JPH0596403U - カムシャフト - Google Patents

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。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

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。

【０００２】

【従来の技術】

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。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

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。

【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。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

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。

【０００６】

【作用】

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。

【０００７】

【実施例】

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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００１４】

【考案の効果】

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。

【００１５】

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【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。

【符号の説明】

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

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 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、 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。