JP2002303107A

JP2002303107A - 内燃機関用スプリングリテーナ

Info

Publication number: JP2002303107A
Application number: JP2001104402A
Authority: JP
Inventors: Haruki Kobayashi; 治樹小林; Takeshi Sasa; 猛志佐々
Original assignee: Fuji Oozx Inc; Fuji Valve Co Ltd
Current assignee: Fuji Oozx Inc
Priority date: 2001-04-03
Filing date: 2001-04-03
Publication date: 2002-10-18
Also published as: EP1795717A2; US20020171060A1; EP1795716A3; EP1247948A2; EP1795716A2; EP1795717A3; EP1247948A3

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量化を図るとともに、高い剛性と疲労強度
を有するスプリングリテーナを提供する。【解決手段】１対のコッタ４が嵌合可能なテーパ孔２
ａを中心に有する筒部２と、この筒部２に連設され、バ
ルブスプリング６の上端を受支するばね受けフランジ３
とを備える内燃機関用スプリングリテーナ１において、
筒部２とばね受けフランジ３とを板金により一体成形す
るとともに、ばね受けフランジ３におけるバルブスプリ
ング６の上端が当接する外周部側を、基部内周側よりも
上位となるように水平を保って上向きに折曲することに
より、ばね受けフランジ３の中間部に、上向きに立ち上
がる環状のガイド部７を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の動弁装
置に用いられるスプリングリテーナに係り、特に、板金
製のスプリングリテーナに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の動弁機構には、エンジンバル
ブの上端部に１対のコッタを介して止着される、バルブ
スプリングの上端を受支するスプリングリテーナが用い
られる。

【０００３】このスプリングリテーナは、鋼材を鍛造し
て成形されるのが一般的であり、全体が厚肉に形成され
ているため、重く、動弁系の慣性質量を低減するうえで
の障害となっている。

【０００４】このような問題に対処した従来のスプリン
グリテーナとしては、例えば実開昭６２−１８５８０７
号公報及び実開昭６２−１８５８０８号公報等に開示さ
れているもののように、スプリングリテーナを板金によ
り形成して軽量化を図ったものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】スプリングリテーナに
おけるコッタが嵌合されるテーパ状の筒部には、これを
拡径させようとする大きな押圧力が作用するとともに、
ばね受けフランジにも、バルブスプリングによる大きな
上向きの応力が繰り返し作用するため、特に、高速かつ
高負荷で運転される自動車用エンジンに装着されるスプ
リングリテーナには、高い剛性や疲労強度が要求され
る。

【０００６】上述した従来の板金製のスプリングリテー
ナのように、単に筒部の上端に平板状のばね受けフラン
ジを一体的に形成した構造のものでは、その断面係数が
小さいため、高い剛性や疲労強度は得られず、ばね受け
フランジが上向きに変形したり、破損したりする恐れが
ある。

【０００７】上記従来の前者のものは、ばね受けフラン
ジに、下向きに膨出する複数の突起が設けてあるため、
その部分の断面係数は大となって強度が大となるが、突
起は断続的であるため、それ以外の部分から破損するこ
とが考えられる。

【０００８】上記従来の構造で剛性や疲労強度等を高め
るには、素材の肉厚を大として断面係数を大きくするこ
とが考えられるが、このようにすると、軽量化に逆行す
ることとなる。

【０００９】また、上記従来の後者のスプリングリテー
ナのように、ばね受けフランジの円周方向の複数個所を
切除して下方に折曲し、この折曲片をバルブスプリング
の位置決め用ガイド部とすると、ばね受けフランジの剛
性がさらに低下するだけでなく、切欠効果により、切除
した隅部に応力が集中し、亀裂等を生じさせる恐れもあ
る。

【００１０】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、全体を薄肉の板金により形成したにも拘らず、高
い剛性や疲労強度を有するようにし、もって、可能な限
り軽量化を図れるようにした内燃機関用スプリングリテ
ーナを提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。 (１) １対のコッタが嵌合可能なテーパ孔を中心に有す
る筒部と、この筒部に連設され、バルブスプリングの上
端を受支するばね受けフランジとを備える内燃機関用ス
プリングリテーナにおいて、前記筒部とばね受けフラン
ジとを板金により一体成形するとともに、ばね受けフラ
ンジにおけるバルブスプリングの上端が当接する外周部
側を、基部内周側よりも上位となるように水平を保って
上向きに折曲することにより、ばね受けフランジの中間
部に、上向きに立ち上がる環状のガイド部を形成する。

【００１２】(２) 上記(１)項において、ガイド部の上
下寸法を１.０〜３.０mmの範囲とする。

【００１３】(３) 上記(１)または(２)項において、ば
ね受けフランジを筒部の下端に連設する。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
に基づいて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態
を示す斜視図、図２は、同じく、動弁機構に組付けた状
態の中央縦断正面図を示している。

【００１５】両図において、スプリングリテーナ(１)
は、上方に向かって漸次拡径するテーパ状の筒部(２)
と、その上端に外向きに連設されたばね受けフランジ
(３)とからなり、筒部(２)のテーパ孔(2a)に嵌合した１
対のコッタ(４)(４)の内向きビード(4a)を、エンジンバ
ルブ(５)の軸端部の環状溝(5a)に嵌合することにより、
それと実質的に一体をなして組付けられる。

【００１６】ばね受けフランジ(３)の下面の外周部寄り
には、バルブスプリング(６)の上端が圧接し、これによ
りスプリングリテーナ(１)及びエンジンバルブ(５)は、
常時上向きに付勢される。

【００１７】上記ばね受けフランジ(３)の中間部には、
上方に立ち上がる環状のガイド部(７)が形成され、その
外側の基部内周側よりも若干上位となっている水平の外
周部下面に、上記バルブスプリング(６)の上端が圧接し
ている。ガイド部(７)は、バルブスプリング(６)の上端
が径方向に移動するのを防止する働きを有している。

【００１８】スプリングリテーナ(１)は、０.５〜２.０
mm、好ましくは１.０〜１.３mm程度の薄肉鋼板による板
金加工、例えばプレス加工により一体的に成形されてい
る。

【００１９】上記ガイド部(７)の上下寸法(ｈ)、すなわ
ち、ばね受けフランジ(３)におけるガイド部(７)を挟む
内周部側と外周部側の下面間の上下寸法は、１.０〜３.
０mmの範囲、好ましくは、１.５〜２.０mmとなるように
設定してある。この理由については後述する。

【００２０】次に、上記スプリングリテーナ(１)の具体
的実施例について説明する。本願の発明者らは、図３に
示すように、リテーナ全体の厚さ(ｔ)とガイド部(７)の
上下寸法(ｈ)を種々異ならせて、ばね受けフランジ(３)
の直径(Ｄ_１)、ガイド部(７)の外径(Ｄ_２)、テーパ孔(2
a)の上端の内径(Ｄ_３)、同じく下端の内径(Ｄ_４)を一定
としたスプリングリテーナ(１)を数種類製作し、ばね受
けフランジ(３)の断面係数を算出するとともに、スプリ
ングリテーナ(１)の疲労強度と変形量を試験した。表１
は、その結果を示す。

【００２１】

【表１】

【００２２】なお、上記変形量の試験は、図４に示す要
領で行った。すなわち、有底の円形孔(8a)を有する支持
治具(８)の上端面により、スプリングリテーナ(１)にお
けるばね受けフランジ(３)のガイド部(７)よりも外側の
下面を受支したのち、テーパ孔(2a)に嵌合したテーパ状
の押圧駒(９)の上端面を、疲労試験時の荷重をもって押
圧し、その際の押圧駒(９)の変位量を測定することによ
り、リテーナ(１)の変形量とした。

【００２３】また、疲労強度の判定は、図４の状態にお
いてバルブスプリングからの入力を考慮した荷重で１０
^７回の繰返し数となるまでスプリングリテーナ(１)を上
下に往復振動させ、そのときのスプリングリテーナ(１)
の破断の有無を確認することにより行った。

【００２４】表１における実施例１〜実施例５より明ら
かなように、スプリングリテーナ(１)の厚さ(ｔ)を一定
とした際、ガイド部(７)の上下寸法(ｈ)が大きくなるほ
ど、ばね受けフランジ(３)の断面係数が大となり、それ
に伴なって変形量は小さくなることが確認された。ま
た、ガイド部(７)の上下寸法(ｈ)が１.７mmを超える
と、断面係数は、５以上となり、疲労強度は十分に確保
されることが確認された。ガイド部(７)の上下寸法が
１.５mm以下では、断面係数が小さく、かつ変形量も大
となるため、十分な疲労強度が得られない。

【００２５】実施例６及び７のようにガイド部の上下寸
法(ｈ)を一定として、厚さ(ｔ)を大としても、５以上の
断面係数が得られるとともに、変形量も小さく、十分な
疲労強度が得られる。しかし、スプリングリテーナ(１)
全体の厚さを大とした分だけ、スプリングリテーナ(１)
の重量が増大する結果となった。

【００２６】一方、ガイド部のない平坦なばね受けフラ
ンジとした比較例１、２においては、厚さ(ｔ)を１.２m
mとしても、断面係数はかなり小さく、かつ変形量も大
であるため、いずれも、スプリングリテーナに要求され
る剛性や疲労強度は得られない。

【００２７】表１の試験結果より考察すると、スプリン
グリテーナ(１)の強度は、ばね受けフランジ部(３)の断
面係数に大きく左右され、その大きさがある値以上とな
るように、厚さ(ｔ)やガイド部(７)の上下寸法(ｈ)を設
定すれば、十分な疲労強度が確保される。必要な断面係
数は、エンジンの仕様により異なるため、それに応じて
適宜に設定すればよい。

【００２８】また、軽量化と強度を両立させるために
は、スプリングリテーナ(１)の全体の厚さ(ｔ)を大きく
するのではなく、ガイド部(７)の上下寸法(ｈ)を大とす
るのが好ましい。図５は、本発明の第２の実施形態を示
す。

【００２９】この実施形態のスプリングリテーナ(10)
は、上記と同様のテーパ状の筒部(２)の下端に、中間部
に環状のガイド部(７)を有するばね受けフランジ(３)を
連設してある。

【００３０】この第２の実施形態においても、上述と同
様、リテーナ(10)全体の厚さを１.０mmとし、ガイド部
(７)の上下寸法を１.５〜２.０mmの範囲とすると、スプ
リングリテーナ(10)の軽量化と強度を両立させうること
が確認された。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、ばね受け
フランジの断面係数が大となるため、スプリングリテー
ナ全体を板金により成形して軽量化を図ったにも拘ら
ず、高い剛性や疲労強度が得られる。

【００３２】請求項２記載の発明によれば、スプリング
リテーナ全体を厚肉とすることなく、ばね受けフランジ
の断面係数を大としうるため、スプリングリテーナの軽
量化と強度を両立させることができる。

【００３３】請求項３記載の発明によれば、ばね受けフ
ランジの位置を、筒部の下端としても、上記請求項１及
び２と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示す斜視図である。

【図２】同じく、動弁機構に組付けた状態の中央縦断正
面図である。

【図３】同じく、各部の詳細を示す中央縦断正面図であ
る。

【図４】同じく、スプリングリテーナの変形量の試験要
領を示す中央縦断正面図である。

【図５】本発明の第２の実施形態を動弁機構に組付けた
状態の中央縦断正面図である。

【符号の説明】

(１)(10)スプリングリテーナ (２)筒部 (2a)テーパ孔 (３)ばね受けフランジ (４)コッタ (4a)ビード (５)エンジンバルブ (5a)環状溝 (６)バルブスプリング (７)ガイド部 (８)支持治具 (8a)円形孔 (９)押圧駒

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J059 AE04 BA02 CC01 GA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１対のコッタが嵌合可能なテーパ孔を中
心に有する筒部と、この筒部に連設され、バルブスプリ
ングの上端を受支するばね受けフランジとを備える内燃
機関用スプリングリテーナにおいて、前記筒部とばね受
けフランジとを板金により一体成形するとともに、ばね
受けフランジにおけるバルブスプリングの上端が当接す
る外周部側を、基部内周側よりも上位となるように水平
を保って上向きに折曲することにより、ばね受けフラン
ジの中間部に、上向きに立ち上がる環状のガイド部を形
成したことを特徴とする内燃機関用スプリングリテー
ナ。
【請求項２】ガイド部の上下寸法を１.０〜３.０mmの
範囲とした請求項１記載の内燃機関用スプリングリテー
ナ。
【請求項３】ばね受けフランジを筒部の下端に連設し
た請求項１または２記載の内燃機関用スプリングリテー
ナ。