JPH0542612U - バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本願考案の目的は、バルブスプリングと圧接
するリテ−ナ−を保持するコッタを固定する溝に応力が
集中しないバルブを提供することである。 【構成】 一端はきのこ形状で、他端は表面に他部品と
摺動するセラミックチップ１ｅがろう付け８された接合
部材１ｄの裏面の突出部１ｄ１が嵌合される嵌合孔１ｇ
を有し、そして両端間外周上のバルブステム上にコッタ
を固定する溝１ｆを有する内燃機関の開閉弁であるバル
ブにおいて、該溝の内側に相当する該突出部と該嵌合孔
との間は少なくともクリアランスＡを有することを特徴
とするバルブ１である。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は内燃機関の動弁機構を構成するバルブに関する。

【従来技術】

近年、内燃機関は、高回転及び高出力による高性能化、メンテナンスフリ−化 並びにＥＧＲ（排気再循環装置）の採用に伴い、潤滑条件が厳しくなる一方で高 回転域での耐摩耗性が要求される。 この要求に答え、金属性主体部材の摺動面に金属性の接合部材を介して耐摩耗 性の優れたセラミックを固着する摺動部品が開示されている（特開平３−４６０ ５３号公報）。

【０００２】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記公報の摺動部品と同じ構造の摺動面を有するバルブは、次の様な 課題を有する。それは、金属性主体部材（バルブ本体）の嵌合孔に金属性の接合 部材の突出部が嵌合により固着されているため、バルブステム上のコッタを固定 する溝に外側よりコッタから受ける圧力及び内側より金属性の接合部材の突出部 から受ける圧力により応力が集中する。 また、バルブは、図５を参考に説明するとその軸部であるバルブステムがステ ムガイドと摺動する為、通常、浸炭、窒化等が施されその表面は極めて硬度が高 くもろい。そしてコッタ溝部は細くなっており、内部からの押しつけ圧力により 変形しやすく、応力集中する。 本願考案は、バルブスプリングと圧接するリテ−ナ−を保持するコッタを固定 する溝に応力が集中しないバルブを提供することを目的とする。

【０００３】

【課題を解決するための手段】

その第１の手段は、一端はきのこ形状で、他端は表面に他部品と摺動するセラ ミックチップがろう付けされた接合部材の裏面の突出部が嵌合される嵌合孔を有 し、そして両端間外周上のバルブステム上にコッタを固定する溝を有する内燃機 関の開閉弁であるバルブにおいて、該溝の内側に相当する該突出部と該嵌合孔と の間は少なくともクリアランスを有することを特徴とするバルブを用いることで ある。 ここで、該溝の内側に相当する該突出部と該嵌合孔との間は少なくともクリア ランスを有するとは、接合部材の突出部が溝の内側に相当する嵌合孔の側壁に接 しないことをいう。そして、主に接合部材にくぼみを設けることによりクリアラ ンスを設けるとよい。 また接合部材の突出部が溝の内側に相当しない嵌合孔の 側壁に接しているかどうかは問わず、圧入されていてもよい。

【０００４】 その第２の手段は、一端はきのこ形状で、他端は表面に他部品と摺動するセラ ミックチップがろう付けされた接合部材の裏面の突出部が嵌合される嵌合孔を有 し、そして両端間外周上のバルブステム上にコッタを固定する溝を有する内燃機 関の開閉弁であるバルブにおいて、該接合部材の裏面の突出部がゆるみばめで嵌 合されていることを特徴とするバルブを用いることである。 その第３の手段は、一端はきのこ形状で、他端は表面に他部品と摺動するセラ ミックチップがろう付けされた接合部材の裏面の突出部が嵌合される嵌合孔を有 し、そして両端間外周上のバルブステム上にコッタを固定する溝を有する内燃機 関の開閉弁であるバルブにおいて、該接合部材の裏面の突出部の先端がコッタを 固定する溝の内側に達していないことを特徴とするバルブを用いることである。

【０００５】

【作用】

その作用は、バルブのコッタを固定する溝に応力が集中しない。つまり、溝は 嵌合孔側からの圧力がないため、コッタ側からの圧力のみで応力が集中せずに耐 久性及び耐摩耗性に優れる。 特に第２の手段は、接合部材がゆるみばめで嵌合されているためセラミックチ ップがろう付けされた接合部材をバルブをエンジンへ組付後にセットできる。そ のため、しまりばめではセラミックチップ外径を大きくするとき取付のときステ ムガイドにひっかかって組立が不可能であったが、ゆるみばめはセラミックチッ プ外径をステム外径より大きくできる。また取付のときにステムガイドに接触し ないので、圧入の様な厳しい公差は不要でセラミックチップ外径の公差がラフで よく（研磨なし）、ロッカ−ア−ムの当たる摺動面積がかせげ、バルブのハイリ フト化に対応できる。

【０００６】

【実施例】

本考案のバルブの構造について図１から図５を参考にして説明する。本考案の バルブ１は、一端はきのこ形状１ａで、他端１ｂは表面に他部品と摺動するセラ ミックチップ１ｅがろう８付けされた接合部材１ｄの裏面の突出部１ｄ１が嵌合 される嵌合孔１ｇを有し、そして両端間外周上のバルブステム１ｃ上にコッタ２ を固定する溝１ｆを有する内燃機関のバルブである。 そして、溝１ｆに集中的に応力が集中しないように上記バルブは、次のような 実施例に示す構造を取りうる。

【０００７】 （第１実施例） 第１実施例は、溝の内側に対応する接合部材１ｄの突出部１ｄ１にくぼみを設 けることにより嵌合孔１ｇと突出部１ｄ１の間にクリアランスＡを設けた（図１ ）。よってクリアランスＡを有するため溝１ｆには、嵌合孔１ｇ側より圧力が加 わらない。 （第２の実施例） 接合部材１ｄの突出部１ｄ１と嵌合孔１ｇとの間はすきまばめにする（図２） 。よってすきまばめであるために溝１ｆには、嵌合孔１ｇ側より圧力が加わらな い。 （第３の実施例） 接合部材１ｄの突出部１ｄ１の先端がコッタ２を固定する溝１ｆの内側に達し ない構造とする（図３）。よって溝１ｆには、嵌合孔１ｇ側より圧力が加わらな い。 （第４実施例） 接合部材１ｄの突出部１ｄ１の先端がコッタ２を固定する溝１ｆの内側に達し ているが、突出部１ｄ１の先端がテ−パ形状になっていて溝１ｆに対応する突出 部１ｄ１は嵌合穴１ｇに接しない。よって溝１ｆには、嵌合孔１ｇ側より圧力が 加わらない。

【０００８】 次に本願考案のバルブの使用方法について図５を中心に説明する。一般的にバ ルブは、エンジンのシリンダ−ブロック内の燃焼室（図示せず）の開閉弁として 主にシリンダ−ヘッド１０内に存在する。そしてバルブ１は、一端１ａ底面が燃 焼室の一部を構成し、バルブステム１ｃをステムガイド７に摺動させながら、カ ム５及びバルブスプリング（４ａ、４ｂ）と追動する。 具体的には、カム５によってバルブリフタ９を介してバルブ１が押しさげられ て、燃焼室は開く。そしてバルブスプリング（４ａ、４ｂ）によってコッタ２及 びリテ−ナ−３を介して押しさげられたバルブ１が引きあげられて、燃焼室は閉 じる。ここで、カム５とバルブリフタ９とのクリアランスを適宜厚さの異なるシ ム６で調節すると良い。またコッタ２はバルブ１の溝１ｆに固定されており、リ テ−ナ−３はコッタ２に両接触面をテ−パ形状にすることにより支えられている 。

【０００９】 （実験例） 次に本考案に係わる上記に示したバルブの実施例（１、２、３、４）と比較例 のバルブをそれぞれ製作した。 まず、Ｓｉ₃ Ｎ₄ ９０％にＡｌ₂ Ｏ₃ −Ｙ₂ Ｏ₃ 系焼結助剤１０％加え成形バ インダを付加して金型プレスにより成形後、Ｎ₂ 雰囲気にて焼結し、直径７．８ ｍｍ厚さ１．７ｍｍのＳｉ₃ Ｎ₄ チップをつくり両面をラップ研磨して直径７． ８ｍｍ厚さ１．５ｍｍのセラミックチップを製作した。 次にＪＩＳＳＮＣＭ６３０材を鍛造にて成形後、加工を施し直径７．８ｍｍ厚 み２．５ｍｍに直径３ｍｍの長さ５ｍｍの突出部を設けた接合部材を製作した。 そしてそのセラミックチップ及び接合部材をＩｎ−Ｃｕ−Ａｇ−Ｔｉ系活性ロ −材８を介して真空中７９０℃で１５分間保持して接合した。 上記セラミックチップがロ−付けされた接合部材をＪＩＳＳＵＨ３材を鍛造に て成形したバルブ本体（ステム直径８ｍｍ）のステムエンド嵌合孔に嵌合した。 実施例（１、３、４）の嵌合代は、５〜２０μｍとした。 比較例のバルブは、溝の内側に相当する接合部材１ｄの突出部１ｄ１と嵌合孔 １ｇとの間も圧入した（図６）。嵌合代は、５〜２０μｍとした。

【００１０】 実施例及び比較例の構造のバルブをモ−タリング装置でバルブクリアランスを 通常の２倍にして回転数を定格１５０％で１００時間に及ぶ耐久試験を実施した 。 その結果、 実施例 ：耐久１００時間後も異常なし。 比較例 ：耐久４時間にてコッタ溝部より破断した。 比較例が破断に至るのは、溝部の肉厚がうすい上にコッタの締め付けが付加し 、更に圧入による引張応力がバブル側圧入部内径に発生する為、応力集中となり 疲労で破断する。

【００１１】

【考案の効果】

本考案のバルブは、耐摩耗性、耐久性にすぐれ、特にコッタを固定する溝に応 力集中しない産業上極めて利用性の高いバルブである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願考案の実施例１に係わるバルブの要部を示
すバルブの軸方向断面図である。

【図２】本願考案の実施例２に係わるバルブの他の実施
例の要部を示す軸方向断面図である。

【図３】本願考案の実施例３に係わるバルブの他の実施
例の要部を示す軸方向断面図である。

【図４】本願考案の実施例４に係わるバルブの他の実施
例の要部を示す軸方向断面図である。

【図５】本願考案の実施例に係わるバルブをエンジンに
組付けた状態を示す軸方向断面図である。

【図６】比較例のバルブの要部を示す軸方向断面図であ
る。

【符号の説明】

１、１’ バルブ １ｃ バルブステム １ｄ、１ｄ’ 接合部材 １ｄ１、１ｄ１’接合部材の突出部 １ｅ セラミックチップ １ｆ 溝 １ｇ 嵌合孔 ２ コッタ ３ リテ−ナ− ４ａ，４ｂ スプリング ５ カム ６ シム ７ ステムガイド ８ ロ−材 ９ バルブリフタ １０ シリンダ−ヘッド Ａ クリアランス

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一端はきのこ形状で、他端は表面に他部品
   と摺動するセラミックチップがろう付けされた接合部材
   の裏面の突出部が嵌合される嵌合孔を有し、そして両端
   間外周上のバルブステム上にコッタを固定する溝を有す
   る内燃機関の開閉弁であるバルブにおいて、 該溝の内側に相当する該突出部と該嵌合孔との間は少な
   くともクリアランスを有することを特徴とするバルブ
2. 【請求項２】一端はきのこ形状で、他端は表面に他部品
   と摺動するセラミックチップがろう付けされた接合部材
   の裏面の突出部が嵌合される嵌合孔を有し、そして両端
   間外周上のバルブステム上にコッタを固定する溝を有す
   る内燃機関の開閉弁であるバルブにおいて、 該接合部材の裏面の突出部がゆるみばめで嵌合されてい
   ることを特徴とするバルブ
3. 【請求項３】一端はきのこ形状で、他端は表面に他部品
   と摺動するセラミックチップがろう付けされた接合部材
   の裏面の突出部が嵌合される嵌合孔を有し、そして両端
   間外周上のバルブステム上にコッタを固定する溝を有す
   る内燃機関の開閉弁であるバルブにおいて、 該接合部材の裏面の突出部の先端がコッタを固定する溝
   の内側に達していないことを特徴とするバルブ