JPH0459485B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はエンジンのカムシヤフトにおけるシ
ヤフトおよびカムのような軸部材とこれに取付け
る嵌合部材との嵌合固定方法に関し、自動車の製
造や各種焼結部品の製造の分野で利用することが
できる。

従来技術 自動車エンジンのうち耐摩耗性の強く要求され
る部品が、焼結部品とされつつあることは周知の
通りであり、その一例として動弁機構におけるカ
ムを挙げることができる。この種のカムは、クラ
ンクシヤフトと同調して回転するシヤフトに取付
けられてエンジンに組込まれるが、そのカムが焼
結部品であることにより、シヤフトに取付けるに
あたつて以下に述べるような問題があつた。

すなわち、カムはその貫通孔にシヤフトを挿入
することにより、シヤフトに取付けるのが一般的
であるが、エンジンのバルブの開閉タイミングを
取るために、シヤフトに対する周方向での位置
（いわゆる位相）を正確にする必要があり、そこ
で従来、シヤフトの外面に軸線方向に沿うＶ溝を
形成するととも、カムにおける貫通孔の内面に突
起を形成しておき、これらＶ溝と突起とを係合さ
せることにより位相を決めるとともに周方向に対
して固定し、また軸線方向に対しては、シヤフト
の一部をかしめることにより固定する方法が採ら
れていた。しかしながらこのような方法では、周
方向および軸線方向の両方向に対してガタが生じ
その結果取付け精度が悪くなる場合が多く、しか
も前記Ｖ溝を加工する必要があるために、コスト
高となる問題がある。

これに対しカムに形成した貫通孔にシヤフトを
圧入することにより、カムをシヤフトに取付ける
方法が考えられ、このような方法によれば、ガタ
が生じることなく、しかも簡単にカムとシヤフト
とを固定することができる。しかしながら、カム
とシヤフトとを嵌合固定する場合、カムは予備焼
結を行なつた状態でシヤフトに嵌め合わせ、しか
る後に焼結処理を行なうのが通常であつて、嵌め
合わせる時点ではカムの寸法精度が悪いうえに強
度が不十分であるから、シヤフトの圧入による応
力でカムが割れたり、あるいは逆にシヤフトを押
入する貫通孔の内径が大きすぎてカムとシヤフト
とを相互に固定し得ない場合が生じる問題があつ
た。

発明の目的 この発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
で、カム等嵌合部材の破断などの不都合を生じる
ことなく、しかも簡単かつ高精度に軸部材と嵌合
部材とを嵌合固定することのできる方法を提供す
ることを目的とするものである。

発明の構成 この発明は、圧粉体を予備焼結した軸部材を圧
粉体を予備焼結した嵌合部材に形成した貫通孔に
挿入して軸部材と嵌合部材とを嵌合固定するにあ
たり、前記貫通孔の内径を前記軸部材の外径より
わずか大きく形成しておくとともに、前記貫通孔
の内周面側もしくは軸部材の外周面側のいずれか
一方の一箇所に、容易に変形する金属製軟質材か
らなる突起部を設けておき、その突起部を変形さ
せつつ前記軸部材を貫通孔に圧入することによ
り、軸部材を突起部の変形応力によつて前記貫通
孔の内周面に押圧して密着させるよう嵌合部材に
対して仮固定し、ついで本焼結を行つて前記軸部
材と嵌合部材とを拡散接合によつて固定すること
を特徴とするものである。

実施例 以下この発明をカムとシヤフトとを嵌合固定す
る場合を例に採つて説明する。第１図および第２
図は粉末原料を圧縮成形しかつ予備焼結して得た
中間製品としてのカム１を示し、カム１には、そ
の基礎円の中心を中心とした所定半径Ｄの貫通孔
２が形成され、その貫通孔２の内周部のうち半径
方向での肉厚が最も厚い個所に突起部３が設けら
れている。すなわち薄肉の中空ピン４が貫通孔２
の軸線方向に向けてカム１に埋め込まれるととも
に、その外周面の一部が前記貫通孔２の内周側へ
突出しており、その突出した部分が突起部３を形
成している。したがつて貫通孔２の内径が突起部
３を設けた部分で局部的にわずか小さくなつてい
る。

なお、突起部３を形成する中空ピン４は、容易
に変形するよう、軟鋼あるいは純鉄焼結材などの
軟質材からなるものであり、またカム１への埋設
は、粉末原料を圧縮成形する際に中空ピン４を圧
縮成形型内に配置しておく方法、あるいは圧粉成
形体に中空ピン４を組付けて予備焼結することに
より固定する方法のいずれによつても行なうこと
ができる。

他方、前記カム１を取付けるシヤフト５は、圧
粉成形体を予備焼結してなるものであつて、その
外径ｄが前記貫通孔２の内径Ｄよりわずか小さ
く、かつ前記突起部３を設けた個所の内径より大
きく設定されており、したがつて突起部３が圧入
代Ｃを形成している。

上記のように形成したカム１とシヤフト５とを
組付けるには、先ず両者の位相すなわち周方向で
の相対位置を決めた状態でほぼ同一軸線上に配置
し、その状態でシヤフト５を前記貫通孔２内に圧
入する。その場合、突起部３がその突出量に応じ
た圧入代Ｃを形成しており、また突起部３が軟質
材からなる中空ピン４によつて形成されているか
ら、シヤフト５をカム１における貫通孔２に挿入
することにより、突起部３が第３図および第４図
に示すように変形する。その結果突起部３の変形
応力によつてカム１とシヤフト５が相互に仮固定
される。このように仮固定した状態で本焼結処理
することにより、カム１とシヤフト５とを拡散接
合により強固に固定することができる。

したがつて上記の方法では、突起部３を形成す
る中空ピン４の材質、肉厚、突出量を適宜に設定
して変形に要する荷重を、本焼結処理以前のカム
１が破断する荷重以下に設定することにより、カ
ム１が割れるなどの不都合が生じることなく、し
かもカム１あるいはシヤフト５の寸法精度の良否
に拘わらず、カム１とシヤフト５とを嵌合固定す
ることができる。

なお、この発明の方法を実施するにあたつてカ
ム１における貫通孔２の内周側に形成する突起部
３は、上述した実施例における中空ピン４によら
ず、例えば第５図および第６図に示すように中実
ピン６によつて形成してもよい。その場合、変形
に要する力をある程度小さくするために、中実ピ
ン６を断面三角形状に形成し、かつその頂点（す
なわ稜線）の一つを貫通孔２の内周側へ突出させ
て突起部３とすることが好ましい。またこの発明
は、カム１とシヤフト５とを嵌合固定する場合に
限らず、その他の軸部材とこれに嵌め合わせるべ
き嵌合部材とを嵌合固定する場合にも適用するこ
とができる。さらに、この発明は突起部の変形力
によつて軸部材と嵌合部材とを仮固定するもので
あるから、突起部は嵌合部材に設ける代わりに軸
部材の外周部に設けてもよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の方法
は、軸部材を嵌合部材に形成した貫通孔に挿入し
て軸部材と嵌合部材とを嵌合固定するにあたり、
前記貫通孔の内径を軸部材の外径より若干大きく
形成しておくとともに、貫通孔の内面側もしくは
軸部材の外面側のいずれか一方に容易に変形する
軟質材からなる突起部を設けておき、その突起部
を変形させつつ前記軸部材を貫通孔に挿入するこ
とにより、軸部材を突起部の変形応力によつて嵌
合部材に対して仮固定するから、突起部の変形応
力を適宜に設定しておくことにより、嵌合部材に
過大な荷重がかかることがなく、また嵌合部材お
よび軸部材の寸法精度のバラつきを、突起部がそ
の変形として吸収し、したがつて嵌合部材の割れ
や嵌合部でのガタなどが生じることなく、軸部材
と嵌合部材とを嵌合固定することができる。すな
わち、この発生の方法によれば、軸線方向および
円周方向での固定精度が向上し、それに伴つて仕
上げ加工の際の取り代が減少し、材料歩留りや加
工能率が向上する。またこの発明では、周方向で
の位置すなわち位相を無段階に変えることができ
るから、カムとシヤフトとを嵌合固定する場合に
は、カムの位相変更が容易となり、その結果その
カムを組込んだ機器の性能の向上を図ることがで
きる。さらにこの発明の方法は、焼結部品を対象
とするものであつて、突起部を形成する軟質材を
金属製としたことにより、本焼結時にも軸部材が
貫通孔の内周面に密着した状態を維持でき、軸部
材と嵌合部材の間で拡散接合を生じさせる本焼結
を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示すためのものであつ
て、第１図は嵌合部材であるカムの正面図、第２
図はその縦断面図、第３図はカムと軸部材である
シヤフトとを仮固定した状態の正面図、第４図は
第３図の部の拡大図、第５図は他のカムの例を
示す正面図、第６図は第５図の部の拡大図であ
る。 １……カム、２……貫通孔、３……突起部、５
……シヤフト、Ｃ……圧入代、Ｄ……貫通孔の内
径、ｄ……シヤフトの外径。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧粉体を予備焼結した軸部材を圧粉体を予備
   焼結した嵌合部材に形成した貫通孔に挿入して軸
   部材と嵌合部材とを嵌合固定するにあたり、前記
   貫通孔の内径を前記軸部材の外径よりわずか大き
   く形成しておくとともに、前記貫通孔の内周面側
   もしくは軸部材の外周面側のいずれか一方の一箇
   所に、容易に変形する金属製軟質材からなる突起
   部を設けておき、その突起部を変形させつつ前記
   軸部材を貫通孔に圧入することにより、軸部材を
   突起部の変形応力によつて前記貫通孔の内周面に
   押圧して密着させるよう嵌合部材に対して仮固定
   し、ついで本焼結を行つて前記軸部材と嵌合部材
   とを拡散接合によつて固定することを特徴とする
   軸部材と嵌合部材との嵌合固定方法。