JPS6277402A

JPS6277402A - カムシヤフトの製造方法

Info

Publication number: JPS6277402A
Application number: JP21641285A
Authority: JP
Inventors: Shuji Matsumoto; 修二松本; Kunpei Kobayashi; 薫平小林
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-09-30
Filing date: 1985-09-30
Publication date: 1987-04-09

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】［発明の技術分野］本発明は例えばロータリコンプレッサにおいてロータ駆
動用として用いるカムシャフトの製造方法に関する。

［発明の技術的背耐とその問題点１２１１機器などに用いられるロータリコンプレッサにお
いては、ケーシング内に設けるロータを回転するために
偏心カムを備えたカムシャフトを用いており、且つこの
カムシャフトの回転によるカムシャフトおよびこれに接
する相手部材の摩耗を防止するために両者間に油潤滑を
行なっている。

従来このスムシャフトには鋳鉄を鋳造するによりシャフ
トとカムを一体化した鋳造品が用いられている。しかし
ながらこの鋳造品のカムシャフトを用いると、カムシャ
フトに対する油潤滑の効梁を充分活かすことができない
という問題を生じている。

第４図および第５図は従来のカムシャトを用いたロータ
リコンプレッサを示している。カムシャフトは、シャフ
ト１とこのシャフト１に対して偏心したカムとが一体に
鋳造された鋳造品により形成され、シャフト２には潤滑
油を通す油孔３が軸方向に形成しである。シャフト１は
モータ（図示せず）に連結されて圧縮室を構成するケー
シング４に設けた軸受５に支承されており、またカム３
にはケーシング４内に設けられるロータ６が回転自在に
嵌合される。なお、図中７は仕切ベーン、８は吹込口、
９は吐出口である。そして、モータによりシャフト１が
回転されてカム２が一体に回転することにより、ロータ
６がケーシング４内部を回転するので、ガスが吹込口８
を介してケーシング５内部に吸込まれて圧縮された後に
吐出口から吐出される。またカムシャフトに対して潤滑
を行なうためにロータリコンプレッサを収容する外ケー
ス１０の内部に潤滑油１１を溜める油溜め１２が設けら
れる。１１２１清油１１は油溜め１２からシャフト１の
油孔３内部に設けたインペラ（図示せず）の作用により
シャフト１の一端から油孔３内部を通って他端へ流れ、
次いでシャフト１と軸受５との間を通った後にケーシン
グ４内に入りカム２とロータ６との間を通って流れ、そ
の後にシャフト２と軸受５との間を通って再びシャフト
１の一端から油溜め１２に流れることにより、シャフト
１およびカム２とこれに接する相手部材との間の油潤滑
が行なわれる。

しかるに、Ｈ造品からなるカムシャフトを用いたことに
よる油潤滑上における問題点は次の通りである。カムシ
ャツ１〜におけるカム２は鋳造品であるためにそれ自身
では潤滑油を透過させない。

このためケーシング４内に流入した潤滑油はカム２とロ
ータ６との接触部のみを通って流れることになるので、
ケーシング４内部での潤滑油の流れが悪い。従ってカム
２とロータ６は潤滑が不充分で摩耗し易く、この結果ロ
ータ４の円滑な回転が行なえなくなる。

［発明の目的コ本発明は前記事情に基づいてなされたもので、充分な油
潤滑を行なえて摩耗を防止できるカムシャフトを得るこ
とができ、しかもこのカムシャフトを歩留り良く製造で
きるカムシャフトの製造方法を提供することを目的とす
るものである。

［発明の概要］本発明のカムシャフトの製造方法は、鉄系粉末に、鉄微
粉末、ニッケル微粉末、ハロゲン化物粉末の１種または
複数種を添加してなる材料粉末を用いてカム用粉末成形
体を成形し、このカム用粉末成形体をシャフトに嵌合し
て低温焼結を行ない、焼結体からなるカムと前記シャフ
トとを接合することを特徴とするものである。

すなわち、カムシャフトのカムを鉄系焼結合金からなる
焼結体で形成して潤滑油の透過を可能として潤滑性を畠
めるようにし、さらに焼結体のカムと溶解材のシャフト
とを低温焼結を施して拡散接合するとともに、前記低温
焼結の実施でシャフトが熱応力で曲ることを抑制して、
良好なカムシャフトを歩留り良く製造するものである。

以下本発明を、ロータリコンプレッサにおけるロータリ
駆動用のカムシャフトを製造する場合に適用して説明す
る。

第１図は、本発明により製造したカムシャフトを示し、
図中２１は金属管例えば鋼管からなるシャフト、２２は
シャフト２１に嵌合して固定された鉄系焼結合金の焼結
体からなるカムである。

本発明によりカムシャフトを製造する方法について説明
する。

シャフト２１は、鋼管を所定寸法に切削して形成する。

シャフト２１に鋼管２１を用いるのは、強度と靭性をも
たせるためであり、ニッケルークロム鋼などの鋼管を使
用する。

カム２２は、次のようにして形成する。

まず、鉄系粉末に、純鉄微粉末、ニッケル微粉末、ハロ
ゲン化物粉末を１種または複数種を添加して混合し材料
粉末を形成する。純鉄およびニッケルの各粉末の粒径は
約１０μ以下であり、ハロゲン化物粉末も微粉末を用い
る。鉄系粉末にこれら微粉を添加するのは、これらの粉
末が、カム用粉末成形体とシャフトとを嵌合して焼結す
る時にその焼結を促進する働きをするものであり、これ
によりカム用粉末成形体とシャフトとを低温焼結により
焼結することを可能とするためである。鉄粉の単独の添
加量は約１０〜３０重ａ％、ニッケル粉末の単独の添加
量は約３〜１０重量％、ハロゲン化物粉末の単独の添加
量は約０．５〜２重但％とし、これらを２種または３種
組合せて添加することもできる。

そして、材料粉末を加圧してカム形状をなすカム用粉末
成形体を成形する。カム用粉末成形体は、必要に応じて
仮焼結する。

次に、前記シャフト２１にカム用粉末成形体を嵌合し、
炉中にて低温焼結を行ない、カム用粉末成形体を焼結ザ
る。この低温焼結の温度は、約９５０℃から約１１００
℃である。すなわち、粉末成形体は、鉄系粉末に添加し
た純鉄粉、ニッケル粉、ハロゲン化物粉により焼結が促
進されて、低温にて焼結される。この焼結により粉末成
形体から焼結体からなるカム２２が形成され、この焼結
体が粉末成形体より収縮してシャフト２１をきつく締付
けると同時に、焼結体とシャフト２１の鋼管とが相互に
拡散して強固に接合する。また、焼結は低温で行なわれ
るから、シャフト２１の鋼管の熱応力による曲りが極小
に抑制される。カム２２は鉄系焼結合金で形成されるた
めに、強度と耐摩耗性が与えられる。

このように本発明の製造方法によれば、曲がりのない鋼
管からなるシャフト２１に焼結体からなるカム２２とが
強固に接合したカムシャフトを、歩留り良く製作できる
。もし、焼結を１２００”Ｃ以上の高温度で行なうと、
シャフト２１の鋼管が熱応力により実用上支障をきたす
大きな曲がりを生じ易く、不良品となることがある。

また、シャフト２１の軸受と接触する外周表面は、セラ
ミ、ツクスコーティング、浸炭、窒化などの表面硬化処
理を施し、且つカム２２のロータと接触する外周面は保
油性をもたせるために酸化物を生成する。

しかして、このように製造したカムシャフトは、第２図
および第３図で示すようにロータリコンプレッサに組込
んで使用する。カムシャフトは、カム２２を焼結体で形
成しであるので、ケーシング４内部に流れてきた潤ＷＩ
油がカム２２とロータ６との接触部を通過するとともに
、カム２２内部も通過して流れるために、ケーシング４
内部での潤滑油の流れが良好となる。このためカム２２
および０−夕６を充分潤滑して摩耗を抑制することがで
きる。シャフト２１を形成する鋼管は引抜き加工などよ
り製造したもので、その内孔表面は平滑な面となってい
る。この鋼管の内孔２３は潤滑油が流れる油孔となる。

このため潤滑油は＃ｌ管すなわちシャフト２１の内孔２
３を円滑に流れ、カムシャフトと相手部材との接触部に
充分供給することができる。またシャフト２１は表面硬
化処理を施しであるので回転に伴う摩耗を抑制すること
ができる。さらにカム２２の外周面は酸化物層を形成し
て潤滑油を含浸できるようにしであるので、カム２２と
ロータ６との接触部での潤滑をより確実に行なうことが
できる。

しかも、カムシャフトはシャフト２１に曲りが極小であ
るために、偏心回転などの不具合が発生することがなく
、安定且つ円滑な回転が得られ、コンプレッサの運転に
支障をきたすことがない。

［発明の実施例］以下に述べる方法によりロータリコンプレッサ用のカム
シャフトを製造した。

（１）重量比でＦｅ　−２％Ｎｉ−０，５％Ｍ（１＜４
６００鋼）粉（−８０メツシユ）と、粒径約１０μ以下
のＦｅ粉２ｏ％、その他潤滑剤を１％添加して混合し、
この材料粉末を成形圧４〜６トン／ｄで加−圧してカム
用粉末成形体（成形密度６．６ｇ／ｃｍ）を成形する。

次いで、粉末成形体を温度８００℃で仮焼結した後に、
鋼管からなるシャフトと組合せる。カム内径とシャフト
外径とのクリアランスは約５０μ以下とする。仮焼体と
シャフトを組合せたものを、１１００℃×１時間の条件
で焼結して接合する。なお、シャフトは外径１２．０６
＃、長さ９０〜１５０＃、カムは内径１２．０９ｍ、高
さ８Ｍである。カム内径は焼結後１２．０ａｍであった
。このように製造したカムシャフトは、カムとシャフト
が強固に接合した。

また、シャフトの曲り発生は極小であった。シャフトを
軸線を中心として回転した時に、回転直径が４０〜５０
μ〈曲り）で、曲りは極小であり実用上支承をきたさな
い大きさである。

（２）Ｆｅ−２％Ｎｉ−０，５％ＭＯ粉と約１０μ以下
のＮ１粉を４％添加してなる材料粉末を使用し、実施例
（１）と同一製造条件でカムシャフトを製造したが、同
等の良好な結果が得られた。

（３）　　Ｆｅ−２％Ｎ　ｉ−０，５％Ｍｏ粉にＮＨｓ
　Ｃ１粉を約１％添加してなる材料粉末を用いて、実施
例（１）と同一条件でカムシャフトを製造したが、同様
な結果が得られた。但し、仮焼結温度は４５０℃である
。

（４）従来方法でカムシャフトを製造した結果、シャフ
トの曲りは１００μ以上であった。これは実用上支障を
きたす大ぎさである。

［発明の効果］以上説明したように本発明のカムシャフトの製造方法に
よれば、潤滑性に優れ且つシャフトに曲りのないカムシ
ャフトを歩留り良く製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造方法により製造したカムシャフト
を示す断面図、第２図および第３図は第１図で示すカム
シャフトを用いたロータリコンプレッサを示す縦断面図
および横断面図、第４図および第５図は従来のカムシャ
フトを備えたロータリコンプレッサを示で縦断面図およ
び横断面図である。２１・・・シャフト、２２・・・カム。出願人代理人　弁理士　鈴江武彦第２図佑　う　　　糊第４図１′ 第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）鉄系粉末に、鉄微粉末、ニッケル微粉末、ハロゲ
ン化物粉末の１種または複数種を添加してなる材料粉末
を用いてカム用粉末成形体を成形し、このカム用粉末成
形体をシャフトに嵌合して低温焼結を行ない、焼結体か
らなるカムと前記シャフトとを接合することを特徴とす
るカムシャフトの製造方法。
（２）低温焼結は温度１１００℃以下で行なうものであ
る特許請求の範囲第１項に記載のカムシャフトの製造方
法。