JPWO2012081198A1 - 駆動カム、及びエンジンの動弁装置 - Google Patents

Abstract

摺動面の耐摩耗性が改善され、耐久性が向上した駆動カム、及びそれを含むエンジンの動弁装置を提供する。本発明の駆動カム１３ａは、窒化鋼からなり、摺動面に、軟窒化処理により形成された硬化層を有し、前記硬化層が前記摺動面の表面に存在するものである。当該駆動カムと組み合わせて使用する従動機構３３は、駆動カムとの摺動面において、クロムめっき層と、前記クロムめっき層の上にダイヤモンドライクカーボン膜とを有することが好ましい。

Description

本発明は、エンジンの動弁装置において使用される駆動カム、及びそれを含むエンジンの動弁装置に関する。

エンジンの動弁装置においてクランク軸の回転に連動するよう構成された駆動カムは、これと摺動する従動機構（例えば、ロッカーアームやタペット）との摺動面が摩耗しないよう、高度の耐摩耗性が要求される。そのため、駆動カムは、耐摩耗性の高いチル鋳鉄で構成され、さらに耐摩耗性を向上させるため、チル鋳鉄に対し種々の表面硬化処理が施されることが知られている。例えば、特許文献１では、カム等の摺動部品をチル鋳鉄により構成し、その表面にＰＶＤ処理を行ない硬化被膜を形成することで、耐摩耗性を向上する技術が開示されている。また、そのような表面硬化処理の１つとして、駆動カムをチル鋳鉄で成形した後、軟窒化処理を施すことで、その表面に窒素を拡散浸透させ、化合物層及び硬化層（拡散層）を形成することによって、耐摩耗性を向上させることが行なわれている。

特許文献２では、エンジンの動弁装置において前記駆動カムと摺動するロッカーアームの摺動面にクロムメッキを施した後、２段階の研磨処理を施すことで、ロッカーアームの耐摩耗性を向上させる技術が開示されている。

一方、例えば特許文献３では、駆動カムの回転運動を揺動カム機構によりバルブの往復運動に変換すると共に、揺動カム機構の揺動角範囲を変更することで、エンジンの回転数に応じたバルブタイミング制御を実現する制御装置を導入した可変バルブタイミング式の動弁装置が開示されている。

特開２００４−２０４７６２号公報 特開２０１０−１５６２４７号公報 特開２００９−１０３０８３号公報

近年のエンジンの高出力化に伴い、混合気流量が増大してバルブのリフト量が大きくなり、それに伴って、摺動面に作用する圧力が大きくなる傾向にある。特に可変バルブタイミング式の動弁装置では、バルブを往復運動させるために、駆動カムによる押圧力が大きくなる。そのため、駆動カムの摺動面に発生する摺動摩擦力が大きくなり、駆動カムの摺動面が極めて摩耗しやすいという問題があった。

駆動カムの摺動面に作用する圧力が大きくなると、従来の表面処理方法により達成されていた耐摩耗性をさらに向上することが求められる。特に、チル鋳鉄表面に軟窒化処理を施して化合物層及び硬化層を形成してなる駆動カムにおいては、カム表面の化合物層が硬くてもろいものであるため、大きな面圧が印加されると摺動面表面の化合物層が剥離しやすくなる。化合物層がわずかでも剥離すると、全面的な剥離が容易に進行しやすい。化合物層の剥離が進行すると硬化層が露出することになるが、チル鋳鉄の硬化層は耐摩耗性が低いため、駆動カムの耐摩耗性が大幅に低下してしまうという問題があった。

そこで本発明は、摺動面の耐摩耗性が改善され、耐久性が向上した駆動カム、及びそれを含むエンジンの動弁装置を提供することを目的とする。

本発明は上述のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明の駆動カムは、エンジンの動弁装置においてクランク軸の回転に連動する、摺動面を有する駆動カムであって、窒化鋼からなり、前記摺動面に、軟窒化処理により形成された硬化層を有し、前記硬化層が前記摺動面の表面に存在することを特徴とする。

上記構成によれば、駆動カムの摺動面表面が、前記硬化層からなり、軟窒化処理により形成された化合物層を有しないので、駆動カムの摺動により化合物層が剥離するという問題を回避することができる。本発明の駆動カムの摺動面表面には、軟窒化処理により形成された硬化層が露出していることになるが、当該硬化層は、従来のチル鋳鉄ではなく、窒化鋼に対して軟窒化処理を施して形成された硬化層であるので、十分な硬度と厚みを持っており、耐摩耗性が極めて高い。結果、上記構成による本発明の駆動カムは、チル鋳鉄に対し軟窒化処理を施し表面に化合物層を持つ従来の駆動カムと比較して、耐摩耗性が大幅に改善されている。

本発明の駆動カムは、前記摺動面に、前記軟窒化処理を施すことで前記硬化層及び前記化合物層を形成した後、前記化合物層を除去することで製造されることが好ましい。この方法によると、本発明の駆動カムを簡便に生産することができる。

前記硬化層は、ビッカース硬さが５５０ＨＶ１００ｇｆ以上の層であり、厚みが１００〜３００μｍであることが好ましい。これにより、駆動カムの摺動面表面に露出している硬化層が十分な硬さ及び厚みを有することになるので、本発明の駆動カムはより優れた耐摩耗性を達成することができる。

前記窒化鋼は、ベイナイト組織が形成されたものであることが好ましい。このような窒化鋼に対し軟窒化処理を施すと十分な硬度と厚みを有する硬化層を形成できるので、本発明の駆動カムはより優れた耐摩耗性を達成することができる。

本発明はまた、前記駆動カムと、前記駆動カムとの摺動により駆動される、前記駆動カムの前記摺動面に接触する摺動面を有する従動機構と、を含む、エンジンの動弁装置にも関する。当該動弁装置は本発明の駆動カムを使用しているので、駆動カムの摺動面の耐摩耗性が優れているので、エンジンの運転条件が厳しく駆動カムに対する摺動摩擦力が大きい場合においても良好な耐久性を発揮することができる。

前記動弁装置における前記従動機構の前記摺動面において、クロムめっき層と、前記クロムめっき層の上にダイヤモンドライクカーボン膜とが形成されていることが好ましい。従動機構の摺動面にクロムめっき層を設けることで、耐摩耗性を向上させることができる。さらに、クロムめっき層表面にダイヤモンドライクカーボン層を設けることで、厳しい運転条件下で問題となり得る耐焼付き性を改善することができ、しかも同時に、耐摩耗性をさらに向上させることができる。

前記クロムめっき層は、面粗度Ｒｚが０．５μｍ以下であり、かつ０．１μｍ以上の凹凸の周期が５０μｍ以上であるように研磨処理されたものであることが好ましい。これにより、従動機構と駆動カムとの間の摩擦が低減されるので、双方の摺動面の摩耗を抑制することが可能になる。

ダイヤモンドライクカーボン膜は、金属含有ダイヤモンドライクカーボン膜であることが好ましい。これにより、耐焼付き性の改善、及び耐摩耗性の向上を確実に達成することができる。

本発明の第一実施形態では、前記従動機構が、前記駆動カムの前記摺動面に接触する摺動面と、タペットに接触する摺動面とを有する機構である。本形態の動弁装置では、駆動カムと従動機構（例えばロッカーアーム）が互いに対する摺動面を有すると共に、当該従動機構とタペットが互いに対する摺動面を有する。この形態において、本発明の効果を達成することが可能である。

当該第一実施形態において、前記動弁装置が、可変バルブタイミング式のものであることが好ましい。ここで、可変バルブタイミング式の動弁装置とは、エンジンのクランク軸の回転に連動する駆動カムと、前記駆動カムに接触する従動部材と、前記従動部材に取り付けられて前記従動部材の動きをタペットに伝達する揺動部材と、前記従動部材と前記揺動部材との間の相対位置を変更させる相対位置変更機構とを有するものである。このような可変バルブタイミング式の動弁装置では駆動カムの摺動面に対する面圧が大きく変動するため、駆動カムの摺動面が摩耗しやすくなるが、本発明によると可変バルブタイミング式の動弁装置においても駆動カムの摺動面が摩耗しにくいため好ましい。

本発明の第二実施形態では、前記従動機構が、前記駆動カムの前記摺動面に直接接触する摺動面を有するタペットを含む。本形態の動弁装置では、駆動カムの摺動面に対しタペットが直接接触しており、当該タペットが前記従動機構に相当する。この形態においても、本発明の効果を達成することが可能である。

本発明によって、エンジンの動弁装置において駆動カムの摺動面の耐摩耗性を改善し、耐久性を向上させることが可能となる。特に運転条件が厳しく従来駆動カムの摺動面が摩耗しやすかった可変バルブタイミング式の動弁装置においても、耐摩耗性を改善し、耐久性を向上させることができる。

第一実施形態における可変バルブタイミング式の動弁装置及びその周辺を示した断面図 軟窒化処理が施された窒化鋼の表面近傍を概念的に示した断面拡大図 本発明に係る駆動カムの摺動面の表面近傍を概念的に示した断面拡大図 第二実施形態におけるエンジンの動弁装置の要部を取り出して示した断面図

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。

（第一実施形態）
図１は第一実施形態におけるエンジンの動弁装置１１Ａ，１１Ｂ及びその周辺を示した断面図である。図１に示すように、当該エンジンは、ダブル・オーバーヘッド・カムシャフト式（DOHC式）のエンジンである。当該エンジンのシリンダヘッド１２には、燃焼室１４に連なる吸気ポート１２Ａ及び排気ポート１２Ｂが設けられている。シリンダヘッド１２の上方には吸気側の駆動カム軸１３と排気側の駆動カム軸１５とが配置され、その上方にはシリンダヘッドカバー１６が被せられている。駆動カム軸１３，１５は、当該エンジンのクランク軸（図示せず）にチェーン等の回転伝達機構（図示せず）を介して接続されており、クランク軸（図示せず）に連動して回転する。シリンダヘッド１２には、燃焼室１４を吸気ポート１２Ａに対して開放／閉塞させる吸気バルブ機構１７Ａと、燃焼室１４を排気ポート１２Ｂに対して開放／閉塞させる排気バルブ機構１７Ｂとが設けられている。吸気バルブ機構１７Ａは吸気側の動弁装置１１Ａにより開閉動作し、排気バルブ機構１７Ｂは排気側の動弁装置１１Ｂにより開閉動作する。動弁装置１１Ａ，１１Ｂは、可変バルブタイミング式である。吸気側と排気側とでバルブ機構１７Ａ，１７Ｂ及び動弁装置１１Ａ，１１Ｂは略同一構造であるため、以下は吸気側について代表して説明する。

吸気バルブ機構１７Ａは、吸気ポート１２Ａを開閉するフランジ部２０ａと、フランジ部２０ａから上方に延びるステム部２０ｂとを有するバルブ本体２０を備えている。ステム部２０ｂの上端部には溝が形成され、その溝にコッター２１が挟み込まれ、コッター２１にスプリングリテーナ２３が取り付けられている。そして、シリンダヘッド１２の上面には、スプリングシート２４が取り付けられており、スプリングシート２４とスプリングリテーナ２３との間にバルブ用スプリング２２が介装されている。よって、バルブ用スプリング２２によりバルブ本体２０が上方に向けて付勢され、吸気ポート１２Ａが閉塞される。また、コッター２１の上面にはタペット３１が取り付けられている。

動弁装置１１Ａは、当該エンジンのクランク軸の回転に連動する駆動カム軸１３と、駆動カム軸１３に固定された駆動カム１３ａと、駆動カム１３ａに接触して駆動カム１３ａの動きを吸気バルブ機構１７Ａのタペット３１に伝達する揺動カム機構３２とを備えている。揺動カム機構３２は、駆動カム１３ａと接触する従動部材３３と、従動部材３３に取り付けられて吸気バルブ機構１７Ａのタペット３１を押圧する揺動部材３４と、従動部材３３と揺動部材３４との間の相対位置を変更させる相対位置変更機構とを有している。相対位置変更機構は、揺動部材３４を揺動自在に支持する制御軸３５と、従動部材３３を揺動部材３４に対して角変位自在に接続する連結ピン３６と、制御軸３５の一部に回転自在に設けられて従動部材３３を駆動カム１３ａからの力に抗して支持するローラ３７と、従動部材３３を駆動カム１３ａに向けて付勢する従動用スプリング（図示せず）とを有している。制御軸３５をモータ（図示せず）により角変位させることによって、揺動部材３４と従動部材３３との制御軸３５回りの周方向の相対位置関係が変化し、バルブ本体２０の弁開放時間及びリフト量を変化させることが可能となる。

駆動カム１３ａは、揺動カム機構３２中の従動部材３３と接触している。本発明において、駆動カム１３ａは窒化鋼が所定の形状に成形加工されたものである。窒化鋼とは従来公知のものであり、窒化処理を施すことを目的に、硬い表層部が容易に得られるようアルミニウム（Ａｌ）やクロム（Ｃｒ）を合金させ、さらにマンガン（Ｍｎ）、モリブデン（Ｍｏ）やバナジウム（Ｖ）等を適宜添加した特殊鋼である。本発明において窒化鋼としては種々のものを使用することができるが、中でも、軟窒化が迅速に行なわれ、深い硬化層を得やすいことから、ベイナイト組織を有する窒化鋼が好ましい。

駆動カム１３ａを構成する窒化鋼は、少なくとも従動部材３３との摺動面において、軟窒化処理が施されたものである。軟窒化処理としてはガス軟窒化、プラズマ軟窒化、イオン軟窒化、タフトライド、浸硫酸窒化等が知られており、その実施条件としては特に限定されないが、高温での熱処理に起因するカムの歪みを抑制するため５２０℃以下で処理することが好ましい。本実施形態では、ガス軟窒化処理を用いた。

軟窒化処理により、窒化鋼の表面に窒素が拡散浸透することで、表面近傍の窒素量が高まり、窒化物からなる化合物層が最表層に形成され、及び、化合物層の下部には、窒素が拡散して形成された硬化層が形成される。この層構造を図２に示す。図２では、窒素が拡散浸透していない未窒化層５３の上に、窒素が拡散浸透している硬化層５２が形成され、硬化層５２の上に、窒化物からなる化合物層５１が形成されている。化合物層５１が最表層を構成している。

化合物層５１は、軟窒化処理を施された窒化鋼の最表層に形成されたおよそ数μｍ〜数十μｍ程度の層である。組成的には、鉄やクロム等の複合窒化物からなる層である。一方、硬化層５２は、拡散層とも呼ばれ、化合物層５１の直下に形成される層である。鉄の窒化物は形成されておらず、単に窒素が固溶しただけの層であるか、あるいは、窒素が固溶した母相に、アルミニウムやクロム等の添加元素の窒化物が分散してなる複合層である。

軟窒化処理により形成された化合物層は硬くてもろく、割れやいものである。そのため、化合物層を最表面に有する窒化鋼を用いて駆動カムを形成すると、運転時の面圧によって化合物層は剥離しやすく、耐久性に問題が生じる。

そのため、本発明では、駆動カム１３ａを構成する窒化鋼の表面に軟窒化処理を施すことで化合物層及び硬化層を形成した後、化合物層のみを除去し、硬化層を最表面に露出させるように構成した。窒化鋼に対し軟窒化処理を施すことで形成された硬化層は、十分な硬度と厚みを持っており、耐摩耗性が極めて高い。このような硬化層が駆動カムの摺動面の最表面に存在することで、駆動カムの耐摩耗性が大幅に改善される。本発明に係る駆動カムの摺動面の表面近傍における層構造を図３に示す。図３では、窒素が拡散浸透していない未窒化層５３の上に、窒素が拡散浸透している硬化層５２が形成されているが、図２とは異なり、硬化層５２は最表面で露出しており、硬化層５２の上には化合物層５１は形成されていない。

本発明に係る駆動カムの摺動面の最表面に形成された硬化層は、ビッカース硬さが５５０ＨＶ１００ｇｆ以上を示す層であることが好ましい。また、このような硬さを示す硬化層の厚みは１００〜３００μｍであることが好ましい。硬化層がこのような硬さ及び厚みを兼ね備えることで、より優れた耐摩耗性を発揮することが可能となる。なお、未窒化層では、ビッカース硬さが５５０を大きく下回り、例えば３００程度であり、硬さに乏しい。

本発明の駆動カムは以下の工程を順次経ることにより製造することができる。
（１）窒化鋼からなる駆動カムを成形する工程。
（２）成形された駆動カムの表面のうち少なくとも摺動面に軟窒化処理を施すことで硬化層及び化合物層を形成する工程。
（３）前記化合物層を前記摺動面から除去し、前記硬化層を前記摺動面の最表面に露出させる工程。

工程（３）において、化合物層を摺動面から除去する方法は特に限定されず、通常の機械的な研磨処理等により除去する方法を用いることができる。また、除去処理により化合物層が除去されたことを確認するには、摺動面の断面で硬さ分布を測定する方法や、摺動面の断面組織を電子顕微鏡で観察する方法を適用することができる。

本発明者らは、軟窒化処理を施すことで硬化層及び化合物層が形成されている摺動面を持つ駆動カムと、軟窒化処理後に化合物層を除去し硬化層が最表面に露出している摺動面を持つ駆動カムとをそれぞれ４種類作成し、それらを特定条件下で回転摺動試験に付した後、駆動カムの摺動面表面の特定５箇所で摩耗量を測定した。その結果、いずれの駆動カムでも、いずれの摺動面表面の測定箇所においても、化合物層を除去した駆動カムで摩耗量が顕著に減少していた。平均すると、化合物層を除去することで摩耗量が半分以下に減少するという結果が得られた。以上により、摺動面表面の化合物層を除去することで、駆動カムの摺動面の耐摩耗性が著しく向上することが実験的に確認された。

また、化合物層を除去していない場合には、その化合物層の厚みにかかわらず、耐摩耗性に劣ることも確認された。すなわち、最表面の化合物層の厚みが３μｍである摺動面を持つ駆動カムと、当該厚みが１６μｍである摺動面を持つ駆動カムとを準備し、上述のように摩耗量を測定したところ、いずれの駆動カムにおいても、相当量の摩耗が発生した。この結果から、化合物層の厚みを薄くしても耐摩耗性を向上させることはできないことが確認された。上述のとおり、駆動カムの摺動面の耐摩耗性を向上させるには、化合物層を除去し、硬化層を露出させる必要がある。

次に、駆動カム１３ａと接触している従動部材３３について説明する。この従動部材としては、鋼材から構成された成形体の摺動面（駆動カムとの摺動面）表面にクロムめっき処理を施してなるものを用いることができる。このクロムめっきは耐摩耗性の向上を目的としたものである。

しかし、本発明者らは、このクロムめっき処理が施された従動部材と、上述のように化合物層が除去され硬化層が露出した駆動カムとを用い、面圧の変動が激しい可変バルブタイミング式の動弁装置において運転を行なうと、焼付きが発生しやすくなり、耐焼付き性（耐凝着性）が低下するという問題が発生することを見出した。具体的には、駆動カム表面の材質がむしりとられ、その材質が従動部材の表面に凝着するという問題が発生した。これは、駆動カム表面の硬化層と従動部材表面とのあいだで生じた金属間結合に由来するものと推定される。化合物層を最表面に有する従来の駆動カムでは、化合物層が一種のセラミックスであることから、金属間結合を防止する保護膜の役割を果たしており、耐焼付き性が問題にならなかったと考えられる。本発明では駆動カム表面の化合物層が除去されているため、保護膜がなくなったことになり、可変バルブタイミング式の動弁装置における厳しい運転条件下では、駆動カム材質が従動部材表面に凝着するようになったと考えられる。

この耐焼付き性の問題を回避するため、本発明者は、クロムめっき処理が施された従動部材の摺動面（駆動カムとの摺動面）に対し、さらに各種表面処理を行なうことを検討した。しかし、表面処理としてスズめっき、カニゼンめっき（無電解ニッケルめっき）、又はカニフロンめっき等を施した場合には、そのめっき層自体が剥離して、従動部材の摺動面において摩耗が発生したため、耐焼付き性の改善に至らなかった。

しかしながら、クロムめっき処理が施された従動部材の摺動面を、さらにダイヤモンドライクカーボン膜で被覆すると、クロムめっき処理のみが施された従動部材を用いた場合と比較して、耐焼付き性が顕著に改善することが確認された。

ここで耐焼付き性の評価は、焼付きが発生した時の荷重（以下「焼付き荷重」）に基づいて行なった。クロムメッキ層のみを持つ従動部材である５個のサンプルでは、焼付き荷重が１０〜７０ｋｇｆの範囲で分散しており、ばらつきがあり不安定であったことに加え、うち３点は荷重が３０ｋｇ以下と、耐焼付き性が不十分なものであった。一方、クロムメッキ層の上にダイヤモンドライクカーボン膜を形成した３個のサンプルでは、焼付き荷重がいずれも４０〜５０ｋｇｆの範囲にあり、優れた耐焼付き性が示されると共に、しかも耐焼付き性が高レベルで安定していた。このように、ダイヤモンドライクカーボン膜形成による耐焼付き性の顕著な改善が確認された。

以上説明した耐焼付き性の改善と共に、駆動カム表面の耐摩耗性についてもさらに向上することが確認された。すなわち、クロムめっき層の上を、さらにダイヤモンドライクカーボン膜で被覆した従動部材を用いると、クロムめっき層のみを持つ従動部材を用いた場合と比較して、硬化層が最表面で露出している駆動カム表面の摩耗量が約半分程度に減少した。

以上から、従動部材の摺動面（駆動カムと接触する摺動面）では、クロムめっき層の上に、ダイヤモンドライクカーボン膜が形成されていることが耐焼付き性（耐凝着性）及び耐摩耗性の観点から好適である。従って、本実施形態では、従動部材３３として、このような構成を持つ従動部材を用いる。

従動部材におけるダイヤモンドライクカーボン膜は、ダイヤモンドライクカーボンから構成される薄膜であれば特に限定されない。ダイヤモンドライクカーボンとは、主として炭素から構成されるアモルファス状の硬質膜であり、本発明では従来公知の種々のものを使用できる。しかし、靱性、クロムめっき層との密着性、及び耐焼付き性といった観点から、金属含有ダイヤモンドライクカーボンが好ましい。本実施形態では、タングステン含有ダイヤモンドライクカーボンを用いた。

ダイヤモンドライクカーボン膜の厚みはおよそ１〜４μｍ程度であってよい。

ダイヤモンドライクカーボン膜の下に形成されるクロムめっき層は、ダイヤモンドライクカーボン膜の密着性を向上させ、当該膜を従動部材から剥離しにくくする作用を有する。さらに、厳しい運転条件下において万一ダイヤモンドライクカーボン膜が剥離した場合において、ある程度の耐焼付き性を発揮することも期待される。

クロムメッキ層は、駆動カムとの摺動面において、特許文献２（特開２０１０−１５６２４７号公報）の開示と同様の研磨処理が予め施されていることが好ましい。このような研磨処理により、クロムメッキ層表面は、面粗度Ｒｚが０．５μｍ以下であり、かつ０．１μｍ以上の凹凸の周期が５０μｍ以上であるように調整される。これにより、従動部材と駆動カムとの間の摩擦が低減される結果、駆動カムの摺動面における摩耗を抑えることができる。ダイヤモンドライクカーボン膜は極めて表面硬度が高いので、ダイヤモンドライクカーボン膜を形成する前のクロムメッキ層表面の面粗度を予め調整して、ダイヤモンドライクカーボン膜による駆動カム摺動面の摩耗を回避することが好ましい。

以上のようにクロムめっき層の研磨処理を行なった後、ダイヤモンドライクカーボン膜を形成する。ダイヤモンドライクカーボン膜の形成は従来の手法によることができる。

（第二実施形態）
図４は第二実施形態におけるエンジンの動弁装置の要部を取り出して示した断面図である。この実施形態は、第一実施形態から揺動カム機構３２を除外したものであり、駆動カム１３ａはタペット３１に直接接触している。

タペット３１は、鋼材から構成された成形体の摺動面（駆動カムとの摺動面）表面に、クロムめっき層を有し、さらにその上にダイヤモンドライクカーボン膜を有している。これによって、実施形態１における従動部材３３と同様、耐焼付き性が改善され、駆動カムの耐摩耗性をさらに向上させることができる。クロムめっき層とダイヤモンドライクカーボン膜の詳細は実施形態１の場合と同様である。

実施形態２は、揺動カム機構３２を持たず、タペット３１の摺動品表面がクロムめっき層及びダイヤモンドライクカーボン膜を有していること以外は、実施形態１と同様であり、第一実施形態と同じ点については説明を省略する。

以上のように、本発明に係る駆動カム、及びエンジンの動弁装置は、駆動カムの摺動面において摩耗による劣化を抑制することができ、自動二輪車等の乗り物のエンジンに広く適用することが可能である。

１１Ａ，１１Ｂ 可変バルブタイミング式動弁装置
１２ シリンダヘッド
１３ 吸気側の駆動カム軸
１４ 燃焼室
１５ 排気側の駆動カム軸
１７Ａ 吸気バルブ機構
１７Ｂ 排気バルブ機構
２０ バルブ本体
３１ タペット
３２ 揺動カム機構
３３ 従動部材
３４ 揺動部材
３５ 制御軸
３６ 連結ピン
３７ ローラ
５１ 化合物層
５２ 硬化層
５３ 未窒化層

Claims (10)

1. エンジンの動弁装置においてクランク軸の回転に連動する、摺動面を有する駆動カムであって、
   窒化鋼からなり、
   前記摺動面に、軟窒化処理により形成された硬化層を有し、前記硬化層が前記摺動面の表面に存在する、駆動カム。
2. 前記摺動面に、前記軟窒化処理を施すことで前記硬化層及び前記化合物層を形成した後、前記化合物層を除去することで製造される、請求項１に記載の駆動カム。
3. 前記硬化層は、ビッカース硬さが５５０ＨＶ１００ｇｆ以上の層であり、厚みが１００〜３００μｍである、請求項１に記載の駆動カム。
4. 前記窒化鋼は、ベイナイト組織が形成されたものである、請求項１に記載の駆動カム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の駆動カムと、
   前記駆動カムとの摺動により駆動される、前記駆動カムの前記摺動面に接触する摺動面を有する従動機構と、
   を含む、エンジンの動弁装置。
6. 前記従動機構の前記摺動面において、クロムめっき層と、前記クロムめっき層の上にダイヤモンドライクカーボン膜とが形成されている、請求項５に記載の動弁装置。
7. 前記クロムめっき層は、面粗度Ｒｚが０．５μｍ以下であり、かつ０．１μｍ以上の凹凸の周期が５０μｍ以上であるように研磨処理されたものである、請求項６に記載の動弁装置。
8. ダイヤモンドライクカーボン膜は、金属含有ダイヤモンドライクカーボン膜である、請求項６に記載の動弁装置。
9. 前記従動機構が、前記駆動カムの前記摺動面に接触する摺動面と、タペットに接触する摺動面とを有する機構である、請求項５に記載の動弁装置。
10. 前記動弁装置が、前記駆動カムに加えて、前記駆動カムに接触する従動部材と、前記従動部材に取り付けられて前記従動部材の動きをタペットに伝達する揺動部材と、前記従動部材と前記揺動部材との間の相対位置を変更させる相対位置変更機構とを有する、請求項９に記載の動弁装置。

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