(57)【要約】【課題】内燃エンジンに適用されるバルブスプリングの軽量化、動弁系の簡素化を図る。【解決手段】内燃エンジンの吸気又は排気のポート１ａを開閉するバルブ４を閉弁方向に付勢する圧縮型のバルブスプリング１０であって、バネ部材が螺旋状に巻回された螺旋部１１と、螺旋部に連続して形成されてバルブの縮径部４ｅに直接連結される連結部１４を含む。これによれば、従来のスプリングリテーナ及びコッタ等の部品を削減でき、動弁系における等価慣性質量を低減できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通路を開閉するバルブを付勢する圧縮型のバルブスプリングであって、
バネ部材が螺旋状に巻回された螺旋部と、
前記螺旋部に連続して形成されて前記バルブに直接連結される連結部を含む、
ことを特徴とするバルブスプリング。
【請求項２】
前記連結部は、前記螺旋部から屈曲して伸長する腕部を介して、前記螺旋部に一体的に形成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のバルブスプリング。
【請求項３】
前記螺旋部は、帯状薄板バネ部材が波形に形成されて巻回された波形螺旋部であり、
前記腕部及び連結部は、前記波形螺旋部に連続して前記帯状薄板バネ部材により形成されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のバルブスプリング。
【請求項４】
前記連結部は、前記バルブの軸部に設けられた縮径部を径方向外側から挟み込むように形成されている、
ことを特徴とする請求項３に記載のバルブスプリング。
【請求項５】
前記帯状薄板バネ部材は、厚み寸法を規定する側面部及び前記厚み寸法よりも大きい幅寸法を規定する主面部を有し、
前記連結部は、前記主面部で前記縮径部を径方向外側から挟み込むように形成されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のバルブスプリング。
【請求項６】
前記連結部は、前記縮径部を径方向外側から協働して挟持する複数の挟持片を含む、
ことを特徴とする請求項５に記載のバルブスプリング。
【請求項７】
前記連結部は、その弾性力に抗して前記バルブの軸部を押し込むことにより前記縮径部に連結されるように形成されている、
ことを特徴とする請求項４ないし６いずれか一つに記載のバルブスプリング。
【請求項８】
前記螺旋部は、その伸縮方向において、前記連結部と反対側にて平坦に形成された環状平坦部を含む、
ことを特徴とする請求項１ないし７いずれか一つに記載のバルブスプリング。
【請求項９】
吸気ポート及び排気ポートを有するシリンダヘッドと、
前記シリンダヘッドに組み込まれて前記吸気ポートを開閉する吸気バルブと、
前記シリンダヘッドに組み込まれて前記排気ポートを開閉する排気バルブと、
前記吸気バルブを閉弁方向に付勢する吸気バルブスプリングと、
前記排気バルブを閉弁方向に付勢する排気バルブスプリングと、を含む内燃エンジンであって、
前記吸気バルブスプリング又は排気バルブスプリングは、請求項１ないし９いずれか一つに記載のバルブスプリングである、
ことを特徴とする内燃エンジン。
【請求項１０】
前記吸気バルブ又は排気バルブは、往復動方向に伸長する軸部と、前記軸部の下端に形成された傘部と、前記軸部の上端近傍に形成された縮径部と、を含み、
前記軸部の上端には、前記バルブスプリングの連結部をガイドする面取りが施されている、
ことを特徴とする請求項９に記載の内燃エンジン。
【請求項１１】
前記吸気バルブスプリング又は排気バルブスプリングは、前記シリンダヘッドに直接当接するように配置されている、
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の内燃エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通路を開閉するバルブを付勢するバルブスプリングに関し、特に、内燃エンジンの吸気バルブ又は排気バルブを付勢するバルブスプリング及びそれを用いた内燃エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等に搭載の内燃エンジンにおいて、動弁系としては、吸気用及び排気用のバルブ、バルブを閉弁方向に付勢するバルブスプリング、バルブスプリングの下端を受けるスプリングシート、バルブスプリングの上端を受けるスプリングリテーナ、スプリングリテーナをバルブに固定するコッタ、バルブリフタ（タペット）又はロッカーアームを介してバルブにカム作用を及ぼすカムシャフト等を備えたものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４）。
【０００３】
ところで、上記の動弁系においては、往復運動する部品として、吸気用又は排気用のバルブ、円形断面の丸線バネ鋼を螺旋状に巻回したバルブスプリング、スプリングリテーナ、コッタ等が含まれている。
そして、作動時にこれらの慣性力が発生し、その慣性力はエンジンが高回転になるに連れて大きくなる。慣性力が大きくなると、バルブの動作がカムプロフィルに追従しなくなり、ジャンプやバウンス等の挙動を生じる虞がある。そこで、これらの挙動を回避するべく、バルブスプリングの設定荷重（付勢力）は高めに設定されている。
【０００４】
また、上記の動弁系においては、バルブスプリングのサージングを防止するべく、疎巻部と密巻部からなる二段ピッチ又は両端側に密巻部を有する対称二段ピッチを採用した不等ピッチスプリング、あるいは、小径と大径の二つのコイルスプリングを入れ子状に配置したダブルスプリングが採用されている。
【０００５】
しかしながら、動弁系を構成する部品数が増えれば慣性質量の増加を招き、バルブスプリングの設定荷重（付勢力）を大きくすると、回転負荷やフリクションロスが増大する。
また、部品の慣性質量が大きく、バルブスプリングの設定荷重（付勢力）が大きく、又、回転負荷やフリクションロスが大きいことは、内燃エンジンの高回転化、高出力化等には好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１１３７４０号公報
【特許文献２】特開２０１２−６７７０１号公報
【特許文献３】特開２００８−２５４５９号公報
【特許文献４】特開平１０−８９２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記従来技術の問題点を解消して、部品点数を削減でき、回転負荷及びフリクションロスを低減できるバルブスプリング及びそれを用いた内燃エンジンを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のバルブスプリングは、通路を開閉するバルブを付勢する圧縮型のバルブスプリングであって、バネ部材が螺旋状に巻回された螺旋部と、螺旋部に連続して形成されてバルブに直接連結される連結部を含む、構成となっている。
【０００９】
上記構成のバルブスプリングにおいて、連結部は、螺旋部から屈曲して伸長する腕部を介して、螺旋部に一体的に形成されている、構成を採用してもよい。
【００１０】
上記構成のバルブスプリングにおいて、螺旋部は、帯状薄板バネ部材が波形に形成されて巻回された波形螺旋部であり、腕部及び連結部は、波形螺旋部に連続して帯状薄板バネ部材により形成されている、構成を採用してもよい。
【００１１】
上記構成のバルブスプリングにおいて、連結部は、バルブの軸部に設けられた縮径部を径方向外側から挟み込むように形成されている、構成を採用してもよい。
【００１２】
上記構成のバルブスプリングにおいて、帯状薄板バネ部材は、厚み寸法を規定する側面部及び厚み寸法よりも大きい幅寸法を規定する主面部を有し、連結部は、主面部で縮径部を径方向外側から挟み込むように形成されている、構成を採用してもよい。
【００１３】
上記構成のバルブスプリングにおいて、連結部は、縮径部を径方向外側から協働して挟持する複数の挟持片を含む、構成を採用してもよい。
【００１４】
上記構成のバルブスプリングにおいて、連結部は、その弾性力に抗してバルブの軸部を押し込むことにより縮径部に連結されるように形成されている、構成を採用してもよい。
【００１５】
上記構成のバルブスプリングにおいて、螺旋部は、その伸縮方向において、連結部と反対側にて平坦に形成された環状平坦部を含む、構成を採用してもよい。
【００１６】
本発明の内燃エンジンは、吸気ポート及び排気ポートを有するシリンダヘッドと、シリンダヘッドに組み込まれて吸気ポートを開閉する吸気バルブと、シリンダヘッドに組み込まれて排気ポートを開閉する排気バルブと、吸気バルブを閉弁方向に付勢する吸気バルブスプリングと、排気バルブを閉弁方向に付勢する排気バルブスプリングと、を含む内燃エンジンであって、吸気バルブスプリング又は排気バルブスプリングとして、上記構成をなすいずれかのバルブスプリングを採用する、構成となっている。
【００１７】
上記構成の内燃エンジンにおいて、吸気バルブ又は排気バルブは、往復動方向に伸長する軸部と、軸部の下端に形成された傘部と、軸部の上端近傍に形成された縮径部を含み、軸部の上端には、バルブスプリングの連結部をガイドする面取りが施されている、構成を採用してもよい。
【００１８】
上記構成の内燃エンジンにおいて、吸気バルブスプリング又は排気バルブスプリングは、シリンダヘッドに直接当接するように配置されている、構成を採用してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
上記構成をなすバルブスプリングによれば、内燃エンジンに組み込まれた際に、動弁系としての従来のスプリングリテーナ、コッタ等の往復動する部品を廃止でき、それ故に、慣性質量を低減でき、又、バルブスプリングの設定荷重を低減できる。
さらに、帯状薄板バネ部材を用いてバルブスプリングを形成することにより、従来の円形断面の丸線バネ鋼を用いる場合に比べて、軽量化でき、自由長を短く設定しつつも同等のバネ荷重を得ることができる。したがって、設計上の省スペース化にも寄与する。
また、このバルブスプリングを用いた内燃エンジンによれば、従来必要とされていたスプリングリテーナ及びコッタ等の部品を削減でき、又、帯状薄板バネ部材によりバルブスプリングを形成することで所望のバネ荷重を短い自由長で得ることができるため、バルブの軸部の長さを短くすることができる。
それ故に、内燃エンジンにおいて、構造のコンパクト化等を達成しつつ動弁系における等価慣性質量を低減でき、回転負荷及びフリクションロスを低減でき、高回転化、高速化等を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のバルブスプリングを組み込んだ内燃エンジンの一部を示す断面図である。
【図２】図１に示すバルブスプリングの連結部がバルブの縮径部に連結された状態を示す部分拡大断面図である。
【図３】図１に示すバルブスプリングを示す側面図である。
【図４】図３に示すバルブスプイングの波形螺旋部の一部を示す部分側面図である。
【図５】図３に示すバルブスプリングを上方から視た連結部の上面図である。
【図６】本発明の帯状薄板バネ部材を用いたバルブスプリングと従来の丸線バネ鋼を用いたバルブスプリングを比較した模式図である。
【図７】図２に示すバルブスプリングをバルブに組み付ける作業を説明するための側面図である。
【図８】図２に示すバルブスプリングをバルブに組み付ける作業を説明するための側面図である。
【図９】本発明のバルブスプリング及びロッカーアームを組み込んだ内燃エンジンの一部を示す断面図である。
【図１０】本発明に係るバルブスプリングの一部をなす連結部の他の実施形態を示すものであり、上方から視た連結部の上面図である。
【図１１】本発明に係るバルブスプリングの一部をなす連結部のさらに他の実施形態を示すものであり、上方から視た連結部の上面図である。
【図１２】本発明に係るバルブスプリングの一部をなす連結部のさらに他の実施形態を示すものであり、上方から視た連結部の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係るバルブスプリング及び内燃エンジンの実施形態について、添付図面の図１ないし図７を参照しつつ説明する。
内燃エンジンは、図１に示すように、通路としてのポート１ａを有するシリンダヘッド１、ステムガイド２、ステムシール３、バルブ４、バルブリフタ５、カムシャフト６、バルブスプリング１０、その他種々の部品（不図示）を備えている。
【００２２】
尚、シリンダヘッド１においては、吸気用の動弁系と排気用の動弁系は、実際には別々の位置に独立して配置されているが、図１においては、説明の便宜上、同一の位置に示されている。
したがって、吸気系においては、ポート１ａは吸気ポートであり、バルブ４は吸気バルブであり、バルブスプリング１０は吸気バルブスプリングである。また、排気系においては、ポート１ａは排気ポートであり、バルブ４は排気バルブであり、バルブスプリング１０は排気バルブスプリングである。
【００２３】
シリンダヘッド１は、図１に示すように、バルブスプリング１０を直接当接させて配置する凹状のシート面１ｂを備えている。
【００２４】
バルブ４は、往復動方向Ｓに伸長する軸部４ａ、軸部４ａの下端に形成された傘部４ｂ、上端４ｃ、上端４ｃの周縁領域に形成された面取り４ｄ、上端４ｃの下方近傍に形成された縮径部４ｅを備えている。
軸部４ａは、円柱状に形成されており、ステムガイド２に嵌合されて、往復動方向Ｓにガイドされる。
傘部４ｂは、シリンダヘッド１に埋設されたバルブシート１ｃに着座してポート１ａを閉鎖し、一方、バルブシート１ｃから離脱してポート１ａを開放するように形成されている。
【００２５】
上端４ｃは、バルブリフタ５と接触する平坦面として形成され、又、その外周縁領域においてテーパ状の面取り４ｄが施されている。
縮径部４ｅは、軸部４ａの外径寸法Ｄ１よりも小さい外径寸法Ｄ２をなす円柱状に縮径して形成されており、バルブスプリング１０の連結部１４が嵌め込まれるようになっている。
【００２６】
ここで、図２に示すように、縮径部４ｅの径方向における軸部４ａからの凹み量（Ｄ１−Ｄ２）／２は、バルブスプリング１０を形成する帯状薄板バネ鋼の厚さ寸法Ｔと同等に形成され、又、縮径部４ｅの軸線方向（往復動方向Ｓ）における長さ寸法Ｌは、バルブスプリング１０を形成する帯状薄板バネ部材の幅寸法Ｗと同等に形成されている。
【００２７】
バルブスプリング１０は、図３ないし図５に示すように、圧縮型の波形コイルスプリングであり、帯状薄板バネ部材として帯状薄板バネ鋼を用いて形成されている。
すなわち、バルブスプリング１０は、波形螺旋部１１、腕部１２，１３、連結部１４、環状平坦部１５を備えている。
ここで、帯状薄板バネ鋼は、図２に示すように、矩形断面をなし、厚み寸法Ｔを規定する側面部Ｓｂ、厚み寸法Ｔよりも大きい幅寸法Ｗを規定する主面部Ｓｍを備えている。
尚、帯状薄板バネ鋼としては、高炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼等が用いられる。
【００２８】
波形螺旋部１１は、図３及び図４に示すように、山部１１ａと谷部１１ｂが交互に連続する波形に形成されつつ、所定の軸線Ｃ（バルブ４の軸線）を中心として螺旋状に巻回されて、軸線Ｃ方向において互いに隣接する山部１１ａと谷部１１ｂが当接するように形成されている。
ここで、波形螺旋部１１は、非線形のバネ特性を含むため、伸縮動作の際に発生する虞のあるサージングを抑えるのに効果的である。
尚、波形螺旋部１１は、波形状（山部１１ａと谷部１１ｂ）の数と高さ、巻き数の組み合せ、軸線方向における自由長を適宜選定して、要求される荷重特性や共振周波数（固有振動数）特性等を満たすように形成される。
【００２９】
腕部１２は、波形螺旋部１１の上端側に連続して形成され、上方に向けて屈曲して伸長すると共に、その上側において連結部１４を画定するようになっている。
腕部１３は、腕部１２と同様の形態に形成され、その先端領域が波形螺旋部１１の上端部に接合される。
ここで、接合とは、折り曲げ加工により腕部１３の先端領域が波形螺旋部１１の上端部に単に接触するように形成される場合、折り曲げ加工後に腕部１３の先端領域が波形螺旋部１１の上端部と溶着、接着、あるいは別の方法で固着される場合等を含む概念である。
尚、腕部１２，１３の長さや形態は、成形性や機械強度等を考慮して適宜選定される。
【００３０】
連結部１４は、バルブ４の縮径部４ｅに直接連結されるものであり、腕部１２を介して波形螺旋部１１に一体的に形成され、又、一部にスリットを有する円筒状（断面Ｃ形状）に形成されている。
【００３１】
また、連結部１４は、折り曲げ加工後のフリーの状態において、縮径部４ｅの外径寸法Ｄ２と同等の内径寸法をなすように形成されている。
そして、連結部１４と縮径部４ｅとの連結時には、バルブ４の軸部４ａが、連結部１４の弾性力に抗しつつ上端４ｃから連結部１４に押し込まれることにより、連結部１４が弾性変形して一旦押し広げられて内径寸法が拡大するようになっている。
【００３２】
すなわち、連結部１４は、帯状薄板バネ鋼の主面部Ｓｍにて、縮径部４ｅを径方向外側から挟み込むように形成されている。
このように、連結部１４を画定する帯状薄板バネ鋼の主面部Ｓｍにより、縮径部４ｅを径方向外側から挟み込むため、伸縮方向（軸線Ｃ方向）における連結部１４の曲げ剛性を高めることができる。
【００３３】
環状平坦部１５は、波形螺旋部１１の伸縮方向（軸線Ｃ方向）において、連結部１４と反対側で、波形螺旋部１１の下端側に連続して、一体的に形成されている。
そして、環状平坦部１５は、バルブスプリング１０が組み込まれた状態において、シリンダヘッド１のシート面１ｂに直接当接するように配置される。
【００３４】
このように、波形螺旋部１１の下側には環状平坦部１５が設けられているため、アルミニウム材料等により形成されたシリンダヘッド１のシート面１ｂに対して環状平坦部１５が直接当接させられても、従来のような丸線バネ鋼により形成されたコイルスプリングに比べて、面圧を低下させて応力集中等の発生を抑制できる。
それ故に、従来のようなスプリングシートが不要になり、部品点数の削減、組付け工数の削減、低コスト化等を達成できる。
【００３５】
上記のように、帯状薄板バネ鋼により形成されたバルブスプリング１０によれば、図６に示すように、同等のバネ荷重及び同等の変形量（バルブの最大リフト量ＶＬ）とした場合に、従来のような丸線バネ鋼を用いたバルブスプリングの自由長Ｈｏに比べて、その自由長Ｈｎを約半分の長さ（２Ｈｎ＝Ｈｏ）に設定することができる。
したがって、バルブスプリング１０を配置するシリンダヘッド１の領域を省スペース化できる。また、それ故に、バルブステム２から上方に突出したバルブ４の軸部４ａの長さ寸法を従来に比べて短くでき、バルブ４の慣性質量を小さくすることができる。
【００３６】
次に、バルブスプリング１０を内燃エンジンのバルブ４に組み付ける作業について説明する。
図７に示すように、シリンダヘッド１のバルブステム２に、バルブ４の軸部４ａが挿入される。そして、所定の治具を用いて、バルブ４が抜け落ちないように固定される。
【００３７】
続いて、バルブスプリング１０が、環状端面部１５を下側にして、バルブ４の上方から近づけられ、連結部１４の下端縁部に対して、バルブ４の上端４ｃが当接される。
また、この状態で、バルブスプリング１０は、環状平坦部１５がシート面１ｂに着座して所定量だけ圧縮された状態となる。
【００３８】
そして、所定の治具を用いて、連結部１４が軸部４ａに向けて押し込まれると、面取り４ｃがガイドの役割をして、連結部１４は、軸部４ａにより弾性変形されつつ径方向外向きに押し広げられる。
さらに、治具等により連結部１４が押し込まれると、連結部１４がバルブ４の縮径部４ｅに移動する。すると、図８に示すように、連結部１４は、弾性復帰して縮径部４ｅに入り込む。
これにより、連結部１４は、バルブ４の縮径部４ｅを径方向外側から挟み込むようにして、バルブ４に直接連結される。
【００３９】
尚、ここでは、連結部１４と縮径部４ｅとを、軸線Ｃ（Ｓ）方向に移動させて連結する手法を示したが、これに限定されるものではない。
例えば、図７に示すように、上方からバルブスプリング１０を近づけた後、連結部１４のスリットを横方向から縮径部４ｅに近づけ、スリットに縮径部４ｅを押し込みつつ連結部１４を拡開させて、連結部１４を縮径部４ｅの外周に嵌め込んでもよい。
【００４０】
このように、連結部１４を弾性変形させて押し込むだけで、バルブスプリング１０をバルブ４に直接連結することができるため、組付け作業を簡単に行うことができる。
また、上記のように、環状平坦部１５がシリンダヘッド１のシート面１ｂに直接当接するように配置され、従来のようなスプリングシート、スプリングリテーナ、及びコッタが不要であるため、部品点数を削減でき、その部品に対応するコストを低減できる。
【００４１】
また、動弁系における等価慣性質量としては、従来のスプリングリテーナ及コッタの慣性質量、バルブスプリング１０が従来のバルブスプリングに比べて軽量化された分の慣性質量、バルブ４の軸部４ａが従来に比べて短縮化された分の慣性質量等を低減することができる。したがって、バルブスプリング１０の設定荷重も従来に比べて小さくすることができる。
これにより、回転負荷及びフリクションロスを低減でき、内燃エンジンの高回転化、高出力化等を達成することができる。
さらに、バルブスプリング１０は非線形のバネ特性をもつため、従来のバルブスプリングのように不等ピッチやダブルスプリングを採用しなくても、サージング等を容易に防止することができる。
【００４２】
上記のように、上記実施形態のバルブスプリング１０によれば、内燃エンジンに組み込まれた際に、動弁系としての従来のスプリングリテーナ、コッタ等の往復動する部品を廃止でき、それ故に、慣性質量を低減でき、又、バルブスプリング１０の設定荷重を低減できる。
さらに、帯状薄板バネ鋼を用いてバルブスプリング１０を形成することにより、従来の円形断面の丸線バネ鋼を用いる場合に比べて、軽量化でき、自由長を短く設定しつつも同等のバネ荷重を得ることができる。したがって、設計上の省スペース化にも寄与する。
また、このバルブスプリング１０を採用することにより、スプリングリテーナ及びコッタ等の部品の削減の他に、バルブ４の軸部４ａの長さを短くすることができる。
それ故に、内燃エンジンにおいて、構造のコンパクト化等を達成しつつ動弁系における等価慣性質量を低減でき、回転負荷及びフリクションロスを低減でき、高回転化、高速化等を達成できる。
【００４３】
図９は、本発明に係るバルブスプリング１０が、ロッカーアーム７を採用する内燃エンジンの動弁系に適用された実施形態を示すものである。
この実施形態においても、前述の実施形態と同様に、動弁系としての従来のスプリングリテーナ、コッタ等の往復動する部品を廃止でき、それ故に、慣性質量を低減でき、又、バルブスプリング１０の設定荷重を低減できる。
特に、帯状薄板バネ鋼を用いてバルブスプリング１０を形成することにより、従来の円形断面の丸線バネ鋼を用いる場合に比べて、軽量化でき、自由長を短く設定しつつも同等のバネ荷重を得ることができる。したがって、設計上の省スペース化にも寄与する。
また、このバルブスプリング１０を用いた内燃エンジンによれば、構造のコンパクト化等を達成しつつ動弁系における等価慣性質量を低減でき、回転負荷及びフリクションロスを低減でき、高回転化、高速化等を達成できる。
【００４４】
図１０は、バルブスプリング１０において、連結部及び腕部の他の実施形態を示す上面図である。尚、前述の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態において、バルブスプイング１０は、波形螺旋部１１、腕部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ、連結部としての二つの挟持片１４ａ，１４ｂ、環状平坦部１５を備えている。
【００４５】
挟持片１４ａ及び腕部１６ａ，１６ｂと挟持片１４ｂ及び腕部１６ｃ，１６ｄは、軸線Ｃを通る直線に対して線対称に形成されている。
また、腕部１６ａ→挟持片１４ａ→腕部１６ｂ→腕部１６ｃ→挟持片１４ｂ→腕部１６ｄは、波形螺旋部１１を形成する帯状薄板バネ鋼を折り曲げ加工して、波形螺旋部１１と一体的に形成されている。
尚、腕部１６ｂの先端領域は、前述同様に波形螺旋部１１の上端部に接合されている。
【００４６】
この実施形態においても、バルブスプリング１０の連結部（挟持片１４ａ，１４ｂ）は、その弾性力に抗して、バルブ４の軸部４ａを軸線Ｃ（Ｓ）方向に押し込むことにより、縮径部４ｅに連結される。
この実施形態によれば、前述の図５に示す実施形態に比べて、連結部（挟持片１４ａ，１４ｂ）と縮径部４ｅとを、より堅固に連結することができる。
【００４７】
図１１は、バルブスプリング１０において、連結部及び腕部のさらに他の実施形態を示す上面図である。尚、前述の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態において、バルブスプイング１０は、波形螺旋部１１、腕部１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，１７ｆ、連結部としての三つの挟持片１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ、環状平坦部１５を備えている。
【００４８】
挟持片１４ｃ及び腕部１７ａ，１７ｂ、挟持片１４ｄ及び腕部１７ｃ，１７ｄ、挟持片１４ｅ及び腕部１７ｅ，１７ｆは、軸線Ｃ周りの周方向において等間隔（１２０度ごと）に位置付けられて形成されている。
また、腕部１７ａ→挟持片１４ｃ→腕部１７ｂ→腕部１７ｃ→挟持片１４ｄ→腕部１７ｄ→腕部１７ｅ→挟持片１４ｅ→腕部１７ｆは、波形螺旋部１１を形成する帯状薄板バネ鋼を折り曲げ加工して、波形螺旋部１１と一体的に形成されている。
尚、腕部１７ｆの先端領域は、前述同様に波形螺旋部１１の上端部に接合されている。
【００４９】
この実施形態においても、バルブスプリング１０の連結部（挟持片１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ）は、その弾性力に抗して、バルブ４の軸部４ａを軸線Ｃ（Ｓ）方向に押し込むことにより、縮径部４ｅに連結される。
この実施形態によれば、前述の図１０に示す実施形態に比べて、連結部（挟持片１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ）と縮径部４ｅとを、より堅固に連結することができる。
【００５０】
図１２は、バルブスプリング１０において、連結部及び腕部のさらに他の実施形態を示す上面図である。尚、前述の実施形態と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
この実施形態において、バルブスプイング１０は、波形螺旋部１１、腕部１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈ、連結部としての四つの挟持片１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ，１４ｉ、環状平坦部１５を備えている。
【００５１】
挟持片１４ｆ及び腕部１８ａ，１８ｂ、挟持片１４ｇ及び腕部１８ｃ，１８ｄ、挟持片１４ｈ及び腕部１８ｅ，１８ｆ、挟持片１４ｉ及び腕部１８ｇ，１８ｈは、軸線Ｃ周りの周方向において等間隔（９０度ごと）に位置付けられて形成されている。
また、腕部１８ａ→挟持片１４ｆ→腕部１８ｂ→腕部１８ｃ→挟持片１４ｇ→腕部１８ｄ→腕部１８ｅ→挟持片１４ｈ→腕部１８ｆ→腕部１８ｇ→挟持片１４ｉ→腕部１８ｈは、波形螺旋部１１を形成する帯状薄板バネ鋼を折り曲げ加工して、波形螺旋部１１と一体的に形成されている。
尚、腕部１８ｈの先端領域は、前述同様に波形螺旋部１１の上端部に接合されている。
【００５２】
この実施形態においても、バルブスプリング１０の連結部（挟持片１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ，１４ｉ）は、その弾性力に抗して、バルブ４の軸部４ａを軸線Ｃ（Ｓ）方向に押し込むことにより、縮径部４ｅに連結される。
この実施形態によれば、前述の図１０に示す実施形態あるいは図１１に示す実施形態に比べて、連結部（挟持片１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ，１４ｉ）と縮径部４ｅとを、より堅固に連結することができる。
【００５３】
上記実施形態においては、バルブスプリングの螺旋部として、帯状薄板バネ鋼が波形に形成されかつ螺旋状に巻回された波形螺旋部１１を備えたバルブスプリング１０を示したが、バルブ４に直接連結し得る連結部を備えるバルブスプリングであれば、丸線バネ鋼を用いて形成された螺旋部を備えるバルブスプリングでもよい。この場合でも、従来のスプリングリテーナ及びコッタを廃止できる。
【００５４】
上記実施形態においては、連結部１４が波形螺旋部１１を形成する帯状薄板バネ鋼により一体的に形成される場合を示したが、これに限定されるものではない。
例えば、連結部を別個に形成して、その後、波形螺旋部１１に結合することにより、バルブスプリングが波形螺旋部１１に連続して形成された連結部を備える構成を採用してもよい。
【００５５】
上記実施形態においては、連結部１４が腕部１２，１３を介して波形螺旋部１１に一体的に形成された場合を示したが、これに限定されるものではなく、その他の形態を採用して、連結部と波形螺旋部とが連続する構成としてもよい。
【００５６】
上記実施形態においては、帯状薄板バネ部材として、高炭素鋼、合金鋼、ステンレス鋼等により形成される帯状薄板バネ鋼を示したが、これに限定されるものではない。
例えば、熱的影響が弱い環境下で使用される場合は、バネ部材又は帯状薄板バネ部材として、炭素繊維強化樹脂材料（ＣＦＲＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂等の樹脂材料により形成された樹脂バネを採用してもよい。
【００５７】
上記実施形態においては、バルブスプリングを適用する対象として、内燃エンジンの吸気又は排気のバルブを示したが、これに限定されるものではなく、通路を開閉するバルブであり、バルブスプリングを直接連結できるものあれば、その他のエンジン、通路の開閉を要する機械、通路構造物等において採用してもよい。
【００５８】
以上述べたように、本発明のバルブスプリングは、軽量化でき、自由長を短く設定しつつも従来と同等のバネ荷重を得ることができ、設計上の省スペース化にも寄与し、又、内燃エンジンに適用されると、動弁系における等価慣性質量を低減でき、回転負荷及びフリクションロスを低減でき、高回転化、高速化等を達成できる。
したがって、自動車等に搭載の内燃エンジンに適用できるのは勿論のこと、二輪車等に搭載の内燃エンジン、あるいは、その他の通路の開閉を要する機械、通路構造物等においても有用である。
【符号の説明】
【００５９】
１  シリンダヘッド
１ａ  ポート（通路、吸気ポート、排気ポート）
１ｂ  シート面
４  バルブ（吸気バルブ、排気バルブ）
４ａ  軸部
４ｂ  傘部
４ｃ  上端
４ｄ  面取り
４ｅ  縮径部
１０  バルブスプリング
Ｓｍ  帯状薄板バネ鋼の主面部
Ｗ  帯状薄板バネ鋼の幅寸法
Ｓｂ  帯状薄板バネ鋼の側面部
Ｔ  帯状薄板バネ鋼の厚み寸法
１１  波形螺旋部
１２，１３  腕部
１４  連結部
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ，１４ｇ，１４ｈ，１４ｉ  挟持片（連結部）
１５  環状平坦部
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ  腕部
１７ａ，１７ｂ，１７ｃ，１７ｄ，１７ｅ，１７ｆ  腕部
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈ  腕部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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