JPS622242Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、内燃機関の弁開閉用や、燃料噴射ポ
ンプ用等のカムシヤフトまたはコンプレツサ用等
の偏心カムシヤフトに関する。

近年、内燃機関の発達により、カムシヤフトに
はカムフオロワと摺接する面の耐摩耗性が要求さ
れるばかりでなく、正確な作動をするための剛性
や、高速回転に対しての疲労強度が要求され、さ
らに、回転系の慣性動力損失を低減するための軽
量化が要求される。

そこでカムフオロワと当接するカムロブには耐
摩耗性に優れる焼結合金を配し、カムステムには
強度に優れた鋼パイプを配設した複合カムシヤフ
トが使用されている。この際にカムロブと鋼パイ
プとは、軸方向及び回転方向に位置決めされた
後、固着されるものであるが、固着手段のいかん
を問わず、この軸方向及び回転方向の位置決め手
段として精度及び作業性が要求される。

従来、鋼製カムロブや一次焼結されたカムロブ
を組付ける場合は、割出し圧入機械が使用される
もののカムロブを圧粉体の状態や、比較的低温で
一次焼結された状態で組付ける場合には、カムロ
ブ強度が弱いため、カムロブを鋼パイプにピンな
どによつて一時的に仮止めさせる。これには、鋼
パイプに複数の軸方向溝を加工しカムロブ内周に
この溝と嵌合する突起を設け、軸方向の位置決め
は溝を変形させることによつて達成するものがあ
る。

しかしこのようにカムロブ内周側に突起を設け
る場合には、カムロブを形成する粉末の金型が複
雑な形状となり、圧粉成型の際にこの突起欠け
や、金型寿命が心配される。さらに鋼パイプに溝
加工するため鋼パイプの加工工程が多くなるばか
りか強度低下も生じる。

その上、カムロブと鋼パイプを緩く嵌合させて
位置決めする場合は、カムロブと鋼パイプ間に間
隙が生ずることは避けられず、この間隙により、
カムロブと鋼パイプの固着時に種々の問題が発生
する。

一つにはカムロブを鋼パイプに組付けて炉中に
て焼結する際に、カムロブが間隙分だけ移動して
しまうためカムロブと鋼パイプの固着状態が各カ
ムロブによつてまちまちとなり、場合によつては
結合不充分なカムロブが出てくることもある。

本考案は上記課題を解消するためになされたも
のであり、焼結合金製カムロブの一側面に内周側
から外周側へ向け漸次浅くなる傾斜溝を形成する
ことにより粉末成形金型を複雑な形状とせず金型
寿命を延ばし、鋼パイプにもカムロブに設けた傾
斜溝と同一方向の孔を最小限穿設することにより
機械強度を保ち、さらに鋼パイプに穿設した孔と
カムロブに設けた傾斜溝にピンを嵌合させカムロ
ブと鋼パイプとを常に一定位置に位置止めさせて
なるカムシヤフトを提供することを目的とするも
のである。

以下、本考案を具体化した実施例を図面に基づ
いて説明する。

本考案のカムシヤフトにおけるカムロブと鋼パ
イプとの結合は、カムロブの焼結密度を上げるた
めに、焼結を液相状態ですることもあり、液相の
発生による焼結収縮と、焼結合金中の拡散元素が
鋼パイプ中へ拡散されて達成される治金学的な結
合である拡散結合によるものである。従つて、第
１図におけるカムロブ３，３を鋼パイプに組付け
る際には、焼結合金以外の、通常は鋼で形成され
るジヤーナル４やカムギア５は予め鋼パイプ２に
溶接またはろう付けされるか、または焼結後に溶
接またはろう付けされる。

ここで一本の鋼製パイプ２にジヤーナル４やカ
ムギア５、カムロブ３，３を組付けた状態でカム
ロブを焼結する必要があるが、カムロブ３，３の
軸方向及び回転方向の位置決めはカムロブ３の側
面に形成した傾斜溝３３と、傾斜溝３３と方向の
一致するように鋼パイプ２に設けた孔２３とを合
致させ、ピン９で仮止めする。

このカムロブ３の側面に設けた傾斜溝３３はカ
ムロブ３の内周側から外周側へ向け漸次浅くなる
半径方向に延出した溝であつて、カムロブの圧粉
成形時に形成される。

カムロブにこの傾斜溝を形成する場合、溝容積
が小さく、また深さもカムロブ厚さに比し、相対
的に浅くてすむものであつて、プレス成形に伴う
圧粉体の歪や欠けが少い。さらに、かかる浅い傾
斜溝はカムロブに対してすべての境界部が鈍角と
なるため、この傾斜溝を形成するための金型自体
も鈍角で形成され、金型寿命が低下することもな
い。この傾斜溝の断面はピン９の断面と同一であ
ることが望ましく、通常、ピン９の断面は円形で
あるため、傾斜溝も半円または円弧の一部が使用
される。

鋼パイプ２に設けられる孔２３もカムロブ３の
傾斜溝３３と同一角度で穿設されるものである
が、ピン９の脱落防止のためにテーパピンとした
場合は、鋼パイプ２の孔２３もテーパ状に穿設す
ることが望ましい。このように、鋼パイプ２の孔
２３とカムロブの傾斜溝３３とがピン９により仮
止めされるが、この状態でカムシヤフトを焼結す
る際、焼結に要する高温条件で鋼パイプが湾曲す
るのを防止するため、通常カムシヤフトは軸方向
に直立させて焼結される。

この際、第４図に示す如く、カムロブ３と鋼パ
イプ２との間隙８はカムロブ３がピン９の傾斜方
向に自重により押されることとなるためピン９を
配した方向に間隙８が片寄り、ピン９の逆方向で
はカムロブ３と鋼パイプとの間隙は少なくなる。
従つて、各カムロブは焼結時に第４図に示される
状態で安定した位置を保持することとなり、間隙
８の存在によるカムロブの鋼パイプとの位置のば
らつきは極力おさえることができる。

長尺のカムシヤフトで焼結炉の軸方向を水平に
して焼結させざるを得ないカムシヤフトにおいて
も、圧粉体または一次焼結したカムロブをピン９
に対し組付け時に少し押し込むことにより、カム
ロブ３と鋼パイプ２との間隙８をピン９側へ寄せ
た状態とし、カムロブ３と鋼パイプ２との接触面
圧を生じさせて摩擦力を与えておけば、焼結中の
振動程度では動かないようなくさび効果を発生す
る。

第５図は本考案カムシヤフトの別の実施例を示
したものであり、カムロブ３を特に圧粉体または
一次焼結した状態で鋼パイプ２に組付け焼結する
際には、第５図に示す如く、カムロブ３のぬき方
向面３４と反対側の側面に傾斜溝を設けるのが望
ましい。

このカムロブのぬき方向面３４はカムロブ３を
圧粉成形する際に不可避的に決定されるもので、
圧粉終了して金型から圧粉体を抜き出す際にカム
ロブの内、外周には微少なぬき角度をつけられる
ものであるが、この圧粉成形時に上側面がぬき方
向面３４であり、内径は小さく外径は大きくなさ
れているものである。

このぬき方向面３４と反対側のカムロブ側面に
傾斜溝３３を設けることによつて、且つ傾斜溝３
４をカムロブのカムノーズ３５と反対側に設ける
ことによつて第５図に示す如く、カムノーズ３５
側ではカムロブ３と鋼パイプ２とが密に当接され
ることとなり、最も応力の加わり易いカムノーズ
側の接合面での拡散結合が確実に行われるもので
ある。同時に液相焼結によるカムロブ自体の収縮
によりピン９側の間隙８も縮少されていくが、そ
の際、肉厚が均一なカムノーズ側以外の部分の収
縮によつて間隙８が縮少されるため、カムロブと
鋼パイプとの結合が均一に行われるのである。

第６図は本考案カムシヤフトの更に別の実施例
を示したものであり、この実施例はカムロブと鋼
パイプとを焼結による結合ではなく、ろう付けに
よつて結合したものである。もちろん、ろう付け
結合も本考案の効果は充分達成できる。

この場合は、カムロブ３のぬき方向面３４側で
且つカムノーズ３５側に傾斜溝３３を設けること
が望ましい。この場合には、カムノーズ３５側の
ぬき方向面と反対側に広い間隙８が形成され、最
も確実なろう付けが要求されるカムノーズ側から
ろう剤が浸入して結合されることとなり、より高
いろう付性が確保されうる。

以上述べたように本考案は、カムロブに傾斜溝
を形成する場合、溝容積が小さく、また深さもカ
ムロブ厚さに比し、相対的に浅くてすむため、圧
粉成形、プレス成形に使う圧粉体の歪や欠けが少
ないのでカムロブ自体の圧粉成形性が優れ、しか
も、かかる浅い傾斜溝は、カムロブに対してすべ
ての境界部が鈍角となるためこの傾斜溝を形成す
るための金型自体も鈍角で形成されるので、金型
自体に負担がかからず金型寿命が長いという効果
を有する。

また、鋼パイプの加工についてはカムロブに設
けた傾斜溝と同一方向の孔を鋼パイプに穿設する
だけでよいので、加工が容易であり且つ強度の低
下もない。

更に、カムロブと鋼パイプ間の間隙の変動が少
ないので、各カムロブによる結合状態のばらつき
が少ない等の種々の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案カムシヤフトの一実施例を示す
断面図であり、第２図は本考案カムシヤフトの第
一実施例の要部断面図であり、第３図は第２図の
正面図であり、第４図は本考案カムシヤフトの一
実施例の要部断面図であり、第５図は、本考案カ
ムシヤフトの別の実施例を示す断面図であり、第
６図は、本考案カムシヤフトの更に別の実施例を
示す断面図である。 図中、２……鋼パイプ、３……カムロブ、４…
…ジヤーナル、５……カムギア、８……間隙、９
……ピン、２３……孔、３３……傾斜溝、３４…
…ぬき方向面、３５……カムノーズである。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 焼結合金製カムロブをピンを用いて鋼製パイ
   プに固着してなるカムシヤフトにおいて、焼結
   合金製カムロブの少なくとも一側面に内周側か
   ら外周側へ向け漸次浅くなる傾斜溝を設け、鋼
   製パイプにも前記カムロブに設けた傾斜溝と同
   一方向の孔を穿設し、該鋼パイプに穿設した孔
   とカムロブに設けた傾斜溝に嵌合するピンによ
   つてカムロブと鋼パイプとを位置止めさせてな
   るカムシヤフト。 (2) 前記カムロブの傾斜溝を設ける側面は、カム
   ロブの圧粉成形時におけるぬき方向面と反対側
   の側面であり且つカムノーズと反対側の位置で
   あり、カムロブと鋼パイプが焼結合金の拡散に
   より結合されてなる実用新案登録請求の範囲第
   １項記載のカムシヤフト。 (3) 前記カムロブの傾斜溝を設ける側面は、カム
   ロブの圧粉成形時におけるぬき方向面であり且
   つカムノーズ側位置であり、カムロブと鋼パイ
   プがろう付けにより結合されてなる実用新案登
   録請求の範囲第１項記載のカムシヤフト。