JP3776750B2

JP3776750B2 - Ｄｌｃを施したカムおよびカムシャフト

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Publication number: JP3776750B2
Application number: JP2001166427A
Authority: JP
Inventors: 正俊中山; 政一尾高; 良子吉野; 靖橋本; 康浩松場; 泉宮内
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2001-06-01
Filing date: 2001-06-01
Publication date: 2006-05-17
Anticipated expiration: 2021-06-01
Also published as: JP2002357262A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動車等の内燃機関において、カムの回転運動による駆動力を、往復運動に変換する動力伝達系に使用される金属材料製のカムローブ（以下単にカムと称する）に関し、特に、耐摩耗被覆膜を設けたカムおよびカムシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エンジン等の内燃機関において、カムの回転運動による駆動力を、タペット等の往復運動部材を介して燃料バルブ等に伝達するための動力伝達系が使用されている。カムは、駆動力をタペット等に伝達するように接触対象例えばタペットの面またはそれに固定されたシムの面と当接され高面圧を受けながら摺動するため、カム面もまたタペットまたはシム面も摩耗損傷が激しくなる。特にＯＨＣ（オーバーヘッドカム軸）方式のエンジンではカムとタペット（若しくはシム）との間隔の調整作業が重要であり、これらの調整が不十分であると、騒音の発生源になるなどの不具合を生じたり、調整を行ってもこれらの部品の摩耗が激しいと所望の間隔からずれたりすることで、摩擦損失によりエンジン馬力の低下を引き起こし、燃費の低下を招くおそれがあった。さらに相手材とのかじりが発生して使用不可能になってしまうおそれがあった。
【０００３】
燃料バルブを開閉するための動力伝達系の若干の例を示すと、図１は突き棒方式の伝達系であり、エンジン出力を伝動するクランクシャフトから駆動される軸１に固定されたカム３は、タペット７の下面に摺接しながら回転する。これにより往復運動するタペット７は突き棒９を介してロッカーアーム軸１５に支承されたロッカーアーム１３の一端に動力を伝達してそれを揺動させる。ロッカーアーム１３の他端は、リテーナー１９に保持されたばね１７に支持されたバルブ軸２１をカム３のタイミングで押圧して燃料バルブ２３を開閉させ、燃料をエンジンのピストン／シリンダーに供給する。カムシャフト１とシム５の間隔は調整ねじ１１により調整される。
図２はＯＨＣ方式の一種であるダブルオーバヘッドカム（ＤＯＨＣ）方式を使用した伝達系の例を示し、エンジン出力を伝動するクランクシャフトから駆動されるカムシャフト１、１’に固定されたカム３は、タペット７、７’の上面に摺接しながら回転する。これにより往復運動するタペット７、７’は、その内部にリテーナー１９、１９’で保持されたばね１７、１７’に支持されたバルブ軸２１、２１’をカム３のタイミングで押圧して排気バルブ２３’、および燃料バルブ２３を開閉させ、燃料をエンジンのピストン／シリンダーに供給および排気する。
【０００４】
カムとタペットの当接面は、それらの間隔に依存して或いはばね８の力により大きい摩擦作用を受けるので、カム表面と相手部材の当接面の間には十分な低摩擦性と耐摩耗性を付与する必要がある。この問題を解決するために、特開平１１−２８０４１９号では図３に示したようにカム３と当接するタペット７の端面に耐摩耗性の高いダイヤモンド状炭素膜（ＤＬＣ）よりなるシム５を設けることが記載されている。しかし、同文献にはダイヤモンド状炭素膜製のシム単独では十分な耐摩耗性が得られず、さらにカム面をＲａで０．０８μｍ以下に精密研磨しなければならないと記載されている。
他の対策としては特開平１１−２８０４１９号に、金属合金基材の上にカム摺動面よりも高硬度な材料例えばダイヤモンド状薄膜を被覆し、その表面を十点平均表面粗さＲｚが０．０７〜０．２μｍに仕上げたシムと、燒結金属等の多数の潤滑油を保持する開口気孔を形成したカムとの組み合わせを記載している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特開平１１−２８０４１９号に記載された技術では、耐摩耗性の高いダイヤモンド状炭素膜よりなるシムに対して、カム面をＲａで０．０８μｍ以下に鏡面研磨しなければならない問題がある。カム面の研磨工程は、手間と時間のかかる工程であり、能率が悪く、コストがかさむ問題がある。
一方、特開平１１−２８０４１９号に記載された技術では、シムの仕上げ面は比較的粗くてもよいが、カム摺動面に多数の開口気孔を形成してそこに潤滑油を保持させなければならない問題がある。
本発明は、カム面やシム面の精密研磨を行う必要が無く、耐摩耗を向上したカムまたはカムシャフトを提供することを課題とする。カムシャフトはカムを備えたシャフトを指し、カムとは単独またはこのようなシャフトに一体に固定されたカムを含むものとする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、カムの回転運動による駆動力を、往復運動部材に伝達するための伝達系に使用される金属材料製のカムにおいて、前記カムの前記往復運動部材に摺動する表面に、Ｔａの珪化物よりなる中間層と、炭素と水素とからなりその組成をＣＨｎをモル比で表したとき０．０５≦ｎ≦０．７で表されるダイヤモンド状炭素膜とをこの順に形成し、前記ダイヤモンド状炭素膜には、ＣＨｘＳｉｙＯｚ
（但し０．０５≦ｘ≦０．７
０．０１≦ｙ≦３．０
０≦ｚ≦１．０
で表されるダイヤモンド状炭素膜の層を組み合わせるか、またはこれらの組成の一方の組成から他方の組成に連続的に変化した層を形成したカムを提供する。
好ましくはＴａの珪化物がＴａＳｉ₂である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明者等は、従来の技術によるカム（特にカムシャフトのカム）に形成したダイヤモンド状薄膜（ＤＬＣ膜）が、比較的表面粗さの大きいシム（または相手材）と組み合わせて使用されるとき、大きい摩耗を生じる理由を探求した結果、シムの金属基材とダイヤモンド状薄膜の密着性に問題があり、そのため長期の使用が不能となることを見いだした。
本発明者等は、従来のようにタペット或いはシムの面ではなくて、カムにダイヤモンド状薄膜を被覆し、また特にダイヤモンド状炭素膜の材質を適正に選択することおよび／または適正な中間層を使用することにより密着性を向上し、耐摩耗性を格段に向上することが出来た。カムは複雑な形状を有するため適正な成膜法がなく従来は試みられなかった。
本発明の構成を有するカムを採用すると、シムの表面粗さは０．０８μｍ以下に精密研磨する必要が無い。
【０００８】
本発明は、少なくともカムの摺動面とダイヤモンド状炭素膜との間に、Ｔａの珪化物よりなる中間層を設ける。
このような中間層を形成すると、ダイヤモンド状炭素膜に特に制限はない。Ｈを含有するダイヤモンド状炭素膜、ＨとＳｉを含有するダイヤモンド状炭素膜、またはこれらの組み合わせ、或いはこれらの一方から他方の組成に連続的に組成を変えるダイヤモンド状炭素膜を使用することができる。
【０００９】
なお、中間層を使用しなくても少なくともカムの表面に、ダイヤモンド状炭素膜特にＨとＳｉを含有するダイヤモンド状炭素膜を形成すれば、耐摩耗性を大幅に向上することが可能となる。この場合に、ＨとＳｉを含有するダイヤモンド状炭素膜の上に、さらにＨを含有するダイヤモンド状炭素膜を形成することも可能である。この構成は、特に基板との密着性が良く、更なる耐摩耗性の向上が期待できるが、中間層の使用に劣る。以下簡単のためにダイヤモンド状炭素膜をＤＬＣと略することがある。
【００１０】
本発明でカムの基材として使用できる材料は、従来から斯界で慣用されている任意の材料が使用できる。これらの材料としては例えば各種の炭素鋼や鋳鉄など（ねずみ鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄、可鍛鋳鉄、合金鋳鉄など）、鋳鋼などで、超強靱鋼（ＳＮＣＭ４２０、ＳＣＭ４４０、ＳＣＭ４２０、ＳＣＲ４２０、Ｈ１１など）、高速度工具鋼（ハイス鋼：ＪＩＳ規格のＳＫＨ系）、合金工具鋼（ダイス鋼：ＳＫＤ６など）、マルエージ鋼（ＫＭＳ１８０−２０など）、オースフォーム鋼、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ４３０、１７−４ＰＨなど）、軸受鋼（ＳＵＪ２など）、Ａｌ合金（ＡＣ４Ｃなど）、Ｔｉ合金等が挙げられる。
【００１１】
これらの基材となる金属に対して、適当な条件で焼き入れして材料の硬度を向上させたものを使用しても良い。焼き入れには例えば、高周波焼き入れ、炎焼き入れ、浸炭焼き入れなどが使用できる。
またこれらの基材上か、焼き入れ後の基材に対し、表面硬化処理を施し、その上にダイヤモンド状炭素膜或いは中間層を介在してダイヤモンド状炭素膜をコーティングしても良い。表面硬化処理としては、例えば窒化、浸炭、硼化処理がある。
【００１２】
中間層
次に、本発明で使用する中間層は、Ｔａの珪化物よりなる。特にＴａＳｉ ₂ の層が好適に使用できる。
【００１３】
上記（ａ）の中間層の場合、ＴａＳｉa と表したとき、好ましくは１≦ａ≦６である。ａがこれより大きくて珪素が多くなると、母材との密着力が悪くなる。ａがこれより小さくて珪素が少なくなると、ＤＬＣ膜との密着力が悪くなる。好適にはａ＝２すなわちＴａＳｉ ₂ である。
【００１４】
中間層は、２nm〜５μm の厚さであることが好ましく、さらには５nm〜１μm の厚さであることが好ましい。このような厚さとすることで密着性が向上する。これに対し、中間層が薄すぎると密着性向上の効果が十分ではなくなり、厚すぎると耐衝撃性が悪くなってくる。
【００１５】
本発明の中間層は、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法等のＰＶＤ法や熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等のＣＶＤ法によって形成することができる。また、湿式メッキ法、溶射、クラッド接合等により形成してもよい。具体的には公知の方法による。
とくに、本発明の中間層はスパッタ法により形成することが好ましい。この場合、目的とする組成に応じたターゲットを用い、高周波電力、交流電力、直流電力のいずれかを付加し、ターゲットをスパッタし、これを母材（基板）上にスパッタ堆積させることにより中間層を形成する。
【００１６】
ターゲットは、通常、中間層と同じ組成のものを用いればよいが、Ｔａ等の金属とＳｉとをターゲットとする多元スパッタとしてもよいし、反応性スパッタでＳｉを導入する場合はその成分を含まないターゲットを用いることができる。
【００１７】
スパッタガスには、通常のスパッタ装置に使用される不活性ガスが使用できる。中でも、Ａｒ、Ｋｒ、Ｘｅのいずれか、あるいは、これらの少なくとも１種以上のガスを含む混合ガスを用いることが好ましい。
また、反応性スパッタを行ってもよく、反応性ガスとしては、珪素を導入する場合には、シランガス等を用いる。
スパッタ時の動作圧力は、０．２〜７０Ｐａの範囲が好ましい。また、成膜中にスパッタガスの圧力を、前記範囲内で変化させることにより、濃度勾配を有する中間層を容易に得ることができる。
【００１８】
スパッタ法としては、ＲＦ電源を用いた高周波スパッタ法を用いても、ＤＣスパッタ法を用いてもよい。スパッタ装置の電力としては、ＤＣスパッタで０．５〜３０Ｗ／cm²程度、高周波スパッタで周波数１〜５０MHz、低周波では５０kHz〜１MHz、０．５〜３０Ｗ／cm²程度が好ましい。
成膜速度は１〜３００nm／minの範囲が好ましい。
また、基板温度は１０〜１５０℃であることが好ましい。
【００１９】
また、本発明の中間層は蒸着法により形成してもよい。蒸着法としては、抵抗加熱方式であっても電子ビーム加熱方式であってもよい。蒸着源には、Ｔａ等の金属とＳｉ等を用いる２元蒸着であっても、中間層と同じ組成のものを用いる１元蒸着であってもよい。１元蒸着でも、膜組成は蒸着源の組成とほぼ同じものが経時的に安定して得られる。
真空蒸着の条件は特に限定されないが、真空度は１０^-3Ｐａ以下、特に１０^-4Ｐａ以下が好ましい。成膜速度は、通常、１〜３００nm／ min程度が好ましい。
【００２０】
また、中間層は、プラズマＣＶＤ法、イオン化蒸着法によっても形成でき、その場合、後述するＤＬＣ膜を参考にして成膜すればよい。
【００２１】
ダイヤモンド状炭素膜
ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）膜は、ダイヤモンド様炭素膜、ｉ−カーボン膜等と称されることもある。ダイヤモンド状炭素膜については、例えば、特開昭６２−１４５６４６号公報、同６２−１４５６４７号公報、New Diamond Forum,第４巻第４号（昭和６３年１０月２５日発行）等に記載されている。
【００２２】
ＤＬＣ膜は、上記文献（New Diamond Forum）に記載されているように、ラマン分光分析において、１５５０cm^-1にブロードな（１５２０〜１５６０cm^-1）ラマン吸収のピークを有し、１３３３cm^-1に鋭いピークを有するダイヤモンドや、１５８１cm^-1に鋭いピークを有するグラファイトとは、明らかに異なった構造を有する物質である。
ＤＬＣ膜は、炭素と水素とを主成分とするＣＨｎ（０．０５≦ｎ≦０．７）で表わされるアモルファス状態の薄膜であって、炭素同士のｓｐ3結合がランダムに存在することによって形成されている。ＤＬＣ膜のラマン分光分析における吸収ピークは、上記のように１５５０cm^-1にブロード（１５２０〜１５６０cm^-1）な吸収を有するが、炭素および水素以外の上記元素を含有することにより、これから±１００cm^-1程度変動する場合もある。
【００２３】
本発明において、ＤＬＣ膜の厚さは、通常、１〜１００００nm、好ましくは１０ｎｍ〜３μｍである。
【００２４】
ＤＬＣ膜は、炭素および水素に加え、Ｓｉを含み、Ｏ、Ｎ、Ｆの１種または２種以上を含有していてもよい。中間層を使用しない場合は、基板との密着性を向上するために、少なくとも第１層は水素の他にＳｉを含有すべきである。この場合、ＤＬＣ膜は、ＣＨxＳｉyＯz と表したとき、ｘ、ｙ、ｚがそれぞれ、０．０５≦ｘ≦０．７、０．０１≦ｙ≦３．０、０≦ｚ≦１．０であることが好ましい。また、複数の層を形成しても良いが、その代わりに、Ｓｉを含有する部分からＳｉを含有しない部分のように、組成が厚さ方向に連続可変となっても良い。
【００２５】
ＤＬＣ膜は、プラズマＣＶＤ法、イオン化蒸着法、スパッタ法などで形成することができる。
ＤＬＣ膜をプラズマＣＶＤ法により形成する場合、例えば特開平４−４１６７２号公報等に記載されている方法により成膜することができる。プラズマＣＶＤ法におけるプラズマは、直流、交流のいずれであってもよいが、交流を用いることが好ましい。交流としては数ヘルツからマイクロ波まで使用可能である。また、ダイヤモンド薄膜技術（総合技術センター発行）などに記載されているＥＣＲプラズマも使用可能である。また、バイアス電圧を印加してもよい。
【００２６】
ＤＬＣ膜をプラズマＣＶＤ法により形成する場合、原料ガスには、下記化合物を使用することが好ましい。
ＣおよびＨを含有する化合物として、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、エチレン、プロピレン等の炭化水素が挙げられる。
Ｃ、ＨおよびＳｉを含む化合物としては、メチルシラン、ジメチルシラン、トリメチルシラン、テトラメチルシラン、ジエチルシラン、テトラエチルシラン、テトラブチルシラン、ジメチルジエチルシラン、テトラフェニルシラン、メチルトリフェニルシラン、ジメチルジフェニルシラン、トリメチルフェニルシラン、トリメチルシリル−トリメチルシラン、トリメチルシリルメチル−トリメチルシラン等がある。これらは併用してもよく、シラン系化合物と炭化水素を用いてもよい。
Ｃ＋Ｈ＋Ｏを含む化合物としては、ＣＨ₃ＯＨ、Ｃ₂Ｈ₅ＯＨ、ＨＣＨＯ、ＣＨ₃ＣＯＣＨ₃等がある。
Ｃ＋Ｈ＋Ｎを含む化合物としては、シアン化アンモニウム、シアン化水素、モノメチルアミン、ジメチルアミン、アリルアミン、アニリン、ジエチルアミン、アセトニトリル、アゾイソブタン、ジアリルアミン、エチルアジド、ＭＭＨ、ＤＭＨ、トリアリルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリフェニルアミン等がある。
この他、Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ、Ｓｉ＋Ｃ＋Ｈ＋ＯあるいはＳｉ＋Ｃ＋Ｈ＋Ｎを含む化合物等と、Ｏ源あるいはＯＮ源、Ｎ源、Ｈ源等とを組み合わせてもよい。
【００２７】
Ｏ源として、Ｏ₂、Ｏ₃等、Ｃ＋Ｏ源として、ＣＯ、ＣＯ₂等、Ｓｉ＋Ｈ源として、ＳｉＨ₄等、Ｈ源として、Ｈ₂等、Ｈ＋Ｏ源として、Ｈ₂Ｏ等、Ｎ源として、Ｎ₂Ｎ＋Ｈ源として、ＮＨ₃等、Ｎ＋Ｏ源として、ＮＯ、ＮＯ₂、Ｎ₂ＯなどＮＯxで表示できるＮとＯの化合物等、Ｎ＋Ｃ源として、（ＣＮ）₂等、Ｎ＋Ｈ＋Ｆ源として、ＮＨ₄Ｆ等、Ｏ＋Ｆ源として、ＯＦ₂、Ｏ₂Ｆ₂、Ｏ₃Ｆ₂等を用いてもよい。
【００２８】
上記原料ガスの流量は原料ガスの種類に応じて適宜決定すればよい。動作圧力は、通常、１〜７０Ｐａ、投入電力は、通常、１０W〜５kW程度が好ましい。
【００２９】
ＤＬＣ膜は、イオン化蒸着法により形成してもよい。イオン化蒸着法は、例えば特開昭５８−１７４５０７号公報、特開昭５９−１７４５０８号公報等に記載されている。ただし、これらに開示された方法、装置に限られるものではなく、原料用イオン化ガスの加速が可能であれば他の方式のイオン蒸着技術を用いてもよい。この場合の装置の好ましい例としては、例えば、実開昭５９−１７４５０７号公報に記載されたイオン直進型またはイオン偏向型のものを用いることができる。
【００３０】
イオン化蒸着法においては、真空容器内を１０^-4Ｐａ程度までの高真空とする。この真空容器内には交流電源によって加熱されて熱電子を発生するフィラメントが設けられ、このフィラメントを取り囲んで対電極が配置され、フィラメントとの間に電圧Ｖｄを与える。また、フィラメント、対電極を取り囲んでイオン化ガス閉じこめ用の磁界を発生する電磁コイルが配置されている。原料ガスはフィラメントからの熱電子と衝突して、プラスの熱分解イオンと電子を生じ、このプラスイオンはグリッドに印加された負電位Ｖａにより加速される。この、Ｖｄ，Ｖａおよびコイルの磁界を調整することにより、組成や膜質を変えることができる。また、バイアス電圧を印加してもよい。
【００３１】
ＤＬＣ膜をイオン化蒸着法により形成する場合、原料ガスには、プラズマＣＶＤ法と同様のものを用いればよい。上記原料ガスの流量はその種類に応じて適宜決定すればよい。動作圧力は、通常、１〜７０Ｐａ程度が好ましい。
【００３２】
ＤＬＣ膜は、スパッタ法により形成することもできる。この場合、Ａｒ、Ｋｒ等のスパッタ用のスパッタガスに加えて、Ｏ₂ 、Ｎ₂、ＮＨ₃、ＣＨ₄、Ｈ₂等のガスを反応性ガスとして導入すると共に、Ｃ、Ｓｉ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣ等をターゲットとしたり、Ｃ、Ｓｉ、ＳｉＯ₂ 、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＳｉＣの混成組成をターゲットとしたり、場合によっては、Ｃ、Ｓｉ、Ｎ、Ｏを含む２以上のターゲットを用いてもよい。また、ポリマーをターゲットとして用いることも可能である。このようなターゲットを用いて高周波電力、交流電力、直流電力のいずれかを印加し、ターゲットをスパッタし、これを基板上にスパッタ堆積させることによりＤＬＣ膜を形成する。高周波スパッタ電力は、通常、５０W〜２kW程度である。動作圧力は、通常、１０^-3〜０．１Ｐａが好ましい。
【００３３】
【実施例の説明】
次に本発明の実施例を説明する。表１に示す組み合わせでカムおよびシムの表面に中間層およびＤＬＣ膜を形成した。
カムおよびシムの素材としてはすべてＳＮＣＭ４２０を使用した。実施例のカムおよびシムの基材の表面粗さは全てＲａ＝０．１μｍとした。カムまたはシムを真空チャンバーの所定位置に配置し、排気した後、次の条件で成膜した。
【００３４】
＜中間層の成膜＞
表１の中間層１をスパッタ法により次の条件で製造した。
使用ガス：Ａｒ（５．１×１０^-2Ｐａ・ｍ³・ｓ^-1）＝３０ｓｃｃｍ
スパッタ圧力：４０Ｐａ
投入電力：５００Ｗ
ターゲット：Ｔａ、Ｓｉ
膜厚：Ｔａ（第１層）１０ｎｍ、Ｓｉ（第２層）９０ｎｍ
【００３５】
ターゲットを変え同じ成膜条件で表１に示す中間層２を成膜した。膜厚は１００ｎｍとした。
【００３６】
【表１】

【００３７】
＜ＤＬＣの成膜＞
ＤＬＣ膜は自己バイアスＲＦプラズマＣＶＤ法により次の条件で成膜した。
ＤＬＣ１
原料ガス：Ｃ₂Ｈ₄（０．０１７Ｐａ・ｍ³・ｓ^-1）
電源：ＲＦ
動作圧：６６．５Ｐａ
投入電力：５００Ｗ
成膜レート：１００ｎｍ／ｍｉｎ
膜組成：ＣＨ_0.21
膜厚：２μｍ
ＤＬＣ２
原料ガス：Ｓｉ（ＯＣＨ₃）₄ （０．０８５Ｐａ・ｍ³・ｓ^-1）
電源：ＲＦ
動作圧：６６．５Ｐａ
投入電力：５００Ｗ
成膜レート：１００ｎｍ／ｍｉｎ
膜組成：ＣＨ_0.2Ｓｉ_0.1Ｏ_0.17
膜厚：２μｍ
ＤＬＣ３
原料ガス：Ｓｉ（ＣＨ₃）₄ （０．０８５Ｐａ・ｍ³・ｓ^-1）
電源：ＲＦ
動作圧：６６．５Ｐａ
投入電力：５００Ｗ
成膜レート：１００ｎｍ／ｍｉｎ
膜組成：ＣＨ_0.24Ｓｉ_0.22
膜厚：２μｍ
【００３８】
＜評価方法＞
ＤＬＣをコーティングしないカム（比較例）とＤＬＣをコーティングしたカムまたはシム（実施例及び比較例）に、以下の条件を付加して耐久試験を行った。その後カムの摩耗状態を比較した。試験は、ＤＯＨＣを使用する自動車エンジンにおいて、タペットの面にシムを固着し、カムを当接し回転させる。
条件：カム回転数：９０００ｒｐｍ
試験時間：表２の通り
作用最大応力：２０００ＭＰａ
動作環境：オイル中
この条件は商用自動車の一般的な走行における回転数（２０００〜４０００ｒｐｍ）に比してはるかに過酷なＦ１レベルに相当する加速試験であることに注意すべきである。
結果は表２に示すとおりであった。但し試験時間は最大２０時間で打ち切った。
【００３９】
【表２】

【００４０】
【発明の効果】
表１において耐久性時間は記載の時間を超えるとエンジンの稼働が停止することを示す。本発明の実施例によると、比較例１に対してはもちろんのこと、ＤＬＣを使用した公知例に相当する比較例２に比しても極めて耐久性の高いカム或いはカムシャフトが提供できたことが分かる。実施例から分かるように、本発明では比較例２のような精密研磨をシムの表面に施していないにも拘わらずすぐれた耐久性が得られているので、工程の短縮とコストの低下が可能となる。
本発明によると、少なくともカムに被覆するダイヤモンド状薄膜の材質を適正に選択することおよび／または適正な中間層を使用することにより密着性を向上し、耐摩耗性を格段に向上することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用できるカムおよびタペットを備えた動力伝達系の構造を示す断面図である。
【図２】本発明が適用できるカムおよびタペットを備えた動力伝達系の他の構造を示す断面図である。
【図３】従来例のカムとシムの関係を示す図である。
【符号の説明】
１、１’ カムシャフト
３、３’ カム
５シム
７、７’ タペット
９突き棒
１１調整ねじ
１３ロッカーアーム
１５ロッカーアーム軸
１７、１７’ ばね
１９、１９’ リテーナー
２１、２１’ バルブ軸
２３燃料バルブ
２３’ 排気バルブ

Claims

カムの回転運動による駆動力を、往復運動部材に伝達するための伝達系に使用される金属材料製のカムにおいて、前記カムの前記往復運動部材に摺動する表面に、Ｔａの珪化物よりなる中間層と、炭素と水素とからなりその組成をＣＨｎをモル比で表したとき０．０５≦ｎ≦０．７で表されるダイヤモンド状炭素膜とをこの順に形成してなり、前記ダイヤモンド状炭素膜に、ＣＨｘＳｉｙＯｚ
（但し０．０５≦ｘ≦０．７
０．０１≦ｙ≦３．０
０≦ｚ≦１．０）
で表されるダイヤモンド状炭素膜の層を組み合わせるか、またはこれらの組成の一方の組成から他方の組成に連続的に変化した層を形成したことを特徴とするカム。
Ｔａの珪化物がＴａＳｉａ（ａ＝１〜６）である請求項１のカム。