JPS61202771A - カムシヤフトの製造方法 - Google Patents

カムシヤフトの製造方法

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JPS61202771A
JPS61202771A JP4193585A JP4193585A JPS61202771A JP S61202771 A JPS61202771 A JP S61202771A JP 4193585 A JP4193585 A JP 4193585A JP 4193585 A JP4193585 A JP 4193585A JP S61202771 A JPS61202771 A JP S61202771A
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JP
Japan
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shaft
hollow
cam piece
cam
piece
Prior art date
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Pending
Application number
JP4193585A
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English (en)
Inventor
Yukichi Arakawa
荒川 雄吉
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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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】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、例えば自動車用エンジンの動弁機構部品で
あるカムシャフトを製造するのに利用されるカムシャフ
トの製造方法に関するものである。
(従来の技術) 従来、例えば自動車用エンジンの動弁機構部品である第
8図に示すような形状をもつカムシャフト1を製造する
に際しては、例えば、カム部2とジャーナル部3とシャ
フト部4とが一体となった鋳造品を製作し、鋳造の際に
冷し金等を用いてとくにカム部2のカム面をチル硬化さ
せ、その後硬化部分を研磨加工して仕上げることによっ
て当該部分の耐摩耗性を高めるようにする方法があった
また、他の方法としては、上記の場合とほぼ同様に、カ
ム部2とジャーナル部3とシャフト部4とが一体となっ
たカムシャフト形状の鋳造品を製作し、この際、鋳造時
にはチル硬化をさせず、鋳造後に第9図に示すように、
前記カム部2のカム面をTIG溶接等によって再溶融す
ることにより表面硬化層2aを形成する方法(再溶融に
よる表面硬化法としては、例えば、特開昭54−610
11号公報に開示された先行技術がある。)もあった。
さらに、最近では第10図および第11図に示すカムシ
ャフト1のように、スプライン形状の中空孔2bを有す
る中空カムピース2と、同じくスプライン形状の中空孔
3bを有する中空ジャーナルピース3と、中空部4bを
もつ中空シャフト4とを用意し、前記中空カムピース2
および中空ジャーナルピース3と中空シャフト4とを嵌
合した状態にして、前記中空シャフト4の内部を加圧し
て拡管するバルジ成形や加熱によるろう付けによって、
中空カムピース2および中空ジャーナルピース3と中空
シャフト4とを結合する方法(バルジ成形による方法と
しては、例えば特公昭46−7644号公報、ろう付け
による方法としては1例えば、特開昭58−11559
号公報に開示された先行技術がある。)もあった。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上記したいくつかの先行技術のうち、カ
ム部2とジャーナル部3とシャフト部4とが一体となっ
た鋳造品を製作し、鋳造時にカム部2のカム面をチル硬
化させたり、鋳造後にカム部2のカム面を再溶融硬化さ
せたりするカムシャフト1の製造方法では、鋳造鋳型の
製作が面倒であると同時に素材が鋳鉄からなるため重量
が大であり、カムシャフトの軽量化が実現されにくいと
いう問題点があった。
また、中空カムピース2と中空シャフト4とをバルジ成
形によって結合する場合には、前記中空カムピース、2
にスプライン形状の中空孔2bを形成して、回転方向の
位置ずれを完全に防止できるようにしているため、この
ようなスプライン形状の中空孔2bを形成するのに多大
の工数を必要とし、生産性を低下させる原因になるとい
う問題点があった。
さらに、中空カムピース2と中空シャフト4とをろう付
けによって結合する場合には、ろう付けの際の炉中加熱
時に中空カムピース2のチル硬化層が軟化し、カム面の
耐摩耗性が著しく低下するという問題点かった。
この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、カム部とシャフト部とを一体鋳造成形する場合
のような複雑な構成の鋳型を必要とせず、中空カムピー
スと中空シャフトとをバルジ成形によって結合する場合
のように、中空カムピースに多大な工数を要するスプラ
イン形状の中空孔を形成しなくとも中空カムピースの回
転方向の位置ずれを確実に防止することが可能であり、
また、あらかじめ表面硬化させた中空カムピースをろう
付は接合する場合のように加熱炉内でのろう付は接合時
に上記表面硬化部分が軟化するという問題もなく、中空
カムピースとシャフトとの結合を著しく堅固に行いしか
もカム面での表面硬化層の形成が良好であって十分な耐
摩耗性を得ることが可能であるカムシャフトの製造方法
を提供することを目的としている。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) この発明によるカムシャフトの製造方法は、別体で作成
した中空カムピースとシャフトとを結合してカムシャフ
トを製造するに際し、前記中空カムピースとシャフトと
の結合部分にあらかじめ低融点金属のろう材を設けた状
態とし、前記カムピースのカム面を再溶融してチル化す
ると同時に、前記再溶融の際の熱により前記ろう材を溶
融して前記中空カムピースとシャフトとを結合するよう
にしたことを特徴としている。
この発明においては、中空カムピースとシャフトとを各
々別体で作成したものが用いられるが、これらのうち、
中空カムピースとしては、例えば鉄系焼結金属からなる
ものや、鉄鋳物からなるものなど、その後の再溶融によ
るチル化が可能であるものが使用される。
また、シャフトとしては、鉄系や非鉄系の材料が使用さ
れ、より一層の軽量化をはかるために中空シャフトを用
いることも必要に応じて望ましい。
さらに、前記中空カムピースとシャフトとの結合部分に
あらかじめ設ける低融点金属のろう材としては、銀ろう
、黄銅ろう(真鍮ろう)、りん銅ろう、ニッケルろう、
はんだなどが使用され、粉末状のものや、回転ドラム上
に液体金属を流下さセて超急冷した薄帯状のものなどが
使用される。
さらにまた、前記中空カムピースとシャフトとの結合部
分にあらかじめ上記した低融点金属のろう材を設けた状
態とし、前記カムピースのカム面を再溶融してチル化す
ると同時に、前記再溶融の際の熱により前記ろう材を溶
融させるための熱源としては、非消耗型アーク溶接(T
IG溶接)用トーチ、プラズマアーク溶接用トーチある
いはビーム溶接用トーチなどが使用される。
また、上記した再溶融してチル化する以前に予熱を施し
ておくことも望ましく、このように予熱することによっ
て急速加熱による割れの発生を防止することができる。
なお、この発明においては、中空カムピースのほかに、
中空ジャーナルピースとシャフトとを結合する場合にも
、上記の中空カムピースとシャフトとを結合する場合と
同様の方法を採用することが可能であり、この発明の範
囲に含まれるものである。
(実施例1) 第1図および第2図はこの発明の第1実施例を示す図で
あって、第8図に例示した形状をなすカムシャフト1の
うちカムピース2とシャフト4の部分のみを示している
。これらのうち、カムピース2は焼結合金や鉄鋳物から
なるものであり。
略同心状の中空孔2bを有するものであって、カム面に
チル処理を施してないものである。また、シャフト4は
中空状をなすものであり、中空部4bによって軽量化を
はかったものである。
そして、前記カムピース2とシャフト4とを嵌合し1両
者の結合部分には例えば融点が300〜350℃程度で
ある低融点金属のろう材5を設ける。この場合、ろう材
5が粉末状である場合には、例えばペースト状にしたも
のをカムピース2の中空孔2bや、シャフト4の外面所
定位置に塗布するようにしたり、あるいは薄帯状のもの
である場合にはカムピース2の中空孔2bとシャフト4
との間に介在させる。
このようにして、中空カムピース2とシャフト4との結
合部分にあらかじめ低融点金属のろう材5を設けた状態
としたのち、必要に応じてこれらを例えば200〜30
0℃程度に予備加熱しておき、その後例えばTIG溶接
用トーチ6によって前記カムピース2のカム面を再溶融
して凝固の際にチル化することにより深さが1〜2m1
程度の表面硬化層2aを形成すると同時に、前記再溶融
の際の熱によって前記カムピースが300〜400°C
程度に加熱されることにより、前記ろう材5を溶融して
前記中空カムピース2と中空シャフト4とを冶金的に結
合する。
なお、中空ジャーナルピース3と中空シャフト4との結
合も同様にして行うことが可能である。
そして、上記のように、TIG溶接用トーチ6によるカ
ム表面の再溶融に先立って例えば200〜300℃程度
に予備加熱を行うことによって、急速加熱による割れの
発生を防止することが可能となると共に、ろう材5が溶
融点に短時間のうちに到達するので冶金的な接合が得や
すくなり、十分信頼のおけるろう付けを行うことが可能
になる。
(実施例2) 第3図および第4図はこの発明の第2実施例を示す図で
あって、この場合にも第8図に例示した形状をなすカム
シャフト1のうちカムピース2とシャフト4の部分のみ
を示している。これらのうち、カムピース2は焼結合金
や鉄鋳物からなるものであり、略同心状の中空孔2bを
有すると共に、ろう材挿入溝2Cが形成しであるもので
あって、この場合にもカム面にはチル処理を施してない
ものである。また、シャフト4は中空状をなすものであ
り、中空部4bによって軽量化をはかったものである。
そして、前記カムピース2とシャフト4とを嵌合し、前
記ろう材挿入溝2Cの部分には例えば融点が300〜3
50℃程度である低融点金属線状ないしは棒状のろう材
5を挿入する。この場合、後述する加熱時にろう材5が
溶融して流出するのを防ぐために、前記ろう材挿入溝2
Cをプラグ7によって塞いでおくことも必要に応じて望
ましい。
このようにして、中空カムピース2とシャフト4との結
合部分のろう材挿入溝2c内にあらかじめ低融点金属の
線状ないしは棒状のろう材5を装着した状態としたのち
、必要に応じてこれらを例えば200〜300℃程度に
予備加熱しておき。
その後例えばTIG溶接用トーチ6によって前記カムピ
ース2のカム面を再溶融してチル化することにより表面
硬化層2aを形成すると同時に、前記再溶融の際の熱に
よってカムピース2が300〜400℃程度に加熱され
ることにより、前記ろう材5を溶融して前記中空カムピ
ース2と中空シャフト4とを結合する。
なお、この場合にも中空ジャーナルピース3と中空シャ
フト4との結合を同様にして行うことが可能である。
(実施例3) 第5図ないし第7図はこの発明の第3実施例を示す図で
あって、この場合にも第8図に例示した形状をなすカム
シャフト1のうちカムピース2とシャフト4の結合部分
のみを示している。これらのうち、カムピース2は焼結
合金や鉄鋳物からなるものであり、略同心状でかつ卵形
の中空孔2bを有するものであって、カム面にチル処理
を施してないものである。また、シャフト4は中空状を
なすものであり、後述するバルジ加工を行えるようにし
たものである。
そして、例えば中空シャフト4のカムピース接合部分の
周囲に低融点金属(例えば、融点が300〜400℃程
度)からなる薄帯状のろう材5を巻き付けた状態にして
、前記カムピース2とシャフト4とを嵌合した状態とす
る。
次に、前記中空シャフト4の内部に圧力を加えることに
よって、第6図および第7図に示すように拡管し、中空
シャフト4をカムピース2の中空孔2bの壁面へ膨出さ
せてカムピース2と中空シャフト4とを仮結合する。
続いて、上記の仮結合体を必要に応じて例えば200〜
300℃に予熱し、その後、例えばTIG溶接用トーチ
6によって前記カムピース2のカム面を再溶融してチル
化することにより表面硬化層2aを形成すると同時に、
前記再溶融の際の熱によって、前記ろう材5を溶融して
前記中空カムピース2と中空シャフト4とを結合する。
なお、中空ジャーナルピース3と中空シャフト4との結
合も同様にして行うことが可能である。
したがって、上記実施例によれば、カムピース2の表面
に再溶融による硬化層2aを形成する熱を利用してカム
ピース2とシャフト4とをろう付は接合するのに加えて
、バルジ成形によってカムピース2とシャフト4とを結
合するようにしているため、カムピース2とシャフト4
との結合を著しく堅固に行うことが可能であり、従来の
ようにカムピース2の中空孔2bの部分にスプライン加
工を施す必要がなくなる。
[発明の効果] 以上説明してきたように、この発明によるカムシャフト
の製造方法では、別体で作成した中空カムピースとシャ
フトとを結合してカムシャフトを製造するに際し、前記
中空カムピースとシャフトとの結合部分にあらかじめ低
融点金属のろう材を設けた状態とし、前記カムピースの
カム面を再溶融してチル化すると同時に、前記再溶融の
際の熱により前記ろう材を溶融して前記中空カムピース
とシャフトとを結合する構成としたから、カムシャフト
を一体鋳造する場合のような複雑な鋳型を必要とせず、
バルジ成形する場合のように中空カムピースの中空孔部
分にスプラインを形成する必要もなく、中空カムピース
とシャフトとの結合を著しく堅固に行うことが可能であ
り、カムピースのカム面を再溶融してチル化する際の熱
を利用してろう材を溶融するようにしているため、従来
のようにチル化したあと別個に加熱炉内で加熱ろう付け
する場合のようにチル化部分の軟化という問題もなぐ、
カムピース表面の#摩耗性を著しく優れたものとするこ
とができるなどの著大なる効果がもたらされる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図はこの発明の第1実施例によるカム
シャフトのカムピースとシャフトとの結合部分を示す各
々軸直角方向断面図および軸方向断面図、第3図および
第4図はこの発明の第2実施例によるカムシャフトのカ
ムピースとシャフトとの結合部分を示す各々軸直角方向
断面図および軸方向断面図、第5図、第6図および第7
図はこの発明の第3実施例によるカムピースとシャフト
との結合部分を示す各々バルジ成形前における軸直角方
向断面図、バルジ成形後における軸直角方向断面図およ
びバルジ成形後における軸方向断面図、第8図はカムシ
ャフトの形状例を示す斜面説明図、第9図はカム部とシ
ャフト部とを一体鋳造してカム部の表面に再溶融による
チル硬化層を形成した従来のカムシャフトの軸直角方向
断面図、第1O図および第11図は中空カムピースと中
空シャフトとをバルジ成形によって結合する従来のカム
シャフトの各々部分側面図および軸直角方向断面図であ
る。 1・・・カムシャフト、 2・・・中空カムピース、 2a・・・再溶融によるチル硬化層、 2b・・・中空孔。 3・・・中空ジャーナルピース。 3b・・・中空孔、 4・・・シャフト、 5・・・ろう材。 特許出願人  日産自動車株式会社 代理人弁理士 小  塩   豊 第5図 第8図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)別体で作成した中空カムピースとシャフトとを結
    合してカムシャフトを製造するに際し、前記中空カムピ
    ースとシャフトとの結合部分にあらかじめ低融点金属の
    ろう材を設けた状態とし、前記カムピースのカム面を再
    溶融してチル化すると同時に、前記再溶融の際の熱によ
    り前記ろう材を溶融して前記中空カムピースとシャフト
    とを結合することを特徴とするカムシャフトの製造方法
JP4193585A 1985-03-05 1985-03-05 カムシヤフトの製造方法 Pending JPS61202771A (ja)

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Cited By (4)

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