JPH1113427A

JPH1113427A - 内燃機関のタペット用シム及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1113427A
Application number: JP16705597A
Authority: JP
Inventors: Makoto Adegawa; 眞阿出川
Original assignee: Fuji Oozx Inc; Fuji Valve Co Ltd
Current assignee: Fuji Oozx Inc
Priority date: 1997-06-24
Filing date: 1997-06-24
Publication date: 1999-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】材質の異なるアルミニウム合金製のシム本体
と金属製の受圧片とを、容易かつ強固に固着する。【解決手段】アルミニウム合金により形成されたシム
本体５におけるカム２が摺接する上面に、純アルミニウ
ム又はニッケルよりなる接着被膜層７を介して、硬質金
属製の受圧片６を固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関における
直動型の動弁機構に用いられるタペット用のシム及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８に示すように、内燃機関の直動型の
動弁機構に用いられるタペットの中には、有頂円筒形を
なすタペット本体(１)の上面に円皿状の凹孔(1a)を形成
し、この凹孔(1a)内に、上面にカム(２)が摺接するシム
(３)を、着脱可能として嵌合したものがある。また、タ
ペット本体(１)は、通常の鋼製、又は軽量化を図るため
に、アルミニウム合金製としたものがある。

【０００３】従来のシム(３)は、タペット本体(１)が上
記いずれの材料により形成されたものでも、耐摩耗性を
有する鉄系材料(例えばＳＣＭ材)により形成されている
のが殆どである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】エンジン性能を向上さ
せるためには、動弁系の慣性質量を可能な限り低減する
必要があり、上記タペット本体(１)をアルミニウム合金
製とするのも、その要求を満たすためである。しかし、
従来のシム(３)は鉄系材料であるため、タペット全体の
軽量化には自ずと限度がある。

【０００５】そこで、シム(３)を、アルミニウム系材料
を母材(マトリックス)として、この母材に炭素系繊維や
セラミックス繊維を添加した繊維強化金属複合材料(Ｍ
ＭＣ)により形成したり、アルミニウム合金よりなるシ
ム本体におけるカム(２)が摺接する上面に、硬質金属製
の受圧片を固着するなどして、耐摩耗性を損なうことな
く軽量化を図ることが考えられている。

【０００６】しかしながら、前者の繊維強化金属複合材
料により形成したシムでは、硬質であるため機械加工性
が悪く、かつ材料費が高いという問題があり、製造コス
トが嵩む。また、後者の硬質金属製の受圧片をシム本体
に固着したものでは、材質が異なるため、互いの結合は
難しい。すなわち、構造材料として用いられる通常のア
ルミニウム合金の組成中には、１０％強のＳiが含まれ
ているため、単なる圧着による結合手段では、大きな結
合強度は得られない。

【０００７】そのため、溶接やろう付け等の結合手段が
用いられるが、融点の大きく異なる材料同士の結合は難
しく、結合強度にばらつきが生じたり、コスト高となる
などの問題がある。

【０００８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、高価な材料を用いたりすることなく、材質の異な
るアルミニウム合金と金属材料同士を、容易かつ強固に
固着することにより、タペットの大幅な軽量化が図れる
ようにした、タペット用シム及びその製造方法を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のシムは、アルミニウム合金により形成され
たシム本体におけるカムが摺接する上面に、純アルミニ
ウム又はニッケルよりなる接着被膜層を介して、硬質金
属製の受圧片を固着したことを特徴としている。

【００１０】また、同じく本発明の製造方法は、一方の
面に純アルミニウム又はニッケルよりなる接着被膜層が
固着されている硬質金属製板材における前記接着被膜層
側の面に、アルミニウム合金材を重合し、これを、製造
しようとするシムの厚さとほぼ同等の厚さとなるように
圧延すると同時に、前記硬質金属製板材に一体的に固着
して板状素材を形成したのち、この素材をプレスにより
円形に打抜くことを特徴としている。

【００１１】さらに、同じく本発明の製造方法は、ダイ
に形成された型孔内に、一方の面に純アルミニウム又は
ニッケルよりなる接着被膜層を有する金属製の受圧片
と、アルミニウム合金よりなる素材とを、接着被膜層が
素材側を向くようにして挿入したのち、前記素材をプレ
スにより塑性変形させて、製造しようとするシムの本体
を成形するとともに、その一方の面に、前記受圧片を固
着することを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明のシム(４)を、ア
ルミニウム合金製のタペット本体(１)の上面の凹孔(1a)
内に、着脱可能として嵌合した状態を示している。

【００１３】シム(４)は、アルミニウム合金製(例えば
ＡI−Ｓi系)のシム本体(５)の上面に、鋼板(例えばＳＣ
Ｍ材)等よりなる硬質金属製の薄肉(0.3mm〜1.0mm程度)
の受圧片(６)を固着して構成されている。すなわち、シ
ム本体(５)と受圧片(６)とは、図２に拡大して示すよう
に、受圧片(６)の下面に固着した純アルミニウム又はニ
ッケルよりなる接着被膜層(７)(厚さは誇張して図示し
てある)を介して、一体的に固着されている。

【００１４】上記接着被膜層(７)の受圧片(６)への固着
は、接着被膜層が純アルミニウムの際には、冷間又は熱
間圧延、又は溶射等により、またニッケルの際には、メ
ッキ等により行うことができ、かつそれらの厚さは、受
圧片(６)がシム本体(５)と直に接触しない最小限の厚
さ、すなわち、それぞれ５〜40μｍ、１〜４μｍの範囲
とするのが好ましい。

【００１５】このような接着被膜層を介在させると、シ
ム本体(５)と受圧片(６)とを強く圧接させた際、互いに
強固に固着される。これは、前述したように、金属材料
とＳiを含有しているアルミニウム合金との結合力は小
さいが、金属材料と純アルミニウム及びニッケル、アル
ミニウム合金と純アルミニウム及びニッケルとの結合力
は大きいため、このような純アルミニウム又はニッケル
よりなる接着被膜層(７)が強力なバインダ的役割を果し
て、アルミニウム合金製のシム本体(５)と金属製の受圧
片(６)との結合力を高めるためである。

【００１６】本願の発明者らは、上記結合強度を検査す
るために、受圧片(６)のシム本体(５)に対する剥離強度
試験を行った。その結果、接着被膜層(７)を介在させず
に、単に受圧片(６)をシム本体(５)に圧接して固着した
ときの剥離開始時の荷重が３〜１５kgfであったのに対
し、接着被膜層(７)を介して固着した本発明のものの剥
離荷重は、２０Kgf以上にまで高まっていることを確認
した。

【００１７】次に、上記シム(４)の製造要領を、図３〜
図５を参照して説明する。なお、接着被膜層(７)には、
純アルミニウムを用いるものとする。

【００１８】まず図３に示すように、上記受圧片(６)用
の長寸の鋼板材(6')の下面に、純アルミニウム(８)を、
上下１対の加圧ローラ(９)(９)をもって圧延することに
より、一定厚さの接着被膜層(7')(厚さは誇張して示す)
を固着する。

【００１９】ついで、図４に示すように、上記接着被膜
層(7')が固着された鋼板材(6')の下面に、シム本体(５)
用の所要板厚のアルミニウム合金材(10)を重合させて、
別の大型の加圧ローラ(11)(11)をもって圧着することに
より、板厚(ｔ)が、製造しようとするシム(４)の厚さと
ほぼ同等となるように圧延する。すると、アルミニウム
合金材(10)は、純アルミニウム(８)よりなる接着被膜層
(7')と強力に結合し、かつ同時に、この接着被膜層(7')
を介して、鋼板材(6')とアルミニウム合金材(10)とが一
体的に固着される。これにより、シム本体(5')と鋼板材
(受圧片)(6')との２層の板状素材(12)が得られる。

【００２０】ついで、図５に示すように(縮小して示
す)、上記板状素材(12)を、打抜きプレス装置における
ダイ(13)上に載置し(上下を逆にして載置する)、パンチ
(14)により円形に打抜けば、上述と同様のシム(4')が得
られる。(15)は、シム(4')を型孔より排出するためのエ
ジェクトピンである。

【００２１】シム(4')の打抜き成形後において、ＪＩＳ
に定められているＴ６熱処理や仕上加工、あるいは、タ
ペット本体(１)との凝着摩耗を防止するために、シム本
体(5')の下面にアルマイト処理等を施すこともある。

【００２２】なお、接着被膜層(７)をニッケルとする際
には、図３に示す工程の代わりに、メッキにより、鋼板
材(6')の一方の面に予め接着被膜層(７)を固着したの
ち、図４及び図５に示すのと同じ工程を経れば、上記と
同様のシム(4')を製造することができる。

【００２３】図６及び図７は、本発明の方法の第２実施
例を示す。この実施例では、まず図６に示すように、ダ
イ(16)に形成された型孔(16a)内に、予め接着被膜層
(７)が固着された円板状の金属製受圧片(６)を、接着被
膜層(７)側の面を上として挿入する。

【００２４】ついで、受圧片(６)の上面に、アルミニウ
ム合金よりなる厚肉円板状の素材(17)を載置する。

【００２５】ついで、図７に示すように、パンチ(18)
を、型孔(16a)内に向かって予め定めた位置まで下降さ
せ、素材(17)を冷間(又は温間)により鍛造する。すると
素材(17)は扁平状に塑性変形させられ、図１に示すのと
同様のシム本体(5')が成形される。

【００２６】これと同時に、素材(17)が受圧片(６)の接
着被膜層(７)と強く圧着することにより、成形後のシム
本体(5')に強固に固着され、かつこの接着被膜層(７)を
強力なバインダとして、シム本体(5')と受圧片(６)とは
一体的に結合される。これにより、図１に示すのと同様
のシム(4')(上下は倒立している)が得られる。

【００２７】上記各製造方法の外に、予め接着被膜層
(７)を固着した受圧片(６)とシム本体(５)とを、それぞ
れ規定の寸法に別々に形成し、それらを圧着して互いに
結合する方法もある。

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、材質の異なるシム本体
と受圧片とを、容易かつ強固に固着させて、カムとの接
触面の耐摩耗性を高めるとともに、シムが軽量化するこ
とにより、タペットの大幅な軽量化が図れる。

【００２９】請求項２及び３記載の方法によると、受圧
片とシム本体とを、シム本体を圧延又はプレスにより成
形するのと同時に容易に固着しうるので、製造コストが
低減される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のシムを備えるタペットの中央縦断正面
図である。

【図２】同じく、シムの拡大縦断正面図である。

【図３】本発明の方法の第１実施例における鋼板材への
接着被膜層の固着工程を示す拡大縦断面図である。

【図４】同じく、鋼板材とアルミニウム合金材との固着
工程を示す拡大縦断面図である。

【図５】同じく、プレスによるシムの打抜き工程を示す
縦断面図である。

【図６】本発明の方法の第２実施例におけるシム本体の
成形前の状態を示す縦断面図である。

【図７】同じく、成形後の状態を示す縦断面図である。

【図８】従来のシムを備えるタペットの縦断正面図であ
る。

【符号の説明】

(１)タペット本体 (２)カム (４)(4')シム (５)(5')シム本体 (６)受圧片 (6')鋼板材 (７)(7')接着被膜層 (８)純アルミニウム (９)(11)加圧ローラ (10)アルミニウム合金材 (12)板状素材 (13)(16)ダイ (14)(18)パンチ (15)エジェクトピン (16a)型孔 (17)素材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】アルミニウム合金により形成されたシム
本体におけるカムが摺接する上面に、純アルミニウム又
はニッケルよりなる接着被膜層を介して、硬質金属製の
受圧片を固着したことを特徴とする内燃機関のタペット
用シム。
【請求項２】一方の面に純アルミニウム又はニッケル
よりなる接着被膜層が固着されている硬質金属製板材に
おける前記接着被膜層側の面に、アルミニウム合金材を
重合し、これを、製造しようとするシムの厚さとほぼ同
等の厚さとなるように圧延すると同時に、前記硬質金属
製板材に一体的に固着して板状素材を形成したのち、こ
の素材をプレスにより円形に打抜くことを特徴とする内
燃機関のタペット用シムの製造方法。
【請求項３】ダイに形成された型孔内に、一方の面に
純アルミニウム又はニッケルよりなる接着被膜層を有す
る金属製の受圧片と、アルミニウム合金よりなる素材と
を、接着被膜層が素材側を向くようにして挿入したの
ち、前記素材をプレスにより塑性変形させて、製造しよ
うとするシムの本体を成形するとともに、その一方の面
に、前記受圧片を固着することを特徴とする内燃機関の
タペット用シムの製造方法。