JPH0988523A - 内燃エンジンの動弁装置 - Google Patents
内燃エンジンの動弁装置Info
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- JPH0988523A JPH0988523A JP7241197A JP24119795A JPH0988523A JP H0988523 A JPH0988523 A JP H0988523A JP 7241197 A JP7241197 A JP 7241197A JP 24119795 A JP24119795 A JP 24119795A JP H0988523 A JPH0988523 A JP H0988523A
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- valve
- lifter
- cam
- valve lifter
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Abstract
係数を小さく抑えて摩擦損失と騒音を低減することがで
きる内燃エンジンの動弁装置を提供すること。 【構成】 内燃エンジンの動弁装置において、バルブリ
フター8の外表面の仕上げ粗さRa=0.05以下とし
て該外表面にPVDによってTiN又はCrNの被膜を
形成し、カムシャフト11のカムノーズ部12aを先端
幅広形状とするとともに、リフターガイド10を燒結合
金で構成してその摺動面の仕上げ粗さRa=0.8以下
とする。本発明によれば、バルブリフター8の外表面に
TiN又はCrNの被膜を形成することによって、該バ
ルブリフター8の表面硬度を高めてその摩擦係数を小さ
く抑えることができ、更に、カムノーズ部12aを先端
幅広形状とすることによって該カムノーズ部12aのヘ
ルツ応力を下げることができ、これらによって前記目的
を達成することができる。
Description
弁装置に関する。
は、動弁装置によって吸・排気バルブが適当なタイミン
グで開閉されてシリンダ内のガス交換がなされるが、特
にOHC(オーバーヘッド・カムシャフト)式の動弁装
置は、バルブスプリングによって閉じ側に付勢された吸
・排気バルブと、該吸・排気バルブの各ステム部頂部に
保持されたバルブリフターと、該バルブリフターを摺動
自在に嵌合保持するリフターガイドと、同バルブリフタ
ー又はこれの頂部に保持されたアウターパッドに摺接す
るカムを一体に形成して成るカムシャフトを含んで構成
され、エンジン動力の一部で前記カムシャフトを回転駆
動することによって前記吸・排気バルブを適当なタイミ
ングで開閉する。
ター又はこれの頂部に保持されるアウターパッドはSC
M材又はSKD材で構成され、その耐摩耗性を高めるた
めにSCM材に対して浸炭処理を施し、SKD材に対し
てはガス軟窒化を施して表面硬度がHv(ビッカース硬
さ)=800程度に設定されている。
最大アーム長さとバルブリフター径によって制約を受け
るため、一定幅に抑えられている。
一体に形成されていたため、該リフターガイドはシリン
ダヘッドと同材質のアルミニウム合金鋳物で構成されて
いた。
イドリングを含む低回転・低負荷の運転領域では、全摩
擦損失中に占める動弁装置の摩擦損失の割合が大きく、
この割合を小さく抑えて燃費の改善を図ることが望まれ
る。
リフター又はアウターパッドとの接触部の潤滑状態にお
いては、膜厚比が1以下となる境界潤滑領域の割合が大
きく、特に低回転領域ではカムとバルブリフター又はア
ウターパッド間での滑り速度が小さいために油膜厚さが
薄くなり、金属接触を起こす割合が高くなって摩擦損失
が大きくなる。
パッドに対する接触位置が移動することによってバルブ
リフターはリフターガイドとの間のクリアランス分だけ
傾くために横方向の荷重(側圧)を受けながら摺動し、
このために側圧が大きい部分ではバルブリフターとリフ
ターガイドとの摺動部の潤滑状態は境界潤滑となり、こ
れによっても摩擦損失が大きくなる。
で、その目的とする処は、各摺動部の耐摩耗性を高める
とともに、摩擦係数を小さく抑えて摩擦損失及び騒音を
低減することができる内燃エンジンの動弁装置を提供す
ることにある。
め、請求項1記載の発明は、バルブスプリングによって
閉じ側に付勢されたバルブと、該バルブのステム部頂部
に保持されたバルブリフターと、該バルブリフターを摺
動自在に嵌合保持するリフターガイドと、同バルブリフ
ター又はこれの頂部に保持されたアウターパッドに摺接
するカムを一体に形成して成るカムシャフトを含んで構
成され、エンジン動力の一部で前記カムシャフトを回転
駆動することによって前記バルブを適当なタイミングで
開閉する内燃エンジンの動弁装置において、前記バルブ
リフター又はアウターパッドの外表面の仕上げ粗さRa
=0.05以下として該外表面にPVDによってTiN
又はCrNの被膜を形成し、前記カムシャフトのカムノ
ーズ部を先端幅広形状とするとともに、前記リフターガ
イドを燒結合金で構成してその摺動面の仕上げ粗さRa
=0.8以下としたことを特徴とする。
の発明において、前記TiNの被膜厚さを1.5〜3.
0μm、前記CrNの被膜厚さを10〜20μmとした
ことを特徴とする。
又はアウターパッドの外表面の仕上げ粗さRa=0.0
5以下として該外表面にPVD(物理蒸着処理)により
TiN又はCrNの被膜を形成することによって、該バ
ルブリフター又はアウターパッドの表面硬度Hvを18
00〜2400(TiN被膜の場合)又は1600〜2
200(CrN被膜の場合)に高めることができ、バル
ブリフター又はアウターパッドのカムとの接触面の摩擦
係数を小さく抑えてカムとバルブリフター又はアウター
パッドの接触部における摩擦損失を低減することができ
る。
ノーズ部を先端幅広形状とすることによって該カムノー
ズ部のヘルツ応力を下げることができ、表面硬度の高い
バルブリフターとの組合せにおいてもカム及びバルブリ
フターに高い耐摩耗性を確保することができる。そし
て、カムノーズ部のヘルツ応力が下がることによってカ
ムとバルブリフター又はアウターパッドとの接触部に形
成される油膜の厚さが厚くなり、金属接触の発生が防が
れてカムとバルブリフター又はアウターパッドとの接触
部における摩擦損失が小さく抑えられる。
燒結合金で構成してその摺動面の仕上げ粗さRa=0.
8以下とすることによって、表面硬化処理を受けたバル
ブリフターに対する該リフターガイドの耐摩耗性を高め
ることができる。又、燒結合金製のリフターガイドは従
来のアルミニウム合金鋳物製のものに比して熱膨張係数
が小さいため、温度上昇に伴うバルブリフターの熱膨張
を吸収するためのリフターガイドとのクリアランスを小
さく設定することができ、バルブリフターの傾きが最小
限に抑えられて該バルブリフターとリフターガイドとの
摺動部における摩擦損失と騒音が小さく抑えられる。
図面に基づいて説明する。
図2はカムシャフトの部分側面図、図3は同カムシャフ
トの部分平面図、図4は図2のA−A線断面図、図5は
カムの平面図である。
ル内燃エンジンに設けられる装置であって、これはバル
ブ(吸気バルブ又は排気バルブ)1を適当なタイミング
で開閉して不図示のシリンダ内で所要のガス交換を行わ
しめるものである。
で構成されており、アルミニウム合金鋳物製のシリンダ
ヘッド2に保持された筒状のバルブガイド3にステム部
1bが挿通保持されることによって、該バルブ1は上下
摺動自在に保持されている。そして、このバルブ1はバ
ルブスプリング4によって常時閉じ側(図1の上方)に
付勢されており、その傘部1aは、シリンダヘッド2に
形成された不図示のポート(吸気ポート又は排気ポー
ト)部周縁に嵌着されたリング状のバルブシート5に選
択的に着座してポートを適当なタイミングで開閉する。
尚、上記バルブスプリング4は、バルブ1のステム部1
bの頂部にコッター6を介して支持されたリテーナ7と
シリンダヘッド2との間に縮装されている。
は、下方が開口するキャップ状のバルブリフター8が調
整用のインナーパッド(シム)9を介して保持されてお
り、該バルブリフター8はシリンダヘッド2に結着され
た円筒状のリフターガイド10に上下摺動自在に嵌合保
持されている。
ャフト11が図1の紙面垂直方向に長く、且つ、回転自
在に配されており、該カムシャフト11には所定の形状
のカム12が一体に形成されている。そして、このカム
12に前記バルブリフター8の冠面(上面)8aが前記
バルブスプリング4の付勢力によって当接されている。
11の軸中心部には油孔13が軸方向に形成されてお
り、該油孔13からは複数の小径の油孔14が放射状に
形成されている。そして、各油孔14はカムシャフト1
1のジャーナル部11a表面に開口している。
ルブリフター8は従来と同様にSCM(クロムモリブデ
ン鋼)材又はSKD(熱間加工用合金工具鋼)材で構成
されているが、その外表面(即ち、冠面8aと外周面8
b)は仕上げ粗さRaが0.05以下に設定されてい
る。尚、バルブリフター8はその冠面8aの少なくとも
カム12との接触部が仕上げ粗さRa=0.05以下に
処理されていれば十分である。
VD(物理蒸着処理)によってTiN又はCrNの被膜
が形成されている。尚、TiNの被膜厚さは1.5〜
3.0μmとされ、CrNの被膜厚さは10〜20μm
とされる。
構成され、その内周面(バルブリフター8との摺動面)
の仕上げ粗さRaは0.8以下に設定されている。
図5に示すように、前記カム12のノーズ部12aは先
端幅広形状とされ、図5に示すように、カム12の幅
は、開き側では最大アーム長さとなる接触位置P1 を通
過した後はbから徐々に増大してBまで広がり、所定長
さLの範囲では広い幅Bに保たれた後、閉じ側に向かっ
て最大アーム長さとなる接触位置P2 まで徐々に減少し
て狭い幅bに戻る。
のクランク軸の回転がチェーン伝動機構等の不図示の動
力伝達系を経てカムシャフト11に伝達されると、該カ
ムシャフト11はクランク軸の1/2の速度で回転駆動
され、これに一体に形成されたカム12のノーズ部12
aがバルブリフター8に当接してこれを押し下げること
によって、図1に示すように閉じ状態にあるバルブ1が
開かれる。そして、カム12のノーズ部12aがバルブ
リフター8との当接を解除されると、バルブ1はバルブ
スプリング4の付勢力によって図1に示すように再び閉
じられ、このようにしてバルブ1は適当なタイミングで
開閉される。尚、このとき、潤滑用のオイルはカムシャ
フト11に形成された油孔13,14を通ってカムシャ
フト11のジャーナル部11aに供給されてその部分を
潤滑した後、カム12とバルブリフター8との摺動部、
バルブリフター8とリフターガイド10との摺動部等に
供給されて各摺動部の潤滑に供される。
リフター8の外表面の仕上げ粗さRa=0.05以下と
して該外表面にPVD(物理蒸着処理)によってTiN
又はCrNの被膜を形成したため、該バルブリフター8
の表面硬度Hvを1800〜2400(TiN被膜の場
合)又は1600〜2200(CrN被膜の場合)に高
めることができ、バルブリフター8の冠面(カム12と
の接触面)8aの摩擦係数を小さく抑えてカム12とバ
ルブリフター8の接触部における摩擦損失を低減するこ
とができる。この結果、エンジンのアイドリングを含む
低回転・低負荷の運転領域においても全摩擦損失中に占
める動弁装置の摩擦損失の割合を小さく抑えることがで
き、エンジンの燃費の改善を図ることができる。
11に形成されたカム12のノーズ部12aを先端幅広
形状とすることによって該ノーズ部12aのヘルツ応力
を下げることができ、表面硬度の高いバルブリフター8
との組合せにおいてもカム12及びバルブリフター8に
高い耐摩耗性を確保することができる。ここで、カム角
度に対するカムノーズ部のヘルツ応力の変化を従来のそ
れとの比較において図6に示すが、同図に示すように、
本発明によればノーズ部12aのヘルツ応力を従来より
も下げることができる。
のヘルツ応力が下がることによってカム12とバルブリ
フター8との接触部に形成される油膜の厚さが厚くな
る。ここで、カム角度に対する油膜厚さの変化を従来の
それとの比較において図7に示すが、同図に示すよう
に、本発明によればカム12とバルブリフター8との接
触部に形成される油膜の厚さが従来のそれよりも厚くな
る。このように、カム12とバルブリフター8との接触
部に形成される油膜の厚さが厚くなると、金属接触の発
生が防がれてカム12とバルブリフター8との接触部に
おける摩擦損失が小さく抑えられる。
イド10を燒結合金で構成してその摺動面の仕上げ粗さ
Ra=0.8以下とすることによって、表面硬化処理を
受けたバルブリフター8に対する該リフターガイド10
の耐摩耗性を高めることができる。又、燒結合金製のリ
フターガイド10は従来のアルミニウム合金鋳物製のも
のに比して熱膨張係数が小さいため、温度上昇に伴うバ
ルブリフター8の熱膨張を吸収するためのリフターガイ
ド10とのクリアランスを小さく設定することができ、
バルブリフター8の傾きが最小限に抑えられ、該バルブ
リフター8とリフターガイド10との摺動部における摩
擦損失と騒音が小さく抑えられる。
けるカムシャフトのトルク変動を示し、同図(b)に本
発明に係る動弁装置のカムシャフトのトルク変動を示す
が、本発明においては前述のように動弁装置の摩擦損失
を低減することができる結果、カムシャフトの回転を円
滑にしてそのトルク変動を従来のそれに比して緩和する
ことができる。
触する形態について述べたが、アルミニウム合金製のバ
ルブリフターの頂部に保持されたSCM材製等のアウタ
ーパッドにカムが接触する形式の動弁装置においては、
アウターパッドの外表面が仕上げ粗さRa=0.05以
下に処理されるとともに、該表面にPVDによってTi
N又はCrNの被膜が形成される。
よれば、バルブスプリングによって閉じ側に付勢された
バルブと、該バルブのステム部頂部に保持されたバルブ
リフターと、該バルブリフターを摺動自在に嵌合保持す
るリフターガイドと、同バルブリフター又はこれの頂部
に保持されたアウターパッドに摺接するカムを一体に形
成して成るカムシャフトを含んで構成され、エンジン動
力の一部で前記カムシャフトを回転駆動することによっ
て前記バルブを適当なタイミングで開閉する内燃エンジ
ンの動弁装置において、前記バルブリフター又はアウタ
ーパッドの外表面の仕上げ粗さRa=0.05以下とし
て該外表面にPVDによってTiN又はCrNの被膜を
形成し、前記カムシャフトのカムノーズ部を先端幅広形
状とするとともに、前記リフターガイドを燒結合金で構
成してその摺動面の仕上げ粗さRa=0.8以下とした
ため、該動弁装置の各摺動部の耐摩耗性を高めるととも
に、摩擦係数を小さく抑えて摩擦損失及び騒音を低減す
ることができるという効果が得られる。
面図である。
面図である。
変化を示す図である。
る。
示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 バルブスプリングによって閉じ側に付勢
されたバルブと、該バルブのステム部頂部に保持された
バルブリフターと、該バルブリフターを摺動自在に嵌合
保持するリフターガイドと、同バルブリフター又はこれ
の頂部に保持されたアウターパッドに摺接するカムを一
体に形成して成るカムシャフトを含んで構成され、エン
ジン動力の一部で前記カムシャフトを回転駆動すること
によって前記バルブを適当なタイミングで開閉する内燃
エンジンの動弁装置において、前記バルブリフター又は
アウターパッドの外表面の仕上げ粗さRa=0.05以
下として該外表面にPVDによってTiN又はCrNの
被膜を形成し、前記カムシャフトのカムノーズ部を先端
幅広形状とするとともに、前記リフターガイドを燒結合
金で構成してその摺動面の仕上げ粗さRa=0.8以下
としたことを特徴とする内燃エンジンの動弁装置。 - 【請求項2】 前記TiNの被膜厚さを1.5〜3.0
μm、前記CrNの被膜厚さを10〜20μmとしたこ
とを特徴とする請求項1記載の内燃エンジンの動弁装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7241197A JPH0988523A (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 内燃エンジンの動弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7241197A JPH0988523A (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 内燃エンジンの動弁装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0988523A true JPH0988523A (ja) | 1997-03-31 |
Family
ID=17070659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7241197A Pending JPH0988523A (ja) | 1995-09-20 | 1995-09-20 | 内燃エンジンの動弁装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0988523A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105033654A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-11-11 | 宜宾常达机械有限公司 | 一种内燃机气门挺柱及其制造方法 |
-
1995
- 1995-09-20 JP JP7241197A patent/JPH0988523A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105033654A (zh) * | 2015-07-17 | 2015-11-11 | 宜宾常达机械有限公司 | 一种内燃机气门挺柱及其制造方法 |
CN105033654B (zh) * | 2015-07-17 | 2017-07-28 | 宜宾常达机械有限公司 | 一种内燃机气门挺柱及其制造方法 |
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Legal Events
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Effective date: 20040106 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
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A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040308 |
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TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
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