JPS63176431A - 再溶融チルカムシヤフトの製造方法 - 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、再溶融チルカムシャフトの製造方法に関し、
より詳しくは、鋳鉄製カムシャフトのカム摺動面をＴＩ
Ｇアークでもって再溶融し、自己冷却によって形成され
たチル硬化層およびその下の焼入硬化層からなる優れた
耐摩耗性かつ摺動性の表面硬化層を形成することのでき
る再溶融チルカムシャフトの製造方法にかかる。

〔従来の技術〕

自動車用などのエンジンに組込まれるカムシャフトは長
期間にわたってロッカーアームなど接触して摺動するの
で、そのカムの表面は耐摩耗性に優れていなければなら
ない。

鋳鉄製カムシャフトのカム摺動面を表面硬化する方法と
してＴＩＧアークを利用−した再溶融チルカムシャフト
の製造方法を本出願人は特開昭６０−２３４１６９号公
報などにて提案し、さらに、特開昭６０〜２５８４２１
号公報、特開昭６０−２５８４２５号公報などでも提案
されている。

例えば、第２図に示すように、複数のカム２を有するカ
ムシャフトｌを回転させながら、ＴＩＧトーチ４をカム
シャフト回転軸と平行に往復運動させ、カム２の表面と
ＴＩＧトーチ４との間（ギャップＴ）にアーク３を発生
させる。カム表面上を蛇行する軌跡のこのＴＩＧアーク
３によってカム２の表面を再溶融して自己冷却によりチ
ル硬化層を同時にその下に焼入層を形成することができ
る。

〔発明が解決し′ようとする問題点〕

上述したようにＴＩＧアークを発生させて再溶融・チル
化処理する場合に、ギャップＴを一定に（例えば、特開
昭６０−２５８４２１号公報の方法では２龍に）して電
流値を変化させている（例えば、８０〜１３０Ａとして
いる）。このような条件下ではカム幅が一定であれば良
いが、カム幅に広狭があるときには、カム幅全体にわた
って所期の耐摩耗性、硬度などの特性を得ることが難し
い。このカム幅の広狭（変動）は、カムシャフトを鋳造
する際に抜き勾配をつけることと鋳造後の機械加工でカ
ム幅一定にすることをしないことのために生じる。

そして、カム形状によっては一部表面硬化層が不十分と
なり、耐摩耗性が問題となる。

そこで、カム幅の広狭に起因する問題点を解決するため
に、特開昭６０−２５８４２１号公報での方法のように
トーチの発生するアークがカム面のいずれの箇所におい
ても全幅にわたる如く供給されるようにし、そのために
（１）トーチの振幅（往復運動距離）をカム幅の広狭に
一致させることあるいは（２）トーチの振幅を一定とし
て、トーチ振幅端でアークを横振りさせることが提案さ
れている。

しかしながら、この提案された方法では、カム幅の検出
機構およびフィードバック回路などが新らたに必要とな
り装置およびその制御方法が複雑となり、かつ品質の安
定も難しいという問題点がある。

本発明の目的は、鋳鉄カムシャフトのカム幅に広狭があ
る場合に、カム幅全体にわたって所期の特性を容易にか
つ効率良く与えることのできる再溶融チルカムシャフト
の製造方法を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

上述の目的が、カムシャフトを回転させながらアークト
ーチをカム幅方向に往復運動させて、カムの表面に再溶
融硬化処理を施こす再溶融チルカムシャフトの製造方法
において、アークトーチとカムの表面とのギャップをカ
ムプロフィルおよびカム幅に対応して制御することを特
徴とする再溶融チルカムシャフトの製造方法によって達
成される。

カム幅が大きいときにギャップ（トーチとカム表面との
隙間）を大きくし、他方、カム幅が小さいときにギャッ
プを小さくするように、このギャップを制御するわけで
あり、カムのカム基礎円部からカムノーズ部へ向かって
カム幅が減少（又は増大）している場合に、カム基礎円
部での再溶融硬化処理のスタート位置からカムノーズ部
までギャップを徐々に小さく　（又は大きく）すること
が好ましい。そして、カムノーズ部からそれ以降ではギ
ャップを一定とすることが望ましいが、ギャップを増大
（又は減少）させることもできる。

アークトーチとカム表面とのギャップを変動させること
はカム表面上のアークの当り面積（すなわち、当り幅）
を変えることができ、第３図に示すように、ギャップＡ
よりも大きいギャップＢであれば、カム表面のアーク当
り面積がφａ〈φｂとなりアーク当り幅がギャップＢで
大きくなる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して、本発明の実施態様例によっ
て本発明の詳細な説明する。

鋳鉄（例えば、ＦＣ−２３）でもって冶金を用いること
なく鋳造でカムシャフト粗形材を作り、鋳放し状態にて
カムシャフトを機械加工する。この鋳鉄製カムシャフト
のカムはカム幅が、例えば、１２．０ｍ〜１０．０ｍ■
の範囲で変化しており、最も広幅のところがカム基礎円
部にあって、最も狭幅のところがカムノーズ部にある。

なお、抜き勾配の関係で広狭のところが逆の場合もある
。

次に、第２図に示すように、ＴＩＧアークによる再溶融
硬化処理（表面硬化処理）を行なうために、鋳鉄製力ム
シャフｌ−１を回転させ、同時にアークトーチ４を一定
幅で往復運動させ、カム基礎円部がトーチの下に来たと
き゛に電力印加でアーク３を発生させ（処理をスタート
させ）、本発明にしたがってカム２の硬化の必要な部分
を処理する。

まず、処理スタート時はカム２が冷えていることとカム
幅が広いことのために、ギャップＴを太きくとってアー
ク３の当り幅を広げてカム幅全体にわたって所定の表面
硬化層を形成する。処理が進行するにつれて、カムの吸
収できる熱容量が減少しかつカム幅も徐々に減少してゆ
くのでギャップＴを徐々に減少させる。この減少をカム
幅最小のカムノーズ部まで続ける。そして、カムノーズ
部以降の処理はここまでの入熱量により再溶融・チル硬
化するので一定ギャップ（カムノーズ部でのギャップの
まま）でその条件にて行なうのが効率的である。なお、
カム幅がカム基礎円部まで徐々に大きくなるので、ギャ
ップを徐々に大きくすることもできる。

カム表面をアークトーチとのギャップ＜Ｔ）、印加電流
をカムプロフィルに応じて変化させて再溶融・チル硬化
処理を行なった結果を第１図に示す。第１図中の上部実
線は電流値が１２ＯＡの場合であり、および下部実線は
電流値が９０Ａの場合であり、これら実線の間の斜線領
域の場合には所期の表面硬化層がカム幅全体にわたって
得られる。

斜線領域の上方にあるＸ印は１４０Ａの場合でカム端部
に溶はブレの欠陥が生じ、他方、斜線領域の下方にある
Ｘ印は７０Ａの場合でカム端部に未硬化部分（硬度不十
分部分）が残る。さらにギャップが５ｎ以上の場合には
正常な硬化層が形成されず、また、０．５ｕ以下の場合
にはアークトーチ（電極）の摩耗、溶融プールとの接触
が発生する可能性がある。

第１図に示した場合ではカム幅が最小のところはカムノ
ーズ部にあるが、逆の場合（カム基礎円部にあるとき）
には、スタート位置テノギャップが小さくてカムノーズ
部へ向がって徐々に大きくなる。

上述したギャップ制御は従来ギャップを一定に保つ機能
に修正指示をインプットすれば容易にできる。

〔発明の効果〕

鋳鉄製カムシャフトのカム幅が一定でなく広狭がある場
合にも、アークトーチの往復運動距離を一定にして、カ
ムプロフィルに対応してギャップを制御することによっ
てカム幅全体にわたって所期の特性を有する表面硬化層
を容易に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、カムプロフィルとギヤツブ（Ｔ）との関係を
電流値を考慮して示す図であり、第２図は、アークを利
用した再溶融・硬化処理を行なっている状態のカムシャ
フトおよびアークトーチの概略斜視図であり、 第３図は、ギャップとカム表面のアーク当り面積（幅）
を説明する図である。 １・・・カムシャフト、　　２・・・カム、　　３・・
・アーク、４・・・アークトーチ、　Ｔ・・・ギャップ
。 カムプロフィル 第１図 ３２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、カムシャフトを回転させながらアークトーチをカム
   幅方向に往復運動させて、カムの表面に再溶融硬化処理
   を施こす再溶融チルカムシャフトの製造方法において、
   前記アークトーチと前記カムの表面とのギャップをカム
   プロフィルおよびカム幅に対応して制御することを特徴
   とする再溶融チルカムシャフトの製造方法。 ２、前記カムのカム基礎円部からカムノーズ部へ向かっ
   てカム幅が減少しいる場合に、前記カム基礎円部での再
   溶融硬化処理のスタート位置から前記カムノーズ部まで
   前記ギャップを徐々に小さくすることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の方法。 ３、前記ギャップを５ｍｍ以下から０．５ｍｍ以上の範
   囲で変化させることを特許請求の範囲第２項記載の方法
   。 ４、前記カムのカム基礎円部からカムノーズ部へ向かっ
   てカム幅が増大している場合に、前記カム基礎円部での
   再溶融硬化処理のスタート位置から前記カムノーズ部ま
   で前記ギャップを徐々に大きくすることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の方法。 ５、前記ギャップを０．５ｍｍ以上から５ｍｍ以下の範
   囲で変化させることを特徴とする特許請求の範囲第４項
   記載の方法。