JPH053689Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関の動弁装置に関し、さらに詳
しくはバルブスプリングのサージングを防止する
ことのできる動弁装置に関する。

〔従来の技術〕

吸気（排気）弁を閉弁方向に付勢するバルブス
プリングは作動中にサージングを起こすので、こ
れを防止するためにバルブスプリングの内周又は
外周面に沿つてダンパスプリングを設けること
が、例えば実開昭59−147933号公報や実開昭60−
77711号公報に記載されている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ダンパスプリングはバルブスプリングと所定の
圧力で接触することによつてサージングを吸収す
ることができるのであり、両スプリングが接触す
ることによつて接触摩擦が発生する。この接触摩
擦を低減するためには、上記公報に記載されてい
るように、ダンパスプリングの線材断面が矩形よ
りも丸みをもつものの方が良いことが知られてい
る。ところで、バルブスプリングは弁を閉じるた
めに所定の荷重をもつものでなければならず、従
来、円形断面のスプリングが使用されている。所
定の荷重をもつために、バルブスプリングを縦に
偏平な断面のスプリングで形成するとスプリング
の所要長さが増大するという問題があり、横に偏
平な断面にするともしこれをダンパスプリングと
して兼用する場合に接触角度が大きくなつて摩擦
や摩耗が大きくなるという問題があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案による内燃機関の動弁装置は、弁から延
びるバルブステムの周りに同心円状に配置される
複数のコイルスプリングを有し、最内側のコイル
スプリングの線材断面が、外側部分の曲率半径が
内側部分の曲率半径よりも大きくなるような非対
称に形成されており、前記最内側コイルスプリン
グの外径は、その外側のコイルスプリングの内径
よりも若干大きく形成されていることを特徴とす
るものである。

〔実施例〕

以下本考案の実施例について図面を参照して説
明する。

第１図及び第２図において、バルブステム１０
は図示しない内燃機関の吸気（排気）弁から延び
るものである。バルブステム１０の頂部には図示
しないカムと当接するためにバルブリフタ１２が
配置され、バルブステム１０とバルブリフタ１２
との間にはシム１４が挿入される。バルブステム
１０の頂部にはバルブロツク１６及びスプリング
リテーナ１８が取りつけられる。弁を閉じるため
に、バルブステム１０のまわりに同心円状にアウ
タバルブスプリング２０とインナバルブスプリン
グ２２が配置され、これらのアウタバルブスプリ
ング２０とインナバルブスプリング２２はともに
スプリングリテーナ１８とシリンダヘツド２４の
シート部との間に配置される。

これらのアウタバルブスプリング２０とインナ
バルブスプリング２２はともに弁を閉じるように
意図されたいわゆるダブルスプリングである。ア
ウタバルブスプリング２０とインナバルブスプリ
ング２２の分担荷重は例えば２対１になるように
なつている。また、アウタバルブスプリング２０
とインナバルブスプリング２２は相互に0.1から
1.0mmの締め代をもつ寸法関係で形成され、アウ
タバルブスプリング２０の内周部とインナバルブ
スプリング２２の外周部とが相互に接触するよう
になつている。このような接触によつて、弁作動
時に両スプリングのサージングが防止されるよう
になつているのである。このアウタバルブスプリ
ング２０とインナバルブスプリング２２はバルブ
スプリングとダンパスプリングを兼ねるものであ
る。

アウタバルブスプリング２０の線材の断面は円
形に形成されている。インナバルブスプリング２
２の線材の断面は第２図に示されるように外側部
分２２ｏの方太く、内側部分２２ｉの方が細くな
る非対称の卵形に形成されている。即ち、外側部
分２２ｏは曲率半径Roの円で形成され、内側部
分２２ｉは曲率半径Riの円で形成され、さらに
これらが滑らかに連続されたものである。このよ
うな卵形断面のスプリングは現在量産可能であ
る。

弁作動中には、インナバルブスプリング２２の
曲率半径Roの大きい外側部分２２ｏがアウタバ
ルブスプリング２０と接触し、丸みの大きい部分
で接触することによつて、接触と離脱の繰り返し
衝撃を緩和でき、摩耗を低減できる。インナバル
ブスプリング２２は弁閉荷重を分担しており、曲
率半径Riの小さい内側部分２２ｉがこの荷重の
負担を助け、所要の荷重にたいしてインナバルブ
スプリング２２の高さを所望の値に設定すること
ができる。

第５図はアウタバルブスプリング２０の応力の
振幅を測定した結果を示す図である。Ｐは相互に
接触させない一般的なダブルスプリングの場合を
示し、サージングにより応力の振幅が非常に大き
くなつているのが分かる。一方、アウタ及びイン
ナスプリングをともに円形断面のスプリングで形
成し、且つこれらの間に締め代をもたせた場合が
ＰとＳの間の領域で示され、両スプリングの接触
によつてサージング防止効果があることが分かる
が、その効果はＰとＳの間でかなりバラツキの大
きい効果である。本考案によつて卵形のインナバ
ルブスプリング２２を使用すると、ＲとＳの間に
領域に含まれるようになり、バラツキなくサージ
ング防止効果を上げることができる。

第３図及び第４図は本考案の第２実施例を示
し、ここでもダブルスプリングが使用されている
が、このアウタバルブスプリング２０とインナバ
ルブスプリング２２は相互に接触するものではな
く、荷重を負担するのみである。アウタバルブス
プリング２０とインナバルブスプリング２２の間
には、さらに同心円状にダンパスプリング２６が
配置される。ダンパスプリング２６はその内外両
面でアウタバルブスプリング２０とインナバルブ
スプリング２２に接触し、よつてサージングを防
止するものである。そして、この場合にも、イン
ナバルブスプリング２２は前述したような卵形に
形成され、ダンパスプリング２６に接触する外側
部分の曲率半径が大きくされている。従つて、イ
ンナバルブスプリング２２とダンパスプリング２
６との間で前述したような利点を利用することが
できる。また、ダンパスプリング２６は第４図に
も示されるようにアウタバルブスプリング２０と
インナバルブスプリング２２に接触する部分の曲
率半径が大きくなるように樽状に形成されてい
る。ダンパスプリング２６はこのような形状によ
りより円滑にアウタバルブスプリング２０とイン
ナバルブスプリング２２接触することができ、ダ
ンパスプリング２６自身の信頼性が向上するとと
もに騒音を低減することができる。

〔考案の効果〕

本考案は以上のような構成を有しているので、
複数のコイルスプリングを同心円状に配置しサー
ジング防止作用を有するバルブスプリングにおい
て、ダンパスプリングに要求される低いバネ定数
と主スプリングに対する大きな接触面積とが両立
し得る効果的なサージング防止バルブスプリング
を得ることができる。すなわち、本来ダンパスプ
リングに要求されるバネ定数は小さいためその断
面は小径とする必要があり、一方において主スプ
リングとの摩擦を増大させるためには接触面積を
大きくするよう断面を大径にする必要があり、こ
の２つの要求は背反する。これらの要求に対し、
本考案では最内側のコイルスプリングの断面を、
外側の曲率を大とすることにより主スプリングと
の接触面積を大とし、内側の曲率を小とすること
により低いバネ定数となるようにしているので、
上記背反する要求を共に満足させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による内燃機関の動弁装置の第
１実施例を示す図、第２図は第１図の矢印Ａの部
分のインナバルブスプリングの断面を示す図、第
３図は本考案の第２実施例を示す図、第４図は第
３図のダンパスプリングを示す図、第５図は本考
案サージング防止効果を示すためのアウタスプリ
ングの応力を示す図である。 １０……バルブステム、１２……バルブリフ
タ、２０……アウタバルブスプリング、２２……
インナバルブスプリング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の弁から延びるバルブステムの周りに
   同心円状に配置される複数のコイルスプリングを
   有し、最内側のコイルスプリングの線材断面が、
   外側部分の曲率半径が内側部分の曲率半径よりも
   大きくなるような非対称に形成されており、前記
   最内側コイルスプリングの外径は、その外側のコ
   イルスプリングの内径よりも若干大きく形成され
   ていることを特徴とする内燃機関の動弁装置。