JPH051604Y2 - - Google Patents
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- JPH051604Y2 JPH051604Y2 JP7433786U JP7433786U JPH051604Y2 JP H051604 Y2 JPH051604 Y2 JP H051604Y2 JP 7433786 U JP7433786 U JP 7433786U JP 7433786 U JP7433786 U JP 7433786U JP H051604 Y2 JPH051604 Y2 JP H051604Y2
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Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は、異種材料を組合せて作られる機関用
組立カムシヤフトに関する。[Detailed Description of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an engine assembly camshaft made by combining different materials.
（従来の技術）
機関用のカムシヤフトは、伝統的にはFe鋳物
にて一体鋳造されていた。又、最近では、Fe系
焼結合金技術の進歩と共に焼結カムが実用化され
ている。(Prior Art) Camshafts for engines have traditionally been integrally cast using Fe castings. Furthermore, recently, sintered cams have been put into practical use along with advances in Fe-based sintered alloy technology.
更に近時においては、新材料としてフアインセ
ラミツクスが開発されている。 Furthermore, fine ceramics have recently been developed as new materials.
このフアインセラミツクスは、耐熱性、耐圧縮
性、耐摩耗性に優れ、かつ、軽量である性質を有
することから、機関用のカムプロフイル用材料と
して最適であり、これへの適用が注目されてきて
いる。 Fine ceramics has excellent heat resistance, compression resistance, wear resistance, and is lightweight, making it ideal as a material for engine cam profiles, and its application in this field is attracting attention. ing.
このフアインセラミツクスと通常の材料である
Fe系金属材料との結合は、溶接による結合が困
難なこと、又、熱膨張係数が大きく異なるため
に、高温部における嵌め合い結合には種々の問題
があることから、実用化されていないのが現状で
ある。 This fine ceramics and normal materials are
Bonding with Fe-based metal materials has not been put into practical use because it is difficult to bond by welding, and because the thermal expansion coefficients differ greatly, there are various problems in fitting and bonding in high-temperature parts. is the current situation.
この実用化を図るためには、嵌め合い結合によ
る外はないのであるが、その代表的なものとし
て、スプライン様嵌め合いを基本とし、これに更
に熱膨張差に対する特別な構造を組合せたものが
多い。 In order to put this into practical use, there is no choice but to use fitting connections, but a typical example is one that is based on a spline-like fitting and further combines this with a special structure to deal with the difference in thermal expansion. many.
例えば特開昭59−37214号公報に示されている
ものは、スプラインによる嵌め合せと、鋳込み時
の軽合金の凝固に際しての収縮効果の組合せによ
り結合するようにしたものである。 For example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-37214 discloses a structure in which connection is achieved by a combination of spline fitting and shrinkage effect during solidification of the light alloy during casting.
（考案が解決しようとする問題点）
本考案も広い概念では、スプライン様嵌め合い
を基本とするものであるが、フアインセラミツク
スの性質（熱膨張係数が小さいこと、圧縮強度が
大きいこと、曲げ力が弱いこと）を技術的に応用
解決し、かつ、製作し易い形状構造にて、その上
に安価なカムシヤフトを得んとするものである。(Problems to be solved by the invention) Broadly speaking, the invention is based on spline-like fitting, but it also takes into account the properties of fine ceramics (low coefficient of thermal expansion, high compressive strength, bending strength, etc.). The aim is to technically solve the problem (the force is weak), and to obtain an inexpensive camshaft with a shape and structure that is easy to manufacture.
（問題を解決するための手段）
上記問題を解決するために本考案は、カムシヤ
フトの母材として厚肉パイプを使用する。そし
て、この厚肉パイプの外周面に、カムを位置決め
するための位置決め用溝を、厚肉パイプの中心に
対して対称の位置に設ける。又この位置決め用溝
で位置決めされたカムの厚肉部に当る所にキー溝
を設ける。更に、厚肉パイプの肉を貫通するよう
に注湯孔を設ける。このようにして厚肉パイプに
位置決め用溝、キー溝及び注湯孔を設けてカムシ
ヤフト母材となす。(Means for solving the problem) In order to solve the above problem, the present invention uses a thick-walled pipe as the base material of the camshaft. Positioning grooves for positioning the cam are provided on the outer circumferential surface of the thick-walled pipe at positions symmetrical to the center of the thick-walled pipe. Also, a keyway is provided at a location corresponding to the thick wall portion of the cam that is positioned by this positioning groove. Furthermore, a pouring hole is provided to penetrate the wall of the thick-walled pipe. In this way, a positioning groove, a keyway, and a pouring hole are provided in the thick-walled pipe to form a camshaft base material.
一方カムプロフイル部材は、上記厚肉パイプの
カムシヤフト母材の外径よりも微少量大きい内径
を有し、カムシヤフト母材に設けた位置決め用溝
に嵌合する位置決め用突起及びキー溝に対応した
位置にキーウエイが形成される。 On the other hand, the cam profile member has an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the camshaft base material of the thick-walled pipe, and has a position corresponding to the positioning protrusion and key groove that fit into the positioning groove provided in the camshaft base material. A keyway is formed.
そして、上記カムプロフイル部材の材料をフア
インセラミツクスとし、カムシヤフト母材の材料
をFe系材とし、カムシヤフト母材とカムプロフ
イル部材との間の隙間及びカムシヤフト母材の内
部への充填材をＡ軽合金又は、耐熱性樹脂とし
たものである。 The material of the cam profile member is fine ceramics, the material of the camshaft base material is an Fe-based material, and the filler material in the gap between the camshaft base material and the cam profile member and inside the camshaft base material is A light. It is made of alloy or heat-resistant resin.
（作用）
以上のように構成することにより、カムシヤフ
ト母材に対するカムプロフイル部材の位置決め
は、カムプロフイル部材に設けた突出部を圧縮す
るようにして位置決めする。そして回転トルク
は、Fe系材料から成るカムシヤフト母材に設け
られるキーによつて受けるようにし、位置決め部
に回転トルクが働かない。(Function) With the above configuration, the cam profile member is positioned with respect to the camshaft base material by compressing the protrusion provided on the cam profile member. The rotational torque is received by a key provided on the camshaft base material made of Fe-based material, so that the rotational torque does not act on the positioning portion.
又、カムプロフイル部材の内径をカムシヤフト
母材の外径より微少量大きくして、カムプロフイ
ル部材とカムシヤフト母材との間の〓間に注湯孔
を通してＡ軽合金又は耐熱樹脂を充填し一体化
することができる。 Also, the inner diameter of the cam profile member is made slightly larger than the outer diameter of the camshaft base material, and A light alloy or heat-resistant resin is filled through the pouring hole between the cam profile member and the camshaft base material to integrate them. can do.
（実施例）
以下本考案の一実施例について詳細に説明す
る。第１図において、カムシヤフト母材１は、
Fe系の厚肉の管である。このカムシヤフト母材
１には、位置決め用溝２、注湯孔３及びキー溝４
が設けられている。第２図において５はフアイン
セラミツクスを材料とするカムプロフイル部材で
あり、このカムプロフイル部材５には、カムシヤ
フト母材１に設けられた位置決め用溝２に嵌合す
るように位置決め用突起６及びキー溝４に対応す
る位置にキーウエイ７が設けられている。このキ
ーウエイ７は、カムプロフイル部材５の厚肉部８
に設けられている。(Example) An example of the present invention will be described in detail below. In FIG. 1, the camshaft base material 1 is
It is a thick-walled Fe-based tube. This camshaft base material 1 includes a positioning groove 2, a pouring hole 3, and a keyway 4.
is provided. In FIG. 2, reference numeral 5 denotes a cam profile member made of fine ceramics, and the cam profile member 5 has a positioning protrusion 6 and a positioning projection 6 that fits into a positioning groove 2 provided in the camshaft base material 1. A keyway 7 is provided at a position corresponding to the keyway 4. This keyway 7 is a thick wall portion 8 of the cam profile member 5.
It is set in.
上記位置決め用溝２又は位置決め用突起６は、
第４図及び第５図に示すように、カムシヤフト母
材１の中心Ｇに対して対称の位置に設けられてい
る。本実施例では、位置決め用溝２は３ケであ
る。その内の１個は、キーウエイ７に対して中心
Ｇを挟み対称の位置になつている。又、位置決め
用溝２の巾寸法E1と位置決め用突起６の巾寸法
E2との関係は、温度差嵌め合い（焼ばめ、冷し
ばめ）になつている。又キー溝４及びキーウエイ
７の巾Ｗは、キーに対して通常の嵌め合いになつ
ている。 The positioning groove 2 or positioning protrusion 6 is
As shown in FIGS. 4 and 5, they are provided at symmetrical positions with respect to the center G of the camshaft base material 1. In this embodiment, there are three positioning grooves 2. One of them is positioned symmetrically with respect to the keyway 7 with the center G in between. In addition, the width dimension E1 of the positioning groove 2 and the width dimension of the positioning protrusion 6
The relationship with E 2 is a temperature difference fit (shrink fit, cold fit). Further, the width W of the keyway 4 and the keyway 7 is such that it fits normally into the key.
又、カムシヤフト母材１の外径寸法Ｄとカムプ
ロフイル部材５の内径ｄとの寸法関係は、Ｄ＝ｄ
−2eの関係にあり、第３図に示すように、組合さ
れたとき、両者間にｅの〓間ができるようになつ
ている。 Further, the dimensional relationship between the outer diameter dimension D of the camshaft base material 1 and the inner diameter d of the cam profile member 5 is D=d
-2e, and as shown in FIG. 3, when combined, there is a gap of e between them.
又、位置決め用溝２の深さと位置決め用突起６
の高さとの関係は、第３図に示すようにΔχの〓
間ができるように決められている。１０は、充填
材であり、次のようにして充填される。第７図に
示すように、充填材１０は、型枠１２を用いてカ
ムシヤフト母材１の内側に流し込まれる。流し込
まれた充填材１０は、第３図に示すように、カム
シヤフト母材１の内部に充填された後に、注湯孔
３を通つて〓間ｅに充填される。これによつて、
カムシヤフト母材１とカムプロフイル部材５とは
一体になる。その後長穴中ぐりドリルにて油穴１
２を形成する。 Also, the depth of the positioning groove 2 and the positioning protrusion 6
The relationship with the height of Δχ is as shown in Figure 3.
It has been decided that there will be enough time. 10 is a filler, which is filled in the following manner. As shown in FIG. 7, the filler 10 is poured into the inside of the camshaft base material 1 using a mold 12. As shown in FIG. As shown in FIG. 3, the poured filler 10 is filled into the inside of the camshaft base material 1, and then passed through the pouring hole 3 and filled into the gap e. By this,
The camshaft base material 1 and the cam profile member 5 are integrated. Then, use a long hole boring drill to drill the oil hole 1.
form 2.
この充填材１０は、Ａ系軽合金または耐熱性
樹脂（例えば、エポキシ、ポリイミド、ポリアミ
ドイミド等）であり、カムシヤフト母材１のFe
系材及びカムプロフイル部材５の材料フアインセ
ラミツクスよりも低融点である。 This filler 10 is an A-based light alloy or a heat-resistant resin (for example, epoxy, polyimide, polyamideimide, etc.), and is
It has a lower melting point than the fine ceramics, which is the material of the cam profile member 5.
第６図は他の実施例であり、第１図乃至第５図
に示した実施例と異る点は、位置決め用突起６
（位置決め用溝２）がカムシヤフト母材１の中心
に対して対称の位置に４個設けられていることで
ある。もう一点は、注湯孔３′がキー溝４の所に
重ねて設けられ、その注湯孔３′の直径は、キー
溝巾よりも大きくなつていることである。他の部
分は、すべて第１図乃至第５図に示した実施例と
同一であり、同一符号をもつて示したので、その
説明は省略する。 FIG. 6 shows another embodiment, and the difference from the embodiment shown in FIGS. 1 to 5 is that the positioning protrusion 6
Four (positioning grooves 2) are provided at symmetrical positions with respect to the center of the camshaft base material 1. Another point is that the pouring hole 3' is provided overlapping the keyway 4, and the diameter of the pouring hole 3' is larger than the width of the keyway. All other parts are the same as those in the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, and are denoted by the same reference numerals, so a description thereof will be omitted.
以上のように構成した２つの実施例の作用につ
いて次に説明する。先ず加工について説明する
と、カムシヤフト母材１は、厚肉管をそのまま使
用するので、その外表面の加工は不要である。 The operation of the two embodiments configured as described above will be explained next. First, processing will be explained. Since the camshaft base material 1 is a thick-walled tube that is used as it is, there is no need to process its outer surface.
従つて、加工部分は、位置決め用溝２とキー溝
４が、嵌め合公差に合せて加工される。注湯孔３
は、単なるドリル孔でよく加工精度は要求されな
い。又、カムシヤフト母材１の材質はFe系材で
あるので、切削性がよく、その加工は容易であ
る。次にカムプロフイル部材５の位置決め用突起
６は、対称の位置に設けられているので、第５図
に示すように、砥石１１を一点鎖線で示すように
移動させることにより、相対称の位置にある位置
決め用突起６の面同志が、同一平面になるように
高精度に仕上げられる。これは、第６図に示す実
施例の場合も同様であり、加工に要する砥石１１
の位置合せ作業が省略され、その分だけ、加工工
数が少なくてすむ。 Therefore, in the processed portion, the positioning groove 2 and the keyway 4 are processed in accordance with the fitting tolerance. Pouring hole 3
is simply a drilled hole and does not require high machining accuracy. In addition, since the material of the camshaft base material 1 is an Fe-based material, it has good machinability and is easy to process. Next, since the positioning protrusions 6 of the cam profile member 5 are provided at symmetrical positions, as shown in FIG. The surfaces of a certain positioning protrusion 6 are finished with high precision so that they are flush with each other. This is the same in the case of the embodiment shown in FIG.
positioning work is omitted, and the number of machining steps can be reduced accordingly.
次に、カムシヤフト母材１とカムプロフイル部
材５との間の位置決めは、位置決め用溝２と位置
決め用突起６の温度差嵌め合いにより行なわれ
る。この温度差嵌め合いは、位置決め用溝２によ
つて、位置決め用突起６の平行２面を圧縮するよ
うにして嵌め合される。フアインセラミツクス
は、圧縮力に対し、強いという性質を利用したも
のである。又、フアインセラミツクスは、他の材
料（カムシヤフト母材１及び充填材１０）に比し
て熱膨張係数が小さいという性質がある。充填材
１０は溶湯状態で〓間ｅに充填され、凝固する際
にいくらか収縮する。カムシヤフトを使用中は、
高温雰囲気内にあるので、カムシヤフト母材１及
び充填材１０は、その熱に応じて熱膨張する。こ
の熱膨張は、〓間ｅに充填された充填材１０の上
記凝固時の収縮量及びΔχの〓間によつて許容さ
れ、〓間ｅにあつては、充填材が多少圧縮された
状態で、又、位置決め用溝２と位置決め用突起６
との間の嵌合は最初の温度差嵌め合いがある程度
緩められた状態で、その密な嵌合状態を保持す
る。これにより、カムシヤフト母材１とカムプロ
フイル部材５とは、運転時において一体的に結合
され、固有振動数特性の問題は発生しない。 Next, positioning between the camshaft base material 1 and the cam profile member 5 is performed by fitting the positioning groove 2 and the positioning projection 6 with a temperature difference. In this temperature difference fitting, two parallel surfaces of the positioning protrusion 6 are compressed by the positioning groove 2 . Fine ceramics utilizes the property of being strong against compressive force. Further, fine ceramics has a property of having a smaller coefficient of thermal expansion than other materials (camshaft base material 1 and filler 10). The filler 10 is filled in the gap e in a molten state, and shrinks somewhat when solidified. While using the camshaft,
Since they are in a high-temperature atmosphere, the camshaft base material 1 and the filler material 10 thermally expand in response to the heat. This thermal expansion is allowed by the shrinkage amount and Δχ of the filler 10 filled in the gap e during solidification, and in the gap e, the filler is slightly compressed. , Also, the positioning groove 2 and the positioning protrusion 6
The tight fit is maintained with the initial temperature difference fit loosened to some extent. As a result, the camshaft base material 1 and the cam profile member 5 are integrally coupled during operation, and problems with natural frequency characteristics do not occur.
次に、回転トルクの伝達は、第３図及び第６図
に示すキー９により行なわれる。又キー９は、カ
ムプロフイル部材５の厚肉部８に設けられている
ので、カムプロフイル部材５に働く剪断力に対す
る強度は充分であり、強度上問題はない。又、回
転トルクは、キー９にて受けることにより、位置
決め用突起６には、剪断力は働かない。 Next, the rotational torque is transmitted by the key 9 shown in FIGS. 3 and 6. Further, since the key 9 is provided in the thick wall portion 8 of the cam profile member 5, the key 9 has sufficient strength against the shearing force acting on the cam profile member 5, and there is no problem in terms of strength. Furthermore, since the rotational torque is received by the key 9, no shearing force is applied to the positioning protrusion 6.
（考案の効果）
以上詳述した通り、本考案にかかる機関用組立
カムシヤフトによれば、カムシヤフト母材として
Fe系の厚肉管を用い、カムプロフイル部材にフ
アインセラミツクス材を用いて位置決め用溝と位
置決め用突起を嵌め合せて、位置決め用突起を圧
縮して位置決めするようにしたこと、及び、〓間
ｅを設け、ここに充填材を充填したことの相乗効
果により、カムシヤフト母材とカムプロフイル部
材とを一体的に結合することができた。(Effect of the invention) As detailed above, according to the engine assembly camshaft according to the invention, the camshaft base material
A thick-walled Fe-based tube is used, a fine ceramic material is used for the cam profile member, the positioning groove and the positioning protrusion are fitted together, and the positioning protrusion is compressed for positioning. The camshaft base material and the cam profile member could be integrally connected due to the synergistic effect of providing the filler and filling the filler.
又、カムプロフイル部材に設けた位置決め用突
起をカムシヤフトの中心に対して対称の位置に設
けたので、加工に要する工数が少なくなり、又、
カムシヤフト母材とカムプロフイル部材との嵌め
合せにしたので、これらを個所に製産することが
できるので、大量生産性に適しており、生産性を
大巾に向上することができた。 In addition, since the positioning protrusion provided on the cam profile member is provided in a symmetrical position with respect to the center of the camshaft, the number of man-hours required for machining is reduced.
Since the camshaft base material and the cam profile member are fitted together, they can be manufactured in one place, making it suitable for mass production and greatly improving productivity.
又、回転トルクは、キーによつて受けるよう
に、位置決め用突起は、位置決めにのみ寄与させ
るようにしたので、カムシヤフト母材に対するカ
ムの位置精度が確実となり、かつ、回転トルクに
対する強度上の信頼性が向上され、上記生産性の
向上による低価格化と性能及び信頼性の向上によ
り、その製品価値を向上させることができる。 In addition, since the rotational torque is received by the key and the positioning protrusion is made to contribute only to positioning, the positioning accuracy of the cam relative to the camshaft base material is ensured, and the strength is reliable against rotational torque. The product value can be improved by lowering the price and improving performance and reliability due to the improved productivity.
第１図乃至第７図は、本考案の一実施例を示す
図であり、第１図は、カムシヤフト母材の斜視
図、第２図はカムプロフイル部材の斜視図、第３
図は、カムシヤフト母材にカムプロフイル部材を
組込んだ状態を示す縦断面図、第４図はカムシヤ
フト母材の縦断面図、第５図は、カムプロフイル
部材の正面図及びその加工状態を示す図、第６図
は、位置決め用突起を４個設けた場合の他の実施
例であつて、カムシヤフト母材にカムプロフイル
部材を組合せた状態を示す縦断面図、第７図は注
湯情況を示す斜視図である。
１……カムシヤフト母材、２……位置決め用
溝、３……注湯孔、４……キー溝、５……カムプ
ロフイル部材、６……位置決め用突起、７……キ
ーウエイ、８……厚肉部、１０……充填材。
1 to 7 are views showing one embodiment of the present invention, in which FIG. 1 is a perspective view of a camshaft base material, FIG. 2 is a perspective view of a cam profile member, and FIG.
The figure is a longitudinal sectional view showing the cam profile member assembled into the camshaft base material, Figure 4 is a longitudinal sectional view of the camshaft base material, and Figure 5 is a front view of the cam profile member and its processing state. Figures 6 and 6 are longitudinal cross-sectional views showing a state in which a cam profile member is assembled to a camshaft base material in another embodiment in which four positioning protrusions are provided, and Figure 7 shows a state in which the molten metal is poured. FIG. 1...Camshaft base material, 2...Positioning groove, 3...Pouring hole, 4...Key groove, 5...Cam profile member, 6...Positioning protrusion, 7...Keyway, 8...Thickness Meat part, 10...Filling material.
Claims (1)
その外周上に設けられたカムの位置決めをするた
めの位置決め用溝、この位置決め用溝で位置決め
されたカムの厚肉部に当る所に位置して設けられ
たキー溝及び厚肉パイプの肉を貫通して設けた注
湯孔を有するカムシヤフト母材と、該カムシヤフ
ト母材の厚肉パイプの外径よりも微少量大きい内
径を有し前記カムシヤフト母材に設けた位置決め
用溝に嵌合する位置決め用突起及びキー溝に対応
した位置に設けられたキーウエイを有するカムプ
ロフイル部材とから成り、該カムプロフイル部材
の材料をフアインセラミツクスとし、前記カムシ
ヤフト母材の材料をFe系とし、カムシヤフト母
材とカムプロフイル部材との間の〓間及びカムシ
ヤフト母材の内部への充填材がＡ軽合金又は耐
熱性樹脂であることを特徴とする機関用組立カム
シヤフト。 A positioning groove for positioning the cam, which is symmetrical with respect to the center of the thick-walled pipe and is provided on the outer circumference of the pipe; a position corresponding to the thick-walled part of the cam positioned by this positioning groove. A camshaft base material having a keyway provided as a keyway and a pouring hole provided through the flesh of the thick-walled pipe, and the camshaft base material having an inner diameter slightly larger than the outer diameter of the thick-walled pipe. It consists of a cam profile member having a positioning protrusion that fits into a positioning groove provided in a camshaft base material and a keyway provided at a position corresponding to the key groove, the material of the cam profile member being fine ceramics, and the above-mentioned For engines, characterized in that the material of the camshaft base material is Fe-based, and the filling material between the camshaft base material and the cam profile member and inside the camshaft base material is A light alloy or heat-resistant resin. Assembly camshaft.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7433786U JPH051604Y2 (en) | 1986-05-17 | 1986-05-17 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7433786U JPH051604Y2 (en) | 1986-05-17 | 1986-05-17 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62185805U JPS62185805U (en) | 1987-11-26 |
| JPH051604Y2 true JPH051604Y2 (en) | 1993-01-18 |
Family
ID=30919459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7433786U Expired - Lifetime JPH051604Y2 (en) | 1986-05-17 | 1986-05-17 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH051604Y2 (en) |
-
1986
- 1986-05-17 JP JP7433786U patent/JPH051604Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62185805U (en) | 1987-11-26 |
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