JPH03185202A - 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
- Publication number
- JPH03185202A JPH03185202A JP32660089A JP32660089A JPH03185202A JP H03185202 A JPH03185202 A JP H03185202A JP 32660089 A JP32660089 A JP 32660089A JP 32660089 A JP32660089 A JP 32660089A JP H03185202 A JPH03185202 A JP H03185202A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cam lobe
- shaft member
- cam
- lobe
- sintered alloy
- 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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- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Gears, Cams (AREA)
- Welding Or Cutting Using Electron Beams (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、カムシャフトの製造方法に関し、特に、焼結
合金よりなるカムロブをシャフト部材の外周に嵌合して
なるカムシャフトの製造方法に関する。
合金よりなるカムロブをシャフト部材の外周に嵌合して
なるカムシャフトの製造方法に関する。
（従来の技術）
前記のように焼結合金よりなるカムロブの中空部にシャ
フト部材が嵌入されてなるエンジンのカムシャフトは、
近時のエンジンにおける軽量化及び多弁化の要請から実
用化が図られている。
フト部材が嵌入されてなるエンジンのカムシャフトは、
近時のエンジンにおける軽量化及び多弁化の要請から実
用化が図られている。
そして、前記のようなカムシャフトは、中空部を有する
カムロブをシャフト部材に嵌合した後、常温状態の該カ
ムロブとシャフト部材とを溶接接合することにより製造
していた。
カムロブをシャフト部材に嵌合した後、常温状態の該カ
ムロブとシャフト部材とを溶接接合することにより製造
していた。
ところが、焼結合金よりなるカムロブは常温状態でシャ
フト部材と溶接されると、溶接時の急激な加熱によって
残留応力が高くなるために、溶接部の境界面或いは溶接
部の内部等で焼き割れ現象が生じるという問題があった
。
フト部材と溶接されると、溶接時の急激な加熱によって
残留応力が高くなるために、溶接部の境界面或いは溶接
部の内部等で焼き割れ現象が生じるという問題があった
。
そこで、焼結合金よりなるカムロブとシャフト部材とを
溶接する際の欠陥、つまり溶接によるカムロブの焼き割
れを防止し、カムシャフトの強度を確保することが要求
されている。このため、特開昭５６−１３６２９６号公
報に示されるように、焼結合金よりなるカムロブとシャ
フト部材との溶接を避け、カムロブの中空部にスチール
よりなるパイプ部材を組み込むと共に該パイプ部材の中
空部にシャフト部材を組み込み、カムロブとパイプ部材
、パイプ部材とシャフト部材とを各々溶接接合するカム
シャフトの製造方法が提案されている。
溶接する際の欠陥、つまり溶接によるカムロブの焼き割
れを防止し、カムシャフトの強度を確保することが要求
されている。このため、特開昭５６−１３６２９６号公
報に示されるように、焼結合金よりなるカムロブとシャ
フト部材との溶接を避け、カムロブの中空部にスチール
よりなるパイプ部材を組み込むと共に該パイプ部材の中
空部にシャフト部材を組み込み、カムロブとパイプ部材
、パイプ部材とシャフト部材とを各々溶接接合するカム
シャフトの製造方法が提案されている。
このカムシャフトの製造方法は、スチールよりなるパイ
プ部材を介在させることにより、溶接部の低炭素化を図
って溶接時に生じる残留応力を低減させ、これにより、
焼き割れ防止を図ろうというものである。
プ部材を介在させることにより、溶接部の低炭素化を図
って溶接時に生じる残留応力を低減させ、これにより、
焼き割れ防止を図ろうというものである。
（発明が解決しようとする課題）
しかるに、カムロブとシャフト部材との間にパイプ部材
を介在させると、前記のようにパイプ部材とシャフト部
材との溶接の他に、カムロブとパイプ部材との溶接が必
要となるため、２度の溶接接合に伴う作業工程の増加及
びコストアップは免れない。
を介在させると、前記のようにパイプ部材とシャフト部
材との溶接の他に、カムロブとパイプ部材との溶接が必
要となるため、２度の溶接接合に伴う作業工程の増加及
びコストアップは免れない。
また、パイプ部材を組み込むことによりカムシャフトの
重量が増加するため、軽量化の点でも問題がある。
重量が増加するため、軽量化の点でも問題がある。
前記に鑑みて、本発明は、作業工程の増加及びコストア
ップを招くことなく、焼結合金よりなるカムロブの溶接
割れを防止することを目的とする。
ップを招くことなく、焼結合金よりなるカムロブの溶接
割れを防止することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
前記の目的を達成するため、本発明は、カムロブを高温
状態下で溶接することにより、カムロブの急激な温度変
化を避け、これにより溶接割れを防止しようとするもの
である。
状態下で溶接することにより、カムロブの急激な温度変
化を避け、これにより溶接割れを防止しようとするもの
である。
具体的に本発明の講じた解決手段は、焼結合金よりなり
中空部を有するカムロブを予熱した後、該カムロブをシ
ャフト部材の外周に嵌合し、その後、前記カムロブが高
温状態にあるうちに該カムロブと前記シャフト部材とを
高エネルギービームにより溶接する構成とするものであ
る。
中空部を有するカムロブを予熱した後、該カムロブをシ
ャフト部材の外周に嵌合し、その後、前記カムロブが高
温状態にあるうちに該カムロブと前記シャフト部材とを
高エネルギービームにより溶接する構成とするものであ
る。
（作用）
前記の構成により、焼結合金よりなるカムロブを予熱し
、該カムロブが高温状態にあるうちにシャフト部材と溶
接するため、カムロブは溶接時に加熱されても急激に温
度変化しないので、カムロブにおける残留応力はあまり
大きくならない。
、該カムロブが高温状態にあるうちにシャフト部材と溶
接するため、カムロブは溶接時に加熱されても急激に温
度変化しないので、カムロブにおける残留応力はあまり
大きくならない。
また、前記カムロブは予熱により膨脹し、膨脂状態のと
きにシャフト部材が嵌合され、常温に戻る際に収縮する
ため、該カムロブはシャフト部材を常温下で強く把持し
ている。
きにシャフト部材が嵌合され、常温に戻る際に収縮する
ため、該カムロブはシャフト部材を常温下で強く把持し
ている。
（実施例）
以下、本発明に係るカムシャフトＡの製造方法の一実施
例を図面に基づいて説明する。
例を図面に基づいて説明する。
まず、第１図に示すような焼結合金よりなり円形断面の
中空部１１を有するカムロブ１を準備する。
中空部１１を有するカムロブ１を準備する。
カムロブ１の焼結合金としてはカムシャフトＡに要求さ
れる耐摩耗性を満足できる程度の高炭素のちの、例えば
重量比で０．５％〜４．５％のＣが配合されてなるＦｅ
系材料が好ましく、具体的には重量比でＣｒ二４％、Ｍ
ｏ：１．５％、Ｐ：０．６％、Ｃ：３％、残部がＦｅよ
りなる焼結合金が好ましい。
れる耐摩耗性を満足できる程度の高炭素のちの、例えば
重量比で０．５％〜４．５％のＣが配合されてなるＦｅ
系材料が好ましく、具体的には重量比でＣｒ二４％、Ｍ
ｏ：１．５％、Ｐ：０．６％、Ｃ：３％、残部がＦｅよ
りなる焼結合金が好ましい。
また、カムロブ１の中空部１１の内径は、該中空部１１
に嵌入されるシャフト部材２（第２図参照）の外径より
も若干径小に設定Ｌ７ておくことが好ましく、−例とし
てはカムロブ１の内径をシャフト部材２の外径よりも０
．００５ｍｍ小さく設定する。
に嵌入されるシャフト部材２（第２図参照）の外径より
も若干径小に設定Ｌ７ておくことが好ましく、−例とし
てはカムロブ１の内径をシャフト部材２の外径よりも０
．００５ｍｍ小さく設定する。
次に、前記のようにして準備したカムロブ１を予熱する
。この場合の予熱条件としてはカムロブ１を無酸化雰囲
気中における３００℃〜６００℃の範囲内の温度へ加熱
することが好ましく、具体的には窒素ガス中或いはアル
ゴンガス中における４５０℃程度に加熱するのが好まし
い。このように無酸化雰囲気中で加熱することにより、
高炭素の焼結合金よりなるカムロブ１が酸化によってス
ケールを生じることを防止できる。
。この場合の予熱条件としてはカムロブ１を無酸化雰囲
気中における３００℃〜６００℃の範囲内の温度へ加熱
することが好ましく、具体的には窒素ガス中或いはアル
ゴンガス中における４５０℃程度に加熱するのが好まし
い。このように無酸化雰囲気中で加熱することにより、
高炭素の焼結合金よりなるカムロブ１が酸化によってス
ケールを生じることを防止できる。
次に、第２図に示すように、カムロブ１を例えば鋼管（
ＳＴＫＭ１３Ａ）よりなるシャフト部材２の外周に嵌合
する。この場合、カムロブ１の内径は予熱による膨脹の
ためシャフト部材２の外径より若干径大になっているの
で、カムロブ１はシャフト部材２にスムーズに嵌合され
る。なお、例えば４５０℃程度に予熱されたカムロブ１
の温度は嵌合後に３５０℃程度に低下している。
ＳＴＫＭ１３Ａ）よりなるシャフト部材２の外周に嵌合
する。この場合、カムロブ１の内径は予熱による膨脹の
ためシャフト部材２の外径より若干径大になっているの
で、カムロブ１はシャフト部材２にスムーズに嵌合され
る。なお、例えば４５０℃程度に予熱されたカムロブ１
の温度は嵌合後に３５０℃程度に低下している。
次に、カムロブ１が高温の状態、例えば２００℃〜５０
０℃の範囲内の温度のときに、第３図に示すように、カ
ムロブ１の両側端部１２，１２とシャフト部材２の外周
面とを高エネルギービーム例えばレーザビーム或いは電
子ビームにより溶接する。この場合、レーザビームで溶
接する場合には、出カニ２ＫＷが好ましい。
０℃の範囲内の温度のときに、第３図に示すように、カ
ムロブ１の両側端部１２，１２とシャフト部材２の外周
面とを高エネルギービーム例えばレーザビーム或いは電
子ビームにより溶接する。この場合、レーザビームで溶
接する場合には、出カニ２ＫＷが好ましい。
前記の場合、カムロブ１の温度条件を２００℃〜５００
℃の範囲に設定する理由は次のとおりである。すなわち
、溶接時のカムロブエの温度が２００℃未満の場合には
、溶接前後の温度差が大きすぎるため溶接による焼き割
れを生じる可能性があるからであり、溶接時のカムロブ
１の温度が５００℃を超える場合には、カムロブ１の酸
化によるスケールが生じ、溶接の際に該スケールの巻き
込みを起こす可能性があると共に、カムロブ１が軟化し
て硬度或いは強度の低下を生じる可能性があるからであ
る。
℃の範囲に設定する理由は次のとおりである。すなわち
、溶接時のカムロブエの温度が２００℃未満の場合には
、溶接前後の温度差が大きすぎるため溶接による焼き割
れを生じる可能性があるからであり、溶接時のカムロブ
１の温度が５００℃を超える場合には、カムロブ１の酸
化によるスケールが生じ、溶接の際に該スケールの巻き
込みを起こす可能性があると共に、カムロブ１が軟化し
て硬度或いは強度の低下を生じる可能性があるからであ
る。
このような理由により、前記のようにカムロブ１を３０
０℃〜６００℃の温度に予熱すると共に、溶接時に２０
０℃〜５００℃の高温状態に維持すると、カムロブ１は
溶接により加熱されても急冷されないため、急激な温度
変化が避けられるので残留応力が緩和され、焼き割れ現
象は発生しない。
０℃〜６００℃の温度に予熱すると共に、溶接時に２０
０℃〜５００℃の高温状態に維持すると、カムロブ１は
溶接により加熱されても急冷されないため、急激な温度
変化が避けられるので残留応力が緩和され、焼き割れ現
象は発生しない。
次に、溶接接合されたカムロブ１及びシャフト部材２を
徐冷して第４図に示すようなカムシャフトＡを得る。
徐冷して第４図に示すようなカムシャフトＡを得る。
以上のようにしてカムシャフトＡを得ると、予熱により
膨脹したカムロブ１は徐冷されて常温に戻る際に収縮す
るため、焼きばめ作用によりカムロブ１とシャフト部材
２との接合力が向上する。
膨脹したカムロブ１は徐冷されて常温に戻る際に収縮す
るため、焼きばめ作用によりカムロブ１とシャフト部材
２との接合力が向上する。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明に係るカムシャフトの製造
方法によると、焼結合金よりなるカムロブは高温状態で
シャフト部材と溶接されるため、該カムロブは溶接時に
加熱されても急激な温度変化が避けられ残留応力が高く
ならないので、焼き割れを確実に防止することができる
。
方法によると、焼結合金よりなるカムロブは高温状態で
シャフト部材と溶接されるため、該カムロブは溶接時に
加熱されても急激な温度変化が避けられ残留応力が高く
ならないので、焼き割れを確実に防止することができる
。
また、前記カムロブは予熱されて膨脹した後、常温に戻
る際に収縮するため、膨脂時に嵌合されたシャフト部材
を焼きばめ効果により強く把持するので接合力が向上す
る。
る際に収縮するため、膨脂時に嵌合されたシャフト部材
を焼きばめ効果により強く把持するので接合力が向上す
る。
第１図〜第４図は各々本発明の一実施例であるカムシャ
フトの製造方法を示し、第１図はカムロブの縦断面図、
第２図は該カムロブのシャフト部材への嵌合工程の縦断
面図、第３図はカムロブとシャフト部材との溶接工程の
縦断面図、第４図は徐冷工程の正面図である。 Ａ ・・・カムシャフト １ ・・・カムロブ ２ ・・・シャフト部材 １１・・・中空部 Ａ ・・・カムシャフト 第 図 第 図 第 図
フトの製造方法を示し、第１図はカムロブの縦断面図、
第２図は該カムロブのシャフト部材への嵌合工程の縦断
面図、第３図はカムロブとシャフト部材との溶接工程の
縦断面図、第４図は徐冷工程の正面図である。 Ａ ・・・カムシャフト １ ・・・カムロブ ２ ・・・シャフト部材 １１・・・中空部 Ａ ・・・カムシャフト 第 図 第 図 第 図
Claims (1)
- （１）焼結合金よりなり中空部を有するカムロブを予熱
した後、該カムロブをシャフト部材の外周に嵌合し、そ
の後、前記カムロブが高温状態にあるうちに該カムロブ
と前記シャフト部材とを高エネルギービームにより溶接
することを特徴とするカムシャフトの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32660089A JPH03185202A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | カムシャフトの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32660089A JPH03185202A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | カムシャフトの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03185202A true JPH03185202A (ja) | 1991-08-13 |
Family
ID=18189627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32660089A Pending JPH03185202A (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | カムシャフトの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03185202A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6993837B2 (en) * | 2001-03-12 | 2006-02-07 | Karl Merz | Method for assembling a camshaft |
| JP2010059912A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Toyota Motor Corp | 組立カムシャフト、カムロブおよび組立カムシャフトの組立方法 |
| US9849241B2 (en) | 2013-04-24 | 2017-12-26 | Fresenius Kabi Deutschland Gmbh | Method of operating a control device for controlling an infusion device |
-
1989
- 1989-12-15 JP JP32660089A patent/JPH03185202A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6993837B2 (en) * | 2001-03-12 | 2006-02-07 | Karl Merz | Method for assembling a camshaft |
| JP2010059912A (ja) * | 2008-09-05 | 2010-03-18 | Toyota Motor Corp | 組立カムシャフト、カムロブおよび組立カムシャフトの組立方法 |
| US9849241B2 (en) | 2013-04-24 | 2017-12-26 | Fresenius Kabi Deutschland Gmbh | Method of operating a control device for controlling an infusion device |
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