JP2004278528A - エンジンのローラ付きカムフォロアおよび鋼部材 - Google Patents
エンジンのローラ付きカムフォロアおよび鋼部材 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004278528A JP2004278528A JP2004053995A JP2004053995A JP2004278528A JP 2004278528 A JP2004278528 A JP 2004278528A JP 2004053995 A JP2004053995 A JP 2004053995A JP 2004053995 A JP2004053995 A JP 2004053995A JP 2004278528 A JP2004278528 A JP 2004278528A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- roller
- cam follower
- engine
- cam
- bearing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2305/00—Valve arrangements comprising rollers
- F01L2305/02—Mounting of rollers
Abstract
【解決手段】 エンジンのカム軸6と転がり接触するローラ4と、ローラの内側に位置し、カムフォロア本体に固定されたローラ軸2と、ローラとローラ軸との間に介在するころ3とを備えたローラ付きカムフォロアにおいて、ローラ、ローラ軸、およびころの少なくとも一つの部材が窒素富化層を備え、少なくとも表層部のオーステナイト結晶粒がその粒度番号が10番を超えるほど微細化されている。
【選択図】 図1
Description
表1に示す材質の軸受を用意した。これらの軸受は,エンジンのローラ付きカムフォロアに含まれる総ころ形式のニードル軸受である。内輪(ローラ軸)は外径14.64mm×幅17.3mmであり、外輪は内径18.64mm×外径24mm×幅6.9mmである。ころは外径2mm×長さ6.8mmを26本用い、保持器を用いない総ころ形式の構成とした。この軸受の基本動定格荷重は8.6kN、基本静定格荷重は12.9kNである。ここで、軸受はすべて同じ材質の組合せを基本としたが、一部の軸受ではいくつかの材質を組合せたり、加工を追加して製作したものもある。製作した軸受の一覧を表1に示す。
No.1:軸受鋼に予め強冷間加工を加え、熱処理後の結晶粒を微細にしたものに浸炭窒化処理を施したもの。
No.2:軸受鋼を浸炭窒化後、浸炭窒化処理温度より低い温度で2次焼入れを施したもの。
No.3:浸炭鋼に浸炭処理後に、浸炭窒化処理を行ない、より低い温度で2次焼入れを施したもの、すなわち浸炭処理後に低温2次焼入れを適用したもの。
No.4:No.1の内外輪にショットピーニングを施し、ころにバレル加工を施したもの。
No.5:No.2の内外輪にショットピーニングを施し、ころにバレル加工を施したもの。
No.6:No.3の内外輪にショットピーニングを施し、ころにバレル加工を施したもの。
No.7:No.1の内外輪にサブゼロ(−196℃)処理を追加したもの。
No.8:No.1の内外輪にサブゼロ(−196℃)処理を追加した後、内外輪にショットピーニングを施し、ころにバレル加工を施したもの。
No.9:内輪およびころに浸炭窒化後、浸炭窒化処理温度より低い温度で2次焼入れを施したものを用い、外輪には標準的な熱処理を用いたものを用いた。
No.10:内外輪に対し、浸炭鋼を用い浸炭処理の後、浸炭窒化処理し冷却し、次いでより低い温度で2次焼入れを施したものを用い、ころには軸受鋼に対して浸炭窒化処理を施した。
No.11:内外輪およびころ、ともに軸受鋼の標準熱処理品。
No.12:内外輪およびころ、ともに軸受鋼の浸炭窒化品。
No.13:浸炭鋼の標準浸炭品を内外輪に用い、ころは軸受鋼の標準熱処理品。
No.14:浸炭鋼の2次焼入れ品。
No.15:No.11のサンプルの内外輪ショットピーニングを施し、ころにバレル加工を施したもの。
JIS規格SUJ2材(1.0重量%C−0.25重量%Si−0.4重量%Mn−1.5重量%Cr)を用いて、本発明の実施例2を行なった。表9に示した各試料の製造履歴を以下に示す。
(1)水素量の測定
水素量は、LECO社製DH−103型水素分析装置により、鋼中の非拡散性水素量を分析した。拡散性水素量は測定してない。このLECO社製DH−103型水素分析装置の仕様を下記に示す。
分析範囲:0.01〜50.00ppm
分析精度:±0.1ppmまたは±3%H(いずれか大なるほう)
分析感度:0.01ppm
検出方式:熱伝導度法
試料重量サイス゛:10mg〜35g(最大:直径12mm×長さ100mm)
加熱炉温度範囲:50℃〜1100℃
試薬:アンハイドロン Mg(ClO4)2 、 アスカライト NaOH
キャリアガス:窒素ガス、ガスドージングガス:水素ガス、いずれのガスも純度99.99%以上、圧力40PSI(2.8kgf/cm2)である。
結晶粒度の測定は、JIS G 0551の鋼のオーステナイト結晶粒度試験方法に基づいて行なった。
シャルピー衝撃試験は、JIS Z 2242の金属材料のシャルピー衝撃試験方法に基づいて行なった。試験片は、JIS Z 2202に示されたUノッチ試験片(JIS3号試験片)を用いた。
図12は、静圧壊強度試験(破壊応力値の測定)の試験片を示す図である。図中のP方向に荷重を負荷して破壊されるまでの荷重を測定する。その後、得られた破壊荷重を、下記に示す曲がり梁の応力計算式により応力値に換算する。なお、試験片は図12に示す試験片に限られず、他の形状の試験片を用いてもよい。
σ2=(N/A)+{M/(Aρo)}[1−e2/{κ(ρo−e2)}]
κ=−(1/A)∫A{η/(ρo+η)}dA
(5)転動疲労試験
転動疲労寿命試験の試験条件を表10に示す。また、図13は、転動疲労寿命試験機の概略図である。図13(a)は正面図であり、図13(b)は側面図である。図13(a)および(b)において、転動疲労寿命試験片31は、駆動ロール21によって駆動され、ボール23と接触して回転している。ボール23は、(3/4)”のボールであり、案内ロールにガイドされて、転動疲労寿命試験片31との間で高い面圧を及ぼし合いながら転動する。
(1)水素量の測定
浸炭窒化処理したままの従来浸炭窒化処理品は、0.72ppmと非常に高い値となっている。これは、浸炭窒化処理の雰囲気に含まれるアンモニア(NH3)が分解して水素が鋼中に侵入したためと考えられる。これに対して、試料B〜Dは、水素量は0.37〜0.40ppmと半分近くにまで減少している。この水素量は普通焼入れ品と同じレベルである。
結晶粒度は2次焼入れ温度が、浸炭窒化処理時の焼入れ(1次焼入れ)の温度より低い場合、すなわち試料B〜Dの場合、オーステナイト粒は、結晶粒度番号11〜12と顕著に微細化されている。試料EおよびFならびに従来浸炭窒化処理品および普通焼入品のオーステナイト粒は、結晶粒度番号10であり、本発明例の試料B〜Dより粗大な結晶粒となっている。
表9によれば、従来浸炭窒化処理品のシャルピー衝撃値は5.33J/cm2であるのに比して、本発明例の試料B〜Dのシャルピー衝撃値は6.30〜6.65J/cm2と高い値が得られている。この中でも、2次焼入れ温度が低いほうがシャルピー衝撃値が高くなる傾向を示す。普通焼入品のシャルピー衝撃値は6.70J/cm2と高い。
上記破壊応力値は、耐割れ強度に相当する。表9によれば、従来浸炭窒化処理品は2330MPaの破壊応力値となっている。これに比して、試料B〜Dの破壊応力値は2650〜2840MPaと改善された値が得られる。普通焼入品の破壊応力値は2770MPaであり、試料B〜Fの破壊応力値と同等である。このような、試料B〜Dの改良された耐割れ強度は、オーステナイト結晶粒の微細化と並んで、水素含有率の低減による効果が大きいと推定される。
表9によれば、普通焼入品は窒素富化層を表層部に有しないことを反映して、転動疲労寿命L10は最も低い。これに比して従来浸炭窒化処理品の転動疲労寿命は3.1倍となる。試料B〜Dの転動疲労寿命は従来浸炭窒化処理品より大幅に向上する。本発明の試料E,Fは、従来浸炭窒化処理品とほぼ同等である。
次に本発明の実施例3について説明する。下記のA材、B材およびC材について、一連の試験を行なった。熱処理用素材には、JIS規格SUJ2材(1.0重量%C−0.25重量%Si−0.4重量%Mn−1.5重量%Cr)を用い、A材〜C材に共通とした。A材〜C材の製造履歴は次のとおりである。
(A材:比較例):普通焼入れのみ(浸炭窒化処理せず)。
(B材:比較例):浸炭窒化処理後にそのまま焼き入れる(従来の浸炭窒化焼入れ)。浸炭窒化処理温度845℃、保持時間150分間。浸炭窒化処理の雰囲気は、RXガス+アンモニアガスとした。
(C材:本発明例):図6の熱処理パターンを施した軸受鋼。浸炭窒化処理温度845℃、保持時間150分間。浸炭窒化処理の雰囲気は、RXガス+アンモニアガスとした。最終焼入れ温度は800℃とした。
転動疲労寿命試験の試験条件および試験装置は、上述したように、表10および図13に示すとおりである。この転動疲労寿命試験結果を表11に示す。
シャルピー衝撃試験は、Uノッチ試験片を用いて、上述のJISZ2242に準じた方法により行なった。試験結果を表12に示す。
図14は、静的破壊靭性試験の試験片を示す図である。この試験片のノッチ部に、予き裂を約1mm導入した後に、3点曲げによる静的荷重を加え、破壊荷重Pを求めた。破壊靭性値(KIc値)の算出には次に示す(I)式を用いた。また、試験結果を表13に示す。
KIc=(PL√a/BW2){5.8−9.2(a/W)+43.6(a/W)2−75.3(a/W)3+77.5(a/W)4}…(I)
静圧壊強度試験片は、上述のように図12に示す形状のものを用いた。図中、P方向に荷重を付加して、静圧壊強度試験を行なった。試験結果を表14に示す。
保持温度130℃、保持時間500時間における経年寸法変化率の測定結果を、表面硬度、残留オーステナイト量(0.1mm深さ)と併せて表15に示す。
玉軸受6206を用い、標準異物を所定量混入させた異物混入潤滑下での転動疲労寿命を評価した。試験条件を表16に、また試験結果を表17に示す。
Claims (11)
- エンジンのカムと転がり接触するローラと、
前記ローラの内側に位置し、カムフォロア本体に固定されたローラ軸と、
前記ローラとローラ軸との間に介在する軸受とを備えたローラ付きカムフォロアにおいて、
前記ローラ、ローラ軸、および軸受の少なくとも一つの部材が窒素富化層を備え、少なくとも表層部のオーステナイト結晶粒がその粒度番号が10番を超えるほど微細化されている、エンジンのローラ付きカムフォロア。 - エンジンのカムと転がり接触するローラと、
前記ローラの内側に位置し、カムフォロア本体に固定されたローラ軸と、
前記ローラとローラ軸との間に介在する軸受とを備えたローラ付きカムフォロアにおいて、
前記ローラ、ローラ軸、および軸受の少なくとも一つの部材が窒素富化層を備え、その部材の破壊応力値が2650MPa以上である、エンジンのローラ付きカムフォロア。 - エンジンのカムと転がり接触するローラと、
前記ローラの内側に位置し、カムフォロア本体に固定されたローラ軸と、
前記ローラとローラ軸との間に介在する軸受とを備えたローラ付きカムフォロアにおいて、
前記ローラ、ローラ軸、および軸受の少なくとも一つの部材が窒素富化層を備え、その部材の水素含有率が0.5ppm以下である、エンジンのローラ付きカムフォロア。 - 前記カムフォロア本体はロッカーアームの一方の端部に設けられ、前記ロッカーアームはその一方の端部と他方の端部との間に位置する回転軸に回動自由に取り付けられ、その他方の端部に前記エンジンの開閉用バルブの端部が当接し、前記一方の端部のカムフォロア本体は二股状のローラ支持部を有し、その二股状のローラ支持部に前記ローラ軸が固定されている、請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンのローラ付きカムフォロア。
- 前記カムフォロア本体は、ロッカーアームの一方の端部と他方の端部との間に設けられ、2つの側壁の間にわたるローラ孔に前記ローラ軸を固定し、前記ロッカーアームの一方の端に前記エンジンの開閉用バルブの端部が当接し、前記他方の端にピボットが当接する、請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンのローラ付きカムフォロア。
- ロッカーアームは、その一方の端部と他方の端部との間に位置する回転軸に回動自由に取り付けられ、その一方の端部に前記エンジンの開閉用バルブの端部が当接し、前記他方の端部は、前記カムからの応力を伝達する連動棒のロッカーアームの端部に当接し、前記連動棒の他方の端部であるカム側の端部に前記カムフォロア本体が設けられ、そのカムフォロア本体に前記ローラ軸が取り付けられ、前記カムと当接する、請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンのローラ付きカムフォロア。
- 前記軸受が総ころ形式のニードル軸受である、請求項1〜6のいずれかに記載のエンジンのローラ付きカムフォロア。
- 前記ローラ軸の端部では中央部より硬度が低くなっている、請求項7に記載のエンジンのローラ付きカムフォロア。
- 前記ローラ軸の端部がかしめ成形されている、請求項4〜8のいずれかに記載のエンジンのローラ付きカムフォロア。
- 前記カムフォロア本体がプレス成形されている、請求項4〜9のいずれかに記載のエンジンのローラ付きカムフォロア。
- ロッカーアームに当接する鋼部材であって、
前記ロッカーアームと当接する表層部において窒素富化層を有し、そのオーステナイト結晶粒度が10番を超える、鋼部材。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004053995A JP2004278528A (ja) | 2003-02-28 | 2004-02-27 | エンジンのローラ付きカムフォロアおよび鋼部材 |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003053505 | 2003-02-28 | ||
JP2004053995A JP2004278528A (ja) | 2003-02-28 | 2004-02-27 | エンジンのローラ付きカムフォロアおよび鋼部材 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008280144A Division JP5318528B2 (ja) | 2003-02-28 | 2008-10-30 | エンジンのローラ付きカムフォロアの製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004278528A true JP2004278528A (ja) | 2004-10-07 |
Family
ID=33301897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004053995A Pending JP2004278528A (ja) | 2003-02-28 | 2004-02-27 | エンジンのローラ付きカムフォロアおよび鋼部材 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2004278528A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006250294A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
JP2007127259A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-05-24 | Ntn Corp | 歯車及び歯車駆動装置 |
JP2007177288A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Nsk Ltd | 転がり支持装置及びその転動部材の製造方法 |
WO2009013977A1 (ja) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Ntn Corporation | タペットローラ軸受構造 |
-
2004
- 2004-02-27 JP JP2004053995A patent/JP2004278528A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006250294A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Ntn Corp | 転がり軸受 |
JP4566036B2 (ja) * | 2005-03-11 | 2010-10-20 | Ntn株式会社 | 転がり軸受 |
JP2007127259A (ja) * | 2005-10-03 | 2007-05-24 | Ntn Corp | 歯車及び歯車駆動装置 |
JP2007177288A (ja) * | 2005-12-28 | 2007-07-12 | Nsk Ltd | 転がり支持装置及びその転動部材の製造方法 |
WO2009013977A1 (ja) * | 2007-07-25 | 2009-01-29 | Ntn Corporation | タペットローラ軸受構造 |
JP2009030467A (ja) * | 2007-07-25 | 2009-02-12 | Ntn Corp | タペットローラ軸受構造 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2159437B1 (en) | Rolling bearing for rocker arm | |
EP1548145B1 (en) | Roller cam follower for an engine | |
JP3905430B2 (ja) | 軸受部品および転がり軸受 | |
JP2004293780A (ja) | クランク機構における支持構造およびクランク機構の構成部品 | |
JP2004301321A (ja) | オルタネータ用軸受およびプーリ用軸受 | |
JP5318528B2 (ja) | エンジンのローラ付きカムフォロアの製造方法 | |
CN100516572C (zh) | 摇臂用滚动轴承 | |
JP3990254B2 (ja) | 総ころタイプの転がり軸受 | |
JP3990213B2 (ja) | 軸受部品および転がり軸受 | |
JP2004278528A (ja) | エンジンのローラ付きカムフォロアおよび鋼部材 | |
JP3990212B2 (ja) | 軸受部品および転がり軸受 | |
JP4897060B2 (ja) | ローラ軸の製造方法 | |
JP4737960B2 (ja) | ロッカーアーム用転がり軸受 | |
JP4208797B2 (ja) | ロッカーアームに使用する転がり軸受 | |
JP3961460B2 (ja) | 軸受部品および転がり軸受 | |
JP4000105B2 (ja) | 転がり軸受 | |
JP2006063915A (ja) | ロッカーアーム構造体 | |
JP2006046173A (ja) | ロッカーアーム用軸受 | |
JP4382769B2 (ja) | 軸受部品の熱処理方法、軸受部品および転がり軸受 | |
JP2006063916A (ja) | ロッカーアーム構造体 | |
JP4368765B2 (ja) | ロッカーアーム用転がり軸受 | |
JP2006145012A (ja) | プラネタリギア機構の構成部品およびプラネタリギア機構の転がり支持機構 | |
JP4886007B2 (ja) | ロッカーアーム用転がり軸受 | |
JP2005114149A (ja) | 転がり軸受 | |
JP2005133923A (ja) | 鋼製機械部品および転がり軸受 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061030 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080617 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080619 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080806 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080902 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081030 |
|
A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20081106 |
|
A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20090123 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100415 |