JPS5938354A - 焼結合金接合カムシヤフト - Google Patents

焼結合金接合カムシヤフト

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JPS5938354A
JPS5938354A JP14799182A JP14799182A JPS5938354A JP S5938354 A JPS5938354 A JP S5938354A JP 14799182 A JP14799182 A JP 14799182A JP 14799182 A JP14799182 A JP 14799182A JP S5938354 A JPS5938354 A JP S5938354A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sliding
sintered alloy
sliding surfaces
camshaft
main cam
Prior art date
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Pending
Application number
JP14799182A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Suganuma
菅沼 徹哉
Kouji Kazuoka
数岡 幸治
Yoshitaka Takahashi
義孝 高橋
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Publication of JPS5938354A publication Critical patent/JPS5938354A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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】 本発明は内燃機関のカムシャフトに関するもので、更に
詳しくは、該カムシャフトを構成する主カム以外の摺動
部に、特定のり性を有する鉄系焼結合金から成る成形体
を用いたことを特徴とする焼結合金接合カムシャフトに
関するものである。
焼結合金カムシャフトに関しては、焼結金属製のカムや
ジャーナルの材質例が数種提案されている。しかし、主
カム以外の慴動部、即ちジャーナル部およびギヤ部等、
に主カム材とは異なる種類の特定の焼結材料を用いた例
は見当らない。:tた、ジャーナルやギヤピース寺ハ、
ソれぞれ主カムとは異なる要求性能f!:満足する必要
があるが、一般に耐摩耗性は主カムはど要求性能が厳し
くない。従って、材質に特定の限定を加えれは、低コス
トでしかも高性能の焼結合金を利用できる可能性がある
従って、本発明の目的は、内燃機関のカムシャフトにお
いて、主カム以外の摺動VA’rs即ちギヤ部17−−
エルポンブ部およびジャーナル部等、に適した低コスト
の且つ新規な焼結合金材料を提供することにある。
更に本発明の目的は、内燃機関のカムシャフトにおいて
、上記焼結合金から成る主カム以外の摺動部を鋼管軸部
と一体化した焼結合金接合カムシャフトを提供すること
Qこもある。
本発明の目的は、内燃機関のカムシャフトにおいて、主
カム以外の摺動部の材料として、特定の物性を有する鉄
系焼結合金を用いることにより達成される。
即ち、本発明による内燃機関用のカムシャフトは、主カ
ム以外の摺動部が、摺動面ないし該摺動面ド少なくとも
0.5 m mの領域に径70μm以ド、好ましくは径
50μm以ド、の開気孔が気孔面積率0.1ないし加%
、好ましくは0.2ないし10%、で均一4こ分数され
、有効多孔率が0.05なりし10%、好ましくFiO
,lないし8%、の蛇白にありそして該摺動向の表面硬
さがHv150〜350、好ましくは200〜350、
の4囲にある鉄系焼結合金成形体すら成ることを特徴と
する。
焼結体の気孔は一般に開気孔と閉気孔が混在しており、
この比率は4盾条件によってJントロールできるが、潤
滑油の含油による潤滑効果を得るために利用出来るのは
開気孔のみであり・この体積率は有効多孔率として一般
的に表示される。カムシャフトの主カム以外の費動部で
は・め 有効多孔率は潤滑効果に寄与するt呂は少くとも0.0
5%以上は必要であり、また10%以上では効果が見ら
れない。
摺動向の状態は、表面研磨の加工フローにより気孔が目
づまりを起し−〔いて社含浸した油による潤滑効果が期
待出来ない事は勿論であるが、気孔の最大直径および気
孔量が大きすきるとまた面圧の増加や潤滑油膜形成tj
U力に害を及ぼす。
気孔の發大径が70μm以下、好ましくは50μm以ド
であり、該気孔の面積率が0.1〜J%、好ましくは0
.2〜10%である場汗、面圧の増加がなく且つ潤滑油
膜形成に告を及ぼすことなく所望の潤滑効果が得られる
。なお、これらの限定は構成部位材料の全域において必
要ではなく、少なくとも摺動面丁0.5mmまでの領域
で確保されれば十分であり。
摺動向の硬さはビッカース10kg の見掛硬さで15
0以上、好ましくは200以上が確保されれば、これら
の部位の使用に耐えうるが、硬すぎると波削性が劣るた
め生産性の劣化、コストアップを引起す。従って、硬さ
の上限は350である。
上記摺動部とは、例えば第1図に示すカムシャフトのジ
ャーナルRtl)、  7ユ一エルボンプカム部(2)
およびギヤ部(5)4である。該摺動部に用いられる焼
結合金は通常6.8〜7.5 g/ cm’の密度を有
する。
本冗明の摺ILIJ部に使用する鉄系焼結合金は、例え
ばポ量を基準にしてOu:1.5〜加%、N1:1.0
〜5.0%およびMo:0.2〜2.0高の中の1種又
は2棟以上;C:0.5〜3.5%↓不純物2%以ド;
および残部Feの組成となるように金属粉末を混合した
金属粉末混合物又は0を除く成分の2種以上の合金粉か
ら製造し得る。
Cを0.5%以上添加するのはマトリックス全強化する
ためであり、特に0.8%以上添〃aすりと、局部的に
残留rる余剰のCによる潤滑効果とセメンタイトによる
耐摩耗性の同上が計りれる0しかし、3.5%以上では
焼結時の寸法変化が大きく、粗大ヌを孔を生じ易く、被
削性が劣化するなどの′lF−害を生じる。
Ouはマトリックスを強化するために1.5%以上添/
Jllするとよく、寺に8%以上添加すると(juの融
点以上の焼結温度でいわゆる液相焼結機44が促進され
、ちg化が進・声、らようど鉄基のスケルトンにC1,
Iを溶浸した形の焼結体が得られる。
しかし20%以上では逆にljuが過剰となり、強度低
下、硬さ低ドを招く。
N+もマトリックスを強化し靭性を高めるが、これを添
加す/)4合には1.07i)以上でないと効果が少な
く、一方5.0%以上添カ■すると残留オーステナイト
が、t# !JIJ して、好ましくない。
Moもまた?トリックスを強化出来るが、0.2%以上
では効果がなく、一方2.0 %以上Cはコスト高とな
り、好ましくない。
か小る組成の扮末混合妨を所定形状に成形し1次いで成
形体を非酸化性雰囲気、列えばlLXガス雰dA中又は
不后姓ガス巾で500°Cないし1001)’Cに加熱
して予備焼結体奮得るか、または1100゜0、上いし
12す0°Cに力a熱して焼結体としたもの音用いる0
次いでこの予備尻結体又は焼4.7体を従来材から成る
主カムピース予備焼結体と共に、J11常N管かり成る
軸部材に組付け、全体全rンモニア分解ガス又Q、L不
清性ガスQノようなり1嘴化性昼1気中で1050°C
〜1181J’Uに加熱して焼結接合する。次に必要&
(応じて機械/JLI工を厖す0上記組成の金14粉末
混合切から出発する代りに0. k’eおよび必要に応
じてMo、 N+ JiよびCuの中のl橿又は2柚か
ら成る蛍属粉末成形品と、Cu扮末又はCu粉末成形品
とを+Mね合せて焼結し一、設終的にはOu、 z’J
i、 Mo、 C,Feおよび不純物が#411記  
      と同じ組成となるようにしCもよい0 土カム以外のJtn部成形成形体備焼結のfcめの加熱
時間は通常20〜60分であり、そしてそれらの軸部材
への焼結接合のための加熱時間は通常加〜90分である
主カム材としては従来材が使用し得、例えば特願昭55
−2711)7号に開示された焼結合金を使用し得る。
次に本発明を、実施例をもって更に詳しく説明する。
実施例1 重量比でOu : 8.0%、C:3.0%、不純物2
%以ド。
残部Feとなるように金属粉末を混合し、この混合物を
第2図に示すようなジャーナルピースおよび第3図に示
すようなフューエルポンプカムピースの形状に成形し、
RXガス界囲気中850°Cで加分間別熱して予備焼結
体を得る。得られた予備焼結体ケ、重量比でOr 5.
0%、 Mo 1.0%、 Cu2.0%、Po、5%
、 sil、0%+ MM 1.0%、02,5%、不
純物2%以ド、残部Fe小らなるエカムピース予備焼結
体と共に、鋼管(内径19 mm外径28 mm 、長
さ42()mm )に組付け、全体をアンモニア分解ガ
ス雰囲気中1120’0で刃分間、’J[1熱して焼結
接合し、通常の機械加工を施して焼結合金接合カムシャ
フトを製造した。
次にこのカムシャフトを実機エンジンに組込み、100
0 r、 p、 m 〜6(100r、 p、 mにて
2011時間のアップダウン耐久評価を行った〇 この耐久評価結果と評価に洪したジャーナルピースおよ
び〕−一エルボンプカムピースの材質調査結果を表1に
示す。
実施例2 .4量比でCu5.0%、MoQ、5%、02.5%、
不純物2%以下、残部Feとなるように金属粉末を混合
し、成形後118(100にて(至)分間焼結する以外
は実施例1と同様にしてカムシャフトを製造した。
得られたカムシャフトについて、実施例1と同様の材質
調査および耐久評価を行って・表1に示す結果を得を。
実施例3 重量比でNi2.0%、Mo0.5%、02.5%、不
純物2%以下、残部Feとなるように金属粉末を混合し
、そしてこれを成形した後、1200°Cにて加分間加
熱して予備焼結体全碍る以外は実、池列lと同6Aに処
理し、そして材質調査および耐久試験を行って、表1に
示す結果を得た。
寿厖例4 重量比でNi4.0%、 (3u 1.5%、 Mo 
0.5%、00.6%不純物2%以下、残部Feとなる
ように金属粉末を混合し、成形後1120’0にて60
分間カロ熱して予備焼結する以外は実施例1と同様に処
理し、そして材選調査および耐久試験を行って、表1に
示す結果を得た。
実1七例5 It比でCu 2.13%、01.5%、不純物2%以
F。
93gFeとなりように金属粉末′fr:混合する以外
は実施例1と同様にして、表1の結果を得な0実地例6 rfl jx”t、比でMo 0.5%、02.5%、
不純物2%c1下。
残部Feとなるように金属粉末を混合し、ジャーナルピ
ースおよびフューエルポンプカムの形状に成形した後、
重量比で加%に相当する量のOu、粉末を同様のリング
形状に成形して重ね合せ、重ね合せたもの全パイプに組
付けた後、全体を1121)′Oで(支)分間加熱する
以外岐実漉例1と同様にして、表1の結果を得た。
比較例1 一般的な焼結材であるQu 2%、 co、s+X、残
部Feおよび不純物の組成の焼結材でジャーナルピース
セよびフューエルポンプカムピースを1刈造し1実り1
也例1と同様にして鋼管に焼結接合してカムシャフトを
得た。これの材質調査および耐久試験結果を表1に示す
比較例2 普通炭素鋼S 45から成る鋼板をジャーナルピースお
よびフューエルポンプカムピースにガa工し、これを%
流側1と同様にしてd管に焼結接合した後、耐久試験を
行った。その結果を表1に示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は焼結合金接合カムシャフトの部分的断面正面図
であり、 第2図はジャーナルピースの斜視図であり、そして 第3図はフューエルポンプカムピースの斜視図である。 第1図中 l・・・ジャーナルM、   2−・フューエルポンプ
カム部 3・・・主カム部、    4・・・M管軸部5・・・
ギヤ部 (はふ1名)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  内燃機関のカムシャフトにおいて、主カム以
    外の摺動部が、摺動面ないし該摺動面下少なくとも06
    5mmの領域に径70μm J1’Fの開気孔が気孔面
    積率9.1ないし加%で均一に分散され、有効多孔率が
    0.05ないし10%の範囲にありかつ該摺動面の表面
    硬さがHv150〜350の範囲にある鉄系焼結合金2
    5鳥ら成ることを特徴とする、焼結合金接合カムシャフ
    ト。
  2. (2)上記主カム以外の摺動部が、成分組成が重量比で
    C1,Ll、5〜21.1%、N i ’1.0−5.
    0%、Mo0.2〜2.0%のうちの1棟もしくは2種
    以上を含水系焼結合金からなることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のカムシャフト。
JP14799182A 1982-08-26 1982-08-26 焼結合金接合カムシヤフト Pending JPS5938354A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61257453A (ja) * 1985-04-30 1986-11-14 ミバ・ジンタ−メタル・アクチエンゲゼルシヤフト カム軸に焼嵌めするためのカム及び該カムの焼結法
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