JPH0893416A - 内燃機関用タペット及びその製造方法 - Google Patents
内燃機関用タペット及びその製造方法Info
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- JPH0893416A JPH0893416A JP6226299A JP22629994A JPH0893416A JP H0893416 A JPH0893416 A JP H0893416A JP 6226299 A JP6226299 A JP 6226299A JP 22629994 A JP22629994 A JP 22629994A JP H0893416 A JPH0893416 A JP H0893416A
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- F01L1/14—Tappets; Push rods
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F7/00—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
- B22F7/06—Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
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- Materials Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 タペット本体の頂壁の下面におけるエンジン
バルブのステム端の当接部分、並びに頂壁上面の強度を
高めて、耐摩耗性を向上させ、かつこのタペット本体を
簡単に製造しうる方法を提供する。 【構成】 タペット本体Aにおける頂壁1の上面及びエ
ンジンバルブのステム端が当接する部分に、硬質の金属
層を形成することにより、その部分の強度を高める。
バルブのステム端の当接部分、並びに頂壁上面の強度を
高めて、耐摩耗性を向上させ、かつこのタペット本体を
簡単に製造しうる方法を提供する。 【構成】 タペット本体Aにおける頂壁1の上面及びエ
ンジンバルブのステム端が当接する部分に、硬質の金属
層を形成することにより、その部分の強度を高める。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関における直動
型の動弁機構に用いられるタペット及びその製造方法に
関する。
型の動弁機構に用いられるタペット及びその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】図における(A)は、内燃機関における直
動型の動弁機構に用いられる従来のタペットを示す。タ
ペット(A)は、その上面が頂壁(02)により閉塞された円
筒形をなし、頂壁(02)の下面のほぼ中央部には、エンジ
ンバルブ(不図示)のステム端が当接する下向きの突部(0
3)が一体的に形成されている。
動型の動弁機構に用いられる従来のタペットを示す。タ
ペット(A)は、その上面が頂壁(02)により閉塞された円
筒形をなし、頂壁(02)の下面のほぼ中央部には、エンジ
ンバルブ(不図示)のステム端が当接する下向きの突部(0
3)が一体的に形成されている。
【0003】タペット(A)は、通常、低炭素の軟鋼材料
を冷間鍛造することにより成形され、そののち、浸炭焼
入れ等の熱処理が施される。
を冷間鍛造することにより成形され、そののち、浸炭焼
入れ等の熱処理が施される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
のタペット(A)のように、浸炭焼入れ等の熱処理を行な
うと、熱膨張等が発生して、各部の寸法精度が悪化し、
機械加工等による切削加工代が大きくなる問題がある。
このようになると、多くの機械加工工程が必要となるの
で、その作業が甚だ面倒で、かつ生産性も低下する。
のタペット(A)のように、浸炭焼入れ等の熱処理を行な
うと、熱膨張等が発生して、各部の寸法精度が悪化し、
機械加工等による切削加工代が大きくなる問題がある。
このようになると、多くの機械加工工程が必要となるの
で、その作業が甚だ面倒で、かつ生産性も低下する。
【0005】また、タペット(A)を軟鋼材料で成形する
と、浸炭焼入れ等によって各部を強化しても、エンジン
バルブのステム端が当接する部分や、回転カムが接触す
る頂壁の上面の強度を、十分に満足しうるものとするこ
とはできない。そのため、それらの部分に、上下方向の
圧縮荷重が繰返し作用すると、局部的に変形したり、摩
耗量が増大したりするおそれがある。
と、浸炭焼入れ等によって各部を強化しても、エンジン
バルブのステム端が当接する部分や、回転カムが接触す
る頂壁の上面の強度を、十分に満足しうるものとするこ
とはできない。そのため、それらの部分に、上下方向の
圧縮荷重が繰返し作用すると、局部的に変形したり、摩
耗量が増大したりするおそれがある。
【0006】本発明は、上記した欠点を解消すべくなさ
れたもので、頂壁の下面、並びに頂壁の上面の強度を高
めることにより、耐摩耗性、耐久性に優れた内燃機関用
タペット及びその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
れたもので、頂壁の下面、並びに頂壁の上面の強度を高
めることにより、耐摩耗性、耐久性に優れた内燃機関用
タペット及びその製造方法を提供することを目的とする
ものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、上面が頂壁により閉塞された円筒形をなすタペッ
ト本体における前記頂壁の下面のエンジンバルブのステ
ム端が当接する部分と、前記頂壁の上面における少なく
とも回転カムが接触する部分とに、それぞれ、所要厚さ
の硬質の金属層を設けたことにより解決される。
題は、上面が頂壁により閉塞された円筒形をなすタペッ
ト本体における前記頂壁の下面のエンジンバルブのステ
ム端が当接する部分と、前記頂壁の上面における少なく
とも回転カムが接触する部分とに、それぞれ、所要厚さ
の硬質の金属層を設けたことにより解決される。
【0008】上記タペットは、金型内おける中央の有底
孔内に、硬質の金属粉末を充填して圧縮することによ
り、所要厚さの圧粉体を形成したのち、前記金型内にお
ける前記圧粉体の上部とタペット本体の胴部形成用の隙
間に、軟質の金属粉末を充填して圧縮することにより、
頂壁の下部に硬質の圧粉体が圧着された有頂円筒形をな
す圧粉体を形成し、さらにこの圧粉体の頂壁の上面に硬
質の金属粉末を所要量充填して圧縮することにより、頂
壁の上面に、所要厚さの硬質の圧粉体層が圧着されたタ
ペット本体とほぼ同形の圧粉体を形成した後、この圧粉
体を焼結することにより製造される。
孔内に、硬質の金属粉末を充填して圧縮することによ
り、所要厚さの圧粉体を形成したのち、前記金型内にお
ける前記圧粉体の上部とタペット本体の胴部形成用の隙
間に、軟質の金属粉末を充填して圧縮することにより、
頂壁の下部に硬質の圧粉体が圧着された有頂円筒形をな
す圧粉体を形成し、さらにこの圧粉体の頂壁の上面に硬
質の金属粉末を所要量充填して圧縮することにより、頂
壁の上面に、所要厚さの硬質の圧粉体層が圧着されたタ
ペット本体とほぼ同形の圧粉体を形成した後、この圧粉
体を焼結することにより製造される。
【0009】また、上記タペットは、金型内における中
央の有底孔と、タペット本体の胴部形成用の隙間及び頂
壁形成用の空孔とに、それぞれ硬質の金属粉末と軟質の
金属粉末を交互に充填するとともに、前記空孔における
軟質の金属粉末の上部に硬質の金属粉末を所要量充填し
て、それらを同時に圧縮することにより、タペット本体
とほぼ同形をなす3層構造の圧粉体を形成したのち、こ
の圧粉体を焼結することにより製造される。
央の有底孔と、タペット本体の胴部形成用の隙間及び頂
壁形成用の空孔とに、それぞれ硬質の金属粉末と軟質の
金属粉末を交互に充填するとともに、前記空孔における
軟質の金属粉末の上部に硬質の金属粉末を所要量充填し
て、それらを同時に圧縮することにより、タペット本体
とほぼ同形をなす3層構造の圧粉体を形成したのち、こ
の圧粉体を焼結することにより製造される。
【0010】
【作用】請求項1の発明によると、タペット本体におけ
る頂壁の下面と上面に、硬質の金属層を設けたことによ
り、その部分の強度が高まり、耐摩耗性及び耐久性に優
れたタペット本体が得られる。
る頂壁の下面と上面に、硬質の金属層を設けたことによ
り、その部分の強度が高まり、耐摩耗性及び耐久性に優
れたタペット本体が得られる。
【0011】請求項2及び3の発明によると、頂壁の上
下の面が強化されたタペット本体が容易に得られる。
下の面が強化されたタペット本体が容易に得られる。
【0012】
【実施例】次に、本発明のタペットの一実施例及びその
製造方法の一実施要領につき説明する。
製造方法の一実施要領につき説明する。
【0013】図1において、タペット本体(A)は、頂壁
(1)と、それより垂下する円筒状の胴部(2)とからな
り、頂壁(1)の下面の中央部には、エンジンバルブのス
テム端(不図示)が当接する小径円板状の硬質金属製の突
部(3)が一体的に固着されている。
(1)と、それより垂下する円筒状の胴部(2)とからな
り、頂壁(1)の下面の中央部には、エンジンバルブのス
テム端(不図示)が当接する小径円板状の硬質金属製の突
部(3)が一体的に固着されている。
【0014】頂壁(1)の上面には、硬質金属製の薄肉の
カム受板(4)が固着されている。前記突部(3)及びカム
受板(4)は、例えばFe−C−Cr−Mo−W−V系の
硬質金属材料よりなり、それを除いた他の部分は、硬化
させることにより、例えばFe−C系の比較的軟質の金
属材料よりなっている。
カム受板(4)が固着されている。前記突部(3)及びカム
受板(4)は、例えばFe−C−Cr−Mo−W−V系の
硬質金属材料よりなり、それを除いた他の部分は、硬化
させることにより、例えばFe−C系の比較的軟質の金
属材料よりなっている。
【0015】次に、上記タペット本体(A)の製造要領に
つき説明する。
つき説明する。
【0016】図2〜図6は、タペット本体(A)の製造工
程を順に示す中央縦断面図である。
程を順に示す中央縦断面図である。
【0017】まず、成形装置について簡単に説明する。
金型(5)に形成された上下方向を向く型孔(6)内におけ
る最外側には、上部が開口する薄肉円筒状の第1下パン
チ(7)が、上下に摺動可能に設けられている。第1下パ
ンチ(7)内には、中心軸線上に案内孔(8a)が貫設された
第2下パンチ(8)が、上下に摺動可能に嵌合されてい
る。
金型(5)に形成された上下方向を向く型孔(6)内におけ
る最外側には、上部が開口する薄肉円筒状の第1下パン
チ(7)が、上下に摺動可能に設けられている。第1下パ
ンチ(7)内には、中心軸線上に案内孔(8a)が貫設された
第2下パンチ(8)が、上下に摺動可能に嵌合されてい
る。
【0018】金型(5)における型孔(6)の内壁と第2下
パンチ(8)との間に形成された環状の隙間(C)は、製造
しようとするタペット本体(A)の胴部(2)の肉厚と等し
く設定されている。
パンチ(8)との間に形成された環状の隙間(C)は、製造
しようとするタペット本体(A)の胴部(2)の肉厚と等し
く設定されている。
【0019】案内孔(8a)内には、丸棒状の第3下パンチ
(9)が、上下動可能に嵌合されている。かくして、第1
〜第3下パンチ(6)(8)(9)は独立して上下動すること
ができる。
(9)が、上下動可能に嵌合されている。かくして、第1
〜第3下パンチ(6)(8)(9)は独立して上下動すること
ができる。
【0020】(10)は、型孔(6)に突入しうる上パンチで
あり、金型(5)の上方に上下動可能に配設されている。
あり、金型(5)の上方に上下動可能に配設されている。
【0021】図2〜図3は、タペット本体(A)における
突部(3)を、圧粉体によって形成する工程を示してい
る。
突部(3)を、圧粉体によって形成する工程を示してい
る。
【0022】まず図2に示すように、第3下パンチ(9)
を、その上部に所要の有底の空孔(9a)が形成されるよう
に下降させたのち、空孔(9a)内に、Fe−C−Cr−M
o−W−V系等よりなる硬質の粉末金属材料(11)を充填
する。ついで、上パンチ(10)を、第2下パンチ(8)の上
端と当接するまで下降させ、かつこれとほぼ同時に、第
3下パンチ(9)を上昇させて、粉末金属材料(11)を仮圧
縮し、上記突部(3)よりも若干厚肉の円板状の第1次圧
粉体(11')を成形する。
を、その上部に所要の有底の空孔(9a)が形成されるよう
に下降させたのち、空孔(9a)内に、Fe−C−Cr−M
o−W−V系等よりなる硬質の粉末金属材料(11)を充填
する。ついで、上パンチ(10)を、第2下パンチ(8)の上
端と当接するまで下降させ、かつこれとほぼ同時に、第
3下パンチ(9)を上昇させて、粉末金属材料(11)を仮圧
縮し、上記突部(3)よりも若干厚肉の円板状の第1次圧
粉体(11')を成形する。
【0023】図4に示すように、圧粉体(11')を成形し
た後、上パンチ(10)を上昇させ、隙間(C)および第2下
パンチ(8)の上方の型孔(6)内に、Fe−C系等よりな
る軟質の粉末金属材料(13)を所定量充填する。
た後、上パンチ(10)を上昇させ、隙間(C)および第2下
パンチ(8)の上方の型孔(6)内に、Fe−C系等よりな
る軟質の粉末金属材料(13)を所定量充填する。
【0024】ついで図5に示すように、上パンチ(10)を
下降させるとともに、第1、第2、第3下パンチ(7)
(8)(9)を所定の高さまで同時に上昇させて、軟質の粉
末金属材料(13)を圧縮し、胴部(12a)と頂壁(12b)とから
なる圧粉体(12)を形成する。このとき、前工程において
成形された圧粉体(11')は、さらに圧縮されて、突部
(3)とほぼ同形の第2次圧粉体(11")となり、上記圧粉
体(12)における頂壁(12b)の下面に一体的に圧着され
る。
下降させるとともに、第1、第2、第3下パンチ(7)
(8)(9)を所定の高さまで同時に上昇させて、軟質の粉
末金属材料(13)を圧縮し、胴部(12a)と頂壁(12b)とから
なる圧粉体(12)を形成する。このとき、前工程において
成形された圧粉体(11')は、さらに圧縮されて、突部
(3)とほぼ同形の第2次圧粉体(11")となり、上記圧粉
体(12)における頂壁(12b)の下面に一体的に圧着され
る。
【0025】ついで、図6に示す工程において、再度上
パンチ(10)を所定位置まで上昇させ、型孔(6)内におけ
る圧粉体(12)の上面上に、上述したと同様の硬質の粉末
金属材料(13)を所定量充填する。
パンチ(10)を所定位置まで上昇させ、型孔(6)内におけ
る圧粉体(12)の上面上に、上述したと同様の硬質の粉末
金属材料(13)を所定量充填する。
【0026】その後、上パンチ(10)を下降させ、硬質の
粉末金属材料(13)を圧縮すれば、頂壁(12b)の上面に、
カム受板(4)と同形をなす薄肉の圧粉体(13')が圧着さ
れ、かつ図1に示すタペット本体(A)とほぼ同形の有頂
円筒形をなす圧粉体が形成される。
粉末金属材料(13)を圧縮すれば、頂壁(12b)の上面に、
カム受板(4)と同形をなす薄肉の圧粉体(13')が圧着さ
れ、かつ図1に示すタペット本体(A)とほぼ同形の有頂
円筒形をなす圧粉体が形成される。
【0027】以上の工程を経て成形された圧粉体を、焼
結することにより、図1に示すタペット本体(A)が得ら
れる。
結することにより、図1に示すタペット本体(A)が得ら
れる。
【0028】上記した実施例のタペット本体(A)は、エ
ンジンバルブのステム端が当接する突部(3)、及び回転
カムが接触する頂壁(1)の上面の強度が高まっているの
で、耐摩耗性に優れ、タペット本体(A)の製品寿命が向
上する。
ンジンバルブのステム端が当接する突部(3)、及び回転
カムが接触する頂壁(1)の上面の強度が高まっているの
で、耐摩耗性に優れ、タペット本体(A)の製品寿命が向
上する。
【0029】また、タペット本体(A)の製造に、粉末冶
金法を採用することにより、必要部位の強度を粉末材料
を選択することにより容易に高めるうるとともに、寸法
精度を高めることができるので、焼結後における加工代
は最小限となり、生産性が向上する。
金法を採用することにより、必要部位の強度を粉末材料
を選択することにより容易に高めるうるとともに、寸法
精度を高めることができるので、焼結後における加工代
は最小限となり、生産性が向上する。
【0030】なお、上記実施例のタペット本体(A)にお
いて、突部(3)は必ずしも必要ではなく、頂壁(1)の下
面を平坦面としてもよい。この際には、頂壁(1)を3層
構造とし、上下を硬質の圧粉体層として焼結すればよ
い。
いて、突部(3)は必ずしも必要ではなく、頂壁(1)の下
面を平坦面としてもよい。この際には、頂壁(1)を3層
構造とし、上下を硬質の圧粉体層として焼結すればよ
い。
【0031】上述した製造方法では、複数の工程を経
て、タペット本体(A)と同形の圧粉体を形成している
が、図2に示す工程において、硬質の粉末金属材料(11)
を充填したのち、上部と隙間(S)に軟質の粉末金属材料
を充填し、さらにその上部に硬質の粉末金属材料を充填
して3層とし、これらを、上下のパンチ群をもって1度
に圧縮するようにしてもよい。
て、タペット本体(A)と同形の圧粉体を形成している
が、図2に示す工程において、硬質の粉末金属材料(11)
を充填したのち、上部と隙間(S)に軟質の粉末金属材料
を充填し、さらにその上部に硬質の粉末金属材料を充填
して3層とし、これらを、上下のパンチ群をもって1度
に圧縮するようにしてもよい。
【0032】第1、第2下パンチ(7)(8)を、金型(5)
と一体構造とすることもある。
と一体構造とすることもある。
【0033】
【発明の効果】本発明は、下記の効果を奏することがで
きる。 (1) タペット本体における頂壁の上下の面に、硬質の
金属材料を設けたことにより、それの部分の強度が増大
し、耐摩耗性及び耐久性が向上する(請求項1)。
きる。 (1) タペット本体における頂壁の上下の面に、硬質の
金属材料を設けたことにより、それの部分の強度が増大
し、耐摩耗性及び耐久性が向上する(請求項1)。
【0034】(2) 粉末冶金法によりタペット本体を成
形することにより、粉末材料の組成を任意に選択して、
所望の特性を備えるタペットを容易に製造することがで
きる。
形することにより、粉末材料の組成を任意に選択して、
所望の特性を備えるタペットを容易に製造することがで
きる。
【0035】(3) 製造工程が簡略化されるとともに、
寸法精度が向上するので、加工代を最小限とすることが
で、製造コストの低減並びに生産性の向上に寄与するこ
とができる(請求項2、3)。
寸法精度が向上するので、加工代を最小限とすることが
で、製造コストの低減並びに生産性の向上に寄与するこ
とができる(請求項2、3)。
【0036】(4) 焼結後のタペット本体は、微細な空
孔が残存しているので、保油性が高まり、潤滑性が向上
する。
孔が残存しているので、保油性が高まり、潤滑性が向上
する。
【図1】本発明のタペットの一実施例を示す中央縦断正
面図である。
面図である。
【図2】本発明のタペットの製造要領を示し、突部形成
用の硬質の粉末材料を充填した状態を示す中央縦断正面
図である。
用の硬質の粉末材料を充填した状態を示す中央縦断正面
図である。
【図3】同じく突部用の圧粉体を成形した状態を示す中
央縦断正面図である。
央縦断正面図である。
【図4】同じく、胴部形成用の隙間と頂壁成形用の空孔
に軟質の粉末材料を充填した状態を示す中央縦断正面図
である。
に軟質の粉末材料を充填した状態を示す中央縦断正面図
である。
【図5】同じく、軟質の粉末材料を圧縮して、有頂円筒
形の圧粉体を成形した状態を示す中央縦断正面図であ
る。
形の圧粉体を成形した状態を示す中央縦断正面図であ
る。
【図6】同じく、頂壁上面に再度硬質の粉末材料を充填
し、これを圧縮する際の工程を示す中央縦断正面図であ
る。
し、これを圧縮する際の工程を示す中央縦断正面図であ
る。
【図7】従来のタペットを示す中央縦断正面図である。
(1)頂壁 (2)胴部 (3)突部(硬質の金属板) (4)カム受板(硬質の金属板) (5)金型 (6)型孔 (7)第1下パンチ (8)第2下パンチ (8a)案内孔 (9)第3下パンチ (9a)空孔 (10)上パンチ (10a)凹陥部 (11)硬質の粉末金属材料 (11')第1次圧粉体 (11")第2次圧粉体 (12)圧粉体 (12a)胴部 (12b)頂壁 (13)軟質の粉末金属材料 (13')圧粉体 (A)タペット本体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B22F 5/00
Claims (3)
- 【請求項1】 上面が頂壁により閉塞された円筒形をな
すタペット本体における前記頂壁の下面のエンジンバル
ブのステム端が当接する部分と、前記頂壁の上面におけ
る少なくとも回転カムが接触する部分とに、それぞれ、
所要厚さの硬質の金属層を設けたことを特徴とする内燃
機関用タペット。 - 【請求項2】 金型内おける中央の有底孔内に、硬質の
金属粉末を充填して圧縮することにより、所要厚さの圧
粉体を形成したのち、前記金型内における前記圧粉体の
上部とタペット本体の胴部形成用の隙間に、軟質の金属
粉末を充填して圧縮することにより、頂壁の下部に硬質
の圧粉体が圧着された有頂円筒形をなす圧粉体を形成
し、さらにこの圧粉体の頂壁の上面に硬質の金属粉末を
所要量充填して圧縮することにより、頂壁の上面に、所
要厚さの硬質の圧粉体層が圧着されたタペット本体とほ
ぼ同形の圧粉体を形成した後、この圧粉体を焼結するこ
とを特徴とする内燃機関用タペットの製造方法。 - 【請求項3】 金型内における中央の有底孔と、タペッ
ト本体の胴部形成用の隙間及び頂壁形成用の空孔とに、
それぞれ硬質の金属粉末と軟質の金属粉末を交互に充填
するとともに、前記空孔における軟質の金属粉末の上部
に硬質の金属粉末を所要量充填して、それらを同時に圧
縮することにより、タペット本体とほぼ同形をなす3層
構造の圧粉体を形成したのち、この圧粉体を焼結するこ
とを特徴とする内燃機関用タペットの製造方法。
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