JP2715381B2 - タペット - Google Patents
タペットInfo
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- Transmission Devices (AREA)
Description
内燃機関その他の産業用機械に用いるタペットに関す
る。
は、カム等との片当たりを防止する目的で中央に向かっ
て数μm〜数十μmの緩やかな膨らみを持たせた所謂ク
ラウニング形状になっている。このクラウニング形状は
三次曲面であるため、研磨等の方法では成形が困難でコ
ストが高くつく。そこで、金属にセラミック板をろう付
けし、その両者の熱膨張率の差を利用してセラミック板
の表面にクラウニング形状をつけるようにした技術が本
出願人の出願に係る特開昭63−225728号に開示
されている。
5728号の技術は、第1にろう付けする際に接合炉内
の場所によって若干の温度差や冷却速度の差があるこ
と、第2に鋼材のロットによっても収縮量が僅かづつ異
なること、等の理由によってクラウニング量のばらつき
が大きくなる虞がある。タペットに要求されるクラウニ
ング量は、少なすぎるとカムとの片当たりを生じ、多す
ぎると面圧が高くなりすぎて異常摩耗の原因になるた
め、非常に厳しく管理する必要がある。従って、クラウ
ニング量のばらつきを如何に許容範囲内に抑制できるか
が前記特開昭63−225728号の重要な課題であっ
た。また、エンジン等の運転時にタペットの温度が上昇
すると、金属とセラミックの熱膨張率の差によって金属
が多く伸びるためクラウニング量が減少する。このクラ
ウニング量の減少が初期クラウニング量を上回ると逆ク
ラウニング形状になり、カムとの片当たりを起こす。特
に、スライダー部の下端に鍔部を形成した所謂逆さ茸形
のタペットでは、鍔部の剛性がスライダー部に比べて小
さいため変形し易く、運転時の熱で逆クラウニング形状
になる危険性が高い。従って、このような運転時の熱に
よるクラウニング量の減少を如何に少なくできるかとい
う点も先の課題と同様に重要であった。
するべくなされたもので、生産時のクラウニング量のば
らつきを許容範囲に抑制し、さらに使用時(運転時)の
熱によってもクラウニング量の減少が少ないタペットの
提供を目的とする。
め本発明は、スライダー部の下端に鍔部を形成した逆さ
茸形をなす金属製のタペット本体と、該タペット本体の
底壁に接合され、前記タペット本体との熱膨張率の差を
利用してクラウニング形状がつけられるセラミック板と
からなるタペットにおいて、タペット本体の鍔部の最大
厚みA2と鍔部径D1との寸法比を(A2/D1≧0.
1)にし、且つ、鍔部の最大厚みA2とセラミック板の
厚みA1との寸法比を(A2/A1≧2)にしたタペッ
トを提供するものである。またさらに望ましくは、前記
タペット本体の鍔部の最大厚みA2と鍔部径D1との寸
法比を(0.1≦A2/D1≦0.4)にするのが良
い。なお、ここで鍔部の最大厚みA2とは、鍔部の下端
から、スライダー部と同径の部分までの厚さをいう。
倍未満の場合は鍔部の剛性が不足し、クラウニング量の
ばらつきが大きくなる。従って、過大なクラウニングが
ついて異常摩耗するか、或いは、クラウニングが小さす
ぎてカムとの片当たりを起こし、やはり異常摩耗する。
鍔部の最大厚みA2がセラミック板の厚みA1の2倍未
満の場合には、鍔部が変形してしまうため規定のクラウ
ニング量を得ることが難しく、また、運転時の熱影響を
受けて鍔部が多く膨張してクラウニング形状を保てな
い。そしてさらに、セラミック板の厚みA1が薄い場合
は、運転時にセラミック板に作用する衝撃力を鍔部が吸
収しきれず、セラミック板が破壊する場合がある。一
方、鍔部の最大厚みA2と鍔部径D1との寸法比を高く
してゆくと鍔部とセラミック板の接合部に大きな引張応
力が作用してセラミック板の割れや剥離という弊害が若
干現れる事があるが、請求項2のように、タペット本体
の鍔部の最大厚みA2を鍔部径D1の0.4倍以下に設
定すればそのようなセラミック板の割れや剥離も防ぎ得
る。また、本発明の寸法比率に設定したものでは生産時
のクラウニング量のばらつきが小さいが、それはタペッ
トのクラウニング量変化が温度変化に対して鈍感である
ことを意味する。従って、運転時の温度変化に対しても
鈍感な反応を示し、クラウニング量の減少が極めて少な
い。
図である。該タペットIは、金属製のタペット本体1の
底壁にセラミック板2を接合したものである。タペット
本体1は、プッシュロッドとの当たり面となる半球状の
凹部3を頂部に形成した円柱状のスライダー部4と、そ
のスライダー部4の下端に形成した略円錐台径の鍔部5
とからなり、総合的に逆さ茸形をしている。材質は、J
ISSNCM630であり、かかる材質の丸棒から削り
だして成形する。セラミック板2は窒化珪素90重量%
にY2O3−Al2O3系焼結助材を混合し、成形バインダ
を加えて金型プレスにより円板状に成形し、焼成後両面
を研磨加工した。タペット本体1とセラミック板2はT
iを含む銀ろうにより真空中で800℃×30分で加熱
接合した。銀ろうはAg−Cu−In−Ti系を用い
た。タペットIの形状は、鍔部5の最大厚みA2と鍔部
径D1との寸法比が(A2/D1≧0.1)を満足し、
且つ、鍔部5の最大厚みA2とセラミック板2の厚みA
1との寸法比が(A2/A1≧2)となるように設定さ
れる。
を多数製作しクラウニング量について調べた。テストサ
ンプルの各部の寸法は、全長L=80mm、鍔部径D1=
φ40mm、スライダー部径D2=25mm、セラミック板
2の厚みA1=2mm,3mm、鍔部5のテーパ角α=10
゜,30゜とし、本発明の効果を確認するため鍔部5の
最大厚みA2を種々変更した。そして、テストサンプル
を、1つの形状について5種類の鋼材ロット(鋼材の溶
解ロット)各20個づつを用いて合計100個製作し、
その100個の全てについてクラウニング量を測定し
た。この作業を全てのテストサンプルごとに行った。各
々の形状でのクラウニング量のばらつきを標準偏差値
(±3σ)で表し、その結果を図2のグラフに示す。な
お、テストサンプルで許容されるクラウニング量は15
μm〜45μmであることが他の試験で確認されてい
る。すなわち、この値以外のものはカムとの片当たり
や、面圧の上昇等の問題が発生し、カムが異常摩耗する
のである。従って、許容されるクラウニング量の幅は3
0μm以下である。
と鍔部径D1の比が(A2/D1<0.1)のものはク
ラウニング量のばらつきが大きくて問題あることが判
る。また、鍔部5の最大厚みA2とセラミック板2の厚
みA1の比が(A2/A1<2)のものでは、仮に鍔部
5の最大厚みA2と鍔部径D1の比が(A2/D1≧
0.1)であっても規定値に入らないものが多くあっ
た。一方、鍔部5の最大厚みA2と鍔部径D1の比が
(A2/D1>0.4)のものではセラミック板2の割
れや接合面の剥離が、セラミック板2の厚みA1=2mm
のもので2%、セラミック板2の厚みA1=3mmのもの
で8%あった。この結果は、鍔部の最大厚みA2と鍔部
径D1との寸法比を(A2/D1≦0.4)にすること
により本発明の効果がより完全に達成できることを示
す。またそれと同時に、鍔部5の最大厚みA2と鍔部径
D1の比が(A2/D1>0.4)であっても不良率が
僅かであることから、(A2/D1)の上限値を限定し
ない請求項1の発明でも、所期の目的を十分達成できる
ことが判る。
から、クラウニング量の小さなもの(約15μm)を抽
出し、運転時最大温度相当である150℃に加熱した状
態でのクラウニング量を測定した。その結果を図3のグ
ラフに示した。このようにタペットを150℃に加熱し
て測定した結果、室温状態で許容範囲内のクラウニング
が形成されている場合でも、鍔部5の最大厚みA2と鍔
部径D1との比が(A2/D1<0.1)のものでは、
クラウニング形状が保たれずに殆どフラットになった
り、或いは逆クラウニング形状になってしまうことが確
認できた。そしてテストサンプルの一部をOHVディー
ゼルエンジン(排気量 15,000cc、8気筒)に
装着し、定格回転数(約2,500rpm)の150%
で100時間運転したところ、前記セラミック板2がフ
ラットになったり逆クラウニング形状になったタペット
Iはカムに異常摩耗が発生した。一方、本発明に係るタ
ペットIを使用したものでは、タペットI及びカムの双
方とも摩耗量は3μm以下であり全く問題はなかった。
図である。該タペットIIは、金属製のタペット本体1を
上半部1aと下半部1bに分割形成して溶接接合し、こ
のタペット本体1の底壁にセラミック板2をろう付け接
合したものである。上半部1aはJIS S40Cの鋼
材丸棒から有底円筒状に削りだし、900℃に加熱して
油焼き入れしたものである。下半部1bはJIS SN
CM630の鋼材を削りだして成形したものである。セ
ラミック板2は前記タペットIと同じである。そして、
先ず下半部1bとセラミック板2を前記タペットIと同
じ条件でろう付けしたのち、上半部1aと下半部1bを
電子ビーム溶接により接合した。
を製作し、前記と同様クラウニング量のばらつきを調べ
た。各々の形状でのクラウニング量のばらつき(±3
σ)を図5に示す。なお、タペットII各部の寸法は、全
長L=60mm、鍔部径D1=φ33mm、スライダー部外
径D2=20mm、同内径D3=15mm、セラミック板2
の厚みA1=1.5mm,2mm,3mm、鍔部5のテーパ角
α=20゜(但し、A2/D1<0.1のものは10
゜)とし、本発明の効果を確認するため鍔部5の最大厚
みA2を種々変更した。この結果からも本発明に係るタ
ペットIIのクラウニング形状が許容範囲にあることが確
認できる。
明かなように、本発明のタペットは、生産時のクラウニ
ング量のばらつきを最小限に抑制することができる。こ
れによりタペット製造の歩留まりを大幅に向上させるこ
とができる。すなわち、クラウニング量自体は、セラミ
ック板の接合温度や冷却温度を変えることによってコン
トロールできるから、許容されるクラウニング量の範囲
内にばらつきが収まるように接合温度等を設定すればよ
いのである。また、本発明の寸法比率に設定したもので
は、クラウニング量変化が温度変化に対して鈍感にな
り、運転時の温度変化に対してもクラウニング量の減少
が極めて少なくなる。如上のように本発明は、金属とセ
ラミック板の熱膨張率の差を利用してクラウニング形状
をつける技術の生産性と信頼性を著しく高めることがで
きる。また、請求項2のように鍔部の最大厚みを鍔部径
の0.4倍以下に制限することによって、生産時におけ
るセラミック板の割れや剥離等の不良も生じない効果が
ある。
のばらつき)の関係を示すグラフである。
ラウニング量)の関係を示すグラフである。
のばらつき)の関係を示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】 スライダー部の下端に鍔部を形成した逆
さ茸形をなす金属製のタペット本体と、該タペット本体
の底壁に接合され、前記タペット本体との熱膨張率の差
を利用してクラウニング形状がつけられるセラミック板
とからなるタペットにおいて、タペット本体の鍔部の最
大厚みA2と鍔部径D1との寸法比を(A2/D1≧
0.1)にし、且つ、鍔部の最大厚みA2とセラミック
板の厚みA1との寸法比を(A2/A1≧2)にしたこ
とを特徴とするタペット。 - 【請求項2】 前記タペット本体の鍔部の最大厚みA2
と鍔部径D1との寸法比を(0.1≦A2/D1≦0.
4)にしたことを特徴とする請求項1記載のタペット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10865491A JP2715381B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | タペット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10865491A JP2715381B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | タペット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04314903A JPH04314903A (ja) | 1992-11-06 |
JP2715381B2 true JP2715381B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=14490292
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10865491A Expired - Lifetime JP2715381B2 (ja) | 1991-04-12 | 1991-04-12 | タペット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2715381B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0794321B1 (en) | 1995-06-19 | 2002-12-04 | Sumitomo Electric Industries, Limited | Sliding part and method for manufacturing the same |
KR100246706B1 (ko) * | 1995-06-26 | 2000-04-01 | 구라우치 노리타카 | 세라믹 슬라이딩 부품 |
JP2012072671A (ja) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関のバルブリフタ |
-
1991
- 1991-04-12 JP JP10865491A patent/JP2715381B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04314903A (ja) | 1992-11-06 |
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