JPH02185926A - カム部品の製造方法 - 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、耐摩耗性を有するカム部品の製造方法に関す
る。

（従来の技術） 従来、カム部品に耐摩耗性を付与する方法としては、鋳
型内に冷し金をセットし、注湯後に溶湯を冷し金と当接
させて急冷凝固させることにより、チル化させる方法が
知られている。

ところが、近年におけるエンジンの高出力化に伴い、カ
ムシャフトのカム面には従来より高い面圧が掛かるため
、カム面をレーザー、電子ビーム或いはＴＩＧ等の高エ
ネルギービームで再溶融してチル化する方法、カム面に
合金粉末をコーティングしたり或いは給粉したりした後
、このカム面を高エネルギービームで再溶融してチル化
する方法、又は、カム面に合金粉末シートを接着した後
、このカム面を高エネルギービームで再溶融して高合金
化する方法等が提案されている。

ところが、再溶融により得られるチル部は微細な組織で
あるという優れた特徴を有するが、高温のビーム熱エネ
ルギーでカム面を再溶融するため、カム面の側端部が溶
融し過ぎて肩垂れを起こすという問題がある。

そこで、カム面で肩垂れが発生しないカム部品の製造方
法として、特開昭５８−２１３８２９号公報に示される
ように、高エネルギービームがカム面の両側端部に位置
する際に高エネルギービームに流す電流値を低減する方
法や、特開昭６０−２５８４２５号公報に示されるよう
に、カム面の両側端部で高エネルギービームを退却させ
てアーりを減少させる方法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） ところが、前記のようにして得たカム部品をアルミニウ
ムロッカーアーム等のような相手材と摺接させると、面
圧が最も高くなるカム面のノーズ部等において、その側
端部にピッチングが発生してしまう。カム面にピッチン
グが発生すると、その部位が欠損となるため、相手材と
の接触面積が小さくなってカム面の面圧が異常に上昇し
、再溶融されたチル部が異常摩耗を起こしてエンジント
ラブル等を招く恐れがある。

前記に鑑みて、本発明は、カム面における側端部の耐ピ
ツチング性を向上させ、これによりカム面における異常
摩耗の発生を防止することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するため、本発明は、カム面の両側端
部をショットピーニングすることにより疲労強度を向上
させるものである。

具体的に本発明の講じた解決手段は、カム部品素材のカ
ム面を、その両側端部を除いて高エネルギービームによ
り再溶融してチル化し、その後、未再溶融の前記両側端
部をショットピーニングする構成とするものである。

（作用） 前記の構成により、カム部品素材のカム面における両側
端部は高エネルギービームにより再溶融されていないの
で層重れが発生しない。

また、再溶融されていない両側端部はショットピーニン
グされているので、圧縮残留応力が発生して疲労強度が
向上している。このため、カム面の両側端部においてピ
ッチングが発生し難い。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を説明する。

まず、鋳鉄製カムシャフト素材を荒加工した後、このカ
ムシャフト素材のカム面を、その両側端部を除いてＴＩ
Ｇ等の高エネルギービームで再溶融してチル化する。

次に、このカムシャフト素材をオーステンパー処理する
。このオーステンパー処理としては、例えば、８９０℃
の雰囲気炉でオーステナイト化した後、３８０℃のソル
ト浴にてベイナイト化することにより行ない、カムシャ
フト素材はベイナイトと残留オーステナイトとの混在組
織になる。

次に、このカムシャフト素材を水洗した後、カム面を研
削加工し、その後、カム面のノーズ部における再溶出さ
れなかった両側端部にショットピニングする。このショ
ットピーニングについては、ショツト粒径の小さい鋼球
を使用し、カバレージ２００％の処理条件で行ない、再
表面の圧縮残留応力を高くして疲労強度の向上を図るこ
とが好ましい。

尚、前記実施例に代えて、オーステンパー処理を施さな
いで、再溶融後にカム面を研削加工し、その後、カム面
の再溶出されなかった両側端部にショットピーニングし
てもよい。

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。

具体例１のカム部品は次のようにして製造した。

すなわち、まず、第１図（イ）に示すようなＣ：３、５
８％、Ｓｉ：２．５９％、Ｍｒｚｏ、３１％、Ｃｕ：０
．６％、Ｓ：０，０１２％、Ｍｇ：０．０３６％、残部
がＦｅよりなる組成のダクタイル鋳鉄製カムシャフト素
材１を準備し、これを粗加工した。

次に、このカムシャフト素材１の全体を３５０℃前後に
予熱した後、第１図（ロ）に示すように、カムシャフト
索材１のカム面２を、その両側端部２ａを除いてＴＩＧ
装置３により再溶融した。この再溶融については、ワー
ク回転数：０，６ｒｐｍ１オシレート幅＝５．５〜１０
．５ｍｍ、出カニ５５〜９５Ａ１オシレート回数＝３５
回／分の条件で行なった。

次に、カムシャツＩ・素材１のカム面２を研削加工した
後、第１図（ハ）に示すように、カム面２のノーズ部に
おける未溶融の両側端部２ａにショットピーニングした
。このショットピーニングについては、ショッ］・粒径
：０，３ｍｍφ、ショット硬さ：ＨＲＣ３０〜３５、シ
ョット速度：８０ｍ／秒、ショット時間＝８０秒の条件
で行なった。

さらに、ショットピーニング後、カム面２の表面ヲペー
パーラップして表面粗さＲ：３μｍａＸ に仕上げて第１図（ニ）に示すようなカムシャフト４を
得た。

尚、このカムシャフト４におけるショットピーニングを
した部位の圧縮残留応力は一４４Ｋｇｆ／ｍｍ２であっ
た。

具体例２のカム部品は次のようにして製造した。

すなわち、第２図（イ）及び（ロ）に示すように、具体
例１と同様のカムシャフト素材１を準備し、具体例１と
同様に、このカムシャフト１のカム面２を、その両側端
部２ａを除いてＴＩＧ装置３により再溶融した。

次に、第２図（ハ）に示すように、カムシャフト素材１
を８９０℃の浸炭雰囲気炉で３０分間保持して組織をオ
ーステナイト化した後、３８０℃のソルト浴で６０分間
保持してベイナイト化することによりオーステンパー処
理した。

このオーステンパー処理の後、カムシャフト１を水洗し
、その後、第２図（ニ）に示すように研削加工し、さら
に、第２図（ホ）に示すように、具体例１と同様の条件
で、カム面２のノーズ部における未溶融の両側端部２ａ
にショットピーニングした。その後、具体例１と同様に
仕上げて第２図（へ）に示すようなカムシャフト３を得
た。

尚、このカムシャフト４のカム面２をカットし、その未
溶融部である両側端部２ａを検鏡して組織観察したとこ
ろ、ベイナイト、残留オーステナイト及びマルテンサイ
トの混在組織であった。

比較例のカム部品は次のようにして製造した。

すなわち、具体例１と同様のカムシャフト素材１を準備
し、具体例１と同様に、カムシャフト素材１のカム面２
を、その両側端部２ａを除いてＴＩＧ装置３により再溶
融し、その後、ショットピーニングをしないで、具体例
１と同様に仕上げてカムシャフト４を得た。

以下、本発明を評価するために行なったテストについて
第１表及び第３図に基づき説明する。

（以下、余白） 第１表 第１表の第２欄は、具体例１．２及び比較例のカム部品
をＴＩＧ処理により再溶融チル化した部位の硬さを示す
。

第３図は、具体例１．２及び比較例のカム部品を疲労試
験片に加工して小野式回転曲げ疲労テストを行なった結
果を示し、第１表の第３欄は疲労試験片における未再溶
融部の疲労限を示している。

第１表の第４欄は、具体例１．２及び比較例のカム部品
を実機摩耗テストした結果、未再溶融部におけるピッチ
ングの有無を示している。尚、このテストは、回転数×
テスト時間：１５００ｒｐｍＸ１００時間、使用オイル
：モービルアローゴールド、７．５Ｗ−２０、油温：４
４〜４７℃、バルブスプリングセット加３３：　３８Ｋ
ｇのテスト条件で行なったものである。

第１表から明らかなように、具体例１は比較例に比べて
疲労限が向上し、特に、具体例２はオーステンパー処理
をしているので、具体例１のものよりもさらに疲労限が
向上している。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係るカム部品の製造方法
によると、カム面の未再溶融の両側端部は、ショットピ
ーニングによって圧縮残留応力が余生して疲労強度が向
上する。このため、本発明の方法によると、カム面の両
側端部でピッチングが発生し難いので、異常摩耗の発生
しないカム部品を簡易に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）〜（ニ）は本発明の具体例１であるカム部
品の製造方法の工程を示す図、第２図（イ）〜（へ）は
同じく具体例２の工程を示す図、第３図は前記具体例１
．２及び比較例に対する小野式回転曲げ疲労試験テスト
の結果を示す図である。 １・・・カムシャフト素材、２・・・カム面、３・・・
ＴＩＧ装置。 夢創 時開 （ニ） （ホ） 第２図 （へ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）カム部品素材のカム面を、その両側端部を除いて
   高エネルギービームにより再溶融してチル化し、その後
   、未再溶融の前記両側端部をショットピーニングするこ
   とを特徴とするカム部品の製造方法。