(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれがエンジンバルブの軸端部の外周面に沿った内径面を有する複数のコッタ分割体からなるコッタを、前記複数のコッタ分割体の各内径面を前記軸端部の外周面に対向させて該外周面の周方向に並べて配置した組付状態で前記軸端部の外周面上に保持させるコッタ取付構造であって、
前記軸端部の外周面に形成された被係合部と、
前記複数のコッタ分割体の各内径面に形成され、前記組付状態で前記被係合部と係合して前記軸端部の軸方向に沿った前記コッタ分割体の移動を規制する係合部と、
前記組付状態で前記コッタの外周面を構成する前記複数のコッタ分割体の各外面に形成され、前記組付状態で連続した環状又はＣ状となるリング収容溝と、
常温よりも高温域に変態点を有する形状記憶合金によって形成され、復帰形状が前記組付状態のリング収容溝に対応したＣ状であり、前記組付状態で前記リング収容溝に収容されて前記被係合部と前記複数のコッタ分割体の各係合部との係合状態を維持するＣリングと、を備えた
ことを特徴とするコッタ取付構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン動弁装置に用いられるエンジンバルブへのコッタ取付構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０００−２２０４１８号公報には、バルブ軸端部からの脱落を防止できる内燃機関用コッタが記載されている。このコッタは、径方向に弾性変形可能な逆截頭円錐筒形をなし、円周方向の一部に軸方向を向くスリットを有し、内周面に設けた最小内径がエンジンバルブの軸端部の外径よりも若干小径をなす係止突条が、エンジンバルブ軸端部外周面の環状凹溝に嵌合することで、エンジンバルブ軸端部に係止保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２２０４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特開２０００−２２０４１８号公報記載のコッタにおいては、エンジンバルブ軸端部の環状凹溝とコッタの係止突条との嵌合状態を、コッタの縮径方向の弾性力で保持するので、コッタ全体をばね鋼などの弾性変形可能な特殊な部材を用いて形成する必要がある。また、コッタ内周面の係止突条は、エンジンバルブ軸端部の外径よりも小径をなすので、バルブ軸端部へコッタを取付ける際には、コッタに設けたスリットの間隙を拡げてコッタを拡径する必要があり、そのための専用治具を必要とする。
【０００５】
そこで、本発明は、コッタの形成に特殊な部材等を必要とせず、また、コッタの取付に専用治具等を使用することなく、コッタのバルブ軸端部からの脱落を防止することができるコッタ取付構造の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本発明のコッタ取付構造は、それぞれがエンジンバルブの軸端部の外周面に沿った内径面を有する複数のコッタ分割体からなるコッタを、複数のコッタ分割体の各内径面を軸端部の外周面に対向させて外周面の周方向に並べて配置した組付状態で軸端部の外周面上に保持させるコッタ取付構造であって、被係合部と、係合部と、リング収容溝と、Ｃリングとを備えている。
【０００７】
被係合部は、エンジンバルブ軸端部の外周面に形成される。係合部は、複数のコッタ分割体の各内径面に形成され、組付状態で被係合部と係合して軸端部の軸方向に沿ったコッタ分割体の移動を規制する。リング収容溝は、組付状態でコッタの外周面を構成する複数のコッタ分割体の各外周面に形成され、組付状態で連続した環状又はＣ状となる。Ｃリングは、常温よりも高温域に変態点を有する形状記憶合金によって形成され、復帰形状が組付状態のリング収容溝に対応したＣ状であり、組付状態でリング収容溝に収容されて被係合部と複数のコッタ分割体の各係合部との係合状態を維持する。
【０００８】
上記構成では、エンジンバルブ軸端部にコッタ分割体を取付ける場合に、先ずエンジンバルブ軸端部の外周面にコッタ分割体の各内径面を対向させて組付け、エンジンバルブ軸端部外周面の被係合部に、コッタ分割体内径面の係合部を係合させる。この係合状態により、エンジンバルブ軸端部の軸方向に沿ったコッタ分割体の移動が規制される。次に、コッタ外周面に形成したリング収容溝に、リング収容溝に対応したＣ状のＣリングを収容する。Ｃリングは、常温よりも高温域に変態点を有する形状記憶合金によって形成されているので、常温において、Ｃリングをリング収容溝の外径以上に開口させることにより、Ｃリングをリング収容溝に容易に収容できる。また、収容後のＣリングを変態点以上の高温域にまで加熱することにより、Ｃリングはリング収容溝に沿ったＣ状に復帰するので、コッタ分割体の係合部とエンジンバルブ軸端部の被係合部との係合状態を維持することができる。なお、Ｃリングの温度が再び変態点以下に下がった場合でも、Ｃリングに外力が加わらない限り、Ｃリングは復帰形状を保つので、コッタ分割体とエンジンバルブ軸端部との係合状態は維持される。また、コッタはエンジン内に組付けられるので、稼動中のエンジンの温度上昇によって、Ｃリングの温度も上昇する。従って、Ｃリングを、変態点の温度が常温よりも高く、且つエンジン稼動中のＣリングの温度よりも低い形状記憶合金で形成することにより、エンジン稼動中のＣリングは復帰形状を保持し、コッタ分割体とバルブ軸端部との係合状態が維持される。よって、エンジン稼動中に、コッタ分割体がエンジンバルブ軸端部から脱落することを確実に防止できる。また、コッタ分割体を特殊な部材で形成する必要がない。更に、コッタをエンジンバルブ軸端部に容易に取付けることができ、専用の取付け治具等を必要としない。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、エンジン稼動中にバルブ軸からのコッタ分割体の脱落を防止することが可能である。また、コッタ本体を特殊な部材で形成する必要がなく、取付けに専用治具等を必要としない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係わるコッタ取付構造を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るコッタの斜視図である。
【図３】本発明の実施形態に係るＣリングの外観図である。
【図４】他の実施形態に係わるＣリングの外観図である。
【図５】変形したＣリングの外観図である。
【図６】Ｃリングの断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係わるコッタの取付手順を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係わるコッタ取付構造を示す断面図である。図２は本発明の実施形態に係わるコッタを説明する斜視図である。図３は本発明の実施形態に係わるＣリングを説明する外観図、図４は他の実施形態に係わるＣリングの外観図、図５は変形したＣリングの外観図である。図６はＣリングの断面図である。図７は本発明の実施形態に係わるコッタの取付け手順を示す説明図である。
【００１２】
図１〜５により本発明に係わるコッタ取付構造を説明する。エンジンバルブ１はエンジン動弁装置の一部分であって、カムシャフト等の動きに応じて、バルブガイド４に沿ってバルブ軸上下方向に摺動し、エンジンの吸排気を行う。エンジンバルブ１のバルブ軸端部１ａは、バルブ軸方向に延びる円柱状であり、シリンダ５の内部からバルブガイド４を通してバルブスプリングシート３の嵌合孔３ａに挿入されている。バルブ軸端部１ａの外周面には、略半円形断面の環状溝１ｂ（被係合部）が周方向に形成されている。
【００１３】
コッタ６は、図２に示すように、一対のコッタ分割体７から構成される。コッタ分割体７は、円柱状のバルブ軸端部１ａの外周面に沿った内径面を有する中空円筒を、中心軸を含む切断面で略２等分した半円筒形状であり、図１に示すように、各内径面７ａをバルブ軸端部１ａの外周面に対向させて、周方向に並べて配置した組付状態で、バルブ軸端１ａの外周面上に保持される。
【００１４】
コッタ分割体７の内径面７ａの軸方向中央部には、コッタ分割体７をバルブ軸端部１ａに組付けた状態で環状となる略半円形断面の環状突起７ｂ（係合部）が周方向に形成されている。コッタ分割体７をバルブ軸端部１ａに組付け、環状突起７ｂをバルブ軸端部１aの環状溝１ｂに係合させることにより、コッタ分割体７のバルブ軸端部１ａの軸方向に沿った移動が規制される。なお、係合部及び被係合部は、上記の構造に限定されるものではなく、コッタ分割体７とバルブ軸端部１ａとが係合するものであればよい。例えば、環状突起７ｂ及び環状溝１ｂの断面形状が共に三角形状等であってもよく、また、バルブ軸端部１ａに環状突起、コッタ内径面７ａに環状溝を設けるものであってもよい。
【００１５】
コッタ分割体７の外周面７ｃはバルブスプリングシート３の嵌合孔３ａと同一勾配のテーパ面を有している。コッタ分割体７の外周面７ｃの軸方向中央部には、コッタ分割体７をバルブ軸端部１ａに組付けた状態で環状となるリング収容溝７ｄが周方向に形成されている。リング収容溝７ｄは、コッタ外周面７ｃ側に開口した略Ｕ字断面を有し、リング収容溝７ｄ内にＣリング８が収容されている。
【００１６】
Ｃリング８は、常温よりも高温域に変態点を有する形状記憶合金により形成されている。Ｃリング８は円形断面（図６）を有し、線径はリング収容溝７ｄの溝幅未満である。Ｃリング８の温度が変態点よりも高温域にある場合は、Ｃリング８の形状は、図３に示すように、リング収容溝７ｄに対応したＣ状に復帰する。すなわち、Ｃリング８は、外径がリング収容溝７ｄを設けた部分のコッタ外周面７ｃの外径以下であり、内径がリング収容溝７ｄの内径以上である環状であって、環の一部に切欠き９を有し開口している。ただし、切欠き９は図３の形状に限定されるものではなく、図４に示すように環の一部が切断されただけの閉じた形状であってもよい。Ｃリング８の温度が変態点以下の場合において、図３に示す形状のＣリング８に外力を加えて、例えば図５に示す形状に変形すると、外力を取除いても変形した図５の形状が保たれる。変形したＣリング８の温度を変態点以上に上昇させると、Ｃリング８の形状は図３の形状に復帰する。また、Ｃリング８は変態点以上の温度において、外力を加えて変形すると、外力に抗して図３のＣ状に復帰する力が作用する。なお、形状記憶合金の変態点の温度は、形状記憶合金の組成等に依存する物性値であり、Ｃリングの形成にあたっては適切な変態点温度を有する形状記憶合金を選択すればよい。本実施形態においては、Ｃリング８は、変態点の温度が、常温よりも高く、且つエンジン稼動中におけるＣリング８の温度よりも低い形状記憶合金により形成されている。  バルブスプリングシート３の中央部には、軸方向上部の径が軸方向下部の径よりも大きい逆テーパ状の嵌合孔３ａが形成されている。バルブスプリング２はバルブスプリングシート３とシリンダヘッド５との間に、付勢されて位置している。付勢されたバルブスプリング２により、バルブスプリングシート３をバルブ軸端部１ａの下方から軸方向に沿って押し上げ、嵌合孔３ａのテーパ面を、バルブ軸端部１ａに組付けられたコッタ分割体７の外周面７ｃに嵌合させることにより、コッタ６にバルブスプリングシート３が固定される。
【００１７】
次に、本実施形態におけるコッタ６の取付け手順について説明する。まず、図７（ａ）に示すようにバルブスプリングシート３を、バルブスプリング２のスプリング力に抗して矢印方向に押し下げ、バルブ軸端部１ａにコッタ分割体７を組付けられる状態にする。続いて、図７（ｂ）に示すように、バルブ軸端部１ａの外周面に分割体７の内径面７ａを対向させて組付け、コッタ分割体７の環状突起７ｂをバルブ軸端部１ａの環状溝１ｂに係合させる。次に、Ｃリング８をリング収容溝７ｄに収容する。コッタ取付け時の常温においては、図３のＣリング８の形状は、例えば図５に示すように切欠き９をリング収容溝７ｄの内径以上に拡幅して変形することができる。従って、変形したＣリング８をリング収容溝７ｄに容易に収容できる。次に、収容したＣリング８に、例えば熱風を吹付けるなどの方法により、Ｃリング８の温度を予め設定した変態点以上の高温域に上昇させる。その結果、Ｃリング８の形状は、図３に示す、リング収容溝７ｄに対応したＣ状に復帰し、図７（ｃ）に示すように、コッタ分割体７とバルブ軸端部１ａとの係合を維持する。その後、Ｃリング８の温度が再び変態点以下に下がった場合でも、Ｃリング８に外力が加わらない限り、Ｃリング８の形状は復帰したＣ状を保っているので、コッタ分割体７とバルブ軸端部１ａとの係合は維持される。最後に、図７（ｄ）に示すように、押し下げていたバルブスプリングシート３を矢印の方向に戻し、バルブスプリングシート３の中央部にある逆テーパ状の嵌合孔３ａとコッタ分割体７の外周面７ｃとを嵌合させ、コッタ分割体７にバルブスプリングシート３を固定する。
【００１８】
本実施形態では、Ｃリング８をリング収容溝７ｄに収容して、コッタ分割体７をバルブ軸端部１ａに取付けている。また、Ｃリング８は、変態点の温度が、常温よりも高く、且つエンジン稼動中におけるＣリング８の温度よりも低い形状記憶合金により形成されている。よって、コッタ分割体７を取付けたエンジンが稼動すると、エンジンの温度上昇により、Ｃリング８の温度は変態点以上の高温となる。従って、Ｃリング８は、図３の形状を保持し、コッタ分割体７とバルブ軸端部１ａとの係合状態を維持する。よって、エンジン稼働中にコッタ分割体７がバルブ軸端部１ａから脱落することを確実に防止できる。
【００１９】
また、本実施形態ではリング収容溝７ｄの形状は環状であるが、コッタ分割体７をバルブ軸端部１ａに組付けた状態で、リング収容溝７ｄの形状を、図３に示すＣリング８の形状に対応するＣ状としてもよい。リング収容溝７ｄがＣ状である場合には、収容したＣリング８の周方向の動きが規制されるので、コッタ分割体７とバルブ軸端部１ａとの係合状態がより確実に維持される。
【００２０】
エンジン稼動中に、エンジンの異常高速回転などによって、エンジンバルブの運動にバルブスプリングの動作が追いつかない、いわゆるサージング現象が発生する場合がある。サージング現象発生時には、バルブスプリングシート３がバルブ軸端部１ａの下方に移動して、図７（ｃ）に示す状態のように、バルブスプリングシート３とコッタ分割体７との嵌合が外れる場合がある。コッタの取付けに通常の分割形コッタを使用した場合では、コッタとバルブ軸端部との係合が外れて、コッタはバルブ軸端部から脱落する。また、Ｃリングに、通常のばね鋼製のＣリングを使用した場合は、Ｃリングをリング収容溝７ｄに挿入するため、Ｃリングの切欠きをリング収容溝７ｄの内径以上に拡幅した際に、Ｃリングが塑性変形を起こす可能性がある。その場合は、ばね鋼の弾性力が失われ、Ｃリングとしての保持力を十分に発揮できないおそれがあり、コッタ分割体７とバルブ軸端部１ａとの係合を維持することが極めて困難となり、コッタが脱落するおそれがある。コッタがバルブ軸端部から脱落すると、エンジンバルブがエンジンシリンダ内に落下し、ピストンと干渉してエンジンを破損する危険性がある。
【００２１】
本実施形態によれば、エンジン稼動中に上記サージング現象が発生した場合においても、Ｃリング８は変態点以上の高温状態にあり、Ｃリング８を変形させる外力に抗して、図３の形状を保持するので、コッタ分割体７とバルブ軸端部１ａとの係合状態が維持される。よって、コッタ分割体７がバルブ軸端部１ａから脱落することを防止できる。その結果、エンジンバルブ１のエンジンシリンダ内部への落下を防止でき、エンジンの破損を防ぐことができる。
【００２２】
また、コッタ分割体は特殊な部材で形成する必要がない。更にコッタの取付けは極めて容易であり、コッタの取付け時に専用治具等を必要としない。
【００２３】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例および運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。
【００２４】
例えば、上記実施形態ではコッタ分割体として、周方向に２分割された一対の半円筒形状のコッタを使用したが、２つ以上に分割された複数のコッタ分割体であってもよい。
【００２５】
また、Ｃリング８の断面は円形（図６）に限定されることはなく、例えば矩形断面であってもよい。Ｃリング８を矩形断面とした場合は、リング収容溝７ｄの断面もＣリングに対応する矩形断面であることが望ましい。また、上記実施形態では一個のＣリングを使用したが、コッタ外周面に複数のリング収容溝を形成し、複数のＣリングを収容してもよい。
【００２６】
また、上記実施形態ではコッタの環状突起はコッタの内径面の軸方向中央部に位置するが、中央部に限定されるものではなく、例えば内径面の軸方向上端部に位置してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、車両等のエンジン動弁装置に広く適用可能である。
【符号の説明】
【００２８】
１：エンジンバルブ
１ａ：バルブ軸端部
１ｂ：環状溝（被係合部）
２：バルブスプリング
３：バルブスプリングシート
３ａ：嵌合孔
７：コッタ分割体
７ｂ：環状突起（係合部）
７ｄ：リング収容溝
８：Ｃリング
【図１】
0005534438.tif 000002
【図２】
0005534438.tif 000003
【図３】
0005534438.tif 000004
【図４】
0005534438.tif 000005
【図５】
0005534438.tif 000006
【図６】
0005534438.tif 000007
【図７】
0005534438.tif 000008