JP2000234506A - 内燃機関用バルブスプリングリテーナ - Google Patents
内燃機関用バルブスプリングリテーナInfo
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- JP2000234506A JP2000234506A JP11033839A JP3383999A JP2000234506A JP 2000234506 A JP2000234506 A JP 2000234506A JP 11033839 A JP11033839 A JP 11033839A JP 3383999 A JP3383999 A JP 3383999A JP 2000234506 A JP2000234506 A JP 2000234506A
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- Japan
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- flange part
- curvature
- radius
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 バルブスプリングリテーナにおけるばね受け
フランジ部の連設隅部の疲労強度を高める。 【解決手段】 筒部１ａとばね受けフランジ部１ｃとの
連設隅部４を、筒部１ａ側の曲率半径が大きく、かつ、
ばね受けフランジ部１ｃ側の曲率半径を筒部１ａ側より
も小とした、互いに連続する複合円弧状の曲面とする。
フランジ部の連設隅部の疲労強度を高める。 【解決手段】 筒部１ａとばね受けフランジ部１ｃとの
連設隅部４を、筒部１ａ側の曲率半径が大きく、かつ、
ばね受けフランジ部１ｃ側の曲率半径を筒部１ａ側より
も小とした、互いに連続する複合円弧状の曲面とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁機
構に用いられるバルブスプリングリテーナ、特に、疲労
強度を高めたアルミニウム合金製のバルブスプリングリ
テーナに関する。
構に用いられるバルブスプリングリテーナ、特に、疲労
強度を高めたアルミニウム合金製のバルブスプリングリ
テーナに関する。
【０００２】
【従来の技術】最近、内燃機関の動弁機構に用いられる
バルブスプリングリテーナ(以下、スプリングリテーナ
と略称する)を、動弁系の慣性質量を小さくしてエンジ
ン性能を向上させるために、通常の鉄製(スチール)のも
のに代えて、アルミニウム合金製とする試みがなされて
いる。
バルブスプリングリテーナ(以下、スプリングリテーナ
と略称する)を、動弁系の慣性質量を小さくしてエンジ
ン性能を向上させるために、通常の鉄製(スチール)のも
のに代えて、アルミニウム合金製とする試みがなされて
いる。
【０００３】図４は、従来のアルミニウム合金製のスプ
リングリテーナ(１)の一例を示すもので、図示しないコ
ッタが嵌合されるテーパ孔(２)を有する筒部(1a)と、中
間フランジ部(1b)と、それより薄肉の、バルブスプリン
グ(３)の上端を受支するばね受けフランジ部(1c)とより
なっている。ばね受けフランジ部(1c)の基端隅部、すな
わち、中間フランジ部(1b)とばね受けフランジ部(1c)と
の連設隅部(４)は、円弧状の曲面としてある。
リングリテーナ(１)の一例を示すもので、図示しないコ
ッタが嵌合されるテーパ孔(２)を有する筒部(1a)と、中
間フランジ部(1b)と、それより薄肉の、バルブスプリン
グ(３)の上端を受支するばね受けフランジ部(1c)とより
なっている。ばね受けフランジ部(1c)の基端隅部、すな
わち、中間フランジ部(1b)とばね受けフランジ部(1c)と
の連設隅部(４)は、円弧状の曲面としてある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】アルミニウム合金製の
スプリングリテーナ(１)は、鉄製のものに比して機械的
強度が小さいため、特に、ばね受けフランジ部(1c)の連
設隅部(４)の疲労強度が問題となる。
スプリングリテーナ(１)は、鉄製のものに比して機械的
強度が小さいため、特に、ばね受けフランジ部(1c)の連
設隅部(４)の疲労強度が問題となる。
【０００５】すなわち、ばね受けフランジ部(1c)には、
バルブスプリング(３)よりの上向きの大きな引張応力が
繰り返し作用するため、連設隅部(４)を円弧状の曲面と
して、その部分に応力が集中するのを避けるようにして
いるが、単に円弧状の曲面としたのみでは、長期間使用
すると、連設隅部(４)を起点として疲労破壊を起こすこ
とがある。
バルブスプリング(３)よりの上向きの大きな引張応力が
繰り返し作用するため、連設隅部(４)を円弧状の曲面と
して、その部分に応力が集中するのを避けるようにして
いるが、単に円弧状の曲面としたのみでは、長期間使用
すると、連設隅部(４)を起点として疲労破壊を起こすこ
とがある。
【０００６】この問題に対処するには、ばね受けフラン
ジ部(1c)を厚肉としたり、連設隅部(４)の曲率半径を大
とすることも考えられるが、このようにすると、スプリ
ングリテーナ(１)が大型化して、軽量化に逆行するだけ
でなく、動弁系の設計の自由度も制約される。
ジ部(1c)を厚肉としたり、連設隅部(４)の曲率半径を大
とすることも考えられるが、このようにすると、スプリ
ングリテーナ(１)が大型化して、軽量化に逆行するだけ
でなく、動弁系の設計の自由度も制約される。
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、ばね受けフランジ部の連設隅部の形状を改変する
ことにより、疲労強度を大幅に増大させうるようにした
内燃機関用バルブスプリングリテーナを提供することを
目的としている。
ので、ばね受けフランジ部の連設隅部の形状を改変する
ことにより、疲労強度を大幅に増大させうるようにした
内燃機関用バルブスプリングリテーナを提供することを
目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、中心にコッタ嵌合用のテーパ孔を有する筒部の外
周部に、バルブスプリングの上端を受支するばね受けフ
ランジ部を連設した内燃機関用バルブスプリングリテー
ナにおいて、前記筒部とばね受けフランジ部との連設隅
部を、筒部側の曲率半径が大きく、かつばね受けフラン
ジ部側の曲率半径を筒部側よりも小とした、互いに連続
する複合円弧状の曲面としたことにより解決される。
題は、中心にコッタ嵌合用のテーパ孔を有する筒部の外
周部に、バルブスプリングの上端を受支するばね受けフ
ランジ部を連設した内燃機関用バルブスプリングリテー
ナにおいて、前記筒部とばね受けフランジ部との連設隅
部を、筒部側の曲率半径が大きく、かつばね受けフラン
ジ部側の曲率半径を筒部側よりも小とした、互いに連続
する複合円弧状の曲面としたことにより解決される。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
基づいて説明する。なお、本発明は、上述した従来のス
プリングリテーナの一部のみを改変したものであるた
め、それと同じ部材及び部位には、同じ符号を付して説
明する。
基づいて説明する。なお、本発明は、上述した従来のス
プリングリテーナの一部のみを改変したものであるた
め、それと同じ部材及び部位には、同じ符号を付して説
明する。
【００１０】図１において、アルミニウム合金(例えば
Ａl−Ｓi系、Ａl−Ｃu系、Ａl−Ｍg−Ｓi系)よりなるス
プリングリテーナ(１)は、従来と同様、テーパ孔(２)、
筒部(1a)、中間フランジ部(1b)、及びばね受けフランジ
部(1c)を備えている。
Ａl−Ｓi系、Ａl−Ｃu系、Ａl−Ｍg−Ｓi系)よりなるス
プリングリテーナ(１)は、従来と同様、テーパ孔(２)、
筒部(1a)、中間フランジ部(1b)、及びばね受けフランジ
部(1c)を備えている。
【００１１】中間フランジ部(1b)とばね受けフランジ部
(1c)との連設隅部(４)は、図２に拡大して示すように、
中間フランジ部(1b)側が大きな曲率半径(Ｒ1)をなすと
ともに、ばね受けフランジ部(1c)側を、中間フランジ部
(1b)よりも小さな曲率半径(Ｒ2)とした互いに連続する
複合円弧状の曲面となっている。
(1c)との連設隅部(４)は、図２に拡大して示すように、
中間フランジ部(1b)側が大きな曲率半径(Ｒ1)をなすと
ともに、ばね受けフランジ部(1c)側を、中間フランジ部
(1b)よりも小さな曲率半径(Ｒ2)とした互いに連続する
複合円弧状の曲面となっている。
【００１２】なお、バルブスプリング(３)の上端部の内
周縁が、想像線のように面取り(3a)されているときに
は、大きな曲率半径(Ｒ1)側の下部の起点(Ｓ)が、面取
り部の最下部(3b)よりも上位となるようにするのがよ
い。このようにすると、バルブスプリング(３)が振動等
により中心軸線方向に移動しても、面取り部の下端角部
が複合円弧状とした連設隅部(４)と接触し、その部分を
摩耗させることがなくなる。
周縁が、想像線のように面取り(3a)されているときに
は、大きな曲率半径(Ｒ1)側の下部の起点(Ｓ)が、面取
り部の最下部(3b)よりも上位となるようにするのがよ
い。このようにすると、バルブスプリング(３)が振動等
により中心軸線方向に移動しても、面取り部の下端角部
が複合円弧状とした連設隅部(４)と接触し、その部分を
摩耗させることがなくなる。
【００１３】上述のように、連設隅部(４)を、異なる曲
率半径(Ｒ1)(Ｒ2)よりなる複合円弧状の曲面とすると、
その部分の許容応力が大となり、疲労強度が大幅に高ま
る。
率半径(Ｒ1)(Ｒ2)よりなる複合円弧状の曲面とすると、
その部分の許容応力が大となり、疲労強度が大幅に高ま
る。
【００１４】本願の発明者らは、応力解析の一手段であ
る有限要素法(ＦＥＭ)を用いて、本発明と従来のスプリ
ングリテーナとの連設隅部(４)の応力を解析し、それら
の比較データを得ている。解析条件は次の通りである。 (本発明の供試モデルの形状) ばね受けフランジ部(1c)の外径(Ｄ1)：２０mm 中間フランジ部(1b)の外径(Ｄ2)：１４mm 上下寸法 (Ｈ)：７mm 曲率半径 (Ｒ1)：１.２mm 曲率半径 (Ｒ2)：０.３mm
る有限要素法(ＦＥＭ)を用いて、本発明と従来のスプリ
ングリテーナとの連設隅部(４)の応力を解析し、それら
の比較データを得ている。解析条件は次の通りである。 (本発明の供試モデルの形状) ばね受けフランジ部(1c)の外径(Ｄ1)：２０mm 中間フランジ部(1b)の外径(Ｄ2)：１４mm 上下寸法 (Ｈ)：７mm 曲率半径 (Ｒ1)：１.２mm 曲率半径 (Ｒ2)：０.３mm
【００１５】なお、従来のスプリングリテーナは、連設
隅部(４)を曲率半径０.５mmの一定円弧状面とし、他の
条件は本発明と同一とした。
隅部(４)を曲率半径０.５mmの一定円弧状面とし、他の
条件は本発明と同一とした。
【００１６】(解析方法)図３に示すように、ばね受けフ
ランジ部(1c)の下面を支持治具(５)により受支し、テー
パ孔(２)内に挿入した押圧駒(６)を100kgfの荷重で加圧
したときの応力と、その荷重を０kgfまで除去したとき
の応力(引張応力)を解析した。
ランジ部(1c)の下面を支持治具(５)により受支し、テー
パ孔(２)内に挿入した押圧駒(６)を100kgfの荷重で加圧
したときの応力と、その荷重を０kgfまで除去したとき
の応力(引張応力)を解析した。
【００１７】（解析結果）
【表１】
【００１８】表１に示す解析結果から明らかなように、
本発明のスプリングリテーナの方が、加圧及び荷重解除
時のいずれの応力も、従来例よりも小さく、かつ疲労強
度に大きく影響を及ぼすとされる応力の変動値(加圧時
と荷重解除時の応力の差)も、従来例に比してかなり小
さくなっており、数値上からも、連設隅部(４)の疲労強
度が高いことが分かる。
本発明のスプリングリテーナの方が、加圧及び荷重解除
時のいずれの応力も、従来例よりも小さく、かつ疲労強
度に大きく影響を及ぼすとされる応力の変動値(加圧時
と荷重解除時の応力の差)も、従来例に比してかなり小
さくなっており、数値上からも、連設隅部(４)の疲労強
度が高いことが分かる。
【００１９】本発明は、中間フランジ部(1b)のないスプ
リングリテーナにも適用しうることは勿論である。この
際には、筒部(1a)とばね受けフランジ部(1c)との連設隅
部を、複合円弧状の曲面とすればよい。
リングリテーナにも適用しうることは勿論である。この
際には、筒部(1a)とばね受けフランジ部(1c)との連設隅
部を、複合円弧状の曲面とすればよい。
【００２０】また、本発明は、上記アルミニウム合金製
のスプリングリテーナの外、他の軽合金、例えばマグネ
シウム合金製のものにも適用しうることは勿論のこと、
通常の鉄製のスプリングリテーナ等にも適用することも
ある。
のスプリングリテーナの外、他の軽合金、例えばマグネ
シウム合金製のものにも適用しうることは勿論のこと、
通常の鉄製のスプリングリテーナ等にも適用することも
ある。
【００２１】
【発明の効果】本発明によれば、大きな応力が作用する
ばね受けフランジ部の連設隅部の疲労強度を高めうるの
で、その部分より疲労破壊を起こす恐れは極めて小さく
なる。
ばね受けフランジ部の連設隅部の疲労強度を高めうるの
で、その部分より疲労破壊を起こす恐れは極めて小さく
なる。
【図１】本発明のスプリングリテーナの中央縦断正面図
である。
である。
【図２】同じく、筒部とばね受けフランジ部との連設隅
部の拡大縦断面図である。
部の拡大縦断面図である。
【図３】応力解析の要領を示す中央縦断正面図である。
【図４】従来のスプリングリテーナの中央縦断正面図で
ある。
ある。
(１)スプリングリテーナ (1a)筒部 (1b)中間フランジ部 (1c)ばね受けフランジ部 (２)テーパ孔 (３)バルブスプリング (3a)面取り (3b)最下部 (４)連設隅部 (５)支持治具 (６)押圧駒 (Ｓ)起点
Claims (1)
- 【請求項１】 中心にコッタ嵌合用のテーパ孔を有する
筒部の外周部に、バルブスプリングの上端を受支するば
ね受けフランジ部を連設した内燃機関用バルブスプリン
グリテーナにおいて、前記筒部とばね受けフランジ部と
の連設隅部を、筒部側の曲率半径が大きく、かつばね受
けフランジ部側の曲率半径を筒部側よりも小とした、互
いに連続する複合円弧状の曲面としたことを特徴とする
内燃機関用バルブスプリングリテーナ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033839A JP2000234506A (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 内燃機関用バルブスプリングリテーナ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11033839A JP2000234506A (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 内燃機関用バルブスプリングリテーナ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000234506A true JP2000234506A (ja) | 2000-08-29 |
Family
ID=12397670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11033839A Pending JP2000234506A (ja) | 1999-02-12 | 1999-02-12 | 内燃機関用バルブスプリングリテーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000234506A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2888612A3 (fr) * | 2005-07-12 | 2007-01-19 | Renault Sas | Coupelle superieure d'appui de ressort de soupape |
| JP2008168768A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Ntn Corp | 車輪軸受装置 |
| JP2012109393A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | フィルム状部材及びその貼り付け方法 |
-
1999
- 1999-02-12 JP JP11033839A patent/JP2000234506A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2888612A3 (fr) * | 2005-07-12 | 2007-01-19 | Renault Sas | Coupelle superieure d'appui de ressort de soupape |
| JP2008168768A (ja) * | 2007-01-11 | 2008-07-24 | Ntn Corp | 車輪軸受装置 |
| JP2012109393A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | フィルム状部材及びその貼り付け方法 |
| US9142883B2 (en) | 2010-11-17 | 2015-09-22 | Mitsubishi Steel Mfg. Co., Ltd. | Film-like member and attaching method thereof |
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