JPH0412069A - セラミックスと鋼の接合体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、内燃機関のタペット、バルブリフター、ロ
ッカーアーム、或はカムシャフト等の摺動部品、又はタ
ーボチャージャーローター等の補機部品におけるセラミ
ックスと鋼の接合部に間する。

（従来の技術） 近年、内燃機関の高性能化にともなって、内燃機関を構
成する摺動部品において、耐摩耗性に優れるセラミック
スを使用することが考えられ、金属よりなるロッカーア
ームの摺動部にセラミックチップをロー付接合してなる
もの（特開昭６３２６０８７３号）やセラミックスをロ
ー付接合した金属体の硬度ＨＲＣ４５以上としてなるも
の（特開平２−５５８０９号）か提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のものにおいて、特開昭６３−
２６０８７３号の場合、内燃機関に使用する部品におい
ては、部品単体においても複数の摺動箇所を有している
場合が多く、これらの摺動箇所に対してすべてセラミッ
クチップを接合すると、セラミックによるコストの上昇
を招く。

また、特開平２−５５８０９号の場合は、セラミックス
よりなるチップをロー付接合した金属よりなる接合体に
対して、更に焼入れ加工を施して、他の金属部位を硬度
ＨＲＣ４５以上としてなるものであるが、金属部位全体
がＨＲＣ４５以上に硬化されていたのでは、高い衝撃強
度を必要とする部品に対して破損の危険を誘発し易いも
のとなる。

そのため、ロー付接合を行なう際に施す熱処理によって
接合体の金属が硬化させた後、高い衝撃強度を必要とす
る部位のみを焼戻し処理を行い靭性を与えることも考え
られるが、焼戻し処理に必要な温度が数百塵と高いもの
であるから、セラミックスと金属とのロー付部分の品質
が低下する恐れがある。

そこで、この発明は上記従来のものの有する欠点を改善
するものであり、部品の摺動部位に対して、金属体の有
する靭性を損ねることなく、最小限必要な耐摩耗性に優
れたセラミックスを接合できるようにするものである。

（課題を解決するための手段） そのために、セラミックスに対して鋼（例えは、ＪＩＳ
　ＳＮＣＭ６３０、ＪＩＳ　ＳＮＣＭ６１６等）をロー
材により加熱接合した後、上記鋼の表面の必要部位のみ
に部分的に焼入れ（高周波焼入れ、電子ビーム焼入れ、
レーザー焼入れ等）を施してなるものである。

（作用） 以上の構成を具えるので、内燃機関に使用される摺動部
品、例えばロッカーアームにおいては、カムシャフトの
カムと摺動する部位においてのみセラミックスよりなる
バットを鋼からなるロッカーアームにロー付接合し、他
の必要な部位に部分的に焼入れ（高周波焼入れ、電子ヒ
ーム焼入れ、レーザー焼入れ等）を施すことで、摺動に
対する耐摩耗性を十分に確保するとともに、十分な靭性
を維持することができ、また高価なセラミックスの使用
を最小限のものとすることができる。

（実施例〉 この発明を、第１図に示す実施例であるロッカーアーム
（１）によって説明する。

（１）は、この発明の実施例であるロッカーアームであ
り、このロッカーアーム（１）は、例えば、ＪＩＳ　Ｓ
ＮＣＭ６３０、ＪＩＳ　ＳＩｆＣＭ６１６等の鋼材より
なるロッカーアーム本体（２）の一端にバルブステム後
端を嵌合する保持部（３）と、他端にはカムと摺動を行
う摺動部（４）からなる。

更に、上記カムと摺動を行う摺動部（４）は、ロッカー
アーム（１）の他端に設ける凹部（５）に板状のロー材
（例えば、Ａｇ−Ｃｕ共晶ロー或はＡｇ−Ｃｕ　−Ｔ　
ｒ−Ｔ　ｉ系合金ロー等）（６）によって、無酸素銅板
（８）を介して、メタライズ処理を施した窒化珪素焼結
体よりなるバット、又はメタライズ処理を施さない窒化
珪素焼結体よりなるバット（７）を加熱接合して形成さ
れる。

更に、このセラミックスよりなるバッド（７）を接合し
た鋼材よりなるロッカーアーム本体（２）に対して、そ
の表面の必要部位、例えはバッド（７）の裏面（９）、
或は保持部（３）内壁に、高周波焼入れ、電子ビーム焼
入れ、或はレーザー焼入れ等の焼入れによる熱処理加工
を施してなるものである。

この発明が、以上の構成を具えるので、内燃機間の動弁
機構において使用した場合、カムシャフトのカムと摺動
を直接行なう摺動部（４）には、耐摩耗性に優れた窒化
珪素焼結体等によるバッド（７）が接合されていること
により、内燃機間の高回転運転酸は長門間の使用によっ
ても摺動による摩耗を確実に防げるとともに、このセラ
ミックスバット（７）が接合されているロッカーアーム
本体（２）の必要な部位、例えはバルブステムの後端を
保持する保持部（３）内壁や上記バット（７）の裏面（
９）においては、高周波焼入れ、電子ビーム焼入れ、或
はレーザー焼入れ等の焼入れによる熱処理加工が施され
ているのでその硬度が増し、摺動による摩耗を抑制する
ことが可能となるものである。

そこで、この発明の効果を確認するために、材質等の各
種条件を変えたロッカーアームを製作し、２０００ｃｃ
のディーゼルエンジンに装着し＋０００ｒｐｍにおける
アイドリング耐久試験を行ない、比較例とともに各部の
摩耗量を計測した。

なお、このアイドリング耐久試験に供した第１実施例で
あるロッカーアーム（１）は、ＪＩＳ　５４０Ｃによっ
てロッカーアーム本体（２）を形成し、このロッカーア
ーム本体（２）に、厚さ０．５ｍｍの麺酸素銅板（８）
及び厚さ０．０７ｍｍのＡｇ−Ｃｕ共晶ロー材（６）を
介して、水素雰囲気中、８５０℃にて窒化珪素焼結体製
バッド（７）を接合した後、１０℃／ｍｉｎ、の冷却速
度で室温まで冷却をした後、上記接合部を水によって冷
却しながら、高周波により必要な部位への焼入れを施し
て製作したものである（表１）。

また、同様にロッカーアーム本体（２）をＪＩＳＳＮＣ
Ｍ６３０、ＪＩＳ　ＳＮＣＭ６１６等の鋼材によって形
成した第２実施例においては、メタライズ処理を施さな
い窒化珪素よりなるバット（７）を、厚さ０．０５ｍｎ
＋のＡｇ−Ｃｕ　−Ｉ　ｎ−Ｔ　ｉ系合金ロー材（６）
によって、真空中、８２０℃で接合を行い、２０℃／ｍ
ｉｎ、の冷却速度で冷却した後、必要な部位に電子ビー
ム焼入れを施してなるものである（表２）。

以上の実施例について、比較例と検討したところ、この
発明の実施例においてはその効果が十分に認められた。

（発明の効果） 以上のとおり、最小限必要なセラミックスのバッドを使
用して、他の部位を高周波焼入れ、電子ビーム焼入れ、
或はレーザー焼入れ等の焼入れによる熱処理加工を部分
的に施して硬度を上げるとともに靭性を確保することで
、摺動に対する摩耗に対して十分に対応することができ
、セラミックス使用によるコストの上昇を最小限のもの
とすることができる優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例である内燃機関の動弁機構
に使用されるロッカーアームの部分断面図である。 １・・・ロッカーアーム　２・・・ロッカーアーム本体
３・・・保持部　４・・・摺動部　５・・・凹部６・・
・ロー材　７・・・バッド　８・・・無酸素銅板特許出
願人　日本特殊陶業株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. セラミックスと鋼を加熱接合し、上記鋼の表面を部分的
   に焼入れしてなるセラミックスと鋼の接合体。