JPS633362Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は内燃機関のカムシヤフトに関するもの
である。

〈従来の技術〉 従来のカムシヤフトは、炭素鋼の一体鍛造成形
品であつて、カム面を高周波焼入れし、硬度を高
めているが、摩耗し易く、耐久性に問題があり、
加工が複雑でコスト高となるおそれがあつた。

そこで、カム面のみを異種金属材料で形成した
り、タペツトの摺動面ともども摺動面の滑面仕上
度を向上し、潤滑手段を改善して問題の解決を図
るなどしてきたため、コスト高となることを避け
られなかつた。

更に、カム片と軸とを夫々別部材で構成したも
のを嵌合固着するようにしたカムシヤフトが特開
昭54−129249号公報及び特開昭49−85445号公報
に提案されている。

〈考案が解決しようとする問題点〉 しかしながら、内燃機関の高速化に伴い、より
動弁機構の耐久性特に耐摩耗性の向上、回転質量
の低減が要求されてきており、前記提案のカムシ
ヤフトのように、カム片を焼結材とし軸を鋼管と
したり、あるいはカム片を鋼材とし軸を鋳造品と
しただけでは前記要求を満たし得ないおそれがあ
つた。

そこで、本考案は、前記従来の欠点を除くため
に、内燃機関の高速化に伴う耐久性、特に耐摩耗
性の向上、回転質量の低減を図るとともに、動弁
機構中のタペツトとの摺動面におけるフリクシヨ
ンを低減せしめて内燃機関の燃料消費量の減少と
出力増大を図り、かつ製作容易で量産性の向上を
図ることを目的とする。

〈問題を解決するための手段〉 本考案は上記問題点を解決するために、厚み方
向の外周形状を凸湾曲面としたセラミツク製カム
片を炭素鋼製軸本体にろう付してなる内燃機関の
カムシヤフトを提供するものである。

〈作用〉 本考案は上記のように構成されているので、内
燃機関の高速化に伴う耐久性、特に耐摩耗性の向
上、回転質量の低減、動弁機構中のタペツトとの
摺動面におけるフリクシヨンの低減、内燃機関の
燃料消費量の減少、出力増大及び製作容易化によ
る量産性の向上が促進される。

〈実施例〉 つぎに、図面を参照しながら本考案の一実施例
を説明すると、第１図に４気筒内燃機関用の一例
として平面図で示した本考案のカムシヤフト１
は、左右端と中央位置にジヤーナル２を、また、
中間所定位置にオイルポンプ駆動用ギヤ３を、さ
らに、所定間隔をおいて一対の吸排気弁用カム片
４，４の４組を、それぞれ軸本体５に嵌合させ固
着してある。

軸本体５は炭素鋼の直杆状部材とし、ジヤーナ
ル２及びギヤ３は金属製あるいは合成樹脂製とし
てあつて、それぞれ軸本体５の所定位置に回止め
固着してある。

８個のカム片４は、軸本体５に対する固着構造
を同じにしてあるものの、当然のことながら位相
は異にしてある。

カム片４の取付構造を、第２図に縦断側面図
で、また、第３図に第２図−線部分の断面図
で示してある。

カム片４は例えばアルミナ、窒化珪素を主成分
とするセラミツク製部材で、軸本体５のカム片取
付部５Ａの外径よりも僅かに大寸の内径とした軸
孔６を有し、カムノーズ４Ａと180゜位相を異にし
たベース円部４Ｂの中央には位置決め用ねじ７を
取付ける位置決め用ねじ孔８を設けてある。

一方、軸本体５のカム片取付部５Ａの所定位置
にも、前記位置決め用ねじ７を取付ける位置決め
用ねじ孔９を設けてある。

軸本体５のカム片取付部５Ａに嵌合させたカム
片４は、軸孔６とカム片取付部５Ａとの径差によ
り僅かな幅の環状の隙間を形成することになる
が、この隙間はろう材１０により充填され、両部
材は、溶着されることになる。また、カム片４は
動弁機構中のタペツトとの摺動面となる厚み方向
の外周形状４ａは厚み方向の中心部を頂点とした
凸湾曲面に形成されている。

本考案のカムシヤフトは上記のように構成した
ので、直杆状とした軸本体１にカム片４を嵌合さ
せ、位置決め用ねじ７を位置決め用ねじ孔８，９
に亘つて取付けて各カム片４の位置決めを行つて
から、軸本体５のカム片取付部５Ａとカム片４の
軸孔６をろう材１０により固着してカム片４と軸
本体５を一体化する。

カム片４群の取付けに際し、中間位置に取付け
るジヤーナル２やギヤ３は、それぞれ順に軸本体
５に嵌合させ適宜手段により固定する。勿論、カ
ム片４と同様の手段で即ち、ろう付によつて固着
してもよい。

本考案カムシヤフトは、カム片をセラミツク製
とし、直杆状の軸本体に嵌合せ固着したので従来
の鍛造により、カム、ギヤ、ジヤーナルに相当す
る部分を形成し、これを研削して所定の形状に加
工したのち高周波焼入れにより表面に所要の硬度
を与えた製品に較べてカム面の硬度を大幅に向上
でき、耐摩耗性の著しく向上したカムシヤフトと
することができる上に、大幅なコスト低減を図る
ことができる優れた利点を有するものである。

〈考案の効果〉 以上のように、本考案によるカムシヤフトは厚
み方向の外周形状を凸湾曲面としたセラミツク製
カム片を炭素鋼製軸本体にろう付してなる内燃機
関のカムシヤフトとしてなるので、次のような効
果がある。前記カムをセラミツク製としたので、
金属材料からなる焼結材製カム片と比較して約15
倍から20倍の硬度が得られるので耐久性、特に耐
摩耗性が向上するとともに、金属材料からなるカ
ム弁と比較して倍以上の質量軽減がなされ、それ
によつて回転質量も低減できるから、内燃機関の
高速化に適合したカムシヤフトを提供できる。

また、セラミツク製カム弁の動弁機構中のタペ
ツトの摺動面の仕上精度を前記焼結材製カム片よ
りも100〜400倍も上げることができるから、前記
摺動面におけるフリクシヨンを減少せしめること
ができるとともに、潤滑油の消費量も低減でき
る。

更に、セラミツク製カム弁の厚み方向の外周形
状を凸湾曲面としたので、内燃機関の高速化に伴
つて発生する動弁機構中のプツシユロツドのバウ
ンズ現象によつて起る前記タペツトと下端部と前
にカム片の角部との衝突が避けられ前記カム弁の
損傷が防止されるから、カムシヤフトの耐久性が
より向上するとともに、前記カム片の前記タペツ
トとの摺動面積の減少により前記摺動面における
フリクシヨンが低減され、内燃機関消費量が減少
し、出力も増大する。

また、前記セラミツク製カム弁は熱伝達率が悪
く断熱性を有するため、前記タペツトとの摺動面
における潤滑油の作動温度を高温度に保持し、そ
の粘度を低下せしめることができるので、前記摺
動面のフリクシヨンが低減されるから、前記燃料
消費量の減少効果及び出力増大効果をより促進で
きる。

更に、カム片は前記軸本体と独立して製作した
後、前記軸本体に嵌合固着するので、カムシヤフ
トを一体成形する場合に比較し、製作が容易で、
量産に適する内燃機関のカムシヤフトを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案カムシヤフトの実施例を示す平
面図、第２図はカム弁の取付構造を示す拡大縦断
側面図、第３図は第２図−線切断面図であ
る。 １：本考案カムシヤフト、２：ジヤーナル、
３：オイルポンプ駆動用ギヤ、４：カム弁、４
Ａ：カムノーズ、４Ｂ：ベース円部、４ａ：カム
弁の外周形状、５：軸本体、５Ａ：カム片取付
部、６：軸孔、７：位置決めピン、８，９：孔、
１０：ろう材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 厚み方向の外周形状を凸湾曲面としたセラミツ
   ク製カム片を炭素鋼製軸本体にろう付してなる内
   燃機関のカムシヤフト。