(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
管体の外周部を部分的に膨出させてカム部もしくはカム部とジャーナル部を形成する膨出成形工程と、膨出成形されたカム部の表面にパワー密度が２８０〜８５０Ｗ／ｍｍ２  のレーザを照射して肉盛り処理を施す工程からなることを特徴とする中空一体型カムシャフトの製造方法。
【請求項２】
管体の外周部を部分的に膨出させてカム部もしくはカム部とジャーナル部を形成する膨出成形と管体の径を部分的に縮小する縮小成形を組合わせた成形工程と、膨出成形されたカム部の表面にパワー密度が２８０〜８５０Ｗ／ｍｍ２  のレーザを照射して肉盛り処理を施す工程からなることを特徴とする中空一体型カムシャフトの製造方法。
【請求項３】
肉盛り材料として炭素含有量が１〜４重量％の鉄系材料粉末を用いることを特徴とする請求項１または請求項２記載の中空一体型カムシャフトの製造方法。
【請求項４】
管体の外周部を部分的に膨出させてカム部とジャーナル部を形成する膨出成形工程と、膨出成形されたジャーナル部の表面にパワー密度が５〜５０Ｗ／ｍｍ２  、移動速度が０．３〜５．０ｍ／ｍｉｎのレーザを照射して焼入れ処理を施す工程からなることを特徴とする中空一体型カムシャフトの製造方法。
【請求項５】
管体の外周部を部分的に膨出させてカム部とジャーナル部を形成する膨出成形と管体の径を部分的に縮小する縮小成形を組合わせた成形工程と、膨出成形されたジャーナル部の表面にパワー密度が５〜５０Ｗ／ｍｍ２  、移動速度が０．３〜５．０ｍ／ｍｉｎのレーザを照射して焼入れ処理を施す工程からなることを特徴とする中空一体型カムシャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用エンジンの吸排気弁を駆動するカムシャフトの製造技術に係わり、さらに詳しくは、中空の一体構造をなし、エンジンの軽量化が可能な中空一体型カムシャフトを優れた生産性のもとに製造することができる製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記したようなエンジン用カムシャフトは、従来、鋳造や鍛造、あるいは丸棒鋼からなるシャフトにカムピースやジャーナルピースを溶接することによって製造されていたが、最近ではエンジンの軽量化を目的として、シャフトに鋼管を用いた中空カムシャフトが実用化され、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンに広く採用されている。
【０００３】
このような中空カムシャフトは、耐摩耗性を備えたカムピースやジャーナルピースに鋼管を通した状態で、この鋼管の内部に液圧をかけて拡管させることによって、鋼管の外周部にカムピースやジャーナルピースを固定するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の中空カムシャフトにおいては、例えば、図５に示すように、焼結、あるいは鍛造したのち浸炭焼入れを施すことによってそれぞれ作成したカムピース１０１やジャーナルピース１０２を金型１００内にセットしたのち、これらカムピース１０１およびジャーナルピース１０２にあらかじめ形成した挿通孔に鋼管１０３を通して液圧拡管を行う工程となっていることから、部品点数が多く、製造工程が多段階にわたるために生産性が低いという問題と共に、カムピース１０１およびジャーナルピース１０２を鋼管１０３の外周面に強固に固定する必要があるため、カムピース１０１やジャーナルピース１０２を中空化することが困難であることから、軽量化にも限界があるという問題点があって、これらの問題点を解決することが、中空カムシャフトの製造コストを低減し、中空カムシャフトの軽量化をさらに押し進めるための課題となっていた。
【０００５】
本発明は、従来の中空カムシャフトにおける上記課題に着目してなされたものであって、生産性に優れ、強度、耐久性が良好であると共に、より軽量化が可能な中空一体型カムシャフトの製造方法を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係わる中空一体型カムシャフトの製造方法においては、管体の外周部を部分的に膨出させてカム部もしくはカム部とジャーナル部を形成する膨出成形工程と、膨出成形されたカム部の表面にパワー密度が２８０〜８５０Ｗ／ｍｍ２  のレーザを照射して肉盛り処理を施す工程からなる構成としたことを特徴としており、このようなカムシャフトの構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【０００７】
また、本発明の請求項２に係わる中空一体型カムシャフトの製造方法においては、管体の外周部を部分的に膨出させてカム部もしくはカム部とジャーナル部を形成する膨出成形と管体の径を部分的に縮小する縮小成形を組合わせた成形工程と、膨出成形されたカム部の表面にパワー密度が２８０〜８５０Ｗ／ｍｍ２  のレーザを照射して肉盛り処理を施す工程からなる構成としたことを特徴とし、上記製造方法の実施態様として請求項３に係わる製造方法においては、炭素含有量が１〜４重量％の鉄系材料粉末を肉盛り材料として用いることを特徴としている。
【０００８】
さらに、本発明の請求項４に係わる中空一体型カムシャフトの製造方法においては、管体の外周部を部分的に膨出させてカム部とジャーナル部を形成する膨出成形工程と、膨出成形されたジャーナル部の表面にパワー密度が５〜５０Ｗ／ｍｍ２  、移動速度が０．３〜５．０ｍ／ｍｉｎのレーザを照射して焼入れ処理を施す工程からなる構成としたことを特徴としている。
【０００９】
また、本発明の請求項５に係わる中空一体型カムシャフトの製造方法においては、管体の外周部を部分的に膨出させてカム部とジャーナル部を形成する膨出成形と管体の径を部分的に縮小する縮小成形を組合わせた成形工程と、膨出成形されたジャーナル部の表面にパワー密度が５〜５０Ｗ／ｍｍ２  、移動速度が０．３〜５．０ｍ／ｍｉｎのレーザを照射して焼入れ処理を施す工程からなる構成としたことを特徴としており、このような中空一体型カムシャフトの製造方法の構成を前述した従来の課題を解決するための手段としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係わる中空一体型カムシャフトの製造方法においては、一本の管体、例えば鋼管の外周部を部分的に張り出させることによって、カム部およびジャーナル部（場合によってはカム部のみのこともある）を一体成形すると共に、このように成形したカム部の表面に硬化層を形成させるようにしており、例えば、図２（ａ）に示すような金型Ｍ内に管体Ｗをセットしたのち、図２（ｂ）に示すように、管体Ｗの中空部に液圧Ｐをかけることによって管体Ｗの所望部分を膨出させる、いわゆるバルジ加工によって、図１（ａ）および（ｂ）に示すようなカム部２およびジャーナル部３を備えた中空一体型カムシャフト１を成形することができる。
【００１１】
この膨出成形における液圧Ｐとしては、８０ＭＰａ〜２００ＭＰａの範囲とすることが望ましく、さらにこのような膨出成形には、図３に示すように、カム部２あるいはジャーナル部３として膨出させない部分、すなわちステム部４に相当する部分に、例えばロールＲを用いて当該部分の管径を圧縮する縮小成形を施すことによりカム部２およびジャーナル部３に肉寄せすること、あるいは図３に示すように、図示しない油圧シリンダなどにより管体Ｗの軸方向に、例えば１０トン程度の圧縮力Ｐｃ  を膨出成形と同時に負荷することが、カム部２における肉厚減少を防止してカム部２としての強度，剛性を確保し、成形割れなどの発生を防止する観点から、とくにカムリフト量の大きなカムシャフト１の成形において好ましい。このとき、管体Ｗの肉厚や長さによっては、管体Ｗの左右両方向から圧縮力を加えることも可能である。なお、膨出成形時の上記液圧範囲については、液圧Ｐが８０ＭＰａより小さいとカム部２やジャーナル部３を所望の形状に成形しにくくなる傾向があり、２００ＭＰａより大きいと急激な肉厚変化による強度不足や成形割れが生じ易くなる傾向があることによる。
【００１２】
また、本発明において、中空一体型カムシャフト１の素材としての管体Ｗには、上記のような過酷な塑性加工に耐え、十分な形状精度が得やすいことから、１０％以上の伸び率を備えたものを用いることが望ましい。
【００１３】
上記のように成形された中空一体型カムシャフト１の形状としては、カムシャフトの軽量性とカム部の強度とのバランスを考慮して、カム部２のカムノーズトップ部２ｔからカムランプ部２ｒに至る部分における最小肉厚をｔｆ  、カムベース部２ｂの肉厚をｔｂ  とするとき（図１（ｃ）参照）、両者の比（ｔｆ  ／ｔｂ  ）を０．３〜１．０の範囲とすること、さらにはカムノーズトップ部２ｔにおける肉厚ｔｃ  を０．９〜４．０ｍｍの範囲とすることが望ましい。すなわち、ｔｆ  ／ｔｂ  比が０．３より小さい場合、あるいはカムノーズトップ部２ｔの肉厚ｔｃ  が０．９ｍｍより小さい場合にはカム部としての強度が得難い傾向となり、ｔｆ  ／ｔｂ  比が１．０より大きい場合、あるいはカムノーズトップ部２ｔの肉厚ｔｃ  が４．０ｍｍより大きい場合には、成形に高圧を要するため生産性が劣化するばかりでなく、重量増加を招き、カムシャフト１の軽量化が不十分となる傾向となる。
【００１４】
また、カム部２の表面の硬化層５については、例えばレーザ硬化処理を施すことによって形成することができ、カムノーズトップＴを中心とする少くとも中心角θ＝±３０°の範囲、すなわち図１（ｃ）に示すＨ１  からカムノーズトップＴを経てＨ２  に至る範囲にＨＲＣ４０以上の硬さのものを形成することが望ましく、その硬さがＨＲＣ４０より低い場合、あるいはＨＲＣ４０以上であってもその形成範囲が上記した中心角±３０°の範囲をカバーしていない場合には、カム部としての強度および耐摩耗性が得難い傾向となる。なお、この硬化層５の厚さについては、カム部としての耐久性の観点から０．１ｍｍ以上とし、肉盛り処理の生産性および肉盛り時の熱変形防止の観点から０．６ｍｍ以下とすることが望ましい。
【００１５】
このような硬化層５の形成には、レーザ肉盛り処理を施すことが、例えば肉盛り材料を使用しないレーザ焼き入れ処理に較べて、さらに硬度が上昇し、耐摩耗性をさらに向上させることができると共に、成形によって減少したカム部２の肉厚を増すことができることから望ましく、このときの肉盛り材料としては炭素含有量が１〜４重量パーセントの鉄系材料粉末を使用すること、パワー密度としては２８０〜８５０Ｗ／ｍｍ２  の範囲のレーザを採用することがそれぞれ好ましい。すなわち、肉盛り材料の炭素含有量が１重量パーセント未満のときには十分に硬さを向上させることが難しく、炭素含有量が４重量パーセントを超えたときには肉盛り層中に軟らかい黒鉛が多く析出することによって硬さがかえって低下する傾向が認められることによる。また、レーザのパワー密度が２８０Ｗ／ｍｍ２  より低いと十分な熱が加わらないので未溶着部が生じ易くなる傾向があり、８５０Ｗ／ｍｍ２  より高いと入熱が過剰なものとなって溶融だれが生じる傾向があることによる。
【００１６】
上記中空一体型カムシャフト１のジャーナル部３については、ステム部４の肉厚をｔs 、ジャーナル部３の肉厚をｔj とするとき（図１（ａ）参照）、両者の比（ｔj ／ｔs ）を０．５〜１．０の範囲とすることが望ましい。すなわちｔj ／ｔs 比が０．５より小さいとジャーナル部の強度が得難い傾向となり、ｔj ／ｔs 比が１．０より大きいとカムシャフト全体としての重量が増し易い傾向となる。
【００１７】
また、このようなジャーナル部３の表面には、潤滑環境や負荷条件など、必要に応じて耐スカッフィング摩耗性を向上させるために、例えばレーザ焼き入れ処理を施すことによって、ビッカース硬さＨｖ１００以上の硬度を付与することができる。このときのレーザ焼き入れ処理条件としてはパワー密度が５〜５０Ｗ／ｍｍ２  、レーザビームの移動速度が０．３〜５．０ｍ／ｍｉｎの範囲とすることが望ましい。これは、パワー密度が５Ｗ／ｍｍ２  より小さい場合、およびビームの移動速度が５．０ｍ／ｍｉｎより速い場合には、ジャーナル部３の加熱が不十分となり易く、逆にパワー密度が５０Ｗ／ｍｍ２  より大きい場合、およびビームの移動速度が０．３ｍ／ｍｉｎより遅い場合には、溶融だれが生じたり、焼き入れとしての十分な冷却速度が得られず逆に軟化してしまう傾向があることによる。
【００１８】
なお、本発明に係わる中空一体型カムシャフトの製造方法において、硬化層５，６を形成するのにレーザ硬化処理、すなわちレーザ肉盛り、あるいはレーザ焼き入れを採用しているのは、レーザビームのエネルギ集中性が高く、処理に伴う変形などの熱影響が少ないことによる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係わる中空一体型カムシャフトの製造方法は、管体の外周部を部分的に膨出させてカム部やジャーナル部を成形する膨出成形工程と、膨出成形されたカム部の表面にパワー密度が２８０〜８５０Ｗ／ｍｍ２  のレーザを照射して肉盛り処理を施す工程から成るものであるから、肉盛り層の未溶着および肉盛り層の溶融だれや母材の軟化を招くことなく、カム部の強度および耐摩耗性を付与することができると共に、シャフト部に加えてカム部やジャーナル部をも中空構造としてより一層の軽量化を達成することができ、カムピースやジャーナルピースをあらかじめ作成しておく必要がないことから、部品点数も少なく、生産性を大幅に向上させることができ、軽量かつ高性能の中空一体型カムシャフトを安価に製造することができるという極めて優れた効果がもたらされる。
【００２０】
また、本発明の請求項２に係わるカムシャフトの製造方法においては、管体の径を部分的に縮小する縮小成形を上記膨出成形に組合わせた成形工程を採用すると共に、膨出成形されたカム部の表面に、上記同様のパワー密度のレーザを照射して、同様の肉盛り処理を施すようにしているので、上記効果に加えて、カム部の急激な肉厚変化を抑制することができ、とくにリフト量が大きいカムプロフィールを備えたカムシャフトの成形においても強度不足や成形割れなどの不具合を防止することができるという極めて優れた効果がもたらされる。
そして、上記製造方法の実施形態として請求項３に係わる製造方法においては、レーザ肉盛りにおける肉盛り材料として炭素含有量が１〜４重量％の鉄系材料粉末を用いるようにしているので、必要な強度および耐摩耗性を確保することができる。
【００２１】
本発明の請求項４に係わる中空一体型カムシャフトの製造方法は、管体の外周部を部分的に膨出させてカム部と共にジャーナル部を成形する膨出成形工程と、膨出成形されたジャーナル部の表面にパワー密度が５〜５０Ｗ／ｍｍ２  、移動速度が０．３〜５．０ｍ／ｍｉｎのレーザを照射して焼入れ処理を施す工程から成るものであるから、上記した軽量化及びコスト面の効果に加えて、ジャーナル部の耐スカッフィング摩耗を向上させることができると共に、焼入れ処理として必要な加熱温度と冷却速度を得ることができ、ジャーナル部表面を必要な硬さに硬化させることができるといういう極めて優れた効果がもたらされる。
【００２２】
そして、本発明の請求項５に係わる中空一体型カムシャフトの製造方法においては、管体の径を部分的に縮小する縮小成形を上記膨出成形に組合わせた成形工程を採用すると共に、膨出成形されたジャーナル部の表面に、上記同様のパワー密度及び移動速度のレーザを照射して、同様の焼入れ処理を施すようにしているので、上記効果に加えて、カム部の急激な肉厚変化を抑制することができるというさらに優れた効果が得られる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
【００２４】
実施例１
管体Ｗとして、ＪＩＳ  Ｚ３４４５  ＳＴＫＭ１３Ａに該当する外径３０ｍｍ，肉厚３ｍｍの電縫管を用意し、図２に示したような金型Ｍを使用して、種々の成形条件のもとに膨出成形を施すことによって、図１に示したような中空カムシャフト素材を製造した。なお、このときのカムリフト量については、４ｍｍ，６ｍｍ，８ｍｍの３仕様のカムプロフィールを備えたものとした。
【００２５】
次いで、ビーム幅１２ｍｍ、最大出力３ｋＷの炭酸ガスレーザを用いて、パワー密度２８０〜８５０Ｗ／ｍｍ２  の範囲内で、成形されたカム部２の表面にレーザ肉盛り処理を行った。このレーザ肉盛りに際しては、シールドガスとしてアルゴンガスを使用し、Ｆｅ−３．５％Ｃ−２．５％Ｓｉ−０．０８％Ｐの組成の粉末を用い、粉末供給量３〜３５ｇ／ｍｉｎ，加工速度０．８ｍ／ｍｉｎの条件を採用した。
【００２６】
これらの結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
0003585208.tif 000002
【００２８】
すなわち、発明例１に示すように、リフト量が４ｍｍと比較的小さいカムシャフトであれば、ステム相当部への縮小成形や、軸方向への圧縮を行わなくても、８０ＭＰａという低い液圧Ｐによってカム部２を膨出成形することができ、リフト量６ｍｍのカムシャフトにおいては、発明例２に示すように、１７０ＭＰａという比較的高い液圧Ｐをかけることのより、縮小成形や軸方向圧縮力の負荷なしにカム部２の形状を出すことができるが、カムノーズ部側の肉厚が薄くなるのでレーザー肉盛りによって厚い肉盛り層（硬化層５）を形成させる必要があり、同じ６ｍｍのリフト量６であっても、発明例３のようにステム相当部に、図３に示したような縮小成形をあらかじめ施すことによって、カムノーズ側の肉厚減少が緩和されることが確認された。
【００２９】
また、発明例４のように、ステム相当部にあらかじめ縮小成形を施すと共に、膨出成形時に図４に示したような圧縮力を負荷しながら、１９０ＭＰａという高い液圧Ｐをかけることによってリフト量８ｍｍのカム部２を成形することができ、このような成形条件を採用することによってカムノーズ側の肉厚減少を抑制できるので、レーザによる合金化のみ、すなわち肉盛りによる肉厚の増加を行わなくても肉厚を確保することができることが判明した。発明例５においては、さらに０．６ｍｍのレーザー肉盛りを施したものであって、当然のことながらカム部２に十分な肉厚増加がなされ、強度および耐摩耗性をより向上させることができる。なお、これら実施例における軸方向圧縮については、１０トンの圧縮力を油圧シリンダにより膨出成形に同期させて付加させるようにした。
【００３０】
これら発明例に対し、膨出成形時の液圧Ｐが低い比較例１においては、素材の張り出しが不足し、リフト量４ｍｍのカム部ですら所定の形状に成形することができず、逆に液圧Ｐが高すぎる比較例２においては、カムノーズ側の肉厚減少が大幅に減少するばかりでなく、一部に成形割れが発生した。また、縮小成形を施すと共に、膨出成形時に軸方向圧縮力を負荷したとしても、膨出成形時の液圧Ｐが低い場合には、比較例３のようにカム部を所定形状に成形することができず、逆に液圧Ｐが高すぎる比較例４の場合には、縮小成形および軸方向圧縮を行わない比較例２に較べて肉厚減少が多少緩和されるものの、微小な割れが部分的に発生する結果となることが確認された。
【００３１】
実施例２
上記実施例１における発明例１と同様の成形条件によって膨出成形されたカム部２の表面に、種々の条件によってレーザ肉盛り処理を施し、硬化層５の形状および表面硬さを調査した。これらの結果を表２に示す。
【００３２】
【表２】
0003585208.tif 000003
【００３３】
表２に示すように、肉盛り材料として、鋳鉄粉末を用いた発明例６、硬化層の硬さを増すためにＣｒやＭｏを含有した合金鋳鉄粉末を用いた発明例７および８、工具鋼系材料の粉末を用いた発明例９、さらにダイス鋼系材料の粉末を用いた発明例１０においては、各粉末の融点に応じてレーザのパワー密度を２８０から８５０Ｗ／ｍｍ２  の範囲でそれぞれ増加させることにより、いずれも良好な形状と粉末成分に応じた硬さを備えた硬化層５が得られることが確認された。
【００３４】
これらに対し、レーザのパワー密度が低すぎる比較例５の場合には、肉盛り金属を十分にカム部に溶着させることができず、逆にパワー密度が高すぎる比較例６の場合には、肉盛り金属と共にカム部の母材部分まで溶融してしまい、いずれも所期の形状の硬化層を形成することができなかった。また、肉盛り材料として炭素含有量の低い粉末を用いた比較例７、および炭素含有量が４．７％と高い粉末を用いた比較例８の場合には、適正なパワー密度のレーザを適用することにより良好な形状の硬化層が得られるものの、いずれも表面硬さが不足する結果となることが確認された。
【００３５】
実施例３
上記実施例１における発明例１と同様の成形条件によって膨出成形されたジャーナル部３の表面に、種々の条件によってレーザ硬化処理を施し、硬化層６の状態について調査した。これらの結果を表３に示す。
【００３６】
【表３】
0003585208.tif 000004
【００３７】
表３に示すように、レーザ硬化処理を実施しない発明例１１の場合に較べて、パワー密度が５から５０Ｗ／ｍｍ２  、ビームの移動速度が０．３から５．０ｍ／ｍｉｎの範囲ないのレーザを照射してレーザ焼き入れを施した発明例１２ないし１５の場合には、パワー密度およびビーム移動速度の上昇に伴ってジャーナル部表面の硬さが増加しているのに対し、パワー密度が低く、ビーム移動速度が速すぎる比較例９の場合には、ジャーナル部の表面の冷却速度が不十分で軟化してしまい、逆にパワー密度が高く、ビーム移動速度が遅すぎる比較例１０の場合には、入熱が過剰となってジャーナル部の母材部分まで溶融してい、ジャーナル部の形状が損なわれることが確認された。
【００３８】
実施例４
素材管体Ｗとして、ＪＩＳ  Ｇ  ３４４５にＳＴＫＭ１３Ｃとして規定される電縫鋼管を用意し、当該鋼管に、図２に示した金型Ｍを用いて、種々の成形条件のもとに膨出成形を施すことによって、図１に示したような中空カムシャフト素材（カム部最大外径：４２ｍｍ，ジャーナル部外径：２８ｍｍ，ステム部外径：２６ｍｍ）を一体成形し、次いで、カム部２およびジャーナル部３の表面に硬化処理を施し、硬化層５および６を形成することにより、表４に示すような肉厚寸法の中空一体型カムシャフト１を製造した。
【００３９】
そして、これらカムシャフトの剛性，耐摩耗性，耐久性などについて調査した。これらの結果は表４に併せて示すとおりである。
【００４０】
【表４】
0003585208.tif 000005
【００４１】
表４に示すように、所定の伸び率、すなわち１０％以上の伸び率を有する素材鋼管Ｗ（ＳＴＫＭ１３Ｃ）を使用して、所定の肉厚範囲のカム部２およびジャーナル部３を備え、これらカム部２およびジャーナル部３に、所定の範囲に所定硬さ、所定厚さの硬化層５および所定硬さの硬化層６を備えた発明例１６ないし２０に係わるカムシャフトにおいては、いずれも良好な形状を備え、剛性，耐摩耗性，耐久性に優れたカム部２およびジャーナル部３が形成されており、カムシャフトとしての十分な性能を備えていることが確認された。
【００４２】
これに対し、カムノーズトップ部２ｔからカムランプ部２ｒにかけての最小肉厚ｔｆ  が０．６ｍｍ（ｔｆ  ／ｔｂ  ＝０．２）、ジャーナル部の肉厚ｔｊ  が０．６ｍｍ（ｔｊ  ／ｔｓ  ＝０．２）と薄くなった比較例１１においては、カムノーズトップ部およびジャーナル部の変形量が大きく、所期の寸法精度を得ることができず、比較例１２の場合には、カム部の硬化層５およびジャーナル部の硬化層６の硬さがＨＲＣ３０およびＨｖ８０と低いために、カム部およびジャーナル部の摩耗量が過大となり、カムシャフトとしての性能を満足することができないことが判明した。
【００４３】
さらに、カム部の硬化層５が所定硬さを備えていても、その厚さが薄い比較例１３の場合には、カム部に剥離が発生することから耐久性の点で劣り、硬化層５の形成範囲が狭い比較例１４の場合には、カム部表面の摩耗量が過大となって、いずれも所期の性能を満たすことができないことが確認された。
【００４４】
また、伸び率の低い素材鋼管Ｗ（ＳＴＫＭ１７Ｃ）を使用した比較例１５においては、成形性が悪く、膨出成形によってカム部に割れが発生すること、加えて、カム部の硬化処理方法としてＰＰＷ法（プラズマ粉体肉盛り法）を採用した比較例１６においては、母材部への入熱量が大きくなることから肉盛りによる熱変形が大きくなって、所期の寸法精度を得ることができなくなることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）  本発明の一実施例に係わる中空一体型カムシャフトの形状を示す縦断面図である。
（ｂ）  図１（ａ）に示した中空一体型カムシャフトの外観形状を示す斜視図である。
（ｃ）  図１（ａ）に示す切断線Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は図１に示した中空一体型カムシャフトの成形過程を示す概略工程図である。
【図３】図２に示した成形工程の前工程として管体のステム部相当部に縮小成形を施す要領を説明する概略工程図である。
【図４】図２に示した成形工程に際して管体の軸方向に圧縮力を加える要領を示す概略工程図である。
【図５】従来の中空カムシャフトの成形要領を示す説明図である。
【符号の説明】
１  中空一体型カムシャフト
２  カム部
３  ジャーナル部
５，６  硬化層
２ｂ  ベース部
２ｔ  カムノーズトップ部
２ｒ  カムランプ部
Ｔ  カムノーズトップ
Ｗ  管体
【図１】
0003585208.tif 000006
【図２】
0003585208.tif 000007
【図３】
0003585208.tif 000008
【図４】
0003585208.tif 000009
【図５】
0003585208.tif 000010