JP4618008B2 - Induction hardening method and apparatus for camshaft - Google Patents
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Description
本発明は、カムシャフトの高周波焼入れ方法とその装置、特に焼入れ部近傍に焼入れさせない部位を設けた部材に対する高周波焼入れ方法とその装置に関するものである。 The present invention relates to an induction hardening method and apparatus for a camshaft, and more particularly to an induction hardening method and apparatus for a member provided with a portion not to be quenched in the vicinity of a quenched portion.
従来の焼入れ部近傍に焼入れさせない部位(以下、非焼入れ部位という。)を設けた部材に対する高周波焼入れ方法として、非焼入れ部位を溶射被膜で覆い、焼入れ後に溶射被膜を除去する方法がある(特許文献1参照)。
しかしながら、従来技術では、カムシャフトの非焼入れ部位に溶射を施すための溶射装置が必要となるとともに、焼入れ後の溶射被膜を除去するための設備も必要となり、設備が大型化、高コスト化するという課題がある。 However, the conventional technology requires a thermal spraying device for spraying the non-quenched portion of the camshaft, and also requires equipment for removing the thermal spray coating after quenching, which increases the size and cost of the equipment. There is a problem.
したがって、本発明の目的は、焼入れ部近傍に焼入れさせない部位を設けた部材に対する高周波焼入れ方法とその装置を、大型化や高コスト化を招くことなく提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an induction hardening method and apparatus for a member provided with a portion not to be hardened in the vicinity of a hardened portion without causing an increase in size and cost.
本発明は、エンジンのバルブを開閉するカムロブを備えたカムシャフトの高周波焼入れ方法であって、前記カムロブの頂部近傍の軸方向端面をブロックにより両側から挟持し、前記ブロックにより前記カムロブを挟持した状態で、前記カムロブを加熱する高周波コイルを設置し、前記高周波コイルに所定時間通電後、前記カムロブを冷却液で急冷することを特徴とする。 The present invention is a method of induction hardening of a camshaft having a cam lobe that opens and closes a valve of an engine, wherein an axial end surface near the top of the cam lobe is sandwiched from both sides by a block, and the cam lobe is sandwiched by the block In this state, a high frequency coil for heating the cam lobe is installed, and the cam lobe is rapidly cooled with a coolant after energizing the high frequency coil for a predetermined time.
本発明では、カムロブの頂部近傍の軸方向端面をブロックにより両側から挟持することで、ブロックとカムロブとが一体化して、その熱容量が大きくなり、また頂部近傍はブロックに覆われるため、高周波コイルによる昇温後の冷却液がかかることがない。このため、頂部近傍の温度の低下速度は他の領域より抑制され、従来技術のような溶射装置等の設備を用いることなく、焼入れによる硬化を抑制できる。 In the present invention, the axial end face near the top of the cam lobe is sandwiched from both sides by the block, so that the block and the cam lobe are integrated to increase the heat capacity, and the vicinity of the top is covered with the block. The cooling liquid after the temperature rise due to is not applied. For this reason, the rate of temperature decrease in the vicinity of the top is suppressed from other regions, and hardening due to quenching can be suppressed without using equipment such as a thermal spraying apparatus as in the prior art.
図1と図2は、第1の実施形態の構成図を示し、本発明のカムシャフト1の高周波焼入れの構成を説明する図である。
1 and 2 are diagrams illustrating the configuration of the first embodiment and illustrating the configuration of induction hardening of the
高周波焼入れされるカムシャフト1は、左右からスピンドル2、3により支持される。カムシャフト1上にはエンジンの気筒数に対応するカムロブ4a〜4fが設けられ、カムロブ4a〜4fの頂部8に高周波焼入れが施される。各カムロブ4a〜4fは、図示しないバルブに摺接し、カムロブ4a〜4fのカムプロフィールに沿って、バルブを開閉する。なお、カムシャフト1とカムロブ4a〜4fは、高周波焼入れ処理される前段階で、既に荒加工が実施されており、高周波焼入れ後に仕上げ加工を施して完成される。
The induction-hardened
一つのカムロブ4aには、各カムロブ4a〜4fの軸回りの角度基準となる基準穴(貫通孔)5が軸方向に貫通して形成される。この基準穴5は、仕上げ加工時の各カムロブ4a〜4fの角度基準として使用されるとともに、エンジン組み立て時にカムシャフト端部に設けられるスプロケットとの位置決めにも使用される。なお、この基準穴5は、高周波焼入れ後に仕上げ加工される。
In one
基準穴5が開口するカムロブ4aの側面5aを軸方向両側から挟持する位置決めブロック6、7が設けられる。位置決めブロック6、7は、本体部6b、7bと、本体部6b、7bの端面6c、7cから軸方向に突出するピン6a、7aとからなる。このピン6a、7aが基準穴5に摺動可能に挿入し、位置決めブロック6、7の端面6c、7cは、カムロブ4aの軸方向の側面5aに突き当たり、カムロブ4aと一体的に構成される。この側面5aと位置決めブロック6、7の端面6c、7cとが接する、基準穴5を含む部位が高周波焼入れによる硬化が抑制される非焼入れ部位5cである。
各カムロブ4a〜4fの頂部8には、高周波焼入れのための高周波コイル9がそれぞれ設置される。高周波コイル9は、各カムロブ4a〜4fの頂部8に施される高周波焼入れの焼入れ深さ(硬化層深さ)に応じてその周波数が設定される。また、高周波コイル9には、高周波コイル9により加熱された部位に冷却水をかける冷却水手段9aが備えられる。
A
次に図3及び図4を用いて高周波焼入れの手順を説明する。 Next, the procedure of induction hardening will be described with reference to FIGS.
まず、スピンドル2、3によりカムシャフト1を支持する(図4のステップS1)。続いて、図3(a)に示すように、基準穴5を形成したカムロブ4aの軸回りの角度出しを行う突き当てブロック10がカムロブ4aのカム面5bを支持し、カムロブ4aの凡その角度出しを行う(ステップS2)。
First, the
そして、突き当てブロック10による角度出しが終了したら、図3(b)に示すように、位置決めブロック6、7のピン6a、7aがカムロブ4aの基準穴5に挿入され、本体部6b、7bがカムロブ6aの側面5aを軸方向から挟持する(ステップS3)。位置決めブロック6、7のピン6a、7aがカムロブ4aの基準穴5に挿入されることで、カムロブ4a〜4fの角度が規定できるとともに、本体部6b、7bがカムロブ6aの側面5aを軸方向から支持することで、カムロブ4a〜4fの軸方向の位置が規定される。このとき、本体部6b、7bの端面6c、7cは、カムロブ4aの軸方向側面5aと一体的に接続し、非焼入れ部位5cを規定する。
When the angle determination by the
位置決めブロック6a、7aがカムロブ4aを支持したら、突き当てブロック10はカムロブ4aの支持を終了する(図3(c)、ステップS4)。
When the positioning blocks 6a and 7a support the
そして図3(d)に示すように、カムロブ4aの頂部8近傍の所定位置に高周波コイル9が設置され(ステップS5)、所定時間の間、高周波コイル9に通電が行われる。高周波コイル9への通電により、カムロブ4aは急速に昇温し、高周波焼入れが開始される(ステップS6)。
Then, as shown in FIG. 3D, the
所定時間通電後、冷却水手段9aの冷却液がカムロブ4a〜4fの頂部8に放出されて頂部8は急冷され、カムロブ4aの焼入れ処理を終了する(ステップS7)。
After energization for a predetermined time, the coolant of the cooling water means 9a is discharged to the
したがって、本実施形態では、エンジンのカムシャフト1の軸回りの角度基準となる基準穴5周辺を軸方向から挟持する位置決めブロック6、7を設け、位置決めブロック6、7が挟持した状態で高周波焼入れ処理をする。
Therefore, in the present embodiment, the
基準穴5は、高周波焼入れ処理により硬度がアップすると仕上げ加工が困難となり、仕上げ精度の確保が難くなる。しかしながら、本実施形態では、高周波焼入れ時に基準穴5の周辺を位置決めブロック6、7により軸方向から挟持するようにしたため、挟持されたカムロブ4aの非焼入れ部位5cの熱容量が他の部位より大きくなり、また冷却液が直接かかることがない。このため、非焼入れ部位5cの温度の冷却速度が他の部位より遅くなり、基準穴5周辺の焼入れによる硬化を抑制できる。これにより、従来技術のような溶射装置を用いることなく、高周波焼入れ後の基準穴の仕上げ加工を容易とし、仕上げ精度を容易に維持することができる。
When the hardness of the
なお、本実施形態では、角度基準となる基準穴5周辺の焼入れを抑制することとしたが、これに限らず焼入れによる硬化を抑制したい部位に適用できることは言うまでもない。
In the present embodiment, the quenching around the
また、位置決めブロック6、7は、ピン6a、7aが基準穴5に挿入することでカムロブ4a〜4fの軸回りの角度決めとして機能し、本体部6b、7bがカムロブ4a〜4fの側面5aを軸方向から挟持することでカムロブ4a〜4fの軸方向の位置決めとして機能する。このため、カムロブ4a〜4fと高周波コイル9との位置関係を一定に維持することができ、高周波焼入れの硬化層深さのバラツキを抑制することができる。
The positioning blocks 6 and 7 function as angle determinations around the
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention.
1 カムシャフト
2、3 スピンドル
4a〜4f カムロブ
5 基準穴
5a 側面
5b カム面
5c 非焼入れ部位
6、7 位置決めブロック
6a、7a ピン
6b、7b 本体部
6c、7c 端面
8 頂部
9 高周波コイル
9a 冷却水手段
10 突き当てブロック
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記カムロブの頂部近傍の軸方向端面をブロックにより両側から挟持し、
前記ブロックにより前記カムロブを挟持した状態で、前記カムロブを加熱する高周波コイルを設置し、
前記高周波コイルに所定時間通電後、前記カムロブを冷却液で急冷する
ことを特徴とするカムシャフトの高周波焼入れ方法。 An induction hardening method for a camshaft having a cam lobe for opening and closing an engine valve,
The axial end face near the top of the cam lobe is clamped from both sides by a block,
In a state where the cam lobe is sandwiched by the block, a high frequency coil for heating the cam lobe is installed,
A camshaft induction hardening method, comprising: energizing the high frequency coil for a predetermined time and then quenching the cam lobe with a coolant.
前記ブロックの端面は、この貫通孔を含む頂部近傍が挟持され、前記ブロックの端面から突出するピンが前記貫通孔に挿入される
ことを特徴とする請求項1に記載のカムシャフトの高周波焼入れ方法。 At least one of the cam lobes is provided with an axial through hole serving as a reference for an angle around the axis of each cam lobe,
2. The induction hardening method for a camshaft according to claim 1, wherein the end surface of the block is sandwiched in the vicinity of the top including the through hole, and a pin protruding from the end surface of the block is inserted into the through hole. .
前記カムロブの頂部近傍の軸方向端面を両側から挟持するブロックと、
前記ブロックにより前記カムロブを挟持した状態で、前記カムロブを加熱する高周波コイルと、
前記高周波コイルに所定時間通電後、前記カムロブを冷却液で急冷する冷却水手段と
を備えたことを特徴とするカムシャフトの高周波焼入れ装置。 An induction hardening apparatus for a camshaft having a cam lobe for opening and closing an engine valve,
A block for sandwiching an axial end surface near the top of the cam lobe from both sides;
A high-frequency coil for heating the cam lobe in a state where the cam lobe is sandwiched by the block;
An induction hardening apparatus for a camshaft, comprising: cooling water means for rapidly cooling the cam lobe with a cooling liquid after energizing the high frequency coil for a predetermined time.
ことを特徴とする請求項3に記載のカムシャフトの高周波焼入れ装置。 Provided in at least one of the cam lobe of said cam lobe, pin inserted from an end face of said block for clamping the near the top portion including a through hole in the axial direction as a reference of axis angle of each cam lobe protrudes into the through hole The induction hardening apparatus for a camshaft according to claim 3, comprising:
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