KR19980021988A - 중공 캠샤프트와 캠의 접합 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 중공 캠샤프트와 캠의 접합 방법에 관한 것이며, 중앙부에 홀이 형성되어 있고 로브를 가지는 외측캠을 제작하는 단계, 중앙에 캠샤프트 삽입구를 가지는 내측캠을 연강 재질로 제작하고 상기 외측캠의 홀에 상기 내측캠을 취부시켜서 고온의 노에서 소결하여 상기 외측캠에 상기 내측캠을 확산 접합하는 단계 및 상기 캠샤프트 삽입구와 중공 캠샤프트를 접착제로 접합하는 단계를 포함하는 중공 캠샤프트와 캠의 접합 방법을 제공하고, 이로써 공정이 단축되고 중공 캠샤프트와 캠의 접합부가 거의 100% 접합되는 효과가 있다.

Description

중공 캠샤프트와 캠의 접합 방법

(기술 분야)

본 발명은 중공 캠샤프트와 캠의 접합 방법에 관한 것이며, 보다 상세하게는 중공 캠샤프트에 캠을 접합함에 있어서, 그 공정이 단축되고 중공 캠샤프트와 캠의 접합면이 거의 100% 접합되는 접합 방법에 관한 것이다.

(종래 기술)

엔진의 흡·배기 밸브의 수와 동일한 수의 캠을 축에 나열하여 축의 회전에 따라 흠. 배기 밸브를 순차로 개폐하는 캠샤프트와 캠은, 합금 주철을 주조하여 캠샤프트와 캠을 일체로 형성한 일체형과, 강파이프로 이루어진 중공 캠샤프트에 소결 캠을 접합한 중공형이 있다.

중공형 캠샤프트는 일체형 캠샤프트에 비해 그 중량을 대폭적으로 경량화 할수 있고, 캠, 저널, 배전기 구동기어 등을 각각의 필요에 맞게 다른 재질로 만들어서 접합할 수 있는 등의 이점이 있음으로, 소형. 경량화를 추구하는 차량에 사용되고 있는 캠샤프트이다.

종공형 캠샤프트에 캠을 접합하는 종래의 방법으로서는 확산 접합(diffusionbonding) 방식이 사용되고 있다. 확산 접합 방식은 캠을 내측 캠부와 외측 캠부로 제작하여 외측캠에 내측캠을 접합시킨 후, 널링(knur1ing) 가공한 중공 캠샤프트에 캠을 기계적으로 접합하는 방식이다. 널링을 이용하여 중공의 캠샤프트에 캠을 직접 기계적으로 접합하는 것은, 소결품인 캠의 취성 파괴(brittle fracture)가 일어날 가능성이 있기 때문에, 먼저 중앙부에 홀이 형성되어 있고 로브(10be)를 가지는 외측캠과 캠샤프트 삽입구가 대략 형성된 연강 재질의 내측캠을 제작하고, 이어서 상기 외측캠의 홀에 내측캠을 취부시키고 이를 고온의 노(furance) 중에서 소결(sintering)하여 확산 접합한 후에, 내측캠의 캠샤프트 삽입구는 다각형(예10각형) 으로 가공하고 중공 캠샤프트는 널링 가공하여, 상기 캠샤프트 삽입구에 중공 캠샤프트를 기계적으로 삽입하여 접합하는 방법을 사용하고 있다.

도 2는 종래의 방법에 따라 제조된 중공 캠샤프트와 캠의 접합 구조를 보여주는 중단면도이다. 도시된 바와 갈이, 외측캠(21)내에 삽입되어 확산 접합된 내측캠(23)의 중앙에는 다각형 캠샤프트 삽입구가 형성되어 있고, 여기에 널리 가공된 중공 캠샤프트(25)가 접합되어 있다.

그러나, 상기한 공정으로 이루어지는 종래의 중공 캠샤프트와 캠의 확산 접합 방법은, 연강 재질의 내측캠에 중공 캠샤프트를 기계적으로 취부하는 공정이, 내측캠의 중앙에 다각형 홀을 형성하는 공정, 중공 캠샤프트에 널링 가공을 하는 공정) 및 캠의 홀에 널링된 중공 캠샤프트를 강제로 압입하는 공정 등 다단계 공정으로 이루어져 있어서 복잡할 뿐만 아니라, 캠의 홀과 중공 캠샤프트의 접합면 중실제 접합 부분이 약 10%에 불과하기 때문에 캠의 위치가 변동될 우려가 있다는 문제점을 내포하고 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 중공 캠샤프트와 캠을 확산 접합합에 있어서, 공정이 보다 간단하고 중공 캠샤프트와 캠의 접합이 확실하게 보장되는 접합 방법을제공하기 위한 것이다.

도 1은 본 발명의 중공 캠샤프트와 캠의 접합 방법에 의해 제작된 캔과 캠샤프트의 접합 구조를 보여주는 종단면도.

도 2는 종래의 방법에 따라 제조된 중공 캠샤프트와 캠의 접합 구조를 보여주는 종단면도.

상기한 본 발명의 목적은, 중앙부에 홀이 형성되어 있고 로브를 가지는 외측캠을 제작하는 단계, 중앙에 캠샤프트 삽입구를 가지는 내측캠을 연강 재질로 제작하고 상기 외측캠의 홀에 상기 내측캠을 취부시켜서 고온의 노에서 소결하여 상기외측캠에 상기 내측캠을 확산 접합하는 단계, 및 상기 캠샤프트 삽입구와 중공 캠샤프트를 접착제로 접합하는 단계를 포함하는 중공 캠샤프트와 캠의 접합 방법에의해 달성된다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 따른 중공 캠샤프트와 캠의 접합 방법에 대해 상세히 설명한다. 이하의 구체예는 본 발명의 중공 캠샤프트와 켐의 접합 방법을 예시적으로 설명하는 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되지 아니한다.

본 발명의 중공 캠샤프트와 캠의 접합 방법은 기본적으로 종래의 중공 캠샤프트와 캠의 확산 접합 방법을 개량한 것으로서, 다각형으로 형성된 캠의 캠샤프트 삽입구에 널링 가공한 중공 캠샤프트를 압입하여 기계적으로 접합하는 종래의 방법과는 달리, 캠과 중공 캠샤프트를 (협기성)접합제로 접합하는 것을 그 특징으로 하며, 내측캠의 중앙에 다각형 홀을 형성하는 공정, 중공 캠샤프트에 널링 가공을 하는 공정, 및 캠의 홀에 널링된 중공 캠샤프트를 강제로 압입하는 공정이 생략되고, 기타의 공정은 종래의 방법과 유사하다.

도 1은 본 발명의 중공 캠샤프트와 캠의 접합 방법에 따라 제작된 중공 캠샤프트와 캠의 중단면도이다.

외측캠(1)은, 공지된 바와 같이, Fe, C, Cu 등의 금속(합금) 분말을 형에 넣어서 중앙에 홀이 형성된 캠 형상으로 가압 성형한 다음, 소결노에서 주성분의 용해 온도의 약 2/3 정도의 온도로 가열하여 소결시킴으로써 제작한다.

다음에, 상기 외측캠(1)의 중앙홀에 삼입되는 내측캠(3)을 연강 재질로 제작하여 상기 외측캠(1)의 홀에 내측캠(3)을 취부한 후에, 고온의 노에서 소결하여 외측캠(1)에 내측캠(3)을 확산 접합한다. 이와 같이 캠을 일체로 제작하지 않고 소결재의 외측캠과 연강재의 내측캠으로 별도로 제작한 다음 외측캠과 내측캠을 확산접합하는 것은, 앞서 설명한 바와 같이, 캠의 취성 파괴를 방지하기 위한 것이다.확산 접합은 상기 외측캠의 홀에 내측캠을 취부한 캠을 고온의 노에서 가염하여 소결시킴으로써 이루어지며, 본 기술은 당해 기술 분야에 공지된 기술이므로 여기에서 그 상세한 설명은 생략한다. 이상에서 설명한 공정들은 종래의 공정과 실질적으로 유사한 공정이며, 본 발명의 특징부를 구성하지 아니한다.

본 발명의 개량 부분은 내측캠의 캠샤프트 삽입구에 중공 캠샤프트를 접합하는 방법에 있으며, 본 발명에 있어서 캠샤프트 삽입구와 중공 캠샤프트(5)는 접착제(7)로 접합한다. 즉, 내측캠의 삽입구내주면 및/또는 중공 캠샤프트의 외주면에접착제를 도포하여 중공 캠샤프트에 캠을 접합한다. 접착제로서는 엔진 직·동시에 중공 캠샤프트에 대해 캠의 위치 변동이 발생하지 않을 정도의 접착력을 가지며, 캠표면의 마모나 중공 캠샤프트의 휨으로 인해 캠과 중공 캠샤프트를 교환하여야 하는 정도의 동안에 접착력을 유지할 수 있는 접착제가 사용된다. 예컨대, 에폭시수지계 접착제와 같은 열경화성 접착제(혐기성 접착제)를 사용할 수 있다. 이와 같이, 열경화성 접착제로 중공 캠샤프트와 캠을 접합하면, 캠샤프트와 캠의 접합부의 거의 100%가 실제로 접합되어 강한 접착성을 유지하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명에 따른 중공 캠샤프트와 캠의 접합 방법에 의하면,내측캠의 캠샤프트 삽입구를 다각형으로 가공하는 공정, 중공 캠샤프트의 외주에 널링 가공을 하는 공정, 및 캠에 중공 캠샤프트를 강제 압입하는 공정이 생략되어 제조 비용이 절감될 뿐만 아니라, 중공 캠샤프트와 캠의 접합부가 거의 100% 접합됨으로 캠의 위치가 변동될 염려가 거의 없어 부품 신뢰성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 중앙부에 홀이 형성되어 있고 로브를 가지는 외측캠을 제작하는 단계, 중앙에 캠샤프트 삽입구를 가지는 내측캠을 연강 재질로 제작하고 상기 외측켐의 홀에상기 내측캠을 취부시켜서 고온의 노에서 소결하여 상기 외측캠에 상기 내측캠을 확산 접합하는 단계, 및 상기 캠샤프트 삽입구와 중공 캠샤프트를 접착제로 접합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 중공 캠샤프트와 캠의 접합 방법.