JPH0385305A - 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、バルブリフタの製造方法に関するものである
。

［従来の技術１ 一般に内燃機関においては、動弁用カムと動弁の弁軸と
の間にバルブリフタが介設され、このバルブリフタは実
質的に、弁軸の上端部近傍でこれと同軸に配置される円
筒状の本体部と、該本体部の軸線方向の上端部を閉じ上
面が動弁用カムと摺接するカム摺接部とからなり、この
バルブリフタを介して動弁が動弁用カムによって開閉さ
れるようになっている。

ところで、近午エンジンの多弁化に伴い動弁系が重量化
する傾向があるのにもかかわらず、エンジンの回転限界
を高めるために、あるいは燃費性能を高めるために、動
弁系の軽量化が求められている。そこで、動弁系の慣性
質量の中で大きなウェイトを占めるバルブリフタ（例え
ば、ＨＬＡを備えた鉄製バルブリフタでは約ｌ／３）の
大幅な軽量化が強く求められている。

バルブリフタの軽量化束として、例えば従来は鉄で形成
されていたバルブリフタをアルミニウム合金で形成する
といった手法が考えられるが、アルミニウム合金は耐摩
耗性が低いので、カム摺接部をアルミニウム合金で形成
することはできない。

そこで、本体部のみをアルミニウム合金で形成し、カム
摺接部を鉄で形成したバルブリフタが提案されているが
、このものは軽量化が徹底されていない。

また、軽量でかつ耐摩耗性が高いセラミックでバルブリ
フタを形成するといった手法が考えられるが、セラミッ
クは靭性が低いのでバルブリフタ全体をセラミックで形
成した場合、十分な強度が得られず、かつ製作コストが
高くなるといった問題がある。

そこで、本体部をアルミニウム合金で形成する一方、カ
ム摺接部をセラミックで形成することによって、軽量化
と耐摩耗性の向上と製作コストの低減とを図ったバルブ
リフタが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、本体部をアルミニウム合金で形成する一
方、カム摺接部をセラミックで形成したバルブリフタに
おいては、アルミニウム合金とセラミックの熱膨張率が
大きく異なるので、本体部とカム摺接部とを結合させる
のが非常にむずかしい。例えば、本体部とカム摺接部と
を接着剤等を用いて単純に結合させた場合、温度が変化
すると膨張率の違いによって両者が剥離することがある
。

このため、上記バルブリフタにおいては、本体部とカム
摺接部との結合方法が重要なポイントとなるが、これに
関して、例えば次のような提案がなされている。

■タペット（バルブリフタ）の上端面に凹部を形成し、
この凹部内に耐摩耗性に富むセラミック類のプレートを
はめ込むようにしたものが提案されている（特開昭５９
−１９０４１２号公報参照）。

しかし、このバルブリフタはパケット部（本体部）の外
径が大きくなるので、軽量化が徹底されない。

■本体部を、上端部が開かれその周縁に鍔部が形成され
た外筒と、上端部を閉じる上端面を有する内筒とで形成
し、内筒上端面と外筒の鍔部との間にセラミック製カム
摺接部をはさむようにしたバルブリフタが提案されてい
る（実開昭６１−１７３７０４号公報参照）。しかし、
このものは本体部が二重構造となるので軽量化が十分で
ない。

■タペット（バルブリフタ）の上端面に軸穴を形成する
とともに、軸部を備えたセラミック類の７オロアをつく
り、軸部を軸穴にはめて７オロアをその軸線まわりに自
在に回転できるようにし、７オロアの偏摩耗あるいは欠
損の発生を防止するようにしたバルブリフタが提案され
ている（特開昭６０−２１９４０７号公報参照）。しか
し、このものは本体部と７オロア（カム摺接部）とが接
合されていないので、ジャンピング（動弁カムとカム摺
接部の瞬間的な離反）が生じたときにカム摺接部が破損
することがあるといった問題がある。

■上端部が閉じられた筒状のバルブリフタの上端面の上
側にセラミック類の円形ペレットを載せ、この円形ペレ
ットを下向き（弁軸側）に押圧する金属製のリング部材
を設け、さらにこのリング部材を外部に固定するように
したものが提案されている（特開昭６２−１７４５１０
号公報参照）。しかし、このものはリング部材をペレッ
トに接合しない場合には、ジャンピングが生じたときに
ペレットが破損する場合がある。また、リング部材をペ
レットに接合する場合はジャンピングによるペレットの
破損は防止できるが、このような接合は技術的にむずか
しく製作コストが高くなる。

■バルブリフタの上端部に形成されたリング部にセラミ
ック類の円形部材を焼きはめるようにしたものが提案さ
れている（実開昭６１−１６０２０２号公報参照）。し
かし、このような接合方法では、円形部材が動弁用カム
との間の摺動に耐えられない。

本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされたものであっ
て、カム摺接部の動弁用カムに対する耐摩耗性が高く、
かつ十分に軽量化が図られエンジンの回転限界の向上あ
るいは燃費性能の向上を図ることができるバルブリフタ
の安価な製造方法を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記の目的を遠戚するため、筒状の本体部と該
本体部の一方の端部を閉じるカム摺接部とを備え、動弁
用カムと動弁の弁軸との間に、本体部が弁軸と軸線を共
有しかつカム摺接部が動弁用カムと摺接するようにして
配置される内燃機関のバルブリフタの製造方法であって
、アルミニウム合金で本体部を形成する一方セラミック
でカム摺接部を形成し、次に本体部とカム摺接部とを所
定の形状に組み合わせる一方本体部を予め加熱しておき
、高温の本体部に押圧力を加えて本体部を形成している
アルミニウム合金を塑性流動させ、この塑性流動によっ
て本体部とカム摺接部とを結合させるようにしたことを
特徴とするバルブリフタの製造方法を提供する。

［発明の作用・効果］ 本発明によれば、本体部とカム摺接部とを、ともに密度
が小さい材料（アルミニウム合金、セラミック）で形成
しているので、バルブリフタを十分に軽量化することが
でき、動弁系の慣性質量を低減して、応答性の向上とエ
ンジンの回転限界の向上と燃費性能の向上とを図ること
ができる。

また、セラミックは耐摩耗性が高いのでカム摺接部の動
弁カムに対する耐摩耗性を十分に高めることができ、バ
ルブリフタの信頼性の向上を図ることができる。

さらに、本体部とカム摺接部とを、本体部を形成するア
ルミニウム合金の塑性流動によって結合させているので
、本体部とカム摺接部との間の結合強度が大幅に高めら
れ、本体部とカム摺接部の結合の信頼性の向上を図るこ
とができる。

かつ、比較的高価なセラミックはカム摺接部のみに使用
するだけであり、また塑性流動加工は、本体部のカム摺
接部との接合部近傍に適当な押圧力ないし撃力を加える
だけの簡単な操作で実施することができるので、バルブ
リフタの製作コストを低減することができる。

ところでバルブリフタ製作時に、セラミック製のカム摺
接部を固定手段に固定し、このカム摺接部の上にアルミ
ニウム合金製の本体部を載せ、バンチ等を用いて本体部
に押圧力ないし撃力を加えるといった普通の方法で塑性
流動を行わせる場合、アルミニウム合金に十分な塑性流
動が生じるような比較的大きな押圧力を加えようとする
と、カム摺接部内において局所的に、とくに押圧力の作
用線の延長線まわりにおいて応力急変部が生じ、このた
めカム摺接部（セラミック）が破壊されることがある。

しかし本案では、塑性流動を行わせる前に予め本体部を
加熱し、押圧力が加えられるときに本体部は高温状態に
ある。そして、一般にアルミニウム合金は温度が高くな
ると歪み率（塑性）が高くなるので、このとき本体部を
形成しているアルミニウム合金の変形抵抗が非常に小さ
くなる。このため、パンチ等を用いて本体部に比較的小
さな押圧力ないし撃力を加えるだけで容易に塑性流動が
生じる。したがって、塑性流動を行わせる際のカム摺接
部（セラミック）に惹起される応力が大幅に低減され、
応力急変部が発生せず、カム摺接部の破壊を有効に防止
することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を具体的に説明する。

第１図に示すように、アルミニウム合金で形成された円
筒状の本体部ｌが、加熱手段（図示せず）を用いてアル
ミニウム合金の歪み率（塑性）が十分に高まるような適
当な温度（例えば３００’Ｃりになるまで加熱される。

そして、第２図に示すように、円板形の受圧板部材２と
、該受圧板部材２の周縁部と係合する内周面をもつダイ
３とで実質的に構成される固定手段Ｆの円柱状空間部４
内に、開口部４ａから略円板形のセラミック製のカム摺
接部５が嵌入される。

このカム摺接部５は、動弁系に装着されたときにカム側
に位置する方の面（以下、この面をカム側表面という）
が受圧板部材２の上面と密接するように配置される。カ
ム摺接部５の本体部ｌと結合される側の面（以下、この
面を動弁側表面という）には、その周縁部のやや内側に
おいてこれに沿って嵌合部５ａが形成されている。なお
、嵌合部５ａで囲まれた部分には、バルブリフタＶをで
きる限り軽量化するために、皿状の空間部６が形成され
ている。

次に、上記カム摺接部５の動弁側表面上に、加熱された
本体部ｌが載せられる。この本体部１の、カム摺接部５
と結合される側の端部には、嵌合部５ａの外周面と、嵌
合部５ａより外側のカム摺接部５の動弁側表面とに係合
する形状（反転面）を有する結合部１ａが形成されてい
る。そして、結合部ｌａの内周面は嵌合部５ａの外周面
と密接し、結合部１ａの底面は嵌合部５ａより外側のカ
ム摺接部５の動弁側表面と密接している。

このとき、本体部ｌがアルミニウム合金の歪み率が十分
に大きくなるような温度（例えば３０００Ｃ）に保持さ
れているのはもちろんである。なお、このように外部の
加熱手段（図示せず）によって予め加熱された本体部１
を固定手段Ｆにセットするのではなく、固定手段Ｆ内に
本体部ｌを加熱する加熱手段を内蔵させ、常温の本体部
１を固定手段Ｆにセットした後でこれを加熱するように
してもよい。

次に第３図に示すように、結合部１ａの内周面よりやや
大径に形成された環状押圧面を有するパンチ８を備えた
押圧手段９によって、結合部１ａの上面に押圧力Ｐ（撃
力）がパルブリ７りＶの軸線方向に加えられる。この押
圧力Ｐによって結合部ｌａを形成しているアルミニウム
合金が塑性流動を起こし、嵌合部５ａの外周面に形成さ
れた環状の溝部１１内に押し込まれ、これによってカム
摺接部５と本体部１とが結合する。

ここにおいて、本体部１は高＠（例えば３０００Ｃ）に
保たれているが、第４図に示すように、アルミニウム合
金は温度が高くなると歪み率が（塑性）累進的に高くな
る。このため、本体部１を形成しているアルミニウム合
金の歪み率（塑性）が非常に高くなり、変形抵抗が非常
に小さくなるので、パンチ８を用いて本体部１の結合部
１ａに比較的小さな押圧力ないし撃力を加えるだけで容
易に塑性流動が生じる。したがって、カム摺接部５内に
惹起される応力が大幅に低減され、応力急変部の発生が
防止され、カム溶接部５の破壊が有効に防止される。

なお、カム摺接部５と本体部ｌとがともに密度の小さい
材料で形成されているので、バルブリフタＶを十分に軽
量化することができる。このため、エンジンの回転限界
を高めることができ、かつ燃費性能を高めることができ
る。第１表に、鉄だけで形成されたバルブリフタと、本
体部がアルミニウム合金で形成される一方、カム摺接部
が鉄で形成されたバルブリフタと、本体部がアルミニウ
ム合金で形成される一方、カム摺接部がセラミックで形
成された本発明にかかるバルブリフタとについて、夫々
その重量と、これらを装着したときの動弁系の重量と、
エンジンの回転限界の例を示す。

第１表 また、カム摺接部５が耐摩耗性の高いセラミックで形成
されているので、バルブリフタＶの信頼性を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるバルブリフタの本体部の縦断
面説明図である。 第２図は、固定手段の円柱状空間部内にカム摺接部と第
１図に示す本体部とが配置された状態における、バルブ
リフタと固定手段からなる組立体の縦断面説明図である
。 第３図は、押圧手段によって本体部に塑性流動を生じさ
せた状態における、バルブリフタと固定手段と押圧手段
からなる組立体の縦断面説明図である。 第４図は、アルミニウム合金の歪み率（塑性）の温度に
対する特性を示す図である。 ■・・・バルブリフタ、Ｆ・・・固定手段、ｌ・・・本
体部、ｌａ・・・結合部、２・・・受圧板部材、３・・
・ダイ、４・・・円柱状空間部、４ａ・・・開口部、５
・・・カム摺接部、５ａ・・・嵌合部、８・・・パンチ
、９・・・押圧手段、１１・・・溝部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒状の本体部と該本体部の一方の端部を閉じるカ
   ム摺接部とを備え、動弁用カムと動弁の弁軸との間に、
   本体部が弁軸と軸線を共有しかつカム摺接部が動弁用カ
   ムと摺接するようにして配置される内燃機関のバルブリ
   フタの製造方法であって、 アルミニウム合金で本体部を形成する一方セラミックで
   カム摺接部を形成し、次に本体部とカム摺接部とを所定
   の形状に組み合わせる一方、本体部を歪み率が高まるよ
   うに予め加熱し、高温に保たれた本体部に押圧力を加え
   て本体部を形成しているアルミニウム合金を塑性流動さ
   せ、この塑性流動によって本体部とカム摺接部とを結合
   させるようにしたことを特徴とするバルブリフタの製造
   方法。