JPH01309978A - カムシャフトの製造方法 - 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） 本発明は自動車等車輌用エンジンのカムシャフトの製造
方法に関し、特に、カム面に耐摩耗性の合金層を形成す
るカムシャフトの製造方法に関する。

（従来の技術） 従来のカムシャフトの製造方法においては、鋳鉄溶湯を
冷し金により急冷、チル化させてカム面の耐摩耗性を確
保してきたが、エンジンの高出力化及び低燃費化の要求
に伴い、これらに対応できる耐摩耗性の確保が困難にな
ってきた。

そこで、近時は、カム面に耐磨耗性の合金層を形成する
カムシャフトの製造方法が提案されており、具体的には
、特開昭６０−１５７５６０号公報に示されるような、
耐摩耗性の合金粉末シートをカム面に載置し、加熱する
ことにより焼結と同時に拡散接合を行ってカム面に耐摩
耗性の焼結合金層を形成する方法、或いは、耐摩耗性の
合金粉末シートをカム面に接着した後、この合金粉末シ
ートとカム面をレーザビーム等の高エネルギービームで
再溶融することにより、再溶融部に合金元素を添加し、
この部分に母材と異なる高合金化層を形成する方法が知
られている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、後者の再溶融により高合金化を形成する方法
においては、第３図に示すように、回転するカム部１に
対してビーム発生装置４からの高エネルギービーム５を
照射して再溶融するが、第４図に示すようにカム部１は
複雑な形状をしているので、カム面におけるノーズ部１
１とランプ部１２においては再溶融量が異なる。すなわ
ち、ランプ部１２はノーズ部１１に比べで供給されるビ
ームエネルギーが少ないと共に、ランプ部１２はノーズ
部１１よりも熱伝導が良い為に昇温し難いので再溶融量
が多くなる。また、カム面にレーザビームを照射する場
合にはビームの反射による照射エネルギーの差も大きく
影響する。つまり、ビームがノーズ部１１やベース部１
３に対しては垂直に照射するが、ランプ部１２に対して
は鋭角に照射する為、反射損失が多くなり、ランプ部１
−２はノーズ部１１に比べて再溶融量が少なくなる。

そのため、合金粉末シートの厚さを−・定にして合金粉
末量を一定にしても、再溶融量が異なる結果、合金元素
の希釈率が異なり、再溶融部において部分的に組成が異
ってしまう。

また、耐摩耗性を向上させる為に合金粉末シートに含有
される焼入ね性の良い元素や炭化物生成元素は、多く添
加されると硬度を向上させる反面、冷却時に焼割れを起
したり、仕上げ加工時に欠けを生じさせたりし、逆に少
なく添加されると必要な硬度が得られないという性質が
ある。

その結果、ノーズ部］１において適度の硬度を得ようと
すると、ランプ部１２においては再溶融量が少なくなる
為、この部分の合金元素が高濃度になって役割れ等の問
題が生じ、逆に、ランプ部１２において焼割れが生じな
いようにすると、ノーズ部１１においては再溶融量が多
（なるため、この部分の硬度が十分に得られない。

さらに、再溶融部が冷却されていく過程において、熱の
伝導が早過ぎると焼割れを起こしやすいが、上述のよう
にランプ部１２はノーズ１１に比べて熱伝導性が良いの
で焼割れを起こしやすいという性質もある。

（発明の目的） 上記に鑑みて、本発明はノーズ１１が充分な硬度を有し
ていると共に、ランプ部１２においては焼割れや欠は等
の問題が生じないカムシャフトの製造方法を提供するこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するため、本発明は、カム表面に接着
する合金粉末シートの種類をカム面の部位によって変え
、耐摩耗性を要求されるノーズ部には焼入れ性の良い元
素や炭化物生成元素を含有する合金粉末シートを接着し
、再溶融量が少なく熱伝導性が良いランプ部には上記の
元素を少なく含有した合金粉末シートを接着するもので
ある。

具体的に本発明の講じた解決手段は、カムシャフトのカ
ム面におけるランプ部位にＦｅ−Ｍｏ−Ｃ系の共晶合金
粉末を含有する合金粉末シートを接着すると共に、上記
カム面におけるノーズ部位にＦｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｐ−Ｃ
系の共晶合金粉末を含有する合金粉末シートを接着し、
その後、上記両含有粉末シート及び上記カム面を高エネ
ルギービームで再溶融し、上記ランプ部位に焼割れの生
じ難い耐摩耗性合金チル層を形成する構成とじたもので
ある。

（作用） 上記の構成により、本発明のカムシャフトの製造方法に
よると、ランプ部においＣは、焼割れや欠けに対して不
利に作用する元素であるＣｒ及びＰを含有していない合
金粉末シートが接着され、また、ノーズ部においては硬
度を上げる炭化物生成元素であるＣｒ及びＰを含有する
合金粉末シートが接着されている。

（実施例） 以下、本発明の詳細な説明する。

予め、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｃの共晶合金粉末及びＦｅ−Ｃｒ−
Ｍｏ−Ｐ−Ｃの共晶合金粉末のそれぞれにアクリル樹脂
を加え、アセトンで希釈して混練したものを鋳型に流し
込み、厚さ０．　８＋ｎｉの合金粉末シート２，３に形
成し、各合金粉末シート２゜３をカム幅の大きさに切断
したものを準備する。

次に、切断した合金粉末シート２をカム面におけるラン
プ部１２及びベース部１３にアクリル樹脂系の接着テー
プを介し２て接若シ１、合金粉末シ−ト３をノーズ部１
１（リフト部）に同様の接着テープを介して接着する。

その後、カムシャフトを回転させながらレーザビームを
合金粉末シート２，３及びカム面に照射し、カム面を再
溶融してカム面の各部分にそれぞれの元素が添加された
高合金層を形成する。

以下、本発明の具体例及び比較例を図面に基づいて説明
する。

まず、重量比でＭｏ：９％、Ｃ：４％、残部がＦｅより
なる共晶合金粉末を含有する厚さ０，８■の合金粉末シ
ート２、及び、重量比でＭｏ：９％、Ｃｒ　：４％、Ｐ
：２％、Ｃ：４％、残部がＦｅよりなる共晶合金粉末を
含有する厚さ０．８ｍｍの合金粉末シート３をそれぞれ
準備し、以下に説明するようにカム面に接着した。

具体例　：第１図に示すように、ノーズ部１］、（リフ
ト部）及びベース部１３に合 金粉末シート３を接着すると共に、 ランプ部１２に合金粉末シート２を 接着した。

比較例１：第２図に示すように、カム面の全周に亘って
合金粉末シート３を接着し た。

比較例２：第２図におけるかっこ内に示すように、カム
面の全周に亘って合金粉末 シート２を接着した。

次に、表１に示すような照射条件の下で、レーザビーム
を具体例、比較例１．２における合金粉末シート２，３
及びカム面に照射した。その試験結果は表２に示す通り
であって、その内容を以下において検討する。

■　いずれのカムシャフトにおいても、再溶融層の深さ
は、ノーズ部１】よりもランプ部１２の方が浅かった。

■　具体例においては、ノーズ部１１は耐摩耗性を高め
る為に、炭化物生成元素であるＣｒ及びＰを多量に含有
［また合金粉末シート３を溶着したので高硬度であり、
ランプ部１２は焼割れ発生に不利に作用するＣｒ及びＩ
）を含有していない合金粉末シート２を接着１−たので
焼割れが発生しなかった。

■　比較例１においては、ノーズ部１１は具体例と同じ
理由により高硬度であるが、ランプ部１２は脆弱な炭化
物を形成するＰや、耐ヒートクラツク性を低下させると
共に炭化物を形成するＣ「が多量に添加され過ぎて焼割
れを発生した。

■　比較例２においては、ランプ部１２は具体例と同じ
理由により焼割れが発生しなかったが、ノーズ部１１は
硬質の炭化物の生成か少ないので十分な硬度が得られな
かった。

（発明の効果） 以上説明したように本発明のカムシャフトの製造方法に
よると、カム面におけるランプ部にはＣｒやＰを含有し
ていない合金粉末シートを接着するので、この部位には
冷却時において焼割れが起きないと共に仕上げ加工時に
おいて欠けが生じず、また、カム面におけるノーズ部に
はＣｒやＰを含有する合金粉末シートを接着するので、
この部位は十分な硬度を存している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るカムシャフトの製造方法の具体例
を示す断面図、第２図は比較例を示す断面図、第３図は
カム部に対して高エネルギービームを照射する状態を示
す模式図、第４図はカム部の部位の説明図である。 １・・・カム部、２・・・Ｆｅ−Ｍｏ−Ｃ系の共晶合金
粉末を含有する合金粉末シート、３・・・Ｆｅ−Ｃｒ−
Ｍｏ−Ｐ−Ｃ系の共晶合金粉末を含有する合金粉末シー
ト、４・・・ビーム発生装置、５・・・高エネルギービ
ーム、１１・・・ノーズ部、１２・・・ランプ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）カムシャフトのカム面におけるランプ部位にＦｅ
   −Ｍｏ−Ｃ系の共晶合金粉末を含有する合金粉末シート
   を接着すると共に、上記カム面におけるノーズ部位にＦ
   ｅ−Ｃｒ−Ｍｏ−Ｐ−Ｃ系の共晶合金粉末を含有する合
   金粉末シートを接着し、その後、上記両合金粉末シート
   及び上記カム面を高エネルギービームで再溶融し、上記
   ランプ部位に焼割れの生じ難い耐摩耗性合金チル層を形
   成することを特徴とするカムシャフトの製造方法。