JPS5943863A - 接合型カムシヤフト - Google Patents

接合型カムシヤフト

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Publication number
JPS5943863A
JPS5943863A JP15343782A JP15343782A JPS5943863A JP S5943863 A JPS5943863 A JP S5943863A JP 15343782 A JP15343782 A JP 15343782A JP 15343782 A JP15343782 A JP 15343782A JP S5943863 A JPS5943863 A JP S5943863A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft member
carbon
camshaft
brazing
strength
Prior art date
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Pending
Application number
JP15343782A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiko Ueda
勝彦 上田
Hitoshi Nakamura
斉 中村
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
Priority to JP15343782A priority Critical patent/JPS5943863A/ja
Publication of JPS5943863A publication Critical patent/JPS5943863A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/30Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for crankshafts; for camshafts

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、軸部材と組付部拐との貨合強匿を高めた接合
型カムシャフトに関する。
従来よシ、カムシャフトには一一・4tj 、IEi型
または組付接合型のものが知られている。このうち、接
合型カムシャフトは、第1図に示すように、中空鋼管か
らなる軸部材(中実管でもよい)1にジャーナルピース
2及びカムピース3等の組付部材を嵌合しロウ付等の方
法で接合してなるものである。第2図は、接合型カムシ
ャフトの全体を示す概略側面図である。
上記構成の接合型カムシャフトにおいて、使用時に軸部
材と組付部材とが、ロウ伺による接合部分の界面から剥
離を生ずることがあり、ロウ付接合強度の向上が望まれ
ていた。また、軸部材として中空管(パイプ)を用いた
接合型カムシャフトにおいては、ill hi’、化及
びコストダウンをねらってパイプの肉厚をW;くするこ
とが考えられているが、パイプが低廉拐である低炭素銅
の場合には、管壁の薄肉化はII′I11部材の強度低
下につながる。カムシャフトには、エンジンの型式や動
弁系の形態によっても異なるが、一般にはカムシャフト
ジャーナル都を支点としてカムノーズ部にかかる4ii
r讃【によυ’l’lll iキl(4Aを曲けようと
する力が加わわっておシ、月料の曲げ強さく P+伏点
)が低いと疲労強度が低下し、カムシャフトの塑性企と
なる。これはたたちに動弁糸の機能に悪影響企及はす、
一方、カムシャフト組付部材は、一般に材料費を押える
ために低炭素銅鍛造品が使用されるが、ロウ付処理時に
6温炉内で加熱さ7Lるため組付稀拐の表層脱炭によシ
表面硬度が低下し、との脱炭層を除去するために最後に
表面仕上は加工ff:何なわねばならず、工程が5.ζ
雑になるという問題があった。
本発明は、従来の接合型カムシャフトの有する欠点をS
消するためのもので、接合すべき両部材の接合面におけ
る炭素膜、矩に差があるとロウ付接合強度が向上すると
いう知見に基づき、両部材の炭素濃度を異ならせこれら
をロウ材することによシ、接合強度が向」ニし、しかも
軸部材の曲げ強度を向上しならびに組付tyl≦材の脱
炭層除去工程を省略することができるとび、種々の利点
を備えた接合型カムシャフトをIラド[i(することを
目的とするものである。
本発明カムシャフトは、予め浸炭処理を施こすことによ
シ異なった炭素濃度を有する軸部材と組付部材とをロウ
付接合してなることを特徴とするものである。
以下、本発明カムシャフトについてさらに詳しく説明す
る。
本発明は、接合すべき2つの母材間に炭素d度差がある
とロウU接合強Iとが同上するという知見に基づくもの
であるが、これは次の理由による・すなわち、一定温度
に保持されたロウ付界面において両イg°材に炭素??
、i 1.G!:勾配があると、浴?、−t’liロウ
中への!υ材の平衡1丘ブ蝉稙に差があり、高炭素濃度
側母材の界面では平衡となるが低炭素−腹側母材の界面
では溶解が/1ユ行t、 Ai’tける。
そして、先きに平衡に璋した高炭素蘭度l1lllJ′
J材の界面はその後なおもう一方の低炭計≦濃1f’U
 11i11母材側から溶解し拡散してくる鉄により1
.田Iツ;的な過冷状態となりこの過冷分だけ、vt’
、炭素?1.1四側旬材界面で拡散して来た鉄が晶出す
る。との両部材界面における晶出−溶解はロウ層4が一
定温度に維持されている間続行し、これにまり両部材は
ロウ層を介し7て柱状の鉄晶出相によって連結され強度
が向上することになる。
両部材間の炭素濃度勾配とロウ付強度との関係を示すグ
ラフを第3図に示す。
第3図は、両部材間の炭素酔度差が0のときのロウ付接
合強度を1とし、炭素濃度差が05チのとき及び炭素濃
度差が07チのときのロウ付接合強度の比をグラフに示
したものでめる。
第6図から明らかなように、戻素義度差が03チのとき
には接合強度が30チ増加し、また炭素巌度差が0.7
%のときには接合強度が6o%増加している。
本発明カムシャフトにおいて好ましい炭素濃度差は0.
3%以上である。しかし7ながら、この濃度差は、ロウ
月の部類や雇1部材に組伺部祠を嵌合したときの隙間低
め等によシ大きく影響される。例えば、fl’1lil
ロウを使用する場合には、炭素截度差は0.3チ以上が
好ましい。゛また、両mlS材の隙間低めが0,1削以
上であると両部材の炭素磯度走はなるべく大きい方が良
く、隙間低めが0.1闘以下であると両部材がIU°材
の晶出相で連結されやすいため炭菓濃度差が少なくても
よい。
次に、不発ゆjカムシャフトの第1実施例をさらに訂し
く誘明する。第4図は本発明カムシャフトの製造例を示
すエイY図でめる・ まず、飼えにJIS  8Tl(M  13  のよう
な低炭素鋼制からなる中空軸S拐(内径2811111
%内厚1.8胃の)に、1もXガス−2)゛[)1]ン
i、Fil 940’CX 4時間で反戻処ノ;Lを行
なう。これによシーxi :;it 、tJの、・ζ囲
ノ會は炭片8b工が0.20チから0.85頭へL’3
 ;!川ずり。
一方のンノムビース及びジャーナルピース、、・’、:
) il’LL刊部口は例えばJLS 515C(つよ
り領11(〕犬素鋼材全石造加工することによシ作製δ
ノーしる。用付都、何の炭素一度は0,15%である。
したがって、両部材の炭素鑓1反差は0.70%である
上記浸炭処理びfみの軸部材に、組付部材をJ9r定位
1αに嵌合する。このときのl両部材に対する隙間低め
は008fi(直径方向0.16+mn間隙)とする。
各部材を適宜の方法で固定して炉中ロウ付処理を行なう
。ロウ材として州ロウを用い、ロウ付采件はアンモニア
分解ガス(A、 X )中1120℃×20分で1丁な
う。その後、兵曹に応じて夕l径部に画周波焼入’I:
 Ai!IL、耐電性を411’A保してからAk =
+仕上加工とし“ご研削仕上を行なう、、(!fしれた
カムシャフトの4床@強度は抜きぜん’+’Jfで2′
〜/−以上であった。また、カムシャフト中山4材の曲
げ強さは、浸炭処)埜を施こθないS ’l’KM13
軸部材(肉厚4.5 m )のものとの比較においてス
パン380鰭の11は中央部に荷重をかけた場合、上記
第1実施例のカムシャフトのものが降伏点520kfで
あったのに対し、比較軸部材は570kgであった。ま
た、荷重1001w時の軸たわみ量は両方とも0.6〜
04調といずれも同程度を示し、薄肉化による強度低下
はみられない。
次に、本発明カムシャフトの第2実施例を説明する。第
2実施例のカムシャフトは、第5図に示すように、低炭
素鋼(JIS  825)からなる中実軸部材と低炭素
鋼材(JIS  51s)を鍛造加工し、その後浸炭処
理してなる組付部材とをロウ材(銅ロウ)を用いてロウ
付処理し、最終仕上加工をしてなるものである。Al1
付部材の浸炭処理は、例えば940℃×4時間、RXガ
ス雰囲気中で行なう。これによシ、軸部材の炭素濃度は
0.259!+であるが、組付部材の炭素濃度は0.8
5%で、その差は0.60%になる。ロウ付処理は第1
の実施例と同じとした。得られたカムシャフトの接合強
度はロウ付層厚が0.08mで26kf/−で、浸炭処
」!J1をしない組付tFrI材を中実’1t11部材
に組付け、同じ条件でロウ伺けしてイIIられた比較カ
ムシャフトの接合強度15〜20kg/−と比較しても
著しく向上している。また、本実施例のカムシャフトは
、にμ付t′11i材を浸炭処理しであるので、組付部
材外周表面が市炭系1゜tになり、その後の炉中ロウ付
処理nニアの表層脱炭によっても硬さの低下が押えられ
るため、什」1加工時に通常行なわれている脱炭層除去
が不要になるという利点を肩する。
なお、第6図と第7図は、比軟カムシャフトと本発明カ
ムシャフトのロウ付接合部分の組織を示す顕微鏡写真図
であ・る。第6図は、!1111部材としてJIS  
STKM  15C製パイプ(C=0.!15%)を用
い、組付部材(ジャーナルピース)として耐海性を考慮
しロウ付後の熱処理を小股とした88M40(ご=0.
45%)鍛造品を用い、財;間妖め0.16+o+で組
付たのち、銅ロウで高中周波焼入れなどの炉中ロウ付処
理を行なったもの、第7図は軸部材として浸炭処理した
J I S  5TKN15C製パイプを用い、組付部
材(ジャーナルピース)として前述と同様に80M40
鍛造品を用い、隙間低め0.16m  で両部材を組付
けたのち、嗣ロウで炉中ロウ付処理を行なったものであ
る。第7図から明らかなように、ロウ層中に軸部材1側
から組付部材2側へと母材が柱状に晶出していることが
わかる。両部材の隙間低めがさらに小さいと、母材の柱
状晶によって両部材が連結され、接合強度は一層向上す
る。
本発明接合型カムシャフトは、接合すべき両部材の炭素
濃度に差があればよいので、前述のようにいずれか一方
に浸炭処理を施こす以外に、両部材にそれぞれ炭素濃度
が生じるように浸炭処理を行なってもよい。このように
すれば、接合強度の向上は勿論、軸部材の曲げ強度向上
ならびに組付部材の脱炭層除去工程の不要の効果が同時
に得られる。
以上記載したように、本発明カムシャフトは、予め浸炭
処理をすることにより異なる炭素濃度をMする軸部材及
び組付部材をロウ付接合してなるもので、両部材の炭素
6度勾配によるロウ層への柱状晶出によってロウ付接合
強度が向上し、長期間の使用にも十分耐久しうるという
利点を有する。また、軸部材の浸炭処j41jによシ軸
部材曲げ強度が著しく向上し、組付部判の浸炭処理によ
シ組付部材に脱炭層が生じることが防止され、脱炭層除
去工程を省略することができる。また、本発明カムシャ
フトは原材料として低廉材である炭素量0.55チまで
の低中炭素鋼を使用することができるので、例えば、高
炭素鋼(SKs)と低炭素鋼(825C)との組合せに
比較して原料コストを低く押えることができるという利
点をも有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は接合カムシャフトの組付状態を示す斜視図、 第2図は接合カムシャフトの概略側面図、第5因はロウ
付層厚が0.08mにおける接合部材の炭素濃度差と接
合強度比率との関係を示すグラフ、 第4図及び第5図はそれぞれ本発明カムシャフトの製造
例を示す工程図、 第6図及び第7図はそれぞれ比較接合カムシャフト(炭
素dネ度差0.1%以下)と本発明カムシャフト(炭素
濃度差0.6%)におけるロウ付接合部付近の顕vI!
、鏡写真(倍率100 倍)である。 1・・・軸部材、    2・・・ジャーナルピース、
3・・・カムピース。 特許出願人  トヨタ自動車株式会社 同 42図       四 炭車濃度差(”/、) 3 3?4  図 2を5 四 牽i岡中実。 ツヤ−ナル θ εり          ′?7 口8−

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  予め浸炭処理を施こすことにより異なった炭
    素湿度を有する軸部材と組付部材とをロウ付接合してな
    る接合型カムシャフト。
JP15343782A 1982-09-03 1982-09-03 接合型カムシヤフト Pending JPS5943863A (ja)

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JP15343782A JPS5943863A (ja) 1982-09-03 1982-09-03 接合型カムシヤフト

Applications Claiming Priority (1)

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JP15343782A JPS5943863A (ja) 1982-09-03 1982-09-03 接合型カムシヤフト

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JPS5943863A true JPS5943863A (ja) 1984-03-12

Family

ID=15562499

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JP15343782A Pending JPS5943863A (ja) 1982-09-03 1982-09-03 接合型カムシヤフト

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100398606B1 (ko) * 2001-04-10 2003-09-19 주식회사 서진캠 캠과 샤프트의 제조방법
KR101353353B1 (ko) * 2012-05-25 2014-01-27 주식회사 서진캠 캠샤프트 어셈블리 및 캠샤프트 어셈블리 제조방법

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100398606B1 (ko) * 2001-04-10 2003-09-19 주식회사 서진캠 캠과 샤프트의 제조방법
KR101353353B1 (ko) * 2012-05-25 2014-01-27 주식회사 서진캠 캠샤프트 어셈블리 및 캠샤프트 어셈블리 제조방법

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