JPS60211018A - 軸部材の再溶融化処理装置 - 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】 （技術分野） 本発明はカムシャフトのカムプロフィル外表面等を硬化
処理する再溶融化処理装置に関するものである。

（背景技術） カムシャフトのカムプロフィルの表面硬化処理として再
溶融化処理（リメルト処理）が実用に供されている。リ
メルト処理は、既述の如くプラズマトーチ、ＴＩＧトー
チ、レーザービームでカム部表面を溶融し、同時にプラ
ズマアーク中に金属粉末を添加し、高硬度の合金層ケ形
成するものである。

以上のリメルト処理を行うにさいしカムシャフト全体を
２５０℃〜４５０℃程度に予熱して行うのが一般で、そ
の理由は、予熱を行わないで効率良くリメルト・チル硬
化させようとすると、リメルト部分が急激に冷えて凝固
しチル硬化するさいに体積収縮を起こし、クラックが発
生したり、鋳鉄内の酸化物から分離した酸素が炭素と結
びつきＧＯ２ガスが発生し、該ガスが抜けきれないうち
に凝固してしまうという所謂コールドシャット現象によ
るポーラスが発生するためである。予熱なしでリメルト
・チル硬化する場合には予め各カム毎に予熱に相当する
エネルギーを加えて行う方法、即ち緩慢に加熱してリメ
ルト処理を行えば上記不都合を避けることができるが、
これによると時間がかかり、生産性が劣るという不利が
ある。

リメルト処理にさいしての予熱は、従来ではカムシャフ
トを通電加熱したり、或は炉に投入して雰囲気加熱した
りし、何れの場合にもリメルト処理とは全熱別個のエリ
アで予熱処理しているのが現状である。かかる従来法は
、通電加熱の場合には予熱に時間がかかり、又後者では
別に加熱炉を必要として設備が増え、双方の共通の不都
合としては予熱後にカムシャフトを別個の離間したリメ
ルト処理装置へ搬送する必要があり、時間経済上不利で
作業能率に劣り、又、搬送から処理装置へのセットの間
に時間がかかり温度が低下したりし、この分余分に昇温
させる必要があること等から熱効率の点でも好ましくな
い。

以上の他、従来のリメルト処理法は、カムシャフトにお
いては各カム毎の処理を別個の処理工程で個々に行って
おり、この点でも作業能率が劣り、又多大の時間と労力
を要し、設備の点でも不利であること、或は各カム部を
一回の工程で処理しようとすべく処理トーチをカム部の
数だけ並設することも考慮されるが、カム部間のピッチ
が短くなる傾向にあること等から実施が難しい。

（発明の目的） 本発明は以上に鑑みなされたもので、その目的とする処
は、リメルト処理の電率化、合理化、省力化を図り、併
せて予熱工程を含んで装置全体のコンパクト化、処理時
間の短縮、熱効率の向上、コストダウン等を図った軸部
材の再溶融化処理装置を提供するにある。

（発明の構成） 以上の目的を達成するため本発明は、少くともｌトーチ
でこれを回転可能とした被加工物の軸方向への移動で各
カム部等を順次リメルト処理し。

かかる処理ゾーンの手前に高周波加熱装置等の加熱装置
を一体的に配設したことをその要旨とする。

（実施例） 次に本発明の好適−実施例を添付図面に従って詳述する
。

第１図は本発明を実施するための具体的装置の一例を示
す説明的正面図、第２図は同平面図、第３図は同側面図
である。

図において（１）は装置で、これの基台（２）のテーブ
ル（３）上の最も手前には予熱機構（０を配設し、第１
図はこれを表わすと図が錯綜し、理解しにくくなるため
第２図、第３図でこれを示した。

予熱機構（４）には図中左右に設けられたカムシャフト
（５０）の軸部両端を支持するワークチャック（５）及
びセンタ（８）を備える。ワークチャック（５）はワー
ク回転用モータ（７）に連結され、又センタ（８）は軸
方向押付シリンダ（８）に連結され、チャック（５）及
びセンタ（６）間には上方に開放された半円弧状で軸方
向に長い高周波加熱コイル（８）が配設されている。こ
れによりテーブル（３）の最も手前に予熱ステージ曹ン
を構成する。かかる予熱機構（０のコイル（８）にカム
シャフト（５０）を通し、カムシャツ）　（５０）はコ
イル（８）の上半の軸方向全長に亘って設けられた架部
（１１０１）を介して上下方向に挿抜が可能で、架部（
ｅｏｔ）を介してカムシャフトをコイル内に挿入し、実
施例ではコイル（８）は下に設けたシリンダユニッ）　
（８０２）の昇降でカムシャフト（５０）へのセット、
離脱を行い、チャック（５）、センタ（８）で支持され
たカムシャツ）　（５０）に対し上下動してセット、離
脱を行い、チャック（５）及びセンタ（＋１）でカムシ
ャフト（５０）の両端部（５１）、（５２）を支持し、
モータ（７）によりカムシャフト（５０）を回転させる
。一方コイル（８）に通電してこれによりカムシャフト
を高周波加熱し、カムシャツ）　（５０）を予熱する。

予熱したカムシャフト（５０）は第３図に示される如く
欠部（１３０１）からコイル内に挿入したローダ（１０
）で把持し、上方に移動させてコイル内から離脱させ、
奥に設けた処理ステージ曹ンに搬送する。

以上により処理機構の手前で装置（１）の一部をなす予
熱機構（４）によってリメルト処理に必要な予熱を行い
、予熱は高周波加熱であるため迅速になされ、予熱後は
カムシャフトを上方に保持移動させて迅速に処理機構に
移送し、処理機構におけるカムシャフトの処理姿勢と予
熱機構（０における処理姿勢が同方向であるため、移送
し易く、移送が迅速になし得、予熱からリメルト処理へ
平行移送のためカムシャフトの姿勢変更がなく、基台（
２）上に設けられる予熱機構（４）と後述する処理機構
（１１）との間の間隔が可及的に小さくなり、予熱をリ
メルト処理と同じ装置内で行いつつスペースは最少限で
足りることとなり、装置、システム全体のコンパクト化
が図れ、併せて一方でリメルト、他方で予熱を行ってこ
れを継続的に反復し、効率の良い、迅速なリメルト処理
が行える。

以後のリメルト処理に言及すると第６図は模式的説明図
で予熱部（０の奥に処理機構（１１）を設け、処理機構
（１１）には手前の左右にカムシャフト（５０）の両端
部を支持するチャック（１２）及びセンタ（１３）を備
え、チャック（１２）はワーク回転用モータ（！４）は
軸押付シリンダ（１５）に連結されている。

以上のチャック（１２）及びセンタ（１３）で支持され
るカムシャツ）　（５０）の奥には円型の支持枠（１Ｂ
）を設け、支持枠（１８）の左右の縦枠部（１７）、（
１１３）間に上下に離間してガイドバー（１１３）　、
（２０）を架設し、これにより再溶融化処理用のプラズ
マトーチ（２２）のホルダ（２１）の左右を嵌合支持し
、トーチ（２２）はガイドバー（Ｉｌｌ）、（２０）で
図中左右方向への移動を保障する。トーチ（２２）の先
端部には第７図の如くノズル部（２３）が設けられ、ノ
ズル部（２３）は中空状のシールドキャップ（２４）内
にチー２プ（２５）を配設し、チップ（２５）とシール
ドキャップ（２５）との間には不活性ガス等のシールド
ガスの通路（２Ｂ）が形成され、又チップ（２５）の中
心にはアルゴンガス等の作動ガス通路（２７）が形成さ
れ、通路（２７）の周囲には冷却通路（２８）が形成さ
れている構造で、通路（２７）内にタングステン等の電
極（２８）を設け、シールドキャップ（２０には金属粉
未導入管（３０）、（３０）をその軸線の延長線が通路
（２７）の軸線の延長線と交叉する如く挿通固着されて
いる。かかるノズル（２２）の電極（２８）による放電
と作動ガスのプラズマ化でカムシャツ）　（５０）のカ
ム部（５３）外表面に溶融池を形成し、一方、金属粉未
導入管（３０）　、　（３０）からの金属粉末の供給で
再溶融化処理を行う。

上下のガイドバー（１θ）、（２Ｇ）の間には送りネジ
（３１）を回転自在に横架し、該ネジ（３１）にトーチ
ホルダ（２１）を支持するベース（３２）を螺合し、ホ
ルダ（２１）はベース（３２）に対して上下動可能に構
成する。送りネジ（３１）は一方の縦枠部（１７）外方
で且つ奥に設けたトーチ移動用モータ（３３）に伝動機
構（３４）を介して連結し、送りネジ（３１）を正逆回
転駆動する如く構成する。

次に上記によりカムシャフト（５）の処理方法を説明す
ると、既述の予熱機構（０で予熱したカムシャフト（５
０）をローダ（１０）でチャック（１２）、センタ（１
３）間に臨ませて両端を支持する。続いてトーチ（２２
）をモータ（３３）による送りネジ（３１）の回転駆動
により移動させ、カムシャフト（５０）の複数のカム部
、実施例では８個のカム部（５３）・・・の内に最も端
部の第１のカム部（５３ａ）上のスタート位置に臨ませ
、次にトーチ（２２）をベース（３２）に対して下動さ
せ、カム部（５３ａ）の表面とノズル（２３）との間に
所定のクリアランスを保持する如く設定する。

以上のセット後カムシャフト（５０）をモータ（１０に
より回転させ、カムシャフト（５０）の回転は減速機構
（３５）により低速でなされ、一方、トーチ（２２）を
モータ（３３）の回転でスタート位置からカム部（５３
ａ）を横断する軸方向に移動させ、これと同時に既述に
従ってノズル（２３）によって再溶融化処理を行う、ト
ーチ（２２）のノズル（２３）とカム部（５３ａ）のク
リアランスを所定の一定に保持すべくこれをカム部（５
３ａ）の回転に伴って上下動させる。一方、トーチ（２
２）のカムシャツ）　（５０）の軸方向への移動はカム
部（５３ａ）のスタート位置からこれの軸方向終端位置
迄とし、終端位置からモータ（３３）を逆回転させてス
タート位置にもどし、かかる往復動を第１図のカム部（
３５ａ）の多くて一回転、少なくともカム部のリフト機
能を行う部分を処理するに必要な回転角度の範囲内で行
わせ、これにより第８図に示される如くトーチ（２２）
のカムプロフィルに対する溶融処理軌跡（Ａ）としてパ
ルスモータ等を用い制御する０本実施例ではモータ（３
３）がこれを兼ねている。

第１のカム部（３５ａ）の処理後、トーチ（２２）を次
のカム部に軸方向移動により臨ませて上記により処理を
行い、残りのカムを順次処理する。これにより１台の装
置で、一つのトーチによって複数のカム部を順次処理す
ることができ、又カム部間のピッチが小さくても１台の
トーチを軸方向に移動させて順次処理していくため支障
はなく円滑に処理することが可能となる。そして複数の
カム部をカムシャフトを回転させ、トーチを各カム部に
対して順次臨ませて処理していくため、１台の装置で処
理が終了するまでカムシャフトを着脱することなく作業
が行える。

尚、上記実施例ではトーチを各カム部毎に往復動させて
カム部の回転との合成で蛇行軌跡を描かせたが、トーチ
を各カム部で上下動のみとして軸方向を固定し、カムシ
ャフト側をカム部の軸方向長さだけ往復動させても良い
、もつともこれによるとモーｓ　（１４）のユニット、
シリンダ（１５）のユニットを往復動が必要となるため
往復動機構が複雑、且つ大型化し、従ってトーチを送り
ネジの正逆回転で往復動させた本実施例が極めて有利で
あろう。

ところでトーチ（２２）の既述のノズル（２３）に設け
た導入管（３０）　、（３０）は粉末供給装置（３Ｂ）
に夫々の管路（３７）　、　（３７）を介して連結され
、振動装置（３８）で粉末に振動を付与して管路（３７
）　、　（３７）を介して粉末は供給され、中間に粉末
の流れを確認する装置（３９）を介設して粉末供給の確
実化を図り、モータ（１４）、（３３）　、ホルダ（２
１）によりトーチの上下動、粉末供給装置（３Ｂ）、振
動装置（３８）、確認装置（３８）、プラズマ電源（４
０）等制御は制御装置（４１）で行う。

以上実施例はトーチ（２２）を１台としたがこれを２台
用いても良い。

即ち各図で示される如くトーチ（１２２）を設け。

これを前記モータ（３３）の反対側、即ち右側に設けた
モータ（１３３）で駆動される送りネジで移動させるも
のとし、送りネジ（３１）と平行に配設する。かかる第
２トーチ（１２２）で、全カム数の１／２を処理する各
トーチがカムシャフトの１／２づつを負担して処理を行
うことにより処理時間はｌ／２となる。

実施例では同一カムプロフィルで同一角度に配置されて
いる２つのカムを選んで順番に処理させることにより同
一のプログラムで処理させることができ、制御系が簡素
化できる。

このように２トーチを平行して軸方向に移動させて処理
時間の短縮、作業能率の更なる向上を図ることができ、
２トーチを用いる場合は、カム部が８個、１２個の如き
多気筒エンジンのカムシャフトの処理に適するであろう
。

！１８４図、第５図は第２実施例を示し１図はリメルト
処理機構（１１）を概略的に示している。

処理機構（１１）の手前に設けられる予熱機構（１００
をなすコイル（１０９）は円形筒状をなし、カムシャフ
ト（５０）の一端（５２）をセンタ（１０Ｂ）で支持し
、他端をチャック（１０５）で支持するが、チャック（
１０５）の軸部（１０５ａ）をコイル（Ｉｎ）　＋７）
軸方向長さと略等しくし、コイル（１０１１）の軸方向
長さはカムシャフト（５０）の長さよりも若干長くする
。コイル（１０１１）の下部に設けたホルダ（１０９ａ
）によってチャック（１０５）方向に可動とし、チャッ
ク（１０５）　、センタ（Ｉｎ）間で支持したカムシャ
フト（５０）全周を全長に亘り囲み、カムシャツ）　（
５０）を高周波加熱する。加熱後は鎖線（Ｂ）に示す如
くチャック方向にコイル（１０１１１）を移動させ、コ
イル（１０１１）を軸部（１０５ａ）周を囲む如く収め
てカムシャフト（５０）から離脱させ、ローダ（ｌＯ）
でカムシャフトを処理機構（１りへ移送する。空いたチ
ャック（１０５）、センタ（１０１３）間に次のカムシ
ャフトを保持せしめ、コイル（１０１１）を軸方向に移
動させてカムシャフト（５０）周に臨ませ、予熱を行う
０以上を反復する。

このような構成を採用しても良い。

以上実施例を説明したが、被処理物はカムシャフトに限
られず、長尺軸状のものであれば実施可能である。

（発明の効果） 以上で明らかな如く本発明によればリメルト処理装置内
に予熱装置を一体に設け、予熱とリメルト処理とが被処
理物を平行に移動させることにより行い得るようにした
ため予熱装置とリメルト装置とが接近でき、予熱装置を
備えつつリメルト処理装置の全体のコンパクト化が図れ
ること、予熱、リメルト間の被処理物の移動が上記によ
り容易に、迅速になし得、又移動が迅速になし得る結果
冷却が防止でき、リメルト時の被処理物の予熱温度が安
定し、品質の優れた、均質なリメルト処理品が得られる
こと、上記により予熱、リメルト処理が連動してなされ
、作業時間の短縮、能率の向上が図れること、予熱後直
ちに迅速にリメルト処理に移行できるため、温度降下を
考慮することなく予熱温度が設定でき、熱効率の点でも
優れること、更にはリメルト処理装置の手前に隣接して
高周波加熱装置等を設けるだけのため別途の加熱装置で
加熱し、大がかりな移動機構を要する従来に比し設備的
に極めて有利で、コスト的に極めて有利である。

本発明は以上の如き多大の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は装置全体の説明的側面図、第２図は同平面図、
第３図は同側面図、第４図は変更実施例の平面図、第５
図は同説明的縦断側面図、第６図はリメルト処理機構の
説明図、第７図はトーチの一例を示す説明図、第８図は
リメルト処理の説明図である。 尚図面中（１）は装置全体、（４）は加熱装置、（１１
）、（１０９）は加熱コイル、（１２）　、（１３）　
、（１４）は回転支持装置、（２２）はトーチ、（３１
）ｉ（３３）はトーチ移動機構、（５０）は被処理物で
ある。 第７図 第８図 手続補正書（自制 昭和６０年４月ｌＯ日 特許庁長官　志賀　学　殿 特願昭５９−６９４８９号 ２、発明の名称 軸部材の再溶融硬化処理装置 事件との関係　特許出願人　者式 （５３２）　本田技研工業株式会社 ４、代理人 東京都港区麻布台２丁目４番５号 〒１０６メソニツク３９森ビル２階 発明の詳細な説明の欄 ７、補正の内容 １、発明の名称を下記の如く補正する。 「軸部材の再溶融硬化処理装置」 ２、特許請求の範囲を別紙の如く補正する。 ３、明細書を以上の如く補正する。 （１）第２頁第６行目及び同第１θ行目に「再溶融化」
とあるを「再溶融硬化」と訂正し、同第１３行目乃至同
第１５行目「同時に・・・である、」とあるを「チル層
を形成するものである。」と訂正する。 （２）第４頁第１７行目「再溶融化」とあるを「再溶融
硬化」と訂正する。 別紙 「２、特許請求の範囲 １、軸方向に離間して複数の被処理部を備える被処理物
を保持し、該被処理物を加熱する加熱装置と、加熱後の
被処理物を加熱状態下と同様に平行して離間して保持し
、該被処理物を回転させる装置と、回転する被処理物の
被地理部に臨み、該被処理部外表面を処理する処理トー
チと、該トーチを被処理物の複数の被処理部表面に順次
臨ませるためのトーチ軸方向移動装置とからなることを
特徴とする軸部材の再溶融硬化処理装置。 ２、前記加熱装置は高周波加熱装置で、加熱用コイルは
上方を開放した断面凹状で、被処理物と略同長で、被処
理物を該コイル中で回転させるようにした前記特許請求
の範囲第１項の装置に用いる加熱装置。 ３、　前記加熱装置は高周波加熱装置で、加熱コイルは
筒状をなし、被処理物と略同長で、軸方向可動である前
記特許請求の範囲第１項の装置に用いる加熱装置、」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軸方向に離間して複数の被処理部を備える被処理物
   を保持し、該被処理物を加熱する加熱装置と、加熱後の
   被処理物を加熱状態下と同様に平行して離間して保持し
   、該被処理物を回転させる装置と、回転する被処理物の
   被処理部に臨み、該被処理部外表面を処理する処理トー
   チと、該トーチを被処理物の複数の被処理部表面に順次
   臨ませるためのトーチ軸方向移動装置とからなることを
   特徴とする軸部材の再溶融化処理＃置。 ２、　前記加熱装置は高周波加熱装置で、加熱用コイル
   は上方を開放した断面凹状で、被処理物と略同長で、被
   処理物を該コイル中で回転させるようにした前記特許請
   求の範囲第１項の装置に用いる加熱装置。 ３、前記加熱装置は高周波加熱装置で、加熱コイルは筒
   状をなし、被処理物と略同長で、軸方向可動である前記
   特許請求の範囲第１項の装置に用いる加熱装置。