JPH0692749A - 摺動部品の製造方法 - Google Patents
摺動部品の製造方法Info
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- JPH0692749A JPH0692749A JP4240868A JP24086892A JPH0692749A JP H0692749 A JPH0692749 A JP H0692749A JP 4240868 A JP4240868 A JP 4240868A JP 24086892 A JP24086892 A JP 24086892A JP H0692749 A JPH0692749 A JP H0692749A
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- JP
- Japan
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- ceramics
- metal
- crowning
- sliding surface
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- Ceramic Products (AREA)
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低コストでクラウニングの調整を行えること
を可能とする。 【構成】 金属本体１の摺動面にセラミックス２を加熱
接合し、この接合部を冷却して摺動面にクラウニングを
付与するに際し、前記金属本体１とセラミックス２との
間に、これらの熱膨張差を調節する緩衝材３を設けるよ
うにしたことを特徴としている。
を可能とする。 【構成】 金属本体１の摺動面にセラミックス２を加熱
接合し、この接合部を冷却して摺動面にクラウニングを
付与するに際し、前記金属本体１とセラミックス２との
間に、これらの熱膨張差を調節する緩衝材３を設けるよ
うにしたことを特徴としている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、摺動面にセラミックス
を用いた平タペット、その他摺動面にセラミックスを使
用できるバルブステム、バルブリフター、ロッカーアー
ム等の摺動部品の製造方法に関するものである。
を用いた平タペット、その他摺動面にセラミックスを使
用できるバルブステム、バルブリフター、ロッカーアー
ム等の摺動部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、平タペット等の機械部品（摺動部
品）の摺動面の耐摩耗性を向上させる目的で、摺動面の
みに耐摩耗性に優れる窒化ケイ素又はサイアロン系等の
セラミックスを接合させている。本体は従来通り金属製
である。
品）の摺動面の耐摩耗性を向上させる目的で、摺動面の
みに耐摩耗性に優れる窒化ケイ素又はサイアロン系等の
セラミックスを接合させている。本体は従来通り金属製
である。
【０００３】この摺動面は、その部品と接触する部品の
片減りを防止するため、中央部が外周部よりも高い形状
になっている「クラウニング」が付与されることが好ま
しく、このクラウニングの形成方法としては、摺動面に
接合したセラミックスをダイヤモンド砥石で研削する研
削方法と、特開昭６３−２２５７２３号公報に開示され
ている、金属軸とセラミックスを直接接合させ両者の熱
膨張差からクラウニングを付与する方法がある。
片減りを防止するため、中央部が外周部よりも高い形状
になっている「クラウニング」が付与されることが好ま
しく、このクラウニングの形成方法としては、摺動面に
接合したセラミックスをダイヤモンド砥石で研削する研
削方法と、特開昭６３−２２５７２３号公報に開示され
ている、金属軸とセラミックスを直接接合させ両者の熱
膨張差からクラウニングを付与する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように摺動面をクラウニングする場合、前者の研削方法
ではセラミックスをダイヤモンド砥石で研削しなくては
ならないので、非常に高いコストがかかってしまう。一
方、後者の方法では、クラウニングを調整するには、金
属とセラミックスを直接接合させるため、金属の材質の
変更とセラミックスの材質を変更することになる。この
場合、材質の関係上（硬度、コスト、耐摩耗性、セラミ
ックスとの接合性等）、金属やセラミックスは使用でき
る材質に限りがあるので、所望のクラウニングが得られ
ないことがある。
ように摺動面をクラウニングする場合、前者の研削方法
ではセラミックスをダイヤモンド砥石で研削しなくては
ならないので、非常に高いコストがかかってしまう。一
方、後者の方法では、クラウニングを調整するには、金
属とセラミックスを直接接合させるため、金属の材質の
変更とセラミックスの材質を変更することになる。この
場合、材質の関係上（硬度、コスト、耐摩耗性、セラミ
ックスとの接合性等）、金属やセラミックスは使用でき
る材質に限りがあるので、所望のクラウニングが得られ
ないことがある。
【０００５】そこで、本発明は、このような事情を考慮
してなされたものであり、その目的は、低コストでクラ
ウニングの調整を行える摺動部品の製造方法を提供する
ことにある。
してなされたものであり、その目的は、低コストでクラ
ウニングの調整を行える摺動部品の製造方法を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の摺動部品の製造方法は、金属本体の摺動面
にセラミックスを加熱接合し、この接合部を冷却して摺
動面をクラウニングするに際し、前記金属本体とセラミ
ックスとの間に、これらの熱膨張差を調節する緩衝材を
設けるようにしたものである。
に、本発明の摺動部品の製造方法は、金属本体の摺動面
にセラミックスを加熱接合し、この接合部を冷却して摺
動面をクラウニングするに際し、前記金属本体とセラミ
ックスとの間に、これらの熱膨張差を調節する緩衝材を
設けるようにしたものである。
【０００７】本発明においてセラミックスの材質として
は、耐摩耗性に優れる窒化ケイ素又はサイアロン系のも
のが好ましく、また、本体の材質としては安価な炭素鋼
でも良い。
は、耐摩耗性に優れる窒化ケイ素又はサイアロン系のも
のが好ましく、また、本体の材質としては安価な炭素鋼
でも良い。
【０００８】緩衝材の材質としては、熱膨張係数がセラ
ミックスと金属（金属本体）の間であるものと、緩衝材
自身の塑性変形により残留応力を緩和するものとが利用
できる。
ミックスと金属（金属本体）の間であるものと、緩衝材
自身の塑性変形により残留応力を緩和するものとが利用
できる。
【０００９】前者の材質としては、代表的なものとして
Ｍｏ、Ｗ、コバール等が掲げられ、後者の材質として
は、耐力：50〜150MPa、ヤング率： 100〜150MPa位の性
質をもつ金属が適当である。
Ｍｏ、Ｗ、コバール等が掲げられ、後者の材質として
は、耐力：50〜150MPa、ヤング率： 100〜150MPa位の性
質をもつ金属が適当である。
【００１０】各部材の厚さは、例えば図１及び図２に示
すように本発明をタペットに適用した場合、セラミック
ス２，６は最大長さｂに対する厚さａの比（ａ／ｂ）が
0.03〜0.05の範囲内がよく、この範囲内であれば、クラ
ウニングの調整が容易であり、かつ接合後の残留応力に
よるセラミックス自身の割れを防げる。
すように本発明をタペットに適用した場合、セラミック
ス２，６は最大長さｂに対する厚さａの比（ａ／ｂ）が
0.03〜0.05の範囲内がよく、この範囲内であれば、クラ
ウニングの調整が容易であり、かつ接合後の残留応力に
よるセラミックス自身の割れを防げる。
【００１１】緩衝材３，５は、低熱膨張金属を使用する
場合は薄いと剛性不足のため、金属１，４の変形に沿っ
てしまうので、最大長さに対する厚さの比が 0.1以上必
要となる。延性金属を用いる場合は、厚さによる影響は
少ないので薄いものを用いても構わない。
場合は薄いと剛性不足のため、金属１，４の変形に沿っ
てしまうので、最大長さに対する厚さの比が 0.1以上必
要となる。延性金属を用いる場合は、厚さによる影響は
少ないので薄いものを用いても構わない。
【００１２】クラウニング量（摺動面の中央部とその外
周部の差）ｄは、金属の最大長さｃに対する厚さｂの比
（ｃ／ｂ）に影響され、例えば、セラミックスとして窒
化ケイ素、金属本体としてＳ５０Ｃを用いて、銅（Ｃ
ｕ），ニッケル（Ｎｉ），コバールを緩衝材に用いた場
合、図３に示すような傾向となる。これは金属の最大長
さｃに対する厚さｂの比が大きくなると軸方向の剛性が
高くなり、クラウニングを抑え込んでしまうためであ
る。このときクラウニングは低熱膨張金属を用いた場合
だと、セラミックスに近い熱膨張率のものはクラウニン
グ量は小さくなり、逆に金属に近いものを用いると大き
くなる。延性金属を用いた場合だと、耐力・ヤング率が
大きいとクラウニング量は大きく、逆に耐力・ヤング率
が小さいとクラウニング量は小さくなる。また、延性金
属を用いた場合は金属の厚さに影響されずらい。
周部の差）ｄは、金属の最大長さｃに対する厚さｂの比
（ｃ／ｂ）に影響され、例えば、セラミックスとして窒
化ケイ素、金属本体としてＳ５０Ｃを用いて、銅（Ｃ
ｕ），ニッケル（Ｎｉ），コバールを緩衝材に用いた場
合、図３に示すような傾向となる。これは金属の最大長
さｃに対する厚さｂの比が大きくなると軸方向の剛性が
高くなり、クラウニングを抑え込んでしまうためであ
る。このときクラウニングは低熱膨張金属を用いた場合
だと、セラミックスに近い熱膨張率のものはクラウニン
グ量は小さくなり、逆に金属に近いものを用いると大き
くなる。延性金属を用いた場合だと、耐力・ヤング率が
大きいとクラウニング量は大きく、逆に耐力・ヤング率
が小さいとクラウニング量は小さくなる。また、延性金
属を用いた場合は金属の厚さに影響されずらい。
【００１３】
【作用】金属本体の摺動面にセラミックスを加熱接合
し、これを冷却すると、両者の熱膨張係数の違いから熱
膨張係数の小さいセラミックス側の接合面近くに径方向
の圧縮応力が加わり、中央部を押し出すような軸方向の
力が働き、セラミックスの中央部が高く盛り上がりクラ
ウニングが形成される。この際、セラミックスと金属本
体の間に熱膨張差を調節する緩衝材を設けることで、セ
ラミックスと金属の熱膨張差から生じる応力が緩衝材に
より変わる。従って、緩衝材の材質を変更することによ
り、高価なダイヤモンド砥石を用いることなく、クラウ
ニングの調節が可能となる。
し、これを冷却すると、両者の熱膨張係数の違いから熱
膨張係数の小さいセラミックス側の接合面近くに径方向
の圧縮応力が加わり、中央部を押し出すような軸方向の
力が働き、セラミックスの中央部が高く盛り上がりクラ
ウニングが形成される。この際、セラミックスと金属本
体の間に熱膨張差を調節する緩衝材を設けることで、セ
ラミックスと金属の熱膨張差から生じる応力が緩衝材に
より変わる。従って、緩衝材の材質を変更することによ
り、高価なダイヤモンド砥石を用いることなく、クラウ
ニングの調節が可能となる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を用いて説
明する。
明する。
【００１５】本実施例では摺動部品としてタペットを用
いた場合について説明する。
いた場合について説明する。
【００１６】図１において、１は円柱形状のタペット本
体（金属本体）を示し、この金属本体１の摺動面上に摺
動面と同形状の窒化ケイ素等のセラミックス２が加熱接
合されている。
体（金属本体）を示し、この金属本体１の摺動面上に摺
動面と同形状の窒化ケイ素等のセラミックス２が加熱接
合されている。
【００１７】その金属本体１とセラミックス２との間に
は、これらの熱膨張差を調節する銅，ニッケル，コバー
ル等の緩衝材３が設けられている。
は、これらの熱膨張差を調節する銅，ニッケル，コバー
ル等の緩衝材３が設けられている。
【００１８】図２において、４は摺動面と軸部の径が異
なる形状のタペット本体（金属本体）を示し、この金属
本体４の摺動面上に上述とほぼ同様に緩衝材５を介して
セラミックス６が設けられている。
なる形状のタペット本体（金属本体）を示し、この金属
本体４の摺動面上に上述とほぼ同様に緩衝材５を介して
セラミックス６が設けられている。
【００１９】さて、金属本体１，４の摺動面にセラミッ
クス２，６を加熱接合し、これを冷却すると、両者の熱
膨張係数の違いから熱膨張係数の小さいセラミックス
２，６側の接合面近くに径方向の圧縮応力が加わり、中
央部を押し出すような軸方向の力が働き、セラミックス
２，６の中央部が高く盛り上がり断面曲面上のクラウニ
ングが形成される。この際、セラミックス２，６と金属
本体１，４の間に熱膨張差を調節する緩衝材３，５が設
けられていると、セラミックス２，６と金属の熱膨張差
から生じる応力が緩衝材３，５により変わる。よって、
緩衝材３，５の材質を変更することにより、クラウニン
グの調節が可能となる。
クス２，６を加熱接合し、これを冷却すると、両者の熱
膨張係数の違いから熱膨張係数の小さいセラミックス
２，６側の接合面近くに径方向の圧縮応力が加わり、中
央部を押し出すような軸方向の力が働き、セラミックス
２，６の中央部が高く盛り上がり断面曲面上のクラウニ
ングが形成される。この際、セラミックス２，６と金属
本体１，４の間に熱膨張差を調節する緩衝材３，５が設
けられていると、セラミックス２，６と金属の熱膨張差
から生じる応力が緩衝材３，５により変わる。よって、
緩衝材３，５の材質を変更することにより、クラウニン
グの調節が可能となる。
【００２０】次に具体例について説明する。
【００２１】（具体例１）図４に示すように、摺動面側
と軸部の径が異なり、両部がテーパーにより連続する形
状のＳ５０Ｃからなる金属本体１０の摺動面上に、緩衝
材としての銅１１、窒化ケイ素セラミックス１２を順次
積層した。各部材の寸法は、金属本体１０の摺動部はφ
31×ｔ2.8 、銅１１はφ31×ｔ1.0 、窒化ケイ素セラミ
ックス１２はφ31×ｔ1.5 であり、これらをセラミック
ス１２側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金属本体１０側
はＡｇ−Ｃｕ系ろう材により接合し、これを冷却して製
造した。これにより、摺動面の中央部がその外周部より
約20μｍ高く盛り上がったクラウニングが得られた。
と軸部の径が異なり、両部がテーパーにより連続する形
状のＳ５０Ｃからなる金属本体１０の摺動面上に、緩衝
材としての銅１１、窒化ケイ素セラミックス１２を順次
積層した。各部材の寸法は、金属本体１０の摺動部はφ
31×ｔ2.8 、銅１１はφ31×ｔ1.0 、窒化ケイ素セラミ
ックス１２はφ31×ｔ1.5 であり、これらをセラミック
ス１２側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金属本体１０側
はＡｇ−Ｃｕ系ろう材により接合し、これを冷却して製
造した。これにより、摺動面の中央部がその外周部より
約20μｍ高く盛り上がったクラウニングが得られた。
【００２２】（具体例２）図５に示すように、摺動面側
と軸部の径が異なり、両部がテーパーにより連続する形
状のＳ５０Ｃからなる金属本体１３の摺動面上に、緩衝
材としてのニッケル１４、窒化ケイ素セラミックス１５
を順次積層した。各部材の寸法は、金属本体１３の摺動
部はφ31×ｔ3.5 、ニッケル１４はφ31×ｔ1.0 、窒化
ケイ素セラミックス１５はφ31×ｔ1.5 であり、これら
をセラミックス１５側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金
属本体１３側はＡｇ−Ｃｕ系ろう材により接合し、これ
を冷却して製造した。これにより、摺動面の中央部がそ
の外周部より約30μｍ高く盛り上がったクラウニングが
得られた。
と軸部の径が異なり、両部がテーパーにより連続する形
状のＳ５０Ｃからなる金属本体１３の摺動面上に、緩衝
材としてのニッケル１４、窒化ケイ素セラミックス１５
を順次積層した。各部材の寸法は、金属本体１３の摺動
部はφ31×ｔ3.5 、ニッケル１４はφ31×ｔ1.0 、窒化
ケイ素セラミックス１５はφ31×ｔ1.5 であり、これら
をセラミックス１５側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金
属本体１３側はＡｇ−Ｃｕ系ろう材により接合し、これ
を冷却して製造した。これにより、摺動面の中央部がそ
の外周部より約30μｍ高く盛り上がったクラウニングが
得られた。
【００２３】（具体例３）図６に示すように、Ｓ５０Ｃ
からなる円柱形状の金属本体１６の摺動面上に、緩衝材
としての銅１７、窒化ケイ素セラミックス１８を順次積
層した。各部材の寸法は、金属本体１６は摺動部φ31×
ｌ30、銅１７はφ31×ｔ1.0 、窒化ケイ素セラミックス
１８はφ31×ｔ1.5 であり、これらをセラミックス１８
側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金属本体１６側はＡｇ
−Ｃｕ系ろう材により接合し、これを冷却して製造し
た。これにより、摺動面の中央部がその外周部より約10
μｍ高く盛り上がったクラウニングが得られた。
からなる円柱形状の金属本体１６の摺動面上に、緩衝材
としての銅１７、窒化ケイ素セラミックス１８を順次積
層した。各部材の寸法は、金属本体１６は摺動部φ31×
ｌ30、銅１７はφ31×ｔ1.0 、窒化ケイ素セラミックス
１８はφ31×ｔ1.5 であり、これらをセラミックス１８
側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金属本体１６側はＡｇ
−Ｃｕ系ろう材により接合し、これを冷却して製造し
た。これにより、摺動面の中央部がその外周部より約10
μｍ高く盛り上がったクラウニングが得られた。
【００２４】（具体例４）図７に示すように、Ｓ５０Ｃ
からなる円柱形状の金属本体１９の摺動面上に、緩衝材
としてのニッケル２０、窒化ケイ素セラミックス２１を
順次積層した。各部材の寸法は、金属本体１９の摺動部
はφ31×ｌ30、ニッケル２０はφ31×ｔ1.0 、窒化ケイ
素セラミックス２１はφ31×ｔ1.5 であり、これらをセ
ラミックス２１側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金属本
体１９側はＡｇ−Ｃｕ系ろう材により接合し、これを冷
却して製造した。これにより、摺動面の中央部がその外
周部より約15μｍ高く盛り上がったクラウニングが得ら
れた。
からなる円柱形状の金属本体１９の摺動面上に、緩衝材
としてのニッケル２０、窒化ケイ素セラミックス２１を
順次積層した。各部材の寸法は、金属本体１９の摺動部
はφ31×ｌ30、ニッケル２０はφ31×ｔ1.0 、窒化ケイ
素セラミックス２１はφ31×ｔ1.5 であり、これらをセ
ラミックス２１側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金属本
体１９側はＡｇ−Ｃｕ系ろう材により接合し、これを冷
却して製造した。これにより、摺動面の中央部がその外
周部より約15μｍ高く盛り上がったクラウニングが得ら
れた。
【００２５】従って、緩衝材の材質を変更することによ
りクラウニングの調節を行うことができる。また、従来
まで行われていたダイヤモンド砥石を使用してのクラウ
ニング加工を行わなくてよくなり、手間とコストを低減
することができる。更に接合前に摺動面の鏡面仕上げが
行えるので、曲面ではなく平面研磨で済むためコストを
さらに下げられる。さらにまた、金属，セラミックスの
材質を変更することなく、クラウニングの調節を行える
ので、金属本体１，４に安価な材料を使用できる。
りクラウニングの調節を行うことができる。また、従来
まで行われていたダイヤモンド砥石を使用してのクラウ
ニング加工を行わなくてよくなり、手間とコストを低減
することができる。更に接合前に摺動面の鏡面仕上げが
行えるので、曲面ではなく平面研磨で済むためコストを
さらに下げられる。さらにまた、金属，セラミックスの
材質を変更することなく、クラウニングの調節を行える
ので、金属本体１，４に安価な材料を使用できる。
【００２６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、低コスト
でクラウニングの調整を行えるという優れた効果を発揮
する。
でクラウニングの調整を行えるという優れた効果を発揮
する。
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図３】クラウニング量と金属の最大長さに対する厚さ
の比との関係を示す図である。
の比との関係を示す図である。
【図４】本発明を適用した具体例１におけるタペットを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図５】本発明を適用した具体例２におけるタペットを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図６】本発明を適用した具体例３におけるタペットを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図７】本発明を適用した具体例４におけるタペットを
示す断面図である。
示す断面図である。
１ 金属本体 ２ セラミックス ３ 緩衝材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１２月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 摺動部品の製造方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、摺動面にセラミックス
を用いた平タペット、その他摺動面にセラミックスを使
用できるバルブステムエンド、バルブリフター、ロッカ
ーアーム等の摺動部品の製造方法に関するものである。
を用いた平タペット、その他摺動面にセラミックスを使
用できるバルブステムエンド、バルブリフター、ロッカ
ーアーム等の摺動部品の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、平タペット等の機械部品（摺動部
品）の摺動面の耐摩耗性を向上させる目的で、摺動面の
みに耐摩耗性に優れる窒化ケイ素又はサイアロン系等の
セラミックスを接合させている。本体は従来通り金属製
である。
品）の摺動面の耐摩耗性を向上させる目的で、摺動面の
みに耐摩耗性に優れる窒化ケイ素又はサイアロン系等の
セラミックスを接合させている。本体は従来通り金属製
である。
【０００３】この摺動面は、その部品と接触する部品の
片減りを防止するため、中央部が外周部よりも高い形状
になっている「クラウニング」が付与されることが好ま
しく、このクラウニングの形成方法としては、摺動面に
接合したセラミックスをダイヤモンド砥石で研削する研
削方法と、特開昭６３−２２５７２８号公報に開示され
ている、金属軸とセラミックスを直接接合させ両者の熱
膨張差からクラウニングを付与する方法がある。
片減りを防止するため、中央部が外周部よりも高い形状
になっている「クラウニング」が付与されることが好ま
しく、このクラウニングの形成方法としては、摺動面に
接合したセラミックスをダイヤモンド砥石で研削する研
削方法と、特開昭６３−２２５７２８号公報に開示され
ている、金属軸とセラミックスを直接接合させ両者の熱
膨張差からクラウニングを付与する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように摺動面にクラウニングを形成する場合、前者の研
削方法ではセラミックスをダイヤモンド砥石で研削しな
くてはならないので、非常に高いコストがかかってしま
う。一方、後者の方法では、クラウニングを調整するに
は、金属とセラミックスを直接接合させるため、金属の
材質の変更とセラミックスの材質を変更することにな
る。この場合、材質の関係上（硬度、コスト、耐摩耗
性、セラミックスとの接合性等）、金属やセラミックス
は使用できる材質に限りがあるので、所望のクラウニン
グが得られないことがある。
ように摺動面にクラウニングを形成する場合、前者の研
削方法ではセラミックスをダイヤモンド砥石で研削しな
くてはならないので、非常に高いコストがかかってしま
う。一方、後者の方法では、クラウニングを調整するに
は、金属とセラミックスを直接接合させるため、金属の
材質の変更とセラミックスの材質を変更することにな
る。この場合、材質の関係上（硬度、コスト、耐摩耗
性、セラミックスとの接合性等）、金属やセラミックス
は使用できる材質に限りがあるので、所望のクラウニン
グが得られないことがある。
【０００５】そこで、本発明は、このような事情を考慮
してなされたものであり、その目的は、低コストでクラ
ウニングの調整を行える摺動部品の製造方法を提供する
ことにある。
してなされたものであり、その目的は、低コストでクラ
ウニングの調整を行える摺動部品の製造方法を提供する
ことにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の摺動部品の製造方法は、金属本体の摺動面
にセラミックスを加熱接合し、この接合部を冷却して摺
動面にクラウニングを付与するに際し、前記金属本体と
セラミックスとの間に、これらの熱膨張差を調節する緩
衝材を設けるようにしたものである。
に、本発明の摺動部品の製造方法は、金属本体の摺動面
にセラミックスを加熱接合し、この接合部を冷却して摺
動面にクラウニングを付与するに際し、前記金属本体と
セラミックスとの間に、これらの熱膨張差を調節する緩
衝材を設けるようにしたものである。
【０００７】本発明においてセラミックスの材質として
は、耐摩耗性に優れる窒化ケイ素又はサイアロン系のも
のが好ましく、また、本体の材質としては安価な炭素鋼
でも良い。
は、耐摩耗性に優れる窒化ケイ素又はサイアロン系のも
のが好ましく、また、本体の材質としては安価な炭素鋼
でも良い。
【０００８】緩衝材の材質としては、熱膨張係数がセラ
ミックスと金属（金属本体）の間であるものと、緩衝材
自身の塑性変形により残留応力を緩和するものとが利用
できる。
ミックスと金属（金属本体）の間であるものと、緩衝材
自身の塑性変形により残留応力を緩和するものとが利用
できる。
【０００９】前者の材質としては、代表的なものとして
Ｍｏ、Ｗ、コバール等が掲げられ、後者の材質として
は、耐力：50〜150MPa、ヤング率： 100〜250GPa位の性
質をもつ金属が適当である。
Ｍｏ、Ｗ、コバール等が掲げられ、後者の材質として
は、耐力：50〜150MPa、ヤング率： 100〜250GPa位の性
質をもつ金属が適当である。
【００１０】各部材の厚さは、例えば図１及び図２に示
すように本発明をタペットに適用した場合、セラミック
ス２，６は最大長さｂに対する厚さａの比（ａ／ｂ）が
0.03〜0.05の範囲内がよく、この範囲内であれば、クラ
ウニングの調整が容易であり、かつ接合後の残留応力に
よるセラミックス自身の割れを防げる。
すように本発明をタペットに適用した場合、セラミック
ス２，６は最大長さｂに対する厚さａの比（ａ／ｂ）が
0.03〜0.05の範囲内がよく、この範囲内であれば、クラ
ウニングの調整が容易であり、かつ接合後の残留応力に
よるセラミックス自身の割れを防げる。
【００１１】緩衝材３，５は、低熱膨張金属を使用する
場合は薄いと剛性不足のため、金属１，４の変形に沿っ
てしまうので、最大長さに対する厚さの比が 0.1以上必
要となる。延性金属を用いる場合は、厚さによる影響は
少ないので薄いものを用いても構わない。
場合は薄いと剛性不足のため、金属１，４の変形に沿っ
てしまうので、最大長さに対する厚さの比が 0.1以上必
要となる。延性金属を用いる場合は、厚さによる影響は
少ないので薄いものを用いても構わない。
【００１２】クラウニング量（摺動面の中央部とその外
周部の差）ｄは、金属の最大長さｃに対する厚さｂの比
（ｃ／ｂ）に影響され、例えば、セラミックスとして窒
化ケイ素、金属本体としてＳ５０Ｃを用いて、銅（Ｃ
ｕ），ニッケル（Ｎｉ），コバールを緩衝材に用いた場
合、図３に示すような傾向となる。これは金属の最大長
さｃに対する厚さｂの比が大きくなると軸方向の剛性が
高くなり、クラウニングを抑え込んでしまうためであ
る。このときクラウニングは低熱膨張金属を用いた場合
だと、セラミックスに近い熱膨張率のものはクラウニン
グ量は小さくなり、逆に金属に近いものを用いると大き
くなる。延性金属を用いた場合だと、耐力・ヤング率が
大きいとクラウニング量は大きく、逆に耐力・ヤング率
が小さいとクラウニング量は小さくなる。また、延性金
属を用いた場合は金属の厚さに影響されずらい。
周部の差）ｄは、金属の最大長さｃに対する厚さｂの比
（ｃ／ｂ）に影響され、例えば、セラミックスとして窒
化ケイ素、金属本体としてＳ５０Ｃを用いて、銅（Ｃ
ｕ），ニッケル（Ｎｉ），コバールを緩衝材に用いた場
合、図３に示すような傾向となる。これは金属の最大長
さｃに対する厚さｂの比が大きくなると軸方向の剛性が
高くなり、クラウニングを抑え込んでしまうためであ
る。このときクラウニングは低熱膨張金属を用いた場合
だと、セラミックスに近い熱膨張率のものはクラウニン
グ量は小さくなり、逆に金属に近いものを用いると大き
くなる。延性金属を用いた場合だと、耐力・ヤング率が
大きいとクラウニング量は大きく、逆に耐力・ヤング率
が小さいとクラウニング量は小さくなる。また、延性金
属を用いた場合は金属の厚さに影響されずらい。
【００１３】
【作用】金属本体の摺動面にセラミックスを加熱接合
し、これを冷却すると、両者の熱膨張係数の違いから熱
膨張係数の小さいセラミックス側の接合面近くに径方向
の圧縮応力が加わり、中央部を押し出すような軸方向の
力が働き、セラミックスの中央部が高く盛り上がりクラ
ウニングが形成される。この際、セラミックスと金属本
体の間に熱膨張差を調節する緩衝材を設けることで、セ
ラミックスと金属の熱膨張差から生じる応力が緩衝材に
より変わる。従って、緩衝材の材質を変更することによ
り、高価なダイヤモンド砥石を用いることなく、クラウ
ニングの調節が可能となる。
し、これを冷却すると、両者の熱膨張係数の違いから熱
膨張係数の小さいセラミックス側の接合面近くに径方向
の圧縮応力が加わり、中央部を押し出すような軸方向の
力が働き、セラミックスの中央部が高く盛り上がりクラ
ウニングが形成される。この際、セラミックスと金属本
体の間に熱膨張差を調節する緩衝材を設けることで、セ
ラミックスと金属の熱膨張差から生じる応力が緩衝材に
より変わる。従って、緩衝材の材質を変更することによ
り、高価なダイヤモンド砥石を用いることなく、クラウ
ニングの調節が可能となる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を用いて説
明する。
明する。
【００１５】本実施例では摺動部品としてタペットを用
いた場合について説明する。
いた場合について説明する。
【００１６】図１において、１は円柱形状のタペット本
体（金属本体）を示し、この金属本体１の摺動面上に摺
動面と同形状の窒化ケイ素等のセラミックス２が加熱接
合されている。
体（金属本体）を示し、この金属本体１の摺動面上に摺
動面と同形状の窒化ケイ素等のセラミックス２が加熱接
合されている。
【００１７】その金属本体１とセラミックス２との間に
は、これらの熱膨張差を調節する銅，ニッケル，コバー
ル等の緩衝材３が設けられている。
は、これらの熱膨張差を調節する銅，ニッケル，コバー
ル等の緩衝材３が設けられている。
【００１８】図２において、４は摺動面と軸部の径が異
なる形状のタペット本体（金属本体）を示し、この金属
本体４の摺動面上に上述とほぼ同様に緩衝材５を介して
セラミックス６が設けられている。
なる形状のタペット本体（金属本体）を示し、この金属
本体４の摺動面上に上述とほぼ同様に緩衝材５を介して
セラミックス６が設けられている。
【００１９】さて、金属本体１，４の摺動面にセラミッ
クス２，６を加熱接合し、これを冷却すると、両者の熱
膨張係数の違いから熱膨張係数の小さいセラミックス
２，６側の接合面近くに径方向の圧縮応力が加わり、中
央部を押し出すような軸方向の力が働き、セラミックス
２，６の中央部が高く盛り上がりクラウニングが形成さ
れる。この際、セラミックス２，６と金属本体１，４の
間に熱膨張差を調節する緩衝材３，５が設けられている
と、セラミックス２，６と金属の熱膨張差から生じる応
力が緩衝材３，５により変わる。よって、緩衝材３，５
の材質を変更することにより、クラウニングの調節が可
能となる。
クス２，６を加熱接合し、これを冷却すると、両者の熱
膨張係数の違いから熱膨張係数の小さいセラミックス
２，６側の接合面近くに径方向の圧縮応力が加わり、中
央部を押し出すような軸方向の力が働き、セラミックス
２，６の中央部が高く盛り上がりクラウニングが形成さ
れる。この際、セラミックス２，６と金属本体１，４の
間に熱膨張差を調節する緩衝材３，５が設けられている
と、セラミックス２，６と金属の熱膨張差から生じる応
力が緩衝材３，５により変わる。よって、緩衝材３，５
の材質を変更することにより、クラウニングの調節が可
能となる。
【００２０】次に具体例について説明する。
【００２１】（具体例１）図４に示すように、摺動面側
と軸部の径が異なり、両部がテーパーにより連続する形
状のＳ５０Ｃからなる金属本体１０の摺動面上に、緩衝
材としての銅１１、窒化ケイ素セラミックス１２を順次
積層した。各部材の寸法は、金属本体１０の摺動部はφ
31×ｔ2.8 、銅１１はφ31×ｔ1.0 、窒化ケイ素セラミ
ックス１２はφ31×ｔ1.5 であり、これらをセラミック
ス１２側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金属本体１０側
はＡｇ−Ｃｕ系ろう材により接合し、これを冷却して製
造した。これにより、摺動面の中央部がその外周部より
約20μｍ高く盛り上がったクラウニングが得られた。
と軸部の径が異なり、両部がテーパーにより連続する形
状のＳ５０Ｃからなる金属本体１０の摺動面上に、緩衝
材としての銅１１、窒化ケイ素セラミックス１２を順次
積層した。各部材の寸法は、金属本体１０の摺動部はφ
31×ｔ2.8 、銅１１はφ31×ｔ1.0 、窒化ケイ素セラミ
ックス１２はφ31×ｔ1.5 であり、これらをセラミック
ス１２側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金属本体１０側
はＡｇ−Ｃｕ系ろう材により接合し、これを冷却して製
造した。これにより、摺動面の中央部がその外周部より
約20μｍ高く盛り上がったクラウニングが得られた。
【００２２】（具体例２）図５に示すように、摺動面側
と軸部の径が異なり、両部がテーパーにより連続する形
状のＳ５０Ｃからなる金属本体１３の摺動面上に、緩衝
材としてのニッケル１４、窒化ケイ素セラミックス１５
を順次積層した。各部材の寸法は、金属本体１３の摺動
部はφ31×ｔ3.5 、ニッケル１４はφ31×ｔ1.0 、窒化
ケイ素セラミックス１５はφ31×ｔ1.5 であり、これら
をセラミックス１５側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金
属本体１３側はＡｇ−Ｃｕ系ろう材により接合し、これ
を冷却して製造した。これにより、摺動面の中央部がそ
の外周部より約30μｍ高く盛り上がったクラウニングが
得られた。
と軸部の径が異なり、両部がテーパーにより連続する形
状のＳ５０Ｃからなる金属本体１３の摺動面上に、緩衝
材としてのニッケル１４、窒化ケイ素セラミックス１５
を順次積層した。各部材の寸法は、金属本体１３の摺動
部はφ31×ｔ3.5 、ニッケル１４はφ31×ｔ1.0 、窒化
ケイ素セラミックス１５はφ31×ｔ1.5 であり、これら
をセラミックス１５側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金
属本体１３側はＡｇ−Ｃｕ系ろう材により接合し、これ
を冷却して製造した。これにより、摺動面の中央部がそ
の外周部より約30μｍ高く盛り上がったクラウニングが
得られた。
【００２３】（具体例３）図６に示すように、Ｓ５０Ｃ
からなる円柱形状の金属本体１６の摺動面上に、緩衝材
としての銅１７、窒化ケイ素セラミックス１８を順次積
層した。各部材の寸法は、金属本体１６は摺動部φ31×
ｌ30、銅１７はφ31×ｔ1.0 、窒化ケイ素セラミックス
１８はφ31×ｔ1.5 であり、これらをセラミックス１８
側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金属本体１６側はＡｇ
−Ｃｕ系ろう材により接合し、これを冷却して製造し
た。これにより、摺動面の中央部がその外周部より約10
μｍ高く盛り上がったクラウニングが得られた。
からなる円柱形状の金属本体１６の摺動面上に、緩衝材
としての銅１７、窒化ケイ素セラミックス１８を順次積
層した。各部材の寸法は、金属本体１６は摺動部φ31×
ｌ30、銅１７はφ31×ｔ1.0 、窒化ケイ素セラミックス
１８はφ31×ｔ1.5 であり、これらをセラミックス１８
側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金属本体１６側はＡｇ
−Ｃｕ系ろう材により接合し、これを冷却して製造し
た。これにより、摺動面の中央部がその外周部より約10
μｍ高く盛り上がったクラウニングが得られた。
【００２４】（具体例４）図７に示すように、Ｓ５０Ｃ
からなる円柱形状の金属本体１９の摺動面上に、緩衝材
としてのニッケル２０、窒化ケイ素セラミックス２１を
順次積層した。各部材の寸法は、金属本体１９の摺動部
はφ31×ｌ30、ニッケル２０はφ31×ｔ1.0 、窒化ケイ
素セラミックス２１はφ31×ｔ1.5 であり、これらをセ
ラミックス２１側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金属本
体１９側はＡｇ−Ｃｕ系ろう材により接合し、これを冷
却して製造した。これにより、摺動面の中央部がその外
周部より約15μｍ高く盛り上がったクラウニングが得ら
れた。
からなる円柱形状の金属本体１９の摺動面上に、緩衝材
としてのニッケル２０、窒化ケイ素セラミックス２１を
順次積層した。各部材の寸法は、金属本体１９の摺動部
はφ31×ｌ30、ニッケル２０はφ31×ｔ1.0 、窒化ケイ
素セラミックス２１はφ31×ｔ1.5 であり、これらをセ
ラミックス２１側はＡｇ−Ｃｕ−Ｔｉ系ろう材、金属本
体１９側はＡｇ−Ｃｕ系ろう材により接合し、これを冷
却して製造した。これにより、摺動面の中央部がその外
周部より約15μｍ高く盛り上がったクラウニングが得ら
れた。
【００２５】従って、緩衝材の材質を変更することによ
りクラウニングの調節を行うことができる。また、従来
まで行われていたダイヤモンド砥石を使用してのクラウ
ニング加工を行わなくてよくなり、手間とコストを低減
することができる。更に接合前に摺動面の鏡面仕上げが
行えるので、曲面ではなく平面研磨で済むためコストを
さらに下げられる。さらにまた、金属，セラミックスの
材質を変更することなく、クラウニングの調節を行える
ので、金属本体１，４に安価な材料を使用できる。
りクラウニングの調節を行うことができる。また、従来
まで行われていたダイヤモンド砥石を使用してのクラウ
ニング加工を行わなくてよくなり、手間とコストを低減
することができる。更に接合前に摺動面の鏡面仕上げが
行えるので、曲面ではなく平面研磨で済むためコストを
さらに下げられる。さらにまた、金属，セラミックスの
材質を変更することなく、クラウニングの調節を行える
ので、金属本体１，４に安価な材料を使用できる。
【００２６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、低コスト
でクラウニングの調整を行えるという優れた効果を発揮
する。
でクラウニングの調整を行えるという優れた効果を発揮
する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の他の実施例を示す断面図である。
【図３】クラウニング量と金属の最大長さに対する厚さ
の比との関係を示す図である。
の比との関係を示す図である。
【図４】本発明を適用した具体例１におけるタペットを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図５】本発明を適用した具体例２におけるタペットを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図６】本発明を適用した具体例３におけるタペットを
示す断面図である。
示す断面図である。
【図７】本発明を適用した具体例４におけるタペットを
示す断面図である。
示す断面図である。
【符号の説明】 １ 金属本体 ２ セラミックス ３ 緩衝材
Claims (1)
- 【請求項１】 金属本体の摺動面にセラミックスを加熱
接合し、この接合部を冷却して摺動面をクラウニングす
るに際し、前記金属本体とセラミックスとの間に、これ
らの熱膨張差を調節する緩衝材を設けるようにしたこと
を特徴とする摺動部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4240868A JPH0692749A (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 摺動部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4240868A JPH0692749A (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 摺動部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0692749A true JPH0692749A (ja) | 1994-04-05 |
Family
ID=17065897
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4240868A Pending JPH0692749A (ja) | 1992-09-09 | 1992-09-09 | 摺動部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0692749A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996015359A1 (fr) * | 1994-11-14 | 1996-05-23 | Sumitimo Electric Industries, Ltd. | Piece coulissante en ceramique |
| WO1997000374A1 (fr) * | 1995-06-19 | 1997-01-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Piece coulissante et son procede de fabrication |
| JP2000246460A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミック摺動部品 |
| KR20010066092A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 이계안 | 대형 디젤차량의 고성능화를 위한 로커 암 및 그 제조방법 |
| JP2006300053A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Honda Motor Co Ltd | バルブリフタ及びその製造方法 |
-
1992
- 1992-09-09 JP JP4240868A patent/JPH0692749A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996015359A1 (fr) * | 1994-11-14 | 1996-05-23 | Sumitimo Electric Industries, Ltd. | Piece coulissante en ceramique |
| EP0742348A1 (en) | 1994-11-14 | 1996-11-13 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Ceramic sliding part |
| US5770322A (en) * | 1994-11-14 | 1998-06-23 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Ceramic sliding component |
| EP0742348B1 (en) * | 1994-11-14 | 2004-07-21 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Ceramic sliding part |
| WO1997000374A1 (fr) * | 1995-06-19 | 1997-01-03 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Piece coulissante et son procede de fabrication |
| US5783314A (en) * | 1995-06-19 | 1998-07-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Sliding component and production method thereof |
| JP2000246460A (ja) * | 1999-03-03 | 2000-09-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | セラミック摺動部品 |
| KR20010066092A (ko) * | 1999-12-31 | 2001-07-11 | 이계안 | 대형 디젤차량의 고성능화를 위한 로커 암 및 그 제조방법 |
| JP2006300053A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-11-02 | Honda Motor Co Ltd | バルブリフタ及びその製造方法 |
| JP4647528B2 (ja) * | 2005-03-24 | 2011-03-09 | 本田技研工業株式会社 | バルブリフタ及びその製造方法 |
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