【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
〔産業上の利用分野〕
この発明は、カムとの接触部にチツプが取り付
けられたロツカーアームに関する。
〔従来の技術〕
従来より、内燃機関用の動弁系の摩耗対策とし
て、ロツカーアームのカムとの接触部に取り付け
られるチツプには、焼結合金が用いられている。
このことはすでに一般化している。
ところで、チツプの摩耗要因としては、相手材
のチル鋳物カムとの材料相性があるが、使用条
件、および内燃機関の設計仕様を除けば、ロツカ
ーアームおよびカムシヤフトの仕上げ加工精度も
大きな要因となる。ロツカーアームおよびカムシ
ヤフトの仕上げ精度は、量産工程能力の範囲内で
管理されているのが現状であり、摩耗対策上から
考えるとその管理値は充分な値とはいえない。こ
のため、その仕上げ精度が初期摩耗に大きな影響
を与え、更に以後の相手カムを含めた摩耗の大き
な要因となる。例えば、材料相性の優れた焼結合
金のチツプとチル鋳物のカムシヤフトの組み合わ
せで、量産性を無視して加工精度を高めたもの
と、一般的な管理範囲値の精度で加工仕上げされ
たものとは、同一の材料にもかかわらず、同一条
件下の耐久試験後の摩耗量に大きな差が認められ
る。
したがつて、量産性を考慮した場合、初期摩耗
によつてなじみ面を充分に形成させることが摩耗
対策上きわめて重要となる。
従来、こうした摩耗対策として、チツプを軟窒
化処理し、カムシヤフトをリン酸塩被膜および軟
窒化処理している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のチツプに対する軟窒化処理は、相手のカ
ムシヤフトにも同様の処理を施さなければなじみ
面を充分に形成させることができず、しかもロツ
カーアームは、一般にチツプが取り付けられるア
ーム本体がアルミ合金であるため、処理温度の関
係で量産性に問題がある。また、カムシヤフトの
リン酸塩被膜は、スカツフ摩耗の防止程度の効果
しかなく、なじみ面を充分に形成するまでには到
らない。
結局、なじみ面の形成が不充分で優れた耐摩耗
性を得ることができなかつた。殊に、ガソリン系
の内燃機関と比較して動弁系の摩耗条件が過酷な
デイーゼル系、およびLPG系の内燃機関用とし
ては、きわめて不充分であつた。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明によるロツカーアームは、上記従来の
問題を解決するため、
チツプの材質を
Ｃ：2.1〜2.9％（重量％以下同
じ）
Cr：10.0〜14.0％
Mo：0.5〜2.0％
Nb：0.7〜６％
Mn：0.2〜0.7％
不可避不純物：2.0％以下
残部：Fe
からなる焼結合金とし、このチツプのカムとの接
触面に無電解ニツケルメツキ層を設けたことを特
徴とする。
〔作用〕
本発明のロツカーアームにあつては、Ｃ：2.1
〜2.9重量％、Cr：10.0〜14.0重量％、Mo：0.5〜
2.0重量％、Nb：0.7〜６重量％、Mn：0.2〜0.7
重量％、不可避不純物：2.0重量％以下、残部：
Feからなる焼結合金製のチツプのカムとの接触
面に設けた無電解ニツケルメツキ層によつて、初
期の摩耗によりカムとのなじみ面を充分に形成
し、寸法精度向上を図ることで、均一な面圧の摺
動面を短時間に形成し、結果として、チツプ及び
カムの摩耗を低減する。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
図中１はロツカーアームであり、カム２との接
触部にチツプ３が取り付けられている。チツプ３
は、次のような成分組成の焼結合金である。
Ｃ：2.1〜2.9％（重量％以下同
じ）
Cr：10.0〜14.0％
Mo：0.5〜2.0％
Nb：0.7〜６％
Mn：0.2〜0.7％
不可避不純物：2.0％以下
残部：Fe
チツプ３は、成形、焼結により密度比95％以上
のものとして作成される。それから、この単体の
状態のチツプ３は、カム２との接触面（以下「パ
ツド面」という）がロツカーアーム１の完成時の
寸法および面粗さに機械加工され、そしてそのパ
ツド面に無電解ニツケルメツキによつて5μ〜50μ
のメツキ層４が設けられる。無電解ニツケルは、
純ニツケルが結晶質であるのに対し非結晶質であ
り、微量のカーボン、酸素、水素、および窒素を
含むニツケルと燐の組み合わせである。実質的に
は90〜92％のニツケルおよび８〜10％の燐と考え
てよい。このメツキによつて生成する物質はニツ
ケルおよび約８％の燐から成る過飽和の固溶体で
あり、膜厚が均一で密着力が大きく、電気メツキ
のように角隅部にたれ現象を起こさない。この無
電解ニツケルメツキ層４はチツプ３よりも軟質の
金属被覆層である。このメツキ後、チツプ３はダ
イカストおよびロー付等によつて、アルミ合金製
のロツカーアーム本体素材に取り付けられ、それ
から既に完成品の精度になつているチツプ３のパ
ツド面を基準として、ロツカーアーム本体素材に
おけるロツカーアームボス内径、アジヤストスク
リユーネジ部などが加工されて、ロツカーアーム
１が完成される。他方、カム２はチル鋳物カムで
あり、チツプ３とは材料相性がよい。
ちなみに、従来にあつては、焼結合金のチツプ
３はパツド面が加工される前に、ダイカストなど
の方法でロツカーアーム本体素材に取り付けら
れ、その後、ロツカーアーム本体素材のロツカー
アームボス内径の加工が施されてから、そのロツ
カーアームボス内径を基準としてチツプ３のパツ
ド面が加工されていた。このため、チツプ３のパ
ツド面に直角方向の平行度に傾きやだれが生じ易
かつた。
しかして、本ロツカーアーム１は、パツド３の
パツド面にメツキ層４が設けられたことにより、
そのチツプ３よりも軟質のメツキ層４が初期の摩
耗によつてカム２とのなじみ面を充分に形成す
る。これによつて摩耗が減少されることになる。
また、チツプ３の成分組成を上記のように定めた
ことにより、カム２との材料相性が優れたものと
なる。
そこで、次に本ロツカーアーム１によつて摩耗
が減少したことを実験データにより明らかにす
る。
まず、チツプ３として、成分の割合が異なる下
の第１表中Ａ、Ｂ、Ｃの３種を用意した。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a rocker arm having a tip attached to its contact portion with a cam. [Prior Art] Conventionally, a sintered alloy has been used for a chip attached to a contact portion of a rocker arm with a cam as a measure against wear in a valve train for an internal combustion engine.
This has already become commonplace. By the way, the wear factor of the chip is the compatibility of the material with the chilled cast cam of the mating material, but apart from the usage conditions and the design specifications of the internal combustion engine, the finish machining accuracy of the rocker arm and camshaft is also a major factor. Currently, the finishing accuracy of the Rotsuker arm and camshaft is controlled within the range of mass production process capability, and the control values cannot be said to be sufficient from the standpoint of wear prevention. For this reason, the finishing accuracy has a great influence on initial wear and becomes a major factor in subsequent wear including that of the mating cam. For example, a combination of a sintered alloy chip with excellent material compatibility and a chilled cast camshaft has high machining accuracy that ignores mass production, and one that has been machined and finished with accuracy within a general control range. Although they are made of the same material, there is a large difference in the amount of wear after durability tests under the same conditions. Therefore, when considering mass production, it is extremely important to form a sufficient conforming surface through initial wear as a countermeasure against wear. Conventionally, as a countermeasure against such wear, the chips have been subjected to soft nitriding treatment, and the camshafts have been subjected to phosphate coating and soft nitriding treatment. [Problems to be Solved by the Invention] In the conventional nitrocarburizing treatment for chips, it is not possible to form a sufficient conforming surface unless the mating camshaft is also subjected to the same treatment. Since the arm body to which it is attached is made of aluminum alloy, there are problems with mass production due to processing temperatures. Further, the phosphate coating on the camshaft is only effective at preventing scuff wear, and does not form a sufficient conforming surface. In the end, the conforming surface was insufficiently formed and excellent wear resistance could not be obtained. In particular, it was extremely unsatisfactory for diesel-type and LPG-type internal combustion engines, in which the wear conditions of the valve train are more severe than in gasoline-type internal combustion engines. [Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned conventional problems, the rocker arm according to the present invention is made of the following materials: C: 2.1 to 2.9% (same weight percentage below) Cr: 10.0 to 14.0% Mo: 0.5 ~2.0% Nb: 0.7-6% Mn: 0.2-0.7% Unavoidable impurities: 2.0% or less The balance: A sintered alloy consisting of Fe, and features an electroless nickel plating layer on the contact surface of this chip with the cam. shall be. [Function] In the case of the Rotsuker arm of the present invention, C: 2.1
~2.9wt%, Cr: 10.0~14.0wt%, Mo: 0.5~
2.0% by weight, Nb: 0.7-6% by weight, Mn: 0.2-0.7
Weight%, inevitable impurities: 2.0% by weight or less, balance:
The electroless nickel plating layer provided on the contact surface of the sintered alloy chip made of Fe with the cam creates a sufficient conforming surface with the cam during initial wear and improves dimensional accuracy. A sliding surface with a high surface pressure can be formed in a short time, and as a result, wear on the chip and cam is reduced. [Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described based on the drawings. In the figure, numeral 1 is a rocker arm, and a tip 3 is attached to the part that contacts the cam 2. Chip 3
is a sintered alloy with the following composition. C: 2.1 to 2.9% (same below weight%) Cr: 10.0 to 14.0% Mo: 0.5 to 2.0% Nb: 0.7 to 6% Mn: 0.2 to 0.7% Unavoidable impurities: 2.0% or less Balance: Fe Chip 3 is molded , made by sintering with a density ratio of 95% or more. Then, the contact surface (hereinafter referred to as the "pad surface") with the cam 2 of this single chip 3 is machined to the dimensions and surface roughness of the completed rocker arm 1, and the pad surface is plated with electroless nickel. 5μ~50μ depending
A plating layer 4 is provided. Electroless nickel is
While pure nickel is crystalline, it is amorphous and is a combination of nickel and phosphorus containing trace amounts of carbon, oxygen, hydrogen, and nitrogen. It can be considered that it is essentially 90-92% nickel and 8-10% phosphorus. The substance produced by this plating is a supersaturated solid solution consisting of nickel and about 8% phosphorus, which has a uniform thickness and strong adhesion, and does not cause sag at the corners unlike electroplating. This electroless nickel plating layer 4 is a metal coating layer that is softer than the chip 3. After this plating, the tip 3 is attached to the rocker arm body material made of aluminum alloy by die-casting, brazing, etc., and then the pad surface of the tip 3, which has already achieved the precision of the finished product, is used as a reference to make the rocker arm body material. The inner diameter of the Rocker arm boss, the adjusting screw thread, etc. are processed, and the Rocker arm 1 is completed. On the other hand, the cam 2 is a chill cast cam and has good material compatibility with the chip 3. By the way, in the past, the sintered alloy chip 3 was attached to the Rocker arm main body material by die-casting or other methods before the pad surface was processed, and then the inner diameter of the Rocker arm boss of the Rocker arm main body material was machined. After that, the pad surface of tip 3 was machined based on the inner diameter of the rocker arm boss. For this reason, the pad surface of the chip 3 tends to be tilted or sagging in parallelism in the perpendicular direction. Therefore, this rocker arm 1 has a plating layer 4 provided on the pad surface of the pad 3, so that
The plating layer 4, which is softer than the chip 3, forms a sufficient fitting surface with the cam 2 through initial wear. This will reduce wear.
Further, by determining the component composition of the chip 3 as described above, the material compatibility with the cam 2 is excellent. Next, it will be clarified by experimental data that the present rocker arm 1 reduces wear. First, as chips 3, three types, A, B, and C in Table 1 below, having different proportions of ingredients were prepared.
【表】
このような３種（Ａ、Ｂ、Ｃ）のチツプ３を取
り付けてロツカーアーム１を成し、下記条件でデ
イーゼルエンジンの動弁系用として試験を行なつ
た。その結果を下の第２表に示す。
〔条件〕 2300c.c.デイーゼルエンジン、モータリ
ング
回転数 2000rpm
エンジン油 SAE 10W＋６％スス
油 温 90〜100℃
運転時間 200Hr
カムシヤフト チル鋳物＋リン酸塩被膜[Table] Three types of chips 3 (A, B, and C) were attached to form a rocker arm 1, and a test was conducted under the following conditions for use in a valve train of a diesel engine. The results are shown in Table 2 below. [Conditions] 2300c.c. diesel engine, motoring speed 2000rpm Engine oil SAE 10W + 6% soot oil Temperature 90~100℃ Operating time 200Hr Camshaft Chill casting + phosphate coating
〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕
以上説明したように、本発明は、チツプの材質
を
Ｃ：2.1〜2.9％（重量％以下同
じ）
Cr：10.0〜14.0％
Mo：0.5〜2.0％
Nb：0.7〜６％
Mn：0.2〜0.7％
不可避不純物：2.0％以下
残部：Fe
からなる焼結合金とし、このチツプのカムとの接
触面に無電解ニツケルメツキ層を設けたものであ
るから、上記成分組成の焼結合金製のチツプのカ
ムとの接触面に設けた無電解ニツケルメツキ層に
よつて、初期の摩耗によりカムとのなじみ面を充
分に形成し、寸法精度向上を図ることで、均一な
面圧の摺動面を短時間に形成し、チツプとカムと
の接触を円滑なものにでき、それらの摩耗を減少
させることができる。また、前記無電解ニツケル
メツキ層は膜厚が均一で母材との密着力が大きい
ため、通常の電気メツキによる軟質金属メツキ層
では母材との密着強度が不十分で剥離等が生じ易
く、効果が十分に得られないのに比べて、優れた
摩耗低減効果を得ることができる。したがつて、
特に過酷な条件下で使用されるデイーゼル系およ
びLPG系の自動車用等のロツカーアームとして
優れた耐摩耗性を発揮することができる。
As explained above, in the present invention, the material of the chip is C: 2.1 to 2.9% (the same below weight%) Cr: 10.0 to 14.0% Mo: 0.5 to 2.0% Nb: 0.7 to 6% Mn: 0.2 to 0.7% Unavoidable impurities: 2.0% or less The balance is a sintered alloy consisting of Fe, and an electroless nickel plating layer is provided on the contact surface of this chip with the cam, so it is compatible with the cam of a sintered alloy chip with the above component composition. The electroless nickel plating layer provided on the contact surface of the cam creates a sufficient conforming surface with the cam during initial wear, improving dimensional accuracy and creating a sliding surface with uniform surface pressure in a short time. However, the contact between the tip and the cam can be made smooth, and wear on them can be reduced. In addition, since the electroless nickel plating layer has a uniform thickness and strong adhesion to the base material, a soft metal plating layer made by ordinary electroplating has insufficient adhesion strength to the base material and tends to peel off, making it less effective. It is possible to obtain an excellent wear-reducing effect compared to the case where a sufficient amount cannot be obtained. Therefore,
It can exhibit excellent wear resistance as a rocker arm for diesel and LPG vehicles that are used under particularly harsh conditions.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第１図はこの発明のロツカーアームの側面図、
第２図は第１図の−線に沿う断面図である。
１…ロツカーアーム、２…カム、３…チツプ、
４…無電解ニツケルメツキ層。
Figure 1 is a side view of the Rocker arm of this invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along the - line in FIG. 1. 1...Rotskar arm, 2...cam, 3...chip,
4...Electroless nickel plating layer.