【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカム表面が耐摩耗性を有するカムシャフトおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用エンジンなどに組み込まれるカムシャフトやガソリン直噴エンジンのポンプカムなどにおいては、長期間にわたってその機能を十分に発揮し、またそれが組み込まれるエンジンの適正な作動を確保するためには、そのカム面が耐摩耗性に優れていなければならない。
【０００３】
このようなカムシャフトのカム面の耐摩耗性を向上させる手段として、従来よりカム面の中央部をＴＩＧアーク、レーザ、電子ビームなどの高エネルギビームにより再溶融させ、カムシャフトの自己冷却能による急冷によって表面硬化させる、いわゆる再溶融表面硬化処理が試みられている。この場合上述のごとき高密度エネルギによりカム面をその全幅にわたって再溶融表面硬化処理することが技術的に非常に困難であるために、一般にカム面の最も耐摩耗性が要求される部位、例えばカム面の中央部を中心にカム幅の１／２以上の幅部分が、再溶融表面硬化処理されている。
【０００４】
しかし、これらのカムシャフトにはカム面の周縁部に未硬化部が存在するために、例えばロッカーアームなどの相手部材がカム面に対して片当たり状態になり、この状態のままカムシャフトの使用が継続されると、ピッチングやスカッフィングといった異常摩耗が発生することがある。
【０００５】
そこで、予め両端部を面取りしたカムの面取り後の全幅にわたって再溶融表面硬化処理を施す方法（特許文献１参照）や、また、未硬化部にショットピーニングを施して未硬化部の疲労強度を向上させ、耐ピッチング性を向上させようとする提案がなされている（特許文献２参照）。
【０００６】
しかし、特許文献１の方法では、全幅にわたって再溶融しようとすると、両端面が溶けてだれる、といった問題があり、また、特許文献２の方法では、Ｈｖ２００程度の硬さでグラファイトが存在するために凹凸が生じたり、あるいはグラファイトに沿ってクラックが入る、といった問題が生じ、いずれの方法も必ずしも満足できる方法とはいえない。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５８−１９６３６２号公報
【特許文献２】
特開平２−１８５９２６号公報
【０００８】
【発明の解決しようとする課題】
本発明の目的は、カム面を再溶融表面硬化処理したカムシャフトにおいて、カム面における異常摩耗が発生しないカムシャフトとその製造方法とを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のカムシャフトは、カムシャフトのカム面を、その両側端部を除いて高エネルギビームにより再溶融表面硬化処理し、その後この硬化部の形状に沿って研磨して、カム面の硬化部と両側端部の未硬化部との間に未硬化部の方が低い段差を設けたことを特徴とする。
【００１０】
ここで、段差を形成する研磨はショットブラストによる研磨であり、ショットブラストのショット粒径は、０．１〜３ｍｍであることが望ましい。
【００１１】
また、ショットブラストなどの研磨により形成される段差は、２０μｍ以上であることが適当である。
【００１２】
本発明のカムシャフトの製造方法は、カムシャフトを形成する鋳造工程と、高エネルギビームによりカム表面を再溶融チル化する表面硬化工程と、未硬化表面を研磨して硬化部との段差を形成する研磨工程と、を有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明のカムシャフトは、カムシャフトのカム面を、その両側端部を除いて高エネルギビームにより再溶融表面硬化処理し、その後この硬化部の形状に沿って研磨して、カム面の硬化部と両側端部の未硬化部との間に未硬化部の方が低い段差を設けたことを特徴とする。
【００１４】
カムの耐摩耗性確保のため、例えば、ＴＩＧアークによる再溶融表面硬化処理が行われる。しかし、このようにして得られるカムは、その全幅にわたって再溶融表面硬化処理を施すことは困難であるために、再溶融表面硬化部から外れた部分は未硬化部となる。再溶融表面硬化処理したカムのノーズ部を含む断面の模式図を図１に示す。１はカムノーズ部であり、幅Ｗの中央部に再溶融表面硬化処理が施され硬化部２を形成している。硬化部２の両側端部は、不完全な焼き入れ部と熱影響を受けていない未硬化部（以降、合わせて未硬化部３と略記する）である。図１のように硬化部２と未硬化部３とが同一表面高さとなっていると、未硬化部３と例えばバルブリフタやロッカアームなどの相手部材とが摺動して、未硬化部３からピッチング、あるいはスカッフィングなどの損傷を発生し、その部分が起点となって損傷が拡大することがある。カム面に損傷が発生して拡大すると、再溶融された硬化部が異常摩耗を起こして、甚だしい場合にはエンジントラブルを招くおそれがある。
【００１５】
ところで、この損傷を防止するためには、未硬化部３に相手部材が接触しないようにすればよいわけである。本発明は、このような観点から、再溶融表面硬化処理部と未硬化部との間に段差を設けて、ロッカアームやバルブリフタなどのカムの相手部材とカム表面の未硬化部が接触しないようにしたことを特徴とする。
【００１６】
ここで、未硬化部の研磨は、ショットブラスト処理やＷＰＣ処理（Ｗｉｄｅ Ｐｅａｎｉｎｇ ａｎｄ Ｃｌｅａｎｉｎｇ処理）などのようなカム面にショットを投射する方法が好ましい。
【００１７】
再溶融硬化処理を施したカム面の幅方向の硬さ変化の一例を図２に示す。縦軸はビッカース硬度ＨＶ（１０ｋｇｆ）を示し、横軸はカムの幅Ｗの中心部からの距離ｄ（ｍｍ）を示した。なお、このカムの幅Ｗは１３ｍｍであった。図２から、表面硬化処理はカム面の中央部約６ｍｍに施されているので、中央部は、約ＨＶ８５０と硬化が進んでいることが分かる。また、その外側では再溶融表面硬化処理による熱の影響によって徐々に硬度が低下し、幅の中央部から６ｍｍ離れたところでは約ＨＶ２５０と鋳造のままの硬さであった。
【００１８】
このように、未硬化部は徐々に硬度が低下するので、ショットブラスト処理を施すことにより、図３のように硬さの変化に相似した勾配で未硬化部３が研磨され、硬化部２との間に段差ｇを形成することができる。
【００１９】
このとき、耐摩耗性の低い部分ほど研磨される量が多いため、未硬化部３はカム側端部に向かってなだらかな傾斜を持って研磨される。従って、硬化部２と未硬化部３との境界部分が明確なエッジを形成することが無いので、相手部材と強く当接することも防止でき、損傷の発生をより抑制することができる。
【００２０】
また、ショットブラスト処理では、再溶融表面硬化処理部の形状に沿って研磨できるので、硬化部の最大幅を相手部材との摺動面として使用することができる。
【００２１】
ショットブラスト処理のショットは、特に限定はないが、硬さがＨＶ５００〜９００で、粒径が０．１〜３ｍｍの鋼球が望ましい。ショット粒径が０．１ｍｍ未満では、研磨効果が小さく、一方、３ｍｍを越えると硬化部に損傷を与えることがあり好ましくない。より好ましくは、０．５〜１．５ｍｍである。
【００２２】
研磨により得られる段差は、２０〜１０００μｍが適当である。段差が２０μｍ未満では、摩耗が進むと未硬化部に接触する可能性があり、一方、１０００μｍを越えると研磨時間に見合う効果が得られないので好ましくない。より好ましくは、２０〜１００μｍである。
【００２３】
なお、再溶融表面硬化処理はカムの全周にわたって施されるが、ショットブラストなどによる研磨は、カムノーズ部を中心に±３０゜程度の範囲に施すことが望ましい。この範囲では相手部材との摺動により面圧が高くなり、損傷の発生する傾向が大きいためである。
【００２４】
通常のショットブラストの代わりにＷＰＣ処理によって同様な研磨を行うこともできる。ＷＰＣ処理は、４０〜２００μｍの合金鋼などの特殊なショットを高速で投射して、金属表面に高硬度で靭性に富んだ微細な組織を形成し、さらに、内部圧縮残留応力を高める処理である。従って、このＷＰＣ処理を施すことにより、表面研磨とともに圧縮残留応力をも未硬化部表面に付与することができるために耐ピッチング性をより高めることができる。
【００２５】
本発明のカムシャフトの製造方法は、カムシャフトを形成する鋳造工程と、高エネルギビームによりカム表面を再溶融チル化する表面硬化工程と、未硬化表面を研磨して硬化部との段差を形成する研磨工程と、を有することを特徴とする。
【００２６】
カムシャフトの素材は特に限定しないが、ネズミ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、あるいは、ＣｒやＭｏなどを０．０５〜１０重量％程度含む合金鋳鉄などを例示することができる。また、カムシャフトの鋳造方法は、砂型鋳造、金型鋳造など通常用いられる方法を採用することができる。鋳造して得られたカムシャフト粗材は、必要に応じて切削加工を施こす。
【００２７】
次に、各カム表面にその両側端部を除いて高密度エネルギビームによる再溶融表面硬化処理を施す。高密度エネルギビームとしては、ＴＩＧアーク、レーザ、電子ビームなどを例示することができる。なかでもＴＩＧアークは取り扱いが容易であるので好適に使用することができる。このとき、カム面の幅の５０〜９５％を表面硬化するのが好ましい。再溶融表面硬化処理したカム面は凹凸が激しいのでプロファイルの調整と同時に、表面粗さを２μｍＲｚ程度になるように研磨する。
【００２８】
続いてカムノーズを中心にして±３０゜程度の範囲に前記のショットを投射し、未硬化部を研磨する。研磨の程度はノギスなどで段差を測定することにより確認することができる。
【００２９】
ショットブラストされたカム表面は粗面となっているので、ペーパラップなどで１μｍＲｚ程度に表面粗さを整えて所望のカムシャフトを得る。
【００３０】
以上のようにして得られたカムシャフトは、再溶融表面硬化部と未硬化部との間に段差が形成されているので、未硬化部とバルブリフタやロッカアームなどの相手部材が接触することがなく、未硬化部からのピッチングやスカッフィングなどの異常摩耗の発生を防止することができる。
【００３１】
【実施例】
以下実施例によりさらに詳しく説明する。
（製造方法）
Ｃ：３．３重量％（以降％は重量％である）、Ｓｉ：２％、Ｍｎ：０．５％、Ｃｒ：０．６％、Ｍｏ：０．３％、残部がＦｅおよび不可避元素からなる組成の鋳鉄製のカムシャフトを準備し、これを粗加工してカムシャフト粗材とした。次にこのカムシャフト粗材の各カム面に、その両側端部を除いてＴＩＧアークにより再溶融表面硬化処理を施した。この再溶融表面硬化処理は、ワーク回転数：０．５ｒｐｍ、オシレート幅：８ｍｍ、出力：３００Ａ、オシレート回数：２０回／分の条件とした。
【００３２】
次に、再溶融表面硬化処理を施したカム面をボラゾン砥石で研削加工して、１〜３μｍＲｚの表面とした。
【００３３】
以上のようにして得られた、カムシャフトのカムノーズ部をショットブラストにより研磨して、カム面の硬化部と未硬化部とに段差を形成したカムシャフトを製作した。
【００３４】
ショットブラスト粒子は、０．５〜１．５ｍｍの粒径で、硬さが約ＨＶ８００の鋼球のショットを用い、投射速度：約５０ｍ／ｍｉｎでカムノーズ部をねらい各カム毎にショットを行った。表面硬化処理部と未硬化部との段差は２０μｍ以上となるようにノギスで測定しながら研磨して約５０μｍとした。さらに、カム表面をペーパラップで２μｍＲｚ程度に仕上げて実施例のカムシャフトを得た。
【００３５】
一方、実施例と同様に鋳造し、ＴＩＧアークにより再溶融表面硬化処理を施してさらにカム面を研削加工した、ショトブラスト研磨を施さないカムシャフトを比較例として準備した。
（評価方法）
得られた実施例および比較例のカムシャフトを、それぞれ排気量１５００ｃｃで直列４気筒−４バルブ（１６カムあり）エンジンのヘッド単体試験機を用いて評価した。なお、ヘッド単体試験機は、シリンダヘッドを台に取り付けて油圧配管を接続して別途ポンプから供給できるようにした試験機であって、ベルトを介してカムシャフトをモータで駆動するものである。
【００３６】
また、エンジンオイルは、約１万ｋｍ一般走行した車両から劣化油を回収して試験に供した。シリンダヘッドの油圧は、通常の油圧より低い０．２ｋｇｆ／ｃｍ２とした。バルブリフタは、浸炭焼き入れしたリフタ（表面粗さ４μｍＲｚ）を試作して供試した。エンジン回転数は５０００ｒｐｍ相当であり、カム回転数は２５００ｒｐｍであった。
【００３７】
以上の試験条件で１００時間連続運転して試験した後の各カムの表面を目視観察した。目視観察は、各カム面のスカッフィング発生の有無を確認するものである。ここで、スカッフィングが発生していれば、そのカムは損傷カムとカウントする。実施例および比較例共に１６個のカムを有するカムシャフトであるが、この１６個のカムに占める損傷カムの割合をスカッフィング発生率と定義して評価した。
【００３８】
比較例のカムシャフトのスカッフィング発生率を１００％として、本実施例のカムシャフトではスカッフィング発生率は約４５％であった。すなわち、本発明によるカムシャフトは、従来のカムシャフトと比較して、スカッフィング発生率が半減することが確認できた。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によるカムシャフトおよびその製造方法によれば、カム面の再溶融表面硬化部と未硬化部との間に段差が形成されるので、カム面の未硬化部とバルブリフタやロッカアームなどの相手部材とが接触することがない。従って、カム面におけるピッチングやスカッフィングなどの異常摩耗の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カムノーズ部のショットブラスト処理前の形状を示す断面模式図で
ある。
【図２】カムノーズ部の幅方向の硬さの変化を示す図である。
【図３】カムノーズ部のショットブラスト処理後の形状を示す断面模式図で
ある。
【符号の説明】
１：カムノーズ部 ２：硬化部 ３：未硬化部 ｇ：段差[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a camshaft having a cam surface having wear resistance and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
In the case of camshafts incorporated in automobile engines and pump cams for gasoline direct injection engines, the cams are required to exhibit their functions over a long period of time and to ensure the proper operation of the engine in which they are incorporated. The surface must have excellent wear resistance.
[0003]
As a means for improving the wear resistance of the cam surface of such a camshaft, conventionally, the central portion of the cam surface is re-melted with a high energy beam such as a TIG arc, a laser, or an electron beam, and the self-cooling ability of the camshaft is used. A so-called remelting surface hardening treatment of hardening the surface by quenching has been attempted. In this case, since it is technically very difficult to re-melt and harden the cam surface over its entire width by the high-density energy as described above, the cam surface is generally required to have the highest wear resistance, for example, the cam surface. A re-melting surface hardening treatment is performed on a portion having a width equal to or more than の of the cam width centered on the center of the surface.
[0004]
However, since these camshafts have an uncured portion at the peripheral edge of the cam surface, a mating member such as a rocker arm is brought into a single contact state with respect to the cam surface. Is continued, abnormal wear such as pitching and scuffing may occur.
[0005]
Therefore, a method of performing a re-melting surface hardening treatment over the entire width after chamfering a cam whose both end portions are chamfered in advance (see Patent Document 1), or improving the fatigue strength of the uncured portion by performing shot peening on the uncured portion. In order to improve the pitching resistance, a proposal has been made (see Patent Document 2).
[0006]
However, in the method of Patent Document 1, there is a problem that both ends are melted and melted when attempting to re-melt over the entire width. In the method of Patent Document 2, graphite having a hardness of about Hv 200 exists. However, there is a problem that irregularities are formed in the surface or cracks are formed along the graphite, and none of these methods is necessarily satisfactory.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-58-196362 [Patent Document 2]
JP-A-2-185926
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a camshaft in which abnormal cam wear does not occur in a camshaft whose surface is remelted and surface hardened, and a method of manufacturing the same.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The camshaft of the present invention is characterized in that the cam surface of the camshaft is subjected to a re-melting surface hardening treatment with a high-energy beam except for both side end portions, and then polished along the shape of the hardened portion to form a hardened portion of the cam surface. And a step that is lower in the uncured portion is provided between the uncured portion and the uncured portions at both end portions.
[0010]
Here, the polishing for forming the step is polishing by shot blast, and the shot particle size of the shot blast is desirably 0.1 to 3 mm.
[0011]
Also, the step formed by polishing such as shot blasting is suitably at least 20 μm.
[0012]
The method for manufacturing a camshaft according to the present invention includes a casting step of forming a camshaft, a surface hardening step of remelting and chilling the cam surface with a high energy beam, and a step of forming a step with a hardened portion by polishing an unhardened surface. And a polishing step.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The camshaft of the present invention is characterized in that the cam surface of the camshaft is subjected to a re-melting surface hardening treatment with a high-energy beam except for both side end portions, and then polished along the shape of the hardened portion to form a hardened portion of the cam surface. And a step that is lower in the uncured portion is provided between the uncured portion and the uncured portions at both end portions.
[0014]
In order to secure the wear resistance of the cam, for example, a re-melting surface hardening treatment using a TIG arc is performed. However, it is difficult for the thus obtained cam to be subjected to the remelting surface hardening treatment over the entire width thereof, so that the portion deviating from the remelted surface hardened portion is an unhardened portion. FIG. 1 is a schematic view of a cross section including a nose portion of a re-melted surface hardened cam. Reference numeral 1 denotes a cam nose portion, which forms a hardened portion 2 by performing a remelting surface hardening process at a central portion of the width W. Both end portions of the cured portion 2 are an incompletely quenched portion and an uncured portion not affected by heat (hereinafter, abbreviated as uncured portion 3 in total). When the cured portion 2 and the uncured portion 3 have the same surface height as shown in FIG. 1, the uncured portion 3 slides with a mating member such as a valve lifter or a rocker arm, and pitches from the uncured portion 3. Or, damage such as scuffing may occur, and the damage may be spread from that part. If the cam surface is damaged and expanded, the hardened portion that has been re-melted will cause abnormal wear, and in severe cases, may cause engine trouble.
[0015]
By the way, in order to prevent this damage, it suffices to prevent the mating member from contacting the uncured portion 3. From such a viewpoint, the present invention provides a step between the re-melted surface hardened portion and the uncured portion so that the uncured portion of the cam surface does not come into contact with a cam partner such as a rocker arm or a valve lifter. It is characterized by having done.
[0016]
Here, for the polishing of the uncured portion, a method of projecting a shot on a cam surface, such as a shot blasting process or a WPC process (Wide Peening and Cleaning process), is preferable.
[0017]
FIG. 2 shows an example of a change in hardness in the width direction of the cam surface that has been subjected to the remelt hardening treatment. The vertical axis indicates Vickers hardness HV (10 kgf), and the horizontal axis indicates the distance d (mm) from the center of the width W of the cam. The width W of the cam was 13 mm. From FIG. 2, it can be seen that the surface hardening treatment is applied to the center part of the cam surface at about 6 mm, and the center part is hardened to about HV850. On the outside, the hardness gradually decreased due to the influence of heat due to the re-melting surface hardening treatment, and the hardness as cast was about HV250 at a distance of 6 mm from the center of the width.
[0018]
As described above, since the hardness of the uncured portion gradually decreases, the uncured portion 3 is polished with a gradient similar to the change in hardness as shown in FIG. Can form a step g.
[0019]
At this time, since the lower the abrasion resistance, the larger the amount to be polished, the uncured portion 3 is polished with a gentle inclination toward the cam side end. Therefore, since the boundary between the cured portion 2 and the uncured portion 3 does not form a clear edge, it is possible to prevent strong contact with the mating member, and it is possible to further suppress the occurrence of damage.
[0020]
In addition, in the shot blasting process, since the polishing can be performed along the shape of the remelted surface hardened portion, the maximum width of the hardened portion can be used as a sliding surface with the mating member.
[0021]
Although the shot of the shot blasting treatment is not particularly limited, a steel ball having a hardness of HV 500 to 900 and a particle size of 0.1 to 3 mm is desirable. If the shot particle size is less than 0.1 mm, the polishing effect is small. On the other hand, if the shot particle size exceeds 3 mm, the hardened portion may be damaged, which is not preferable. More preferably, it is 0.5 to 1.5 mm.
[0022]
The level difference obtained by polishing is suitably 20 to 1000 μm. If the step is less than 20 μm, there is a possibility that the abrasion proceeds and the uncured portion may come into contact. On the other hand, if it exceeds 1000 μm, the effect corresponding to the polishing time cannot be obtained, which is not preferable. More preferably, it is 20 to 100 μm.
[0023]
The remelting surface hardening treatment is performed over the entire circumference of the cam, but the polishing by shot blasting or the like is desirably performed within a range of about ± 30 ° around the cam nose. This is because, in this range, the surface pressure increases due to sliding with the mating member, and there is a great tendency to cause damage.
[0024]
Similar polishing can be performed by WPC instead of normal shot blasting. The WPC process is a process in which a special shot of a 40-200 μm alloy steel or the like is projected at a high speed to form a fine structure with high hardness and toughness on the metal surface and further increase the internal compressive residual stress. . Therefore, by performing this WPC treatment, compressive residual stress can be imparted to the surface of the uncured portion together with surface polishing, so that pitting resistance can be further improved.
[0025]
The method for manufacturing a camshaft according to the present invention includes a casting step of forming a camshaft, a surface hardening step of remelting and chilling the cam surface with a high energy beam, and a step of forming a step with a hardened portion by polishing an unhardened surface. And a polishing step.
[0026]
The material of the camshaft is not particularly limited, and examples thereof include gray cast iron, spheroidal graphite cast iron, and alloy cast iron containing about 0.05 to 10% by weight of Cr, Mo, or the like. Further, as a casting method of the camshaft, a commonly used method such as sand casting or die casting can be adopted. The camshaft coarse material obtained by casting is subjected to cutting if necessary.
[0027]
Next, the surface of each cam is subjected to a re-melting surface hardening treatment using a high-density energy beam except for both side ends thereof. Examples of the high-density energy beam include a TIG arc, a laser, and an electron beam. Among them, the TIG arc is easy to handle and can be suitably used. At this time, it is preferable to harden the surface of 50 to 95% of the width of the cam surface. Since the re-melted surface hardened cam surface has severe irregularities, the profile is adjusted and polished so that the surface roughness becomes about 2 μmRz.
[0028]
Subsequently, the shot is projected in a range of about ± 30 ° around the cam nose, and the uncured portion is polished. The degree of polishing can be confirmed by measuring the level difference with a caliper or the like.
[0029]
Since the shot-blasted cam surface is rough, the desired camshaft is obtained by adjusting the surface roughness to about 1 μmRz with paper wrap or the like.
[0030]
Since the camshaft obtained as described above has a step formed between the re-melted surface hardened portion and the unhardened portion, the unhardened portion does not come into contact with a mating member such as a valve lifter or a rocker arm. In addition, abnormal wear such as pitching and scuffing from uncured portions can be prevented.
[0031]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
(Production method)
C: 3.3% by weight (hereinafter% is% by weight), Si: 2%, Mn: 0.5%, Cr: 0.6%, Mo: 0.3%, the balance being Fe and unavoidable elements A camshaft made of cast iron having the following composition was prepared, and was roughly processed to obtain a camshaft coarse material. Next, each cam surface of the camshaft coarse material was subjected to a remelting surface hardening treatment by a TIG arc except for both side ends thereof. This remelting surface hardening treatment was performed under the following conditions: work rotation speed: 0.5 rpm, oscillating width: 8 mm, output: 300 A, oscillating frequency: 20 times / min.
[0032]
Next, the cam surface subjected to the remelting surface hardening treatment was ground with a borazon grindstone to obtain a surface of 1 to 3 μmRz.
[0033]
The cam nose portion of the camshaft obtained as described above was polished by shot blasting to produce a camshaft in which a step was formed between a hardened portion and an unhardened portion of the cam surface.
[0034]
The shot blast particles used were shots of steel balls having a particle diameter of 0.5 to 1.5 mm and a hardness of about HV800, and shots were performed for each cam at a projection speed of about 50 m / min with the aim of a cam nose. . Polishing was performed while measuring with a vernier caliper so that the level difference between the surface hardened portion and the unhardened portion was 20 μm or more, to about 50 μm. Furthermore, the cam surface of the example was obtained by finishing the surface of the cam with a paper wrap to about 2 μmRz.
[0035]
On the other hand, as a comparative example, a camshaft not subjected to shot blast polishing, which was cast in the same manner as in the example, subjected to a remelting surface hardening treatment by a TIG arc, and further subjected to grinding of the cam surface, was prepared.
(Evaluation method)
The obtained camshafts of the example and the comparative example were each evaluated using a head unit tester of an in-line 4-cylinder 4-valve (16 cams) engine with a displacement of 1500 cc. The head unit tester is a tester in which a cylinder head is attached to a base and hydraulic piping is connected so that the cylinder head can be supplied separately from a pump. The camshaft is driven by a motor via a belt.
[0036]
As for engine oil, deteriorated oil was recovered from a vehicle that traveled about 10,000 km in general and used for a test. The hydraulic pressure of the cylinder head was set at 0.2 kgf / cm 2 lower than the normal hydraulic pressure. As the valve lifter, a carburized and quenched lifter (with a surface roughness of 4 μm Rz) was prototyped and tested. The engine speed was equivalent to 5000 rpm, and the cam speed was 2500 rpm.
[0037]
The surface of each cam was visually observed after a continuous operation for 100 hours under the above test conditions. The visual observation is for confirming whether or not scuffing has occurred on each cam surface. Here, if scuffing has occurred, the cam is counted as a damaged cam. The camshaft having 16 cams in each of the examples and comparative examples was evaluated by defining the ratio of damaged cams to the 16 cams as the scuffing occurrence rate.
[0038]
Assuming that the scuffing occurrence rate of the camshaft of the comparative example is 100%, the scuffing occurrence rate of the camshaft of this example was about 45%. That is, it was confirmed that the camshaft according to the present invention reduced the occurrence of scuffing by half as compared with the conventional camshaft.
[0039]
【The invention's effect】
According to the camshaft and the method of manufacturing the same according to the present invention, since a step is formed between the re-melted surface hardened portion and the unhardened portion of the cam surface, the unhardened portion of the cam surface and the mating member such as a valve lifter and a rocker arm. Does not come into contact with Therefore, occurrence of abnormal wear such as pitching and scuffing on the cam surface can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a shape of a cam nose portion before a shot blast process.
FIG. 2 is a diagram showing a change in hardness of a cam nose portion in a width direction.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a shape of a cam nose portion after a shot blast process.
[Explanation of symbols]
1: Cam nose part 2: Cured part 3: Uncured part g: Step
