(57)【要約】【課題】潤滑作用の不足状態にあっても摩耗を抑制できる揺動回転式カムリフタと、その揺動回転式カムリフタを備えたＯＨＶエンジンを提供する。【解決手段】揺動回転式カムリフタ１は、オーバーヘッドバルブエンジンのタイミングカムに摺接される揺動回転式カムリフタであって、タイミングカムとの摺接面１ａに、金属基材上に形成された摺動層２を有し、摺動層２は、表面にフッ素樹脂を含むフッ素樹脂層を有し、フッ素樹脂層は、少なくとも表面近傍が架橋された架橋フッ素樹脂層であり、最表面から５μｍの深さまでの平均架橋率が９〜２５％である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
オーバーヘッドバルブエンジンのタイミングカムに摺接される揺動回転式カムリフタであって、該カムリフタは、前記タイミングカムとの摺接面に、金属基材上に形成された摺動層を有し、
前記摺動層は、表面にフッ素樹脂を含むフッ素樹脂層を有し、
前記フッ素樹脂層は、少なくとも表面近傍が架橋された架橋フッ素樹脂層であり、最表面から５μｍの深さまでの平均架橋率が９〜２５％であることを特徴とする揺動回転式カムリフタ。
【請求項２】
前記摺動層は、前記金属基材の表面に形成される耐熱性樹脂および第一のフッ素樹脂を含む下地層と、この下地層表面に形成される第二のフッ素樹脂を含む第二のフッ素樹脂層とからなり、
前記耐熱性樹脂は、炭素原子と共に、酸素原子、窒素原子および硫黄原子の少なくとも１つの原子を高分子構造の少なくとも主鎖に含む樹脂であり、
前記第二のフッ素樹脂層が前記架橋フッ素樹脂層であることを特徴とする請求項１記載の揺動回転式カムリフタ。
【請求項３】
前記耐熱性樹脂が、ポリアミドイミド樹脂またはポリエーテルサルホン樹脂であることを特徴とする請求項２記載の揺動回転式カムリフタ。
【請求項４】
前記架橋フッ素樹脂層の層厚さが５〜２０μｍであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項記載の揺動回転式カムリフタ。
【請求項５】
前記架橋フッ素樹脂層に含まれるフッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレン樹脂であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項記載の揺動回転式カムリフタ。
【請求項６】
タイミングカムに摺接され、カムシャフトと平行な軸上で揺動する揺動回転式カムリフタを備えるオーバーヘッドバルブエンジンであって、
前記揺動回転式カムリフタが請求項１から請求項５までのいずれか１項記載の揺動回転式カムリフタであることを特徴とするオーバーヘッドバルブエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オーバーヘッドバルブ（ＯＨＶ：Ｏｖｅｒ  Ｈｅａｄ  Ｖａｌｖｅ）エンジンにおいて、タイミングカムに摺接される揺動回転式のカムリフタに関する。また、このカムリフタを用いたＯＨＶエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機、ポンプ、刈払機などの汎用エンジンには構造が単純で整備が容易であり、軽量、コンパクトなＯＨＶエンジンが用いられている。特に、刈払機などの小型ＯＨＶエンジンでは、さらに軽量、コンパクト化が可能な揺動回転式カムリフタを備えたＯＨＶエンジンが用いられている。
【０００３】
上記のＯＨＶエンジンは、燃焼室の上方に位置する吸・排気バルブと、クランクシャフトの近傍に位置し、クランクシャフトからの回転動力伝達によって回転するタイミングカムと、該タイミングカムに摺接される揺動回転式カムリフタと、該カムリフタと吸・排気バルブのそれぞれを連設するプッシュロッドとを備えている。この構成において、タイミングカムの回転により、これと摺接する揺動回転式カムリフタが揺動回転し、該カムリフタの揺動回転に伴う開閉動力がプッシュロッドを介して吸・排気バルブに伝達されて各バルブの開閉動作を行なう。
【０００４】
従来、上記のような揺動回転式カムリフタを備えたＯＨＶエンジンに関するものとして、カムリフタと単一のカムにより吸・排気バルブを作動でき、さらに構成部材の連接部のガタをなくしたエンジンの動弁装置（特許文献１参照）や、カムリフタと単一のカムを用いて吸・排気バルブの開弁速度を合目的的に異なったものとできる携帯型作業機用の弁駆動装置（特許文献２参照）などが開示されている。その他、同様の構成を有する直接レバー式オーバーヘッドバルブ装置が開示されている（特許文献３参照）。これら従来のＯＨＶエンジンの弁駆動装置では、揺動回転式カムリフタ（これに相当するものを含む）は金属製であり、金属製のタイミングカムと摺接されている。
【０００５】
ＯＨＶエンジンにおける上記摺接部などに対する潤滑方式として、クランクシャフトの回転軸に設けたスクレーパによりオイルパンに貯留されているオイルを掻き上げて、クランク内およびバルブロッカ室をミスト状オイルで充満させる飛沫潤滑方式や、オイルを上記摺接部にオイルポンプにより圧送供給する強制潤滑方式などがある。また、キャブレタからシリンダヘッドの吸気弁に至る吸気通路と、この吸気通路の底面から分岐された逆止弁を備えた通路とを有することで、混合燃料（オイルとガソリン）と空気との混合ガスが動弁機構部に流れ、該混合ガスに含有するオイルをシリンダやピストン、タイミングカムやカムリフタなどに付着させて潤滑させているものがある（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５１−１２３４１６号公報
【特許文献２】特開平４−２０９９０５号公報
【特許文献３】特表２００３−５２２８９１号公報
【特許文献４】特開平１１−２２３１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の揺動回転式カムリフタを用いたＯＨＶエンジンでは、エンジン初動時などのオイルが十分に供給されていない潤滑作用が不足している状態において、摺動部の摩耗が生じ得る。特に、金属製のカムリフタとタイミングカムとの摺接部の摩耗が著しい。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、潤滑作用の不足状態にあっても摩耗を抑制できる揺動回転式カムリフタと、その揺動回転式カムリフタを備えたＯＨＶエンジンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の揺動回転式カムリフタは、ＯＨＶエンジンのタイミングカムに摺接される揺動回転式カムリフタであって、該カムリフタは、上記タイミングカムとの摺接面に、金属基材上に形成された摺動層を有し、上記摺動層は、表面にフッ素樹脂を含むフッ素樹脂層を有し、上記フッ素樹脂層は、少なくとも表面近傍が架橋された架橋フッ素樹脂層であり、最表面から５μｍの深さまでの平均架橋率が９〜２５％であることを特徴とする。
【００１０】
上記摺動層は、上記金属基材の表面に形成される耐熱性樹脂および第一のフッ素樹脂を含む下地層と、この下地層表面に形成される第二のフッ素樹脂を含む第二のフッ素樹脂層とからなり、上記耐熱性樹脂は、炭素原子と共に、酸素原子、窒素原子および硫黄原子の少なくとも１つの原子を高分子構造の少なくとも主鎖に含む樹脂であり、上記第二のフッ素樹脂層が上記架橋フッ素樹脂層であることを特徴とする。
【００１１】
上記耐熱性樹脂が、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）樹脂またはポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂であることを特徴とする。
【００１２】
上記架橋フッ素樹脂層の層厚さが５〜２０μｍであることを特徴とする。
【００１３】
上記架橋フッ素樹脂層に含まれるフッ素樹脂がポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）樹脂であることを特徴とする。
【００１４】
本発明のＯＨＶエンジンは、タイミングカムに摺接され、カムシャフトと平行な軸上で揺動する揺動回転式カムリフタを備えてなり、上記揺動回転式カムリフタが本発明の揺動回転式カムリフタであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の揺動回転式カムリフタは、タイミングカムとの摺接面に摺動層を有し、該摺動層は、その表面に、少なくとも表面近傍が架橋された架橋フッ素樹脂層を有するので、潤滑不足の状態であってもカムリフタとタイミングカムとの摩擦トルクが上昇せずカムリフタの摩擦による摩耗が抑制できる。特に、架橋フッ素樹脂層は最表面から５μｍの深さまでの平均架橋率が９〜２５％であるので、過度な架橋による被膜の剥離などを抑制しつつ、架橋による耐摩耗効果を好適に発揮させることができる。これにより、長期間の低摩擦特性を継続できる。
【００１６】
摺動層は、金属基材の表面に形成される耐熱性樹脂および第一のフッ素樹脂を含む下地層と、この下地層表面に形成される架橋フッ素樹脂層からなるので、摺動層と金属基材との密着性に優れる。特に、耐熱性樹脂として、ＰＡＩ樹脂またはＰＥＳ樹脂を用いるので、耐熱性や、金属基材との密着性に一層優れ、高温雰囲気下となるエンジンに使用することができる。
【００１７】
本発明のＯＨＶエンジンは、タイミングカムに摺接され、カムシャフトと平行な軸上で揺動する揺動回転式カムリフタを備えてなり、該揺動回転式カムリフタが本発明のカムリフタであるので、初動時などの潤滑条件の悪い状態であってもタイミングカムとカムリフタとが焼き付くことを防止でき、長寿命化に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の揺動回転式カムリフタの斜視図である。
【図２】カムリフタの摺接面の断面図である。
【図３】本発明のＯＨＶエンジンのバルブ駆動装置部分の断面図（一側面）である。
【図４】本発明のＯＨＶエンジンのバルブ駆動装置部分の断面図（他側面）である。
【図５】架橋ＰＴＦＥ樹脂などのＮＭＲチャートの拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の揺動回転式カムリフタを図１に基づいて説明する。図１は、揺動回転式カムリフタの斜視図である。図１に示すように、本発明の揺動回転式カムリフタ１は、タイミングカム６（図３参照）との摺接面１ａに摺動層２を有する。摺動層２は、カムリフタ１の少なくとも摺接面１ａに被膜形成されていればよく、カムリフタ１の全面に形成されていてもよい。また、カムリフタ本体は、金属基材からなり、溶製金属製でも焼結金属製でもよい。製造が容易であり、摺動層との結着性にも有利であることから、焼結金属製の方がより好ましい。使用できる焼結金属としては、鉄系焼結金属、銅系焼結金属、鉄銅系焼結合金などが挙げられる。
【００２０】
図２には、カムリフタの摺接面における断面図を示す。図２において、摺動層２は、金属基材５の表面に形成された下地層３と、この下地層３の表面に形成された架橋フッ素樹脂層４とで構成される。架橋フッ素樹脂層４に含まれるフッ素樹脂は、少なくとも表面近傍が架橋されており、最表面から５μｍの深さまでの平均架橋率が９〜２５％である。この場合、架橋フッ素樹脂層は、表面より下地層との境界面に向かってフッ素樹脂の架橋率が低くなる傾斜層とすることができる。
【００２１】
図２に示す金属基材５は、下地層３側の表面が粗面化処理により粗くなっている。粗面化処理としては、ショットブラスト法などの機械的粗面化法、グロー放電やブラズマ放電処理などの電気的粗面化法、アルカリ処理などの化学的粗面化法などが採用できる。金属基材の表面を粗面化することで、アンカー効果により摺動層を金属基材に強固に密着させることができる。
【００２２】
下地層３は、耐熱性樹脂および第一のフッ素樹脂を含む混合物層であり、金属基材５と架橋フッ素樹脂層４との密着性を向上させる。なお、下地層３に含まれる第一のフッ素樹脂の架橋については特に限定されない。例えば、境界面の近傍に存在する第一のフッ素樹脂のみが架橋された構造でもよい。
【００２３】
耐熱性樹脂は、炭素原子と共に、酸素原子、窒素原子および硫黄原子の少なくとも１つの原子を高分子構造の少なくとも主鎖に含む樹脂である。また、下地層および上層膜の焼成時において熱分解しない樹脂である。ここで熱分解しないとは、下地層および上層膜を焼成する温度および時間内において、熱分解を開始しない樹脂である。また耐熱性樹脂は、金属基材との密着性に優れた官能基および第一のフッ素樹脂とも反応する官能基を分子主鎖内または分子端部に有する樹脂であることが好ましい。
耐熱性樹脂としては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ＰＡＩ樹脂、ポリイミド（ＰＩ）樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミダゾール樹脂、ＰＥＳ樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。また、フッ素樹脂が塗膜形成時の収縮を防ぐウレタン樹脂、アクリル樹脂を併用することができる。
【００２４】
カムリフタは、エンジン内部の高温条件下で使用される。このため、上記耐熱性樹脂としては、使用時に熱劣化することのない耐熱性を有し、金属基材に強固に密着させることのできる耐熱性樹脂であれば使用することができる。また、カムリフタは、添加剤を含む潤滑油と接触する環境で使用されるため、これらの潤滑油に対して耐油性を有する樹脂であることが好ましい。上記耐熱性樹脂の中でも、耐熱性、耐摩耗性および下地である金属基材との結着性に優れることから、ＰＡＩ樹脂またはＰＥＳ樹脂を用いることが好ましい。これらは、耐油性にも優れ、使用時において潤滑油により膨潤および溶解しにくい。
ＰＡＩ樹脂の中でも、イミド結合、アミド結合が芳香族基を介して結合している芳香族系のＰＡＩ樹脂が好ましい。芳香族系ＰＡＩ樹脂であると、下地の金属基材との結着性に優れ、かつ得られる被膜の耐熱性が特に優れる。
【００２５】
第一のフッ素樹脂は、下地層を形成する水系塗布液に粒子状に分散できる樹脂であれば使用できる。第一のフッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ粒子、テトラフルオロエチレン−パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）共重合体（以下、ＰＦＡという）粒子、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（以下、ＦＥＰという）粒子、またはこれらの２種以上が好ましく使用できる。
【００２６】
下地層を形成する水系塗布液には、耐熱性樹脂および第一のフッ素樹脂以外に、ポリオキシエチレンアルキルエーテルなどの非イオン界面活性剤、カーボンブラックなどの無機顔料、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの水に任意に混合する非プロトン系極性溶剤、主溶剤としての水が配合される。また、消泡剤、乾燥剤、増粘剤、レベリング剤、ハジキ防止剤などを配合できる。下地層を形成する水系塗布液としては、例えば、ダイキン工業株式会社製プライマー塗料ＥＫシリーズ、ＥＤシリーズが挙げられる。
【００２７】
架橋フッ素樹脂層は、下地層の表面に形成され、放射線によりフッ素樹脂の分子鎖同士が架橋反応を起こし、架橋されたフッ素樹脂の層である。第一のフッ素樹脂と第二のフッ素樹脂とは同一であっても異なっていてもよいが、同一のフッ素樹脂を使用することが好ましい。第二のフッ素樹脂としては、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）等が挙げられる。これらの樹脂は単独でも混合物としても使用できる。また、これらの中で、耐熱性および摺動性に優れるＰＴＦＥが好ましい。
【００２８】
架橋フッ素樹脂層は、ＰＴＦＥ樹脂粒子を分散させた水分散液を塗布乾燥することにより得られる。ＰＴＦＥ樹脂粒子を分散させた水分散液としては、例えば、ダイキン工業株式会社製ポリフロン＝ＰＴＦＥエナメルが挙げられる。
【００２９】
架橋フッ素樹脂層の層厚さは２．５〜２０μｍ、好ましくは５〜２０μｍ、より好ましくは５〜１５μｍの範囲内である。２．５μｍ未満であると、被膜の密着不良による剥離や初期摩耗により、下地層が露出するおそれがある。特に、層厚さを５〜２０μｍの範囲とすることで、初期摩耗による下地層の露出を好適に防止できる。
【００３０】
下地層の層厚さは２．５〜２０μｍ、好ましくは５〜２０μｍ、より好ましくは５〜１５μｍの範囲内である。２．５μｍ未満であると、被膜の密着不良による剥離や初期摩耗により、金属基材が露出するおそれがある。２０μｍをこえると、被膜形成時のクラック発生や運転中に剥離して潤滑状態が悪化するおそれがある。層厚さを２．５〜２０μｍの範囲とすることで、初期摩耗による金属基材の露出を防止でき、運転中における剥離を長期間にわたって防止できる。
【００３１】
以上より、摺動層の層厚さは、５μｍ以上４０μｍ未満、好ましくは１５〜３０μｍである。層厚さが５μｍ未満であると、被膜の密着不良による剥離や初期摩耗により、金属基材が露出するおそれがある。４０μｍ以上であると、被膜形成時のクラック発生や運転中に剥離して潤滑状態が悪化するおそれがある。摺動層の層厚さを５μｍ以上４０μｍ未満の範囲とすることで、初期摩耗による金属基材の露出を防止でき、運転中における剥離を長期間にわたって防止できる。
【００３２】
金属基材表面への摺動層の形成方法について以下説明する。
（１）金属基材の表面処理
金属基材は、摺動層形成前にショットブラスト等を用いて、予め金属基材表面の粗さ（Ｒａ）を１．０〜２．０μｍに調整し、その後、石油ベンジン等の有機溶剤内に浸漬させ、５分〜１時間程度超音波脱脂を行なうことが好ましい。
（２）下地層を形成する水系塗布液の塗装
下地層を形成する水系塗布液を塗布前に、水分散液の分散性を向上させるために、ボールミル架台を用いて、例えば４０ｒｐｍで１時間回転させ再分散する。この再分散した水系塗布液を１００メッシュの金網を用いて濾過し、スプレー法を用いて塗布する。
（３）下地層を形成する水系塗布液の乾燥
水系塗布液を塗布後乾燥する。乾燥条件としては、例えば９０℃の恒温槽内で３０分程度の乾燥が好ましい。
【００３３】
（４）第二のフッ素樹脂層を形成する水系塗布液の塗装
第二のフッ素樹脂層を形成する水系塗布液前に、水分散液の分散性を向上させるために、ボールミル架台を用いて、例えば４０ｒｐｍで１時間回転させ再分散する。この再分散した水系塗布液を１００メッシュの金網を用いて濾過し、スプレー法を用いて塗装する。
（５）第二のフッ素樹脂層を形成する水系塗布液の乾燥
水系塗布液を塗布後乾燥する。乾燥条件としては、例えば９０℃の恒温槽内で３０分程度の乾燥が好ましい。
なお、下地層および第二のフッ素樹脂層の塗装方法としては、スプレー法以外にディッピング法、刷毛塗り法など被膜を形成できるものであれば使用できる。被膜の表面粗さ、塗布形状をできるだけ小さくし、層厚さの均一性を考慮するとスプレー法が好ましい。
【００３４】
（６）焼成
第二のフッ素樹脂層の乾燥後、加熱炉内、空気中で（融点（Ｔｍ）＋３０℃）〜（融点（Ｔｍ）＋１００℃）、５〜４０分の範囲内で焼成する。第一および第二のフッ素樹脂がＰＴＦＥの場合、好ましくは３８０℃の加熱炉内で３０分間焼成する。
【００３５】
（７）第二のフッ素樹脂層の電子線照射
焼成後の被膜に、放射線を照射して第二のフッ素樹脂層を架橋させる。放射線としては、α線（α崩壊を行なう放射性核種から放出されるヘリウム−４の原子核の粒子線）、β線（原子核から放出される陰電子および陽電子）、電子線（ほぼ一定の運動エネルギーを持つ電子ビーム；一般に、熱電子を真空中で加速してつくる）などの粒子線；γ線（原子核、素粒子のエネルギー準位間の遷移や素粒子の対消滅、対生成などによって放出・吸収される波長の短い電磁波）などの電離放射線を用いることができる。これらの放射線の中でも、架橋効率や操作性の観点から、電子線およびγ線が好ましく、電子線がより好ましい。特に電子線は、電子線照射装置が入手しやすいこと、照射操作が簡単であること、連続的な照射工程を採用することができることなどの利点を有している。
【００３６】
架橋フッ素樹脂層は、少なくとも表面近傍が架橋されていればよい。好ましくは、架橋フッ素樹脂層の最表面から５μｍの深さまでの平均架橋率が９〜２５％である。平均架橋率を９％以上とすることで、架橋による耐摩耗効果が得られやすく、下地層の露出をより防ぐことができる。また、平均架橋率を２５％以下とすることで、過度な架橋による被膜の剥離などの損傷が起こりにくくできる。また、電子線照射に要する時間も長くなりすぎず、量産性を保つことができる。照射条件は、上記平均架橋率が９〜２５％の範囲内となるような照射温度、照射線量、および加速電圧で放射線を照射することが好ましい。
【００３７】
図２では摺動層が下地層と架橋フッ素樹脂層とからなる二層構造を例示したが、これに限定されず、例えば摺動層が架橋フッ素樹脂層のみからなる単層構造であってもよい。この場合でも、架橋フッ素樹脂層の最表面から５μｍの深さまでの平均架橋率が９〜２５％であることが好ましい。
【００３８】
本発明の揺動回転式カムリフタを備えたＯＨＶエンジンの一例を図３および図４に基づき説明する。図３および図４に示すように、ＯＨＶエンジンのバルブ駆動装置は、一個のタイミングカム６と、該タイミングカム６に当接した一対の揺動回転式カムリフタ１とからなる。一対の揺動回転式カムリフタ１は、ともにカムリフタ軸部１ｂを中心として回転するように構成されている。タイミングカム６とタイミングギヤ７は、カムシャフトで同軸に回転自在に支持されている。このカムシャフトと上記カムリフタ軸部１ｂのシャフトとは平行である。タイミングカム６のタイミングギヤ７は、クランク８におけるクランクギヤ８ｂと噛み合うように形成されている。また、一方の揺動回転式カムリフタ１は、排気バルブ用のプッシュロッド９に、他方の揺動回転式カムリフタ１は吸気バルブ用のプッシュロッド９にそれぞれ連設されている。なお、１０は吸気通路である。
【００３９】
上記ＯＨＶエンジンのバルブ駆動装置の使用状態について説明する。クランク８のクランクシャフト８ａを回転させることにより、クランクギヤ８ｂと噛み合うタイミングギヤ７を回転させる。これにより、タイミングカム６を回転させ、タイミングカム６に当接する一対の揺動回転式カムリフタ１の一方を、リフタ軸部１ｂを中心として回転させ、排気バルブ用のプッシュロッド９を介して排気バルブを開かせる。次に、さらにタイミングカム６を回転させると、タイミングカム６に当接する他の一方の揺動回転式カムリフタ１が、リフタ軸部１ｂを中心として回転し、吸気バルブ用のプッシュロッド９を介して吸気バルブを開かせる。所定の時期に排気バルブを閉じ、さらに、吸気バルブを閉じることによってバルブの作動を完了する。この構成では、一個のタイミングカム６により、一対の揺動回転式カムリフタ１を回転させるので、タイミングカム６の軸方向の長さを小さくすることになり、単一のタイミングカムで済むので重量も軽量となる。
【００４０】
本発明のＯＨＶエンジンにおける潤滑方式としては、従来の任意の形式を採用できる。本発明では揺動回転式カムリフタ１において、タイミングカム６との摺接部１ａに上述の摺動層２が形成されているので、いずれの潤滑形式を採用しても、該摺接部における摩耗を防止できる。
【００４１】
本発明のＯＨＶエンジンにおいて、タイミングカム６を合成樹脂の成形体とすることもできる。タイミングカム６が合成樹脂製であると、摺動層の摩耗が一層抑えられ、さらに軽量化が図れるため刈払機など携帯使用されるＯＨＶエンジンに好適である。
【００４２】
タイミングカム６を形成する合成樹脂としては、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＩ樹脂、ポリアミド樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂などが挙げられる。また、タイミングカム６を上記合成樹脂製とする場合、該タイミングカムとタイミングギヤとを一体成形することが好ましい。この場合、より軽量化が図れる。
【実施例】
【００４３】
（１）試験片の作成
試験片：鉄系焼結合金製カムリフタの摺動面に摺動層を形成した。該摺動面における基材の表面粗さは、ショットブラストを用いて１．５μｍＲａに調整し、その後、石油ベンジンに浸漬し、５分程度超音波脱脂を行った。下地層はダイキン社製プライマー塗料（型番：ＥＫ−１９０９Ｓ２１Ｒ）、第二のフッ素樹脂層にはダイキン社製トップ塗料（型番：ＥＫ−３７００Ｃ２１Ｒ）を用いて、下地層および第二のフッ素樹脂層の層厚さがそれぞれ１０μｍとなるよう成膜した。各塗料は上述したスプレー法により行った。乾燥時間はそれぞれ９０℃の恒温槽内で３０分間乾燥し、３８０℃の加熱炉内で３０分間焼成した。
摺動層を形成した試験片を電子線照射装置の加熱プレートに置き、以下の条件で摺動層側から電子線照射を行なった。照射条件の照射線量を変更して複数の試験片を得た。
使用装置：浜松ホトニクス株式会社製  ＥＢエンジン
照射条件：加速電圧  ７０ｋＶ
温度      ３４０℃
照射時のチャンバー内雰囲気  加熱窒素（酸素濃度１０００ｐｐｍ以下）
【００４４】
（２）架橋率の算出
各試験片の第二のフッ素樹脂層を、最表面から５μｍの深さまで削り取り、削り取った試料を測定試料とした。各測定試料のＮＭＲ測定の結果から、架橋率として、最表面（深さ０μｍ）から深さ５μｍまでの平均架橋率を算出した。
架橋率は19Ｆ  Ｍａｇｉｃ  ａｎｇｌｅ  Ｓｐｉｎｎｉｎｇ（ＭＡＳ）核磁気共鳴（ＮＭＲ）法（Ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ｍａｇｉｃ  ａｎｇｌｅ  ｎｕｃｌｅａｒ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）によって測定および算出した。参考文献（Ｂｅａｔｅ  Ｆｕｃｈｓ  ａｎｄ  Ｕｌｒｉｃｈ  Ｓｃｈｅｌｅｒ．，  Ｂｒａｎｃｈｉｎｇ  ａｎｄ  Ｃｒｏｓｓ−Ｌｉｎｋｉｎｇ  ｉｎ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ−Ｍｏｄｉｆｉｅｄ  Ｐｏｌｙ（ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ）：Ａ  Ｓｏｌｉｄ−Ｓｔａｔｅ  ＮＭＲ  Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ．Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，３３，１２０−１２４．２０００年）によるとＮＭＲ測定の化学シフトから、以下に記す下線部のＦ原子を帰属することができる。
Ａ：−７０ｐｐｍ    ：  ＝ＣＦ−ＣＦ3
Ｂ：−８２ｐｐｍ    ：  −ＣＦ2−ＣＦ3
Ｃ：−１８６ｐｐｍ  ：  ≡ＣＦ
【００４５】
ここで、図５（ａ）に電子線を照射していない未架橋ＰＴＦＥのＮＭＲスペクトルを示し、図５（ｂ）に１０００ｋＧｙ照射した架橋ＰＴＦＥのＮＭＲスペクトルを示す。図５に示すように、電子線を照射することで上記Ｂのシグナルの強度が増加し、上記Ａおよび上記Ｃのシグナルが現れていることが分かる。
上記Ａ〜Ｃの各シグナルの面積比をそれぞれＳA、ＳB、ＳCとすると、架橋率は下記式で算出することができる。
【００４６】
【数１】
2020051258.tif 000003
【００４７】
上記式は、全ての≡ＣＦの構造の炭素原子からそれぞれ伸びる３本の分子鎖のうち、架橋構造になっていない＝ＣＦ−ＣＦ3および＝ＣＦ−（ＣＦ2）ｍ−ＣＦ3の分子鎖を差し引いて、架橋鎖である＝ＣＦ−（ＣＦ2）ｎ−ＣＦ＝の割合を架橋率として算出している。なお、ｍおよびｎは任意の整数である。図５および上記式を照らし合わせると、電子線を照射することで架橋率が増加することがわかる。
【００４８】
（３）摩耗試験
上記（１）で得た試験片（実施例１〜３、比較例２〜３）、第二のフッ素樹脂層が架橋されていない試験片（比較例１）、およびショットブラスト処理および摺動層の形成を行っていない試験片（比較例４）に対して、直径３５ｍｍ、偏心３．５ｍｍ、厚さ６．５ｍｍのカム（金属製）を、荷重３ｋｇｆで接触させ、３０００ｒｐｍ、無潤滑条件で１２０分間回転させた。１２０分後にカムリフタとカムの摺接面を目視により観察した。結果を表１に併記する。
【００４９】
【表１】
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【００５０】
表１より、カムリフタのカムとの摺接面に平均架橋率９〜２５％の架橋フッ素樹脂層を形成した実施例１〜３は、無潤滑条件で１２０分間回転摺動させた後でも、カムリフタおよびカムの摺接面の摩耗は軽微であった。一方、平均架橋率が９％未満の比較例２では、架橋による効果が現れず摩耗量は大きくなり、また、未架橋の比較例１でも摩耗量が大きかった。一方、平均架橋率が２５％を超えると架橋により被膜が脆くなり、剥離が発生した。比較例４は、金属接触となるため、摩耗が大きい結果であった。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明の揺動回転式カムリフタは、潤滑不足の状態であってもカムリフタとタイミングカムとの摩擦トルクが上昇せずカムリフタの摩擦による摩耗が抑制できるので、発電機、ポンプ、刈払機などに使用される、軽量、コンパクトなＯＨＶエンジンの揺動回転式カムリフタとして好適に利用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１    揺動回転式カムリフタ
２    摺動層
３    下地層
４    架橋フッ素樹脂層
５    金属基材
６    タイミングカム
７    タイミングギヤ
８    クランク
９    プッシュロッド
１０  吸気通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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