JPH0586815A - Manufacture of composite camshaft - Google Patents

Manufacture of composite camshaft

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Publication number
JPH0586815A
JPH0586815A JP24565191A JP24565191A JPH0586815A JP H0586815 A JPH0586815 A JP H0586815A JP 24565191 A JP24565191 A JP 24565191A JP 24565191 A JP24565191 A JP 24565191A JP H0586815 A JPH0586815 A JP H0586815A
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JP
Japan
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cam
cam piece
piece
camshaft
shaft
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Application number
JP24565191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Sakate
宣夫 坂手
Katsuya Ouchi
勝哉 大内
Yoshifumi Yamamoto
義史 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
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Publication of JPH0586815A publication Critical patent/JPH0586815A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent a clearance from being formed between cam pieces and a shaft so as to provide a method for manufacturing a composite camshaft where the cam pieces can be firmly connected to the shaft. CONSTITUTION:A plurality of cam pieces 7 each provided with a projection and a through hole 8 having a tapered shape in the cam axial direction and having abrasion resistance, and a mold CB provided with a cavity 5 having a shape corresponding to a shape of a camshaft are manufactured. The cam pieces 7 are housed in predetermined positions inside the cavity 5 of the mold CB. The cavity 5 is filled with a molten aluminum alloy, and the camshaft where the cam piece 7 is inserted is cast. A pressure is applied to the cam piece 7 in the cam axial direction in such a manner as to enlarge the tapered shape of the through hole 8. The cam pieces 7 should be preferably caulked in a shaft in the vicinity of the end surface of the cam piece 7 as viewed in the cam axial direction.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、複合カムシャフトの製
造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a composite camshaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、自動車においては走行性能を高め
るために、エンジンの高出力化(高性能化)と軽量化とが
求められている。そして、エンジンの高出力化を図るた
め、動弁系においては、DOHC(ダブル・オーバーヘ
ッド・カム)機構、多弁吸排気機構、可変バルブ機構等
が多用されているが、かかる動弁系では、カムシャフト
の本数が増え、その構造が大型化・複雑化する。また、
近年エンジンの高出力化を図るために気筒数(排気量)が
増える傾向にあるが、6気筒以上では全長を短縮するた
めにV型エンジンが多く用いられ、この場合カムシャフ
トの本数がさらに増加し、動弁系がさらに大型化する。
このため、一般に、高出力化が図られたエンジンでは、
動弁系の重量が大きくなり、これがエンジンの軽量化の
妨げになるといった問題がある。
2. Description of the Related Art In recent years, in automobiles, in order to improve running performance, higher output (higher performance) and lighter weight of engine are required. In order to increase the output of the engine, a DOHC (double overhead cam) mechanism, a multi-valve intake / exhaust mechanism, a variable valve mechanism, etc. are often used in the valve operating system. The number of shafts increases, and the structure becomes larger and more complicated. Also,
In recent years, the number of cylinders (displacement amount) tends to increase in order to achieve higher engine output, but with 6 or more cylinders, V-type engines are often used to shorten the overall length, and in this case the number of camshafts increases further. However, the valve train becomes even larger.
For this reason, in general, in an engine designed for high output,
There is a problem that the weight of the valve train becomes large, which hinders the weight reduction of the engine.

【0003】これに対処するため、例えば、シャフト部
をガンドリル等を用いて軸線方向に穴あけし、シャフト
部を中空化することによって軽量化を図ったカムシャフ
ト、あるいは鋳造時に中子を用いて鋳抜きによりシャフ
ト部を中空化したカムシャフトが提案されている。ま
た、鋼製あるいは焼結合金製のカムピースを、ろう付
け、バルジかしめ、塑性結合等により鋼管(パイプシャ
フト)と結合させることによって、同様の効果を得るよ
うにしたカムシャフトが提案されている。しかしなが
ら、シャフト部の中空化により軽量化を図ったこれらの
カムシャフトでは、カムシャフト全体が鉄系材料で形成
されるため、その軽量化には限界がある。
In order to cope with this, for example, a shaft is bored in the axial direction using a gun drill or the like, and the shaft is hollow so that the weight of the cam shaft is reduced, or a core is used for casting. A camshaft has been proposed in which the shaft portion is hollowed out. Further, there has been proposed a camshaft which obtains a similar effect by connecting a cam piece made of steel or a sintered alloy to a steel pipe (pipe shaft) by brazing, bulging caulking, plastic joining or the like. However, in these camshafts whose weight is reduced by making the shaft portion hollow, the weight reduction is limited because the entire camshaft is made of an iron-based material.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】そこで、カム摺動面ま
わりのみ耐摩耗性の高い材料で形成し、その他の部分を
軽量のアルミ合金で形成したカムシャフト、例えば鉄系
材料で形成されたカムピースをアルミ合金で鋳ぐるんだ
複合カムシャフトが提案されている(例えば、特開昭5
8−121354号公報参照)。かかるカムシャフトに
おいては、カム部では、カム摺動面(カム外周部)まわり
のみが鉄系材料(カムピース)で形成され、これより内側
のシャフト部はアルミ合金で形成される。しかしなが
ら、この場合、アルミ合金の熱膨張率が鉄系材料の熱膨
張率に比べて非常に大きいので、鋳ぐるみ後冷却時に熱
膨張差によって、カムピースとシャフト部との間に間隙
が生じてしまい、これによってカムピースとシャフト部
との結合強度が低くなり、カムシャフトの耐久性が低く
なるといった問題がある。
Therefore, a cam shaft is formed of a material having high wear resistance only around the sliding surface of the cam and the other portion is formed of a lightweight aluminum alloy, for example, a cam piece formed of an iron material. A composite camshaft made by casting aluminum with an aluminum alloy has been proposed (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. Sho 5).
No. 8-121354). In such a cam shaft, in the cam portion, only around the cam sliding surface (cam outer peripheral portion) is formed of an iron-based material (cam piece), and the shaft portion inside thereof is formed of an aluminum alloy. However, in this case, the coefficient of thermal expansion of the aluminum alloy is much higher than the coefficient of thermal expansion of the iron-based material, and therefore a gap is generated between the cam piece and the shaft portion due to the difference in the coefficient of thermal expansion during cooling after the casting. As a result, there is a problem that the coupling strength between the cam piece and the shaft portion becomes low, and the durability of the cam shaft becomes low.

【0005】これを改善するため、カムピースの内周面
に凹凸部を形成し、カムピースとシャフト部との間の結
合強度を高めるようにしたカムシャフト製造方法が提案
されている(例えば、特開昭56−39356号公報参
照)。しかしながら、かかる製造方法によっても、依然
シャフト部の収縮量が大きいので、カムピースとシャフ
ト部との間に間隙が生じるのを有効に防止することがで
きない。本発明は、上記従来の問題点を解決するために
なされたものであって、耐摩耗性材料からなるカムピー
スをアルミ合金で鋳ぐるむようにした複合カムシャフト
の製造方法において、カムピースとシャフト部との間に
間隙が生じるのを防止して、カムピースとシャフト部と
を強固に結合させることができる複合カムシャフトの製
造方法を提供することを目的とする。
In order to improve this, there has been proposed a camshaft manufacturing method in which a concavo-convex portion is formed on the inner peripheral surface of the cam piece so as to increase the coupling strength between the cam piece and the shaft portion (see, for example, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2000-242242). (See JP-A-56-39356). However, even with such a manufacturing method, the amount of shrinkage of the shaft portion is still large, so that it is not possible to effectively prevent the formation of a gap between the cam piece and the shaft portion. The present invention has been made in order to solve the above-mentioned conventional problems, in a method for manufacturing a composite camshaft, in which a cam piece made of a wear-resistant material is cast with an aluminum alloy, a cam piece and a shaft portion are formed. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a composite camshaft, which can prevent a gap from being generated between the cam piece and the shaft portion, and can firmly bond the cam piece and the shaft portion.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達するた
め、第1の発明は、内側に突出する凸部が設けられると
ともにカム軸線方向にテーパ形状をなす貫通孔が形成さ
れた、耐摩耗性を有する複数のカムピースと、該カムピ
ースを収容することができかつカムシャフト形状に対応
する形状をなすキャビティ部を備えた成形型とを製作
し、次に各カムピースを成形型のキャビティ内の所定の
位置に配置した上でキャビティ部にアルミ合金溶湯を充
填してカムピースを鋳ぐるんだカムシャフトを鋳造し、
この後各カムピースをカム軸線方向において貫通孔のテ
ーパ形状が広がる向きに加圧するようにしたことを特徴
とする複合カムシャフトの製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a wear resistance in which a convex portion projecting inward is provided and a through hole having a taper shape is formed in a cam axis direction. And a plurality of cam pieces having a plurality of cam pieces and a molding die having a cavity portion capable of accommodating the cam pieces and having a shape corresponding to the shape of the cam shaft are manufactured. After arranging it in the position, fill the cavity with molten aluminum alloy and cast the cam piece, casting the cam shaft,
After that, each cam piece is pressed in such a direction that the tapered shape of the through hole expands in the cam axis direction, and a method for manufacturing a composite cam shaft is provided.

【0007】第2の発明は、第1の発明にかかる複合カ
ムシャフトの製造方法において、各カムピースを貫通孔
のテーパ形状が広がる向きに加圧した後、カム軸線方向
にみてカムピース端面に近接するシャフト部にかしめ加
工を施すようにしたことを特徴とする複合カムシャフト
の製造方法を提供する。
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a composite camshaft according to the first aspect, after pressing each cam piece in such a direction that the tapered shape of the through hole expands, the cam piece is close to the end surface of the cam piece when viewed in the cam axis direction. Provided is a method for manufacturing a composite camshaft, characterized in that the shaft portion is crimped.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を具体的に説明する。
本発明にかかるカムシャフト製造方法では、基本的に
は、成形型内にカムピースとジャーナルピースとを配置
した上で、成形型のキャビティ部にアルミ合金溶湯を注
湯し、カムピースとジャーナルピースとをアルミ合金で
鋳ぐるむことによって、カムシャフトを製造するように
している。図1に示すように、カムシャフトS(図3参
照)の製造に用いられる成形型CBは上側金型1と下側
金型2とからなり、両金型1,2が所定の位置関係で組
み付けられたときには、上側金型1の型面3(下面)と下
側金型2の型面4(上面)との間に、カムシャフトSの形
状に対応する形状をなすキャビティ部5が画成されるよ
うになっている。ここで、上側金型1の型面3には、複
数のカムピース収容部3aと複数のジャーナルピース収
容部3bとが形成されている。また、下側金型2の型面
4にも、複数のカムピース収容部4aと複数のジャーナ
ルピース収容部4bとが形成されている。
EXAMPLES Examples of the present invention will be specifically described below.
In the camshaft manufacturing method according to the present invention, basically, after arranging the cam piece and the journal piece in the molding die, the molten aluminum alloy is poured into the cavity of the molding die to form the cam piece and the journal piece. The camshaft is manufactured by casting aluminum alloy. As shown in FIG. 1, the molding die CB used for manufacturing the camshaft S (see FIG. 3) is composed of an upper die 1 and a lower die 2, and the two dies 1 and 2 have a predetermined positional relationship. When assembled, a cavity 5 having a shape corresponding to the shape of the camshaft S is formed between the mold surface 3 (lower surface) of the upper mold 1 and the mold surface 4 (upper surface) of the lower mold 2. It is supposed to be done. Here, a plurality of cam piece accommodating portions 3a and a plurality of journal piece accommodating portions 3b are formed on the mold surface 3 of the upper mold 1. Further, a plurality of cam piece housing portions 4a and a plurality of journal piece housing portions 4b are also formed on the die surface 4 of the lower die 2.

【0009】そして、両金型1,2のカムピース収容部
3a,4aには、夫々電気絶縁材料からなる絶縁層6が設
けられ、鋳造時にはカムピース7が絶縁層6を介して両
金型1,2内に保持されるようになっている。後で説明
するように、鋳造時には、通電加熱用電極9を用いてカ
ムピース7を通電加熱するようにしているので、この電
流が金型1,2に漏れないように絶縁層6を設けてい
る。なお、鋳造時において、ジャーナルピース収容部3
b,4bには、中空部12を備えた円筒形のジャーナルピ
ース11が配置されるが、このジャーナルピース11は
通電加熱されないので、ジャーナルピース収容部3b,4
bには絶縁層が設けられていない。
An insulating layer 6 made of an electrically insulating material is provided in each of the cam piece accommodating portions 3a, 4a of the molds 1, 2 so that the cam piece 7 is inserted through the insulating layer 6 during casting. It is designed to be held within 2. As will be described later, since the cam piece 7 is electrically heated by using the current-carrying electrode 9 during casting, the insulating layer 6 is provided so that this current does not leak to the molds 1 and 2. .. In addition, at the time of casting, the journal piece housing portion 3
A cylindrical journal piece 11 having a hollow portion 12 is arranged in b and 4b, but since the journal piece 11 is not electrically heated, the journal piece accommodating portions 3b and 4b.
No insulating layer is provided on b.

【0010】図2(a),(b)に示すように、カムピース7
には、これをカム軸線方向(図2(a)では紙面に直交する
方向であり、図2(b)では左右方向)に貫通する貫通孔8
が設けられている。この貫通孔8の周面すなわちカムピ
ース7の内周面には、鋳ぐるみ時にカムピース7と鋳造
物との接合強度を高めるために、複数の凸部15と複数
の凹部16とが形成されている。貫通孔8は、カム軸線
方向にテーパ形状をなすように形成されている。ここ
で、テーパ角θ、すなわち貫通孔8の母線L2とカム軸
線方向L1とがはさむ角θは、例えばtan-1(1/10)に
設定される。カムピース7は、耐摩耗性を高めるため
に、次のような組成の鉄系粉末材料を用いて焼結法によ
り製作されている。なお、焼結後、カムピース7の外周
面には焼入れが施され、耐摩耗性が高められている。 <カムピースの材料組成> 1.C……0.3〜0.6wt% 2.Mo……0.5〜1.5wt% 3.Ni……1.5〜3.0wt% (残部はFe)
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the cam piece 7
Is a through hole 8 which penetrates this in the cam axis direction (the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 2 (a) and the lateral direction in FIG. 2 (b)).
Is provided. A plurality of convex portions 15 and a plurality of concave portions 16 are formed on the peripheral surface of the through hole 8, that is, the inner peripheral surface of the cam piece 7, in order to enhance the bonding strength between the cam piece 7 and the casting during casting. .. The through hole 8 is formed so as to have a taper shape in the cam axis direction. Here, the taper angle θ, that is, the angle θ between the generatrix L 2 of the through hole 8 and the cam axis direction L 1 is set to, for example, tan −1 (1/10). The cam piece 7 is manufactured by a sintering method using an iron-based powder material having the following composition in order to improve wear resistance. After sintering, the outer peripheral surface of the cam piece 7 is hardened to improve wear resistance. <Cam piece material composition> C: 0.3 to 0.6 wt% 2. Mo: 0.5 to 1.5 wt% 3. Ni: 1.5 to 3.0 wt% (the balance is Fe)

【0011】そして、上記成形型CBとカムピース7と
ジャーナルピース11とを用いて、アルミ合金の鋳造に
よりカムシャフトS(図3参照)が製造されるが、以下こ
のカムシャフトSの製造方法を説明する。 (1)図1に状態を示しているように、下側金型2の型面
4のカムピース収容部4a内に、絶縁層6を介してカム
ピース7の下半部を配置するとともに、ジャーナルピー
ス収容部4bにジャーナルピース11の下半部を配置す
る。 (2)上側金型1の型面3のカムピース収容部3aに、カ
ムピース7の露出部が絶縁層6を介して収容され、かつ
ジャーナルピース収容部3bにジャーナルピース11の
露出部が収容されるように、上側金型1と下側金型2と
を組み付ける。このとき、カムピース7に通電加熱用電
極9を接続する。 (3)通電加熱用電極9を介してカムピース7に通電し、
通電加熱によりカムピース7を、後で説明する鋳込み温
度740℃より高い温度、例えば850℃まで昇温して
この温度を保持する。なお、通電加熱用電極9のかわり
に電気ヒータを用いて、カムピース7を加熱するように
してもよい。
A camshaft S (see FIG. 3) is manufactured by casting an aluminum alloy using the molding die CB, the cam piece 7 and the journal piece 11. The manufacturing method of the cam shaft S will be described below. To do. (1) As shown in FIG. 1, the lower half of the cam piece 7 is arranged in the cam piece housing portion 4a of the mold surface 4 of the lower mold 2 through the insulating layer 6, and the journal piece The lower half of the journal piece 11 is placed in the housing portion 4b. (2) The exposed portion of the cam piece 7 is housed in the cam piece housing portion 3a of the die surface 3 of the upper mold 1 through the insulating layer 6, and the exposed portion of the journal piece 11 is housed in the journal piece housing portion 3b. As described above, the upper die 1 and the lower die 2 are assembled. At this time, the electric heating electrode 9 is connected to the cam piece 7. (3) The cam piece 7 is energized through the electrode 9 for electric heating,
The cam piece 7 is heated to a temperature higher than a casting temperature of 740 ° C., which will be described later, for example, to 850 ° C. by electric heating to maintain this temperature. An electric heater may be used instead of the electric heating electrode 9 to heat the cam piece 7.

【0012】(4)キャビティ部5内に、アルミ合金AC
4Dの溶湯を注湯・充填する。ここで、鋳造条件は、例
えば、次のように設定される。 <鋳造条件> 1.圧力…………530kgf/cm2 2.射出速度……300mm/sec 3.鋳込み温度…740℃
(4) Inside the cavity 5, aluminum alloy AC
Pouring and filling 4D molten metal. Here, the casting conditions are
For example, it is set as follows. <Casting conditions> 1. Pressure ………… 530kgf / cm2  2. Injection speed: 300 mm / sec 3. Casting temperature ... 740 ° C

【0013】(5)注湯終了後、アルミ合金溶湯は空冷に
よって凝固し、カムピース7を鋳ぐるんだ鋳造物すなわ
ちカムシャフトSが形成されることになるが、その際溶
湯が凝固しはじめる時期ないしこれよりやや遅れて、例
えば注湯終了時より5〜10秒後にカムピース7の通電
加熱を停止する。ここで、カム部における溶湯凝固物
(シャフト部)は冷却に伴って収縮することになるが、溶
湯凝固開始時において、カムピース7は高温(約850
℃)に保持されているので、熱膨張によりその貫通孔8
の径が大きくなっている。そして、溶湯凝固物は、この
径が大きい状態にある貫通孔8すなわちカムピース7の
内周面を基準にして収縮する。したがって、冷却完了時
において、溶湯凝固物はカムピース7を加熱しない場合
に比べてその外径が大きくなるが、カムピース7は加熱
しない場合と同様に収縮する。このため、冷却完了時に
は、カムピース7の収縮量と、溶湯凝固部(シャフト部)
の収縮量との差が小さくなり、カムピース内周面とシャ
フト部外周面との間に生じる間隙が極めて小さくなり、
カムピース7とシャフト部との間の接合強度が高められ
る。
(5) After the pouring, the molten aluminum alloy is solidified by air cooling to form a casting that surrounds the cam piece 7, that is, the camshaft S. At that time, the molten metal begins to solidify. Or, slightly later than this, for example, the energization heating of the cam piece 7 is stopped 5 to 10 seconds after the end of the pouring. Here, the molten metal solidified material in the cam part
(Shaft part) shrinks as it cools, but when the molten metal begins to solidify, the cam piece 7 has a high temperature (about 850
C.), the through hole 8
Has a larger diameter. Then, the molten metal solidified product contracts with reference to the through hole 8 having a large diameter, that is, the inner peripheral surface of the cam piece 7. Therefore, when the cooling is completed, the molten metal solidified product has a larger outer diameter than in the case where the cam piece 7 is not heated, but the cam piece 7 contracts as in the case where the cam piece 7 is not heated. Therefore, when cooling is completed, the shrinkage amount of the cam piece 7 and the molten metal solidification portion (shaft portion)
The difference between the contraction amount of the cam piece and the outer peripheral surface of the shaft becomes extremely small,
The joint strength between the cam piece 7 and the shaft portion is enhanced.

【0014】ここで、比較のため、カムピースを大気炉
で850℃に加熱して成形型内に配置し、その他の条件
は上記と同様にしてカムシャフトの鋳造を行ったとこ
ろ、このカムシャフトではカムピースとシャフト部との
間に10〜20μmmの間隙が発生した。そして、このカ
ムシャフトの接合強度を調べたところ、0.5kgf・m以
下の小さなねじりトルクによって塑性変形が生じてしま
い、このままでは実用不可であることが判明した。さら
に、比較のため、カムピースを全く加熱せずにカムシャ
フトの鋳造を行ったところ、このカムシャフトではカム
ピースとシャフト部との間に20〜50μmの間隙が発
生した。そして、このカムシャフトでは、0.2kgf・m
以下の極めて小さいねじりトルクによって塑性変形が生
じてしまい、このままでは全く実用不可であることが判
明した。なお、上記比較例のような間隙の大きいカムシ
ャフトでも、後で説明するような、カムピースのテーパ
広がり方向への加圧処理を行えば、間隙が詰められ、カ
ムシャフトが十分な耐久性を備えるようになるのはもち
ろんである。
For comparison, the cam piece was heated to 850 ° C. in an atmospheric furnace and placed in a mold, and the cam shaft was cast under the other conditions in the same manner as described above. A gap of 10 to 20 μm was generated between the cam piece and the shaft portion. When the joining strength of this camshaft was examined, it was found that plastic deformation occurred due to a small torsional torque of 0.5 kgf · m or less, which was not practical as it was. Further, for comparison, when the cam shaft was cast without heating the cam piece at all, a gap of 20 to 50 μm was generated between the cam piece and the shaft portion in this cam shaft. And with this camshaft, 0.2kgf ・ m
It was found that the following extremely small torsional torque causes plastic deformation, which is not practical at all. Even with a camshaft having a large gap as in the above comparative example, the gap can be narrowed and the camshaft has sufficient durability by performing a pressurizing process in the taper expanding direction of the cam piece as described later. Of course it will be.

【0015】(6)上側金型1と下側金型2とを取り外
し、鋳造物(カムシャフトS)を取り出す。図3と図4と
に示すように、鋳造物(カムシャフトS)は、カム部まわ
りにおいては、鉄径材料からなるカムピース7とアルミ
合金からなるシャフト部17とで構成されている。前記
したとおり、貫通孔8には凸部15と凹部16とが形成
されているので、これによってカムピース7とシャフト
部17との間の回転方向の結合強度が高められる。 (7)図3中の矢印Fで示すように、各カムピース7を、
カム軸方向で貫通孔8のテーパ形状が広がる向き(図3
では左向き)に加圧ないし押圧して0.2〜0.3mm程度
移動させる。これによって、カムピース7がシャフト部
17の径が大きい側に押し込まれる。前記したとおり、
鋳造時にカムピース7を加熱するようにしているので、
カムピース7とシャフト部17との間に生じる間隙は低
減されているが、かかるカムピース7のF方向への加圧
ないし押圧によって、カムピース7とシャフト部17と
の間の間隙が完全に詰められ、カムピース7とシャフト
部17とが密接して両者の接合強度が大幅に高められ、
カムシャフトSの耐久性が高められる。
(6) The upper die 1 and the lower die 2 are removed, and the casting (camshaft S) is taken out. As shown in FIGS. 3 and 4, the cast product (cam shaft S) is composed of a cam piece 7 made of an iron diameter material and a shaft portion 17 made of an aluminum alloy around the cam portion. As described above, since the projection 15 and the recess 16 are formed in the through hole 8, the coupling strength between the cam piece 7 and the shaft portion 17 in the rotational direction is increased by this. (7) As shown by the arrow F in FIG.
The direction in which the tapered shape of the through hole 8 expands in the cam axis direction (see FIG.
Then, press or push to the left) to move about 0.2 to 0.3 mm. As a result, the cam piece 7 is pushed into the side where the diameter of the shaft portion 17 is large. As mentioned above,
Since the cam piece 7 is heated during casting,
Although the gap generated between the cam piece 7 and the shaft portion 17 is reduced, the gap between the cam piece 7 and the shaft portion 17 is completely filled by pressurizing or pressing the cam piece 7 in the F direction. The cam piece 7 and the shaft portion 17 are in close contact with each other, and the joint strength between them is significantly increased.
The durability of the camshaft S is improved.

【0016】(8)カムピース7のカム軸線方向の両端面
に近接する位置において、シャフト部17にかしめ加工
を施す。これによって、カムピース7がシャフト部17
に対してカム軸線方向に固定され、カムピース7とシャ
フト部17との接合強度(結合強度)がさらに高められ
る。なお、上記かしめ加工は、カムピース7のテーパ形
状が狭まる方の端面近傍の部分Aのみに施すだけでもよ
いが、テーパ形状が広がる方の端面近傍の部分Bにもか
しめ加工を施すのが好ましい。本願発明者らが本発明の
有効性を確認するために行った実験によれば、上記製造
方法により製造されたカムシャフトのカム部の接合強度
(結合強度)は非常に高く、カム部はカム研削トルク及び
運転時のねじりトルクに対して十分な耐久性を有してい
た。
(8) The shaft portion 17 is caulked at a position close to both end surfaces of the cam piece 7 in the cam axis direction. As a result, the cam piece 7 is moved to the shaft portion 17
On the other hand, it is fixed in the cam axis direction, and the joint strength (coupling strength) between the cam piece 7 and the shaft portion 17 is further increased. The caulking process may be performed only on the portion A near the end face where the taper shape of the cam piece 7 is narrowed, but it is preferable to perform the caulking process also on the portion B near the end face where the taper shape is widened. According to an experiment conducted by the inventors of the present application to confirm the effectiveness of the present invention, the joint strength of the cam portion of the cam shaft manufactured by the above manufacturing method is shown.
(Coupling strength) was very high, and the cam part had sufficient durability against cam grinding torque and torsion torque during operation.

【0017】[0017]

【発明の作用・効果】第1の発明によれば、カムシャフ
ト鋳造後に、各カムピースを、カム軸方向で貫通孔のテ
ーパ形状が広がる向きに加圧するようにしているので、
カムピースがこの方向に移動させられてシャフト部の径
が大きい部分に押し込まれる。これによって、カムピー
スとシャフト部との間に生じていた間隙が詰められ、カ
ムピースとシャフト部とが密接するので、カムピースと
シャフト部の間の接合強度が大幅に高められ、カムシャ
フトの耐久性が高められる。
According to the first aspect of the invention, after the camshaft is cast, each cam piece is pressed in such a direction that the tapered shape of the through hole expands in the camshaft direction.
The cam piece is moved in this direction and is pushed into a portion of the shaft portion having a large diameter. As a result, the gap generated between the cam piece and the shaft portion is closed, and the cam piece and the shaft portion come into close contact with each other, so that the joining strength between the cam piece and the shaft portion is significantly increased, and the durability of the cam shaft is improved. To be enhanced.

【0018】第2の発明によれば、基本的には第1の発
明と同様の作用・効果が得られる。さらに、カムピース
のカム軸線方向の両端面に近接する位置において、シャ
フト部にかしめ加工を施すようにしているので、カムピ
ースがシャフト部に対してカム軸線方向に固定され、カ
ムピースとシャフト部との間の接合強度が一層高められ
る。
According to the second invention, basically, the same operation and effect as those of the first invention can be obtained. Further, since the shaft portion is caulked at a position close to both end surfaces of the cam piece in the cam axial direction, the cam piece is fixed in the cam axial direction with respect to the shaft portion, and the gap between the cam piece and the shaft portion is fixed. The joint strength of is further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 鋳ぐるみによりカムシャフトを製造するため
の成形型の立面断面説明図である。
FIG. 1 is an elevational cross-sectional explanatory view of a molding die for manufacturing a camshaft by casting.

【図2】 (a),(b)は、夫々、カムピースの正面立面説
明図と側面立面説明図とである。
2 (a) and 2 (b) are a front elevational view and a side elevational view, respectively, of a cam piece.

【図3】 カムピースをアルミ合金で鋳ぐるむことによ
って製造されたカムシャフトの側面説明図である。
FIG. 3 is a side view illustrating a camshaft manufactured by casting a cam piece with an aluminum alloy.

【図4】 図3に示すカムシャフトのカム部の横断面説
明図である。
4 is a cross-sectional explanatory view of a cam portion of the cam shaft shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

CB…成形型 S…カムシャフト 5…キャビティ部 7…カムピース 8…貫通孔 15…凸部 17…シャフト部 CB ... Mold S ... Cam shaft 5 ... Cavity part 7 ... Cam piece 8 ... Through hole 15 ... Convex part 17 ... Shaft part

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内側に突出する凸部が設けられるととも
にカム軸線方向にテーパ形状をなす貫通孔が形成され
た、耐摩耗性を有する複数のカムピースと、該カムピー
スを収容することができかつカムシャフト形状に対応す
る形状をなすキャビティ部を備えた成形型とを製作し、
次に各カムピースを成形型のキャビティ内の所定の位置
に配置した上でキャビティ部にアルミ合金溶湯を充填し
てカムピースを鋳ぐるんだカムシャフトを鋳造し、この
後各カムピースをカム軸線方向において貫通孔のテーパ
形状が広がる向きに加圧するようにしたことを特徴とす
る複合カムシャフトの製造方法。
1. A plurality of wear-resistant cam pieces, each of which is provided with an inwardly projecting convex portion and is formed with a through hole having a tapered shape in a cam axis direction, and a cam which can accommodate the cam pieces and which can hold the cam pieces. Manufacture a mold equipped with a cavity that has a shape corresponding to the shaft shape,
Next, after placing each cam piece at a predetermined position in the cavity of the mold, the cavity is filled with molten aluminum alloy and the cam piece is cast to form a camshaft, after which each cam piece is moved in the cam axis direction. A method for manufacturing a composite camshaft, characterized in that pressure is applied in a direction in which the tapered shape of the through hole expands.
【請求項2】 請求項1記載の複合カムシャフトの製造
方法において、 各カムピースを貫通孔のテーパ形状が広がる向きに加圧
した後、カム軸線方向にみてカムピース端面に近接する
シャフト部にかしめ加工を施すようにしたことを特徴と
する複合カムシャフトの製造方法。
2. The method for manufacturing a composite camshaft according to claim 1, wherein each cam piece is pressed in a direction in which the tapered shape of the through hole expands, and then caulking is performed on the shaft portion near the end surface of the cam piece when viewed in the cam axis direction. A method for manufacturing a composite camshaft, characterized in that:
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