JPH03275908A - カムシャフト及びその製造方法 - Google Patents
カムシャフト及びその製造方法Info
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- JPH03275908A JPH03275908A JP7851790A JP7851790A JPH03275908A JP H03275908 A JPH03275908 A JP H03275908A JP 7851790 A JP7851790 A JP 7851790A JP 7851790 A JP7851790 A JP 7851790A JP H03275908 A JPH03275908 A JP H03275908A
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
- B23P2700/02—Camshafts
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〕
本発明は、カムシャフト及びその製造方法に関し、特に
合金粉末製カムノーズ部をリング部に焼結接合してなる
カムピースとシャフト部材とからなる。
合金粉末製カムノーズ部をリング部に焼結接合してなる
カムピースとシャフト部材とからなる。
近年、自動車用エンジンの高出力化・低燃費化にともな
い、エンジンの動弁系においては、カムシャフトの軽量
化・耐摩耗性の向上が要請されている。
い、エンジンの動弁系においては、カムシャフトの軽量
化・耐摩耗性の向上が要請されている。
そのため、カムシャフトを中空化して軽量化する技術、
カムシャフトを中空状シャフト部材とカムピースとを複
合化して製作する技術が普及しつつある。上記カムシャ
フトのシャフト部材としては、軽量なアルミニウム合金
製のシャフト部材の採用が考えられ、カムシャフトの摩
擦摺動部であるカムピースとしては、例えばクロムモリ
ブデン鋼などの耐摩耗性合金材料を切削加工してなるカ
ムヒースが一般に採用されている。
カムシャフトを中空状シャフト部材とカムピースとを複
合化して製作する技術が普及しつつある。上記カムシャ
フトのシャフト部材としては、軽量なアルミニウム合金
製のシャフト部材の採用が考えられ、カムシャフトの摩
擦摺動部であるカムピースとしては、例えばクロムモリ
ブデン鋼などの耐摩耗性合金材料を切削加工してなるカ
ムヒースが一般に採用されている。
上記シャフト部材とカムピースを接合してカムシャフト
を製造する方法としては、シャフト部材を鋳造する際に
カムピースを一体的に鋳ぐるむ方法も考えられるが、特
開昭５８−３０５０９号公報に記載されているように、
カムピースをシャフト部材に焼き嵌めしてカムシャフト
を製造する方法も知られている。
を製造する方法としては、シャフト部材を鋳造する際に
カムピースを一体的に鋳ぐるむ方法も考えられるが、特
開昭５８−３０５０９号公報に記載されているように、
カムピースをシャフト部材に焼き嵌めしてカムシャフト
を製造する方法も知られている。
ところが、カムピースは特殊な形状のカム面を有しその
カム面を高精度に加工しなければならないため、耐摩耗
性合金材料を切削加工して製作すると、切削加工コスト
が高くなるという問題がある。
カム面を高精度に加工しなければならないため、耐摩耗
性合金材料を切削加工して製作すると、切削加工コスト
が高くなるという問題がある。
そこで、耐摩耗性合金粉末材料を用いてカムピースを粉
末成形しそれを焼結してカムピースを製作することが考
えられる。しかしながら、このカムピースをシャフト部
材に焼き嵌めすると、カムピースが収縮する時に、カム
ピースの靭性が低いため焼き嵌めに伴う大きなフープ応
力（周方向引張り応力）により割れやクランクが発生し
やすく、信頼性の高いカムシャフトを製造することがで
きないという問題がある。
末成形しそれを焼結してカムピースを製作することが考
えられる。しかしながら、このカムピースをシャフト部
材に焼き嵌めすると、カムピースが収縮する時に、カム
ピースの靭性が低いため焼き嵌めに伴う大きなフープ応
力（周方向引張り応力）により割れやクランクが発生し
やすく、信頼性の高いカムシャフトを製造することがで
きないという問題がある。
本発明の目的は、カムピースとシャフト部材とからなり
、カムピースのカムノーズ部が焼結合金で構成されたカ
ムシャフト及びその製造方法を提供することである。
、カムピースのカムノーズ部が焼結合金で構成されたカ
ムシャフト及びその製造方法を提供することである。
第１請求項に係るカムシャフトの製造方法は、４カムピ
ースをシャフト部材に焼き嵌めしてカムシャフトを製造
するカムシャフト製造方法であって、カムピースのノー
ズ部を耐摩耗性合金粉末材料を用いて粉末成形するとと
もにカムピースのリング部を高靭性の耐摩耗性合金材料
で形成し、上記リング部にノーズ部を焼結接合してカム
ピースを形成し、上記カムピースをシャフト部材に焼き
嵌めしてカムシャフトを製造するものである。
ースをシャフト部材に焼き嵌めしてカムシャフトを製造
するカムシャフト製造方法であって、カムピースのノー
ズ部を耐摩耗性合金粉末材料を用いて粉末成形するとと
もにカムピースのリング部を高靭性の耐摩耗性合金材料
で形成し、上記リング部にノーズ部を焼結接合してカム
ピースを形成し、上記カムピースをシャフト部材に焼き
嵌めしてカムシャフトを製造するものである。
第２請求項に係るカムシャフトは、カムピースをシャフ
ト部材に焼き嵌めしてなるカムシャフトであって、上記
カムピースは、耐摩耗性合金粉末材料を焼結してなるノ
ーズ部と、高靭性の耐摩耗性合金材料製のリング部とで
構成されたものである。
ト部材に焼き嵌めしてなるカムシャフトであって、上記
カムピースは、耐摩耗性合金粉末材料を焼結してなるノ
ーズ部と、高靭性の耐摩耗性合金材料製のリング部とで
構成されたものである。
〔作用］
第１請求項に係るカムシャフトの製造方法においては、
カムピースのノーズ部を耐摩耗性合金粉末材料を用いて
粉末成形するとともにカムピースのリング部を高靭性の
耐摩耗性合金材料で形成し、このリング部にノーズ部を
焼結接合してカムピースを形成するので、カムピースを
シャフト部材に焼き嵌めしたときに、カムピースに発生
する高いフープ応力は、高靭性のリング部で分担される
ので、カムピースにクランクが生じることがない。
カムピースのノーズ部を耐摩耗性合金粉末材料を用いて
粉末成形するとともにカムピースのリング部を高靭性の
耐摩耗性合金材料で形成し、このリング部にノーズ部を
焼結接合してカムピースを形成するので、カムピースを
シャフト部材に焼き嵌めしたときに、カムピースに発生
する高いフープ応力は、高靭性のリング部で分担される
ので、カムピースにクランクが生じることがない。
加えて、カムノーズ部は合金粉末を粉末成形して製作し
、それをリング部に焼結接合するので、カムピースを容
易・安価に製作することが出来る。
、それをリング部に焼結接合するので、カムピースを容
易・安価に製作することが出来る。
更に、カムシャフトの摩耗しゃすいノーズ部を耐摩耗性
合金材料で形成するので、耐摩耗性に優れるカムシャフ
トを製造することが出来る。
合金材料で形成するので、耐摩耗性に優れるカムシャフ
トを製造することが出来る。
第２請求項に係るカムシャフトにおいては、そのカムピ
ースのノーズ部が耐摩耗性合金粉末を焼結して形成され
そのリング部が高靭性の耐摩耗性合金材料製なので、靭
性及び耐摩耗性に優れる。
ースのノーズ部が耐摩耗性合金粉末を焼結して形成され
そのリング部が高靭性の耐摩耗性合金材料製なので、靭
性及び耐摩耗性に優れる。
（発明の効果〕
第１請求項に係るカムシャフトの製造方法によれば、以
上〔作用〕の項で説明したように、カムピースにクラッ
クを生しることなくシャフト部材に焼き嵌め出来ること
、耐摩耗性に優れたカムピースを容易・安価に製作出来
ること、耐摩耗性に優れたカムシャフトを製造出来るこ
となどの効果が得られる。
上〔作用〕の項で説明したように、カムピースにクラッ
クを生しることなくシャフト部材に焼き嵌め出来ること
、耐摩耗性に優れたカムピースを容易・安価に製作出来
ること、耐摩耗性に優れたカムシャフトを製造出来るこ
となどの効果が得られる。
第２請求項に係るカムシャフトによれば、そのカムピー
スのノーズ部が耐摩耗性合金材料で形成されリング部が
高靭性の耐摩耗性合金材料製なので、靭性及び耐摩耗性
に優れる。
スのノーズ部が耐摩耗性合金材料で形成されリング部が
高靭性の耐摩耗性合金材料製なので、靭性及び耐摩耗性
に優れる。
以下、本発明の実施例について図面に基いて説明する。
本実施例は、第１図に示すように自動車用の４気筒エン
ジンのカムシャフトＣの製造方法に本発明を適用したも
のである。
ジンのカムシャフトＣの製造方法に本発明を適用したも
のである。
先ず、上記カムシャフトＣについて簡単に説明すると、
上記カムシャフトＣは、中央部にジャーナル部材２を有
する中空のシャフト部材１と、シャフト部材１の４つの
所定部分の夫々にエンジンの各気筒に対応して設けられ
た１対のカムピース３と、シャフト部材ｌの両端部に夫
々装着されたジャーナル部材４などで構成されている。
上記カムシャフトＣは、中央部にジャーナル部材２を有
する中空のシャフト部材１と、シャフト部材１の４つの
所定部分の夫々にエンジンの各気筒に対応して設けられ
た１対のカムピース３と、シャフト部材ｌの両端部に夫
々装着されたジャーナル部材４などで構成されている。
次に、上記力ムシャフ＋−Ｃの製造方法について第２図
〜第７図を参照しながら説明する。
〜第７図を参照しながら説明する。
先ず、第２図に示すようにシャフト部材１を製作すると
ともに、シャフト部材１の製作と並行して第３図〜第６
図に示すようにカムピース３を製作した。
ともに、シャフト部材１の製作と並行して第３図〜第６
図に示すようにカムピース３を製作した。
シャフト部材１はアルミニウム合金（７０７５−Ｔ６）
を用いて鋳造した。シャフト部材１の軸心には、潤滑油
を流通させるための油路１ａを形成するとともに、クロ
ムモリブデン鋼製のジャーナル部材２を一体的に鋳ぐる
んだ。鋳造後、ジャーナル部材２を除くシャフト部材１
の外径を２６゜３５ｍに切削加工した。
を用いて鋳造した。シャフト部材１の軸心には、潤滑油
を流通させるための油路１ａを形成するとともに、クロ
ムモリブデン鋼製のジャーナル部材２を一体的に鋳ぐる
んだ。鋳造後、ジャーナル部材２を除くシャフト部材１
の外径を２６゜３５ｍに切削加工した。
各カムピース３の製作について説明すると、先ず、第３
図に示すように粉末底形用のダイ５と上下のポンチ７・
８とで形成される所定形状のキャビティ５ａに粉末粒度
２００メツシユないしこれよりも細かい粒度の耐摩耗性
合金粉末材料６を充填し、次に上下のポンチ７・８で耐
摩耗性合金粉末材料６を圧力５０００ｋｇ／ｃｆｆｌで
加圧圧縮することにより粉末成形し、第４図に示すよう
な均一な密度のカムピース３のノーズ部３ａを製作した
。
図に示すように粉末底形用のダイ５と上下のポンチ７・
８とで形成される所定形状のキャビティ５ａに粉末粒度
２００メツシユないしこれよりも細かい粒度の耐摩耗性
合金粉末材料６を充填し、次に上下のポンチ７・８で耐
摩耗性合金粉末材料６を圧力５０００ｋｇ／ｃｆｆｌで
加圧圧縮することにより粉末成形し、第４図に示すよう
な均一な密度のカムピース３のノーズ部３ａを製作した
。
上記耐摩耗性合金粉末材料６のｍ或は第工表の通りであ
る。
る。
第１表
単位：重量％
上記カムピース３のノーズ部３ａの製作と並行して、第
５図に示すように貫通孔３ｃを有するリング部３ｂを機
械加工により製作した。リング部３ｂの材料としては、
高靭性且つ耐摩耗性に優れる合金材料であるＳＣＭ４３
５（クロムモリブデンｗ４）を用いた。
５図に示すように貫通孔３ｃを有するリング部３ｂを機
械加工により製作した。リング部３ｂの材料としては、
高靭性且つ耐摩耗性に優れる合金材料であるＳＣＭ４３
５（クロムモリブデンｗ４）を用いた。
上記リング部３ｂの外径は３２ｍｍ、貫通孔径は２６ｍ
ｍ、幅は１７ｏとした。
ｍ、幅は１７ｏとした。
次に、上記リング部３ｂの外周部にノーズ部３ａを当接
させて配設し、その状態で略真空状態の焼結炉内に収容
し、その焼結炉内で１０８０６Ｃで３０分間焼結処理を
施し、その後焼結炉内で９００″′Ｃまで冷却し、その
後Ｎ２ガスを用いて焼入れ処理を施した０次に、Ｎ２ガ
スを用いて５６０°Ｃで１００分間焼戻し処理を施した
。
させて配設し、その状態で略真空状態の焼結炉内に収容
し、その焼結炉内で１０８０６Ｃで３０分間焼結処理を
施し、その後焼結炉内で９００″′Ｃまで冷却し、その
後Ｎ２ガスを用いて焼入れ処理を施した０次に、Ｎ２ガ
スを用いて５６０°Ｃで１００分間焼戻し処理を施した
。
このようにして、第６図に示すようにリング部３ｂにノ
ーズ部３ａが焼結結合されたカムピース３を８つ製作し
た。
ーズ部３ａが焼結結合されたカムピース３を８つ製作し
た。
このように耐摩耗性合金粉末材料６を用いて粉末成形し
、リング部３ｂにノーズ部３ａを焼結接合することによ
り、靭性と耐摩耗性に優れるカムピース３を比較的簡単
かつ安価に製作することが出来た。
、リング部３ｂにノーズ部３ａを焼結接合することによ
り、靭性と耐摩耗性に優れるカムピース３を比較的簡単
かつ安価に製作することが出来た。
次に、上記各カムピース３の貫通孔３ｃの内径を２６．
３０ｍｍに切削加工し、その後各カムピース３を５００
’Ｃで５分間加熱して膨張させ、次に第７図に示すよう
に各カムピース３をシャフト部材１の各端部から挿入し
て所定位置に所定の姿勢となるように配置し、その状態
で各カムピース３を大気中で冷却してシャフト部材１に
焼き嵌めした。
３０ｍｍに切削加工し、その後各カムピース３を５００
’Ｃで５分間加熱して膨張させ、次に第７図に示すよう
に各カムピース３をシャフト部材１の各端部から挿入し
て所定位置に所定の姿勢となるように配置し、その状態
で各カムピース３を大気中で冷却してシャフト部材１に
焼き嵌めした。
上記各カムピース３が冷却後収縮したときに、カムピー
ス３に周方向の引張応力（フープ応力）が発生するが、
この引張応力は高靭性のＳＣＭ４３５からなるリング部
３ｂで分担されるため、カムピース３にクラックが発生
することがなく、カムピース３をシャフト部材１に強力
に接合される。
ス３に周方向の引張応力（フープ応力）が発生するが、
この引張応力は高靭性のＳＣＭ４３５からなるリング部
３ｂで分担されるため、カムピース３にクラックが発生
することがなく、カムピース３をシャフト部材１に強力
に接合される。
次に、カムピース３の焼き嵌め後、シャフト部材１の両
端部に夫々クロムモリブデン鋼製のジャーナル部材を焼
き嵌めにより外嵌固着し、その後研磨加工等の仕上加工
を施して靭性と耐摩耗性に優れるカムピース３を備えた
カムシャフトＣを得た。
端部に夫々クロムモリブデン鋼製のジャーナル部材を焼
き嵌めにより外嵌固着し、その後研磨加工等の仕上加工
を施して靭性と耐摩耗性に優れるカムピース３を備えた
カムシャフトＣを得た。
ここで、比較例について説明すると、カムピース３Ａを
耐摩耗性合金粉末材料６を用いてノーズ部３ａと同様に
粉末成形及び焼結如、理にご製作し７、次に第８図に示
すようにこのカムピース５Ａｏｔシヤフト部材１乙こ焼
き嵌めした。このとき、５カツ、ピース３Ａに発ノ４ニ
ジた引張応力によりカムビー８ス３Ａに割れ１０が生Ｌ
７、実用に耐える品質０）カムシャツ１を製作すること
が出来なかった。
耐摩耗性合金粉末材料６を用いてノーズ部３ａと同様に
粉末成形及び焼結如、理にご製作し７、次に第８図に示
すようにこのカムピース５Ａｏｔシヤフト部材１乙こ焼
き嵌めした。このとき、５カツ、ピース３Ａに発ノ４ニ
ジた引張応力によりカムビー８ス３Ａに割れ１０が生Ｌ
７、実用に耐える品質０）カムシャツ１を製作すること
が出来なかった。
尚、耐摩耗性合金粉末材料６としては、上記組成のもの
に限らず、これ以外の種々の組成の白ｌ摩耗性粉末合金
材利を用いても、よいし、リング部３ｂも高靭性の耐摩
耗性合金材料であればＳＣＭ４３５以外の合金網を用い
て製（’１４ ’、ζもよい。
に限らず、これ以外の種々の組成の白ｌ摩耗性粉末合金
材利を用いても、よいし、リング部３ｂも高靭性の耐摩
耗性合金材料であればＳＣＭ４３５以外の合金網を用い
て製（’１４ ’、ζもよい。
第１図〜第７図は本発明の実施例を示すもので、。
第１図はカムシャフトの斜視図、第２図は、シャフト部
材の部分斜視図、第３図は粉末成形用金型の部分断面図
、第４図はノース部の斜視図、第５図はリング部の斜視
図１、第６図はカムピースの斜視図、第７図はカムシャ
フトの部分斜視図、２第８図は比較例を示す第７図相当
図である。 Ｃ・・カムシャフト、 １・・シャフト部材、３・・
カムピース、 ３ａ・・ノーズ部、 ３ｂ・・リング部
、４６・・耐摩耗性合金粉末材料。 特許出動人 マツダ株式会社 広島゛フルミニラム１業株式会ネ１ 崗 第８ ／ 第 ３ 図 第 図
材の部分斜視図、第３図は粉末成形用金型の部分断面図
、第４図はノース部の斜視図、第５図はリング部の斜視
図１、第６図はカムピースの斜視図、第７図はカムシャ
フトの部分斜視図、２第８図は比較例を示す第７図相当
図である。 Ｃ・・カムシャフト、 １・・シャフト部材、３・・
カムピース、 ３ａ・・ノーズ部、 ３ｂ・・リング部
、４６・・耐摩耗性合金粉末材料。 特許出動人 マツダ株式会社 広島゛フルミニラム１業株式会ネ１ 崗 第８ ／ 第 ３ 図 第 図
Claims (2)
- （１）カムピースをシャフト部材に焼き嵌めしてカムシ
ャフトを製造するカムシャフト製造方法であって、 カムピースのノーズ部を耐摩耗性合金粉末材料を用いて
粉末成形するとともにカムピースのリング部を高靭性の
耐摩耗性合金材料で形成し、上記リング部にノーズ部を
焼結接合してカムピースを形成し、 上記カムピースをシャフト部材に焼き嵌めすることを特
徴とするカムシャフトの製造方法。 - （２）カムピースをシャフト部材に焼き嵌めしてなるカ
ムシャフトであって、 上記カムピースは、耐摩耗性合金粉末材料を焼結してな
るノーズ部と、高靭性の耐摩耗性合金材料製のリング部
とで構成されていることを特徴とするカムシャフト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7851790A JPH03275908A (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | カムシャフト及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7851790A JPH03275908A (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | カムシャフト及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03275908A true JPH03275908A (ja) | 1991-12-06 |
Family
ID=13664131
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7851790A Pending JPH03275908A (ja) | 1990-03-26 | 1990-03-26 | カムシャフト及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03275908A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6712872B2 (en) | 2000-01-06 | 2004-03-30 | Bleistahl-Produktions Gmbh | Powder metallurgy produced valve body and valve fitted with said valve body |
| EP2078829A1 (en) * | 2008-01-10 | 2009-07-15 | JTEKT Corporation | Camshaft apparatus |
| US7703429B2 (en) * | 2006-11-03 | 2010-04-27 | Magna Powertrain Ag & Co Kg | Balancing shaft unit |
| CN103261000A (zh) * | 2010-12-21 | 2013-08-21 | 蒂森克虏伯普利斯坦有限公司 | 用于无切削地将小齿轮轴或输入轴与助力转向机构的扭杆连接的方法 |
| JP2016511327A (ja) * | 2013-01-25 | 2016-04-14 | ゲーカーエン シンター メタルズ エンジニアリング ゲーエムベーハー | 回転翼型ポンプ用翼の製造方法、回転翼型ポンプ用翼、及び回転翼型ポンプ |
-
1990
- 1990-03-26 JP JP7851790A patent/JPH03275908A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6712872B2 (en) | 2000-01-06 | 2004-03-30 | Bleistahl-Produktions Gmbh | Powder metallurgy produced valve body and valve fitted with said valve body |
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