JP3411637B2 - 内燃機関用ロッカアームの製造方法 - Google Patents
内燃機関用ロッカアームの製造方法Info
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- C21D9/0068—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for particular articles not mentioned below
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- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/78—Combined heat-treatments not provided for above
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- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
- F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関用ロッカアーム
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種ロッカアームの製造に当っ
ては、一般に、浸炭鋼よりなり、且つ軸挿通孔用下孔を
形成されたロッカアーム素材を製作する工程と、下孔に
リーマ加工を施して軸挿通孔を形成する工程と、軸挿通
孔内壁面の耐摩耗性向上等を狙ってロッカアーム素材に
浸炭焼入れ処理を施す工程と、ロッカアーム素材表面の
酸化物除去等を狙ってロッカアーム素材にバレル加工を
施す工程と、浸炭焼入れ処理による熱ひずみの除去等を
狙って軸挿通孔にホーニング加工を施す工程と、が用い
られている。
ては、一般に、浸炭鋼よりなり、且つ軸挿通孔用下孔を
形成されたロッカアーム素材を製作する工程と、下孔に
リーマ加工を施して軸挿通孔を形成する工程と、軸挿通
孔内壁面の耐摩耗性向上等を狙ってロッカアーム素材に
浸炭焼入れ処理を施す工程と、ロッカアーム素材表面の
酸化物除去等を狙ってロッカアーム素材にバレル加工を
施す工程と、浸炭焼入れ処理による熱ひずみの除去等を
狙って軸挿通孔にホーニング加工を施す工程と、が用い
られている。
【０００３】前記のように、浸炭焼入れ処理に先立って
リーマ加工により軸挿通孔を形成する理由は、その処理
後では下孔内壁の硬さ上昇によりリーマ加工を行うこと
ができないからである。
リーマ加工により軸挿通孔を形成する理由は、その処理
後では下孔内壁の硬さ上昇によりリーマ加工を行うこと
ができないからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来法に
よると、１つの孔に対してリーマ加工およびホーニング
加工といった２回の機械加工を必須とすることからロッ
カアームの製造工数が多く、またホーニング加工は一素
材毎に行わなければならないのでロッカアームの製造能
率が低い、といった問題があり、したがってロッカアー
ムの製造コストの上昇は免れない。
よると、１つの孔に対してリーマ加工およびホーニング
加工といった２回の機械加工を必須とすることからロッ
カアームの製造工数が多く、またホーニング加工は一素
材毎に行わなければならないのでロッカアームの製造能
率が低い、といった問題があり、したがってロッカアー
ムの製造コストの上昇は免れない。
【０００５】本発明は前記に鑑み、ロッカアーム素材を
構成する鋼材、２回の熱処理方法およびそれらの実施順
序ならびに機械加工による軸挿通孔の形成時機をそれぞ
れ特定することによって、優れた量産性を有する前記ロ
ッカアームの製造方法を提供することを目的とする。
構成する鋼材、２回の熱処理方法およびそれらの実施順
序ならびに機械加工による軸挿通孔の形成時機をそれぞ
れ特定することによって、優れた量産性を有する前記ロ
ッカアームの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明に係る内燃機関用
ロッカアームの製造方法は、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓ
ｉ、Ｐ、Ｓ、ＣｕおよびＮｉならびにＰｂまたはＢｉの
一方の含有量がそれぞれ、０．３重量％≦Ｃ≦０．５重
量％、０．３重量％≦Ｍｎ≦１．５重量％、０．９重量
％≦Ｃｒ≦１．５重量％、０．７重量％≦Ａｌ≦１．５
重量％、Ｓｉ≦０．３５重量％、Ｐ≦０．０３重量％、
Ｓ≦０．０３重量％、Ｃｕ≦０．３重量％、Ｎｉ≦０．
２５重量％、０．０４重量％≦Ｐｂ≦０．１５重量％、
０．０３重量％≦Ｂｉ≦０．１重量％であり、残部が不
可避不純物を含むＦｅである窒化鋼よりなり、且つ軸挿
通孔用下孔を形成されたロッカアーム素材を製作する工
程と、そのロッカアーム素材に、処理温度Ｔ1 が８５０
℃≦Ｔ1 ≦９５０℃、処理時間ｔ1 が０．５時間≦ｔ1
≦２時間である焼入れ処理と、処理温度Ｔ2 が６００℃
≦Ｔ2 ≦７００℃、処理時間ｔ2 が０．５時間≦ｔ2 ≦
２時間である焼戻し処理とよりなる調質処理を施す工程
と、前記下孔にリーマ加工を施して軸挿通孔を形成する
工程と、前記ロッカアーム素材に、処理温度Ｔ3 が５５
０℃≦Ｔ3 ≦６１０℃、処理時間ｔ3 が５時間≦ｔ3 ≦
８時間である窒化処理を施す工程と、を用いることを特
徴とする。
ロッカアームの製造方法は、Ｃ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓ
ｉ、Ｐ、Ｓ、ＣｕおよびＮｉならびにＰｂまたはＢｉの
一方の含有量がそれぞれ、０．３重量％≦Ｃ≦０．５重
量％、０．３重量％≦Ｍｎ≦１．５重量％、０．９重量
％≦Ｃｒ≦１．５重量％、０．７重量％≦Ａｌ≦１．５
重量％、Ｓｉ≦０．３５重量％、Ｐ≦０．０３重量％、
Ｓ≦０．０３重量％、Ｃｕ≦０．３重量％、Ｎｉ≦０．
２５重量％、０．０４重量％≦Ｐｂ≦０．１５重量％、
０．０３重量％≦Ｂｉ≦０．１重量％であり、残部が不
可避不純物を含むＦｅである窒化鋼よりなり、且つ軸挿
通孔用下孔を形成されたロッカアーム素材を製作する工
程と、そのロッカアーム素材に、処理温度Ｔ1 が８５０
℃≦Ｔ1 ≦９５０℃、処理時間ｔ1 が０．５時間≦ｔ1
≦２時間である焼入れ処理と、処理温度Ｔ2 が６００℃
≦Ｔ2 ≦７００℃、処理時間ｔ2 が０．５時間≦ｔ2 ≦
２時間である焼戻し処理とよりなる調質処理を施す工程
と、前記下孔にリーマ加工を施して軸挿通孔を形成する
工程と、前記ロッカアーム素材に、処理温度Ｔ3 が５５
０℃≦Ｔ3 ≦６１０℃、処理時間ｔ3 が５時間≦ｔ3 ≦
８時間である窒化処理を施す工程と、を用いることを特
徴とする。
【０００７】また前記窒化鋼としては、前記化学成分に
加えてＭｏを０．１５重量％≦Ｍｏ≦０．３重量％含む
ものも用いられる。
加えてＭｏを０．１５重量％≦Ｍｏ≦０．３重量％含む
ものも用いられる。
【０００８】
【作用】前記のように特定された組成を有する窒化鋼よ
りなるロッカアーム素材に、前記のように特定された調
質処理を施すと、その素材の延性、靱性等の諸性質をロ
ッカアームとして最適な状態に改善することができ、ま
た硬さは、機械加工性を考慮して強度上最小限必要なＨ
ＲＣ＝２０〜３０に調整される。
りなるロッカアーム素材に、前記のように特定された調
質処理を施すと、その素材の延性、靱性等の諸性質をロ
ッカアームとして最適な状態に改善することができ、ま
た硬さは、機械加工性を考慮して強度上最小限必要なＨ
ＲＣ＝２０〜３０に調整される。
【０００９】調質処理後のロッカアーム素材において、
その下孔にリーマ加工を施すことによって、容易に軸挿
通孔を形成することが可能である。
その下孔にリーマ加工を施すことによって、容易に軸挿
通孔を形成することが可能である。
【００１０】また窒化処理によってロッカアーム素材全
体の表面硬化を達成し、また軸挿通孔の口縁部および内
面に耐摩耗性を付与することができる。この窒化処理
は、比較的低い温度で行われるので、軸挿通孔に熱ひず
み等を生じることがなく、したがって、窒化処理後にお
いて軸挿通孔への機械加工による仕上げ作業は不要であ
る。
体の表面硬化を達成し、また軸挿通孔の口縁部および内
面に耐摩耗性を付与することができる。この窒化処理
は、比較的低い温度で行われるので、軸挿通孔に熱ひず
み等を生じることがなく、したがって、窒化処理後にお
いて軸挿通孔への機械加工による仕上げ作業は不要であ
る。
【００１１】ロッカアーム素材の製作は、鍛造、機械加
工等の適用下で能率良く行われ、また調質処理、リーマ
加工および窒化処理は、それぞれ多数のロッカアーム素
材について一度に実施することができるのでロッカアー
ムの量産性が良好となる。
工等の適用下で能率良く行われ、また調質処理、リーマ
加工および窒化処理は、それぞれ多数のロッカアーム素
材について一度に実施することができるのでロッカアー
ムの量産性が良好となる。
【００１２】各合金元素の効果および含有量限定理由は
以下の通りである。
以下の通りである。
【００１３】Ｃは、窒化層により覆われた心部の硬さを
高めて、ロッカアームの引張強さを向上させる効果を有
する。ただし、Ｃ含有量がＣ＜０．３重量％では前記効
果を得ることができず、一方、Ｃ＞０．５重量％ではロ
ッカアームにおけるノッチ状部分の疲れ強さが低下す
る。
高めて、ロッカアームの引張強さを向上させる効果を有
する。ただし、Ｃ含有量がＣ＜０．３重量％では前記効
果を得ることができず、一方、Ｃ＞０．５重量％ではロ
ッカアームにおけるノッチ状部分の疲れ強さが低下す
る。
【００１４】Ｍｎは、Ｃ同様に前記心部の硬さを高める
効果を有する。ただし、Ｍｎ含有量がＭｎ＜０．３重量
％では前記効果を得ることができず、一方、Ｍｎ＞１．
５重量％では介在物の粗大化に伴い被削性が悪化する。
効果を有する。ただし、Ｍｎ含有量がＭｎ＜０．３重量
％では前記効果を得ることができず、一方、Ｍｎ＞１．
５重量％では介在物の粗大化に伴い被削性が悪化する。
【００１５】Ｃｒは、ロッカアーム素材に対する窒化を
促進して、窒化層の深さを増し、ロッカアームの疲れ強
さを向上させる効果を有する。ただし、Ｃｒ含有量がＣ
ｒ＜０．９重量％では前記効果を得ることができず、一
方、Ｃｒ＞１．５重量％では被削性が低下する。
促進して、窒化層の深さを増し、ロッカアームの疲れ強
さを向上させる効果を有する。ただし、Ｃｒ含有量がＣ
ｒ＜０．９重量％では前記効果を得ることができず、一
方、Ｃｒ＞１．５重量％では被削性が低下する。
【００１６】Ａｌは、Ｃｒ同様に窒化層の深さを増す効
果を有すると共にその窒化層の硬さを高めてロッカアー
ムの耐摩耗性を向上させる効果を有する。ただし、Ａｌ
含有量がＡｌ＜０．７重量％では前記効果を得ることが
できず、一方、Ａｌ＞１．５重量％では窒化層の靱性が
失われる。
果を有すると共にその窒化層の硬さを高めてロッカアー
ムの耐摩耗性を向上させる効果を有する。ただし、Ａｌ
含有量がＡｌ＜０．７重量％では前記効果を得ることが
できず、一方、Ａｌ＞１．５重量％では窒化層の靱性が
失われる。
【００１７】Ｓｉは、ロッカアームの靱性を向上させる
効果を有する。ただし、Ｓｉ含有量がＳｉ＞０．３５重
量％では前記効果を得ることができず、また被削性が悪
化する。
効果を有する。ただし、Ｓｉ含有量がＳｉ＞０．３５重
量％では前記効果を得ることができず、また被削性が悪
化する。
【００１８】ＰおよびＳは、伸び低下要素であるので、
それらの含有量はＰ≦０．０３重量％、Ｓ≦０．０３重
量％にそれぞれ設定される。
それらの含有量はＰ≦０．０３重量％、Ｓ≦０．０３重
量％にそれぞれ設定される。
【００１９】Ｃｕは、マトリックスを強化する効果を有
する。ただし、Ｃｕ含有量がＣｕ＞０．３重量％では被
削性が低下する。
する。ただし、Ｃｕ含有量がＣｕ＞０．３重量％では被
削性が低下する。
【００２０】Ｎｉは、Ｃｕ同様の効果を有するが、その
含有量がＮｉ＞０．２５重量％では被削性が低下する。
含有量がＮｉ＞０．２５重量％では被削性が低下する。
【００２１】ＰｂおよびＢｉは被削性向上効果を有す
る。ただし、ＰｂまたはＢｉの含有量がＰｂ＜０．０４
重量％、Ｂｉ＜０．０３重量％では被削性が悪化し、一
方、Ｐｂ＞０．１５重量％、Ｂｉ＞０．１重量％ではロ
ッカアームの疲れ強さが低下する。
る。ただし、ＰｂまたはＢｉの含有量がＰｂ＜０．０４
重量％、Ｂｉ＜０．０３重量％では被削性が悪化し、一
方、Ｐｂ＞０．１５重量％、Ｂｉ＞０．１重量％ではロ
ッカアームの疲れ強さが低下する。
【００２２】Ｍｏは、窒化促進効果、即ち拡散層の硬さ
を上昇させる効果および焼入れ性を高めて心部の硬さを
向上させる効果を有する。ただし、Ｍｏ含有量がＭｏ＜
０．１５重量％では前記効果を得ることができず、一
方、Ｍｏ＞０．３重量％では被削性が低下する。
を上昇させる効果および焼入れ性を高めて心部の硬さを
向上させる効果を有する。ただし、Ｍｏ含有量がＭｏ＜
０．１５重量％では前記効果を得ることができず、一
方、Ｍｏ＞０．３重量％では被削性が低下する。
【００２３】調質処理の焼入れ処理において、処理温度
Ｔ1 がＴ1 ＜８５０℃、処理時間ｔ 1 がｔ1 ＜０．５時
間では、所定の焼入れ組織が得られないため心部の硬さ
が低く、一方、Ｔ1 ＞９５０℃、ｔ1 ＞２時間では焼入
れ中に割れが発生する。焼戻し処理において、処理温度
Ｔ2 がＴ2 ＜６００℃、処理時間ｔ2 がｔ2 ＜０．５時
間では硬さが高いため加工性が低下し、一方、Ｔ2 ＞７
００℃、ｔ2 ＞２時間ではロッカアームに必要な強度を
確保することができない。
Ｔ1 がＴ1 ＜８５０℃、処理時間ｔ 1 がｔ1 ＜０．５時
間では、所定の焼入れ組織が得られないため心部の硬さ
が低く、一方、Ｔ1 ＞９５０℃、ｔ1 ＞２時間では焼入
れ中に割れが発生する。焼戻し処理において、処理温度
Ｔ2 がＴ2 ＜６００℃、処理時間ｔ2 がｔ2 ＜０．５時
間では硬さが高いため加工性が低下し、一方、Ｔ2 ＞７
００℃、ｔ2 ＞２時間ではロッカアームに必要な強度を
確保することができない。
【００２４】窒化処理において、処理温度Ｔ3 がＴ3 ＜
５５０℃、処理時間ｔ3 がｔ3 ＜５時間では十分な窒化
層深さを得ることできず、一方、Ｔ3 ＞６１０℃、ｔ3
＞８時間ではロッカアームのひずみが増加する。
５５０℃、処理時間ｔ3 がｔ3 ＜５時間では十分な窒化
層深さを得ることできず、一方、Ｔ3 ＞６１０℃、ｔ3
＞８時間ではロッカアームのひずみが増加する。
【００２５】
【実施例】図１〜図５は、弁作動特性変更手段を備えた
内燃機関を示す。その機関において、図１に示すよう
に、シリンダブロック１のシリンダ孔２内にピストン３
が摺動自在に嵌合され、シリンダヘッド４に、吸気ポー
ト５に連通して相互に隣接する一対の吸気口６と、排気
ポート７に連通して相互に隣接する一対の排気口８と
が、燃焼室９に向けて開口するように形成されている。
内燃機関を示す。その機関において、図１に示すよう
に、シリンダブロック１のシリンダ孔２内にピストン３
が摺動自在に嵌合され、シリンダヘッド４に、吸気ポー
ト５に連通して相互に隣接する一対の吸気口６と、排気
ポート７に連通して相互に隣接する一対の排気口８と
が、燃焼室９に向けて開口するように形成されている。
【００２６】各吸気口６に吸気弁１０が、また各排気口
８に排気弁１１がそれぞれ開閉可能に配設される。各吸
気弁１０および各排気弁１１の弁杆１２，１３は、シリ
ンダヘッド４に設けられた各案内筒１４，１５内に摺動
自在に挿通される。各弁杆１２，１３および各案内筒１
４，１５の上端部にそれぞれリテーナ１６，１７，１
８，１９が設けられ、相対向するリテーナ１６，１８お
よび１７，１９間に弁ばね２０，２１が縮設される。そ
れら弁ばね２０，２１の弾発力で各吸気弁１０は吸気口
６を、また各排気弁１１は排気口８をそれぞれ閉じる方
向に付勢される。
８に排気弁１１がそれぞれ開閉可能に配設される。各吸
気弁１０および各排気弁１１の弁杆１２，１３は、シリ
ンダヘッド４に設けられた各案内筒１４，１５内に摺動
自在に挿通される。各弁杆１２，１３および各案内筒１
４，１５の上端部にそれぞれリテーナ１６，１７，１
８，１９が設けられ、相対向するリテーナ１６，１８お
よび１７，１９間に弁ばね２０，２１が縮設される。そ
れら弁ばね２０，２１の弾発力で各吸気弁１０は吸気口
６を、また各排気弁１１は排気口８をそれぞれ閉じる方
向に付勢される。
【００２７】各吸気弁１０は吸気側動弁機構２２によ
り、また各排気弁１１は排気側動弁機構２３によりそれ
ぞれ開閉駆動される。両動弁機構２２，２３は、機関の
回転に同期して１／２の回転比で駆動される単一のカム
シャフト２４を共通とする。
り、また各排気弁１１は排気側動弁機構２３によりそれ
ぞれ開閉駆動される。両動弁機構２２，２３は、機関の
回転に同期して１／２の回転比で駆動される単一のカム
シャフト２４を共通とする。
【００２８】図２に示すように、吸気側動弁機構２２
は、カムシャフト２４と、そのカムシャフト２４および
各吸気弁１０間に設けられる第１，第２および第３吸気
側ロッカアーム２５，２６，２７とを備えている。また
排気側動弁機構２３は、カムシャフト２４と、そのカム
シャフト２４および各排気弁１１間に設けられる第１お
よび第２排気側ロッカアーム２８，２９とを備えてい
る。カムシャフト２４は、機関の高速運転域に対応する
吸気側第１カム３０と、その吸気側第１カム３０の両側
に配置されて機関の低速運転域に対応する一対の吸気側
第２カム３１と、吸気側第１カム３０および一方の吸気
側第２カム３１間でそれらカム３０，３１のベース円部
に対応する円形隆起部３２と、吸気側第１カム３０およ
び他方の吸気側第２カム３１間に配置された排気側カム
３３とを有する。
は、カムシャフト２４と、そのカムシャフト２４および
各吸気弁１０間に設けられる第１，第２および第３吸気
側ロッカアーム２５，２６，２７とを備えている。また
排気側動弁機構２３は、カムシャフト２４と、そのカム
シャフト２４および各排気弁１１間に設けられる第１お
よび第２排気側ロッカアーム２８，２９とを備えてい
る。カムシャフト２４は、機関の高速運転域に対応する
吸気側第１カム３０と、その吸気側第１カム３０の両側
に配置されて機関の低速運転域に対応する一対の吸気側
第２カム３１と、吸気側第１カム３０および一方の吸気
側第２カム３１間でそれらカム３０，３１のベース円部
に対応する円形隆起部３２と、吸気側第１カム３０およ
び他方の吸気側第２カム３１間に配置された排気側カム
３３とを有する。
【００２９】一対のロッカシャフト３４，３５がカムシ
ャフト２４と平行するように、配置される。一方のロッ
カシャフト３４に、各吸気側ロッカアーム２５，２６，
２７が、図２，図３に示すように第１，第３，第２の順
で相互に摺接するように、中間部に存する支持孔３６，
３７，３８を介して枢支される。また他方のロッカシャ
フト３５に、各排気側ロッカアーム２８，２９が図４示
の如く相互に摺接するように、中間部に存する支持孔３
９，４０を介して枢支される。
ャフト２４と平行するように、配置される。一方のロッ
カシャフト３４に、各吸気側ロッカアーム２５，２６，
２７が、図２，図３に示すように第１，第３，第２の順
で相互に摺接するように、中間部に存する支持孔３６，
３７，３８を介して枢支される。また他方のロッカシャ
フト３５に、各排気側ロッカアーム２８，２９が図４示
の如く相互に摺接するように、中間部に存する支持孔３
９，４０を介して枢支される。
【００３０】第１および第２吸気側ロッカアーム２５，
２６は、その一端に吸気側第２カム３１に上方から摺接
するスリッパ面構成体４１，４２を有し、また他端に各
吸気弁１０の弁杆１２上端面に当接するタペットねじ４
３を有する。第３吸気側ロッカアーム２７は、その一端
に吸気側第１カム３０に上方から摺接するスリッパ面構
成体４４を有し、また他端下面に、有底円筒状のリフタ
４５が当接される。このリフタ４５は、シリンダヘッド
４との間に縮設したばね（図示せず）により上方に付勢
され、これによりスリッパ面構成体４４が吸気側第１カ
ム３０に常時摺接する。さらに第１および第２排気側ロ
ッカアーム２８，２９は、その一端に各排気弁１１の弁
杆１３上端面に当接するタペットねじ４６を有し、また
第１排気側ロッカアーム２８の他端に隆起部３２に摺接
するスリッパ面構成体４７が設けられ、さらに第２排気
側ロッカアーム２９の他端に排気側カム３３に摺接する
スリッパ面構成体４８が設けられる。
２６は、その一端に吸気側第２カム３１に上方から摺接
するスリッパ面構成体４１，４２を有し、また他端に各
吸気弁１０の弁杆１２上端面に当接するタペットねじ４
３を有する。第３吸気側ロッカアーム２７は、その一端
に吸気側第１カム３０に上方から摺接するスリッパ面構
成体４４を有し、また他端下面に、有底円筒状のリフタ
４５が当接される。このリフタ４５は、シリンダヘッド
４との間に縮設したばね（図示せず）により上方に付勢
され、これによりスリッパ面構成体４４が吸気側第１カ
ム３０に常時摺接する。さらに第１および第２排気側ロ
ッカアーム２８，２９は、その一端に各排気弁１１の弁
杆１３上端面に当接するタペットねじ４６を有し、また
第１排気側ロッカアーム２８の他端に隆起部３２に摺接
するスリッパ面構成体４７が設けられ、さらに第２排気
側ロッカアーム２９の他端に排気側カム３３に摺接する
スリッパ面構成体４８が設けられる。
【００３１】図３において、第１〜第３吸気側ロッカア
ーム２５，２６，２７間に次のような吸気弁作動特性変
更手段４９が設けられる。即ち、第１吸気側ロッカアー
ム２５に、第３吸気側ロッカアーム２７側に向けて開放
すると共にロッカシャフト３４と平行な第１ガイド孔５
０が穿設される。この第１ガイド孔５０に第１連結ピン
５１が摺動自在に嵌合され、第１ガイド孔５０閉塞端と
第１連結ピン５１との間に油圧室５２が形成される。そ
の油圧室５２に、図示しない油圧供給源に通じるロッカ
シャフト３４内の油路５３が通孔５４，５５を介して常
時連通する。
ーム２５，２６，２７間に次のような吸気弁作動特性変
更手段４９が設けられる。即ち、第１吸気側ロッカアー
ム２５に、第３吸気側ロッカアーム２７側に向けて開放
すると共にロッカシャフト３４と平行な第１ガイド孔５
０が穿設される。この第１ガイド孔５０に第１連結ピン
５１が摺動自在に嵌合され、第１ガイド孔５０閉塞端と
第１連結ピン５１との間に油圧室５２が形成される。そ
の油圧室５２に、図示しない油圧供給源に通じるロッカ
シャフト３４内の油路５３が通孔５４，５５を介して常
時連通する。
【００３２】第１連結ピン５１の一端面に、第１ガイド
孔５０の閉塞端に当接可能な突起５６が同軸上に突設さ
れ、第１連結ピン５１の軸方向長さは、突起５６が第１
ガイド孔５０の閉塞端に当接したとき他端面が第１ガイ
ド孔５０の開放端に位置するように定められている。
孔５０の閉塞端に当接可能な突起５６が同軸上に突設さ
れ、第１連結ピン５１の軸方向長さは、突起５６が第１
ガイド孔５０の閉塞端に当接したとき他端面が第１ガイ
ド孔５０の開放端に位置するように定められている。
【００３３】第３吸気側ロッカアーム２７に、それを貫
通するようにガイド孔５７が穿設され、そのガイド孔５
７は第１ガイド孔５０と同軸上にあり、且つそれと同径
である。このガイド孔５７に、それと同一長さの第２連
結ピン５８が摺動自在に嵌合され、この第２連結ピン５
８は第１連結ピン５１と同径である。
通するようにガイド孔５７が穿設され、そのガイド孔５
７は第１ガイド孔５０と同軸上にあり、且つそれと同径
である。このガイド孔５７に、それと同一長さの第２連
結ピン５８が摺動自在に嵌合され、この第２連結ピン５
８は第１連結ピン５１と同径である。
【００３４】第２吸気側ロッカアーム２６に、第３吸気
側ロッカアーム２７側を開放した有底状の段付第２ガイ
ド孔５９が穿設され、その第２ガイド孔５９はガイド孔
５７と同軸上にある。第２ガイド孔５９の大径部５９ａ
に第２連結ピン５８と同径の円板状ストッパ６０が摺動
自在に嵌合され、また小径部５９ｂに、ストッパ６０に
同軸に突設された軸部６１が遊挿される。第２ガイド孔
５９の閉塞端に案内孔６２が同軸に穿設され、その案内
孔６２に軸部６１が摺動自在に挿通される。
側ロッカアーム２７側を開放した有底状の段付第２ガイ
ド孔５９が穿設され、その第２ガイド孔５９はガイド孔
５７と同軸上にある。第２ガイド孔５９の大径部５９ａ
に第２連結ピン５８と同径の円板状ストッパ６０が摺動
自在に嵌合され、また小径部５９ｂに、ストッパ６０に
同軸に突設された軸部６１が遊挿される。第２ガイド孔
５９の閉塞端に案内孔６２が同軸に穿設され、その案内
孔６２に軸部６１が摺動自在に挿通される。
【００３５】軸部６１を囲繞して、ストッパ６０と小径
部５９ｂ閉塞端との間にコイル状戻しばね６３が縮設さ
れ、この戻しばね６３の弾発力により、ストッパ６０、
第１，第２連結ピン５１，５８が油圧室５２側に付勢さ
れる。
部５９ｂ閉塞端との間にコイル状戻しばね６３が縮設さ
れ、この戻しばね６３の弾発力により、ストッパ６０、
第１，第２連結ピン５１，５８が油圧室５２側に付勢さ
れる。
【００３６】図４において、第１および第２排気側ロッ
カアーム２８，２９間に次のような排気弁作動特性変更
手段６４が設けられる。即ち、第２排気側ロッカアーム
２９に、第１排気側ロッカアーム２８側に向けて開放す
ると共にロッカシャフト３５と平行なガイド孔６５が穿
設される。ガイド孔６５に連結ピン６６が摺動自在に嵌
合され、この連結ピン６６とガイド孔６５閉塞端との間
に油圧室６７が形成される。その油圧室６７に、図示し
ない油圧供給源に通じるロッカシャフト３５内の油路６
８が通孔６９，７０を介して常時連通する。
カアーム２８，２９間に次のような排気弁作動特性変更
手段６４が設けられる。即ち、第２排気側ロッカアーム
２９に、第１排気側ロッカアーム２８側に向けて開放す
ると共にロッカシャフト３５と平行なガイド孔６５が穿
設される。ガイド孔６５に連結ピン６６が摺動自在に嵌
合され、この連結ピン６６とガイド孔６５閉塞端との間
に油圧室６７が形成される。その油圧室６７に、図示し
ない油圧供給源に通じるロッカシャフト３５内の油路６
８が通孔６９，７０を介して常時連通する。
【００３７】連結ピン６６の一端面に、ガイド孔６５の
閉塞端に当接可能な突起７１が同軸上に突設され、連結
ピン６６の軸方向長さは、突起７１がガイド孔６５の閉
塞端に当接したとき他端面がガイド孔６５の開放端に位
置するように定められている。
閉塞端に当接可能な突起７１が同軸上に突設され、連結
ピン６６の軸方向長さは、突起７１がガイド孔６５の閉
塞端に当接したとき他端面がガイド孔６５の開放端に位
置するように定められている。
【００３８】第１排気側ロッカアーム２８に、第２排気
側ロッカアーム２９側を開放した有底状の段付ガイド孔
７２が穿設され、そのガイド孔７２はガイド孔６５と同
軸上にある。ガイド孔７２の大径部７２ａに連結ピン６
６と同径の円板状ストッパ７３が摺動自在に嵌合され、
また小径部７２ｂに、ストッパ７３に同軸に突設された
軸部７４が遊挿される。ガイド孔７２の閉塞端に案内孔
７５が同軸に穿設され、その案内孔７５に軸部７４が摺
動自在に挿通される。
側ロッカアーム２９側を開放した有底状の段付ガイド孔
７２が穿設され、そのガイド孔７２はガイド孔６５と同
軸上にある。ガイド孔７２の大径部７２ａに連結ピン６
６と同径の円板状ストッパ７３が摺動自在に嵌合され、
また小径部７２ｂに、ストッパ７３に同軸に突設された
軸部７４が遊挿される。ガイド孔７２の閉塞端に案内孔
７５が同軸に穿設され、その案内孔７５に軸部７４が摺
動自在に挿通される。
【００３９】軸部７４を囲繞して、ストッパ７３と小径
部７２ｂ閉塞端との間にコイル状戻しばね７６が縮設さ
れ、この戻しばね７６の弾発力によりストッパ７３およ
び連結ピン６６が油圧室６７側に付勢される。
部７２ｂ閉塞端との間にコイル状戻しばね７６が縮設さ
れ、この戻しばね７６の弾発力によりストッパ７３およ
び連結ピン６６が油圧室６７側に付勢される。
【００４０】前記構成において、機関の低速運転時に
は、吸気弁作動特性変更手段４９および排気弁作動特性
変更手段６４の油圧室５２，６７に油圧が供給されな
い。このとき第１〜第３吸気側ロッカアーム２５，２
６，２７は相対揺動状態にあり、第１および第２排気側
ロッカアーム２８，２９も相対揺動状態にある。したが
って両吸気弁１０は吸気側第２カム３１に応じて開閉作
動し、一方の排気弁１１は排気側カム３３に応じて開閉
作動し、他方の排気弁１１は休止している。
は、吸気弁作動特性変更手段４９および排気弁作動特性
変更手段６４の油圧室５２，６７に油圧が供給されな
い。このとき第１〜第３吸気側ロッカアーム２５，２
６，２７は相対揺動状態にあり、第１および第２排気側
ロッカアーム２８，２９も相対揺動状態にある。したが
って両吸気弁１０は吸気側第２カム３１に応じて開閉作
動し、一方の排気弁１１は排気側カム３３に応じて開閉
作動し、他方の排気弁１１は休止している。
【００４１】機関の高速運転時には、前記両油圧室５
２，６７に油圧がそれぞれ供給される。吸気側の油圧室
５２に油圧が供給されると、第１連結ピン５１が、第２
連結ピン５８およびストッパ６０を戻しばね６３の弾発
力に抗して図５に示すように押圧し、第１連結ピン５１
の一部がガイド孔５７内に嵌入すると共に第２連結ピン
５８の一部が第２ガイド孔５９内に嵌入する。かかる状
態では、第１〜第３吸気側ロッカアーム２５〜２７の相
対揺動は阻止されており、各ロッカアーム２５〜２７は
一体的に揺動することになる。しかも吸気側第１カム３
０に摺接している第３吸気側ロッカアーム２７の揺動量
が最も大きいので、第１および第２吸気側ロッカアーム
２５，２６も吸気側第１カム３０に応じて第３吸気側ロ
ッカアーム２７と共に揺動することになる。
２，６７に油圧がそれぞれ供給される。吸気側の油圧室
５２に油圧が供給されると、第１連結ピン５１が、第２
連結ピン５８およびストッパ６０を戻しばね６３の弾発
力に抗して図５に示すように押圧し、第１連結ピン５１
の一部がガイド孔５７内に嵌入すると共に第２連結ピン
５８の一部が第２ガイド孔５９内に嵌入する。かかる状
態では、第１〜第３吸気側ロッカアーム２５〜２７の相
対揺動は阻止されており、各ロッカアーム２５〜２７は
一体的に揺動することになる。しかも吸気側第１カム３
０に摺接している第３吸気側ロッカアーム２７の揺動量
が最も大きいので、第１および第２吸気側ロッカアーム
２５，２６も吸気側第１カム３０に応じて第３吸気側ロ
ッカアーム２７と共に揺動することになる。
【００４２】排気側の油圧室６７に油圧が供給される
と、連結ピン６６が戻しばね７６の弾発力に抗してスト
ッパ７３を押圧しながら、その一部をガイド孔７２内に
嵌入させる。かかる状態では第１および第２排気側ロッ
カアーム２８，２９の相対揺動は阻止されており、両ロ
ッカアーム２８，２９は排気側カム３３に応じて一体的
に揺動する。
と、連結ピン６６が戻しばね７６の弾発力に抗してスト
ッパ７３を押圧しながら、その一部をガイド孔７２内に
嵌入させる。かかる状態では第１および第２排気側ロッ
カアーム２８，２９の相対揺動は阻止されており、両ロ
ッカアーム２８，２９は排気側カム３３に応じて一体的
に揺動する。
【００４３】即ち、両吸気弁１０は共に吸気側第１カム
３０の形状に応じて開閉作動し、両排気弁１１は共に排
気側カム３３の形状に応じて開閉作動する。このように
機関の低速運転域および高速運転域に対応して吸気弁１
０および排気弁１１の開閉作動態様、したがって開閉タ
イミングおよびリフト量を異ならせ、燃費の低減および
機関出力向上を図ることができる。
３０の形状に応じて開閉作動し、両排気弁１１は共に排
気側カム３３の形状に応じて開閉作動する。このように
機関の低速運転域および高速運転域に対応して吸気弁１
０および排気弁１１の開閉作動態様、したがって開閉タ
イミングおよびリフト量を異ならせ、燃費の低減および
機関出力向上を図ることができる。
【００４４】図６は、第１吸気側ロッカアーム２５を示
す。第１吸気側ロッカアーム２５はロッカアーム本体７
７と、そのロッカアーム本体７７に付設されたスリッパ
面構成体４１とを備えている。ロッカアーム本体７７
は、ロッカアームシャフト３４に枢着される支持孔（軸
挿通孔）３６、第１連結ピン５１を摺動自在に嵌合する
第１ガイド孔（軸挿通孔）５０およびタペットねじ４３
を螺合する雌ねじ孔７８を有する。
す。第１吸気側ロッカアーム２５はロッカアーム本体７
７と、そのロッカアーム本体７７に付設されたスリッパ
面構成体４１とを備えている。ロッカアーム本体７７
は、ロッカアームシャフト３４に枢着される支持孔（軸
挿通孔）３６、第１連結ピン５１を摺動自在に嵌合する
第１ガイド孔（軸挿通孔）５０およびタペットねじ４３
を螺合する雌ねじ孔７８を有する。
【００４５】第１吸気側ロッカアーム２５の製造に当っ
ては、図７（ａ）に示すように、窒化鋼よりなる素材に
熱間鍛造を施してロッカアーム本体７７を製作する工程
と、図７（ｂ）に示すように、ロッカアーム本体７７に
スリッパ面構成体４１をろう接し、また支持孔用下孔３
６ａ、第１ガイド孔用下孔５０ａおよび雌ねじ孔用下孔
７８ａをドリル加工により形成してロッカアーム素材７
９を製作する工程と、ロッカアーム素材７９に調質処理
を施す工程と、支持孔用下孔３６ａおよび第１ガイド孔
用下孔５０ａにリーマ加工を施して支持孔３６および第
１ガイド孔５０を形成し、また雌ねじ孔用下孔７８ａに
タップ加工を施して雌ねじ孔７８を形成する工程と、ロ
ッカアーム素材７９に窒化処理を施す工程とが順次用い
られる。支持孔３６および第１ガイド孔５０には、それ
らに厳密な寸法精度が要求される場合、窒化処理に先立
ってバニシング加工が施される。
ては、図７（ａ）に示すように、窒化鋼よりなる素材に
熱間鍛造を施してロッカアーム本体７７を製作する工程
と、図７（ｂ）に示すように、ロッカアーム本体７７に
スリッパ面構成体４１をろう接し、また支持孔用下孔３
６ａ、第１ガイド孔用下孔５０ａおよび雌ねじ孔用下孔
７８ａをドリル加工により形成してロッカアーム素材７
９を製作する工程と、ロッカアーム素材７９に調質処理
を施す工程と、支持孔用下孔３６ａおよび第１ガイド孔
用下孔５０ａにリーマ加工を施して支持孔３６および第
１ガイド孔５０を形成し、また雌ねじ孔用下孔７８ａに
タップ加工を施して雌ねじ孔７８を形成する工程と、ロ
ッカアーム素材７９に窒化処理を施す工程とが順次用い
られる。支持孔３６および第１ガイド孔５０には、それ
らに厳密な寸法精度が要求される場合、窒化処理に先立
ってバニシング加工が施される。
【００４６】表１は、実施例１〜３および比較例１，２
で用いられた窒化鋼の組成を示す。
で用いられた窒化鋼の組成を示す。
【００４７】
【表１】
調質処理において、焼入れ処理条件は、処理温度Ｔ1 が
９１０℃、処理時間ｔ 1 が１時間にそれぞれ設定され、
油冷が適用された。また焼戻し処理条件は、処理温度Ｔ
2 が６９０℃、処理時間ｔ2 が２時間にそれぞれ設定さ
れた。この調質処理により、ロッカアーム素材７９、し
たがってロッカアーム本体７７の硬さはＨＲＣ＝２５に
調整された。
９１０℃、処理時間ｔ 1 が１時間にそれぞれ設定され、
油冷が適用された。また焼戻し処理条件は、処理温度Ｔ
2 が６９０℃、処理時間ｔ2 が２時間にそれぞれ設定さ
れた。この調質処理により、ロッカアーム素材７９、し
たがってロッカアーム本体７７の硬さはＨＲＣ＝２５に
調整された。
【００４８】窒化処理としては、ガス軟窒化処理が適用
された。ガスとしては５０％のハロゲンガスと５０％の
分解アンモニアガスとよりなる混合ガスが用いられ、処
理温度Ｔ3 は５７０℃、処理時間ｔ3 は５時間にそれぞ
れ設定された。
された。ガスとしては５０％のハロゲンガスと５０％の
分解アンモニアガスとよりなる混合ガスが用いられ、処
理温度Ｔ3 は５７０℃、処理時間ｔ3 は５時間にそれぞ
れ設定された。
【００４９】実施例１〜３および比較例１，２により得
られた第１吸気側ロッカアーム２５について、材料強度
特性を判断すべく降伏点強度を測定し、また切換え時に
おける第２連結ピン５８の衝突等から厳格な耐摩耗性を
要求される第１ガイド孔５０の口縁部８０（図３、図５
参照）について硬さおよび摩耗量を測定した。この摩耗
量の測定は、エンジン回転数を５０００rpm に、また弁
ばね２０のリフト荷重を３２kgにそれぞれ設定し、低速
側から高速側への切換え保持時間０．５秒間および高速
側から低速側への切換え保持時間０．５秒間を１サイク
ルとして、４０万サイクル実施後行われた。
られた第１吸気側ロッカアーム２５について、材料強度
特性を判断すべく降伏点強度を測定し、また切換え時に
おける第２連結ピン５８の衝突等から厳格な耐摩耗性を
要求される第１ガイド孔５０の口縁部８０（図３、図５
参照）について硬さおよび摩耗量を測定した。この摩耗
量の測定は、エンジン回転数を５０００rpm に、また弁
ばね２０のリフト荷重を３２kgにそれぞれ設定し、低速
側から高速側への切換え保持時間０．５秒間および高速
側から低速側への切換え保持時間０．５秒間を１サイク
ルとして、４０万サイクル実施後行われた。
【００５０】表２は各測定結果を示す。
【００５１】
【表２】
表２から明らかなように、実施例１〜３による第１吸気
側ロッカアーム２５は、比較例１，２によるものに比べ
て優れた降伏点強度を有し、また第１ガイド孔５０の口
縁部８０における摩耗量も少なく、したがって優れた機
械的特性を備えている。さらに実施例３による第１吸気
側ロッカアーム２５は実施例１，２によるものに比べ
て、Ｍｏの含有に伴い硬さが向上している。第１ガイド
孔５０内面および支持孔３６内面は、前記口縁部８０に
比べてはるかに摺動条件が緩和されているので、摩耗量
は極めて少ない。
側ロッカアーム２５は、比較例１，２によるものに比べ
て優れた降伏点強度を有し、また第１ガイド孔５０の口
縁部８０における摩耗量も少なく、したがって優れた機
械的特性を備えている。さらに実施例３による第１吸気
側ロッカアーム２５は実施例１，２によるものに比べ
て、Ｍｏの含有に伴い硬さが向上している。第１ガイド
孔５０内面および支持孔３６内面は、前記口縁部８０に
比べてはるかに摺動条件が緩和されているので、摩耗量
は極めて少ない。
【００５２】なお、他の吸気側および排気側ロッカアー
ム２６，２７，２８，２９も前記同様の方法で製造され
る。また本発明はガイド孔を持たない通常のロッカアー
ムの製造にも適用される。さらに、スリッパ面構成体は
ローラに代えることも可能である。
ム２６，２７，２８，２９も前記同様の方法で製造され
る。また本発明はガイド孔を持たない通常のロッカアー
ムの製造にも適用される。さらに、スリッパ面構成体は
ローラに代えることも可能である。
【００５３】
【発明の効果】本発明によれば、優れた機械的特性を有
するロッカアームを容易に量産することができ、これに
よりロッカアームの製造コストを低減することが可能で
ある。
するロッカアームを容易に量産することができ、これに
よりロッカアームの製造コストを低減することが可能で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の縦断正面図である。
【図２】図１の２矢視図である。
【図３】図１の３−３線断面図で、吸気弁作動特性変更
手段切換前の状態を示す。
手段切換前の状態を示す。
【図４】図１の４−４線断面図で、排気弁作動特性変更
手段切換前の状態を示す。
手段切換前の状態を示す。
【図５】図３に対応する断面図で、吸気弁作動特性変更
手段切換後の状態を示す。
手段切換後の状態を示す。
【図６】ロッカアームの断面図で、図２の６−６線断面
図に対応する。
図に対応する。
【図７】ロッカアーム素材の製作方法を示す説明図であ
る。
る。
２５ 第１吸気側ロッカアーム
３６ 支持孔（軸挿通孔）
３６ａ 下孔
５０ 第１ガイド孔（軸挿通孔）
５０ａ 下孔
７７ ロッカアーム本体
７９ ロッカアーム素材
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭59−157260（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−149616（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−173762（ＪＰ，Ａ)
特表 昭61−501213（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C21D 9/00 - 9/44,9/50
C22C 38/00 - 38/60
C23C 8/26
F01L 1/18
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｃ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、
ＣｕおよびＮｉならびにＰｂまたはＢｉの一方の含有量
がそれぞれ、０．３重量％≦Ｃ≦０．５重量％、０．３
重量％≦Ｍｎ≦１．５重量％、０．９重量％≦Ｃｒ≦
１．５重量％、０．７重量％≦Ａｌ≦１．５重量％、Ｓ
ｉ≦０．３５重量％、Ｐ≦０．０３重量％、Ｓ≦０．０
３重量％、Ｃｕ≦０．３重量％、Ｎｉ≦０．２５重量
％、０．０４重量％≦Ｐｂ≦０．１５重量％、０．０３
重量％≦Ｂｉ≦０．１重量％であり、残部が不可避不純
物を含むＦｅである窒化鋼よりなり、且つ軸挿通孔用下
孔を形成されたロッカアーム素材を製作する工程と、そ
のロッカアーム素材に、処理温度Ｔ1 が８５０℃≦Ｔ1
≦９５０℃、処理時間ｔ1 が０．５時間≦ｔ1 ≦２時間
である焼入れ処理と、処理温度Ｔ2 が６００℃≦Ｔ2 ≦
７００℃、処理時間ｔ2 が０．５時間≦ｔ2 ≦２時間で
ある焼戻し処理とよりなる調質処理を施す工程と、前記
下孔にリーマ加工を施して軸挿通孔を形成する工程と、
前記ロッカアーム素材に、処理温度Ｔ3 が５５０℃≦Ｔ
3 ≦６１０℃、処理時間ｔ3 が５時間≦ｔ3 ≦８時間で
ある窒化処理を施す工程と、を用いることを特徴とする
内燃機関用ロッカアームの製造方法。 - 【請求項２】 Ｃ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、
Ｃｕ、ＮｉおよびＭｏならびにＰｂまたはＢｉの一方の
含有量がそれぞれ、０．３重量％≦Ｃ≦０．５重量％、
０．３重量％≦Ｍｎ≦１．５重量％、０．９重量％≦Ｃ
ｒ≦１．５重量％、０．７重量％≦Ａｌ≦１．５重量
％、Ｓｉ≦０．３５重量％、Ｐ≦０．０３重量％、Ｓ≦
０．０３重量％、Ｃｕ≦０．３重量％、Ｎｉ≦０．２５
重量％、０．１５重量％≦Ｍｏ≦０．３重量％、０．０
４重量％≦Ｐｂ≦０．１５重量％、０．０３重量％≦Ｂ
ｉ≦０．１重量％であり、残部が不可避不純物を含むＦ
ｅである窒化鋼よりなり、且つ軸挿通孔用下孔を形成さ
れたロッカアーム素材を製作する工程と、そのロッカア
ーム素材に、処理温度Ｔ1 が８５０℃≦Ｔ1 ≦９５０
℃、処理時間ｔ1 が０．５時間≦ｔ1 ≦２時間である焼
入れ処理と、処理温度Ｔ2 が６００℃≦Ｔ2 ≦７００
℃、処理時間ｔ2 が０．５時間≦ｔ2 ≦２時間である焼
戻し処理とよりなる調質処理を施す工程と、前記下孔に
リーマ加工を施して軸挿通孔を形成する工程と、前記ロ
ッカアーム素材に、処理温度Ｔ3 が５５０℃≦Ｔ3 ≦６
１０℃、処理時間ｔ3 が５時間≦ｔ3 ≦８時間である窒
化処理を施す工程と、を用いることを特徴とする内燃機
関用ロッカアームの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24959593A JP3411637B2 (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 内燃機関用ロッカアームの製造方法 |
| EP94309203A EP0718410B1 (en) | 1993-10-05 | 1994-12-09 | Process for producing rocker arms |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24959593A JP3411637B2 (ja) | 1993-10-05 | 1993-10-05 | 内燃機関用ロッカアームの製造方法 |
| EP94309203A EP0718410B1 (en) | 1993-10-05 | 1994-12-09 | Process for producing rocker arms |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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