JPH0430A - ばね装置 - 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】 ［発明の目的コ 〈産業上の利用分野〉 本発明は、車輌用懸架装置或いは内燃機関の弁ばね装置
のように、往復運動を行う部材に対して弾発的復元力を
与えるためのばね装置に関する。

〈従来の技術〉 例えば、ピストン式内燃機関の動弁装置のように高速往
復運動を行う装置に用いられるばね装置や、車輌の懸架
装置のように衝撃的な振動を受けるばね装置にあっては
、ばねの共振現象であるサージングを起こすことが問題
にされている。このような問題に対する解決手段として
は、不等２段ピッチばねを用いて、その非線形ばね特性
によりサージングを生じ難くするようにしたものがある
。

一方、同一出願人による特願平１−１５３９１１号明細
書には、コイル状の弁ばねの端部を支承するばね座部材
に円筒状部分を設け、その円筒状部分と弁ばねとを接触
させて、不等２段ピッチばねと同等の減衰力を与えてサ
ージングを抑制するようにしたものが示されている。し
かしながら、長期使用によりばね座部材が摩耗すると、
所期の減衰特性が変化する虞れがある。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明は、このような問題点を解消すべくなされたもの
であり、その主な目的は、サージング抑制効果の経時変
化を防止し得るはね装置を提供することにある。

［発明の構成］ 〈課題を解決するための手段〉 このような目的は、本発明によれば、相対的に往復運動
を行う２部材に対して弾発的復元力を与えるべ（当該両
部材間に装着されたコイルばねと、前記コイルばねの両
端部の少くとも一方を支承するためのはね座部材とを有
し、前記ばね座部材が、周方向に分割された円筒状部分
をもって前記コイルばねの内外周の少くとも一方に弾発
的に嵌合していることを特徴とするはね装置を提供する
ことにより達成される。

〈作用〉 このようにすれば、長期使用によりばね座部材の円筒状
部分が摩耗しても、円筒状部分をコイルはねに対して常
に弾発的に接触させることができ、コイルはねに対する
減衰特性の経時変化を防ぎ、サージング抑制効果を長期
に亘って安定化し得る。

〈実施例〉 以下、本発明の好適実施例を添付の図面について詳しく
説明する。

第１図は、本発明に基つくはね装置が適用された内燃機
関の直動式バルブ装置を示す図である。

第１図に於て、往復運動を行う部材としての弁１は、吸
気弁若しくは排気弁として、内燃機関の燃焼室と吸気通
路若しくは排気通路とを選択的に互いに連通させる。弁
１の軸部２は、シリンタヘッド内に圧入されたバルブカ
イト３内を摺動し得るように保持されており、この軸部
２の最外端部には、コツタ４を介してリテーナ５が取付
けられている。一方、バルブカイト３の外周部のシリン
ダヘッド部分に形成された環状端面には、ばね座部材６
が装着されており、弁１と一体的に往復運動を行うリテ
ーナ５とはね座部材６との間には、例えは不等２段ピッ
チはねからなるコイルはね７か、所定の圧縮状態をもっ
て装着されている。弁１は、カム軸８に設けられたカム
９により、バルブリフタ１１を介して駆動されるように
なっている。尚、バルブガイド３の図に於ける上端部に
は、燃焼室内へのオイルの侵入を防止するためのステム
シール１２か装着されている。

第２図はばね座部材６の１実施例を示すもので、例えば
ばね特性を有する材質からなるばね座部材６は、円筒状
部分６ａとその軸線方向の一端に同軸的に設けられた外
向フランジ部６ｂとを有しており、かつ軸線方向に沿う
スリット６Ｃにより周方向に分割されている。また、自
然状態で円筒状部分６ａの外径がコイルばね７の内径よ
りも成る程度大きくなるようにされており、コイルはね
７の対応する端部を円筒状部分６ａに巻装した装着状態
では、コイルはね７の内周に対して円筒状部分６ａの外
周面が弾発的に接触する。従って、エンジン運転中には
、弁１の往復運動に伴ってコイルばね７が伸縮を繰り返
すため、ばね座部材６の円筒状部分６ａの外周面とコイ
ルはね７の内周とが相対的に軸線方向に摺接し、両者間
に生じる滑り摩擦抵抗により、コイルはね７の振動に対
して減衰力が生じる。

第３図は、上記実施例のはね座部材６を用いた場合のエ
ンジン回転数（横軸）の上昇に伴う最大応力振幅比（α
Ｃ＝動的応力／静的応力）の変化を示すグラフである。

第３図に於て想像線で示したのは本発明に基づくはね座
部材６を用いていない従来形式の場合のもので、高速運
転時に於ける最大応力振幅比αＣの上昇傾向が大きいか
、実線で示される本発明の場合には、それ程大きな上昇
が見られない。従って、高回転域に至るまで、弁ばねの
動的応力の増加が、上記滑り摩擦抵抗による減衰力によ
り好適に抑制され、サージングの発生を抑制し得る。尚
、本発明によれはコイルはね７には、不等２段ピッチコ
イルはねに限ることなく、等ピッチコイルばねを用いて
も良く、この場合には破線で示されるように、不等２段
ピッチコイルばねに対して大きな差異は見られない。

第４図は、前記実施例に於ける経時変化の状態を示すグ
ラフであり、縦軸にはエンジン回転数２０００〜６００
０ｒｐｍ間での最大応力振幅比αＣのピーク値を示し、
横軸には運転時間を示している。図に良く示されるよう
に、時間経過による最大応力振幅比αＣの増加が殆ど無
い。即ち、円筒状部分６ａに摩耗が生じても、弾発的摺
接力により所期の減衰特性を安定して得ることができる
。

第５図〜第１１図は、本発明の別の各実施例を示すもの
で、前記実施例に対応する部分には、同一の符号を付し
てその詳しい説明を省略する。

第５図に示される第２の実施例は、前記実施例と同様の
スリット６Ｃを円筒状部分６ａのみに設け、円筒状部分
６ａにばね作用をもたせるため、円筒状部分６ａの外向
フランジ部６ｂ近傍に、−部を除いて周方向スリット１
８を略全周に亘って設けたものである。この第２の実施
例も円筒状部分６ａの外周面をコイルばね７の内周に弾
発的に接触させる形式のものである。また、第６図に示
される第３の実施例も円筒状部分６ａをコイルばね７の
内周に弾発的に接触させる形式のものであり、円筒状部
分６ａのみに軸線方向に沿うスリット６ｃを複数（例え
ば６箇所）設けている。

第７図に示される第４の実施例は、円筒状部分６ａの内
径をコイルばねの外径よりも成る程度小さくすると共に
、円筒状部分６ａの軸線方向一端部に半径方向内向きの
内向フランジ部１３を設け、かつ第１の実施例と同様に
軸線方向に沿うスリット６ｃを円筒状部分６ａ及び内向
フランジ部１３に連続的に設けたものである。この場合
には、円筒状部分６ａの内周面が、コイルばねの外周に
弾発的に接触する。

第８図に示される第５の実施例は、小径円筒状部分１４
ａと大径円筒状部分１４ｂとを有し、両日筒状部分１４
ａ、１４ｂの軸線方向一端側同士の間をフランジ部１５
により連結してなる。小径円筒状部分１４ａには、前記
第３の実施例と同様に軸線方向スリット６ｃが複数段け
られ、大径円筒状部分１４ｂは、軸線方向に沿うスリッ
ト１６により周方向の１箇所を分割されている。この第
５の実施例では、小径円筒状部分１４ａの外周面がコイ
ルはねの内周に弾発的に接触し、大径円筒状部分１４ｂ
の内周面がコイルばね７の外周に弾発的に接触するよう
にされている。

上記各実施例は、コイルばね端部の形状がクローストエ
ンド（研削或いはテーパ）であるが、本発明はオープン
エンド（無研削）にも適用可能であり、その場合の各実
施例を、第２図、第５図及び第６図に対応する第９図〜
第１１図により示す。

第９図に示される第６の実施例は、外向フランジ部６ｂ
のスリット６ｃを挾む周方向の両端に於て軸線方向に沿
う向きに段差を生じるように、外向フランジ部６ｂには
周方向に傾斜面１７ａが形成されており、段差部の肩面
１７ｂにコイルばねのオープンエンド端が係合するよう
にされている。

尚、上記段差は、装着されるコイルばねの端部のピッチ
に対応させると良い。

同様に、第５図に対応する第１０図に示される第７の実
施例に於ても、その外向フランジ部６ｂに傾斜面１７ａ
及び肩面１７ｂが形成されており、第６図に対応する第
１１図に示される第８の実施例に於ても、その外向フラ
ンジ部６ｂに傾斜面１７ａ及び肩面１７ｂが形成されて
いる。尚、第４の実施例の場合の内向フランジ部１３や
第５の実施例の場合のフランジ部１５にも、上記と同様
のテーパ面及び肩面を形成することにより、それぞれに
オープンエンド形状のコイルばねを用いることができる
。

前記実施例では、本発明に基づくばね座部材６をコイル
ばね７のシリンダヘッド側の端部を支承したが、バルブ
リフタ１１例の可動側端部を支承したり、両端部をそれ
ぞれ支承するようにしても良いことは云うまでもない。

また、等ピッチばねを用いることにより、ばねの密着時
の高さを減らすことができ、ばね全体の軽量化を向上し
得る。

更に、オープンエンド形状のものであっても良いことか
ら、等ピッチはねてありかつその端部形状をオープンエ
ンドにすることにより、密着時のばね高さの減少及び軽
量化をより一層向上することができ、動弁系の重量減に
よるエンジン全体の軽量化を向上する効果もある。更に
、本発明は、上記実施例のエンジンの弁はね装置に限る
ことなく、例えば車輌用懸架装置のばね装置や各種機械
装置のコイルばねを用いたばね装置に適用可能である。

［発明の効果］ このように本発明によれば、はね座部材の円筒状部分と
コイルはねとの滑り摩擦抵抗により減衰力を好適に生じ
させ、かつ弾発的に接触させることにより、長期に亘っ
て経時変化を生じ難い安定したサージング抑制効果を得
ることができると共に、等ピッチコイルはねを用いるこ
とにより、ばね密着時のばね高さを減少して軽量化を向
上し得るなどその効果は極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、動弁装置用に構成された本発明に基づくコイ
ルばね及びはね座部材を示す側面図である。 第２図は、ばね座部材の斜視図である。 第３図は、本発明に基づく弁ばねの特性を示すグラフで
ある。 第４図は、本発明に基づく弁ばねの経時変化の特性を示
すグラフである。 第５図は、本発明の第２の実施例を示す第２図と同様の
図であり、第６図〜第１１図は、同じく第３の実施例〜
第８の実施例を示す図である。 １・・・弁　　　　　　　２・・・軸部３・・・バルブ
ガイド　　４・・・コック５・・・リテーナ　　　　６
・・・はね座部材６ａ・・・円筒状部分　　６ｂ・・・
外向フランジ部６ｃ・・・スリット　　　７・・・コイ
ルは゛ね８・・・カム軸　　　　　９・・・カム１１・
・・バルブリフタ　１２・・・ステムシール１３・・・
内向フランジ部１４ａ・・・小径円筒状部分１４ｂ・・
・大径円筒状部分 １５・・・フランジ部　　１６・・・スリット１７ａ・
・・傾斜面　　　１７ｂ・・・肩面１８・・・周方向ス
リット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 相対的に往復運動を行う２部材に対して弾発的復元力を
   与えるべく当該両部材間に装着されたコイルばねと、前
   記コイルばねの両端部の少くとも一方を支承するための
   ばね座部材とを有し、前記ばね座部材が、周方向に分割
   された円筒状部分をもって前記コイルばねの内外周の少
   くとも一方に弾発的に嵌合していることを特徴とするば
   ね装置。