JPH04318210A - エンジンのバルブリフタ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、４サイクルエンジンの
直動式動弁装置に用いられるバルブリフタに関し、特に
スカート部分を軽合金化することにより動弁糸の往復質
量の軽量化を図るようにした場合の、上記スカート部と
ヘッド部との結合構造の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】最近の４サイクルエンジンにおいては、
高回転，高出力を得るために吸気，排気バルブをバルブ
リフタを介して吸気，排気カム軸で直接開閉駆動する直
動式動弁装置が広く採用されている。また、この種の動
弁装置では、燃費の低減を図るために、動弁糸をできる
だけ軽量化してロス馬力を低減することが要請されてい
る。従来の鋼製のバルブリフタは、慣性質量が大きいた
め上記要請に応え難く、しかも減衰比が小さいことから
金属音の余韻が残りエンジンのメカノイズを大きくする
という問題もある。このような鋼製のバルブリフタに代
わるものとして、従来例えば特開昭６２−５８００３号
公報に記載されているように、カムで押圧されるヘッド
部のみを鋼製とし、シリンダヘッドのガイド穴で保持さ
れるスカート部をアルミ合金製としたバルブリフタが提
案されている。これは図７に示すように、鋼製のヘッド
部２３ｂとアルミ合金製のスカート部２３ａとを、いわ
ゆるメタルフローにより結合させたバルブリフタ２３で
ある。上記結合にあたっては、ヘッド部２３ｂの内面周
縁に凹設された環状の結合凹溝２３ｅ内に、スカート部
２３ａの端部にこれより小径に突設された環状の結合凸
部２３ｆを嵌合挿入した後、上記結合凹溝２３ｅの内周
壁に形成された環状溝２３ｃ内に、上記結合凸部２３ｆ
の内周縁部を塑性変形させてなる塑性流動部ａを流入嵌
合させた構造になっている。そしてこの塑性変形を起こ
させる構造として、上記スカート部２３ａの結合凸部２
３ｆの内周縁部を薄肉リング状の型パンチＣで押圧する
構造を採用している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のバルブリフタ２３では、スカート部２３ａの結合凸
部２３ｆを結合凹部２３ｅに合うよう小径に形成すると
ともに、該結合凸部２３ｆの内周縁部を薄肉リング状の
型パンチＣで押圧することにより、上記内周縁部を塑性
変形させる方式を採用している。従って上記結合凸部２
３ｆの内周縁部に環状で溝状の加圧痕跡２３ｄが形成さ
れるとともに、該結合凸部２３ｆの外周面がスカート部
２３ａより内方にオーバーハングしていることから、こ
の結合凸部２３ｆのスカート部２３ａとの境界部付近が
危険断面となり、結合剛性が低い問題があり、極端な場
合は、上記加圧痕跡２３ｄから結合凸部２３ｆの外面に
延びるクラックＤが発生し、結合が外れてしまうことが
考えられる。

【０００４】本発明は上記従来の状況に鑑みてなされた
もので、ヘッド部とスカート部との結合をより確実に行
うことができるエンジンのバルブリフタを提供すること
を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、シリンダヘッ
ドに形成されたガイド穴で摺動自在に保持される軽合金
製の円筒状のスカート部と、該スカート部の一端にこれ
の開口を閉塞するように結合固着されカムで押圧される
ヘッド部とからなるエンジンのバルブリフタにおいて、
上記ヘッド部を、上記スカート部と略同一外径を有しカ
ムで押圧される円板状のカム面部と、該カム面部に続い
て形成され該カム面部より小径で外周に上記スカート部
の内面上端が嵌合固着される結合部とで構成し、該結合
部と上記カム面部との境界コーナ部に環状の段部からな
るパンチ部を一体形成するとともに、上記結合部の外周
面の上記パンチ部に続く部分に環状の嵌合溝を形成し、
上記パンチ部で上記スカート部の開口周縁部を塑性変形
させてなる塑性流動部が上記嵌合溝に流入嵌合している
ことを特徴としている。

【０００６】

【作用】本発明に係るバルブリフタによれば、カム面部
と結合部との境界コーナ部に段部からなるパンチ部を一
体形成し、このパンチ部でスカート部の開口周縁部を塑
性変形させる、いわゆるワークパンチ方式を採用したの
で、軟質のスカート部に加圧痕跡が形成されることはな
い。またヘッド部に環状の結合凹部２３ｅを形成したり
、スカート部にオーバーハング状の結合凸部を形成した
りする必要がないので、従来のような危険断面が発生す
ることはない。従ってスカート部に従来のようなクラッ
クが発生することはなく、それだけ結合剛性を向上でき
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図について説明する
。図１ないし図６は本発明の一実施例によるエンジンの
バルブリフタを説明するための図である。図２において
、２は直動式動弁装置を備えた水冷式４サイクルエンジ
ンのシリンダヘッドである。このシリンダヘッド２の下
面には燃焼室２ａが凹設されており、該燃焼室２ａには
排気通路３，及び吸気通路４が開口している。この開口
にはそれぞれ排気バルブ５，吸気バルブ６が配設されて
おり、この各バルブ５，６の軸部５ａ，６ａはバルブガ
イド７によって上下動自在に保持されている。また、上
記各バルブ５，６の軸部５ａ，６ａの上端にはコッタ８
を介してリテーナ９が固定されており、該リテーナ９と
シリンダヘッド２のばね座２ｂとの間にはバルブスプリ
ング１０が介設されている。これにより排気バルブ５，
吸気バルブ６は上記開口を閉塞する方向に付勢されてい
る。

【０００８】また、上記排気バルブ５，吸気バルブ６の
上方にはそれぞれ排気，吸気カム軸１１，１１が配設さ
れている。この各カム軸１１は上記シリンダヘッド２の
上面に回転自在に支持されており、図示しないクランク
軸によって回転駆動される。また上記各カム軸１１の各
バルブ５，６に対応する部分にはカム１１ａが形成され
ており、該カム１１ａの回転により各バルブ５，６をバ
ルブリフタ１２を介して直接開閉駆動するようなってい
る。

【０００９】上記バルブリフタ１２は各バルブ５，６の
軸部５ａ，６ａの上端に被せるように装着されており、
リフタ本体１３と、これの内面に配設されたインナパッ
ド１６とから構成されている。上記インナパッド１６は
鋼製のもので、リフタ本体１３とカム１１ａとのクリア
ランスが所定値となるよう選定されている。なお、この
クリアランス調整は、上記カム軸１１を取り外した後、
上記リフタ本体１３を取り外し、厚さの異なるインナパ
ッド１６と差し替えることによって行われる。

【００１０】また上記リフタ本体１３は、円筒状のスカ
ート部１３ａの上端開口部に鋼製円板状のヘッド部１３
ｂを結合してなる有蓋筒状のものであり、上記スカート
部１３ａがシリンダヘッド２に形成されたガイド孔２ｃ
に摺動自在に保持されている。ここで上記スカート部１
３ａは軽合金製のもので、具体的にはＡｌ合金，Ｍｇ合
金，あるいはチタン合金等から形成されている。また上
記スカート部１３ａの外周面には硬質層が形成されてお
り、これは硬質Ｃｒメッキ，あるいは陽極酸化処理を施
してなる多孔質層に二硫化モリブデンを析出させて形成
されたもの、その他の方法によるものである。またこの
スカート部１３ａは全長に渡って同一内，外径を有する
円筒部材を上記ヘッド部１３ｂに結合した後、図１に二
点鎖線で示す領域１３ｉを切削除去したものである。

【００１１】上記ヘッド部１３ｂは、鋼製のもので、上
記スカート部１３ａと同一外径を有する円板状のカム面
部１３ｋの下面に、該カム面部１３ｋより小径の結合部
１３ｊを一体形成してなるものである。なお、このヘッ
ド部１３ｂはセラミック製としても良い。上記結合部１
３ｊの内方には上記インナパッド１６を当接させる当接
面１３ｈが形成されており、この当接面１３ｈは上記結
合部１３ｊの外周縁部より若干内方にへこんでいる。但
し、必ずしもへこませる必要はなく、面一でも突出させ
ても構わない。また上記結合部１３ｊとカム面部１３ｋ
との境界コーナ部には環状の段部からなるパンチ部１３
ｃが一体形成されており、また上記結合部１３ｊの外周
面には、３本の環状の嵌合溝１３ｄが凹設されている。 そしてこの嵌合溝１３ｄ内に、上記スカート部１３ａの
先端面１３ｇの内周縁部を塑性変形させてなる塑性流動
部を流入嵌合させるとともに、上記先端面１３ｇを上記
カム面部１３ｋの下面に当接させることによりスカート
部１３ａとヘッド部１３ｂとが結合している。

【００１２】ここで、上記スカート部１３ａとヘッド部
１３ｂとの結合方法を図３及び図４について説明する。 まず、敷板Ａの上にヘッド部１３ｂを置き、全長に渡っ
て同一内，外径を有する円筒状のスカート部１３ａの先
端をヘッド部１３ｂの結合部１３ｊに嵌合装着する。次
にこの組立体の外周にバックアップリングＣを嵌め、上
方から押棒Ｂを挿入し、上記スカート部１３ａの上端に
押棒Ｂの押圧面Ｂ１を当接させ（図３，及び図４（ａ）
　参照）　、この押棒Ｂでスカート部１３ａを加圧し、
押し込む。すると上記スカート部１３ａの下端面１３ｇ
の内周縁にヘッド部１３ｂのパンチ部１３ｃが当接し（
図４（ｂ）　参照）、さらに押し込むと周縁部１３ｅの
パンチ部１３ｃとの当接部付近が塑性変形し、該塑性流
動部ａが上記環状溝１３ｄ内に流入する（図４（ｃ），
（ｄ）参照）　。 そしてスカート部１３ａの下端面１３ｇがヘッド部１３
ｂの外周縁上面１３ｆに当接した時点で加圧を停止すれ
ば、これによりスカート部１３ａとヘッド部１３ｂとが
結合固着される。なお、この後、上記スカート部１３ａ
の内面の領域１３ｉ部分を切削除去する。こうすること
により更に軽量化が図れる。ここで上記ヘッド部１３ｂ
は、結合前は前工程の熱処理によって、そのカム面部１
３ｋがわずかに凹状となっているが、スカート部１３ａ
の結合によってわずかに凸のクラウニングが付与される
。これはカム面部１３ｋより小径の結合部１３ｊを締め
付けるようにしているためであると考えられる。このよ
うにクラウニングが付与されるので、ヘッド部１３ｂの
加工に当たっては、数１０個〜数１００個まとめて平面
研削を行うことができ、コストを低減できる。ちなみに
従来の鋼一体式のバルブリフタの場合は、内面研削盤で
１個づつチャッキングし、カップ砥石でクラウニング加
工を施す必要があり、能率が悪かった。

【００１３】このように本実施例によれば、鋼製のヘッ
ド部１３ｂの嵌合溝１３ｄ内に、該ヘッド部１３ｂに一
体形成されたパンチ部１３ｃで軽合金製スカート部１３
ａの周縁部１３ｅを塑性変形させてなる塑性流動部ａを
流入嵌合させることによって、ヘッド部１３ｂとスカー
ト部１３ａとの結合を行ったので、スカート部１３ａに
従来のような加圧痕跡が発生することがない。またカム
面部１３ｋの下面に一体形成された結合部１３ｊにスカ
ート部１３ａを嵌合させるようにしたので、従来のよう
な環状溝状の結合凹部を形成したり、オーバーハング状
の結合凸部を形成したりする必要がない。従ってスカー
ト部１３ａに危険断面が発生することはなく、その結果
、クラックの発生を防止でき、結合剛性を向上できる。 また本実施例では、スカート部１３ａを厚肉としヘッド
部１３ｂとの結合後、スカート部１３ａの内面を切削す
るようにしているので、上記結合作業におけるスカート
部１３ａの剛性が十分となり、スカート部１３ａ内に中
型を配置する必要がない。

【００１４】なお、上記実施例では、リフタ本体１３内
にインナパット１６を配設した場合を説明したが、図５
，図６に変形例を示すように、インナパッドを廃止する
こともできる。図中、図１ないし図４と同一符号は同一
又は相当部分を示す。本変形例では、ヘッド部１３ｂの
当接面１３ｈにバルブの軸部６ａの上端を直接当接させ
ており、また当接面１３ｈを結合部１３ｊの外周部と同
一厚さに設定している。

【００１５】ここで、この種の直動式動弁装置では、バ
ルブリフタとカム面とのクリアランスを調整するために
、従来から、厚さの異なるアウタパッド，又はインナパ
ッドを複数準備し、これを適当に交換するようにしてい
る。一方、上記ヘッド部にカム及び弁軸を直接当接させ
るようにすれば、上記アウタパッド，インナパッドが不
要になり、コストを軽減できると考えられる。しかしこ
のようにすると、上記当接面１３ｈ部分の厚さの異なる
バルブリフタ１２を複数準備する必要があり、従って製
造コストの安いバリブリフタが要請される。本変形例で
は、ヘッド部１３ｂの当接面１３ｈ，及び結合部１３ｊ
の厚さを同一に設定したので、当接面１３ｈを結合部１
３ｊ下面と同時に平研盤で研削できるため加工能率がよ
く該ヘッド部１３ｂの加工コストが安くて済み、上記厚
さの異なるバルブリフタ１２を準備するためのコスト増
加を抑制できる。また、ヘッド部１３ｂの当接面１３ｈ
がバルブの軸部６ａの上端に直接当接するので、バルブ
リフタ１３の回転につれ、バルブ６が回りやすく、バル
ブ座面の接触が均一となる。

【００１６】

【発明の効果】以上のように本発明に係るエンジンのバ
ルブリフタによれば、ヘッド部のカム面部と結合部との
境界部に一体形成されたパンチ部でスカート部の上端部
の内周縁部を上記結合部の嵌合溝に塑性流動させること
により、ヘッド部とスカート部とを結合したので、加圧
痕跡，ひいては危険断面の発生を防止でき、クラックの
発生を防止して結合剛性を大幅に向上できる効果がある
。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるエンジンのバルブリフ
タを示す断面側面図である。

【図２】上記実施例のバルブリフタが採用されたエンジ
ンのシリンダヘッド部分を示す断面図である。

【図３】上記バルブリフタの結合手順を示す断面側面図
である。

【図４】上記バルブリフタの結合手順を示す要部拡大断
面図である。

【図５】本発明の他の実施例を説明するためのシリンダ
ヘッド部分の断面側面図である。

【図６】上記他の実施例のヘッド部部分の断面側面図で
ある。

【図７】従来の問題点を説明するためのバルブリフタの
要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１　　エンジン ２　　シリンダヘッド ２ｃ　　ガイド穴 １１ａ　　カム １３　　バルブリフタ １３ａ　　スカート部 １３ｂ　　ヘッド部 １３ｃ　　パンチ部 １３ｄ　　嵌合溝 １３ｅ　　スカート部の内周縁部 １３ｇ　　スカート部の上端部 １３ｊ　　結合部 １３ｋ　　カム面部 ａ　　塑性流動部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　シリンダヘッドに形成されたガイド穴
   で摺動自在に保持される軽合金製の円筒状のスカート部
   と、該スカート部の一端にこれの開口を閉塞するように
   結合固着されカムで押圧されるヘッド部とからなるエン
   ジンのバルブリフタにおいて、上記ヘッド部を、上記ス
   カート部と略同一外径を有しカムで押圧される円板状の
   カム面部と、該カム面部に続いて形成され該カム面部よ
   り小径で外周に上記スカート部の内面上端が嵌合固着さ
   れる結合部とで構成し、該結合部と上記カム面部との境
   界コーナ部に環状の段部からなるパンチ部を一体形成す
   るとともに、上記結合部の外周面の上記パンチ部に続く
   部分に環状の嵌合溝を形成し、上記パンチ部で上記スカ
   ート部の開口周縁部を塑性変形させてなる塑性流動部が
   上記嵌合溝に流入嵌合していることを特徴とするエンジ
   ンのバルブリフタ。