JPH02223609A - ロッカーアームの製造方法 - 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、ロッカーアームの製造方法に関し、特に、セ
ラミック製チップをダイカスト法により鋳ぐるむロッカ
ーアームの製造方法に関する。

（従来の技術） 従来より、自動車用エンジンのロッカーアームの製造方
法としては、耐摩耗性焼結合金よりなる鉄系チップをダ
イカスト金型のキャビテイ面に当接せしめた後、前記ダ
イカスト金型のキャビティ空間に溶湯を加圧注入して、
鉄系チップをダイカスト法により鋳ぐるむ方法が知られ
ている。

ところが、近年におけるエンジンの高出力化に伴い、ロ
ッカーアームのスリッパ面にかかる面圧が増大傾向にあ
る。このため、特開昭５９−３９９０９号公報に示され
るように、鉄系チップに代えて窒化硅素等からなるセラ
ミック製チップをダイカスト法により鋳ぐるむロッカー
アームの製造方法が提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかるに、従来のダイカスト法によりセラミック製チッ
プを鋳ぐるむと、セラミック製チップのスリッパ面とダ
イカスト金型のキャビテイ面との馴染みが悪いために、
加圧注湯時にセラミック製チップのスリッパ面に局部的
な曲げ応力が加わったり、或いは、加圧注湯後ダイカス
ト金型よりロッカーアームを取出す時にスリッパ面がキ
ャビテイ面に引っ掛かったりするので、セラミック製チ
ップの摺接方向の前後端部は肉厚が薄いという理由と相
俟って、セラミック製チップのスリッパ面の前後端部に
クラックや木端欠は等の割れが発生するという問題があ
る。

前記に鑑みて、本発明は、セラミック製チップの前後端
部に前記のような割れが発生しないようにすることを目
的とする。

（課題を解決するための手段） 前記の目的を達成するため、本発明は、予め、セラミッ
ク製チップのスリッパ面における摺接方向の前後端部に
所定の面取り部を形成すると共に、スリッパ面の表面粗
さを所定値以下に形成しておくものである。

具体的に本発明の購じた解決手段は、カム部と摺接する
セラミック製チップのスリッパ面における摺接方向の前
後端部に、１Ｃ程度以上の面取り部又はアール部を形成
すると共に、前記スリッパ面の表面粗さをＲｍａｘ−１
μｍ以下に形成し、しかる後、前記セラミック製チップ
をダイカスト法にて鋳ぐるむ構成とするものである。

（作用） 前記の構成により、セラミック製チップのスリッパ面の
前後端部に、１Ｃ程度以上の面取り部又はアール部が形
成されているので、このスリッパ面の前後端部とダイカ
スト金型のキャビテイ面の隅部との整合性が良くなると
共に、セラミック製チップとキャビテイ面との接触面積
が少なくなって、ロッカーアームをダイカスト金型から
取り出す際にセラミック製チップがキャビテイ面に引っ
掛かり難くなる。

また、スリッパ面の表面粗さがＲｍａｘ−１μｍ以下に
形成されているため、スリッパ面に形成される凹凸が少
なくなるので、加圧注湯時、スリッパ面に局部的な曲げ
応力が加わり難くなると共に、ロッカーアームをダイカ
スト金型から取り出す際の摩擦力が小さくなってセラミ
ック製チップに生じる機械的応力が小さくなる。

（実施例） 以下、本発明の第１実施例を図面に基づいて説明する。

本第１実施例に係るロッカーアームの製造方法は、第１
図（イ）及び（ロ）に示すように、セラミック製チップ
１のスリッパ面２における摺接方向の前後端部に１Ｃ程
度以上の面取り部２１を形成すると共に、このセラミッ
ク製チップ１のスリッパ面２の表面粗さをＲｍａｘ　−
１μｍ以下に形成し、その後、第２図に示すように、セ
ラミック製チップ１をダイカスト金型３のチップインサ
ート部に、スリッパ面２がキャビテイ面３１に当接する
ようセットした後、ダイカスト金型３のキャビティ空間
３２にアルミニウム溶湯を加圧注入してセラミック製チ
ップ１をダイカスト法により鋳ぐるみ、型開きをした後
、エジェクトビンにより第３図に示すようなアルミニウ
ム製ロッカーアーム４を取り出すものである。

前記のセラミック製チップ１は以下のようにして製造す
る。

まず、窒化硅素を主成分とするセラミック粉末を、前記
面取り部２１と対応する形状を有する金型に充填した後
、プレスで加圧して圧縮成形体となし、次に、この圧縮
成形体を仮焼成した後、本焼成してセラミック製チップ
１を得る。なお、セラミック製チップ１のスリッパ面２
の前後端部には、前記面取り部２１に代えて１Ｃ程度の
アール部を形成してもよい。

このようにセラミック製チップ１に１Ｃ程度の而取り部
２１又はアール部を形成する理由は次のとおりである。

すなわち、第７図（イ）及び（ロ）に示すように、セラ
ミック製チップ１のスリッパ面２の前後端部に面取り部
又はアール部が形成されていなかったり、或いは、形成
されていてもその大きさが１Ｃ程度よりも小さい場合に
は、セラミック製チップ１のスリッパ面２の前後端部と
ダイカスト金型３のキャビテイ面３１の隅部と整合性が
悪く、また、注湯後、ダイカスト金型３からアルミニウ
ム製ロッカーアーム４を取り出す際、セラミック製チッ
プ１がダイカスト金型３のキャビテイ面゛３１に引っ掛
かり易い。

ところが、セラミック製チップ１のスリッパ面２の前後
端部に面取り部２１又はアール部を形成しておくと、セ
ラミック製チップ１のスリッパ面２の前後端部とダイカ
スト金型３のキャビテイ面３１の隅部との間に隙間がで
きるため、加圧注湯時の圧力を受けても局部的な曲げ応
力が加わり難いのでスリッパ面２の前後端部にクラック
や木端欠けが発生し難い。また、セラミック製チップ１
とキャビテイ面３１との接触面桔が少なくなるため、ア
ルミニウム製ロッカーアーム４を取出す際、セラミック
製チップ１がダイカスト金型３のキャビテイ面３１に引
っ掛かり難くなるので、やはり、スリッパ面２の前後端
部にクラックや木端欠けが発生し難い。

次に、本焼結後のセラミック製チップ１のスリッパ面２
をバレル研削し、その表面粗さをＲＩＩａｘ−１μｍ以
下に形成する。このようにする理由は次のとおりである
。

すなわち、セラミック製チップ１のスリッパ面２の表面
粗さがＲｍａｘ　−１μｍよりも粗い場合には、このス
リッパ面２に凹凸が存在するため、加圧注湯時スリッパ
面２に局部的な曲げ応力が加わり、また、注湯後ダイカ
スト金型３からアルミニウム製ロッカーアーム４を取出
す際の摩擦力が大きくなるため、セラミック製チップに
加わる機械的な応力が大きい。

ところが、スリッパ面２の表面粗さをＲａ＋ａｘ　−１
μｍ以下に形成しておくと、スリッパ面２に凹凸が殆ど
形成されないため、加圧注湯時、スリッパ面２に局部的
な曲げ応力が加わり難くなって、スリッパ面２の前後端
部にクラックが発生し難くなる。また、注湯後、ダイカ
スト金型３からアルミニウム製ロッカーアームを４を取
り出す際の摩擦力が小さくなるため、セラミック製チッ
プ１に加わる機械的な応力が小さくなって、やはりスリ
ッパ面２の前後端部にクラックが発生し難くなる。

以下、前記第１実施例の具体例について説明する。

まず、セラミック製チップ１のスリッパ面２における摺
接方向の前後端部に１Ｃの面取り部２１を形成すると共
に、このセラミック製チップ１のスリッパ面２の表面粗
さをＲ１１ａｘ　−０，６〜０゜９μｍに形成した。

次に、セラミック製チップ１をダイカスト金型３のチッ
プインサート部にセットした後、ダイカスト金型３のキ
ャビティ空間３２に、６８０℃のＡＤＣｌｏのアルミニ
ウム合金溶湯を加圧注入し、その５〜６秒後にダイカス
ト金型３の型開きをし、アルミニウム製ロッカーアーム
４をダイカスト金型３から取出した。

次に、このアルミニウム製口・ツカ−アーム４のパリ取
りをした後、螢光探傷法によりスリッパ面２のクラック
の有無を調査した。その結果、クラックは発生しておら
ず、また、同様の方法で製造した他の３０個のアルミニ
ウム製ロッカーアーム４に対しても同様の調査をしたと
ころ、やはりクラックは発生していなかった。

以下、前記具体例と対比するために行なった比較例につ
いて説明する。

まず、セラミック製チップ１のスリッパ面２における摺
接方向の前後端部に０．５Ｒのアール部を形成すると共
に、このセラミック製チップ１のスリッパ面２の表面粗
さをＲｍａｘ−１，３〜１゜９μｍに形成した。

次に、セラミック製チップ１を具体例と同一条件にてダ
イカスト法により鋳ぐるみ、アルミニウム製ロッカーア
ームを得た後、このアルミニウム製ロッカーアーム４の
パリ取りをした。このような方法で３０個のアルミニウ
ム製ロッカーアーム４を製造し、各々に対して螢光探傷
法によりスリッパ面２のクラックの有無を調査したとこ
ろ、３０個のうち２個についてはスリッパ面２の前後端
部にクラックが発生していた。

以下、本発明の第２実施例について説明する。

まず、窒化硅素を主成分とし、スリッパ面２に前記の面
取り部２１もアール部も形成されておらず、且つ、スリ
ップ面２が研削されていないセラミック製チップ１を、
ダイカスト金型３のチップインサート部に、スリッパ面
２がキャビティ１ｌｉｌｉ３１に当接するようセットし
た後、ダイカスト金型３のキャビティ空間３２にアルミ
ニウム溶場を加圧注入してセラミック製チップ１をダイ
カスト法により鋳ぐるみ、型開きをした後、エジェクト
ビンによりアルミニウム製ロッカーアーム４を取り出す
。

次に、トリミング後、ショツトブラスト処理を行なって
セラミック製チップ１周りのパリ取りを行ない、その後
、アルミニウム製ロッカーアーム４におけるロッカーシ
ャフト部、ＨＬＡ部及びオイル穴部等の機械加工をする
。

その後、第４図に示すように、セラミック製チップ１の
スリッパ面２をダイアモンド砥石５により研削加工する
。

このように、セラミック製チップ１を鋳ぐるんだ後、セ
ラミック製チップ１のスリッパ面２を研削すると、セラ
ミック製チップ１のスリッパ面２を基準にアルミニウム
製ロッカーアーム４本体を機械加工する場合に発生する
精度誤差を避けることができるので好都合である。

この場合、セラミック製チップ１のスリッパ面２の研削
条件としては次のものが好ましい。すなわち、ダイアモ
ンド砥石５として５Ｄ６００＃のものを使用し、研削液
として水溶性のものを使用し、研削速度は０．４ｍｍ／
秒以下とし、切込み量：０．２５ｍｍ／２バスの荒研削
をした後、切込み量＝１５μｍ／２バス以下の中研削を
し、さらに、切込み量＝５μｍ／２パス以下の仕上げ研
削を行なう方法が好ましい。

この場合、荒研削後に中研削をする理由は、荒研削によ
りスリッパ面２がむしり取られた状態になり、摺接相手
のカム部が損傷し易くなると共にスリッパ面２に微細な
りラックが発生する懸念があるのでこれらを防止するた
めである。中研削の切込み量については、２０μｍ／２
パス程度では荒研削によるむしり取り状態が十分に改善
されないので前記のように１５μｍ／２バス以下が好ま
しく、仕上げ研削の切込み量については、１０μｍ／２
パス程度では良好な研削面が得られないので前記のよう
に５μｍ／２バスが好ましく、研削速度については、０
．８ｍｍ／秒程度ではスリッパ面２に研削傷ができるの
で前記のように０．４ｍｍ／秒以下が好ましい。

また、研削方法としては、アルミニウム製口・ツカ−ア
ーム４を回転するダイアモンド砥石５に、ロッカーシャ
フト穴４１を軸としてスリッパ面２を矢印イに示す方向
、つまり摺接方向の前後方向に揺動させなから当接させ
る。

ところが、このようにしてスリッパ面２を研削加工する
と、スリッパ面２の側端部２２が工・ソジ状になり、こ
の状態で運転すると、セラミ・ンク製チップ１のエツジ
ロードにより、スリッパ面２の側端部に木端欠けが発生
したり、相手部材であるカム部における局部摩耗を誘発
するおそれがある。

そこで、スリッパ面２の側端部に発生したエツジを除去
するため、第５図及び第６図に示すように、エアグライ
ンダー式のダイアモンド砥石６により、セラミック製チ
ップ１のスリッパ面２の両側端部２２に１００〜３００
μｍの面取りを行なう。この場合、面取り二については
、余り多くするとチップ接触長さが短くなり面圧が増大
するので前記の量が好ましい。

なお、ダイアモンド砥石６で面取りする代わりに、ＰＶ
Ａ砥石を用いてスリッパ面２の両側端部２２をエッジ工
れさせておいてもよい。

この第２実施例のように、アルミニウム製ロッカーアー
ム４の本体を機械加工した後、セラミ、。

り製チップ１のスリッパ面２を研削加工すると、所望形
状のアルミニウム製ロッカーアーム４が得られると共に
、摺動特性上良好な表面形状を有するスリッパ面２が得
られるので、耐摩耗性が確保できる。また、面取り加工
によって、セラミック製チップ１の側端部における木端
欠は及び相手部材であるカム部の局部摩耗が効果的に防
止できる、。

以下、前記第２実施例の具体例について説明する。

まず、スリッパ面２に面取り部及びアール部が形成され
ておらず、且つ、スリップ面２が研削されていないセラ
ミック製チップ１をダイカスト法により鋳ぐるんだ後、
トリミング、ショツトブラスト処理及びパリ取りを行な
い、その後、アルミニウム製ロッカーアーム４の本体の
機械加工をした。

次に、セラミック製チップ１のスリッパ面２を、５Ｄ６
００＃で３１００回転のダイアモンド砥石５により、研
削速度０．４ｍｍ／秒で、切込み量＝０．２５ｍｍ／２
バスの荒研削、切込みｆｉ：１５μｍの中研削、切込み
量：５μｍの仕上げ研削の順で研削加工した。その後、
２３０＃のエアグラインダー式ダイアモンド砥石６によ
り、セラミック製チップ１のスリッパ面２の両側端部２
２を１２０μｍ程度面取りした。

その結果、セラミック製チップ１のスリッパ面２の表面
粗さはＲｍａｘ−０，８μｍであって、スリッパ面２を
ＳＥＭにより観察したところ、むしれ、クラック等の発
生がなく、良好な表面状態が得られた。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明に係るロッカーアームの製
造方法によると、セラミック製チップのスリッパ面の前
後端部に１Ｃ程度以上の面取り部又はアール部を形成し
たため、この前後端部とダイカスト金型のキャビテイ面
の隅部との整合性が良くなると共に、ロッカーアームを
ダイカスト金型から取り出す際にセラミック製チップが
キャビテイ面に引っ掛かり難くなるので、スリッパ面の
前後端部にクラックや木端欠けなどの割れが生じ難い。

また、スリッパ面の表面粗さをＲｍａｘ−１μｍ程度以
下に形成したため、加圧注湯時にスリッパ面に加わる局
部的な曲げ応力及びロッカーアームをダイカスト金型か
ら取り出す際の機械的応力が小さくなるので、スリッパ
面の前後端部にクラックや木端欠けなどの割れが生じ難
い。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１実施例であるロッカーア
ームの製造方法を示し、第１図（イ）はセラミック製チ
ップの側面図、第１図（ロ）は同じくセラミック製チッ
プの正面図、第２図はセラミック製チップをセットした
状態を示す断面図、第３図はこの方法によって得られる
アルミニウム製ロッカーアームの側面図、第４図〜第６
図は本発明の第２実施例であるロッカーアームの製造方
法を示し、第４図はセラミック製チップのスリップ面の
研削工程を示す側面図、第５図及び第６図は同じくスリ
ップ面の面取り工程を示す正面図、第７図（イ）及び（
ロ）は従来のロッカーアームの製造方法におけるセラミ
ック製チップを示す側面図及び正面図である。 １・・・セラミック製チップ ２・・・スリッパ面 ３・・・ダイカスト金型 ４・・・アルミニウム製ロッカーアーム２１・・・面取
り部 第４図 第７図 １・・・セラミック製チップ ２・・・スリッパ面 ３・・・ダイカスト金型 ４・・・アルミニウム製ロッカーアーム２１・・・面取
り部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）カム部と摺接するセラミック製チップのスリッパ
   面における摺接方向の前後端部に、１Ｃ程度以上の面取
   り部又はアール部を形成すると共に、前記スリッパ面の
   表面粗さをＲｍａｘ＝１μｍ以下に形成し、しかる後、
   前記セラミック製チップをダイカスト法にて鋳ぐるむこ
   とを特徴とするロッカーアームの製造方法。