JP2003035356A - カム一体ギヤの製法 - Google Patents
カム一体ギヤの製法Info
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- JP2003035356A JP2003035356A JP2001223117A JP2001223117A JP2003035356A JP 2003035356 A JP2003035356 A JP 2003035356A JP 2001223117 A JP2001223117 A JP 2001223117A JP 2001223117 A JP2001223117 A JP 2001223117A JP 2003035356 A JP2003035356 A JP 2003035356A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】カムとカムギヤを一体化したカム一体化ギヤを
低コストで製造する。 【構成】カム１２とカムギヤ１１を焼結合金粉を用いて
一体に成形して焼結する。その後、高耐久性が要求され
るカムを局部焼き入れしてカム一体ギヤ１０を得る。こ
のとき、シャフト穴１３の軸方向両端面１４から焼き入
れすることにより、この部分に十分な耐摩耗性を与えて
従来必要であったブッシュを省略する。また、シャフト
穴１３の表面を含油可能な多孔質にして、ここに潤滑油
を含浸させることによりシャフト１９を潤滑しながら軸
受けする。
低コストで製造する。 【構成】カム１２とカムギヤ１１を焼結合金粉を用いて
一体に成形して焼結する。その後、高耐久性が要求され
るカムを局部焼き入れしてカム一体ギヤ１０を得る。こ
のとき、シャフト穴１３の軸方向両端面１４から焼き入
れすることにより、この部分に十分な耐摩耗性を与えて
従来必要であったブッシュを省略する。また、シャフト
穴１３の表面を含油可能な多孔質にして、ここに潤滑油
を含浸させることによりシャフト１９を潤滑しながら軸
受けする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、カム一体ギヤの
有利な製造方法に関する。
有利な製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４はカムとカムギヤを一体化したカム
一体ギヤの従来における製造法を示し、まず別々に製造
された鋳造のカム１と鍛造のカムギヤ２とを用意する。
なお図中のＡ、Ｂはそれぞれカム１とカムギヤ２の正面
図、ａ，ｂは各々の回転軸方向断面図を示し、Ｃは組立
状態の断面図を示す。
一体ギヤの従来における製造法を示し、まず別々に製造
された鋳造のカム１と鍛造のカムギヤ２とを用意する。
なお図中のＡ、Ｂはそれぞれカム１とカムギヤ２の正面
図、ａ，ｂは各々の回転軸方向断面図を示し、Ｃは組立
状態の断面図を示す。
【０００３】カム１とカムギヤ２を組み立てるには、カ
ムギヤ２のシャフト穴３へカム１のボス部４を圧入し、
予めカム１のノック穴５ａへ打ち込んだノックピン５を
カムギヤ２のボス部に形成された係合溝２ａへ係合さ
せ、かつカム１のボス部４に抜け止めリング６を取付
け、さらにカム１のシャフト穴３にブッシュ８を嵌合し
ていた。なお、ブッシュ８はシャフト穴３の軸方向両端
面が他の部材へ接触する際における摩耗を防止するため
に必要であった。
ムギヤ２のシャフト穴３へカム１のボス部４を圧入し、
予めカム１のノック穴５ａへ打ち込んだノックピン５を
カムギヤ２のボス部に形成された係合溝２ａへ係合さ
せ、かつカム１のボス部４に抜け止めリング６を取付
け、さらにカム１のシャフト穴３にブッシュ８を嵌合し
ていた。なお、ブッシュ８はシャフト穴３の軸方向両端
面が他の部材へ接触する際における摩耗を防止するため
に必要であった。
【０００４】このような構造図のカム一体ギヤを製造す
る従来の工程は、まずカムについて位置決め用ノック穴
の機械加工、カムフェイスのフライス加工、油穴加工、
熱処理、カム研磨、軸研磨等の各種機械加工が必要であ
り、またカムギヤについても、切断、加熱・鍛造、焼
準、ショット、内径ピアス加工、歯切、歯面取り、溝入
れ、ポンチマーク打刻の各種機械工程がある。さらに、
これらの組み立て工程としてカムとカムギヤの圧入及び
ブッシュの圧入、さらにはシェービング等の加工があ
る。
る従来の工程は、まずカムについて位置決め用ノック穴
の機械加工、カムフェイスのフライス加工、油穴加工、
熱処理、カム研磨、軸研磨等の各種機械加工が必要であ
り、またカムギヤについても、切断、加熱・鍛造、焼
準、ショット、内径ピアス加工、歯切、歯面取り、溝入
れ、ポンチマーク打刻の各種機械工程がある。さらに、
これらの組み立て工程としてカムとカムギヤの圧入及び
ブッシュの圧入、さらにはシェービング等の加工があ
る。
【０００５】一方、このような鋳造や鍛造ではなくギヤ
を焼結で製造することも公知であり（特開平１１−２６
９５９７号）、またカムを焼結合金粉を用いて成形し、
これにカムシャフトを嵌合した状態で焼結一体化するこ
とも公知である。
を焼結で製造することも公知であり（特開平１１−２６
９５９７号）、またカムを焼結合金粉を用いて成形し、
これにカムシャフトを嵌合した状態で焼結一体化するこ
とも公知である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来方
法のカム１とカムギヤ２をそれぞれを別工程で製作して
から組み立てる方法は、上記のように全体の工数が多く
なり、かつ組立ての際に必要な部品点数も増大すること
になった。一方、焼結を利用すれば工程の短縮が可能に
なると考えられる。しかし単純にカムとカムギヤを焼結
一体化しただけでは、それぞれに要求される強度等の特
性が相違するため実用に耐えるものには到底なり得な
い。特にカムシャフト部分の軸方向両端面における摩耗
を防止するために圧入されているブッシュは省略できな
い。
法のカム１とカムギヤ２をそれぞれを別工程で製作して
から組み立てる方法は、上記のように全体の工数が多く
なり、かつ組立ての際に必要な部品点数も増大すること
になった。一方、焼結を利用すれば工程の短縮が可能に
なると考えられる。しかし単純にカムとカムギヤを焼結
一体化しただけでは、それぞれに要求される強度等の特
性が相違するため実用に耐えるものには到底なり得な
い。特にカムシャフト部分の軸方向両端面における摩耗
を防止するために圧入されているブッシュは省略できな
い。
【０００７】さらに、カムとカムシャフトを焼結一体化
する場合、所定形状まで成形したカムと予め別工程で製
作されたカムシャフトとが必要であり、それぞれを別体
に製作する手間を要することに変わりはない。したがっ
て焼結によりカムとカムギヤを一体化して実用レベルに
製造できるとともに、可能な限り少ない工数で製作で
き、かつ部品点数を削減できることが望まれている。本
願発明は係る要請を満足するものである。
する場合、所定形状まで成形したカムと予め別工程で製
作されたカムシャフトとが必要であり、それぞれを別体
に製作する手間を要することに変わりはない。したがっ
て焼結によりカムとカムギヤを一体化して実用レベルに
製造できるとともに、可能な限り少ない工数で製作で
き、かつ部品点数を削減できることが望まれている。本
願発明は係る要請を満足するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本願発明に係るカム一体ギヤの製法は、共通のシャフト
穴を有するようにカムとギヤを焼結により一体に形成
し、その後前記カムフェイス部分及びシャフト穴の軸方
向両端部を局部焼き入れして、カムフェイス部分及びシ
ャフト穴の軸方向両端面の耐摩耗性を向上させたことを
特徴とする。このときシャフト穴の表面を多孔質にして
潤滑油を含浸させるようにしてもよい。
本願発明に係るカム一体ギヤの製法は、共通のシャフト
穴を有するようにカムとギヤを焼結により一体に形成
し、その後前記カムフェイス部分及びシャフト穴の軸方
向両端部を局部焼き入れして、カムフェイス部分及びシ
ャフト穴の軸方向両端面の耐摩耗性を向上させたことを
特徴とする。このときシャフト穴の表面を多孔質にして
潤滑油を含浸させるようにしてもよい。
【０００９】
【発明の効果】本願発明はカムとカムギヤを同一の焼結
合金粉を用いて一体に焼結で成形する。このためカムと
カムギヤを別々に製作し、その後組立てるような工程が
不要となり、工数を削減できる。また、焼結後カム部分
を局部焼き入れすることにより、特別に高耐久性の要求
されているカムが十分な耐久性を獲得できる。したがっ
てカム及びカムギヤはそれぞれに要求される特性を備え
ることができ、十分に実用レベルのものとなる。また、
カムとカムギヤの組立が不要になったことにより、ピン
やクリップなどの組立に要する部品も不要となる。
合金粉を用いて一体に焼結で成形する。このためカムと
カムギヤを別々に製作し、その後組立てるような工程が
不要となり、工数を削減できる。また、焼結後カム部分
を局部焼き入れすることにより、特別に高耐久性の要求
されているカムが十分な耐久性を獲得できる。したがっ
てカム及びカムギヤはそれぞれに要求される特性を備え
ることができ、十分に実用レベルのものとなる。また、
カムとカムギヤの組立が不要になったことにより、ピン
やクリップなどの組立に要する部品も不要となる。
【００１０】そのうえ、シャフト穴の軸方向両端部を局
部焼き入れすることにより、シャフト穴の軸方向両端面
における耐摩耗性を向上できるため、この部分の摩耗を
防ぐために従来必要であったブッシュを省略でき、シャ
フト穴の軸方向両端面がブッシュ代用部となる。したが
って、ブッシュ圧入の省略に伴う部品点数及び工程の削
減が可能になった。
部焼き入れすることにより、シャフト穴の軸方向両端面
における耐摩耗性を向上できるため、この部分の摩耗を
防ぐために従来必要であったブッシュを省略でき、シャ
フト穴の軸方向両端面がブッシュ代用部となる。したが
って、ブッシュ圧入の省略に伴う部品点数及び工程の削
減が可能になった。
【００１１】また、シャフト穴の表面を焼結密度の調整
により含油可能な程度の多孔構造にして、この多孔部内
へ潤滑油を含浸させて保持することができるため、シャ
フト穴内面を含油タイプの潤滑部にすることができ、シ
ャフトに対する潤滑が確実になり、かつ潤滑構造を簡単
にできる。
により含油可能な程度の多孔構造にして、この多孔部内
へ潤滑油を含浸させて保持することができるため、シャ
フト穴内面を含油タイプの潤滑部にすることができ、シ
ャフトに対する潤滑が確実になり、かつ潤滑構造を簡単
にできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて一実施例を
説明する。図１は本願発明によって得られるカム一体ギ
ヤ１０を示し、図２はそのシャフト穴の軸線方向断面で
ある。これらの図に示すように、このカム一体ギヤ１０
はヘリカルギヤとして構成されたカムギヤ１１の側面に
カム１２が同軸で一体化されている。カム１２に形成し
ているシャフト穴１３はカムギヤ１１の中心を貫通して
いる。図中の符号１４はシャフト穴１３の軸方向両側の
端面、１５はカムギヤ１１の中央部、１６は歯部であ
る。また、１７はカムフェイス、１８はカムトップ、１
９はシャフトである。
説明する。図１は本願発明によって得られるカム一体ギ
ヤ１０を示し、図２はそのシャフト穴の軸線方向断面で
ある。これらの図に示すように、このカム一体ギヤ１０
はヘリカルギヤとして構成されたカムギヤ１１の側面に
カム１２が同軸で一体化されている。カム１２に形成し
ているシャフト穴１３はカムギヤ１１の中心を貫通して
いる。図中の符号１４はシャフト穴１３の軸方向両側の
端面、１５はカムギヤ１１の中央部、１６は歯部であ
る。また、１７はカムフェイス、１８はカムトップ、１
９はシャフトである。
【００１３】図３はこのカム一体ギヤ１０を使用したエ
ンジンの一部を示す断面図であり、カム一体ギヤ１０を
軸支するシャフト１９は、クランクシャフト２０と平行
に配置され、その両端をアルミ合金製であるクランクケ
ース２１の壁部２２、２３へ嵌合して支持されている。
シャフト１９の一端が嵌合する壁部２２にはシャフト穴
１３の一方の端面１４が当接し、他方の端面１４はシャ
フト１３に形成された大径部２４の側面へワッシャ２５
を介して押し当てられている。
ンジンの一部を示す断面図であり、カム一体ギヤ１０を
軸支するシャフト１９は、クランクシャフト２０と平行
に配置され、その両端をアルミ合金製であるクランクケ
ース２１の壁部２２、２３へ嵌合して支持されている。
シャフト１９の一端が嵌合する壁部２２にはシャフト穴
１３の一方の端面１４が当接し、他方の端面１４はシャ
フト１３に形成された大径部２４の側面へワッシャ２５
を介して押し当てられている。
【００１４】カムギヤ１１はクランクシャフト２０上の
駆動ギヤ２６とかみ合い、クランクシャフト２０によっ
て回転駆動される。したがってカム一体ギヤ１０は、シ
ャフト穴１３の両端面１４は壁部２２とワッシャ２５へ
接触しながら、シャフト１９の回りを回転し、プッシュ
ロッド２７を介して図示しない吸気又は排気バルブを開
閉させるようになっている。
駆動ギヤ２６とかみ合い、クランクシャフト２０によっ
て回転駆動される。したがってカム一体ギヤ１０は、シ
ャフト穴１３の両端面１４は壁部２２とワッシャ２５へ
接触しながら、シャフト１９の回りを回転し、プッシュ
ロッド２７を介して図示しない吸気又は排気バルブを開
閉させるようになっている。
【００１５】なお、シャフト穴１３の表面は、潤滑油を
含浸保持できる程度に多孔質になっており、このような
多孔質構造及びカム一体ギヤとしての所定強度等の諸物
性が得られるように、カム一体ギヤ１０を構成する焼結
合金粉の材料及び焼結密度が予め設定されている。
含浸保持できる程度に多孔質になっており、このような
多孔質構造及びカム一体ギヤとしての所定強度等の諸物
性が得られるように、カム一体ギヤ１０を構成する焼結
合金粉の材料及び焼結密度が予め設定されている。
【００１６】このカム一体ギヤ１０を製作するには、焼
結ギヤ用の配合を有する焼結合金粉を用いて焼結成形す
る。この焼結合金粉は、珪素、マンガン、リン、硫黄、
ニッケル、モリブデン、銅、炭素等をそれぞれ適当量配
合した鉄系合金を構成するためのものであって、例えば
上記公開公報に記載されたような配合のものを利用でき
る。
結ギヤ用の配合を有する焼結合金粉を用いて焼結成形す
る。この焼結合金粉は、珪素、マンガン、リン、硫黄、
ニッケル、モリブデン、銅、炭素等をそれぞれ適当量配
合した鉄系合金を構成するためのものであって、例えば
上記公開公報に記載されたような配合のものを利用でき
る。
【００１７】まず、この焼結合金粉を用いて図１及び図
２に示すカム一体ギヤ１０の形状に圧粉成形し、これを
常法にて焼結する。その後サイジング及びシェービング
等の機械加工によりカムギヤ１１を形成する。また、カ
ム１２については、カム部の油穴やカム基準穴を機械加
工で形成し、その後、カム１２を高周波焼き入れ等によ
り局部焼き入れする。
２に示すカム一体ギヤ１０の形状に圧粉成形し、これを
常法にて焼結する。その後サイジング及びシェービング
等の機械加工によりカムギヤ１１を形成する。また、カ
ム１２については、カム部の油穴やカム基準穴を機械加
工で形成し、その後、カム１２を高周波焼き入れ等によ
り局部焼き入れする。
【００１８】図２に示すように、この焼き入れによって
カムフェイス１７を含む表面側が交差する斜線で示す焼
き入れ硬化部となって必要な程度に耐摩耗性が向上す
る。また、同時にシャフト穴１３の軸方向両端部から局
部焼き入れすることにより、カムシャフト軸受部の焼き
入れも行われる。このときシャフト穴１３の軸方向両端
面１４も交差する斜線で示した焼き入れ硬化部となり、
耐摩耗性が向上することにより、従来圧入されて設けら
れることが必要であったブッシュに代わる部分、すなわ
ちブッシュ代用部となる。さらにその後、カム研磨や仕
上げのための必要な機械加工をすることによりカム一体
ギヤ１０が完成する。
カムフェイス１７を含む表面側が交差する斜線で示す焼
き入れ硬化部となって必要な程度に耐摩耗性が向上す
る。また、同時にシャフト穴１３の軸方向両端部から局
部焼き入れすることにより、カムシャフト軸受部の焼き
入れも行われる。このときシャフト穴１３の軸方向両端
面１４も交差する斜線で示した焼き入れ硬化部となり、
耐摩耗性が向上することにより、従来圧入されて設けら
れることが必要であったブッシュに代わる部分、すなわ
ちブッシュ代用部となる。さらにその後、カム研磨や仕
上げのための必要な機械加工をすることによりカム一体
ギヤ１０が完成する。
【００１９】このようにして得られたカム一体ギヤ１０
の物性は表１の通りである。
の物性は表１の通りである。
【００２０】なお、焼結合金の配合及び焼結条件は、焼
結合金粉の圧粉体を密度７．００〜７．１０（６t／ｃ
ｍ2）で用い、焼結の硬度ＨＲＢ８５〜９５、焼き入れ
後のカム部の硬度ＨＲＣ４５〜５５、切削性を従来同等
となるように設定する。このようにして得られたカム一
体ギヤ１０は、２００時間以上の高耐久性を備え、十分
に実用に耐えるものになった。また、前記シャフト穴１
３の表面を含油用多孔質構造にするための密度も実現で
きた。
結合金粉の圧粉体を密度７．００〜７．１０（６t／ｃ
ｍ2）で用い、焼結の硬度ＨＲＢ８５〜９５、焼き入れ
後のカム部の硬度ＨＲＣ４５〜５５、切削性を従来同等
となるように設定する。このようにして得られたカム一
体ギヤ１０は、２００時間以上の高耐久性を備え、十分
に実用に耐えるものになった。また、前記シャフト穴１
３の表面を含油用多孔質構造にするための密度も実現で
きた。
【００２１】したがって本願発明に係るカム一体ギヤの
製法によれば、カムとカムギヤを別体に製作する従来の
方法と比べて著しく製造工数を削減できる。しかも別体
のカムとカムギヤを組み立てる必要がないので、組立部
品を削減できる。
製法によれば、カムとカムギヤを別体に製作する従来の
方法と比べて著しく製造工数を削減できる。しかも別体
のカムとカムギヤを組み立てる必要がないので、組立部
品を削減できる。
【００２２】そのうえ、焼結後にカム部のみを局部焼き
入れすることにより、カム一体ギヤでありながら、カム
１１とカムギヤ１２の物性を異ならせ、それぞれに要求
される物性を得ることができたので、実用上十分使用に
耐えるものとすることができる。
入れすることにより、カム一体ギヤでありながら、カム
１１とカムギヤ１２の物性を異ならせ、それぞれに要求
される物性を得ることができたので、実用上十分使用に
耐えるものとすることができる。
【００２３】しかも、シャフト穴１３の軸方向両端側か
ら焼き入れするので、カム１２の焼き入れと同時にシャ
フト穴１３の両端面１４を局部焼き入れすることにより
両端面１４の耐摩耗性を向上させて当接相手側部材であ
る壁部２２及びワッシャ２５（図３）との回転接触時に
おける摩耗を防ぐことができ、その結果、両端面１４部
分は従来のようなブッシュの圧入を省略しても十分に耐
摩耗性のあるブッシュ代用部分となることができる。こ
のため、従来必要であったブッシュを不要にして部品点
数及び圧入工数を削減でき、製造コストを低下させるこ
とができる。
ら焼き入れするので、カム１２の焼き入れと同時にシャ
フト穴１３の両端面１４を局部焼き入れすることにより
両端面１４の耐摩耗性を向上させて当接相手側部材であ
る壁部２２及びワッシャ２５（図３）との回転接触時に
おける摩耗を防ぐことができ、その結果、両端面１４部
分は従来のようなブッシュの圧入を省略しても十分に耐
摩耗性のあるブッシュ代用部分となることができる。こ
のため、従来必要であったブッシュを不要にして部品点
数及び圧入工数を削減でき、製造コストを低下させるこ
とができる。
【００２４】そのうえ、シャフト穴１３の表面を焼結密
度の調整によって含油可能な多孔構造にしたので、ここ
に潤滑油を含浸させて保持させることができる。したが
って潤滑油を含浸したシャフト穴１３を直接シャフト１
９へ接触させることにより、シャフト１９に対する良好
な潤滑を確保でき、かつ潤滑構造を簡単にできる。
度の調整によって含油可能な多孔構造にしたので、ここ
に潤滑油を含浸させて保持させることができる。したが
って潤滑油を含浸したシャフト穴１３を直接シャフト１
９へ接触させることにより、シャフト１９に対する良好
な潤滑を確保でき、かつ潤滑構造を簡単にできる。
【図１】実施例の斜視図
【図２】実施例の断面図
【図３】実施例が適用されたエンジンの一部を示す断面
図
図
【図４】従来例の構成及び断面図
【符号の説明】
１０：カム一体ギヤ、１１：カムギヤ、１２：カム、１
３；シャフト穴、１４：端面、１９：シャフト
３；シャフト穴、１４：端面、１９：シャフト
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ１６Ｈ 55/17 Ｆ１６Ｈ 55/17 Ｚ
Ｆターム(参考） 3J030 AC01 BA05 BC03 BC10 EB01
EB07 EC01
4K018 AA24 FA08 FA46 HA02 HA04
HA05 KA01
Claims (2)
- 【請求項１】 共通のシャフト穴を有するようにカムと
カムギヤを焼結により一体に形成し、その後前記カムフ
ェイス部分及びシャフト穴の軸方向両端部を局部焼き入
れして、カムフェイス部分及びシャフト穴の軸方向両端
面の耐摩耗性を向上させたことを特徴とするカム一体ギ
ヤの製法。 - 【請求項２】 前記シャフト穴の表面を多孔質にして潤
滑油を含浸させたことを特徴とする請求項１に記載した
カム一体ギヤの製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001223117A JP2003035356A (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | カム一体ギヤの製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001223117A JP2003035356A (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | カム一体ギヤの製法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003035356A true JP2003035356A (ja) | 2003-02-07 |
Family
ID=19056496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001223117A Withdrawn JP2003035356A (ja) | 2001-07-24 | 2001-07-24 | カム一体ギヤの製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003035356A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009250418A (ja) * | 2008-04-10 | 2009-10-29 | Toyota Motor Corp | 中空歯車の製造方法 |
| CN102777568A (zh) * | 2012-08-02 | 2012-11-14 | 韶关市富洋粉末冶金有限公司 | 高性能粉末冶金凸轮和传动齿轮及其制备方法 |
| WO2015057323A1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Gkn Sinter Metals, Llc | Sintered powder metal part having radially-extending spaced openings and method of making thereof |
| CN106555864A (zh) * | 2015-09-29 | 2017-04-05 | 米巴烧结奥地利有限公司 | 用于制造烧结齿轮的方法和烧结齿轮 |
| CN111468733A (zh) * | 2020-04-26 | 2020-07-31 | 扬州保来得科技实业有限公司 | 一种汽车vvt盖板用粉末冶金轴套的制备方法 |
| CN113814664A (zh) * | 2021-10-11 | 2021-12-21 | 徐州瑞联齿轮有限公司 | 一种副轴压装后剃齿高频工艺 |
-
2001
- 2001-07-24 JP JP2001223117A patent/JP2003035356A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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