JPS6065212A - 繊維強化樹脂製ロツカア−ム - Google Patents

繊維強化樹脂製ロツカア−ム

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JPS6065212A
JPS6065212A JP17248583A JP17248583A JPS6065212A JP S6065212 A JPS6065212 A JP S6065212A JP 17248583 A JP17248583 A JP 17248583A JP 17248583 A JP17248583 A JP 17248583A JP S6065212 A JPS6065212 A JP S6065212A
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JP
Japan
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rocker arm
fiber
reinforced resin
surface layer
fibers
Prior art date
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Pending
Application number
JP17248583A
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English (en)
Inventor
Kenichi Sekiyama
関山 憲一
Masatsugu Sakamoto
坂本 昌嗣
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases or frames
    • F02F7/0085Materials for constructing engines or their parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関のロッカアームに関するものであり、
更に詳くは繊維強化樹脂を主要材料として用いたロッカ
アームに関するものである。
〔従来の技術〕
内燃機関部品の@量化についてはエンジン性能の向上及
び燃料費の節減を目的として多くの検討がなされておシ
、なかでもOHC型エンジンの弁機構では高位置での重
量が欠点となっているためロッカアームの軽量化による
性能向上がはかられている。
従来の内燃機関のロッカアームは鋳鉄、銅などの一体型
、韮たはバンド面のみを耐摩耗性の高い鋳鉄、鋼もしく
は焼結材料で製作し、ロッカアーム本体にロウ付け、溶
接などによジ接合してなる接合体が用いられている。
しかるに鋳鉄は比重が大きく、性能向上の面で滴定のゆ
く材料ではないので近年は鋳鉄または焼結材料からなる
パッド材料をアルミニウム合金などで鋳ぐるんで軽量化
をはかった鋳ぐるみ材料がある。この鋳ぐる6材料は鉄
系材料に比べれば重量が@減されているが、最近はさら
に比強度、比弾性率の優れた涜維強化樹脂製口ツカアー
ムの開発が進められクロス形態またはチョツプド繊維形
態の繊維が強化材として用いられているが、これらの強
化材には下記のような問題がある。
クロス形態の場合はロッカアームの長手方向断面の形状
に合せて裁断されたクロスが積層されているので製品と
なってから積層間でせん断破壊が起きやすくまた裁断の
手間もかなシか\る。韮だチョツプド繊維の場合は連続
繊維に比べて表面の補強効果が不十分であシ、且つ繊維
が一定方向に配向してないので材質としての強度が弱い
〔発明の目的〕
本発明は上記の製造上、強度性上の問題を同時ζこ解決
し、製造が容易で強度、剛性の高い繊維強化・虜脂製ロ
ッカアームの提供を目的とするものである。
〔発明の構成〕
すなわち本発明の繊維強化樹脂製ロッカアームは、表層
部に連続繊維の筒状編組を一層、まなることを特徴とす
るものである。
に配置した熱硬化性繊維強化樹脂よシなシ、ロッカアー
ムパッドと、アジヤスティング雌ねじ部材を組込み圧縮
成形してなることを特徴とするものである。
これら繊維強化樹脂の内層部の強化材としては短繊維が
用いられ、これら短繊維はランダム配向でもよいが強度
上は一方向ζこ配向している方が好ましい。
広義に繊維強化樹脂といえば、種々の補強材と種々の合
成樹脂との組合せがあり、補強材としてはガラス繊維、
炭素極細のほかにケブラー、ナイロン、ビニロン、強力
人絹などの化学繊維があシ、これらはクロスオたはロー
ビングなどの長繊維あるいはチョツプド繊維のような短
繊維として得られる。本発明に2いては強度、l+’+
!1性上の理由からガラス繊維、炭紫識維荻たはケブラ
ー4vf’、維を用いることが好ましい。さらに補強効
率と経済性とを考慮すると筒状体編組には炭素繊維、ケ
ブラー繊維を用い、内部の短繊維にはガラス繊維そ用い
るのが好ましい。
繊維強化樹脂に用いられる合成樹脂としては一般的には
不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂などの低圧成形
樹脂とフェノール樹脂、メラミン樹脂などの高圧成形樹
脂が用いられる。
なかでも低圧成形樹脂は大形の製品を比較的簡単な装置
”lを用いて成形できるため構造材料や建築材料として
需要が増加している。
そしてクロスまたはロービングに不飽和ポリエステル樹
脂またはエポキシ樹脂を含浸させ半硬化させたものにプ
リプレグがある。これは特殊な触媒または促進剤などを
添加して樹脂の粘着性がなくなる程度Oこ半硬化させる
ので、これを積層して加熱すれは一旦硬化して低圧下で
所定の形状に成形し、しかるのちζこ加熱・加圧して硬
化せしめることができる。
本発明ロッカアームの表層部を筒状編組で被覆するには
あらかじめ筒状編組を強化材とするプリプレグと内層部
となる棒状のプリプレグとを別々に製造した後、棒状プ
リプレグに筒状プリプレグをかぶせて所定の形状に圧縮
成形するのが一般的であるが未含浸の筒状体を棒状プリ
プレグにかぶせて圧縮成形の時点で棒状プリプレグの軟
化した樹脂によυ筒状体をカバーするようにしてもよい
。この場合には棒状体の樹脂の量をあらかじめ多くして
おき、最終的に繊維含有率が所望の値となるようにその
量を調整すればよい。
内層部の補強材の繊維形態は短繊維が一定の方向に配向
している方が強度的に好ましいがランダム配向であって
も表層部が補強されているため、従来の繊維強化樹脂ロ
ッカアームよシは強度的に優れている。またランダム方
向に堆積させた短繊維ζこ粘結剤を含浸してマット状に
したチョツプドマットや、長繊維をからませて作ったソ
ートに粘結剤を含浸したスワールワットも同様な意味で
内層部の補強材として使用できる。
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
〔実施例〕
第1図は一般的なロッカアームの外形を示すもので1は
ロッカアーム、2はロッカアームパッド、乙はシャフト
孔、4はシャフト、5は調整ねじを表わす。そこで本発
明のロッカアーム、特lこ内層部の短繊維が一定方向に
配向したロツカアームヲーtU造するlこは次の手順に
よる。
長さ20uにカットされた ガラスチョツプドストラン
ドを、振動する傾斜板上に多数の釘を植えた整列装置に
供給し、釘の間を通すことによシ一方方向に配向させた
後、エポキシ樹脂を約1關の厚さζこ塗布したポリエチ
レンフィルムの上に導く。なおランダム配向の場合は上
記の整列装置は不要となる。エポキシ樹脂液としてはシ
ェル社の製品(商品名:エピコート8’28)を使用し
、滴状硬化剤としてジシアンジアミドを、エポキシ樹脂
液100部に対し6部添加した。才たガラス短縁′維に
対する含浸液量は重量比で65:35 とした。そして
上記の塗膜の上にポリエチレンフィルムを重ねて連続ロ
ールの間に通し、ガラス繊維にエポキシ樹脂を含浸させ
た後、一定時間の加熱処理を行ない、一方向短繊維ブリ
プレグシートを得た。このプリプレグシートを一定の長
さに切断し、長さ方向に巻いて内層部用棒状プリプレグ
とした。
一方、カーボン繊維のストランドを編組してなる筒状体
に前記と同一組成のエポキシ樹脂液を含浸して加熱処理
し、前記の棒状プリプレグよυも20ないし30チ増し
の長さにカットし重ねた筒状体を含浸する。次に上記プ
リプレグの所定の位置の編組を押し分けて鋳鉄製ロッカ
アームパッド6(第3図参照)の突起部6aを差込む。
次に棒状体プリプレグの所定の位置に孔をあけて雌ねじ
部材7を挿入してから筒状体プリプレグを棒状体プリプ
レグの上にかぶせる。
このとき編組を広げて雌ねじ部材7′の先端部を編組で
しめつける。このようにしてロッカアームパッド6と雌
ねじ部材7をプリプレグに組込み編組を元通シに整えて
から分割された上型き下型の間にセットして圧縮成形す
る。圧縮成形は160°Cの金型温度で5Kg/61の
圧力に10分間保持し、プリプレグの樹脂を軟化させた
後40々/CI+1に加圧すると始めの軟化状態で積層
体が長手方向に流動し、上型、下型の隅々に充填し、そ
のま\硬化が始まって約50分後には完了する。
第2図は硬化完了後のロッカアーム1の平面図、第6図
は同じく正面図を表わし、編組8の網目が表面にみえて
いる。そして雌ねじ部材7の内面にねじ加工を施こし、
さらにシャフト孔9の孔あけ加工を行なって本発明のロ
ッカアームが得られる。第4図はその長手方向(第2図
、A−A方向の断面図を表わし、短繊維10が長手方向
に配向し、表層部11と内層部12が一体的に成形され
、更にロッカアームパッド6と雌ねじ部材7とが一体的
に組込まれている状態を示している。
雌ねじ部材7はスチールまたはアルミニウムの円筒で第
5図に示す如く、表面に長さ方向のねじ構造8aを設け
て平面状のものよシも樹脂との接触面積を広げアジヤス
ティングスクリューの締付けの際の雌ねじの回転及び離
脱を防止できる。
次に上り己実施例に記載のロッカアーム(4)、同じく
本発明によるが内層部の繊維がランダム配向のロッカア
ーム(A’ )、従来のクロス繊維を用いたロッカアー
ム(B)(第6図−(イ)、(ロ)参照)及びランダム
配向のチョツプド繊維を用いたロッカアーム(c) (
r87図−(イ)、(ロ)参照)にっき素材(プリプレ
グ)をカットしてから成形型にセットするまでの所要工
数、製品となってからの最大破壊荷重及び500に、負
荷時のたわみ量を測定した。その結果を下の表に示す。
なお、第6図中、16はクロスを表わし、第7図中、1
4はチョツプド繊維を表わす。
※ :層間せん断破壊強度を示す。
上記の結果、本発明によるロッカアームは従来の技術に
よるものよシも作業工数が減少し、強度、剛性が増加し
た。また実際のガソリンエンジンζこ組み込んで200
時間の連続運転を行なった結果、エンジンの置局回転数
は鋳鉄製ロッカアームを用いた場合よりも700r、p
、m(12%)向上し、動弁系の摩耗損失は6%低下さ
せることができた。これは本発明のロッカアームの重量
が鋳鉄製ロッカアームの45俤であることに因ると考え
られる。
〔発明の効果〕
上記の如く本発明のロッカアームは表層部が筒状の編組
で補強されているので従来の繊維強化樹脂製ロッカアー
ムに比較して強度が著しく増大し、またクロス繊維を用
いた場合のせん断破壊を起こすこともない。更に、ロッ
カアームパッドや雌ねじ部材が編組の間に組込まれるこ
とによシロツカアーム本体との接合力を増し、長期の運
転に耐えてエンジン性能を向上し、エネルギー節減の効
果が大きい。
【図面の簡単な説明】
第1図はロッカアームの部分断面図を表わし、第2図は
本発明実施例の平面図を表わし、第6図は本発明実施例
の正面図を表わし、第4図は本発明実施例の断面図を表
わし、第5図は雌ねじの部分断面図を表わし、第6図−
(イ)は従来のロッカアームの平面図を表わし、第6図
−(ロ)は同じく部分断面正面図を表わし、 第7図−(イ)は従来の他のロッカアームの平面図を表
わし、第7図−(o)は同じく部分断面正面図を茎わす
。 図中、 1・・・ロッカアーム、2・・・ロッカアームパッド、
6・・・シャフト孔、4・・・シャフト、5・・・アジ
ヤスティングスクリュー、6・・・ロッカアームパッド
、6a・・・突起部、7・・・雌ねじ部材、7a・・・
ねじ構造、8・・・編組、9・・・シャフト孔、10・
・−短繊維、11・・・表層部、12・・・内層部、1
3・・・クロス、14・・・チョツプド繊維 特許出願人 トヨタ自動車株式会社 (ほか1名) 第1図 3 牙2図 第3図 牙6図 オフ図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ることを特徴とする繊維強化樹脂製ロッカアーム。 (2) 内層部の強化材がロッカアームの長手方向に配
    向した短繊維である特許請求の範囲第1項記載の繊維強
    化樹脂製ロッカアーム。 シ、ロッカアームパッドとアジヤスティング雌ねじ部材
    とを組込み、圧縮成形してなることを特徴とする繊維強
    化樹脂製ロッカアーム。
JP17248583A 1983-09-19 1983-09-19 繊維強化樹脂製ロツカア−ム Pending JPS6065212A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2615244A1 (fr) * 1987-05-12 1988-11-18 Daimler Benz Ag Levier d'actionnement de soupape ou culbuteur, pour moteurs a combustion interne
WO2008052874A1 (de) * 2006-10-31 2008-05-08 Schaeffler Kg Ventiltriebs-hebel für eine brennkraftmaschine
EP3447259A4 (en) * 2016-10-20 2019-08-07 Mitsubishi Heavy Industries Engine & Turbocharger, Ltd. ROCKER ARM

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