JPH01240639A - Valve, spring and retainer - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は、エンジンの吸・排気バブル系のバルブ・ステ
ムに固定されバルブ・スプリングの一端部を支持するバ
ルブ・スプリング・リテーナに係り、特に、耐摩耗性、
耐焼付性が向上されたバルブ・スプリング・リテーナに
に関する。Detailed Description of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a valve spring retainer that is fixed to a valve stem of an engine intake/exhaust bubble system and supports one end of a valve spring. , wear resistance,
This invention relates to a valve spring retainer with improved seizure resistance.
（従来の技術）
第５図及び第６図に示すように、エンジンのシリンダ３
に取付けられる吸・排気バブル系は、シリンダの吸・排
気ポートを開閉するバルブ・ヘッド５とそのバルブ・ヘ
ッド５と一体に設けられバルブ・ヘッド５を支持するバ
ルブ・ステム４とからなるバルブ本体と、バルブ本体に
ばね力を付勢し、バルブ・ヘッド５を閉状態に保持する
ためのバルブ・スプリング２と、上記バルブ・ステム４
の端部に固定され鍔部でバルブ・スプリングの一端側を
支持するバルブ・スプリング・リテーナ１と、該バルブ
・スプリング・リテーナ１をバルブ・ステム４に固定す
るためのコレット６とによって構成されている。(Prior art) As shown in FIGS. 5 and 6, the engine cylinder 3
The intake/exhaust bubble system attached to the cylinder has a valve body consisting of a valve head 5 that opens and closes the intake/exhaust ports of the cylinder, and a valve stem 4 that is provided integrally with the valve head 5 and supports the valve head 5. , a valve spring 2 for applying a spring force to the valve body and holding the valve head 5 in a closed state, and the above-mentioned valve stem 4.
The valve spring retainer 1 is fixed to the end of the valve spring and supports one end of the valve spring at the collar, and a collet 6 is used to fix the valve spring retainer 1 to the valve stem 4. There is.
ここで、上記バルブ・スプリング・リテーナとしては、
従来、鉄系金属が使用されていたが、錆の発生や重量が
嵩む等の欠点があり問題となっていた。Here, the above valve spring retainer is as follows:
Conventionally, iron-based metals have been used, but they have been problematic due to drawbacks such as rust formation and increased weight.
そこで、近年、バルブ・スプリング・リテーナの素材に
、鉄系金属に換わるものとして、軽くて錆にくく、しか
も、比較的強度が高いチタン（ＴＬ）合金が用いられる
ようになった。Therefore, in recent years, titanium (TL) alloy, which is lightweight, rust-resistant, and relatively strong, has been used as a material for valve spring retainers in place of iron-based metals.
第７図はチタン合金を素材として用いた時の、バルブ・
スプリング・リテーナの製造工程を示し、チタン合金か
らなる素材は所定温度（通常、５００〜７００℃）のも
と、所定時間焼鈍処理（Ｓ２）された後、冷鍛加工用の
大きさ及び所定形状にブランク加工（Ｓ３）され、その
後、プレス成形等により冷鍛加工（Ｓ４）され、バルブ
・スプリング・リテーナ形状に成形される。バルブ・ス
プリング・リテーナ形状に成形された成形体は、所定温
度（通常、５００〜６００℃）のもと、所定時間時効硬
化処理（Ｓ５）され加工歪等が除去されると共に硬化さ
れる。Figure 7 shows the valve when titanium alloy is used as the material.
The manufacturing process of the spring retainer is shown in which the material made of titanium alloy is annealed (S2) at a predetermined temperature (usually 500 to 700°C) for a predetermined time, and then it is made into a size and shape for cold forging. It is blanked (S3) and then cold forged (S4) by press forming or the like to form a valve spring retainer shape. The molded body formed into the shape of a valve spring retainer is subjected to an age hardening treatment (S5) at a predetermined temperature (usually 500 to 600° C.) for a predetermined time to remove processing strain and the like and harden it.
ところで、チタン合金をバルブ・スプリング・リテーナ
のような摺動部材として用いる場合、チタン合金の特性
して相手金属と焼付を発生しやすいという問題が生じる
。そこで、従来、バルブ・スプリング・リテーナをチタ
ン合金で形成する場合には、第７図の工程図に示すよう
に、時効硬化処理（Ｓ５）後の成形体は、表面処理の前
処理として切削、研磨等による寸法合せ、即ち、スケー
ル処理（Ｓ６）された後、表面部の耐摩耗性、耐焼付性
を向上するため、クロムめっき、浸炭、肉盛等、各種の
表面処理（Ｓ７）が施され、耐摩耗性、耐焼付性が向上
されたバルブ・スプリング・リテーナが完成される（Ｓ
ａ）。By the way, when a titanium alloy is used as a sliding member such as a valve spring retainer, a problem arises in that the titanium alloy is prone to seizure with a mating metal due to its characteristics. Conventionally, when a valve spring retainer is made of a titanium alloy, as shown in the process diagram in Figure 7, the molded body after age hardening treatment (S5) is subjected to cutting as a pretreatment for surface treatment. After dimensional adjustment by polishing, that is, scale treatment (S6), various surface treatments (S7) such as chrome plating, carburizing, and overlaying are performed to improve the wear resistance and seizure resistance of the surface. A valve spring retainer with improved wear resistance and seizure resistance was completed (S
a).
（発明が解決しようとする課題）
ところが、第７図に示した製造工程を経てバルブ・スプ
リングを製造した場合、クロムめっき、浸炭、肉盛等、
の表面処理と、その表面処理の前処理であるスケール処
理とに時間と手間がかかり、製造コストが大幅に増大す
るという問題が生じる。(Problem to be Solved by the Invention) However, when a valve spring is manufactured through the manufacturing process shown in Fig. 7, chromium plating, carburizing, overlaying, etc.
The problem arises that the surface treatment and the scale treatment, which is a pretreatment for the surface treatment, take time and effort, and the manufacturing cost increases significantly.
また、クロムめっき、浸炭、肉盛等、の表面処理法は比
較的コストが高く、製造コストを依り増大する原因とな
り問題であった。Further, surface treatment methods such as chromium plating, carburizing, overlaying, etc. are relatively expensive and cause a problem of increasing manufacturing costs.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、チタ
ン合金を素材として用いた場合にも、比較的低コストで
、且つ、耐摩耗性、耐焼付性を有するバルブ・スプリン
グ・リテーナを提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a valve spring retainer that is relatively low cost and has wear resistance and seizure resistance even when titanium alloy is used as a material. The purpose is to
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するため、本発明による、バルブ・ステ
ムに固定されバルブ・スプリングの一端部を支持するバ
ルブ・スプリング・リテーナにおいては、チタン合金か
らなる素材を焼鈍処理した後、冷鍛加工によりリテーナ
形状に成形して形成された成形体に、時効処理と表面硬
化処理とを同時に施して１表面部に硬化層を形成してな
ることを特徴とする。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, in the valve spring retainer according to the present invention that is fixed to the valve stem and supports one end of the valve spring, a material made of titanium alloy is annealed. After the treatment, the molded body is molded into a retainer shape by cold forging, and then subjected to aging treatment and surface hardening treatment at the same time to form a hardened layer on one surface portion.
（作 用）
本発明によるバルブ・スプリング・リテーナでは１表面
硬化層は時効処理時に同時に形成されるため、製造に要
する時間及び手間が削減される。(Function) In the valve spring retainer according to the present invention, one surface hardening layer is formed at the same time during aging treatment, so the time and effort required for manufacturing are reduced.
（実 施 例） 以下１本発明を図面を参照して詳細に説明する。(Example) The present invention will be explained in detail below with reference to the drawings.
第１図は本発明によるバルブ・スプリング・リテーナの
製造工程の一例を示す。FIG. 1 shows an example of the manufacturing process of a valve spring retainer according to the present invention.
ここで、チタン合金としては、Ｔｉ−６Ａｌ−４Ｖを組
成とするα型チタン合金が良く知られているが。Here, as a titanium alloy, an α-type titanium alloy having a composition of Ti-6Al-4V is well known.
冷鍛加工性が悪いため１本発明によるバルブ・スプリン
グ・リテーナの素材としては好ましくない。Because of poor cold forging workability, it is not preferred as a material for the valve spring retainer according to the present invention.
そこで、本発明では、バルブ・スプリング・リテーすの
素材として冷鍛加工性の良いβ型チタン合金を用いる。Therefore, in the present invention, a β-type titanium alloy with good cold forging property is used as the material for the valve spring retainer.
尚、β型チタン合金としては、例えばＴｉ−２２Ｖ−４
Ａｌの組成のものが知られている。In addition, as the β-type titanium alloy, for example, Ti-22V-4
Those having a composition of Al are known.
以下、第１図に沿って、本発明によるバルブ・スプリン
グ・リテーナの製造方法について説明する。Hereinafter, a method for manufacturing a valve spring retainer according to the present invention will be explained along with FIG.
第１図において、先ず、β型チタン合金よりなる素材を
５００〜７００℃の温度で１〜数時間焼鈍処理（Ｓ２）
を行なった後、冷鍛加工用の大きさ及び形状にブランク
加工（Ｓ３）する。次に、ブランク加工された素材をプ
レス成形機等により冷鍛加工（Ｓ４） Ｌ、所望のバル
ブ・スプリング・リテーナ形状に成形する。バルブ・ス
プリング・リテーナ形状に成形された成形体は、大気中
若しくは酸素雰囲気中で。In Fig. 1, first, a material made of β-type titanium alloy is annealed at a temperature of 500 to 700°C for 1 to several hours (S2).
After performing this, blanking is performed to the size and shape for cold forging (S3). Next, the blanked material is cold-forged (S4) using a press forming machine or the like to form a desired valve spring retainer shape. The molded product in the shape of a valve spring retainer is placed in the air or in an oxygen atmosphere.
７００〜８００℃に加熱され、時効硬化及び酸化処理（
Ｓ５）が同時に施される。即ち、時効硬化処理は大気中
若しくは酸素雰囲気中で行なわれるため、このとき同時
に成形体表面に酸化皮膜が形成される。Heated to 700-800℃, age hardening and oxidation treatment (
S5) is performed at the same time. That is, since the age hardening treatment is performed in the air or an oxygen atmosphere, an oxide film is simultaneously formed on the surface of the molded article.
時効硬化及び酸化処理（Ｓ５）後の成形体は冷却され、
表面に酸化皮膜が形成されたチタン合金製のバルブ・ス
プリング・リテーナが完成される（Ｓ６）。The molded body after age hardening and oxidation treatment (S5) is cooled,
A titanium alloy valve spring retainer with an oxide film formed on its surface is completed (S6).
さて１以上の工程を経て形成されるバルブ・スプリング
・リテーナにおいて、素材にＴｉ−２２Ｖ−４Ａｌの組
成のβ型チタン合金を用いた場合の、焼鈍後の硬さと、
冷鍛加工後の成形体の硬さ１時効・酸化処理後の完成品
の硬さを夫々測定したところ、次の結果を得た。Now, in a valve spring retainer formed through one or more steps, the hardness after annealing when a β-type titanium alloy with a composition of Ti-22V-4Al is used as the material,
Hardness of compacts after cold forging 1 The hardness of finished products after aging and oxidation treatment was measured and the following results were obtained.
＊焼鈍材（７２０℃、１時間） −・−ＨＶ ２１３
〜２３２本成形体（冷鍛後） ・・・・ＨＶ ２
２３〜２８５＊完成品（時効・酸化処理品］・・・ビリ
３６６〜３９９上記硬度試験の結果から明らかなように
１本発明によるバルブ・スプリング・リテーナは、内部
を時効硬化処理によって硬化され、且つ、表面を酸化皮
膜（チタンの酸化物）で覆われているため。*Annealed material (720℃, 1 hour) -・-HV 213
~232 molded bodies (after cold forging)...HV 2
23-285 * Finished product (aging/oxidation treated product)... Vibration 366-399 As is clear from the results of the above hardness test, the valve spring retainer according to the present invention has an internally hardened interior by age hardening treatment, In addition, the surface is covered with an oxide film (titanium oxide).
硬度、特に表面硬度が高く、耐摩耗性、耐焼付性が向上
される。It has high hardness, especially surface hardness, and improved wear resistance and seizure resistance.
したがって、本発明によるチタン合金製のバルブ・スプ
リング・リテーナでは、従来品のように、時効処理後の
表面硬化処理及びその前処理であるスケール処理が不要
となり、工程数を削減することができるため、製造に要
する時間及び手間を低減することができ、製造コストを
大幅に低減することができる。Therefore, unlike conventional products, the titanium alloy valve spring retainer according to the present invention does not require surface hardening treatment after aging treatment or scale treatment as a pretreatment thereof, and the number of steps can be reduced. , the time and labor required for manufacturing can be reduced, and manufacturing costs can be significantly reduced.
次に、本発明による、β型チタン合金製のバルブ・スプ
リング・リテーナと、鉄系金属からなる現行のバ′ルブ
−スプリング・リテーナ、例えば鋼を素材として浸炭焼
入処理を施したもの、との強度比較試験を行なったとこ
ろ表１及び表２に示す結果を得た。Next, we will discuss the valve spring retainer made of β-type titanium alloy according to the present invention, and the current valve spring retainer made of iron-based metal, such as one made of steel and subjected to carburizing and quenching treatment. A strength comparison test was conducted, and the results shown in Tables 1 and 2 were obtained.
尚１表１における静破断試験は、第４図に示すように、
コイルスプリング１４で支持されたバルブ・スプリング
・リテーナ１にコレット１５及び加圧用ステムを介して
静荷重Ｐを段階的に加えて行なった。The static rupture test in Table 1 is as shown in Figure 4.
A static load P was applied stepwise to the valve spring retainer 1 supported by a coil spring 14 via a collet 15 and a pressurizing stem.
また、表２に示す＊撃試験では、第３図に示す構成の試
験装置を用い、コイルスプリング１０に支持されたバル
ブ・スプリング・リテーナ１とコレット１２を介して固
定されたロッド９の鍔部１１に向けて所定高さ、から重
り８を落下させ、鍔部１１に重りが当った時の衝撃をロ
ッド９を介してバルブ・スプリング・リテーナ１に加え
て試験した。In addition, in the *impact test shown in Table 2, a test device having the configuration shown in FIG. The test was conducted by dropping a weight 8 from a predetermined height toward the valve spring 11, and applying the impact when the weight hit the flange 11 to the valve spring retainer 1 via the rod 9.
また、本発明品と現行品との試験体は同じ形状、大きさ
に形成されたものを使用するが、夫々の重さは、本発明
品（β型チタン合金製）で１４ｇ、鉄系金属からなる現
行品で２２ｇである。In addition, the test specimens of the present invention and the current product are formed in the same shape and size, and the weight of each is 14 g for the present invention (made of β-type titanium alloy) and 14 g for the present invention (made of β-type titanium alloy), The current product consists of 22g.
表 １
０・・・・破断せず、 ×・・・・破断表 ２
０・・・・破断せず、 ×・・・・破断表１及び表２に
示した試験結果より明らかなように、本発明によるチタ
ン合金製のバルブ・スプリング・リテーナの方が、現行
の鉄系金属からなるバルブ・スプリング・リテーナより
強度が高いことが判明した。Table 1 0... Not broken, ×... Fracture table 2 0... Not broken, ×... Fracture As is clear from the test results shown in Tables 1 and 2, It has been found that the titanium alloy valve spring retainer according to the present invention has higher strength than the current valve spring retainer made of ferrous metal.
また、上記破断試験の他、エンジンの吸・排気バルブ系
に取付け、モータリング試験（５５００ｒｐｍ。In addition to the above-mentioned rupture test, a motoring test (5500 rpm) was carried out by attaching it to the intake/exhaust valve system of the engine.
２００Ｈ）を行なったところ、スプリングの摩耗も無く
、特に問題は無かった。200H), there was no wear on the springs, and there were no particular problems.
このように、本発明によるバルブ・スプリング・リテー
ナは、現行品と比べて軽量で且つ強度、耐摩耗性、耐焼
付性に優れており、バルブ・スプリング・リテーナとし
ての機能を十分に発揮し得るものである。As described above, the valve spring retainer according to the present invention is lighter than current products and has excellent strength, wear resistance, and seizure resistance, and can fully perform its function as a valve spring retainer. It is something.
尚、以上に示した実施例においては、バルブ・スプリン
グ・・リテーナの表面硬化処理として酸化皮膜層を構成
する場合について説明したが１時効硬化処理と同時に窒
化処理を施して表面硬化層を形成することもできる。In the embodiment shown above, a case was explained in which an oxide film layer is formed as a surface hardening treatment for a valve spring retainer, but a nitriding treatment is performed at the same time as the aging hardening treatment to form a surface hardening layer. You can also do that.
第２図はその一例を示すバルブ・スプリング・リテーナ
の製造工程例を示し、チタン合金素材としては、前述し
たものと同様にβ型のチタン合金が用いられる。FIG. 2 shows an example of the manufacturing process of a valve spring retainer, in which a β-type titanium alloy is used as the titanium alloy material as described above.
尚、同図において（Ｓｌ）〜（Ｓ４）の冷鍛加工に至る
までの工程は第１図に示した製造工程と同様であるため
、説明を省略する。In the figure, the steps (S1) to (S4) up to the cold forging process are the same as the manufacturing process shown in FIG. 1, so the explanation will be omitted.
第２図において、冷鍛加工（Ｓ４）によって所望のバル
ブ・スプリング・リテーナ形状に成形されて形成され°
た成形体は、窒素ガス雰囲気中で、４５０〜６００℃の
温度のもと、時効硬化処理されると同時にイオン窒化処
理が施され（：Ｓ５）、内部を硬化されると共に表面部
に窒化物層が生成され、表面硬化層が形成される。そし
て、時効硬化及びイオン窒化処理後の成形体は冷却され
、窒化物による表面硬化層が形成されたバルブ・スプリ
ング・リテーナが完成される（Ｓ６）。In Figure 2, the valve spring retainer is formed into the desired shape by cold forging (S4).
The molded body is subjected to an age hardening treatment and an ion nitriding treatment at a temperature of 450 to 600°C in a nitrogen gas atmosphere (S5) to harden the inside and form nitrides on the surface. A layer is produced and a hardfacing layer is formed. Then, the molded body after the age hardening and ion nitriding treatment is cooled, and a valve spring retainer having a surface hardened layer made of nitride is completed (S6).
さて、“以上第２図に示した工程を経て形成されたバル
ブ・スプリング・リテーナは、前述した、酸化物による
表面硬化層が形成されたバルブ・スプリング・リテーナ
と同様に、表面層を窒化物層で覆われているため表面硬
度が高く、したがって。Now, the valve spring retainer formed through the steps shown in FIG. The surface hardness is high because it is covered with a layer, therefore.
軽量で且つ強度、耐摩耗性、耐焼付性に優れるものであ
る。It is lightweight and has excellent strength, wear resistance, and seizure resistance.
（発明の効果）
以上、実施例に基づいて説明したように１本発明によれ
ば、素材にチタン合金を用い、冷鍛加工後の成形体に時
効硬化処理と表面硬化処理とを同時に施して表面硬化層
が形成されたバルブ・スプリング・リテーナを形成した
ことにより、軽量で且つ強度、耐蝕性、耐摩耗性、耐焼
付性に優れたバルブ・スプリング・リテーナを提供する
ことができる。(Effects of the Invention) As described above based on the embodiments, according to the present invention, titanium alloy is used as the material, and the molded body after cold forging is subjected to age hardening treatment and surface hardening treatment at the same time. By forming a valve spring retainer with a hardened surface layer, it is possible to provide a valve spring retainer that is lightweight and has excellent strength, corrosion resistance, wear resistance, and seizure resistance.
また、本発明によるチタン合金製のバルブ・スプリング
・リテーナでは、従来のチタン合金製バルブ・スプリン
グ・リテーナのように１時効処理後の表面硬化処理及び
その前処理であるスケール処理が不襖となるため、工程
数を削減することができ、製造に要する時間及び手間を
低減することができ、製造コストを大幅に低減すること
ができる。In addition, the titanium alloy valve spring retainer according to the present invention does not require surface hardening treatment after one aging treatment and scale treatment as a pretreatment, unlike conventional titanium alloy valve spring retainers. Therefore, the number of steps can be reduced, the time and labor required for manufacturing can be reduced, and manufacturing costs can be significantly reduced.
第１図は本発明によるバルブ・スプリング・リテーナの
製造工程の一例を示す工程図、第２図は本発明によるバ
ルブ・スプリング・リテーナの製造工程の別の例を示す
工程図、第３図はバルブ・スプリング・リテーナの衝撃
試験方法を説明するための衝撃試験装置の概略要部断面
図、第４図はバルブ・スプリング・リテーナの静破断試
験方法を説明するための静破断試験装置の概略要部断面
図、第５図はエンジンの吸・排気バルブ系の概略構成図
、第６図は同上吸・排気バルブ系のリテーナ部分の要部
断面図、第７図は従来のバルブ・スプリング・リテーナ
の製造工程の一例を示す工程図である。
１・・・・バルブ・スプリング・リテーナ、２・・・・
バルブ・スプリング、３・・・・シリンダ、４・・・・
バルブ・ステム、５・・・・バルブ・ヘッド、６・・・
・コレット。
第 ３ 図 第４ 図
第 ５ 図 第 ６ 図FIG. 1 is a process diagram showing an example of the manufacturing process of the valve spring retainer according to the present invention, FIG. 2 is a process diagram showing another example of the manufacturing process of the valve spring retainer according to the present invention, and FIG. Figure 4 is a schematic cross-sectional view of the main parts of an impact testing device for explaining the impact testing method for valve spring retainers. Fig. 5 is a schematic diagram of the intake/exhaust valve system of the engine; Fig. 6 is a sectional view of the main parts of the retainer of the same intake/exhaust valve system; Fig. 7 is a conventional valve spring retainer. It is a process diagram showing an example of a manufacturing process. 1... Valve spring retainer, 2...
Valve spring, 3...Cylinder, 4...
Valve stem, 5...Valve head, 6...
・Colette. Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6
Claims (1)
を支持するバルブ・スプリング・リテーナであって、チ
タン合金からなる素材を焼鈍処理した後、冷鍛加工によ
りリテーナ形状に成形して形成された成形体に、時効処
理と表面硬化処理とを同時に施して、表面部に硬化層を
形成してなることを特徴とするバルブ・スプリング・リ
テーナ。A valve spring retainer that is fixed to a valve stem and supports one end of a valve spring, and is a compact formed by annealing a titanium alloy material and then forming it into a retainer shape by cold forging. A valve spring retainer characterized in that the above is subjected to aging treatment and surface hardening treatment at the same time to form a hardened layer on the surface portion.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6769188A JPH01240639A (en) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | Valve, spring and retainer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6769188A JPH01240639A (en) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | Valve, spring and retainer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01240639A true JPH01240639A (en) | 1989-09-26 |
Family
ID=13352254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6769188A Pending JPH01240639A (en) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | Valve, spring and retainer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01240639A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1647679A1 (en) * | 2004-09-29 | 2006-04-19 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Spring retainer and method for manufacturing the same |
| JP2006307833A (en) * | 2005-03-30 | 2006-11-09 | Honda Motor Co Ltd | Retainer for valve spring |
| US7803236B2 (en) | 2004-03-31 | 2010-09-28 | Honda Motor Co., Ltd. | Valve spring retainer made of titanium |
Citations (1)
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| JPS63183144A (en) * | 1987-01-26 | 1988-07-28 | Sumitomo Metal Ind Ltd | Titanium alloy forged parts and production thereof |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP6769188A patent/JPH01240639A/en active Pending
Patent Citations (1)
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