JPH01177319A - カムシャフトのリメルト加工方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、鋳鉄製のカムシャフトのカム面を再溶融（
リメルト）させて硬化処理するリメルト加工方法に関す
るものである。

従米挟亙 一般に、第１０図に示すように、内燃機関１には鋳鉄製
のカムシャフト２が設けられており、このカムシャフト
２のカム面２ａをトーチ（ＴＩＧ。

プラズマ、レーザ、アーク、電子ビーム等）の高密度エ
ネルギにより再溶融させる一方、放冷によって表面硬化
させる再溶融表面硬化処理方法が、例えば特開昭６０−
１８７６２３号公報等において知られている。

その−例として、カムシャフト２を回転運動させると共
に、この回転運動と同期して、カム面２ａの輪郭に合せ
て図示省略の例えばＴ工Ｇトーチを上下動させる一方、
ＴＩＧトーチにカム軸心方向に前後させて、該ＴＩＧ）
−−チをカム幅内でウィービングさせる。

その結果、ＴＩＧトーチが発生させるアークによりカム
面２ａの表面がリメルトされると共に、リメルトされた
部分は急冷されて固化し、この急冷固化した部分が高硬
度化することになる。

明が　決しようとする問題改 しかしながら、このような従来の方法にあっては、カム
シャフト２を回転運動させて一方の方向に沿ってリメル
トさせているが、何方の方向にリメルトさせた方が良い
か判明しておらず、任意の方向に沿ってリメルトさせて
いたため、リメルトされた製品にあっては、その方向に
よって、カムシャフト２の耐久性が異なってしまう結果
、安定した製品を提供することができない、という問題
がある。

間　貞を　決するための手 この発明は、かかる従来の問題点に着目してなされたも
ので、内燃機関等への組付状態で一定の回転方向に駆動
されて使用されるカムシャフトのカム面にトーチの先端
部を対向させ、該トーチにより前記カムシャフトのカム
面を、カムフォロワ移動方向に向かって再溶融させて硬
化処理したカムシャフトのリメルト加工方法としたこと
を特徴としている。

有しＪｌ かかる手段によれば、カムフォロワ移動方向に向けてカ
ムシャフトのカム面をトーチによりリメルトすると、リ
メルト層の結晶の向きがカムフォロワの移動方向に傾く
ことから、カムシャフトの耐久性が向上する。ちなみに
、これと反対方向にリメルトすると、結晶の向きがカム
フォロワの移動方向と逆方向に傾くため、カムフォロワ
の移動により、結晶が剥離するような現象を生じ、耐久
性が低下することとなる。

失１匹 以下、この発明を実施例に基づいて説明する。

第１図ないし第８図はこの発明の一実施例を図である。

この発明の方法によって加工されるカムシャフト２は、
内燃機関１に組み込まれ、この機関１の駆動状態では図
中六方向に回転されるようになっている。

このようなカムシャフト２のカム面２ａは、第１図ない
し第４図に示すような装置を用いてリメルト加工される
。

第２図に示すように、カムシャフト２の両端部２ｄが保
持装置３にて保持されてカムシャフト駆動装置４の駆動
により、所定の方向に回転制御されるようになっている
。この保持装置３およびシャフト駆動装置４は４対づつ
設けられ、それら保持装置３にて第３図（第２図中矢視
Ｘ）に示すように４本のカムシャフト２が保持されて、
シャフト駆動装置４により回転されるようになっている
。

また、第２図中性号５はトーチ平行移動装置で、この装
置５によりトーチとしてのＴＩＧトーチ７が設けられた
ベース６が矢印方向に沿ってカムシャフト２の軸方向と
平行に移動されるようになっている。ベース６には、第
３図に示すように、斜め方向に沿ってガイドレール８が
配設され、このガイドレール８に移動台９がスライド自
在に配設されている。この移動台９は、トーチ上下移動
装置１０によってスライドされるようになっている。

このトーチ上下移動装置１０は、サーボモータ１１、ボ
ールスクリュー１２等を有している。また、その移動台
９には、一対の操作リンク１３が軸１４にて回動自在に
装着されると共に、この−対の操作リンク１３の間に平
行に一対の補助リンク１５が平行に配設されている。そ
して、この補助リンク１５には、計４つのホルダリンク
１６が配設され、このホルダリンク１６には、それぞれ
ＴＩＧトーチ７が取付けられ、このＴＩＧトーチ７の先
端部としての電極先端部７ａがカムシャフト２のカム面
２ａに対向している。さらに、その操作リンク１３は、
シリンダ１７のピストンロッド１８にてアーム１９を介
して図中−点鎖線に示すように回動され、その結果、補
助リンク１５を介してＴＩＧトーチ７が電極先端部７ａ
を中心に回動するようになっている。

そして、第４図に示すように、上記カムシャフト駆動装
置４．トーチ平行移動袋Ｎ５およびトーチ上下移動装置
１０がＣＰＵ２０に接続され、このＣＰＵ２０からの信
号で、カムシャフト駆動装置４．トーチ平行移動装置５
およびトーチ上下移動装置１０が駆動させるようになっ
ている。具体的には、このＣＰＵ２０からの制御信号に
て、カムシャフト２はカムシャフト駆動装置４により、
内燃機関１での使用状態における回転方向Ａとリメルト
時の回転方向りとが同方向に設定されている。また、Ｃ
ＰＵ２０からの制御信号にて、ベース６はトーチ平行移
動装置５により第２図中矢印方向で、カムシャフト２の
カム２ｃの幅方向に往復動され、又、移動台９はトーチ
上下移動装置１０によりカム面２ａの軌跡に従って第３
図中矢印方向に往復動され、トーチ電極先端部７ａとカ
ム面２ａとの間隔が一定に保たれるようになっている。

かかる装置を使用してカムシャフト２のリメルト加工を
以下のようにして行う。

まず、第２図に示すように、複数本のカムシャフト２を
保持装置３に所定の方向に向けてセットする。そして、
ＣＰＵ２０からの制御信号がシャフト駆動装置４に入力
されて、この装置４にてカムシャフト２を、使用時の回
転方向Ａと同方向に回転させる（使用時の回転方向Ａと
リメルト時の回転方向りとを一致させる。）、これと同
時に、トーチ平行移動装置５にてベース６を第２図中矢
印方向に往復動させると共に、ＣＰＵ２０に入力された
カム面２ａの輪郭情報に従い、トーチ上下移動装置１０
にて移動台９が第３図中矢印方向に移動されて、ＴＩＧ
トーチ７の電極先端部７ａとカム面２ａとの距離が一定
に保たれる。さらに、ＴＩＧトーチ７の電極先端部７ａ
がカム面２ａのノーズトップ２ｂを過ぎると、シリンダ
１７により操作リンク１３等を介してＴＩＧトーチ７が
回動され、カム面２ａに対して一定の角度が維持され、
溶融深さが一定に保たれる。

このようにしてカムシャフト２のリメルト時の回転方向
りを使用時の回転方向Ａに一致させることにより、カム
シャフト２のカム面２ａは、カムフォロワ移動方向に沿
ってウィービングしてリメルトされることから、このカ
ムシャフト２のカム２ｃのリメルト層は第５図に示すよ
うな写真となる。反対に、第６図は、カムフォロワ移動
方向と逆方向に向けて、換言すれば、リメルト時の回転
方向りを使用時の回転方向Ａと逆にすることにより、リ
メルト加工したものである。

第５図を模式的に表すと、第７図（ａ）に示すようにな
る０図中、Ｂ線はリメルト層の結晶の向きを示す。この
Ｂ線は、第７図（ｂ）に示すように、カムフォロワ２１
の移動方向Ｃに傾くこととなる。一方、第６図を模式的
に表すと、第８図（ａ）に示すようになる。従って、結
晶の向きを示すＢ線は、カムフォロワ２１の移動方向Ｃ
と逆方向に傾いていることが分かる。

そして、この両者を比較すると、以下の表のようになる
。

リメルト時のカムシャフトの回転方向比較データすなわ
ち、この結果を見れば、両者は、平均硬化深さ、平均硬
化幅２表面硬さ等は、共に略同じ値であるが、ピッチン
グ評点をみると、カムシャフト２のカム面２ａをカムフ
ォロワ移動方向に向けてリメルトしたものの方が良好で
あることが分かる。この評点は、内燃機関１を４００Ｏ
ｒｐｍで８３時間、耐久運転をした後で、カムシャフト
２に発生したピッチングの状況を検査したものであり、
カムフォロワ移動方向に向けてリメルトした場合の評点
は、所定の基準を１０点満点とした場合、８．５から１
０点の間で略安定しているのに対し、これと反対方向に
リメルトした場合では、３から１０点の間でバラ付きを
生じた。

このように、カムフォロワ２１の移動方向と同方向にリ
メルトした場合の方が、反対方向にリメルトした場合よ
り、耐久性が良好なのは、後者ではリメルト層の結晶の
方向がＢ線に示すように、カムフォロワ２１の移動方向
と反対方向に傾いているから、カムフォロワ２１の移動
が剥離方向となり、ピッチングが発生し易いからである
。

また、第９図には、この発明の第２実施例を示す。

この実施例は、第１実施例と比較すると、前記実施例が
Ｔ工Ｇトーチ７の電極先端部７ａをカム面２ａをウィー
ビングしてリメルトしたのに対し、この実施例では、カ
ム面２ａをカムフォロワ２１移動方向に沿って螺旋状に
リメルトさせている。

他の構成および作用は第１実施例と同様であるので説明
を省略する。

なお、上記各実施例では、リメルト時にカムシャフト２
を回転させるようにしているが、これに限らず、カムシ
ャフトを固定してトーチを移動させてリメルトさせるよ
うにすることもできることは勿論である。

見匪夏羞求 以上説明してきたように、この発明によれば、カムシャ
フトのカム面を、カムフォロワ移動方向と同方向にリメ
ルトさせているため、反対方向に沿ってリメルトさせる
ものと比較すると、カムシャフトの耐久性が向上する、
という実用上有益な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第８図はこの発明のカムシャフトのリメル
ト加工方法の第１実施例を示す図で、第１図はカム面を
Ｔ工Ｇトーチでリメルトする状態を示す要部斜視図、第
２図はリメルト加工に使用する装置を示す正面図、第３
図は第２図を矢印Ｘ方向から見た図、第４図はＣＰＵと
カムシャフト駆動装置等との接続状態を示すブロック図
、第５図はカム面をカムフォロワ移動方向に沿ってリメ
ルトした場合のリメルト層を示す写真、第６図はカムフ
ォロワ移動方向と反対方向に沿ってリメルトした場合の
リメルト層を示す写真、第７図（ａ）は第５図を模式的
に示す図、第７図（ｂ）は第７図（ａ）の示すリメルト
層とカムフォロワとの関係を示す図、第８図（ａ）は第
６図を模式的に示す図、第８図（ｂ）は第８図（ａ）に
示すリメルト層とカムフォロワとの関係を示す図、第９
図はこの発明の第２実施例を示す第１図に相当する斜視
図、第１０図はカムシャフトを内燃機関にセットした状
態を示す概略斜視図である。 ２・・・カムシャフト　　　　　２ａ・・・カム面７・
・・ＴＩＧトーチ（トーチ） ７ａ・・・電極先端部（先端部） ２１・・・カムフォロワ 出願人　　　日産自動車株式会社 代理人　　　弁理士　　西脇民雄 第１図 ２−　カムシャフト　　　　　２ａ−カム面７−Ｔ　Ｉ
　Ｇ　トーチ（トーチ） ７ａ−電極先端部（先端部） 第４図 第７図 第８図 第９図 第１０図 手続補正帯（方式） ％式％ １、事件の表示 昭和６３年特許願第００１６１３ ２、発明の名称 名　称　　　（３９９）　日産自動車株式会社４、代理
人 東京都中央区日本橋蛎殻町１−１３−１２５、補正命令
の日付 昭和６３年３月２日（発送口　同年３月２９日）６、補
正の対象　　　「図面の簡単な説明」の欄７、補正の内
容 明細書第１２頁第１１行及び同頁第１３行「リメルト層
を示す写真」を「リメルト層を示す金属組織写真」と補
正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　内燃機関等への組付状態で一定の回転方向に駆動され
   て使用されるカムシャフトのカム面にトーチの先端部を
   対向させ、該トーチにより前記カムシャフトのカム面を
   、カムフオロワ移動方向に向かって再溶融させて硬化処
   理したことを特徴とするカムシャフトのリメルト加工方
   法。