JPH06193708A - カムシャフトの製造方法 - Google Patents
カムシャフトの製造方法Info
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- JPH06193708A JPH06193708A JP4345873A JP34587392A JPH06193708A JP H06193708 A JPH06193708 A JP H06193708A JP 4345873 A JP4345873 A JP 4345873A JP 34587392 A JP34587392 A JP 34587392A JP H06193708 A JPH06193708 A JP H06193708A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cam piece
- shaft
- brazing
- heating
- high frequency
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】設備費用のかさむ加熱炉を使用せずに、シャフ
トの小径化とカムピースの小幅化に対応可能なカムシャ
フトの製造方法を提供する。 【構成】シャフト10に仮止めしたカムピース11にろう材
を配置し、そのカムピース11に比較的低い周波数の高周
波加熱を比較的長い時間施してカムピース11をシャフト
10にろう接し、ついで、ろう接後のカムピース11に比較
的高い周波数の高周波加熱を比較的短い時間施して焼き
入れし、その直後、冷却水により急冷する。
トの小径化とカムピースの小幅化に対応可能なカムシャ
フトの製造方法を提供する。 【構成】シャフト10に仮止めしたカムピース11にろう材
を配置し、そのカムピース11に比較的低い周波数の高周
波加熱を比較的長い時間施してカムピース11をシャフト
10にろう接し、ついで、ろう接後のカムピース11に比較
的高い周波数の高周波加熱を比較的短い時間施して焼き
入れし、その直後、冷却水により急冷する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はシャフトにカムピース、
ジャーナル等の嵌合部材を嵌合してカムシャフトを製造
する方法の改良に関するものである。
ジャーナル等の嵌合部材を嵌合してカムシャフトを製造
する方法の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】シャフトとは別に製造したカムピースを
シャフトに嵌合して一体に接合する公知のカムシャフト
製造方法は、カムピースをシャフトに嵌合して加熱炉に
入れ、カムピースとシャフトを拡散結合又はろう接によ
って一体固定する。加熱炉を使用しないカムシャフト製
造方法としては、カムピースのシャフト孔に回り止めの
ための凹凸を形成し、そのカムピースをシャフト外周に
あらかじめ形成したローレット等の膨大部に圧入して機
械的結合によってカムピースとシャフトを一体固定する
ことが提案（特開昭６３−２９７７０７号）されてい
る。このようにして一体固定したカムシャフトに焼き入
れを施し、カムピースに必要な表面硬度を付与する。
シャフトに嵌合して一体に接合する公知のカムシャフト
製造方法は、カムピースをシャフトに嵌合して加熱炉に
入れ、カムピースとシャフトを拡散結合又はろう接によ
って一体固定する。加熱炉を使用しないカムシャフト製
造方法としては、カムピースのシャフト孔に回り止めの
ための凹凸を形成し、そのカムピースをシャフト外周に
あらかじめ形成したローレット等の膨大部に圧入して機
械的結合によってカムピースとシャフトを一体固定する
ことが提案（特開昭６３−２９７７０７号）されてい
る。このようにして一体固定したカムシャフトに焼き入
れを施し、カムピースに必要な表面硬度を付与する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】加熱炉を使用する方法
は、設備費用がかさむだけでなく、シャフト全体を炉に
通すため、シャフトに曲がりが発生するおそれもあっ
た。近年、内燃機関用カムシャフトはシャフトの小径化
とカムピースの小幅化を要求されるが、機械的接合法に
よるカムシャフトは、シャフトが小径化し、カムピース
が小幅化すると接合面積が減少して必要な接合強度を保
持することができないおそれがあった。
は、設備費用がかさむだけでなく、シャフト全体を炉に
通すため、シャフトに曲がりが発生するおそれもあっ
た。近年、内燃機関用カムシャフトはシャフトの小径化
とカムピースの小幅化を要求されるが、機械的接合法に
よるカムシャフトは、シャフトが小径化し、カムピース
が小幅化すると接合面積が減少して必要な接合強度を保
持することができないおそれがあった。
【０００４】本発明はこれらの問題を解決するためにな
されたものであり、その目的とするところは、加熱炉を
使用せずにカムピースやジャーナル等の嵌合部材とシャ
フトを一体固定することが可能であり、シャフトが小径
化しカムピースが小幅化しても、必要な接合強度を保持
するカムシャフトの製造方法を提供することにある。
されたものであり、その目的とするところは、加熱炉を
使用せずにカムピースやジャーナル等の嵌合部材とシャ
フトを一体固定することが可能であり、シャフトが小径
化しカムピースが小幅化しても、必要な接合強度を保持
するカムシャフトの製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明が採用する手段は、シャフトに仮止めしたカ
ムピースやジャーナル等の嵌合部材を比較的長い時間比
較的低い周波数の高周波加熱によりシャフトにろう接
し、ついで、比較的短い時間比較的高い周波数の高周波
加熱によりカムピース等の表面に焼き入れを施すことに
ある。ろう接のための高周波加熱周波数は５ＫＨｚ程
度、高周波加熱時間は３０秒程度、焼き入れのための高
周波加熱周波数は２００ＫＨｚ程度、高周波加熱時間は
１秒程度とすることが望ましい。高周波加熱コイルはろ
う接用と焼き入れ用に分けるか、又はインバータを用い
て同一高周波加熱コイルをろう接及び焼き入れ兼用にす
る。ろう接用高周波加熱コイルと焼き入れ用高周波加熱
コイルは併設して同一設備とするか、又は分離してそれ
ぞれ別の設備とする。同一設備とした場合は、カムシャ
フト又は高周波加熱コイルを軸方向に移動可能にしてお
くことが望ましい。焼き入れ直後に水冷するので、焼き
入れ用コイルとしては冷却水噴射式を使用することが望
ましい。
め、本発明が採用する手段は、シャフトに仮止めしたカ
ムピースやジャーナル等の嵌合部材を比較的長い時間比
較的低い周波数の高周波加熱によりシャフトにろう接
し、ついで、比較的短い時間比較的高い周波数の高周波
加熱によりカムピース等の表面に焼き入れを施すことに
ある。ろう接のための高周波加熱周波数は５ＫＨｚ程
度、高周波加熱時間は３０秒程度、焼き入れのための高
周波加熱周波数は２００ＫＨｚ程度、高周波加熱時間は
１秒程度とすることが望ましい。高周波加熱コイルはろ
う接用と焼き入れ用に分けるか、又はインバータを用い
て同一高周波加熱コイルをろう接及び焼き入れ兼用にす
る。ろう接用高周波加熱コイルと焼き入れ用高周波加熱
コイルは併設して同一設備とするか、又は分離してそれ
ぞれ別の設備とする。同一設備とした場合は、カムシャ
フト又は高周波加熱コイルを軸方向に移動可能にしてお
くことが望ましい。焼き入れ直後に水冷するので、焼き
入れ用コイルとしては冷却水噴射式を使用することが望
ましい。
【０００６】
【作用】高周波加熱によるカムピースやジャーナル等の
嵌合部材とシャフトのろう接は、局部加熱によるひずみ
が許容限度を越えて、この修正に多大な手間を要するた
め、これまで実施されていなかったが、本願の発明者は
多くの試行をくり返した結果、高周波加熱の周波数を比
較的低くして加熱時間を比較的長くすれば、高周波加熱
に伴うひずみを許容限度内に抑制しうることを見いだし
た。
嵌合部材とシャフトのろう接は、局部加熱によるひずみ
が許容限度を越えて、この修正に多大な手間を要するた
め、これまで実施されていなかったが、本願の発明者は
多くの試行をくり返した結果、高周波加熱の周波数を比
較的低くして加熱時間を比較的長くすれば、高周波加熱
に伴うひずみを許容限度内に抑制しうることを見いだし
た。
【０００７】図１にカムピースの例で示すように、比較
的低い周波数５ＫＨｚの高周波加熱を３０秒間シャフト
に仮止めしたカムピースに施すと、カムピースとシャフ
トのろう接部分は深く加熱され、６２０℃〜７００℃の
温度を１０秒以上保持するから、ろう材は接合面全体に
浸透し、強固なろう接が行われる。ついで、同じカムピ
ースに比較的高い周波数２００ＫＨｚの高周波加熱を１
秒間施し、その直後、そこに冷却水を噴射して急冷する
と、カムピースの周面の浅い部分だけが８００℃以上の
高温に達して焼き入れが行われる。その直後、カムピー
ス周面は急冷されるから焼き入れ部分が焼き戻しされる
おそれはない。又、この急加熱は短時間であるから、ろ
う接部分のろう材に影響を及ぼすおそれもない。 この
方法は加熱炉を使用しないから、設備費用は少なく、シ
ャフトが小径化し、カムピースが小幅化してもろう接で
あるから必要な接合強度を確保することができる。
的低い周波数５ＫＨｚの高周波加熱を３０秒間シャフト
に仮止めしたカムピースに施すと、カムピースとシャフ
トのろう接部分は深く加熱され、６２０℃〜７００℃の
温度を１０秒以上保持するから、ろう材は接合面全体に
浸透し、強固なろう接が行われる。ついで、同じカムピ
ースに比較的高い周波数２００ＫＨｚの高周波加熱を１
秒間施し、その直後、そこに冷却水を噴射して急冷する
と、カムピースの周面の浅い部分だけが８００℃以上の
高温に達して焼き入れが行われる。その直後、カムピー
ス周面は急冷されるから焼き入れ部分が焼き戻しされる
おそれはない。又、この急加熱は短時間であるから、ろ
う接部分のろう材に影響を及ぼすおそれもない。 この
方法は加熱炉を使用しないから、設備費用は少なく、シ
ャフトが小径化し、カムピースが小幅化してもろう接で
あるから必要な接合強度を確保することができる。
【０００８】
【実施例】本発明の装置を図面に示す実施例に基づいて
説明する。図２に示すように、あらかじめシャフト10上
の所定位置にカムピース11を仮止めする。この仮止めは
シャフトのカムピースを取り付ける外周面に外径を膨大
させるローレット加工又はスパイラル加工等を施してカ
ムピースを圧入又はねじばめしたものであるが、ピン止
め、スポット溶接、接着剤による接着等の方法でカムピ
ースをシャフトに仮止めしてもよい。カムピース11の側
面内周に環状溝12を形成し、その溝にろう材13をはめ込
む。
説明する。図２に示すように、あらかじめシャフト10上
の所定位置にカムピース11を仮止めする。この仮止めは
シャフトのカムピースを取り付ける外周面に外径を膨大
させるローレット加工又はスパイラル加工等を施してカ
ムピースを圧入又はねじばめしたものであるが、ピン止
め、スポット溶接、接着剤による接着等の方法でカムピ
ースをシャフトに仮止めしてもよい。カムピース11の側
面内周に環状溝12を形成し、その溝にろう材13をはめ込
む。
【０００９】シャフト10に仮止めしたカムピース11をろ
う接用加熱コイル14と同軸かつ同断面に配置し、このろ
う接用加熱コイルに周波数５ＫＨｚの高周波電力を３０
秒間印加する。図１の左半に示すように、シャフトとカ
ムピースの接合部分は、高周波電力の印加と共に昇温し
て６２０℃〜７００℃のろう付け可能温度に達し、この
温度を１０秒以上保持した後に、降温する。このろう接
用加熱コイル14の加熱は比較的長い時間であるから、昇
温は深く、シャフトとカムピースの接合部分にまで及
ぶ。その結果、ろう材は溶融してシャフトとカムピース
の接合部分全体に回りカムピースとシャフトは強固にろ
う接される。
う接用加熱コイル14と同軸かつ同断面に配置し、このろ
う接用加熱コイルに周波数５ＫＨｚの高周波電力を３０
秒間印加する。図１の左半に示すように、シャフトとカ
ムピースの接合部分は、高周波電力の印加と共に昇温し
て６２０℃〜７００℃のろう付け可能温度に達し、この
温度を１０秒以上保持した後に、降温する。このろう接
用加熱コイル14の加熱は比較的長い時間であるから、昇
温は深く、シャフトとカムピースの接合部分にまで及
ぶ。その結果、ろう材は溶融してシャフトとカムピース
の接合部分全体に回りカムピースとシャフトは強固にろ
う接される。
【００１０】図３に示すように、ろう接用加熱コイルに
対してシャフトの軸方向に隣接する位置に焼き入れ用加
熱コイル15を設置する。焼き入れ用加熱コイル15は、バ
ルブ16を介して冷却水源に連結した冷却水噴射型であ
り、噴射孔17から冷却水をワークに噴射することができ
る。ろう接後、図３及び図４に示すように、ろう接した
カムピース11が焼き入れ用加熱コイル15と同軸かつ同断
面に位置するように、シャフト10又は加熱コイル14、15
を軸方向に移動させる。それから、焼き入れ用加熱コイ
ル15に２００ＫＨｚの高周波電力を１秒間印加し、つい
で、バルブ16を開いて冷却水をカムピース11の周面に１
３秒間噴射する。このとき、図１の右半に示すように、
カムピース11の周面は急速に８００℃以上の焼き入れ可
能温度範囲と昇温するが、その直後の冷却水噴射により
急冷し室温まで降下する。
対してシャフトの軸方向に隣接する位置に焼き入れ用加
熱コイル15を設置する。焼き入れ用加熱コイル15は、バ
ルブ16を介して冷却水源に連結した冷却水噴射型であ
り、噴射孔17から冷却水をワークに噴射することができ
る。ろう接後、図３及び図４に示すように、ろう接した
カムピース11が焼き入れ用加熱コイル15と同軸かつ同断
面に位置するように、シャフト10又は加熱コイル14、15
を軸方向に移動させる。それから、焼き入れ用加熱コイ
ル15に２００ＫＨｚの高周波電力を１秒間印加し、つい
で、バルブ16を開いて冷却水をカムピース11の周面に１
３秒間噴射する。このとき、図１の右半に示すように、
カムピース11の周面は急速に８００℃以上の焼き入れ可
能温度範囲と昇温するが、その直後の冷却水噴射により
急冷し室温まで降下する。
【００１１】このように、急加熱によりカムピース11の
周面に焼き入れを施し、ついで、焼き戻しされる前に急
冷することにより、カムピース11の周面を所定の硬度に
調整する。この焼き入れ用加熱コイル15による加熱は極
めて短時間であるから、昇温はカムピース11の周面の浅
い部分にとどまり、カムピースとシャフトの接合面には
及ばないから、接合面のろう材が再溶融するおそれはな
い。
周面に焼き入れを施し、ついで、焼き戻しされる前に急
冷することにより、カムピース11の周面を所定の硬度に
調整する。この焼き入れ用加熱コイル15による加熱は極
めて短時間であるから、昇温はカムピース11の周面の浅
い部分にとどまり、カムピースとシャフトの接合面には
及ばないから、接合面のろう材が再溶融するおそれはな
い。
【００１２】実施例は、１個のカムピースに対する１組
のろう接用及び焼き入れ用加熱コイルを示したが、設備
としては１本のカムシャフトの各カムピースとジャーナ
ルに対してそれぞれ１組の加熱コイルを配置する。又、
実施例はろう接用及び焼き入れ用加熱コイルを１組とし
て併設したが、ろう接と焼き入れをそれぞれ独立の設備
とし、ろう接用加熱コイルと焼き入れ用加熱コイルを分
離してもよい。さらに、インバータ等を介して高周波電
力の周波数を変調することが可能な場合は、同一高周波
加熱コイルをろう接用にも焼き入れ用にも使用すること
ができる。
のろう接用及び焼き入れ用加熱コイルを示したが、設備
としては１本のカムシャフトの各カムピースとジャーナ
ルに対してそれぞれ１組の加熱コイルを配置する。又、
実施例はろう接用及び焼き入れ用加熱コイルを１組とし
て併設したが、ろう接と焼き入れをそれぞれ独立の設備
とし、ろう接用加熱コイルと焼き入れ用加熱コイルを分
離してもよい。さらに、インバータ等を介して高周波電
力の周波数を変調することが可能な場合は、同一高周波
加熱コイルをろう接用にも焼き入れ用にも使用すること
ができる。
【００１３】
【発明の効果】上記のとおり、本発明の製造方法はカム
ピースやジャーナル等の嵌合部材をシャフトにろう接
し、ついでカムピースの周面に焼き入れを施すが、従来
のろう接による製造方法とは異なり、加熱炉を使用しな
いから、設備費用がかさまず、コストを低減することが
可能であり、又、従来の加熱炉を使用せずにカムピース
とシャフトを機械的に接合する製造方法に比べると、シ
ャフトを小径化し、カムピースを小幅化しても、カムピ
ースとシャフトの接合強度は十分に大きくすることがで
きるから、シャフトの小径化とカムピースの小幅化が要
求される内燃機関用カムシャフトにも適合するという優
れた作用効果を奏する。
ピースやジャーナル等の嵌合部材をシャフトにろう接
し、ついでカムピースの周面に焼き入れを施すが、従来
のろう接による製造方法とは異なり、加熱炉を使用しな
いから、設備費用がかさまず、コストを低減することが
可能であり、又、従来の加熱炉を使用せずにカムピース
とシャフトを機械的に接合する製造方法に比べると、シ
ャフトを小径化し、カムピースを小幅化しても、カムピ
ースとシャフトの接合強度は十分に大きくすることがで
きるから、シャフトの小径化とカムピースの小幅化が要
求される内燃機関用カムシャフトにも適合するという優
れた作用効果を奏する。
【図１】は本発明の一実施例におけるろう接と焼き入れ
の時間と温度の関係を示すグラフ、
の時間と温度の関係を示すグラフ、
【図２】はろう接中のカムシャフトと高周波加熱コイル
を示す断面図、
を示す断面図、
【図３】は焼き入れ中のカムシャフトと高周波加熱コイ
ルを示す断面図、
ルを示す断面図、
【図４】は冷却水噴射中のカムシャフトと高周波加熱コ
イルを示す断面図、
イルを示す断面図、
10：シャフト、11：カムピース、12：溝、13：ろう材、
14：加熱コイル（ろう接用）、15：加熱コイル（焼き入
れ用）、16：バルブ、17：噴射孔
14：加熱コイル（ろう接用）、15：加熱コイル（焼き入
れ用）、16：バルブ、17：噴射孔
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｌ 1/04 Ｊ 6965−3Ｇ
Claims (2)
- 【請求項１】あらかじめシャフトにはめてろう材を配置
したカムピース等の嵌合部材に、比較的低い周波数の高
周波加熱を比較的長い時間施してろう接し、そのろう接
したカムピースに比較的高い周波数の高周波加熱を比較
的短い時間施して焼き入れし、その直後にカムピースを
急冷することを特徴とするカムシャフトの製造方法。 - 【請求項２】ろう接は５ＫＨｚ程度の周波数の高周波加
熱を３０秒程度、焼き入れは２００ＫＨｚ程度の周波数
の高周波加熱を１秒程度それぞれ施すことによりなされ
ることを特徴とする請求項１記載のカムシャフトの製造
方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4345873A JPH06193708A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | カムシャフトの製造方法 |
| KR1019930008236A KR970003629B1 (ko) | 1992-12-25 | 1993-05-13 | 캠샤프트 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4345873A JPH06193708A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | カムシャフトの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06193708A true JPH06193708A (ja) | 1994-07-15 |
Family
ID=18379574
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4345873A Pending JPH06193708A (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | カムシャフトの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06193708A (ja) |
| KR (1) | KR970003629B1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5836215A (en) * | 1993-07-08 | 1998-11-17 | Volkswagen Ag | Laminar cam arrangement |
| CN1044387C (zh) * | 1996-07-05 | 1999-07-28 | 王富山 | 凸轮中频淬火新方法 |
| JP2000343210A (ja) * | 1999-03-31 | 2000-12-12 | Komatsu Ltd | 二重構造管およびその製造方法 |
| WO2013046445A1 (ja) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 日本ピストンリング株式会社 | 内燃機関用カムシャフトの製造方法 |
| DE102012204214A1 (de) | 2012-03-16 | 2013-09-19 | Mahle International Gmbh | Nockenwelle und zugehöriges Herstellungsverfahren |
| CN114645120A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-06-21 | 熊建 | 一种可有效吸除水蒸气的凸轮轴高频淬火装置 |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4345873A patent/JPH06193708A/ja active Pending
-
1993
- 1993-05-13 KR KR1019930008236A patent/KR970003629B1/ko not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE102012204214A1 (de) | 2012-03-16 | 2013-09-19 | Mahle International Gmbh | Nockenwelle und zugehöriges Herstellungsverfahren |
| CN114645120A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-06-21 | 熊建 | 一种可有效吸除水蒸气的凸轮轴高频淬火装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR940013707A (ko) | 1994-07-15 |
| KR970003629B1 (ko) | 1997-03-20 |
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