JPS5841211A - カムシヤフト - Google Patents

カムシヤフト

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JPS5841211A
JPS5841211A JP13843081A JP13843081A JPS5841211A JP S5841211 A JPS5841211 A JP S5841211A JP 13843081 A JP13843081 A JP 13843081A JP 13843081 A JP13843081 A JP 13843081A JP S5841211 A JPS5841211 A JP S5841211A
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JP
Japan
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sleeve
sintered
sintered alloy
cam lobe
stem
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JP13843081A
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JPH024763B2 (ja
Inventor
Shigeru Urano
浦野 茂
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Nippon Piston Ring Co Ltd
Original Assignee
Nippon Piston Ring Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5841211A publication Critical patent/JPS5841211A/ja
Publication of JPH024763B2 publication Critical patent/JPH024763B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/02Valve drive
    • F01L1/04Valve drive by means of cams, camshafts, cam discs, eccentrics or the like
    • F01L1/047Camshafts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H53/00Cams ; Non-rotary cams; or cam-followers, e.g. rollers for gearing mechanisms
    • F16H53/02Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams
    • F16H53/025Single-track cams for single-revolution cycles; Camshafts with such cams characterised by their construction, e.g. assembling or manufacturing features

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

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】 本発明は内燃機関の弁開閉用カムシャフトであり、異種
材料を複合した複合カムシャフトに関するものである。
内燃機関用カムシャフトは従来鋳鉄又は鋼によるものが
用いられていたが近年種々の材料を複合した複合カムシ
ャフトが注目されている。
その理由として内燃機関の高速化、高出力化及び軽量化
の要求があげられる。即ち高速化に対応してカムフォロ
ワとの摺動面であるカム表面の耐摩耗性が必要となるが
充分な耐摩耗性を有する材料はチルド化又は焼入れした
鋳鉄でしか得られなかりだ。一方、軽量化しようとした
場合に強度に優れる鋼を用いざるをえないものである。
このため耐摩耗性を要するカムロブと強度を要するステ
ムとを目的に応じた材料で形成し、これを組立てる複合
カムシャフト、例えば実公昭51−7367号に示され
る如き鋼製パイプによりなるステムに焼結合金製カムロ
ブを組付けたカムシャフトが提案されている。この焼結
合金製カムロブを用いたカムシャフトはカムロブとステ
文との結合に問題があり、種々の考案がなされているも
ののそれぞれに欠点がある。
例えば特開昭54−102209号の如く、圧粉体又は
予備焼結したカムロブをステムに組付け、これを液相焼
結することにより焼結合金の収縮と拡散を利用し結合す
るものがあるが、かかる方法によればカムロブとステム
の結合は強いものの、焼結炉中にカムシャフト全体を通
さねばならず生産能率が低いばかりか、通常1250℃
前後で焼結されるため大型のカムシャフトではステムに
熱による曲がりや歪を生じ易い。これに対して焼結され
たカムロブをろう付や溶接しようとした場合に、焼結合
金と鋼であるステムとが異種材料である理由により溶接
性やろう付性が低く充分な結合強度が得難いばかりか、
多孔質高硬度であり被剛性の悪い焼結合金のステムとの
嵌合部を加工せねばならず生産性にも劣るものである。
本発明はこれら従来のカムシャフトの問題を解決するも
のでアシ、カムロブを3層の複合材料とすることにより
カムロブの耐摩耗性、強度1生産性を向上し、かつカム
シャフトの組付生産性を向上しうるものであり、以下本
発明の詳細な説明する。
まず本発明の要旨とするところは特許請求の範囲に記載
した如く下記4つの構成によりなるカムシャフトにある
(1)  カムロブ3が外周側に第一焼結合金材4を配
されるーこと。
(2)  カムロブ3が内周側に鋼製スリーブ2を配さ
れること。
(3)第一焼結合金材4とスリーブ2間に第二焼結合金
材5を配すること。
(4)スリーブ2とステム1とが結合されること。
かかる本発明カムシャフトを本発明の実施例である第1
図及び第1図の^−A断面である第2図に従りて説明す
る。
カムシャフトはステム1の軸端に結合された→ブツシュ
11にベルト車8を組付けて回転伝達される。又ステム
1の他の軸端はキャップ12で閉ざされ、ステム1内は
中空にされる。一方ジャーナル6、ギア7、カムロブ3
がステム1に組付けられてカムシャフトが形成される。
この時にカムロブ3は第一、第二焼結合金及びスリーブ
を予め結合してカムロブ単体として形成されており、ジ
ャーナル6、ギア7と同様の手段、例えば圧入、焼ばめ
や溶接、ろう付によってステムへ組付けられる。これは
本発明ではカムロブ3のスリーブ2がステム1と結合さ
れることによシ可能となるものである。即ち焼結合金と
鋼とを直接溶接又はろう付しようとしても異種材料の接
合という制約があるため充分な結合がなし難いものであ
ったのに対して、本発明にあってはカムロブとステムと
が鋼製のスリーブとステムの結合により達成され、かか
る同種材料は溶接性及びろう付性に優れており充分な結
合が可能となるものである。又靭性の劣る焼結合金は圧
入、焼入れによる結合は得難いものであったが本発明で
はカムロブがスリーブによって補強されるため圧入、焼
入れによってもある程度の結合力が得られ、比較的軽負
荷の機関では充分に使用され得る。
一方カムロプはカムシャフト以前に予め組立られるが、
これは焼結合金の収縮と拡散による結合が利用される。
具体的には第一焼結合金、第二焼結合金の圧粉体とスリ
ーブを組付け、これを焼結炉中で一体的に焼結すること
により完全な結合が達成される。これはスリーブと第一
焼結合金間に第二焼結合金が介在することにょる0 即ち単一の焼結合金の圧粉体とスリーブを一体的に焼結
した場合に、圧粉体とスリーブとの組付上不可避的な組
付はクリアランスが焼結完了後にも残るという危険を防
止することによる。
この焼結による結合が不充分になる理由としてまず耐摩
耗性の効果を要する焼結合金に添加されるCr+ Mo
w Ni、 V* Wl等の作用によって焼結合金自体
のぬれ性が低下しスリーブとの結合が進み難いことと焼
結合金が液相発生時にスリーブとの拡散結合を開始する
ため局所的に焼結合金とスリーブが結合を開始するとあ
る部分にはクリアランスが残存してしまう理由による。
これに対して本発明にあっては耐摩耗性を要する第一焼
結合金材とスリーブ間に、第一焼結合金材より液相発生
温度の低い第二焼結合金を介在させ、第一焼結合金が液
相を発生し大きく収縮する以前に第二焼結合金材が液相
を発生し、スリーブと第一焼結合金間でのろう剤の役割
をはだす。さらに第二焼結合金は当然第一焼結合金より
長時間液相状態にあるためスリーブ、第一焼結合金に対
しての拡散による結合がより進行し厳密な焼結温度、時
間の制約を受ける第一焼結合金より以上の結合を達成す
ることが可能となる。
かかる第二焼結合金としてはまずぬれ性に優れることと
液相発生温度が低いこと、及び焼結条件は第一焼結合金
の焼結条件でなされるためこの条件での強度を必要とす
る。従って具体的には重量%でC1,0〜4.5チ、(
P−% B% Si)のうち一種又は二種以上を合計で
1.0〜5.0%、Cu1.5〜5.0%、残実質的に
Feよりなる焼結合金が望ましいoC量は基地組織のフ
ェライト化を防ぐため1.0チ以上、逆に過剰なセメン
タイト発生を防ぐため4.5チ以下で選択され、(PN
 BM St)は少量添加で液相発生温度を下げる効果
を有するが1.0−未満でその効果に不足し、5,0チ
超では脆化が著しい。又Cuも液相発生温度を下げる効
果を有するが、ぬれ性の向上と焼結収縮率の調整のため
添加され、1.01未満であると効果がな(,5,0チ
以上では脆化が著しい。さらに基地強度を向上する目的
で(Ni、 Cr、 Mo)のうち一種又は二種以上を
0.5〜2.0%添加することも可能である。
一方第一焼結合金材は本出願人の先に提案した特開昭5
4−62108号の如き、重量%でC005〜4.0%
、Cr8、O〜30.0%、(PN B% st)のう
ち一種又は二種以上0.1〜5.Ol、Mo 20 %
以下含む液相焼結合金が適する0かかる第一焼結合金は
1240℃付近で液相を生じ約6チ近く収縮するが、前
記第二焼結合金は1220°C付近で液相を生じる。
この第一焼結合金と第二焼結合金は別々に圧粉成形され
ても良すが、好ましくは第3図の如く一体として成形さ
れる。まず第3区間に示スようにダイB1第二下バンチ
D1コアロットFを上げ第一焼結合金の粉末Jを充填す
る。これは第一下パンチCを降下することによっても達
成されるが、一般にプレス機械のプレス下パンチは固定
されて基台に支承されるため以下は下パンチ固定として
説明する。
次に第3図(ロ)K示す如く第一上パンチGを降下する
とともにダイB1第二下パンチD、コアロンドFを第一
上バンチGの降下量の約半分はど下降させる。従って粉
末Jは相対的には第一上パンチGと下パンチCとにより
両方から圧縮されることとなり、圧縮方向に均一な密度
の圧粉体が得られる。尚第二下パンチDは第3図(イ)
ではシリンダにより上昇されており第3図(ロ)に示す
如く第一上バンチCより位相をずらせて降下される第二
上パンチHにより下降される。
次に第3図(ハ)に示す如く第一下バンチCをシリンダ
により上昇させると共にコアロッドF1ダイBを上昇さ
せ粉末JとダイBの上面を同一高さにする。一方第二下
パンチDをシリンダにより下降すると同時に第二焼結合
金の粉末Kを充填する。このように粉末Kを吸い込み充
填することが望ましいが、第二下パンチDは第3図(ロ
)の状態からさらに第二上パンチHによりある程度下げ
られているためこの位置から下げることによって粉末K
を充填しても良い。
次に第3図に)に示す如く第二下バンチDはそのままで
第一下パンチC及び粉末Jを第一上パンチGにより下降
する。この場合に第一下バンチCはシリンダにより浮動
されており第一上下パンチG、Cによシ粉末Jが圧縮さ
れることはない。第3図に)の状態から第一上バンチC
より位相差発達れた第二上パンチHが粉末にの圧縮を開
始すると同時にダイB1コアロッドF1を同速度で下降
する。従って第一第二上パンチ、ダイ、第一下パンチが
同速度で下降することとなり′粉末には相対的には第二
下パンチDにより圧粉される。次に第−上パンチGの下
降限時にダイ、コアロッドの移動を止め第二上パンチH
のみで圧粉成形し、第3図(ホ)の状態となる。かかる
圧粉成形によって粉末には上下方向から同量圧粉され均
一な密度が得られる。次いで第3図(へ)に示す如く第
一、第二上パンチを上昇し、ダイB1コアロッドFをひ
き下げて成形圧粉体りを取り出す。
かかる製造方法によれば肉厚が薄くかつ圧縮方向が比較
的高い二種の材料による圧粉体も容易に形成されるもの
であり、さらに圧粉成形時には第−第二下パンチが最下
降位置で基台により支承され、上パンチも一つのクラン
クで位相をずらせた2つの上パンチを設けることのみで
よいため、機構的構造的な無理がない。
以上記した本発明カムシャフトはカムロブを第一、第二
焼結合金材とスリーブにより形成したことによって耐摩
耗性、強度及び結合強度に優れるばか9か、焼結はカム
ロブのみが行なわ尚第二焼結合金はその主たる効果が第
一焼結合金とスリーブとの結合力の向上にあるが、添加
元素が多く高価である第一焼結合金の量を低減し、経済
的な効果もちげうるものであるが、第一第二焼結合金の
配分はそれぞれが圧粉成形できる限界で決定され、通常
0.5zi+以上の肉厚が必要である。
さらに通常のカムシャフトで設けられる油入やギア、カ
ムロブ、ジャーナルの回り止めピン等を設けることはい
うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第1図二本発明カムシャフトの実施例断面図。 第2図:第1図A−A断面戦 第3図イルへ:本発明の製造を示す断面図。 付号の説明 1、ステム     2.スリーブ 3、 カムロブ本体  4.第一焼結合金材5、第二焼
結合金材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋼製パイプによりなるステム1と焼結合金製カム
    ロブ3によりなるカムシャフトにおいて、該カムロブ3
    が外周側に第一焼結合金材4を配し内周側に鋼製スリー
    ブ2を配し、該鋼製スリーブ2と第一焼結合金材4間に
    第二焼結合金材4を配してカムロブ3を形成し、前記ス
    リーブ2とステム1を結合して形成されるカムシャフト
  2. (2)前記第一焼結合金材が液相焼結合金であり前記第
    二焼結合金材は液相発生温度が相対的に低い液相焼結合
    金であり、前記スリーブ2と第一焼結合金材4、第二焼
    結合金材5とが焼結収縮及び拡散により結合されてなる
    ことを特徴とする特許 囲第一項記載のカムシャフト0
JP13843081A 1981-09-04 1981-09-04 カムシヤフト Granted JPS5841211A (ja)

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JP13843081A JPS5841211A (ja) 1981-09-04 1981-09-04 カムシヤフト

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JP13843081A JPS5841211A (ja) 1981-09-04 1981-09-04 カムシヤフト

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JPS5841211A true JPS5841211A (ja) 1983-03-10
JPH024763B2 JPH024763B2 (ja) 1990-01-30

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JP13843081A Granted JPS5841211A (ja) 1981-09-04 1981-09-04 カムシヤフト

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