JP4992521B2 - Rocker arm - Google Patents
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Description
本発明はロッカーアームに係り、特に、内燃機関の燃料噴射装置や給排気弁駆動装置等の被駆動部品に好適に使用されるロッカーアームに関する。 The present invention relates to a rocker arm, and more particularly, to a rocker arm suitably used for a driven component such as a fuel injection device or a supply / exhaust valve driving device of an internal combustion engine.
エンジン内部での摩擦低減を図り、燃料消費率を低減することを目的として、クランクシャフトと同期したカムシャフトの回転を給気弁及び排気弁の開閉運動に変換する部分に、往復揺動運動するロッカーアームを利用することが一般的に行われている。
このようなロッカーアームの構造としては、例えば特許文献１，２に開示のものがある。すなわち、エンジンのクランクシャフトと同期して回転するカムシャフトに固定したカムに対向して、このカムの動きを受けて揺動運動するロッカーアームが設けられている。このロッカーアームの端部には、一対の支持壁部が互いに間隔を開けて設けられており、この一対の支持壁部の間には鋼製の支持軸が掛け渡されている。この支持軸は、カムの外周面に当接するローラの貫通孔に挿通されており、支持軸の外周面とローラの貫通孔の内周面との間に転動自在に配された複数の針状ころを介してローラを回転自在に支持している。
In order to reduce friction inside the engine and reduce the fuel consumption rate, the camshaft rotation synchronized with the crankshaft is reciprocally swung to the part that converts the opening and closing movements of the intake and exhaust valves. It is common practice to use a rocker arm.
Examples of such a rocker arm structure are disclosed in Patent Documents 1 and 2. That is, a rocker arm that swings in response to the movement of the cam is provided opposite to a cam fixed to a camshaft that rotates in synchronization with the crankshaft of the engine. A pair of support wall portions are provided at an end portion of the rocker arm so as to be spaced apart from each other, and a steel support shaft is suspended between the pair of support wall portions. The support shaft is inserted into the through hole of the roller that abuts the outer peripheral surface of the cam, and a plurality of needles that are rotatably arranged between the outer peripheral surface of the support shaft and the inner peripheral surface of the through hole of the roller. A roller is rotatably supported via a roller.
エンジンの運転時には、針状ころの両端面と、この端面に対向する支持壁部の壁面とが接触するので、支持壁部の壁面が摩耗するおそれがある。そこで、特許文献１，２に開示のロッカーアームにおいては、支持壁部の壁面の摩耗を防ぐために、針状ころの両端面と、この端面に対向する支持壁部の壁面との間に、金属製の保護部材が配されている。
しかしながら、ローラ，支持軸，及び針状ころからなる軸受部分の取り付け精度や使用状態によっては、この軸受部分に軸方向の高荷重が負荷されるため、接触する針状ころの両端面又はローラの端面と保護部材又はロッカーアームの支持壁部（揺動部材）との間で摩耗や焼付きが生じるおそれがあった。
そこで、本発明は上記のような従来技術が有する問題点を解決し、摩耗や焼付きが生じにくく耐久性に優れたロッカーアームを提供することを課題とする。
However, depending on the mounting accuracy of the bearing part consisting of the roller, the support shaft, and the needle roller and the usage condition, a high axial load is applied to the bearing part . There is a possibility that wear or seizure may occur between the end face and the support wall (rocking member) of the protection member or the rocker arm .
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a rocker arm that solves the problems of the prior art as described above and is excellent in durability and is less susceptible to wear and seizure.
前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本発明に係る請求項１のロッカーアームは、カムの回転に対応して揺動運動するロッカーアームにおいて、前記カムに当接するローラと、前記ローラを回転自在に支持する支持軸と、前記支持軸が固定された揺動部材と、前記ローラの端面が前記揺動部材に接触することを防ぐ鉄系材料製の保護部材と、を備えるとともに、前記揺動部材には１つの支持壁部が設けられていて、その支持壁部に前記支持軸の一端が固定され、前記支持軸の他端には、前記ローラの抜け落ちを防ぐ抜け止め部材が取り付けられており、前記保護部材は、中央部の両側から腕部が屈曲して延びて略コ字状をなしており、前記両腕部に設けられた貫通孔に前記支持軸が挿通されることにより取り付けられていて、この略コ字状の保護部材の内側に前記ローラが収容されるように配されており、前記保護部材の前記貫通孔の内周面には、前記支持軸との摺接部に潤滑油を導入するための切り欠きが設けられており、前記保護部材の表面のうち前記ローラの端面と実際に接触する部分の面には、面積率で７５％以上の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理が施されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration. That is, the rocker arm according to claim 1 of the present invention is a rocker arm that swings in response to rotation of a cam, a roller that contacts the cam, a support shaft that rotatably supports the roller, And a support member made of a ferrous material that prevents the end surface of the roller from coming into contact with the swing member. The swing member has one support wall portion. One end of the support shaft is fixed to the support wall portion, and the other end of the support shaft is attached with a retaining member that prevents the roller from falling off. The arm part is bent and extended from both sides of the part to form a substantially U shape, and is attached by inserting the support shaft into the through hole provided in the both arm parts. Inside the protective member There are arranged so as to be accommodated, the inner peripheral surface of the through hole of the protection member is notch for introducing a lubricating oil is provided on the sliding contact portion between the supporting shaft, wherein The surface of the surface of the protective member that is actually in contact with the end face of the roller is coated with a lubricant film composed of a solid lubricant on a portion with an area ratio of 75% or more, and the amount of retained austenite on the surface is reduced. It is characterized in that it is subjected to a treatment that reduces it by 10% or more and 70% or less.
また、本発明に係る請求項２のロッカーアームは、カムの回転に対応して揺動運動するロッカーアームにおいて、前記カムに当接するローラと、前記ローラを回転自在に支持する支持軸と、前記支持軸が固定された揺動部材と、前記ローラの端面が前記揺動部材に接触することを防ぐ鉄系材料製の保護部材と、を備えるとともに、前記揺動部材には１つの支持壁部が設けられていて、その支持壁部に前記支持軸の一端が固定され、前記支持軸の他端には、前記ローラの抜け落ちを防ぐ抜け止め部材が取り付けられており、前記保護部材は、中央部の両側から腕部が屈曲して延びて略コ字状をなしており、前記両腕部に設けられた貫通孔に前記支持軸が挿通されることにより取り付けられていて、この略コ字状の保護部材の内側に前記ローラが収容されるように配されており、前記保護部材の前記貫通孔の内周面には、前記支持軸との摺接部に潤滑油を導入するための切り欠きが設けられており、前記保護部材の表面のうち前記ローラの端面と実際に接触する部分の面には、面積率で７５％以上９５％以下の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理が施されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the rocker arm according to the second aspect of the present invention, wherein the rocker arm swings in response to the rotation of the cam, a roller that contacts the cam, a support shaft that rotatably supports the roller, And a support member made of a ferrous material that prevents the end surface of the roller from coming into contact with the swing member. The swing member has one support wall portion. One end of the support shaft is fixed to the support wall portion, and the other end of the support shaft is attached with a retaining member that prevents the roller from falling off. The arm part is bent and extended from both sides of the part to form a substantially U shape, and is attached by inserting the support shaft into the through hole provided in the both arm parts. The roller is inside the protective member Are arranged so as to volume, the inner peripheral surface of the through hole of the protection member is notch for introducing a lubricating oil is provided on the sliding contact portion between the supporting shaft, the protective Of the surface of the member, the surface of the part that is actually in contact with the end face of the roller is coated with a lubricant film composed of a solid lubricant on a part of the area ratio of 75% or more and 95% or less, and residual austenite on the surface A process for reducing the amount by 10% or more and 70% or less is performed.
このような構成であれば、前記処理により形成された潤滑被膜によって金属間接触が抑制されるので、ローラの端面（端面とは軸方向端部の面である）と保護部材とが接触しても保護部材に摩耗や焼付きが生じにくい。また、潤滑被膜を形成する前記処理により軟質な残留オーステナイトが分解され硬質なマルテンサイトへ変化している（残留オーステナイト量が減少している）ため、保護部材の表面が靱性を損なうことなく強化されており、摩耗や焼付きが生じにくい。よって、軸方向の高荷重が負荷される条件下で使用されても、ロッカーアームは耐久性に優れている。 In such a configuration, since the intermetal contact is suppressed by the lubricating coating formed by the treatment, the end surface of the roller (the end surface is the surface of the axial end) and the protective member are in contact with each other. However, the protective member is less likely to be worn or seized. In addition, since the soft retained austenite is decomposed and changed into hard martensite (the amount of retained austenite is reduced) by the above-described treatment for forming the lubricating coating, the surface of the protective member is strengthened without impairing the toughness. Wear and seizure hardly occur. Therefore, even if the rocker arm is used under a condition where a high axial load is applied, the rocker arm is excellent in durability.
潤滑被膜が被覆されている部分が面積率で７５％未満であると、ロッカーアームの寿命が不十分となるおそれがある。一方、９５％超過としても、それ以上の長寿命化は期待できないばかりか、潤滑被膜が脱落しやすくなる。潤滑被膜が脱落すると、異物となって音響不良及び振動を引き起こすおそれがある。
また、残留オーステナイト量の減少率が処理前の量の１０％未満であると（すなわち、処理前の量の９０％以上が残留オーステナイトとして残存していると）、保護部材の表面が十分に強化されないおそれがある。一方、７０％超過であると（すなわち、残存している残留オーステナイトの量が処理前の量の３０％未満であると）、保護部材の表面が脆くなり、かえって表面損傷が生じやすくなるおそれがある。
If the area covered with the lubricating coating is less than 75% by area ratio, the life of the rocker arm may be insufficient. On the other hand, even if it exceeds 95%, not only a longer life can be expected, but also the lubricating coating tends to fall off. If the lubricating coating falls off, it may become a foreign substance and cause acoustic failure and vibration.
Further, when the rate of decrease in the amount of retained austenite is less than 10% of the amount before treatment (that is, when 90% or more of the amount before treatment remains as retained austenite), the surface of the protective member is sufficiently strengthened. There is a risk that it will not be. On the other hand, if it exceeds 70% (that is, if the amount of residual austenite remaining is less than 30% of the amount before the treatment), the surface of the protective member becomes brittle, and surface damage may easily occur. is there.
さらに、本発明に係る請求項３のロッカーアームは、カムの回転に対応して揺動運動するロッカーアームにおいて、前記カムに当接するローラと、前記ローラを回転自在に支持する支持軸と、前記支持軸が固定された揺動部材と、を備えるとともに、前記揺動部材には１つの支持壁部が設けられていて、その支持壁部に前記支持軸の一端が固定され、前記支持軸の他端には、前記ローラの抜け落ちを防ぐ抜け止め部材が取り付けられており、前記揺動部材の表面のうち前記ローラの端面と実際に接触する部分の面には、面積率で７５％以上の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理が施されていることを特徴とする。 Furthermore, the rocker arm of claim 3 according to the present invention is a rocker arm that swings in response to rotation of a cam, a roller that contacts the cam, a support shaft that rotatably supports the roller, A swinging member having a support shaft fixed thereto, and the swinging member is provided with one support wall portion, and one end of the support shaft is fixed to the support wall portion. The other end is attached with a retaining member for preventing the roller from falling off. The surface of the rocking member that is in contact with the end surface of the roller has a surface area ratio of 75% or more. A portion is coated with a lubricating coating composed of a solid lubricant, and a treatment for reducing the amount of retained austenite on the surface by 10% or more and 70% or less is performed.
さらに、本発明に係る請求項４のロッカーアームは、カムの回転に対応して揺動運動するロッカーアームにおいて、前記カムに当接するローラと、前記ローラを回転自在に支持する支持軸と、前記支持軸が固定された揺動部材と、を備えるとともに、前記揺動部材には１つの支持壁部が設けられていて、その支持壁部に前記支持軸の一端が固定され、前記支持軸の他端には、前記ローラの抜け落ちを防ぐ抜け止め部材が取り付けられており、前記揺動部材の表面のうち前記ローラの端面と実際に接触する部分の面には、面積率で７５％以上９５％以下の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理が施されていることを特徴とする。 Furthermore, the rocker arm according to claim 4 of the present invention is a rocker arm that swings in response to rotation of the cam, a roller that contacts the cam, a support shaft that rotatably supports the roller, A swinging member having a support shaft fixed thereto, and the swinging member is provided with one support wall portion, and one end of the support shaft is fixed to the support wall portion. A stopper member for preventing the roller from falling off is attached to the other end, and the area of the surface of the rocking member that is actually in contact with the end surface of the roller is 75% or more and 95% in area ratio. % Of the surface is covered with a lubricant film composed of a solid lubricant, and a treatment for reducing the amount of retained austenite on the surface by 10% or more and 70% or less is performed.
ロッカーアームに保護部材を設けることができない場合には、揺動部材の表面に前記処理を施せばよい。前記処理により形成された潤滑被膜によって金属間接触が抑制されるので、ローラの端面と揺動部材とが接触しても揺動部材に摩耗や焼付きが生じにくい。また、潤滑被膜を形成する前記処理により軟質な残留オーステナイトが分解され硬質なマルテンサイトへ変化している（残留オーステナイト量が減少している）ため、揺動部材の表面が靱性を損なうことなく強化されており、摩耗や焼付きが生じにくい。よって、軸方向の高荷重が負荷される条件下で使用されても、ロッカーアームは耐久性に優れている。 When the protection member cannot be provided on the rocker arm, the above-described treatment may be performed on the surface of the swinging member. Since the contact between the metals is suppressed by the lubricating film formed by the above-described treatment, even if the end face of the roller and the swing member come into contact with each other, the swing member is unlikely to be worn or seized. In addition, the soft residual austenite is decomposed and changed to hard martensite by the above-mentioned treatment for forming the lubricating film (the amount of residual austenite is reduced), so the surface of the rocking member is strengthened without impairing the toughness. Therefore, wear and seizure hardly occur. Therefore, even if the rocker arm is used under a condition where a high axial load is applied, the rocker arm is excellent in durability.
潤滑被膜が被覆されている部分が面積率で７５％未満であると、ロッカーアームの寿命が不十分となるおそれがある。一方、９５％超過としても、それ以上の長寿命化は期待できないばかりか、潤滑被膜が脱落しやすくなる。潤滑被膜が脱落すると、異物となって音響不良及び振動を引き起こすおそれがある。
また、残留オーステナイト量の減少率が処理前の量の１０％未満であると（すなわち、処理前の量の９０％以上が残留オーステナイトとして残存していると）、揺動部材の表面が十分に強化されないおそれがある。一方、７０％超過であると（すなわち、残存している残留オーステナイトの量が処理前の量の３０％未満であると）、揺動部材の表面が脆くなり、かえって表面損傷が生じやすくなるおそれがある。
If the area covered with the lubricating coating is less than 75% by area ratio, the life of the rocker arm may be insufficient. On the other hand, even if it exceeds 95%, not only a longer life can be expected, but also the lubricating coating tends to fall off. If the lubricating coating falls off, it may become a foreign substance and cause acoustic failure and vibration.
Further, when the decreasing rate of the amount of retained austenite is less than 10% of the amount before treatment (that is, when 90% or more of the amount before treatment remains as retained austenite), the surface of the rocking member is sufficiently May not be strengthened. On the other hand, if it exceeds 70% (that is, if the amount of residual austenite remaining is less than 30% of the amount before treatment), the surface of the swing member becomes brittle, and surface damage is likely to occur. There is.
さらに、本発明に係る請求項５のロッカーアームは、請求項１又は請求項２に記載のロッカーアームにおいて、前記ローラと前記支持軸との間に転動体が配され、前記転動体の転動を介して前記ローラが前記支持軸に回転自在に支持されており、前記保護部材は、前記ローラの端面及び前記転動体の端面の少なくとも一方が前記揺動部材に接触することを防いでいて、前記保護部材の表面のうち前記ローラの端面又は前記転動体の端面と実際に接触する部分の面には、面積率で７５％以上の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理が施されていることを特徴とする。 Furthermore, the rocker arm according to claim 5 of the present invention is the rocker arm according to claim 1 or 2, wherein a rolling element is disposed between the roller and the support shaft, and the rolling element is rolled. The roller is rotatably supported by the support shaft, and the protection member prevents at least one of the end surface of the roller and the end surface of the rolling element from contacting the swinging member, On the surface of the protective member, the surface of the portion actually contacting the end surface of the roller or the end surface of the rolling element is coated with a lubricant film made of a solid lubricant on a portion of 75% or more in area ratio; A treatment for reducing the amount of retained austenite on the surface by 10% or more and 70% or less is performed.
さらに、本発明に係る請求項６のロッカーアームは、請求項１又は請求項２に記載のロッカーアームにおいて、前記ローラと前記支持軸との間に転動体が配され、前記転動体の転動を介して前記ローラが前記支持軸に回転自在に支持されており、前記保護部材は、前記ローラの端面及び前記転動体の端面の少なくとも一方が前記揺動部材に接触することを防いでいて、前記保護部材の表面のうち前記ローラの端面又は前記転動体の端面と実際に接触する部分の面には、面積率で７５％以上９５％以下の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理が施されていることを特徴とする。 Furthermore, the rocker arm according to a sixth aspect of the present invention is the rocker arm according to the first or second aspect, wherein a rolling element is disposed between the roller and the support shaft, and the rolling element rolls. The roller is rotatably supported by the support shaft, and the protection member prevents at least one of the end surface of the roller and the end surface of the rolling element from contacting the swinging member, On the surface of the surface of the protective member, the surface of the portion that actually contacts the end surface of the roller or the end surface of the rolling element is provided with a lubricating film composed of a solid lubricant at a portion of 75% to 95% in area ratio. A process of coating and reducing the amount of retained austenite on the surface by 10% or more and 70% or less is performed.
ローラと支持軸との間に転動体が配されている場合には、転動体の端面（端面とは軸方向端部の面である）と保護部材とが接触するおそれがあるので、保護部材の表面のうちローラの端面又は転動体の端面と接触する面に前記処理を施すとよい。前記処理により形成された潤滑被膜によって金属間接触が抑制されるので、ローラの端面又は転動体の端面と保護部材とが接触しても保護部材に摩耗や焼付きが生じにくい。また、潤滑被膜を形成する前記処理により軟質な残留オーステナイトが分解され硬質なマルテンサイトへ変化している（残留オーステナイト量が減少している）ため、保護部材の表面が靱性を損なうことなく強化されており、摩耗や焼付きが生じにくい。よって、軸方向の高荷重が負荷される条件下で使用されても、ロッカーアームは耐久性に優れている。なお、転動体の例としては、前記ローラとほぼ同様の形状の円筒状部材や複数のころ（針状ころ，円筒ころ等）があげられる。 When a rolling element is disposed between the roller and the support shaft, the end surface of the rolling element (the end surface is the surface of the end in the axial direction) and the protection member may come into contact with each other. The surface may be subjected to the above-described treatment on the end surface of the roller or the surface in contact with the end surface of the rolling element. Since the contact between the metals is suppressed by the lubricating film formed by the treatment, even if the end surface of the roller or the end surface of the rolling element contacts the protective member, the protective member is hardly worn or seized. In addition, since the soft retained austenite is decomposed and changed into hard martensite (the amount of retained austenite is reduced) by the above-described treatment for forming the lubricating coating, the surface of the protective member is strengthened without impairing the toughness. Wear and seizure hardly occur. Therefore, even if the rocker arm is used under a condition where a high axial load is applied, the rocker arm is excellent in durability. Examples of rolling elements include a cylindrical member having a shape substantially similar to that of the roller and a plurality of rollers (needle rollers, cylindrical rollers, etc.).
さらに、本発明に係る請求項７のロッカーアームは、請求項１，２，５，６のいずれか一項に記載のロッカーアームにおいて、前記潤滑被膜の厚さは０．１μｍ以上８μｍ以下であることを特徴とする。
このような構成であれば、ロッカーアームがより長寿命となる。潤滑被膜の厚さが０．１μｍ未満であると、潤滑性が不十分となるおそれがある。一方、潤滑被膜の厚さが８μｍ超過であると、潤滑被膜の強度が不十分となり脱落しやすくなる。潤滑被膜が脱落すると、異物となって音響不良及び振動を引き起こすおそれがある。
Furthermore, the rocker arm according to a seventh aspect of the present invention is the rocker arm according to any one of the first, second, fifth, and sixth aspects, wherein the thickness of the lubricating coating is 0.1 μm or more and 8 μm or less. It is characterized by that.
With such a configuration, the rocker arm has a longer life. If the thickness of the lubricating coating is less than 0.1 μm, the lubricity may be insufficient. On the other hand, if the thickness of the lubricating coating is more than 8 μm, the strength of the lubricating coating is insufficient and the lubricating coating tends to fall off. If the lubricating coating falls off, it may become a foreign substance and cause acoustic failure and vibration.
さらに、本発明に係る請求項８のロッカーアームは、請求項１，２，５，６，７のいずれか一項に記載のロッカーアームにおいて、前記保護部材の表面のうち少なくとも前記潤滑被膜が被覆された部分に、深さ０．１μｍ以上５μｍ以下のディンプルを形成したことを特徴とする。
このような構成であれば、ディンプル内に固体潤滑剤が充填され、潤滑被膜が被覆された部分と潤滑被膜との密着性が向上するため、ディンプルがない場合と比較してロッカーアームがより長寿命となる。このような効果を十分に得るためには、ディンプルの深さを０．１μｍ以上とすることが好ましい。ただし、ディンプルの深さを５μｍ超過としても、それ以上の効果は期待できないので、ディンプルの深さは５μｍ以下とすることが好ましい。
Furthermore, a rocker arm according to an eighth aspect of the present invention is the rocker arm according to any one of the first, second, fifth, sixth, and seventh aspects, wherein at least the lubricating coating of the surface of the protective member is covered. A dimple having a depth of 0.1 μm or more and 5 μm or less is formed in the formed portion.
With such a configuration, the dimples are filled with a solid lubricant, and the adhesion between the portion coated with the lubricating coating and the lubricating coating is improved. Therefore, the rocker arm is longer than when there is no dimple. Life is reached. In order to obtain such an effect sufficiently, it is preferable to set the depth of the dimple to 0.1 μm or more. However, even if the dimple depth exceeds 5 μm, no further effect can be expected. Therefore, the dimple depth is preferably 5 μm or less.
さらに、本発明に係る請求項９のロッカーアームは、請求項１，２，５，６，７，８のいずれか一項に記載のロッカーアームにおいて、前記保護部材の表面のうち少なくとも前記潤滑被膜が被覆された部分は、中心線平均粗さＲａが０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることを特徴とする。
このような構成であれば、長寿命であるとともに、ロッカーアームの音響特性が良好である。中心線平均粗さＲａが０．５μｍ超過であると、潤滑条件が厳しくなり、表面起点型の剥離が発生する場合がある。なお、中心線平均粗さＲａを上記のような値としても、潤滑被膜の形成能力が著しく低下することはない。
Furthermore, a rocker arm according to a ninth aspect of the present invention is the rocker arm according to any one of the first, second, fifth, sixth, seventh, and eighth aspects, wherein at least the lubricating coating is provided on the surface of the protective member. The portion covered with is characterized in that the center line average roughness Ra is not less than 0.1 μm and not more than 0.5 μm.
With such a configuration, the lifetime is long and the acoustic characteristics of the rocker arm are good. When the center line average roughness Ra is more than 0.5 μm, the lubrication condition becomes severe and surface-origin type peeling may occur. In addition, even if the center line average roughness Ra is set to the above value, the formation capability of the lubricating film does not significantly decrease.
さらに、本発明に係る請求項１０のロッカーアームは、請求項１，２，５，６，７，８，９のいずれか一項に記載のロッカーアームにおいて、前記保護部材は、ＳＵＪ２製で浸炭窒化処理，ズブ焼入れ，若しくは高周波焼入れ処理が施されたもの、又は、ＳＣＭ４２０若しくはＳＣｒ４２０製で浸炭窒化処理若しくは浸炭処理が施されたものであることを特徴とする。 Furthermore, a rocker arm according to a tenth aspect of the present invention is the rocker arm according to any one of the first, second, fifth, sixth, seventh, eighth, and ninth aspects, wherein the protection member is made of SUJ2 and carburized. It is characterized in that it has been subjected to nitriding, quenching or induction hardening, or made of SCM420 or SCr420 and subjected to carbonitriding or carburizing.
このような熱処理が施された鉄系材料は、残留オーステナイト量が十分に確保されており、さらにその後に施される前記処理よって表面残留オーステナイトが分解され適量とされるので、靱性を損なうことなく強化されている。よって、ロッカーアームは耐久性に優れている。
さらに、本発明に係る請求項１１のロッカーアームは、請求項１，２，５，６，７，８，９，１０のいずれか一項に記載のロッカーアームにおいて、前記保護部材の厚さが０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であることを特徴とする。
The iron-based material subjected to such heat treatment has a sufficient amount of residual austenite, and further, the surface-retained austenite is decomposed to an appropriate amount by the treatment applied thereafter, so that the toughness is not impaired. It has been strengthened. Therefore, the rocker arm is excellent in durability.
Furthermore, a rocker arm according to an eleventh aspect of the present invention is the rocker arm according to any one of the first, second, fifth, sixth, seventh, eighth, ninth, and tenth aspects, wherein the thickness of the protective member is the same. It is 0.2 mm or more and 0.7 mm or less.
保護部材の厚さが０．２ｍｍ未満であると、製造管理が困難で高コストとなるという不都合が生じるおそれがある。一方、保護部材の厚さが０．７ｍｍ超過であると、保護部材を配するためのスペースが大となるという不都合が生じるおそれがある。
さらに、本発明に係る請求項１２のロッカーアームは、請求項３又は請求項４に記載のロッカーアームにおいて、前記ローラと前記支持軸との間に転動体が配され、前記転動体の転動を介して前記ローラが前記支持軸に回転自在に支持されており、前記揺動部材の表面のうち前記ローラの端面又は前記転動体の端面と実際に接触する部分の面には、面積率で７５％以上の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理が施されていることを特徴とする。
When the thickness of the protective member is less than 0.2 mm, there is a possibility that inconvenience that manufacturing management is difficult and the cost is high. On the other hand, if the thickness of the protective member is more than 0.7 mm, there may be a disadvantage that a space for arranging the protective member becomes large.
Furthermore, a rocker arm according to a twelfth aspect of the present invention is the rocker arm according to the third or fourth aspect, wherein a rolling element is disposed between the roller and the support shaft, and the rolling element is rolled. The roller is rotatably supported by the support shaft, and the area of the surface of the rocking member that is actually in contact with the end face of the roller or the end face of the rolling element is expressed by an area ratio. 75% or more of the surface is coated with a lubricant film composed of a solid lubricant, and a treatment for reducing the amount of retained austenite on the surface by 10% or more and 70% or less is performed.
さらに、本発明に係る請求項１３のロッカーアームは、請求項３又は請求項４に記載のロッカーアームにおいて、前記ローラと前記支持軸との間に転動体が配され、前記転動体の転動を介して前記ローラが前記支持軸に回転自在に支持されており、前記揺動部材の表面のうち前記ローラの端面又は前記転動体の端面と実際に接触する部分の面には、面積率で７５％以上９５％以下の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理が施されていることを特徴とする。 Furthermore, a rocker arm according to a thirteenth aspect of the present invention is the rocker arm according to the third or fourth aspect, wherein a rolling element is disposed between the roller and the support shaft, and the rolling element is rolled. The roller is rotatably supported by the support shaft, and the area of the surface of the rocking member that is actually in contact with the end face of the roller or the end face of the rolling element is expressed by an area ratio. A portion of 75% or more and 95% or less is coated with a lubricating coating composed of a solid lubricant, and a treatment for reducing the amount of retained austenite on the surface by 10% or more and 70% or less is performed.
ローラと支持軸との間に転動体が配されている場合には、転動体の端面と揺動部材とが接触するおそれがあるので、揺動部材の表面のうちローラの端面又は転動体の端面と接触する面に前記処理を施すとよい。前記処理により形成された潤滑被膜によって金属間接触が抑制されるので、ローラの端面又は転動体の端面と揺動部材とが接触しても揺動部材に摩耗や焼付きが生じにくい。また、潤滑被膜を形成する前記処理により軟質な残留オーステナイトが分解され硬質なマルテンサイトへ変化している（残留オーステナイト量が減少している）ため、揺動部材の表面が靱性を損なうことなく強化されており、摩耗や焼付きが生じにくい。よって、軸方向の高荷重が負荷される条件下で使用されても、ロッカーアームは耐久性に優れている。なお、転動体の例としては、前記ローラとほぼ同様の形状の円筒状部材や複数のころ（針状ころ，円筒ころ等）があげられる。 When a rolling element is disposed between the roller and the support shaft, the end face of the rolling element and the swinging member may come into contact with each other. The treatment may be performed on a surface that contacts the end surface. Since the contact between the metals is suppressed by the lubricating film formed by the treatment, even if the end face of the roller or the end face of the rolling element contacts the swinging member, the swinging member is not easily worn or seized. In addition, the soft residual austenite is decomposed and changed to hard martensite by the above-mentioned treatment for forming the lubricating film (the amount of residual austenite is reduced), so the surface of the rocking member is strengthened without impairing the toughness. Therefore, wear and seizure hardly occur. Therefore, even if the rocker arm is used under a condition where a high axial load is applied, the rocker arm is excellent in durability. Examples of rolling elements include a cylindrical member having a shape substantially similar to that of the roller and a plurality of rollers (needle rollers, cylindrical rollers, etc.).
さらに、本発明に係る請求項１４のロッカーアームは、請求項３，４，１２，１３のいずれか一項に記載のロッカーアームにおいて、前記潤滑被膜の厚さは０．１μｍ以上８μｍ以下であることを特徴とする。
このような構成であれば、ロッカーアームがより長寿命となる。潤滑被膜の厚さが０．１μｍ未満であると、潤滑性が不十分となるおそれがある。一方、潤滑被膜の厚さが８μｍ超過であると、潤滑被膜の強度が不十分となり脱落しやすくなる。潤滑被膜が脱落すると、異物となって音響不良及び振動を引き起こすおそれがある。
Furthermore, a rocker arm according to a fourteenth aspect of the present invention is the rocker arm according to any one of the third, fourth, twelfth and thirteenth aspects, wherein the thickness of the lubricating coating is 0.1 μm or more and 8 μm or less. It is characterized by that.
With such a configuration, the rocker arm has a longer life. If the thickness of the lubricating coating is less than 0.1 μm, the lubricity may be insufficient. On the other hand, if the thickness of the lubricating coating is more than 8 μm, the strength of the lubricating coating is insufficient and the lubricating coating tends to fall off. If the lubricating coating falls off, it may become a foreign substance and cause acoustic failure and vibration.
さらに、本発明に係る請求項１５のロッカーアームは、請求項３，４，１２，１３，１４のいずれか一項に記載のロッカーアームにおいて、前記揺動部材の表面のうち少なくとも前記潤滑被膜が被覆された部分に、深さ０．１μｍ以上５μｍ以下のディンプルを形成したことを特徴とする。
このような構成であれば、ディンプル内に固体潤滑剤が充填され、潤滑被膜が被覆された部分と潤滑被膜との密着性が向上するため、ディンプルがない場合と比較してロッカーアームがより長寿命となる。このような効果を十分に得るためには、ディンプルの深さを０．１μｍ以上とすることが好ましい。ただし、ディンプルの深さを５μｍ超過としても、それ以上の効果は期待できないので、ディンプルの深さは５μｍ以下とすることが好ましい。
Furthermore, a rocker arm according to a fifteenth aspect of the present invention is the rocker arm according to any one of the third, fourth, twelfth, thirteenth and fourteenth aspects, wherein at least the lubricating coating is on the surface of the rocking member. A dimple having a depth of 0.1 μm or more and 5 μm or less is formed in the covered portion.
With such a configuration, the dimples are filled with a solid lubricant, and the adhesion between the portion coated with the lubricating coating and the lubricating coating is improved. Therefore, the rocker arm is longer than when there is no dimple. Life is reached. In order to obtain such an effect sufficiently, it is preferable to set the depth of the dimple to 0.1 μm or more. However, even if the dimple depth exceeds 5 μm, no further effect can be expected. Therefore, the dimple depth is preferably 5 μm or less.
さらに、本発明に係る請求項１６のロッカーアームは、請求項３，４，１２，１３，１４，１５のいずれか一項に記載のロッカーアームにおいて、前記揺動部材の表面のうち少なくとも前記潤滑被膜が被覆された部分は、中心線平均粗さＲａが０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることを特徴とする。
このような構成であれば、長寿命であるとともに、ロッカーアームの音響特性が良好である。中心線平均粗さＲａが０．５μｍ超過であると、潤滑条件が厳しくなり、表面起点型の剥離が発生する場合がある。なお、中心線平均粗さＲａを上記のような値としても、潤滑被膜の形成能力が著しく低下することはない。
Further, a rocker arm according to a sixteenth aspect of the present invention is the rocker arm according to any one of the third, fourth, twelfth, thirteenth, fourteenth, and fifteenth aspects, wherein at least the lubrication of the surface of the rocking member. The portion coated with the film has a center line average roughness Ra of 0.1 μm or more and 0.5 μm or less.
With such a configuration, the lifetime is long and the acoustic characteristics of the rocker arm are good. When the center line average roughness Ra is more than 0.5 μm, the lubrication condition becomes severe and surface-origin type peeling may occur. In addition, even if the center line average roughness Ra is set to the above value, the formation capability of the lubricating film does not significantly decrease.
さらに、本発明に係る請求項１７のロッカーアームは、請求項３，４，１２，１３，１４，１５，１６のいずれか一項に記載のロッカーアームにおいて、前記揺動部材は、ＳＵＪ２製で浸炭窒化処理，ズブ焼入れ，若しくは高周波焼入れ処理が施されたもの、又は、ＳＣＭ４２０若しくはＳＣｒ４２０製で浸炭窒化処理若しくは浸炭処理が施されたものであることを特徴とする。 Furthermore, the rocker arm according to claim 17 of the present invention is the rocker arm according to any one of claims 3, 4, 12, 13, 14, 15, and 16, wherein the rocking member is made of SUJ2. It is characterized by being subjected to carbonitriding, sub-quenching, or induction hardening, or made of SCM420 or SCr420 and subjected to carbonitriding or carburizing.
このような熱処理が施された鉄系材料は、残留オーステナイト量が十分に確保されており、さらにその後に施される前記処理よって表面残留オーステナイトが分解され適量とされるので、靱性を損なうことなく強化されている。よって、ロッカーアームは耐久性に優れている。 The iron-based material subjected to such heat treatment has a sufficient amount of residual austenite, and further, the surface-retained austenite is decomposed to an appropriate amount by the treatment applied thereafter, so that the toughness is not impaired. It has been strengthened. Therefore, the rocker arm is excellent in durability.
本発明のロッカーアームは、摩耗や焼付きが生じにくく耐久性に優れている。 The rocker arm of the present invention is highly resistant to wear and seizure.
本発明に係るロッカーアームの実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、ロッカーアームを軸方向に沿う面で破断した場合の断面図である。なお、以降に示す各図においては、同一又は相当する部分には同一の符号を付してある。
図１のロッカーアーム１は、エンジン内部での摩擦低減を図り燃料消費率を低減することを目的として、クランクシャフトと同期したカムシャフトの回転を給気弁及び排気弁の開閉運動に変換する部分に利用されるものである。
An embodiment of a rocker arm according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a rocker arm that is broken along a plane along the axial direction. In the following drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
The rocker arm 1 in FIG. 1 is a part that converts the rotation of the camshaft synchronized with the crankshaft into the opening and closing movements of the supply valve and the exhaust valve in order to reduce the friction inside the engine and reduce the fuel consumption rate. Is used.
エンジンのクランクシャフト（図示せず）と同期して回転するカムシャフト（図示せず）に固定されたカム２に対向して、このカム２の回転に対応して揺動運動するロッカーアーム１が配置されている。このロッカーアーム１は、カム２に当接するローラ６と、ローラ６を回転自在に支持する支持軸５と、支持軸５が固定された揺動部材３（ロッカーアーム１の本体をなす部材である）と、を備えている。揺動部材３の材質は特に限定されるものではないが、鋼等の鉄系材料や軽合金が好適である。 A rocker arm 1 that swings in response to the rotation of the cam 2 is opposed to a cam 2 fixed to a camshaft (not shown) that rotates in synchronization with an engine crankshaft (not shown). Has been placed. The rocker arm 1 includes a roller 6 that contacts the cam 2, a support shaft 5 that rotatably supports the roller 6, and a swing member 3 (a member that forms the main body of the rocker arm 1) to which the support shaft 5 is fixed. ) And. The material of the swing member 3 is not particularly limited, but an iron-based material such as steel or a light alloy is suitable.
揺動部材３の端部には一対の支持壁部４，４が互いに間隔を開けて設けられており、この一対の支持壁部４，４の間には、鉄系材料製で中空又は中実の支持軸５が掛け渡されている。支持軸５の両端部には焼入れは施されておらず、支持軸５を支持壁部４，４に固定する際には、この非焼入れ部を支持壁部４，４に形成した通孔７，７に嵌入して加締め付ける。 A pair of support wall portions 4 and 4 are provided at an end portion of the swing member 3 so as to be spaced apart from each other. The pair of support wall portions 4 and 4 are made of an iron-based material and are hollow or medium. A real support shaft 5 is stretched over. The both ends of the support shaft 5 are not quenched, and when the support shaft 5 is fixed to the support wall portions 4, 4, the through-hole 7 in which the non-quenched portions are formed in the support wall portions 4, 4. , 7 and tighten.
この支持軸５は、ローラ６の中心部に設けられた貫通孔に挿通されており、支持軸５の外周面とローラ６の貫通孔の内周面との間に転動自在に配された複数の針状ころ８を介して、ローラ６を回転自在に支持している。
そして、軸方向の荷重が負荷されると、針状ころ８の両端面と支持壁部４の壁面４ａとが接触して壁面４ａに摩耗や焼付きが生じるおそれがあるので、該接触を防ぐ鉄系材料製の保護部材９，９が、針状ころ８の両端面と支持壁部４の壁面４ａとの間に備えられている。この保護部材９は、円輪状のワッシャのような部材であり、その中心穴に支持軸５を挿通することにより、回転可能に取り付けられている。なお、この保護部材９の中心穴の内周面に、支持軸５との摺接部に潤滑油を導入するための切り欠きを設けてもよい。
The support shaft 5 is inserted into a through hole provided in the center of the roller 6, and is arranged between the outer peripheral surface of the support shaft 5 and the inner peripheral surface of the through hole of the roller 6 so as to be freely rollable. The roller 6 is rotatably supported via a plurality of needle rollers 8.
When an axial load is applied, both end surfaces of the needle roller 8 and the wall surface 4a of the support wall portion 4 come into contact with each other, and the wall surface 4a may be worn or seized. Protection members 9 and 9 made of iron-based material are provided between both end faces of the needle roller 8 and the wall surface 4 a of the support wall 4. This protective member 9 is a member like an annular washer, and is rotatably attached by inserting the support shaft 5 into the center hole thereof. A notch for introducing lubricating oil to the sliding contact portion with the support shaft 5 may be provided on the inner peripheral surface of the central hole of the protection member 9.
円輪状の保護部材９の直径は、図１の例では、針状ころ８の端面と支持壁部４の壁面４ａとの接触を防ぐことが可能な大きさであるが、図２のようにさらに大径として、針状ころ８の端面及びローラ６の端面の両方と支持壁部４の壁面４ａとの接触を防ぐことが可能な大きさとしてもよい。さらに、図３のような略コ字状の保護部材９で、針状ころ８の端面及びローラ６の端面の両方と支持壁部４の壁面４ａとの接触を防いでもよい。 In the example of FIG. 1, the diameter of the annular protection member 9 is a size that can prevent contact between the end face of the needle roller 8 and the wall surface 4 a of the support wall 4, as shown in FIG. 2. Further, the diameter may be large enough to prevent contact between both the end surface of the needle roller 8 and the end surface of the roller 6 and the wall surface 4 a of the support wall portion 4. Furthermore, the substantially U-shaped protective member 9 as shown in FIG. 3 may prevent contact between both the end surface of the needle roller 8 and the end surface of the roller 6 and the wall surface 4 a of the support wall portion 4.
図３の保護部材９は、中央部の両側から腕部が屈曲して延びて略コ字状をなしており、両腕部に設けられた貫通孔に支持軸５が挿通されることにより取り付けられている。そして、略コ字状の保護部材９の内側にローラ６及び針状ころ８を収容するように配して、針状ころ８の端面及びローラ６の端面の両方が支持壁部４の壁面４ａに接触することを両腕部が防いでいる。 The protective member 9 shown in FIG. 3 has a substantially U-shape with the arms bent and extended from both sides of the central portion, and is attached by inserting the support shaft 5 into the through holes provided in both arms. It has been. And it arrange | positions so that the roller 6 and the needle roller 8 may be accommodated inside the substantially U-shaped protection member 9, and both the end surface of the needle roller 8 and the end surface of the roller 6 are the wall surfaces 4a of the support wall part 4. Both arms prevent contact with the arm.
ローラ６，支持軸５，及び針状ころ８からなる軸受部分の取り付け精度や使用状態によっては、この軸受部分に軸方向の高荷重が負荷されるため、接触する針状ころ８（あるいはローラ６）の両端面と保護部材９との間で摩耗や焼付きが生じるおそれがある。そこで、保護部材９の表面のうちローラ６の端面又は針状ころ８の端面と接触する面には、以下のような処理が施されている。すなわち、面積率で７５％以上（あるいは７５％以上９５％以下）の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理である。 Depending on the mounting accuracy of the bearing portion composed of the roller 6, the support shaft 5, and the needle roller 8, and a high load in the axial direction is applied to the bearing portion, the needle roller 8 (or roller 6) that contacts the bearing portion is loaded. ) And the protective member 9 may be worn or seized. Therefore, the following processing is performed on the surface of the protection member 9 that contacts the end surface of the roller 6 or the end surface of the needle roller 8. That is, a process of covering a portion of 75% or more (or 75% or more and 95% or less) in area ratio with a lubricant film composed of a solid lubricant and reducing the amount of retained austenite on the surface by 10% or more and 70% or less. is there.
このような処理により形成された潤滑被膜（図示せず）によって金属間接触が抑制されるので、ローラ６の端面や針状ころ８の端面と保護部材９とが接触しても保護部材９に摩耗や焼付きが生じにくい。また、潤滑被膜を形成する前記処理により軟質な残留オーステナイトが分解され硬質なマルテンサイトへ変化している（残留オーステナイト量が減少している）ため、保護部材９の表面が靱性を損なうことなく強化されており、摩耗や焼付きが生じにくい。よって、軸方向の高荷重が負荷される条件下で使用されても、ロッカーアーム１は耐久性に優れている。 Since the contact between the metals is suppressed by the lubricating film (not shown) formed by such treatment, even if the end surface of the roller 6 or the end surface of the needle roller 8 and the protective member 9 come into contact with each other, the protective member 9 Abrasion and seizure hardly occur. In addition, since the soft retained austenite is decomposed and changed to hard martensite by the treatment for forming the lubricating coating (the amount of retained austenite is reduced), the surface of the protective member 9 is strengthened without impairing the toughness. Therefore, wear and seizure hardly occur. Therefore, even if the rocker arm 1 is used under a condition where a high axial load is applied, the rocker arm 1 is excellent in durability.
この潤滑被膜の厚さは、０．１μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。また、保護部材９の表面のうち少なくとも潤滑被膜が被覆された部分には、深さ０．１μｍ以上５μｍ以下のディンプルを形成することが好ましい。さらに、保護部材９の表面のうち少なくとも潤滑被膜が被覆された部分は、中心線平均粗さＲａが０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。さらに、保護部材９は、ＳＵＪ２製で浸炭窒化処理，ズブ焼入れ，若しくは高周波焼入れ処理が施されたもの、又は、ＳＣＭ４２０若しくはＳＣｒ４２０製で浸炭窒化処理若しくは浸炭処理が施されたものであることが好ましい。あるいは、ＳＫ５製でズブ焼入れが施されたもの、又は、ＳＣＭ４１５製で浸炭処理が施されたものでもよい。さらに、保護部材９の厚さは、０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下であることが好ましい。 The thickness of the lubricating coating is preferably from 0.1 μm to 8 μm. In addition, dimples having a depth of 0.1 μm or more and 5 μm or less are preferably formed on at least a portion of the surface of the protective member 9 covered with the lubricating coating. Further, at least a portion of the surface of the protective member 9 covered with the lubricating coating preferably has a center line average roughness Ra of 0.1 μm or more and 0.5 μm or less. Further, the protective member 9 is preferably made of SUJ2 and subjected to carbonitriding, sub-quenching, or induction hardening, or made of SCM420 or SCr420 and subjected to carbonitriding or carburizing. . Alternatively, it may be made of SK5 that has been quenched and made of SCM415 and carburized. Furthermore, it is preferable that the thickness of the protective member 9 is 0.2 mm or more and 0.7 mm or less.
ここで、面積率で７５％以上（あるいは７５％以上９５％以下）の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理について説明する。このような処理の例としては、固体潤滑剤のショットピーニング処理があげられる。
ショット材である固体潤滑剤には、ＪＩＳ Ｒ６００１に規定された平均粒径４５μｍの錫粉又は平均粒径３μｍの二硫化モリブデン粉を用い、噴射圧力１９６〜８８２ｋＰａ、噴射時間１０〜２０ｍｉｎの条件で、ショット材を処理面に噴射した。なお、一度に処理する保護部材の量は１〜６ｋｇとした。
Here, a process of covering a portion of 75% or more (or 75% or more and 95% or less) in area ratio with a lubricant film composed of a solid lubricant and reducing the amount of retained austenite on the surface by 10% or more and 70% or less. explain. An example of such a treatment is a shot peening treatment of a solid lubricant.
For the solid lubricant that is a shot material, tin powder having an average particle diameter of 45 μm or molybdenum disulfide powder having an average particle diameter of 3 μm as defined in JIS R6001 is used, under conditions of an injection pressure of 196 to 882 kPa and an injection time of 10 to 20 minutes. The shot material was sprayed on the treated surface. In addition, the quantity of the protection member processed at once was 1-6 kg.
潤滑被膜の面積率を測定する方法は、以下の通りである。電子線マイクロアナライザーにより、処理面を２０００倍の倍率で３０視野観察した。そして、一辺２００μｍの正方形部分を１０００倍に拡大した場合に、ショット材（例えば錫）の特性Ｘ線強度が潤滑被膜を被覆する前の特性Ｘ線強度の１０倍以上である領域に潤滑被膜が被覆されているとし、その結果を画像解析して潤滑被膜の面積率を導出し、その結果を平均した。 The method for measuring the area ratio of the lubricating coating is as follows. Using an electron microanalyzer, the processed surface was observed in 30 fields at a magnification of 2000 times. When a square portion having a side of 200 μm is magnified 1000 times, the lubricant film is formed in a region where the characteristic X-ray intensity of the shot material (for example, tin) is 10 times or more of the characteristic X-ray intensity before coating the lubricant film. Assuming that it is coated, the result was image-analyzed to derive the area ratio of the lubricating coating, and the results were averaged.
また、潤滑被膜の厚さを測定する方法は、以下の通りである。まず、潤滑被膜の保護を目的として、熱硬化性樹脂であるポリアミドイミドをピロリンドンに溶解した溶液を処理面に塗布し、１７５℃で２時間保持して硬化させた。次に、潤滑被膜を保護した保護部材を切断し、その切断片をエポキシ樹脂に埋め込んで、切断面をバフ研磨で鏡面仕上げし、さらに３％ピクラール溶液で５秒間腐食を行なった。そして、スパッタにより表面にナノオーダーのクロム層を被覆して通電性を持たせた後、電子顕微鏡で５０００倍の倍率で３０視野観察した。 The method for measuring the thickness of the lubricating coating is as follows. First, for the purpose of protecting the lubricating coating, a solution obtained by dissolving polyamideimide, which is a thermosetting resin, in pyrrolidone was applied to the treated surface and cured by holding at 175 ° C. for 2 hours. Next, the protective member protecting the lubricating coating was cut, the cut piece was embedded in an epoxy resin, the cut surface was mirror-finished by buffing, and further corroded with a 3% Picral solution for 5 seconds. Then, a nano-order chromium layer was coated on the surface by sputtering to make it conductive, and then 30 fields of view were observed with an electron microscope at a magnification of 5000 times.
電子顕微鏡観察では、固体潤滑剤の種類により２次電子線像と反射電子線像とを使い分け、膜厚を明瞭に確認することに努めた。すなわち、各視野について、横方向に被覆面が横断されるように観察し、そして縦方向に６分割を行い、この５点の平均値を求め、この平均値をその視野の潤滑被膜の厚さとした。そして、３０視野の潤滑被膜の厚さの平均値を求めた。 In the electron microscope observation, an effort was made to clearly check the film thickness by using a secondary electron beam image and a reflected electron beam image depending on the type of solid lubricant. That is, for each field of view, the coated surface is observed to be crossed in the horizontal direction, and divided into 6 parts in the vertical direction, and the average value of these five points is obtained, and this average value is determined as the thickness of the lubricating coating in the field of view. did. And the average value of the thickness of the lubricating film of 30 visual fields was calculated | required.
なお、本実施形態においては固体潤滑剤として錫や二硫化モリブデンを用いたが、固体潤滑剤の種類は特に限定されるものではない。例えば、ポリエチレン，フッ素樹脂，ナイロン，ポリアセタール，ポリオレフィン，ポリエステル，ポリテトラフルオロエチレン，金属石鹸，二硫化モリブデン，二硫化タングステン，窒化ホウ素，黒鉛，フッ化カルシウム，フッ化バリウム，錫合金が使用可能である。ただし、不純物による潤滑被膜の潤滑性の低下や潤滑被膜の剥離を抑制するためには、高純度の固体潤滑剤を用いることが好ましいので、純度９９％以上のものが好ましい。 In this embodiment, tin or molybdenum disulfide is used as the solid lubricant, but the type of the solid lubricant is not particularly limited. For example, polyethylene, fluororesin, nylon, polyacetal, polyolefin, polyester, polytetrafluoroethylene, metal soap, molybdenum disulfide, tungsten disulfide, boron nitride, graphite, calcium fluoride, barium fluoride, tin alloy can be used. is there. However, since it is preferable to use a high-purity solid lubricant in order to suppress a decrease in lubricity of the lubricating film due to impurities and peeling of the lubricating film, those having a purity of 99% or more are preferable.
また、潤滑被膜を被覆した後に微小硬度計を用いて表面硬さを測定したところ、潤滑被膜が被覆された処理面は、最表面から２〜１５μｍの深さ位置までの部分の硬さが勾配を有していた。そして、最も硬い部分の硬さは、固体潤滑剤のショットピーニング処理前の硬さに比べて５〜２０％向上していた。
このような処理を行うと、表面に潤滑被膜が被覆されるとともに、ショットピーニング処理の加工エネルギーによって残留オーステナイトが分解されマルテンサイトに変化する。残留オーステナイト量の減少率は、以下のようにして測定することができる。まず、処理後の最表面の残留オーステナイト量を、Ｘ線分析装置を用いて測定した。なお、Ｘ線分析装置により測定すると、測定表面より約２０μｍ深い位置に分布する残留オーステナイト量（体積％）が測定される。
Further, when the surface hardness was measured using a micro hardness tester after coating the lubricating coating, the treated surface coated with the lubricating coating had a gradient in hardness from the outermost surface to a depth of 2 to 15 μm. Had. And the hardness of the hardest part has improved 5 to 20% compared with the hardness before the shot peening process of a solid lubricant.
When such a treatment is performed, the surface is coated with a lubricating coating, and the retained austenite is decomposed and converted into martensite by the processing energy of the shot peening treatment. The decreasing rate of the amount of retained austenite can be measured as follows. First, the amount of retained austenite on the outermost surface after the treatment was measured using an X-ray analyzer. When measured with an X-ray analyzer, the amount of retained austenite (volume%) distributed at a position about 20 μm deeper than the measurement surface is measured.
次に、電解研磨により表面から１０μｍずつ研磨し、その都度出現する表面（研磨面）の残留オーステナイト量をＸ線分析装置を用いて測定することにより、１０μｍ間隔の残留オーステナイト量のプロファイルを作成した。そして、このプロファイルを１００μｍ深さまで作成し、該プロファイル中で残留オーステナイト量の最大値を処理前の初期残留オーステナイト量とした。 Next, by polishing 10 μm from the surface by electrolytic polishing and measuring the amount of retained austenite on the surface (polished surface) that appears each time using an X-ray analyzer, a profile of the amount of retained austenite at intervals of 10 μm was created. . And this profile was created to the depth of 100 micrometers, and let the maximum value of the amount of retained austenite in this profile be the initial amount of retained austenite before processing.
そして、処理後の残留オーステナイト量を前述の初期残留オーステナイト量で除することにより、処理後の残留オーステナイト量の割合（百分率）を算出し、算出された値を百から減じて導出される値が、処理により減少した残留オーステナイト量の割合（減少率）となる。
このような処理を施す前に、被処理面に深さ０．１μｍ以上５μｍ以下のディンプルを形成してもよい。ディンプルの形成方法は特に限定されるものではないが、例えばショットピーニング処理やバレル処理により行うことができる。なお、このディンプルを形成する処理によっても、前述と同様に残留オーステナイトを分解させることができる。
Then, by dividing the amount of retained austenite after treatment by the amount of initial retained austenite, the ratio (percentage) of the amount of retained austenite after treatment is calculated, and the value derived by subtracting the calculated value from 100 is , The ratio (reduction rate) of the amount of retained austenite decreased by the treatment.
Before performing such treatment, dimples having a depth of 0.1 μm or more and 5 μm or less may be formed on the surface to be treated. The dimple formation method is not particularly limited, and can be performed by, for example, shot peening processing or barrel processing. It should be noted that residual austenite can also be decomposed by the process of forming the dimples as described above.
ショットピーニング処理は、具体的には、ＪＩＳ Ｒ６００１に規定された平均粒径４５μｍの鋼球，ＳｉＣ，ＳｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ガラスビーズ等を用い、前述の固体潤滑剤のショットピーニング処理と同様の条件でショットピーニング処理するとよい。バレル処理は、種々のメディアや添加剤を配合したものを用いて処理面に大きな凹凸を形成する粗加工と、プラトー部の粗さを整える仕上げ加工とを行う。なお、処理面には、ショットピーニング処理とバレル処理との両方を施してもよい。 Specifically, the shot peening treatment uses steel balls, SiC, SiO 2 , Al 2 O 3 , glass beads, etc. having an average particle diameter of 45 μm as defined in JIS R6001, The shot peening process may be performed under similar conditions. Barrel processing performs rough processing which forms a large unevenness on a processing surface using what mixed various media and additives, and finish processing which adjusts the roughness of a plateau part. Note that both the shot peening process and the barrel process may be performed on the processing surface.
ディンプルの深さを測定する方法は、以下の通りである。三次元非接触表面形状計測機により、処理面を１００倍の倍率で３０視野観察し、得られた画像を断面プロファイルに変換した。そして、Ｘ方向及びＹ方向それぞれの５つの断面において、ディンプルの深さを測定し、その結果を平均した。
なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。例えば、本実施形態においては、転動体である針状ころ８の転動を介してローラ６が支持軸５に回転自在に支持されていたが、針状ころ８の代わりに、ローラ６とほぼ同様の形状で小径な円筒状部材を転動体として用いてもよい（いわゆるダブルローラタイプのロッカーアームである）。この場合は、保護部材９の表面のうちローラ６の端面又は前記円筒状部材の端面と接触する面に、前述の処理を施せばよい。
The method for measuring the dimple depth is as follows. Using a three-dimensional non-contact surface shape measuring instrument, 30 visual fields were observed at a magnification of 100 times, and the obtained image was converted into a cross-sectional profile. Then, the dimple depth was measured at five cross sections in the X direction and the Y direction, and the results were averaged.
In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment. For example, in this embodiment, the roller 6 is rotatably supported by the support shaft 5 through the rolling of the needle roller 8 that is a rolling element. A cylindrical member having the same shape and a small diameter may be used as a rolling element (a so-called double roller type rocker arm). In this case, what is necessary is just to perform the above-mentioned process to the surface which contacts the end surface of the roller 6 among the surface of the protection member 9, or the end surface of the said cylindrical member.
また、転動体を備えておらず、ローラ６が支持軸５に直接支持されている、いわゆるシングルローラタイプのロッカーアームでもよい。この場合は、保護部材９の表面のうちローラ６の端面と接触する面に、前述の処理を施せばよい。
さらに、本実施形態においては、ロッカーアーム１は保護部材９を備えていたが、ロッカーアーム１に保護部材９を設けることができない場合（図４を参照）には、揺動部材３の表面（支持壁部４の壁面４ａ）に前記処理を施せばよい。すなわち、揺動部材３の表面のうちローラ６の端面又は針状ころの端面８と接触する面に、面積率で７５％以上（あるいは７５％以上９５％以下）の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理を施せばよい。
Further, a so-called single roller type rocker arm in which the rolling element is not provided and the roller 6 is directly supported by the support shaft 5 may be used. In this case, what is necessary is just to give the above-mentioned process to the surface which contacts the end surface of the roller 6 among the surfaces of the protection member 9.
Further, in the present embodiment, the rocker arm 1 includes the protection member 9. However, when the rocker arm 1 cannot be provided with the protection member 9 (see FIG. 4), the surface ( What is necessary is just to give the said process to the wall surface 4a) of the support wall part 4. FIG. That is, a portion of the surface of the swing member 3 that is in contact with the end face of the roller 6 or the end face 8 of the needle roller is made of a solid lubricant in a portion of 75% or more (or 75% to 95%) in area ratio. A treatment may be applied to cover the lubricated coating and reduce the amount of retained austenite on the surface by 10% or more and 70% or less.
そうすれば、該処理により形成された潤滑被膜によって金属間接触が抑制されるので、ローラ６の端面や針状ころ８の端面と揺動部材３とが接触しても揺動部材３に摩耗や焼付きが生じにくい。また、潤滑被膜を形成する前記処理により軟質な残留オーステナイトが分解され硬質なマルテンサイトへ変化している（残留オーステナイト量が減少している）ため、揺動部材３の表面が靱性を損なうことなく強化されており、摩耗や焼付きが生じにくい。よって、軸方向の高荷重が負荷される条件下で使用されても、ロッカーアーム１は耐久性に優れている。 Then, since the metal-to-metal contact is suppressed by the lubricating film formed by the treatment, the swinging member 3 is worn even if the end surface of the roller 6 or the end surface of the needle roller 8 contacts the swinging member 3. And seizure hardly occurs. In addition, since the soft retained austenite is decomposed and changed to hard martensite (the amount of retained austenite is reduced) by the treatment for forming the lubricating coating, the surface of the rocking member 3 does not impair toughness. Reinforced and less likely to wear or seize. Therefore, even if the rocker arm 1 is used under a condition where a high axial load is applied, the rocker arm 1 is excellent in durability.
揺動部材３の表面に前記処理を施す場合も、前述の保護部材９を備えている場合と同様に、潤滑被膜の厚さは０．１μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。また、揺動部材３の表面のうち少なくとも潤滑被膜が被覆された部分には、深さ０．１μｍ以上５μｍ以下のディンプルを形成することが好ましい。さらに、揺動部材３の表面のうち少なくとも潤滑被膜が被覆された部分は、中心線平均粗さＲａが０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることが好ましい。さらに、揺動部材３は、ＳＵＪ２製で浸炭窒化処理，ズブ焼入れ，若しくは高周波焼入れ処理が施されたもの、又は、ＳＣＭ４２０若しくはＳＣｒ４２０製で浸炭窒化処理若しくは浸炭処理が施されたものであることが好ましい。さらに、図４の場合においても、ロッカーアームを前述のシングルローラタイプやダブルローラタイプとすることができる。 When the treatment is performed on the surface of the rocking member 3, the thickness of the lubricating coating is preferably 0.1 μm or more and 8 μm or less as in the case where the protective member 9 is provided. In addition, dimples having a depth of 0.1 μm or more and 5 μm or less are preferably formed on at least a portion of the surface of the swing member 3 covered with the lubricating coating. Further, at least a portion of the surface of the oscillating member 3 covered with the lubricating coating preferably has a center line average roughness Ra of 0.1 μm or more and 0.5 μm or less. Further, the swing member 3 is made of SUJ2 and subjected to carbonitriding, sub-quenching, or induction hardening, or made of SCM420 or SCr420 and subjected to carbonitriding or carburizing. preferable. Furthermore, also in the case of FIG. 4, the rocker arm can be the above-described single roller type or double roller type.
さらに、本実施形態においては、揺動部材３の端部に設けられた２つの支持壁部４，４の間に支持軸５が掛け渡されていたが、図５，６に示すように支持壁部４は１つでもよい。すなわち、揺動部材３の端部に１つの支持壁部４が設けられており、その支持壁部４に支持軸５の一端が固定されていてもよい。この場合には、支持軸５の他端には、ローラ６や針状ころ８が抜け落ちることを防ぐ抜け止め部材１１を取り付ける必要がある（この抜け止め部材１１は、図５のような筒状でもよいし、図６のような板状でもよい）。 Furthermore, in the present embodiment, the support shaft 5 is spanned between the two support wall portions 4 and 4 provided at the end of the swing member 3, but the support shaft 5 is supported as shown in FIGS. One wall part 4 may be sufficient. That is, one support wall 4 may be provided at the end of the swing member 3, and one end of the support shaft 5 may be fixed to the support wall 4. In this case, it is necessary to attach a retaining member 11 to the other end of the support shaft 5 to prevent the roller 6 and the needle rollers 8 from falling off (the retaining member 11 has a cylindrical shape as shown in FIG. 5). Alternatively, it may be a plate shape as shown in FIG.
なお、図５，６においては保護部材は備えていないが、保護部材を備えていても差し支えないことは勿論である。図５，６のように保護部材は備えていない場合は、抜け止め部材１１の表面のうちローラ６の端面又は針状ころの端面８と接触する面に、前記処理を施すとよい。また、図５，６の場合においても、ロッカーアームを前述のシングルローラタイプやダブルローラタイプとすることができる。 5 and 6, no protective member is provided, but it goes without saying that a protective member may be provided. When the protective member is not provided as shown in FIGS. 5 and 6, the treatment may be performed on the surface of the retaining member 11 that contacts the end surface of the roller 6 or the end surface 8 of the needle roller. 5 and 6, the rocker arm can be the above-described single roller type or double roller type.
１ ロッカーアーム
２ カム
３ 揺動部材
４ 支持壁部
４ａ 壁面
５ 支持軸
６ ローラ
８ 針状ころ
９ 保護部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rocker arm 2 Cam 3 Oscillating member 4 Support wall part 4a Wall surface 5 Support shaft 6 Roller 8 Needle roller 9 Protection member
Claims (17)
前記揺動部材には１つの支持壁部が設けられていて、その支持壁部に前記支持軸の一端が固定され、前記支持軸の他端には、前記ローラの抜け落ちを防ぐ抜け止め部材が取り付けられており、
前記保護部材は、中央部の両側から腕部が屈曲して延びて略コ字状をなしており、前記両腕部に設けられた貫通孔に前記支持軸が挿通されることにより取り付けられていて、この略コ字状の保護部材の内側に前記ローラが収容されるように配されており、
前記保護部材の前記貫通孔の内周面には、前記支持軸との摺接部に潤滑油を導入するための切り欠きが設けられており、
前記保護部材の表面のうち前記ローラの端面と実際に接触する部分の面には、面積率で７５％以上の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理が施されていることを特徴とするロッカーアーム。 In a rocker arm that swings in response to rotation of the cam, a roller that abuts the cam, a support shaft that rotatably supports the roller, a swing member to which the support shaft is fixed, A protective member made of an iron-based material that prevents the end face from contacting the swinging member, and
The swing member is provided with one support wall, and one end of the support shaft is fixed to the support wall, and a retaining member for preventing the roller from falling off is provided at the other end of the support shaft. Installed,
The protective member has a substantially U-shape with arms extending from both sides of the central portion, and is attached by inserting the support shaft into through holes provided in the arms. The roller is accommodated inside the substantially U-shaped protective member,
The inner peripheral surface of the through hole of the protection member is provided with a notch for introducing lubricating oil into a sliding contact portion with the support shaft,
The surface of the surface of the protective member that is actually in contact with the end surface of the roller is coated with a lubricant film composed of a solid lubricant on a portion having an area ratio of 75% or more, and the amount of retained austenite on the surface The rocker arm is characterized by being subjected to a treatment for reducing 10% to 70%.
前記揺動部材には１つの支持壁部が設けられていて、その支持壁部に前記支持軸の一端が固定され、前記支持軸の他端には、前記ローラの抜け落ちを防ぐ抜け止め部材が取り付けられており、
前記保護部材は、中央部の両側から腕部が屈曲して延びて略コ字状をなしており、前記両腕部に設けられた貫通孔に前記支持軸が挿通されることにより取り付けられていて、この略コ字状の保護部材の内側に前記ローラが収容されるように配されており、
前記保護部材の前記貫通孔の内周面には、前記支持軸との摺接部に潤滑油を導入するための切り欠きが設けられており、
前記保護部材の表面のうち前記ローラの端面と実際に接触する部分の面には、面積率で７５％以上９５％以下の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理が施されていることを特徴とするロッカーアーム。 In a rocker arm that swings in response to rotation of the cam, a roller that abuts the cam, a support shaft that rotatably supports the roller, a swing member to which the support shaft is fixed, A protective member made of an iron-based material that prevents the end face from contacting the swinging member, and
The swing member is provided with one support wall, and one end of the support shaft is fixed to the support wall, and a retaining member for preventing the roller from falling off is provided at the other end of the support shaft. Installed,
The protective member has a substantially U-shape with arms extending from both sides of the central portion, and is attached by inserting the support shaft into through holes provided in the arms. The roller is accommodated inside the substantially U-shaped protective member,
The inner peripheral surface of the through hole of the protection member is provided with a notch for introducing lubricating oil into a sliding contact portion with the support shaft,
The surface of the surface of the protective member that is actually in contact with the end surface of the roller is coated with a lubricant film made of a solid lubricant on a portion of 75% to 95% in area ratio and A rocker arm, which is subjected to a treatment for reducing the amount of retained austenite by 10% or more and 70% or less.
前記揺動部材には１つの支持壁部が設けられていて、その支持壁部に前記支持軸の一端が固定され、前記支持軸の他端には、前記ローラの抜け落ちを防ぐ抜け止め部材が取り付けられており、
前記揺動部材の表面のうち前記ローラの端面と実際に接触する部分の面には、面積率で７５％以上の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理が施されていることを特徴とするロッカーアーム。 A rocker arm that swings in response to rotation of a cam, comprising: a roller that contacts the cam; a support shaft that rotatably supports the roller; and a swing member to which the support shaft is fixed. ,
The swing member is provided with one support wall, and one end of the support shaft is fixed to the support wall, and a retaining member for preventing the roller from falling off is provided at the other end of the support shaft. Installed,
The surface of the surface of the rocking member that is in contact with the end surface of the roller is coated with a lubricant film made of a solid lubricant on a surface area of 75% or more, and residual austenite on the surface. A rocker arm characterized by being subjected to a treatment for reducing the amount by 10% or more and 70% or less.
前記揺動部材には１つの支持壁部が設けられていて、その支持壁部に前記支持軸の一端が固定され、前記支持軸の他端には、前記ローラの抜け落ちを防ぐ抜け止め部材が取り付けられており、
前記揺動部材の表面のうち前記ローラの端面と実際に接触する部分の面には、面積率で７５％以上９５％以下の部分に固体潤滑剤で構成された潤滑被膜を被覆し且つ前記表面の残留オーステナイト量を１０％以上７０％以下減少させる処理が施されていることを特徴とするロッカーアーム。 A rocker arm that swings in response to rotation of a cam, comprising: a roller that contacts the cam; a support shaft that rotatably supports the roller; and a swing member to which the support shaft is fixed. ,
The swing member is provided with one support wall, and one end of the support shaft is fixed to the support wall, and a retaining member for preventing the roller from falling off is provided at the other end of the support shaft. Installed,
Of the surface of the rocking member, the surface of the portion that is actually in contact with the end surface of the roller is coated with a lubricating film composed of a solid lubricant on a portion of 75% to 95% in area ratio, and the surface A rocker arm, which is subjected to a treatment for reducing the amount of retained austenite of 10% to 70%.
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