JPS6184328A - カムシヤフトの再溶融硬化処理装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、カムのカム面全幅にわたる再溶融硬化処理を
可能とするＮＣ制御を利用したカムシャフトの再溶融硬
化処理装置に関する。

（従来の技術） カムシャフトのカム面の表面硬化処理としての再溶融硬
化処理では、従来カム面全幅にわたって再溶融硬化する
とカム面の両級部において溶は落ち等が生じた。従って
仕上げのためカム面研摩を要し、一方研摩をしすぎると
チル硬化層が薄くなるという不具合が生じた。

またカム面両級部にはカム端面の鋳造黒皮の影響によっ
て処理中に発生したＣ０２ガスが抜は切らないで残るた
め、仕上げカム研摩面に気孔が発生するという不具合が
生じていた。

斯かる不具合をなくすため、従来では、カム面の全幅を
再溶融硬化処理しないで幅方向の両縁部を除くようにし
て、再溶融硬化する方法や、気孔の発生を防止するため
予めカムの両端面の鋳造黒皮を面取り加工等によって削
除した後に再溶融硬化処理する方法が採用されていた。

（発明が解決しようとする問題点） 上記の従来方法は、いずれも実質的なカム幅の減少を生
じ、カム機能−ヒ不利になるという欠点を有している。

而して本発明は、カムシャフトの再溶融硬化処′　　理
方法においてカムシャフトのカムを全幅にわたって再溶
融硬化処理する装置を提供し、以って気孔を発生するこ
となく有効なカム幅を確保することを目的とするもので
ある。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、被処理物たるカムシャフトを回転自在に設け
ると共に、斯かるカムシャフトの各カムに対して再溶融
硬化処理を行うトーチを、カムシャフトとの離間距離を
変えるモータとカムシャフトの軸方向に自在に移動させ
るモータとこれらのモータの動作を一定の手順で制御す
る制御手段とによって、各カムごとに振動させつつカム
面の中央部で近づき両縁部で離れる如く移動させて再溶
融硬化処理を行わせる如く構成したものである。

（実施例） 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説明
する。

第１図は本発明に係る再溶融硬化処理装置のブロック回
路図を示す。

第１図において、（１）は再溶融硬化処理が施されるワ
ークである処のカムシャフトであり、このカムシャフト
（１）は例えば自動車用エンジンに組み込まれるもので
、複数のカム（ｌａ）・・・が一体に形成されている。

カムシャフト（１）は、図中左端部をモータ（２）の回
転軸に固設されたチャック部材（３）で把持され、右端
部を支持部材（４）で軸支持されることによってモータ
（２）の回転動作によっ・て回転自在に配設される。モ
ータ（２）には、当該モータの状態を検出する回転数検
出器（５）と回転位置検出器（８）が備えられている。

上記カムシャフト（１）の図中に方位置にはプラズマト
ーチ（７）を備えたベース（８）を配設する。

ベース（８）には、プラズマトーチ（７）を固設する支
持部材（８）を上下動自在に摺設すると共に、この支持
部材（９）には、ベース（８）に固設したモータ（１０
）の回転軸に取り付けられた雄ネジ（１１）が螺合され
る。従ってモータ（１０）が回転動作することによって
プラズマトーチ（７）は−上下動自在となる。モータ（
１０）には、当該モータの状態を検出する回転数検出器
（１２）と回転位置検出器（１３）が備えられている。

一方ベース（８）に対しては図中横方向の位置にモータ
（１４）を配設し、モータ（１４）の回転軸に取り付け
られた雄ネジ（１５）にベース（８）を螺合させるよう
に構成している。従ってモータ（１４）が回転動作する
とベース（８）は横方向に移動自在であり。

これによってカムシャフト（１）に対してプラズマトー
チ（７）を図中左右方向に移動自在にすることができる
。モータ（１４）には当該モータの状態を検出する回転
数検出器（１８）と回転位置検出器（１７）が備えられ
ている。

上記の如き再溶融硬化処理においてカムシャフト（１）
の姿勢、プラズマトーチ（７）の位置を定めるモータ（
２）、（１０）、（１４）の如き駆動装置及びプラズマ
アークを発生するプラズマトーチ（７）に対し、各装置
の動作を制御する全体制御盤（１８）及びＮＣ制御盤（
１９）が配設される。ＮＣ制Ｗ盤（１８）はモータ（２
）、（１０）、（１４）の動作を制御することによりカ
ムシャフト（１）及びプラズマトーチ（７）の位置を制
御すると共に、全体制御盤（１８）はＮＣ制御盤（１９
）及びプラズマトーチ（７）にアーク電流を供給する溶
接電源（２０）を制御し装置全体の動作制御を行う機能
を有する。

更に詳しくは、ＮＣ制御盤（１８）は、サーボ用ＣＰ　
Ｕ　（２１）と回転軸サーポユニッ）　（２２）と左右
軸サーポユニッ）　（２３）と−Ｅ下軸サーボユニット
（２０とＣＰ　Ｕ　（２１）と全体制御盤（１８）を接
続するＩ１０装置（２５）とから成る。前記モータ（２
）の回転数検出器（５）及び回転位置検出器（８）から
の検出信号は回転軸サーポユニッ）　（２２）に入力さ
れ、ＣＰＵ（２１）からのモータ（２）を制御する指令
信号は回転軸サーポユニッ）　（２２）を介して駆動信
号に変換されモータ（２）に供給される。同様にしてモ
ータ（１０）、（１４）について回転数検出器（１２）
　、（１３）及び回転位置検出器（１３）、（１？）の
各検出信号がそれぞれ−Ｅ下軸サすポユニツ）（２Ｎ、
左右軸サーボユニット（２３）に入力され、ＣＰ　Ｕ　
（２１）からのモータ（１０）、（１４）を制御する信
号は各サーボユニット（２４）、（２３）を介して駆動
信号に変換されモータ（ｔｏ）、（１４）に供給される
。

上記においてサーボ用ＣＰ　Ｕ　（２１）は予め用意さ
れたデータと作動プログラムに従ってモータ（２）、（
１０）、（１４）に対し所要の動作を行わせるための指
令値を出力する。またサーポユニッ）　（２２）、（２
３）　、（２４）はＣＰ　Ｕ　（２１）からの指令値及
びモータ（２）　、（１０）　、　（１４）に係る検出
値を入力し、且つ指令値と検出値を比較しながら検出値
と指令値とを一致させる如くモータ（２）、（ｔｏ）、
（１４）の各動作を制御し、所定の動作を行わせる機能
を有する。

更にサーボ用ＣＰ　Ｕ　（２１）はＩ１０装置（２５）
を介して全体制御盤（１８）との間において作業開始信
号、作業終了信号等の送受を行う。この全体制御盤（１
８）は、装置全体の起動・停止、カムシャフト（１）の
センタリング及び位置決め、カムシャフト（１）のクラ
ンプ及びアンクランプ、プラズマトーチ（７）における
アークの発生及び停止等の基本的動作の制御を行う。

次いで第２図及至第４図の基づいて上記再溶融硬化処理
の作動について説明する。

第２図において、（１）は前記カムシャフトであり、カ
ム（１ａ）・・・の中の１つのカムが示される。カムシ
ャフト（１）はモータ（２）によって回転自在に設けら
れる。

斯かるカム（１ａ）のカム面（ｌａ−１）に対して例え
ばプラズマトーチ（７）を、そのノズル部（７ａ）が対
向する如く設置する。この設置はモータ（１０）、（Ｉ
Ｅりによって行われる。またモータ（１０）　、（１Ｂ
）によってプラズマトーチ（７）は、回転するカム（１
ａ）の高さ変化に対応して上下方向に自在に移動し且つ
カムシャフト（１）の軸線に対し、平行になる如く左右
方向に移動自在となるように設けられる。この制御はＣ
Ｐ　Ｕ　（２１）によって行われる。またプラズマトー
チ（７）のノズル部（７ａ）には電極が内蔵され、この
電極には溶接電源（２０）から一定のプラズマアーク電
流が供給される。プラズマトーチ（７）はＣＰ　Ｕ　（
２１）ニ基づイテモータ（１０）、（１４）を介しその
位置を制御され、このため、プラズマトーチ（７）とカ
ム面（ｌａ−１）との離間距離はＣＰ　Ｕ　（２１）に
よって適宜に決定することができるように構成される。

カム（１ａ）に対向して設けられたプラズマトーチ（７
）の電極に対してプラズマアーク電流が供給されると、
ノズル部（７ａ）とカム面（１ａ−１）との間にプラズ
マアーク（Ａ）が発生し、このアーク（Ａ）でカム（１
ａ）のカム面を溶融し、その後チル化することにより、
以ってカム面に再溶融硬化処理が施されることになる。

前記の如き再溶融硬化処理において、カムシャツ）（１
）はモータ（２）で回転し且つプラズマトーチ（７）は
モータ（１４）で第１図中カム（１８）においてカム幅
方向に複数回往復動、すなわち振動するためプラズマト
ーチ（７）はカム（ｌａ）のカム面（ｌａ−１）におい
て蛇行軌跡（Ｂ）を描きながら再溶融硬化処理を行う。

この再溶融硬化処理においては、第３図に示される如く
、先ずカム（１ａ）の全幅にわたり常に一定アーク電流
（Ｃ）１例えば５０Ａの電流をプラズマトーチ（７）内
の電極に付与する。また第２図に示すようにプラズマト
ーチ（７）はカム面（ｌａ−１）を横切る際に、モータ
（１０）でその中央部でカム面（ｌａ−１）に近づき、
その両縁部でカム面（ｌａ−１）から遠ざかるように、
位置を制御される。このプラズマトーチ（７）のカム面
（ｌａ−１）との離間距離の変化は滑らかに（又は階段
的に）行なわれる。これによってカム面（ｌａ−１）の
中央部では強いプラズマアーク（Ａ）が供給され、両縁
部では弱いプラズマアーク（Ａ）が供給されることにな
る。このようにして、カム（１ａ）の全カム面について
の再溶融硬化処理が行われることになる。

上記の如く再溶融硬化処理を行うと、カム（ｌａ）のカ
ム面における硬化層の深さの状態は第４図に示す如くな
る。すなわち、カム面の中央部付近においてプラズマト
ーチ（７）をカム面（ｌａ−１）に近づけた部分のチル
硬化層（２８）は深くなり、プラズマトーチ（７）をカ
ム面（ｌａ−１）から遠ざけたカム面の両縁部のチル硬
化層（２７）は浅くなるように形成される。

上記実施例では、蛇行軌跡を描きなからプラズマトーチ
（７）でカム（１ａ）のカム面全幅を再溶融硬化するよ
うにし、且つカム面の両縁部における溶融ではプラズマ
トーチ（７）を遠ざけ、これによってカム（ｌａ）のカ
ム面全幅にわたる再溶融硬化処理を可能にすると共に、
両級部の溶は落ちと凝固時の表面張力による凸状態の発
生とを防止することができる。

以上の如くカム（１ａ）について再溶融硬化処理が行わ
れた後には、ＣＰ　Ｕ　（２１）の指令によりモータ（
１０を動作させてベース（８）すなわちプラズマトーチ
（７）を次のカムに移動させ、上記処理を繰り返す。そ
してその後者カム（１ａ）・・・について上記動作を反
復する。カムシャフト（１）のカム（１ａ）・・・のす
べてについて再溶融硬化処理が終了した後には、全体制
御盤（１８）の指令に基づいて、初期状態に復帰せしめ
られる。

前記実施例では、プラズマトーチによって再溶融硬化処
理を行うようにしたが、その他ＴＩＧトーチ、レーザー
ビーム等を利用しても本発明を実施することができるの
は勿論である。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように本発明によれば、再溶融硬
化処理においてカム面の両縁部が溶は落ちる等の不具合
を生じることなくカム面の全幅にわたって再溶融硬化処
理を行うことができ、以って有効な広い面積のカム面を
得ることができる。

また斯かる再溶融硬化処理を、アーク状態を一定に保っ
たままトーチのカム面の離間距離をカム面の中央と両級
とで変化させるようにモータとＮＧ制御装置によりトー
チの位置を制御するだけで実現することが可能であり、
極めて簡単な装置で行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る再溶融硬化処理装置の構成を示す
ブロック図、第２図は再溶融硬化処理を行っている状態
を示す図、第３図はトーチがカム面を横切るときに供給
されるアーク電流の状態図、第４図はチル硬化層の状態
を示す図である。 図面中、（１）はカムシャフト、（１ａ）・・・はカム
、（２）　、（１０）、（１４）はモータ、（５）　、
（１２）　、（１１３）は回転数検出器、（８）、（１
３）　、（１７）は回転位置検出器、（７）はプラズマ
トーチ、（８）はベース、（１８）は全体制御盤、（１
８）はＮＣ制御盤、（２０）は溶接電源、（２１）はサ
ーボ用ＣＰＵ、（２２）は回転軸サーボユニット、（２
３）は左右軸サーボユニー２ト、（２４）は−ヒ下軸サ
ーボユニットである。 特許出願人　　本田技研工業株式会社 代理人　弁理士　　下　　１）　容一部間　　　弁理士
　　　大　　　橋　　　邦　　　部同　　弁理士　　小
　　山　　　　　有昭和６０年１２月１６日 特願昭５９−２０２４７２号 ２、発明の名称 カムシャフトの再溶融硬化処理装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 （５３２）　　本田技研工業株式会社 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　自発 ６、補正により増加する発明４ｆ薮・・・１７、補正の
対象 明細書 ７、補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り訂正する。 （２）明細書を以下の通り訂正する。 （イ）第１頁下から２行目乃至第２頁１行目までを以下
の通り訂正する。 「本発明は、カムシャフトのカム面とトーチの距離を一
定に保持すること、及びカム面全幅にわたる再溶融硬化
処理をテーチングパック方式のＮＣ制御等のプログラム
制御によって行うようにしたカムシャフトの再溶融硬化
処理装置に関する。」（ロ）第２頁２行目と３行目の間
に以下の文を加入する。 「カムシャフトのカム面を再溶融硬化処理する装置とし
て、特開昭５３−９４２０９号に開示されるものが知ら
れている。この装置は、処理するカムシャフトに対し、
同一の形状のマスターカムシャフトを並列的に配置し、
マスターカムシャフトのカム面にタペットを当接し、処
理するカムシャフトとマスターカムシャフトを同期して
回転させ、マスターカムシャフトの回転によりタペット
及びタペットを取付けたスライダをカム面に倣って移動
させ、このスライダーに取付けたバーナと処理するカム
シャフトのカム面との距離を一定とするようにしたもの
である。また、」（ハ）第２頁最終行に「上記の従来方
法は、」とあるを以下の通り訂正する。 「上述した特開昭５３−９４２０９号に開示される装置
にあっては、マスターカムシャフトを必要とするため、
これを処理するカムシャフトと同期して回転させる機構
が必要となり、更には個々のカム毎にバーナ及びタペッ
トが必要となるため、装置自体が大型化且つ複雑となる
。 更にカム面の全幅を再溶融硬化処理しない方法或いはカ
ム両端面の鋳造黒皮を面取り加工等によって削除した後
に再溶融硬化処理する方法にあっては、」 （ニ）第３頁第５行目に「処理する」とあるを「処理す
る構造が簡単な」と訂正する。 別紙 「２、特許請求の範囲 （１）複数のカムが形成されたカムシャフトを回転自在
とする第１のモータと、該カムシャフトに対してノズル
が対向して配置されるトーチのカムシャフトとの離間距
離を−カムのブロワ　−ルに′シて　　　　と　る第２
のモータと、ζ並ｊモータ　　　　ＮＣｊ′　、のプロ
グラム１′　るＩ′　　　とからなることを特徴とする
カムシャフトの再溶融硬化処理装置。 装工 （３）寸−−は１　　し、こ　ｌ 化ｍ駈葭工」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のカムが形成されたカムシャフトを回転自在とする
   第１のモータと、該カムシャフトに対しノズルが対向し
   て配置されるトーチのカムシャフトとの離間距離を変化
   させる第２のモータと、該トーチを上記カムシャフトの
   軸線に沿って左右方向に移動自在とする第３のモータと
   、上記各モータの動作を制御し、上記カムシャフトの各
   カムにおいてカム面の中央部で上記トーチがカム面に近
   づきカム面の両縁部で上記トーチが離れるように上記第
   ２のモータを制御する制御手段とから成ることを特徴と
   するカムシャフトの再溶融硬化処理装置。