JPS62174510A - 内燃機関のバルブリフタの製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関のバルブリフタの製造方法に係り、よ
り詳しくは、カムが摺動接触する面をセラミックスで構
成したバルブリフタの製造方法に関するものである。

（従来の技術） 従来、カムと吸排気弁のバルブステムとの間に介在され
、該カムの駆動力を該吸排気弁に伝達するバルブリフタ
において、カムが摺動接触する部分には、耐摩耗性金属
（例えば、クロームモリブデン鋼）で作られたパッドが
設けられている。即ち、第５図は、内燃機関の頭上複カ
ム軸式（ＤＯＨＣ）のバルブリフタｌの要部構造を示す
もので、該バルブリフタ１は、カム２と、吸気弁ないし
排気弁３のバルブステム４との間に介在され、カム２の
駆動力がバルブリフタｌを介して吸気弁ないし排気弁３
に伝達されるようになっており、カム２が摺動接触する
部分には、前記耐摩耗性金属で作られたパッド５が設け
られている。これは、カム２と当接する部分は、カム２
により常に荷重を受けながら擦られるからである。なお
、図中、６はバルブスプリングで、７はシリンダヘッド
である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来のバルブリフタ１においては、
次の■乃至■のような問題があった。

■　バルブリフタｌは矢印Ａ−Ｂ方向に往復連動をする
ために、なるべく慣性質量は小さい方が望ましい（４！
！関の高速回転が可能になる）、シかしながら、第５図
のバルブリフタｌについては、パッド５を含めて全体が
金属で作られていたために、比較的重くなることは避け
られなかった。従って、従来のバルブリフタ１は機関の
高速回転化を図る際の障害の一つになっていた。

■　パッド５は金属ででごているために、比較的熱膨張
率が大きい、従って、機関の温度によってバルブクリア
ランスが変化するという不具合があった。

■　パッド５はカムとの当接摩耗で厚さの微変動が生じ
ることを見込んで、第５図に示すように、必要に応じて
取外し可能な嵌合固定構造としている。即ち、ライフサ
イクルを通じてメインテナンスフリー化を期待すること
ができないという問題があった。

本発明は、上記■乃至■のような従来の問題点を解決す
るためになされたものであり、軽量化、温度によるバル
ブクリアランスの変化の低減、カムとの当接部材の耐摩
耗性の向上及びライフサイクルを通じてのメインテナン
スフリー化を図ることのできるバルブリフタの製造方法
を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記問題点を解決するための手段として、内
燃機関のバルブリフタの製造方法を、カムと吸排気弁の
バルブステムとの間に介在され該カムの駆動力を該吸排
気弁に伝達するバルブリフタを製造するにあたり、まず
、一端が閉塞され、他端が開放された円筒状のバルブリ
フタ本体と、リングの外径が該バルブリフタ本体の外径
とほぼ一致する金属製リング部材の内面に焼ばめにより
セラミックス製円形パッドを固設した円板状のパッド部
材とを作製し、該パッド部材を、そのセラミックス製円
形パッドとほぼ同一径の円形シムを介して、前記バルブ
リフタ本体の閉塞端面に重ね合せたのち、両者の当接部
を加圧下で溶接して一体化する構成としたことを特徴と
するものである。

（作用） かかる構成においては、まず、一端が閉塞され、他端が
開放された円筒状のバルブリフタ本体と、リングの外径
が該バルブリフタ本体の外径とほぼ一致する金属製リン
グ部材の内面に焼きばめによりセラミックス製円形パッ
ドを固設した円板状のパッド部材とが作製される。

前記バルブリフタ本体は、閉塞端面がフラットに研削仕
上げされている以外は従来のものとほぼ同形である。従
って、従来のものを利用して所望の形に仕上げることも
可能である。

また、前記パッド部材は、金属製リング部材の内面に焼
ばめによりセラミックス製円形パッドを固設したもので
、カムとの当接部材はセラミックス製パッドである。

セラミックスは、良く知られているように、耐摩耗性に
優れているだけでなく、その他にも比重が小さく且つ熱
膨張率が小さいという特性がある。このため、バルブリ
フタについて軽量化を図り、且つ、温度によるバルブク
リアランスの変化を従来のもの（第５図）よりも小さく
することができる。なお、セラミックスはクロームモリ
ブデン鋼等の金属に比べれば耐摩耗性に優れ且つ実質割
安となる。従って、本発明で得られるバルブリフタを備
えた機関は、第５図の従来のバルブリフタを備えた機関
に比べて総じて寿命が長く実質安価である。

本発明において注意を払うべき点は、セラミックス製パ
ー２ドの固定方法である。セラミックスと金属とでは熱
膨張率に大きな差があるために、接着剤等ではセラミッ
クス製パッドをバルプリフタ本体の閉塞端面・上に固定
することはできない、なぜならば、バルブリフタは機関
の作動状態に応じて温度が常温から高温まで大きく変化
し、従って、熱膨張量の差によってパッドが剥がれてし
まうからである。

本発明では、前記したように、セラミックス製円形パッ
ドを金属製リング部材の内面に焼ばめにより固設し、該
金属製リング部材をバルブリフタ本体の閉塞端に溶接す
るようにしている。従って、熱膨張量の差によってセラ
ミックス製パッドが剥がれたり脱落したりするようなこ
とはない。しかも、セラミックス製パッドはカムの当接
による摩耗量が殆ど零で、ライフサイクルを通じてメイ
ンテナンスフリーに近いものである。従って、上記のよ
うに、焼ばめによる固設、即ち変換不可を前提とした固
定方法が可能となる。

次いで、このようにセラミックス製円形パッドを金属製
リング部材の内面に焼ばめにより固設した円板状のパッ
ド部材を、そのセラミックス製円形パッドとほぼ同一径
の円形シムを介して、前記バルブリフタ本体の閉塞端面
に重ね合せ、両者の当接部を加圧下で溶接して一体化す
る。この場合、前記リング部材及びバルブリフタ本体は
ともに同系の金属で作られているので、その溶接は容易
であり、また、これらをチタン系材質のものとすること
によって軽量化を図ることもできる。なお、チタン系材
質の使用ではバルブステムヘッド部当接面の耐摩耗性を
心配するむきもあるが、当該部をめっき処理することで
十分実用化しうるちのである。また、円板状のパッド部
材を別途作製して、これをバルブリフタ本体に溶接する
だけでパッドの固定ができるので、バルブリフタの製造
が容易である。従って、本発明によれば、軽量化、温度
によるバルブクリアランスの変化の低減、カムとの当接
部材の耐摩耗性の向上及びライフサイクルを通じてのメ
インテナンスフリー化を図ることのできるバルブリフタ
の製造が可能となる。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を図について説明する。

なお、第１図は本発明で得られるバルブリフタの要部構
造を示す縦断面図、第２図（Ａ）〜（Ｄ）はその各部材
を分割して示したもので、（Ａ）はバルブリフタ本体の
斜視図、　（Ｂ）は円形シムの斜視図、　（Ｃ）は金属
製リング部材の斜視図、（Ｄ）はセラミックス製円形パ
ッドの斜視図、第３図は各部材を加圧下で一体化してい
る状態を示す縦断面図、第４図は第３図のイ部分の拡大
図である。

本発明で得られるバルブリフタは、第１図に示すように
、一端が閉塞され、他端が開放された円筒状のバルブリ
フタ本体１ａの閉塞端面に。

金属製リング部材８の内面に焼ばめによりセラミックス
製円形パッド９を固設した円板状のパッド部材ｌＯが、
円形シム１１を介して重ね合され、前記パッド部材ｌＯ
を構成する金属製リング部材８がバルブリフタ本体１ａ
の閉塞端面に溶接された構造のものである。

まず、バルブリフタ本体１ａについて説明すると、該バ
ルブリフタ本体１ａは、第１図及び第２図（Ａ）に示す
ように、一端が閉塞され、他端が開放された円筒状のも
ので、閉塞端面ｅがフラットに研削仕上げされている以
外は従来のものとほぼ同形のものである。なお、該バル
ブリフタ本体１ａはチタン系材質とするのが軽量化を図
る上で望ましい、なお、チタン系材質でのノくルブステ
ムヘッド当接面の耐摩耗性の問題点はめっき加工でクリ
ヤー出来ることは前記した通りである。

次に、このバルブリフタ本体１ａに積層される円板状の
パッド部材１０について説明すると、該パッド部材１０
は、第１図及び第２図（Ｃ）、　（Ｄ）に示すように、
金属製リング部材８の内面に焼ばめによりセラミックス
製円形パッド９を固設したものである。なお、この実施
例では、セラミックス製円形パッド９の外周面を上方に
向って収斂する微傾斜面９ａ（傾斜角Δθ）に形成し、
金属製リング部材８の内周面をこれに対応する微傾斜面
に形成している。従って、セラミックス製円形パッド９
は、金属製リング部材８との焼ばめによる固設に加えて
、前記微傾斜面嵌合の状態でバルブリフタ本体１ａの閉
塞端面ｅ上に保持されるので、該セラミックス製円形パ
ッド９が脱落する恐れは全くない。

前記セラミックス製円形パッド９は、ジルコニア　（Ｚ
ｒＯ，）等のファインセラミックスでできている。むろ
ん、その化炭化珪素（ＳｉＣ）　、酸化アルミニウム（
Ａ文２０３）、窒化珪素（Ｓｉ３Ｎ４）等のファインセ
ラミックスで作られていてもよく、ファインセラミック
ス材の種類は多いが、前記円形パッド９が小形且つ薄形
である点で、高強度のまた耐摩耗性もより炭化珪素、窒
化珪素のホットプレス製法になるものがペターである。

なお、第２図（Ｃ）において、８ａは溶接用小穴である
。

次に、上記円板状のパッド部材ｉｏをバルブリフタ本体
１ａと一体化する際、両者間に介装される円形シム１１
について説明すると、該円形シム１１は、前記セラミッ
クス製円形パッド９とほぼ同一径の円形に形成された部
材で、その材質としては、例えば、極薄の銅板、アルミ
ニウム板、或いは紙なども用いることができ、適宜に選
定される。このように、該円形シム１１はセラミックス
製円形パッド９とほぼ同一径のものである。従って、前
記パッド部材１０をバルブリフタ本体１ａの閉塞端面ｅ
に重ね合せて、両者の当接部を常用荷重よりはるかに高
い加圧条件下で溶接する際、金属製リング部材８とバル
ブリフタ本体１ａとの当接を阻害することはなく、一方
、その加圧下で、第４図に示すように、セラミックス製
円形パッド９の裏面が荒仕上面であっても、その荒仕上
の凹部に円形シム１１が食い込んで衝撃荷重に対して当
該部における応力の集中を緩和させる効果をもつことに
なる。

従って、難削材であるファインセラミックス板を用いる
とはいえ、カムが当接する表面を上仕上加工すること（
裏面は荒仕上加工で可）で足りるので、研摩加工を効率
よく実質安価に行なうことができることとなる。

次に、作用を説明する。まず、第２図（Ｃ）の金属製リ
ング部材８の内面に焼ばめにより第２図（Ｄ）のセラミ
ックス製円形パッド９を固設して円板状のパッド部材ｌ
Ｏを作製する。該パッド部材ＩＯは、その外径が、バル
ブリフタ本体１ａの外径とほぼ一致するように形成する
。また、第２図（Ａ）の、一端が閉塞され他端が開放さ
れた円筒状のバルブリフタ本体１ａ及び第２図（Ｂ）の
円形シム１１を準備する。該バルブリフタ本体１ａは作
製または従来品の一部改良で準備することができる。ま
た、前記円形シム１１は前記セラミックス製円形パッド
９とほぼ同一径に形成する０次いで、第３図に示すよう
に、加圧部材１２．１３を使用し、前記バルブリフタ本
体１ａの閉塞端面ｅに、円形シム１１を介して、前記円
板状のパッド部材ｌＯを重ね合せたのち、カムの当接圧
よりも大きい圧力Ｐを加え、その加圧下で該パッド部材
ｌＯをバルブリフタ本体１ａに溶接して両者を一体化す
る。なお１両者の溶接による一体化は、金属製リング部
材８の溶接用小穴８ａよりのレーザビーム１４による溶
接１５で仮固定を行い、また必要溶接強度はサイド部よ
りの溶接１６を施すことにより行なう、このように両者
の当接部を高い加圧条件下での溶接により一体化して、
所期のバルブリフタが製造される。

（発明の効果） 本発明は以上説明したように、カムと吸排気弁のバルブ
ステムとの間に介在され該カムの駆動力を該吸排気弁に
伝達するバルブリフタを製造するにあたり、まず、一端
が閉塞され、他端が開放された円筒状のバルブリフタ本
体と、リングの外径が該バルブリフタ本体の外径とほぼ
一致する金属製リング部材の内面に焼ばめによりセラミ
ックス製円形パッドを固設した円板状のパッド部材とを
作製し、該パッド部材を、そのセラミックス製円形パッ
ドとほぼ同一径の円形シムを介して、前記バルブリフタ
本体の閉塞端面に重ね合せたのち、両者の当接部を高い
加圧条件下で溶接して一体化すること、を特徴とするも
ので、本発明で得られるバルブリフタはカムとの当接部
分がセラミックス製バンドで構成される。従って、該部
分の耐摩耗性の向上及びバルブリフタについての軽量化
を図ることができる。また、本発明では、セラミックス
製円形パッドを金属製リング部材の内面に焼ばめにより
固設し、これをバルブリフタ本体の閉塞端に溶接するよ
うにしたので、熱膨張量の差によってセラミックス製パ
ッドが剥がれたり脱落したりする恐れがなく、しかも、
セラミックス製パッドはカムの当接による摩耗量が殆ど
零であるので、ライフサイクルを通じてメインテナンス
フリー化を図ることができる。従って、本発明によれば
、軽量化、温度によるバルブクリアランスの変化の低減
、カムとの当接部分の耐摩耗性の向上及びライフサイク
ルを通じてのメインテナンスフリー化を図ることのでき
る高精度のバルブリフタを製造することができ、その実
用上の効果は極めて顕著である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で得られるバルブリフタの要部構造を示
す縦断面図、第２図（Ａ）〜（Ｄ）はその各部材を分割
して示したもので、　（Ａ）はバルブリフタ本体の斜視
図、　（Ｂ）は円形シムの斜視図、　ＣＣ）は金属製リ
ング部材の斜視図、　（Ｄ）はセラミックス製円形パッ
ドの斜視図、第３図は各部材を加圧下で一体化している
状態を示す縦断面図、第４図は第３図のイ部分の拡大図
、第５図は従来のバルブリフタの要部構造を示す縦断面
図である。 １・・・バルブリフタ、１ａ・・・バルブリフタ本体、
２・・・カム、３・・・吸排気弁、４・・・バルブステ
ム、８・・・金属製リング部材、９・・・セラミックス
製円形パッド、１０・・・パッド部材、１１・・・円形
シム。 第１図 】　・バ）し７リフタ　　　　　　　８　金忍製：ルク
１部本才１Ｃ・パルアリフタ本体　　　　　９　セラミ
・ソワ製円形バ・ノド２　カム　　　　　　　　　　　
　１０　バッド部ネオ３・吸誹労弁　　　　　　１１　
　円形シバ４　ハ゛ルブヌプム 図面の浄書（内容に変更なし） 第２図 第３図 第４図 第５図 手続補正書（刀剣 昭和６１年　４月２２日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）カムと吸排気弁のバルブステムとの間に介在され
   該カムの駆動力を該吸排気弁に伝達するバルブリフタを
   製造するにあたり、まず、一端が閉塞され、他端が開放
   された円筒状のバルブリフタ本体と、リングの外径が該
   バルブリフタ本体の外径とほぼ一致する金属製リング部
   材の内面に焼ばめによりセラミックス製円形パッドを固
   設した円板状のパッド部材とを作製し、該パッド部材を
   、そのセラミックス製円形パッドとほぼ同一径の円形シ
   ムを介して、前記バルブリフタ本体の閉塞端面に重ね合
   せたのち、両者の当接部を加圧下で溶接して一体化する
   ことを特徴とする内燃機関のバルブリフタの製造方法。