KR101443504B1 - 캠샤프트 소결용 지그 - Google Patents

Abstract

종래보다 생산성의 향상을 도모하는 것이 가능한 캠샤프트 소결용 지그를 제공하는 것을 목적으로 한다. 이 목적을 달성하기 위해, 4개의 대략 직사각형 형상 프레임판에 의해 사각 프레임 형상으로 짜여진 프레임체와, 해당 프레임체에 장착되어 해당 캠샤프트를 지지하기 위한 기다란 지지 부재로 이루어지고, 해당 지지 부재는 그 양 단부의 캠샤프트 탑재면측으로부터 연장된 장착용 돌출부를 구비하며, 그 캠샤프트 탑재면의 캠샤프트의 탑재 위치에 캠샤프트 보지 부재가 장착되고, 상온 하에서는, 해당 프레임체에 마련한 장착 구멍에 해당 지지 부재의 장착용 돌출부가 유격 끼워 맞춤되어, 해당 지지 부재의 위치 미세 조정이 가능하며, 1000℃ 내지 1200℃의 범위의 소결 온도 하에서는, 해당 지지 부재의 길이 방향으로의 신장에 의해 해당 지지 부재의 길이 방향의 측단면이 해당 프레임체의 내측면을 가압함으로써, 해당 지지 부재와 해당 프레임체가 고정되는 것을 특징으로 하는 캠샤프트 소결용 지그를 채용한다.

Description

캠샤프트 소결용 지그{JIG FOR SINTERING A CAMSHAFT}

본원 발명은 캠샤프트 소결용 지그에 관한 것이며, 보다 상세하게는, 캠 로브 등의 조립 부재가 설치된 캠샤프트를 소결 처리할 경우에 이용되는 캠샤프트 소결용 지그에 관한 것이다.

소위, 소결제 캠샤프트는, 강제(鋼製)의 샤프트에 캠 로브 등의 소결용 재료로 형성된 부재가 확산 결합에 의해 일체화된 것이다. 이 소결제 캠샤프트는, 캠 로브 등의 소결용 재료로 형성된 부재를 강제의 샤프트에 끼워 맞추어 조립한 것을 고온 분위기의 소결로 내에서 소결 처리하여 제작되는 것이다. 여기서, 소결제 캠샤프트를 제작하는 경우에는, 캠 로브 등이 샤프트에 끼워 맞춰서 조립된 상태의 캠샤프트를 탑재하기 위한 소결용 지그가 필요하게 된다. 덧붙여, 캠샤프트 소결용 지그에는, 종래부터 고온 강도가 뛰어나 변형되기 어려운 카본재로 이루어지는 것이 이용되고 있다. 또한, 캠샤프트 소결용 지그에 있어서, 캠샤프트와 접촉하는 부분에는, 종래부터 주로 세라믹스재가 이용되고 있다. 또한, 캠샤프트를 소결하기 위해서 이용되는 지그로서, 예컨대 일본 특허 번호(일본 특허 제 4137036 호 공보)에 기재된 캠샤프트 소결용 지그가 알려져 있다.

일본 특허 번호(일본 특허 제 4137036 호 공보)에 기재된 캠샤프트 소결용 지그는, 「캠 로브를 포함하는 조립 부재가 조립된 캠샤프트를 소결 처리할 경우에 이용되는 캠샤프트 소결용 지그로서, 적어도 대향하는 2변을 갖는 프레임체와, 탑재된 캠샤프트를 지지하는 2개 이상의 지지 부재로 이루어지며, 상기 지지 부재는, 상기 프레임체의 2변 사이에 배치되어 있는 동시에, 해당 프레임체에 형성된 장착 구멍에 조절 가능하게 장착되어 있는 것」을 특징으로 한 것이다. 일본 특허 번호(일본 특허 제 4137036호 공보)에 있어서의 캠샤프트 소결용 지그는 샤프트 길이나, 캠 로브나 저널의 조립 위치가 다른 다품종의 캠샤프트를 효율적으로 소결 처리하는 것을 가능하게 한 것이다. 또한, 일본 특허 번호(일본 특허 제 4137036 호 공보)에 있어서의 캠샤프트 소결용 지그는 수많은 단쌓기를 할 수 있으므로, 종래보다 소결 효율의 향상을 도모하는 것이 가능하다.

그러나, 일본 특허 번호(일본 특허 제 4137036 호 공보)의 캠샤프트 소결용 지그는, 캠샤프트를 지지하는 지지 부재의 양단에 돌출하는 장착부가, 프레임체에 형성된 지지 부재 장착 구멍에 삽입되어 장착되는 구조를 구비한 것이고, 해당 지지 부재가 그 길이 방향의 양 단부에서만 지지되는 것이다. 따라서, 일본 특허 번호(일본 특허 제 4137036 호 공보)의 캠샤프트 소결용 지그에서는, 탑재되는 캠샤프트의 중량에 의한 변형이나 파손 등을 방지하기 위해서, 해당 장착부의 해당 캠샤프트 소결용 지그의 높이 방향에 있어서의 두께를 확보할 필요가 있었다. 즉, 일본 특허 번호(일본 특허 제 4137036 호 공보)의 캠샤프트 소결용 지그는 지지 부재의 장착부의 해당 캠샤프트 소결용 지그의 높이 방향의 두께를 두껍게 하는 만큼 캠샤프트의 탑재 위치가 높아지고, 그것에 따라 프레임체의 높이도 높게 해야만 해서, 보다 많은 캠샤프트 소결용 지그를 적층하고 싶은 경우에 장애가 되어 버린다.

이상으로부터, 본원 발명은, 상기의 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 종래보다 생산성의 향상을 도모할 수 있는 캠샤프트 소결용 지그의 제공을 목적으로 한다.

본원 발명자 등은 전념하여 연구를 실행한 결과, 캠샤프트 소결용 지그에 대해서, 이하에 나타내는 구성을 채용함으로서, 상술한 과제를 해결하는 것에 도달했다.

본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그는, 캠 로브를 포함하는 조립 부재가 장착된 캠샤프트를 소결 처리 가능한 소결용 지그로서, 4개의 대략 직사각형 형상 프레임판에 의해 사각 프레임 형상으로 짜인 프레임체와, 해당 프레임체에 장착되어 해당 캠샤프트를 지지하기 위한 기다란 지지 부재로 이루어지고, 해당 지지 부재는, 그 양 단부의 캠샤프트 탑재면측으로부터 연장된 장착용 돌출부를 구비하고, 그 캠샤프트 탑재면의 캠샤프트의 탑재 위치에 캠샤프트 보지 부재가 장착되며, 상온 하에서는, 해당 프레임체에 마련한 장착 구멍에 해당 지지 부재의 장착용 돌출부가 유격 끼워 맞춤되고, 1000℃ 내지 1200℃의 범위의 소결 온도 하에서는, 해당 지지 부재의 길이 방향으로의 신장에 의해 해당 지지 부재의 길이 방향의 단면이 해당 프레임체의 내측면을 가압함으로써, 해당 지지 부재와 해당 프레임체가 고정되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그에 있어서, 상기 프레임체 및 상기 지지 부재는 카본재로 이루어지며, 상온 하에서, 길이 방향의 양 단면 사이의 길이가 200mm 내지 1200mm인 지지 부재를 프레임체에 장착했을 때의, 해당 지지 부재의 단면과 해당 프레임체 사이의 간극이 0.5mm 내지 3.5mm인 것이 바람직하다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그에 있어서, 상기 지지 부재는, 상기 캠샤프트가 배치되는 위치에 세라믹스재로 이루어지는 캠샤프트 보지 부재가 장착되며, 해당 캠샤프트 보지 부재에 해당 캠샤프트가 지지되는 것이 바람직하다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그에 있어서, 상기 캠샤프트 소결용 지그는, 병렬된 2개의 상기 지지 부재에 캠샤프트의 양 단부 부근을 각각 탑재하고, 해당 캠샤프트를 지지하는 것인 것이 바람직하다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그에 있어서, 상기 프레임체는, 구성하는 대략 직사각형 형상 프레임판의 상단 및 하단에 단차가 형성되고, 해당 프레임체를 2개 이상 적층했을 때에 각 프레임체끼리가 해당 단차 부분에서 끼워 맞춰지는 것이 바람직하다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그에 있어서, 상기 프레임체는 상기 대략 직사각형 형상 프레임판끼리가 카본재로 이루어지는 나사에 의해 조립되는 것이 바람직하다.

본원 발명의 캠샤프트 소결용 지그는, 해당 지지 부재의 양단에 구비되는 프레임체에 장착되는 부분의 해당 프레임체의 높이 방향에 있어서의 두께를 극히 얇게 할 수 있기 때문에, 복수의 캠샤프트 소결용 지그를 효율적으로 적층할 수 있다.

도 1은 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그에 캠샤프트를 탑재했을 때의 형태를 설명하기 위한 상면도이다.
도 2는, (a)가 도 1에 있어서 도 1에서 a로 나타낸 부분의 상면도이며, (b)가 도 1에서 a로 나타낸 부분의 측면도이다.
도 3은, (a)가 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그의 제 1 프레임판의 정면도이며, (b)가 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그의 제 1 프레임판의 상단측에서 본 도면이다.
도 4는, (a)가 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그의 제 2 프레임판의 정면도이고, (b)가 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그의 제 2 프레임판의 상단측에서 본 도면이다.
도 5는, (a)가 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그의 지지 부재의 상면도이고, (b)가 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그의 지지 부재의 측면도이며, (c)가 도 5의 (a)의 지지 부재에 있어서 C-C선으로 절단했을 때의 단면도이다.
도 6은, (a)가 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그의 캠샤프트 보지 부재의 정면도이며, (b)가 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그의 캠샤프트 보지 부재의 측면도이다.
도 7은 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그를 다단으로 적층했을 때의 형태를 설명하기 위한 상면도이다.
도 8은, (a)가 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그를 다단으로 적층했을 때의 형태를 도 7의 A방향에서 보았을 때의 측면도이고, (b)가 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그를 다단으로 적층했을 때의 형태를 도 7의 B방향에서 보았을 때의 정면도이다.

이하, 본원 발명의 캠샤프트 소결용 지그에 대해 도면을 이용하여 구체적으로 설명한다.

본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그:

본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)는, 캠 로브(52)를 포함하는 조립 부재가 장착된 캠샤프트(50)를 소결 처리 가능한 소결용 지그(1)로서, 4개의 대략 직사각형 형상 프레임판(3, 3, 6, 6)에 의해 사각 프레임 형상으로 짜여진 프레임체(2)와, 해당 프레임체(2)에 장착되어 해당 캠샤프트(50)를 지지하기 위한 기다란 형상의 지지 부재(9)로 이루어지는 것이다. 해당 지지 부재(9)는, 그 양 단부의 캠샤프트 탑재면측으로부터 연장된 장착용 돌출부(11)를 구비하고, 그 캠샤프트 탑재면의 캠샤프트(50)의 탑재 위치에 캠샤프트 보지 부재(20)가 장착된다. 또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)는, 소결 온도에 있어서의 해당 지지 부재(9)의 길이 방향으로의 열팽창에 의한 길이의 신장이 해당 프레임체(2)의 동일 방향으로의 열팽창에 의한 대향하는 내측면 사이[도 2에 도시하는 제 1 프레임판(3)의 내측면(3a)과 대향하는 제 1 프레임판(3)의 내측면(3a)과의 사이]의 길이의 신장보다 커지도록 설정된다. 그리고, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)는, 상온 하에서는, 해당 프레임체(2)[도 1에 있어서의 제 1 프레임판(3)]에 마련한 지지 부재 장착 구멍(4)에 해당 지지 부재(9)의 장착용 돌출부(11)가 유격 끼워 맞춤된다. 또한, 1000℃ 내지 1200℃의 범위의 소결 온도에서는, 해당 지지 부재(9)가 열팽창에 의해 길이 방향으로 팽창하고, 해당 프레임체(2)도 동일 방향[도 1에 도시하는 제 2 프레임판(6)의 길이 방향 및 제 1 프레임판(3)의 두께 방향]으로 팽창한다. 이때에, 해당 지지 부재(9)의 길이 방향으로의 신장에 의해, 해당 지지 부재(9)의 길이 방향의 단면(9a)이 해당 프레임체(2)의 내측면(3a)을 가압함으로써, 해당 지지 부재(9)와 해당 프레임체(2)가 고정되는 것을 특징으로 하는 것이다.

도 1에 도시하는 바와 같이, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)는, 대략 직사각형 형상의 제 1 프레임판(3)과 제 2 프레임판(6)에 의해 사각 프레임 형상으로 짜여진 프레임체(2) 내에 캠샤프트(50)가 소정의 간격으로 병렬하여 배치된다. 또한, 해당 지지 부재(9)는, 해당 캠샤프트(50)가 탑재되는 위치에 도 6에 예시하는 형상의 캠샤프트 보지 부재(20)가 장착되고, 이 캠샤프트 보지 부재(20)의 캠샤프트 탑재 위치(21)에 캠샤프트(50)가 지지된다.

본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 있어서의 프레임체(2)는 제 1 프레임판(3, 3)끼리와 제 2 프레임판(6, 6)끼리가 각각 면 대향하여 배치되며, 사각 프레임 형상으로 짜여진다. 여기서, 해당 프레임체(2)는, 대향하는 프레임판끼리가 동일 형상인 것이 비용면이나 범용성의 면에서 보아 바람직하다. 그리고, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 있어서의 지지 부재(9)는 기다란 부재이며, 그 양 단부가 프레임체(2)[도 1에 도시하는 제 1 프레임판(3)]에 장착된다. 또한, 이 지지 부재(9)는, 도 1에서, 프레임체(2) 내에 4개 마련되어 있지만, 이 수에 한정되는 것은 아니다.

또한 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 있어서의 지지 부재(9)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 그 단면(9a)에 연접하며, 또한 해당 단면(9a)의 캠샤프트 탑재면측으로부터 연장된 장착용 돌출부(11)가 구비된다. 해당 지지 부재(9)는, 도 5에 도시하는 장착용 돌출부(11)의 폭(X)이 도 3에 도시하는 지지 부재 장착 구멍(4)의 폭(L)보다 작고, 또한, 도 5에 도시하는 장착용 돌출부(11)의 두께(Y)가 도 3에 도시하는 지지 부재 장착 구멍(4)의 높이(H)보다 작아지도록 형상이 형성되는 것에 부가하여, 상온 하에서 단면(9a)이 해당 프레임체(2)의 내측면[도 2에 도시하는 제 1 프레임체(3)의 내측면(3a)]과 접촉하지 않는 형상으로 형성된다. 따라서, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)는, 상온 하에서, 각 지지 부재(9)의 탈착을 용이하게 실행할 수 있기 때문에, 유지보수성의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)는, 1000℃ 내지 1200℃의 범위의 소결 온도 하에서는, 해당 지지 부재(9)의 길이 방향으로의 신장에 의해 해당 지지 부재(9)의 단면(9a)이 해당 프레임체(2)의 내측면[도 2에 도시하는 제 1 프레임판(3)의 내측면(3a)]을 가압함으로써, 해당 지지 부재(9)와 해당 프레임체(2)가 확실히 고정되는 것이다. 따라서, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 의하면, 지지 부재(9)의 장착용 돌출부(11)에 가해지는 중력 방향의 부하가 저감되어, 종래보다 프레임체(2)의 높이 방향의 두께(Y)를 극히 얇게 하는 것이 가능해진다. 따라서, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 의하면, 소결 처리 중에 있어서의 지지 부재(9)의 변형을 방지할 수 있으며, 또한, 캠샤프트(50)의 탑재 위치를 프레임체(2)의 높이 방향에서 보아 종래보다 낮게 할 수 있다. 즉, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 의하면, 종래보다 많이 캠샤프트 소결용 지그를 적층할 수 있어서, 종래보다 생산성의 향상을 도모하는 것이 가능해진다.

덧붙여, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)는, 해당 지지 부재(9)[캠샤프트 보지 부재(20)를 포함함] 상에 캠샤프트(50)가 탑재되었을 때에, 해당 프레임체(2)의 상단이 해당 캠샤프트(50)의 최상단보다 약간 높고, 또한 해당 프레임체(2)의 하단이 해당 지지 부재(9)의 최하단보다 약간 낮게 형성되는 것이 바람직하다. 이하에, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)의 각 구성 부재에 대하여 간단하게 설명해 둔다.

본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)의 프레임체(2)를 구성하는 제 1 프레임판(3)은, 도 3의 (a)에 도시하는 바와 같이, 그 하단면 근방에서, 해당 제 1 프레임판(3)의 길이 방향을 따라서 연장되는 슬릿 형상의 4개의 지지 부재 장착 구멍(4)이 관통 구멍으로 형성되어 있다. 또한, 이들 4개의 지지 부재 장착 구멍(4) 전체가 제 1 프레임판(3)의 한쪽의 단면측으로부터 다른쪽의 단면측을 향해 동일한 높이로 마련되어 있다. 여기서, 해당 제 1 프레임판(3)에 형성하는 지지 부재 장착 구멍(4)은 강도상 문제가 생기지 않는 극히 하단면 근처에 설정함으로써, 프레임체(2)의 높이를 더욱 낮게 설정하는 것이 가능해져, 캠샤프트 소결용 지그(1)를 보다 많이 적층할 수 있기 때문에, 생산 효율상 바람직하다. 그리고, 해당 제 1 프레임판(3)의 양 단면에는, 도 3의 (b)에 도시하는 바와 같이, 나사 구멍(5)이 형성되고, 제 2 프레임판(6)과 나사에 의해 체결된다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)의 프레임체(2)를 구성하는 제 2 프레임판(6)은, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 해당 제 2 프레임판(6)을 두께 방향으로 관통하는 동시에 길이 방향으로 슬릿 형상으로 연장되는 3개의 관통 구멍(7)이 형성되어 있다. 이 관통 구멍(7)은, 제 2 프레임판(6)의 길이 방향의 대략 중앙부로부터 양 단부 근방까지 형성됨으로써, 프레임체(2)의 경량화를 도모할 수 있으며, 또한, 프레임체(2) 내에 있어서의 캠샤프트(50)의 탑재 상태 등을 육안으로 확인할 수 있다. 또한, 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제 2 프레임판(6)에는, 제 1 프레임판(3)의 나사 구멍(5)에 대응하는 위치에 체결용 구멍(8)이 마련되어 있으며, 제 1 프레임판(3)과 제 2 프레임판(6)이 나사 등의 체결 부재에 의해 체결된다. 또한, 해당 제 2 프레임판(6)에 있어서의 관통 구멍(7)의 수나 치수 등은 도 4에 나타내는 수나 치수 등에 한정되는 것이 아니며, 사양 형태에 따라 적절히 설계 가능하다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 있어서의 지지 부재(9)는, 그 양 단부가, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 그 양 단부의 캠샤프트 탑재면측으로부터 연장된 장착부(11)를 구비한 구조로 되어 있다. 해당 지지 부재(9)의 해당 장착용 돌출부(11)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 제 1 프레임판(3)에 형성된 지지 부재 장착 구멍(4)에 삽입되며, 대향하는 2개의 제 1 프레임판(3, 3)의 각각에 장착된다. 여기서, 해당 지지 부재(9)의 장착용 돌출부(11)의 돌출 길이는 해당 제 1 프레임판(3)의 두께와 동일 치수 또는 약간 작은 치수로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 해당 지지 부재(9)의 캠샤프트 탑재면에는, 도 6에 예시하는 형상의 캠샤프트 보지 부재(20)가 장착되는 캠샤프트 보지 부재 장착용 홈(10)이 해당 지지 부재(9)의 길이 방향을 따라서 슬릿 형상으로 연장되어 형성된다. 또한, 해당 캠샤프트 보지 부재 장착용 홈(10)은 해당 캠샤프트 보지 부재(20)를 장착할 수 있는 길이를 갖는 것이면 좋으며, 도 5에 도시하는 길이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 해당 보지 부재 장착용 홈(10)은 해당 지지 부재(9)의 길이 방향의 한쪽의 단면의 근방으로부터 다른 쪽의 단면의 근방까지 연장된 형상의 것이어도 좋다. 또한, 도 5의 (c)에는, 도 5의 (a)의 지지 부재(9)에 있어서 C-C선으로 절단했을 때의 단면도가 대략 사다리꼴 형상으로 나타나 있지만, 본원 발명의 지지 부재(9)의 단면 형상은 이것에 한정되는 것은 아니다.

여기서, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)를 이용하여 소결 처리되는 소결제 캠샤프트에 대해서도 간단하게 설명해 둔다. 소결제 캠샤프트(50)는 주로 내연기관에 사용되는 것이며, 샤프트(51)와, 그 샤프트(51)에 조립된 캠 로브(52) 등의 조립 부재가 확산 결합하여 일체화된 것이다. 덧붙여, 소결제 캠샤프트(50)에는 캠 로브(52) 이외, 저널 피스나 엔드 피스 등의 조립 부재가 장착되며, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)는 그와 같은 구성의 것에 적절히 대응할 수 있다.

소결제의 캠 로브(52)는 소결용 합금 분말 등의 금속 분말을 압분 성형하여 소정의 치수의 압분성형체로 형성된다. 또한, 샤프트(51)는 냉간 인발 가공 등에 의해 소정의 치수로 가공된다. 덧붙여, 이 샤프트(51)의 재료로서는, JIS 기호로 STKM 강재 또는 S-C 강재로 나타나는 기계 구조용 탄소강의 강관 또는 강재 등을 들 수 있다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 있어서, 프레임체(2) 및 지지 부재(9)는 카본재로 이루어지며, 상온 하에서, 길이 방향의 양 단면 사이의 길이가 200mm 내지 1200mm인 지지 부재(9)를 해당 프레임체(2)에 장착했을 때의 해당 지지 부재(9)의 단면과 해당 프레임체(2) 사이의 간극(D)이 0.5mm 내지 3.5mm인 것이 바람직하다.

본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)의 프레임체(2)[제 1 프레임판(3), 제 2 프레임판(6)] 및 지지 부재(9)는 카본재로 이루어지며, 예컨대, 탄소의 원소로만 이루어지며 일정한 결정 구조를 갖는 흑연(그래파이트)이나, 일정한 결정 구조를 갖지 않는 탄소 섬유(카본 파이버) 등에 의해 형성할 수 있다. 그 중에서도, 해당 프레임체(2)[제 1 프레임판(3), 제 2 프레임판(6)] 및 해당 지지 부재(9)는 등방성 흑연재나 탄소 섬유 강화 탄소 복합재에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 등방성 흑연재는 피치 코크스 미분으로 이루어지는 필러 원료에 바인더 피치를 배합하여, 가열하면서 혼련하고, 혼련물을 분쇄한 원료분을 냉간 정수압 프레스(CIP : Cold　Isostatic　Press) 등에 의해 등방적으로 성형하며, 얻어진 성형체를 소성 탄화한 후 흑연화 처리를 하는 것에 의해 얻어지는 것이다. 따라서, 등방성 흑연재는, 모든 면에 있어서 강도의 편차가 적으며, 기계적 성질이 뛰어난 것이다. 또한, 탄소 섬유 강화 탄소 복합재(C/C재)는 모재에 탄소를 이용하고, 강화재로서 탄소 섬유를 이용한 탄소만으로 구성되는 복합 재료이다. 탄소 섬유 강화 탄소 복합재는 경량이면서 높은 열충격 저항, 고온 강도를 구비하며, 기계적 성질에도 뛰어난 것이다.

본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)는, 1000℃ 내지 1200℃의 범위의 소결 온도 하에서, 지지 부재(9)의 길이 방향으로의 신장에 의해 해당 지지 부재(9)의 단면(9a)이 프레임체(2)의 내측면(3a)을 가압하여, 해당 지지 부재(9)와 해당 프레임체(2)가 확실히 고정되게 된다. 또한, 이 경우, 상온 하에서의 길이 방향의 양 단면(9a) 사이의 길이가 200mm 내지 1200mm인 지지 부재(9)를 해당 프레임체(2)에 장착했을 때의, 해당 지지 부재(9)의 단면(9a)과 해당 프레임체(2) 사이의 간극(D)을 0.5mm 내지 3.5mm의 범위로 설정함으로써, 1000℃ 내지 1200℃의 범위의 소결 온도 하에서, 해당 프레임체(2)는 해당 지지 부재(9)에 의해 손상될 정도의 큰 힘으로 가압되는 일이 없다. 따라서, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)의 프레임체(2)를 구성하는 제 1 프레임판(3) 및 제 2 프레임판(6)의 두께에 관해서는 특별히 한정되지 않지만, 1000℃ 내지 1200℃의 범위의 소결 온도 하에서 변형되지 않는 치수로 형성되어 있으면 문제가 생기지 않는다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 있어서, 지지 부재(9)는, 캠샤프트(50)가 배치되는 위치에 세라믹스재로 이루어지는 캠샤프트 보지 부재(20)가 장착되며, 해당 캠샤프트 보지 부재(20)에 해당 캠샤프트(50)가 지지되는 것이 바람직하다.

도 5에 도시하는 바와 같이, 지지 부재(9)의 상면에는 캠샤프트 보지 부재 장착용 홈(10)이 형성되어 있다. 이 캠샤프트 보지 부재 장착용 홈(10)에는, 도 6에 예시하는 세라믹스재로 이루어지는 캠샤프트 보지 부재(20)가 끼워져 장착된다. 본원 발명의 캠샤프트 소결용 지그(1)는 세라믹스재로 이루어지는 캠샤프트 보지 부재(20) 상에 캠샤프트(50)를 배치하는 구조로 함으로써, 카본재로 이루어지는 프레임체(2)에 강제의 샤프트가 직접 접촉하여 침탄되는 일이 없다. 여기서, 세라믹스재는 탄화 규소 세라믹스, 질화 규소 세라믹스, 알루미나 세라믹스 등 많은 종류가 존재하며, 그 종류에 따라서 용도가 다르지만, 공통되게 높은 경도와 뛰어난 내열성을 갖고 있다. 본원 발명의 캠샤프트 보지 부재(20)는 사용 환경에 따라 적절한 재질을 선택 가능하다. 또한, 해당 캠샤프트 보지 부재 장착용 홈(10)의 해당 지지 부재(9)의 길이 방향에 대해서 수직 방향의 폭은 캠샤프트 보지 부재(20)의 두께[도 6의 (b) 참조]보다 약간 큰 치수로 형성되어 있으므로, 탈락 등의 불편이 생기기 어려워져 바람직하다.

또한, 본원 발명의 캠샤프트 보지 부재(20)는, 캠샤프트(50)가 탑재되는 부재이기 때문에, 도 6에 도시하는 바와 같이, 대략 직사각형 형상으로 이루어지는 부재의 상면을 원호 형상으로 패인 형상으로 형성되어 있는 것이 바람직하며, 그 패인 부분이 캠샤프트(50)가 탑재되는 캠샤프트의 탑재 위치(21)가 된다. 이 캠샤프트의 탑재 위치(21)의 패인 부분에 있어서의 원호 형상의 직경은 탑재되는 캠샤프트(50)의 직경보다 큰 직경이 되도록 형성되어 있는 것이, 해당 캠샤프트(50)을 안정되게 지지하는데 바람직하다. 또한, 해당 캠샤프트의 탑재 위치(21)의 형상은, 도 6의 (a)에 도시하는 원호 형상에 한정되는 것이 아니며, 대략 V자 형상이어도 좋다. 또한, 도 6의 (b)에 도시하는 해당 캠샤프트 보지 부재(20)의 두께는, 캠샤프트(50)가 탑재된 상태에서 1000℃ 내지 1200℃의 범위의 소결 온도 하에서도 변형되지 않는 치수로 형성되어 있으면 특별히 문제가 생기는 일이 없다. 또한, 해당 캠샤프트 보지 부재(20)의 높이는 해당 캠샤프트 보지 부재(20) 상에 캠샤프트(50)를 탑재했을 때에 샤프트(51)나 캠 로브(52) 등이 지지 부재(9)에 접촉하지 않는 치수로 형성되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)는 병렬한 2개의 지지 부재(9)에 캠샤프트(50)의 양 단부 부근을 각각 탑재하여 해당 캠샤프트(50)를 지지하는 것이 바람직하다.

도 1에는, 캠샤프트(50)가, 캠샤프트 소결용 지그(1)의 프레임체(2)를 구성하는 제 2 프레임판(6)의 길이 방향과 평행으로 배치된 2개의 지지 부재(9) 상에 탑재되어 있는 것이 도시되어 있다. 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 의하면, 2개의 지지 부재(9)에 의해 항상 안정된 상태로 캠샤프트(50)를 지지할 수 있어서, 고품질의 소결제 캠샤프트를 얻을 수 있다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 있어서, 프레임체(2)는, 구성하는 대략 직사각형 형상 프레임판(3, 6)의 상단 및 하단에 단차가 형성되고, 해당 프레임체(2)를 2개 이상 적층했을 때에 각 프레임체끼리가 해당 단차 부분에서 끼워 맞춰지는 것이 바람직하다.

본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)는 프레임체(2)의 상단면 및 하단면에 단차가 형성되어 있기 때문에, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 캠샤프트 소결용 지그(1)를 다단으로 적층했을 때에, 하단측의 제 1 프레임판(3)의 상단에 형성되는 오목 형상의 단차(3a)와 상단측의 제 1 프레임판(3)의 하단에 형성되는 볼록 형상의 단차(3b)가 서로 끼워 맞춰지고, 또한, 하단측의 제 2 프레임판(6)의 상단에 형성되는 볼록 형상의 단차(6a)와 상단측의 제 2 프레임판(6)의 하단에 형성되는 오목 형상의 단차(6b)가 서로 끼워 맞춰진다. 그 결과, 캠샤프트 소결용 지그(1)를 다단으로 적층한 경우에 있어서, 하단에 위치하는 프레임체(2)와 상단에 위치하는 프레임체(2) 사이에 위치 어긋남이 생기는 일이 없다. 본원 발명의 캠샤프트 소결용 지그(1)는 종래의 트레이 구조의 것과는 다르며, 기본적으로는 프레임체(2)로만 이루어지는 구조 골격으로 구성되어 있다. 그 때문에, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 캠샤프트 소결용 지그(1)를 효율적으로 적층하거나 병렬시키거나 하는 것이 가능해진다. 또한, 도 7 및 도 8에 도시하는 바와 같이, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)의 아래에는 평판 형상의 베이스 판(50)을 마련하지만, 이러한 경우, 로봇 등을 이용하여 해당 캠샤프트 소결용 지그(1)를 손상시키지 않고 이동시킬 수 있다.

또한, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 있어서, 프레임체(2)는 대략 직사각형 형상 프레임판끼리(3, 6)가 카본재로 이루어지는 나사(30)에 의해 조립되는 것이 바람직하다.

본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 있어서는, 프레임체(2)를 구성하는 제 1 프레임판(3)과 제 2 프레임판(6)의 고정 시, 도 1에 도시하는 바와 같이, 나사(30)를 이용함으로써, 그 조립 및 분해를 용이하게 하여, 유지보수성이 뛰어난 것이 된다. 또한, 본원 발명의 프레임체(2)를 구성하는 제 1 프레임판(3)과 제 2 프레임판(6)을 고정할 때에 이용하는 나사(30)는 카본재로 이루어지므로, 1000℃ 내지 1200℃의 범위의 소결 온도 하에서도 변형되는 일이 없다.

이상에 설명한 바와 같이, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그(1)에 의하면, 종래보다 효율적으로 소결제 캠샤프트를 생산하는 것이 가능해진다. 예컨대, 종래의 캠샤프트 소결용 지그에서는 소결로 내에 3열 6단까지밖에 배치할 수 없었던 바, 본원 발명의 캠샤프트 소결용 지그(1)를 이용했을 경우에는, 3열 8단까지 배치하는 것이 가능해진다. 여기서, 전체 길이 450mm의 캠샤프트(50)를 소결 처리한다고 했을 경우, 종래의 캠샤프트 소결용 지그를 이용했을 때의 처리량을 100%로 하면, 본원 발명의 캠샤프트 소결용 지그(1)를 이용했을 때의 처리량은 150%가 되어, 종래의 것에 비해 50% 처리량을 향상시키는 것이 가능해진다.

본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그에 의하면, 종래보다 효율적으로 소결제 캠샤프트를 생산하는 것이 가능해지기 때문에, 소결 비용의 저감화를 도모할 수 있다. 따라서, 본원 발명에 따른 캠샤프트 소결용 지그를 채용용함으로써, 저가격, 고품질의 소결제 캠샤프트를 시장에 제공하는 것이 가능해진다.

1 : 캠샤프트 소결용 지그 2 : 프레임체
3, 6 : 프레임판 4 : 지지 부재 장착 구멍
5 : 나사 구멍 7 : 관통 구멍
8 : 체결용 구멍 9 : 지지 부재
10 : 캠샤프트 보지 부재 장착용 홈 11 : 장착용 돌출부
20 : 캠샤프트 보지 부재 30 : 나사
50 : 캠샤프트 51 : 샤프트
52 : 캠 로브

Claims (6)

1. 캠 로브를 포함하는 조립 부재가 장착된 캠샤프트를 소결 처리 가능한 소결용 지그에 있어서,
   4개의 직사각형 형상 프레임판에 의해 사각 프레임 형상으로 짜여진 프레임체와, 상기 프레임체에 장착되어 상기 캠샤프트를 지지하기 위한 기다란 지지 부재로 이루어지고,
   상기 지지 부재는, 길이 방향의 양 단면을 가지고, 상기 양 단면으로부터 상기 프레임체 측을 향해 연장된 장착용 돌출부를 구비하고, 그 캠샤프트 탑재면의 캠샤프트의 탑재 위치에 캠샤프트 보지 부재가 장착되며,
   상기 프레임체는, 상기 길이 방향으로 서로 대향하는 양 내측면을 가지며,
   열팽창에 의한 상기 지지 부재의 상기 길이 방향으로의 신장이, 열팽창에 의한 상기 프레임체의 상기 길이 방향으로의 신장보다 커지도록 설정되어,
   상온 하에서는, 상기 프레임체에 마련한 장착 구멍에 상기 지지 부재의 장착용 돌출부가 유격 끼워 맞춤되고, 상기 지지 부재의 단면과 상기 프레임체의 내측면 사이에 간극을 가지고,
   1000℃ 내지 1200℃의 범위의 소결 온도 하에서는, 상기 지지 부재의 길이 방향으로의 신장에 의해 상기 지지 부재의 단면이 상기 프레임체의 내측면을 가압함으로써, 상기 지지 부재와 해당 프레임체가 고정되는 것을 특징으로 하는
   캠샤프트 소결용 지그.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레임체 및 상기 지지 부재는 카본재로 이루어지며,
   상온 하에서, 길이 방향의 양 단면 사이의 길이가 200mm 내지 1200mm인 지지 부재를 프레임체에 장착했을 때의 해당 지지 부재의 단면과 상기 프레임체의 내측면 사이의 간극이 0.5mm 내지 3.5mm인
   캠샤프트 소결용 지그.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 지지 부재는, 상기 캠샤프트가 배치되는 위치에 세라믹 재료로 이루어지는 캠샤프트 보지 부재가 장착되며, 상기 캠샤프트 보지 부재에 상기 캠샤프트가 지지되는
   캠샤프트 소결용 지그.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 캠샤프트 소결용 지그는, 병렬한 2개의 상기 지지 부재에 캠샤프트의 양 단부 부근을 각각 탑재하여 상기 캠샤프트를 지지하는 것인
   캠샤프트 소결용 지그.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레임체는, 구성하는 직사각형 형상 프레임판의 상단 및 하단에 단차가 형성되며, 상기 프레임체를 2개 이상 적층했을 때에 각 프레임체끼리가 상기 단차 부분에서 끼워 맞춰지는
   캠샤프트 소결용 지그.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 프레임체의 각 직사각형 형상 프레임판은 카본재로 이루어지는 나사에 의해 서로 조립되는
   캠샤프트 소결용 지그.

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