JPH0596403U - Camshaft - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 内燃機関用のカムシャフトに関し、長尺なカ
ムシャフトの製造に際して大規模な焼結炉を新設する必
要のない長尺のカムシャフトを提供すること。
【構成】 焼結合金よりなるカムロブ4、5、6、7が
鋼製のパイプ3に一体に拡散結合されたカムシャフトピ
ース1、2を用意する。該カムシャフトピースの一端部
に接合用ジャーナル部9を一体的に結合し、該接合用ジ
ャーナル部どうしを互いに溶接により接合して、長尺な
カムシャフトとする。
【効果】 安定した品質および良好な作業性を確保し、
大幅なコストの上昇を招かず、耐久性のある長尺のカム
シャフトを製造することができる。一体化された接合ジ
ャーナル部は長尺カムシャフトのジャーナル部として機
能する。
(57) [Summary] (Correction) [Purpose] To provide a long camshaft for an internal combustion engine that does not require a new large-scale sintering furnace when manufacturing a long camshaft. . [Structure] Camshaft pieces 1, 2 in which cam lobes 4, 5, 6, 7 made of a sintered alloy are integrally diffusion-bonded to a steel pipe 3 are prepared. The joining journal portion 9 is integrally joined to one end portion of the camshaft piece, and the joining journal portions are joined together by welding to form a long camshaft. [Effect] Secure stable quality and good workability,
It is possible to manufacture a durable long camshaft without causing a significant increase in cost. The integrated joint journal portion functions as the journal portion of the long camshaft.
Description
【0001】[0001]
本考案は、内燃機関用のカムシャフトに関し、特に、ディーゼルエンジンに組 込まれる長尺のカムシャフトに適したものであり、焼結合金と鋼等の異種材料を 組み合わせた複合カムシャフトピースを2本以上溶接によって固着して1本とし た長尺なカムシャフトに関する。 The present invention relates to a camshaft for an internal combustion engine, and is particularly suitable for a long camshaft incorporated in a diesel engine, and a composite camshaft piece made of a combination of different materials such as a sintered alloy and steel. The present invention relates to a long camshaft which is fixed by welding more than one unit.
【0002】[0002]
近年、内燃機関の弁開閉用カムシャフトは省燃費の向上という観点から他の機 関部品同様に軽量化が図られている。同時に、耐磨耗性や耐熱性の向上および剛 性の確保も同時に求められる。従来より、特にガソリンを燃料とする内燃機関で は鉄合金系粉末でカムロブを形成した成形体を鋼パイプに焼着(焼結拡散接合) して、鉄合金と鋼の複合材カムシャフトを用いて良好な結果を得ている。これは 耐磨耗性に優れた鉄合金製焼結カムロブと、軽量で剛性に優れた鋼パイプのシャ フトという組合せである。 In recent years, the camshafts for opening and closing valves of internal combustion engines have been reduced in weight like other engine parts from the viewpoint of improving fuel efficiency. At the same time, it is required to improve wear resistance and heat resistance and secure rigidity at the same time. In the past, especially in internal combustion engines that use gasoline as a fuel, a composite body made of iron alloy and steel has been used by baking (sintering diffusion bonding) a molded body in which a cam lobe is formed of iron alloy powder to a steel pipe. With good results. This is a combination of a ferrous alloy sintered cam lobe, which has excellent wear resistance, and a steel pipe shaft, which is lightweight and has excellent rigidity.
【0003】[0003]
この焼着による複合カムシャフトを製造するためには、一般的に鋼パイプに合 金粉体成形体のカムロブをなんらかの手段で所定位置に固定し、焼結炉に全体を 投入して焼結固着を行っている。従ってシリンダー容積の小さいガソリンエンジ ン用のカムシャフトであれば、比較的全長も短いので特に巨大な焼結炉を要しな い。しかし、大型内燃機関に搭載されるディーゼルエンジン用のカムシャフトは ガソリンエンジンに比べ数段長いものが多く、従来の方法では問題が生じる。す なわち、既成の焼結炉に長尺なカムシャフトを収納できない場合が多く、たとえ 収納できたとしても寸法的に余裕がなく、作業性が悪く、温度管理などの難しさ もあり、品質が低下する例が多い。また、長尺なカムシャフトにあわせて、大規 模な焼結炉を新設することも考えられるが、設備費用を製品のコストに上乗せす ることになり、よほどの量を生産しないかぎり、大規模な炉を新設することは望 ましくない。 In order to manufacture a composite cam shaft by this baking, generally, a cam lobe of a powder metal compact is fixed to a steel pipe at a predetermined position by some means, and the whole is put into a sintering furnace and fixed by sintering. It is carried out. Therefore, a camshaft for a gasoline engine with a small cylinder volume does not require a particularly large sintering furnace because its total length is relatively short. However, the camshafts for diesel engines installed in large internal combustion engines are often several steps longer than gasoline engines, and problems arise with conventional methods. In other words, in many cases it is not possible to store a long camshaft in an existing sintering furnace, and even if it can be stored, there is no dimensional allowance, workability is poor, and temperature control is difficult. Is often reduced. It is also possible to install a new large-scale sintering furnace to match the long camshaft, but this will add equipment cost to the cost of the product, so unless a large amount is produced, it will be a large scale. It is not desirable to install a new furnace.
【0004】 本考案は上記問題点に鑑みなされたものであり、大規模な焼結炉を新設するこ となく、安定した品質および良好な作業性を確保し、大幅なコストの上昇を招か ない長尺のカムシャフトを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and assures stable quality and good workability without newly installing a large-scale sintering furnace, which causes a significant increase in cost. The aim is to provide a camshaft that is not long.
【0005】[0005]
上記目的を達成するために本考案は、鋼製のパイプと、該鋼製のパイプに焼結 拡散結合により一体的に結合された焼結合金製カムロブとを有するカムシャフト において、(a)該カムシャフトを少なくとも2個形成してカムシャフトピース とし、(b)それぞれの該カムシャフトピースの該パイプの少なくとも一端部に は接合部材が一体的に設けられ、(c)該少なくとも2個のカムシャフトピース はそれぞれの接合部材間で同軸的に一体的に接合され、接合後の一体の接合部材 の外周面がジャーナルとして作用する長尺なカムシャフトを提供している。 In order to achieve the above object, the present invention relates to a camshaft having a steel pipe and a sintered alloy cam lobe integrally connected to the steel pipe by sintering diffusion bonding. A camshaft piece is formed by forming at least two camshafts, (b) a joining member is integrally provided on at least one end of the pipe of each camshaft piece, and (c) the at least two cams. The shaft piece is coaxially and integrally joined between the respective joining members, and the outer peripheral surface of the joined joining member after joining serves as a long camshaft.
【0006】[0006]
本考案にかかるカムシャフトによれば、焼結合金よりなるカムロブ成形体を鋼 製のパイプに仮固定してなるカムシャフトピースは、通常の焼結炉にて焼結拡散 接合され、カムロブは鋼パイプに一体的に固着する。こうしてできたカムシャフ トピースを少なくとも2本、同軸的に接合部材間で例えば溶接によって接合して 長尺(700mm以上)のカムシャフトが得られる。 According to the camshaft of the present invention, a camshaft piece formed by temporarily fixing a cam lobe compact made of a sintered alloy to a steel pipe is sintered and diffusion bonded in a normal sintering furnace, and the cam lobe is made of steel. It adheres to the pipe integrally. At least two cam shaft pieces produced in this manner are coaxially joined by joining, for example, by joining members to obtain a long camshaft (700 mm or more).
【0007】[0007]
以下、本考案によるカムシャフトの一実施例について図1乃至図3を参照しな がら説明する。図1は本実施例の長尺のカムシャフトの接合点を中心に見た縦断 面図である。本実施例では左右2本のカムシャフトピース1、2により1本の長 尺なカムシャフトが示されている。なおカムシャフトピース1、2は図示しない 両端部をのぞいてほぼ対称的に構成されているので、同一機能を有する同一位置 の部材については同一番号を使用して説明の重複はさける。 An embodiment of a camshaft according to the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the long camshaft of the present embodiment centered on the joining point. In this embodiment, one long camshaft is shown by the left and right two camshaft pieces 1, 2. Since the camshaft pieces 1 and 2 are configured substantially symmetrically except for both ends (not shown), members having the same function and located at the same position are designated by the same reference numerals to avoid redundant description.
【0008】 左側のカムシャフトーピース1は、まず鋼製のカムパイプ3の外周面に、複数 の焼結合金製カムロブ4、5、6、7を形成する。カムロブは排気側カムロブ4 、7と吸気側カムロブ5、6であり、これらカムロブは圧粉体の状態か、一次焼 結された状態で鋼パイプ3に位置決め組み付けられ、炉中で焼結されることによ りカムパイプ3周面上に形成される。この際にカムロブ4、5、6、7は焼結が 進むと同時に鋼パイプ3への拡散による冶金学的結合が進み、カムロブ4、5、 6、7は鋼パイプ3に対して強固に結合される。In the left camshaft piece 1, first, a plurality of sintered alloy cam lobes 4, 5, 6, 7 are formed on the outer peripheral surface of a steel cam pipe 3. The cam lobes are the exhaust side cam lobes 4 and 7 and the intake side cam lobes 5 and 6, and these cam lobes are positioned and assembled to the steel pipe 3 in the state of green compact or in the state of primary sintering and sintered in the furnace. As a result, it is formed on the circumferential surface of the cam pipe 3. At this time, the cam lobes 4, 5, 6, and 7 are simultaneously sintered, and at the same time, metallurgical bonding is promoted by diffusion into the steel pipe 3, and the cam lobes 4, 5, 6, and 7 are firmly bonded to the steel pipe 3. To be done.
【0009】 また筒状の鋼製ジャーナル部8がカムパイプ3にろう付けにより一体的に接合 されるとともに、鋼製の接合ジャーナル9がカムパイプ3の一端部に組付けられ る。接合ジャーナル9はカムパイプ3の内周側に装着される円柱部分9aと、該 円柱部分9aの一端部から半径方向外方に突出したフランジ部9bから構成され ている。接合ジャーナル9の円柱部分9aが装着されるカムパイプ3の内周面は 、他の内周面に比べ内径が多少大きく構成される。この実施例では円柱部分9a が装着される部分の内径Bは21.6mmであるのに対し、それ以外の部分の内 径Aは20mmである。ちなみに、カムパイプの外径は30mmである。円柱部 分9aは比較的長めにし、この部分の強度を確保するようにする。Further, the tubular steel journal portion 8 is integrally joined to the cam pipe 3 by brazing, and the steel joining journal 9 is assembled to one end portion of the cam pipe 3. The joining journal 9 is composed of a columnar portion 9a mounted on the inner peripheral side of the cam pipe 3 and a flange portion 9b protruding outward in the radial direction from one end of the columnar portion 9a. The inner peripheral surface of the cam pipe 3 to which the columnar portion 9a of the joining journal 9 is attached has a slightly larger inner diameter than the other inner peripheral surfaces. In this embodiment, the inner diameter B of the portion where the columnar portion 9a is mounted is 21.6 mm, while the inner diameter A of the other portions is 20 mm. By the way, the outer diameter of the cam pipe is 30 mm. The cylindrical portion 9a is made relatively long to ensure the strength of this portion.
【0010】 ジャーナル部8及び接合ジャーナル9をカムパイプ3に組付け、ろう付けによ ってジャーナル8をカムパイプ3の外周面に固着するとともに、ジャーナル9の 円柱部分9aをカムパイプ3一端部の内周面に固着する。あるいは、カムロブ4 、5、6、7等を鋼パイプ3に焼着する際に、同様に接合ジャーナル9を組み付 けて同時に焼結炉内でろう付けを行ってもよい。The journal portion 8 and the joining journal 9 are assembled to the cam pipe 3, and the journal 8 is fixed to the outer peripheral surface of the cam pipe 3 by brazing, and the cylindrical portion 9 a of the journal 9 is attached to the inner peripheral portion of one end portion of the cam pipe 3. Stick to the surface. Alternatively, when the cam lobes 4, 5, 6, 7 and the like are baked on the steel pipe 3, the joining journal 9 may be similarly assembled and brazing may be simultaneously performed in the sintering furnace.
【0011】 また接合ジャーナル9のフランジ部9bの接合面は、図2で示すようにその周 端を切欠き形状として切欠縁部9cを形成し、カムシャフトピース1と2を溶接 する際に仕上がり面が同一レベルとなるようにする。すなわち、個別に焼結炉よ り取り出したジャーナル8、9を固着したカムシャフトピース1と2を、所定の 治具にてそれぞれのカム位相を調整し、またカムシャフトピース1と2が同軸と なるように接合ジャーナル9の接合面を合わせる。溶接は溶接歪みが少なく、短 時間で完了する電子ビームやレーザー等の高エネルギー溶接によって行う。この 溶接方法では溶接肉量は極めて少ないので、表面に盛り上がることはあまりない が、図2に示したように接合面の周端を切欠いてあるので、溶接肉部10はこの 切欠き部に吸収され、仕上がり面に突起ができないようにしてある。Further, as shown in FIG. 2, the joint surface of the flange portion 9b of the joint journal 9 is formed with a notched edge portion 9c having a notched shape at its peripheral end, and is finished when the camshaft pieces 1 and 2 are welded. Make sure the surfaces are at the same level. That is, the camshaft pieces 1 and 2 to which the journals 8 and 9 are individually taken out from the sintering furnace are fixed and the respective cam phases are adjusted by a predetermined jig, and the camshaft pieces 1 and 2 are coaxial. The joining surfaces of the joining journal 9 are aligned so that Welding is performed by high-energy welding such as electron beam or laser, which has less welding distortion and can be completed in a short time. With this welding method, the amount of welded meat is extremely small, so it does not swell up to the surface so much, but since the peripheral edge of the joint surface is notched as shown in Fig. 2, the welded meat portion 10 is absorbed in this notch. The finished surface has no protrusions.
【0012】 接合後の接合ジャーナル部9、9は図示しない軸受けによって一体的に支持さ れ、接合面にかかる直接の応力を吸収あるいは緩和するので長尺のカムシャフト としての耐久性が確保される。The joined journal portions 9 and 9 after joining are integrally supported by a bearing (not shown), and absorb or relieve direct stress applied to the joining surface, so that durability as a long camshaft is secured. ..
【0013】 本実施例では、接合ジャーナル9を鋼製の一体品としたが、一部中空、あるい は全部を中空として軽量化につとめることも可能である。また、鋼以外の耐久性 に優れた合金とすることも可能である。In the present embodiment, the joining journal 9 is made of steel as an integrated product, but it is also possible to make it partly hollow or entirely hollow to reduce the weight. It is also possible to use an alloy with excellent durability other than steel.
【0014】[0014]
以上、説明したように本考案によるカムシャフトによれば、大規模な焼結炉を 新設することなく既成焼結炉を用いてカムロブを焼結拡散結合させた少なくとも 2本のカムシャフトピースを形成し、接合ジャーナル面どうしを高エネルギー溶 接によって一本のカムシャフトとするので、安定した品質および良好な作業性を 確保し、大幅なコストの上昇を招かない長尺のカムシャフトが提供できる。また 接合ジャーナル面は軸受けによって一体的に支持され、接合面に作用する直接の 応力を吸収あるいは緩和することができ、長尺カムシャフトとしての耐久性の向 上を図ることが可能となる。 As described above, according to the camshaft of the present invention, at least two camshaft pieces in which cam lobes are sintered and diffusion-bonded by using an existing sintering furnace without newly installing a large-scale sintering furnace are formed. However, since the joining journal surfaces are made into one camshaft by high-energy welding, it is possible to provide a long camshaft that ensures stable quality and good workability and does not significantly increase costs. Further, the joint journal surface is integrally supported by the bearing, so that the direct stress acting on the joint surface can be absorbed or relieved, and the durability as a long camshaft can be improved.
【0015】[0015]
【図1】本考案の実施例によって得られる長尺カムシャ
フトの縦断面。FIG. 1 is a vertical cross section of a long camshaft obtained according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1のカムシャフトの接合部分を拡大して示し
た縦断面で、接合面の溶接前を示す。FIG. 2 is an enlarged vertical cross-sectional view showing a joint portion of the camshaft of FIG. 1, showing a joint surface before welding.
【図3】図1のカムシャフトの接合部分を拡大して示し
た縦断面で、接合面の溶接後を示す。FIG. 3 is an enlarged vertical cross-sectional view showing a joint portion of the cam shaft of FIG. 1, showing a joint surface after welding.
1、2 カムシャフトピース 3 カムパイプ 4 排気側カムロブ 5 吸気側カムロブ 6 吸気側カムロブ 7 排気側カムロブ 8 ジャーナル部 9 接合ジャーナル 1, 2 Camshaft piece 3 Cam pipe 4 Exhaust side cam lobe 5 Intake side cam lobe 6 Intake side cam lobe 7 Exhaust side cam lobe 8 Journal section 9 Joint journal
Claims (1)
拡散結合により一体的に結合された焼結合金製カムロブ
とを有するカムシャフトにおいて、 該カムシャフトを少なくとも2個形成してカムシャフト
ピースとし、 それぞれの該カムシャフトピースの該パイプの少なくと
も一端部には接合部材が一体的に設けられ、 該少なくとも2個のカムシャフトピースはそれぞれの接
合部材間で同軸的に一体的に接合され、接合後の一体の
接合部材の外周面がジャーナルとして作用することを特
徴とする長尺なカムシャフト。1. A camshaft having a steel pipe and a sintered alloy cam lobe integrally joined to the steel pipe by sintering diffusion bonding, wherein at least two camshafts are formed. A camshaft piece, wherein at least one end of the pipe of each camshaft piece is integrally provided with a joint member, and the at least two camshaft pieces are coaxially and integrally formed between the respective joint members. A long camshaft, wherein the outer peripheral surface of an integrally joined member that is joined and acts as a journal after joining.
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| JPH0596403U true JPH0596403U (en) | 1993-12-27 |
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Cited By (1)
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Families Citing this family (1)
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