JPH03297614A - 繊維強化プラスチック製バルブリフタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、回転するカムの動きを往復運動にして吸気バ
ルブや排気バルブに伝える内燃機関のバルブリフタであ
って、繊維強化プラスチック製のバルブリフタの製造方
法に関する。

（従来の技術） 内燃機関の軽量化と出力の向上とは大きな研究テーマで
あり、特に動弁系の運動部品の軽量化はその波及効果が
大きい、そのような軽量化が急がれる部品の一つにバル
ブリフタがある。第５図及び第６図に夫々示すように、
バルブリフタｌは、ＯＨＶ方式ではカム１５とブツシュ
ロッド１６の間に、またＯＨＣのダイレクト方式ではカ
ム１５とバルブ１７の間に使用されている。

バルブリフタ１は、エンジン本体１８（第５図）又はシ
リンダヘッド１９（第６図）に設けられたボア２０の内
周面に接触しながら往復運動することとなるので、耐摩
耗性が要求される。そのため従来よりバルブリフタは、
耐熱、耐摩耗性のよいクロム鋼やモリブデン鋼で作られ
ているが、これら合金鋼製のバルブリフタには重いとい
う欠点がある。内燃機関の高性能化のためには、バルブ
リフタを極力軽量化して慣性質量を少なくし、かっ動弁
系のフリクションを低減することが望ましい。

軽量バルブリフタとして、実開昭５８−８２４０７号公
報には、いわゆる繊維強化プラスチック製バルブリフタ
と繊維強化金属製バルブリフタが提案されている。バル
ブリフタは大きく分けて、カムと当接する台座部と、ボ
ア内周面と摺動するスリーブ部とからなっているといえ
るが、上記の各軽量バルブリフタは、スリーブ部のみを
繊維強化プラスチック（ポリエステル＋ガラス短繊維等
）、繊維強化金属（アルミニウム＋アルミナ繊維等）で
作り、台座部を従来の合金鋼で作ったものである。

更に、実開昭６２−１２８１０３号公報には、繊維強化
プラスチック製バルブリフタの少なくともスリーブ部の
最外層部を、円周方向に延びる長繊維を有する繊維強化
プラスチックで構成したバルブリフタが開示されている
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら上記実開昭５８−８２４０７号及び同６２
−１２８１０３号公報に記載の繊維強化プラスチック製
バルブリフタには、その製造が容易でないという問題が
ある。すなわち、まずプリプレグを製造し、それを別途
製造された台座部と一体になるようにしてスリーブ状に
圧縮成形しなければならず、製造が非常に面倒となる。

その上、繊維強化プラスチック製バルブリフタには、も
う一つ大きな問題がある。それは、バルブリフタ１の線
膨張係数が、エンジン本体１８（第５図）やシリンダヘ
ッド１９（第６図）の線膨張係数に比べて小さいため、
エンジンの温度上昇によって、バルブリフタ１の外径と
ボア２０の内径とのクリアランスが大きなり、これによ
ってバルブリフタ１の“ガタ打ち”が発生し、バルブリ
フタの摩耗が激しくなるという問題である。

一方、繊維強化金属製バルブリフタには、上記繊維強化
プラスチック製バルブリフタに見られるような製造上の
問題及び線膨張係数差の問題が少ないといえるが、軽量
化への寄与率が高くないという問題が残されている。

本発明は上記問題を解決する目的でなされたものであり
、その解決しようとする課題は、温度変化でボアとの間
に大きなりリアランスを生じさせない繊維強化プラスチ
ック製バルブリフタを、極めて生産性よく製造すること
のできる方法を提供することである。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するための本発明の繊維強化プラスチッ
ク製バルブリフタの製造方法は、台座部を上側にスリー
ブ部を下側にしてバルブリフタが成形されるキャビティ
を備え、該キャビティの上記スリーブ部成形用空間の下
に直列的に原料注入用の薄い筒状フィルムゲートが設け
られ、その下に、射出した原料を一旦滞留させるランナ
ーが設けられている射出成形型に、強化用短繊維が混入
された樹脂原料を射出し、該原料を下方からキャビティ
に注入することを特徴とするものである。

すなわち、本発明方法では、成形型のランナー（原料通
路）に射出される原料が、ランナーからその上のゲート
を通ってその上のキャビティへと、成形されるバルブリ
フタのスリーブ部の軸方向に流れてキャビティに充填さ
れるようにする。

上記の筒状フィルムゲートとは、ゲート空間の全体形状
が肉厚の薄い筒状であるゲートを意味する。原料に対す
るゲートの通過抵抗はランナーの通過抵抗よりも大きい
ことが必要であり、ゲートの成る部位で他の部位よりも
速く原料が流れるようなことは好ましくない。そのため
ランナーを大きくし、場合により形状を工夫する必要が
ある。

繊維強化プラスチックの原料としては、ＰＥＥＫ（ポリ
エーテルエーテルケトン）、ポリイミド、ポリアミドイ
ミド等の熱可塑性樹脂にガラス短繊維、炭素短繊維等を
混入したものが挙げられる。なお、ここで云う繊維強化
プラスチック製バルブリフタとは、少なくともスリーブ
部が繊維強化プラスチッつて作られているものを意味す
る。

したがって、台座部が金属またはセラミックス製で、そ
れ以外の部分が繊維強化プラスチック製のバルブリフタ
も含まれる。この部分繊維強化プラスチック製バルブリ
フタは、予め台座部となる部品をインサートとして成形
型内Ｃセットした後、射出成形することにより製造する
ことができる。

（作用） 上記構造の射出成形型に、強化用短繊維が混入された樹
脂原料を射出すると、射出された原料は、成形型内のラ
ンナーに入り、該ランナーが原料で満たされると、原料
は狭い筒状フィルムゲートな急上昇してキャビティに入
る。その際、原料中のｍ、＊は１Ｍ料の流れ方向に配向
するので、短繊維が軸方向に配向された繊維強化プラス
チック製バルブリフタが得られる。

軸方向に配向された強化用短繊維は、バルブリフタの軸
方向の熱膨張を抑えるが、径方向の膨張を抑えない。こ
うして径方向の線膨張係数が大きくなった繊維強化プラ
スチック製バルブリフタは、エンジンに組み込まれ高熱
を受けても、摺接するボア内周面との間に大きなりリア
ランスを生じさせない。クリアランスが正常範囲に保た
れると、摺動時のバルブリフタの“ガタ打ち”が無くな
り、ｍａｎ強化プラスチック製バルブリフタは摩耗し難
くなる。

（実施例） 以下、本発明方法の実施例を説明する。

実施例１ この実施例では、射出成形機を用いるインサート成形に
より繊維強化プラスチック製バルブリフタを製造する。

第１図に示すように、射出成形機のキャビティ６、ゲー
ト５及びランナー３は、上型９と下型１０の間の空間・
隙間で作られている。

ゲート５は、筒状フィルムゲートであり、キャビティ６
の下部全周に直列的に連接する。キャビティ６の上部は
、バルブリフタの台座部１１となる金属（ＳＵＪ２）製
インサートをセットする空間であり、キャビティ６の下
部は、バルブリフタのスリーブ部を成形する空間である
。その下に薄い筒状フィルムゲート５を設けであるのは
、原料をキャビティ６に下方から注入するためである。

全周にわたって同時に環状ゲート５からキャビティ６に
原料を流すため、ゲート５の下のランナー３は、第２図
に示すように、ノズル２から近い側３８の断面積を遠い
側３ｂよりも大きくしである。型開きした時に射出成形
品が下型１０に残るように、ランナー３は、第１図に示
されているようにアンダーカット形状にしである。そし
て射出成形品の払い出し時に、スリーブ部に異様な力が
加わらないように、スリーブ部の内面の成形を相う下型
１０の型面１４はテーバ形状面にしてあり、また自動的
に払い出せるように下型１０にノックアウトビン８．８
−・・が設けられている。

以上のような構造の射出成形機を用い、ガラス短繊維、
ＰＥＥＫからなる原料をノズル２から成形型に射出し、
その硬化後に取り出した射出成形品のスリーブ部を所定
の寸法に切断することにより、第３図に示すような最終
製品の繊維強化プラスチック製バルブリフタｌが得られ
る。

該バルブリフタは、その中のガラス短繊維がバルブリフ
タ１の軸方向Ａに配向されているので、径方向の線膨張
係数が金属のそれと同程度に大きくなっている。すなわ
ち、該バルブリフタは第４図に示すように、従来のもの
に比べ温度による径変化がよりボアのそれに近くなり、
バルブリフターボア間クリアランスを異常に大きくする
ことがない。

実施例２ 実施例１では、台座部具外を繊維強化プラスチック製と
したバルブリフタを製造したが、この実施例ではインサ
ートを用いずに、全体が繊維強化プラスチックでできバ
ルブリフタを製造する。但し台座部の強度を確保するた
め１台座部の厚さを増加したバルブリフタを、実施例１
に準する方法で製造する。得られるバルブリフタは、実
施例１のものに比べ台座部の耐摩耗性の点でやや劣るが
一層軽量となる。バルブリフターボア間クリアランスを
大きくせず、スリーブ部が摩耗しにくい点では同様であ
る。

（発明の効果） 本発明方法によれば、バルブリフターボア間クリアラン
スを小さく保つことのできる繊維強化プラスチック製バ
ルブリフタが得られるので、クリアランスの増大による
バルブリフタの“ガタ打ち”及びそれによるバルブリフ
タの摩耗を無く　０ し、エンジンの振動・騒音を低減することができる。

また、強化繊維が揃ってバルブリフタの軸方向に配向す
るので、リフタ強度が上がり、バルブリフタ自体の耐久
性が向上する。しかもプリプレグを用いる圧縮成形法に
よらず、簡易な射出成形法で繊維強化プラスチック製バ
ルブリフタを製造することができる。

以上のように、繊維強化プラスチック製バルブリフタの
従来の欠点が取り除かれるので、この軽量の動弁系部品
の実用化を促進でき、エンジンの高性能化に貢献できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例で用いた射出成形機の要部を
示す断面図、 第２図は第１図の■−■線に沿う断面図、第３図は一実
施例により製造された繊維強化プラスチック製バルブリ
フタの断面図、 第４図は該バルブリフタ、従来のバルブリフタ及びシリ
ンダボアの温度による径変化を対比させ１ て示す図、 第５図及び第６図は夫々異なるエンジンの、バルブリフ
タ使用部周辺を示す断面図である。 図中、 １・・・バルブリフタ、　　　３・・・ランナー５・・
・筒状フィルムゲート、　　　６・・・キャビティ、９
・・・上型、　　　　　　　１０・・・下型、１１・・
・台座部　　　　　　１２・・・スリーブ部、Ａ・・・
リフタ軸方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 台座部を上側にスリーブ部を下側にしてバルブリフタが
   成形されるキャビティを備え、該キャビティの上記スリ
   ーブ部成形用空間の下に直列的に原料注入用の薄い筒状
   フィルムゲートが設けられ、その下に、射出した原料を
   一旦滞留させるランナーが設けられている射出成形型に
   、強化用短繊維が混入された樹脂原料を射出し、該原料
   を上記ランナーを介してキャビティに注入することを特
   徴とする繊維強化プラスチック製バルブリフタの製造方
   法。