JPH0536604B2 - - Google Patents
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- JPH0536604B2 JPH0536604B2 JP63255627A JP25562788A JPH0536604B2 JP H0536604 B2 JPH0536604 B2 JP H0536604B2 JP 63255627 A JP63255627 A JP 63255627A JP 25562788 A JP25562788 A JP 25562788A JP H0536604 B2 JPH0536604 B2 JP H0536604B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Description
Ａ 発明の目的
(1) 産業上の利用分野
本発明は内燃機関用動弁機構のバルブスプリン
グリテーナ、特に、アルミニウム合金マトリツク
スに硬質粒子を分散させた耐摩耗性アルミニウム
合金より構成され、大径部と、大径部にその軸方
向に突出するように設けられた小径部とを備え、
その小径部の基端に隣接する前記大径部の環状端
面を、外側バルブスプリングを支承する外側座面
とし、また前記小径部端面を、外側バルブスプリ
ングよりもセツト荷重の小さい内側バルブスプリ
ングを支承する内側座面としたバルブスプリング
リテーナの改良に関する。 (2) 従来の技術 従来、この種バルブスプリングリテーナは粉末
冶金法を適用して製造されており、したがつて外
側座面を持つ表層領域および内側座面を持つ表層
領域における組織および硬質粒子の分散状態は略
同じである。 (3) 発明が解決しようとする課題 前記動弁機構においては、外側バルブスプリン
グが比較的高いセツト荷重を有し、また内側バル
ブスプリングが比較的低いセツト荷重を有するの
で、バルブスプリングリテーナにおいては外側座
面の摺動面圧が内側座面のそれよりも大となる。
このような状況下にあつて、前記従来のように外
側座面および内側座面の性状を略同じにすると、
両座面の間に摩耗量の差を生じるため、外側およ
び内側バルブスプリング間の荷重配分に変動を来
すことになる。 またバルブスプリングリテーナは、限られた動
弁系空間に設置される関係から、そのバルブステ
ム方向の突出量を減じるべく、大径部の肉厚が薄
くなるように設計されるため、大径部と小径部と
の連設部分に応力集中が発生する傾向にあり、し
たがつて前記連設部分の疲れ強さの向上が要望さ
れている。 本発明は前記に鑑み提案されたものであり、
内、外側座面の各表層領域におけるマトリツクス
の、塑性加工に伴い生じる繊維状組織の流れ方向
を特別に選定することにより、外側座面の耐摩耗
性を内側座面のそれよりも向上させて外側および
内側座面間の摩耗量の差を少なくすることがで
き、また外形の拡大を伴うことなく大径部と小径
部との連設部分の疲れ強さを向上させることがで
きるようにした前記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。 Ｂ 発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、アルミニ
ウム合金マトリツクスに硬質粒子を分散させた耐
摩耗性アルミニウム合金製素材に塑性加工を施す
ことにより成形されて、大径部と、該大径部にそ
の軸方向に突出するように設けられた小径部とを
備え、前記小径部の基端に隣接する前記大径部の
環状端面を、外側バルブスプリングを支承する外
側座面とし、また前記小径部端面を、外側バルブ
スプリングよりもセツト荷重の小さい内側バルブ
スプリングを支承する内側座面とした内燃機関用
動弁機構のバルブスプリングリテーナであつて、
前記外側座面を持つ表層領域におけるマトリツク
スの、前記塑性加工に伴い生じる繊維状組織の流
れが前記外側座面と略平行に延び、また前記内側
座面を持つ表層領域におけるマトリツクスの、前
記塑性加工に伴い生じる繊維状組織の流れが前記
内側座面と交差する方向に延びていることを第１
の特徴とする。 また本発明は、前記外側座面における前記硬質
粒子の面積率ａと、前記内側座面における前記硬
質粒子の面積率ｂとの比ａ／ｂを、 1.05≦ａ／ｂ≦1.50 に設定したことを第２の特徴とする。 更に本発明は、前記外側座面を持つ表層領域に
おけるマトリツクスの繊維状組織の流れと、前記
小径部外周の表層領域におけるマトリツクスの繊
維状組織の流れとを連続させたことを第３の特徴
とする。 (2) 作用 第１項の発明の構成によれば、外側座面の表層
領域においては硬質粒子が材料の繊維状組織の流
れに沿つて線状に配列されるため、その外側座面
における硬質粒子の面積率が、内側座面における
硬質粒子のそれよりも高くなつて特に外側座面の
耐摩耗性を向上させることができるから、外側お
よび内側座面の摩耗量の差が少なくなる。尚、前
記比ａ／ｂが1.05以下では外側および内側座面間
の耐摩耗性の差が無くなつて実用に供し得ず、一
方、1.50以上では素材段階では組織の不均質なも
のを使用することになるため低強度となり実用に
供し得ない。 また第３項の発明の構成によれば、外側座面と
小径部外周間に亘る表層領域における材料の繊維
状組織の流れが連続することによつて、大径部と
小径部との間の連設部分の疲れ強さが向上する。 (3) 実施例 第１図は内燃機関Ｅの動弁機構Ｖを示し、シリ
ンダヘツド１に摺動自在に取付けられた吸気バル
ブ２のバルブステム３先端に、バルブスプリング
リテーナ４が固着される。バルブスプリングリテ
ーナ４は、薄肉の大径部５と、大径部５にその軸
方向に突出するように設けられた小径部６と、小
径部６にその軸方向に突出するように設けられた
テーパ部７とを備えている。小径部６の基端に隣
接する大径部５の環状端面は外側座面８であり、
またテーパ部７の基端に隣接する小径部６の環状
端面は内側座面９である。 外側座面８に外側バルブスプリング１０の一端
が支承され、また内側座面９に内側バルブスプリ
ング１１の一端が支承される。この場合、外側バ
ルブスプリング１０は比較的大きなセツト荷重を
有し、また内側バルブスプリング１１は比較的小
さなセツト荷重を有する。図中、１２はロツカア
ーム、１３はカムシヤフトである。 次に、前記バルブスプリングリテーナ４につい
て詳述する。 先ず、バルブスプリングリテーナ４用素材を製
造すべく、アルミニウム合金マトリツクス粉末と
して、Si14.5重量％、Cu2.5重量％、Mg0.5重量
％、Fe4.5重量％、Mn2.0重量％および残部が不
可避不純物を含むAlである粉末を、アトマイズ
法を適用して製造した。 硬質粒子として、Al2O3粒子、SiC粒子、Si3N4
粒子、ZrO2粒子、SiO2粒子、TiO2粒子および金
属Si粒子を用意し、これらの粒子から下記のもの
を選択して混合硬質粒子を調製した。 Al2O3粒子 48.5重量％ ZrO2粒子 30.2重量％ SiO2粒子 20.0重量％ TiO2粒子 1.3重量％ アルミニウム合金マトリツクス粉末に混合硬質
粒子を配合し、以下に述べる各工程を経て、表
に示す混合硬質粒子の平均面積率を持つアルミニ
ウム合金〜を製造した。 即ち、アルミニウム合金マトリツクス粉末と混
合硬質粒子とをＶ型ブレンダにて混合した後、各
混合粉末に冷間静水圧プレス成形法（CIP法）を
適用して圧粉体を得、次いで各圧粉体を、均熱炉
内に設置して所定時間保持し、その後各圧粉体に
熱間押出し加工を施して直径20.5mm、長さ400mm
の丸棒状に成形されたアルミニウム合金〜を
得た。 これらアルミニウム合金〜は、本発明バル
ブスプリングリテーナの素材として用いられるも
ので、前記直径は小径部６のそれに略等しい。 比較のため、前記と同一組成のアルミニウム合
金マトリツクス粉末に混合硬質粒子を配合し、前
記各工程と同一工程を経て、表に示す混合硬質
粒子の平均面積率を持つアルミニウム合金、
を製造した。
グリテーナ、特に、アルミニウム合金マトリツク
スに硬質粒子を分散させた耐摩耗性アルミニウム
合金より構成され、大径部と、大径部にその軸方
向に突出するように設けられた小径部とを備え、
その小径部の基端に隣接する前記大径部の環状端
面を、外側バルブスプリングを支承する外側座面
とし、また前記小径部端面を、外側バルブスプリ
ングよりもセツト荷重の小さい内側バルブスプリ
ングを支承する内側座面としたバルブスプリング
リテーナの改良に関する。 (2) 従来の技術 従来、この種バルブスプリングリテーナは粉末
冶金法を適用して製造されており、したがつて外
側座面を持つ表層領域および内側座面を持つ表層
領域における組織および硬質粒子の分散状態は略
同じである。 (3) 発明が解決しようとする課題 前記動弁機構においては、外側バルブスプリン
グが比較的高いセツト荷重を有し、また内側バル
ブスプリングが比較的低いセツト荷重を有するの
で、バルブスプリングリテーナにおいては外側座
面の摺動面圧が内側座面のそれよりも大となる。
このような状況下にあつて、前記従来のように外
側座面および内側座面の性状を略同じにすると、
両座面の間に摩耗量の差を生じるため、外側およ
び内側バルブスプリング間の荷重配分に変動を来
すことになる。 またバルブスプリングリテーナは、限られた動
弁系空間に設置される関係から、そのバルブステ
ム方向の突出量を減じるべく、大径部の肉厚が薄
くなるように設計されるため、大径部と小径部と
の連設部分に応力集中が発生する傾向にあり、し
たがつて前記連設部分の疲れ強さの向上が要望さ
れている。 本発明は前記に鑑み提案されたものであり、
内、外側座面の各表層領域におけるマトリツクス
の、塑性加工に伴い生じる繊維状組織の流れ方向
を特別に選定することにより、外側座面の耐摩耗
性を内側座面のそれよりも向上させて外側および
内側座面間の摩耗量の差を少なくすることがで
き、また外形の拡大を伴うことなく大径部と小径
部との連設部分の疲れ強さを向上させることがで
きるようにした前記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。 Ｂ 発明の構成 (1) 課題を解決するための手段 上記目的を達成するために本発明は、アルミニ
ウム合金マトリツクスに硬質粒子を分散させた耐
摩耗性アルミニウム合金製素材に塑性加工を施す
ことにより成形されて、大径部と、該大径部にそ
の軸方向に突出するように設けられた小径部とを
備え、前記小径部の基端に隣接する前記大径部の
環状端面を、外側バルブスプリングを支承する外
側座面とし、また前記小径部端面を、外側バルブ
スプリングよりもセツト荷重の小さい内側バルブ
スプリングを支承する内側座面とした内燃機関用
動弁機構のバルブスプリングリテーナであつて、
前記外側座面を持つ表層領域におけるマトリツク
スの、前記塑性加工に伴い生じる繊維状組織の流
れが前記外側座面と略平行に延び、また前記内側
座面を持つ表層領域におけるマトリツクスの、前
記塑性加工に伴い生じる繊維状組織の流れが前記
内側座面と交差する方向に延びていることを第１
の特徴とする。 また本発明は、前記外側座面における前記硬質
粒子の面積率ａと、前記内側座面における前記硬
質粒子の面積率ｂとの比ａ／ｂを、 1.05≦ａ／ｂ≦1.50 に設定したことを第２の特徴とする。 更に本発明は、前記外側座面を持つ表層領域に
おけるマトリツクスの繊維状組織の流れと、前記
小径部外周の表層領域におけるマトリツクスの繊
維状組織の流れとを連続させたことを第３の特徴
とする。 (2) 作用 第１項の発明の構成によれば、外側座面の表層
領域においては硬質粒子が材料の繊維状組織の流
れに沿つて線状に配列されるため、その外側座面
における硬質粒子の面積率が、内側座面における
硬質粒子のそれよりも高くなつて特に外側座面の
耐摩耗性を向上させることができるから、外側お
よび内側座面の摩耗量の差が少なくなる。尚、前
記比ａ／ｂが1.05以下では外側および内側座面間
の耐摩耗性の差が無くなつて実用に供し得ず、一
方、1.50以上では素材段階では組織の不均質なも
のを使用することになるため低強度となり実用に
供し得ない。 また第３項の発明の構成によれば、外側座面と
小径部外周間に亘る表層領域における材料の繊維
状組織の流れが連続することによつて、大径部と
小径部との間の連設部分の疲れ強さが向上する。 (3) 実施例 第１図は内燃機関Ｅの動弁機構Ｖを示し、シリ
ンダヘツド１に摺動自在に取付けられた吸気バル
ブ２のバルブステム３先端に、バルブスプリング
リテーナ４が固着される。バルブスプリングリテ
ーナ４は、薄肉の大径部５と、大径部５にその軸
方向に突出するように設けられた小径部６と、小
径部６にその軸方向に突出するように設けられた
テーパ部７とを備えている。小径部６の基端に隣
接する大径部５の環状端面は外側座面８であり、
またテーパ部７の基端に隣接する小径部６の環状
端面は内側座面９である。 外側座面８に外側バルブスプリング１０の一端
が支承され、また内側座面９に内側バルブスプリ
ング１１の一端が支承される。この場合、外側バ
ルブスプリング１０は比較的大きなセツト荷重を
有し、また内側バルブスプリング１１は比較的小
さなセツト荷重を有する。図中、１２はロツカア
ーム、１３はカムシヤフトである。 次に、前記バルブスプリングリテーナ４につい
て詳述する。 先ず、バルブスプリングリテーナ４用素材を製
造すべく、アルミニウム合金マトリツクス粉末と
して、Si14.5重量％、Cu2.5重量％、Mg0.5重量
％、Fe4.5重量％、Mn2.0重量％および残部が不
可避不純物を含むAlである粉末を、アトマイズ
法を適用して製造した。 硬質粒子として、Al2O3粒子、SiC粒子、Si3N4
粒子、ZrO2粒子、SiO2粒子、TiO2粒子および金
属Si粒子を用意し、これらの粒子から下記のもの
を選択して混合硬質粒子を調製した。 Al2O3粒子 48.5重量％ ZrO2粒子 30.2重量％ SiO2粒子 20.0重量％ TiO2粒子 1.3重量％ アルミニウム合金マトリツクス粉末に混合硬質
粒子を配合し、以下に述べる各工程を経て、表
に示す混合硬質粒子の平均面積率を持つアルミニ
ウム合金〜を製造した。 即ち、アルミニウム合金マトリツクス粉末と混
合硬質粒子とをＶ型ブレンダにて混合した後、各
混合粉末に冷間静水圧プレス成形法（CIP法）を
適用して圧粉体を得、次いで各圧粉体を、均熱炉
内に設置して所定時間保持し、その後各圧粉体に
熱間押出し加工を施して直径20.5mm、長さ400mm
の丸棒状に成形されたアルミニウム合金〜を
得た。 これらアルミニウム合金〜は、本発明バル
ブスプリングリテーナの素材として用いられるも
ので、前記直径は小径部６のそれに略等しい。 比較のため、前記と同一組成のアルミニウム合
金マトリツクス粉末に混合硬質粒子を配合し、前
記各工程と同一工程を経て、表に示す混合硬質
粒子の平均面積率を持つアルミニウム合金、
を製造した。
【表】
表において、面積率の比は次の要領で求めら
れた。 第２図に示すようにアルミニウム合金〜、
したがつて棒状体１４における材料の繊維状組織
の流れは押出し方向Ｘと平行であり、その押出し
方向Ｘにおける面積率をＡ、押出し方向Ｘと直交
する方向Ｙにおける面積率をＢとしたとき、両者
の比、即ちＡ／Ｂが面積率の比となる。 この場合、混合硬質粒子ｐは、材料の繊維状組
織の流れ、したがつて押出し方向Ｘに沿つて線状
に配列される。 次に、各棒状体１４より二種類の第１、第２テ
ストピースを切出し、各テストピースについて摺
動摩耗試験を行つたところ表の結果が得られ
た。 各テストピースの大きさは縦10mm、横10mm、厚
さ５mmであり、第３図ａに示すように第１テスト
ピースT1はその正方形摺動面１５1が押出し方向
Ｘと平行になるように切出され、また第３図ｂに
示すように第２テストピースT2はその正方形摺
動面１５2が前記直交する方向Ｙと平行になるよ
うに切出された。 摺動摩耗試験は、各第１、第２テストピース
T1，T2の摺動面１５1，１５2を、速度2.5ｍ／sec
で回転する直径135mmのシリコンクロム鋼（JIS
SWOSC−浸炭材）よりなる円盤に圧力200Kg／
cm2を以て押圧し、また潤滑油を５c.c.／minの条件
で滴下し、摺動距離18Kmに亘つて行われたもの
で、摩耗量は各第１、第２テストピースT1，T2
における試験前後の厚み差（μｍ）を求めること
により測定された。なお、前記シリコンクロム鋼
はバルブスプリング構成材料として用いられるも
のである。
れた。 第２図に示すようにアルミニウム合金〜、
したがつて棒状体１４における材料の繊維状組織
の流れは押出し方向Ｘと平行であり、その押出し
方向Ｘにおける面積率をＡ、押出し方向Ｘと直交
する方向Ｙにおける面積率をＢとしたとき、両者
の比、即ちＡ／Ｂが面積率の比となる。 この場合、混合硬質粒子ｐは、材料の繊維状組
織の流れ、したがつて押出し方向Ｘに沿つて線状
に配列される。 次に、各棒状体１４より二種類の第１、第２テ
ストピースを切出し、各テストピースについて摺
動摩耗試験を行つたところ表の結果が得られ
た。 各テストピースの大きさは縦10mm、横10mm、厚
さ５mmであり、第３図ａに示すように第１テスト
ピースT1はその正方形摺動面１５1が押出し方向
Ｘと平行になるように切出され、また第３図ｂに
示すように第２テストピースT2はその正方形摺
動面１５2が前記直交する方向Ｙと平行になるよ
うに切出された。 摺動摩耗試験は、各第１、第２テストピース
T1，T2の摺動面１５1，１５2を、速度2.5ｍ／sec
で回転する直径135mmのシリコンクロム鋼（JIS
SWOSC−浸炭材）よりなる円盤に圧力200Kg／
cm2を以て押圧し、また潤滑油を５c.c.／minの条件
で滴下し、摺動距離18Kmに亘つて行われたもの
で、摩耗量は各第１、第２テストピースT1，T2
における試験前後の厚み差（μｍ）を求めること
により測定された。なお、前記シリコンクロム鋼
はバルブスプリング構成材料として用いられるも
のである。
【表】
表から明らかなように、アルミニウム合金
〜においては、第１テストピースT1の摺動面
１５1にて混合硬質粒子が材料の流れに沿つて配
列されるため、その摺動面１５1の混合硬質粒子
の面積率が第２テストピースT2の摺動面１５2の
それよりも高くなり、したがつて第１テストピー
スT1の摺動面１５1の方が第２テストピースT2の
摺動面１５2よりも耐摩耗性が向上する。 比較例としてのアルミニウム合金，におい
ては、第１、第２テストピースT1，T2の摺動面
１５1，１５2にて混合硬質粒子の面積率が低いた
め、それらの摩耗量が多く、また面積率の比が小
さいため両摺動面１５1，１５2間の摩耗量の差が
殆ど生じない。 前記摺動摩耗試験結果に基づき、本発明に係る
バルブスプリングリテーナ４においては、第４図
ａに明示するように、外側座面８を持つ表層領域
r1におけるマトリツクスの、塑性加工に伴い生じ
る繊維状組織の流れf1が外側座面８と略平行に形
成され、内側座面９を持つ表層領域r3におけるマ
トリツクスの、塑性加工に伴い生じる繊維状組織
の流れf2が内側座面９と直交する方向に延びてい
る。また外側座面８を持つ表層領域r1における前
記流れf1と、小径部６外周の表層領域r2における
マトリツクスの繊維状組織の流れf2とが連続して
いる。 図中、１６はバルブステム固着用テーパ孔であ
る。 前記のようなバルブスプリングリテーナ４は次
の各工程を経て製造される。 第２図の棒状体１４に、鎖線で示すように輪切
り加工を施して第５図に示す厚さ７mmの円盤状
ビレツト１７を得る。したがつて、このビレツト
１７においては、前記流れf2と同様に材料の軸方
向への繊維状組織の流れが存する。 第５図に示すように、ビレツト１７を密閉鍛
造装置１８における下型１９の小径部成形領域
R2に設置する。２０1はテーパ状押圧突起２１1を
持つ第１上型である。 第５図に示すように、第１上型２０1により
ビレツト１７を押圧し、ビレツト１７の下面側を
下型１９のテーパ部成形領域R3に膨出させ、同
時にビレツト１７の上面側を大径部成形領域R1
へ押広げて１次成形物F1を得る。この押広げ作
用によつて矢印ｃで示すように材料が半径方向に
流れ、前記流れf1が形成される。 第５図に示すように、第１上型２０1の押圧
突起２１1よりも長いテーパ状押圧突起２１2を持
つ第２上型２０2により１次成形物F1を押圧し、
その下部をテーパ部成形領域R3に充満させてテ
ーパ部７を成形し、また上部を大径部成形領域
R1に充満させて大径部５を成形し、さらに押圧
突起２１2によりテーパ孔１６を成形して２次成
形物F2を得る。この大径部５の成形過程でも、
前記同様の押広げ作用が行われる。 第５図に示すように、第２上型２０2の押圧
突起２１2よりも長い打抜き突起２２を持つポン
チ２３により２次成形物F2に打抜き加工を施し
てテーパ孔１６を貫通させ、これによりバルブス
プリングリテーナ４を得る。 表は前記アルミニウム合金〜を用いて前
記同様の手法により製造された各種バルブスプリ
ングリテーナについて、100時間の実機耐久試験
を行つた結果を示す。表中、バルブスプリングリ
テーナ〜は、それぞれアルミニウム合金〜
を素材とするものであり、したがつて、バルブ
スプリングリテーナ〜が本発明に、またバル
ブスプリングリテーナ，が比較例にそれぞれ
該当する。また、前記試験において、外側および
内側バルブスプリング１０，１１間の荷重配分に
よる外側および内側座面８，９の摺動面圧比は、
外側座面８：内側座面９＝1.8：１に設定された。 摩耗量は、外側および内側座面８，９の試験前
後の軸方向厚さt1，t2の差（μｍ）を求めること
により測定された（第４図ａ）。
〜においては、第１テストピースT1の摺動面
１５1にて混合硬質粒子が材料の流れに沿つて配
列されるため、その摺動面１５1の混合硬質粒子
の面積率が第２テストピースT2の摺動面１５2の
それよりも高くなり、したがつて第１テストピー
スT1の摺動面１５1の方が第２テストピースT2の
摺動面１５2よりも耐摩耗性が向上する。 比較例としてのアルミニウム合金，におい
ては、第１、第２テストピースT1，T2の摺動面
１５1，１５2にて混合硬質粒子の面積率が低いた
め、それらの摩耗量が多く、また面積率の比が小
さいため両摺動面１５1，１５2間の摩耗量の差が
殆ど生じない。 前記摺動摩耗試験結果に基づき、本発明に係る
バルブスプリングリテーナ４においては、第４図
ａに明示するように、外側座面８を持つ表層領域
r1におけるマトリツクスの、塑性加工に伴い生じ
る繊維状組織の流れf1が外側座面８と略平行に形
成され、内側座面９を持つ表層領域r3におけるマ
トリツクスの、塑性加工に伴い生じる繊維状組織
の流れf2が内側座面９と直交する方向に延びてい
る。また外側座面８を持つ表層領域r1における前
記流れf1と、小径部６外周の表層領域r2における
マトリツクスの繊維状組織の流れf2とが連続して
いる。 図中、１６はバルブステム固着用テーパ孔であ
る。 前記のようなバルブスプリングリテーナ４は次
の各工程を経て製造される。 第２図の棒状体１４に、鎖線で示すように輪切
り加工を施して第５図に示す厚さ７mmの円盤状
ビレツト１７を得る。したがつて、このビレツト
１７においては、前記流れf2と同様に材料の軸方
向への繊維状組織の流れが存する。 第５図に示すように、ビレツト１７を密閉鍛
造装置１８における下型１９の小径部成形領域
R2に設置する。２０1はテーパ状押圧突起２１1を
持つ第１上型である。 第５図に示すように、第１上型２０1により
ビレツト１７を押圧し、ビレツト１７の下面側を
下型１９のテーパ部成形領域R3に膨出させ、同
時にビレツト１７の上面側を大径部成形領域R1
へ押広げて１次成形物F1を得る。この押広げ作
用によつて矢印ｃで示すように材料が半径方向に
流れ、前記流れf1が形成される。 第５図に示すように、第１上型２０1の押圧
突起２１1よりも長いテーパ状押圧突起２１2を持
つ第２上型２０2により１次成形物F1を押圧し、
その下部をテーパ部成形領域R3に充満させてテ
ーパ部７を成形し、また上部を大径部成形領域
R1に充満させて大径部５を成形し、さらに押圧
突起２１2によりテーパ孔１６を成形して２次成
形物F2を得る。この大径部５の成形過程でも、
前記同様の押広げ作用が行われる。 第５図に示すように、第２上型２０2の押圧
突起２１2よりも長い打抜き突起２２を持つポン
チ２３により２次成形物F2に打抜き加工を施し
てテーパ孔１６を貫通させ、これによりバルブス
プリングリテーナ４を得る。 表は前記アルミニウム合金〜を用いて前
記同様の手法により製造された各種バルブスプリ
ングリテーナについて、100時間の実機耐久試験
を行つた結果を示す。表中、バルブスプリングリ
テーナ〜は、それぞれアルミニウム合金〜
を素材とするものであり、したがつて、バルブ
スプリングリテーナ〜が本発明に、またバル
ブスプリングリテーナ，が比較例にそれぞれ
該当する。また、前記試験において、外側および
内側バルブスプリング１０，１１間の荷重配分に
よる外側および内側座面８，９の摺動面圧比は、
外側座面８：内側座面９＝1.8：１に設定された。 摩耗量は、外側および内側座面８，９の試験前
後の軸方向厚さt1，t2の差（μｍ）を求めること
により測定された（第４図ａ）。
【表】
表から明らかなように、本発明〜におい
ては、外側座面８と内側座面９との摩耗量の差が
僅少であり、その結果、外側および内側バルブス
プリング１０，１１の荷重配分の変動を極力抑制
することができる。これは外側座面８を持つ表層
領域r1における材料の繊維状組織の流れf1と、内
側座面９を持つ表層領域r3における材料の繊維状
組織の流れf2とを前述のように形成してその外側
座面８の耐摩耗性を内側座面９のそれよりも向上
させ、また前記アルミニウム合金〜の持つ前
記面積率の比が略成立していることに起因する。 疲れ試験を行うべく、比較例として、第６図に
示す直径35mmの棒状体１４1を前記と同様の手法
により得、この棒状体１４1より軸線を押出し方
向Ｘに合致させたバルブスプリングリテーナ４1
を切削加工により製作した。このバルブスプリン
グリテーナ４1においては、第４図ｂに示すよう
に材料の繊維状組織の流れf3が全て軸方向に沿つ
ている。 本発明に係るバルブスプリングリテーナ４とし
ては、前記本発明が用いられた。 本発明および比較例の外側および内側座面
８，９における混合硬質粒子の面積率および面積
率の比ａ／ｂは表の通りである。こゝで面積率
の比ａ／ｂにおいて、ａは外側座面８の前記面積
率に、またｂは内側座面９の前記面積率にそれぞ
れ該当する。
ては、外側座面８と内側座面９との摩耗量の差が
僅少であり、その結果、外側および内側バルブス
プリング１０，１１の荷重配分の変動を極力抑制
することができる。これは外側座面８を持つ表層
領域r1における材料の繊維状組織の流れf1と、内
側座面９を持つ表層領域r3における材料の繊維状
組織の流れf2とを前述のように形成してその外側
座面８の耐摩耗性を内側座面９のそれよりも向上
させ、また前記アルミニウム合金〜の持つ前
記面積率の比が略成立していることに起因する。 疲れ試験を行うべく、比較例として、第６図に
示す直径35mmの棒状体１４1を前記と同様の手法
により得、この棒状体１４1より軸線を押出し方
向Ｘに合致させたバルブスプリングリテーナ４1
を切削加工により製作した。このバルブスプリン
グリテーナ４1においては、第４図ｂに示すよう
に材料の繊維状組織の流れf3が全て軸方向に沿つ
ている。 本発明に係るバルブスプリングリテーナ４とし
ては、前記本発明が用いられた。 本発明および比較例の外側および内側座面
８，９における混合硬質粒子の面積率および面積
率の比ａ／ｂは表の通りである。こゝで面積率
の比ａ／ｂにおいて、ａは外側座面８の前記面積
率に、またｂは内側座面９の前記面積率にそれぞ
れ該当する。
【表】
各バルブスプリングリテーナ４，４1を吸気バ
ルブ２のバルブステム３に固着し、治具の一方を
バルブフエース２ａに、他方を外側座面８にそれ
ぞれ係合して引張り−引張り疲れ試験を行い、各
バルブスプリングリテーナ４，４1における大径
部５と、小径部６との連設部分ｄの疲れ強さを求
めたところ、表の結果が得られた。 なお、疲れ強さは、破断までの荷重繰返し数が
107回で、且つ破断する確率が10％のときの荷重
で表わしてある。
ルブ２のバルブステム３に固着し、治具の一方を
バルブフエース２ａに、他方を外側座面８にそれ
ぞれ係合して引張り−引張り疲れ試験を行い、各
バルブスプリングリテーナ４，４1における大径
部５と、小径部６との連設部分ｄの疲れ強さを求
めたところ、表の結果が得られた。 なお、疲れ強さは、破断までの荷重繰返し数が
107回で、且つ破断する確率が10％のときの荷重
で表わしてある。
【表】
表から明らかなように本発明は比較例に比
べて疲れ強さが向上している。これは、前記のよ
うに材料の繊維状組織の流れf1，f2が連続してい
ることに起因する。 Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、バルブスプリン
グリテーナの内、外側座面のうち比較的摺動面圧
が大きい外側座面の表層領域においては、硬質粒
子がマトリツクスの繊維状組織の流れに沿つて線
状に配列されるため、その外側座面における硬質
粒子の面積率が、内側座面における硬質粒子のそ
れよりも高くなつて特に外側座面の耐摩耗性を向
上させることができ、従つて外側座面および内側
座面の摩耗量の差が少なくなつて、外側および内
側バルブスプリングの荷重配分の変動を極力抑制
することができる。また内、外側座面の各表層領
域におけるマトリツクスの、塑性加工に伴い生じ
る繊維状組織の流れ方向を単に選定するだけで、
内、外側座面における硬質粒子の面積率を前述の
ように異ならせることができるから、製作が容易
である。 更に第３項の発明によれば、前記効果に加え、
大径部と小径部との間の連設部分の疲れ強さを向
上させた優秀な耐久性を備えたバルブスプリング
リテーナを提供することができる。
べて疲れ強さが向上している。これは、前記のよ
うに材料の繊維状組織の流れf1，f2が連続してい
ることに起因する。 Ｃ 発明の効果 以上のように本発明によれば、バルブスプリン
グリテーナの内、外側座面のうち比較的摺動面圧
が大きい外側座面の表層領域においては、硬質粒
子がマトリツクスの繊維状組織の流れに沿つて線
状に配列されるため、その外側座面における硬質
粒子の面積率が、内側座面における硬質粒子のそ
れよりも高くなつて特に外側座面の耐摩耗性を向
上させることができ、従つて外側座面および内側
座面の摩耗量の差が少なくなつて、外側および内
側バルブスプリングの荷重配分の変動を極力抑制
することができる。また内、外側座面の各表層領
域におけるマトリツクスの、塑性加工に伴い生じ
る繊維状組織の流れ方向を単に選定するだけで、
内、外側座面における硬質粒子の面積率を前述の
ように異ならせることができるから、製作が容易
である。 更に第３項の発明によれば、前記効果に加え、
大径部と小径部との間の連設部分の疲れ強さを向
上させた優秀な耐久性を備えたバルブスプリング
リテーナを提供することができる。
第１図は内燃機関の動弁機構を示す断面図、第
２図は熱間押出し加工による耐摩耗性アルミニウ
ム合金の斜視図、第３図はテストピースの切出し
方を示す説明図、第４図はバルブスプリングリテ
ーナにおける材料の繊維状組織の流れを示す説明
図、第５図はバルブスプリングリテーナの鍛造に
よる製造工程説明図、第６図は比較例バルブスプ
リングリテーナの切削法を示す説明図である。 Ｅ……内燃機関、Ｖ……動弁機構、ｄ……連設
部分、f1，f2……材料の繊維状組織の流れ、ｐ…
…硬質粒子、r1，r2……表層領域、５……大径
部、６……小径部、８……外側座面、９……内側
座面、１０……外側バルブスプリング、１１…内
側バルブスプリング。
２図は熱間押出し加工による耐摩耗性アルミニウ
ム合金の斜視図、第３図はテストピースの切出し
方を示す説明図、第４図はバルブスプリングリテ
ーナにおける材料の繊維状組織の流れを示す説明
図、第５図はバルブスプリングリテーナの鍛造に
よる製造工程説明図、第６図は比較例バルブスプ
リングリテーナの切削法を示す説明図である。 Ｅ……内燃機関、Ｖ……動弁機構、ｄ……連設
部分、f1，f2……材料の繊維状組織の流れ、ｐ…
…硬質粒子、r1，r2……表層領域、５……大径
部、６……小径部、８……外側座面、９……内側
座面、１０……外側バルブスプリング、１１…内
側バルブスプリング。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ アルミニウム合金マトリツクスに硬質粒子ｐ
を分散させた耐摩耗性アルミニウム合金製素材に
塑性加工を施すことにより成形されて、大径部５
と、該大径部５にその軸方向に突出するように設
けられた小径部６とを備え、前記小径部６の基端
に隣接する前記大径部５の環状端面を、外側バル
ブスプリング１０を支承する外側座面８とし、ま
た前記小径部６端面を、外側バルブスプリング１
０よりもセツト荷重の小さい内側バルブスプリン
グ１１を支承する内側座面９とした内燃機関用動
弁機構のバルブスプリングリテーナであつて、前
記外側座面８を持つ表層領域r1におけるマトリツ
クスの、前記塑性加工に伴い生じる繊維状組織の
流れf1が前記外側座面８と略平行に延び、また前
記内側座面９を持つ表層領域r3におけるマトリツ
クスの、前記塑性加工に伴い生じる繊維状組織の
流れf2が前記内側座面９と交差する方向に延びて
いることを特徴とする、内燃機関用動弁機構のバ
ルブスプリングリテーナ。 ２ 前記外側座面８における前記硬質粒子ｐの面
積率ａと、前記内側座面９における前記硬質粒子
ｐの面積率ｂとの比ａ／ｂを、 1.05≦ａ／ｂ≦1.50 に設定したことを特徴とする、内燃機関用動弁機
構のバルブスプリングリテーナ。 ３ 前記外側座面８を持つ表層領域r1におけるマ
トリツクスの繊維状組織の流れf1と、前記小径部
６外周の表層領域r2におけるマトリツクスの繊維
状組織の流れf2とを連続させた第１項又は第２項
記載の、内燃機関用動弁機構のバルブスプリング
リテーナ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25562788A JPH02102307A (ja) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | 内燃機関用動弁機構のバルブスプリングリテーナ |
| CA000614165A CA1327153C (en) | 1988-10-07 | 1989-09-28 | Valve spring retainer for valve operating mechanism for internal combustion engine |
| US07/414,692 US4989556A (en) | 1988-10-07 | 1989-09-28 | Valve spring retainer for valve operating mechanism for internal combustion engine |
| EP89310285A EP0363225B1 (en) | 1988-10-07 | 1989-10-06 | Valve spring retainer for valve operating mechanism for internal combustion engine |
| DE68915924T DE68915924T2 (de) | 1988-10-07 | 1989-10-06 | Ventilfederteller für eine Ventilantriebsvorrichtung für eine innere Brennkraftmaschine. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25562788A JPH02102307A (ja) | 1988-10-11 | 1988-10-11 | 内燃機関用動弁機構のバルブスプリングリテーナ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02102307A JPH02102307A (ja) | 1990-04-13 |
| JPH0536604B2 true JPH0536604B2 (ja) | 1993-05-31 |
Family
ID=17281378
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25562788A Granted JPH02102307A (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-11 | 内燃機関用動弁機構のバルブスプリングリテーナ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02102307A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002038912A (ja) * | 1999-12-09 | 2002-02-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 内燃機関用弁開閉機構 |
| JP4838510B2 (ja) * | 2003-12-04 | 2011-12-14 | 麒麟麦酒株式会社 | ケーシング方法およびケーシング装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6157107B2 (ja) * | 1977-07-28 | 1986-12-05 | Shusuke Wago | |
| JPS6350615A (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-03 | Odai Tekko Kk | バルブスプリングリテ−ナ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0212246Y2 (ja) * | 1984-09-19 | 1990-04-06 |
-
1988
- 1988-10-11 JP JP25562788A patent/JPH02102307A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6157107B2 (ja) * | 1977-07-28 | 1986-12-05 | Shusuke Wago | |
| JPS6350615A (ja) * | 1986-08-21 | 1988-03-03 | Odai Tekko Kk | バルブスプリングリテ−ナ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02102307A (ja) | 1990-04-13 |
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