JPH059448Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、内燃機関用のセラミツクバルブの
取付構造の改良に関する。

「従来の技術」 従来、内燃機関のバルブＡのステム外周に環溝
Ｂを設け、コツターＣの内壁に設けた凸部Ｄを係
合し、スプリングリテーナーＥを介してスプリン
グＦとともにバルブＡを保持している。また、コ
ツターＣの材質としては、比較的軽量な金属や合
金が使われているが、近年のエンジンの高性能化
に伴い、動弁系においては特に重要なバルブにセ
ラミツクを使用して、出力、燃費の向上、と騒音
の低減を図つている。

「考案が解決しようとする問題点」 しかしながら、上記従来のバルブの取付構造に
おいて、バルブに金属を用いた場合、その材質の
有する熱や衝撃に対する強度との均衡上、それ程
の軽量化や騒音の低減を期待することができな
い。そのため、セラミツク等を用いると軽量化や
騒音の低減は比較的容易に達成されるが、セラミ
ツクの特有の性質である、端縁部への応力集中や
引張り強度に弱いという性質のため、例えば高回
転時におこり易いバルブサージングにより、バル
ブの支持部である、コツターと溝との係合部から
の破壊が生じるものである。そこで、この考案は
上記従来のもののもつ欠点を改善するものであ
り、セラミツクバルブを用い、容易に、確実に動
弁系の軽量化を達成し、しかも、セラミツク特有
の上記欠点を克服しようとするものである。

「問題点を解決するための手段」 その第１の手段は、セラミツクバルブのステム
外周に環溝を設け、この環溝にリングを介し、そ
のリングがコツターの内周に設ける環溝を支持し
てなるセラミツクバルブの取付構造である。

その第２の手段は、リングがチタン又チタン合
金よりなる第１の手段のセラミツクバルブの取付
構造である。

その第３の手段は、コツターの内周に設ける環
溝がセラミツクバルブ軸端側に開放している第１
の手段のセラミツクバルブの取付構造である。

その第４の手段は、リングがチタン又チタン合
金よりなる第３の手段のセラミツクバルブの取付
構造である。

「作用」 上記構成をもつので、バルブステム外周に設け
た環溝とバルブを支持するコツター内周に設けた
溝にリングを装着することにより、上記バルブに
過負荷がかかつてもバルブのステムに設けた溝の
端縁部に集中する力はリングにより分散されるの
で、バルブの破損を防止することができる。

この場合、リングを中空とすれば、リングが過
負荷時の応力を弾性変形により吸収緩和し、破損
防止作用が一層顕著となる。リングの材質として
は、チタン又はチタン合金を用いることが好まし
い。チタン合金はヤング率が通常の21000Kg／mm²
程度に比較し11000Kg／mm²と低く強度も引張で50
Kg／mm²以上である。ヤング率が低いことはステム
に設けた溝に対して接触性能が良好となり部分当
りや片当りを防止できる。また、強度は十分にあ
るので強度不足によるリングの塑性変形の懸念も
ない。更にリングを形状記憶合金で構成し、装着
時はリング内径をステムの環溝外径よりも大きく
変形させ、環溝の位置で形状記憶効果を利用して
内径を縮めて装着すれば、リングの形状がエンド
レスタイプとなり、切割部に対応するセラミツク
への応力集中が緩和される。

更にコツターの内周に設ける環溝がセラミツク
バルブ軸端側に開放していると、組み立てが容易
になる。つまり、バルブスプリングをスプリング
リテーナーで押さえ、コツターを装着し、その後
リングをそれぞれの環溝にはめればよいからであ
る。

「実施例」 この考案を図に示す実施例により更に説明す
る。

１はセラミツクよりなるバルブ、２はバルブス
プリングであり、バルブ１は、スプリングリテー
ナ３とコツター４により支承されこれをカム１１
の作動とロツカーアーム１０により上下動させら
れる。第２図はこの考案の実施例であり、まずバ
ルブ１のステム外周に環溝７を設けさらにコツタ
ー４端面部の同じく対応する位置にも環溝６を設
ける。この環溝６，７間に両方に当接するように
リング５を装着してなり、セラミツクよりなるバ
ルブ１のステムの環溝６の端縁部に応力が集中し
ても、リング５が適宜変形してバルブ１の環溝７
に過度の応力を与えないので、この部分の破損を
防止することができる。上記構造において、コツ
ター４をSCM435製、リング５を99％Ti製、バル
ブ１を94％窒化ケイ素焼結体製とし、単気筒50c.c.
のエンジンに適用し、アイドル12000rpmレー
シングを２万サイクル行つたが、バルブ１には全
く異常は認められなかつた。第３図は、上記リン
グ５を中空にしたもので、中空リング８を介して
セラミツクバルブ１のステムの環溝７とコツター
４に設けた環溝６とを連結するものであり、中空
による軽量化及び容易に中空リング８が変形しや
すくなることにより、バルブ１の衝撃を受けた場
合の耐久性の向上を達成することが出来さらにそ
の中空リング８を形状記憶合金で製作することに
より、高回転、高温時にバルブに過負荷がかかつ
ても、上記リング８が変形するだけで、過負荷が
消滅して定常状態になつた場合形状記憶合金のも
つ超弾性効果により原状に復帰でき、バルブを緊
密にスプリングリテーナーに支持するものであ
る。９はリング５に適宜設ける切割部であり、溝
６，７内への取付けを容易にするものである。

（考案の効果） 以上のとおりであるから、コツターとバルブス
テムの両方に溝を設け、その間に中実もしくは中
空のリングを介在させることで、セラミツクバル
ブのステムに設けた溝の端縁に応力が集中して
も、これを分散させてバルブの破損を防止するこ
とができ、そのためセラミツク使用による出力、
燃費及び騒音の低減化を向上させることのできる
優れた効果をもつものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案のバルブを取付けた状態を示
し、第２、第３図は、この考案の実施例の側面図
を示し、第４図はリング、第５図は従来例の側面
図である。 １……セラミツクバルブ、２……バルブスプリ
ング、３……スプリングリテーナー、４……コツ
ター、５……リング、６，７……環溝、８……中
空リング。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) セラミツクバルブのステム外周に環溝を設
   け、この環溝にリングを介し、そのリングがコ
   ツターの内周に設ける環溝を支持してなるセラ
   ミツクバルブの取付構造。 (2) リングがチタン又チタン合金よりなる実用新
   案登録請求の範囲第１項記載のセラミツクバル
   ブの取付構造。 (3) コツターの内周に設ける環溝がセラミツクバ
   ルブ軸端側に開放している実用新案登録請求の
   範囲第１項記載のセラミツクバルブの取付構
   造。 (4) リングがチタン又チタン合金よりなる実用新
   案登録請求の範囲第３項記載のセラミツクバル
   ブの取付構造。