JP6445293B2 - バルブリフタ及びその製造方法 - Google Patents
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Description
SCM420材から、冷間鍛造、浸炭焼入、研磨加工等の工程を経て、図2に示す形状のバルブリフタを作製した。冠面及びボス部表面の粗さ曲線はRk値が0.15μmであった。実施例1は、このようにして得られたバルブリフタの冠面及びボス部表面に、平均粒径30μmのスチール微小ショットを0.45 MPaの噴射圧力で約5秒投射するショットピーニング処理を行った。また、ショットピーニング未処理のものを比較例1とした。実施例1及び比較例1について、ボス部のマルテンス硬さHM及び表面粗さパラメータ(Rk値、Rsk値)を測定し、さらに耐久摩耗試験を行った。
実施例1及び比較例1のマルテンス硬さHMは、ISO 14577-1(計装化押込み硬さ試験)に準拠し、ダイナミック超微小硬度計(島津製作所製DUH-211)を用い、鏡面研磨した断面の表面下2μm、4μm、6μm、8μm、10μm、20μm、30μmの位置に相当する箇所について測定した。試験条件は、
ダイヤモンド圧子:115°三角錐圧子
試験モード:負荷-除荷試験
試験力F:10 mN
負荷除荷速度:0.4877 mN/sec
負荷保持時間:5 sec
除荷保持時間:5 sec
Cf-Ap補正:あり
とした。マルテンス硬さHMは、
HM=1000F/26.43h2 (N/mm2)
ここで、hはインデンテーション深さ(μm)である。
測定結果としては、各3点測定し、平均値を採用した。実施例1及び比較例1のマルテンス硬さHMの表面から深さ30μmまでの値を表1に、その分布を図3に示す。
また、バルブリフタボス部表面について、触針式表面粗さ試験機を用いて、Rk値とRsk値を測定した。バルブリフタ12個分の平均値として、実施例1のRk値は0.51μm、Rsk値は-0.45、比較例1のRk値は0.15μm、Rsk値は-0.28であった。
ボス部の耐久摩耗試験は、実機(2.0L、DOHC直列4気筒16バルブ)のシリンダヘッドアッシーを用いて、実施例1のバルブリフタを4個、比較例1のバルブリフタを4個組み込み、排気側のカムシャフトのみをモーターで駆動させることによって行った。運転条件は、カム回転数300 rpm、油種0W-20、油温120℃、油圧0.1MPa、500時間とした。また、バルブのステムエンドの表面粗さはRaで0.13μmであった。ボス部の摩耗量は、触針式表面粗さ試験機を用いてボス部のプロファイルを45°間隔に8ケ所測定し、最大深さにより評価した。摩耗量(最大深さ)はバルブステムとの接触部の中心ではなく周辺部で観察され、実施例1の摩耗量は0.3μm、比較例1の摩耗量は2.4μmであった。
実施例2及び実施例3のバルブリフタは、ショットピーニング処理の投射時間を、実施例2で10秒間、実施例3で20秒間とした以外は、実施例1と同様にして作製した。実施例1と同様にして、マルテンス硬さHM115、表面粗さパラメータ(Rk値、Rsk値)を測定し、耐久摩耗試験を行った。その結果を表2に示す。
実施例4及び実施例5のバルブリフタは、ショットピーニング処理の噴射圧力を、実施例4で0.5 MPa、実施例5で0.55 MPaとした以外は、実施例1と同様にして作製した。ショットピーニング処理した後、さらに、冠面にはフィルムラップ処理、ボス部にはバフ研磨処理を施した。実施例1と同様にして、マルテンス硬さHM115、表面粗さパラメータ(Rk値、Rsk値)を測定し、耐久摩耗試験を行った。その結果を表3に示す。
2 カム
3 バルブ
4 スプリングリテーナ
5 バルブスプリング
6 シリンダガイド穴側壁
7 バルブリフタの側面
8 冠面
9 ボス
10 ステムエンド
Claims (4)
- カムの回転運動をバルブの往復運動に変換する内燃機関のバルブリフタであって、
前記バルブリフタはカップ形状を有し、
その内面側にバルブステムのステムエンドが当接するボス部を備え、
前記ボス部のショットピーニング処理を施した表面から2μmの範囲のマルテンス硬さHM(ISO 14577-1)が6000 N/mm2以上であり、
前記ボス部の粗さ曲線が0.24〜1μmのRk値(JIS B 0671-2:2002)及び-1.5〜-0.2のRsk値(JIS B 0601:2001)を有することを特徴とするバルブリフタ。 - 請求項1に記載のバルブリフタにおいて、前記バルブリフタがオイル供給孔を有しないことを特徴とするバルブリフタ。
- 請求項1又は2に記載のバルブリフタにおいて、前記バルブリフタがクロムモリブデン鋼からなることを特徴とするバルブリフタ。
- カムの回転運動をバルブの往復運動に変換する内燃機関のバルブリフタの製造方法であって、
内面側にバルブステムのステムエンドが当接するボス部を備えたカップ形状のクロムモリブデン鋼又は合金工具鋼からなるバルブリフタを鍛造及び機械加工して成形し、浸炭及び焼入・焼戻処理を施した後、
前記ボス部の表面の粗さ曲線が0.24μm未満のRk値となるように機械加工し、
前記ボス部の表面から2μmの範囲のマルテンス硬さHM(ISO 14577-1)が6000 N/mm2以上となるように前記ボス部にショットピーニング処理を施し、さらに
前記ボス部の表面の粗さ曲線が-1.5〜-0.2のRsk値となるように最表面の微小突起を除去する加工を行うことを特徴とするバルブリフタの製造方法。
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