであれ、高い生産性を
確保しながらも、耐久性能の更なる向上を図ることので
きる３次元カム及びその製造方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】以下、上記目的を達成す
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１に記載の発明は、回転軸に沿って変化するカムプロ
フィール形状を有し、焼結ネットシェイプによって製造
された３次元カムにおいて、該３次元カムのカムプロフ
ィール面における空孔率が５〜１０％とされているもの
である。
るための手段及びその作用効果について記載する。請求
項１に記載の発明は、回転軸に沿って変化するカムプロ
フィール形状を有し、焼結ネットシェイプによって製造
された３次元カムにおいて、該３次元カムのカムプロフ
ィール面における空孔率が５〜１０％とされているもの
である。
【００１０】焼結ネットシェイプ、すなわち粉末冶金法
による一体成形によれば、複雑なカムプロフィール形状
を有する３次元カムであれ、機械加工を施さずとも高精
度で形成することができ、高い生産性を確保することが
できる。この請求項１に記載の構成では、こうした焼結
ネットシェイプによって３次元カムを製造することで、
充分な精度を確保しながらも、生産性の向上を図るよう
にしている。
による一体成形によれば、複雑なカムプロフィール形状
を有する３次元カムであれ、機械加工を施さずとも高精
度で形成することができ、高い生産性を確保することが
できる。この請求項１に記載の構成では、こうした焼結
ネットシェイプによって３次元カムを製造することで、
充分な精度を確保しながらも、生産性の向上を図るよう
にしている。
【００１１】更に、この請求項１に記載の構成では、こ
うした焼結ネットシェイプにより製造された３次元カム
のカムプロフィール面に５〜１０％の空孔率の空孔が形
成されている。こうした３次元カム表面の空孔率は、焼
結ネットシェイプ時の焼結密度や焼結温度などの設定に
よって容易且つ適切に調整することができる。ちなみ
に、この空孔率とは、カムプロフィール面の表面積に対
する空孔面積の総和の割合を百分率で示したものであ
る。
うした焼結ネットシェイプにより製造された３次元カム
のカムプロフィール面に５〜１０％の空孔率の空孔が形
成されている。こうした３次元カム表面の空孔率は、焼
結ネットシェイプ時の焼結密度や焼結温度などの設定に
よって容易且つ適切に調整することができる。ちなみ
に、この空孔率とは、カムプロフィール面の表面積に対
する空孔面積の総和の割合を百分率で示したものであ
る。
【００１２】なお、こうした空孔の存在は、オイルなど
の潤滑剤が同空孔内に入り込むようになるため、潤滑剤
の保持性の向上に貢献する。このため、３次元カムの空
孔率を高めれば、カムプロフィール面のフリクションを
より低減することが、すなわちカムのフリクション性能
をより高めることができるようになり、すべり摩耗をよ
り効果的に抑制することができるようになる。しかしな
がら、その一方で、空孔率を高めれば、カムプロフィー
ル面の荒れを増大させることとなり、ピッチングに対す
る耐性はより低下することとなる。
の潤滑剤が同空孔内に入り込むようになるため、潤滑剤
の保持性の向上に貢献する。このため、３次元カムの空
孔率を高めれば、カムプロフィール面のフリクションを
より低減することが、すなわちカムのフリクション性能
をより高めることができるようになり、すべり摩耗をよ
り効果的に抑制することができるようになる。しかしな
がら、その一方で、空孔率を高めれば、カムプロフィー
ル面の荒れを増大させることとなり、ピッチングに対す
る耐性はより低下することとなる。
【００１３】ただし、空孔率が５〜１０％の範囲とすれ
ば、フリクションを許容し得る大きさに抑制しつつも、
ピッチングへの耐性を充分に確保し得ることが、発明者
らによって確かめられている（図２参照）。したがっ
て、この請求項１に記載の発明によれば、回転軸に沿っ
てカムプロフィール形状の変化する３次元カムであれ、
高い生産性を確保しながらも、耐久性能の更なる向上を
図ることができるようになる。
ば、フリクションを許容し得る大きさに抑制しつつも、
ピッチングへの耐性を充分に確保し得ることが、発明者
らによって確かめられている（図２参照）。したがっ
て、この請求項１に記載の発明によれば、回転軸に沿っ
てカムプロフィール形状の変化する３次元カムであれ、
高い生産性を確保しながらも、耐久性能の更なる向上を
図ることができるようになる。
【００１４】また、請求項２に記載の発明では、回転軸
に沿ってカムプロフィール形状の変化する３次元カムを
焼結ネットシェイプによって製造する方法において、焼
結ネットシェイプ時の焼結密度を７〜７．４グラム／立
方センチメートルとするようにしている。
に沿ってカムプロフィール形状の変化する３次元カムを
焼結ネットシェイプによって製造する方法において、焼
結ネットシェイプ時の焼結密度を７〜７．４グラム／立
方センチメートルとするようにしている。
【００１５】上述のように焼結ネットシェイプによれ
ば、精度を充分に高く確保しながらも、高い生産性でも
って３次元カムを製造することができる。また、こうし
た焼結ネットシェイプによって製造された３次元カムの
表面に５〜１０％の空孔率の空孔が存在することで、高
い耐久性を確保できることは、上述した通りである。
ば、精度を充分に高く確保しながらも、高い生産性でも
って３次元カムを製造することができる。また、こうし
た焼結ネットシェイプによって製造された３次元カムの
表面に５〜１０％の空孔率の空孔が存在することで、高
い耐久性を確保できることは、上述した通りである。
【００１６】この請求項２に記載の製造方法では、焼結
ネットシェイプ時に焼結材を押し固める際に、その焼結
材の密度、すなわち焼結密度が７〜７．４グラム／立方
センチメートルとなるようにしている。そして、こうし
た焼結密度でもって焼結ネットシェイプを行えば、３次
元カムの表面の空孔率を５〜１０％とすることができる
ようになる。
ネットシェイプ時に焼結材を押し固める際に、その焼結
材の密度、すなわち焼結密度が７〜７．４グラム／立方
センチメートルとなるようにしている。そして、こうし
た焼結密度でもって焼結ネットシェイプを行えば、３次
元カムの表面の空孔率を５〜１０％とすることができる
ようになる。
【００１７】したがって、この請求項２に記載の発明に
よれば、生産性を充分に高く確保しつつも、耐久性能の
高い３次元カムを製造することができるようになる。ま
た、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の３次
元カムの製造方法において、焼結ネットシェイプに際し
ての型枠からの前記３次元カムの取り出しにあたり、そ
の型抜き方向を前記型枠と前記カムプロフィール面とが
摺接しない方向とするようにしている。
よれば、生産性を充分に高く確保しつつも、耐久性能の
高い３次元カムを製造することができるようになる。ま
た、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の３次
元カムの製造方法において、焼結ネットシェイプに際し
ての型枠からの前記３次元カムの取り出しにあたり、そ
の型抜き方向を前記型枠と前記カムプロフィール面とが
摺接しない方向とするようにしている。
【００１８】焼結ネットシェイプによる３次元カムの製
造にあたり、３次元カムを型枠から取り出すときに、同
カムのカムプロフィール面と型枠とが擦れ合うようなこ
とがあると、カムプロフィール面上において空孔の外縁
部が変形して、形成された空孔が潰れてしまうことがあ
る。そしてこの結果、空孔率が低下してしまい、所望す
るだけの空孔率が得られなくなるおそれがある。
造にあたり、３次元カムを型枠から取り出すときに、同
カムのカムプロフィール面と型枠とが擦れ合うようなこ
とがあると、カムプロフィール面上において空孔の外縁
部が変形して、形成された空孔が潰れてしまうことがあ
る。そしてこの結果、空孔率が低下してしまい、所望す
るだけの空孔率が得られなくなるおそれがある。
【００１９】そこで、この請求項３に記載の製造方法で
は、３次元カムの型枠からの取り出しに際して、型枠と
カムプロフィール面とが摺接しない方向に型抜きを行う
ようにすることで、型枠との擦れによる空孔の潰れを抑
制し、常に所望とする空孔率が得られるようにしてい
る。
は、３次元カムの型枠からの取り出しに際して、型枠と
カムプロフィール面とが摺接しない方向に型抜きを行う
ようにすることで、型枠との擦れによる空孔の潰れを抑
制し、常に所望とする空孔率が得られるようにしてい
る。
【００２０】したがって、この請求項３に記載の発明に
よれば、所望とする空孔率をより適切に確保することが
できるようになり、耐久性能の高い３次元カムをその品
質を更に高く維持しながら製造することができるように
なる。
よれば、所望とする空孔率をより適切に確保することが
できるようになり、耐久性能の高い３次元カムをその品
質を更に高く維持しながら製造することができるように
なる。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる３次元カム
及びその製造方法を具体化した一実施形態について、図
を参照して詳細に説明する。
及びその製造方法を具体化した一実施形態について、図
を参照して詳細に説明する。
【００２２】図１は、本実施形態の３次元カムについ
て、同図（ａ）はその平面構造を、図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ線に沿ったその断面構造を、同図（ｃ）
はその斜視構造をそれぞれ示している。
て、同図（ａ）はその平面構造を、図（ｂ）は同図
（ａ）のＢ−Ｂ線に沿ったその断面構造を、同図（ｃ）
はその斜視構造をそれぞれ示している。
【００２３】この図１に示すように、この３次元カム１
０は、その回転軸Ａに沿ってカムプロフィール形状の変
化する３次元カムとして構成されている。このカム１０
においては、そのベース円１２の径は一定であるもの
の、そのカムノーズ１１の高さが回転軸Ａに沿って変化
する構成となっている。
０は、その回転軸Ａに沿ってカムプロフィール形状の変
化する３次元カムとして構成されている。このカム１０
においては、そのベース円１２の径は一定であるもの
の、そのカムノーズ１１の高さが回転軸Ａに沿って変化
する構成となっている。
【００２４】本実施形態においては、この３次元カム１
０は、焼結ネットシェイプによって製造されている。す
なわち、粉末状の焼結材を型枠内で押し固め、上記の形
状に成形し、それを焼結させることで３次元カム１０を
製造している。こうした焼結ネットシェイプによって製
造すれば、研削などの機械加工を施さずとも、加工精度
を十分に確保することができる。このため、上述のよう
な３次元カム１０であれ、その生産性を高くすることが
できる。
０は、焼結ネットシェイプによって製造されている。す
なわち、粉末状の焼結材を型枠内で押し固め、上記の形
状に成形し、それを焼結させることで３次元カム１０を
製造している。こうした焼結ネットシェイプによって製
造すれば、研削などの機械加工を施さずとも、加工精度
を十分に確保することができる。このため、上述のよう
な３次元カム１０であれ、その生産性を高くすることが
できる。
【００２５】ちなみにここでは、３次元カム１０の焼結
材として、耐摩耗性に優れた焼結材料、例えば［Fe -
0.6% Mo - 0.2% Mn - 0.8% C］などを用いている。とこ
ろで、焼結ネットシェイプにより製造した場合、焼結材
の粉末粒子間の隙間に空孔が形成される。例えば、焼結
材の粒径が0.1mm程度である場合には、数μm〜50μmの
空孔が３次元カム１０の表面に形成される。こうした空
孔の量は、焼結ネットシェイプ時の焼結材を押し固る度
合いによって調整することができる。すなわち、焼結材
を高圧で押し固め、その密度（焼結密度）を高くすれば
空孔の量が低減され、焼結密度を低くすれば、空孔の量
が増大される。
材として、耐摩耗性に優れた焼結材料、例えば［Fe -
0.6% Mo - 0.2% Mn - 0.8% C］などを用いている。とこ
ろで、焼結ネットシェイプにより製造した場合、焼結材
の粉末粒子間の隙間に空孔が形成される。例えば、焼結
材の粒径が0.1mm程度である場合には、数μm〜50μmの
空孔が３次元カム１０の表面に形成される。こうした空
孔の量は、焼結ネットシェイプ時の焼結材を押し固る度
合いによって調整することができる。すなわち、焼結材
を高圧で押し固め、その密度（焼結密度）を高くすれば
空孔の量が低減され、焼結密度を低くすれば、空孔の量
が増大される。
【００２６】そして本実施形態では、カムプロフィール
面１０ａの空孔率（表面積に対する空孔の面積の総和の
割合を百分率で示したもの）を適宜調整することによっ
て、３次元カム１０の耐摩耗性能の向上を図っている。
面１０ａの空孔率（表面積に対する空孔の面積の総和の
割合を百分率で示したもの）を適宜調整することによっ
て、３次元カム１０の耐摩耗性能の向上を図っている。
【００２７】図２は、３次元カム１０の使用時における
カムプロフィール面１０ａの空孔率と同面のフリクショ
ン及びピッチングへの許容応力との関係を示している。
この図２に示すように、カムプロフィール面１０ａのフ
リクションは、空孔率が高くなるほど低減されるように
なる。これは、空孔内にオイルなどの潤滑剤が入り込む
ことで、カムプロフィール面１０ａの潤滑剤の保有性が
向上することによる。一方、空孔率が増せば、カムプロ
フィール面１０ａの表面が荒くなって、ピッチングが生
じ易くなってしまう。このため、ピッチングに対するカ
ムプロフィール面１０ａの許容応力は、空孔率が高くな
るほど低下してしまう。
カムプロフィール面１０ａの空孔率と同面のフリクショ
ン及びピッチングへの許容応力との関係を示している。
この図２に示すように、カムプロフィール面１０ａのフ
リクションは、空孔率が高くなるほど低減されるように
なる。これは、空孔内にオイルなどの潤滑剤が入り込む
ことで、カムプロフィール面１０ａの潤滑剤の保有性が
向上することによる。一方、空孔率が増せば、カムプロ
フィール面１０ａの表面が荒くなって、ピッチングが生
じ易くなってしまう。このため、ピッチングに対するカ
ムプロフィール面１０ａの許容応力は、空孔率が高くな
るほど低下してしまう。
【００２８】このように、空孔率が高くなれば、３次元
カム１０のフリクション性能は向上されるものの、耐ピ
ッチング性能は低下するようになる。例えば、空孔率を
０％から５％に増やせば、カムプロフィール面１０ａの
フリクションを約１０％も低減することができる。その
一方で、空孔率が１０％から１３％に増やせば、ピッチ
ングに対する許容応力は約３０％も減少してしまう。
カム１０のフリクション性能は向上されるものの、耐ピ
ッチング性能は低下するようになる。例えば、空孔率を
０％から５％に増やせば、カムプロフィール面１０ａの
フリクションを約１０％も低減することができる。その
一方で、空孔率が１０％から１３％に増やせば、ピッチ
ングに対する許容応力は約３０％も減少してしまう。
【００２９】したがって、３次元カムのフリクション性
能と耐ピッチング性能との両立を図るには、カムプロフ
ィール面１０ａの空孔率を５〜１０％の範囲に設定する
ことが望ましい。なお、直打方式の動弁機構に適用され
るカムでは、カムとバルブリフタとがすべり接触される
ため、特に高いフリクション性能が要求されるが、上記
の空孔率の範囲では、こうした要求を十分に満たしなが
らも、必要とされる耐ピッチング性能を確保することが
できる。
能と耐ピッチング性能との両立を図るには、カムプロフ
ィール面１０ａの空孔率を５〜１０％の範囲に設定する
ことが望ましい。なお、直打方式の動弁機構に適用され
るカムでは、カムとバルブリフタとがすべり接触される
ため、特に高いフリクション性能が要求されるが、上記
の空孔率の範囲では、こうした要求を十分に満たしなが
らも、必要とされる耐ピッチング性能を確保することが
できる。
【００３０】そこで、本実施形態の３次元カム１０で
は、カムプロフィール面１０ａの空孔率を５〜１０％の
範囲とするように製造されている。ちなみに、焼結ネッ
トシェイプ時の焼結材の焼結密度を７〜７．４グラム／
立方センチメートルとすることで、カムプロフィール面
１０ａの空孔率を上記の５〜１０％の範囲とすることが
できる。
は、カムプロフィール面１０ａの空孔率を５〜１０％の
範囲とするように製造されている。ちなみに、焼結ネッ
トシェイプ時の焼結材の焼結密度を７〜７．４グラム／
立方センチメートルとすることで、カムプロフィール面
１０ａの空孔率を上記の５〜１０％の範囲とすることが
できる。
【００３１】なお、こうして適度な空孔をカムプロフィ
ール面に形成したとしても、焼結後に研削加工を施せ
ば、空孔が潰されてしまい、所望とする空孔率が得られ
なくなるおそれがある。ただし、焼結ネットシェイプ製
の３次元カム１０では、焼結だけでも十分な精度を確保
でき、とり代が２〜３μm程度のペーパラップ処理を追
加工として施すだけでよい。この程度の追加工であれ
ば、焼結時に形成された空孔を潰すことなく保持できる
ため、容易に所望とするだけの空孔率を確保することが
できる。
ール面に形成したとしても、焼結後に研削加工を施せ
ば、空孔が潰されてしまい、所望とする空孔率が得られ
なくなるおそれがある。ただし、焼結ネットシェイプ製
の３次元カム１０では、焼結だけでも十分な精度を確保
でき、とり代が２〜３μm程度のペーパラップ処理を追
加工として施すだけでよい。この程度の追加工であれ
ば、焼結時に形成された空孔を潰すことなく保持できる
ため、容易に所望とするだけの空孔率を確保することが
できる。
【００３２】また、焼結された３次元カム１０が十分に
冷え固まらぬまま型枠から取り外すと、同カム１０のカ
ムプロフィール面１０ａと型枠とが擦れ合い、空孔が潰
されるおそれがある。そこで、本実施形態では、３次元
カム１０の型抜き方向を前記型枠と前記カムプロフィー
ル面１０ａとが摺接しない方向とするようにしている。
例えば、図３に示すような、２つの型枠２０Ａ，２０Ｂ
によって３次元カム１０を形成する場合には、同図に矢
印にて示す範囲内の方向に型枠２０Ａを抜くようにすれ
ば、カムプロフィール面１０ａが擦れることなく、型抜
きを行うことができる。
冷え固まらぬまま型枠から取り外すと、同カム１０のカ
ムプロフィール面１０ａと型枠とが擦れ合い、空孔が潰
されるおそれがある。そこで、本実施形態では、３次元
カム１０の型抜き方向を前記型枠と前記カムプロフィー
ル面１０ａとが摺接しない方向とするようにしている。
例えば、図３に示すような、２つの型枠２０Ａ，２０Ｂ
によって３次元カム１０を形成する場合には、同図に矢
印にて示す範囲内の方向に型枠２０Ａを抜くようにすれ
ば、カムプロフィール面１０ａが擦れることなく、型抜
きを行うことができる。
【００３３】以上説明したように、本実施の形態の３次
元カム及びその製造方法によれば、以下に記載する効果
を得ることができる。 （１）本実施形態では、回転軸に沿って変化するカムプ
ロフィール形状を有し、焼結ネットシェイプによって製
造された３次元カム１０において、そのカムプロフィー
ル面１０ａにおける空孔率を５〜１０％としている。し
たがって、回転軸に沿ってカムプロフィール形状の変化
する３次元カムを、高い生産性を確保しながらも、フリ
クション性能と耐ピッチング性能との両立を図り、耐久
性能を向上することができる。
元カム及びその製造方法によれば、以下に記載する効果
を得ることができる。 （１）本実施形態では、回転軸に沿って変化するカムプ
ロフィール形状を有し、焼結ネットシェイプによって製
造された３次元カム１０において、そのカムプロフィー
ル面１０ａにおける空孔率を５〜１０％としている。し
たがって、回転軸に沿ってカムプロフィール形状の変化
する３次元カムを、高い生産性を確保しながらも、フリ
クション性能と耐ピッチング性能との両立を図り、耐久
性能を向上することができる。
【００３４】（２）本実施形態では、３次元カム１０の
焼結ネットシェイプに際しての焼結密度を７〜７．４グ
ラム／立方センチメートルとしている。このため、上記
のようなフリクション性能と耐ピッチング性能とを両立
可能なカムプロフィール面１０ａの空孔率を確保するこ
とができる。
焼結ネットシェイプに際しての焼結密度を７〜７．４グ
ラム／立方センチメートルとしている。このため、上記
のようなフリクション性能と耐ピッチング性能とを両立
可能なカムプロフィール面１０ａの空孔率を確保するこ
とができる。
【００３５】（３）本実施形態では、３次元カム１０の
焼結ネットシェイプに際しての３次元カム１０の型枠２
０Ａ，２０Ｂからの取り出しにあたり、その型抜き方向
をカムプロフィール面１０ａと型枠２０Ａとが摺接しな
い方向としている。したがって、型枠２０Ａと擦れによ
る空孔の潰れが回避され、所望とする空孔率をより適切
に確保することができる。
焼結ネットシェイプに際しての３次元カム１０の型枠２
０Ａ，２０Ｂからの取り出しにあたり、その型抜き方向
をカムプロフィール面１０ａと型枠２０Ａとが摺接しな
い方向としている。したがって、型枠２０Ａと擦れによ
る空孔の潰れが回避され、所望とする空孔率をより適切
に確保することができる。
【００３６】なお、以上説明した本実施形態の３次元カ
ム及びその製造方法は、以下のように変更することもで
きる。 ・本実施形態では、焼結ネットシェイプ時の型抜き方向
を、カムプロフィール面１０ａと型枠２０Ａとが摺接し
ない方向とし、その一例を図３に示しているが、同図３
に例示する方向に限らず、型枠の構成或いは適用される
３次元カム１０の構成に応じて適切な型抜き方向を選定
し、型枠がカムプロフィール面と擦れ合わないようにす
れば、上記（３）と同様の効果を得ることができる。
ム及びその製造方法は、以下のように変更することもで
きる。 ・本実施形態では、焼結ネットシェイプ時の型抜き方向
を、カムプロフィール面１０ａと型枠２０Ａとが摺接し
ない方向とし、その一例を図３に示しているが、同図３
に例示する方向に限らず、型枠の構成或いは適用される
３次元カム１０の構成に応じて適切な型抜き方向を選定
し、型枠がカムプロフィール面と擦れ合わないようにす
れば、上記（３）と同様の効果を得ることができる。
【００３７】・また、型抜き方向を上記のようなカムプ
ロフィール面と型枠とが摺接しない方向とせずとも、型
抜き後の同カムプロフィール面の空孔率が適宜に確保さ
れていれば、上記（１）及び（２）と同様の効果を得る
ことはできる。
ロフィール面と型枠とが摺接しない方向とせずとも、型
抜き後の同カムプロフィール面の空孔率が適宜に確保さ
れていれば、上記（１）及び（２）と同様の効果を得る
ことはできる。
【００３８】・本実施形態では、ベース円１２の径は一
定でカムノーズ１１の高さが回転軸Ａに沿って変化する
３次元カムの場合を説明したが、例えばカムノーズ高さ
は一定でベース円の径が回転軸に沿って変化する３次元
カムや、メインリフト用及びサブリフト用の２つのカム
ノーズを備え、その少なくとも一方の高さが変化する３
次元カムなど、回転軸に沿ってカムプロフィール形状の
変化する３次元カムであれば、本発明にかかる構成及び
製造方法を任意に適用することができる。
定でカムノーズ１１の高さが回転軸Ａに沿って変化する
３次元カムの場合を説明したが、例えばカムノーズ高さ
は一定でベース円の径が回転軸に沿って変化する３次元
カムや、メインリフト用及びサブリフト用の２つのカム
ノーズを備え、その少なくとも一方の高さが変化する３
次元カムなど、回転軸に沿ってカムプロフィール形状の
変化する３次元カムであれば、本発明にかかる構成及び
製造方法を任意に適用することができる。
【図１】本発明の３次元カムの一実施形態についてその
３次元カムの形状を示す平面図及び断面図及び斜視図。
３次元カムの形状を示す平面図及び断面図及び斜視図。
【図２】空孔率に対するフリクション及びピッチングに
ついての許容応力の関係を示す略図。
ついての許容応力の関係を示す略図。
【図３】焼結ネットシェイプ時の３次元カム及びその型
枠を示す断面図。
枠を示す断面図。
１０…３次元カム、１０ａ…カムプロフィール面、１１
…カムノーズ、１２…ベース円、２０Ａ，２０Ｂ…型
枠。
…カムノーズ、１２…ベース円、２０Ａ，２０Ｂ…型
枠。
フロントページの続き (72)発明者 守谷 嘉人 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 永長 秀男 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 菊岡 振一郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G016 BA34 BA36 DA01 EA10 EA24 FA11 FA13 GA02 GA03 3J030 EA01 EB01 EB09 EC04
Claims (3)
- 【請求項１】回転軸に沿って変化するカムプロフィール
形状を有し、焼結ネットシェイプによって製造された３
次元カムにおいて、 該３次元カムのカムプロフィール面における空孔率が５
〜１０％とされていることを特徴とする３次元カム。 - 【請求項２】回転軸に沿ってカムプロフィール形状の変
化する３次元カムを焼結ネットシェイプによって製造す
る方法において、 焼結ネットシェイプ時の焼結密度を７〜７．４グラム／
立方センチメートルとすることを特徴とする３次元カム
の製造方法。 - 【請求項３】請求項２に記載の３次元カムの製造方法に
おいて、 焼結ネットシェイプに際しての型枠からの前記３次元カ
ムの取り出しにあたり、その型抜き方向を前記型枠と前
記カムプロフィール面とが摺接しない方向とすることを
特徴とする３次元カムの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26703199A JP2001090808A (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | ３次元カム及びその製造方法 |
| US09/654,270 US6517601B1 (en) | 1999-09-21 | 2000-09-01 | Three-dimensional cam and production method thereof |
| DE60017658T DE60017658T2 (de) | 1999-09-21 | 2000-09-20 | Verfahren zur Herstellung eines dreidimentionalen Nockens |
| EP00120543A EP1087111B1 (en) | 1999-09-21 | 2000-09-20 | Method for producing a three-dimensional cam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26703199A JP2001090808A (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | ３次元カム及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001090808A true JP2001090808A (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=17439100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26703199A Pending JP2001090808A (ja) | 1999-09-21 | 1999-09-21 | ３次元カム及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6517601B1 (ja) |
| EP (1) | EP1087111B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001090808A (ja) |
| DE (1) | DE60017658T2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008121433A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Otics Corp | カムシャフト及びその製造方法 |
| JP2009047048A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Hitachi Ltd | カム部材及び該カム部材の製造方法、該カム部材が用いられた内燃機関の動弁装置 |
| JP2013514477A (ja) * | 2009-12-18 | 2013-04-25 | ティッセンクルップ プレスタ テックセンター アクチエンゲゼルシャフト | 組み立てられたカム軸のためのカムユニット |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1273769A3 (en) * | 2001-07-03 | 2003-10-15 | Nissan Motor Co., Ltd. | Cam lobe piece of built-up type camshaft |
| US8547123B2 (en) * | 2009-07-15 | 2013-10-01 | Teradyne, Inc. | Storage device testing system with a conductive heating assembly |
| DE102013226445B4 (de) | 2013-12-18 | 2020-11-26 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Nockenwellenzentrierung im geteilten Rotor eines hydraulischen Nockenwellenverstellers und zugehöriges Herstellungsverfahren |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT382334B (de) | 1985-04-30 | 1987-02-10 | Miba Sintermetall Ag | Nocken zum aufschrumpfen auf einer nockenwelle und verfahren zur herstellung eines solchen nockens durch sintern |
| IT1187909B (it) | 1986-02-14 | 1987-12-23 | Fiat Auto Spa | Albero a distribuzione composito per motori a combustione interna e procedimento per la sua realizzazione |
| DE3727571A1 (de) * | 1987-08-19 | 1989-03-02 | Ringsdorff Werke Gmbh | Verfahren zur pulvermetallurgischen herstellung von nocken |
| JPH01169657U (ja) | 1988-05-23 | 1989-11-30 | ||
| DE3942091C1 (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-14 | Etablissement Supervis, Vaduz, Li | |
| AT394330B (de) | 1990-06-06 | 1992-03-10 | Miba Sintermetall Ag | Verfahren zum herstellen einer nockenwelle |
| AT395688B (de) * | 1991-02-13 | 1993-02-25 | Miba Sintermetall Ag | Verfahren zum herstellen eines formteiles durch sintern |
| AT405916B (de) * | 1995-02-16 | 1999-12-27 | Miba Sintermetall Ag | Verfahren zum herstellen eines nockens für eine gefügte nockenwelle |
| JPH1044014A (ja) | 1996-08-05 | 1998-02-17 | Okuma Mach Works Ltd | カム研削方法 |
| JPH1136831A (ja) | 1997-07-18 | 1999-02-09 | Toyota Motor Corp | 三次元カムシャフト及びその製造方法 |
| JP3458666B2 (ja) | 1997-07-23 | 2003-10-20 | トヨタ自動車株式会社 | 三次元カムシャフトの製造装置 |
| JPH11165248A (ja) | 1997-12-08 | 1999-06-22 | Toyota Motor Corp | カムの研削方法および研削装置およびカム研削用砥石およびそのドレッサ |
-
1999
- 1999-09-21 JP JP26703199A patent/JP2001090808A/ja active Pending
-
2000
- 2000-09-01 US US09/654,270 patent/US6517601B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-09-20 DE DE60017658T patent/DE60017658T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-20 EP EP00120543A patent/EP1087111B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008121433A (ja) * | 2006-11-08 | 2008-05-29 | Otics Corp | カムシャフト及びその製造方法 |
| JP2009047048A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Hitachi Ltd | カム部材及び該カム部材の製造方法、該カム部材が用いられた内燃機関の動弁装置 |
| JP2013514477A (ja) * | 2009-12-18 | 2013-04-25 | ティッセンクルップ プレスタ テックセンター アクチエンゲゼルシャフト | 組み立てられたカム軸のためのカムユニット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE60017658T2 (de) | 2005-12-29 |
| EP1087111A3 (en) | 2002-10-30 |
| EP1087111B1 (en) | 2005-01-26 |
| EP1087111A2 (en) | 2001-03-28 |
| US6517601B1 (en) | 2003-02-11 |
| DE60017658D1 (de) | 2005-03-03 |
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| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040521 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040817 |