JPH04285122A - カム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばミシン等に用い
られる運動変換装置において回転運動を往復運動に変換
するために使われるカムに関し、さらに詳細には、その
カムのローラとの接触面に局所的に熱処理を施したカム
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭５８ー１０７４２１号公報
に示されるように、円筒カムの熱処理として、高エネル
ギービームを用いたものがある。この時の焼入れ硬化パ
ターンは図６に示されるように、円筒カム３１のローラ
との接触面３２に焼入れ硬化層３３が形成されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例にみられるようなカムの焼入れ硬化層は、ローラと
接触するために表面が平滑である必要があるが、焼入れ
による表面隆起のため厳密には図７に示すように、数３
０μｍ程度、焼入れ硬化層の中心を最大に、山状に隆起
する。よって、焼入れ後加工をしない場合は、焼入れ硬
化層に係合するローラが傾きをもって接することになり
、ローラの動きが悪くなる。最悪の場合は、ローラの主
軸が破損することもある。

【０００４】また、焼入れ硬化層の最大隆起点でローラ
と接触するため、ローラとの接触面が小さくなり、接触
面圧も大きくなって摩耗も促進されるなどの不都合があ
る。このため、焼入れ後に研磨加工などを施して平面度
を十分出してから使用していた。

【０００５】よって、高エネルギービームを用いた焼入
れであっても、従来行なわれていた歪の大きい焼入れ（
浸炭焼入れ、高周波焼入れ）と同様に研磨加工などの後
加工を要し、カムの製造コストはあまり低減されていな
かった。

【０００６】本発明は以上のような問題点を解決するた
めになされたものであって、その目的は高エネルギービ
ームによる焼入れ後、後加工なしで製造し得るカムを提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のカムは、ローラと接触する接触面に高エネル
ギービームを用いて焼入れされる際に、接触面に対して
平行に焼入れ硬化層を２本以上形成するものである。

【０００８】

【作用】上記の構成を有する本発明のカムは、ローラと
接触する接触面に２本以上の焼入れ硬化層を形成するこ
とにより、１本の焼入れ硬化層のみを形成した場合に比
べ表面隆起を小さくできるので、焼入れによって起こる
表面隆起に起因した不具合、例えばローラが傾いて摺動
することを防止できる。

【０００９】また、ローラとの接触面を多くできるので
、ローラとの接触面圧も小さくなり、摩耗も低く抑えら
れる。

【００１０】さらに、焼入れ後、研磨等の後加工を必要
としないで、カムの製造コストを低く抑えることができ
る。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面を
参照して説明する。

【００１２】図１は発明を適用したミシンの運動変換装
置に用いる溝カム１の平面図である。カム溝２の幅は１
０ｍｍ、深さは８ｍｍである。図２は図１に示される溝
カム１のＡ−Ａ線断面とその溝形状に沿ってころがるロ
ーラの断面を示すもので、溝カム１は、カム溝２のロー
ラとの接触面３に焼き入れされる。ローラは、一般にカ
ムフオロワと呼ばれるもので、外輪４とスタッドと呼ば
れる主軸６の間に小径のコロ５が多数内蔵された構成で
ある。さらにこの主軸６は、溝形状の動きに合わせてタ
イミングをはかる部材との接続部７に対してボルト８で
固定されている。

【００１３】図３は、前記接触面３に高エネルギービー
ムを用いて焼入れる場合の具体的装置の構成を示すもの
で、高エネルギービームとしてＣＯ２レーザを用いる。 レーザ加工装置としては５軸のＮＣ制御可能なレーザ装
置を用いる。前記溝カム１は治具９によって固定されて
おり、治具９はＮＣ制御によって１方向（Ｘ方向）にの
み移動可能なテーブル１０に設置されている。また、発
振器より発せられたレーザビーム１１はＮＣ制御によっ
て上下方向（Ｚ方向）と紙面に対して垂角な方向（Ｙ方
向）に移動可能なコラム１２に内蔵されているベンドミ
ラー１３によって、垂直に曲げられ加工ヘッド１４に導
かれる。

【００１４】加工ヘッド１４は２つのリンク機構から構
成されており、Ｃ軸に対して回転可能なベンドミラー１
７を内蔵した鏡筒１５と、Ｄ軸に対して回転可能なベン
ドミラー１８を内蔵した鏡筒１６で、この２つの回転制
御はともにモータとギヤの連動でＮＣ制御可能である。 以上５軸のＮＣ制御は同時制御が可能であるものとする
。また、加工ヘッド１４の先端にはレーザビーム１１を
集光し焼入れるための所定のビームサイズにディフォー
カスするレンズ１９が設置されている。

【００１５】図４は前記カム溝２のローラとの接触面３
に焼入れをしている状態を示すものである。焼入れ面に
対して４５度方向からレーザビームを照射するもので、
図１に示すように、本実施例ではカム形状が複雑のため
、常に焼入れ面に対して４５度の照射角度を保持するた
め、前記５軸制御のレーザ加工装置を用いる。

【００１６】なお、溝深さ８ｍｍに対して、本実施例で
は図４に示すようにレンズ１９でビームをいったん集光
し、後にディフォーカスして１パスのビーム幅を３ｍｍ
としている。レーザの加工条件としては、レーザパワー
Ｐ＝１Ｋｗ、加工スピードＶ＝１．５ｍ／ｍｉｎである
。この条件で焼入れされたカム溝２の断面を図５に示す
。

【００１７】カム溝２のローラとの接触面３に、例えば
２本の焼入れ硬化層３３を形成するに当たっては、まず
、図５に示される下部焼入れ硬化層３３を、図４に示す
ように、接触面３に対して４５度の角度から前記焼入れ
条件にて、カム溝２に沿ってレーザビームを照射しなが
ら、溝カム１の１周に渡って形成し、つづいて上部焼入
れ硬化層３３を同様の方法にて形成するものである。 図５に示されるように２本の焼入れ硬化層３３を形成す
ることで、表面の隆起部３４は従来の１本の焼入れ硬化
層を形成した場合に比べて、半分の１０μｍ程度になっ
た。

【００１８】本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではなく、その主旨を逸脱しない範囲において種々の変
更を加えることができる。たとえば、前記実施例におい
ては焼入れ硬化層を２本としたが、焼入れによる隆起を
もっと小さくしたい場合には３本、４本でもよい。ただ
し、焼入れ本数を増やせば加工時間が長くなるため、そ
の最適本数は個々のカムにおいてローラとの接触面に要
求される精度とともに適宜検討すればよい。また、前記
実施例では、２本の焼入れ硬化層を形成するに当たって
、２回に分けて焼入れを実施したが、分割光学ミラーを
用いて２本の焼入れ硬化層を同時に形成することも可能
である。

【００１９】さらに、前記実施例では高エネルギービー
ムをレーザビームとしたが、これは他の高エネルギービ
ームとして電子ビームなどを用いてもよい。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明は高エネルギービームを用いてローラと接触する
接触面に焼入れされたカムにおいて、前記接触面に対し
て平行に２本以上の焼入れ硬化層を形成したので、焼入
れによる表面隆起を小さく抑えることができ、これと接
触するローラの主軸を平行に保つことができる。よって
、焼入れ後の後加工なしでカムを製造できる。

【００２１】さらに、２本以上の焼入れ硬化層を形成す
ることで、ローラとの接触箇所を増加させることができ
るため、ローラとの面圧を小さくでき、摩耗を低く抑え
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す溝カムの平面図である
。

【図２】図１のＡ−Ａ線における溝カムの断面をローラ
とともに示す図である。

【図３】カムを焼入れる装置全体の概略図である。

【図４】焼入れ時のレーザ加工ヘッドとカム溝との関係
を示す説明図である。

【図５】ローラとの接触面に対して２本の焼入れ硬化層
を形成したカムの要部拡大断面図である。

【図６】高エネルギービームを用いて焼入れした従来例
を示すカムの断面図である。

【図７】高エネルギービームを用いた焼入れ硬化層にお
ける焼入れ深さと表面隆起との関係を示す図である。

【符号の説明】

１　　カム ３　　接触面 ４　　ローラの外輪 ６　　主軸 １１　　レーザビーム（高エネルギービーム）１９　　
レンズ ３３　　焼入れ硬化層 ３４　　隆起部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　高エネルギービームを用いて、ローラ
   と接触する接触面に焼入されたカムにおいて、前記接触
   面に対して平行に２本以上の焼入れ硬化層を形成したこ
   とを特徴とするカム。