JPH10148106A - アルミニウム製内燃機関用タペット及びその製法 - Google Patents

アルミニウム製内燃機関用タペット及びその製法

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JPH10148106A
JPH10148106A JP8307977A JP30797796A JPH10148106A JP H10148106 A JPH10148106 A JP H10148106A JP 8307977 A JP8307977 A JP 8307977A JP 30797796 A JP30797796 A JP 30797796A JP H10148106 A JPH10148106 A JP H10148106A
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aluminum
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Akiyoshi Mori
彰良 毛利
Tatsuo Kanzaki
辰雄 神崎
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Fuji Oozx Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アルミニウム製のタペット本体と、耐摩耗性
を有するカム摺接部材との接合強度が大きいアルミニウ
ム製内燃機関用タペットを得る。 【解決手段】 タペット本体１及びカム摺接部材７の基
材を、ともにアルミニウムまたはその合金とし、かつタ
ペット本体１とカム摺接部材７との間に、拡散接合また
は等温凝固接合により、拡散材が、タペット本体１及び
カム摺接部材７に相互拡散し、拡散材のみの層が実質的
に残存しない拡散層９を形成させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムまた
はアルミニウムを主成分とする合金を基材とする内燃機
関用タペット(以下単にアルミニウム製内燃機関用タペ
ットという)、及びその製法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のアルミニウム製内燃機関用タペッ
トには、カム摺接面の耐摩耗性を向上させるため、アル
ミニウム製のタペット本体におけるカムとの摺接部分
に、鉄系合金またはセラミックス等の耐摩耗性材料より
なるカム摺接部材をろう接したものがある。
【０００３】このろう接は、通常、タペット本体とカム
摺接部材との間に、両者の融点より低い融点のろう材を
挟み、それを加熱溶融させて行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のタ
ペットにおいては、タペット本体とカム摺接部材とは異
種材料(一方はアルミニウム、他方は鉄を主成分とする)
からなっており、使用できるろう材は、その双方に溶着
するものに制約されるため、選択できる範囲が狭く、し
かもろう接後にタペット本体とカム摺接面との間に残存
するろう材のみからなる中間層の強度が弱いという問題
がある。
【０００５】本発明は、従来の従来の技術が有する上記
のような問題点に鑑み、タペット本体とカム摺接部材と
を、ともにアルミニウム系の基材とすることにより、使
用できるろう材の選択範囲を拡大させるとともに、ろう
材とタペット本体、及びろう材とカム摺接部材の間のろ
う接状態を均一化させ、さらに、従来のろう材のみの中
間層が残存するろう接を行った場合に比して、はるかに
大きな接合強度が得られるようにした、アルミニウム製
内燃機関用タペット及びその製法を提供することを目的
としている。
【０００６】また本発明は、カム摺接部材の基材をタペ
ット本体と同様のアルミニウム系のものとしても、カム
摺接部材が十分な耐摩耗性を有するものとすることをも
目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。アルミニウム製内燃
機関用タペットに関し、 (１) アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする
合金を基材とするタペット本体と、アルミニウムまたは
アルミニウムを主成分とする合金を基材とする耐摩耗性
材料よりなるカム摺接部材とを、それらの間に、拡散材
が前記タペット本体及びカム摺接部材に相互拡散し、拡
散材のみの層が実質的に残存しない拡散層を介して互い
に接合する。
【０００８】(２) 上記(１)項において、カム摺接部材
が、耐摩耗性素子を分散した状態で含有するものとす
る。
【０００９】(３) 上記(２)項において、耐摩耗性素子
が、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、アルミナ、
シリコン結晶、炭化コバルト、金属モリブデン、炭化ク
ロム、窒化クロム、金属間化合物のうちの１種または２
種以上の混合物よりなる粒子、繊維、またはその両方を
含むものとする。
【００１０】(４) 上記(１)〜(３)項のいずれかにおい
て、拡散材が、亜鉛、マグネシウム、スズ、銅、鉛のう
ちの１種または２種以上の混合物よりなるものとする。
【００１１】アルミニウム製内燃機関用タペットの製法
に関して、 (５) アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする
合金を基材とするタペット本体と、アルミニウムまたは
アルミニウムを主成分とする合金を基材とする耐摩耗性
材料よりなるカム摺接部材との間に、タペット本体及び
カム摺接部材に拡散可能な拡散材を挟み、少なくともそ
の拡散材を挟んだ部分を加熱して、前記拡散材を、その
拡散材のみの層が実質的に残存しない程度まで、タペッ
ト本体及びカム摺接部材を拡散させることにより、拡散
接合または等温凝固接合させる。
【００１２】(６) 上記(５)項において、拡散接合また
は等温凝固接合を、タペット本体の硬化処理と同時に行
なう。
【００１３】(７) 上記(６)項において、タペット本体
の接合面とカム摺接部材の接合面との間に拡散材を挟ん
た後、タペット本体とカム摺接部材とのいずれか一方を
加圧して、塑性変形させ、そのときの肉の流れにより、
その接合面に新生面を成生させる。
【００１４】(８) 上記(５)〜(７)項のいずれかにおい
て、カム摺接部材が、耐摩耗性素子を分散した状態で含
有しているものとする。
【００１５】(９) 上記(８)項において、耐摩耗性素子
が、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、アルミナ、
シリコン結晶、炭化コバルト、金属モリブデン、炭化ク
ロム、窒化クロム、金属間化合物のうちの１種または２
種以上の混合物よりなる粒子、繊維、またはその両方を
含むものとする。
【００１６】(１０) 上記(５)〜(９)項のいずれかにお
いて、拡散材が、亜鉛、マグネシウム、スズ、銅、鉛の
うちの１種または２種以上の混合物よりなるものとす
る。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１及び図２は、請求項１〜６、
及び８〜１０に記載の本発明の第１の実施形態であるタ
ペットの完成品、及びその製造途中の状態を示す。
【００１８】まず、図２に基づいて、タペットの製造要
領について説明し、その後、図１に基づいて、本発明の
タペットの構成について説明する。
【００１９】まず、図２に示すように、アルミニウムま
たはアルミニウムを主成分とする軽合金を基材とする円
板状の頂壁(２)の外周部下面より円筒部(３)を連設し、
かつ頂壁(２)の下面中央に、図１に示すような耐摩耗性
のインナーシム(４)を嵌合するための環状突条(５)を突
設したタペット本体(１)を予め形成しておく。
【００２０】このタペット本体(１)の成形は、通常、ダ
イカスト及び機械加工により行なう。特に、頂壁(２)の
上面は、ダイカスト後に、切削または研削しておくのが
よい。
【００２１】次に、タペット本体(１)の頂壁(２)の上面
に、円形の薄板状またはシート状の拡散材(６)を載置
し、さらにその上に、タペット本体(１)と同様のアルミ
ニウムまたはアルミニウムを主成分とする軽合金を基材
とする耐摩耗性材料よりなる円板状のカム摺接部材(７)
を載置し、それらを上下方向より押圧して、互いに密着
させる。
【００２２】拡散材(６)としては、加熱により、アルミ
ニウム及びその軽合金に対して拡散する性質を有する、
例えば亜鉛、マグネシウム、スズ、銅、鉛等のうちの１
種または２種以上の混合物を用いるのがよい。
【００２３】カム摺接部材(７)としては、基材をアルミ
ニウム系としても、十分な耐摩耗性が得られるようにす
るため、例えば、基材中に耐摩耗性素子(８)を分散して
含有するものがよい。
【００２４】耐摩耗性素子(８)は、例えば炭化ケイ素、
窒化ケイ素、ジルコニア、アルミナ、シリコン結晶、炭
化コバルト、金属モリブデン、炭化クロム、窒化クロ
ム、金属間化合物のうちの１種または２種以上の混合物
よりなる粒子、繊維、またはその両方を含むものとする
のがよい。
【００２５】上記のように、タペット本体(１)とカム摺
接部材(７)との間に拡散材(６)を挟んで互いに密着させ
たものを、炉の中に入れて加熱するか、または高周波加
熱装置、レーザ加熱装置等の加熱装置により接合部分を
加熱することにより、拡散材(６)を金属学的に液相の状
態(固溶体)として、それをタペット本体(１)及びカム摺
接部材(７)の基材中にすべて拡散させるとともに、基材
を拡散材(６)側に溶解させて、拡散材(６)のみからなる
中間層が実質的に残存しないようにする(拡散接合)。
【００２６】また、液相化した拡散材(６)と基材との拡
散反応によって等温凝固させることにより、図１に略示
するように、タペット本体(１)とカム摺接部材(７)との
間に、それらの基材と拡散材(６)とが互いに拡散し合っ
て均一となった拡散層(９)が形成される。
【００２７】その後、常温まで冷却し、必要に応じて、
外周面その他を機械加工するとともに、環状突条(５)内
にインナーシム(４)を嵌合し、かしめ等により、環状突
条(５)の一部を塑性変形させて、インナーシム(４)を抜
け止めして、図１に示すようなタペットとする。なお、
拡散材(６)を液相化するための加熱処理は、タペット本
体(１)及びカム摺接部材(７)の硬化熱処理と同時に行な
うと効率がよい。、
【００２８】このようにして完成したタペットは、タペ
ット本体(１)とカム摺接部材(７)の基材とがともにアル
ミニウム系であり、かつそれらの間に、それらの基材と
拡散材(６)とが相互に拡散し合って、強度が母材とほぼ
同等となった均一組織の拡散層(９)が形成されている。
タペット本体(１)とカム摺接部材(７)は、この拡散層
(９)を介して強固に接合され、材質及び強度的に、ほぼ
同等の一体物となっている。
【００２９】さらに、カム摺接部材(７)には、耐摩耗性
素子(８)が含まれているので、動弁用のカム（図示略）
とくり返し摺接しても、摩耗は遅く、耐久性はすぐれた
ものとなっている。
【００３０】図３は、請求項５〜１０に記載の本発明の
製法の第２実施形態を示す。まず、(図３(ａ)に示すよ
うに、上述のタペット本体(１)と同材質の円柱形のブロ
ック(11)の上面(11a)と、上述のカム摺接部材(７)と同
材質の円板状のカム摺接部材(12)の下面(12a)とのいず
れか一方または双方に、上述の拡散材(６)と同材質の粉
体または粒体状の拡散材(13)を付着させておく。
【００３１】ついで、図３(ｂ)に示すように、拡散材(1
3)が付着した上面(11a)及び下面(12a)同士を接触させた
状態で、プレス装置における下型(14)の凹所(14a)内に
嵌合し、上型(15)を下降させて押圧することにより、カ
ム摺接部材(12)を、拡散材(13)を介してブロック(11)の
上面に圧接させ、カム摺接部材(12)及びブロック（１
１）を塑性変形させる。特にこの際、ブロック（１１）
を、上述のタペット本体(１)とほぼ同様の形状のタペッ
ト本体(11')に成形し、このときのブロック(11)及びカ
ム摺接部材(12)の肉の流れ(フロー)により、上面(11a)
及び下面(12a)に、酸化されていない新生面を形成させ
ておく。
【００３２】ついで、上型(15)を上昇させて、下型(14)
内のプレス成形品を取り出し、その後は、第１の実施形
態と同様に、炉中等において加熱して、拡散材(13)を液
相化させて、タペット本体(11')及びカム摺接部材(12)
に拡散させ、図３(ｃ)に示すように、タペット本体(1
1')とカム摺接部材(12)との間に、図１に示す拡散層
(９)と同様の拡散層(16)を形成させる。
【００３３】このとき、上述のように、接合面であるブ
ロック(11)の上面(11a)及びカム摺接部材(12)の下面(12
a)に形成してある新生面により、拡散材(13)の拡散は助
長される。
【００３４】ついで、図３(ｃ)に示すように、タペット
半製品の外周及び上端面等、必要個所を機械加工するこ
とにより、図３(ｄ)に示すようなタペットの完成品を得
る。
【００３５】なお、この実施形態においては、カム摺接
部材(12)の下面(12a)側には、わずかの新生面しか生成
されないが、ブロック(11)の上面(11a)側に新生面が形
成されるだけでも十分な効果が発揮できる。すなわち対
向する接合面のずれか一方に新生面を形成するだけでも
十分な効果が得られる。
【００３６】
【発明の効果】
(ａ) 請求項１記載の発明によると、タペット本体とカ
ム摺接部材とを、ともにアルミニウム系の基材とするこ
とにより、使用できるろう材の選択範囲を拡大しうると
ともに、ろう材とタペット本体、及びろう材とカム摺接
部材の間のろう接態様の均一化を図ることができる。ま
た、タペット本体とカム摺接部材とを、それらの間に拡
散部材がタペット本体及びカム摺接部材に拡散し、拡散
材のみの層が実質的に残存しない拡散層を介して互いに
接合したことにより、従来の接合部分にろう材のみの中
間層が残存するものに比して、タペット本体とカム摺接
部材との接合強度が著しく大きいアルミニウム製内燃機
関用タペットを得ることができる。
【００３７】(ｂ) 請求項２及び３記載の発明による
と、カム摺接部材の基材を、タペット本体と同様のアル
ミニウム系のものとしても、カム摺接部材は十分な耐摩
耗性を有することができる。
【００３８】(ｃ) 請求項４記載の発明によると、アル
ミニウムまたはその合金に対して、拡散材が迅速に拡散
することができる。
【００３９】(ｄ) 請求項５記載の発明によると、タペ
ット本体とカム摺接部材との接合強度が大きいアルミニ
ウム製内燃機関用タペットを簡単に得ることができる。
【００４０】(ｅ) 請求項６記載の発明によると、タペ
ット本体とカム摺接部材との接合と、タペット本体の硬
化熱処理とを、単一の加熱手段により同時に効率よく行
なうことができる。
【００４１】(ｆ) 請求項７記載の発明によると、接合
面に新生面を形成することにより、拡散材がタペット本
体またはカム摺接部材に迅速に拡散することができる。
【００４２】(ｇ) 請求項８及び９記載の発明による
と、カム摺接部材の基材をタペット本体と同様のアルミ
ニウム系のものとしても、カム摺接部材は十分な耐摩耗
性を有することができる。
【００４３】(ｈ) 請求項１０記載の発明によると、ア
ルミニウムまたはその合金に対して、拡散材が迅速に拡
散することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタペットの第１の実施形態を示す中央
縦断正面図である。
【図２】本発明のタペットの製法の第１の実施形態を示
す一部切欠分解斜視図である。
【図３】本発明のタペットの製法の第２の実施形態を示
す工程説明図である。
【符号の説明】
(１)タペット本体 (２)頂壁 (３)円筒部 (４)インナーシム (５)環状突条 (６)拡散材 (７)カム摺接部材 (８)耐摩耗性素子 (９)拡散層 (11)タペット本体形成用ブロック (11')タペット本体 (11a)上面(接合面) (12)カム摺接部材 (12')下面(接合面) (13)拡散材 (14)下型 (14a)凹所 (15)上型 (16)拡散層
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｃ２２Ｃ 1/09 Ｃ２２Ｃ 1/09 Ｇ 1/10 1/10 Ｆ 21/00 21/00 Ｅ

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 アルミニウムまたはアルミニウムを主成
    分とする合金を基材とするタペット本体と、アルミニウ
    ムまたはアルミニウムを主成分とする合金を基材とする
    耐摩耗性材料よりなるカム摺接部材とを、それらの間
    に、拡散材が前記タペット本体及びカム摺接部材に相互
    拡散し、拡散材のみの層が実質的に残存しない拡散層を
    介して互いに接合したことを特徴とするアルミニウム製
    内燃機関用タペット。
  2. 【請求項２】 カム摺接部材が、耐摩耗性素子を分散し
    た状態で含有している請求項１記載のアルミニウム製内
    燃機関用タペット。
  3. 【請求項３】 耐摩耗性素子が、炭化ケイ素、窒化ケイ
    素、ジルコニア、アルミナ、シリコン結晶、炭化コバル
    ト、金属モリブデン、炭化クロム、窒化クロム、金属間
    化合物のうちの１種または２種以上の混合物よりなる粒
    子、繊維、またはその両方を含むものである請求項２記
    載のアルミニウム製内燃機関用タペット。
  4. 【請求項４】 拡散材が、亜鉛、マグネシウム、スズ、
    銅、鉛のうちの１種または２種以上の混合物よりなる請
    求項１〜３のいずれかに記載のアルミニウム製内燃機関
    用タペット。
  5. 【請求項５】 アルミニウムまたはアルミニウムを主成
    分とする合金を基材とするタペット本体と、アルミニウ
    ムまたはアルミニウムを主成分とする合金を基材とする
    耐摩耗性材料よりなるカム摺接部材との間に、タペット
    本体及びカム摺接部材に拡散可能な拡散材を挟み、少な
    くともその拡散材を挟んだ部分を加熱して、前記拡散材
    を、その拡散材のみの層が実質的に残存しない程度ま
    で、タペット本体及びカム摺接部材を拡散させることに
    より、拡散接合または等温凝固接合させることを特徴と
    するアルミニウム製内燃機関用タペットの製法。
  6. 【請求項６】 拡散接合または等温凝固接合を、タペッ
    ト本体の硬化処理と同時に行なうことを特徴とする請求
    項５記載のアルミニウム製内燃機関用タペットの製法。
  7. 【請求項７】 タペット本体の接合面とカム摺接部材の
    接合面との間に拡散材を挟んた後、タペット本体とカム
    摺接部材とのいずれか一方を加圧して、塑性変形させ、
    そのときの肉の流れにより、その接合面に新生面を成生
    させることを特徴とする請求項５または６記載のアルミ
    ニウム製内燃機関用タペットの製法。
  8. 【請求項８】 カム摺接部材が、耐摩耗性素子を分散し
    た状態で含有している請求項５〜７のいずれかに記載の
    アルミニウム製内燃機関用タペットの製法。
  9. 【請求項９】 耐摩耗性素子が、炭化ケイ素、窒化ケイ
    素、ジルコニア、アルミナ、シリコン結晶、炭化コバル
    ト、金属モリブデン、炭化クロム、窒化クロム、金属間
    化合物のうちの１種または２種以上の混合物よりなる粒
    子、繊維、またはその両方を含むものである請求項８記
    載のアルミニウム製内燃機関用タペットの製法。
  10. 【請求項１０】 拡散材が、亜鉛、マグネシウム、ス
    ズ、銅、鉛のうちの１種または２種以上の混合物よりな
    る請求項５〜９のいずれかに記載のアルミニウム製内燃
    機関用タペットの製法。
JP8307977A 1996-11-19 1996-11-19 アルミニウム製内燃機関用タペット及びその製法 Pending JPH10148106A (ja)

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JP8307977A JPH10148106A (ja) 1996-11-19 1996-11-19 アルミニウム製内燃機関用タペット及びその製法
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