JPS6245915A - 内燃機関のスプリングリテ−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〕 本発明は自動車や自動二輪車等に搭載される内燃機関の
スプリングリテーナに関するものである。

〔従来の技術〕

近年、高回転、高出力の内燃機関が広く開発されており
、ピストンおよびバルブシステムなどの可動部分の軽量
化が強く要請されるようになったきた。すなわち、これ
ら可動部分の軽量化は内燃機関の出力を向上すると共に
、騒音の低減にも大きく寄与するからである。

そのため、従来、スプリングリテーナを機械的強度を有
するクロム鋼（ＳＣｒ　４１５）やクロムモリブデン鋼
（ＳＣＭ４１５）などから形成することにより、重量が
富むのを抑えるようにしている。そして、浸炭焼入れを
施して、耐摩耗性、耐ピツチング性を付与している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、スプリングリテーナに対してはバルブの
慣性力や、バルブを開閉するためのスプリングの弾１Ω
力が作用するため、比重が大きな鉄鋼材料から形成する
のでは、軽量化に限界があり問題となっている。

そこで、鉄鋼材料に替わり得るものとしてアルミニウム
合金、マグネシウム合金などの軽合金を採用することが
考えられるが、これら軽合金は機械的強度が低いばかり
でなく、硬度が小さくスプリングとの接触によって摩耗
が促進されるため、実際的でない。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はこのような事情に鑑・みなされたもので、軽量
で機械的強度を有し、しかも耐摩耗性を有するスプリン
グリテーナを提供するものである。本発明に係る内燃機
関のスプリングリテーナは、強化短繊維を混合した軽金
属から形成すると共に、その表面にめっき層を設けたも
のである。

〔作用〕

本発明においては、強化繊維で軽金属の強度を向上する
と共に、めっき層で表面の硬度を向」ニする。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図により詳細に説明する。第
１図は本発明に係る内燃機関のスプリングリテーナを示
す断面図、第２図はスプリングリテ−すが用いられたバ
ルブシステムの要部を示す断面図で、これらの図におい
て符号１で示すものは自動車や自動二輪車に搭載される
内燃機関のスプリングリテーナを示す。このスプリング
リテ−す１は、コツタ２を介してコイル状のバルブスプ
リング３をバルブ４のステムヘッド４ａに固定している
。コツタ２は二つに分割されステムヘッド４ａに設けら
れた環状溝５に両側から係入し、スプリングリテーナ１
のテーパーを有する中央孔６に上方から嵌合することに
よりバルブ４を挾持している。

前記スプリングリテーナ１は軽金属７からフランジ８を
有する環状に形成されており、中央孔６の内周縁の厚さ
はフランジ８よりも厚く形成されている。軽金属７とし
てはアルミニウム合金、マグネシウム合金などを用いる
ことができる。

１０は軽金属７を母材としてこの軽金属７に混合された
多数の強化短繊維である。この強化短繊維１０・・とじ
ては、アルミナ（Ａ　ｐ、　２０３　）からなる長繊維
を切断して短くしたものや、単結晶短繊維である種々の
ウィスカを用いることができる。ウィスカとしては、例
えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（ｓ　ｉ３Ｎ
４　）、アルミナ。

炭素繊維（ＣＦ）、ステンレスなどからなるものが使用
できる。

製造方法について説明すると、まず強化短繊維１０・・
の成形体であるプレフォームを作製する。

次いで、強化短繊維１０・・と軽金属７とのぬれ性を高
めるために表面処理を施し、高圧で軽金属７を鋳込んで
複合材料化する。前記表面処理は必ずしも必要としない
場合もある。ここで、製品形状を直接作製する以外に、
ビレットやスラブなどの中間製品形状を作製し、熱間あ
るいは冷間鍛造などの２次加工をして製品化するように
してもよい。

実施例においては、母材の軽金属７としてアルミニウム
合金（ＪＩＳＡ６０６１）が用いられており、炭化ケイ
素ウィスカからなる強化短繊維１０・・が、混合後の体
積に対して２０〜２５％となる割合で混合されている。

そして、中間製品を製作した後、この中間製品を鍛造し
て所要の形状にしている。そのため、鍛造加工時に加工
方向に沿って強化短繊維１０・・が配向されている。

また、表面付近は最も大きな加工力を受けるため、強化
短繊維ＩＯ・・の配向が強くなっている。さらに、表層
部分が塑性流動するため、強化短繊維１０・・の密度が
高くなっている。その結果、二次加工によりスプリング
リテーナ１の強化がはかられている。

１１はスプリングリテーナ１の表面全体に設けられた分
散めっき層からなるめっき層である。このめっき層１１
は、リンを添加したスルファミン酸ニッケル浴をベース
とした電着分散ニッケルーリンめっき法により設けられ
ている。すなわち、めっき層１１は電着ニッケルーリン
層からなり、この層中には高硬度を有する炭化ケイ素が
均一に分散された状態で共析されている。めっき層１１
の厚さは少な（とも１０μ以上であることが望ましく、
実施例では２５μとされている。

このように構成された内燃機関のスプリングリテーナに
おいては、軽金属７に強化短繊維１ｏ・・が混合されて
いるので、強化短繊維１０・・で軽金属７の縦弾性係数
を大きくし、機械的強度を向上させることができる。実
施例では縦弾性係数（Ｅ）が１．６４　Ｘ　１０’　ｋ
ｇ／ｍ＊２に、引張り強さくσＢ）が５０〜５５ｋｇ／
ｗｍ２にまで向上している。その結果、鉄鋼材料からな
る従来のスプリングリテーナに比較して５５％の軽量化
がはかられている。

また、表面をめっき層１１で被覆することができるので
、めっき層１１、特に共析された炭化ケイ素の寄与によ
ってバルブスプリング３の端面が圧接する表面の硬度を
向上させることができる。

さらに、めっき層１１は、強化短繊維１０のスプリング
リテーナ１の表面から僅かに突出した部分に、廻込むよ
うに電着するので電着面積が大きくなる。換言すれば、
この廻込みがアンカー効果となり、付着強度が大きくな
る。

なお、」二記実施例においてはめっき層１１として分散
めっき層を施した例について説明したが本発明はこれに
限定されるものではなく、クロムめっき層でも同様な作
用効果を得ることができる。

実験によれば実施例において説明したスプリングリテー
ナ１は耐久性もなんら問題がなかった。

また、めっき層１１は厚さが１０μ程度以−ヒであれば
耐摩耗性の効果があることがわかった。スプリングリテ
ーナ１としての強度は、軽金属７の縦弾性係数（Ｅ）が
０．９０　Ｘ　１０　’　ｋｇ／ｍｍ２よりも大きく、
引張り強さくσＢ）が４０　ｋｇ／＋＋ｖｓ”　ヨリも
大きければよく、強化短繊維１０の混合量は適宜変更す
ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、強化短繊維を混合
した軽金属から形成すると共に、その表面にめっき層を
設けたから、強化短繊維で軽金属の縦弾性係数を大きく
し、めっき層でバルブスプリングと圧接する表面を被覆
するとかできる。

したがって、軽金属の機械的強度を向上させ、表面の硬
度を向上させることができるから、軽量で機械的強度を
有し、しかも耐摩耗性を有するスプリングリテーナを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る内燃機関のスプリングリテーナを
示す断面図、第２図はスプリングリテーナが用いられた
バルブシステムの要部を示す断面図である。 ■・・・・スプリングリテーナ、３・・・・バルブスプ
リング、７・・・・軽金属、１０・・・・強化短繊維、
１１・・・・めっき層。 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 強化短繊維を混合した軽金属から形成すると共に、その
   表面にめっき層を設けてなる内燃機関のスプリングリテ
   ーナ。