JPH0565809A - アジヤステイングシム - Google Patents
アジヤステイングシムInfo
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- JPH0565809A JPH0565809A JP3224046A JP22404691A JPH0565809A JP H0565809 A JPH0565809 A JP H0565809A JP 3224046 A JP3224046 A JP 3224046A JP 22404691 A JP22404691 A JP 22404691A JP H0565809 A JPH0565809 A JP H0565809A
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Classifications
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
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-
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 自動車用内燃機関の動弁機構において用いら
れるアジャスティングシムの改良に関する。 【構成】 窒化ケイ素を８０重量％以上９８重量％以下
含み、焼結体の気孔率が３％以下であるセラミックスか
ら構成されることを特徴とするアジャスティングシムで
ある。 【効果】 本発明のアジャスティングシムは動弁系の動
力損失および耐摩耗性の改善を可能とし、内燃機関の燃
費、性能および耐久性を向上することができる。
れるアジャスティングシムの改良に関する。 【構成】 窒化ケイ素を８０重量％以上９８重量％以下
含み、焼結体の気孔率が３％以下であるセラミックスか
ら構成されることを特徴とするアジャスティングシムで
ある。 【効果】 本発明のアジャスティングシムは動弁系の動
力損失および耐摩耗性の改善を可能とし、内燃機関の燃
費、性能および耐久性を向上することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車用内燃機関の動
弁機構に用いられるアジャスティングシムに関するもの
である。
弁機構に用いられるアジャスティングシムに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】自動車用内燃機関における動弁機構は、
概略図１に示すような構造を有する。図１において、１
はシリンダヘッド、２はカム、３はバルブリフタ、４は
アジャスティングシム、５は吸排気弁、６はバルブシー
ト、７は弁ばねであり、カム２によってバルブリフタ３
を駆動し、カム２の変位を吸排気弁５に伝えるようにさ
れている。この図１から判るように、バルブリフタ３と
カム２との間にアジャスティングシム４が配置されてい
る。このアジャスティングシム４はバルブクリアランス
を調整するためのものである。アジャスティングシム４
は通常金属で作られているが、軽量化および耐摩耗性の
向上を目的としてセラミックスで作ったものがある。
概略図１に示すような構造を有する。図１において、１
はシリンダヘッド、２はカム、３はバルブリフタ、４は
アジャスティングシム、５は吸排気弁、６はバルブシー
ト、７は弁ばねであり、カム２によってバルブリフタ３
を駆動し、カム２の変位を吸排気弁５に伝えるようにさ
れている。この図１から判るように、バルブリフタ３と
カム２との間にアジャスティングシム４が配置されてい
る。このアジャスティングシム４はバルブクリアランス
を調整するためのものである。アジャスティングシム４
は通常金属で作られているが、軽量化および耐摩耗性の
向上を目的としてセラミックスで作ったものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】アジャスティングシム
を脆性材料であるセラミックス製にした場合、例えば高
速走行中に急激にシフトダウンする等して、エンジンの
許容回転数以上にエンジンの回転数が上ることにより、
サージングやジャンピングなどの動弁系異常運動が発生
した際、アジャスティングシムに高い衝撃応力が加わ
り、アジャスティングシムが破壊し、エンジン破壊の原
因になるという問題があった。
を脆性材料であるセラミックス製にした場合、例えば高
速走行中に急激にシフトダウンする等して、エンジンの
許容回転数以上にエンジンの回転数が上ることにより、
サージングやジャンピングなどの動弁系異常運動が発生
した際、アジャスティングシムに高い衝撃応力が加わ
り、アジャスティングシムが破壊し、エンジン破壊の原
因になるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記問題点を
解決するためになされたもので、窒化ケイ素もしくはサ
イアロンの１種もしくは２種を８０重量％以上９８％重
量％以下含み、焼結体の気孔率が３％以上であるセラミ
ックスから構成されることを特徴とするアジャスティン
グシムである。
解決するためになされたもので、窒化ケイ素もしくはサ
イアロンの１種もしくは２種を８０重量％以上９８％重
量％以下含み、焼結体の気孔率が３％以上であるセラミ
ックスから構成されることを特徴とするアジャスティン
グシムである。
【０００５】
【作用】本発明におけるセラミックス材料とは、窒化ケ
イ素もしくはサイアロンの１種もしくは２種を主成分と
する材料であり、その含有量が８０重量％以上９８重量
％以下を含むことが重要である。８０重量％未満である
と、粒界相成分が多く含まれるために強度の低下が生
じ、動弁系の異常運動が発生した場合、アジャスティン
グシムが破壊する。又、９８重量％を越えると焼結体の
焼結性の低下を招き、加圧焼結法（ホットプレス法）を
用いなければ気孔を多く含む焼結体となり強度低下を生
じ、動弁系の異常運動が発生した場合、アジャスティン
グシムが破壊することになる。一方、焼結体の気孔率に
ついては、３％を越えると強度の低下を生じ、動弁系の
異常運動が発生した場合アジャスティングシムが破壊す
ることになる。
イ素もしくはサイアロンの１種もしくは２種を主成分と
する材料であり、その含有量が８０重量％以上９８重量
％以下を含むことが重要である。８０重量％未満である
と、粒界相成分が多く含まれるために強度の低下が生
じ、動弁系の異常運動が発生した場合、アジャスティン
グシムが破壊する。又、９８重量％を越えると焼結体の
焼結性の低下を招き、加圧焼結法（ホットプレス法）を
用いなければ気孔を多く含む焼結体となり強度低下を生
じ、動弁系の異常運動が発生した場合、アジャスティン
グシムが破壊することになる。一方、焼結体の気孔率に
ついては、３％を越えると強度の低下を生じ、動弁系の
異常運動が発生した場合アジャスティングシムが破壊す
ることになる。
【０００６】アジャスティングシムを構成するセラミッ
クス材料の曲げ強度が１００ｋｇ／ｍｍ2未満であると
動弁系の異常運動が発生した場合、アジャスティングシ
ムが破壊することになり、アジャスティングシムを構成
するセラミックス材料の曲げ強度は１．０ＧＰａ以上必
要であり、信頼性確保の見地からは、好ましくは１．２
ＧＰａ以上が望ましい。
クス材料の曲げ強度が１００ｋｇ／ｍｍ2未満であると
動弁系の異常運動が発生した場合、アジャスティングシ
ムが破壊することになり、アジャスティングシムを構成
するセラミックス材料の曲げ強度は１．０ＧＰａ以上必
要であり、信頼性確保の見地からは、好ましくは１．２
ＧＰａ以上が望ましい。
【０００７】一方、アジャスティングシムとして要求さ
れるセラミックス材料の耐衝撃性について検討した結
果、公知の衝撃試験法（シャルピー、アイゾット、落重
試験）にて得られた評価結果と、実際の動弁系の異常運
動でのアジャスティングシムの結果が必ずしも一致しな
い。種々のセラミックス衝撃特性評価法について検討し
た結果、衝撃圧縮弾性限（ユゴニオ弾性限）が１５ＧＰ
ａ未満のセラミックス材料から構成されるアジャスティ
ングシムが動弁系の異常運動で破壊する知見を得た。こ
のためアジャスティングシムを構成するセラミックス材
料の衝撃圧縮弾性限（ユゴニオ弾性限）は１５ＧＰａ以
上であることが望ましい。
れるセラミックス材料の耐衝撃性について検討した結
果、公知の衝撃試験法（シャルピー、アイゾット、落重
試験）にて得られた評価結果と、実際の動弁系の異常運
動でのアジャスティングシムの結果が必ずしも一致しな
い。種々のセラミックス衝撃特性評価法について検討し
た結果、衝撃圧縮弾性限（ユゴニオ弾性限）が１５ＧＰ
ａ未満のセラミックス材料から構成されるアジャスティ
ングシムが動弁系の異常運動で破壊する知見を得た。こ
のためアジャスティングシムを構成するセラミックス材
料の衝撃圧縮弾性限（ユゴニオ弾性限）は１５ＧＰａ以
上であることが望ましい。
【０００８】
【実施例】次に実施例に基づいて本発明を具体的に説明
する。
する。
【０００９】実施例１ 市販の窒化ケイ素粉末（α化率９５％、平均粒径０．５
μｍ）を９２重量％、焼結助剤として酸化イットリウ
ム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム粉末を各々
５、２、１重量％を、エタノール中、ナイロン製ボール
ミルにより１００時間湿式混合した後、得られたスラリ
ーを２０μｍのナイロンメッシュでふるい分けした。こ
れを９０℃で２０時間乾燥させ、得られた乾燥物を２５
０μｍのナイロンメッシュでふるい分けした粉末を、３
０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力でＣＩＰ成形した。この成形
体を種々の焼結条件にて焼結し得られた焼結体より、φ
２５×３の図２に示す如き円盤状試験片を切り出し、上
下面を＃８００ダイヤモンド砥石で仕上げ加工、又、円
周部についてはＲ０．３の面取りを行いアジャスティン
グシムとした。又、同時に同焼結体からはＪＩＳ Ｒ
１６０１に準拠した抗折試験片を各１５本ずつ切り出
し、３点曲げ強度測定に供すると共に、衝撃圧縮弾性限
（ユゴニオ圧縮応力）を測定する試料として１９×１９
×５の試験片を切り出し、上下面を＃８００ダイヤモン
ド砥石で仕上げ加工を行い、図３に示す傾斜鏡法にて衝
撃圧縮弾性限（ユゴニオ圧縮応力）を測定した。
μｍ）を９２重量％、焼結助剤として酸化イットリウ
ム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム粉末を各々
５、２、１重量％を、エタノール中、ナイロン製ボール
ミルにより１００時間湿式混合した後、得られたスラリ
ーを２０μｍのナイロンメッシュでふるい分けした。こ
れを９０℃で２０時間乾燥させ、得られた乾燥物を２５
０μｍのナイロンメッシュでふるい分けした粉末を、３
０００ｋｇ／ｃｍ2の圧力でＣＩＰ成形した。この成形
体を種々の焼結条件にて焼結し得られた焼結体より、φ
２５×３の図２に示す如き円盤状試験片を切り出し、上
下面を＃８００ダイヤモンド砥石で仕上げ加工、又、円
周部についてはＲ０．３の面取りを行いアジャスティン
グシムとした。又、同時に同焼結体からはＪＩＳ Ｒ
１６０１に準拠した抗折試験片を各１５本ずつ切り出
し、３点曲げ強度測定に供すると共に、衝撃圧縮弾性限
（ユゴニオ圧縮応力）を測定する試料として１９×１９
×５の試験片を切り出し、上下面を＃８００ダイヤモン
ド砥石で仕上げ加工を行い、図３に示す傾斜鏡法にて衝
撃圧縮弾性限（ユゴニオ圧縮応力）を測定した。
【００１０】アジャスティングシムの評価ついては、図
４に示すモータリング装置によりカムの回転数より換算
した機関回転数に対するアジャスティングシムの破壊限
界回転数で評価した。機関回転数はカム軸の回転数の２
倍となる。本モータリング装置は機関回転数換算で７６
００ｒｐｍより動弁系の異常運動が始まり、１００００
ｒｐｍが最高回転数である。実際のエンジンでは異常運
転の場合でも９０００ｒｐｍを越えることはあり得ない
ため、９０００ｒｐｍで破壊しないことがアジャスティ
ングシムとして採用される目安となる。以上の評価結果
については表１に示す。表１中には添加組成比により求
められる材料比重とアルキメデス法により求めた焼結体
の比重の両方の値より求めた気孔率についても併せて示
した。
４に示すモータリング装置によりカムの回転数より換算
した機関回転数に対するアジャスティングシムの破壊限
界回転数で評価した。機関回転数はカム軸の回転数の２
倍となる。本モータリング装置は機関回転数換算で７６
００ｒｐｍより動弁系の異常運動が始まり、１００００
ｒｐｍが最高回転数である。実際のエンジンでは異常運
転の場合でも９０００ｒｐｍを越えることはあり得ない
ため、９０００ｒｐｍで破壊しないことがアジャスティ
ングシムとして採用される目安となる。以上の評価結果
については表１に示す。表１中には添加組成比により求
められる材料比重とアルキメデス法により求めた焼結体
の比重の両方の値より求めた気孔率についても併せて示
した。
【００１１】
【表１】
【００１２】実施例２ 実施例１と同様の原料粉末を表２に示す組成にて実施例
１と同様の手法により混合、乾燥、成形した後、表２に
示す焼結温度で５時間、２気圧、Ｎ2ガス雰囲気下で焼
結し、さらに１６００℃、１時間、１０００気圧Ｎ2ガ
ス雰囲気下でＨＩＰ処理した。
１と同様の手法により混合、乾燥、成形した後、表２に
示す焼結温度で５時間、２気圧、Ｎ2ガス雰囲気下で焼
結し、さらに１６００℃、１時間、１０００気圧Ｎ2ガ
ス雰囲気下でＨＩＰ処理した。
【００１３】
【表２】
【００１４】得られた焼結体を実施例１と同様の手法に
て評価した結果を表３に示す。
て評価した結果を表３に示す。
【００１５】
【表３】
【００１６】
【発明の効果】本発明によるアジャスティングシムは動
弁系の動損失および耐摩耗性の改善を可能とし、内燃機
関の燃費、性能および耐久性を向上することができる。
弁系の動損失および耐摩耗性の改善を可能とし、内燃機
関の燃費、性能および耐久性を向上することができる。
【図１】エンジンの動弁機構の縦断面図である。
【図２】アジャスティングシムの形状の説明図である。
【図３】傾斜鏡法の概略図である。
【図４】モーリング装置の概念図である。
【符号の説明】 １ シリンダヘッド ２ カム ３ バルブリフタ ４ アジャスティングシム ５ バルブ ６ バルブシート ７ 弁バネ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山川 晃 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内
Claims (4)
- 【請求項１】 窒化ケイ素もしくはサイアロンの１種も
しくは２種を８０重量％以上９８％以下含み、焼結体の
気孔率が３％以下であるセラミックスから構成されるこ
とを特徴とするアジャステイングシム。 - 【請求項２】 曲げ強度が１．０ＧＰａ以上である請求
項１記載のアジャスティングシム。 - 【請求項３】 曲げ強度が１．２ＧＰａ以上である請求
項１記載のアジャスティングシム。 - 【請求項４】 衝撃圧縮弾性限（ユゴニオ圧縮応力）が
１５ＧＰａ以上である請求項１ないし３のいずれかに記
載のアジャスティングムシム。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3224046A JPH0565809A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | アジヤステイングシム |
| US07/911,914 US5358797A (en) | 1991-09-04 | 1992-07-10 | Adjusting shim |
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