JPH05288014A - カムシャフト - Google Patents
カムシャフトInfo
- Publication number
- JPH05288014A JPH05288014A JP4091376A JP9137692A JPH05288014A JP H05288014 A JPH05288014 A JP H05288014A JP 4091376 A JP4091376 A JP 4091376A JP 9137692 A JP9137692 A JP 9137692A JP H05288014 A JPH05288014 A JP H05288014A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shaft
- piece
- cam
- shaft hole
- inner piece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/02—Valve drive
- F01L1/04—Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
- F01L1/047—Camshafts
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】焼結合金製カムピースと鋼管製シャフトから組
立てるカムシャフトであって、組立て加工コストが安
く、かつカムピースが組立中及び使用中において割れな
いものを提供する。 【構成】焼結合金製カムピース１の内周面に鋼製インナ
ーピース２を拡散結合し、そのインナーピースの軸孔２
０に鋼管製シャフト３を挿入して一体結合してなるカム
シャフトにおいて、インナーピース２をシャフト３と同
質又は軟質な鋼製とし、軸孔２０に大径部２１と小径部
２２を設け、インナーピース軸孔２０とシャフト３が拡
管により一体結合した。
立てるカムシャフトであって、組立て加工コストが安
く、かつカムピースが組立中及び使用中において割れな
いものを提供する。 【構成】焼結合金製カムピース１の内周面に鋼製インナ
ーピース２を拡散結合し、そのインナーピースの軸孔２
０に鋼管製シャフト３を挿入して一体結合してなるカム
シャフトにおいて、インナーピース２をシャフト３と同
質又は軟質な鋼製とし、軸孔２０に大径部２１と小径部
２２を設け、インナーピース軸孔２０とシャフト３が拡
管により一体結合した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は焼結合金製のカムピース
と鋼管製のシャフトを一体に結合した組立てカムシャフ
トの改良に関するものである。
と鋼管製のシャフトを一体に結合した組立てカムシャフ
トの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】強度に優れた鋼管製のシャフトと耐摩耗
性に優れた焼結合金製のカムピース等からなる組立てカ
ムシャフトは、鋳造又は熱間鍛造による一体カムシャフ
トに比べると軽量、耐摩耗性の点で有利であるが、焼結
合金製カムピースと鋼製シャフトの結合方法により一長
一短があった。ろう付けや液相焼結による結合方法は、
熱処理工程においてシャフトの熱歪による曲がりが大き
く、被削性のよくないカムピースの仕上げ研磨代が大き
くなり、生産性を低下させるという問題があった。
性に優れた焼結合金製のカムピース等からなる組立てカ
ムシャフトは、鋳造又は熱間鍛造による一体カムシャフ
トに比べると軽量、耐摩耗性の点で有利であるが、焼結
合金製カムピースと鋼製シャフトの結合方法により一長
一短があった。ろう付けや液相焼結による結合方法は、
熱処理工程においてシャフトの熱歪による曲がりが大き
く、被削性のよくないカムピースの仕上げ研磨代が大き
くなり、生産性を低下させるという問題があった。
【０００３】シャフトにパイプを使用して、拡管結合す
る方法が、特公昭５６−５０６号において提案された
が、パイプをカムピースに強固に取付けるためには、パ
イプを５％以上の割合で拡管する必要があり、これに伴
いカムピースの軸孔径の拡大を強いられ、円周方向に引
張り応力が作用する。特に、カムピースが伸びの小さい
焼結合金材のみからなる場合、カムピースは高強度のも
のでないと、組立時に割れることが多く、たとえ組立時
に割れなくても、使用中に高トルク負荷がかかると割れ
ることが多い。しかし、高強度の焼結合金製カムピース
は材料と加工のコストが著しく高くなる。又、カムピー
スが耐摩耗性に実績のある液相焼結合金製の場合、シャ
フト組付け前の焼結により、カムピースが５〜７％程度
収縮するため、焼結後、カムピース軸孔を後加工しない
と内径精度を維持することができないが、この後加工に
はかなりの工数を要する。
る方法が、特公昭５６−５０６号において提案された
が、パイプをカムピースに強固に取付けるためには、パ
イプを５％以上の割合で拡管する必要があり、これに伴
いカムピースの軸孔径の拡大を強いられ、円周方向に引
張り応力が作用する。特に、カムピースが伸びの小さい
焼結合金材のみからなる場合、カムピースは高強度のも
のでないと、組立時に割れることが多く、たとえ組立時
に割れなくても、使用中に高トルク負荷がかかると割れ
ることが多い。しかし、高強度の焼結合金製カムピース
は材料と加工のコストが著しく高くなる。又、カムピー
スが耐摩耗性に実績のある液相焼結合金製の場合、シャ
フト組付け前の焼結により、カムピースが５〜７％程度
収縮するため、焼結後、カムピース軸孔を後加工しない
と内径精度を維持することができないが、この後加工に
はかなりの工数を要する。
【０００４】圧粉成形した焼結合金をそれと同幅の鋼製
パイプに嵌合して焼結することにより複合カムピースを
製作し、そのカムピースをシャフトに焼き嵌めしてカム
シャフトに組立てる方法が、特開３−２７５９０７号に
おいて提案されている。このカムピースの軸孔は鋼製パ
イプ材であるから、軸孔の加工は比較的容易であるが、
カムピースを加熱して１個ずつシャフトに焼き嵌めする
ため、組立に多くの時間と工数を要するという問題があ
る。
パイプに嵌合して焼結することにより複合カムピースを
製作し、そのカムピースをシャフトに焼き嵌めしてカム
シャフトに組立てる方法が、特開３−２７５９０７号に
おいて提案されている。このカムピースの軸孔は鋼製パ
イプ材であるから、軸孔の加工は比較的容易であるが、
カムピースを加熱して１個ずつシャフトに焼き嵌めする
ため、組立に多くの時間と工数を要するという問題があ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは、耐摩耗性に実績のある液相焼結合金製カムピー
スと鋼管シャフトを一体結合してなる組立てカムシャフ
トであって、カムピースが高強度の焼結合金材でなくて
も割れるおそれがなく、又、焼結後に軸孔内径を仕上加
工する必要もなく、複数のカムピースを一度にシャフト
に一体固着することができるものを提供することにあ
る。
解決するためになされたものであり、その目的とすると
ころは、耐摩耗性に実績のある液相焼結合金製カムピー
スと鋼管シャフトを一体結合してなる組立てカムシャフ
トであって、カムピースが高強度の焼結合金材でなくて
も割れるおそれがなく、又、焼結後に軸孔内径を仕上加
工する必要もなく、複数のカムピースを一度にシャフト
に一体固着することができるものを提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明が採用する手段は、焼結合金製のカムピース
と、鋼管製のシャフトを一体に結合してなるカムシャフ
トにおいて、カムピースの軸孔内周面にシャフトと同質
又は異質の鋼製インナーピースを拡散結合し、そのイン
ナーピースの軸孔に大径部と小径部を設け、そのインナ
ーピース軸孔にシャフトを挿入して拡管することによ
り、カムピースをシャフトに固着したことにある。シャ
フトの拡管は公知の方法、例えば流体圧によるバルジ成
形法、固体を挿入する圧入法によって行う。大径部と小
径部を備えた軸孔として、軸孔を６角ないし１２角の正
多角形に形成することができる。
め、本発明が採用する手段は、焼結合金製のカムピース
と、鋼管製のシャフトを一体に結合してなるカムシャフ
トにおいて、カムピースの軸孔内周面にシャフトと同質
又は異質の鋼製インナーピースを拡散結合し、そのイン
ナーピースの軸孔に大径部と小径部を設け、そのインナ
ーピース軸孔にシャフトを挿入して拡管することによ
り、カムピースをシャフトに固着したことにある。シャ
フトの拡管は公知の方法、例えば流体圧によるバルジ成
形法、固体を挿入する圧入法によって行う。大径部と小
径部を備えた軸孔として、軸孔を６角ないし１２角の正
多角形に形成することができる。
【０００７】
【作用】焼結合金製カムピースの内周面にインナーピー
スを焼結により拡散結合するが、インナーピスは鋼管製
シャフトと同質又は軟質であるから、焼結合金製カムピ
ースに比べると低炭素である。したがって、この拡散結
合は炭素濃度差が大きいため高い信頼性を有する。又、
焼結によってインナーピースの軸孔が変形するおそれは
ないから、インナーピース軸孔に設けた大径部と小径部
を焼結後に仕上加工を施して内径精度を維持する必要は
ない。鋼管製シャフトを拡管すると、シャフトはインナ
ーピース軸孔壁面に沿って変形し、インナーピース軸孔
の内周大径部に相応する外周大径部と内周小径部に相応
する外周小径部を形成する。インナーピースとシャフト
は鋼製であるから、拡管による結合は容易であり、拡管
形成圧又は圧入圧は比較的小さくてよい。このようにし
て組立てたカムシャフトは、焼結合金製のカムピースを
長いシャフトに直接焼結しないため、焼結用の大きな炉
設備は不要であり、シャフトの熱処理による強度低下も
生じない。又、カムピースをシャフトに圧入するときの
応力も、使用中のトルクによる応力も、焼結材のカムピ
ースではなく、インナーピースに作用するので、シャフ
トの拡管時又は高トルク負荷時にカムピースが割れるお
それはない。
スを焼結により拡散結合するが、インナーピスは鋼管製
シャフトと同質又は軟質であるから、焼結合金製カムピ
ースに比べると低炭素である。したがって、この拡散結
合は炭素濃度差が大きいため高い信頼性を有する。又、
焼結によってインナーピースの軸孔が変形するおそれは
ないから、インナーピース軸孔に設けた大径部と小径部
を焼結後に仕上加工を施して内径精度を維持する必要は
ない。鋼管製シャフトを拡管すると、シャフトはインナ
ーピース軸孔壁面に沿って変形し、インナーピース軸孔
の内周大径部に相応する外周大径部と内周小径部に相応
する外周小径部を形成する。インナーピースとシャフト
は鋼製であるから、拡管による結合は容易であり、拡管
形成圧又は圧入圧は比較的小さくてよい。このようにし
て組立てたカムシャフトは、焼結合金製のカムピースを
長いシャフトに直接焼結しないため、焼結用の大きな炉
設備は不要であり、シャフトの熱処理による強度低下も
生じない。又、カムピースをシャフトに圧入するときの
応力も、使用中のトルクによる応力も、焼結材のカムピ
ースではなく、インナーピースに作用するので、シャフ
トの拡管時又は高トルク負荷時にカムピースが割れるお
それはない。
【０００８】
【実施例】本発明のカムシャフトを図面に示す実施例に
基づいて説明する。図１及び図２に示すように、カムプ
ロフィールを規定する焼結合金製のカムピース１の内周
面に低炭素鋼製のインナーピース２を液相焼結によって
拡散結合する。インナーピース２は正１０角形の軸孔２
０を持つ。この軸孔の直径方向に相対する二辺間の距離
Ｄ２が軸孔２０の小径部２、相対する２頂角間の距離Ｄ
３が軸孔２０の大径部２１となる。カムピース１の内周
面は液相焼結により収縮してインナーピース２の外周面
に拡散結合し、その内径はＤ４となる。低炭素鋼製イン
ナーピースは非焼結材であり、焼結の前後において軸孔
２０の形状も内径精度も不変である。この拡散結合は炭
素濃度差が大きいため高い信頼性を持ち、カムピース１
が液相焼結材であっても、焼結によってインナーピース
２の軸孔２０の変形は生じないから、焼結後に、軸孔２
０に仕上加工を施して内径精度を維持する必要はない。
基づいて説明する。図１及び図２に示すように、カムプ
ロフィールを規定する焼結合金製のカムピース１の内周
面に低炭素鋼製のインナーピース２を液相焼結によって
拡散結合する。インナーピース２は正１０角形の軸孔２
０を持つ。この軸孔の直径方向に相対する二辺間の距離
Ｄ２が軸孔２０の小径部２、相対する２頂角間の距離Ｄ
３が軸孔２０の大径部２１となる。カムピース１の内周
面は液相焼結により収縮してインナーピース２の外周面
に拡散結合し、その内径はＤ４となる。低炭素鋼製イン
ナーピースは非焼結材であり、焼結の前後において軸孔
２０の形状も内径精度も不変である。この拡散結合は炭
素濃度差が大きいため高い信頼性を持ち、カムピース１
が液相焼結材であっても、焼結によってインナーピース
２の軸孔２０の変形は生じないから、焼結後に、軸孔２
０に仕上加工を施して内径精度を維持する必要はない。
【０００９】図３及び図４に示すように、軸孔２０と断
面外形が同一又はそれよりも小さい寸法の鋼管製の中空
シャフト３を軸孔２０に嵌挿して拡管する。インナーピ
ース２は硬度がシャフト３の外周面と同一か又は軟かく
なるように調質してあるから、中空シャフト３に高圧流
体を充填して半径方向に膨出させるバルジ成形法、又は
中空部よりも大形断面の固体を圧入して半径方向に膨出
させる圧入法によってシャフト３を拡管すると、インナ
ーピース２の大径部２１、小径部２２の凹凸に合わせて
シャフト３の外周が変形して食い込み、インナーピース
２すなわちカムピース１とシャフト３が強固に結合す
る。インナーピース２と中空シャフト３は鋼製であるか
ら、拡管による結合が容易であり、拡管形成圧又は圧入
圧は比較的小さくてよい。又、シャフト拡管時の応力も
使用時のトルクによる応力も、焼結合金材のカムピース
１ではなく、インナーピース２によって受けるから、シ
ャフト拡管時にも、高トルク負荷時にもカムピース１が
割れるおそれはない。
面外形が同一又はそれよりも小さい寸法の鋼管製の中空
シャフト３を軸孔２０に嵌挿して拡管する。インナーピ
ース２は硬度がシャフト３の外周面と同一か又は軟かく
なるように調質してあるから、中空シャフト３に高圧流
体を充填して半径方向に膨出させるバルジ成形法、又は
中空部よりも大形断面の固体を圧入して半径方向に膨出
させる圧入法によってシャフト３を拡管すると、インナ
ーピース２の大径部２１、小径部２２の凹凸に合わせて
シャフト３の外周が変形して食い込み、インナーピース
２すなわちカムピース１とシャフト３が強固に結合す
る。インナーピース２と中空シャフト３は鋼製であるか
ら、拡管による結合が容易であり、拡管形成圧又は圧入
圧は比較的小さくてよい。又、シャフト拡管時の応力も
使用時のトルクによる応力も、焼結合金材のカムピース
１ではなく、インナーピース２によって受けるから、シ
ャフト拡管時にも、高トルク負荷時にもカムピース１が
割れるおそれはない。
【００１０】実施例の軸孔は１０角形であるが、軸孔は
１０角形に限る必要ななく、その他の多角形にすること
も、内歯状にすることも可能である。又、シャフト３を
インナーピースより軟質にした場合は、拡管形成圧又は
圧入圧はさらに小さくなる。
１０角形に限る必要ななく、その他の多角形にすること
も、内歯状にすることも可能である。又、シャフト３を
インナーピースより軟質にした場合は、拡管形成圧又は
圧入圧はさらに小さくなる。
【００１１】
【発明の効果】上記のとおり、本発明のカムシャフト
は、従来の焼焼結合金製カムピースに直接鋼管製シャフ
トを嵌挿して拡管してなるカムシャフトや、焼結合金製
カムピースにインナーピースを焼結結合し、そのインナ
ーピースにシャフトを焼きばめしてなるカムシャフトと
は異なり、焼結合金製カムピースにインナーピースを拡
散結合し、そのインナーピースの軸孔に鋼管製シャフト
を嵌挿して拡管結合したものであって、そのインナーピ
ースはシャフトと同質又は異質の鋼製であり、その軸孔
は大径部と小径部を有するから、次のような優れた効果
を奏する。１．シャフトを薄肉パイプ状として軽量化が
可能である。２．カムピースが収縮の大きな液相焼結合
材であっても、焼結後の軸孔内径の仕上加工は不要であ
る。３．シャフト拡管時及び使用中の高トルク負荷時の
カムピース割れを防止することができる。
は、従来の焼焼結合金製カムピースに直接鋼管製シャフ
トを嵌挿して拡管してなるカムシャフトや、焼結合金製
カムピースにインナーピースを焼結結合し、そのインナ
ーピースにシャフトを焼きばめしてなるカムシャフトと
は異なり、焼結合金製カムピースにインナーピースを拡
散結合し、そのインナーピースの軸孔に鋼管製シャフト
を嵌挿して拡管結合したものであって、そのインナーピ
ースはシャフトと同質又は異質の鋼製であり、その軸孔
は大径部と小径部を有するから、次のような優れた効果
を奏する。１．シャフトを薄肉パイプ状として軽量化が
可能である。２．カムピースが収縮の大きな液相焼結合
材であっても、焼結後の軸孔内径の仕上加工は不要であ
る。３．シャフト拡管時及び使用中の高トルク負荷時の
カムピース割れを防止することができる。
【図１】は本発明の一実施例のカムピースの正面図、
【図２】は図１のカムピースの側断面図、
【図３】は図１のカムピースを備えたカムシャフトの断
面図、
面図、
【図４】は図３のカムシャフトの要部縦断面図、
１：カムピース、２：インナーピース、３：シャフト、
２０：軸孔、２１：大径部、２２：小径部
２０：軸孔、２１：大径部、２２：小径部
Claims (1)
- 【請求項１】焼結合金製のカムピース（１）の内周面に
インナーピース（２）を拡散結合し、前記インナーピー
スの軸孔（２０）に鋼管製のシャフトを挿入して一体結
合してなるカムシャフトにおいて、前記インナーピース
（２）を前記シャフト（３）と同質又は異質の鋼製と
し、前記軸孔（２０）に大径部（２１）と小径部（２
２）を設け、インナーピース軸孔２０とシャフト３が拡
管により一体結合したことを特徴とするカムシャフト。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4091376A JPH05288014A (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | カムシャフト |
| KR1019930005383A KR970007388B1 (ko) | 1992-04-13 | 1993-03-31 | 캠 샤프트 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4091376A JPH05288014A (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | カムシャフト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05288014A true JPH05288014A (ja) | 1993-11-02 |
Family
ID=14024659
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4091376A Pending JPH05288014A (ja) | 1992-04-13 | 1992-04-13 | カムシャフト |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05288014A (ja) |
| KR (1) | KR970007388B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010059912A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Toyota Motor Corp | 組立カムシャフト、カムロブおよび組立カムシャフトの組立方法 |
-
1992
- 1992-04-13 JP JP4091376A patent/JPH05288014A/ja active Pending
-
1993
- 1993-03-31 KR KR1019930005383A patent/KR970007388B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010059912A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Toyota Motor Corp | 組立カムシャフト、カムロブおよび組立カムシャフトの組立方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930021996A (ko) | 1993-11-23 |
| KR970007388B1 (ko) | 1997-05-08 |
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