JPH042648B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、再溶融チルカムシヤフトの製造方法
に関し、詳しくは、カムシヤフトのカム摺動部表
面に対するレーザビーム、TIGアーク、プラズマ
アーク、電子ビーム等の高密度エネルギによる照
射部位の走査運動を、再溶融チル化による表面硬
化層深さが均一となるように等速直線往復運動と
する再溶融チルカムシヤフトの製造方法にかか
る。

〔従来の技術〕

従来、レーザビーム、TIGアーク、プラズマア
ーク、電子ビーム等の高密度エネルギーの照射に
より、カムシヤフトのカム摺動部表面に再溶融チ
ル化することにより表面硬化層を形成させる場合
には、カムシヤフトのカム摺動部表面のカム幅方
向に、スライダクランク機構等を利用してカムシ
ヤフトもしくは高密度エネルギの照射装置を移動
させることによつて、高密度エネルギによる照射
部位をカムシヤフトのカム摺動部表面のカム幅方
向に相対的に往復運動させて走査させるのが通常
であつた。

しかし、このようなスライダクランク機構等を
利用してカムシヤフトのカム摺動部表面に高密度
エネルギを照射する場合においては、高密度エネ
ルギによる照射部位の走査運動が第１１図に示す
ようなサインカーブ運動となることから、カムシ
ヤフトのカム摺動部表面のカム幅中央部では高密
度エネルギによる照射部位の走査速度が速く、逆
に、カムシヤフトのカム摺動部表面のカム幅両端
部では高密度エネルギによる照射部位の走査速度
が遅くなつて、第１２図に示すように、再溶融チ
ル化によるカムシヤフトのカム摺動部表面に形成
される表面硬化層深さが不均一となるという欠点
があつた。

また、このようなスライダクランク機構等を利
用してカムシヤフトのカム摺動部表面に高密度エ
ネルギを照射することによつて、再溶融チル化に
よる均一な表面硬化層深さを確保しようとする
と、高密度エネルギによる照射部位の走査速度を
速める必要があり、この場合には再溶融チル化に
よりカムシヤフトのカム摺動部表面に形成される
表面硬化層深さが極端に浅くなるという欠点もあ
つた。

さらに、カムシヤフトのカム摺動部表面のカム
幅中央部を深い表面硬化層を形成させようとする
と、カムシヤフトのカム摺動部表面におけるカム
幅両端部においては、再溶融チル化により形成さ
れた表面硬化層深さが過剰となつたり、隅部が溶
け落ちる、いわゆる“溶けだれ”を発生する等、
再溶融チルカムシヤフトの品質、コスト面におい
て充分なものとすることができないのが現状であ
つた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述のような従来の技術の現状に鑑み、本発明
が解決しようとする問題点は、従来のスライダク
ランク機構等を利用しカムシヤフトのカム摺動部
表面に高密度エネルギを照射し、カムシヤフトの
カム摺動部表面に表面硬化層を形成させる方法に
おいては、カムシヤフトのカム摺動部表面におけ
る高密度エネルギによる照射部位の走査運動がサ
インカーブ運動とされていることから、カムシヤ
フトのカム摺動部表面のカム幅中央部では高密度
エネルギによる照射部位の走査速度が速く、逆
に、カムシヤフトのカム摺動部表面のカム幅両端
部では高密度エネルギによる照射部位の走査速度
が遅くなり、高密度エネルギの照射によるカムシ
ヤフトのカム摺動部表面に対する再溶融チル化に
より形成される表面硬化層深さを均一化すること
が困難であつたということである。

従つて、本発明の技術的課題とするところは、
カムシヤフトのカム摺動部表面に対する高密度エ
ネルギによる照射部位の走査運動を等速直線往復
運動とすることによつて、高密度エネルギの照射
によるカムシヤフトのカム摺動部表面における再
溶融チル化により形成される表面硬化層深さの均
一化を容易なものとし、もつて、再溶融チルカム
シヤフトの優れた品質、コストを確保することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

このような従来の技術における問題点に鑑み、
本発明における従来の課題を解決するための手段
は、レーザビーム、TIGアーク、プラズマアー
ク、電子ビーム等の高密度エネルギによりカムシ
ヤフトのカム摺動部表面を照射して再溶融チル化
し、カムシヤフトのカム摺動部表面に表面硬化層
を形成させる再溶融チルカムシヤフトの製造方法
であつて、 前記カムシヤフトのカム摺動部表面に対する高
密度エネルギによる照射部位の走査運動を、カム
シヤフトの軸方向運動成分と周方向運動成分を合
成した方向に等速直線往復運動とすることを特徴
とする再溶融チルカムシヤフトの製造方法からな
つている。

〔作用〕

以下、添付図面に基づいて、本発明の作用を説
明する。

第１図において、カムシヤフト３のカム摺動部
表面４ａに対する高密度エネルギによる照射部位
の走査運動を、カムシヤフト３の軸方向運動成
分、即ち、カムシヤフト３の往復運動、と周方向
運動成分、即ち、カムシヤフト３の回転運動を合
成した方向に等速直線往復運動とするものであ
り、この等速直線往復運動とすることにより走査
運動が従来のようなサインカーブ運動とならず、
カム幅部位により走査速度の差を生じることがな
いため、カムシヤフト３のカム摺動部表面４ａに
形成される表面硬化層深さを容易に均一化するこ
とができるのである。

そして、第３図は、カムシヤフト３軸の往復運
動を導出するための倣いカム１のカムプロフイル
を示している。ここでいう倣いスタイラスは、工
作物の加工に当たつて加工プロフイルを倣うため
に使用される触針のことである。

倣いカム１は、少なくとも１つ以上のカムリフ
ト部１ｂを配置させうる大きさの所定のベース円
１ａを有し、倣いカム１におけるベース円部を底
辺とし、カムシヤフト３のカム摺動部表面４ａに
おける高密度エネルギによる照射幅に対応するカ
ムリフトを頂点とするカムリフト部１ｂを形成し
ている。カムシヤフト３と高密度エネルギによる
照射装置８との相対的な往復運動およびカムシヤ
フト３軸の回転運動をさせた時に、上記カムリフ
ト部１ｂの等辺部とカムシヤフト３もしくは高密
度エネルギの照射装置に配設された倣いスタイラ
スとの当接点の描く軌跡を、倣いカム１の回転角
度に対応させて形成させたカムプロフイルとして
いるのは、上述のようにして描かれたカムプロフ
イルを有する倣いカム１にカムシヤフト３もしく
は高密度エネルギの照射装置８の倣いスタイラス
を倣わせて駆動させることによつて、倣いカム１
の回転によるカムシヤフト３もしくは高密度エネ
ルギの照射装置８を前記カムリフト部１ｂの等辺
部に沿つて往復運動させ、カムシヤフト３軸の回
転運動と合成させることにより、カム摺動部表面
４ａでの走査運動を等速直線往復運運とすること
ができ、カムシヤフト３のカム摺動部表面４ａの
カム幅方向に対して再溶融チル化により第５図に
示すような均一な表面硬化層４ｂを形成させてい
る。

次に、第４図は、カムシヤフト３もしくは高密
度エネルギの照射装置８を駆動させることによつ
て形成される、カムシヤフト３のカム摺動部表面
４ａにおける高密度エネルギによる照射部位の走
査運動を示しており、高密度エネルギによる照射
部位の走査運動が等速直線往復運動となつている
ことが理解される。

第５図は、カムシヤフト３のカム摺動部表面４
ａにおける高密度エネルギによる照射部位の走査
運動を等速直線往復運動とすることによつて、カ
ムシヤフト３のカム摺動部表面４ａに対して高密
度エネルギによる照射部位の走査運動を等速直線
往復運動として、再溶融チル化により表面硬化層
４ｂを形成させた時のカム４の断面図を示してい
る。

なお、第５図において、４はカム、４ｂは本発
明法により高密度エネルギを照射することによつ
て形成させた表面硬化層を示している。

第５図から明らかなように、カムシヤフト３の
カム摺動部表面４ａに対する高密度エネルギによ
る照射部位の走査運動を、第４図に示すような等
速直線往復運動とすることによつて、カムシヤフ
ト３のカム摺動部表面４ａに対して高密度エネル
ギを照射して再溶融チル化により形成された表面
硬化層４ａ深さが均一化されていることが理解さ
れる。

なお、倣いカム１としては、上述のようなカム
プロフイルの外形形状を有する板カムであつて
も、また、板部材、円柱部材等に形成させた溝形
状が上述のようなプロフイルを有する、いわゆ
る、溝カムであつてもよい。

ただし、等速直線往復運動を高速スピードにて
運動させる場合には、カムシヤフトもしくは高密
度エネルギの照射装置を倣いスタイラスの追従性
の観点から溝カムとするのが望ましい。

〔実施例〕

以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を説
明する。

なお、以下の実施例において、同一もしくは相
当部分について、同一の符号を付することにより
説明を省略する。

（第１実施例） 第１図及び第２図は、本発明の再溶融チルカム
シヤフトの製造方法によりカムシヤフト３のカム
摺動部表面４ａに対して、再溶融チル化による表
面硬化層４ｂを形成させる第１実施例を示してい
る。

そして、第１図は、高密度エネルギの照射装置
を固定状態とし、直接駆動方式によりカムシヤフ
ト３を第４図に示すように等速直線往復運動させ
るこによつて、カムシヤフト３のカム摺動部表面
４ａに再溶融チル化による表面硬化層４ｂを形成
させる実施例を示している。

この第１図に示す直接駆動方式においては、カ
ムシヤフト３の保持部材５及び６によつてカムシ
ヤフト３を保持した状態で、保持部材６の一端に
は、図示されない保持部材により保持されるとと
もに、倣いスタイラスとしての転動移動するロー
ラ７が設けられており、TIGアークのトーチ等の
高密度エネルギの照射装置８を固定させた状態
で、カムシヤフト軸の回転運動に加え、倣いカム
１の矢印９方向への回転によりカムシヤフト３を
矢印１０方向に往復運動させることにより、カム
シヤフト３を照射装置８に対して等速直線往復運
動させ、カムシヤフト３のカム摺動部表面４ａに
再溶融チル化による表面硬化層４ｂを形成させる
ものである。

また、第２図のリンク駆動方式においては、リ
ンク部材１２の一端に設けられた倣いスタイラス
としての倣いピン１１によつて、外形形状をカム
プロフイルとした板カム状の倣いカム１のカムプ
ロフイルを倣わせることにより、図示されない支
持部材が挿入されたピン孔１３を介して回動可能
に設けられ、固定ピン１４により連結されたリン
ク部材１２及びリンク部材１５における、リンク
部材１５の他端側に配設された図示されないTIG
トーチ等の高密度エネルギの照射装置８からの高
密度エネルギの照射によつて、カムシヤフト３の
カム摺動部表面４ａに再溶融チル化による表面硬
化層４ｂを形成されるものである。

（第２実施例） 第６図は、本発明法により再溶融チルカムシヤ
フトを製造する第２実施例を示す図である。

第６図において、フレーム２１は矢印１０方向
にスライド可能とされ、その一端にはカムシヤフ
ト３の一端を保持する保持部材６を回転駆動する
モータ２４が配設され、他端にはもう１つの保持
部材５が設けられ、ローラ２２は回転可能にフレ
ーム２１に固定されて、また、倣いカム２３ａは
モータ２５により回転駆動されている。

そして、倣いカム２３ａの溝２６を倣いスタイ
ラスであるローラ２２が倣つてフレーム２１を等
速直線往復運動させるのである。

そのため、第６図において、カムシヤフト３を
保持部材６及び５により保持した状態でモータ２
４により回転され、一方、倣いカム２３ａはモー
タ２５により回転されて倣いカム２３ａの溝２６
をローラ２２が倣い、カムシヤフト３は矢印１０
方向に往復運動しながら回転することにより、固
定状態とされた図示されないTIGトーチ等の高密
度エネルギの照射装置に対してカムシヤフト３が
等速直線往復運動し、カムシヤフト３のカム摺動
部表面４ａを再溶融チル化させて表面硬化層４ｂ
を形成させるものである。

上述のように等速直線往復運動のスピードパタ
ーンは倣いカム２３ａの溝形状により決り、溝２
６に対するローラ２２とのガタが殆どないことか
ら、ローラ２２は倣いカム２３ａの溝形状に正確
に倣い、カムシヤフト３の等速直線往復運動は確
実に設定スピードで運動するのである。

また、倣いカム２３ａの溝２６の形状はどのよ
うな形状にも加工することができることから、等
速直線往復運動のスピードパターンを任意に設定
することができる。

第８図は第６図の倣いカム２３ａの展開図であ
る。

（第３実施例） 第７図は、本発明法により再溶融チルカムシヤ
フトを製造する第３実施例を示す図である。

第７図において、カムシヤフト３の保持方法は
第６図と同様の構成となつており、倣いカム２３
ｂが円板上に溝形状によりカムプロフイルを形成
させたものである。

そして、倣いカム２３ｂはモータ２５により回
転運動され、倣いカム２３ｂの溝２６をローラ２
２が倣い、フレーム２１を往復運動するのであ
る。

そして、溝２６の溝幅はローラ２２のローラ幅
とほぼ等しくガタは殆どないことから、カムシヤ
フト３の往復運動は倣いカム２３ｂの溝形状の往
復運動と同じスピードにて確実に繰り返される。

そして、カムシヤフト３は、モータ２４にて回
転させられることにより、照射装置に対してカム
シヤフト３軸の回転運動とカムシヤフト３軸の往
復運動との合成運動による等速直線往復運動とす
ることができ、カムシヤフト３のカム摺動部表面
４ａに均一な表面硬化層を形成させることができ
る。

第９図は、第７図の円板上の倣いカム２３ｂの
溝形状を示している。

第１０図は、カムシヤフト３のカム４を矢印２
８方向に回転しつつ、TIGトーチの高密度エネル
ギの照射装置８を倣いカム２３ｂの形状に倣わせ
ながら矢印１０方向等に往復運動させるため、た
め、矢印２９方向に移動させた時の高密度エネル
ギによる照射部位の等速直線往復運動の軌跡２７
を示しており、第６図、第７図の再溶融チルカム
シヤフトの製造における高密度エネルギの照射装
置の作動状態を示す詳細図である。

上述により明らかなように、第２実施例及び第
３実施例によれば、カムシヤフト３のカム摺動部
表面４ａに対する高密度エネルギによる照射部位
の走査運動を、前記倣いカム２３ａ，２３ｂ等の
薄カムを用いることによつて、狙つたスピードパ
ターンの等速直線往復運動を確実に実施できるこ
とから、表面硬化層４ｂの硬化深さを均一化する
ことができ、再溶融チルカムシヤフトの品質が安
定するのである。

なお、上述の第２実施例及び第３実施例におい
ては、カムシヤフト３を等速直線往復運動させる
こととしているが、TIGトーチ等の高密度エネル
ギの照射装置８を倣いカム２３ａ，２３ｂによつ
て、等速直線往復運動させても同様の効果がある
ことはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上により明らかなように、本発明にかかる再
溶融チルカムシヤフトの製造方法によれば、カム
シヤフトのカム摺動部表面に対する高密度エネル
ギによる照射部位の走査運動を等速直線往復運動
とすることによつて、高密度エネルギの照射によ
るカムシヤフトのカム摺動部表面における再溶融
チル化により形成される表面硬化層深さの均一化
を容易なものとし、もつて、再溶融チルカムシヤ
フトの優れた品質、コストを確保することができ
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法の第１実施例の１つである
直線駆動方式の再溶融チルカムシヤフトの製造方
法を示す図、第２図は、本発明法の第１実施例の
１つであるリンク駆動方式の再溶融チルカムシヤ
フトの製造方法を示す図、第３図は、本発明法に
よる高密度エネルギによる照射部位の走査運動を
等速直線往復運動とするための倣いカムのカムプ
ロフイルを示す図、第４図は、本発明法によりカ
ムシヤフトのカム摺動部表面に対する、高密度エ
ネルギによる照射部位の走査運動を示す図、第５
図は、本発明法により再溶融チル化させたカムの
断面図、第６図は、本発明法の第２実施例による
再溶融チルカムシヤフトの製造方法を示す図、第
７図は、本発明法の第３実施例による再溶融チル
カムシヤフトの製造方法を示す図、第８図は、第
２実施例に用いた倣いカムの展開図、第９図は、
第３実施例に用いた倣いカムの平面図、第１０図
は、本発明法によりカムシヤフトのカム摺動図表
面に、高密度エネルギを照射している状態を示す
図、第１１図は、従来のスライダクランク機構を
利用した高密度エネルギによる照射部位の走査運
動を示す図、第１２図は、従来法により再溶融チ
ル化させたカムの断面図である。 １……倣いカム、１ａ……ベース円、１ｂ……
カムプロフイル、２……回転軸、３……カムシヤ
フト、４……カム、４ａ……カム摺動部表面、４
ｂ……表面硬化層、５，６……保持部材、７……
ローラ、８……高密度エネルギの照射装置、９…
…回転方向、１０……移動方向、１１……倣いピ
ン、１２……リンク部材、１３……ピン孔、１４
……固定ピン、１５……リンク部材、２１……フ
レーム、２２……ローラ、２３ａ，２３ｂ……倣
いカム、２４，２５……モータ、２６……溝、２
７……高密度エネルギによる照射部位の軌跡、２
８……カムシヤフトの回転方向、２９……高密度
エネルギの照射装置の移動方向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ レーザビーム、TIGアーク、プラズマアー
   ク、電子ビーム等の高密度エネルギによりカムシ
   ヤフトのカム摺動部表面を照射して再溶融チル化
   し、カムシヤフトのカム摺動部表面に表面硬化層
   を形成させる再溶融チルカムシヤフトの製造方法
   であつて、 前記カムシヤフトのカム摺動部表面に対する高
   密度エネルギによる照射部位の走査運動を、カム
   シヤフトの軸方向運動成分と周方向運動成分を合
   成した方向に等速直線往復運動とすることを特徴
   とする再溶融チルカムシヤフトの製造方法。