JPH078803Y2 - エンジンのバルブスプリング - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本願考案は、エンジンのバルブスプリングの構造に関す
るものである。

（従来技術） 例えば第３図に図示するように、一般にエンジンの動弁
機構１はエンジン燃焼室側のバルブシートに対応するバ
ルブ部（図示省略）と、該バルブ部を支持するバルブス
テム２と、該バルブステム２のステムヘッド部2aに回転
可能なコレット４を介して嵌装固定されたスプリングリ
テーナ（バルブアッパーシート）５と、該スプリングリ
テーナ５の座面部６とエンジン本体側シリンダヘッド上
面との間に介装され上記バルブ部を常時閉方向に付勢す
るバルブスプリング３とから構成されている。

このようなエンジンの動弁機構において、その作動を円
滑かつ確実ならしめるためには、上記バルブスプリング
３による付勢力を常時安定して確保し得るようにし、そ
れによってカムとバルブとの連動性を常に適正に維持し
得るようにすることが肝要であり、そのためには、動弁
系自体の慣性力を小さくすることと、バルブスプリング
３の付勢力を十分に大きくすることが要求される。

このような要求から動弁系自体の軽量化を図り慣性力を
小さくするとともに実質的にバルブスプリングの付勢力
の作用を有効にする目的で、最近では上記のスプリング
リテーナ５をアルミ合金（例えば、高強度アルミ合金）
で製造する試みがなされつつある（例えば、実開昭63-2
4311号公報参照）。

また、一方上記バルブスプリング３は可及的に高い弾性
係数を得るために剛性の高い金属材料が選択されるが、
該バルブスプリング３の方は上記スプリングリテーナ５
の座面部との当接面の面積が極めて小さい。そのために
接触面での摩耗量も大きく実質的なコイル長の変動を招
き易い。その結果、場合によっては付勢力が低下すると
いうことも起こり得る。特にバルブスプリングは、一般
にコイル状に巻かれて形成されているために上記スプリ
ングリテーナ側座面部６との当接面に作用する反力の大
きさ（面圧）は本来不均一となる。従って、その結果と
して生じてくる摩耗は偏摩耗となり、長期間の使用によ
ってガタツキを生じるなど好ましくない問題を発生させ
る。このため、例えば実開昭62-93101号公報に示される
ように上記反力の大きい部分を最初から突面部に形成し
て置く構成も採用されてはいるが、これは摩耗自体を防
止することにはならず、結局接触面積を小さくすること
から却って摩耗を促進することになり、根本的な問題の
解決にはなっていない。

このような事情に鑑み、最近では上記バルブスプリング
接触面の疲労強度を上げ耐摩耗性を向上させるために、
スプリング端面をショットピーニング加工することが一
部で実施されている。

ショットピーニング加工を施すと、ショット時の衝撃に
よる加圧力によって素材表面にある程度の細かい凹凸変
形面が形成されるが、一方該変形時に生じる内部歪みに
よる応力が残留応力として蓄積されるようになり、それ
によって疲労強度が向上するメリットがある。

（考案が解決しようとする課題） しかし、他方上述のショットピーニング加工によって第
５図のようにバルブスプリング３の上端3a側のスプリン
グリテーナとの当接面８が凹凸粗面になると、リテーナ
側座面との摩擦係数が高くなり、リテーナ側の摩耗度が
激しくなる問題がある。

特に、上述のように慣性重量の低減を目的としてスプリ
ングリテーナをアルミ合金で製作したような場合には、
特にその点が問題となる。

（課題を解決するための手段） 本願考案は、上記のような問題を解決することを目的と
してなされたもので、エンジン本体側とバルブ側スプリ
ングリテーナとの間に位置してエンジンのバルブを閉方
向に付勢する一方、上記スプリングリテーナとの当接面
にショットピーニング加工が施されてなるエンジンのバ
ルブスプリングにおいて、上記ショットピーニング加工
が施された対スプリングリテーナとの当接面の凹部に所
定の充填材を充填したことを特徴とするものである。

（作用） 本願考案のエンジンのバルブスプリングの構造では、上
述のようにショットピーニング加工が施されているスプ
リングリテーナとの当接面部に例えば軟質金属等所定の
充填材が充填され、接触面が平滑化されている。

（発明の効果） 従って、本願考案のエンジンのバルブスプリングによる
と、仮にアルミ合金製のスプリングリテーナを用したよ
うな場合にも摩耗度が低く、長期間安定した作動状態を
確保し得る動弁機構を提供し得るようになる。

（実施例） 以下、添付の図面第１図〜第４図を参照して本願考案の
実施例について詳細に説明する。

本実施例のエンジンのバルブスプリング３は、例えば第
３図に図示するように、自動車用エンジンの吸気あるい
は排気用バルブ２のバルブステム2aに遊嵌され、当該バ
ルブステム2aの上端にバルブコッタ４を介して取り付け
られたバルブスプリング・リテーナの座面部６と図示し
ないシリンダヘッド上面との間に介装されるものであ
る。そして、上記スプリング・リテーナは、バルブスプ
リング３の上端3a側が当接されるべく構成された段部を
有するアルミ合金製のリテーナ本体５と、該アルミ合金
製のリテーナ本体５におけるバルブスプリング当接面5a
に一体形成された同じくアルミ合金製の座面部６とによ
って構成されている。

前記リテーナ本体５を構成するアルミ合金は、例えば下
記の（表−１）の如き組成の高強度アルミ合金とされて
いる。

他方、上記構成のスプリングリテーナの上記座面部６と
エンジン本体側シリンダヘッド上面部との間に介装され
ている上記バルブスプリング３は、例えば全体としてシ
ョットピーニング加工が施され、疲労強度が高くなるよ
うにして形成されている。

そして、該ショットピーニング加工の結果、当該バルブ
スプリング３の表面には従来同様の細かな凹凸が形成さ
れ、当然その上記スプリングリテーナ側座面部６との当
接面も図示のように素材自体としては凹凸粗面に形成さ
れている。

しかし、本実施例の場合には、当該凹凸粗面の凹部7,7
・・中に当該凹部7,7・・を埋めるように例えばSnやAl,
Zn系の合金等の軟質金属よりなる凹溝部充填材10,10・
・が充填されている。そして、それによって上記座面部
６との接触面８が第１図および第２図に示すようにショ
ットピーニング加工を行わなかった場合と同じように平
滑化されている。上記充填材としては、上述のような軟
質金属の場合のみに限らず、例えば合成樹脂材料やペン
キ等の使用も可能である。

また、平滑面の形成方法は、上記充填材10,10・・を凹
溝部7,7・・に擦り込んだり、メッキするなど各種の方
法の採用が可能である。

上記バルブスプリング３の材質としては、次の又は
のような組成の鋼製オイルテンパー線が選ばれる。

以上の如く、本願考案の実施例によるエンジンのバルブ
スプリングの構造では、上述のようにショットピーニン
グ加工が施されているスプリングリテーナとの当接面部
に例えば軟質金属等所定の充填材が充填され、接触面が
平滑化されている。

従って、第４図の摩耗試験データ（エンジン回転7000rp
m下に於ける本実施例と従来例との比較データ）から明
らかなように仮にアルミ合金製のスプリングリテーナを
採用したような場合にも充填材を詰めない従来例に比較
して遥かに摩耗度が低く、長期間安定した作動状態を確
保し得る動弁機構を提供し得るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本願考案の実施例に係るエンジンのバルブス
プリングの要部の構造を示す断面図、第２図は、同要部
の拡大断面図、第３図は、同バルブスプリングの動弁機
構への組込み状態における断面図、第４図は、同実施例
構造のエンジンのバルブスプリングの摩耗量を従来例と
対比して示すグラフ、第５図は従来のエンジンのバルブ
スプリングの構造を示す要部の断面図である。 １……動弁機構 ２……バルブ 2a……バルブステム ３……バルブスプリング 3a……上端部 ５……スプリングリテーナ本体 ６……座面部 ７……凹溝部 10……充填材

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン本体側とバルブ側スプリングリテ
   ーナとの間に位置してエンジンのバルブを閉方向に付勢
   する一方、上記スプリングリテーナとの当接面にショッ
   トピーニング加工が施されてなるエンジンのバルブスプ
   リングにおいて、上記ショットピーニング加工が施され
   た対スプリングリテーナとの当接面の凹部に所定の充填
   材を充填したことを特徴とするエンジンのバルブスプリ
   ング。