JPH059447Y2

JPH059447Y2 -

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Publication number: JPH059447Y2
Application number: JP1986125870U
Authority: JP
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1993-03-09
Anticipated expiration: 2001-08-20
Also published as: JPS6334312U

Description

[Detailed explanation of the idea]

（考案の属する技術分野）この考案は、内燃機関の動弁機構に使用される
バルブスプリングリテーナに関する。（従来技術と問題点）バルブスプリングリテーナ（以下、単にリテー
ナと呼ぶ）は、内燃機関の動弁機構に使用され、
バルブの一端に固定されている。カム機構によつてバルブを開閉する場合、バル
ブをカムに押しつけて、カムに追従させるための
荷重が必要である。そのため、一般にコイルバネ
が使用されている。バルブが開いているときは、
このバルブスプリングの圧縮力Ｆが、リテーナを
介して動弁系の各部品に働いている。もし、圧縮力Ｆが不足すると、各部品はカムか
ら浮き上がり、カムとは異なる運動を始める。圧
縮力Ｆを十分に保つためには、動弁系の慣性力を
小さくすることと、バルブスプリングの圧縮力Ｆ
を大きくすることである。慣性力を小さくするた
めには、動弁系の各部品を軽くするか、回転数を
低くする必要がある。したがつて、エンジンの高速回転化の要求に対
応するためには、動弁部材の慣性重量の軽量化を
行うことが特に有効である。従来から、リテーナは鋼製のものが使用されて
いる。重量軽減のため薄肉化などの改善がなされ
ているが、比重の大きい鋼製リテーナではその効
果は充分なものではない。リテーナ本体を、高強度アルミ合金などで作成
すれば軽量化を図ることができる。しかし、スプ
リングに接触する部分が長時間の使用で摩耗し、
そこから割れが生ずる恐れがある。この摩耗を低
減するため、高強度アルミ合金基地中に耐摩耗性
硬質粒子を分散させて使用する方法が考えられる
が、この方法は、耐摩耗性は向上するものの、そ
の分散した硬質粒子による切欠き効果のため強度
の低下を生じ、耐久性が劣るという問題がある。（問題点を解決するための手段）この考案は、Si9〜15重量％、Cu2〜８重量％、
Mg0.2〜2.0重量％、残Alからなるアルミ合金製
本体１のスプリングに接触する当り面に、厚さが
0.5mm以下の鋼板からなる部材２が組合されてい
る二層構造のバルブスプリングリテーナを提供す
ることで上記のような問題点を解決している。このようなAl合金は、晶出シリコンを微細粒
子にすることで耐摩耗性および機械的強度を改善
することができる。微細な晶出シリコン粒子が均
一に分散しているAl−Si合金は、アトマイズ法
によつてSi粒子を微細化させた合金粉末を、押出
し加工によつて成形して得ることができる。アト
マイズ法は、鋳造法に比べて冷却が急速であるた
め、晶出シリコンが極めて微細に分散した合金粉
末となる。リテーナ本体には、運転中にスプリングおよび
コツタからの応力が働くため、ある程度引張りに
強い合金が必要である。また、Si9〜15重量％、Cu2〜８重量％、Mg0.2
〜2.0重量％、残Alからなる合金も、T6処理を行
うと十分な引張り強さを有する。この合金に含ま
れるSiは、基地強化に寄与する。Siの含有量が多
い程基地の硬度は高くなるが、あまり多くすると
かえつて基地を脆化させる。充分な機械的強度を
得るためには15％以下にすることが望ましい。ま
た、９％未満では基地強化の効果は少なく、長時
間の使用で破壊してしまう恐れがある。 Cuは時効硬化によつて基地を強化する。Cuの
含有量が増加すると、熱膨張係数が低下するが、
８％を越えるとCu₂Alの粗大な金属間化合物が晶
出して基地を脆化させ、機械的強度が低下し、さ
らに耐食性も低下する。したがつて、Cuの含有
量は、時効硬化のあらわれる２％以上とし、基地
の強度から８％以下が望ましい。 MgはCuと同様に時効効果の作用によつて基地
を強化するが、含有量が多くなるにしたがつて熱
膨張係数を上昇させるので好ましくない。Mgの
含有量は、0.2〜2.0％が望ましい。また、本考案のAl合金の他に、JIS Ｈ 4000
の合金番号7075のAl−Zn−Mg系合金を用いるこ
ともことができる。スプリングと接触する鋼製からなる部材は、摩
耗しやすいアルミ合金製本体を保護する目的で使
用する。この鋼製部材の厚さは、リテーナの重量
に影響するため、できるだけ薄い方が好ましく
0.5mm以下とした。そして、大きさは、スプリン
グと接触する部分だけに限つた方が、より望まし
い。（実施例）リテーナ本体用として、表１のマトマイズ合金
粉末を作り、これを成形ゴム型中に充填し、
1.6ton／cm²の加圧力で成形して、φ50mm、長さ90
mmのビレツトを作成した。 (Technical field to which the invention pertains) This invention relates to a valve spring retainer used in a valve train of an internal combustion engine. (Prior art and problems) Valve spring retainers (hereinafter simply referred to as retainers) are used in the valve train of internal combustion engines.
Fixed to one end of the valve. When opening and closing a valve using a cam mechanism, a load is required to press the valve against the cam and make it follow the cam. Therefore, coil springs are generally used. When the valve is open,
This compressive force F of the valve spring acts on each component of the valve train via the retainer. If the compressive force F is insufficient, each part will lift off from the cam and begin to move differently from the cam. In order to maintain a sufficient compression force F, it is necessary to reduce the inertia force of the valve train and to reduce the compression force F of the valve spring.
The goal is to increase the In order to reduce the inertial force, it is necessary to make each part of the valve train lighter or to lower the rotation speed. Therefore, in order to meet the demand for higher engine speeds, it is particularly effective to reduce the inertia weight of the valve operating member. Conventionally, retainers made of steel have been used. Improvements have been made to reduce weight, such as thinning the walls, but the effects are not sufficient for steel retainers with a high specific gravity. The weight of the retainer body can be reduced by making it from a high-strength aluminum alloy or the like. However, the part that comes into contact with the spring wears out over long periods of use.
Cracks may occur from there. In order to reduce this wear, a method of using wear-resistant hard particles dispersed in a high-strength aluminum alloy base is considered, but although this method improves wear resistance, it is difficult to cut by the dispersed hard particles. There is a problem that the strength decreases due to the chipping effect and the durability is inferior. (Means for solving the problem) This idea consists of 9 to 15% by weight of Si, 2 to 8% by weight of Cu,
The contact surface of the aluminum alloy body 1, which is made of 0.2 to 2.0% by weight of Mg and the remainder of Al, is made of
The above-mentioned problems are solved by providing a valve spring retainer with a two-layer structure in which members 2 made of steel plates of 0.5 mm or less are combined. Such Al alloys can improve wear resistance and mechanical strength by forming crystallized silicon into fine particles. An Al-Si alloy in which fine crystallized silicon particles are uniformly dispersed can be obtained by extruding an alloy powder in which Si particles are made fine by an atomization method. Since the atomization method cools more rapidly than the casting method, it produces an alloy powder in which crystallized silicon is extremely finely dispersed. The retainer body is subjected to stress from springs and bolts during operation, so an alloy that has some degree of tensile strength is required. Also, Si9~15% by weight, Cu2~8% by weight, Mg0.2
An alloy consisting of ~2.0% by weight and residual Al also has sufficient tensile strength when subjected to T6 treatment. Si contained in this alloy contributes to strengthening the base. The higher the Si content, the higher the hardness of the base, but if it is too much, the base will become brittle. In order to obtain sufficient mechanical strength, it is desirable that the content be 15% or less. Furthermore, if it is less than 9%, the effect of strengthening the base will be small and there is a risk that it will be destroyed if used for a long time. Cu strengthens the base through age hardening. As the Cu content increases, the thermal expansion coefficient decreases;
If it exceeds 8%, coarse intermetallic compounds of Cu ₂ Al will crystallize and embrittle the matrix, reducing mechanical strength and further reducing corrosion resistance. Therefore, the Cu content should be 2% or more, which causes age hardening, and desirably 8% or less in view of the strength of the matrix. Like Cu, Mg strengthens the matrix by the aging effect, but as the content increases, the coefficient of thermal expansion increases, which is undesirable. The content of Mg is preferably 0.2 to 2.0%. In addition to the Al alloy of this invention, JIS H 4000
It is also possible to use an Al-Zn-Mg alloy with alloy number 7075. The steel member that comes into contact with the spring is used to protect the aluminum alloy body, which is prone to wear. The thickness of this steel member affects the weight of the retainer, so it is preferable that it be as thin as possible.
It was set to 0.5 mm or less. It is more desirable to limit the size to only the portion that comes into contact with the spring. (Example) For the retainer body, the mattomized alloy powder shown in Table 1 was prepared and filled into a molded rubber mold.
Molded with a pressure of 1.6ton/ ^cm2 , φ50mm, length 90mm
I made a mm billet.

【表】このビレツトを内径60mmのコンテナに入れ、
450℃で熱間押出しを行つて、押出し比14.06、
φ16mmの押出し棒を作成した。この押出し棒を適当な長さに切断し、これと厚
さ0.2mmの鋼板を組合せて、450℃で鍛造を行な
い、目的の本考案リテーナを作成した。（実機試験）上記で得られたリテーナと、従来の鋼製リテー
ナを４気筒のエンジンヘツドに組込み、6600回
転、油温130℃で1000時間のモータリングテスト
を行ない、耐久性の試験を行つた。（効果）第２図に示す測定結果から、油温130℃で1000
時間のモータリングテストを行つても、摩耗量は
鋼製のリテーナと同等であり、本考案リテーナは
充分耐摩耗性のあることが確認でき、また、割れ
やクラツクは全く発生せず、強度も充分であるこ
とが確認できた。さらに、本考案リテーナの重量
は、鋼製のものにくらべて約1/2であるため、エ
ンジンの高回転化の要求にも対応することが可能
である。[Table] Place this billet in a container with an inner diameter of 60 mm.
Hot extrusion was performed at 450℃, extrusion ratio 14.06,
An extruded rod with a diameter of 16 mm was made. This extruded rod was cut to an appropriate length, combined with a 0.2 mm thick steel plate, and forged at 450°C to create the intended retainer of the present invention. (Actual machine test) The retainer obtained above and a conventional steel retainer were assembled into a 4-cylinder engine head, and a motoring test was conducted for 1000 hours at 6600 rotations and an oil temperature of 130°C to test durability. . (Effect) From the measurement results shown in Figure 2, 1000 at an oil temperature of 130℃
Even after an hourly motoring test, the amount of wear was the same as that of a steel retainer, confirming that the retainer of the present invention has sufficient wear resistance, and there was no cracking or cracking at all, and the strength was also high. It was confirmed that this was sufficient. Furthermore, the weight of the retainer of the present invention is about half that of a steel retainer, so it can meet the demands for higher engine speeds.

[Brief explanation of drawings]

第１図は本考案リテーナの断面を示す図、第２
図はリテーナの使用状態を示す一部断面図であ
る。図中、１……リテーナ本体、２……鋼製部材、
３１……リテーナ、３２……コツタ、３３……ス
プリング。 Figure 1 is a cross-sectional view of the retainer of the present invention;
The figure is a partially sectional view showing how the retainer is used. In the figure, 1... retainer body, 2... steel member,
31...Retainer, 32...Kotta, 33...Spring.

Claims

[Scope of utility model registration request]

In valve spring retainers, Si9~15
Weight%, Cu2~8wt%, Mg0.2~2.0wt%, balance
A valve spring retainer characterized in that a member made of a steel plate with a thickness of 0.5 mm or less is combined with the contact surface of the aluminum alloy main body made of Al that contacts the spring.