JPS62243907A - チタン合金製バルブスプリングリテ−ナ - 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、内熱機関用バルブスプリングリテーナに関す
る。

でできており、冷間鍛造で成形され、表面処理のないも
の、浸炭焼入・焼戻しを行なうもの等がある。

上述の如く、従来のバルブスプリングリテーナは、鉄鋼
材で作られており、相応の重量がある。そのため、エン
ジンが高速で回転するに従い、動弁系部品（バルブスプ
リングリテーナのほかにも、エンジンパルプ、パルプス
フ’ｌＪ：／り、タペット、ロッカアーム等が含まれる
）の重量が、慣性物質として正確な作動を狂わせたシ、
動弁系部品に負荷をかけ、摩擦熱、摩耗、破壊等を起こ
す。そのため、エンジンの許容回転数には、一定の限界
が出来る。また、許容回転数以内で作動する場合でも、
動弁系の慣性質量が大きいほど、これを動かすためのエ
ネルギーも大きくなり、ニンジンとしての効率を低下さ
せ、また、熱の発生も大きくなる。

そこで、動弁系部品においては、必要強度を保ちながら
軽量化する必要が生ずる。軽量化の目的のため、バルブ
スプリングリテーナを、例えばチタン合金で製作すると
、破壊強度は鉄鋼材と同等であるが、他の部品との接触
部が摩耗しやすいという欠点がある。また、チタン合金
の表面処理としては、文献的にはいくつかの例が紹介さ
れているが、摺動部品として実用されている例が皆無で
あるため、表面処理技術もほとんど普及していない。一
方、チタン合金では、表面窒化により表面の硬さを上げ
、摺動部の焼付防止、耐摩耗性の向上を図ることができ
る。

しかし、チタン合金では、金属表面に化学的に極めて安
定なチタン酸化物の皮膜があり、これが窒素等の侵入を
防ぐため、窒化も簡単にはできない。因みに、ガス窒化
では、８００℃程度の高温で３０〜１００時間の処理を
要するが、量産部品としては、能率も悪く、製作コスト
も問題となってくる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は従来のバルブスプリングリテーナの欠点を解消
し、強度と耐久性を向上させることにより、動弁機構の
軽量化を可能とし、慣性重合の負荷を軽減するバルブス
プリングリテーナ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、チタン合金によシ形成された内燃機関用バル
ブスプリングリテーナにおいて、該バルブスプリングリ
テーナの表面をイオン窒化処理したことを特徴とするチ
タン合金製バルブスプリングリテーナで・ある。

〔作用コ 本発明では、従来鉄鋼材で作られていたバルブスプリン
グリテーナを、チタン合金で製作し、耐摩耗性改善なら
びに低コストでの量産化を可能とするため、表面処理と
してイオン窒化を施す。イオン窒化の原理は、低圧の窒
素ガス中（一部水素の混入もある）で、炉内の電極とワ
ークの間でグロー放電を起こし、付近の窒素ガスをイオ
ン化し、かつ、ワーク周辺の電位差により、窒素イオン
を加速してワークに衝突させてワーク表面を窒化するも
ので、ガス窒化より効率が高く、より低い温度で短時間
での処理が可能となる。チタン合金へのイオン窒化法の
実用例の報告は、まだなされていない。

次に、本発明のチタン合金製バルブスフリングリテーナ
の製作手順の１列を説明する。

素材としては、直線丸棒と使用する。また、コイル材の
場合は、直線化して使用できる。材質は、チタン合金（
Ｔｉ−６Ａｔ−４Ｖ材等）製で、熱処理（固溶化・時効
処理）済みのものを使用する。もし、熱処理していない
素材であれば、切断後に熱処理工程を入れる。

成形については、丸棒から冷間切断、打ち抜きでリング
を作り、鍛造欠陥をなくすため、面取シ、端面キズ取り
を機械加工で行ない、これを鍛造して完成形状とする。

なお、成形については、生産数量が少ない場合などで、
コスト的にメリットがあれば、素材から機械加工で完成
形状にする。同じく、鍛造繭形状にするなどの応用も行
なうことができる。

イオン窒化処理の条件としては、下記のような条件が適
する。

（１）　　温度・時間：　６８０〜１３５０℃Ｘ２Ｈｒ
（必要に応じて、温度を上記範囲内で変える。）（２）
　　グロー電圧：約４００７ （３）　雰囲気：Ｈ，Ｏ〜７５％、Ｎ、残シ（４Ｊ５０
Ｃ以下になるまで雰囲気ガス中で冷却なお、表面処理に
関しては、表面全体に施す場合、全表面のうち一部にマ
スキングを施したシ、処理後、除去加工を行なうことＫ
より、部分的に表面処理分施す場合の両方を含む。

本発明によりイオン窒化処理を施したチタン合金製バル
ブスフリングリテーナでは、硬化層の厚さが２〜６μｍ
で、表面硬さがマイクロビッカース（荷重１５？）でＨ
ｍｖ　（１５？　）５００〜６５０程度を実現している
。

本発明によれば、鉄鋼製をチタン合金製とすることによ
り、同寸法で同等の破壌強度をもち、重量は６０％にす
ることができる。また、表面のイオン窒化処理によシ、
適度な耐摩耗性と摩擦低減によシ、鉄鋼製と同等の耐久
性をもたせることができる。

〔発明の効果〕

鉄鋼製のバルブスプリングリテーナに対し、同寸法で同
等の強度と耐久性をもち、重量が６０％となるチタン合
金製バルブスプリングリテーナの使用によシ、動弁機構
が＠量化でき、慣性重量の負荷を軽減できるため、機関
回転数アップ、各部品の摩耗軽減、エネルギー損失軽減
エンジンパルプ軸部切損の防止等線々の効果が期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はエンジンパルプ駆動機構図である。 復代理人　　内　１）　　明 復代理人　　萩　原　亮　− 復代理人　　安　西　篤　夫 第」図 ハルノン中ソノダ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. チタン合金により形成された内燃機関用バルブスプリン
   グリテーナにおいて、該バルブスプリングリテーナの表
   面をイオン窒化処理したことを特徴とするチタン合金製
   バルブスプリングリテーナ。