JP3331527B2 - 内燃機関用タペット及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の動弁機構に
用いられるタペット及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、動弁系の慣性質量を低減する目的
から、直動型動弁機構に用いられるタペット(バルブリ
フタ)を、通常の鉄系材料に代えて軽金属、すなわちア
ルミニウム合金等により製造することが多くなってきて
いる。

【０００３】このようなアルミニウム合金製のタペット
は、鉄系材料に比して耐摩耗性に難があるため、図７に
示すように、タペット本体(01)におけるカム(図示略)が
摺接する上面と、エンジンバルブ(図示略)の軸端が当接
する内底面中央に、それぞれ凹所(02)及び(03)を形成し
て、これら凹所(02)(03)に、鉄系の硬質のシム(04)とチ
ップ(05)とを装着して使用されるのが一般的である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来のタ
ペットでは、タペット本体(01)の上面に、シム(04)保持
用の環状受部(06)を上向に連設して凹所(02)を形成する
必要があり、しかも強度上、環状受部(06)の肉厚を比較
的大とする必要があるため、タペットの全長及び外径が
大となる問題がある。

【０００５】このようになると、単にタペットの重量が
増加するだけでなく、タペットが嵌合されるシリンダヘ
ッドのガイド孔の寸法が大となって、設計上の自由度が
制限される。また、タペット本体(01)には上壁(07)が不
可欠であるため、軽量化には限度がある。

【０００６】これらの問題に対処するためには、シリン
ダヘッドのガイド孔に嵌合される円筒部材と、カムが摺
接するカム受部材とを、それぞれアルミニウム合金等と
鉄系金属により別体に成形し、それら同士を圧入、すな
わち、しまりばめにより互いに結合することも考えられ
る。

【０００７】しかし、通常の圧入では、十分な結合強度
が得られないという問題がある。何故なら、アルミニウ
ム合金等は極めて活性で、空気中において強固な酸化被
膜を形成するため、材質の異なる鉄系金属を単に圧入し
ても、酸化被膜が影響して、大きな結合力が得られない
からである。

【０００８】しかも、圧入による結合強度は、主として
アルミニウム合金等の降伏強度に依存されるため、大き
な結合強度を得るためには、圧入代(長さ)を比較的長く
する必要がある。しかしこのようにすると、カム受部材
の全長が長くなって軽量化に逆行する。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、比較的簡単な手段で円筒部材とカム受部
材との結合強度を高めるとともに、小型、軽量化が図れ
るようにした内燃機関用タペット及びその製造方法を提
供することを目的としている。

【００１０】上記目的を達成するため、本発明のタペッ
トは、軽金属材料よりなる円筒部材の一方の開口端に、
耐摩耗性金属材料により円板状に形成され、かつその周
縁に環状片が連設されたカム受部材を、該環状片により
前記開口端の内外周面のいずれか一方の表面を剪断しつ
つ圧入して、前記円筒部材とカム受部材とを金属の地肌
同士で密着させてなるものである。

【００１１】また、上記タペットは、軽金属材料製の円
筒部材の一方の開口端に、円板状をなすとともに、その
一方の面に板厚方向を向く所要長さを有し、前記円筒部
材と接触する側の周縁に剪断用の刃部を形成されている
環状片が連設された耐摩耗性金属材料製のカム受部材に
おける前記環状片を、前記開口端の内外周面のいずれか
一方の表面を剪断しつつ圧入して、前記円筒部材とカム
受け部材とを金属の地肌同士で密着させることにより製
造することができる。

【００１２】環状片が円筒部材の内周面側に圧入される
ものにおいては、環状片の外径を、圧入方向側が段階的
に小径となるように異ならせるとともに、異なる外径同
士が交わる部分に、剪断時の切粉等を溜める環状凹溝を
形成するのがよい。

【００１３】

【作用】軽金属材料製の円筒部材の一方の開口端に、耐
摩耗性金属材料製のカム受部材を圧入することにより、
従来のタペットに比して全長が短くなり、かつ軽量化が
図れる。

【００１４】また製造に際し、カム受部材の環状片を、
円筒部材の開口端の内外周面の表面を剪断しつつ圧入す
ると、円筒部材の圧入個所に形成されている酸化被膜が
除去されるので、両部材は、金属間結合により強固に結
合される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明のタペット(Ｔ)の第１実施例を示
すもので、アルミニウム合金又はマグネシウム合金等の
軽金属材料よりなる円筒部材(１)と、ねずみ鋳鉄、合金
鋳鉄、浸炭鋼等の耐摩耗性金属材料よりなるカム受部材
(２)とからなっている。カム受部材(２)は、円筒部材
(１)の外径とほぼ等径の円板形をなし、かつその下面の
外周端寄りと中央には、環状片(３)と、図示しないエン
ジンバルブの軸端が当接する円柱状の押圧部(４)とが、
それぞれ板厚方向を向いて垂直下向に連設されている。
(５)は、角部への応力集中を避けるための逃げ溝であ
る。

【００１６】円筒部材(１)とカム受部材(２)とは、上記
環状片(３)を円筒部材(１)の上端部内周面に圧入するこ
とにより、一体的に結合されている。図２は、上記タペ
ット(Ｔ)の製造要領を示し、(Ａ)はカム受部材(２)を圧
入する前の状態、(Ｂ)は同じく圧入途中の状態を示して
いる。

【００１７】なお、圧入前における円筒部材(１)の上端
部(1a)の内径(Ｄ)は、カム受部材(２)の環状片(３)の上
下寸法とほぼ同じ長さだけ、環状片(３)の外径よりも若
干(例えば0.5mm程度)小径に形成してある。円筒部材
(１)の上端部(1a)を除いた他の部分の内径は、環状片
(３)の外径とほぼ等径である。

【００１８】カム受部材(２)における環状片(３)の下端
部外周縁には、鋭利なナイフエッヂ状の剪断用の刃部(3
a)を形成してある。

【００１９】予めこのような形状とした円筒部材(１)と
カム受部材(２)とを互いに結合するには、まず図２(Ａ)
に示すように、カム受部材(２)を、円筒部材(１)の上面
に軸線同士を整合させて載置する。

【００２０】ついで、図２(Ｂ)に示すように、カム受部
材(２)をプレス等により下方に押圧して圧入する。する
と、若干縮径させた上端部(1a)の内周壁が、環状片(３)
の刃部(3a)により薄く剪断され、剪断により削り取られ
た切粉(６)は、順次下方に落下する。

【００２１】上記(Ｂ)の工程において、カム受部材(２)
を円筒部材(１)の上端と当接するまで押圧すると、図１
に示すようなタペット(Ｔ)が得られる。

【００２２】このようにして製造されたタペット(Ｔ)
は、カム受部材(２)の圧入時において、アルミニウム合
金製の円筒部材(１)の内周面に形成された酸化被膜等の
不活性面が除去されるので、円筒部材(１)とカム受部材
(２)とは、金属の地肌同士で密着し、両部材(１)(２)
は、金属間結合により極めて強固に結合される。図３〜
図６は、それぞれ本発明のタペットの第２〜第５実施例
を示す。

【００２３】図３に示す第２実施例のタペットは、カム
受部材(２)における環状片(３)の外周面に、その外径を
円筒部材(１)における上端圧入部の内径よりも若干大と
した大小２つの圧入部(７)(８)を、下半部の圧入部(８)
の外径が小径となるように段階的に形成するとともに、
双方の圧入部(７)(８)が交わるほぼ中間部外周面に、剪
断時の切粉等を溜める環状凹溝(９)を形成したものであ
る。

【００２４】なお、圧入部(７)(８)の外径差は、0.2mm
程度とするのがよい。各圧入部(７)(８)の下端には、上
記第１実施例と同様、ナイフエッヂ状の刃部(3a)を形成
してある。

【００２５】図４に示す第３実施例のタペットは、上記
と同様、環状片(３)の外周面に径の異なる大中小３つの
圧入部(10)(11)(12)を、下位の圧入部の外径が上位のそ
れよりも小径となるように段階的に形成するとともに、
各圧入部(10)(11)(12)が交わる部分の外周面に、切粉等
を溜める環状凹溝(９)を形成したものである。(3a)は刃
部である。

【００２６】圧入部(10)(11)(12)のそれぞれの寸法差
は、上記と同様0.2mm程度とするのがよい。

【００２７】上記第２、第３実施例のものにおいては、
円筒部材(１)の内周壁を、径の異なる圧入部が段階的に
僅かずつ剪断するので、上述した第１実施例のタペット
に比べて剪断代を大としうる利点があり、従って、その
分結合強度が増大する。

【００２８】図５に示す第４実施例のタペットは、円筒
部材(１)の上端部を縮径し、この縮径部(13)の外周面
に、カム受部材(２)の環状片(３)を剪断しつつ圧入した
ものである。(3a)は刃部、(９)は切粉等を溜める環状凹
溝である。なお、この実施例においても、環状片(３)の
内周面に、上記図３、図４と同様の径の異なる圧入部
を、下位の内径が上位よりも大径をなすように段階的に
形成してもよい。

【００２９】図６に示す第５実施例のタペットは、若干
厚肉とした円筒部材(１)の上端部に、縦溝(14)を挟んで
円環状の２つの分岐片(15)(15)を連設するとともに、カ
ム受部材(２)側にも縦溝(16)を挟んで２つの環状片(17)
(17)を形成し、外方の環状片(16)を円筒部材(１)の縦溝
(14)に、かつ内方の分岐片(15)をカム受部材(２)の縦溝
(16)にそれぞれ圧入したものである。

【００３０】両環状片(17)における分岐片(15)と接する
下端には、刃部(3a)が形成されている。(18)は、剪断時
の切粉等を溜める隙間である。

【００３１】以上説明したように、上記各実施例のタペ
ットにおいては、円筒部材(１)とカム受部材(２)とを、
円筒部材(１)に形成された酸化被膜等を除去しつつ圧入
しているため、いずれも高い結合強度を有している。

【００３２】また、従来のタペットのように、環状受部
や上壁を形成する必要がないので、タペットの全長及び
外径はもとより、それが嵌合されるシリンダヘッドのガ
イド孔の寸法も小さくすることができるとともに、一層
の軽量化が図れる。

【００３３】本発明は、円筒部材(１)をマグネシウム合
金やその他の軽合金で形成したものにも適用しうるのは
勿論である。

【００３４】また、カム受部材(２)の上面に、弁隙間調
整用のシムを装着するための凹所を形成することもあ
る。

【００３５】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。

【００３６】(ａ) 円筒部材の一方の開口端にカム受部
材を圧入したのみの構成であるため、従来のタペットに
比して全長及び外径を小さくでき、軽量化が図れる。

【００３７】(ｂ) 円筒部材に、カム受部材の環状片
を、圧入部の表面を剪断しつつ圧入するという簡単な手
段で、双方の結合強度を著しく高めることができる。

【００３８】(ｃ) 環状片に刃部を形成すると、剪断が
容易となる。

【００３９】(ｄ) 環状片の外径を段階的に異ならせる
とともに、異なる外径同士が交わる部分に環状凹溝を形
成すると、剪断代を大きく取ることができて、その分結
合強度が増大するだけでなく、剪断時の切粉等を剪断面
に残すことなく、環状凹溝内に溜めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のタペットの第１実施例を示す中央縦断
正面図である。

【図２】図１に示すタペットの製造要領を示す縦断面図
で、(Ａ)はカム受部材を圧入する前の状態、(Ｂ)は同じ
く圧入途中の状態を示す図である。

【図３】本発明のタペットの第２実施例を示す要部の半
断面図である。

【図４】同じく第３実施例を示す要部の半断面図であ
る。

【図５】同じく第４実施例を示す要部の半断面図であ
る。

【図６】同じく第５実施例を示す要部の半断面図であ
る。

【図７】従来のタペットの中央縦断正面図である。

【符号の説明】

(１)円筒部材 (1a)上端部 (２)カム受部材 (３)環状片 (3a)刃部 (４)押圧部 (５)逃げ溝 (６)切粉 (７)(８)(10)(11)(12)圧入部 (９)環状凹溝 (13)縮径部 (14)縦溝 (15)分岐片 (16)縦溝 (17)環状片 (18)隙間 (Ｔ)タペット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F01L 1/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軽金属材料よりなる円筒部材の一方の開
   口端に、耐摩耗性金属材料により円板状に形成され、か
   つその周縁に環状片が連設されたカム受部材を、該環状
   片により前記開口端の内外周面のいずれか一方の表面を
   剪断しつつ圧入して、前記円筒部材とカム受部材とを金
   属の地肌同士で密着させてなる内燃機関用タペット。
2. 【請求項２】 軽金属材料製の円筒部材の一方の開口端
   に、円板状をなすとともに、その一方の面に板厚方向を
   向く所要長さを有し、かつ、前記円筒部材と接触する側
   の周縁に剪断用の刃部が形成されている環状片が連設さ
   れた耐摩耗性金属材料製のカム受部材における前記環状
   片を、前記開口端の内外周面のいずれか一方の表面を剪
   断しつつ圧入して、前記円筒部材とカム受部材とを金属
   の地肌同士で密着させることを特徴とする内燃機関用タ
   ペットの製造方法。
3. 【請求項３】 環状片が円筒部材の内周面側に圧入され
   るものにおいて、環状片の外径を、圧入方向側が段階的
   に小径となるように異ならせるとともに、異なる外径同
   士が交わる部分に、剪断時の切粉等を溜める環状凹溝を
   形成したことを特徴とする請求項２記載の内燃機関用タ
   ペットの製造方法。