(57)【要約】【課    題】耐摩耗性と耐焼付性に優れ、且つ工業的生産上有利な内燃機関の動弁装置用バルブリフターを提供する。【解決手段】ガス軟窒化処理された鋼製の摺動面上にブラスト処理にて微小くぼみが形成され、前記摺動面の表面粗さがＲｍａｘで表現して０．８〜２．０（μｍ）であり、前記微小くぼみの平均径が０．０１〜０．０５（ｍｍ）であり、前記微小くぼみの前記摺動面上に占める割合が１０〜２０（個／ｍｍ２）であることを特徴とする内燃機関の動弁機構用バルブリフター。【選択図】  図４
2004204681.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス軟窒化処理された鋼製の摺動面上にブラスト処理にて微小くぼみが形成され、前記摺動面の表面粗さがＲｍａｘで表現して０．８〜２．０（μｍ）であり、前記微小くぼみの平均径が０．０１〜０．０５（ｍｍ）であり、前記微小くぼみの前記摺動面上に占める割合が１０〜２０（個／ｍｍ２）であることを特徴とする内燃機関の動弁機構用バルブリフター。
【請求項２】
前記ブラスト処理がショットブラストにて行われ、ショット材質がガラス系であり、ショット粒径が５０〜１００（μｍ）であり、投射距離が８０〜１２０（ｍｍ）であり、投射時間が８〜１７（ｓｅｃ）であり、投射圧が４〜５（ｋｇｆ／ｃｍ２）であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の動弁機構用バルブリフター。
【請求項３】
前記バルブリフターの鋼材が低炭素構造用鋼であり、前記バルブリフターが冷間鍛造にて成形されていることを特徴とする請求項１ないし２記載の内燃機関の動弁機構用バルブリフター。
【請求項４】
前記低炭素構造用鋼が、Ｃ：０．１〜０．３％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｓｉ：０．２〜０．３％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｍｎ：０．５〜０．７％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｃｒ：１．５〜３．０％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｍｏ：０．２５〜０．３５％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｖ：０．１〜０．２％（ｗｔ／ｗｔ）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の内燃機関の動弁機構用バルブリフター。
【請求項５】
鋼材を冷間鍛造にて成形し、摺動面をガス軟窒化処理し、さらにガス軟窒化処理した摺動面上にブラスト処理にて微小くぼみを形成させていることを特徴とする内燃機関の動弁機構用バルブリフターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機構の動弁機構に使用されるバルブリフターに関し、詳しくは、ガス軟窒化処理された鋼製の摺動面の耐摩耗性，耐焼付性，および化合物層の耐剥離性を向上させたバルブリフターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車産業などで使用される鋼製の機械構造部品の一つとして、内燃機関の動弁機構に使用されるバルブリフターは、近年の内燃機関の高出力，高回転化に伴い、動弁機構に使用されるカムシャフトの回転数が高くなり、よってカム駒とバルブリフターの摺動面との摺動速度が増すため、使用状況が過酷になってきている。さらに、前記摺動面はカム駒のカムノーズ部によって叩かれるので、摺動と衝撃が複合した極めて過酷な条件下で使用される。この結果、前記摺動面の摩耗や焼付きが進行し易くなり、内燃機関の性能低下を招き、耐久性に問題が生じてきた。
上記したような過酷な使用状況に対応するため、これまで前記バルブリフターの摺動面に対し、例えばめっき処理，ＤＬＣ処理，およびＴｉＮなどによる表面処理等でコーティングしたもの（特許文献１〜５および７参照）や、合金工具鋼を用いて表面硬化したもの（特許文献６参照）が知られており、いずれもバルブリフターの摺動特性が向上される。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−２１７６０３
【特許文献２】
特開平５−３０６４６１
【特許文献３】
特開平１１−２８０４１５
【特許文献４】
特開平１１−２８０４１９
【特許文献５】
特開平１１−２９４１１８
【特許文献６】
特開昭６３−７５３０３
【特許文献７】
特公平８−９９６４
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来公知のバルブリフターの摺動特性を向上させる方法は、先ずめっき処理等のコーティング処理を施した場合、その前処理を含めて工数の増加が避けられず、コーティング材も比較的高価であるため、製品のコスト高が避けられない。また、コーティング処理されたコーティング膜に過大な衝撃力が加わったとき、コーティング膜自体の靭性が低いため、クラックや欠けの発生が懸念される。さらに、めっき処理は、古くから摺動部材の摺動特性の改善に使用されている方法であるが、近年の環境問題を配慮した場合、好ましい選択であるとはいえない。
【０００５】
一方、合金工具鋼を用いて表面硬化したものでは、合金工具鋼自体が高価であり、さらに鍛造後のスケール除去を考慮して冷間鍛造を選択した場合、この冷鍛加工性が一般的な構造用鋼等と比較して著しく悪い。この冷鍛加工性の問題を考慮して、バルブリフター本体のボディ部と摺動面に相当するシム部を分けて、シム部のみ合金工具鋼とし対応しているケースもあるが、ボディ部とシム部の接合工程を含めて製品のコスト高は避けられない。
【０００６】
さらに、前記摺動面に高周波表面焼入れ，浸炭焼入れ，窒化，およびガス軟窒化などで表面硬化処理しただけでは、十分な摺動特性が得られず、特に上記したような過酷な使用状況下では、しばしば摩耗や焼付きの問題が発生してきている。尚、窒化およびガス軟窒化処理では、前記摺動面上に硬質な化合物層が形成されるため、耐摩耗性や耐焼付性の向上には大きく繋がる。しかしながら、前記化合物層は薄く脆いため、摺動時の剥離が大きな問題である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明者らは鋭意検討した結果、
ガス軟窒化処理された鋼製の摺動面上にブラスト処理にて微小くぼみが形成され、前記摺動面の表面粗さがＲｍａｘで０．８〜２．０（μｍ）であり、前記微小くぼみの平均径が０．０１〜０．０５（ｍｍ）であり、前記微小くぼみの前記摺動面上に占める割合が１０〜２０（個／ｍｍ２）である内燃機関の動弁機構用バルブリフターの創製に成功すると共に、そのような新規なバルブリフターが上記の課題を解決することを見出した。
【０００８】
また本発明者らは、前記ブラスト処理がショットブラストにて行われ、ショット材質がガラス系であり、ショット粒径が５０〜１００（μｍ）であり、投射距離が８０〜１２０（ｍｍ）であり、投射時間が８〜１７（ｓｅｃ）であり、投射圧が４〜５（ｋｇｆ／ｃｍ２）であることが好ましいこと、前記バルブリフターの鋼材が低炭素構造用鋼であることが好ましいこと、前記バルブリフターの成形が冷間鍛造にて行われることが好ましいことなどの新知見も得た。
さらに本発明者らは、鋼材を冷間鍛造にて成形し、摺動面をガス軟窒化処理し、さらにガス軟窒化処理した摺動面上にブラスト処理にて微小くぼみを形成させることにより、内燃機関の動弁機構用バルブリフターが工業的有利に製造できることをも知見した。
【０００９】
本発明の好ましい実施態様によれば、バルブリフターの摺動面に対し、ガス軟窒化処理が行われることで、前記摺動面上に軟窒化による硬質な化合物層が形成され、耐摩耗性や耐焼付性が向上される。さらに摺動時の前記化合物層の剥離を防ぐために、前記化合物層に上記好ましい条件下でショットブラスト処理が行われ、これにより前記摺動面に塑性変形が与えられる結果、前記化合物層の剥離が抑制される。また、ショットブラストにて前記化合物層に微小くぼみが形成されることで、この微小くぼみ内に油が保持され続けるため、カム駒と前記摺動面の接触する界面の潤滑状態が維持され、なじみ性も向上し、より耐摩耗性や耐焼付性が向上される。
さらに本発明者らは、前記バルブリフターの鋼材に低炭素構造用綱を使用しても上記効果が十分得られることをも知見し、よって低コスト化が図れることをも知見した。
【００１０】
本発明者らは、このような様々な新知見を得て、さらに種々検討を重ねて本発明を完成させるに至った。
したがって本発明は、
（１）ガス軟窒化処理された鋼製の摺動面上にブラスト処理にて微小くぼみが形成され、前記摺動面の表面粗さがＲｍａｘで０．８〜２．０（μｍ）であり、前記微小くぼみの平均径が０．０１〜０．０５（ｍｍ）であり、前記微小くぼみの前記摺動面上に占める割合が１０〜２０（個／ｍｍ２）であることを特徴とする内燃機関の動弁機構用バルブリフター、
（２）前記ブラスト処理がショットブラストにて行われ、ショット材質がガラス系であり、ショット粒径が５０〜１００（μｍ）であり、投射距離が８０〜１２０（ｍｍ）であり、投射時間が８〜１７（ｓｅｃ）であり、投射圧が４〜５（ｋｇｆ／ｃｍ２）であることを特徴とする（１）記載の内燃機関の動弁機構用バルブリフター、
（３）前記バルブリフターの鋼材が低炭素構造用鋼であり、前記バルブリフターが冷間鍛造にて成形されることを特徴とする（１）ないし（２）記載の内燃機関の動弁機構用バルブリフター、
（４）前記低炭素構造用鋼が、Ｃ：０．１〜０．３％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｓｉ：０．２〜０．３％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｍｎ：０．５〜０．７％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｃｒ：１．５〜３．０％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｍｏ：０．２５〜０．３５％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｖ：０．１〜０．２％（ｗｔ／ｗｔ）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物であることを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載の内燃機関の動弁機構用バルブリフター、
（５）鋼材を冷間鍛造にて成形し、摺動面をガス軟窒化処理し、さらにガス軟窒化処理した摺動面上にブラスト処理にて微小くぼみを形成させることを特徴とする内燃機関の動弁機構用バルブリフターの製造方法、
に関する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の内燃機関の動弁機構用バルブリフターに関する好ましい実施態様について説明する。
【００１２】
（イ）鋼材
本発明のバルブリフターの鋼材としては、構造用炭素鋼、製造用合金鋼、肌焼鋼、又は合金工具鋼など選択されるが、コスト面や冷鍛加工性を考慮して、低炭素構造用鋼が好ましい。前記低炭素構造用鋼のうち、Ｃ：０．１〜０．３％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｓｉ：０．２〜０．３％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｍｎ：０．５〜０．７％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｃｒ：１．５〜３．０％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｍｏ：０．２５〜０．３５％（ｗｔ／ｗｔ）、Ｖ：０．１〜０．２％（ｗｔ／ｗｔ）を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物である鋼材がより好ましい選択である。
【００１３】
上記した低炭素構造用鋼中の各構成元素の化学組成について説明する。以下の説明において％は、特に断らない限り％（ｗｔ／ｗｔ）である。
Ｃ：０．１〜０．３％
Ｃは強度を確保するために必要な元素であり、より優れた強度を確保するためには０．１％以上であり、一方、より優れた冷鍛加工性を確保するためには０．３％以下とするのが好ましい。
Ｓｉ：０．２〜０．３％
Ｓｉは溶製時の脱酸剤として含有され、また焼入れ性を向上させる元素である。好ましい焼入れ性を確保するためには０．２％以上であり、優れた延性を確保し、塑性加工時に割れを抑制するためには０．３％以下が好ましい。
Ｍｎ：０．５〜０．７％
Ｍｎは焼入れ性を向上させる元素である。好ましい焼入れ性を確保するためには０．５％以上であり、一方、より優れた冷鍛加工性を確保するためには０．７％以下とするのが好ましい。
Ｃｒ：１．５〜３．０％
【００１４】
Ｃｒは焼入れ性向上、またＶとの添加量の適正化により窒化時の表層硬さ、窒化深さ、および軟化抵抗性の確保に有効な元素であり、より好ましい上記の特性を得るためには１．５％以上が好ましく、低コスト化を図るためには３．０％以下が好ましい。
Ｍｏ：０．２５〜０．３５％
ＭｏはＣｒと同様に焼入れ性向上に有効な元素であり、好ましい焼入れ性を確保するためには０．２５％以上であり、低コスト化を図るためには０．３５％以下が好ましい。
Ｖ：０．１〜０．２％
ＶはＣｒとの添加量の適正化により窒化時の表層硬さ、窒化深さ、および軟化抵抗性の確保に有効な元素であり、またＣやＮと結合して炭窒化物を生成し、結晶粒を微細化する効果を有する。特に窒化時の軟化抵抗性を確保するため、０．１％以上が好ましく、低コスト化を図るためには０．２％以下が好ましい。
【００１５】
（ロ）冷間鍛造成形
材料を加熱せず、室温または室温に近い状態で塑性加工を行う鍛造作業であり、上記低炭素構造用鋼と材料として用いることによって工業的有利に成形できる。尚、ニアネットシェイプ冷鍛を行うことで、さらに工業的有利に成形できる。
【００１６】
（ハ）窒化処理
適当な温度域で窒素原子を基材表層部から侵入・拡散させ表面硬化させる方法の一つであり、工業的有利に製造するため、処理時間の短縮が図れるガス軟窒化処理が好ましい。本発明における前記処理条件は一般公知の範囲内でよい。例えば、ガス量が、ＲＸガス：ＮＨ３ガス＝約２００：５００〜７００（ＣＦＨ）、炉内温度が約５５０〜６００℃、処理時間が約１〜５時間である条件が好ましい。
【００１７】
（ニ）微小くぼみ
摺動時の焼付防止を図るため、本発明のバルブリフターの摺動面上に油溜り機能を有するオイルピットを形成させる。具体的には、前記摺動面の表面粗さをＲｍａｘで０．８〜２．０（μｍ）、前記微小くぼみの平均径を０．０１〜０．０５（ｍｍ）、前記微小くぼみが前記摺動面上に占める割合を１０〜２０（個／ｍｍ２）の範囲内で、前記摺動面上に形成させる。
【００１８】
オイルピットはバルブリフターの摺動面をブラスト処理することにより形成される。ブラスト処理された摺動面は凹部である谷部すなわち微小くぼみ部と凸部である山部とを有している。本発明におけるＲｍａｘは、摺動面の任意個所を摺動面に対して垂直の切断面を拡大して観察される山部と谷部から形成される断面曲線において、断面曲線の任意個所における長さ４（ｍｍ）にわたって計測した断面曲線のうち、最も高い山部と最も深い谷部までの垂直方向の高低差をμｍの単位で表したものである。Ｒｍａｘ値０．８〜２．０（μｍ）がある個所で観察され、他の個所ではその範囲外のＲｍａｘが観察されても本発明のＲｍａｘ値に属すると理解されるべきである。
【００１９】
また、谷部である微小くぼみの平均径は、摺動面の任意の個所の１（ｍｍ２）の範囲内において、ブラスト前の摺動面の平面を基準とし、ブラスト処理によって平面の奥に形成された谷部の直径を測定して得られる平均値である。
【００２０】
またさらに、微小くぼみの摺動面上に占める割合は上記１（ｍｍ２）の範囲内における上記谷部の数を測定した値である。
ある個所における微小くぼみの平均径が０．０１〜０．０５（ｍｍ）であり、またある個所における微小くぼみが摺動面上に占める割合が１０〜２０（個／ｍｍ２）であれば、他の個所において、これらの値に少なくとも一方が、上記範囲の範囲外であっても、本発明の上記平均値および上記割合の条件を満足するものと理解すべきである。
もっともブラスト処理された摺動面の全領域にわたって、Ｒｍａｘ値が約０．８〜２．０（μｍ）であり、微小くぼみの平均径が約０．０１〜０．０５（ｍｍ）であり、微小くぼみの摺動面上に占める割合が約１０〜２０（個／ｍｍ２）であるのが好ましい。
上記観察や測定は顕微鏡（通常、金属顕微鏡又は電子顕微鏡）を用いて行われる。
【００２１】
（ホ）ショットブラスト
一般にショットを空圧で鍛造，鋳造表面に投射清掃する加工法であるが、本発明では、ガス軟窒化処理されたバルブリフターの摺動面上に微小くぼみを形成させるために用いている。ガス軟窒化処理にて表層部に形成される化合物層は薄く脆いため、ショットブラスト程度の衝突力が好ましい。具体的には、ショット材質をガラス系とし、ショット粒径を５０〜１００（μｍ）、投射距離を８０〜１２０（ｍｍ）、投射時間を８〜１７（ｓｅｃ）、投射圧を４〜５（ｋｇｆ／ｃｍ２）の条件下でショットブラストを行うのが好ましい。ガラス系ショット材はガラスビーズ等公知のものから選択されてよい。
【００２２】
次に、本発明の好ましい実施の形態を添付図面に示した実施例に基づいて説明する。図１〜図８は本発明の実施例を示すものであり、図１は直打式動弁機構を有する４サイクルエンジンの一部を示す図面である。図２は本発明の実施例に示すバルブリフターの断面図である。図３は表面硬化処理毎の簡易式摩擦摩耗試験（ピン・オン・ディスク方式）の試験結果である。図４は本発明の範囲内で実施したバブルリフターの摺動面の表面形態である。図５は本発明の範囲外で実施したバルブリフターの摺動面の表面形態である。図６はブラスト条件毎の投射時間とバルブリフターの摺動面上の平均径０．０１（ｍｍ）以上の微小くぼみの割合を表したものである。図７は実機モータリング耐久試験にて評価したガス軟窒化後のバルブリフター摺動面の化合物層上に形成した微小くぼみの割合と前記化合物層の耐剥離性の関係を示すグラフである。図８は本発明に係るバルブリフター（本発明品）と一般公知の表面硬化処理したのみのバルブリフター（比較品）との実機モータリング耐久試験による比較検証結果を示すものである。
【００２３】
先ず図１，図２を併せて参照して、本発明の対象となるバルブリフター１０は、カムシャフトのカム駒１２が回転されて、前記バルブリフター１０の平坦な摺動面１１が押される。これによって、吸気あるいは排気バルブ１３の開閉操作が行われる。前記カムシャフトのカム駒１２は、図示されない駆動系によってクランクシャフトの回転が伝達されて前記クランクシャフトと同期して回転される。前記吸気あるいは排気バルブ１３は、外周に配置されたバルブスプリング１４によって図示の上方に常時付勢されている。したがって、前記吸気あるいは排気バルブ１３の開動作は、前記カム駒１２における突出部が、前記摺動面１１の中心部を押圧した時のみ行われるため、前記カムシャフトの回転数が高くなると、摺動速度の増加と前記バルブリフター１０への押圧力の増加が生じ、より過酷な使用状況となる。
【００２４】
本発明に係る内燃機関の動弁機構用バルブリフターは、前記バルブリフター１０とカム駒１２の摺動面のうち、バルブリフター側の前記平坦な摺動面１１に、耐摩耗性および耐焼付性を向上させるため、ガス軟窒化処理による化合物層を形成させ、且つ、この化合物層にショットブラストを施し微小くぼみ形成させている。この実施態様に至るまでの経路について説明する。
【００２５】
先ず鋼製のバルブリフターに対する表面硬化処理方法として、耐焼付性の優劣を検証するため、一般公知の表面硬化処理を任意選定し、各々テストピースを作製し、これらのテストピースを用いて簡易式摩擦摩耗試験（ピン・オン・ディスク方式）にて評価を行った。
【００２６】
図３を参照して、このグラフはその試験結果を示すものであり、表面硬化処理毎の限界ＰＶ値（耐焼付性）と任意選定した試験条件における動摩擦係数を表している。簡易式摩擦摩耗試験とは、検証する材料にて作製される円筒状のピン試験片の一端面と、相手材に相当する材料にて作製される平板状のディスク試験片の一端面とを押付けた状態で接触させ、この状態のままどちらか一方を回転させ、摩擦摺動させる際に発生するトルク変動等を検証する試験方法である。図３に示す試験条件は以下の通りである。
【００２７】
【表１】
2004204681.tif 000003
※各表面硬化処理の条件は一般公知の範囲内で実施。
※相手材と接触させる端面の表面粗さはＲｍａｘで２．０（μｍ）以下に設定。
【００２８】
「摩擦摩耗試験の試験条件」
●試験形態；ピン・オン・ディスク
●試験環境；油中
●ディスク試験片（相手材）；チル化した鋳鉄材（ＦＣＤ７００+リン酸マンガン，端面の表面粗さはＲｍａｘで２．０（μｍ）以下）
●回転数；１０００ｒｐｍに固定
●油種；２輪用市販オイル（１０Ｗ３０）：粘度調整剤（リスカットＹＴ−１）
＝５０：５０（ｍａｓｓ％）
●ピン試験片の押付荷重；２００〜４５０（ｋｇｆ）範囲内で面圧調整
【００２９】
「動摩擦係数測定時の試験条件」
●回転数；５００ｒｐｍに固定
●ピン試験片の押付荷重；１００（ｋｇｆ）に固定
【００３０】
図３に示す試験結果を見ると、耐焼付性に最も優れる表面硬化処理はガス軟窒化処理であった。また、動摩擦係数も抑えられており摺動特性にも優れている。このことから、本発明においては鋼製のバルブリフターに対し、ガス軟窒化処理を行うことが好ましいと判断した。但し、試験終了後のピン試験片を観察したところ、ガス軟窒化処理のみ限界ＰＶ値に達した摺動面上に化合物層の剥離が発生しており、単にガス軟窒化処理を施しただけでは、十分な摺動特性が得られないことが分かった。
よって本発明者らは、ガス軟窒化処理後にブラスト処理にて微小くぼみを形成させ、摺動面に塑性変形を与えることと、この微小くぼみ内の油が潤滑状態を維持させ、金属接触量を減らすことで前記化合物層の剥離が抑制できないか検証してみることにした。
【００３１】
図４を参照して、この写真はバルブリフターの摺動面に対し、ガス軟窒化後にブラスト処理を施した際の表面形態の一例を示すものであり、この際の処理条件は以下の通りである。
●基材材質
ＳＣＭＶ２
●ガス軟窒化条件
・ガス量・・・ＲＸガス：ＮＨ３ガス＝２００：６５０（ＣＦＨ）
・炉内温度・・・５８０（℃）
・処理時間・・・１８０（ｍｉｎ）
●ショットブラスト条件
・ショット材・・・ガラスビーズ
・ショット材の平均粒径・・・７５（μｍ）
・投射距離・・・１００（ｍｍ）
・投射時間・・・１０（ｓｅｃ）
・投射圧・・・４．５（ｋｇｆ／ｃｍ２）
【００３２】
図４の写真に見られるように、ガス軟窒化処理にて形成された摺動面上の化合物層に、確かにブラスト処理にて多数の微小くぼみが形成されていることが分かる。この微小くぼみが油溜り機能を有するオイルピットとなることで、相手材（カム駒）との金属接触量が減るため、さらに耐摩耗性，耐焼付性，および化合物層の耐剥離性が向上されることが本発明によって判明した。
【００３３】
一方、前記ブラスト処理にて前記化合物層に微小くぼみを形成させる際の課題は、ブラスト条件が過大になると、化合物層の脱落が発生してしまうことである。また、ブラスト処理にて化合物層の表層の一部が起伏してバリとなり、研磨加工等の後処理が必要となることも課題である。この後処理は、工業的生産上コスト高となり好ましくないため、適正なブラスト条件を設定し、後処理が不要となるのが望ましい。
【００３４】
図５を併せて参照して、この写真は上記したブラスト条件のうち、平均粒径１５０（μｍ）のショット材を使用したときの前記摺動面の表面形態を示すものである。図５の写真に見られるように、前記微小くぼみの平均径は大きくなり、さらに隣接する前記微小くぼみが前記化合物層の脱落によって重なるようになり、大きな凹部となっていることが分かる。この大きな凹部は前記カム駒との摺動によってさらに拡大し、その結果、前記化合物層の前記カム駒との摺動部が完全に剥離してしまう可能性を否定できないので優れた実施態様とはいえないかもしれない。
【００３５】
上記した点を踏まえてショットブラスト条件を設定した結果、ショット材質をガラスビーズとし、ショット粒径を５０〜１００（μｍ）、投射距離を８０〜１２０（ｍｍ）、投射時間を８〜１７（ｓｅｃ）、投射圧を４〜５（ｋｇｆ／ｃｍ２）とするブラスト条件下でショットブラストが行われることで、図４のように前記大きな凹部の無い好ましい摺動面の表面形態を得られることが分かった。
【００３６】
ここで、ショットブラスト条件を設定した際の検証試験結果の一例を示す。図６を併せて参照して、このグラフは、図５に示す写真のような摺動面の表面形態にならないよう、投射距離と投射圧のブラスト条件を任意に設定し、これらブラスト条件毎の投射時間と平均径０．０１（ｍｍ）以上の前記微小くぼみの割合を表したものである。尚、いずれも基材材質はＳＣＭＶ２であり、ガス軟窒化条件は上記した一般公知の範囲内で行っており、ショット材はガラスビーズであり、ショットの平均粒径は７５（μｍ）である。
【００３７】
図６のグラフを見ると、投射距離が１５０（ｍｍ）となると、投射圧や投射時間に関係なく前記微小くぼみの割合が比較的少ないことが伺える。また、投射距離が１００（ｍｍ）でも投射圧が３（ｋｇｆ／ｃｍ２）と比較的低い場合、同様に前記微小くぼみの割合が比較的少なくなる。一方、ブラスト条件毎の表面形態を確認したところ、投射距離が１００（ｍｍ）で、投射圧が５．５（ｋｇｆ／ｃｍ２）の場合、前記微小くぼみの割合が投射時間に比例して比較的多くなっていくが、図５に示すような平均径の大きいくぼみが形成されるようになり、好ましい表面形態になり難い。よって、この検証試験結果から本発明におけるショットブラストの条件は、投射距離が１００（ｍｍ）前後で、投射圧が４．５（ｋｇｆ／ｃｍ２）前後が適当であることが分かる。
【００３８】
また、上記好ましい設定範囲内でショットブラストを実施し、前記微小くぼみを形成させた結果、前記摺動面の表面粗さはＲｍａｘで０．８〜２．０（μｍ）となり、前記微小くぼみの平均径は０．０１〜０．０５（ｍｍ）となり、前記微小くぼみが前記摺動面上に占める割合は１０〜２０（個／ｍｍ２）となった。後述する試験結果から、上記した範囲内で形成される微小くぼみにより、前記摺動面の耐摩耗性，耐焼付性，および化合物層の耐剥離性の向上が確認されたことから、この微小くぼみの設定は好ましいといえる。
【００３９】
次に、本発明に係るバルブリフターの実機モータリング耐久試験結果を示す。図７を参照して、このグラフはバルブリフターの摺動面上に形成させた平均粒径０．０１〜０．０５（ｍｍ）間の微小くぼみの割合（単位面積ｍｍ２当りの微小くぼみの数）と化合物層の耐剥離性倍率の関係を示すものである。前記耐剥離性向上倍率は、素材にＳＣＭＶ２を使用したバルブリフターに対し、ガス軟窒化処理のみ施したものをベース材とし、このベース材に対して、任意選定したブラスト条件下で形成させた各個数毎の微小くぼみによる前記耐剥離性の向上度合を倍率で表すものである。また、このグラフは前記バルブリフターの摺動面上にブラスト処理にて形成させた微小くぼみの割合と、このブラスト処理後の摺動面表面粗さ（後加工無し）のＭＡＸ・ＭＩＮ値との関係についても示している。
【００４０】
図７に示す実機モータリング耐久試験条件は以下の通りである。
「試験条件」
●エンジン；排気量９００ｃｃのガソリンエンジン
●カム（相手材）；カム駒部をチル化した鋳鉄製カムシャフト
●エンジン回転数；９５００（ｒｐｍ）
●耐久時間；６０（ｈｒ）
●油温；８０（℃）
●油圧；３（ｋｇｆ／ｃｍ２）
●油種；２輪用市販オイル（１０Ｗ３０）：粘度調整剤（リスカットＹＴ−１）
＝５０：５０（ｍａｓｓ％）
●摺動面とカム駒の接触面圧；カム駒の巾調整にて面圧を制御
【００４１】
図７のグラフより、前記耐剥離性の向上率は、平均径０．０１〜０．０５（ｍｍ）の微小くぼみの割合を１０〜２０（個／ｍｍ２）内に設定することで、ベース材に対し１．３倍以上にもなることが分かる。また、前記微小くぼみの割合を１０〜２０（個／ｍｍ２）内に設定したバルブリフターの摺動面の表面粗さを確認したところ、Ｒｍａｘで０．８〜２．０（μｍ）の範囲内にあり、よって前記表面粗さをこの範囲内に収めるようブラスト処理することで、耐摩耗性，耐焼付性，および化合物層の耐剥離性に優れるバルブリフターを得ることができるといえる。
【００４２】
次に、本発明に係るバルブリフター（本発明品）と一般公知の表面硬化処理したのみのバルブリフター（比較品）との実機モータリング耐久試験による比較検証結果を図８に示す。各供試品の詳細は以下の通りである。
【表２】
2004204681.tif 000004
●本発明品と比較品▲１▼，▲２▼のガス軟窒化条件
・ガス量・・・ＲＸガス：ＮＨ３ガス＝２００：６５０(ＣＦＨ)
・炉内温度・・・５８０（℃）
・処理時間・・・１８０（ｍｉｎ）
※比較品▲３▼の浸炭焼入れの条件は一般公知の範囲内で実施
●本発明品のショットブラスト条件
・ショット材・・・ガラスビーズ
・ショット材の平均粒径・・・７５（μｍ）
・投射距離・・・１００（ｍｍ）
・投射時間・・・１０（ｓｅｃ）
・投射圧・・・４．５（ｋｇｆ／ｃｍ２）
【００４３】
図８に示す実機モータリング耐久試験条件は以下の通りである。
「試験条件」
●エンジン；排気量９００ｃｃのガソリンエンジン
●カム；カム駒部をチル化した鋳鉄製カムシャフト
●エンジン回転数；９５００（ｒｐｍ）
●耐久時間；６０（ｈｒ）
●油温；８０（℃）
●油圧；３（ｋｇｆ／ｃｍ２）
●油種；２輪用市販オイル（１０Ｗ３０）：粘度調整剤（リスカットＹＴ−１）
＝５０：５０（ｍａｓｓ％）
●摺動面とカム駒の接触面圧；カム駒の巾調整にて面圧を制御
【００４４】
この表に示される試験結果から、本発明に係るバルブリフターが摺動面の焼付荷重（厳密には化合物層の剥離荷重）が最も優れていることが伺える。また、前記摺動面の摩耗量も比較的抑えられていたことから、本発明品は耐摩耗性，耐焼付性，および化合物層の耐剥離性に優れていることが分かる。また、比較品▲２▼では、耐久終了後にカム駒部の一部に大きな摩耗も確認された。よって本発明品は、化合物層と微小くぼみの効果で相手材であるカムとのなじみ性に優れているともいえる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、ガス軟窒化処理された鋼製の摺動面上にブラスト処理にて微小くぼみを形成し、前記摺動面の表面粗さをＲｍａｘで０．８〜２．０（μｍ）、前記微小くぼみの平均径を０．０１〜０．０５（ｍｍ）、前記微小くぼみが前記摺動面上に占める割合を１０〜２０（個／ｍｍ２）とすることで、高負荷の使用状況下でも耐摩耗性と耐焼付性に優れるバルブリフターを得ることができる。また、前記バルブリフターは工業的有利に製造できるためコスト高を招くこともない。
【００４６】
さらに、前記ブラスト処理をショットブラストにて行い、ショット材質をガラス系とし、ショット粒径を５０〜１００（μｍ）、投射距離を８０〜１２０（ｍｍ）、投射時間を８〜１７（ｓｅｃ）、投射圧を４〜５（ｋｇｆ／ｃｍ２）とすることで、工業的有利に好ましい前記微小くぼみを得ることが可能となり、ガス軟窒化による化合物層の耐剥離性や相手材とのなじみ性を向上させることができる。尚、上記ブラスト条件下でブラスト処理を行うことで、前記化合物層の過大な脱落を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】直打式動弁機構を有する４サイクルエンジンの一部を示す図面。
【図２】本発明の実施例に示すバルブリフターの断面図。
【図３】表面硬化処理毎の簡易式摩擦摩耗試験（ピン・オン・ディスク方式）の試験結果。
【図４】本発明の範囲内で実施したバブルリフターの摺動面の表面形態。
【図５】本発明の範囲外で実施したバルブリフターの摺動面の表面形態。
【図６】ブラスト条件毎の投射時間とバルブリフターの摺動面上の平均径０．０１（ｍｍ）以上の微小くぼみの割合。
【図７】実機モータリング耐久試験にて評価したガス軟窒化後のバルブリフター摺動面の化合物層上に形成した微小くぼみの割合と前記化合物層の耐剥離性の関係を示すグラフ。
【図８】本発明に係るバルブリフター（本発明品）と一般公知の表面硬化処理したのみのバルブリフター（比較品）との実機モータリング耐久試験による比較検証結果。
【符号の説明】
１０・・・バルブリフター
１１・・・摺動面
１２・・・カムシャフトのカム駒
１３・・・吸気あるいは排気バルブ
１４・・・バルブスプリング
【図１】
2004204681.tif 000005
【図２】
2004204681.tif 000006
【図３】
2004204681.tif 000007
【図４】
2004204681.tif 000008
【図５】
2004204681.tif 000009
【図６】
2004204681.tif 000010
【図７】
2004204681.tif 000011
【図８】
2004204681.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月22日(2003.9.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
次に、本発明に係るバルブリフターの実機モータリング耐久試験結果を示す。図７を参照して、このグラフはバルブリフターの摺動面上に形成させた平均粒径０．０１〜０．０５（ｍｍ）間の微小くぼみの割合（単位面積ｍｍ２当りの微小くぼみの数）と化合物層の耐剥離性向上率の関係を示すものである。前記耐剥離性向上率は、素材にＳＣＭＶ２を使用したバルブリフターに対し、ガス軟窒化処理のみ施したものをベース材とし、このベース材に対して、任意選定したブラスト条件下で形成させた前記微小くぼみの割合による前記耐剥離性の向上度合を比率で表すものである。また、このグラフは前記バルブリフターの摺動面上にブラスト処理にて形成させた微小くぼみの割合と、このブラスト処理後の摺動面表面粗さ（後加工無し）のＭＡＸ・ＭＩＮ値との関係についても示している。


【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
この表に示される試験結果から、本発明に係るバルブリフターが摺動面の焼付荷重（厳密には化合物層の剥離荷重）が最も優れていることが伺える。また、前記摺動面の摩耗量も比較的抑えられていたことから、本発明品は耐摩耗性，耐焼付性，および化合物層の耐剥離性に優れていることが分かる。また、比較品(2)では、耐久試験終了後にカム駒部の一部に大きな摩耗も確認された。よって本発明品は、化合物層と微小くぼみの効果で相手材であるカムとのなじみ性に優れているともいえる。