JP3862696B2 - バルブキャップ及びバルブリフタ - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの吸排気口に配設されるバルブのバルブステム部における先端部に配設されるバルブキャップ及びバルブリフタに関する。

自動車等のエンジンにおいては、カムの回転を受けてロッカアームを揺動させることにより、バルブを開閉させて、エンジンの燃焼による吸排気を行うよう構成されている。
そして、例えば、特許文献１に示されるように、上記バルブのバルブステム部における先端部には、上記ロッカアームと当接するバルブキャップが配設されることがある。このバルブキャップは、上記バルブステム部における先端部の代わりに、上記ロッカアームと当接するものであり、焼入れ等の熱処理を施して耐摩耗性を向上させたものである。

そして、上記バルブキャップに熱処理を行うに当たっては、例えば、図１２に示すごとく、開口部９１を備えた筒状形状を有すると共に、この筒状形状の軸方向を横方向にして回転させるよう構成された回転式熱処理炉９が用いられる。そして、この熱処理炉９内にバルブキャップ９４を配置し、この熱処理炉９を回転させながらバルブキャップ９４に熱処理を行うことにより、バルブキャップ９４の全体に熱処理炉９内の雰囲気ガスを行き渡らせて、熱処理を行うことができる。

しかしながら、上記回転式熱処理炉９を使用して上記バルブキャップ９４に熱処理を行うと、バルブキャップ９４が熱処理炉９内において転がるため、バルブキャップ９４にキズが入ってしまう。そのため、回転式熱処理炉９を使用して熱処理を行った後には、バルブキャップ９４の表面に仕上げ加工を行うことが必要になってしまう。

一方で、上記固定式熱処理炉５を使用して上記バルブキャップ９４に熱処理を行う際には、図１３に示すごとく、上記バルブキャップ９４は、その開口先端面９４２が上記固定式熱処理炉５内の炉面５１に対面するようにして、この固定式熱処理炉５内に配置されることがある。また、複数のバルブキャップ９４を固定式熱処理炉５内に配置する際には、互いに隣接するバルブキャップ９４の開口先端面９４２同士、又はバルブキャップ９４の底面９４１とこのバルブキャップ９４に隣接するバルブキャップ９４の開口先端面９４２とが対面してしまうことがある。そして、このときには、バルブキャップ９４の内部９４３には、上記固定式熱処理炉５内の雰囲気ガスが十分に行き渡ることができず、バルブキャップ９４の全体に均一に熱処理が行われないおそれがある。

特開２００１−１５２８１７号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、固定式の熱処理炉を使用して全体に均一に熱処理を行うことができ、かつ熱処理を行った後に仕上げ加工を行うことなく製造することができるバルブキャップ及びバルブリフタを提供しようとするものである。

第１の発明は、エンジンの吸排気口に配設されるバルブのバルブステム部における先端部に配設され、上記バルブを開閉させるロッカアームに当接するバルブキャップであって、
該バルブキャップは、上記ロッカアームに当接する底部と、該底部から環状に立設形成され、上記バルブステム部における先端部が挿入配置される挿入凹部を形成する環状立設部とを有しており、かつ、固定式熱処理炉内の雰囲気ガスによって熱処理が行われており、
上記環状立設部における開口先端面には、上記熱処理を行う際に上記挿入凹部が塞がれたときに、該挿入凹部内と当該環状立設部の外側面とを連通することができる陥没溝が形成してあり、
該陥没溝は、上記固定式熱処理炉内と上記挿入凹部内との間で上記雰囲気ガスの対流を行うために、上記開口先端面の一部を円弧状又はＶ型状に陥没させて、当該開口先端面の周方向における複数箇所に形成してあることを特徴とするバルブキャップにある（請求項１）。

本発明のバルブキャップは、上記環状立設部における開口先端面が凹凸形状を有している。そして、上記バルブキャップに焼入れ等の熱処理を行う際には、このバルブキャップを熱処理炉内に配置する。このとき、例えば、バルブキャップは、その環状立設部における開口先端面が熱処理炉内の炉面に対面した状態で配置されることがある。この場合に、バルブキャップにおける開口先端面と上記炉面との間には、上記開口先端面の凹凸形状における凹部により、バルブキャップの外側面から上記挿入凹部内に通じるガスの通路が形成される。そのため、バルブキャップの挿入凹部内が密封されてしまうことがなく、このバルブキャップの挿入凹部内に、上記ガスの通路を介して、熱処理炉内の雰囲気ガスを確実に行き渡らせることができる。

また、例えば、上記熱処理炉内へ複数のバルブキャップを配置する際において、バルブキャップの環状立設部における開口先端面とこれに隣接配置されたバルブキャップの底部とが対面しても、あるいは、バルブキャップの環状立設部における開口先端面とこれに隣接配置されたバルブキャップの環状立設部における開口先端面とが対面しても、上記と同様に、各バルブキャップ同士の間にガスの通路を形成してバルブキャップの挿入凹部内に熱処理炉内の雰囲気ガスを確実に行き渡らせることができる。

そのため、固定式の熱処理炉を用いてバルブキャップに熱処理を行う場合においても、この熱処理炉内にバルブキャップがどのような状態で配置されたとしても、このバルブキャップの挿入凹部内に、熱処理炉内の雰囲気ガスを確実に行き渡らせることができる。
また、固定式の熱処理炉を用いてバルブキャップに熱処理を行う際には、このバルブキャップにキズが入ることがほとんどなく、熱処理を行った後に仕上げ加工を行うことが不要になる。
それ故、本発明のバルブキャップは、固定式の熱処理炉を使用して全体に均一に熱処理を行うことができ、かつ熱処理を行った後に仕上げ加工を行うことなく製造することができる。

参考発明として、第２の発明は、エンジンの吸排気口に配設されるバルブのバルブステム部における先端部に配設され、上記バルブを開閉させるロッカアームに当接するバルブキャップであって、
該バルブキャップは、上記ロッカアームに当接する底部と、該底部から環状に立設形成され、上記バルブステム部における先端部が挿入配置される挿入凹部を形成する環状立設部とを有しており、
上記環状立設部には、該環状立設部の外側面と上記挿入凹部とを連通する連通穴が複数形成されていることを特徴とするバルブキャップにある。

本発明のバルブキャップは、上記環状立設部は上記連通穴を有している。そのため、上記発明と同様に、固定式の熱処理炉を用いてバルブキャップに熱処理を行う場合において、この熱処理炉内にバルブキャップがどのような状態で配置されたとしても、上記連通穴を介して、このバルブキャップの挿入凹部内に熱処理炉内の雰囲気ガスを確実に行き渡らせることができる。また、熱処理を行った後に仕上げ加工を行うことが不要になる。
それ故、本発明のバルブキャップもまた、固定式の熱処理炉を使用して全体に均一に熱処理を行うことができ、かつ熱処理を行った後に仕上げ加工を行うことなく製造することができる。

第３の発明は、エンジンの吸排気口に配設されるバルブのバルブステム部における先端部に配設され、上記バルブを開閉させるカムに当接するバルブリフタであって、
該バルブリフタは、上記カムに当接する底部と、該底部から環状に立設形成され、上記バルブステム部における先端部が挿入配置される挿入凹部を形成する環状立設部とを有しており、かつ、固定式熱処理炉内の雰囲気ガスによって熱処理が行われており、
上記環状立設部における開口先端面には、上記熱処理を行う際に上記挿入凹部が塞がれたときに、該挿入凹部内と当該環状立設部の外側面とを連通することができる陥没溝が形成してあり、
該陥没溝は、上記固定式熱処理炉内と上記挿入凹部内との間で上記雰囲気ガスの対流を行うために、上記開口先端面の一部を円弧状又はＶ型状に陥没させて、当該開口先端面の周方向における複数箇所に形成してあることを特徴とするバルブリフタにある（請求項３）。

本発明のバルブリフタは、上記環状立設部における開口先端面が凹凸形状を有している。そのため、上記発明と同様に、固定式の熱処理炉を用いてバルブリフタに熱処理を行う場合において、この熱処理炉内にバルブリフタがどのような状態で配置されたとしても、上記開口先端面の凹凸形状における凹部を介して、このバルブリフタの挿入凹部内に熱処理炉内の雰囲気ガスを確実に行き渡らせることができる。また、熱処理を行った後に仕上げ加工を行うことが不要になる。

それ故、本発明のバルブリフタもまた、固定式の熱処理炉を使用して全体に均一に熱処理を行うことができ、かつ熱処理を行った後に仕上げ加工を行うことなく製造することができる。

上述した第１〜第３の発明における好ましい実施の形態につき説明する。
上記第１の発明において、上記環状立設部における開口先端面には、該開口先端面から陥没した陥没溝が形成されている。
これにより、上記陥没溝により、上記バルブキャップの外側面と上記熱処理炉の炉面との間にガスの通路を確実に形成することができる。そのため、一層確実にバルブキャップの全体に均一に熱処理を行うことができる。

また、上記陥没溝は、上記開口先端面の周方向における互いに対向する位置に形成することが好ましい（請求項２）。
また、上記環状立設部における開口先端面には、該開口先端面から突出した突起部を形成することもできる。
この場合には、上記突起部の周辺、又は突起部が複数あるときには突起部同士の間に、上記ガスの通路を形成することができる。そのため、一層確実にバルブキャップの全体に均一に熱処理を行うことができる。
また、上記第２の発明において、上記連通穴は、上記環状立設部の周方向における互いに対向する位置に形成することができる。

また、上記第３の発明においても、上記第１の発明と同様に、上記環状立設部における開口先端面には、該開口先端面から陥没した陥没溝が複数形成されている。この陥没溝は、上記開口先端面の周方向における互いに対向する位置に形成することが好ましい（請求項４）。また、上記環状立設部における開口先端面には、当該開口先端面から突出した突起部を形成することもできる。また、第３の発明においても、第１の発明と同様に、上記環状立設部には、該環状立設部の外側面と上記挿入凹部とを連通する連通穴を形成することもできる。

以下に、本発明のバルブキャップにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
（実施例１）
本例のバルブキャップ４は、図１、図２に示すごとく、エンジン（レシプロエンジン）１の吸排気口（吸気口又は排気口）１１に配設されるバルブ３のバルブステム部３１における先端部３１１に配設され、上記バルブ３を開閉させるロッカアーム２に当接するものである。

上記バルブキャップ４は、図２、図３に示すごとく、上記ロッカアーム２に当接する底部４１と、この底部４１から環状に立設形成され、上記バルブステム部３１における先端部３１１が挿入配置される挿入凹部４３を形成する環状立設部４２とを有している。そして、上記環状立設部４２における開口先端面４２１は、凹凸形状を有している。
以下に、これを詳説する。

図３、図４に示すごとく、上記バルブキャップ４は、上記底部４１と上記環状立設部４２とによるコップ型の形状を有している。また、底部４１は円板形状を有していると共に、上記環状立設部４２は円環状に立設しており、上記挿入凹部４３は、断面円形状の凹部として形成されている。
また、図１、図２に示すごとく、バルブ３のバルブステム部３１は、円形断面を有しており、バルブキャップ４はバルブステム部３１に対して回転可能に配設されている。また、エンジン１において、上記バルブキャップ４は、上記ロッカアーム２と上記バルブ３のバルブステム部３１における先端部３１１との間に挟持されており、バルブステム部３１における先端部３１１から外れないようになっている。

また、図３、図４に示すごとく、本例においては、上記バルブキャップ４における開口先端面４２１に形成した凹凸形状は、この開口先端面４２１から陥没した陥没溝４２２により形成されている。また、本例では、この陥没溝４２２を複数形成している。
また、本例の陥没溝４２２は円弧状に陥没する溝としたが、これ以外にも、例えば、図５に示すごとく、陥没溝４２２はＶ型状に陥没する溝とすることもできる。
そして、図７に示すごとく、バルブキャップ４は、その開口先端面４２１を、例えば固定式熱処理炉５の炉面５１等の平坦面に対して対面させたときには、上記陥没溝４２２によってバルブキャップ４の外側面４０１と上記挿入凹部４３とを連通するガスの通路４５を形成することができる。

また、図示は省略するが、上記バルブキャップ４の開口先端面４２１における陥没溝４２２は、開口先端面４２１を成形パンチ等を用いて加圧することにより容易に形成することができる。また、可能であれば、上記陥没溝４２２は、平板から絞り加工を行ってバルブキャップ４の成形を行う際に、この絞り加工を行うと同時に形成することもできる。

図１に示すごとく、エンジン１においては、上記バルブキャップ４を配設したバルブ３及び上記ロッカアーム２等によりバルブ開閉機構１０が形成されている。
図６に示すごとく、上記ロッカアーム２は、平板を折り曲げて互いに対向するよう形成された一対の側壁部２３と、この一対の側壁部２３を連結する第１連結部２１及び第２連結部２２と、上記第１連結部２１及び上記第２連結部２２との間に形成された中空穴２４とを有している。また、一対の側壁部２３には、それぞれローラ穴２３１が形成されており、ロッカアーム２は、図１に示すごとく、一対のローラ穴２３１に、エンジン１のカムシャフト１２に設けたカム１２の回転を受けて従動回転するローラ２５を配設してなる。

そして、図１に示すごとく、エンジン１のバルブ開閉機構１０においては、上記バルブキャップ４は、ロッカアーム２の第１連結部２１と当接しており、ロッカアーム２の第２連結部２２は、このロッカアーム２が揺動するときの揺動中心を形成するピボット１４に取り付けられている。

次に、上記バルブ開閉機構１０の動作につき簡単に説明する。
図１に示すごとく、上記ロッカアーム２は、上記カム１３の回転に伴って、ローラ２５が従動回転すると共にピボット１４を中心にして揺動し、上記バルブ３を開閉させるよう構成されている。
そして、カム１３における長径部１３１がローラ２５に当接したときには、ロッカアーム２は、ピボット１４を中心にしてバルブ３に近づく方向に揺動しバルブ３を押し下げる。これにより、バルブ３の開閉弁部３２がエンジン１における吸排気口１１を開けることができる。一方で、カム１３における短径部１３２がローラ２５に当接したときには、リテーナ３３を介してバルブ３を閉方向に付勢するコイルバネ３４の復元力により、ロッカアーム２は、ピボット１４を中心にしてバルブ３から離れる方向に揺動しバルブ３が押し上げられる。これにより、バルブ３の開閉弁部３２がエンジン１における吸排気口１１を閉じることができる。

本例のバルブキャップ４は、上記のごとく環状立設部４２における開口先端面４２１が陥没溝４２２を有している。そして、図７に示すごとく、上記バルブキャップ４に浸炭焼入れ等の熱処理を行う際には、このバルブキャップ４を固定式熱処理炉５内に配置する。このとき、例えば、バルブキャップ４は、その環状立設部４２における開口先端面４２１が固定式熱処理炉５内の炉面５１に対面した状態で配置されることがある。

この場合に、バルブキャップ４における開口先端面４２１と上記炉面５１との間には、上記開口先端面４２１に形成された陥没溝４２２により、バルブキャップ４の外側面４０１から上記挿入凹部４３内に通じるガスの通路４５が形成される。
そのため、バルブキャップ４の挿入凹部４３内が密封されてしまうことがなく、このバルブキャップ４の挿入凹部４３内に、上記ガスの通路４５を介して、固定式熱処理炉５内の雰囲気ガスを確実に行き渡らせることができる。

また、例えば、図７に示すごとく、上記固定式熱処理炉５内へ複数のバルブキャップ４を配置する際において、バルブキャップ４の環状立設部４２における開口先端面４２１とこれに隣接配置されたバルブキャップ４の底部４１とが対面しても、あるいは、バルブキャップ４の環状立設部４２における開口先端面４２１とこれに隣接配置されたバルブキャップ４の環状立設部４２における開口先端面４２１とが対面しても、上記と同様に、各バルブキャップ４同士の間にガスの通路４５を形成して、バルブキャップ４の挿入凹部４３内に固定式熱処理炉５内の雰囲気ガスを確実に行き渡らせることができる。

そのため、固定式熱処理炉５を用いてバルブキャップ４に熱処理を行う場合に、この熱処理炉５内にバルブキャップ４がどのような状態（姿勢）で配置されたとしても、このバルブキャップ４の挿入凹部４３内に、熱処理炉５内の雰囲気ガスを確実に行き渡らせることができる。
また、固定式熱処理炉５を用いてバルブキャップ４に熱処理を行う際には、このバルブキャップ４に打痕等のキズが入ることがほとんどなく、キズをなくすために、熱処理を行った後にバルブキャップ４に仕上げ加工を行うことが不要になる。

それ故、本例のバルブキャップ４は、固定式熱処理炉５を使用しても全体に均一に熱処理を行うことができ、かつ熱処理を行った後に仕上げ加工を行う必要がないため、バルブキャップ４の生産性を向上させることができる。

また、上記固定式熱処理炉５を用いてバルブキャップ４に熱処理を行うときには、炉内の容積が小さな固定式熱処理炉５であっても、多くのバルブキャップ４を整列させて配置することができる。そして、多くのバルブキャップ４に対して、一度に熱処理を行うことができると共に、各バルブキャップ４の全体に均一に熱処理を行うことができる。
そのため、上記バルブキャップ４の構造により、その熱処理効率を向上させることもできる。

なお、図８に示すごとく、上記バルブキャップ４における開口先端面４２１に形成した凹凸形状は、上記陥没溝４２２の代わりに、上記開口先端面４２１から突出する突起部４２３によって形成することもできる。この場合には、この突起部４２３は複数形成することができる。そして、この場合には、突起部４２３の周辺、又は突起部４２３同士の間に上記ガスの通路４５を形成することができ、上記と同様の作用効果を得ることができる。
また、上記開口先端面４２１に形成した凹凸形状は、必ずしも、所定の形状を有している必要はなく、例えば、図９に示すごとく、開口先端面４２１を波形状にしたり、開口先端面４２１を不規則なうねり形状にしたりすることもできる。

（実施例２）
本例は、図１０に示すごとく、上記バルブキャップ４の環状立設部４２に、この環状立設部４２の外側面４０１と上記挿入凹部４３とを連通する連通穴４２４が形成した例である。本例の連通穴４２４は、環状立設部４２における複数箇所に形成されている。
本例においても、固定式熱処理炉５を用いてバルブキャップ４に熱処理を行う場合において、この熱処理炉５内にバルブキャップ４がどのような状態（姿勢）で配置されたとしても、上記連通穴４２４を介して、このバルブキャップ４の挿入凹部４３内に熱処理炉５内の雰囲気ガスを確実に行き渡らせることができる。また、熱処理を行った後に仕上げ加工を行うことが不要になる。

それ故、本例のバルブキャップ４もまた、固定式熱処理炉５を使用しても全体に均一に熱処理を行うことができ、かつ熱処理を行った後に仕上げ加工を行うことなく製造することができる。その他は、本例においても上記実施例１と同様であり、上記実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

上記実施例１、２においてはバルブキャップ４について説明したが、上記バルブ３を開閉させるカム１３に当接するバルブリフタ６についても同様である。
図１１に示すごとく、バルブリフタ６は、上記ロッカアーム２を用いずにバルブ３を開閉させるバルブ開閉機構１００に用いるものであり、バルブ３のバルブステム部３１における先端部３１１を覆うようにして配設され、ロッカアーム２の代わりに、エンジン１のカムシャフト１２に設けたカム１３と接触するものである。
そして、バルブリフタ６は、カム１３に当接する底部６１と、挿入凹部６３を形成する環状立設部６２とを有しており、例えば、環状立設部６２における開口先端面６２１を凹凸形状に形成することができる。その他、バルブリフタ６についても、上記実施例１、２と同様にして、実施例１、２と同様の作用効果を得ることができる。

実施例１における、エンジンにおけるバルブ開閉機構を示す説明図。 実施例１における、エンジンにおけるバルブ開閉機構を示す図で、図１におけるＡ−Ａ矢視断面説明図。 実施例１における、バルブキャップを示す斜視図。 実施例１における、バルブキャップを示す断面図。 実施例１における、他のバルブキャップを示す断面図。 実施例１における、ロッカアームを示す斜視図。 実施例１における、固定式熱処理炉内に配置したバルブキャップに熱処理を行う状態を示す説明図。 実施例１における、開口先端面に突起部を有するバルブキャップを示す断面図。 実施例１における、波形状又は不規則なうねり形状の開口先端面を有するバルブキャップを示す断面図。 実施例２における、環状立設部に連通穴を設けたバルブキャップを示す断面図。 実施例における、エンジンにおける他のバルブ開閉機構を示す説明図。 従来例における、回転式熱処理炉内に配置したバルブキャップに熱処理を行う状態を示す説明図。 従来例における、固定式熱処理炉内に配置したバルブキャップに熱処理を行う状態を示す説明図。

符号の説明

１ エンジン
１１ 吸排気口
１３ カム
１４ ピボット
２ ロッカアーム
３ バルブ
３１ バルブステム部
３１１ 先端部
４ バルブキャップ
４０１ 外側面
４１ 底部
４２ 環状立設部
４２１ 開口先端面
４２２ 陥没溝
４２３ 突起部
４２４ 連通穴
４３ 挿入凹部
４５ ガスの通路
５ 熱処理炉
５１ 炉面
６ バルブリフタ

Claims (4)

1. エンジンの吸排気口に配設されるバルブのバルブステム部における先端部に配設され、上記バルブを開閉させるロッカアームに当接するバルブキャップであって、
   該バルブキャップは、上記ロッカアームに当接する底部と、該底部から環状に立設形成され、上記バルブステム部における先端部が挿入配置される挿入凹部を形成する環状立設部とを有しており、かつ、固定式熱処理炉内の雰囲気ガスによって熱処理が行われており、
   上記環状立設部における開口先端面には、上記熱処理を行う際に上記挿入凹部が塞がれたときに、該挿入凹部内と当該環状立設部の外側面とを連通することができる陥没溝が形成してあり、
   該陥没溝は、上記固定式熱処理炉内と上記挿入凹部内との間で上記雰囲気ガスの対流を行うために、上記開口先端面の一部を円弧状又はＶ型状に陥没させて、当該開口先端面の周方向における複数箇所に形成してあることを特徴とするバルブキャップ。
2. 請求項１において、上記陥没溝は、上記開口先端面の周方向における互いに対向する位置に形成されていることを特徴とするバルブキャップ。
3. エンジンの吸排気口に配設されるバルブのバルブステム部における先端部に配設され、上記バルブを開閉させるカムに当接するバルブリフタであって、
   該バルブリフタは、上記カムに当接する底部と、該底部から環状に立設形成され、上記バルブステム部における先端部が挿入配置される挿入凹部を形成する環状立設部とを有しており、かつ、固定式熱処理炉内の雰囲気ガスによって熱処理が行われており、
   上記環状立設部における開口先端面には、上記熱処理を行う際に上記挿入凹部が塞がれたときに、該挿入凹部内と当該環状立設部の外側面とを連通することができる陥没溝が形成してあり、
   該陥没溝は、上記固定式熱処理炉内と上記挿入凹部内との間で上記雰囲気ガスの対流を行うために、上記開口先端面の一部を円弧状又はＶ型状に陥没させて、当該開口先端面の周方向における複数箇所に形成してあることを特徴とするバルブリフタ。
4. 請求項３において、上記陥没溝は、上記開口先端面の周方向における互いに対向する位置に形成されていることを特徴とするバルブリフタ。

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