JPH01211606A

JPH01211606A - ロッカーアーム

Info

Publication number: JPH01211606A
Application number: JP3392388A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kano; 眞加納; Ichiro Tanimoto; 一郎谷本; Keiichi Maekawa; 前川　慶一; Tetsuyuki Taniguchi; 谷口　徹之; Seiji Tsuruta; 誠次鶴田; Naoshi Kikiyouhara; 桔梗原　直志
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Atsugi Motor Parts Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Atsugi Motor Parts Co Ltd
Priority date: 1988-02-18
Filing date: 1988-02-18
Publication date: 1989-08-24

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】【発明の目的】

（産業上の利用分野）この発明は、エンジンの動弁機構において利用されるロ
ッカーアームに関するものである。（従来の技術）エンジンの動弁機構においては、直接駆動方式、スイン
グアーム方式、ロッカーアーム方式などの各種のものが
あり、それぞれがもつ固有振動数９等価剛性２等価質量
などを考慮して選択されている（このような動弁機構は
、例えば、１新編目動車工学便覧　く第４編〉」社団法
人　自動車技術会　昭和５８年９月３０日発行の第１−
５０頁〜第１〜５３頁に記載がある。９゜第３図はロッ
カーアーム方式の動弁機構を例示するもので、ロッカー
アーム１はロッカーシャフト２を中心にして揺動目在と
なっており、ロッカーアーム本体１ａの一端側における
カム３との当たり部にはロッカーアームチンプ１ｂが一
体化してあり、ロッカーアーム本体１ａの他端側にはア
ジャストスクリュー４がロックナツト５により固定して
あり、このアジャストスクリュー４の下端側にはバルブ
クリアランスＬを介してバルブステム６か配設してあり
、バルブステム６にはフッタ−７およびリテーナ−８を
組付けてバルブスプリング９の一端を支持する構造とし
たものであり、このロッカーアーム１はカム３に対して
カムフォロワとして機能することにより、／人ルブステ
ム６をｔＥ復駆動させるものである。このような構造のロンカーアーム１においては、第４図
に部分的に拡大して示すように、熱間鍛造した機械構造
用炭素鋼鋼材（ＪＩＳ　　Ｇ４０５１．５４０Ｃ）より
なるロッカーアーム本体１ａのカム３との当たり部に、
鉄基焼結材よりなるロッカーアームチップ１ｂを高周波
加熱により銀ろう付けし、この銀ろう付は部１０を介し
て一体化してなるものである。（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来のロッカーアーム１では
、ロッカーアーム本体１ａが、機械構造用炭素鋼鋼材を
素材として熱間鍛造により製作されたものであるため、
銀ろう付は後にロッカーアーム本体１ａの熱影響部（炉
中で行う場合にはその全体）が焼なましされてしまい、
強度の低下を生じることから、超高速耐久性に劣ったも
のになるという問題点を有し、超高速での駆動において
も耐久性に優れたロッカーアームを得るうえでの課題と
なっていた。（発明の目的）この発明は、上述した従来の課題にかんがみてなされた
もので、ロッカーアーム本体のカムとの当たり部にロッ
カーアームチップを一体化してなるロッカーアームにお
いて、ロッカーアーム本体にロッカーアームチップを例
えば銀ろう付けによって一体化させるに際し、銀ろう付
けによる熱影響部例えば炉中で行う場合にロッカーアー
ムの全体が焼なましされがたく、十分な硬度および靭性
ならびに接合強度を有していて、超高速の駆動において
もロッカーアーム本体部分で折損を生しかた〈、ロッカ
ーアームチップの剥離も生じがたく、耐摩耗性にも優れ
ていて、耐久性が十分に良好であるロッカーアームを提
供することを目的としている。

【発明の構成】

（課題を解決するための手段）この発明は、ロッカーアーム本体のカムとの当たり部に
ロッカーアームチップを一体化してなるロッカーアーム
において、前記ロッカーアーム本体は、重量％で、０．
０８％以上のバナジウムを含む非調質鋼を素材としてい
ることを特徴とするものである。第１図はこの発明に係るロッカーアームの一実施態様を
示しており、この図において部分的に拡大して示すロッ
カーアーム１は、ロッカアーム本体１ａのカム（３）と
の当たり部にロッカーアームチップ１ｂを緩衝材１１お
よびろう付は音６１２．１３を介して一体化してなり、
前記ロッカーアーム本体１ａは、バナジウムを含む非調
質鋼を素材としているものである。この発明に係る口・ンカーアーム１においては、上記の
ように、ロッカーアーム本体１ａは、バナジウムを含む
非調質鋼を素材としているものであるから、例えば、銀
ろう付けなどのろう付は部１２．１３、緩衝材１１等に
よってロッカーアームチップ１ｂを一体化させるに際し
、ろう付けによる熱影響部（炉中で行う場合はロッカー
アーム本体１ａの全体）が焼なましを受けがたく、ろう
付は後に熱処理を行わない非調質のままで十分な硬度お
よび靭性を有しており、超高速の駆動においてもロッカ
ーアーム本体１ａの部分で折損を生じることがないもの
となっている。このロッカーアーム本体１ａの素材となるバナジウムを
含む非調質鋼としては、とくに望ましくは、Ｓｉ：Ｏ，
１５〜０，３５重量％、Ｍｎ：０．９０〜１．３０重量
％、Ｖ：０．０８〜０．１５重量％、Ｃ：０．３〜０．
５重量％を合金元素として含有する鋼を用いるのがよい
。このような合金元素を含むものとするのがとくに望まし
いのは、次の理由による。すなわち、Ｓｔは脱酸剤であるとともに焼入れ性を向上
させる元素であり、Ｓｉ量が少なすぎるとロッカーアー
ムチップ１ｂのろう付けの際に熱影響部が焼なましされ
て硬度が低下し、とくに超高速の駆動において折損を生
じるおそれがでてくるので、Ｓｉ量は０．１５重量％以
上とするのがとくに望ましい。しかし、多すぎると加工
性が低下することとなるのでＳｉ量は０．３５重量％以
下とするのがとくに望ましい。また、Ｍｎは脱酸剤および脱硫剤であるとともに焼入れ
性を向上させる元素であり、Ｍｎ量が少、　　なすざる
とロッカーアームチップ１ｂのろう付けの際に熱影響部
が焼なましされて硬度が低下し、とくに超高速の駆動に
おいて折損を生ずるおそれがでてくるので、Ｍｎ量は０
．９０重量％以上とするのがとくに望ましい。しかし、
多すぎると加工性が低下し、ロッカーアーム本体１ａの
製造性が劣化するので１．３０重量％以下とするのかと
くに望ましい。さらに、■およびＣはロッカーアーム本体１ａにおける
強度および靭性を確保するのに有効な元素であり、これ
らＶおよびＣを適量含有させることによって、ロッカー
アームチップ１ｂのろう付けの際に熱影響部が焼なまし
されるのを阻止することができ、ろう付は後に熱処理を
施さない非調質のままで十分な硬度、より望ましくはＨ
ＲＢ９０以上の硬度および靭性を有するものとすること
ができるようになるので、このため、■については０．
０８重量％以上、Ｃについては０．３重量％以上とする
ことがとくに望ましい。そして、このようにＶおよびＣ
の適量添加によってロッカーアーム本体１ａの硬度がと
くに望ましくはＨＲＢ９０以上となるようにすることに
よって、とくに超高速における駆動において、もロッカ
ーアーム本体部分が折損を生ずるのを阻止することがで
きるようになる。しかし、■およびＣの含有量が多すぎ
ると加工性を劣化させるので、■については０．１５重
量％以下、Ｃについては０．５重量％以下とすることが
とくに望ましい。そして、この発明に係るロッカーアーム１のロッカーア
ーム本体１ａの素材となる非調質鋼は、上記の合金元素
を含有するもののみに限定されず、そのほか必要に応じ
てＮｉ、Ｃｒ、Ｍｏのうちの１種または２種以上、Ｎｂ
、Ｔａ、Ｔｉ。Ａ文、Ｎのうちの１種または２種以上などを適量含有す
るものであってもよい。このようなロッカーアーム本体１ａのカム（３）との当
たり部に一体化されるロッカーアームチップ１ｂとして
は、セラミックス焼結体、例えは、窒化けい素質焼結体
、部分安定化ジルコニア（ＰＳＺ）質焼結体などを使用
することがとくに望ましく、鉄基焼結材の場合には使用
条件等によってはカム（３）およびロッカーア−１、チ
ップ１ｂの耐摩耗性に劣ることもある。このロッカーアームチップ１ｂをロッカーアーム本体１
ａに一体化させるに際しては、ろう付け、とくに銀ろう
付けを用いることが望ましく、高周波加熱では接合強度
が低くなり、使用中にロッカーアームチップ１ｂの剥離
を生ずることもありうるので、真空炉中加熱によるろう
付けを行うことがとくに望ましい。また、このろう付けによる一体化に際し、セラミックス
焼結体よりなるロッカーアームチップ１ｂのろう付は面
に、遷移金属、例えばＴｉ。Ｚｒなどを蒸着させておくことも必要に応じて望ましく
、ろう（すは部分には銅板などの緩衝材１１を設けるよ
うにすることも必要に応じて望ましい。（実施例）この実施例においては、第２図に示す工程に突って、比
較例および参考例を含むロッカーアーム１を製造した。まず、第１表に示す化学成分の非調質低合金鋼鋼材より
なるパー材を１２００°Ｃに誘導加熱したのち、熱間鍛
造し、空冷することによってロッカーアーム本体粗材を
作製した。ついで、これらのロッカーアーム本体粗材に
対し、ロッカーアームチップ１ｂのろう付は面、ロッカ
ーシャフト２の貫通孔の内周面およびアジャストスクリ
ュー４の取付は孔を所定寸法となるように加工して、ロ
ッカーアーム本体１ａとした。一刀、ロッカーアームチップ１ｂにおいては、第１表の
Ｎｏ、　　１〜５およびＮｏ、７に示す部分安定化ジル
コニア質焼結体または窒化けい素質焼結体を製作して所
定の加工を行うことによりそれぞれ用意し、これら各ロ
ッカーアームチップ１ｂの銀ろう付は面に遷移金属とし
てＴｉを蒸着させた。次いで、各ロッカーアームチップ１ｂのろう付は面に緩
衝材１１として銅板を配設した状態でロッカーアームチ
ップ本体１ａのろう付は面上に載せ、この周囲に銀ろう
箔をセットした。次いで、この状態のままＮｏ、　　１〜５のものにっい
は真空炉中に搬入し、８５０°Ｃで５分間加熱保持した
のち、窒素ガスを導入して冷却させることにより、ロッ
カーアーム本体１ａにロッカーアームチップ１ｂを一体
化させたＮｏ、　　１〜５のロッカーアーム１を得た。一方、Ｎｏ、　７のものにおいては、ロッカーアームチ
ップ１ｂとしてセラミックス焼結体を用いたが、上記し
たような真空炉中加熱によるろう付けを行わす、高周波
加熱によるろう付けを行った。さらに、Ｎｏ、　　６のものにおいては、ロッカーアー
ムチップ１ｂの素材として鉄基焼結体（Ｆｅ−１２重量
％Ｃｒ）よりなるものを用い、高周波第１表　：　各ロ
ッカーアームの構成および評価試験結果次に、上記のようにして作製した実施例（Ｎｏ。１　、２）　、比較例（Ｎｏ、３〜６）および参考例（
Ｎｏ、７．）の各ロッカーアーム１に対して、第２表に
示す条件による超高速耐久試験、および第３表に示す条
件によるアイドル耐久試験を行った。これらの結果を第１表に合わせて示す。第２表：超高速耐久試験条件第３表：アイドル耐久試験条件第１表に示す結果より明らかなように、比較例間、３の
ロッカーアーム本体では、ロッカーアーム本体１ａの素
材である鋼中のＶおよびＣの含有量が少ないため、銀ろ
う付けの際に熱影響部か焼なましされてしまい、硬度お
よび強度が低下するので、超高速耐久試験においてロッ
カーアーム本体１ａで折損を生してしまった。また、比較例歯、４のロッカーアーム１では、ロッカー
アーム本体１ａの素材である鋼中のＳｉ、ＭｎおよびＶ
の含有量が少ないため、銀ろう伺けの際に熱影響部が焼
なまさしれてしまい、硬度および強度が低下するので超
高速耐久試験においてロッカーアーム本体１ａで折損を
生じてしまった。さらに、比較例間、５のロッカーアーム１では、従来の
３４０Ｃ相当の鋼材を素材としており、Ｍｎ含有量か少
ないとともにＶが第添加であるため、銀ろう（ｑけの際
に熱影響部が前記比較例Ｎｏ、　３　、４よりもさらに
焼なましされてしまい、硬度および強度がより低下する
ので、超高速耐久試験においてロッカーアーム本体１ａ
で折損を生してしまった。さらにまた、比較例歯、６のロッカーアーム１では、従
来の３４０Ｃ相当の鋼材からなるロッカーアーム本体１
ａに、鉄基焼結体よりなるロッカーアームチップ１ｂを
高周波加熱による銀ろう付けで一体化させたものである
ため、アイドル耐久試験においてかなり大きな段付き摩
耗を生じ、相手材であるカムノーズにおいてもかなり大
きな段付摩ＪＬを生していた。さらにまた、参考測量、７のロッカーアーム１では、ロ
ッカーアーム本体１ａに非調質低合金鋼を用いていると
ともに、ロッカーアームチップ１ｂに七′ラミックス焼
結体を用いているものの、高周波加熱による銀ろう付け
で両者を一体化させるようにしているため、接合強度が
かなり低く、それゆえ超高速耐久中にロッカーアームチ
ップ１ｂの剥離を生じた。これに対して、本発明実施例Ｎｏ、ｌ、２のロッカーア
ーム１では、ロッカーアーム本体１に所定の化学成分を
有する非調質低合金鋼を用いているとともに、ロッカー
アームチップ１ｂにセラミックス焼結体を用い、両者を
真空炉中加熱による銀ろう付けで一体化しているため、
銀ろう付けの際に熱影響部において焼なましを受けるこ
とがなく、ロッカーアーム本体１ａの熱影響部における
硬度が高く強度および靭性に優れ、さらには接合強度も
高いものとなっていることから、超高速耐久試験におい
てロッカーアーム本体１ａに折損を生ずることがなく、
ロッカーアームチップ１ｂの耐摩耗性に優れているとと
もに、カムノーズの庁耗最も少なく、相手材カムノーズ
に対する攻撃性が小さいという優れた結果であった。

【発明の効果】

以上説明してきたように、この発明によれば、ロッカー
アーム本体のカムとの当たり部にロッカーアームチップ
を一体化してなるロッカーアームにおいて、前記ロッカ
ーアーム本体は、重量％で、０．０８％以上のバナジウ
ムを含む非調質鋼を素材としているので、ロッカーアー
ム本体とロッカーアームチップとを一体化する際にロッ
カーアーム本体が焼なましされがたく、十分な硬度およ
び靭性ならびに接合強度を有しており、超高速の駆動に
おいてもロッカーアーム本体部分で折損を生ずることが
なく、かつまたロッカーアームチップの剥離も生じがた
く、耐摩耗性にも優れていて耐久性が十分に良好なロッ
カーアームであるという著しく優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るロッカーアームのロッカーアー
ムチップ部分を拡大して示す説明図、第２図はこの発明
の実施例において採用したロッカーアームの製造工程を
示す説明図、第３図はロッカーアームとカムおよびバル
ブステムとの組付は構成を示す説明図、第４図は従来の
ロッカーアームのロッカーアームチップ部分を拡大して
示す説明図である。１・・・ロッカーアーム、１ａ・・・ロッカーアーム本体、１ｂ・・・ロッカーアームチップ、３・・・カム。代理人弁理士　　小　塩　　　豊Ｊシ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ロッカーアーム本体のカムとの当たり部にロッカ
ーアームチップを一体化してなるロッカーアームにおい
て、前記ロッカーアーム本体は、重量％で、０．０８％
以上のバナジウムを含む非調質鋼を素材としていること
を特徴とするロッカーアーム。