JPS58215261A - 中空カムシヤフトの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、中空カムシャフトの製造方法に関する。

自動車用エンジン等に使用されるカムシャフトは、吸気
弁や排気弁全開閉する機能を有しているが、このカムシ
ャフトを中−空状にすることによって、カムシャフト自
体の軽量化ヲはかると共にその慣性モーメントを小さく
シ、これによって動弁系全体の重ｌ軽減金実現すると同
時に、中空部分を給油通路として使用し、カム、ロッカ
ーおよびジャーナル部分の摩耗や焼付などを防止しよう
とする考えがある。

従来、このような中空カムシャツトラ製造する方法とし
ては、中実のカムシャフト金鋳造によって製造した後機
械加工により中空部ｒ形成する方法や、カムシャフト鋳
造用鋳型の内部に長尺状の中子を設置して鋳造し、凝固
後に中子を除去する鋳抜き法や、カムシャフトｇ造用綺
型の内部に長尺状のパイプｆｆ：設↑ｑして鋳造する鋳
包み法などがある。

これらのうち、機械加工による方法では、一般にカムシ
ャフトは高硬度材料から製作されているため加工が困難
であり、とくにカムシャフトの軸長が大きい嚇合にはそ
の加工作業が極めて煩雑かつ困難であるという欠点を有
していた。また、鋳抜きによる方法では、長尺状の中子
全ケレンあるいは中本などで保持した状態で鋳造した後
、中子を取り除くが、中子を設置した時あるいは鋳造過
程で、中子に位置ずれヲ年じたときには、形成される中
空部の精度が低下し、カムシャフトの円滑な高速回転が
困難になるという欠点ケ有してｂた。

この萌抜き法において、中本の機能として、上記したよ
うな中子の位置決めのほかに、カムシャフトの′カム蔀
およびジャーナル部に給油孔全鋳抜く機能をもたせる考
えもあるが、このような場合に中本は鋳造過程で破壊さ
れやすく、その結果、中空部の精度が低下すると共に上
記給油孔の位置精度も低下するという欠点があった。他
方、パイプの鋳包み法でンよ、鋳造過程でパイプが熱変
形を生じて中空部の精度が一低下するという欠点があっ
た。

（−の発明ｒ（よ、上記したような従来の欠点を解消す
るためになされたもので、カムシャフトの軸心部分に中
空部を精度良く形成することができ、カムシャフトの軽
敞化および慣性モーメントの低減を実現することが可能
であり、あわせて、鋳造の際にカムシャフトの希望する
部分に給油孔を形成することができ、給油孔全形成する
ための機械加工を必要としない中空カムシャフトの製造
方法を提供すること全目的としている。

この発明による中空カムシャフトの’Ｍ−１Ｍ方法は、
製造しようとするカムシャフトの形状に対応した鋳造空
間部を有すると共に該鋳造空間部に突出する鋳抜きピン
を具えほつ前記カムシャフトの回転中心と同心で回転す
る鋳型内に金属溶湯全供給し、前記カムシャフトの軸心
部分に中空部全形成させた状態で１ｌｆＪ記金属溶湯１
に凝固させ、前記鋳抜きピンを除去して前ｍｌ中空部と
連通ずる給油孔全形成するようにしたこと全特徴として
いる。

以下、この発明の実施態様について説明する。

第１図および第２図は、この発明全実施するのに使用し
た鋳造装置の一例金示すもので、１は鋳型枠、２は鋳型
枠１を回転させる駆動機構、６は鋳型枠１を保持する軸
受である。鋳型枠１内には、カム部４ａおよびジャーナ
ル部４ｂＴｈ有するカムシャフト４の形状に対応した形
状の鋳造空間部５ｃｉ有する鋳型５を取付け、鋳型５の
端部全弁え板６およびくさび７によって固定したｆＲ造
をなす。この場合、鋳型５は、鋳造されたカムシャフト
４の取出しが容易であるように、各カム部４ａおよびジ
ャーナル部４ｂ毎にそれぞれ部分した分割鋳型５ａ、５
ｂからなる構成としておくことも望ま１．　＜、このと
き、各分割鋳型５ａ、５ｂの位１に決めは、ピンやキー
等の手段によって容易に行うことができる。さらに、前
記鋳型５の各々カムｐｉｔ　Ａ　ａおよびジャーナル部
４ｂに相当する部分には、１１１記鋳造空間部５Ｃに突
出する鋳抜きピン８を嵌挿した構造金なす。この場合、
鋳抜きピン８は鋳型５と一体で形成することもできるが
、鋳抜きピン８を別個に形成して鋳型５に対し着脱でき
るようにしておく方が作業性が良い。なお、鋳型枠１に
対する鋳型５の固定金しっかりと行い且つ鋳型枠１から
の鋳型５の取り外しが容易に行えるように、駆動＠構２
側の鋳型枠１の内径および鋳型５の外径を押え板６側に
おける各々の内径および外径よりも小さくしている。

このような鋳造４％　ｉＮによってカムシャフト金蜆造
するに際しては、駆動装置２を作動させて鋳型枠１およ
び鋳型５全所定の速度で回転させ、鋳型５の開口部５ｄ
（第１図右端側）より鋳造空間部５ｃ内にあらかじめ用
意した所定成分の金属溶湯（例えば鋳鉄溶湯やｌｔ合金
溶ｉ％　）　ｋ所定域供給する。鋳型５内に供給された
金属溶湯は、遠心力の作用を受けるため、鋳型５の中心
部分に中空部が形成され、中空部が形成された状態で凝
固することによって、ｌＮｌｌｌｂ部分に中空部４ｃを
有するカムシャフト４が鋳造される。

金属溶湯が凝固した後に、くさび７および押え板６１（
＼之り外し、筋型５とカムシャフト４を鋳型枠１から取
り出す。次いで、鋳型５をそれぞれ分割同型５ａ、５ｂ
毎に型ばらしし、萌抜きピン８を除去する。そして、必
要に応じてカムシャフト４の外周仕上げを行い、さらに
は熱処理を施す。

これによって、軸心部分に中空部４ｃｆ有し１つカム部
４ａおよびジャーナル部４ｂに・ｉｌ記中空部４Ｃと連
通ずる給油孔４ｄを有するカムシャフト４が得られる。

なお、この発明において使用される鋳型５は、使用され
る金属溶湯の種類等に応じて、砂型（シエル型、ＣＯ２
砂型、フラン砂型等）や、金型などが使用される。また
、゛れｊ抜きピン８は、前記したように、９１１型５と
一体で形成されるほか、鋳型５に対して４脱自在なもの
とする。そして、着脱自在なものとし女、部会には、第
１図および第２図に示した個抜きピン８のほか、第３図
に示すように、ＩＩ、）抜きビン本体８ａの周囲に塗型
材（シリカサンド、ジルコンサンド％）　８　ｂ＞塗布
した鋳抜きピン８を使用することもできる。

さらに、中空カムシャフト４の製造と同時に、特にカム
部４ａのノーズ部分の金属組織を微細化あるいは変質化
して当該部分の耐摩耗性や耐焼付性等により一層向上さ
せたい場合には、第４図に示すように、鋳型５の自ＩＩ
記ノーズ部分に相当する個所に、例えばチルプレート９
を設けておくようにすることもできる。

また、金属溶湯中に、該金属溶湯よりも比重の大きい高
硬）Ｗ物質や高面滑性物質からなる改質粒子ｋ　Ｍ在さ
せておくと、鋳造時の遠心力によって当該改質粒子がカ
ムシャフトの外周部分に偏在することとなるため、カム
シャフトのカム部およびジャーナル部の外表面における
耐磨耗性や耐焼付性等をより向上させることもできる。

なお、上記した実施態様では、鋳型５が概略水平な軸全
中心にして回転する場合を示しているが、このような方
向にのみ限定されるものではない。

以上説明してきたように、この発明によって製造された
カムシャフトは、その軸心部分に精度の高い中空部を有
しているため、カムシャフトの重量軽減および慣性モー
メント低減をはかることができ、これによって動弁系の
重縫軽減全実現することが可能であり、加えて中空部と
カム部あるいはジャーナル部等との間に、鋳造と同時に
給油孔が形成されるため、甲空部および給油孔を介して
カム部あるいはジャーナル部等に対して給油全間断なく
行うことができ、カム部あるいはジャーナル部の摩損−
やカジリ等の発生を有）＞ｌＪに防ぐことが可能であり
、・拾油孔ケ形成するための機械加工音別に必要としな
いなどの数々のすぐれた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施態様による中空カムシャフト
鋳造装置の断面説明図、第２図（Ｉ）〜（■）はそれぞ
れ第１図Ｉ−Ｉ線〜■−■線での断面説明図、第３図は
この発明の他の実施態様による鋳抜きピンの断面図、第
４図はこの発明のさらに他の実施頷様による第１図Ｉ−
Ｉ線相当位置での断面説明図である。 １・・・鋳型枠、２・・・駆動機構、４・・・カムシャ
フト、４ａ・・・カム部、４ｂ・・・ジャーナル部、４
ｃ・・・中空部、４ｄ・・・給油孔、５・・・鋳型（５
ａ、５ｂ・・・分割門型）、５ｃ・・・鋳造空間部、８
・・・鋳抜きピン。 特許出願人　　日産自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　カムシャフトの形状に対応した鋳造空間部を
   有すると共に該鋳造空間部に突出する鋳抜きピンを具え
   且つ前記カムシャフトの回転中心と同心で回転する藺型
   内に金属溶湯を供給し、前記カムシャフトの軸心部分に
   中空部を形成させた状態で前記金属浴湯全凝固させ、前
   記鋳抜きピンを除去して前記中空部と連通ずる給油孔を
   形成すること全特徴とする中空カムシャフトの製造方法
   。