JPS5936085B2 - 内燃機関用バルブロッカア−ムの製造法 - Google Patents

内燃機関用バルブロッカア−ムの製造法

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JPS5936085B2
JPS5936085B2 JP1192776A JP1192776A JPS5936085B2 JP S5936085 B2 JPS5936085 B2 JP S5936085B2 JP 1192776 A JP1192776 A JP 1192776A JP 1192776 A JP1192776 A JP 1192776A JP S5936085 B2 JPS5936085 B2 JP S5936085B2
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JP
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rocker arm
coating layer
wear
cylindrical body
fusing
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JP1192776A
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憲二 牛谷
克己 近藤
昭二 宮崎
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、耐摩耗性及び生産性に優れ、しかも軽量化を
計つた内燃機関用バルブ頭メカアームの製造方法に係る
周知の如く、カムシャフトの回転運動を往復運動に変換
し、エンジンバルブの開閉を行なわせる内燃機関用バル
ブロッカアームは、カムシャフトのカムに接触する部分
、即ちパッド面に高度の耐摩耗性と靭性が要求され、こ
の要求を満足すべく従来から種々の対策がなされている
が、未だ十分なものは得られていない。
内燃機関用バルブロッカアームのパッド面の摩耗を軽減
する対策として、耐摩耗性の良い材料の適用やバルブス
プリング荷重の低減等が考えられており、従来、前者に
ついては、クロムメッキ、自溶性合金の肉盛り、チル鋳
造片のろう付け等による接合ロッカアームが実用化され
ている。
又、後者については、ロッカアームの軽量化を計ること
によつて達成でき、その軽量化はロッカアームの小型化
、更に材質変更、例えば鉄系鍛造品からアルミ合金製へ
の変更によりー部実施されている。バルブロッカアーム
のアルミ合金化による軽量化の効果は大きく、今後増大
の傾向にあると思われるが、かかるアルミ合金ロッカア
ームは、そのロッカパッド面に十分な耐摩耗性を付与す
る点で欠点を有している。現在のアルミ合金ロッカアー
ムには、ロッカパッド面に鋳鉄チップをアルミ合金で鋳
ぐるんだものがヨーロッパで見られるが、これは十分な
耐摩耗性を有していない。従来、一般の鉄製ロッカアー
ムに見られるクロムメッキや自溶性合金、あるいは熱処
理鋼は、アルミ合金ロッカアームのパッド面に用いるこ
とはできない。
即ちクロムメッキの場合は、メッキ層厚さが50ミクロ
ン前後と薄く、十分な耐久性と信頼度を得ることができ
ず、又自溶性合金の場合は溶射後アルミ合金の融点より
高い1000〜1100℃に加熱しなければならず、又
熱処理鋼では鋳ぐるみ温度がアルミ合金の融点より非常
に高くなつてしまう恐れがあり、いずれも実施不可能で
あつた。本発明は、従来の内燃機関用バルブロッカアー
ム、特にアルミ合金ロッカアームに於ける上述の如き欠
点に鑑み、十分な耐摩耗性が付与されたパツド部を有す
る改良された内燃機関用バルプロツカアームの製造法を
提供することを目的としている。
かかる目的は、本発明によれば、金属製の円筒体をその
中心軸線の周りに回転させつつその外周面に自溶性合金
を溶射して耐摩耗性被覆層を形成し、更に該耐摩耗性被
覆層をフユージング処理し、その後前記円筒体を軸方向
に所定幅を有しまた周方向に所定長さを有する片に切断
して湾曲した金属片要素を得、該金属片要素をその湾曲
した形状を保つたままロツカアーム本体のパツド部に該
湾曲形状の凹側にて接合することを特徴とする内燃機関
用バルプロツカアームの製造法によつて達成される。
かかる本発明によるバルプロツカアームの製造法によれ
ば、パツド部表面が金属片要素の接合により耐摩耗被覆
層とされ、その接合は、前記金属片要素を鋼、合金鋼、
鋳鉄あるいは鋳鋼などで構成しておけば、その金属とロ
ツカアーム本体との比較的低温の鋳ぐるみ、ろう付けあ
るいは溶接等により達成され、従つて予め一方の面にク
ロムメツキ、自溶性合金の肉盛りあるいはチル鋳造片の
ろう付け等により耐摩耗性被覆層が構成された金属片要
素をロツカアーム本体に接合すれば、パツド部に十分な
耐摩耗性を付与した上でロツカアーム本体を低融点且軽
自重のアルミニウム等の軽合金あるいはその合金によつ
て構成でき、軽量で且耐摩耗性のあるロツカアームを提
供することができる。
又かかる製造法によれば、従来特に耐摩耗性被覆層とし
て自溶性合金等をロツカアーム本体のパツド部に肉盛り
する際に問題になつていた肉盛り材層の歩留り、肉盛り
作業性、その肉盛り部の研削仕上げ加工性等を大巾に改
善することができる。
又本発明製造方法の詳細な特徴によれば、円筒体の外周
面の耐摩耗性被覆層を自溶性合金の溶射肉盛りにより構
成する場合は、その溶射肉盛り後フユージング処理を行
うことが好ましい。また本発明の製造方法によれば、円
筒体の外周面に対する耐摩耗性被覆層の形成とその後の
フユージング処理は円筒体をその中心軸線の周りに回転
させつつ行われるので、円筒体の外周面全体に亘つて均
一な厚さを有する耐摩耗性被覆層を形成することができ
、またそれに対するフユージング処理も耐摩耗性被覆層
の全体に亘つて均一に行われる。
以下に添付の図を用いて本発明による内燃機関用バルプ
ロツカアームの製造法の一例を詳細に説明する。
第1図は本発明による内燃機関用バルプロツカアームの
一例を示す側面図であり、同図に於て、1はロツカアー
ム本体であり、この場合例えばアルミ合金の鋳造により
製造されている。
ロツカアーム本体1はそのほぼ中央部にロツカシヤフト
が通る円形の孔2が形成され、図にて右側の端部にてエ
ンジンバルブのステムと連結されると共に、他方左側の
端部はカムシヤフトのカムと接触するパツド部3とされ
ている。このパツド部3には予め一方の面に耐摩耗性被
覆層4が施された金属片要素5がその他方の面をもつて
鋳ぐるみ、ろう付けあるいは溶接等の適宜の手段により
接合され、そのパツド部の実質的な表面は前記耐摩耗性
被覆層4により所定曲率で湾曲した丸周面によつて郭定
されている。耐摩耗性被覆層4はクロムメツキ層あるい
はNi系、CO系、Fe系の自溶性合金の溶射肉盛り層
、又はチル鋳鉄層等によつて構成されていて良く、又金
属片要素5は炭素鋼、合金鋼、鋳鉄あるいは鋳鋼等によ
り構成されていて良い。第2図は本発明による内燃機関
用バルプロツカアームの製造法を示す加工工程説明図で
あり、以下それを順を追つて説明する。先ず第2図1に
示す如く、ロツカアームのパツド面の曲率より所定量大
きい曲率(小さい径)をもつた炭素鋼管材よりなる筒状
体10を準備し、これをトリクレンにて脱脂し、十分乾
燥後焼成アルミナ(グリッド径1〜3n程度)でシヨツ
トブラストし、円筒体外周面をあらす。
次いで円筒体10をその軸線の周りに回転させながら外
周面に自溶性合金粉末をサーモスプレー法あるいはプラ
ズマ溶射法により0.3〜0.717!L程度の厚さに
まで均一に溶射肉盛りし、第2図2に示す如く円筒体1
0の外周面全体を前記自溶性合金粉末の溶射肉盛り層か
らなる耐摩耗性被覆層4によつて被覆する。次に円筒体
10と被覆層4との密着性、被覆層自身の結合強度を高
めるため、高周波加熱あるいはアセチレン炎での加熱あ
るいは炉中加熱等によりフユージング処理を行ない、併
せて均一な被覆層を得る。尚、円筒体10と被覆層4と
の密着性を更に向上させるためには、第3図に示す如く
円筒体10の外周面に旋盤加工等により溝11を設け、
凹凸を付ければ良い。例えば、サーモスプレイ法でNi
系の自溶性合金( 65.5%Ni一17.0%Cr−
0.6%C − 3.5%B−4.4%Si一 4.
0%Fe− 2.0%MO− 3.0%Cu)粉末を溶
射する場合は、円筒体10を酸素一アセチレンバーナ一
で150〜250℃に予熱しておくことが好ましく、又
溶射後は再び酸素−アセチレンバーナーで1100′C
付近まで加熱し、自溶性合金溶射層をフユージングする
ことが好ましい。又前記被覆層を構成する溶射用自溶性
合金としては、CO系のステライト合金(66%CO−
26%Cr一5%W−1%C)粉末を用いて良く、かか
るステライト合金粉末を溶射する場合は、プラズマ溶射
法によつて溶射し、溶射後直ちに高周波加熱して130
0〜1350℃に再加熱してフユージング処理を行なえ
ば良い。又前記溶射用自溶性合金としては、Fe系(2
5%Cr−2%B−1%Si一 3.5%C−10%M
O− 2%W− 2.5%Ni一25%CO−残余Fe
)合金粉末を用いても良く、この合金粉末をプラズマ溶
射法にて溶射した場合は、溶射後水素雰囲気中で115
0〜1200℃に炉中加熱を行なつてフユージング処理
を行なえば良い。かくして第2図に示す如く円筒体10
の外周面に所定厚みの溶射による被覆層4が形成された
ならば、次に被覆層4の外周面を円筒研削にてその外周
面曲率が所定のパツド面曲率に等しくなる所定の寸法に
まで研削加工仕上げを行なう。
次に第2図3に示す如く前記円筒体10をロツカパツド
面の巾に切断し、次いで更にそれを第2図4に示す如く
周方向に所定の長さをもつて切断し、一方の面に耐摩耗
性被覆層4が施されている金属片要素5を完成する。か
くして完成された金属片要素5を被覆層4が施されてい
ない側をもつてロツカアーム本体(第1図にて符号1に
て示す)のパツド部3に鋳ぐるみ、あるいはその他適宜
の手段によつて接合し、第1図に示す如きバルプロツカ
アームを得る。尚、前記金属片要素5をロツカアーム本
体1に鋳ぐるみにより接合する場合、その接合強度を増
すべく第4図に示す如く内周面に凹凸形状が付された円
筒体10を用いて良く、この場合円筒体10はFCG3
Oの鋳造により製造すれば良い。従来、自溶性合金をバ
ルブ頭ノカアームのパツド部に溶射肉盛りする場合は、
ロツカアーム本体を並列に並べ、脱脂、乾燥、シヨツト
ブラスト処理、予熱、溶射肉盛り、フユージング処理を
行ない、その後前記溶射肉盛り部を研削加工して仕上げ
るわけであるが、その場合、先ずロツカアームのパツド
部に溶射肉盛りする場合の自溶性合金粉末の歩留まりが
非常に悪く、ロツカアームの形状によつては40〜50
%程度になる場合もある。
これに対し本発明による場合は自溶性合金粉末の溶射は
、円筒体外周面に連続的に間隔なく溶射できるため溶射
効率(歩留り)は75%〜85%に達する。次に溶射後
フユージング処理を行なう場合、従来はロツカアームの
パツド面を加熱しなければならないが、そのパツド面の
みを均一に加熱することは難しく、又均一に加熱できた
としてもロツカパツド面からロツカ本体への熱の伝導が
あるためエネルギロスが大きい。本発明の場合、円筒体
を回転させながら加熱することによつて容易に均一に加
熱でき、しかもパツド部のみの加熱に要するエネルギも
最小限ですみ、エネルギコストが上昇している現在に於
て大きな利点の一つである。又従来の如くロツカアーム
本体のパツド部に直接溶射肉盛りをした場合は、そのフ
ユージング処理の際、パツドコーナー部からの剥離等を
考慮して溶射を2工程に分けて行なわなくてはならず、
又フユージング処理の際、表面張力によつてその溶射肉
盛り層が中央部に盛り上がり、均一な厚みの肉盛り層は
得られない。これに対し本発明の場合は、リング外周面
に溶射しているため、均一一な加熱が得られ、しかも連
続体であるため剥離の心配もなく、0.6〜 0.71
wL程度の溶射肉盛り層であれば容易に、しかも均一に
フユージング処理できるため、フユージング処理後の研
削取代も最小限ですむ。特にこのことはFe系、CO系
の自溶性合金のように面だれを起こし易く、しかもフユ
ージング処理の難しい自溶性合金の場合は特に効果的で
ある。又被覆層の研削を円筒研削盤によつて研削でき、
その研削作業が容易となると共に、高精度の研削を行な
うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による内燃機関用バルプロツカアームの
一例を示す側面図、第2図は本発明による内燃機関用バ
ルプロツカアームの製造法を示す加工工程説明図、第3
図及び第4図は本発明のバルプロツカアームの製造に用
いる円筒体の他の実施例を示す説明図である。 1 ・・・・・・ロツカアーム本体、2・・・・・・孔
、3・・・・・・パツド部、4・・・・・・耐摩耗性被
覆層、5・・・・・・金属片要素、10・・・・・・円
筒体、11・・・・・・溝。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 金属製の円筒体をその中心軸線の周りに回転させつ
    つその外周面に自溶性合金を溶射して耐摩耗性被覆層を
    形成し、更に該耐摩耗性被覆層をフユージング処理し、
    その後前記円筒体を軸方向に所定幅を有しまた周方向に
    所定長さを有する片に切断して湾曲した金属片要素を得
    、該金属片要素をその湾曲した形状を保つたままロッカ
    アーム本体のパッド部に該湾曲形状の凹側にて接合する
    ことを特徴とする内燃機関用バルブロッカアームの製造
    法。
JP1192776A 1976-02-06 1976-02-06 内燃機関用バルブロッカア−ムの製造法 Expired JPS5936085B2 (ja)

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JPS5294912A JPS5294912A (en) 1977-08-10
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JPS5572618A (en) * 1978-11-27 1980-05-31 Ryobi Ltd Manufacturing process of cam shaft, etc. for internal combustion engine
JPS55116802U (ja) * 1979-02-12 1980-08-18
JPS58178401U (ja) * 1982-05-25 1983-11-29 日産自動車株式会社 内燃機関のロツカア−ム

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