JP2008215109A - Valve spring and valve device - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の吸排気機構を構成するバルブ装置に組み込まれるバルブスプリングの改良に関する。 The present invention relates to an improvement of a valve spring incorporated in a valve device constituting an intake / exhaust mechanism of an internal combustion engine.
従来、ピストン式内燃機関の吸排気弁を付勢するバルブスプリングは、一般的にコイルスプリングが用いられている。このコイルスプリングは、機関の高速回転時にはバルブスプリングの固有振動数に応じてサージングが発生し、このサージングによってバルブのジャンプやバウンス等の異常運動を招く場合がある。 Conventionally, a coil spring is generally used as a valve spring for energizing an intake / exhaust valve of a piston internal combustion engine. This coil spring generates surging according to the natural frequency of the valve spring during high-speed rotation of the engine, and this surging may cause abnormal movement such as jump or bounce of the valve.
このようなサージングを回避するバルブスプリングとして、特許文献1の提案がある。特許文献1には、カムを介して往復駆動されるバルブと、基端をスプリングシートに支持される一方、他端を前記バルブに連結されてバルブを閉弁方向へ付勢するバルブスプリングを途中から異なる所定のピッチで巻線形成した内燃機関のバルブスプリングにおいて、前記バルブスプリングのスプリングシート側から所定の位置までを隣合う巻線同士が密着可能な所定のピッチを備えた密巻部と、この密巻部の巻線に形成されて前記バルブスプリングの軸方向とほぼ直交する平面とを備えるバルブスプリングが開示されている。 As a valve spring for avoiding such surging, there is a proposal of Patent Document 1. In Patent Document 1, a valve that is driven back and forth via a cam and a valve spring that has a base end supported by a spring seat and is connected to the valve at the other end to bias the valve in the valve closing direction are provided on the way. In the valve spring of the internal combustion engine in which the winding is formed at a different predetermined pitch from the densely wound portion having a predetermined pitch with which adjacent windings can closely contact each other from the spring seat side of the valve spring to a predetermined position; A valve spring is disclosed that is formed in the winding of the tightly wound portion and includes a plane that is substantially orthogonal to the axial direction of the valve spring.
このようなバルブスプリングは、サージングにより接離してバルブスプリングの軸方向とほぼ直交する密巻部の平面がシリンダヘッドのスプリングシート付近に滞留するオイルを押しのけ、密巻部の巻線が互いに衝突するエネルギに加えて巻線に形成された平面が押しのけるオイルにより減衰力を受けるため、バルブスプリングの共振振幅を抑制することでサージングを確実に抑制することが可能となり、機関の定常運転中では密巻部は隣合う巻線と密着してオイルの押しのけを行わないため、動弁系の駆動抵抗を増大することがなく機関の熱効率を確保することができる。 Such a valve spring contacts and separates by surging, and the plane of the densely wound portion that is substantially perpendicular to the axial direction of the valve spring pushes away the oil remaining in the vicinity of the spring seat of the cylinder head, and the windings of the closely wound portion collide with each other. In addition to energy, the plane formed on the winding receives a damping force due to the oil that pushes away, so it is possible to reliably suppress surging by suppressing the resonance amplitude of the valve spring, and tight winding during steady engine operation Since the part is in close contact with the adjacent winding and does not push the oil, the driving resistance of the valve system is not increased, and the thermal efficiency of the engine can be ensured.
また、特許文献1には、前記バルブスプリングのスプリングシート側には、常時オイルを滞留するとともに、バルブスプリングの密巻部の少なくとも一部を滞留したオイルに浸漬可能な浸漬手段を備える構成も開示されている。このような構成のバルブスプリングは、密巻部が常時オイルに浸漬されるため、サージング発生時には浸漬されたオイルによって確実に共振振幅を減衰することができ、サージング抑制の信頼性を向上させることが可能となる旨、開示されている。 Patent Document 1 also discloses a configuration in which oil is always retained on the spring seat side of the valve spring and at least a part of the tightly wound portion of the valve spring is immersed in the retained oil. Has been. In the valve spring having such a configuration, since the tightly wound portion is always immersed in oil, the resonance amplitude can be surely attenuated by the immersed oil when surging occurs, and the reliability of suppression of surging can be improved. It is disclosed that it is possible.
特許文献1に開示されたバルブスプリングでは、密巻部の巻線が互いに衝突するエネルギに加えて巻線に形成された平面が押しのけるオイルにより減衰力によるサージングの抑制を期待している。しかしながら、オイルによる減衰力によってサージング抑制の効果を高めるためには、密巻部の少なくとも一部を滞留したオイルに浸漬可能な浸漬手段を備えこととなる。すなわち、高いサージング抑制の効果を得るためには、バルブスプリング自体のピッチを変えるのみならず、浸漬手段を形成するための複雑な加工が必要となる。 In the valve spring disclosed in Patent Literature 1, surging due to damping force is expected to be suppressed by oil that displaces a plane formed on the winding in addition to energy with which the windings of the closely wound portions collide with each other. However, in order to increase the effect of suppressing surging by the damping force by the oil, a dipping means capable of dipping at least a part of the closely wound portion in the accumulated oil is provided. That is, in order to obtain a high surging suppression effect, not only the pitch of the valve spring itself but also a complicated process for forming the dipping means is required.
そこで、本発明は、簡易な構成で、効果的にサージングの抑制を実現することができるバルブスプリング及びバルブ装置を提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a valve spring and a valve device that can effectively suppress surging with a simple configuration.
かかる課題を解決するための、本発明のバルブスプリングは、バルブステムの一端側に配置されたリテーナと、当該リテーナと対向させて配置されたバルブスプリングシートとの間に挟持されるバルブスプリングであって、作動時に隣り合う巻き線同士が接触することを特徴としている(請求項1)。また、バルブステムの一端側に配置されたリテーナと、当該リテーナと対向させて配置されたバルブスプリングシートとの間に挟持されるバルブスプリングであって、バルブリフト時に隣り合う巻き線同士がスプリングの全長に亘って接触することを特徴としている(請求項2)。このようなバルブスプリングは、伸縮動作を一回行う度に隣り合う巻き線同士が接触し、スプリングに生じている振動の振幅量の増幅が抑え込まれる。特に、バルブリフト時にバルブスプリングシートとリテーナとに挟まれたスプリングが圧縮され、スプリングの全長に亘って隣り合う巻き線同士が接触することによりスプリング生じる振動を抑えることができ、サージングに至ることを回避することができる。 In order to solve such a problem, a valve spring of the present invention is a valve spring that is sandwiched between a retainer disposed on one end side of a valve stem and a valve spring seat disposed to face the retainer. Thus, adjacent windings are in contact with each other during operation (claim 1). The valve spring is sandwiched between a retainer disposed on one end side of the valve stem and a valve spring seat disposed to face the retainer. The contact is made over the entire length (claim 2). In such a valve spring, adjacent windings come into contact each time the expansion and contraction operation is performed once, and amplification of the amplitude of vibration generated in the spring is suppressed. In particular, when the valve is lifted, the spring sandwiched between the valve spring seat and the retainer is compressed. It can be avoided.
このようなバルブスプリングは、バルブフルリフト時に隣り合う巻き線同士がスプリングの全長に亘って接触する構成とすることができる(請求項3)。 Such a valve spring can be configured such that adjacent windings are in contact with each other over the entire length of the spring when the valve is fully lifted (Claim 3).
また、このようなバルブスプリングでは、巻き線はコーティング処理された構成とすることができる(請求項4)。バルブスプリングを形成する巻き線に、例えば、ゴム等でコーティングすることにより、巻き線同士が接触する際の過度の衝撃を緩和することができる。また、巻き線同士が接触した際の巻き線同士のバウンドも抑制することができる。これにより、さらなるサージングの抑制となる。 Further, in such a valve spring, the winding wire may be coated (claim 4). For example, by coating the winding forming the valve spring with rubber or the like, it is possible to reduce excessive impact when the windings come into contact with each other. Moreover, the bouncing of the windings at the time of windings contacting can also be suppressed. This further suppresses surging.
このようなバルブスプリングをバルムステム、バルブスプリングシート、リテーナ等と組み合わせることによって本発明のバルブ装置を構成することができる(請求項5)。 By combining such a valve spring with a valve stem, a valve spring seat, a retainer or the like, the valve device of the present invention can be configured (claim 5).
本発明のバルブスプリングによれば、隣り合う巻き線同士を接触させるようにしたので、バルブスプリングは、伸縮動作を一回行う度に隣り合う巻き線同士が接触し、スプリングに生じている振動の振幅量の増幅が抑え込まれ、サージングを抑制することができる。 According to the valve spring of the present invention, the adjacent windings are brought into contact with each other, so that the valve spring is brought into contact with each other every time the expansion and contraction operation is performed, and the vibration generated in the spring is prevented. Amplification of the amplitude amount is suppressed, and surging can be suppressed.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1(a)、図1(b)は、いずれも本実施例のバルブスプリング1を組み込んだバルブ装置2の概略構成を示した説明図である。図1(a)は、バルブ装置2の閉弁状態、図1(b)は、バルブ装置2の開弁状態(フルリフト状態)を示している。
FIG. 1A and FIG. 1B are explanatory views showing a schematic configuration of a
バルブ装置2は、バルブステム3、このバルブステム3の一端側に配置され、固定されたリテーナ4、このリテーナ4と対向させて配置されたバルブスプリングシート5を備えている。リテーナ4とバルブスプリングシート5との間にはバルブスプリング1が狭持されている。これによりバルブスプリング1は、バルブステム3を閉弁方向へ移動させる付勢力を発揮する。バルブステム3の上端部にバルブリフター6が装着され、その上面にカム7が接触するように配置されている。
The
ここで、バルブスプリング1は、図1(b)に示すフルリフト時に隣り合う巻き線1a1と1a2、1a2と1a3、・・・、1a6と1a7とが接触し、密着するように装着されている。すなわち、バルブスプリング1はカム7の位置に応じて伸縮するが、リテーナ4が押し下げられ、リテーナ4とバルブスプリングシート5との間で押し縮められた状態のときに隣り合う巻き線同士がその全長に亘って接触するように構成されている。バルブスプリング1は、このような状態を実現することができるように巻き線の1aの線径、間隔、全長が規定されている。また、このような巻き線1aには、ゴムによるコーティング処理がされている。なお、巻き線1aの線径を決定する際は、隣り合う巻き線1a同士は繰り返し接触することを考慮し、繰り返しの接触に耐え得るだけの径(太さ)が確保されている。
Here, the valve spring 1 is mounted so that the adjacent windings 1a1 and 1a2, 1a2 and 1a3,..., 1a6 and 1a7 are in contact with each other at the time of full lift shown in FIG. That is, the valve spring 1 expands and contracts depending on the position of the
次に、以上のように構成されるバルブ装置2の動作について説明する。バス部装置2は、エンジンの作動時に、カム7の回転によって図1(a)に示す閉弁状態、図1(b)に示す開弁状態(フルリフト状態)を繰り返し示現する。バルブスプリング1は、開弁状態と閉弁状態との間で状態を変化させる際に巻き線1a同士が接触する。特に、フルリフト時のバルブスプリング1は、リテーナ4とバルブスプリングシート5とによって各巻き線1aが密着するように挟まれた状態となる。バルブスプリング1は、その動作時は種々の要因によって振動が生じていると考えられるが、フルリフト状態となる度に巻き線1a同士の密着により振動が抑え込まれる。コイルスプリング1に生じるサージングはコイルスプリング1が有する固有振動数が外部から作用する種々の要因によって生じる振動とが共振を起こすことによって生じる。しかし、本実施例のバルブスプリング1は、フルリフト状態において毎回振動の消滅作用を受け、その都度振動が抑え込まれるることとなる。この結果、バルブスプリング1に生じる振動のバルブスプリング1の固有振動数への到達が回避される。これにより、バルブスプリング1におけるサージングの発生が抑制される。
Next, the operation of the
このような作用によりサージングが抑制されるバルブスプリング1は、巻き線1a同士が接触するが、ゴムによるコーティング処理が施されているため巻き線1a同士が接触する際の衝撃が緩和されている。また、ゴムによるコーティング処理によって外部からの作用によって生じるバルブスプリング1の振動の増幅を抑制することができる。これによってもバルブスプリング1の振動がサージングを生じる振動数に達することを抑制し、サージング対策となっている。
In the valve spring 1 in which surging is suppressed by such an action, the
上記実施例は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。例えば、巻き線1aの断面が矩形となるようにすることができる。これにより、巻き線同士を面接触させることができる。 The above-described embodiments are merely examples for carrying out the present invention, and the present invention is not limited thereto. Various modifications of these embodiments are within the scope of the present invention. It is apparent from the above description that various other embodiments are possible within the scope. For example, the winding 1a can have a rectangular cross section. Thereby, the windings can be brought into surface contact.
1 バルブスプリング
1a 巻き線
2 バルブ装置
3 バルブステム
4 リテーナ
5 バルブスプリングシート
6 バルブリフター
7 カム
1
Claims (5)
作動時に隣り合う巻き線同士が接触することを特徴としたバルブスプリング。 A valve spring sandwiched between a retainer disposed on one end side of the valve stem and a valve spring seat disposed to face the retainer;
A valve spring characterized in that adjacent windings come into contact with each other during operation.
バルブリフト時に隣り合う巻き線同士がスプリングの全長に亘って接触することを特徴としたバルブスプリング。 A valve spring sandwiched between a retainer disposed on one end side of the valve stem and a valve spring seat disposed to face the retainer;
A valve spring characterized in that adjacent windings contact each other over the entire length of the spring during valve lift.
バルブフルリフト時に隣り合う巻き線同士がスプリングの全長に亘って接触することを特徴としたバルブスプリング。 A valve spring sandwiched between a retainer disposed on one end side of the valve stem and a valve spring seat disposed to face the retainer;
A valve spring characterized in that adjacent windings contact over the entire length of the spring during valve full lift.
巻き線はコーティング処理されたことを特徴とするバルブスプリング。 The valve spring according to any one of claims 1 to 3,
A valve spring characterized in that the winding is coated.
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