JPS5987210A - ロツカ−ア−ム - 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】 この発明は自【カ車等の内燃１穴開に使用されるロッカ
ーアームに四するものである。

周知のように内燃（’１０におけるロッカーアームは、
カムによって駆動されてそのｊ可動をバルブに伝３９す
るものであり、カムもしくはバルブと接する部分、すな
わちＯＨＣ方式の内燃は関におけるロッカーアームのカ
ムと１１する部分、あるいは０１−Ｉ　Ｖ方式の内燃Ｕ
ス閂におけるロッカーアームのバルブと接する部分には
、高い門ｎ粍性が要求される。

従来のロツに一アームは、耐摩耗性材料として知られる
高クロム鋳鉄製のものが一般的であったが、全体を高ク
ロム鋳鉄で作ったロッカーアームにおいてはその全体の
　Ｆが大きく、軽量化や燃費向上に反する問題があり、
また生産性や歩留りが低い欠点もあり、そこで最近では
アルミニウム合金等の軽合金材料製のロッカーアームが
多くなっている。この場合仔合金材料自体では耐摩ｉｔ
ｘが低いから、）Ｊムもしくはバルブに当接する部分の
みを耐摩耗性に（１れる高クロム鋳鉄製のパッド部材で
椙成し、この高クロム鋳鉄製パッド部材を基材の軽合金
材料で鋳くるむのが通常である。このような高クロム詩
ＥＸ　製パッド部せ坊くるみ型の軽合金ロッカーアーム
の一例を第１図に示す。第１図において軽合金材料から
なる基材部１の中央には、図示しないロッカーシャツ１
〜が挿通されるシトフ１〜孔２が形成され、一方の端部
にはバルブアジセス１〜スクリユー３がｎ通螺合される
蟻孔４が形成され、他方の端部には図示しないカムもし
くはバルブに当接する高クロム鋳鉄製のパッド部材５が
紡ぐるまれている。

しかるに上述のような高クロムＩ？鉄製パッド部せ坊ぐ
るみ型のロッカーアームにおいては、パッド部材と基材
の軽合金との結合が充分ではなく、ロッカーアームを使
用しているうちにパッド部材と基材との間にガタやずれ
が生じて、早期に使用不能となる欠点がある。すなわち
、ｑｌぐるみの場合パッド部材と基材との界面における
結合が弱いのみならず、パッド部材を１成する高クロム
８ｉ鉄と比較して基材の軽合金が格段に軟質であるため
、使用中にパッド部ｔ４に繰返し荷重が加わるうちにパ
ッド部材と基材との界面において軟質な基材側にへたり
が生じ、その結果パッド部材と基材との稈面に空隙が光
生し、さらに次第にその空隙が拡大して、パッド部材の
ガタやずれが生じるのである。

上述のような問題を解決するためには、パッド部材の各
部分のうち、基材に告口される部分の形状に工夫を加え
たり、その何畳される部分を大きくしたりすることも考
えられるが、実際にはそれだけではガタやずれの発生を
充分に防止することは困難であり、またその場合加工］
ス１〜の上昇やロッカーアーム全体ｑ　Ｑの増大を招い
たりする不利がある。

この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、軽合金
材料を基材としかつ高クロム鋳鉄のごとき百序耗住金屈
からなるパッド部材を朽ぐるんだ従来のロッカーアーム
の欠点を解消したロッカーアームを提供することを目的
とするものである。すなわちこの発明は、パッド部材と
基材どの界面における基材側のへたりを防止して、パッ
ド部材のガタやずれの発生を防止し、これにより従来よ
りも格段に耐久性を向上させたロッカーアームを提供す
るものである。

具体的には、この発明のロッカーアームは、軽合金材料
を基材としかつ耐摩耗性金属からなるパッド部材をカム
もしくはバルブと接する部分に鋳ぐるんだロッカーアー
ムにおいて、前記パッド部材ど具材部分との界面の基材
臼の部分に繊維を復合一体化してなることを特ｔプとす
るものである。

以ｆこの発明のロッカーアームをさらに詳細に説明覆る
。

第２図はこの発明のロッカーアームの一例を示覆−もの
であって、その全体形状は従来のものど同様である。す
なわちアルミニウム合金もしくはマグネシウｌ＼合金等
の軽合金材料からなる基材部１の中央部にはシャフＩ〜
孔２が形成され、その基材部１の一方の端部にはバルブ
アジヤス１−スクリュー３が螺合される蟻孔４が形成さ
れ、他方の端部すなわら図示しないカムもしくはバルブ
に接融する部分には、？Ｔｌｌ９粍性金属個性金属クロ
ム鋳鉄からなるパッド部材５が鋳ぐるまれでいる。そし
てこの発明のロッカーアームにおいては、そのパッド部
（イ５ど峙材部１との界面７の基材側の部分にＪ３ける
軽合金部材に対して缶稚が複合一体化され−７：　、　
ソの部分がｊ、’、’＜　ｌｉｔ　／軽合金根合材６に
よって椙成されている。したがってパッド部材５ど基材
部１どの界面における基材部口はに’Ｎ　ｔ！ｔによっ
て強化されていることになる。

前記ξ！　ｌｆｔ　／軽合金復合材６中の繊ξ１ｔどし
ては、パッド部材５に加わる繰返し荷重に対する耐変形
弾痕を可及的に高めるため５、強度的に優れたものを用
いることが望ましい。この繊維としては、良識ξ１（、
短？：’：　ｔｆｌおよびホイスカのいずれを用いても
良く、具体的には、５渋ｔＩｊｔとしては炭素綴紐、ホ
ウ泰（ボロン）へ維、Δ１！２ｏ３　（アルミナ）Ｉｋ
維、５ｉＣ（炭化珪素）繊維、ステンレス繊維等を使用
することが望ましく、短ｖ（雑どじては△Ｑ２０３−３
ｉ０２　（アルミナ−シリカ）識釘ｔ、△ｌ！２０３庵
維、ステンレス４４！維、炭素繊維等を使用することが
望ましく、またボイスカーとしてはＳｉＣホイスカー、
Ｓｉ３Ｎ４　（窒化珪素）ホイスカ、Ｋ２Ｔ１ｅｏ＋ｇ
（チタンｒ１カリウム）ボイスカー等を使用することが
望ましい。

また桟９１ｔ／軽合金投合材６中における繊維の配向は
、パッド部材５の表面（パッド部＞５Ａに対し垂直な方
向に配向させることがへたり防止の観点から最も望ｊ、
シい。さらに、繊維／軽合金７５合材Ｇ中におけるξ：
ｉ　ｔ：ｔの配合比は、体積割合で５％〜７０％程Ｉｆ
ｆと俳ることが望ましい。５％未満では基材を強化して
へたりの発生を防止する効果が充分に得られず、一方７
０％を越えればり材の軽合金と？７合一体化することが
困デ４どなる。

上述のＪ：うにパッド部材５ど基材部１との界面の基材
側の部分をｅ：Ｑ　１１’ｊｔ　／督合金復合材６で４
４成したロッカーアームにおいては、耐摩耗性が高い硬
７１なパッド部材が接する基材例の部分が軽合金ＩＩ独
の明白ど比較して（３段に強化されているため、パッド
部材に加わる繰返し荷重によって基材側にへたりが生じ
ることが有効に防止される。したがって基材側のへたり
に起因してパッド部材とり材どの界面に空隙が生じるこ
とが有効に防止されるから、パッド部材のガタやずれの
発生が有効に防止されて、耐久性が向上する。

次にこの発明のロッカーアームの製造方法について説明
する。

例えば予め片端部にＦＸ　紺を複合一体化させた軽合金
製ビレットを作成する。このビレットの作成手段として
は、例えばビレッｈ　ｔｉ造用の高圧鋳造鋳型の端部に
織オ「成形体を配置しておき、その状態で騎型内にアル
ミニウム合金溶湯等の軽合金溶湯を注渇し、５００〜１
５００ｋ（Ｉ／ｃゴ程度の高圧を溶湯に加えて軽合金？
Ｒ？ａを繊紺間の空隙に充填させ、その加圧力を凝固ま
で保持して、凝固後に鋳型から取出せば良い。なおこの
ビレット作成時には、その片端部の繊維がビレットの軸
線と平行な方向に配向するように、使用づ′る１帷成形
体の繊１１を配向方向を設定しておくことが望ましい。

次いで上述のようなビレットをマトリックスである軽合
金材料の液相線と同相梓との間の温度、すなわち固−液
共存領域の温度に加熱して半溶融状態とし、その状態で
ロッカーアーム熱間鍛造型内に配置し、同時に高クロム
鋳鉄等の耐ｎ粍性金属からなるパッド部材を熱間鍛造型
内にセラｌ−する。

そして所定の加圧ノコを加えて型鍛造を行い、同時にパ
ッド部材も鋳くるめば良い。

あるいはまた、ロッカーアームの形状に対応するキレビ
ティーを右する高圧鋳造用鋳型内のパッド対応位冑にパ
ッド部材を配置するとともにそのパッド部材に接して「
ｌ組成形体を配置し、その状態で鋳型内に軽合金溶湯を
注湯し、５００〜１５００　ｋ！Ｊ／　ｃシ程度の加圧
力を溶湯に加え、かつ凝固までその加圧力を保持するこ
とによって、パッド部材を鋳くるむと同時に軽合金と繊
維との投合一体化および全体形状の成形を行っても良い
。

以下にこの発明の実施例を記す。

実施例 先ず高圧ｔ’Ｊ　３’Ｍ法によって片端から１５ｍｍの
位同までの間にＳｉ３Ｎ４ボイスカーを体積率２０％で
複合さゼた、外径２０ｍｍ、ｆｉさ７０ｍｍのＪＩＳＡ
Ｃ４Ｃのアルミニウム合金からなる円柱状ビレットを作
成した。なＪ３このビレットの片端部に複合されたＳｉ
３Ｎ４ボイスカーは、平均繊維径１．３．Ｌｌｌｉ、甲
均甚柑長１７０戸のものであり、またその配向（４ビレ
ツ１への！：’＋ｎと平行な方向に一方向配向とした。

このＪ、うにＳｉ３Ｎ４ホイスノＪ−を片端部に投合さ
れたアルミニウム合金ビレッ１〜を、マトリックスであ
るアルミニウム合金の液相率が６０％の半潜ｒシ状態と
なるまで加熱し、ロッカーアーム熱間Ｒ造を内にこの半
溶Ｅ；；状躬のヒレッ］・をＳｉ３Ｎ４ホイスカー投合
部がパッド側に配置し、同時に高タロ１、打鉄讐°Ｊパ
ッド部材も型内にセラ１−シた。そして直ちに１５０１
〜ンの加圧力でｆｆｌ　５ｕを行い、パッド部材も同時
に鋳ぐるんだ。このＪ：うにして、高クロム８１　ＬＸ
　Ｉ’Ｊパッド部月と基材どの接合界面の基材側の部分
、すなわちパッド部材を鋳ぐるんでいる部分のアルミニ
ウム合金をパッド面に対し垂直な方向に一方向に配向さ
れたＳｉ３Ｎ４ホイスカーで強化したロッカーアームが
１Ｊられた。このロッカーアームを実開−試しカに供し
たところ、パッド部材と基材どの界面にお（プる基材側
のへたりを有効に防止できることがＭｆ　ＫＸされた。

以上の説明で明らかなようにこの発明のロッカーアーム
は、ｒｒ′ｉ摩耗性金屈からなるパッド部材、すなわち
硬質なパッド部材と軽合金材ｒ１からなる基材部との界
面の基材側に、軽合金材料に対し！に帷をｎ０〜体化し
て、その弄面の基材側の部分を強化したものであるから
、ロッカーアーム使用時の繰返１ノ荷重にＪ：って８）
１１記’；＃　Ｉ！（Ｉの基材側にへたりが生じる＋１
メてＱが少なく、したがってパッド部材に甲門（こガノ
ヤずれが発生することが有効（二防止され、そのため耐
用寿１カか著しく延長される顕著な効果を奏するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１円は従来のロッカーアームの一例を示す側面図、第
２図はこの光明のロッカーアームの一例を示り゛一部切
欠側ｉ′ｉ７′ｉ口である。 １・・・塁材部、　５・・・パッド部材、　６・・・繊
緋／′軽合金材、　７・・・昇面。 出願人　　ｌ−ヨタ自Ｆ＋、車株式会社代理人　　弁■
工士　ｇ　　１）武　久（ばか１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）軽合金材料を基材としかつ耐摩耗性材料からなる
   パッド部材をカムもしくはバルブに接する部分に１７く
   るんでなるロッカーアームにおいて、前記パッド部材と
   基材部分との界面の基材側の部分に織等（［を複合一体
   化したことを特徴とするロッカーアーム。
2. （２）前記才、”ｈ　’ｒ！ｔがパッド部材の表面に対
   し垂直な方向に配向されている特許請求の範囲第１項記
   載の１コツカーアーム。