JPH02157410A - 内燃機関用弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野） 本発明は、内燃機関に用いる弁で、円形表面を具備し、
弁座と密封相互作用をする弁頭を含み、さらに、弁頭に
結合され、弁が、弁案内の中で可動自在に軸支されてい
る弁軸から成る弁に関する。

〔従来の技術〕

ポペット弁は、大部分の内燃機関に用いられて、燃焼室
と吸排気管路との間の連絡を制御している。弁は、個々
の弁を作動させるカムを具備するカム軸を通常含んでい
る弁機構により開閉される。近代的エンジンで、効率を
上げる努力が払われており、その結果、シリンダ燃焼室
と吸排気管路との間のガス交換を改善することに関心が
向けられている。したがって、弁が部分的に開放した場
合に生じる絞り作用を減少するために、弁ができる限り
すみやかに開閉することが望ましい。

〔発明が解決しようとする課題） 弁が迅速に開くことができることを確実にするために、
カムに、急勾配のカム表面を設けて、大きい力を加える
必要がある。前記の力は、カム表面に高圧力をもたらし
、次に、機械的力の問題点をもたらすかも知れない。弁
が急速に閉じることを確実にするために、強力な弁スプ
リングを用いる必要があるが、前記スプリングは、弁頭
が、弁座に当る時に、強力な力と高応力をもたらし、ま
た、機械的な力の問題点をもたらす。こういった問題点
は、弁が受ける機械的応力及びひずみに耐えることがで
きるように、弁を厚くし、それによって、質量が大とな
り、次に、特にエンジンの回転速度が高い場合に、慣性
力が高くなるという事実によって、さらに悪化している
。弁は、燃焼室内の燃焼圧の結果生じる、大きい力に耐
えることができなければならないという事実を特に考慮
して、こういった問題点は、ざらに、弁直径が大となる
ことで、悪化している。

（課題を解決するための手段） 本発明の目的は、前記の欠点が回遊され、弁頭の直径が
大きい場合でも、比較的軽量の弁を１是供することにあ
る。この目的は、本発明に従つて組立てられ、特許請求
の範囲第１項の特徴条項に明記の特徴を有する弁によっ
て達成できる。

（実　施　例） 本発明を、添付図面を参照して、詳細に説明する。

第１図は、弁棒３が結合されている弁頭２を有す弁１を
示す。第２図は、内燃機関に装着されている弁１を示し
、管路５、シリンダ６の１部及びシリンダに装着されて
いるピストン７と共に、シリンダヘッド４の１部のみを
示す。

シリンダヘッド４、シリンダ６及びピストン７は、共に
、管路５が開く燃焼室８を明確に示している。弁１は、
管路５と燃焼室８との間のガス交換を制御するものであ
る。そのために、弁頭２は、管路５の排気オリフィスに
位置する弁座９と相互作用をするもので、弁棒３は、シ
リンダヘッド４に固着されている弁案内１０に案内され
る。弁１は、公知の弁機構によって作動され、その２重
弁スプリング１１のみが、図示されている。

特に第１図により明らかなように、弁棒が、頭部に結合
する弁頭の中央部と、頭部の円周との間で、弁頭の厚さ
が薄く、該円周は、弁座９と相互作用をするため斜口状
突合せ面１２の形状をしている。弁頭の厚さが薄いため
に、全体的な弁の重量が小さく、結果的に、弁機構に加
える必要な弁開閉力も小さくなる。作動中に弁頭に作用
する力に、弁頭２が耐えられるように、弁頭２には、第
１図に図示しである実施例に従って、弁棒３から離れた
方向に凸状をなす部分１３が、設けられている。凸状部
１３は、突合せ面１２に隣接する幅の厚い部分１４と、
弁棒３が、該頭部と結合している弁頭２の中央部との間
に位置する円形部分の形状をしている。そこでこの中央
部は、リセス１５の形状である。

弁棒３には、その両端部との間に、円状環１６が設けら
れており、その環には、弁頭２から遠隔の側に相当平た
んな突合せ面１７がある。弁２が、閉じた状態となる場
合、突合せ面１７は、シリンダヘッド又は、それに接続
されている部分のいずれかに、形成される剛性突合せ面
に当接する。第２図の実施例の場合には、この突合せ面
は、弁案内１０の端面１０ａにある。突合せ面１７が、
端面１０ａに当接し、突合せ１２が、弁座９に当接する
場合、弁頭２に作用する力は、突合せ面１２及び１７と
の間に分配されて、弁頭の凸部１３を、極めて、薄くす
ることができる。それに関連して、凸部１３は、作動中
のバルブに作用する力が、実質的に、凸部１３の材質の
中でのみ圧縮力を作り出すような方法でわん曲させるこ
とが好ましい。そうすることによって、弁頭２が作られ
ている材料、特に凸部１３の材料を最大限に利用できる
。その結果、弁頭２は、同等の従来の弁の弁頭よりも、
ずっと重量を軽くできる。

本発明の弁の場合は、弁頭２及び弁棒３は、弁自体温度
及び相互に作用しでいる部分の温度にかかわらず、あら
ゆる条件下で、弁が十分に機能をはたすような形状にす
ることが重要である。このことは、突合せ面１２と１７
との間の距離は、常に、弁座９と固定突合せ面１０ａと
の間の印部に一致しなければならないことを意味してお
り、そこで、弁のどの部分にも明らかな変形なしに、突
合せ面１２と弁座９との間、及び突合せ面１７と固定突
合せ面１０ａとの間に、接触が達成される。

本発明の弁の上記の温度独立性は、弁頭２の凸部１３の
適切な湾曲及び適切な壁面厚の適合によって達成できる
。また、これに関して、弁棒３の１部を、該弁棒の他の
部分と異なる熱膨張の材質で製造することも考えられる
。第３図は、本発明に従って作られた弁の、変型例を図
示する。この図は、弁頭１８及び同頭部に結合された弁
棒１９の片側のみの断面図である。

本実施例の弁は、第３図の弁頭１８が、中空体から成っ
ていることを除いて、第１図の実施例の弁に類似してい
る。この中空体には、弁棒１９から離れている方向で、
凸状であり、弁棒１９から拡がっている弁表面全体にわ
たり、また円周部で、弁座、例えは、第２図に示す弁座
９と相互作用をする突合せ面２１と接続する部分２０が
ある。第３図に示す弁実施例の凸部２０も、作動中に弁
に作用する力が、実質的に、凸部２０でのみ圧縮応力を
生ずるような方？去で曲げられている。

本発明は、特許請求の範囲内で、変更ができるので、上
記の実施例に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って構成した弁の第１の実施例の
部分的断面側面図である。第２図は、第１図による発明
の弁を具備した内燃機関の部分的断面図である。第３図
は、本発明の第２の実施例に従って構成した弁の部分的
断面図である。 １・・・弁　　　　　　　２．１８・・・弁頭３．１９
・・・弁棒　　　　４・・・シリンダヘッド５・・・管
路　　　　　　６・・・シリンダ７・・・ピストン　　
　　　８・・・燃焼室９・・・弁座　　　　　　ｌＯ・
・・弁案内１０ａ・・・端面　　　　　１１・・・２重
弁スプリング１２．１７．２１・・・突合せ面　１：ｌ
、２０・・・凸部１４・・・リセス　　　　　１５・・
・中央リセス１６・・・円形環。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　内燃機関に用いる弁で、円形表面（１２）を具備し
   、弁座（９）と密封相互作用をする弁頭（２）を含み、
   さらに、前記弁頭（２）に結合され、弁案内（１０）の
   中で、可動自在に軸支されている弁軸（３）から成る弁
   において、前記弁頭（２）の断面壁厚が比較的に小さく
   、前記弁棒（３）に、弁頭（２）から遠隔の側面にある
   環（１６）と、固定突合せ面（１０ａ）と当接するため
   の突合せ面（１７）が設けられていることを特徴とする
   内燃機関用弁。 ２　弁棒（３）から遠隔の側面にある弁頭（２）が、実
   質的に一定の壁面厚の凸部（１３、２０）の形状である
   ことを特徴とする請求項１に記載の弁。 ３　弁頭（２）の凸部（１３）が、弁棒（３）から遠隔
   の側面に中央リセス（１５）を取り巻く環を形成するこ
   とを特徴とする請求項２に記載の弁。 ４　弁頭（２）の凸部（１３、２０）が、作動中の弁に
   作用する力が、実質的に凸部（１３、２０）のみで、圧
   縮応力を生成する様な湾曲を有する ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載
   の弁。 ５　弁棒（３）の環（１６）と当接する突合せ面が、弁
   案内（１０）の端部から成ることを特徴とする請求項１
   乃至４のいずれか１つに記載の弁。