JPH04183908A - 内燃機関用吸排気弁 - 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、例えば、弁体がチタン又はチタン合金により
成形された内燃機関用の吸排気弁に係り、特に、ステム
の端面の耐摩耗性を向上させた吸排気弁及びその製造方
法に関する。

〔従来の技術〕

エンジンの許容回転数を高めるうえで最も障害゛となる
のは、動弁系の重量による慣性質量の増加であり、動弁
系の構成部品の総重量が大となると、その慣性のために
、高速回転になるほど、弁体のカムに対する追従性能が
低下し、弁体がおどり等を発生して出力低下を招く。

このような観点から、弁体を鋼材（耐熱合金鋼）に代え
て、低比重でかつ耐熱性にも優れるチタン又はチタン合
金により製作し、弁体の一層の軽量化を図る試みがなさ
れている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、弁体をチタン又はチタン合金により製作
した吸排気弁においては、チタン等の硬度がロックウェ
ル硬さ（ｌ（ＲＣ）で３０−４０程度と小さいため、常
時弁開閉に伴う大きな繰返し荷重が作用するステム端面
の耐摩耗性が問題となる。

この問題点を解決するため、ステムの端面にステライト
等の耐摩耗性材料を肉盛りしたり、又は高硬度の鋼材等
をステムの端部に接合したりすることが行なわれている
。

しかし、ステライトは高価であるばかりでなく、それを
施工するための設備費も嵩み、かつ施工時間も長いこと
から、製造コス１−を引き」二げる結果となる。

また、ステムの端部に耐摩耗性のある鋼材を溶接手段等
により接合すると、互いの融点の違い等により熱変形や
熱ひずみが発生する恐れがある。

本発明は、」１記課題に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、簡単な手段でステムの端面の耐摩耗
性を高めることを可能とし、もって、安価な内燃機関用
吸排気弁及びその製造方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は、ステムの一端に傘
部が連設された弁体よりなる内燃機関用吸排気弁におい
て、前記ステムの他端面における少なくとも弁ｌ駆動部
材と摺接する部分に凹陥部を形成し、該凹陥部に、弁体
の材質より高硬度の硬質材料を嵌着したことを特徴とし
ている。

また、その製造方法は、ステムの一端に傘部が連設され
た弁体における前記ステムの他端面に凹陥部を形成し、
該凹陥部に、ステムの材質より高硬度の硬質材料を嵌着
したのち、少なくともステムの端面より突出する硬質材
料の上部を切除することを特徴としている。

〔作　用〕

ステムの端面に硬質材料を嵌着したので、その部分の耐
摩耗性は著しく高まる。

また、硬質材料を、ステム端面の凹陥部にのみ１１笑着
しであるので、弁体の重量増加を最小限としうる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説明する。

第１図は、本発明の吸排気弁の第１実施例を示し、傘部
（１）とステム（２）からなる弁体（３）は、チタン又
はチタン合金により成形されている。

（４）は、ステム（２）の端部に設けられた、コック（
図示略）係止用の環状凹溝である。

ステム（２）の端面（２ａ）の中央部には、エンジンへ
の組付時において、ロッカーアーム（５）が摺接する面
積以上の開１丁１面積を有し、かつ中心を端面位置より
も若干下方にずらしたほぼ半球状の凹陥部（６）が形成
されている。

凹陥部（６）内には、チタン又はチタン合金よりも高い
硬度を有するとともに、上端部に、ステム（２）の端面
（２ａ）と整合する切断面を有する欠球体状の硬質材料
（７）が、密に嵌着されている。

硬質材料（７）の材質、及び嵌合後の抜け止め対策は、
次の要領で行なうのがよい。

すなわち、第２図に示すように、ステム（２）の端面（
２ａ）に形成した半球状の凹陥部（６）に、それと同径
をなすベアリング用の鋼球（８）を適正に嵌合したのち
、ステム（２）の軸端部を、プレス等により軸心方向に
強圧してカシメ、抜け止めを図る。

ついで、端面（２ａ）より突出した部分のみ、もしくは
ステム（２）の上端を研削等により同時に切除すれば、
第１−図示のようなエンジンバルブが成形される。

この第１実施例のように、凹陥部（６）を球面状として
、これに欠球体状の硬質材料（７）を嵌着すると、弁開
閉時の荷重が分散されて応力集中部の生じるのが防止さ
れるので、軸端部の強度、剛性を高めることができる。

なお、凹陥部（６）を、第３図に示すように、ドリルで
穿設したままの形状の凹陥部（９）とすることもある。

このようにすると、凹陥部（９）の加工性が向上する。

第４図は、本発明の吸排気弁の第２実施例に示し、この
実施例では、ステム（２）の端面（２ａ）の中央部に形
成された、有底円皿状又は角皿状の凹陥部（］、　（１
）内に、概ね截頭円錐形又は截頭四角鉢形をなす焼入鋼
等の硬質材料（１１）を嵌合したのち、ステム（２）の
軸端を細心方向に強圧してカシメ、さらに、ステム（２
）の端面（２ａ）より突出する部分を、ステム（２）の
端面（２ａ）と整合する平滑面に切除したものである。

以上のように、」二記第１、第２実施例においては、い
ずれも、−船釣な硬質材料（７）（１，１，）を、溶接
等の熱接合手段によらず、全て常温下における機械的手
段により固着しているので、コス１へ的に有利であり、
また、ステム（２）の軸端部に熱ひずみや熱変形等の発
生する恐れもない。

しかも、ステム（２）の端面（２ａ）のロッカーアーム
（５）と摺接する部分にのみ、硬質材料（７）（Ｉｌ、
）を嵌着して耐摩耗性を高めているので、弁体（３）の
重量増加分は極く僅かで済む。

上記各実施例に用いる硬質材料は、Ｃｏ基、Ｎｉ基、Ｆ
ｅ基をベースとした合金鋼、セラミックス、超高分子量
ポリエチレン等の耐摩耗性プラスチック等であってもよ
い。

実施例では、ステム（２）を中実材として説明したが、
弁体（３）における傘部（１）からステム（２）の適所
までに至る中心軸線上に、中空孔を穿設してなる中空弁
、あるいは中空孔内に冷却媒体が封入された中空弁にも
適用しうる。

弁体（３）の材料は、上記チタン又はチタン合金に限定
されるものではなく、アルミニウム合金やその他の低比
重材料でもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ステムの端面に形成した凹陥部に、硬
質材料を嵌着するだけの簡単な手段で、ステム端面の耐
摩耗性を高める′ことができるので、安価な吸排気弁を
提供しうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の吸排気弁の第１実施例を示す中央縦
断正面図、 第２図は、同しく製造要領を示す要部の中央縦断拡大正
面図、 第３図は、同じく凹陥部の他の実施例を示す要部の中央
縦断拡大正面図、 第４図は、本発明の吸排気弁の第２実施例を示す要部の
中央縦断正面図である。 （１）傘部　　　　　　　　（２）ステム（２ａ）端面
　　　　　　　　（３）弁体（４）環状凹溝 （５）ロッカーアーム（弁駆動部材） （６）凹陥部 （７）硬質材料（欠球体）　　（８）鋼球（９）（１，
０）凹陥部　　　　　（１１）硬質材料第２図 第１図 、／゛− ／ ／ ２ａ　＜、、　　／”′”″ぐ− ６７°′−５ ／／　／　／　／　／　／入　／１

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）ステムの一端に傘部が連設された弁体よりなる内
   燃機関用吸排気弁において、前記ステムの他端面におけ
   る少なくとも弁駆動部材と摺接する部分に凹陥部を形成
   し、該凹陥部に、弁体の材質より高硬度の硬質材料を嵌
   着したことを特徴とする内燃機関用吸排気弁。
2. （２）硬質材料が、ステム軸端部のカシメにより抜け止
   めされている請求項（１）記載の内燃機関用吸排気弁。
3. （３）硬質材料が、中心がステムの軸端面より下方に位
   置し、かつ中心より上方においてステムの軸端面と整合
   する切断面を有する欠球体よりなり、該欠球体における
   中心より上方の外周面にステムの凹陥部の内面が密接す
   るように、ステムの軸端部がカシメられている請求項（
   １）又は（２）記載の内燃機関用吸排気弁。
4. （４）硬質材料が、ほぼ截頭円錐形をなす請求項（１）
   又は（２）記載の内燃機関用吸排気弁。
5. （５）ステムの一端に傘部が連設された弁体における前
   記ステムの他端面に凹陥部を形成し、該凹陥部に、ステ
   ムの材質より高硬度の硬質材料を嵌着したのち、少なく
   ともステムの端面より突出する硬質材料の上部を切除す
   ることを特徴とする内燃機関用吸排気弁の製造方法。