JP3452178B2 - エンジン用カム - Google Patents
エンジン用カムInfo
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- JP3452178B2 JP3452178B2 JP27864097A JP27864097A JP3452178B2 JP 3452178 B2 JP3452178 B2 JP 3452178B2 JP 27864097 A JP27864097 A JP 27864097A JP 27864097 A JP27864097 A JP 27864097A JP 3452178 B2 JP3452178 B2 JP 3452178B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン用カムに
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図７はディーゼルエンジンにおけるバル
ブ機構の一例を概略的に示すもので、図中１はシリンダ
ヘッド２に装備されたバルブを示し、該バルブ１はスプ
リング３により上向きに付勢されて燃焼室４とポート５
との間を閉じるようになっており、回転軸６を中心に傾
動するロッカアーム７の一端部によりクロスヘッド８を
介し押し下げられて開作動されるようになっている。 【０００３】前記ロッカアーム７は、プッシュロッド９
により他端側を突き上げられて傾動するようになってお
り、前記プッシュロッド９は、その下端部にカムフォロ
ワとして備えたローラ形式のタペット１０を、カムシャ
フト１１の長手方向に配列されたカム１２に摺接して該
カム１２の回転により適切なタイミングで間欠的に突き
上げられるようになっている。 【０００４】この種のバルブ機構においてカム１２とタ
ペット１０のローラ１３の接触形態が転がりであって
も、摩耗を皆無とすることは難しく、対策として、炭素
鋼から成るカム１２に高周波焼入れや浸炭焼入れを施し
てカム１２の硬度を極力向上させるようにしている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単にカ
ム１２の硬度を向上するだけでは、カム１２の摩耗を低
減する効果が不十分であるというのが実情であり、より
効果的にカム１２の摩耗を低減し得る手段の提供が望ま
れている。 【０００６】そこで、本発明者らは、従来より業界内で
カム１２の摩耗の主要因であると考えられてきた凝着摩
耗（カム表面の一部が瞬間的に溶けてカムフォロワ側に
付着し、そのまま随伴されてしまうことによる摩耗）、
並びにアブレシブ摩耗（オイル中の煤等の細かい粒子が
介在することによる摩耗）について検討し、これらの摩
耗が起こる要因を取り除く手段を講じ、その裏付けをと
るべく試験を行ったが、期待されたほどの効果が得られ
ず、更に他の要因を見つけるべく、解析・検討を行っ
た。 【０００７】本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、カ
ム１２の摩耗発生の主要因が、エンジンの燃焼生成物と
して発生する硫酸と硝酸とによる腐食にあることが明ら
かとなり、硫酸と硝酸とに対する耐食性を有する適切な
材質を選定すれば、カム１２の摩耗を大幅に低減するこ
とが可能となるという知見を得るに至った。 【０００８】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、エンジンの燃焼生成物として発生する硫酸と硝酸と
に対するカムの耐食性を向上して腐食摩耗の発生を抑制
し、延いてはカムの摩耗を大幅に低減し得るようにする
ことを目的としている。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダヘッ
ドに装備したバルブを適切なタイミングで開作動するエ
ンジン用カムであって、その材質がクロムを１２〜１８
重量％の範囲で含有したステンレス鋼であることを特徴
とするものである。 【００１０】而して、このようなステンレス鋼を材質と
したエンジン用カムは、エンジンの燃焼生成物として発
生する硫酸と硝酸との両方に対し高い耐食性を示すもの
となり、腐食摩耗の発生が著しく抑制されることにな
る。 【００１１】即ち、ステンレス鋼が耐食性を示すメカニ
ズムは、ステンレス鋼に含まれるクロムがステンレス表
面に安定な被膜を形成することによるが、この作用はク
ロムの含有割合により異なり、酸化性の酸である硝酸に
対しては、クロムの含有割合を１２重量％以上とすれば
腐食を著しく抑制することが可能となるのに対し、酸素
の酸化作用がない非酸化性の酸である硫酸に対しては、
クロムの含有割合を１８重量％以下としなければ腐食を
抑制することが困難となるので、クロムを１２〜１８重
量％の範囲で含有したステンレス鋼をカムの材質とすれ
ば、硫酸と硝酸との両方に対し高い耐食性を示すカムが
得られる。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。 【００１３】図１〜図６は本発明を実施する形態の一例
を示すもので、図１に示す本形態例のエンジン用のカム
１２は、従来の炭素鋼に替えて、クロムを１２〜１８重
量％の範囲で含有したステンレス鋼を材質として製作さ
れており、図示しないプッシュロッドの下端部に備えら
れたタペット（図７参照）のローラ１３が摺接する部位
を摺接部ｘ、ローラ１３が摺接しない部位を非摺接部ｙ
として示している。 【００１４】而して、このようなステンレス鋼を材質と
したカム１２は、エンジンの燃焼生成物として発生する
硫酸と硝酸との両方に対し高い耐食性を示すものとな
り、腐食摩耗の発生が著しく抑制されることになる。 【００１５】即ち、ステンレス鋼が耐食性を示すメカニ
ズムは、ステンレス鋼に含まれるクロムがステンレス表
面に安定な被膜を形成することによるが、この作用はク
ロムの含有割合により異なり、図２に示す如く、酸化性
の酸である硝酸によるステンレス鋼の腐食摩耗量は、ク
ロムの含有割合が１２重量％以上となっている範囲で著
しく抑制され、クロムの含有割合が１２重量％より少な
い範囲になると急激に増加する傾向となるのに対し、酸
素の酸化作用がない非酸化性の酸である硫酸によるステ
ンレス鋼の腐食摩耗量は、クロムの含有割合が１８重量
％以下となっている範囲で著しく抑制され、クロムの含
有割合が１８重量％より多い範囲になると急激に増加す
る傾向となるので、クロムを１２〜１８重量％の範囲で
含有したステンレス鋼をカム１２の材質とすれば、硫酸
と硝酸との両方に対し高い耐食性を示すカム１２が得ら
れる。 【００１６】事実、クロムを１２〜１８重量％の範囲で
含有したステンレス鋼を材質としたカム１２を定格負荷
で一定時間運転した後、その摺接部ｘを５００倍に拡大
して観察したところ、図３に示す如く、カム１２を研削
仕上げした際の砥石による加工目（縦すじ）が残った摩
耗の少ない状態が観察された。 【００１７】尚、図４は同じカム１２の非摺接部ｙを５
００倍に拡大して比較例としたものであり、この非摺接
部ｙは新品時の表面状態を保っているので、この図４と
図３とを比較すれば、摺接部ｘにおける摩耗が少ないこ
とが明らかであり、実測においても、摺接部ｘにおける
摩耗量は、約１．５μｍ程度と軽微なものであった。 【００１８】これに対し、従来の炭素鋼を材質としたカ
ム１２を定格負荷で一定時間運転した後、その摺接部ｘ
を５００倍に拡大して観察した場合には、図５に示す如
く、カム１２を研削仕上げした際の砥石による加工目
（縦すじ）が大幅に消失してしまった顕著な摩耗状態が
観察され、図６に示す同じカム１２の非摺接部ｙを５０
０倍に拡大したものと比較しても、摺接部ｘにおける摩
耗が激しいことが確認され、その実測においても、摺接
部ｘにおける摩耗量は、約３．５μｍと非常に多いもの
であった。 【００１９】以上に述べたように、本形態例によれば、
エンジンの燃焼生成物として発生する硫酸と硝酸とに対
するカム１２の耐食性を大幅に向上することができるの
で、腐食摩耗の発生を著しく抑制することができ、延い
てはカム１２の摩耗を従来より大幅に低減することがで
きる。 【００２０】尚、本発明のエンジン用カムは、上述の形
態例にのみ限定されるものではなく、図示する例ではシ
リンダサイドにカムシャフトを配置してプッシュロッド
を介しロッカアームを傾動するようにしたＯＨＶ形式の
場合で示したが、シリンダヘッド上にカムシャフトを配
置してロッカアームを直接傾動するようにしたＯＨＣ形
式の場合にも同様に適用し得ること、カムフォロワ（タ
ペット）の形式は図示するローラ形式に限定されないこ
と、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。 【００２１】 【発明の効果】上記した本発明のエンジン用カムによれ
ば、エンジンの燃焼生成物として発生する硫酸と硝酸と
に対するカムの耐食性を大幅に向上することができるの
で、腐食摩耗の発生を著しく抑制することができ、延い
てはカムの摩耗を従来より大幅に低減することができる
という優れた効果を奏し得る。
関するものである。 【０００２】 【従来の技術】図７はディーゼルエンジンにおけるバル
ブ機構の一例を概略的に示すもので、図中１はシリンダ
ヘッド２に装備されたバルブを示し、該バルブ１はスプ
リング３により上向きに付勢されて燃焼室４とポート５
との間を閉じるようになっており、回転軸６を中心に傾
動するロッカアーム７の一端部によりクロスヘッド８を
介し押し下げられて開作動されるようになっている。 【０００３】前記ロッカアーム７は、プッシュロッド９
により他端側を突き上げられて傾動するようになってお
り、前記プッシュロッド９は、その下端部にカムフォロ
ワとして備えたローラ形式のタペット１０を、カムシャ
フト１１の長手方向に配列されたカム１２に摺接して該
カム１２の回転により適切なタイミングで間欠的に突き
上げられるようになっている。 【０００４】この種のバルブ機構においてカム１２とタ
ペット１０のローラ１３の接触形態が転がりであって
も、摩耗を皆無とすることは難しく、対策として、炭素
鋼から成るカム１２に高周波焼入れや浸炭焼入れを施し
てカム１２の硬度を極力向上させるようにしている。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、単にカ
ム１２の硬度を向上するだけでは、カム１２の摩耗を低
減する効果が不十分であるというのが実情であり、より
効果的にカム１２の摩耗を低減し得る手段の提供が望ま
れている。 【０００６】そこで、本発明者らは、従来より業界内で
カム１２の摩耗の主要因であると考えられてきた凝着摩
耗（カム表面の一部が瞬間的に溶けてカムフォロワ側に
付着し、そのまま随伴されてしまうことによる摩耗）、
並びにアブレシブ摩耗（オイル中の煤等の細かい粒子が
介在することによる摩耗）について検討し、これらの摩
耗が起こる要因を取り除く手段を講じ、その裏付けをと
るべく試験を行ったが、期待されたほどの効果が得られ
ず、更に他の要因を見つけるべく、解析・検討を行っ
た。 【０００７】本発明者らが鋭意検討を重ねたところ、カ
ム１２の摩耗発生の主要因が、エンジンの燃焼生成物と
して発生する硫酸と硝酸とによる腐食にあることが明ら
かとなり、硫酸と硝酸とに対する耐食性を有する適切な
材質を選定すれば、カム１２の摩耗を大幅に低減するこ
とが可能となるという知見を得るに至った。 【０００８】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、エンジンの燃焼生成物として発生する硫酸と硝酸と
に対するカムの耐食性を向上して腐食摩耗の発生を抑制
し、延いてはカムの摩耗を大幅に低減し得るようにする
ことを目的としている。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダヘッ
ドに装備したバルブを適切なタイミングで開作動するエ
ンジン用カムであって、その材質がクロムを１２〜１８
重量％の範囲で含有したステンレス鋼であることを特徴
とするものである。 【００１０】而して、このようなステンレス鋼を材質と
したエンジン用カムは、エンジンの燃焼生成物として発
生する硫酸と硝酸との両方に対し高い耐食性を示すもの
となり、腐食摩耗の発生が著しく抑制されることにな
る。 【００１１】即ち、ステンレス鋼が耐食性を示すメカニ
ズムは、ステンレス鋼に含まれるクロムがステンレス表
面に安定な被膜を形成することによるが、この作用はク
ロムの含有割合により異なり、酸化性の酸である硝酸に
対しては、クロムの含有割合を１２重量％以上とすれば
腐食を著しく抑制することが可能となるのに対し、酸素
の酸化作用がない非酸化性の酸である硫酸に対しては、
クロムの含有割合を１８重量％以下としなければ腐食を
抑制することが困難となるので、クロムを１２〜１８重
量％の範囲で含有したステンレス鋼をカムの材質とすれ
ば、硫酸と硝酸との両方に対し高い耐食性を示すカムが
得られる。 【００１２】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。 【００１３】図１〜図６は本発明を実施する形態の一例
を示すもので、図１に示す本形態例のエンジン用のカム
１２は、従来の炭素鋼に替えて、クロムを１２〜１８重
量％の範囲で含有したステンレス鋼を材質として製作さ
れており、図示しないプッシュロッドの下端部に備えら
れたタペット（図７参照）のローラ１３が摺接する部位
を摺接部ｘ、ローラ１３が摺接しない部位を非摺接部ｙ
として示している。 【００１４】而して、このようなステンレス鋼を材質と
したカム１２は、エンジンの燃焼生成物として発生する
硫酸と硝酸との両方に対し高い耐食性を示すものとな
り、腐食摩耗の発生が著しく抑制されることになる。 【００１５】即ち、ステンレス鋼が耐食性を示すメカニ
ズムは、ステンレス鋼に含まれるクロムがステンレス表
面に安定な被膜を形成することによるが、この作用はク
ロムの含有割合により異なり、図２に示す如く、酸化性
の酸である硝酸によるステンレス鋼の腐食摩耗量は、ク
ロムの含有割合が１２重量％以上となっている範囲で著
しく抑制され、クロムの含有割合が１２重量％より少な
い範囲になると急激に増加する傾向となるのに対し、酸
素の酸化作用がない非酸化性の酸である硫酸によるステ
ンレス鋼の腐食摩耗量は、クロムの含有割合が１８重量
％以下となっている範囲で著しく抑制され、クロムの含
有割合が１８重量％より多い範囲になると急激に増加す
る傾向となるので、クロムを１２〜１８重量％の範囲で
含有したステンレス鋼をカム１２の材質とすれば、硫酸
と硝酸との両方に対し高い耐食性を示すカム１２が得ら
れる。 【００１６】事実、クロムを１２〜１８重量％の範囲で
含有したステンレス鋼を材質としたカム１２を定格負荷
で一定時間運転した後、その摺接部ｘを５００倍に拡大
して観察したところ、図３に示す如く、カム１２を研削
仕上げした際の砥石による加工目（縦すじ）が残った摩
耗の少ない状態が観察された。 【００１７】尚、図４は同じカム１２の非摺接部ｙを５
００倍に拡大して比較例としたものであり、この非摺接
部ｙは新品時の表面状態を保っているので、この図４と
図３とを比較すれば、摺接部ｘにおける摩耗が少ないこ
とが明らかであり、実測においても、摺接部ｘにおける
摩耗量は、約１．５μｍ程度と軽微なものであった。 【００１８】これに対し、従来の炭素鋼を材質としたカ
ム１２を定格負荷で一定時間運転した後、その摺接部ｘ
を５００倍に拡大して観察した場合には、図５に示す如
く、カム１２を研削仕上げした際の砥石による加工目
（縦すじ）が大幅に消失してしまった顕著な摩耗状態が
観察され、図６に示す同じカム１２の非摺接部ｙを５０
０倍に拡大したものと比較しても、摺接部ｘにおける摩
耗が激しいことが確認され、その実測においても、摺接
部ｘにおける摩耗量は、約３．５μｍと非常に多いもの
であった。 【００１９】以上に述べたように、本形態例によれば、
エンジンの燃焼生成物として発生する硫酸と硝酸とに対
するカム１２の耐食性を大幅に向上することができるの
で、腐食摩耗の発生を著しく抑制することができ、延い
てはカム１２の摩耗を従来より大幅に低減することがで
きる。 【００２０】尚、本発明のエンジン用カムは、上述の形
態例にのみ限定されるものではなく、図示する例ではシ
リンダサイドにカムシャフトを配置してプッシュロッド
を介しロッカアームを傾動するようにしたＯＨＶ形式の
場合で示したが、シリンダヘッド上にカムシャフトを配
置してロッカアームを直接傾動するようにしたＯＨＣ形
式の場合にも同様に適用し得ること、カムフォロワ（タ
ペット）の形式は図示するローラ形式に限定されないこ
と、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において
種々変更を加え得ることは勿論である。 【００２１】 【発明の効果】上記した本発明のエンジン用カムによれ
ば、エンジンの燃焼生成物として発生する硫酸と硝酸と
に対するカムの耐食性を大幅に向上することができるの
で、腐食摩耗の発生を著しく抑制することができ、延い
てはカムの摩耗を従来より大幅に低減することができる
という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す斜視図であ
る。 【図２】ステンレス鋼のクロムの含有割合と腐食摩耗量
との関係を示すグラフである。 【図３】本形態例のステンレス鋼を材質としたカムの摺
接部の拡大写真である。 【図４】本形態例のステンレス鋼を材質としたカムの非
摺接部の拡大写真である。 【図５】従来における炭素鋼を材質としたカムの摺接部
の拡大写真である。 【図６】従来における炭素鋼を材質としたカムの非摺接
部の拡大写真である。 【図７】ディーゼルエンジンにおけるバルブ機構の一例
を示す概略構成図である。 【符号の説明】 １ バルブ ２ シリンダヘッド １２ カム
る。 【図２】ステンレス鋼のクロムの含有割合と腐食摩耗量
との関係を示すグラフである。 【図３】本形態例のステンレス鋼を材質としたカムの摺
接部の拡大写真である。 【図４】本形態例のステンレス鋼を材質としたカムの非
摺接部の拡大写真である。 【図５】従来における炭素鋼を材質としたカムの摺接部
の拡大写真である。 【図６】従来における炭素鋼を材質としたカムの非摺接
部の拡大写真である。 【図７】ディーゼルエンジンにおけるバルブ機構の一例
を示す概略構成図である。 【符号の説明】 １ バルブ ２ シリンダヘッド １２ カム
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−238350（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−209252（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−41607（ＪＰ，Ａ)
社団法人日本機械学会，「機械工学便
覧改訂第６版［分冊５］」，日本，社団
法人日本機械学会，1977年11月20日，２
刷，ｐ．５−35〜５−38
社団法人日本機械学会，「機械工学便
覧応用編Ｂ４材料学・工業材料」，日
本，丸善株式会社，1996年 ９月25日,
初版６刷，ｐ．Ｂ４−91〜Ｂ４−93
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F01L 1/04
F16H 53/02
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 シリンダヘッドに装備したバルブを適切
なタイミングで開作動するエンジン用カムであって、そ
の材質がクロムを１２〜１８重量％の範囲で含有したス
テンレス鋼であることを特徴とするエンジン用カム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27864097A JP3452178B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | エンジン用カム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27864097A JP3452178B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | エンジン用カム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11117716A JPH11117716A (ja) | 1999-04-27 |
| JP3452178B2 true JP3452178B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=17600102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27864097A Expired - Fee Related JP3452178B2 (ja) | 1997-10-13 | 1997-10-13 | エンジン用カム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3452178B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05209252A (ja) * | 1991-03-14 | 1993-08-20 | Nippon Steel Corp | 均一微細な炭化物組織を有する高炭素含有ステンレス鋼の製造方法 |
| US5424028A (en) * | 1993-12-23 | 1995-06-13 | Latrobe Steel Company | Case carburized stainless steel alloy for high temperature applications |
| JP3682556B2 (ja) * | 1994-08-03 | 2005-08-10 | 株式会社ファインシンター | 耐熱・耐摩耗性焼結ステンレス鋼 |
-
1997
- 1997-10-13 JP JP27864097A patent/JP3452178B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 社団法人日本機械学会，「機械工学便覧応用編Ｂ４材料学・工業材料」，日本，丸善株式会社，１９９６年 ９月２５日，初版６刷，ｐ．Ｂ４−９１〜Ｂ４−９３ |
| 社団法人日本機械学会，「機械工学便覧改訂第６版［分冊５］」，日本，社団法人日本機械学会，１９７７年１１月２０日，２刷，ｐ．５−３５〜５−３８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11117716A (ja) | 1999-04-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |