JPS61270518A - 焼結カムシヤフト - 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、焼結カムシャフトに係り、特に。

エンジンの吸排気バルブを作動させるための焼結カムシ
ャフトに関するものである〇 （従来の技術） 自動車等のエンジンに使用されるカムシャフト１は、ク
ランクシャフトの回転に従って回転し、第２図に示すよ
うに、カム２０ノーズ５が下方にくると該ノーズ５がバ
ルブリフタ３を介してバルブ４を下方に押し下げバルブ
を開口する。このようにカムノーズ５がツム６に当接し
てバルブ４を押し下げたとき、バルブはバルブスプリン
グ７の強い弾性によってカム側（上方）に押圧されてい
るためカムノーズ５には大きな応力が作用する。また、
カム２の摺動面９はシム６に当接して摺動するため、特
に摺動するときに高面圧を受けるカムノーズ５付近の摺
動面部８は摩耗しやすい。

ところで、従来のカム７ヤフトの焼結カムは、焼結が完
了した状態においても、内部に数係の微小な空孔が残っ
てしまうため、高面圧下で使用するため釦は耐摩耗性に
留意する必要がある。

（発明が解決しようとする問題点） したがって、従来の焼結カムシャフトは、例えばエンジ
ンの吸排気パルプを作動させるため、高面圧下で長期間
使用すると、前記空孔を起点としたピッチングが発生し
たり、摩耗してし捷うという問題点があった。

（問題点を解決するだめの手段） かかる問題点を解決するために１本発明の焼結カムシャ
フトは、焼結完了後に、カムの摺動面部を溶融し、次に
、急冷凝固したことを特徴とする。

（作用） すなわち、本発明の焼結カムシャフトは、カムの摺動面
部を、焼結稜に溶融し、急速に冷却して凝固させること
によって、摺動面部内の空孔を減少させ、かつ、摺動面
部の組成材料の粒径を小さくしかつ粒径を均質化させた
ものである。この溶融手段として１例えば、　ＴＩＧア
ーク。

レーザービーム、電子ビーム等を使用して高密度エネル
ギー照射を行なえば、特に効果的に空孔の存在率を減少
させ、粒径の均質化を図ることができる。

本発明においてカムの組成材料は、特に限定されること
はなく、従来この釉の焼結カムシャフトに使用されるも
のが用いられる。

しかしながら具体的には例えば、鉄（ＦｅＪを基地とし
て、炭素（Ｃ）、ケイ素（Ｓｉ）、クロム（Ｃｒ）、タ
ングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）等を含有するも
のが用いられる。ここで、炭素は炭化物および基地の鉄
に固溶してマルテンサイト、ベイナイト、パーライト等
の組織を形成し合金の強度と硬さを向上させ、耐摩耗性
を向上させ；クロム及びタングステンは炭素と化合して
炭化物を形成し、硬さを向上させ；モリブデンは予備合
金化すると圧縮成形性を失わず、また焼入性も十分に確
保することができるからである０（実施例） 以下に、図面を参照しつつ本発明の焼結カムシャフトの
一実施例を説明する。

第１図に示すように、本実施例の焼結カムシャフトは、
焼結カム２のカムノーズ５付近の摺動面部８を、下記表
１の実施例１ないし４の組成材料によって構成する＠ この焼結カム２を焼結して形成した後、摺動面部８を高
密度エネルギー照射手段としてＴＩＧアークを使用して
、局部に加熱し溶融する０その後、母材自身の自己冷却
によって急冷凝固することにより、溶融された摺動面部
８を硬化する。そして、最後に、滑らかに摺動するよう
に。

カム２の摺動面９ｆｔ仕上加工する。

上記のＴＩＧアークによる照射条件は、厳格なものでは
ないが、次の条件下に照射することによって良好な結果
を得ることができる。

焼結の完了したカム２の摺動面部８を、環状電気炉加熱
にて３００±２００℃程度捷で予熱した後； 直流電流値２０〜１５０Ａ； ＴＩＧアークのタングステン電極と摺動面９との間隔：
１１５〜５ヨ； タングステン電極の走査スピード：２〜１０　ｒｐｍ／
ｓｅｃとして； 摺動面９全体を照射する。

下記表２に、実施例１ないし４及び比較例１ないし４の
組成材料を摺動面部８に使用し、同一条件下に焼結し、
その後更に、上記条件で溶融し、そして、急冷凝固した
溶融焼結カムシャフトの摺動面部の空孔の存在率及び摩
耗量を測定する。比較のため、従来の一般的な焼結カム
シャフト、すなわち溶融、急冷凝固を行なっていない焼
結カムシャフトについても空孔の存在率及び摩耗量を測
゛定する。

空孔の存在率は、摺動面部８に対する空孔の体積係で表
わす０ 摩耗量は、焼結カムンヤフト全エンジンに組み付け、２
５００ｒｐｍ運転とアイドリンク運転を繰り返す中負荷
でのアップダウン耐久試験を４００時間実施した後のカ
ムノーズの高さの変化によって表わす。

なお、上記表１に挙げた組成の実施例１ないし４のもの
に、更に脱酸剤としてＭｇ、Ｃａ、Ａｔ。

Ｚ　ｒ　、　Ｚｎ　、　Ｃｅの１種まｆＣは２種以上を
０．Ｑ６ないし１．０重ｉ％入れたものも組成材料とし
て好ましいＯ 表　　２ 上記表２から明らかなように、本発明にかかる焼結カム
シャフト、すなわち実施例１な′°いし４及び比較例１
ないし４ば、従来例と比較１〜て、空孔の存在率が小さ
く、かつ摩耗量も少ない。

また、実施例１ないし４にかかる焼結カムシャフトは、
比較例ツないし４にかかる焼結カムシャフトと比較して
、特に摩耗が少ない。

（発明の効果） 本発明の焼結カムシャフトは、摺動面部の空孔が減少し
、かつ、耐摩耗性が向上された。したがって、例えば自
動車のエンジンの吸排気バルブに使用される高面圧下で
長期間使用するカムシャフトとして優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）及び（ｂ）は本発明にかかる焼結カムシャ
フトの側面図及び正断面図。 第２図はカムシャフトの作用を説明するための正断面図
である。 １・・・カムシャフト　　　　２・・・カム６・・・バ
ルブリフタ　　　　４・・・バルブ５・・・カムノーズ
　　　　　６・・・シム７・・・バルブスプリング　　
８・・・摺動面部９・・・摺動面 特許出願人　　　トヨタ自動車株式会社第１図 （ａ）　　　　　（ｂ） ン 第２図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）焼結合金よりなるカムの摺動面部を溶融し、急冷
   凝固したことを特徴とする焼結カムシャフト。
2. （２）高密度エネルギー照射により溶融したことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の焼結カムシャフト。
3. （３）高密度エネルギー照射がＴＩＧアーク、レーザー
   ビーム、電子ビームで行なわれることを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の焼結カムシャフト。