JPH09242514A

JPH09242514A - タペットの製造方法

Info

Publication number: JPH09242514A
Application number: JP4760696A
Authority: JP
Inventors: Tadayoshi Hirotomi; 忠義広富; Masayoshi Ono; 正善大野; Hiroshi Kanamaru; 弘志金丸
Original assignee: Hino Motors Ltd; Nippon Steel Corp; Kasuya Seiko KK
Current assignee: Hino Motors Ltd; Nippon Steel Corp; Kasuya Seiko KK
Priority date: 1996-03-05
Filing date: 1996-03-05
Publication date: 1997-09-16

Abstract

(57)【要約】【課題】加熱処理時にタペット本体のセラミックチップ
への加圧力の調整が容易であって、しかも多種少量の製
造における生産性を向上させる。【解決手段】ロー材２３に対して剥離性のある台板２４
上にセラミックチップ２２を配置し、セラミックチップ
上にロー材２３を介して底面２１ｂが重なるようにタペ
ット本体２１ａを載せて上部に荷重をかける。この状態
で加熱処理して底面にセラミックチップをロー付けす
る。プッシュロッド挿入用孔２１ｃに挿入して固定され
る固定具２６に分銅２７を積載することによりタペット
本体２１ａの上部に荷重をかける。セラミックチップと
タペット本体の底部とを収容し、重なった状態で固定可
能な凹部２４ａを台板に形成することが好ましい。固定
具の中心にタペット本体の軸心に一致する軸部２６ｂが
形成され、孔２７ａ又は溝が形成された分銅を軸部に嵌
入することにより固定具に積載することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプッシュロッドの下
部に設けられるタペットの製造方法に関する。更に詳し
くは、セラミックチップがタペット本体の底面を覆うよ
うにロー付けされるタペットの多種少量製造に適した製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】４サイクルエンジンには通常バルブシス
テムが搭載される。バルブの形状は一般的にきのこ状に
形成され、コイルスプリングの力により閉じるようにな
っている。このバルブが開放することにより、４サイク
ルの作動工程における吸気及び排気を行うことができ、
開放されたバルブから燃焼室とシリンダ内のガス交換を
行うことができるようになっている。バルブを押して開
かせる装置はクランクシャフトの回転をタイミングベル
ト又はチェーン若しくはギヤによりカムシャフトに連結
させ、カムシャフトに設けられた略卵形のカムがシャフ
トとともに回転することによりロッカアームを介してバ
ルブを開閉させる。このカムシャフトの設けられる位置
によりバルブシステムを分類することができ、いわゆる
シリンダ上方にカムシャフトが設けられるオーバヘッド
カムシャフト方式とオーバヘッドバルブ方式（以下ＯＨ
Ｖという）に大別できる。

【０００３】図４に示すように、ＯＨＶではシリンダサ
イドに水平に位置したカムシャフト１２が回転すること
により直立する一対のプッシュロッド１７を介してロッ
カアーム１８の一端を押し上げ、そのアーム１８がシー
ソ式にバルブ１９を押し下げて開くように構成される。
プッシュロッド１７下部にはカムシャフト１２のカム１
６に当接するタペット２１が装着され、プッシュロッド
１７はタペット２１を介してカム１６の回転により上下
動するように構成される。

【０００４】一方、プッシュロッド１７の下部に設けら
れたタペット２１は常にカム１６に当接し、カム１６が
回転することから常にカム１６と擦れ合っているために
耐摩耗性が要求される。特に近年エンジンの高出力化等
に対応させるためにタペット２１に非常に高い耐摩耗性
が要求される。この耐摩耗性の要求を満足させるために
セラミックチップをタペット本体の底面を覆うようにロ
ー付けする技術が開発されている。このセラミックチッ
プのロー付けは、底面とセラミックチップとの間にロー
材の種類又はセラミックチップ若しくはタペット本体の
材質等に応じた適切な荷重を加えた状態で加熱処理する
ことによりタペット本体の底面にセラミックチップをロ
ー付けしている。このようにセラミックチップをタペッ
ト本体の底面にロー付けすることにより、セラミックの
優れた耐摩耗性を利用してカム１６と当接するタペット
２１の耐久性を向上させることができる。従来、加熱処
理時にタペット本体をセラミックチップに加圧する際に
はセラミックチップの上にロー材及びタペット本体を載
せて熱処理炉に入れた後で、熱処理炉の外部からエアシ
リンダやばねを用いてタペット本体の頂部に圧力を加え
ていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】同一種類のセラミック
チップ及びロー材を用いて、同一のタペットを多量に製
造する場合には、上記の方法で圧力を加えても生産性は
低下しない。しかしセラミックチップ又はロー材の種類
が増えて多種少量のタペットを同一の熱処理炉により製
造する場合に従来の方法では能率が悪くまた容易に圧力
を変えることができない不具合があった。本発明の目的
は、加熱処理時にタペット本体のセラミックチップへの
加圧力の調整が容易であってしかも多種少量の製造にお
いて生産性の高いタペットの製造方法を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、ロー材２３に対して剥離性のある台
板２４上にセラミックチップ２２を配置し、セラミック
チップ２２上にロー材２３を介してタペット本体２１ａ
の底面２１ｂが重なるようにタペット本体２１ａを載
せ、タペット本体２１ａの上部に荷重をかけ、この状態
で加熱処理してタペット本体２１ａの底面２１ｂにセラ
ミックチップ２２をロー付けするタペットの製造方法の
改良である。その特徴ある構成は、タペット本体２１ａ
のロッカアーム挿入用孔２１ｃに挿入して固定される固
定具２６に１又は２以上の分銅２７を積載することによ
りタペット本体２１ａの上部に荷重をかけるところにあ
る。固定具２６に積載される分銅２７を増減することに
よりタペット本体２１ａの上部に加える荷重を容易に変
えることができる。

【０００７】タペット本体２１ａの材質には構造用炭素
鋼及び構造用合金鋼等が挙げられ、ＪＩＳ規格のＳＮＣ
Ｍ６３０やＳＮＣＭ６１６が例示される。タペット本体
２１ａはこのような鋼材を鍛造又は切削により製造さ
れ、底面２１ｂは後工程で研削又は研磨仕上げされる。
セラミックチップ２２にはＳｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣ，Ａｌ
₂Ｏ₃、ジルコニア等が例示される。その板厚は少なくと
もカムから受ける衝撃に耐え得る強度が確保できるよう
に設定され、１．０ｍｍ〜２．０ｍｍが好ましく、１．
２ｍｍ〜１．８ｍｍが更に好ましい。ロー材２３はＴｉ
を含む銀ローが代表的に使用される。他のロー材として
はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系、Ａｇ−Ｃｕ−Ｔｉ−Ｚｎ系、Ａ
ｇ−Ｔｉ系、Ｃｕ−Ｔｉ系、又はＡｇ−Ｃｕ−Ｎｉ−Ｔ
ｉ系が挙げられる。またセラミックチップ２２のロー付
け面には予め蒸着法等によりメタライズ処理してもよ
い。その場合にはＡｇ−Ｃｕ系、Ａｇ−Ｃｕ−Ｉｎ系の
ロー材が好ましい。ロー付け時の雰囲気は真空、アルゴ
ンガス、水素ガス、窒素ガス等の非酸化雰囲気が好まし
く、Ｔｉ入りロー材の場合には特に真空若しくはアルゴ
ンガス又はこれらを組み合わせた雰囲気中でロー付けす
ることが好ましい。

【０００８】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明であって、セラミックチップ２２とセラミックチップ
上に底面２１ｂが重なるように載せたタペット本体２１
ａの底部２１ｂとを収容し重なった状態で固定可能な凹
部２４ａが台板２４に形成されたタペットの製造方法で
ある。台板２４の材質はロー材に対して剥離性のあるカ
ーボンやＡｌ₂Ｏ₃のようなセラミック材料が挙げられ
る。この台板２４はセラミックチップ２２及び底面２１
ａを同心状にロー付けするために凹部２４ａはセラミッ
クチップ２２及び底面２１ａより僅かに大径に形成され
ることが好ましい。

【０００９】請求項３に係る発明は、請求項１又は請求
項２に係る発明であって、固定具２６の中心にタペット
本体２１ａの軸心に一致する軸部２６ｂが形成され、軸
部２６ｂに嵌入可能な孔２７ａ又は溝が形成された分銅
２７を軸部２６ｂに嵌入することにより固定具２６に積
載するタペットの製造方法である。分銅２７を軸部２６
ｂに嵌入することにより安定した状態で熱処理すること
ができ、軸部２６ｂをタペット本体２１ａの軸心に一致
するように形成することによりタペット本体２１ａの底
面全体に均一に荷重をかけることができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳しく説明する。図１〜図３に示すように、タ
ペット２１はセラミックチップ２２がタペット本体２１
ａの底面２１ｂを覆うようにロー付けされる。タペット
本体２１ａはＪＩＳ規格のＳＮＣＭ６３０等の金属部材
を切削加工することにより作られ、セラミックチップ２
２はＳｉ₃Ｎ₄等が挙げられる。セラミックチップ２２は
窒化珪素燒結体で、両面が研磨仕上げされた直径３８ｍ
ｍ、厚さ１．５ｍｍの円板でその接合面の表面粗さＲａ
は０．２〜０．３μｍとなるように研磨される。タペッ
ト本体２１ａは大径部が３８．５ｍｍ、小径部が２２．
８ｍｍ、高さが５．５ｍｍの略きのこ状に加工され、大
径部の下面即ち底面２１ｂが表面粗さＲａが０．２〜
０．３μｍに研磨される。図２に示すように、小径部に
はプッシュロッド１７の下端が挿入される孔２１ｃを有
し、孔２１ｃの下部にはプッシュロッド１７の下部が係
合する凹部２１ｄが形成される。図１に示すように、セ
ラミックチップ２２の底面２１ｂへのロー付けは、ロー
材２３に対して剥離性のある台板２４上にセラミックチ
ップ２２を配置し、セラミックチップ２２上にロー材２
３を介してタペット本体２１ａの底面が重なるようにタ
ペット本体２１ａを載せて行う。タペット本体２１ａの
上部には荷重が加えられ、この状態で加熱処理すること
によりタペット本体２１ａの底面２１ｂにセラミックチ
ップ２２がロー付けされる。

【００１１】本発明の特徴ある構成は、タペット本体２
１ａのロッカアーム挿入用の孔２１ｃに挿入して固定さ
れる固定具２６に１又は２以上の分銅２７を積載するこ
とによりタペット本体２１ａの上部に荷重を加えるとこ
ろにある。セラミックチップ２２が配置される台板２４
の凹部２４ａはセラミックチップ２２とセラミックチッ
プ２２上に底面２１ｂが重なるように載せたタペット本
体２１ａの底部とを収容可能な深さを有し、かつセラミ
ックチップ２２と底面２１ｂの外径より僅かに大きく形
成される。従って、セラミックチップ２２とこの上に底
面２１ｂを重ねたタペット本体２１ａは重なった状態で
同心状に固定されるように構成される。固定具２６の下
部にはタペット本体２１ａのロッカアーム挿入用の孔２
１ｃに挿入する円柱状の挿入部２６ａが形成され、挿入
部２６ａはこの孔２１ｃより僅かに小さな径を有する。
また、固定具２６の上部の中心にはタペット本体２１ａ
の軸心に一致する軸部２６ｂが形成され、この軸部２６
ｂには分銅２７が嵌入される。

【００１２】分銅２７には中央部に孔２７ａ又は溝が形
成され、この孔２７ａ又は溝を軸部２６ｂに嵌入するこ
とにより固定具２６に積載するように構成される。この
実施の態様では分銅２７による荷重は３００〜５００ｇ
ｆであって、タペット本体２１ａの底面における圧力は
２７〜４５ｇｆ／ｃｍ²である。この荷重又は圧力はセ
ラミックチップやロー材の材質、表面粗さ又は厚さ等に
よって適宜変えられる。セラミックチップ２２の底面２
１ｂへのロー付けは、先ず台板２４の凹部２４ａにセラ
ミックチップ２２を配置し、次にこのセラミックチップ
２２上に活性ロー材（箔）２３を同心状に重ね合わせ、
更にこの活性ロー材（箔）２３を挟んで底面２１ｂが重
なるようにタペット本体２１ａを載せる。この状態でセ
ラミックチップ２２と底面２１ｂの接合面相互に所定の
圧力が加える。

【００１３】所定の圧力は固定具２６を用いて加えられ
る。即ち、固定具２６の下部に設けられた挿入部２６ａ
をタペット本体２１ａのロッカアーム挿入用の孔２１ｃ
に挿入することにより固定具２６をタペット本体２１ａ
に固定する。次いで固定具２６の軸部２６ｂに分銅２７
を必要な数だけ嵌入する。分銅２７の数を増減すること
によりセラミックチップ２２と底面２１ｂの接合圧力を
調節する。次に、圧力が調節された状態で図１に示す加
圧状態のタペット本体２１ａ及びセラミックチップ２２
を台板２４とともに熱処理炉内に移動して加熱処理を行
う。加熱処理は、先ず真空中で常温から５〜１０℃／分
の速度で昇温し、８５０℃に達したところで１５〜３０
分維持し、次いで雰囲気をＮ₂ガスに置換して冷却した
後、炉から台板２４を室温中に取り出す。この加熱処理
によりタペット本体２１ａの底面にセラミックチップ２
２がロー付けされる。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、タ
ペット本体のロッカアーム挿入用孔に挿入して固定され
る固定具に１又は２以上の分銅を積載することによりタ
ペット本体の上部に荷重をかけるので、固定具に積載さ
れる分銅を増減することによりタペット本体の上部に加
える荷重を容易に変化させることができる。この結果、
加熱処理時にタペット本体のセラミックチップへの加圧
力の調整を容易にすることができ、多種少量の製造にお
ける生産性を向上することができる。また、セラミック
チップとセラミックチップ上に底面が重なるように載せ
たタペット本体の底部とを収容し重なった状態で固定可
能な凹部を台板に形成すれば、セラミックチップ及び底
面を同心状にかつ確実にロー付けすることができる。更
に、固定具の中心にタペット本体の軸心に一致する軸部
が形成され、軸部に嵌入可能な孔又は溝が形成された分
銅を嵌入することにより固定具に積載すれば、分銅を軸
部に嵌入することにより安定した状態で熱処理すること
ができ、かつ軸部をタペット本体の軸心に一致するよう
に形成することによりタペット本体の底面全体に均一に
荷重をかけることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のロー付け状態を示す縦断面図。

【図２】そのタペットの構造を示す縦断面図。

【図３】そのタペットの分解斜視図。

【図４】タペットを使用するＯＨＶを示す構造図。

【符号の説明】

２１タペット２１ａタペット本体２１ｂ底面２１ｃロッカアーム挿入用孔２２セラミックチップ２３ロー材２４台板２４ａ凹部２６固定具２６ｂ軸部２７分銅２７ａ孔

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【手続補正書】

【提出日】平成８年３月２２日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
図１に示すように、ロー材２３に対して剥離性のある台
板２４上にセラミックチップ２２を配置し、セラミック
チップ２２上にロー材２３を介してタペット本体２１ａ
の底面２１ｂが重なるようにタペット本体２１ａを載
せ、タペット本体２１ａの上部に荷重をかけ、この状態
で加熱処理してタペット本体２１ａの底面２１ｂにセラ
ミックチップ２２をロー付けするタペットの製造方法の
改良である。その特徴ある構成は、タペット本体２１ａ
のプッシュロッド挿入用孔２１ｃに挿入して固定される
固定具２６に１又は２以上の分銅２７を積載することに
よりタペット本体２１ａの上部に荷重をかけるところに
ある。固定具２６に積載される分銅２７を増減すること
によりタペット本体２１ａの上部に加える荷重を容易に
変えることができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】本発明の特徴ある構成は、タペット本体２
１ａのプッシュロッド挿入用の孔２１ｃに挿入して固定
される固定具２６に１又は２以上の分銅２７を積載する
ことによりタペット本体２１ａの上部に荷重を加えると
ころにある。セラミックチップ２２が配置される台板２
４の凹部２４ａはセラミックチップ２２とセラミックチ
ップ２２上に底面２１ｂが重なるように載せたタペット
本体２１ａの底部とを収容可能な深さを有し、かつセラ
ミックチップ２２と底面２１ｂの外径より僅かに大きく
形成される。従って、セラミックチップ２２とこの上に
底面２１ｂを重ねたタペット本体２１ａは重なった状態
で同心状に固定されるように構成される。固定具２６の
下部にはタペット本体２１ａのプッシュロッド挿入用の
孔２１ｃに挿入する円柱状の挿入部２６ａが形成され、
挿入部２６ａはこの孔２１ｃより僅かに小さな径を有す
る。また、固定具２６の上部の中心にはタペット本体２
１ａの軸心に一致する軸部２６ｂが形成され、この軸部
２６ｂには分銅２７が嵌入される。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１３】所定の圧力は固定具２６を用いて加えられ
る。即ち、固定具２６の下部に設けられた挿入部２６ａ
をタペット本体２１ａのプッシュロッド挿入用の孔２１
ｃに挿入することにより固定具２６をタペット本体２１
ａに固定する。次いで固定具２６の軸部２６ｂに分銅２
７を必要な数だけ嵌入する。分銅２７の数を増減するこ
とによりセラミックチップ２２と底面２１ｂの接合圧力
を調節する。次に、圧力が調節された状態で図１に示す
加圧状態のタペット本体２１ａ及びセラミックチップ２
２を台板２４とともに熱処理炉内に移動して加熱処理を
行う。加熱処理は、先ず真空中で常温から５〜１０℃／
分の速度で昇温し、８５０℃に達したところで１５〜３
０分維持し、次いで雰囲気をＮ₂ガスに置換して冷却し
た後、炉から台板２４を室温中に取り出す。この加熱処
理によりタペット本体２１ａの底面にセラミックチップ
２２がロー付けされる。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、タ
ペット本体のプッシュロッド挿入用孔に挿入して固定さ
れる固定具に１又は２以上の分銅を積載することにより
タペット本体の上部に荷重をかけるので、固定具に積載
される分銅を増減することによりタペット本体の上部に
加える荷重を容易に変化させることができる。この結
果、加熱処理時にタペット本体のセラミックチップへの
加圧力の調整を容易にすることができ、多種少量の製造
における生産性を向上することができる。また、セラミ
ックチップとセラミックチップ上に底面が重なるように
載せたタペット本体の底部とを収容し重なった状態で固
定可能な凹部を台板に形成すれば、セラミックチップ及
び底面を同心状にかつ確実にロー付けすることができ
る。更に、固定具の中心にタペット本体の軸心に一致す
る軸部が形成され、軸部に嵌入可能な孔又は溝が形成さ
れた分銅を嵌入することにより固定具に積載すれば、分
銅を軸部に嵌入することにより安定した状態で熱処理す
ることができ、かつ軸部をタペット本体の軸心に一致す
るように形成することによりタペット本体の底面全体に
均一に荷重をかけることができる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】２１タペット２１ａタペット本体２１ｂ底面２１ｃプッシュロッド挿入用孔２２セラミックチップ２３ロー材２４台板２４ａ凹部２６固定具２６ｂ軸部２７分銅２７ａ孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大野正善千葉県袖ケ浦市長捕拓２号580−99 カスヤ精工株式会社内 (72)発明者金丸弘志東京都日野市日野台３丁目１番地１日野自動車工業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロー材(23)に対して剥離性のある台板(2
4)上にセラミックチップ(22)を配置し、前記セラミック
チップ(22)上に前記ロー材(23)を介してタペット本体(2
1a)の底面(21b)が重なるように前記タペット本体(21a)
を載せ、前記タペット本体(21a)の上部に荷重をかけ、
この状態で加熱処理して前記タペット本体(21a)の底面
(21b)に前記セラミックチップ(22)をロー付けするタペ
ットの製造方法において、前記タペット本体(21a)のロッカアーム挿入用孔(21c)に
挿入して固定される固定具(26)に１又は２以上の分銅(2
7)を積載することにより前記タペット本体(21a)の上部
に荷重をかけることを特徴とするタペットの製造方法。
【請求項２】セラミックチップ(22)と前記セラミック
チップ上に底面(21b)が重なるように載せたタペット本
体(21a)の底部(21b)とを収容し前記重なった状態で固定
可能な凹部(24a)が台板(24)に形成された請求項１記載
のタペットの製造方法。
【請求項３】固定具(26)の中心にタペット本体(21a)
の軸心に一致する軸部(26b)が形成され、前記軸部(26b)
に嵌入可能な孔(27a)又は溝が形成された分銅(27)を前
記軸部(26b)に嵌入することにより前記固定具(26)に積
載する請求項１又は２記載のタペットの製造方法。