JP2011074830A - Camshaft and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の部材を摩擦圧接法によって軸方向に接合することにより形成されるカムシャフト及びカムシャフトの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a camshaft formed by joining a plurality of members in the axial direction by a friction welding method and a method for manufacturing the camshaft.
従来、この種のカムシャフトとしては、例えば耐摩耗性や強靭性など部分的に適した部材が異なる場合や、一部材からの加工が困難な場合に、複数のシャフト部材を、摩擦圧接法によって軸方向に接合することにより、一体に形成するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as this type of camshaft, for example, when a partially suitable member such as wear resistance and toughness is different, or when it is difficult to process from one member, a plurality of shaft members are obtained by friction welding. A device that is integrally formed by joining in the axial direction is known (for example, see Patent Document 1).
前記カムシャフトでは各シャフト部材を摩擦圧接法により接合しているため、隣り合うシャフト部材との接合部には径方向外側に部材が突出することにより突出部が周方向に亘って形成される。前記カムシャフトでは、突出部が利用されることはなく、突出部を残したまま使用したり、あるいは不要なものとして突出部を削り取って使用したりしている。カムシャフトから突出部を削り取る場合には、加工工数が増加するため、製造コストが高くなる。 Since each shaft member is joined by the friction welding method in the camshaft, a projecting portion is formed in the circumferential direction by a member projecting radially outward at a joint portion with an adjacent shaft member. In the camshaft, the projecting portion is not used, and the camshaft is used with the projecting portion remaining, or the projecting portion is scraped and used as unnecessary. In the case where the projecting portion is scraped off from the camshaft, the number of processing steps increases, and thus the manufacturing cost increases.
また、カムシャフトは、所定の外径寸法のシャフト部と、シャフト部よりも外径寸法が大きく形成されたカム部とを有するが、カム部以外にも、近傍に位置する他の部材と係合することにより軸方向の移動を規制するためのスラストフランジや、カムシャフトの回転角度を検出するために設けられ、カム角センサによって検出可能な溝が形成されたシグナルロータ等、シャフト部の外径寸法よりも大きく形成された部分を有する。シャフト部の外径寸法よりも大きく形成される部分は、切削加工等によって形成するか、別部品として取り付ける必要があるため、加工工数または組み付け工数が増加し、製造コストが高くなる。 The camshaft includes a shaft portion having a predetermined outer diameter and a cam portion formed to have a larger outer diameter than the shaft portion. In addition to the cam portion, the camshaft is associated with other members located in the vicinity. The outer surface of the shaft, such as a thrust flange for restricting axial movement by combining them, or a signal rotor provided for detecting the rotation angle of the camshaft and having a groove that can be detected by the cam angle sensor, etc. It has a part formed larger than the diameter dimension. The portion formed larger than the outer diameter of the shaft portion needs to be formed by cutting or the like, or attached as a separate part. Therefore, the number of processing steps or assembly steps increases, and the manufacturing cost increases.
本発明の目的とするところは、摩擦圧接によって各シャフト部材を接合する際に生じる突出部を他の用途として利用することにより製造コストの低減を図ることのできるカムシャフト及びカムシャフトの製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a camshaft and a camshaft manufacturing method capable of reducing the manufacturing cost by utilizing a protrusion generated when joining each shaft member by friction welding as another application. It is to provide.
本発明は、前記目的を達成するために、複数のシャフト部材を摩擦圧接法によって軸方向に接合することにより形成されたカムシャフトにおいて、各シャフト部材を摩擦圧接法によって接合する際に隣り合うシャフト部材との接合部の外周部に周方向に亘って生じる突出部の軸方向両側を平面状に形成することにより、円板形状のフランジ部を設けている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a camshaft formed by joining a plurality of shaft members in the axial direction by a friction welding method, and adjacent shafts when the shaft members are joined by a friction welding method. The disk-shaped flange part is provided by forming the both sides of the axial direction of the protrusion part which arises over the circumferential direction in the outer peripheral part of the junction part with a member in planar shape.
また、複数のシャフト部材を摩擦圧接法によって軸方向に接合することにより形成され、軸方向所定箇所の外周部に円板形状のフランジ部を有するカムシャフトの製造方法であって、各シャフト部材を摩擦圧接法によって接合する際に隣り合うシャフト部材との接合部の外周部に周方向に亘って生じる突出部の軸方向両端を平面状に加工することにより前記フランジ部を形成している。 A method of manufacturing a camshaft formed by joining a plurality of shaft members in the axial direction by a friction welding method and having a disc-shaped flange portion on an outer peripheral portion of a predetermined axial direction, wherein each shaft member is The flange portion is formed by processing both ends in the axial direction of the projecting portion generated in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the joint portion with the adjacent shaft member when joining by the friction welding method.
これにより、突出部の軸方向両側が平面状に形成されることによって円板形状のフランジ部が設けられることから、突出部が他の用途に利用可能となる。 Thereby, since the disk-shaped flange part is provided by forming the axial direction both sides of a protrusion part in planar shape, a protrusion part can be utilized for another use.
本発明によれば、従来、利用されないか、あるいは削り取っていた突出部を簡単な加工によって他の用途に利用することができるので、他の用途のために別途部材を取り付けたりシャフト部材を加工したりする必要はなく、製造コストの低減を図ることが可能となる。 According to the present invention, since the protrusions that have not been used or have been cut off can be used for other purposes by simple processing, a member is separately attached or a shaft member is processed for other purposes. It is not necessary to reduce the manufacturing cost.
図1乃至図4は、本発明の一実施形態を示すものである。 1 to 4 show an embodiment of the present invention.
このカムシャフトは、内燃機関のシリンダヘッドに回転自在に支持され、タイミングチェーン等を介してクランクシャフトの回転力が伝達されるようになっており、回転運動を直線運動に変換して吸気バルブ及び排気バルブを開閉させるためものである。カムシャフトは、中空円筒形状の部材からなるシャフト部材としてのシャフト本体1の一端と、一端がフランジによって閉鎖されたシャフト本体1と同一外径の中空円筒形状の部材からなるシャフト部材としてのエンドピース2の他端とが摩擦圧接法によって接合されている。シャフト本体1は、円筒形状のシャフト部1aと、シャフト部1aの軸方向所定位置にシャフト部1aの外周部よりも径方向外側に張り出すように設けられ、例えば断面楕円形状に形成されたカム部1bとを有している。
The camshaft is rotatably supported by the cylinder head of the internal combustion engine, and the rotational force of the crankshaft is transmitted via a timing chain or the like. This is for opening and closing the exhaust valve. The camshaft has one end of a
摩擦圧接法とは、図2に示すように、接合する部材(ここでは、シャフト本体1とエンドピース2)を互いに擦り合わせることにより摩擦熱を発生させて互いの部材を軟化させ、図3に示すように、互いに押し合う方向に圧力を加えることにより2部材を接合する方法である。摩擦圧接法によってシャフト本体1とエンドピース2を結合すると、シャフト本体1の一端とエンドピース2の他端との接合部には、図3に示すように、シャフト本体1の一端の部材及びエンドピース2の他端の部材が周方向に亘って径方向外側及び内側にそれぞれ突出する突出部3が形成される。
As shown in FIG. 2, the friction welding method means that frictional heat is generated by rubbing the members to be joined (here, the shaft
径方向外側に位置する突出部3は、図4に示すように、軸方向両側を工具Tによって平面状に形成することにより円板形状のフランジ部3aに加工される。
As shown in FIG. 4, the projecting
以上のように構成されたカムシャフトは、フランジ部3aが図1中の一点鎖線で示すシリンダヘッドカバー4に形成されたスラスト受け溝4aにフランジ部3aが係合することにより、カムシャフト自体の軸方向の移動が規制されるようになっている。
The camshaft configured as described above is configured such that the
このように、本実施形態のカムシャフトによれば、摩擦圧接法によってシャフト本体1とエンドピース2との接合部の外周部に周方向に亘って生じる突出部3の軸方向両側を平面状に形成することにより円板形状のフランジ部3aを設けたので、従来、利用されないか、あるいは削り取っていた突出部3を簡単な加工によって他の用途に利用することができ、他の用途のために別途部材を取り付けたりシャフト本体1またはエンドピース2を加工したりする必要はなく、製造コストの低減を図ることが可能となる。
As described above, according to the camshaft of the present embodiment, both axial sides of the projecting
また、フランジ部3aを、シリンダヘッドカバー4に形成されたスラスト受け溝4aと係合することによりカムシャフト自体の軸方向の移動を規制するために用いたので、フランジ部3aによってカムシャフトの軸方向の移動を確実に規制することが可能となる。
Further, since the
図5及び図6は、本発明の他の実施形態を示すものである。尚、前記実施形態と同様の構成部分については同一の符号を付して示す。 5 and 6 show another embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected and shown about the component similar to the said embodiment.
このカムシャフトは、フランジ部3aの径方向外周部が切削加工等によって軸方向に平滑な円柱状に形成され、更に、フランジ部3aの径方向外周部に、カム角センサ5によって検出可能な検出溝3bが軸方向に延びるように設けられている。カム角センサ5は、磁気の変化を電圧信号に変換可能な周知のセンサである。
This camshaft is formed in a cylindrical shape in which the radially outer peripheral portion of the
以上のように構成されたカムシャフトおいて、カムシャフトと共にフランジ部3aが回転すると、図6に示すように、突出部3の近傍に設けられたカム角センサ5によってフランジ部3aの外周部に設けられた検出溝3bが検知され、カムシャフトの回転角度が検出される。
In the camshaft configured as described above, when the
このように、本実施形態のカムシャフトによれば、前記実施形態と同様に、突出部3を簡単な加工によって他の用途に利用することができ、他の用途のために別途部材を取り付けたりシャフト本体1またはエンドピース2を加工したりする必要はなく、製造コストの低減を図ることが可能となる。
As described above, according to the camshaft of the present embodiment, similarly to the above-described embodiment, the protruding
また、フランジ部3aに、軸方向に延びるように設けられ、カム角センサ5によって検出可能な検出溝3bを設けたので、簡単な加工によってフランジ部3aをシグナルロータとして用いることができる。
Further, since the
尚、前記実施形態では、シャフト本体1及びエンドピース2を、それぞれ中空円筒状としたものを示したが、中実の部材をシャフト本体1及びエンドピース2としても同様に、摩擦圧接法によって接合部に生じる突出部3を他の用途に利用することができる。
In the above-described embodiment, the
1…シャフト本体、2…エンドピース、3…突出部、3a…フランジ部、3b…検出溝、4…シリンダヘッドカバー、4a…スラスト受け溝。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
各シャフト部材を摩擦圧接法によって接合する際に隣り合うシャフト部材との接合部の外周部に周方向に亘って生じる突出部の軸方向両側を平面状に形成することにより、円板形状のフランジ部を設けた
ことを特徴とするカムシャフト。 In a camshaft formed by joining a plurality of shaft members in the axial direction by a friction welding method,
When the shaft members are joined by the friction welding method, the axially opposite sides of the projecting portion generated in the circumferential direction are formed in a flat shape on the outer peripheral portion of the joint portion with the adjacent shaft member. A camshaft characterized by having a portion.
ことを特徴とする請求項1記載のカムシャフト。 The camshaft according to claim 1, wherein the flange portion is used to restrict axial movement of the camshaft itself by engaging with another member located in the vicinity thereof.
ことを特徴とする請求項1記載のカムシャフト。 The camshaft according to claim 1, wherein a detection groove for detecting a rotation angle provided to extend in the axial direction is provided on a radially outer peripheral portion of the flange portion.
各シャフト部材を摩擦圧接法によって接合する際に隣り合うシャフト部材との接合部の外周部に周方向に亘って生じる突出部の軸方向両側を平面状に加工することにより前記フランジ部を形成する
ことを特徴とするカムシャフトの製造方法。 A method of manufacturing a camshaft formed by joining a plurality of shaft members in the axial direction by a friction welding method, and having a disc-shaped flange portion on an outer peripheral portion of a predetermined portion in the axial direction,
When the shaft members are joined by the friction welding method, the flange portion is formed by processing both sides in the axial direction of the protruding portion generated in the circumferential direction on the outer peripheral portion of the joint portion with the adjacent shaft member into a flat shape. A manufacturing method of a camshaft characterized by the above.
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