JPH0589815U - バルブステム支持用コッタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、内燃機関の動弁機構において、バ
ルブステムを支持するために使用されるバルブステム支
持用コッタに関し、バルブステムに対してコッタを確実
に接触させることを目的とする。 【構成】 一対の半割り筒体からなり、バルブステムと
スプリングリテーナとの間に配置され、前記半割り筒体
の内周面を前記バルブステムの外周に当接されるととも
に、半割り筒体の内周に形成される半環状凸部を、前記
バルブステムに形成される環状凹部に嵌合されるバルブ
ステム支持用コッタにおいて、前記半割り筒体の軸長方
向にスリット部を形成して構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関の動弁機構において、バルブステムを支持するために使用 されるバルブステム支持用コッタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、内燃機関の吸排気口には、吸排気口を開閉するために、例えば、実開 昭５２−１０２０７号公報に開示されるような動弁機構が配置されている。

【０００３】 図３は、この種の動弁機構を示すもので、この動弁機構では、カム１１の回転 に応じて、バルブステム１３を往復動させ、バルブステム１３の先端に一体形成 される図示しないバルブにより、図示しない吸排気口の開閉が行われる。

【０００４】 すなわち、カム１１とバルブステム１３の一端との間には、キャップ１５およ びシール部材１７が配置されている。 そして、バルブステム１３の一端側には、スプリングリテーナ１９が配置され 、このスプリングリテーナ１９は、アウタースプリング２１とインタースプリン グ２３からなるバルブスプリング２５によりカム１１方向に向けて付勢されてい る。

【０００５】 バルブステム１３とスプリングリテーナ１９との間には、バルブステム１３を 支持するためのコッタ２７が配置されている。 このコッタ２７は、例えば、図４に示すように、一対の半割り筒体２９からな り、半割り筒体２９の外周には、スプリングリテーナ１９の内周に形成されるテ ーパ面３１に対応する形状のテーパ面３３が形成されている。

【０００６】 半割り筒体２９の内周面には、半環状凸部３５が一体に形成され、この半環状 凸部３５が、バルブステム１３に形成される環状凹部３７に嵌合されている。 上述したような動弁機構では、カム１１の回転運動に対してバルブステム１３ を正しく追従させることが、極めて重要なことであり、仮に、カム１１からスプ リングリテーナ１９が浮き上がり、両者が異なる運動を始めると、吸排気弁は予 期しない開閉をし、内燃機関の出力が低下する。

【０００７】 従って、従来、バルブスプリング２５のバネ力をできるだけ大きくし、カム１ １の回転運動にバルブステム１３を正しく追従させることが行われているが、こ のようにバルブスプリング２５のバネ力を大きくすると、スプリングリテーナ１ ９およびコッタ２７に作用する荷重が増大し、コッタ２７が、スプリングリテー ナ１９に１４〜２０度の間の角度を有するテーパ面３３により嵌合しているため 、その楔効果から、コッタ２７およびコッタ２７が接しているバルブステム１３ に大きな圧縮力が作用し、例えば、セラミック製のバルブステム１３では、脆性 のためにコッタ２７の接触部から破壊する虞れがある。

【０００８】 すなわち、近年、内燃機関の高速回転化に伴い、動弁機構の慣性重量の軽量化 が望まれており、バルブあるいはスプリングリテーナ１９材として、鋼材に変わ ってチタン材，アルミ材，セラミック材等を使用することが試みられており、中 でもセラミック材は、熱や摺動に強く、軽量効果も大きいため有望であるが、内 燃機関の過高速回転時に、ジャンピング，バースト，サージング等の異常運動が 発生すると、コッタ２７からバルブステム１３に大きな締め付け力が作用し、こ の結果、セラミック製のバルブステム１３がコッタ２７と局部的にのみ接触して いると、局部的に大荷重が作用し、セラミック材としての脆性と切り欠き効果に より、接触部から破壊する虞れがある。

【０００９】 そこで、従来、セラミック性のバルブステム１３とコッタ２７との局部的な接 触荷重を減少させるために、例えば、実開平２−１０７７０７号公報に開示され るようなコッタ２７が開発されている。

【００１０】 このコッタ２７は、図６に示すように、コッタ２７の外表面全体にわたって、 例えば、Ｎｉ−Ｐ合金を無電解メッキし、熱処理することにより、約１０μｍの 厚みの応力緩和層２７ａが形成されている。

【００１１】 すなわち、一般に、コッタ２７とバルブステム１３との接触面をミクロ的に見 ると、表面粗さ等が関与して応力分布が不均一になっているが、この例では応力 緩和層２７ａにより応力分布を平均化することが可能となり、バルブステム１３ とコッタ２７とのミクロ的な接触荷重を平均化することができる。

【００１２】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のコッタ２７では、バルブステム１３とコッタ ２７とのミクロ的な接触荷重を平均化することはできるが、コッタ２７の変形等 により生ずる接触面のマクロ的な応力分布の不均一を解消することができず、コ ッタ２７とバルブステム１３との接触面に局部的な応力集中が生じ、この応力集 中によりセラミック製のバルブステム１３が破壊する虞れがあるという問題があ った。

【００１３】 すなわち、一対の半割り筒体２９からなるコッタ２７は、半割り筒体２９の形 状や、バルブステム１３，半割り筒体２９およびスプリングリテーナ１９の加工 精度から、周方向に均等な荷重でバルブステム１３を圧縮しておらず、不均一な 当たりとなっている。

【００１４】 そして、半割り筒体２９は、荷重が均等になるように微小変形するが、バルブ ステム１３の環状凹部３７に嵌合する半環状凸部３５は、それ自体がリブとして 働き、変形を拘束されるため、バルブステム１３の環状凹部３７への追従性が低 下する。

【００１５】 このため、半割り筒体２９の半環状凸部３５が、バルブステム１３に対して周 方向で強く接触する箇所は、バルブステム１３に比較して半環状凸部３５の曲率 が大きい時には、半割り筒体２９の両端に偏在し、バルブステム１３に比較して 半環状凸部３５の曲率が小さい時には、図６に示すように中央部に偏在する。

【００１６】 すなわち、バルブステム１３の外周に対して、半割り筒体２９の曲率が小さい ため、半割り筒体２９は、その中央部Ａにおいてバルブステム１３に強く接触し 、両端部Ｂでは、弱くなる。

【００１７】 この傾向は、特に、軸長方向に力が作用する、半環状凸部３５と環状凹部３７ との接触部Ｃ₁ ，Ｃ₂ において顕著であり、極めて少しの曲率差によっても、半 割り筒体２９の両端Ｂが離れ易くなり、中央部Ａの接触部Ｃ₁ の作用力Ｆ₁ は、 両端の接触部Ｃ₂ の作用力Ｆ₂ に比較して非常に大きくなっている。

【００１８】 これは、コッタ２７が一対の半割り筒体２９からなり、それぞれの半割り筒体 ２９が、周方向に半周の形状を有し、かつ、縦断面内において、半環状凸部３５ やテーパ形状により厚さが異なるため、半割り筒体２９の変形が一様にならない ことに起因している。

【００１９】 本考案は、上記のような問題を解決すべくなされたもので、バルブステムに対 してコッタを確実に接触させることができるバルブステム支持用コッタを提供す ることを目的とする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】

本考案に係わるバルブステム支持用コッタは、一対の半割り筒体からなり、バ ルブステムとスプリングリテーナとの間に配置され、前記半割り筒体の内周面を 前記バルブステムの外周に当接されるとともに、半割り筒体の内周に形成される 半環状凸部を、前記バルブステムに形成される環状凹部に嵌合されるバルブステ ム支持用コッタにおいて、前記半割り筒体の軸長方向にスリット部を形成してな るものである。

【００２１】

【作用】 本考案のバルブステム支持用コッタでは、半割り筒体の軸長方向にスリット部 を形成したので、半割り筒体が変形し易くなる。

【００２２】

【実施例】

以下、本考案の詳細を図面に示す実施例について説明する。 図１は、本考案のバルブステム支持用コッタの一実施例を示しており、このコ ッタ４１は、図２に示すように、バルブステム４３とスプリングリテーナ４５と の間に配置されて使用される。

【００２３】 コッタ４１は、例えば、低合金鋼，アルミ合金，チタン合金，セラミック等か らなる横断面半円環状の一対の半割り筒体４７により形成されている。 半割り筒体４７の外周には、スプリングリテーナ４５の内周に形成されるテー パ面４９に対応する形状のテーパ面５１が形成されている。

【００２４】 半割り筒体４７の内周面の下部は、バルブステム４３の外周に当接される円形 穴５３とされている。 そして、半割り筒体４７の内周面の上部には、バルブステム４３に形成される 環状凹部５５に嵌合される半環状凸部５７が形成されている。

【００２５】 バルブステム４３に形成される環状凹部５５の形状は、断面半円状をしており 、半環状凸部５７の形状は、この環状凹部５５に嵌合する形状とされている。 しかして、この実施例では、半割り筒体４７の上部の中央には、軸長方向に半 環状凸部５７を横断してスリット部４７ａが形成され、さらに、半割り筒体４７ の下部の中央には、スリット部４７ａに対向する位置にスリット部４７ｂが形成 されている。

【００２６】 スリット部４７ａ，４７ｂは、長方形形状とされ、その底部の形状は、半円形 形状とされている。 なお、上述したバルブステム４３は、セラミックの他に耐熱鋼，チタン合金等 により形成されている。

【００２７】 また、スプリングリテーナ４５は、例えば、低合金鋼，アルミ合金，チタン合 金，セラミック等により形成されている。 しかして、上述したバルブステム支持用コッタでは、半割り筒体４７の軸長方 向にスリット部４７ａ，４７ｂを形成したので、剛性の低下により半割り筒体４ ７が変形し易くなり、バルブステム４３に対してコッタ４１を確実に接触させる ことが可能になる。

【００２８】 そして、この実施例では、半割り筒体４７の半環状凸部５７を横断してスリッ ト部４７ａを形成したので、半環状凸部５７のリブ作用を減少することが可能と なり、半環状凸部５７をバルブステム４３の環状凹部５５に、常時確実に接触さ せることができる。

【００２９】 すなわち、半環状凸部５７の環状凹部５５への接触面は、加工精度や荷重によ るコッタ４１の変形等により当たりが大きく変わる箇所であるが、この部の当た りが良好になるため、接触面圧が均一化され、例えば、セラミック製のバルブス テム４３を使用する場合にも、異常運転等によりバルブステム４３が破壊するこ とがなくなる。

【００３０】 従って、軽いが、脆性の低いセラミック製のバルブステム４３を使用すること が可能となり、動弁機構の慣性質量を低減することが可能となる。 また、この実施例のバルブステム支持用コッタでは、半割り筒体４７の分割部 とスリット部４７ａ，４７ｂとにより４分割されていると同様な状態となり、荷 重の指向性が従来より大幅に低減し、半割り筒体４７の分割部における、スプリ ングリテーナ４５の２分割破壊を低減することが可能となる。

【００３１】 なお、以上述べた実施例では、スリット部４７ａ，４７ｂの形状を長方形形状 にした例について述べたが、本考案は、かかる実施例に限定されるものではなく 、例えば、半円形状等にしても良いことは勿論である。

【００３２】 また、以上述べた実施例では、半割り筒体４７の中央にスリット部４７ａ，４ ７ｂを形成した例について述べたが、本考案は、かかる実施例に限定されるもの ではなく、例えば、半割り筒体の周方向に所定の間隔を置いて複数のスリット部 を形成しても良く、さらに、必ずしも半割り筒体の上下にスリット部を形成する 必要はないことは勿論である。

【００３３】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案のバルブステム支持用コッタでは、半割り筒体の軸 長方向にスリット部を形成したので、半割り筒体が変形し易くなり、バルブステ ムに対してコッタを確実に接触させることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のバルブステム支持用コッタの一実施例
を示す斜視図である。

【図２】図１のバルブステム支持用コッタをバルブステ
ムとスプリングリテーナとの間に配置した状態を示す断
面図である。

【図３】従来の動弁機構を示す断面図である。

【図４】従来のバルブステム支持用コッタを示す斜視図
である。

【図５】従来のバルブステム支持用コッタの他の例を示
す断面図である。

【図６】従来のバルブステム支持用コッタとバルブステ
ムとの接触状態を示す説明図である。

【符号の説明】

４１ コッタ ４３ バルブステム ４５ スプリングリテーナ ４７ 半割り筒体 ４７ａ，４７ｂ スリット部 ５５ 環状凹部 ５７ 半環状凸部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の半割り筒体からなり、バルブステ
   ムとスプリングリテーナとの間に配置され、前記半割り
   筒体の内周面を前記バルブステムの外周に当接されると
   ともに、半割り筒体の内周に形成される半環状凸部を、
   前記バルブステムに形成される環状凹部に嵌合されるバ
   ルブステム支持用コッタにおいて、前記半割り筒体の軸
   長方向にスリット部を形成してなることを特徴とするバ
   ルブステム支持用コッタ。