JPH0665430B2 - 内燃機関用カムシヤフトの製造方法 - Google Patents
内燃機関用カムシヤフトの製造方法Info
- Publication number
- JPH0665430B2 JPH0665430B2 JP755983A JP755983A JPH0665430B2 JP H0665430 B2 JPH0665430 B2 JP H0665430B2 JP 755983 A JP755983 A JP 755983A JP 755983 A JP755983 A JP 755983A JP H0665430 B2 JPH0665430 B2 JP H0665430B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- camshaft
- manufacturing
- internal combustion
- combustion engine
- cam
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/14—Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/09—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure
- B22D27/11—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting by using pressure making use of mechanical pressing devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、自動車等内燃機関の動弁機構を構成するカ
ムシャフトの製造方法に関する。
ムシャフトの製造方法に関する。
（従来の技術） 一般に、内燃機関のカムシャフトは、回転による慣性力
と弁開閉（特に排気弁の開くとき）により大きな力を受
け、その作動中は常に曲げと振動を発生しようとするの
で、これらに充分耐える材質が要求され、従来ではその
ほとんどが重量材である鋳鉄もしくはクローム鋼、クロ
ーム・モリブデン鋼及びニッケル・クローム鋼などを用
いて一体鋳造もしくは鍛造で作られていた。（特開昭５
７−７２６１８号公報） （発明が解決しようとする課題） そのため、カムシャフト自体が重量品となって、機関の
重量増大を招き、期間の燃費率を悪化させる大きな要因
となっていた。また、鋼の鍛造や鋳鉄の鋳造は高温の状
態で行われるため、製造エネルギーの消費に大きいとい
う問題点もあった。
と弁開閉（特に排気弁の開くとき）により大きな力を受
け、その作動中は常に曲げと振動を発生しようとするの
で、これらに充分耐える材質が要求され、従来ではその
ほとんどが重量材である鋳鉄もしくはクローム鋼、クロ
ーム・モリブデン鋼及びニッケル・クローム鋼などを用
いて一体鋳造もしくは鍛造で作られていた。（特開昭５
７−７２６１８号公報） （発明が解決しようとする課題） そのため、カムシャフト自体が重量品となって、機関の
重量増大を招き、期間の燃費率を悪化させる大きな要因
となっていた。また、鋼の鍛造や鋳鉄の鋳造は高温の状
態で行われるため、製造エネルギーの消費に大きいとい
う問題点もあった。
この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、充分な強度と耐摩耗性を有するも軽量なカム
シャフトが形成されると共に生産性の高いカムシャフト
の製造方法を提供することを目的とする。
たもので、充分な強度と耐摩耗性を有するも軽量なカム
シャフトが形成されると共に生産性の高いカムシャフト
の製造方法を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するためにこの発明では、カムシャフト
軸部とこれよりも比較的大径のカム部及びジャーナル部
とから構成されるカムシャフトの製造方法として、前記
カムシャフトの金型に装填される溶湯としてセラミック
ス繊維を含有したアルミニウムもしくはアルミニウム合
金材料を用い、該金型をカムシャフト回転中心を中心と
して回転させながら前記溶湯を加圧凝固させる遠心溶湯
鍛造によりカムシャフトを形成するものとした。
軸部とこれよりも比較的大径のカム部及びジャーナル部
とから構成されるカムシャフトの製造方法として、前記
カムシャフトの金型に装填される溶湯としてセラミック
ス繊維を含有したアルミニウムもしくはアルミニウム合
金材料を用い、該金型をカムシャフト回転中心を中心と
して回転させながら前記溶湯を加圧凝固させる遠心溶湯
鍛造によりカムシャフトを形成するものとした。
（作用） 遠心溶湯鍛造により、カムシャフト内でのセラミックス
繊維の密度がカム部やジャーナル部の表面付近ほど大き
く、内部では比較的小さくなる。このため耐摩耗性が要
求されるカム部、特にカムノーズ部とジャーナル部の耐
久性が向上すると共にねじり強度及び剛性も向上する。
一方、カムシャフトの軸部の内側部分は比較的セラミッ
クス繊維の密度が小さいので、カム部やジャーナル部の
耐摩耗性向上にかかわらず充分なじん性が確保される。
繊維の密度がカム部やジャーナル部の表面付近ほど大き
く、内部では比較的小さくなる。このため耐摩耗性が要
求されるカム部、特にカムノーズ部とジャーナル部の耐
久性が向上すると共にねじり強度及び剛性も向上する。
一方、カムシャフトの軸部の内側部分は比較的セラミッ
クス繊維の密度が小さいので、カム部やジャーナル部の
耐摩耗性向上にかかわらず充分なじん性が確保される。
（実施例） 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、本実施例のカムシャ
フトの製造工程を示す図で、図中１は遠心溶湯鍛造法に
使用する金型、２はその内部に形成されたカムシャフト
形成用のキャビティ、３は金型１の注入口１ａに嵌入さ
れるパンチを示して入る。
フトの製造工程を示す図で、図中１は遠心溶湯鍛造法に
使用する金型、２はその内部に形成されたカムシャフト
形成用のキャビティ、３は金型１の注入口１ａに嵌入さ
れるパンチを示して入る。
キャビティ２はカムシャフトの本体をなす軸部２ｃに対
して比較的大径のカム部２ａ及びジャーナル部２ｂを機
関気筒数に応じて軸方向に複数配設した形状となってお
り、金型１は前記軸部２ｃ（カムシャフト）の回転中心
を中心として回転させる構成となっている。すなわち、
カムシャフトは、軸部２ｃとこれに隣接するカム部２ａ
及びジャーナル部２ｂとから構成されることになる。
して比較的大径のカム部２ａ及びジャーナル部２ｂを機
関気筒数に応じて軸方向に複数配設した形状となってお
り、金型１は前記軸部２ｃ（カムシャフト）の回転中心
を中心として回転させる構成となっている。すなわち、
カムシャフトは、軸部２ｃとこれに隣接するカム部２ａ
及びジャーナル部２ｂとから構成されることになる。
カムシャフトの材質としては、セラミックス繊維を含有
したアルミニウムもしくはその合金を適用する。すなわ
ち、軽量材である例えばＡｃ４ｃなどの鋳造用アルミ合
金だけではカムシャフトとしての使用時における強度及
び耐摩耗性に難点があるため、前記合金中にセラミック
ス繊維を含有させてその組織強化を図るのである。
したアルミニウムもしくはその合金を適用する。すなわ
ち、軽量材である例えばＡｃ４ｃなどの鋳造用アルミ合
金だけではカムシャフトとしての使用時における強度及
び耐摩耗性に難点があるため、前記合金中にセラミック
ス繊維を含有させてその組織強化を図るのである。
セラミックス繊維としては、例えば結晶ガラス繊維やア
ルミナシリカ繊維などとし、繊維の太さは概ね５〜１０
μｍ程度のものを用いる。繊維長さは問わない。
ルミナシリカ繊維などとし、繊維の太さは概ね５〜１０
μｍ程度のものを用いる。繊維長さは問わない。
本実施例におけるカムシャフトの製造方法としては、第
１図（Ａ）のように金型１のキャビティ２内にセラミッ
クス繊維４を予め装填しておき、この後第１図（Ｂ）の
ように注入口１ａを介してアルミ溶湯５をキャビティ２
内に注入する。セラミックス繊維４の挿入量としてはそ
の体積率が例えば２０〜４０％程度になるように調整す
るが、動弁構造の種類つまり要求性能によっては４０％
以上としてもよい。また、セラミックス繊維４は金型１
への注入に先立って短繊維のものを予めアルミ溶湯５に
混入しておくようにしてもよい。
１図（Ａ）のように金型１のキャビティ２内にセラミッ
クス繊維４を予め装填しておき、この後第１図（Ｂ）の
ように注入口１ａを介してアルミ溶湯５をキャビティ２
内に注入する。セラミックス繊維４の挿入量としてはそ
の体積率が例えば２０〜４０％程度になるように調整す
るが、動弁構造の種類つまり要求性能によっては４０％
以上としてもよい。また、セラミックス繊維４は金型１
への注入に先立って短繊維のものを予めアルミ溶湯５に
混入しておくようにしてもよい。
そして、第１図（Ｂ）から（Ｃ）に示すように金型１を
カムシャフト軸部２ｃの回転中心を中心として矢印方向
に回転させながら注入口１ａにパンチ３を嵌入し、キャ
ビティ２内に約１００〜２，０００kg/cm2程度の圧力が
加わるように加圧するのである。
カムシャフト軸部２ｃの回転中心を中心として矢印方向
に回転させながら注入口１ａにパンチ３を嵌入し、キャ
ビティ２内に約１００〜２，０００kg/cm2程度の圧力が
加わるように加圧するのである。
この加圧によりアルミ溶湯５は凝固を始めるが、金型１
が回転しているため、母材のアルミが凝固する間に比重
が約３．２〜４．０とアルミに比較して大であるセラミ
ックス繊維４は遠心力でキャビティ２の外周部付近に集
積し、特に体積が大きくかつ大きな遠心力が作用するカ
ム部２ａやジャーナル部２ｂには軸部２ｃに比較して多
くのセラミックス繊維４が集積する。
が回転しているため、母材のアルミが凝固する間に比重
が約３．２〜４．０とアルミに比較して大であるセラミ
ックス繊維４は遠心力でキャビティ２の外周部付近に集
積し、特に体積が大きくかつ大きな遠心力が作用するカ
ム部２ａやジャーナル部２ｂには軸部２ｃに比較して多
くのセラミックス繊維４が集積する。
この結果、カムシャフトのカム部２ａやジャーナル部２
ｂの外周部におけるセラミックス繊維の体積率は、金型
１に投入した繊維の量にもよるが、およそ３０〜６０％
となり、従って当該部位の耐摩耗性が一段と向上する。
特にカム部２ａのカムノーズ部分は回転半径が大きいた
めそれだけセラミックス繊維４の密度も大きなものとな
り、従って動弁機構としての作動時に最も大きな負荷が
作用するカムノーズ部分での耐摩耗性が格段に向上す
る。
ｂの外周部におけるセラミックス繊維の体積率は、金型
１に投入した繊維の量にもよるが、およそ３０〜６０％
となり、従って当該部位の耐摩耗性が一段と向上する。
特にカム部２ａのカムノーズ部分は回転半径が大きいた
めそれだけセラミックス繊維４の密度も大きなものとな
り、従って動弁機構としての作動時に最も大きな負荷が
作用するカムノーズ部分での耐摩耗性が格段に向上す
る。
一方、カムシャフト軸部２ｃではセラミックス繊維４の
密度は外周部付近において５〜３０％程度の低密度であ
り、また中心部での密度はいっそう低くなって全体とし
て薄肉パイプ状の繊維分布となるので、カム部とジャー
ナル部との間に位置して大きなねじり力を受ける軸部に
おいてねじり剛性及び強度を向上させつつ充分なじん性
を確保することができる。
密度は外周部付近において５〜３０％程度の低密度であ
り、また中心部での密度はいっそう低くなって全体とし
て薄肉パイプ状の繊維分布となるので、カム部とジャー
ナル部との間に位置して大きなねじり力を受ける軸部に
おいてねじり剛性及び強度を向上させつつ充分なじん性
を確保することができる。
（発明の効果） 以上説明したようにこの発明によれば、カムシャフトを
繊維強化アルミニウムもしくはその合金材料を用いて遠
心溶湯鍛造法で形成するようにしたので、負荷のかかる
カム部やジャーナル部の耐摩耗性を集中的に向上させつ
つ全体として強度及び剛性に優れ、なおかつ軽量なカム
シャフトを製作でき、これにより機関の軽量化を図って
燃費の改善ができるという効果が得られる。
繊維強化アルミニウムもしくはその合金材料を用いて遠
心溶湯鍛造法で形成するようにしたので、負荷のかかる
カム部やジャーナル部の耐摩耗性を集中的に向上させつ
つ全体として強度及び剛性に優れ、なおかつ軽量なカム
シャフトを製作でき、これにより機関の軽量化を図って
燃費の改善ができるという効果が得られる。
また、溶湯鍛造法により製造するため、製造エネルギー
の消費量を低減できると共に、加圧凝固によりサイクル
タイムが短縮されるので生産性が向上するという効果も
得られる。
の消費量を低減できると共に、加圧凝固によりサイクル
タイムが短縮されるので生産性が向上するという効果も
得られる。
第１図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はこの発明の実施例を製
造工程図である。 １……金型、２……キャビティ、３……パンチ、４……
セラミックス繊維、５……アルミ溶湯。
造工程図である。 １……金型、２……キャビティ、３……パンチ、４……
セラミックス繊維、５……アルミ溶湯。
Claims (1)
- 【請求項１】カムシャフト軸部とこれよりも比較的大径
のカム部及びジャーナル部とから構成されるカムシャフ
トの製造方法であって、前記カムシャフトの金型に装填
される溶湯としてセラミックス繊維を含有したアルミニ
ウムもしくはアルミニウム合金材料を用い、該金型をカ
ムシャフト回転中心を中心として回転させながら前記溶
湯を加圧凝固させる遠心溶湯鍛造によりカムシャフトを
形成することを特徴とする内燃機関用カムシャフトの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP755983A JPH0665430B2 (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 内燃機関用カムシヤフトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP755983A JPH0665430B2 (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 内燃機関用カムシヤフトの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59133963A JPS59133963A (ja) | 1984-08-01 |
| JPH0665430B2 true JPH0665430B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=11669159
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP755983A Expired - Lifetime JPH0665430B2 (ja) | 1983-01-20 | 1983-01-20 | 内燃機関用カムシヤフトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0665430B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2611758B2 (ja) * | 1986-01-17 | 1997-05-21 | スズキ株式会社 | アルミニウム合金製カムシヤフト |
| JP5224136B2 (ja) * | 2009-05-29 | 2013-07-03 | 本田技研工業株式会社 | カムシャフト及びカムシャフトの製造方法 |
| CN112958757A (zh) * | 2021-01-20 | 2021-06-15 | 苏州鸿翼卫蓝新材科技有限公司 | 一种复合传动轴制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6047888B2 (ja) * | 1980-07-28 | 1985-10-24 | マツダ株式会社 | 繊維強化複合筒体の製造方法 |
| JPS5967337A (ja) * | 1982-10-08 | 1984-04-17 | Toyota Motor Corp | 複合材料の半溶融加工法 |
-
1983
- 1983-01-20 JP JP755983A patent/JPH0665430B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59133963A (ja) | 1984-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950014939B1 (ko) | 보강재로 보강한 피스톤 및 이의 제조방법 | |
| US5041253A (en) | Method of making a plastic stabilized composite camshaft | |
| JPH0665430B2 (ja) | 内燃機関用カムシヤフトの製造方法 | |
| JP3705676B2 (ja) | 内燃機関用ピストンの製造方法 | |
| US20210316360A1 (en) | Manufacturing process of camshaft with functional component as insert of assembly and the camshaft obtained with it | |
| US10670131B2 (en) | Complex cast component and casting method therefor | |
| US5560420A (en) | Process for casting hard-faced, lightweight camshafts and other cylindrical products | |
| CN219274396U (zh) | 一种不锈钢叶轮的铸造模具 | |
| JPH0515886B2 (ja) | ||
| JPS6350613A (ja) | バルブスプリングリテ−ナ | |
| JPS5965663A (ja) | エンジンの動弁カム軸 | |
| JPS6213237A (ja) | 冷し金 | |
| JPS62134153A (ja) | カムシヤフトの製造方法 | |
| JPH0526244Y2 (ja) | ||
| JPS639605A (ja) | バルブリフタ | |
| JPH01130008A (ja) | バルブリフタ | |
| JPS6350615A (ja) | バルブスプリングリテ−ナ | |
| JPS6251704A (ja) | カムシヤフトの製造方法 | |
| JPS59229034A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JPS59199160A (ja) | シリンダライナの製造方法 | |
| JPS6022091A (ja) | 回転式流体ポンプ用ロ−タ | |
| JPS58215261A (ja) | 中空カムシヤフトの製造方法 | |
| JPS6326252A (ja) | 内燃機関用ロツカア−ムのダイカスト鋳造方法 | |
| JPS60210350A (ja) | 繊維強化複合材の製造方法 | |
| JPS63160747A (ja) | 鋳鉄製ピストンの鋳造法 |