JPS639604A - バルブリフタ - Google Patents

バルブリフタ

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JPS639604A
JPS639604A JP15455086A JP15455086A JPS639604A JP S639604 A JPS639604 A JP S639604A JP 15455086 A JP15455086 A JP 15455086A JP 15455086 A JP15455086 A JP 15455086A JP S639604 A JPS639604 A JP S639604A
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JP
Japan
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side wall
valve lifter
composite member
alloy
valve
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Application number
JP15455086A
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English (en)
Inventor
Seiichiro Murase
村瀬 誠一郎
Yoshihisa Torii
鳥居 良久
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ODAI TEKKO KK
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ODAI TEKKO KK
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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OHC勅弁機構又はOHV動弁機構
に用いられるバルブリフタに関するものである。
(従来の技術) 一般に、バルブリフタは有底円筒状のボディを備えてお
り、その外周面がシリンダヘッドのガイド孔に1習動す
るとともに、上壁部の外面がカムに、土壁部の内面がバ
ルブステム又はブツシュロッドに各々当たりながら、カ
ムの変位をバルブに伝える役割を果すものでおるから、
ボディの外周面、カム当たり面、バルブステム当たり面
、ブツシュロッド当たり面等には高い耐摩耗性が要求さ
れる。
従って、従来のバルブリフタは、■ねずみ鋳鉄又は合金
鋳鉄を用いて鋳造し、チル硬化又は高周波焼入れにより
耐摩耗性を高めたものや、■低炭素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
あった。
これらのバルブリフタ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、前記のような鋳鉄や炭素鋼で形成されたバル
ブリフタは、比重が大きく軽量化が難しいため、どうし
ても慣性重量が大きくなる傾向がある。
特に、最近の内燃機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潰性重最の大きいバルブリフタを使
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、バルブリフタ全体をアルミニ
ウム合金で形成するとともに、前記光たり面等の表面に
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、表面処理層の耐摩耗性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、本発明のバルブリフタは前記問題点を解決する
ために、ボディの側壁部のうち外周部の全体又は一部を
セラミック強化材により強化した複合部材で構成すると
ともに、側壁部本体を軽合金のみで形成するという技術
的手段をとった。
(作用) バルブリフタの大部分を占める側壁部本体が比重の小ざ
い軽合金で形成されており、外周部の全体又は一部を構
成する複合部材も比重の小さいセラミック強化材で強化
されているため、バルブリフタ全体が軽量化される。
また、側壁部の外周部は内燃機関のガイド孔に対して直
接1習動するが、同外周部の全体又は一部を構成してい
る複合部材はセラミック強化材で強化され、優れた耐摩
耗性を有しているため、同外周部が摩耗することはほと
んどない。
ざらに、複合部材と側壁部本体とは強固に一体化又は接
合されるため、両者が剥離する心配もない。また、側壁
部に寸法変化をもたらす表面処理を施す必要もない。
(第一実施例) 以下、本発明をOHC動弁機構に用いる直打式バルブリ
フタに具体化した第一実施例を第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、吸排気バルブ開閉用のカ
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におけるカム2直下の部位にはガイド孔4が
貫設されており、同ガイド孔4内には次のように構成さ
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。
すなわち、本実施例のバルブリフタ5は、前記ガイド孔
4内を摺動する側壁部6とその上端よりやや下方に設け
られた土壁部7とで倒立有底円筒状に形成されたボディ
8と、同上壁部7上に嵌合された円盤状のシム9とから
構成されている。
ざらに詳しく説明すると、第1図に示すように、側壁部
6のうち前記ガイド孔4に対して直接摺動する外周部の
全体は、代表的な軽合金であるアルミニウム合金をセラ
ミック強化材により強化してなる薄肉円筒状の複合部材
6aで構成され、同複合部材6aより内側の側壁部本体
6bは同アルミニウム合金のみで形成されている。
また、土壁部7の中央部もセラミック強化材により強化
された略円柱状の複合部材7aで構成ざれており、同複
合部材7aの下面はやや下方へ突出して後述するバルブ
ステムの当たり部となっている。また、同複合部材7a
の周囲の土壁部本体7bはアルミニウム合金のみによっ
て前記側壁部本体6bと一体的に形成されている。なお
、複合部材7aの上面には溶湯鍛造時の移動を防止する
ための係止凹部7Cが設けられている。
本実施例における同複合部材6a、7a及び各壁部本体
6b、7bは、前記アルミニウム合金を溶湯鍛造するこ
とにより同時にかつ一体的に成形され工いる。
すなわち、同複合部材6a、7aは予め薄肉円筒状又は
略円柱状に予備成形されたセラミック強化材の集合体6
p、7Dの内部へ、溶湯鍛造時の圧力によりアルミニウ
ム合金が含浸することによって複合化されながら成形さ
れている。これと同時に、各壁部本体6b、7bは同溶
@鍛造に係るアルミニウム合金によって複合部材5a、
7aと一体化されながら成形されている。
本実施例では、前記セラミック強化材としてアルミナを
47.3%、シリカを52.3%の割合で混合してなる
アルミナ・シリカ系のセラミック繊維(具体的には、イ
ソライト工業株式会社の商品名力オウール)が使用され
ている。また、前記セラミック強化材の集合体61)、
7pは、同セラミック繊維に無機質バインダを混合した
ものを圧縮成形することにより各々の形状に予備成形さ
れたものである。
また、前記各壁部本体6b、7bを形成するアルミニウ
ム合金としてはジュラルミン(J Is。
A2024>が使用されている。
また、前記シム9はクロムモリブデン鋼によって形成さ
れているとともに、前記カム2の当たり面を含む全表面
が浸炭焼入れによって硬化されている。
続いて、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おり、そのバルブス
テム11の上端は前記バルブリフタ5の複合部材7aの
下面に当接されている。
また、バルブステム11の上端部にはコック12が装着
され、同コツタ12は下側はど縮径する円すい台形状に
形成されている。同コツタ12の外側にはバルブスプリ
ングリテーナ13が嵌合され、同バルブスプリングリテ
ーナ13のテーバ状の内周面はコツタ12のテーバ状の
外周面と当接している。また、バルブスプリングリテー
ナ13のフランジ部とシリンダヘッド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10を上方へ付勢し、一方、バルブステム11
の上端は前記バルブリフタ5の複合部材7aの下面に当
接している。
次に、前記バルブリフタ5の製造方法を説明する。
まず、前記アルミナ・シリカ系のセラミック繊維に無機
質バインダを混合したものを図示しない金型内で圧縮す
ることにより、両セラミック強化材の集合体6p、7p
を各々薄肉円筒状又は略円柱状に予備成形する。
次に、第2図に示すように、側壁部6の複合部材6aを
強化するための集合体6pをダイス21の内側面にセッ
トするとともに、土壁部7の複合部材7aを強化するた
めの集合体7pをダイス21の内底面にセットする。こ
のとき、後者の集合体材7pの係止凹部7Cに対してノ
ックアウトピン24上面の突起22を嵌合させることに
より、同集合体7pの位置決めを容易に行うことができ
、さらにその移動を防止することもできる。
続いて、ダイス21内に前記アルミニウム合金の溶湯し
を注入し、同ダイス21にポンチ23を押し込むことに
よりアルミニウム合金の溶IL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、両セラミック強化材の集
合体6p、7pの内部全体にアルミニウム合金の溶iL
がほぼ均一に含浸するため、同複合部材5a、7aが複
合化されながら成形される。
同時に、各壁部本体6b、7bは同アルミニウム合金に
よって複合部材6a、7aと一体化されながら成形され
る。
従って、複合部材6aと側壁部本体6bとの境界並びに
複合部材7aと土壁部本体7bとの境界は一体的に融合
され、強固に連続した状態となる。
また、溶湯鍛造によりアルミニウム合金自体の組織が緻
密になり、ブローホール等の欠陥も生じないため、各壁
部本体6b、7bの機械的性質も改善される。
アルミニウム合金が凝固した後、ノックアウトピン24
を作動させて、前記の通り形成されたボディ8の粗形材
をダイス2″lから雌型させる。
続いて、この粗形材に必要に応じた熱処理を加えてアル
ミニウム合金の時効硬化を施すとともに、切削加工及び
研削加工を施し、上壁部7上にシム9を嵌合させれば、
バルブリフタ5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、バルブリフタ5の大部分を占める側壁部本体6b
が比重の小さいアルミニウム合金で形成されており、外
周部の全体又は一部を構成する複合部材6aも比重の小
ざいセラミック強化材で強化されているため、バルブリ
フタ5全体が軽量化する。従って、バルブリフタ5の慣
性重量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、吸排気バルブの追従性を
維持させることができる。
特に、本実施例においては側壁部6のみならず土壁部7
も比重の小さい材料で形成されているので、航記軽量化
の効果はさらに高い。
また、側壁部6の外周部は内燃機関のガイド孔4に対し
て直接摺動するが、同外周部の全体を構成している複合
部材6aはセラミック強化材で強化され、優れた耐摩耗
性を有しているため、同外周部が摩耗することはほとん
どない。同様に、土壁部7の複合部材7aの下面(バル
ブステム当たり面)がバルブステム11の上端との当接
により摩耗することもほとんどない。
さらに、複合部材6a、7aと各壁部本体6b。
7bとは強固に一体化されるため、これらが剥離する心
配もない。
また、側壁部6等に寸法変化をもたらすアルマイト処理
、メッキ処理等の表面処理を施す必要がないため、後加
工も不要でおる。
(第二実施例) 本発明の第二実施例は、第4図に示すように、側壁部6
の外周部の両端部のみが第一実施例と同様のセラミック
強化材により強化された複合部材6Cで構成され、いず
れの複合材料6Cも同側壁部6より短い薄肉円筒状をな
している点においてのみ、第一実施例と相違している。
いま、側壁部6の外周部のうちシリンダヘッド1のガイ
ド孔4に対して強い力で接触する可能性があるのは、両
端部だけであることが判明しているから、本実施例のよ
うに両端部のみを複合部材6Cで構成すれば、同外周部
は充分な耐摩耗性を備えることになる。従って、本実施
例も第一実施例と同様の作用効果を奏する。
ざらに、本実施例は第一実施例よりセラミック強化材の
使用用を減らすことができるので、バルブリフタをより
安価に提供することができるという効果も奏する。
(第三実施例) 本発明の第三実施例は、第5図に示すように、別体のシ
ムを有しないボディ8のみよりなるバルブリフタであっ
て、側壁部6の外周部から上壁部7の中央部及び上面部
にかかる部分が、セラミック強化材により強化された複
合部材30で構成されている点においてのみ、前記第一
実施例と相違している。
従って、本実施例も第一実施例と同様の作用効果を奏す
る他、前記シムに相当する部分まで軽量化が図られてい
るので、バルブリフタ全体がさらに軽量化されるばかり
でなく、前記複合部材30の上面がカム当たり部を構成
するため、その部分の耐摩耗性も保証されるという効果
がある。
く第四実施例〉 次に、本発明を0f−IV勅弁機構に用いるバルブリフ
タに具体化した第四実施例を第6図に基づいて説明する
内燃機関の下部には吸排気バルブ開閉用のカム31の形
成されたカムシャフト32が延びており、カム31直上
の部位には図示しないガイド孔が員股されている。同ガ
イド孔内には、側壁部33及び底壁部34により略有底
円筒状に形成されたボディ35と、同底壁部34に嵌合
された円盤状のシム36とから構成されたバルブリフタ
37が摺動可能に挿入されている。
そして、側壁部33のうち前記ガイド孔に対して直接摺
動する外周部の全体と、底壁部34のうちブツシュロッ
ド38が当接する中央部とが、各々セラミック強化材に
より強化された複合部材33a、34aで構成され、側
壁部本体33bと底壁部本体34bとは前記アルミニウ
ム合金によって一体的に形成されている。
従って、本実施例は、底壁部34の複合部材34aの上
面がブツシュロッド38の当接によって摩耗することも
ほとんどないという効果を奏し、他は第一実施例の効果
と同様である。
(第五実施例) 本発明の第五実施例は、第7図に示すように、ブツシュ
ロッド38の当たり部が薄肉状の複合部材34Gで構成
されるとともに、側壁部33の下部に2本のフォーク4
1が形成され、同フォーク41間に架設されたピン42
に対して前記カム31に当接するローラー43が回動可
能に軸支されている点においてのみ、前記第四実施例と
相違している。
したがって、本実施例も第四実施例と同様の作用効果を
奏する他、カム31とローラー43との摩擦係数が極め
て低く、その間では摩耗の問題が生じないという効果が
ある。
(第六実施例) 次に、本発明の第六実施例を前記第一実施例の第1図及
び第3図を援用して説明する。
本実施例は、複合部材5a、7aがセラミック強化材に
より強化された金属により単独に成形されたものであり
、同複合部材5a、7aが軽合金よりなる各壁部本体6
b、7bに接合されている点においてのみ、第一実施例
と相違している。
すなわち、本実施例においては、■金属粉にセラミック
強化材・を混合したものを圧縮成形後に焼結したり、■
金属溶湯にセラミック強化材を混合して凝固させたりす
ることにより、複合部材6a。
7aのみが単独で形成されている。
そして、■同視合部材5a、7aを別途成形した各壁部
本体6b、7bに対して溶着又は接着したり、■同視合
部材6a、7aをダイスにセットして各壁部本体6b、
7bを溶湯鍛造したりすることにより、複合部材6a、
7aが各壁部本体6b、7bに接合されているのである
従って、本実施例も基本的には第一実施例と同様の作用
効果を奏する。もつとも、第一実施例によれば複合部材
5a、7aと各壁部本体6b、7bとの接合工程を別に
設ける必要がないので、この点では第一実施例の方が有
利である。
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) セラミック強化材として、前記セラミック繊維
以外にもセラミック粒子を使用することができ、これら
の各セラミック材料は任意に選択することができる。
例えば、セラミック繊維として前記アルミナ・シリカ系
のもの以外にジルコニア、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、炭化けい素、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
料よりなるもの使用することができる。
(2) また、側壁部本体6b、33bを形成する軽合
金についても、アルミニウム合金、マグネシウム合金、
チタン合金等の各種軽合金を使用することができ、前記
ジュラルミン(JIS、A2024)に限定されない。
例えば、アルミニウムーけい素合金(J Is、ACD
IO等)、超々ジュラルミン(J IS、A7075)
等を使用することができる。
(3) 側壁部の複合部材6a、6G、33aは、同側
壁部の外周部の周方向にわたって断続的に配設すること
もできる。例えば、3分割した複合部材を中心角で12
0度おきに並べてもよい。
(4) 第−実施例等において、複合部材6a。
7a及び各壁部本体6b、7bの成形方法は溶湯鍛造に
限定されるものではなく、ダイキャスト法その他の各種
鋳造法を採用することもできる。
発明の効果 以上詳述したように、本発明はバルブリフタの軽量化を
可能とし、その・隅性重量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、
側壁部の外周部が摩耗したり剥離したりするようなこと
もほとんどなく、後力O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1〜3図は本発明を具体化した第一実施例を示し、第
1図はバルブリフタの断面図、第2図はバルブリフタの
製造方法を示す断面図、第3図は内燃機関にバルブリフ
タを取付けた状態の断面図、第4図は第二実施例のバル
ブリフタの断面図、第5図は第三実施例のバルブリフタ
の断面図、第6図は第四実施例のバルブリフタの断面図
、第7図は第五実施例のバルブリフタの断面図でおる。 6.33・・・側壁部、6a、6c、30.33a・・
・複合部材、6b、33b・・・側壁部本体。 特許出願人    小田井鉄工株式会社代 理 人  
 弁理士  恩1)博宣第48J 第5図 ]0 i7vA

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ボディの側壁部のうち外周部の全体又は一部をセラ
    ミック強化材により強化した複合部材で構成するととも
    に、側壁部本体を軽合金で形成したことを特徴とするバ
    ルブリフタ。 2、前記複合部材は薄肉円筒状に予備成形されたセラミ
    ック強化材の集合体に軽合金が含浸されてなるものであ
    り、前記側壁部本体は同軽合金によって複合部材と一体
    的に形成されたものであることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項に記載のバルブリフタ。 3、前記複合部材はセラミック強化材により強化された
    金属により単独に成形されたものであり、同複合部材は
    前記側壁部本体に接合されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項に記載のバルブリフタ。 4、前記複合部材は前記外周部の全体を構成するもので
    あり、薄肉円筒状をなしていることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載のバルブリフタ。 5、前記複合部材は前記外周部の両端部のみを構成する
    ものであり、側壁部より短い薄肉円筒状をなしているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載のバルブリ
    フタ。 6、前記軽合金はアルミニウム合金、マグネシウム合金
    又はチタン合金であることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項に記載のバルブリフタ。
JP15455086A 1986-06-30 1986-06-30 バルブリフタ Pending JPS639604A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01315607A (ja) * 1988-03-01 1989-12-20 Toyota Motor Corp アルミニウム合金製バルブリフタ

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01315607A (ja) * 1988-03-01 1989-12-20 Toyota Motor Corp アルミニウム合金製バルブリフタ

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