JPH06173620A

JPH06173620A - アルミニウム合金製バルブリフタの製造方法およびアルミニウム合金製バルブリフタ

Info

Publication number: JPH06173620A
Application number: JP32812492A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nagase; 世正幸長; Takae Watanabe; 辺孝栄渡
Original assignee: Riken Corp
Current assignee: Riken Corp
Priority date: 1992-12-08
Filing date: 1992-12-08
Publication date: 1994-06-21

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎ部
分でエッジ部が形成されることなく連続した滑らかな曲
面が形成されるようにし、また、つなぎ部分においても
初期膜厚を確保して、摺動特性に優れた信頼性の高い軽
量な内燃機関の動弁機構に用いられるバルブリフタを提
供する。【構成】筒状部１ｂを有すると共に筒状部１ｂの筒軸
方向に対し交差する方向に仕切部１ｃを有し、仕切部１
ｃの一方側を冠面部１ｄにし且つ他方側をスカート部１
ｅにしたアルミニウム合金製バルブリフタ本体１ａを備
え、バルブリフタ本体１ａの冠面部１ｄおよびスカート
部１ｅの各々外周側端部を切欠いた面取り部１ｇを有す
ると共に外周側の非面取り部と面取り部１ｇとのつなぎ
部分が曲面形状をなし、外周側に電気めっきによるＮｉ
系電気めっき皮膜８を形成してなるアルミニウム合金製
バルブリフタ１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の動弁機構に
用いられるバルブリフタに関するものであり、より詳し
く述べるならば、カムシャフトの回転によるカムリフト
量を直接に吸気バルブや排気バルブへ伝える直接駆動式
動弁機構のアルミニウム合金製バルブリフタの製造方法
およびアルミニウム合金製バルブリフタに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の動弁機構に用いられるバルブ
リフタとしては、例えば、図５に示すような動弁機構に
使用されるものがある。

【０００３】図５は、内燃機関で多く使用されている外
シム方式の直接駆動式動弁機構の縦断面図であり、図
中、１はバルブリフタ、２はシリンダヘッド、３はバル
ブスプリング、４は吸／排気バルブのステム、５はアジ
ャスティングシム、６はカムシャフトである。

【０００４】従来、バルブリフタ１は、耐摩耗性や疲労
強度に優れているクロム鋼やクロムモリブデン鋼よりな
るバルブリフタ本体に浸炭焼入れを施したものが多く用
いられていた。しかし、鋼は比重（密度）が７．８（ｇ
／ｃｍ^３）と大きいことから、慣性重量が大きく、内燃
機関の高速運転条件下でカムリフト量を正確にバルブに
伝達するには、スプリング荷重を大きくしなければなら
ない。ところが、スプリング荷重の増加は摩擦損失を増
加させ、燃料消費量を多くする欠点がある。

【０００５】そこで、燃料消費量を少なくするために、
バルブリフタを軽量化し、これによってバルブスプリン
グ荷重を低減することができるように、バルブリフタを
比重の小さい軽量な材料で製造することが種々提案され
ている。

【０００６】なかでも、特に、バルブリフタ本体をアル
ミニウム合金製のものとする提案が多くなされている
（例えば、特開昭５８−１０１２０４号、特開昭６２−
１０７２１３号、特開昭６２−６３１０５号、実開昭６
２−１８３００５号、特開平１−１０６９０９号、特開
平３−１４９３０４号など）。

【０００７】しかし、バルブリフタ本体をアルミニウム
合金製のものとした場合に、次のような問題点が生じ
る。

【０００８】すなわち、図５に示したように、バルブリ
フタ１の外周側は、シリンダヘッド２に設けられたガイ
ド穴２ａの壁面と往復運動による摺動をする。このシリ
ンダヘッド２は、一般的には、アルミニウム合金が使用
されているため、その結果、バルブリフタ外周面とガイ
ド穴壁面とでアルミニウム合金同士の摺動となる。この
ようなアルミニウム合金同士の組合せによる摺動特性は
悪く、摩耗と焼付が発生しやすい。

【０００９】このため、バルブリフタ本体をアルミニウ
ム合金製のものとしたときに、この外周側に表面処理を
施すことが提案されている。

【００１０】バルブリフタ本体の表面処理方法として
は、大別すると、電気めっき、無電解めっき、溶射があ
り、これらの方法を用いた各種処理が提案されている。

【００１１】しかし、これらの処理方法には、さまざま
な問題点がある。

【００１２】すなわち、溶射法では、皮膜と母材との結
合方式が、皮膜組成となる溶融粒子を高速で母材に衝突
させることによる機械的結合であり、皮膜形成も溶融粒
子の堆積によってなされる。また、皮膜生成過程で、衝
突した溶融粒子は、冷却するのに伴って凝固収縮するの
で、皮膜内に空孔（ポア）を生じる。このため、皮膜の
密着性については、剥離等の問題が絶えずつきまとい、
信頼性が低い方法である。さらに、皮膜の均一性も悪
く、溶射後には必ず機械加工を施さねばならず、工程を
複雑にする要因となる。

【００１３】一方、無電解めっき法においては、皮膜厚
さの均一性が他の方法に比べて優れているという利点が
あるが、めっき液は温度，不純物等の影響を受けやす
く、液管理には困難を伴うことが多い。また、液寿命も
短く、めっき液が高価であれば、コストに大きく影響を
与える。

【００１４】そして、「直打式バルブリフタの耐摩耗性
処理方法」を開示した特開平３−２１７６０３号では、
バルブリフタの外周側への無電解めっき法の適用の困難
さについて述べており、母材と皮膜との密着性が悪く、
剥離が発生しやすいことが記載されている。この理由は
明確になっていないが、上記要因の影響が十分に考えら
れる。さらに、セラミックス粒子を複合させた皮膜につ
いても記載されており、無電解めっき法では、セラミッ
クス粒子の含有量にばらつきが生じるとしている。この
ことも液管理の難しさの一例と言える。

【００１５】他方、電気めっき法では、電気的にイオン
を生成させ、めっき対象物に結合させるため、無電解め
っき法のような液管理の難しさはなく、液寿命も半永久
的に使えることから、コストパフォーマンスの点で優れ
ている。

【００１６】そして、前出の特開平３−２１７６０３号
では、電気めっき法の利点として、密着性の良さ、およ
びセラミックス粒子を複合させた場合のセラミックス粒
子含有量の安定性を挙げている。

【００１７】しかし、電気めっき法の欠点としては、ビ
ルドアップ（バルブリフタ本体の角部に皮膜が厚くつく
現象）に代表されるように、皮膜厚さの不均一性が挙げ
られる。

【００１８】この対策として、「アルミニウム合金製バ
ルブリフタ」を開示した特開平１−１０６９０９号で
は、良好なる寸法精度と摺動特性を得るために、バルブ
リフタの表面処理に際して無電解めっきと電気めっきを
併用することとしている。すなわち、加工が不可能であ
り、かつ寸法精度の必要な部分には、無電解めっきを施
している。

【００１９】この「アルミニウム合金製バルブリフタ」
の実施例中においては、電気めっきとしてＦｅ−Ｐめっ
きを挙げているが、これに用いるＦｅめっき液は、酸化
の問題が有り、液管理が難しく、密着性の問題等が生
じ、さらに、めっきを２回行うこと等を合わせると、コ
スト的にもかなり厳しいと言える。

【００２０】このように、バルブリフタ本体をアルミニ
ウム合金製のものとした場合、この外周側に表面処理を
施すことは、良好なる摺動特性を得るために必要である
ことが明らかである。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、バル
ブリフタ本体をアルミニウム合金製のものとした場合に
おいて、良好なる摺動特性を得るための表面処理方法と
しては、溶射，無電解めっき，電気めっきが挙げられる
が、溶射においては、剥離等による信頼性の問題、無電
解めっきでは、液管理の難しさによる皮膜の信頼性の問
題、電気めっきでは、皮膜厚さの不均一性の問題が生じ
てくる。

【００２２】バルブリフタ本体の表面処理方法として、
信頼性の優れている方法は、皮膜の不均一性を考慮にい
れなければ電気めっき法である。

【００２３】したがって、電気めっき法において、皮膜
厚さの不均一性を改善すれば、他の方法に比べ、信頼性
の優れた表面処理が、後加工工程等を必らずしも入れず
に、安価に提供できる。そして、皮膜厚さの不均一性の
改善には、「アルミニウム合金製バルブリフタ」を開示
した特開平３−１４９３０４号に述べているようなセラ
ミックス粒子を分散させた皮膜とすることにより、皮膜
厚さが薄くても十分優れた摺動特性を有するものとする
ことができる電気めっきを用いると有効である。

【００２４】このような電気めっき法は、他の表面処理
方法、すなわち、無電解めっき法や溶射法に比べて、密
着性に優れ、また、摺動特性にも優れた皮膜（例えば、
上記したように、セラミックス粒子を分散させた複合め
っきよりなる皮膜）を信頼性良く得ることができるが、
このような摺動特性にも優れたセラミックス粒子を分散
させた複合めっきよりなる皮膜をめっきのままで、そし
てまたさらに外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎ
部分がエッジ形状のままで使用した場合には、相手側の
シリンダヘッドを摩耗させる心配があり、表面粗さおよ
びエッジ形状の点では問題が十分に解決されているとは
いえず、めっき後の表面仕上げ加工が必要となる場合が
ある。

【００２５】そして、めっき前状態で外周側の非面取り
部と面取り部とのつなぎ部分がエッジ形状のままで、膜
厚５〜１０μｍの薄膜のめっきを施して、その後めっき
面の仕上げ加工（粗さ仕上げおよびＲ形状の形成）を行
うと、外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎ部分の
エッジ部が優先的に加工除去され、エッジ部分の膜厚が
薄くなる問題があった。

【００２６】このエッジ部は、使用時に当たりが一番き
つい部分であり、初期膜厚が薄いと耐久寿命に影響を与
えるという課題があった。

【００２７】

【発明の目的】本発明は、このようなアルミニウム合金
製バルブリフタ本体の外周側での表面処理における電気
めっき（例えば、セラミックス粒子を分散させた複合め
っきよりなる皮膜）の表面粗さの課題と機能上重要なエ
ッジ部の形状にかんがみてなされたものであって、外周
側の非面取り部と面取り部とのつなぎ部分でエッジ部が
形成されることなく連続した滑らかな曲面が形成される
ようにし、薄膜めっき後に表面仕上げ加工を行う場合に
おいても、外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎ部
分での膜厚減少を回避し、このつなぎ部分においても初
期膜厚を確保して、外周側の非面取り部と面取り部との
つなぎ部分を滑らかな面に形成することにより、耐久寿
命の優れたアルミニウム合金製バルブリフタを提供する
ことを目的としている。

【００２８】

【課題を解決するための手段】本発明に係わるアルミニ
ウム合金製バルブリフタの製造方法は、筒状部を有する
と共に前記筒状部の筒軸方向に対し交差する方向に仕切
部を有し、前記仕切部の一方側を冠面部にし且つ他方側
をスカート部にしたアルミニウム合金製バルブリフタ本
体の前記筒状部の外周側に表面処理を施すに際し、前記
表面を施す前に、前記バルブリフタ本体の冠面部および
スカート部の各々外周側端部を切欠いて面取り部を形成
すると共に、外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎ
部分を曲面形状に形成し、その後表面処理として電気め
っきを施すことにより、前記筒状部の外周側にＮｉ−Ｐ
系基地中にＳｉ_３Ｎ_４粒子が分散したものや、Ｎｉ−Ｐ
−Ｃｏ系基地中にＳｉ_３Ｎ_４粒子が分散したものなどか
らなるＮｉ系電気めっき皮膜を形成し、場合によって表
面処理後に前記筒状部の外周側を仕上げ加工する構成と
したことを特徴としている。

【００２９】そして、本発明に係わるアルミニウム合金
製バルブリフタの製造方法の一実施態様においては、バ
ルブリフタ本体の筒状部の外周側に表面処理を施すに際
し、前記表面処理を施す前に、前記バルブリフタ本体の
冠面部およびスカート部の各々外周側端部を切欠いて面
取り部を形成すると共に、外周側の非面取り部と面取り
部とのつなぎ部分を曲面形状に形成し、その後表面処理
として電気めっきを施すことにより、前記筒状部の外周
側にＮｉを主成分とし且つＮｉ−Ｐ系基地中にセラミッ
クス粒子が分散した厚さ５〜１５μｍの粒子分散複合Ｎ
ｉ系電気めっき皮膜を形成するようになすことができ、
また、他の実施態様においては、前記表面処理を施す前
に、前記バルブリフタ本体の冠面部およびスカート部の
各々外周側端部を切欠いて面取り部を形成すると共に、
外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎ部分を曲面形
状に形成し、その後表面処理として電気めっきを施すこ
とにより、前記筒状部の外周側にＮｉを主成分とし且つ
Ｎｉ−Ｐ−Ｃｏ系基地中にセラミックス粒子が分散した
厚さ５〜１５μｍの粒子分散複合Ｎｉ系電気めっき皮膜
を形成するようになすことができる。

【００３０】また、本発明に係わるアルミニウム合金製
バルブリフタは、筒状部を有すると共に前記筒状部の筒
軸方向に対し交差する方向に仕切部を有し、前記仕切部
の一方側を冠面部にし且つ他方側をスカート部にしたア
ルミニウム合金製バルブリフタ本体を備え、前記バルブ
リフタ本体の冠面部およびスカート部の各々外周側端部
を切欠いた面取り部を有すると共に外周側の非面取り部
と面取り部とのつなぎ部分が曲面形状をなし、外周側に
電気めっきによるＮｉ−Ｐ系基地中にＳｉ_３Ｎ_４粒子が
分散したものや、Ｎｉ−Ｐ−Ｃｏ系基地中にＳｉ_３Ｎ_４
粒子が分散したものなどからなるＮｉ系電気めっき皮膜
を形成してなる構成としたことを特徴としている。

【００３１】そして、本発明に係わるアルミニウム合金
製バルブリフタの一実施態様においては、バルブリフタ
本体の冠面部およびスカート部の各々外周側端部を切欠
いた面取り部を有すると共に外周側の非面取り部と面取
り部とのつなぎ部分が曲面形状をなし、外周側に電気め
っきが施されていることにより前記筒状部の外周側にＮ
ｉを主成分とし且つＮｉ−Ｐ系基地中にセラミックス粒
子が分散した厚さ５〜１５μｍの粒子分散複合Ｎｉ系電
気めっき皮膜を形成してなるものとすることができ、ま
た、他の実施態様においては、バルブリフタ本体の冠面
部およびスカート部の各々外周側端部を切欠いた面取り
部を有すると共に外周側の非面取り部と面取り部とのつ
なぎ部分が曲面形状をなし、外周側に電気めっきが施さ
れていることにより前記筒状部の外周側にＮｉを主成分
とし且つＮｉ−Ｐ−Ｃｏ系基地中にセラミックス粒子が
分散した厚さ５〜１５μｍの粒子分散複合Ｎｉ系電気め
っき皮膜を形成してなるものとすることができる。

【００３２】本発明に係わるアルミニウム合金製バルブ
リフタは、筒状部を有すると共に前記筒状部の筒軸方向
に対し交差する方向に仕切部を有し、前記仕切部の一方
側を冠面部にし且つ他方側をスカート部にしたアルミニ
ウム合金製バルブリフタ本体を備えたものであるが、こ
のバルブリフタ本体の素材となるアルミニウム合金とし
ては、例えば、Ａｌ−Ｓｉ系合金，Ａｌ−Ｃｕ系合金，
Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ系合金，Ａｌ−Ｚｎ−Ｍｇ−Ｃｕ系合
金などが用いられ、これらは溶解法や粉末冶金法などに
より製造される。また、上記製造法によりセラミックス
粒子等の硬質物質を分散した複合材料なども用いること
ができる。

【００３３】このようなアルミニウム合金よりなるバル
ブリフタ本体を製造するに際しては、例えば、溶製材や
粉末の押出材などを用いてバルブリフタ本体の形状に近
い形状に冷間ないしは熱間で鍛造し、その後、Ｔ６ある
いはＴ７の熱処理を行ったあと、最終のバルブリフタ本
体の形状に切削加工する。そして、この場合に、バルブ
リフタ本体の冠面部およびスカート部の各々外周側端部
を切欠くことによって、面取り部を形成しておくと共
に、外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎ部分を曲
面形状に形成しておく。

【００３４】このようにバルブリフタ本体の冠面部およ
びスカート部の各々外周側を切欠いて面取り部を形成す
ると共に、外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎ部
分を曲面形状に形成したあと、バルブリフタ本体をめっ
き治具にセットし、脱脂、酸洗、下地処理、電気めっき
処理を順次施し、外周面にＮｉを主成分としかつＰを含
み、必要によりＣｏ等を含むと共に、さらにはＳｉ_３Ｎ
_４などのセラミックス粒子が分散したＮｉ系電気めっき
皮膜を形成し、必要に応じてベーキング処理を施し、そ
の後、場合によってはめっき面の仕上げ加工（粗さ仕上
げ加工および曲面形状（Ｒ形状）仕上げ加工）を行う。

【００３５】また、バルブステムとの摺接部に、鉄系合
金からなるチップを挿入する凹部は機械加工で設けても
良いが、鍛造工程で形成することが強度面と製造費低減
の面からみて望ましい。

【００３６】そして、バルブリフタ本体の前記凹部に鉄
系合金からなるチップを圧入もしくはカシメによって一
体化し、その後機械加工によって最終のバルブリフタ形
状に仕上げる。

【００３７】アルミニウム合金中に含まれる硬質粒子や
強化用繊維としては、炭化物，酸化物，窒化物，ケイ化
物，ホウ化物等の粉末，合金粉末や繊維などを用いるこ
とができる。

【００３８】本発明において、めっき皮膜の主体となる
成分をＮｉとするのは、防錆や製造工程での安定化の面
でＦｅ系のめっきよりも優れており、また、バルブリフ
タ本体の耐摩耗性改良によりＮｉを主とするめっきであ
っても十分な耐摩耗性をシリンダに対して示すバルブリ
フタを提供することが可能であるからである。

【００３９】ところで、バルブリフタの外周側の端部
（エッヂ部）は、運転時での潤滑効果を高めるため、あ
るいはバルブリフタとガイド穴との片当りが生じるた
め、通常、面取りを施す。しかし、この製造工程は、電
気めっき等の皮膜厚さが不均一となる表面処理を行う場
合、面取り工程は、ビルドアップが生じるため、めっき
工程後に行う。ところが、これを切削加工により行う
と、皮膜の端部には割れが発生し、密着性等の点で皮膜
の信頼性に問題がある。

【００４０】そこで、本発明では、あらかじめ、この面
取りの工程を電気めっき処理工程前にもってきて、研磨
加工等により面取りを行い、電気めっき処理後は、面取
り等の後加工は行わないものとすることとした。また、
面取り後に、振動バレル研磨またはブラシ研磨等により
外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎ部分を曲面形
状（Ｒ形状）に形成することにより、つなぎ部分を滑ら
かにしておくようにした。

【００４１】本発明に用いる電気めっき皮膜としては、
Ｐ：１〜１０重量％、残部がＮｉからなるＮｉ−Ｐ系基
地中にセラミックス粒子として例えばＳｉ_３Ｎ_４粒子が
面積率で１０〜２５体積％分散している粒子分散複合Ｎ
ｉ系電気めっき皮膜を用いることができる。この場合、
Ｐ含有量が１重量％よりも少ないと、耐焼付性が不十分
となり、また、１０重量％よりも多いとめっき皮膜の靭
性が低下し、応力の高いバルブリフタでは剥離を生ずる
こともありうる。

【００４２】また、上記Ｐ：１〜１０重量％のほかに、
皮膜の耐熱性をさらに向上させるために、Ｃｏを２０〜
７０重量％添加してもよい。この場合、Ｃｏ含有量が２
０重量％よりも少ないと、耐熱性向上の効果があまり得
られず、７０重量％よりも多くなると硬度が低下し、ま
た、高価なものとなるので好ましくない。

【００４３】そして、このような電気めっき皮膜である
と、皮膜厚さとして、５〜１５μｍで十分であり、表面
処理前に面取りを行うと共に外周側の非面取り部と面取
り部とのつなぎエッジ部分を曲面形状（Ｒ形状）に形成
することにより、表面処理後に外周の仕上げ加工を行っ
ても、つなぎ部分の膜厚減少を回避することが可能とな
り、外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎも滑らか
になり、運転時の潤滑効果を高めることが可能であるこ
とから、信頼性の高い優れたバルブリフタが提供でき
る。

【００４４】ここで、電気めっき皮膜として、上記のＮ
ｉ−Ｐ系基地中にＳｉ_３Ｎ_４粒子が分散したものもしく
はＮｉ−Ｐ−Ｃｏ系基地中にＳｉ_３Ｎ_４粒子が分散した
ものを選ぶのが好ましいのは、高温に保持することによ
りＮｉ_３Ｐを析出させ、硬度を高めなくても、Ｓｉ_３Ｎ
_４粒子の分散により優れた摺動特性を発揮するためであ
る。さらに、摺動特性が優れるため、皮膜の厚さは、５
〜１５μｍで十分である。

【００４５】上記の電気めっき皮膜基地中に硬質粒子を
分散させる場合は、ＳｉＣ、アルミナなどを用いること
もできるが、これらよりもＳｉ_３Ｎ_４が格段に好まし
い。従来、平均粒径が３〜１０μｍ程度の大きさのＳｉ
ＣをＮｉ−Ｐ系めっきに分散させた皮膜も知られている
が、相手シリンダヘッド材を摩耗させる傾向があり、さ
らに密着性が不良であるため、従来のアルミニウム合金
との組合わせで使用するには問題がある。また、めっき
面が粗くなり、センタレス研磨等の機械加工による仕上
げが必要となる欠点がある。

【００４６】これに対して、Ｓｉ_３Ｎ_４はＳｉＣよりも
硬度が低いことから相手のシリンダヘッド材を摩耗させ
ないと共に、耐焼付性が優れている。上記粒径のＳｉ_３
Ｎ_４の分散量は１０〜２５面積％とするのが望ましく、
１０面積％より少ないと焼付や摩耗の面での性能が不十
分となることがあり、２５面積％を超えると膜が脆くな
り欠けやはく離を生じやすくなるほかに、めっき後の表
面粗さが大きくなることもありうる。

【００４７】また、Ｓｉ_３Ｎ_４分散めっき皮膜は、従来
公知のＮｉ−Ｐ−ＳｉＣ膜のように高温（３５０〜４０
０℃）で保持することによってＮｉ_３Ｐを析出させ、硬
度を高めなくても、Ｓｉ_３Ｎ_４の分散によって十分優れ
た摺動特性を発揮する。

【００４８】従って、アルミニウム合金からなるバルブ
リフタ本体が過時効となることもない。そして、Ｓｉ_３
Ｎ_４分散めっき層は摺動特性が優れるため、めっき皮膜
の膜厚は５〜１５μｍで十分であり、そのため、寸法精
度が極めて良好であり、膜表面が平滑であることもあっ
て、めっき後はそのままで使用可能であり、あるいは振
動バレル研磨またはブラシ研磨等でバルブリフタをロッ
トとして表面の平滑化処理するだけで使用可能である。
この結果、従来は溶射やＦｅめっきのように厚い表面皮
膜を設け、次に寸法と表面粗さを良好にするためにセン
タレス研削を行う方法も行われていたが、本発明では、
センタレス研削も不要になり、そのためにバルブリフタ
の円筒分の肉厚を厚くする必要も無い。

【００４９】このＳｉ_３Ｎ_４粒子の平均粒径は、０．５
〜２μｍとするのが望ましく、この範囲内であると、相
手シリンダヘッド材の摩耗を防止することができるほ
か、熱膨張や機械的応力を受けたときに応力を分散さ
せ、めっき皮膜のはく離を起こしにくいものとなる。ま
た、平均粒径が０．５μｍより小さいと摺動特性が劣
り、２μｍより大きいとめっき皮膜の表面が粗くなり、
仕上加工を必要とするほかに、応力分散効果が低下し、
めっきのはく離や欠けを生じるおそれもでてくる。

【００５０】さらに、０．５μｍより小さいと、細かす
ぎて摺動特性が良好でなくなり、２μｍより大きいと均
一な分散が得られにくいと共に、めっき後の皮膜の表面
が粗くなってセンタレス研磨による仕上加工が必要とな
ることがある。

【００５１】バルブリフタのバルブステムと摺接する部
分を鉄系材料で構成するのが好ましく、アルミニウム合
金は強度が鉄系材に比べて低いので、変形を起こさない
ようにすることが望ましい。そして、鉄系材料の中で
も、硬度がＨ_ＲＣ５０以上の材質のものが適切であり、
例えば、ＳＣＭ４２０の浸炭焼入れ材や、クロムを多く
含有する液相焼結した鉄系焼結材料等が最適である。

【００５２】本発明の構成においては、表面処理前にバ
ルブリフタ外周側端部を研磨加工、あるいは切削加工な
どにより面取りを行うと共に、外周側の非面取り部と面
取り部とのつなぎエッジ部分を振動バレル研磨またはブ
ラシ研磨などにより曲面形状（Ｒ形状）に形成し、その
後のバルブリフタ外周側の表面処理は、電気めっき法に
よりおこない、このときの皮膜は、Ｎｉを主成分とする
Ｎｉ−Ｐ系基地中あるいはＮｉ−Ｐ−Ｃｏ系基地中に、
Ｓｉ_３Ｎ_４などのセラミックス粒子が分散した粒子分散
複合電気めっき皮膜を５〜１５μｍの厚さで施し、場合
によっては、表面処理後にブラシ研磨等で外周の表面仕
上げ加工を行うことよりなるものとしている。

【００５３】これにより、薄膜の表面処理後に問題とな
る外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎ部分での膜
厚減少が回避でき、さらに、つなぎ部分も滑らかになる
ため、摺動特性に優れたバルブリフタを得ることができ
る。

【００５４】さらに、本発明は、外周側の非面取り部と
面取り部とのつなぎ部分でのエッジ部の解消ならびに必
要によって行われる表面処理後の仕上げ加工でのエッジ
部の膜厚減少の改善を主眼としており、このため、バル
ブリフタ本体が必ずしもアルミニウム合金である必要は
なく、電気めっき法が可能な軽合金であっても良いわけ
である。

【００５５】

【実施例】以下、実施例によって、本発明に係わるアル
ミニウム合金製バルブリフタについて説明する。

【００５６】図１は、本発明を具現化した直接駆動式動
弁機構のバルブリフタを示すものである。本実施例のバ
ルブリフタ１は、バルブリフタ本体１ａをアルミニウム
合金としており、筒状部１ｂを有していると共に前記筒
状部１ｂの筒軸方向に対し交差する方向に仕切部１ｃを
有し、前記仕切部１ｃの一方側を冠面部１ｄにし且つ他
方側をスカート部１ｅにして、図２にも示すように、前
記冠面部１ｄおよびスカート部１ｅの各々外周側端部を
切欠いた面取り部１ｇを有していると共に、外周側の非
面取り部１ｈと面取り部１ｇとのつなぎ部分１ｉを曲面
形状に形成したバルブリフタ本体１ａの筒状部１ｂの外
周側に、電気めっきによってＮｉ−Ｐ系基地中にＳｉ_３
Ｎ_４粒子が分散したものや、Ｎｉ−Ｐ−Ｃｏ系基地中に
Ｓｉ_３Ｎ_４粒子が分散したものなどよりなるＮｉ系電気
めっき皮膜８を形成した構造を有するものであって、冠
面部１ｄにはカムと接触するアジャスティングシムを装
入すると共に、スカート部１ｅ内のバルブステムとの接
触部には、円環状の凹部１ｆが形成され、この凹部１ｆ
には、鉄系やセラミックス系の硬質材を用いたパッド９
がかしめ等により固定されている。

【００５７】次に、上記バルブリフタの製造方法の一例
について説明する。

【００５８】まず、ＪＩＳＡ４０３２相当組成（Ａ
ｌ−１２％Ｓｉ−１％Ｃｕ−１％Ｍｇ）の連続鋳造材
（丸棒）から鍛造素材形状に成形し、この鍛造素材を鍛
造成形してバルブリフタ本体に近い形状とし、Ｔ−６処
理を施したのち切削加工を行うことによって、図１に示
すバルブリフタ本体１ａの形状に成形した。

【００５９】このとき、バルブリフタ本体１ａの形状に
切削加工するほか、バルブリフタ本体１ａの冠面部１ｄ
およびスカート部１ｅの各々外周側端部を切り欠くこと
によって面取り部１ｇ，１ｇに形成した。この場合、こ
の面取り部１ｇ，１ｇの角度、長さ、形状などは、外周
側に形成するＮｉ系電気めっき皮膜８の厚さにより、適
宜、最適値のものに選択するのが望ましいが、ここで
は、面取り部１ｇ，１ｇの角度として、２０°にしてい
る。

【００６０】次に、外周側の非面取り部１ｈと面取り部
１ｇとのつなぎ部分１ｉのエッジ形状部分を振動バレル
研磨機またはブラシ研磨機によって研磨加工することに
よって、曲面形状（Ｒ形状）に形成した。このときの曲
面形状（Ｒ形状）のＲ寸法は、Ｒ＝０．５〜１．２とし
た。また、比較のため、図３および図４に示すように、
つなぎ部分１ｉを曲面形状（Ｒ形状）に成形しないもの
も用意した。

【００６１】次に、冠面部１ｄおよびスカート部１ｅ側
の凹状部分にめっき液がつかないようにマスキングし、
Ｎｉ−２重量％Ｐ合金中に、平均粒径が０．８μｍのＳ
ｉ_３Ｎ_４粒子を面積率で１６．５％分散させた粒子分散
複合Ｎｉ系電気複合めっき皮膜８を電気めっき法により
１０μｍの厚さで形成させた。

【００６２】図２に部分的に示すバルブリフタ１は、め
っき前において、外周側の非面取り部１ｈと面取り部１
ｇとのつなぎ部分１ｉを曲面形状に形成すると共に、め
っき後に振動バレル研磨機またはブラシ研磨機によって
外周仕上げ加工を行ったものであって、つなぎ部分１ｉ
は曲面形状（Ｒ形状）になっていて、滑らかに連続した
ものとなっており、つなぎ部分１ｉでの電気めっき皮膜
８の膜厚減少も認められなかった。また、めっき後に外
周仕上げを行わないものをも製作したが、これも又、つ
なぎ部分１ｉが滑らかになっていると共に、つなぎ部分
１ｉの膜厚減少も認められなかった。

【００６３】図３に部分的に示すバルブリフタ１は、め
っき前につなぎ部分１ｉで曲面形状に加工を行わず、め
っき後に外周仕上げを実施したもので、つなぎ部分１ｉ
の電気めっき皮膜８に膜厚の減少を生じており、つなぎ
部分１ｉの膜厚が約４μｍ減少しているのが認められ
た。

【００６４】図４に部分的に示すバルブリフタ１は、め
っき前につなぎ部分１ｉで曲面形状に加工を行わず、め
っき後に外周仕上げ加工を行わなかったもので、つなぎ
部分１ｉがエッジのままの状態となっているが、電気め
っき皮膜８の膜厚減少は認められなかった。

【００６５】次に、図２に示したように、めっき前につ
なぎ部分１ｉで曲面形状の形成を行うと共に、めっき後
に外周仕上げを実施したバルブリフタ１を実機に組み込
み、耐久試験を実施したところ、バルブリフタ１の摩耗
はほとんど無く、シリンダヘッド・ガイド穴の摩耗もほ
とんどなかった。

【００６６】なお、耐久試験では、シリンダヘッド・ガ
イド穴とのクリアランスを一定とするため、あらかじ
め、バルブリフタ本体の外径寸法を皮膜厚さにあわせて
調整している。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、表面処理の前に外周側
の非面取り部と面取り部とのつなぎ部分を曲面形状に形
成して、外周側に電気めっき皮膜を形成するようにして
いるので、つなぎ部分が滑らかな連続した曲面となった
ものにすることができることから、摺動相手側となるシ
リンダヘッドを摩耗させるおそれがないと共にバルブリ
フタの作動も円滑なものとなり、表面処理後に外周仕上
げ加工を行ったときでもつなぎ部分における電気めっき
皮膜の膜厚減少を回避することができて、つなぎ部分の
電気めっき皮膜を滑らかにそしてまた均一厚さで形成す
ることができ、摺動特性にも優れた信頼性の高い軽量な
バルブリフタを安価に提供することができるという著し
く優れた効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるアルミニウム合金製バル
ブリフタの断面説明図である。

【図２】めっき前に曲面形状の形成を実施し、めっき後
に外周仕上げを実施したバルブリフタにおけるめっき皮
膜の状態を示す断面説明図である。

【図３】めっき前に曲面形状の形成を実施せず、めっき
後に外周仕上げを実施したバルブリフタのめっき皮膜の
状態を示す断面説明図である。

【図４】めっき前に曲面形状の形成を実施せず、めっき
後に外周仕上げを実施しなかったバルブリフタにおける
めっき皮膜の状態を示す断面説明図である。

【図５】内燃機関の動弁機構を示す断面説明図である。

【符号の説明】

１バルブリフタ１ａバルブリフタ本体２ｂ筒状部１ｃ仕切部１ｄ冠面部１ｅスカート部１ｇ面取り部１ｈ非面取り部１ｉ非面取り部と面取り部とのつなぎ部分８Ｎｉ系電気めっき皮膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状部を有すると共に前記筒状部の筒軸
方向に対し交差する方向に仕切部を有し、前記仕切部の
一方側を冠面部にし且つ他方側をスカート部にしたアル
ミニウム合金製バルブリフタ本体の前記筒状部の外周側
に表面処理を施すに際し、前記表面処理を施す前に、前
記バルブリフタ本体の冠面部およびスカート部の各々外
周側端部を切欠いて面取り部を形成すると共に、外周側
の非面取り部と面取り部とのつなぎ部分を曲面形状に形
成し、その後表面処理として電気めっきを施すことによ
り、前記筒状部の外周側にＮｉ系電気めっき皮膜を形成
することを特徴とするアルミニウム合金製バルブリフタ
の製造方法。
【請求項２】バルブリフタ本体の筒状部の外周側に表
面処理を施すに際し、前記表面処理を施す前に、前記バ
ルブリフタ本体の冠面部およびスカート部の各々外周側
端部を切欠いて面取り部を形成すると共に、外周側の非
面取り部と面取り部とのつなぎ部分を曲面形状に形成
し、その後表面処理として電気めっきを施すことによ
り、前記筒状部の外周側にＮｉを主成分とし且つＮｉ−
Ｐ系基地中にセラミックス粒子が分散した厚さ５〜１５
μｍの粒子分散複合Ｎｉ系電気めっき皮膜を形成するこ
とを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金製バ
ルブリフタの製造方法。
【請求項３】バルブリフタ本体の筒状部の外周側に表
面処理を施すに際し、前記表面処理を施す前に、前記バ
ルブリフタ本体の冠面部およびスカート部の各々外周側
端部を切欠いて面取り部を形成すると共に、外周側の非
面取り部と面取り部とのつなぎ部分を曲面形状に形成
し、その後表面処理として電気めっきを施すことによ
り、前記筒状部の外周側にＮｉを主成分とし且つＮｉ−
Ｐ−Ｃｏ系基地中にセラミックス粒子が分散した厚さ５
〜１５μｍの粒子分散複合Ｎｉ系電気めっき皮膜を形成
することを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合
金製バルブリフタの製造方法。
【請求項４】表面処理後に筒状部の外周側を仕上げ加
工することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに
記載のアルミニウム合金製バルブリフタの製造方法。
【請求項５】筒状部を有すると共に前記筒状部の筒軸
方向に対し交差する方向に仕切部を有し、前記仕切部の
一方側を冠面部にし且つ他方側をスカート部にしたアル
ミニウム合金製バルブリフタ本体を備え、前記バルブリ
フタ本体の冠面部およびスカート部の各々外周側端部を
切欠いた面取り部を有すると共に外周側の非面取り部と
面取り部とのつなぎ部分が曲面形状をなし、外周側に電
気めっきによるＮｉ系電気めっき皮膜を形成してなるこ
とを特徴とするアルミニウム合金製バルブリフタ。
【請求項６】バルブリフタ本体の冠面部およびスカー
ト部の各々外周側端部を切欠いた面取り部を有すると共
に外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎ部分が曲面
形状をなし、外周側に電気めっきが施されていることに
より前記筒状部の外周側にＮｉを主成分とし且つＮｉ−
Ｐ系基地中にセラミックス粒子が分散した厚さ５〜１５
μｍの粒子分散複合Ｎｉ系電気めっき皮膜を形成してな
ることを特徴とする請求項５に記載のアルミニウム合金
製バルブリフタ。
【請求項７】バルブリフタ本体の冠面部およびスカー
ト部の各々外周側端部を切欠いた面取り部を有すると共
に外周側の非面取り部と面取り部とのつなぎ部分が曲面
形状をなし、外周側に電気めっきが施されていることに
より前記筒状部の外周側にＮｉを主成分とし且つＮｉ−
Ｐ−Ｃｏ系基地中にセラミックス粒子が分散した厚さ５
〜１５μｍの粒子分散複合Ｎｉ系電気めっき皮膜を形成
してなることを特徴とする請求項５に記載のアルミニウ
ム合金製バルブリフタ。