JP2763931B2 - Tappet manufacturing method - Google Patents

Tappet manufacturing method

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JP2763931B2
JP2763931B2 JP23911889A JP23911889A JP2763931B2 JP 2763931 B2 JP2763931 B2 JP 2763931B2 JP 23911889 A JP23911889 A JP 23911889A JP 23911889 A JP23911889 A JP 23911889A JP 2763931 B2 JP2763931 B2 JP 2763931B2
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tappet
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武司 見目
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【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【発明の目的】 (産業上の利用分野) この発明は、エンジンの動弁機構を構成するタペット
を製造するのに利用されるタペットの製造方法に関する
ものである。 (従来の技術) エンジンの動弁機構においては、種々の構造のものが
採用されているが、例えば、エンジンのクランクシャフ
トの回転と同期してカムシャフトを回転させ、このカム
シャフトの回転によってタペットの往復動に変換し、こ
のタペットの油圧機構部分のプランジャー端部を介して
エンジンバルブを往復動させる構造としたものがある。 第10図はエンジンの動弁機構の一例を部分的に示すも
のであって、油圧タペットを用いた動弁機構を示してい
る。 第10図において、11はシャフト11aの途中に複数のカ
ム11bを形成したカムシャフト、12は前記カム11bと接触
するタペット冠面12a,タペット軸部12bおよびタペット
油圧機構のプランジャー端部12cを有するタペット、13
はタペットガイド、14はエンジンバルブ(ステム)であ
る。 このような動弁機構において、バルブ開閉の際の動力
伝達は、カムシャフト11の回転がカム11bからタペット
冠面12aに伝わり、タペット油圧機構のプランジャー端
部12cを介してエンジンバルブ(ステム)14へと行われ
る。 この場合、カムシャフト11のカム11bには、通常、2
〜7′程度の傾斜角αが設けてあり、球面仕上げを行っ
たタペット冠面12aと接触している。 したがって、傾斜したカム11bと球面をなすタペット
球面12aとの接触位置Aはタペット中心Cに対してオフ
セット量Dだけオフセットされることとなり、カムシャ
フト11の回転に伴ってタペット12が自転し、タペット冠
面12aの摩耗が一様なものとなるようにしてある。 従来、このようなタペット12を製造するに際しては、
タペット素材に対して冷間鍛造および機械加工を行って
タペット形状をなすタペット粗材とし、このタペット粗
材に対して高濃度の浸炭ないしは浸炭窒化処理および焼
入れ・焼もどし処理を施し、タペット軸部12bの内外面
の仕上加工を行ったのちタペット冠面12aの球面仕上研
磨を行うようにしており、タペット油圧機構をプランジ
ャー端部12cなどと共に組み立てて油圧タペットとして
いた。 このほか、タペット冠面12aにおいて球面仕上研磨を
行わず、平面仕上研磨を行う場合も多いが、この場合に
は自転しないことによる摩耗の不利を考慮して使用する
素材の程度をより優れたものにしているのが一般的であ
る。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような従来のタペットの製造方法
にあっては、タペット冠面を球面化するための球面仕上
研磨を行うようにしており、また球面化しない場合であ
っても平面仕上研磨を行うようにしていることから、熱
処理時の歪も加わって、研磨代で最低30μm程度が削り
取られてしまうこととなり、表面より炭素が拡散した耐
摩耗性に優れた炭化物層が削り取られてしまうこととな
るため、耐摩耗性が低下したタペット冠面とならざるを
えなかった。それゆえ、高面圧下での使用にあっては、
スカッフィング摩耗およびピッチング摩耗が生じやすい
という課題があった。 また、製造面においても、球面仕上研磨や平面仕上研
磨では、炭化物が析出した硬い層を研磨するためコスト
の上昇をもたらすという課題があった。 (発明の目的) この発明は、このような従来の課題にかんがみてなさ
れたものであって、高濃度の浸炭ないしは浸炭窒化処理
によって形成されたタペット冠面における炭化物多量析
出層をそのまま活かすことにより、耐摩耗性のより優れ
たものとしてスカッフィング摩耗やピッチング摩耗の発
生を少なくし、球面仕上研磨や平面仕上研磨を行うこと
による耐摩耗性の低下やコストの上昇を回避すると共
に、熱処理により形成されるタペット冠面の凸形状部で
相手カムと接触させることによって前記相手カムとの接
触位置をタペット中心に対してオフセットさせ、カムの
回転とともにタペットの自転を生じさせることによりタ
ペット冠面の摩耗を平均化できるようにすると同時に潤
滑油のさし回りをより一層十分なものとすることができ
るようにしたタペットを製造することが可能であるタペ
ットの製造方法を提供することを目的としている。
The present invention relates to a method for manufacturing a tappet used for manufacturing a tappet constituting a valve train of an engine. 2. Description of the Related Art Various structures are employed in a valve train of an engine. For example, a camshaft is rotated in synchronization with the rotation of a crankshaft of the engine, and the tappet is rotated by the rotation of the camshaft. There is a structure in which the engine valve is reciprocated through a plunger end of a hydraulic mechanism portion of the tappet. FIG. 10 partially shows an example of a valve train of an engine, and shows a valve train using a hydraulic tappet. In FIG. 10, reference numeral 11 denotes a camshaft in which a plurality of cams 11b are formed in the middle of a shaft 11a, and reference numeral 12 denotes a tappet crown surface 12a, a tappet shaft portion 12b, and a plunger end 12c of a tappet hydraulic mechanism, which come into contact with the cam 11b. Tappets, 13
Is a tappet guide, and 14 is an engine valve (stem). In such a valve operating mechanism, the power transmission at the time of opening and closing the valve is such that the rotation of the camshaft 11 is transmitted from the cam 11b to the tappet crown surface 12a, and the engine valve (stem) is transmitted through the plunger end 12c of the tappet hydraulic mechanism. It goes to 14. In this case, the cam 11b of the camshaft 11 usually has
An inclination angle α of about 77 ′ is provided, and is in contact with the tappet crown surface 12a that has been subjected to spherical finishing. Therefore, the contact position A between the inclined cam 11b and the spherical tappet spherical surface 12a is offset by an offset amount D with respect to the tappet center C, and the tappet 12 rotates with the rotation of the camshaft 11, and the tappet 12 rotates. The wear of the crown surface 12a is made uniform. Conventionally, when manufacturing such a tappet 12,
The tappet material is subjected to cold forging and machining to form a tappet coarse material having a tappet shape. The tappet coarse material is subjected to high-concentration carburizing or carbonitriding treatment and quenching and tempering treatment, and the tappet shaft portion is formed. After finishing the inner and outer surfaces of 12b, the spherical surface of the tappet crown surface 12a is polished, and the hydraulic tappet hydraulic mechanism is assembled together with the plunger end 12c to form a hydraulic tappet. In addition, in many cases, the surface finish polishing is not performed on the tappet crown surface 12a but the surface finish polishing is performed, but in this case, the degree of the material used is more excellent in consideration of the disadvantage of wear due to not rotating. It is common to do. (Problems to be Solved by the Invention) However, in such a conventional method for manufacturing a tappet, a spherical finish polishing for making the tappet crown surface spherical is performed, and in the case where the spherical surface is not made spherical. Even if there is a surface finish polishing, distortion during heat treatment is also added, and at least about 30 μm will be scraped off by the polishing allowance, carbon diffused from the surface and carbide with excellent wear resistance Since the layer was scraped off, it was inevitable that the tappet had a reduced abrasion resistance. Therefore, when using under high surface pressure,
There is a problem that scuffing wear and pitching wear are likely to occur. Further, in terms of manufacturing, spherical finish polishing and flat finish polishing have a problem that the cost is increased because a hard layer on which carbides are precipitated is polished. (Object of the Invention) The present invention has been made in view of such conventional problems, and utilizes a large amount of carbide precipitation layer on a tappet crown surface formed by high concentration carburizing or carbonitriding. It is formed by heat treatment, while reducing the occurrence of scuffing wear and pitting wear as superior wear resistance, avoiding a decrease in wear resistance and increasing costs due to performing spherical finish polishing or flat surface finish polishing. The contact position with the other cam is offset with respect to the center of the tappet by making contact with the other cam at the convex shape portion of the tappet crown surface, and wear of the tappet crown surface is caused by causing the tappet to rotate with the rotation of the cam. To be able to average and at the same time to make the lubrication oil circulation more sufficient It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a tappet, which can manufacture a tappet having a reduced thickness.

【発明の構成】Configuration of the Invention

(課題を解決するための手段) この発明に係わるタペットの製造方法は、タペット形
状をなすタペット粗材に対して高濃度の浸炭ないしは浸
炭窒化処理を施してタペット冠面における析出炭化物量
を30%以上好ましくは38%以上にするとともに前記タペ
ット冠面から内部に向かって析出炭化物量が漸減するも
のとして当該タペット冠面の平面研磨および球面研磨を
施すことなく前記タペット冠面の析出炭化物量を維持さ
せた耐摩耗性のタペット冠面に形成すると共に、熱処理
によって相手カムとの接触位置をタペット中心よりオフ
セットさせる凸形状部を形成する構成としたことを特徴
としており、このようなタペットの製造方法の構成を前
述した従来の課題を解決するための手段としている。 本発明に係わるタペットの製造方法によって製造され
るタペットとしては、マッシュルーム型,キャップ型な
どのものがあるが、とくに限定されず、また、油圧タペ
ット構造のものに適用されるタペットの製造も当然に含
まれる。 この発明に係わるタペットの製造方法において用いら
れるタペットの素材としては、高濃度の浸炭ないしは浸
炭窒化処理に適するものが使用され、例えば、クロム鋼
(SCr),クロムモリブテン鋼(SCM)軸受鋼(SUJ)等
が使用される。 そして、このようなタペット素材を用いて、冷間鍛
造,切削加工,仕上加工などの適宜の加工手段によって
タペット形状をなすタペット粗材に形成されるが、この
タペット形状をなすタペット粗材に対して施される高濃
度の浸炭ないしは浸炭窒化処理としては、雰囲気ガスと
してメタン(CH4),プロパン(C3H8),ブタン(C
4H10)などのごとく吸熱形ガスを用いたものや、浸炭後
にエンリッチガスとしてアンモニア(NH3)などを用い
て浸窒処理を行うものなどが採用されうる。 そして、このような浸炭ないしは浸炭窒化処理を施す
ことによって、タペット冠面における析出炭化物量が30
%以上好ましくは38%以上になるようにするとともに前
記タペット冠面から内部に向かって析出炭化物量が漸減
したものにする。この場合、タペット冠面における析出
炭化物量が30%よりも少ないと、耐摩耗性不足となって
スカッフィング摩耗やピッチング摩耗を多く発生するよ
うになるので好ましくない。 かくして、タペット冠面に炭化物を析出させるととも
にタペット冠面から内部に向かって析出炭化物量が漸減
したものとして当該タペット冠面の平面研磨および球面
研磨を施すことなく前記タペット冠面の析出炭化物量を
維持させた耐摩耗性の優れたタペット冠面に形成する。 また、これと同時に熱処理によって相手カムとの接触
位置をタペット中心よりオフセットさせる凸形状部を意
図的に形成させるようにする。 この場合の凸形状部は、機械加工後熱処理前における
タペット粗材の形状,肉厚,熱処理条件などを組み合わ
せることによって熱処理後に形成されるものであり、凸
形状部の形成は、加工歪,熱処理の際の加熱速度,浸炭
処理時間にはあまり影響されないが、焼入れ時の冷却速
度には大きく影響されることがわかった。 (発明の作用) この発明に係わるタペットの製造方法は、前述した構
成を有するものであるから、高濃度の浸炭ないしは浸炭
窒化処理によってタペット冠面に形成された高濃度炭化
物析出層がそのまま活用され、スカッフィング摩耗やピ
ッチング摩耗の少ないタペット冠面になると共に、熱処
理によって形成された凸形状部において相手カムと接触
するので、相手カムとの接触位置がタペット中心に対し
てオフセットすることにより、カムの回転とともにタペ
ットが自転し、潤滑油のさし回り性がより一層良好なも
のになると共に接触面積が増大して耐摩耗性が向上し、
正常摩耗を生ずるとしてもタペット冠面における摩耗が
平均化したものになるという作用がもたらされる。 (実施例) 実施例1 この実施例1では、マッシュルーム型の油圧タペット
素材として、0.17重量%C−0.5重量%Si−2.2重量%Cr
−0.4重量%Mo−残部Feよりなる組成のクロム・モリブ
デン系肌焼鋼線材を用いた。 そして、このタペット素材に対して、冷間鍛造および
機械加工を行うことによって、タペット形状をなすタペ
ット粗材(第1図参照)を作製した。このとき、タペッ
ト冠面における粗さは0.2a以内とした。 次いで、前記タペット粗材に対し高濃度浸炭処理を施
すに際して、析出炭化物の粗大化を避けるために850〜9
00℃で実施した。また、雰囲気ガスとしてはブタン(C4
H10)を原料とする吸熱型ガスを用い、ブタン(C4H10
のエンリッチによりスーティング発生限度のカーボンポ
テンシャル(1.4重量%C)で浸炭処理を施したのち、8
20℃に加熱した後油冷する焼入れおよび160℃に加熱し
た後冷却する焼もどし処理を施した。 次に、このような表面硬化処理および調質処理からな
る熱処理を施したのち、タペット軸部の内外を機械加工
することによって、第1図に部分的に示すような油圧タ
ペット用のマッシュルーム型のタペットを得た。 第1図に示すように、このタペット1は、タペット粗
材の形状,肉厚,熱処理条件などを組み合わせることに
よって、表面硬化処理および調質処理後において、タペ
ット冠面1aの周辺部近傍に形成された凸形状部1bを有す
ると共に、タペット冠面1aの中心部に形成された凸形状
部1cを有し、さらにはタペット冠面1aに連続したタペッ
ト軸部1dを有するものとなっている。 この第1図に示すタペット1において、カムシャフト
2の傾斜したカム2aと周辺部近傍の凸形状部1bとの接触
位置Aはタペット中心Cに対してオフセット量Dだけオ
フセットするものとなっており、カムシャフト2の回転
に伴ってタペット1が自転し、潤滑油のさし回り性が良
好なものとなるようにするとともに、タペット冠面1aの
摩耗が平均化されたものとなるようにしている。 次に、このようにして得たタペット1のタペット冠面
1aにおける組織を調べたところ、第2図に示す結果であ
った。 第2図に示すように、表面における析出炭化物量は30
〜70%、平均およそ50%となっていると共に、この析出
炭化物量は内部に向かって漸次減少しており、その程度
は、従来の球面研磨加工代(最低30μm程度)に入った
部分で20%前後に減少するものとなっていた。 また、硬さ分布を調べたところ、第3図に示す結果で
あり、最表面の硬さはHv800程度のものとなっていた。 さらに、熱処理によってタペット冠面1aの周辺部近傍
に形成された凸形状部1bの高さは、最大9μm、最小5
μmであり、また、タペット冠面1aの中心部分に形成さ
れた凸形状部1cの高さは、最大12μm,最小7μmでおさ
まっており、傾斜角α=2〜7′で傾斜したカム2aとの
組合わせでその接触位置Aにおけるタペット中心Cに対
するオフセット量Dは9.8mmであって、タペット1はカ
ム2aの回転とともに自転しやすいものとなっていた。さ
らにまた、凸形状部1b,1cの最小曲率半径は500mmであ
り、従来の球面研磨したものに比べて面圧差はさほど大
きくならないものとなっていた。 さらに、タペット1を内部の油圧機構部品と共に組立
てたのちエンジンに取付けて、タペット冠面1aの凸形状
部1bにおけるスカッフィング摩耗およびピッチング摩耗
を調べたところ、それぞれ第4図および第5図に示す結
果であった。 これらのうち、第4図に示すスカッフィング摩耗量
は、エンジン回転数:4000rpm,負荷面圧:110kgf/mm2,耐
久時間:80Hの条件で行った場合の結果を示すものであ
り、図中の○印は深さ30μmのグラインダー研磨を行っ
た場合を示し、はラッピングを行った場合を示し、●
は研磨を行わなかった場合を示している。また、第5図
に示すピッチング摩耗量は、エンジン回転数:2000rpm,
負荷面圧:110kgf/mm2,耐久時間:80Hの条件で行った場合
の結果を示すものである。 第4図および第5図に示すように、析出炭化物量を40
%にすると共に仕上研磨を全く行わず、表面のスーティ
ングを除去する程度にラッピング加工したタペットで
は、耐摩耗性が著しく優れたものとなっており、第4図
に示すようにスカッフィング摩耗量は平均2μm程度の
ごくわずかなものであり、第5図に示すようにピッチン
グ摩耗は実質的に発生していなかった。 また、析出炭化物量が50%であって表面の研磨を行わ
なかったタペットでは平均3.6μm程度の正常摩耗であ
り、ピッチング摩耗は生じていなかった。 このように、本発明によるタペットにおいて、そのス
カッフィング摩耗は従来の研磨加工を行ったものよりも
少なくなっており、表面炭化物量を30%以上好ましくは
38%以上とすることによって第4図に示すスカッフィン
グ摩耗量および第5図に示すピッチング摩耗量がともに
少なくなっていて耐摩耗性に優れたものとなっているこ
とが明らかである。 そして、耐摩耗性に優れる理由は、析出炭化物量に負
うところが大きく、析出炭化物量が30%よりも少ないと
スカッフィングおよびピッチングが発生しやすいものと
なっているが、析出炭化物量が30%以上の場合には摩耗
量が少ないことが認められた。 このような耐摩耗性の向上は、試験前のタペット冠面
の金属組織を示す第6図と、試験後のタペット冠面の金
属組織を示す第7図との比較より明らかなように、浸炭
・調質処理による結晶粒界と粒内でできる凹凸部とが潤
滑油の保持性を増加させたことに起因するためであると
考えられ、油滴下によるぬれ状態の簡単な比較において
もその差が認められた。 さらに、熱処理によって形成された凸形状部1bとカム
2aとの接触位置Aにおけるタペット中心Cに対するオフ
セット量Dは平均9.8mmであり、従来の球面研磨した場
合のオフセット量2〜3mmに比べて大きなものとなって
おり、テスト個数6個のうち6個がすべて自転してお
り、この自転による潤滑油のさし回りの増大および接触
面積の増加も耐摩耗性の向上に寄与することが確かめら
れた。 実施例2 この実施例2では、キャップ型タペット素材として、
0.99重量%C−0.24重量%Si−1.44重量%Cr−Feよりな
る組成の軸受鋼を用いた。 そして、このタペット素材に対して、冷間鍛造および
機械加工を行うことによって、タペット形状をなすタペ
ット素材(第8図参照)を作製した。 次いで、前記タペット素材に対して、実施例1と同じ
雰囲気中において、900℃での高濃度浸炭を施したの
ち、800℃に温度を降下させて0.5〜5%NH3エンリッチ
ガスによる浸窒処理を施し、同温度から油焼入れしたあ
と160℃×2H×2回の焼もどしを行った。 次に、このような表面処理および調質処理を施したの
ち、タペット軸部の内外を機械加工することによって第
8図に部分的に示すようなキャップ型のタペットを得
た。 第8図に示すように、このタペット1はタペット粗材
の形状,肉厚,熱処理条件などを組み合わせることによ
って、表面硬化処理をおよび調質処理後において、タペ
ット冠面1aの周辺部近傍に形成された凸形状部1bを有す
ると共に、タペット冠面1aに連続したタペット軸部1dを
有するものとなっている。 この第8図に示すタペット1において、カムシャフト
2の傾斜したカム2bと周辺部近傍の凸形状部1bとの接触
位置Aはタペット中心Cに対してオフセット量Dだけオ
フセットするものとなっており、カムシャフト2の回転
に伴ってタペット1が自転し、潤滑油のさし回り性が良
好なものとなるようにするとともに、タペット冠面1aの
摩耗が平均化されたものとなるようにしている。 次に、このようにして得たタペット1のタペット冠面
1aにおける組織を調べたところ、表面の析出炭化物量が
38%であり、表面より30μm入った内部(従来の最低研
磨加工代に相当する部分)における析出炭化物量が15%
であって、析出炭化物は形状が丸く結晶粒も細かいもの
となっていた。 また、硬さ分布を調べたところ、第9図に示す結果で
あり、最表面の硬さはHv800程度のものとなっていた。 さらに、タペット冠面1aの周辺部近傍に形成された凸
形状部1bの高さは最大3.1μm、最最小2.2μm.平均2.6
μm,最小曲率半径620mmとなっており、凸形状部1bとカ
ム2bとの接触位置Aにおけるタペット中心Cに対するオ
フセット量は9mmと、一般の球面研磨した場合のオフセ
ット量に比べてより大きなものとなっていた。 さらに、このタペット1を内部の油圧機構部品と共に
組み立てたのちエンジンの動弁機構部に組み付けて、ス
カッフィング摩耗およびピッチング摩耗を調べたとこ
ろ、次表に示す結果であった。 表に示すところより明らかなように、実施例の場合に
はスカッフィング摩耗は発生しておらず、正常摩耗は平
均して3.2μmだけわずかに発生しているが、ピッチン
グ摩耗は生じていないことが認められた。また、タペッ
トは全数自転していることが認められた。 そして、この実施例2においても従来の研磨加工した
ものに比べて、タペット冠面1aの析出炭化物量の増加に
よる硬さの向上と焼もどし抵抗の増加、および自転が容
易で潤滑油のさし回りがより良好なものになることと相
まって明らかに摩耗が少なく耐摩耗性に優れたものであ
った。
(Means for Solving the Problems) According to a method for manufacturing a tappet according to the present invention, a high-concentration carburizing or carbonitriding treatment is performed on a tappet rough material having a tappet shape to reduce the amount of precipitated carbide on the tappet crown surface by 30%. More preferably, the amount of precipitated carbides is set to 38% or more and the amount of precipitated carbides is gradually reduced from the tappet crown surface toward the inside, and the amount of precipitated carbides on the tappet crown surface is maintained without performing the surface polishing and the spherical polishing of the tappet crown surface. The method of manufacturing such a tappet is characterized in that it is formed on the abrasion-resistant tappet crown surface and that a convex portion is formed by heat treatment to offset a contact position with a mating cam from the tappet center. Is a means for solving the above-mentioned conventional problem. The tappet manufactured by the tappet manufacturing method according to the present invention includes a mushroom type, a cap type, and the like, but is not particularly limited, and a tappet applied to a hydraulic tappet structure is naturally manufactured. included. As the material of the tappet used in the tappet manufacturing method according to the present invention, a material suitable for high-concentration carburizing or carbonitriding treatment is used. For example, chromium steel (SCr), chromium molybdenum steel (SCM) bearing steel (SUJ) ) Etc. are used. Then, using such tappet material, a tappet-shaped rough material is formed by appropriate processing means such as cold forging, cutting, and finishing. For high concentration carburizing or carbonitriding, methane (CH 4 ), propane (C 3 H 8 ), butane (C
4 H 10) those using an endothermic type gas as such or ammonia (such as to perform a nitriding process using NH 3), etc. may be employed as the enriched gas after carburization. By performing such carburizing or carbonitriding treatment, the amount of precipitated carbide on the tappet crown surface is reduced by 30%.
% Or more, preferably 38% or more, and the amount of precipitated carbide is gradually reduced from the tappet crown surface toward the inside. In this case, if the amount of the precipitated carbide on the tappet crown surface is less than 30%, the wear resistance becomes insufficient, and scuffing wear and pitting wear are generated, which is not preferable. Thus, while precipitating carbide on the tappet crown surface and assuming that the amount of precipitated carbide gradually decreases from the tappet crown surface toward the inside, the amount of precipitated carbide on the tappet crown surface is reduced without performing flat polishing and spherical polishing on the tappet crown surface. Formed on the crown surface of the tappet with excellent abrasion resistance maintained. At the same time, a convex portion for offsetting the contact position with the mating cam from the center of the tappet is intentionally formed by heat treatment. The convex portion in this case is formed after the heat treatment by combining the shape, thickness, heat treatment conditions, and the like of the rough tappet material after the mechanical processing and before the heat treatment. It was found that the cooling rate during quenching was greatly affected by the heating rate and the carburizing time during the quenching, but not so much. (Effect of the Invention) Since the tappet manufacturing method according to the present invention has the above-described configuration, the high-concentration carbide precipitation layer formed on the tappet crown surface by high-concentration carburizing or carbonitriding treatment is utilized as it is. Since the tappet crown surface has less scuffing wear and pitching wear, and the convex portion formed by the heat treatment comes into contact with the mating cam, the contact position with the mating cam is offset with respect to the tappet center. The tappet rotates with the rotation, the lubricating oil's throwing power becomes even better, the contact area increases, and the wear resistance improves,
Even if normal abrasion occurs, there is an effect that the abrasion on the tappet crown surface is averaged. (Example) Example 1 In Example 1, as a mushroom-type hydraulic tappet material, 0.17 wt% C-0.5 wt% Si-2.2 wt% Cr
A chromium-molybdenum case hardening steel wire having a composition of -0.4% by weight of Mo and the balance of Fe was used. Then, the tappet material was subjected to cold forging and machining to produce a tappet coarse material (see FIG. 1) having a tappet shape. At this time, the roughness of the tappet crown surface was set to within 0.2a. Next, when performing high-concentration carburizing treatment on the tappet coarse material, 850 to 9 to avoid coarsening of precipitated carbides.
Performed at 00 ° C. In addition, butane (C 4
Using endothermic gas to H 10) as a raw material, butane (C 4 H 10)
After carburizing at the carbon potential (1.4 wt% C) of the sooting generation limit due to the enrichment of
A quenching treatment of heating to 20 ° C. followed by oil cooling and a tempering treatment of heating to 160 ° C. followed by cooling were performed. Next, after performing a heat treatment including such a surface hardening treatment and a refining treatment, the inside and outside of the tappet shaft portion are machined, thereby forming a mushroom type for a hydraulic tappet as partially shown in FIG. I got a tappet. As shown in FIG. 1, the tappet 1 is formed near the peripheral portion of the tappet crown surface 1a after the surface hardening treatment and the tempering treatment by combining the shape, thickness, heat treatment conditions, and the like of the tappet coarse material. It has a convex portion 1b formed, a convex portion 1c formed at the center of the tappet crown 1a, and further has a tappet shaft 1d continuous with the tappet crown 1a. In the tappet 1 shown in FIG. 1, the contact position A between the inclined cam 2a of the camshaft 2 and the convex portion 1b near the peripheral portion is offset by an offset amount D with respect to the tappet center C. The tappet 1 rotates on its own axis with the rotation of the camshaft 2 so that the lubricating oil can easily move around and the wear of the tappet crown surface 1a can be averaged. I have. Next, tappet crown surface of tappet 1 thus obtained
Examination of the structure in 1a showed the results shown in FIG. As shown in FIG. 2, the amount of precipitated carbide on the surface was 30
7070%, the average is about 50%, and the amount of the precipitated carbide is gradually reduced toward the inside. The extent is about 20% in the portion where the conventional spherical polishing allowance (at least about 30 μm) is included. %. In addition, when the hardness distribution was examined, the results are shown in FIG. 3, and the hardness of the outermost surface was about Hv800. Further, the height of the convex portion 1b formed in the vicinity of the peripheral portion of the tappet crown 1a by the heat treatment has a maximum of 9 μm and a minimum of 5 μm.
μm, and the height of the convex portion 1c formed at the center of the tappet crown surface 1a is a maximum of 12 μm and a minimum of 7 μm, and the cam 2a is inclined at an inclination angle α = 2 to 7 ′. The offset amount D with respect to the tappet center C at the contact position A was 9.8 mm, and the tappet 1 was easy to rotate with the rotation of the cam 2a. Furthermore, the minimum radius of curvature of the convex portions 1b and 1c was 500 mm, and the surface pressure difference was not so large as compared with the conventional spherically polished one. Further, after assembling the tappet 1 together with the internal hydraulic mechanism parts, the tappet 1 was attached to the engine, and the scuffing wear and the pitching wear in the convex portion 1b of the tappet crown surface 1a were examined. The results shown in FIGS. 4 and 5, respectively. Met. Of these, the scuffing wear amount shown in FIG. 4 shows the results when the engine speed was 4000 rpm, the load surface pressure was 110 kgf / mm 2 , and the durability time was 80 H. The mark ○ indicates the case where a 30 μm deep grinder was polished, the mark indicates the case where a lapping was performed, ●
Indicates a case where polishing was not performed. In addition, the pitching wear amount shown in FIG.
It shows the results when the test was performed under the conditions of load surface pressure: 110 kgf / mm 2 and durability time: 80H. As shown in FIG. 4 and FIG.
%, And no finish polishing is performed at all, and the tappet wrapped to the extent that sooting on the surface is removed has extremely excellent wear resistance. As shown in FIG. 4, the scuffing wear amount is small. The average was very slight, about 2 μm, and as shown in FIG. 5, pitting wear did not substantially occur. On the other hand, a tappet having an amount of precipitated carbide of 50% and having not polished the surface showed normal wear of about 3.6 μm on average and no pitting wear. As described above, in the tappet according to the present invention, the scuffing wear is smaller than that obtained by the conventional polishing, and the amount of surface carbide is preferably 30% or more, preferably.
It is clear that when the content is 38% or more, both the scuffing wear amount shown in FIG. 4 and the pitching wear amount shown in FIG. 5 are reduced, and the wear resistance is excellent. And, the reason why the wear resistance is excellent is that the amount of the precipitated carbide is large, and if the amount of the precipitated carbide is less than 30%, scuffing and pitting are likely to occur, but the amount of the precipitated carbide is 30% or more. In this case, it was recognized that the amount of wear was small. Such improvement in wear resistance is apparent from the comparison between FIG. 6 showing the metal structure of the tappet crown before the test and FIG. 7 showing the metal structure of the tappet crown after the test, as shown in FIG.・ It is thought that this is because the crystal grain boundaries and the irregularities formed in the grains due to the refining treatment increased the retention of lubricating oil. Was observed. Furthermore, the convex portion 1b formed by the heat treatment and the cam
The offset amount D with respect to the tappet center C at the contact position A with 2a is 9.8 mm on average, which is larger than the conventional offset amount of 2-3 mm when spherical polishing is performed. It was confirmed that the rotation of the lubricating oil and the increase of the contact area due to the rotation also contributed to the improvement of the wear resistance. Example 2 In Example 2, as a cap type tappet material,
A bearing steel having a composition of 0.99 wt% C-0.24 wt% Si-1.44 wt% Cr-Fe was used. Then, the tappet material was subjected to cold forging and machining to prepare a tappet material having a tappet shape (see FIG. 8). Next, the tappet material is subjected to high-concentration carburization at 900 ° C. in the same atmosphere as in Example 1, and then the temperature is lowered to 800 ° C. to perform a nitriding treatment with 0.5 to 5% NH 3 enriched gas. After oil quenching from the same temperature, tempering was performed at 160 ° C. × 2H × 2 times. Next, after such surface treatment and tempering treatment, the inside and outside of the tappet shaft were machined to obtain a cap-type tappet partially shown in FIG. As shown in FIG. 8, this tappet 1 is formed in the vicinity of the peripheral portion of the tappet crown surface 1a after the surface hardening treatment and the tempering treatment by combining the shape, thickness, heat treatment conditions and the like of the tappet coarse material. And a tappet shaft 1d continuous with the tappet crown 1a. In the tappet 1 shown in FIG. 8, the contact position A between the inclined cam 2b of the camshaft 2 and the convex portion 1b near the peripheral portion is offset from the tappet center C by the offset amount D. The tappet 1 rotates on its own axis with the rotation of the camshaft 2 so that the lubricating oil can easily move around and the wear of the tappet crown surface 1a can be averaged. I have. Next, tappet crown surface of tappet 1 thus obtained
Examination of the microstructure at 1a showed that the amount of precipitated carbide on the surface was
38%, the amount of precipitated carbide in the inside 30μm from the surface (the part corresponding to the conventional minimum polishing allowance) is 15%
Thus, the precipitated carbide had a round shape and fine crystal grains. When the hardness distribution was examined, the result was shown in FIG. 9, and the hardness of the outermost surface was about Hv800. Furthermore, the height of the convex portion 1b formed in the vicinity of the peripheral portion of the tappet crown 1a is a maximum of 3.1 μm, a minimum of 2.2 μm, and an average of 2.6 μm.
μm, the minimum radius of curvature is 620 mm, and the offset amount with respect to the tappet center C at the contact position A between the convex portion 1 b and the cam 2 b is 9 mm, which is larger than the offset amount when general spherical polishing is performed. Had become. Further, after assembling the tappet 1 with the internal hydraulic mechanism parts, the tappet 1 was assembled to the valve operating mechanism of the engine, and scuffing wear and pitching wear were examined. The results are shown in the following table. As is clear from the table, in the case of the example, scuffing wear did not occur, and normal wear slightly occurred on average by 3.2 μm, but pitting wear did not occur. Admitted. It was also confirmed that all the tappets were rotating. Also, in the second embodiment, compared with the conventional polished one, the tappet crown surface 1a has an increased amount of precipitated carbide to improve hardness, increase tempering resistance, and is easy to rotate, and lubricating oil is removed. In combination with the fact that the circumference became better, the wear was clearly small and the wear resistance was excellent.

【発明の効果】【The invention's effect】

この発明に係わるタペットの製造方法では、タペット
形状をなすタペット粗材に対して高濃度の浸炭ないしは
浸炭窒化処理を施してタペット冠面における析出炭化物
量を30%以上好ましくは38%以上にするとともに前記タ
ペット冠面から内部に向かって析出炭化物量が漸減する
ものとして当該タペット冠面の平面研磨および球面研磨
を施すことなく前記タペット冠面の析出炭化物量を維持
させた耐摩耗性のタペット冠面に形成すると共に、熱処
理によって相手カムとの接触位置をタペット中心よりオ
フセットさせる凸形状部を形成する構成としたから、高
濃度の浸炭ないしは浸炭窒化処理によって形成されたタ
ペット冠面における炭化物多量析出層をそのまま活かす
ことにより、耐摩耗性のより一層優れたものとなってか
らスカッフィング摩耗やピッチング摩耗の発生を少なく
することができ、球面仕上げ研磨や平面仕上げ研磨を行
うことによる耐摩耗性の低下やコストの上昇を回避する
ことが可能であると共に、熱処理によって形成されるタ
ペット冠面の凸形状部で相手カムと接触させることによ
って前記相手カムとの接触位置をタペット中心に対して
オフセットさせることにより、カムの回転とともにタペ
ットの自転を生じさせることができるためタペットの冠
面の摩耗を平均化すると同時に研磨仕上げを不要とし、
潤滑油のさし回り性の増加および接触面積の増大によっ
て耐摩耗性をより一層向上させることが可能であるとい
う著しく優れた効果がもたらされる。
In the tappet manufacturing method according to the present invention, the tappet coarse material having a tappet shape is subjected to a high-concentration carburizing or carbonitriding treatment to reduce the amount of precipitated carbide on the tappet crown surface to 30% or more, preferably 38% or more. A wear-resistant tappet crown in which the amount of precipitated carbide on the tappet crown is maintained without subjecting the tappet crown to planar polishing and spherical polishing, assuming that the amount of precipitated carbide gradually decreases from the tappet crown toward the inside. And a heat treatment to form a convex portion that offsets the contact position with the mating cam from the center of the tappet, so that a carbide-rich precipitation layer on the tappet crown surface formed by high-concentration carburizing or carbonitriding. The scuffing abrasion after the abrasion resistance becomes even better And the occurrence of pitting wear can be reduced, and it is possible to avoid a decrease in wear resistance and an increase in cost due to performing spherical finish polishing or plane finish polishing, and a tappet crown surface formed by heat treatment. By contacting the mating cam with the mating cam at the convex part of the tappet, the contact position with the mating cam is offset with respect to the center of the tappet, so that the tappet can rotate with the rotation of the cam. And eliminates the need for a polished finish,
The extremely excellent effect that the wear resistance can be further improved by increasing the lubricating oil's throwing power and the contact area is brought about.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はこの発明の一実施例により製造されたタペット
を用いた動弁機構の要部を示す説明図、第2図は第1図
のタペットのタペット冠面における金属組織を示す金属
顕微鏡写真(400倍)、第3図は第1図のタペットにお
いてタペット冠面の硬さ分布を調べた結果を示すグラ
フ、第4図は各タペットのタペット冠面における表面炭
化物量とスカッフィング摩耗量との関係を調べた結果を
例示するグラフ、第5図は各タペットのタペット冠面に
おける表面炭化物量とピッチング摩耗量との関係を調べ
た結果を例示するグラフ、第6図および第7図は摩耗試
験前(第6図)および摩耗試験後(第7図)におけるタ
ペット冠面の金属組織を示す金属顕微鏡写真(いずれも
1200倍)、第8図はこの発明の他の実施例により製造さ
れたタペットを用いた動弁機構の要部を示す説明図、第
9図は第8図のタペットにおいてタペット冠面の硬さ分
布を調べた結果を示すグラフ、第10図は従来のタペット
を用いた動弁機構の要部を示す説明図である。 1……タペット、 1a……タペット冠面、 1b……凸形状部、 2……カムシャフト、 2b……カム、 A……タペットとカムとの接触位置、 C……タペット中心、 D……オフセット量。
FIG. 1 is an explanatory view showing a main part of a valve operating mechanism using a tappet manufactured according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a metallographic photograph showing a metal structure on a tappet crown surface of the tappet in FIG. FIG. 3 is a graph showing the result of examining the hardness distribution of the tappet crown surface in the tappet of FIG. 1, and FIG. 4 is a graph showing the relationship between the amount of surface carbide and the amount of scuffing wear on the tappet crown surface of each tappet. FIG. 5 is a graph illustrating the relationship between the amount of surface carbide and the amount of pitting wear on the tappet crown surface of each tappet, and FIGS. 6 and 7 are wear tests. Metallographic photographs showing the metallographic structure of the tappet crown surface before (FIG. 6) and after the wear test (FIG. 7)
FIG. 8 is an explanatory view showing a main part of a valve operating mechanism using a tappet manufactured according to another embodiment of the present invention. FIG. 9 is a diagram showing the hardness of the tappet crown surface in the tappet of FIG. FIG. 10 is a graph showing the result of examining the distribution, and FIG. 10 is an explanatory diagram showing a main part of a valve operating mechanism using a conventional tappet. 1 ... tappet, 1a ... tappet crown surface, 1b ... convex portion, 2 ... camshaft, 2b ... cam, A ... contact position between tappet and cam, C ... tappet center, D ... Offset amount.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加納 眞 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 並木 邦夫 愛知県名古屋市南区大同町2―30 大同 特殊鋼株式会社内 (72)発明者 見目 武司 神奈川県藤沢市石川2958 富士バルブ株 式会社内 (72)発明者 岩野 利彦 神奈川県横浜市港北区箕輪町字舟下785 番地 東京熱処理工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−253910(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01L 1/14 C23C 8/32──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Makoto Kano 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture Inside Nissan Motor Co., Ltd. (72) Inventor Kunio Namiki 2-30 Datongcho, Minami-ku, Nagoya-shi, Aichi Daido Special Steel Inside (72) Inventor Takeshi Appearance Takeshi 2958, Ishikawa, Fujisawa-shi, Kanagawa Prefecture Inside Fuji Valve Co., Ltd. (72) Inventor Toshihiko Iwano 785, Minowa-cho, Minowa-cho, Kohoku-ku, Yokohama, Kanagawa Prefecture 56) References JP-A-62-253910 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F01L 1/14 C23C 8/32

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】タペット形状をなすタペット粗材に対して
高濃度の浸炭ないしは浸炭窒化処理を施してタペット冠
面における析出炭化物量を30%以上にするとともに前記
タペット冠面から内部に向かって析出炭化物量が漸減す
るものとして当該タペット冠面の平面研磨および球面研
磨を施すことなく前記タペット冠面の析出炭化物量を維
持させた耐摩耗性のタペット冠面に形成すると共に、熱
処理によって相手カムとの接触位置をタペット中心より
オフセットさせる凸形状部を形成することを特徴とする
タペットの製造方法。
A rough tappet material having a tappet shape is subjected to a high-concentration carburizing or carbonitriding treatment so that the amount of carbide deposited on the tappet crown surface is 30% or more, and the tappet is deposited from the tappet crown surface toward the inside. Along with forming the wear-resistant tappet crown surface in which the amount of carbides precipitated on the tappet crown surface is maintained without subjecting the tappet crown surface to flat polishing and spherical polishing as the amount of carbide gradually decreases, and heat treatment with the mating cam. Forming a convex portion that offsets the contact position of the tappet from the center of the tappet.
【請求項2】タペット冠面における析出炭化物量を38%
以上にする請求項1に記載のタペットの製造方法。
2. The amount of carbide precipitated on the tappet crown surface is 38%.
The method for manufacturing a tappet according to claim 1, wherein
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