JPH1144203A - 円柱状又は円筒状の炭素鋼製摺動部品及び製造方法 - Google Patents
円柱状又は円筒状の炭素鋼製摺動部品及び製造方法Info
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- JPH1144203A JPH1144203A JP9202913A JP20291397A JPH1144203A JP H1144203 A JPH1144203 A JP H1144203A JP 9202913 A JP9202913 A JP 9202913A JP 20291397 A JP20291397 A JP 20291397A JP H1144203 A JPH1144203 A JP H1144203A
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐摩耗性（又は高面圧の摩耗）、疲労強度及
び剛性を高めるようにした円柱状又は円筒状の炭素鋼製
摺動部品及び製造方法を提供する。 【解決手段】 炭素鋼材料を成形し必要な切削加工を行
う工程と、高周波焼き入れを行う工程と、該高周波焼き
入れの工程の直後に行う最終研磨工程とを行うこととし
た。製造される円柱状又は円筒状の炭素鋼製摺動部品
は、最表面の硬さＨ B 0.05が600HV 以上、最高硬さＨB
max が680HV 以上、かつ高周波焼き入れ面積ＳB が850H
V ・ mm以上である。
び剛性を高めるようにした円柱状又は円筒状の炭素鋼製
摺動部品及び製造方法を提供する。 【解決手段】 炭素鋼材料を成形し必要な切削加工を行
う工程と、高周波焼き入れを行う工程と、該高周波焼き
入れの工程の直後に行う最終研磨工程とを行うこととし
た。製造される円柱状又は円筒状の炭素鋼製摺動部品
は、最表面の硬さＨ B 0.05が600HV 以上、最高硬さＨB
max が680HV 以上、かつ高周波焼き入れ面積ＳB が850H
V ・ mm以上である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、円柱状又は円筒状
の炭素鋼製摺動部品及び製造方法に関する。特に、二輪
車や四輪車のロッカーアームシャフト等の円柱状又は円
筒状の炭素鋼（鋼管）製摺動部品について、耐摩耗性、
疲労強度及び剛性を高めるようにしたものに関する。
の炭素鋼製摺動部品及び製造方法に関する。特に、二輪
車や四輪車のロッカーアームシャフト等の円柱状又は円
筒状の炭素鋼（鋼管）製摺動部品について、耐摩耗性、
疲労強度及び剛性を高めるようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】ロッカーアームシャフトは、２サイクル
エンジン又は４サイクルエンジン、特に４サイクルエン
ジンにおいて、吸気及び排気用バルブの開閉を行うロッ
カーアームの動作の支軸となるものである。ロッカーア
ームシャフトには、ロッカーアームがカムシャフトによ
り動作させられることによる摺動摩擦とせん断曲げ応力
が負荷される。そのため、ロッカーアームシャフトに
は、ロッカーアームとの摺動部表面の耐摩耗性と、疲労
強度が要求される。また、ロッカーアームが、カムのリ
フト量をバルブに正確に遅れずに伝達するため、剛性も
要求される。このように、ロッカーアームシャフトに
は、耐摩耗性、疲労強度及び剛性が要求される。しか
し、従来例えば、高周波により焼き入れ、加熱炉で焼き
戻しを行った場合、十分な耐摩耗性、疲労強度及び剛性
が得られておらず、改善が望まれていた。
エンジン又は４サイクルエンジン、特に４サイクルエン
ジンにおいて、吸気及び排気用バルブの開閉を行うロッ
カーアームの動作の支軸となるものである。ロッカーア
ームシャフトには、ロッカーアームがカムシャフトによ
り動作させられることによる摺動摩擦とせん断曲げ応力
が負荷される。そのため、ロッカーアームシャフトに
は、ロッカーアームとの摺動部表面の耐摩耗性と、疲労
強度が要求される。また、ロッカーアームが、カムのリ
フト量をバルブに正確に遅れずに伝達するため、剛性も
要求される。このように、ロッカーアームシャフトに
は、耐摩耗性、疲労強度及び剛性が要求される。しか
し、従来例えば、高周波により焼き入れ、加熱炉で焼き
戻しを行った場合、十分な耐摩耗性、疲労強度及び剛性
が得られておらず、改善が望まれていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
技術の問題点を解消し、二輪車や四輪車のロッカーアー
ムシャフト等の円柱状又は円筒状の炭素鋼（鋼管）製摺
動部品について、耐摩耗性（又は高面圧の摩耗）、疲労
強度及び剛性を高めるようにした円柱状又は円筒状の炭
素鋼製摺動部品及び製造方法を提供することを目的とす
る。
技術の問題点を解消し、二輪車や四輪車のロッカーアー
ムシャフト等の円柱状又は円筒状の炭素鋼（鋼管）製摺
動部品について、耐摩耗性（又は高面圧の摩耗）、疲労
強度及び剛性を高めるようにした円柱状又は円筒状の炭
素鋼製摺動部品及び製造方法を提供することを目的とす
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】すなわち、上記目的を達
成するため、請求項１の発明は、円柱状又は円筒状の炭
素鋼製摺動部品の製造方法であって、炭素鋼材料を成形
し必要な切削加工を行う工程と、高周波焼き入れを行う
工程と、該高周波焼き入れの工程の直後に行う最終研磨
工程とを含むことを特徴とする。請求項２の発明は、請
求項１の製造方法で製造される円柱状又は円筒状の炭素
鋼製摺動部品であって、最表面の硬さＨB 0.05を600HV
以上、最高硬さＨB maxを680HV 以上、かつ高周波焼き
入れ面積ＳB を850HV ・ mm以上とするようにしたことを
特徴とする。
成するため、請求項１の発明は、円柱状又は円筒状の炭
素鋼製摺動部品の製造方法であって、炭素鋼材料を成形
し必要な切削加工を行う工程と、高周波焼き入れを行う
工程と、該高周波焼き入れの工程の直後に行う最終研磨
工程とを含むことを特徴とする。請求項２の発明は、請
求項１の製造方法で製造される円柱状又は円筒状の炭素
鋼製摺動部品であって、最表面の硬さＨB 0.05を600HV
以上、最高硬さＨB maxを680HV 以上、かつ高周波焼き
入れ面積ＳB を850HV ・ mm以上とするようにしたことを
特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下に本発明にかかる円柱状又は
円筒状の炭素鋼製摺動部品及び製造方法について、添付
図面を参照しながら説明する。図１は、４サイクルエン
ジンにおいて、吸気及び排気用バルブの周囲を示す断面
図である。本発明にかかる円柱状又は円筒状の炭素鋼製
摺動部品は、その一実施の形態として、この図１のよう
な４サイクルエンジンのロッカーアームシャフト１につ
いて実施することができる。この４サイクルエンジンで
は、カムシャフト２の回転によって、ロッカーアーム３
が回転し、それによって弁５が開閉する。このように、
ロッカーアームシャフト１は、ロッカーアーム３の動作
の支軸となる。前記したごとく、ロッカーアームシャフ
ト１には、ロッカーアーム３がカムシャフト２により動
作させられることによる摺動摩擦とせん断曲げ応力が負
荷される。
円筒状の炭素鋼製摺動部品及び製造方法について、添付
図面を参照しながら説明する。図１は、４サイクルエン
ジンにおいて、吸気及び排気用バルブの周囲を示す断面
図である。本発明にかかる円柱状又は円筒状の炭素鋼製
摺動部品は、その一実施の形態として、この図１のよう
な４サイクルエンジンのロッカーアームシャフト１につ
いて実施することができる。この４サイクルエンジンで
は、カムシャフト２の回転によって、ロッカーアーム３
が回転し、それによって弁５が開閉する。このように、
ロッカーアームシャフト１は、ロッカーアーム３の動作
の支軸となる。前記したごとく、ロッカーアームシャフ
ト１には、ロッカーアーム３がカムシャフト２により動
作させられることによる摺動摩擦とせん断曲げ応力が負
荷される。
【０００６】本発明では、炭素鋼管材料を成形し必要な
切削加工を行ってロッカーアームシャフト１を得る。次
いで、高周波焼き入れ（９００℃程度の温度となる）を
行い、その直後に最終研磨工程を行う。すなわち、高周
波加熱による焼き入れのみを行い、焼き戻しを行ってい
ない。従来の例えば、高周波により焼き入れ、加熱炉で
焼き戻しを行った場合、Ｓ４５Ｃ（ＪＩＳ規格）で構成
したロッカーアームシャフト１の硬さ特性を図２に示
す。しかし、この図２による特性では、十分な耐摩耗
性、疲労強度及び剛性は得られていなかった。十分な特
性を得るためには、図３に示されるような特性が要求さ
れる。この図３に示される特性では、熱処理による硬化
部の最表面硬さＨB0.05（表面から0.05mmの距離の硬
さ）及び最高硬さＨB max を、従来の最表面硬さＨA 0.
05及び最高硬さＨA max よりも高くしている。さらに、
図３の本発明の特性では、以下の式Ｉにより定義される
高周波焼き入れ面積ＳB を従来のＳA （式IIにより定義
されるもの）より大きくした。なお、図３の斜線で示し
たＳB が式Ｉで定義される面積に相当し、図２の斜線で
示したＳA が式IIで定義される面積に相当する。
切削加工を行ってロッカーアームシャフト１を得る。次
いで、高周波焼き入れ（９００℃程度の温度となる）を
行い、その直後に最終研磨工程を行う。すなわち、高周
波加熱による焼き入れのみを行い、焼き戻しを行ってい
ない。従来の例えば、高周波により焼き入れ、加熱炉で
焼き戻しを行った場合、Ｓ４５Ｃ（ＪＩＳ規格）で構成
したロッカーアームシャフト１の硬さ特性を図２に示
す。しかし、この図２による特性では、十分な耐摩耗
性、疲労強度及び剛性は得られていなかった。十分な特
性を得るためには、図３に示されるような特性が要求さ
れる。この図３に示される特性では、熱処理による硬化
部の最表面硬さＨB0.05（表面から0.05mmの距離の硬
さ）及び最高硬さＨB max を、従来の最表面硬さＨA 0.
05及び最高硬さＨA max よりも高くしている。さらに、
図３の本発明の特性では、以下の式Ｉにより定義される
高周波焼き入れ面積ＳB を従来のＳA （式IIにより定義
されるもの）より大きくした。なお、図３の斜線で示し
たＳB が式Ｉで定義される面積に相当し、図２の斜線で
示したＳA が式IIで定義される面積に相当する。
【０００７】
【数１】 ここでｆB （ｌ）は、図３，図４のグラフを表わす式で
あり、ｆA （ｌ）は、図２（図５）のグラフを表わす式
である。
あり、ｆA （ｌ）は、図２（図５）のグラフを表わす式
である。
【０００８】このように、本発明では、ロッカーアーム
シャフト１の最表面の硬さＨB 0.05を600HV （ビッカー
ス硬さ、その他本明細書中で同じ）以上、最高硬さＨB
maxを680HV 以上、かつ高周波焼き入れ面積ＳB を850HV
・ mm以上とするようにした。驚くべきことに、このよ
うな特性は、上記したように、高周波焼き入れのみを行
い、焼き戻しを行わないことによって初めて得られるこ
とが見い出された。
シャフト１の最表面の硬さＨB 0.05を600HV （ビッカー
ス硬さ、その他本明細書中で同じ）以上、最高硬さＨB
maxを680HV 以上、かつ高周波焼き入れ面積ＳB を850HV
・ mm以上とするようにした。驚くべきことに、このよ
うな特性は、上記したように、高周波焼き入れのみを行
い、焼き戻しを行わないことによって初めて得られるこ
とが見い出された。
【０００９】従来の表面硬化法としては、浸炭焼き入
れ、浸炭窒化焼き入れ、窒化処理があるが、これらは、
部品全体にのみ適用されるものなので、焼き戻し工程を
欠くと矯正することができなかった。これに対し、高周
波焼き入れでは、全体焼き入ればかりでなく、部分焼き
入れができるので、本発明に適している。焼き入れを行
わない軟らかい部分を残しておくと、その部分を利用し
て部品形状を矯正することができるという利点がある。
すなわち、焼き戻しを行わなくても硬化後の矯正を行う
ことができる。
れ、浸炭窒化焼き入れ、窒化処理があるが、これらは、
部品全体にのみ適用されるものなので、焼き戻し工程を
欠くと矯正することができなかった。これに対し、高周
波焼き入れでは、全体焼き入ればかりでなく、部分焼き
入れができるので、本発明に適している。焼き入れを行
わない軟らかい部分を残しておくと、その部分を利用し
て部品形状を矯正することができるという利点がある。
すなわち、焼き戻しを行わなくても硬化後の矯正を行う
ことができる。
【００１０】本発明では、表面硬さＨB 0.05を高く設定
しているので、耐摩耗性及び疲労強度を大きく向上させ
ることができる。また、高周波焼き入れ面積ＳB を増大
させており、硬化層の深さを深く設定することができ、
耐摩耗性及び疲労強度を大きく向上させることに加え
て、剛性を向上させることができる。そして、従来と同
様の材料を用い、より簡易な熱処理を行うこととしてい
るので、コストダウンも図ることができる。加えて、強
度向上を図ったので、肉薄かつ軽量化を図ることもでき
る。
しているので、耐摩耗性及び疲労強度を大きく向上させ
ることができる。また、高周波焼き入れ面積ＳB を増大
させており、硬化層の深さを深く設定することができ、
耐摩耗性及び疲労強度を大きく向上させることに加え
て、剛性を向上させることができる。そして、従来と同
様の材料を用い、より簡易な熱処理を行うこととしてい
るので、コストダウンも図ることができる。加えて、強
度向上を図ったので、肉薄かつ軽量化を図ることもでき
る。
【００１１】本発明は、炭素量０．２５重量％以上０．
６重量％以下のスチール素材、特に炭素鋼管（鋼管を含
む）に適用することが好適である。０．２５重量％未満
であると、高周波をかけても硬化は不十分で、耐摩耗性
が十分向上せず不適当である。また、本発明は、円柱状
又は円筒状の摺動部品に適用することが好適である。
６重量％以下のスチール素材、特に炭素鋼管（鋼管を含
む）に適用することが好適である。０．２５重量％未満
であると、高周波をかけても硬化は不十分で、耐摩耗性
が十分向上せず不適当である。また、本発明は、円柱状
又は円筒状の摺動部品に適用することが好適である。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の効果を確かめるために行った
実施例を示す。実施例１ ＪＩＳ Ｓ４５Ｃのパイプ材を適用し、ロッカーアーム
との摺動部に高周波焼き入れ処理を行って、ロッカーア
ームシャフトを製作した。高周波加熱は、３０ｋＷ―３
０ｋＨｚで４秒間急速に行い、加熱後直ちに水冷した。
この高周波焼き入れ処理部の硬さ分布を図４に示した。
最表面の硬さＨB 0.05は、約653HV であり、最高硬さＨ
B max は、約705HV であった。高周波焼き入れ面積ＳB
は、約920HV ・ mmであった。一方、ＪＩＳ Ｓ４５Ｃの
パイプ材を適用し、ロッカーアームとの摺動部に高周波
焼き入れ焼き戻し処理を行って、ロッカーアームシャフ
トを製作した。高周波加熱は、３０ｋＷ―３０ｋＨｚで
４秒間急速に行い、加熱後直ちに水冷した。その後、１
５０℃で１時間加熱した。この従来のロッカーアームの
硬さ分布を図５に示した。最表面の硬さＨA 0.05は、約
500HV であり、最高硬さＨA max は、約536HV であっ
た。高周波焼き入れ面積ＳB は、約590HV ・ mmであっ
た。以下の表１に、図４の本願によるロッカーアームシ
ャフト（Ｂ）と図５の従来のロッカーアームシャフト
（Ａ）の表面からの距離と硬さを示す。
実施例を示す。実施例１ ＪＩＳ Ｓ４５Ｃのパイプ材を適用し、ロッカーアーム
との摺動部に高周波焼き入れ処理を行って、ロッカーア
ームシャフトを製作した。高周波加熱は、３０ｋＷ―３
０ｋＨｚで４秒間急速に行い、加熱後直ちに水冷した。
この高周波焼き入れ処理部の硬さ分布を図４に示した。
最表面の硬さＨB 0.05は、約653HV であり、最高硬さＨ
B max は、約705HV であった。高周波焼き入れ面積ＳB
は、約920HV ・ mmであった。一方、ＪＩＳ Ｓ４５Ｃの
パイプ材を適用し、ロッカーアームとの摺動部に高周波
焼き入れ焼き戻し処理を行って、ロッカーアームシャフ
トを製作した。高周波加熱は、３０ｋＷ―３０ｋＨｚで
４秒間急速に行い、加熱後直ちに水冷した。その後、１
５０℃で１時間加熱した。この従来のロッカーアームの
硬さ分布を図５に示した。最表面の硬さＨA 0.05は、約
500HV であり、最高硬さＨA max は、約536HV であっ
た。高周波焼き入れ面積ＳB は、約590HV ・ mmであっ
た。以下の表１に、図４の本願によるロッカーアームシ
ャフト（Ｂ）と図５の従来のロッカーアームシャフト
（Ａ）の表面からの距離と硬さを示す。
【００１３】
【表１】
【００１４】図４と図５の結果を対比して了解されるよ
うに、本発明のロッカーアームシャフトは、最表面から
内部にかけて硬さが高いため、従来のものと比べ、ロッ
カーアームとの耐摺動摩擦（又は高面圧の摩耗）特性、
疲労強度及び剛性が優れている。
うに、本発明のロッカーアームシャフトは、最表面から
内部にかけて硬さが高いため、従来のものと比べ、ロッ
カーアームとの耐摺動摩擦（又は高面圧の摩耗）特性、
疲労強度及び剛性が優れている。
【００１５】
【発明の効果】上記したところから明かなように、本発
明によれば、二輪車や四輪車のロッカーアームシャフト
等の円柱状又は円筒状の炭素鋼（鋼管）製摺動部品につ
いて、耐摩耗性（又は高面圧の摩耗）、疲労強度及び剛
性を高めるようにした円柱状又は円筒状の炭素鋼製摺動
部品及び製造方法が提供される。
明によれば、二輪車や四輪車のロッカーアームシャフト
等の円柱状又は円筒状の炭素鋼（鋼管）製摺動部品につ
いて、耐摩耗性（又は高面圧の摩耗）、疲労強度及び剛
性を高めるようにした円柱状又は円筒状の炭素鋼製摺動
部品及び製造方法が提供される。
【図１】図１は、本発明にかかる円柱状又は円筒状の炭
素鋼製摺動部品であるロッカーアームシャフトを具備す
る４サイクルエンジン上部を説明する断面図である。
素鋼製摺動部品であるロッカーアームシャフトを具備す
る４サイクルエンジン上部を説明する断面図である。
【図２】図２は、従来の摺動部品について、表面からの
距離と硬さの関係について典型的なものを示すグラフで
ある。
距離と硬さの関係について典型的なものを示すグラフで
ある。
【図３】図３は、本発明にかかる摺動部品について、表
面からの距離と硬さの関係について典型的なものを示す
グラフである。
面からの距離と硬さの関係について典型的なものを示す
グラフである。
【図４】図４は、本発明にかかる摺動部品について、表
面からの距離と硬さの関係について実施例１の結果を示
すグラフである。
面からの距離と硬さの関係について実施例１の結果を示
すグラフである。
【図５】図５は、従来の摺動部品について、表面からの
距離と硬さの関係について実施例１の結果を示すグラフ
である。
距離と硬さの関係について実施例１の結果を示すグラフ
である。
１ ロッカーアームシャフト ２ カムシャフト ３ ロッカーアーム ５ 弁
Claims (2)
- 【請求項１】 炭素鋼材料を成形し必要な切削加工を行
う工程と、高周波焼き入れを行う工程と、該高周波焼き
入れの工程の直後に行う最終研磨工程とを含むことを特
徴とする円柱状又は円筒状の炭素鋼製摺動部品の製造方
法。 - 【請求項２】 請求項１の製造方法で製造される円柱状
又は円筒状の炭素鋼製摺動部品であって、最表面の硬さ
ＨB 0.05を600HV 以上、最高硬さＨB max を680HV 以
上、かつ高周波焼き入れ面積ＳB を850HV ・ mm以上とす
るようにしたことを特徴とする円柱状又は円筒状の炭素
鋼製摺動部品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9202913A JPH1144203A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 円柱状又は円筒状の炭素鋼製摺動部品及び製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9202913A JPH1144203A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 円柱状又は円筒状の炭素鋼製摺動部品及び製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1144203A true JPH1144203A (ja) | 1999-02-16 |
Family
ID=16465252
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9202913A Pending JPH1144203A (ja) | 1997-07-29 | 1997-07-29 | 円柱状又は円筒状の炭素鋼製摺動部品及び製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1144203A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013532233A (ja) * | 2010-07-02 | 2013-08-15 | アクティエボラゲット・エスコーエッフ | 機械構成要素、および表面硬化方法 |
| WO2018151314A1 (ja) | 2017-02-20 | 2018-08-23 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼板 |
-
1997
- 1997-07-29 JP JP9202913A patent/JPH1144203A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013532233A (ja) * | 2010-07-02 | 2013-08-15 | アクティエボラゲット・エスコーエッフ | 機械構成要素、および表面硬化方法 |
| WO2018151314A1 (ja) | 2017-02-20 | 2018-08-23 | 新日鐵住金株式会社 | 鋼板 |
| KR20190108131A (ko) | 2017-02-20 | 2019-09-23 | 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 | 강판 |
| US10858719B2 (en) | 2017-02-20 | 2020-12-08 | Nippon Steel Corporation | Steel sheet |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040220 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040625 |