JPS6350615A - 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】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は内燃機関の勅弁別構に用いられるバルブスプリ
ングリテーナに関するものである。

（従来の技術） 一般に、バルブスプリングリテーナはバルブステムの上
端部に装着されたコツタの外周部に配設され、同コック
に当接するとともに、バルブスプリングによる押圧力を
受けるものであるから、コツタの当たり面及びバルブス
プリングの当たり面には高い耐摩耗性が要求される。

従って、従来のバルブスプリングリテーナは、低炭素鋼
又はクロム鋼を用いて冷間鍛造し、浸炭焼入れにより耐
摩耗性を高めたものが一般的でおった。

このバルブスプリングリテーナは耐摩耗性のみならず強
度や靭性も優れているため、高い信頼性を有している。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、前記のような鉄鋼材料で形成されたバルブス
プリングリテーナは、比重が大きく軽量化が難しいため
、どうしても間性重量が大きくなる（順向がある。

特に、最近の内燃は関は高回転域までスムーズに回って
高い出力を発生するよう性能向上が図られているが、こ
のような内燃機関に旧１牛重借の大きいバルブスプリン
グリテーナを使用すると、高回転域においてバルブがカ
ムの回転に追従しきれなくなるという問題が生じる。

そこで、従来においても、バルブスプリングリテーナ全
体をアルミニウム合金で形成するとともに、その表面に
アルマイト処理、メッキ処理、その他の表面処理を施し
て耐摩耗性を確保しようとする試みがなされている。し
かし、全体の強度や表面処理層の耐摩耗匪がまだ足りな
いとか、表面処理層が剥離しやすいとか、表面処理によ
る寸法変化を修正するために後加工が必要になる等の問
題が残っていたため、実用化は困難であった。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） そこで、本発明のバルブスプリングリテーナは前記問題
点を解決するために、軽合金よりなるマトリックス材を
セラミック繊維又はセラミック粒子により分散強化して
なる複合材料を用いて、バルブスプリングリテーナの全
体又は一部を形成するという技術的手段をとった。

（作用〉 比重の小さい軽合金を７１へワックス材とする複合材料
を用いるため、バルブスプリングリテーナを軽量化する
ことができる。

また、セラミック繊維又はセラミック粒子により分散強
化された同複合材料は強度及び耐摩耗性に優れるので、
コツタの当たり部及びバルブスプリングの当たり部の摩
耗が軽減される。

ざらに、マトリックス材とセラミック繊維又はセラミッ
ク粒子とは均一に混合されるので、剥離の問題は生じな
い。また、バルブスプリングリテーナに寸法変化をもた
らす表面処理を施す必要もない。

（実施例） 以下、本発明をＯＨＣ動弁機構に用いるバルブスプリン
グリテーナに具体化した実施例を第１〜３図に基づいて
説明する。

シリンダヘッド１の上方には、吸排気バルブ囲閉用のカ
ム２が形成されたカムシャフト３が延びている。シリン
ダヘッド１にお（プるカム２直下の部位にはガイド孔４
が貫設されてあり、同ガイド孔４内には倒立有底円筒状
のボディ８と同ボディ８に嵌合されたシム９とから構成
された直打式のバルブリフタ５が摺動可能に挿入されて
いる。

また、シリンダヘッド１には吸気バルブ１０（又は排気
バルブ）が摺動可能に挿入されてあり、そのバルブステ
ム１１の上端は前記バルブリフタ５のボディ８の下面に
当接されている。このバルブステム１１の上端部には下
側はど縮径する円錐筒状に形成されたコツタ１２が装着
され、同コツタ１２の外側には次のように構成されたバ
ルブスプリングリテーナ１３が嵌合されている。

すなわち、このバルブスプリングリテーナ１３は円ｍ筒
状のスリーブ部１３ａと、同スリーブ部１３ａの上方に
位置して垂立外周面を有するガイド部１３ｂと、同ガイ
ド部１３ｂの上方に位置するフランジ部１３Ｃとから一
体的に構成されている。

そして、バルブスプリングリテーナ１３のテーパ状の内
周面はコツタ１２のテーパ状の外周面と当接している。

また、フランジ部１３ｃの下面には後述するバルブスプ
リングの端部が当接し、ガイド部１３ｂの垂立外周面に
は同バルブスプリングの内側部が摺動するようになって
いる。

また、前記バルブスプリングリテーナ１３は軽合金より
なるマトリックス材をセラミック粒子により分散強化し
てなる複合材料を用いて、溶湯鍛造法により成形され、
機械加工により仕上げられている。

本実施例においては、前記マトリックス材として代表的
なアルミニウム合金の一つであるジュラルミン（Ｊ　Ｉ
Ｓ、Ａ２０２４）が使用され、セラミック粒子としてア
ルミブーが使用されている。

続いて、前記バルブスプリングリテーナ１３のフランジ
部１３ｃとシリンダヘッド１内に設けられた支持面１４
との間には、バルブスプリング１５が圧縮状態で装着さ
れている。同バルブスプリング１５は常に吸気バルブ１
０を上方へ付勢し、一方、バルブステム１゛１の上端は
前記バルブリフタ５のボディ８の下面に当接している。

次に、前記バルブスプリングリテーナ１３の製造方法を
説明する。

まず、半溶融状態のマトリックス材にセラミック粒子を
均一に混合・分散させて溶湯しを形成してから、第２図
に示すように、この溶湯しをダイス２１中に流し込む。

次に、ダイス２］内にポンチ２３を押し込むことにより
溶湯りに静水圧をかけて溶湯鍛造を行う。

この溶湯鍛造時の圧力により複合材料の組織が緻密にな
り、ブローホール等の欠陥も生じないので、バルブスプ
リングリテーナ１３の機械的性質が改善される。

溶湯りが凝固した後、ノックアウトビン２４を作動させ
て、前記の通り形成されたバルブスプリングリテーナ１
３の粗形材をダイス２１から＠型させる。

続いて、この粗形材に必要に応じた熱処理を加えて複合
材料の時効硬化を施すとともに、切削加工及び研削加工
を施せば、バルブスプリングリテーナ１３が完成する。

以上のように構成された実施例につき、次にその作用効
果を説明する。

まず、比重の小さい軽合金をマトリックス祠とする複合
材料を用いるため、バルブスプリングリテーナ１３を軽
量化することができる。従って、バルブスプリングリテ
ーナ１３の慣性重旦を容易に低減させることができ、内
燃機関を高回転域まで運転させたときでも、カムの回転
に対する吸排気バルブの追従性を維持させることができ
る。

また、セラミック粒子により分散強化された同複合材料
は強度及び耐摩耗性に優れているので、コツタ１２の当
たり部であるバルブスプリングリテーナ１３の内周面、
並びにバルブスプリング１５の当たり部であるガイド部
１３ｂの外周面及びフランジ部１３ｃの下面の摩耗が軽
減される。

ざらに、マトリックス材とセラミック粒子とは均一に混
合されるので、剥離の問題は生じない。

また、バルブスプリングリテーナ１３に寸法変化をもた
らす表面処理を施す必要もない。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱しない範
囲で任意に変更して具体化することもできる。

（１）　前記バルブスプリングリテーナ１３を形成する
複合材料は、軽合金よりなるマトリックス材をセラミッ
ク繊維又はセラミック粒子により分Ｗｉ強化してなるも
のであれば、これらの各材料を任意に選択することがで
きる。

、例えば、軽金属としてはアルミニウム合金、マグネシ
ウム合金、チタニウム合金等の各種軽合金のうちから任
意のものを使用することができる。

また、セラミック繊維としてアルミナ、シリカ、ジルコ
ニア、窒化はう素、カーボン、その他の材料よりなるも
のを使用したり、セラミック粒子としてアルミナ、シリ
カ、炭化ケイ素、窒化けい素、窒化はう素、酸化チタン
、ジルコニア、カーボンその他の材料よりなるものを使
用することができる。

く２）　バルブスプリングリテーナ１３の一部のみ、特
にコツタ化たり部又はバルブスプリング当たり部のみを
前記複合材料で形成することもできる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明はバルブスプリングリテー
ナの軽量化を可能とし、その慣性相Ｍを低減させること
で吸排気バルブの追従性の維持を図ることができるばか
りでなく、コツタ化たり部又はバルブスプリング当たり
部の摩耗を軽減することができ、それらの剥離の問題も
なく、後加工も不要であるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化したバルブスプリングリテーナ
の実施例を示す断面図、第２図は同バルブスプリングリ
テーナの製造方法を示す断面図、第３図は同バルブスプ
リングリテーナを内燃は関に組付けた状態の断面図であ
る。 １３・・・バルブスプリングリテーナ。 特許出願人　　　　小田井鉄工株式会社代　理　人　　
　弁理士　　恩１）傅宣第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、軽合金よりなるマトリックス材をセラミック繊維又
   はセラミック粒子により分散強化してなる複合材料を用
   いて、バルブスプリングリテーナの全体又は一部を形成
   したことを特徴とするバルブスプリングリテーナ。 ２、前記軽合金はアルミニウム合金、マグネシウム合金
   又はチタニウム合金であることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載のバルブスプリングリテーナ。