JPS63206426A - カムシヤフトの表面硬化処理方法 - 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、鋳鉄製カムシャフトのカムｌｌｌ１ｔ書溶融
させて硬化処理する方法に関する。

従来の技術 内燃機関に用いられる鋳鉄製カムシャフトのカム面’１
ｉ−ＴＩＧアーク、レーザ等の高１５度エネルギにより
再溶熾させる一方、放冷によって表面硬化させる再溶融
表面硬化処理方法が例えば特開昭６０−１８７６２３号
公報等において知られでいる。

この程の方法は、例えば＃！５図に示すようにカム２を
含むカムシャフト１の回転運動と同期して、カム面３に
対向するＴＩＧ）−チ４を軌跡Ｍのようにカム幅内で往
復動させていわゆるウィービング＠作させるのが一般的
である。その結果、ＴＩＧトー千４が発生するアークに
よりカム面３の表向が再溶融するとともに、再溶融した
部分は急冷されて固化し、この急冷固化した部分が、高
硬度でしかも耐摩耗性にすぐれたチル組織に変化するこ
とになる。

ところで％ＴＩＧ）−チによる再溶融硬化処理はトーチ
の着火とほぼ同時にアルゴンガス等の不活性ガスを吐出
してガス葬囲気中で処理するものであるが、処理開始直
後は不活性ガスの＠開度がよくないために空気の巻き込
みが起こりやすく、また電極が十分に温まるまではアー
クが不安定（冷１ＩＪＩ極の特性を示すため）であるた
めに、処理部［フローホールが発生しやすい。ブローホ
ールが存在すると、処理済みのカム面に研削等の仕上げ
加工ヲ怖じたとしてもブローホールがそのままカム面に
残り、異常摩耗の原因となる。

このブローホールの発生を防止するには、事前に不活性
ガスを吐出してガス雰囲気条件を安定させることが有効
であるが、この方法においてはガス消費閂が著しく増加
するばかりでなく、α極の昇温によるアークの安定化に
は何ら寄与できないものである。

一万、上記のブローホールの発生を防止する手段として
、例えば特開昭６０−１７０４９号公報に示されている
ように鋳物材質中にブローホールが発生しにくい元素を
添加して材質そのものを改良する試みもなされているが
、材質全改良した場合には切削加工性等の面で難点があ
るほか、コストアップを招くことになる。

問題点ｔｍ決するための手段 本発明は、上記のような不活性ガスの大量消費や材質そ
のものの改良を伴うことなくブローホールの発生を防止
しようとするもので、実施例にも示すように、回転運動
するカムシャフトのカム面に対し、そのカム幅内で往復
運動するＴＩＧトーチにより溶融エネルギを与えて前記
カム面を再溶融硬化処理する方法であって、カムシャフ
トの回転を停止させた状態でτ工Ｇトーチ′ｔ−１往復
させて処理し、そののちにＴＩＧトーチの往復運動と併
せてカムシャフトを回転させてカム面全周を再溶融硬化
処理するようにしたものである。

作用 本発明によれば、処理開始位置が実質的に相前後して２
回再溶融硬化処理されることから、ガス　　　′雰囲気
やアークの不安定さによるところのブローホールの発生
が解消される。

実施例 第２図および第３図は本発明を適用するに好適な処理装
置の構成を示しており、カムシャフト１は図示外のヘッ
ドセンタおよびテールセンタにより両端支持されており
、サーボモータ５により回転駆動される。−１−−ボモ
ータ５にはタコジェネレータ６とパルスジェネレータ７
が結合されており、タコジェネレータ６はサーボアンプ
８との間で速度フィードバックループを形成している。

また、パルスジェネレータ７の出力はコントローラ９に
取り込まれ、そのパルス数をカウンタｌＯでカウントし
てカムシャフト１の回転位置データとしてＣＰＵ１１に
入力する。１２はＣＰＵ１１への入力データおよび演算
データを記憶するメモリである。

ＴＩＧトーチ（以下、単にトーチという）４はＴＩＧ溶
接用電源５を備えているほか、第２図に示すように図示
外の送り装置によりＸ軸方向およびＸ軸方向の送りが与
えられる。この２次元の送りによりトーチ４は、第２図
に示すようにカムシャフトｌの回転運動と同期してカム
２のプロフィール形状に応じ軌跡Ｍの９口き往復動作す
なわちウィービングを行なうことができる。

第１図ＩＡ）　、　＋（９）は本発明の一実施例の処理
状態を、また第４図はその処理ｉｆｆのフローチャート
を示しており、サーボモータ５のはかＸ軸およびＸ軸方
向の送り系にＤ／ムコンバータ１３ｔ−とおして起動指
令が与えられると、カムシャフト１が回転すると同時に
、トーチ４がＸ軸およびＸ軸方向の動きＫより処理対象
となるカム２の処理開始位１ｇ１ｌ（リメルト開始位置
）まで移動する（ステップ■）。

この時、処理対象となるカム面３の回転方向の処理開始
位置すなわち回転角位置も予め定められており、この回
転角位置が割り出されるとカムンヤフト１０回転は一旦
停止する。

そして、トーチ４が所定の処理開始位置に位置決めされ
ると、ステップ■においてコントローラ９から入出力イ
ンターフェース１４？とおしてトーチ４に着火指令が出
力される。

続いて、Ｘ軸およびｚ軸の送り系に再び起動指令が与え
られ、トーチ４が移動して再溶融硬化処理（リメルト処
理）が開始される〔ステップ■〕。

ここでの処理は前処理にあたるもので、あくまでＸ軸お
よびＸ軸方向の送りのみでカムシャフト１の回転を伴わ
ないものであり、ウィービングのようにトーチ４の往復
動を連続的に繰り返すものではない、つまり、トーチ４
の勧きとして第１図（Ｎ１に示すようにトーチ４の１往
復Ｑを設定しており、トーチ４は同じ位置で往動と往動
を行なう。したがって、トーチ４の１往復により、カム
面３の回転方向の一部である処理開始位置についてのみ
線状に再溶融硬化処理が施される。第１図（Ａｌの符号
Ｐは処理された部分を示している（ただし、回転方向の
処理幅は誇張して描いである）。なお、上記の処理にあ
たり、トーチ４０層大とほぼ同時にアルゴンガス等の不
活性ガスが吐出されることは周知のとおりである。

前処理のためのトーチ４の１往復が終了してトーチ４が
処理開始曲の元の位置に戻ると、サーボモータ５に再び
起動指令が与えられ、この時点からトーチ４のＸ軸ぢよ
び２軸の送りと併せて再びカムシャフト１が回転する（
ステップ■■）。つまり、先の前処理に続いて、当該−
処理部Ｐを処理開始位置として第１図ｉＢ）に示すよう
にトーチ４のウィービング（その軌跡全符号Ｍで示す）
により正規の再溶−硬化処理が開始され５．先に前処理
が施された部分Ｐについてはその上に重ねて再度、再溶
融硬化処理が施されることになる。

したがって、前処理開始時には不活性ガスの雰囲気条件
やアークが不安定であったとしても前処理が完了するま
でには安定化状態に移行しており、少なくともトーチ４
のウィービングによる正規の再溶融硬化処理が開始され
たのちはガス雰囲気条件等を原因とするブローホールの
発生はない。換首すれば、上記の画処理は正規の再溶融
硬化処理に先立ってガス雰囲気条件やアークを安定化さ
せる９１１能を有している。

上記のようなトーチ４のウィービングによりカム面３の
全周（回転角にして３６０°）についでの再溶融硬化処
理が終了すると、トーチ４のアークが停止するとともに
、Ｘ軸１ｚ軸の送りならびにカムシャフト１の回転が停
止して１サイクルか完了する（ステップ■■■）。

尚、本発明は、カムシャフト上の複数のカムを１つのト
ーチでｊ−次処理するシングルトーチタイプのほか、複
数のトーチで同時に処理するマルチトーチタイプの処理
装置にも同様に適用できる。

発明の効果 本発明によれば、カムシャフトの回転停止状態において
ＴＩＧトーチの１往復により前処理するようにしたもの
であるから、トーチの着火時に不活性ガスの雰囲気条件
やアークが安定していなくとも正規の再溶融硬化処理ま
でには安定化状態に移行することになり、したがってガ
ス雰囲気条件等を原因とするブローホールの発生を防止
できる。

その結果として従来のような不活性ガスの浪費やコスト
アップを招かないで済む。

【図面の簡単な説明】

第１図ｆＡｌおよびｆＢｌは本発明の一実施例の処理状
８を示す要部斜視図、第２図は処理装置の構成を示す説
明図、第３図は同じく上ｅ処理装置の回路図、第４図は
第１図の処理過程の７０−チャート、第５図は従来の処
理状態の説明図である。 １・・・カムシャフト、２・・・カム、３・・・カム面
、４・・・ＴＩＧトーチ、Ｐ・・・前処理部、Ｑ・・・
帥処理時のＴＩＧトーチの軌跡、Ｍ・・・再溶融硬化処
理時のＴＩＧトーチの軌跡。 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転運動するカムシャフトのカム面に対し、その
   カム幅内で往復運動するＴＩＧトーチにより溶融エネル
   ギを与えて前記カム面を再溶融硬化処理する方法であつ
   て、カムシャフトの回転を停止させた状態でＴＩＧトー
   チを１往復させて処理し、そののちにＴＩＧトーチの往
   復運動と併せてカムシャフトを回転させてカム面全周を
   再溶融硬化処理することを特徴とするカムシャフトの表
   面硬化処理方法。