JP2001065312A

JP2001065312A - 内燃機関用タペット

Info

Publication number: JP2001065312A
Application number: JP24306899A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Kanzaki; 辰雄神崎
Original assignee: Fuji Oozx Inc; Fuji Valve Co Ltd
Current assignee: Fuji Oozx Inc
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2001-03-13

Abstract

(57)【要約】【課題】シムに代わる耐摩耗処理を施して、タペット
全体をより軽量化する。【解決手段】上端が上面平滑な頂壁６ａにより閉塞さ
れた有頂円筒形をなす軽金属製タペット本体６における
頂壁６ａの上面に、硬化被膜７を形成するとともに、筒
部６ｂの外周面の少なくとも上下の端部に、硬化被膜１
０を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウム合金
等の軽金属により形成された内燃機関用のタペットに係
り、特に、カム及びシリンダヘッドと摺接する部分の耐
摩耗性を向上させたタペットに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関における直動型の動弁機構に用
いられるタペットは、従来、鋼又は鋳鉄等の鉄系材料に
より形成されているものが殆どであったが、最近では、
動弁系の慣性質量を軽減して、エンジン性能をより向上
させる目的から、アルミニウム合金製とされる傾向にあ
る。

【０００３】図９は、通常の一般的なタペットを示すも
ので、アルミニウム合金により形成された有頂円筒形の
タペット本体(１)と、その頂壁(1a)の上面の円皿状の凹
孔(２)内に着脱可能として嵌合された硬質金属製のシム
(３)とからなり、シム(３)の上面には、カム(４)が摺接
している。

【０００４】タペット本体(１)は、シリンダヘッド(５)
のガイド孔(5a)内に嵌合されて、上下に摺動する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のアルミ
ニウム合金製のタペットでは、カム(４)との接触面の摩
耗を防止するために、タペット本体(１)の頂壁(1a)の上
面に凹孔(２)を形成し、この凹孔(２)に硬質金属製の円
板状のシム(３)を嵌合しているため、タペット全体とし
ての軽量化には限度があり、タペット本体(１)をアルミ
ニウム合金製とした効果は小さい。

【０００６】また、シム(３)を製造したり、頂壁(1a)の
上面に、シム(３)嵌合用の凹孔(２)を形成したりする必
要があるため、加工工数が増加し、コスト高となる。

【０００７】さらに、シム(３)を装着すると、頂壁(1a)
の上面におけるカム(４)が接触しうる有効表面積が小さ
くなるため、エンジンバルブ（図示略）のリフト量が制
約される。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、シムを廃止し、それに代わる耐摩耗処理を施すこ
とにより、タペット全体をより軽量化するとともに、加
工工数を削減し、かつカムとの接触面の有効表面積を大
としうるようにした内燃機関用タペットを提供すること
を目的としている。

【０００９】

【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。（１）上端が上面平滑な頂壁により閉塞された有頂円筒
形をなす軽金属製タペット本体における前記頂壁の上面
に、硬化被膜を形成する。

【００１０】（２）上記(１)項において、硬化被膜を、
Ｃｒ系又はＮｉ系合金の溶射により形成する。

【００１１】（３）上記(１)または(２)項において、硬
化被膜を、プラズマ溶射又は超高速ガス溶射法により形
成する。

【００１２】（４）上記(１)項において、硬化被膜を、
Ｃｒメッキ又は硬質粒子を含むＮｉ−Ｐ複合メッキによ
り形成する。

【００１３】（５）上記(１)〜(４)のいずれかにおい
て、硬化被膜を、同心状、うず巻き状、又は放射状に形
成する。

【００１４】（６）上記(１)〜(５)のいずれかにおい
て、タペット本体の筒部外周面の少なくとも上下の端部
にも硬化被膜を形成する。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態
を示すもので、上端が上面平滑な頂壁(6a)により閉塞さ
れた有頂円筒形をなすタペット本体(６)は、アルミニウ
ム合金（例えば、Ａｌ−Ｃｕ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系）
により形成されている。

【００１６】タペット本体(６)における頂壁(6a)の上面
には、Ｈｖ５００〜１０００の範囲の硬さの硬化被膜
(７)が、溶射により形成されている。硬化被膜(７)の材
料としては、例えばＣｒ系又はＮｉ系の合金が好まし
く、また、その厚さは、耐久性と軽量化に配慮して、１
０〜１００μｍの範囲が好ましい。

【００１７】溶射は、プラズマ溶射又は超高速ガス溶射
法（Ｈ．Ｖ．Ｏ．Ｆ．）により行うのがよく、これらの
方法により溶射すると、硬化被膜(７)が緻密で、かつ密
着性も高まるため、剥離しにくい高硬度の被膜が得ら
れ、耐摩耗性は著しく向上する。なお、硬化被膜(７)の
密着性をより高めるために、頂壁(6a)の上面をブラスト
処理等により粗面としたのち、溶射を施してもよい。

【００１８】上述のように、カム（図示略）が摺接する
頂壁(6a)の上面に、硬化被膜(７)を形成すると、その面
の耐摩耗性を高めうるので、従来のタペットのようなシ
ムを用いる必要はなく、その分、タペットの軽量化につ
ながる。

【００１９】また、頂壁(6a)の上面にシム嵌合用の凹孔
を形成したり、別途シムを製作して用意する必要がない
ため、コスト低減が図れる。

【００２０】さらに、従来のシムを用いたタペットに比
して、カムが摺接する頂壁(6a)の上面の有効表面積が増
大するので、エンジンバルブのリフト量を大としうる利
点もある。

【００２１】図２〜図４は、硬化被膜(７)の変形例を示
す平面図で、図２は、複数の硬化被膜(７)を、頂壁(6a)
の上面と同一面をなすようにして、同心状に形成した例
を、図３は、うず巻状の硬化被膜(７)とした例を、図４
は、複数の硬化被膜(７)を放射状に形成した例を、それ
ぞれ示している。

【００２２】これらの硬化被膜(７)は、例えば次のよう
にして形成することができる。

【００２３】図５に一部を拡大して示すように、頂壁(6
a)の上面に、上述のような同心円状、うず巻状、又は放
射状の凹溝(８)を形成したのち、凹溝(８)を含む頂壁(6
a)の上面全体に溶射被膜(９)を施す。

【００２４】ついで、図６に示すように、頂壁(6a)の上
面に機械加工等を施して、凹溝(８)以外の溶射被膜(９)
を除去すれば、頂壁(6a)の上面に上述のような形状の硬
化被膜(７)が形成される。このような形状の硬化被膜
(７)としても、カムは、これらの硬化被膜(７)のいずれ
かの部分と常に接触するため、頂壁(6a)の上面の摩耗は
抑えられる。また、頂壁(6a)の全面に硬化被膜(７)を形
成したタペットに比して、より軽量化となる。

【００２５】なお、アルミニウム合金よりなるタペット
を、同系材質のシリンダヘッドに装着すると、筒部(6b)
の外周面に凝着摩耗が発生することがある。この摩耗
は、図１に示すように、筒部(6b)の外周面、特に、大き
な面圧が作用する上下の端部に、溶射による硬化被膜(1
0)を形成することにより、防止することがでる。

【００２６】この部分の硬化被膜(10)の硬さは、上記頂
壁(6a)の硬化被膜(７)ほど要求されず、（Ｈｖ３００〜
４００程度でよい）、従って、その材料としては、相手
攻撃性の小さい安価なＦｅ系でよく、また、溶射方法も
通常のアーク溶射で十分である。なお、硬化被膜(10)
は、筒部(6b)の外周面全体に形成することもある。

【００２７】硬化被膜(10)の変形例として、図７に示す
ように、帯状又は螺旋状（図示略）としてもよい。この
ような形状にすると、タペットをより軽量化することが
できる。

【００２８】筒部(6b)の硬化被膜(10)は、上記溶射の
外、メッキ等により形成することもある。

【００２９】図８は、本発明の第２の実施形態を示す。
この実施形態では、上述と同様のアルミニウム合金製タ
ペット本体(６)の頂壁(6a)の上面に、ＳｉＣ、ＮｂＣ、
ＴｉＮ、ＢＮ、Ａｌ₂Ｏ₃等のいずれか１種又は複数種よ
りなる硬質粒子を含むＮｉ−Ｐ複合メッキ（無電解メッ
キを含む）を施すことにより、硬質粒子が分散された硬
化被膜(11)を形成してある。

【００３０】アルミニウム合金よりなるシリンダヘッド
に装着する際には、筒部(6b)の外周面の上下の端部に、
上述と同様、Ｆｅ系の硬化被膜(10)が形成される。な
お、上記硬化被膜(11)は、硬質Ｃｒメッキにより形成す
ることもある。

【００３１】第２の実施形態においても、頂壁(6a)の上
面の耐摩耗性は著しく向上するので、上述と同様の作用
効果を奏しうる。

【００３２】第２の実施形態においても、硬化被膜(11)
の形状を、第１の実施形態と同様、同心円状、うず巻状
又は放射状としてもよいことは勿論である。このような
形状は、メッキを施さない部分をマスキングすることに
より、容易に形成しうる。

【００３３】本発明は、タペット本体(６)がマグネシウ
ム合金等により形成されたタペットにも適用しうる。

【００３４】

【発明の効果】（ａ）請求項１記載の発明によれば、カ
ムが摺接する頂壁の上面の耐摩耗性が向上するので、従
来のシムを備えるタペットに比してタペットの軽量化が
図れる。また、タペットの上面にシム嵌合用の凹孔を形
成したり、シムを用意したりする必要がないので、コス
ト低減が可能となる。さらに、カムが摺接する頂壁の上
面の有効表面積が増大するので、エンジンバルブのリフ
ト量を大きくしうる。

【００３５】（ｂ）請求項２記載の発明によれば、Ｃｒ
系又はＮｉ系の合金は硬質であるため、耐摩耗性が高
く、かつ溶射により簡単に形成することができる。

【００３６】（ｃ）請求項３記載の発明によれば、硬化
被膜が緻密で、かつ密着性も高まるため、剥離しにくい
高硬度の被膜が形成され、耐摩耗性はより向上する。

【００３７】（ｄ）請求項４記載の発明によれば、いず
れも、耐摩耗性を有する硬化被膜を安価に形成しうる。

【００３８】（ｅ）請求項５記載の発明によれば、硬化
被膜の形成領域が小さくなるので、タペットはより軽量
化する。

【００３９】（ｆ）請求項６記載の発明によれば、タペ
ットを、同系材質のシリンダヘッドに装着しても、互い
の摺接部に凝着摩耗の生じる恐れはなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す中央縦断正面図
である。

【図２】同じく、硬化被膜を同心状とした例を示す平面
図である。

【図３】同じく、硬化被膜をうず巻き状とした例を示す
平面図である。

【図４】同じく、硬化被膜を放射状とした例を示す平面
図である。

【図５】同じく、同心状、うず巻き状、又は放射状の硬
化被膜の形成要領を示す頂壁の拡大部分断面図である。

【図６】同じく、図５の状態から、凹溝以外の被膜を除
去した状態を示す拡大断面図である。

【図７】同じく、タペット本体の筒部に形成した硬化被
膜の変形例を示す側面図である。

【図８】本発明の第２の実施形態を示す中央縦断正面図
である。

【図９】従来のタペットを示す中央縦断正面図である。

【符号の説明】

(６)タペット本体 (6a)頂壁 (6b)筒部 (７)(10)(11)硬化被膜 (８)凹溝 (９)溶射被膜

フロントページの続きＦターム(参考） 3G016 BB04 BB06 CA01 CA13 CA35 CA40 EA08 FA19 FA22 FA23 GA00 GA01 GA02 4K024 AA02 AA14 AB01 AB12 BA06 BB04 BC04 GA03 4K031 AA02 AB02 AB08 CB21 CB22 CB32 DA01 DA04

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】上端が上面平滑な頂壁により閉塞された
有頂円筒形をなす軽金属製タペット本体における前記頂
壁の上面に、硬化被膜を形成したことを特徴とする内燃
機関用タペット。
【請求項２】硬化被膜を、Ｃｒ系又はＮｉ系合金の溶
射により形成した請求項１記載の内燃機関用タペット。
【請求項３】硬化被膜を、プラズマ溶射又は超高速ガ
ス溶射法により形成した請求項１または２記載の内燃機
関用タペット。
【請求項４】硬化被膜を、Ｃｒメッキ又は硬質粒子を
含むＮｉ−Ｐ複合メッキにより形成した請求項１記載の
内燃機関用タペット。
【請求項５】硬化被膜を、同心状、うず巻き状、又は
放射状に形成した請求項１〜４のいずれかに記載の内燃
機関用タペット。
【請求項６】タペット本体の筒部外周面の少なくとも
上下の端部にも硬化被膜を形成した請求項１〜５のいず
れかに記載の内燃機関用タペット。