JPH06137405A - アジャスティングシム - Google Patents
アジャスティングシムInfo
- Publication number
- JPH06137405A JPH06137405A JP29015092A JP29015092A JPH06137405A JP H06137405 A JPH06137405 A JP H06137405A JP 29015092 A JP29015092 A JP 29015092A JP 29015092 A JP29015092 A JP 29015092A JP H06137405 A JPH06137405 A JP H06137405A
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- JP
- Japan
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- adjusting shim
- contact surface
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- shim
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 アジャスティングシムとカムとの接触面で起
る動力損失を改善すること。 【構成】 金属材料からなり、カムとの接触面の面粗度
が十点平均粗さで０．２μｍ以下であるアジャスティン
グシム。上記接触面のビッカース硬度が１０００ｋｇｆ
／ｍｍ2以上であると更に好ましい。
る動力損失を改善すること。 【構成】 金属材料からなり、カムとの接触面の面粗度
が十点平均粗さで０．２μｍ以下であるアジャスティン
グシム。上記接触面のビッカース硬度が１０００ｋｇｆ
／ｍｍ2以上であると更に好ましい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の動弁機構にお
いて用いられるアジャスティングシムに関するものであ
る。
いて用いられるアジャスティングシムに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図１はエンジンの動弁機構の縦断面図で
ある。図１において、１はエンジンのシリンダヘッド、
２はカム、３はバルブリフタ、４はアジャスティングシ
ム、５は吸排気弁、６はバルブシート、７は弁バネであ
る。図１に示されているものにおいては、カム２によっ
てバルブリフタ３を駆動し、カム２の変位を吸排気弁５
に伝えるようにされている。図１から判るように、バル
ブリフタ３とカム２との間にはアジャスティングシム４
が配置されている。図２にアジャスティングシムの縦断
面図を示す。アジャスティングシム４はバルブクリアラ
ンスを調整するためのものである。従来、アジャスティ
ングシム４は通常合金鋼で作られているが、軽量化を目
的として軽合金で作ったものがある。
ある。図１において、１はエンジンのシリンダヘッド、
２はカム、３はバルブリフタ、４はアジャスティングシ
ム、５は吸排気弁、６はバルブシート、７は弁バネであ
る。図１に示されているものにおいては、カム２によっ
てバルブリフタ３を駆動し、カム２の変位を吸排気弁５
に伝えるようにされている。図１から判るように、バル
ブリフタ３とカム２との間にはアジャスティングシム４
が配置されている。図２にアジャスティングシムの縦断
面図を示す。アジャスティングシム４はバルブクリアラ
ンスを調整するためのものである。従来、アジャスティ
ングシム４は通常合金鋼で作られているが、軽量化を目
的として軽合金で作ったものがある。
【０００３】ところがアジャスティングシムの軽量化の
みでは、アジャスティングシムが動弁系の慣性重量に占
める割合が非常に小さいため、実際の動力損失の改善は
ほとんど認められないという問題があった。
みでは、アジャスティングシムが動弁系の慣性重量に占
める割合が非常に小さいため、実際の動力損失の改善は
ほとんど認められないという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は摺動による摩
擦損失を低減し、動力損失の大幅な低減を可能にするア
ジャスティングシムを提供しようとするものである。
擦損失を低減し、動力損失の大幅な低減を可能にするア
ジャスティングシムを提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は前記問題
点を解決するため、表面が平滑であるアジャスティング
シムを用いる技術的手段をとったものである。
点を解決するため、表面が平滑であるアジャスティング
シムを用いる技術的手段をとったものである。
【０００６】すなわち、本発明の構成は、金属材料から
なり、少なくともカムとの接触面の面粗度が十点平均粗
さで０．２μｍ以下であるアジャステイングシムであ
る。
なり、少なくともカムとの接触面の面粗度が十点平均粗
さで０．２μｍ以下であるアジャステイングシムであ
る。
【０００７】
【作用】一般に摺動部品においては摺動部の面粗度を小
さくすることにより、摩擦係数を低下させ、損失の改善
を行うという試みがなされている。例えば日本潤滑学会
第３３期全国大会予稿集では各種材料からなるアジャス
ティングシムの表面粗度を中心線平均粗さ（Ｒａ）で
０．４μｍと０．１μｍ［十点平均粗さ（Ｒｚ）に換算
すれば１．６μｍ、０．４μｍに相当］の摩擦係数を測
定した結果、カムとの摩擦係数に殆ど差が無いことを報
告している。
さくすることにより、摩擦係数を低下させ、損失の改善
を行うという試みがなされている。例えば日本潤滑学会
第３３期全国大会予稿集では各種材料からなるアジャス
ティングシムの表面粗度を中心線平均粗さ（Ｒａ）で
０．４μｍと０．１μｍ［十点平均粗さ（Ｒｚ）に換算
すれば１．６μｍ、０．４μｍに相当］の摩擦係数を測
定した結果、カムとの摩擦係数に殆ど差が無いことを報
告している。
【０００８】本発明者はアジャスティングシムの表面粗
度について更に広い範囲で検討した結果、カムとの接触
面の面粗度が十点平均粗さで０．２μｍ以下、好ましく
は０．１μｍ未満で従来のアジャスティングシムと比較
して損失トルクが大幅に低下することを見い出した。
度について更に広い範囲で検討した結果、カムとの接触
面の面粗度が十点平均粗さで０．２μｍ以下、好ましく
は０．１μｍ未満で従来のアジャスティングシムと比較
して損失トルクが大幅に低下することを見い出した。
【０００９】この場合、十点平均粗さ０．２μｍで従来
品の約１０％、０．１μｍで従来品の約２０％の駆動ト
ルク低減が図れる。
品の約１０％、０．１μｍで従来品の約２０％の駆動ト
ルク低減が図れる。
【００１０】しかしながら、例えば一般的に使用されて
いるクロム−モリブデン鋼からなるアジャスティングシ
ムのカムと接触する面を十点平均粗さ０．２μｍ以下に
加工したものを実際のエンジンに使用した場合、使用時
間が長時間になるとアジャスティングシムのカムとの接
触面に面荒れが生じ、面粗度が劣化するため損失トルク
が従来品と同等になるため、レース用等、使用時間が限
定されるもの以外では実用にそぐわない。
いるクロム−モリブデン鋼からなるアジャスティングシ
ムのカムと接触する面を十点平均粗さ０．２μｍ以下に
加工したものを実際のエンジンに使用した場合、使用時
間が長時間になるとアジャスティングシムのカムとの接
触面に面荒れが生じ、面粗度が劣化するため損失トルク
が従来品と同等になるため、レース用等、使用時間が限
定されるもの以外では実用にそぐわない。
【００１１】アジャスティングシムの面荒れはカムの材
質、面粗度と密接に関連しており、アジャスティングシ
ムに各種の処理を施すことにより使用中の面荒れを防止
し、損失トルク低減を維持することが可能になる。例え
ばアジャスティングシムのカムとの接触面にカム材より
も高い硬度、好ましくはビッカース硬度で１０００ｋｇ
ｆ／ｍｍ2以上の硬度を有する表面層を設けることによ
り、面荒れの原因となるカムからの攻撃を防止すること
が可能となる。この場合、表面層はシム材質とは全く異
なる物質を物理的、化学的コーティング法で生成して
も、イオン注入や、浸炭、浸窒等に代表される拡散処理
による材料の表面改質処理によって得られたものでもよ
い。
質、面粗度と密接に関連しており、アジャスティングシ
ムに各種の処理を施すことにより使用中の面荒れを防止
し、損失トルク低減を維持することが可能になる。例え
ばアジャスティングシムのカムとの接触面にカム材より
も高い硬度、好ましくはビッカース硬度で１０００ｋｇ
ｆ／ｍｍ2以上の硬度を有する表面層を設けることによ
り、面荒れの原因となるカムからの攻撃を防止すること
が可能となる。この場合、表面層はシム材質とは全く異
なる物質を物理的、化学的コーティング法で生成して
も、イオン注入や、浸炭、浸窒等に代表される拡散処理
による材料の表面改質処理によって得られたものでもよ
い。
【００１２】また、アジャスティングシムの面荒れを防
ぐため、カム−シムの初期摺動中だけにカム表面を積極
的に摩耗させ、カムの表面粗度を小さくすることにより
カムのシムへの攻撃を低下させる方法も有効である。例
えば、リン酸マンガン化成処理をアジャスティングシム
のカム側との接触面に施すことにより、摺動の初期にカ
ムの表面粗度を小さくし、結果的にアジャスティングシ
ムの表面粗度の経時劣化を防止することができる。また
アジャスティングシムのカムとの接触面にＣｒあるいは
Ｎｉ等のメッキを施してもリン酸マンガン化成処理と同
様の効果があるとともに、メッキ面の表面粗度を更に小
さくする効果も期待できる。
ぐため、カム−シムの初期摺動中だけにカム表面を積極
的に摩耗させ、カムの表面粗度を小さくすることにより
カムのシムへの攻撃を低下させる方法も有効である。例
えば、リン酸マンガン化成処理をアジャスティングシム
のカム側との接触面に施すことにより、摺動の初期にカ
ムの表面粗度を小さくし、結果的にアジャスティングシ
ムの表面粗度の経時劣化を防止することができる。また
アジャスティングシムのカムとの接触面にＣｒあるいは
Ｎｉ等のメッキを施してもリン酸マンガン化成処理と同
様の効果があるとともに、メッキ面の表面粗度を更に小
さくする効果も期待できる。
【００１３】一方コスト的には不利であるがアジャステ
ィングシムと摺動するカム面の面粗度を十点平均粗さで
０．５μｍ以下に加工したカムを用いてもシムへの攻撃
性を低下することが可能であり、シムの表面粗度の経時
劣化を防止することが可能である。
ィングシムと摺動するカム面の面粗度を十点平均粗さで
０．５μｍ以下に加工したカムを用いてもシムへの攻撃
性を低下することが可能であり、シムの表面粗度の経時
劣化を防止することが可能である。
【００１４】
【実施例】以下、実施例によって本発明を具体的に説明
する。
する。
【００１５】実施例１ 排気量２，０００ｃｃのアウターシム・タイプ直動式動
弁系を有する４気筒１６バルブ（１気筒あたり吸気バル
ブ…２、排気バルブ…２）の市販車用エンジンの動弁系
部に図３に示すようにカムシャフトトルク駆動用のモー
タ、オイル供給用のポンプ、及びカムシャフト駆動トル
ク測定用のトルクメータを取り付けたカムシャフト駆動
トルク測定試験機を製作した。
弁系を有する４気筒１６バルブ（１気筒あたり吸気バル
ブ…２、排気バルブ…２）の市販車用エンジンの動弁系
部に図３に示すようにカムシャフトトルク駆動用のモー
タ、オイル供給用のポンプ、及びカムシャフト駆動トル
ク測定用のトルクメータを取り付けたカムシャフト駆動
トルク測定試験機を製作した。
【００１６】Ｃｒ−Ｍｏ鋼から作製したアジャスティン
グシムを遊離砥粒を用いたラップ機により砥粒径と加工
時間を変えてカムとの接触面が十点平均粗さで０．２μ
ｍ、０．１５μｍ、０．０８μｍ、０．０５μｍとなる
よう加工した。得られたアジャスティングシムをカムシ
ャフト駆動トルク測定機に装着し、クランクシャフト回
転数換算で２０００ｒｐｍで１Ｈ運転後のカムシャフト
駆動トルクを測定した結果を表１に示す。なお比較例と
して純正品と同等の面粗度を有するＣｒ−Ｍｏ鋼から作
製したアジャスティングシムの測定結果を合わせて示
す。この結果より、０．２μｍ以下の十点平均粗さを有
するアジャスティングシムは、従来品と比較してカムシ
ャフト駆動トルクが大幅に低減していることがわかる。
グシムを遊離砥粒を用いたラップ機により砥粒径と加工
時間を変えてカムとの接触面が十点平均粗さで０．２μ
ｍ、０．１５μｍ、０．０８μｍ、０．０５μｍとなる
よう加工した。得られたアジャスティングシムをカムシ
ャフト駆動トルク測定機に装着し、クランクシャフト回
転数換算で２０００ｒｐｍで１Ｈ運転後のカムシャフト
駆動トルクを測定した結果を表１に示す。なお比較例と
して純正品と同等の面粗度を有するＣｒ−Ｍｏ鋼から作
製したアジャスティングシムの測定結果を合わせて示
す。この結果より、０．２μｍ以下の十点平均粗さを有
するアジャスティングシムは、従来品と比較してカムシ
ャフト駆動トルクが大幅に低減していることがわかる。
【００１７】
【表１】
【００１８】実施例２ 実施例１と同様の方法でＣｒ−Ｍｏ鋼からなるアジャス
ティングシムのカムとの接触面を表２に示す面粗度に加
工し、更に加工した面に表２に示す表面処理あるいは改
質処理を行ったものについて、実施例１と同じカムシャ
フト駆動トルク測定試験機に装着し、クランクシャフト
回転数換算で２０００ｒｐｍで運転し、１Ｈ運転後と１
００Ｈ運転後のカムシャフト駆動トルク、１００時間運
転後のアジャスティングシムのカムとの接触面の十点平
均粗さの測定結果を表２に示す。この結果よりビッカー
ス硬度１０００ｋｇｆ／ｍｍ2以上の特性を有する材質
をアジャスティングシムのカムとの接触面に設けること
により長時間運転後も初期の表面粗度を維持し、カムシ
ャフトトルクも初期のレベルを維持していることがわか
る。
ティングシムのカムとの接触面を表２に示す面粗度に加
工し、更に加工した面に表２に示す表面処理あるいは改
質処理を行ったものについて、実施例１と同じカムシャ
フト駆動トルク測定試験機に装着し、クランクシャフト
回転数換算で２０００ｒｐｍで運転し、１Ｈ運転後と１
００Ｈ運転後のカムシャフト駆動トルク、１００時間運
転後のアジャスティングシムのカムとの接触面の十点平
均粗さの測定結果を表２に示す。この結果よりビッカー
ス硬度１０００ｋｇｆ／ｍｍ2以上の特性を有する材質
をアジャスティングシムのカムとの接触面に設けること
により長時間運転後も初期の表面粗度を維持し、カムシ
ャフトトルクも初期のレベルを維持していることがわか
る。
【００１９】
【表２】
【００２０】表中の表面処理、改質処理の条件は以下の
通り ・Ｐ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ） 原料ガス組成（ｍｏｌ比） ＳｉＣｌ4：ＣＨ4＝１：１ ガス圧 ０．５ｔｏｒｒ 基材温度 ６００℃ ・ＭＳ（マグネトロンスパッタ） 雰囲気ガス組成（ｍｏｌ比） Ａｒ：Ｏ2＝８：２ ターゲット Ａｌ 基材温度 ６００℃ ・イオン注入 Ｎ注入、加速電圧 ５０ＫｅＶ ・窒化処理 アンモニア気流中 ５３０℃×１００Ｈ加熱後除冷 ・ボライジング 塩浴浸漬法（ホウ砂） ７００℃×１５Ｈ 加熱後除冷 実施例３ 実施例１と同様の方法でＣｒ−Ｍｏ鋼からなるアジャス
ティングシムのカムとの接触面を表３に示す面粗度に加
工し、更に加工した面に表３に示す表面処理あるいは改
質処理を行ったものについて、実施例１と同じカムシャ
フト駆動トルク測定試験機に装着し、クランクシャフト
回転数換算で２０００ｒｐｍで運転し、１Ｈ運転後と１
００Ｈ運転後のカムシャフト駆動トルク、１００時間運
転後のアジャスティングシムのカムとの接触面の十点平
均粗さ、カムのアジャスティングシムとの接触面の十点
平均粗さの測定結果を表３に示す。
通り ・Ｐ−ＣＶＤ（プラズマＣＶＤ） 原料ガス組成（ｍｏｌ比） ＳｉＣｌ4：ＣＨ4＝１：１ ガス圧 ０．５ｔｏｒｒ 基材温度 ６００℃ ・ＭＳ（マグネトロンスパッタ） 雰囲気ガス組成（ｍｏｌ比） Ａｒ：Ｏ2＝８：２ ターゲット Ａｌ 基材温度 ６００℃ ・イオン注入 Ｎ注入、加速電圧 ５０ＫｅＶ ・窒化処理 アンモニア気流中 ５３０℃×１００Ｈ加熱後除冷 ・ボライジング 塩浴浸漬法（ホウ砂） ７００℃×１５Ｈ 加熱後除冷 実施例３ 実施例１と同様の方法でＣｒ−Ｍｏ鋼からなるアジャス
ティングシムのカムとの接触面を表３に示す面粗度に加
工し、更に加工した面に表３に示す表面処理あるいは改
質処理を行ったものについて、実施例１と同じカムシャ
フト駆動トルク測定試験機に装着し、クランクシャフト
回転数換算で２０００ｒｐｍで運転し、１Ｈ運転後と１
００Ｈ運転後のカムシャフト駆動トルク、１００時間運
転後のアジャスティングシムのカムとの接触面の十点平
均粗さ、カムのアジャスティングシムとの接触面の十点
平均粗さの測定結果を表３に示す。
【００２１】この結果より、メッキ、リン酸マンガン化
成処理を施したアジャスティングシムは、カムのアジャ
スティングシムと接する面の面粗度を向上させ、アジャ
スティングシムへの攻撃性を低下させ、長時間運転後
も、カムシャフトトルクを初期の水準に維持しているこ
とがわかる。
成処理を施したアジャスティングシムは、カムのアジャ
スティングシムと接する面の面粗度を向上させ、アジャ
スティングシムへの攻撃性を低下させ、長時間運転後
も、カムシャフトトルクを初期の水準に維持しているこ
とがわかる。
【００２２】
【表３】
【００２３】実施例４ 実施例１と同様の方法でＣｒ−Ｍｏ鋼からなるアジャス
ティングシムのカムとの接触面を表２に示す面粗度に加
工し、更に加工した面に表４に示す表面処理あるいは改
質処理を行ったものについて、実施例１と同じカムシャ
フト駆動トルク測定試験機に装着クランクシャフト回転
数換算で２０００ｒｐｍで運転し、１Ｈ運転後と１００
Ｈ運転後のカムシャフト駆動トルク、１００時間運転後
のアジャスティングシムのカムとの接触面の十点平均粗
さ、カムの試験前と１００Ｈ運転後のアジャスティング
シムとの接触面の十点平均粗さの測定結果を表４に示
す。この結果よりシムとの接触面の面粗度を小さくした
カムとの組合せで使用されるアジャスティングシムは、
長時間運転後も初期の面粗度を維持し、初期の駆動トル
クを維持していることがわかる。
ティングシムのカムとの接触面を表２に示す面粗度に加
工し、更に加工した面に表４に示す表面処理あるいは改
質処理を行ったものについて、実施例１と同じカムシャ
フト駆動トルク測定試験機に装着クランクシャフト回転
数換算で２０００ｒｐｍで運転し、１Ｈ運転後と１００
Ｈ運転後のカムシャフト駆動トルク、１００時間運転後
のアジャスティングシムのカムとの接触面の十点平均粗
さ、カムの試験前と１００Ｈ運転後のアジャスティング
シムとの接触面の十点平均粗さの測定結果を表４に示
す。この結果よりシムとの接触面の面粗度を小さくした
カムとの組合せで使用されるアジャスティングシムは、
長時間運転後も初期の面粗度を維持し、初期の駆動トル
クを維持していることがわかる。
【００２４】
【表４】
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によるアジャ
スティングシムは動弁系の動力損失の改善を可能とし、
内燃機関の燃費、性能を向上することが出来る。
スティングシムは動弁系の動力損失の改善を可能とし、
内燃機関の燃費、性能を向上することが出来る。
【図１】エンジンの動弁機構の縦断面図、
【図２】アジャスティングシムの縦断面図、
【図３】カムシャフト駆動トルク測定試験機の概念図で
ある。
ある。
【符号の説明】 １ エンジンのシリンダヘッド ２ カム ３ バルブリフタ ４ アジャスティングシム ５ 吸排気弁 ６ バルブシート ７ 弁バネ ８ カムとの接触面 ９ バルブリフタとの接触面 １０ 同上
Claims (7)
- 【請求項１】 金属材料からなり、少なくともカムとの
接触面の面粗度が十点平均粗さで０．２μｍ以下である
ことを特徴とするアジャスティングシム。 - 【請求項２】 少なくともカムとの接触面にビッカース
硬度１０００ｋｇｆ／ｍｍ2以上の特性を有する材質か
らなる表面層を設けることを特徴とする請求項１記載の
アジャスティングシム。 - 【請求項３】 カムとの接触面をイオン注入法により改
質することを特徴とする請求項１または２に記載のアジ
ャスティングシムの製造方法。 - 【請求項４】 カムとの接触面を拡散処理により改質す
ることを特徴とする請求項１または２に記載のアジャス
ティングシムの製造方法。 - 【請求項５】 カムとの接触面をメッキ処理することを
特徴とする請求項１または２に記載のアジャスティング
シムの製造方法。 - 【請求項６】 カムとの接触面をリン酸マンガン化成処
理することを特徴とする請求項１または２に記載のアジ
ャスティングシムの製造方法。 - 【請求項７】 シムとの接触面の面粗度が十点平均粗さ
で０．５μｍ以下のカムとの組合せで使用されることを
特徴とする請求項１記載のアジャスティングシム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04290150A JP3123258B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | アジャスティングシム及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04290150A JP3123258B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | アジャスティングシム及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06137405A true JPH06137405A (ja) | 1994-05-17 |
| JP3123258B2 JP3123258B2 (ja) | 2001-01-09 |
Family
ID=17752428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04290150A Expired - Fee Related JP3123258B2 (ja) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | アジャスティングシム及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3123258B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06248915A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-06 | Otix:Kk | バルブリフタ用アウターシムの表面処理方法 |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP04290150A patent/JP3123258B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06248915A (ja) * | 1993-02-25 | 1994-09-06 | Otix:Kk | バルブリフタ用アウターシムの表面処理方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3123258B2 (ja) | 2001-01-09 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |