WO2010016227A1 - スプリング・リテーナ及びスプリング・システム - Google Patents

スプリング・リテーナ及びスプリング・システム Download PDF

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retainer
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spring retainer
spring seat
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今泉浩夫
高村典利
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日本発條株式会社
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    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/46—Component parts, details, or accessories, not provided for in preceding subgroups
    • F01L1/462—Valve return spring arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/10—Connecting springs to valve members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L1/00—Valve-gear or valve arrangements, e.g. lift-valve gear
    • F01L1/12—Transmitting gear between valve drive and valve
    • F01L1/14—Tappets; Push rods
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L2820/00—Details on specific features characterising valve gear arrangements
    • F01L2820/01—Absolute values

Definitions

  • the present invention relates to a spring system that combines a coil retainer and a spring retainer used to support a coil spring such as a valve spring.
  • some spring retainers which are spring retainers, are manufactured from an aluminum alloy or a titanium alloy to reduce the inertia weight and the associated spring load.
  • aluminum alloy and titanium alloy spring retainers are not only expensive, but also have limitations in strength improvement and thinning compared to ferrous materials.
  • the spring retainer is supported by the valve stem through the cotter in the tapered support hole, and if a strong impact force is applied to the valve stem, a large force may be input to the support hole to cause breakage or other damage. was there.
  • light alloy spring retainers have limitations in strength improvement, thinning and wear resistance, and particles with wear resistance are embedded in the surface layer of light alloy spring retainers.
  • a structure such as a structure in which an iron-based sleeve is lined in a tapered support hole, the number of materials and parts is increased, and manufacturing and parts management are complicated.
  • the present invention relates to a retainer main body having a support hole supported on a shaft side in order to reduce the thickness and weight while improving the strength and wear resistance by manufacturing a spring retainer with an iron-based material,
  • a spring retainer having a hook-shaped spring seat that is formed on the outer peripheral portion of the retainer body on one side in the axial direction and that contacts and supports the coil spring.
  • the retainer body and the spring seat are integrated with an elastic metal.
  • the main feature is that a forged stream line is formed from the retainer body to the spring seat.
  • the spring retainer includes a retainer body having a support hole supported on the shaft side, and a hook-shaped spring seat portion formed on one outer peripheral portion of the retainer body for abutting and supporting the coil spring.
  • the retainer body and the spring seat are integrally formed of an iron-based material, and a continuous streamline is formed from the retainer body to the spring seat.
  • Example 1 It is sectional drawing which shows the state which applied the spring system to the valve system in the engine for motor vehicles.
  • Example 1 It is sectional drawing of the principal part which shows the state which applied the spring system to the valve operating system in a motor vehicle engine.
  • Example 1 It is an expanded sectional view of the principal part which shows the state which applied the spring system to the valve system in the engine for motor vehicles.
  • Example 1 It is sectional drawing which showed the shape of the spring retainer in detail.
  • Example 1 It is an expanded sectional view showing details of a crevice.
  • Example 1 It is principal part sectional drawing which shows the forge flow line of a spring retainer.
  • Example 1 (A) is a front view which shows a material block, (b) is explanatory drawing which shows formation of the forged streamline by hot forging.
  • Example 1 It is the graph which showed the change by the depth of surface hardness and internal hardness.
  • Example 1 It is the graph which compared the bending fatigue strength with the case where a forge stream line continues (with a forge stream line) and the case without a forge stream line (without forge stream line).
  • Example 1 It is a graph which shows the bending fatigue strength of the spring retainer manufactured by SNMC420H, vacuum carburized, and normally carburized. (Comparative example) It is a graph which shows the bending fatigue strength of the spring retainer manufactured with the titanium alloy. (Comparative example) It is a graph which shows the bending fatigue strength of a spring retainer.
  • Example 1 (A) is a cross-sectional view of the main part of a lightweight spring retainer made of a titanium alloy, and (b) is a cross-sectional view of the main part of a spring retainer of the same performance manufactured from spring steel and having continuous forging lines. is there.
  • Example 1 (A) is a cross-sectional view of the main part of a lightweight spring retainer made of a titanium alloy, and (b) is a cross-sectional view of the main part of a spring retainer of the same performance manufactured from spring steel and having continuous forging lines. is there.
  • a spring retainer can be manufactured from an iron-based material to improve strength and wear resistance. Moreover, even if stress concentration is applied to the base portion of the spring seat due to the pressing force of the coil spring, it is possible to make it difficult for fatigue failure to occur due to the continuation of the forged lines. As a result, it is possible to reduce the thickness and weight of the entire spring retainer.
  • [Spring system] 1 is a cross-sectional view showing a state in which a spring system is applied to a valve train in an automobile engine
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the main part.
  • the spring system 1 includes a spring retainer 3 and is supported via a collet 7 on the shaft end of an iron-based valve stem 5 on the shaft side.
  • a tappet 11 is attached to the tip of the valve stem 5 via a shim 9 and comes into contact with the cam 15 of the cam shaft 13.
  • One end of a valve spring 17 that is a coil spring abuts against the spring retainer 3, and the other end of the valve spring 17 is abutted and supported on the engine side via a spring seat 19.
  • FIG. 4 is a sectional view showing the shape of the spring retainer in detail.
  • the spring retainer 3 is integrally formed of any one of iron-based materials, for example, spring steel, die steel, bearing steel, and tool steel.
  • the spring retainer 3 includes a circular retainer body 25 and a spring seat 27.
  • a tapered support hole 29 is formed in the retainer body 25, and the support hole 29 is supported on the shaft end portion of the valve stem 5 via the collet 7 as described above.
  • the retainer body 25 is formed such that the thickness t1 of the other end portion 25a is relatively thicker than the thickness t2 of the intermediate portion 25b between the end portion 25a and the spring seat portion 27 (t1> t2).
  • the spring seat 27 is formed on the outer peripheral portion of the retainer body 25 in the axial direction one side 25c and has a hook shape that abuts and supports the valve spring 17.
  • the spring seat 27 includes a circumferential seat surface 31 along the radial direction and a circumferential inscribed surface 33 along the axial direction.
  • a recess 35 is formed between the seat surface 31 and the inscribed surface 33 of the spring seat 27 so as to escape the contact of the coil spring 17 on the inner diameter side. Details of the recess 35 will be described later.
  • the surface 37 of the spring seat 27 is formed so as to be gradually lowered and inclined toward the outer periphery when the axial direction of the support hole 29 is the upper and lower sides, and a chamfered portion 39 is formed on the outer periphery.
  • the inner peripheral side of the surface 37 is continuous with the end portion of one side 25c of the retainer body 25 via the arc-shaped first constricted portion 43 via the arc-shaped shoulder portion 41.
  • the inscribed portion 45 having the inscribed surface 33 is connected to the intermediate portion 25b of the retainer body 25 via an arc-shaped second constricted portion 47 that corresponds to the first constricted portion 43 in the radial direction. It is continuous.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view showing details of the recess.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part showing a forging line of a spring retainer
  • FIG. 7A is a front view showing a material block
  • FIG. 6B is an explanatory view showing formation of a forging line by hot forging. It is.
  • the spring retainer 3 is formed with a forging line L that continues from the retainer body 21 to the spring seat 23.
  • Formation of this forged line L was performed by producing the spring retainer 3 by hot forging using, as an example, any one of iron-based materials such as spring steel, die steel, bearing steel, and tool steel. .
  • the forging line L continues continuously throughout the inner and outer circumferences of the molded product 51.
  • a continuous forging line L as shown in FIG. 6 can be formed by manufacturing the spring retainer 3 by hot forging.
  • the surface hardness of the retainer main body 21 and the spring seat portion 23 is set to Hv 650 to 1000 and the internal hardness is set to Hv 450 to 700 by quenching and tempering after forming the spring retainer 3.
  • the inside means other than the extreme surface, for example, a depth of 0.1 to 0.6 mm.
  • FIG. 8 is a graph showing changes in surface hardness and internal hardness depending on the depth.
  • Comparative Examples 1 to 3 are shown together with the graph of the example.
  • the example shows the hardness change of the spring retainer in which the forging lines are continuous
  • Comparative Example 1 is a spring retainer made of titanium alloy subjected to surface expensive treatment
  • Comparative Example 2 is subjected to oxidation treatment.
  • the titanium alloy spring retainer, Comparative Example 3 shows the change in hardness of the SCM435 spring retainer.
  • the surface hardness was set to Hv 650 or more and could be set to exceed the hardness Hv 600 of the valve spring 17. Therefore, the wear resistance of the seat surface 31 and the inscribed surface 33 with respect to the valve spring 17 can be improved.
  • the internal hardness of the retainer main body 21 and the spring seat 23 was set to Hv590.
  • FIG. 9 is a graph comparing the bending fatigue strength with and without the forged stream line (with forged stream line) and without forged stream line as in the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 to 12 are graphs showing the bending fatigue strength.
  • FIG. 10 shows the bending fatigue strength of a spring retainer manufactured by SNMC420H and vacuum carburized and normally carburized.
  • FIG. 11 is made of a titanium alloy. The bending fatigue strength of the spring retainer is shown, and
  • FIG. 12 shows the bending fatigue strength of the spring retainer of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 (a) is a cross-sectional view of the main part of a lightweight spring retainer made of a titanium alloy
  • FIG. 13 (b) is a spring of the same performance manufactured by the spring steel of the embodiment of the present invention and having continuous forging lines. It is principal part sectional drawing of a retainer.
  • the spring retainer 3 of the embodiment of the present invention maintains bending fatigue strength and wear resistance as compared with the lightweight spring retainer 3A made of titanium alloy. However, it was possible to cut down the useless meat to the limit and to reduce the weight.
  • the spring retainer 3 of the embodiment of the present invention is formed on the outer periphery of a retainer body 25 having a tapered support hole 29 supported on the valve stem 5 side and one side 25c of the retainer body 25.
  • the retainer 3 is provided with a hook-shaped spring seat portion 27 that abuts and supports the retainer body 25, and the retainer body 25 and the spring seat portion 27 are made of spring steel, die steel, bearing steel, or tool steel.
  • a forged stream line L formed integrally from the retainer body 25 to the spring seat 27 was formed.
  • the strength and wear resistance of the spring retainer 3 can be improved by manufacturing any one of spring steel, die steel, bearing steel, and tool steel. Further, even if stress concentration is applied to the base portion of the spring seat portion 27 due to the pressing force of the valve spring 17, it is possible to make it difficult for fatigue failure to occur due to the continuation of the forged lines. As a result, it is possible to reduce the thickness and weight of the entire spring retainer 3.
  • the internal hardness of the retainer body 25 and the spring seat 27 was set to Hv 450 to 700, and the bending fatigue strength could be improved within this range.
  • the surface hardness of the retainer body 25 and the spring seat 27 was set to exceed the hardness of the valve spring 17.
  • Compressive residual stress of ⁇ 200 to ⁇ 2000 MPa was set on the surfaces of the retainer body 25 and the spring seat 27.
  • a recess 35 is formed in the spring seat 27 to escape the contact of the valve spring 17 on the inner diameter side.
  • the retainer body 25 is formed such that the thickness t1 of the other end portion 25a is relatively thicker than the thickness t2 of the intermediate portion 25b between the end portion 25a and the spring seat portion 27.
  • the spring system of the present invention can be applied not only to a valve train in an automobile engine but also to other mechanisms.

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Abstract

　スプリング・リテーナを鉄系材料で製造して強度及び耐摩耗性を向上させながら、薄肉軽量化を可能とする。 　バルブ・ステム側に支持されるテーパー状の支持孔２９を有したリテーナ本体２５とリテーナ本体２５の一側２５ｃ外周部に形成されバルブ・スプリングを当接支持させる鍔状のスプリング座部２７とを備えたスプリング・リテーナ３であって、リテーナ本体２５及びスプリング座部２７を、ばね鋼により一体に形成し、リテーナ本体２５からスプリング座部２７に渡って連続する鍛流線Ｌを形成したことを特徴とする。

Description

スプリング・リテーナ及びスプリング・システム
　本発明は、バルブ・スプリング等のコイルばねの支持に供されるスプリング・リテーナ及びコイル・スプリングを組み合わせたスプリング・システムに関する。
　近年、自動車用エンジンの高出力化、低燃費化のため、動弁系の軽量化を行なっている。この対策のため、スプリング・リテーナであるスプリング・リテーナをアルミ合金やチタン合金により製造し、慣性重量の軽減、これに伴うばね荷重の低減等を図るものがあった。
　しかし、アルミ合金やチタン合金のスプリング・リテーナは、高価であるばかりか、鉄系材料に比較して強度向上、薄肉化等に限界があった。
　このため、バルブ・スプリングの押し付け力により、スプリング座部の付け根部に応力集中を受け、疲労破壊を起こす恐れがあった。
　また、スプリング・リテーナは、テーパー状の支持孔においてコッタを介しバルブ・ステムに支持され、バルブ・ステムに強い衝撃力が加わると、支持孔に大きな力が入力されて割れなどの破壊を招く恐れがあった。
　さらに、ばね鋼のバルブ・スプリングをアルミ合金やチタン合金のスプリング・リテーナで受ける構造であるため、耐摩耗性向上にも限界があった。
　これに対し、軽合金製のスプリング・リテーナの表層に耐摩耗性を有する粒子を埋設する構造、テーパー状の支持孔に鉄系スリーブをライニングする構造などが提案されている。
　しかし、何れの場合も材料点数や部品点数が多くなり、製造、部品管理が煩雑になるという問題がある。
特開平７－６３０２０号公報 特開２０００－１６１０２９号公報 特開平６－３０７２１２号公報
　解決しようとする問題点は、軽合金製のスプリング・リテーナでは、強度向上、薄肉化、耐摩耗性に限界があり、軽合金製のスプリング・リテーナの表層に耐摩耗性を有する粒子を埋設する構造、テーパー状の支持孔に鉄系スリーブをライニングする構造などでは、材料点数や部品点数が多くなり、製造、部品管理が煩雑になる点である。
　本発明は、スプリング・リテーナを鉄系材料で製造して強度及び耐摩耗性を向上させながら、薄肉軽量化を可能とするため、軸部側に支持される支持孔を有したリテーナ本体と該リテーナ本体の軸方向一側外周部に形成されコイル・スプリングを当接支持させる鍔状のスプリング座部とを備えたスプリング・リテーナであって、前記リテーナ本体及びスプリング座部を、弾性金属により一体に形成し、前記リテーナ本体からスプリング座部に渡って連続する鍛流線を形成したことを最も主要な特徴とする。
　本発明のスプリング・リテーナは、軸部側に支持される支持孔を有したリテーナ本体と該リテーナ本体の一側外周部に形成されコイル・スプリングを当接支持させる鍔状のスプリング座部とを備えたスプリング・リテーナであって、前記リテーナ本体及びスプリング座部を、鉄系材料により一体に形成し、前記リテーナ本体からスプリング座部に渡って連続する鍛流線を形成した。
スプリング・システムを自動車用エンジンにおける動弁系に適用した状態を示す断面図である。（実施例１） スプリング・システムを自動車用エンジンにおける動弁系に適用した状態を示す要部の断面図である。（実施例１） スプリング・システムを自動車用エンジンにおける動弁系に適用した状態を示す要部の拡大断面図である。（実施例１） スプリング・リテーナの形状を詳細に示した断面図である。（実施例１） 凹部の詳細を示す拡大断面図である。（実施例１） スプリング・リテーナの鍛流線を示す要部断面図である。（実施例１） （ａ）は、材料ブロックを示す正面図、（ｂ）は、熱間鍛造による鍛流線の形成を示す説明図である。（実施例１） 表面硬さ及び内部硬さの深さによる変化を示したグラフである。（実施例１） 鍛流線が連続する場合（鍛流線有）としない場合（鍛流線無）とで曲げ疲労強度を比較したグラフである。（実施例１） ＳＮＭＣ４２０Ｈで製造し、真空浸炭、普通浸炭したスプリング・リテーナの曲げ疲労強度を示すグラフである。（比較例） チタン合金で製造したスプリング・リテーナの曲げ疲労強度を示すグラフである。（比較例） スプリング・リテーナの曲げ疲労強度を示すグラフである。（実施例１） （ａ）は、チタン合金で製造された軽量のスプリング・リテーナの要部断面図、（ｂ）は、ばね鋼で製造され鍛流線が連続する同一性能のスプリング・リテーナの要部断面図である。（実施例１）
　このため、鉄系材料によりスプリング・リテーナを製造して強度及び耐摩耗性を向上させることができる。また、コイル・スプリングの押し付け力により、スプリング座部の付け根部に応力集中を受けても、鍛流線の連続により疲労破壊を起こし難くすることができる。結果的にスプリング・リテーナ全体の薄肉軽量化も可能にすることができる。
　コスプリング・リテーナを鉄系材料で製造して強度及び耐摩耗性を向上させながら、薄肉軽量化を可能とするという目的を、鍛流線により実現した。
［スプリング・システム］
　図１は、スプリング・システムを自動車用エンジンにおける動弁系に適用した状態を示す断面図、図２は、同要部の断面図、図３は、同要部の拡大断面図である。
　図１～図３のように、スプリング・システム１は、スプリング・リテーナ３を備え、軸部側である鉄系のバルブ・ステム５の軸端部にコレット７を介して支持されている。
　バルブ・ステム５の先端部には、シム９を介してタペット１１が装着され、カム・シャフト１３のカム１５に当接する。スプリング・リテーナ３には、コイル・スプリングであるバルブ・スプリング１７の一端が当接し、バルブ・スプリング１７の他端は、スプリング・シート１９を介してエンジン側に当接支持されている。
　従って、スプリング・リテーナ３及びスプリング・シート１９間でのバルブ・スプリング１７の弾発力によりバルブ・ステム５の先端部側がカム１５に押し付けられ、バルブ・スプリング１７の弾溌力によってバルブ・ステム５がカム１５に追従し、バルブ２１のバルブ・シート２３に対する開閉が行われる。
［スプリング・リテーナ］
　図４は、スプリング・リテーナの形状を詳細に示した断面図である。
　図４のように、スプリング・リテーナ３は、鉄系材料、例えば、ばね鋼、ダイス鋼、ベアリング鋼、工具鋼の何れかで一体形成されている。このスプリング・リテーナ３は、周回形状のリテーナ本体２５及びスプリング座２７とを備えている。
　リテーナ本体２５には、テーパー状の支持孔２９が形成され、この支持孔２９において前記のようにバルブ・ステム５の軸端部にコレット７を介して支持される。このリテーナ本体２５は、他側端部２５ａの肉厚ｔ１を該端部２５ａ及びスプリング座部２７間の中間部２５ｂの肉厚ｔ２よりも相対的に厚く形成している（ｔ１＞ｔ２）。
　スプリング座２７は、リテーナ本体２５の軸方向一側２５ｃ外周部に形成され前記バルブ・スプリング１７を当接支持させる鍔状を呈している。このスプリング座２７は、径方向に沿った周回状の座面３１及び軸方向に沿った周回状の内接面３３を備えている。
　スプリング座部２７の座面３１及び内接面３３間に、コイル・スプリング１７の内径側の当たりを逃げる凹部３５が形成されている。凹部３５の詳細は後述する。
　スプリング座部２７の表面３７は、支持孔２９の軸方向を上下とした場合、外周側へ漸次下降傾斜して形成され、外周に面取り部３９が形成されている。表面３７の内周側は、円弧状の肩部４１を介し円弧状の第１の括れ部４３を介してリテーナ本体２５の一側２５ｃ端部に連続している。前記内接面３３を有した内接部４５は、前記第１の括れ部４３に対し径方向で位置的に対応する円弧状の第２の括れ部４７を介してリテーナ本体２５の中間部２５ｂに連続している。
　その他、全ての角部にアールを形成している。
　図５は、凹部の詳細を示す拡大断面図である。
　図５のように、凹部３５は、座面３１及び内接面３３間に凹状の円弧により形成され、座面３１及び内接面３３からの深さｄを有している。凹部３５と座面３１及び内接面３３との間は、Ｒをもって連続している。
［鍛流線］
　図６は、スプリング・リテーナの鍛流線を示す要部断面図、図７（ａ）は、材料ブロックを示す正面図、（ｂ）は、熱間鍛造による鍛流線の形成を示す説明図である。
　図６のように、スプリング・リテーナ３には、リテーナ本体２１からスプリング座部２３に渡って連続する鍛流線Ｌが形成されている。
　この鍛流線Ｌの形成は、一例としてスプリング・リテーナ３を、鉄系材料である、ばね鋼、ダイス鋼、ベアリング鋼、工具鋼の何れかを用い、熱間鍛造により製造することで行った。
　図７のように、材料ブロック４９を熱間鍛造すると、鍛流線Ｌが成型品５１の内外周全体に渡って途切れず連続する。スプリング・リテーナ３を熱間鍛造で製造することで図６のような連続した鍛流線Ｌを形成することができる。
［硬さ等］
　本実施例では、スプリング・リテーナ３成形後の焼き入れ、焼き戻しにより、前記リテーナ本体２１及びスプリング座部２３の表面硬さを、Ｈｖ６５０～１０００とし、内部硬さを、Ｈｖ４５０～７００に設定した。この場合、内部とは、極表面以外、例えば深さ０．１～０．６ｍｍを意味する。
　図８は、表面硬さ及び内部硬さの深さによる変化を示したグラフである。この図８では、実施例のグラフに対し、比較例１～３を併記している。実施例は、上記鍛流線が連続するスプリング・リテーナの硬さ変化を示し、比較例１は、表面高価処理を施したチタン合金製のスプリング・リテーナ、比較例２は、酸化処理を施したチタン合金製のスプリング・リテーナ、比較例３は、ＳＣＭ４３５製のスプリング・リテーナの硬さ変化を示す。
　図８のように、実施例では、表面硬さをＨｖ６５０以上としてバルブ・スプリング１７の硬さＨｖ６００を上回るように設定することができた。従って、座面３１及び内接面３３のバルブ・スプリング１７に対する耐摩耗性が向上させることができる。
　リテーナ本体２１及びスプリング座部２３の内部硬さは、Ｈｖ５９０に設定した。
　図９は、本願発明実施例のような鍛流線が連続する場合（鍛流線有）としない場合（鍛流線無）とで曲げ疲労強度を比較したグラフである。
　図９のように、鍛流線がない場合は、Ｈｖ４５０近辺をピークに疲労強度が下がるのに対し、本願発明実施例のように、鍛流線が連続する場合は、Ｈｖ４００近辺を変曲点としてＨｖ７００まで疲労強度が高まり、Ｈｖ４５０～７００の範囲で曲げ疲労強度向上を図ることができた。
　図１０～図１２は、曲げ疲労強度を示すグラフであり、図１０は、ＳＮＭＣ４２０Ｈで製造し、真空浸炭、普通浸炭したスプリング・リテーナの曲げ疲労強度を示し、図１１は、チタン合金で製造したスプリング・リテーナの曲げ疲労強度を示し、図１２は、本発明実施例のスプリング・リテーナの曲げ疲労強度を示す。
　図１０のように、ＳＮＭＣ４２０Ｈで製造し、真空浸炭、普通浸炭したスプリング・リテーナ、チタン合金で製造したスプリング・リテーナの疲労強度（９００ＭＰａ前後）に比較して、図１２のように、本発明実施例のスプリング・リテーナの曲げ疲労強度（１６００ＭＰａ）は、遙かに高くすることができた。
　さらに、ショット・ピーニングなどにより、前記リテーナ本体２１及びスプリング座部２３の表面に、－２００～－２０００ＭＰａの圧縮残留応力を設定し、耐久性を向上させた。
［軽量化］
　図１３（ａ）は、チタン合金で製造された軽量のスプリング・リテーナの要部断面図、（ｂ）は、本願発明実施例のばね鋼で製造され鍛流線が連続する同一性能のスプリング・リテーナの要部断面図である。
　図１３（ａ）（ｂ）のように、本願発明実施例のスプリング・リテーナ３は、チタン合金で製造された軽量のスプリング・リテーナ３Ａに比較して、曲げ疲労強度、耐摩耗性を維持しながら、無駄な肉を極限まで削ぎ落とすことができ、軽量化を図ることができた。
［実施例の効果］
　本発明実施例のスプリング・リテーナ３は、バルブ・ステム５側に支持されるテーパー状の支持孔２９を有したリテーナ本体２５と該リテーナ本体２５の一側２５ｃ外周部に形成されバルブ・スプリング１７を当接支持させる鍔状のスプリング座部２７とを備えたスプリング・リテーナ３であって、前記リテーナ本体２５及びスプリング座部２７を、ばね鋼、ダイス鋼、ベアリング鋼、工具鋼の何れかにより一体に形成し、前記リテーナ本体２５からスプリング座部２７に渡って連続する鍛流線Ｌを形成した。
　このため、ばね鋼、ダイス鋼、ベアリング鋼、工具鋼の何れかでの製造によりスプリング・リテーナ３の強度及び耐摩耗性を向上させることができる。また、バルブ・スプリング１７の押し付け力により、スプリング座部２７の付け根部に応力集中を受けても、鍛流線の連続により疲労破壊を起こし難くすることができる。結果的にスプリング・リテーナ３全体の薄肉軽量化も可能にすることができる。
　前記リテーナ本体２５及びスプリング座部２７の内部硬さを、Ｈｖ４５０～７００に設定し、この範囲で曲げ疲労強度を向上させることができた。
　前記リテーナ本体２５及びスプリング座部２７の表面硬さを、前記バルブ・スプリング１７の硬さを上回るように設定した。
　このため、ばね鋼のバルブ・スプリング１７に対しスプリング・リテーナ３の耐摩耗性を向上させることができる。
　前記リテーナ本体２５及びスプリング座部２７の表面に、－２００～－２０００ＭＰａの圧縮残留応力を設定した。
　このため、スプリング・リテーナの耐久性を向上させることができる。
　前記スプリング座部２７に、前記バルブ・スプリング１７の内径側の当たりを逃げる凹部３５を形成した。
　このため、この部分のバルブ・スプリング１７の当たりによる摩耗を抑制し、リテーナ本体２５及びスプリング座部２７間での摩耗による折損を抑制することができる。
　前記リテーナ本体２５は、他側端部２５ａの肉厚ｔ１を該端部２５ａ及びスプリング座部２７間の中間部２５ｂの肉厚ｔ２よりも相対的に厚く形成した。
　このため、スプリング・リテーナ３のテーパー状の支持孔２９においてコッタ７を介しバルブ・ステム５側から強い衝撃力、繰り返し荷重が入力されても、他側端部２５ａからの割れを抑制することができる。
［その他］
　本発明のスプリング・システムは、自動車用エンジンにおける動弁系に限らず、その他の機構にも適用することができる。
　１　スプリング・システム
　３　スプリング・リテーナ
　５　バルブ・ステム（軸）
　１７　バルブ・スプリング（コイル・スプリング）
　２５　リテーナ本体
　２５ａ　他側端部
　２５ｂ　中間部
　２７　スプリング座部
　２９　支持孔
　Ｌ　鍛流線
　ｔ１，ｔ２　肉厚

Claims (10)

  1. 　軸部側に支持される支持孔を有したリテーナ本体と該リテーナ本体の軸方向一側外周部に形成されコイル・スプリングを当接支持させる鍔状のスプリング座部とを備えたスプリング・リテーナであって、
    　前記リテーナ本体及びスプリング座部を、鉄系材料により一体に形成し、
    　前記リテーナ本体からスプリング座部に渡って連続する鍛流線を形成した、
    　ことを特徴とするスプリング・リテーナ。
  2. 　請求項１記載のスプリング・リテーナであって、
    　前記鉄系材料は、ばね鋼、ダイス鋼、ベアリング鋼、工具鋼の何れかである、
    　ことを特徴とするスプリング・リテーナ。
  3. 　請求項１又は２記載のスプリング・リテーナであって、
    　前記リテーナ本体及びスプリング座部の一体形成を、熱間鍛造により行った、
    　ことを特徴とするスプリング・リテーナ。
  4. 　請求項１～３の何れかに記載のスプリング・リテーナであって、
    　前記リテーナ本体及びスプリング座部の内部硬さを、Ｈｖ４５０～７００に設定した、
    　ことを特徴とするスプリング・リテーナ。
  5. 　請求項１～４の何れかに記載のスプリング・リテーナであって、
    　前記リテーナ本体及びスプリング座部の表面硬さを、前記コイル・スプリングの硬さを上回るように設定した、
    　ことを特徴とするスプリング・リテーナ。
  6. 　請求項１～５の何れかに記載のスプリング・リテーナであって、
    　前記リテーナ本体及びスプリング座部の表面に、－２００～－２０００ＭＰａの圧縮残留応力を設定した、
    　ことを特徴とするスプリング・リテーナ。
  7. 　請求項１～６の何れかに記載のスプリング・リテーナであって、
    　前記スプリング座部に、前記コイル・スプリングの内径側の当たりを逃げる凹部を形成した、
    　ことを特徴とするスプリング・リテーナ。
  8. 　請求項１～７の何れかに記載のスプリング・リテーナであって、
    　前記リテーナ本体は、他側端部の肉厚を該端部及びスプリング座部間の肉厚よりも相対的に厚く形成した、
    　ことを特徴とするスプリング・リテーナ。
  9. 　請求項１～８の何れかに記載のスプリング・リテーナであって、
    　前記リテーナ本体の支持孔にエンジン動弁機構のバルブのバルブ・ステム端部を支持させるものであり、
    　前記スプリング座部に、エンジン動弁機構のバルブ・スプリングを当接支持させるものである、
    　ことを特徴とするスプリング・リテーナ。
  10. 　請求項１～９の何れかに記載のスプリング・リテーナにコイル・スプリングを組み合わせたスプリング・システム。
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