JPH03260309A - 内燃機関用流体冷却弁 - 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、内燃機関の吸排気弁として用いられるきのこ
状のポペット弁であって、内部に形成した中空部内に、
内燃機関の作動時の温度で流体となる所要量の熱伝達媒
体を封入したものに関する。

〔従来の技術〕

この種の流体冷却弁において、内燃機関の作動熱を受け
る弁頭部から弁ステム部への熱伝達効率を高めうるよう
にしたものとしては、例えば特開昭５３−２２９３０号
公報に開示されているように、中空部の内面に長手方向
を向く複数の溝を刻設したものがある。

また、特開昭５８−１８５９１７号公報に開示されてい
るように、中空部の上部に、熱伝達媒体の下降を抑制す
る金網等登設けたものもある。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年、自動車用エンジンの性能向上に伴い、エンジンの
熱負荷が大となり、弁への入熱が大となる傾向にある。

一方、動弁系の軽量化の要求を満足させるため、弁の軸
部の外径は、小さくされる傾向にあり、それに伴って、
軸部内に形成される中空部の孔の内径も、小さくせざる
を得ない状況にある。

このように、中空部の内径をかとすると、熱伝達媒体の
移動が阻害され、弁頭部から尖細部への熱伝達効率が著
しく低下するおそれがある。

このような状況下において、上述のような従来の熱伝達
効率を向上させるための手段を設けたとしても、中空部
内に設けた溝や金網等内に熱伝達媒体が滞留し易く、そ
の部分の熱伝達媒体の流動性や攪拌作用が阻害され、却
って熱伝達効率の向上に妨げとなるおそれがある。

本発明は、このような従来の技術が有する問題点に鑑み
、熱伝達媒体の攪拌性能や流動性を高めることにより、
結果的に弁頭部から弁ステム部への熱伝達効率を向上し
つるようにした、内燃機関用流体冷却弁を提供すること
を第１の目的としている。

また、本発明は、中空部内に設ける攪拌部材にゲッター
作用を持たせることにより、中空部内に存在する有害物
質を、これに吸着させることができるようにした、内燃
機関用流体冷却弁を提供することを第２の目的としてい
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記第１の目的を達成するため、本発明の内燃機関用流
体冷却弁は、内部に中空部（４）を設け、この中空部（
４）内に内燃機関の作動時の温度で流体となる所要量の
熱伝達媒体（５）登封入してなる内燃機関用流体冷却弁
（１）において、前記中空部（４）内に熱伝達媒体（５
）より比重が大きく、かつ中空部（４）内を自由に遊動
しうる程度の大きさとした攪拌部材（７）を設けたこと
を特徴としている。

上記第１及び第２の両方の目的を同時に達成するために
は、上記攪拌部材（７）の少なくとも表面の一部を、ゲ
ッター作用を有する材料により構成する。

〔作　用〕

内燃機関の作動時に、流体冷却弁（１）が上下に撮動さ
せられることにより、その中空部（４）内に設けた攪拌
部材（７）は、同じ中空部（４）内の熱伝達媒体（５）
より比重が大きいので、熱伝達媒体（５）に先立って激
しく上下動し、それによって、熱伝達媒体（５）の移動
が促進させられるとともに、熱伝達媒体（５）の攪拌性
能が向上し、高温の弁頭部（２）の熱を低温の弁ステム
部（３）へ速やかに移動させることが可能となり１局部
的な昇温による弁の強度の低下は防止される。

攪拌部材（７）の少なくとも表面の一部を、ゲッター作
用を有する材料により構成すると、中空部（４）内に混
入した有害物質が、攪拌部材（７）の表面に吸着され、
有害物質と熱伝達媒体（５）とが反応して、熱伝達を阻
害する二次生成物が生成されたり、中空部（４）内の内
圧を異常に上昇させるガスが発生したりするのを、未然
に防止することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を、添付図面を参照して説明す
る。

（１）は、内燃機関用吸排気弁として用いる流体冷却弁
で、傘状に拡径した弁頭部（２）と、それになだらかに
連続する小径の弁ステム部（３）とがらなり、弁頭部（
２）から弁ステム部（３）の先端近傍までの中心軸線上
には、中空部（４）が形成されている。

中空部（４）内には、その容積のほぼ３分の２程度の容
積を占める熱伝達媒体（５）と、残りの容積を占めると
ともに、弁作動温度範囲において熱伝達媒体（５）と反
応しにくい気体（６）とが密封されている。

熱伝達媒体（５）は、内燃機関の弁作動温度（１００℃
〜８００℃）で流体となる、例えば金属ナトリウム又は
その他の冷却材とするのがよい。

熱伝達媒体（５）を金属ナトリウムとしたときは、気体
（６）は、例えば窒素ガス、若しくはヘリウムガス、ア
ルゴンガス等の狭義の不活性ガス、又はフロンガス等と
するのがよい。

しかし、気体（６）の部分を真空としたり、もしくは空
気としたり、又は中空部（４）内金体に気体の熱伝達媒
体のみを封入したりしてもよい。

中空部（４）内には、熱伝達媒体（５）より比重が大き
く、かつ中空部（４）内を自由に遊動しうる程度の大き
さとした攪拌部材（７）が設けられている。

攪拌部材（７）の具体的な形状は、中空部（４）の内径
より小径とした球状、表面に適宜の凹凸を形成した概ね
球状のもの、又は小石のように、不定形の塊状等とする
のが好ましいが、直径を、中空部（４）の内径より小と
し、かつ長さを、中空部（４）の内径より大とした円柱
状その他の形状とすることもできる。

攪拌部材（７）の材質は、中空部（４）内の有害な分子
を吸着するゲッター作用を有するものが好ましく、具体
的には、チタン又はジルコニウムとするのがよい、しか
し、ゲッター作用を有する材料として、バナジウム、ハ
フニウム、イツトリウム等、及び以上のゲッター材料の
混合物を用いることもできる。

また、攪拌部材（７）の少なくとも表面の一部を。

上記のようなゲッター作用を有する材料により構成して
もよい。

さらに、ゲッター作用を必要としない場合、又は別の手
段にゲッター作用を持たせた場合は、攪拌部材（７）の
材料として、ゲッター作用を有しない、錆その他の金属
を用いてもよい。

中空部（４）内に設ける攪拌部材（７）の数は、１個又
は２，３個が好ましいが、それ以上としてもよい。

（８）は、内燃機関の吸気口又は排気口の開口縁部に設
けられた弁座、（９）は、ナトリウム冷却弁（１）の弁
ステム部（３）の軸線方向の往復移動を案内する弁ガイ
ドである。

この実施例のような構成とすると、内燃機関の作動に伴
い、流体冷却弁（１）が勘弁機構（図示略）により上下
動させられたとき、中空部（４）内に設けた攪拌部材（
７）は、同じ中空部（４）内の熱伝達媒体（５）より比
重が大きいので、熱伝達媒体（５）に先立って激しく上
下動する。それによって、熱伝達媒体（５）の移動が促
進させられるとともに、熱伝達媒体（５）の攪拌性能は
向上し、高温の弁頭部（２）の熱を低温の弁ステム部（
３）へ速やかに移動させ、そこから弁ガイド（９）を通
じて迅速に放散させることが可能となり、局部的な昇温
による弁の強度の低下は防止される。

攪拌部材（７）の少なくとも表面の一部を、ゲッター作
用を有する材料により構成すると、中空部（４）内に混
入した有害物質は、攪拌部材（７）の表面に吸着され、
有害物質と熱伝達媒体（５）とが反応して、熱伝達を阻
害する二次生成物が生成したり、中空部（４）内の内圧
を異常に上昇させるガスが発生したりするのが、未然に
防止される。

〔発明の効果〕

本発明によると、中空部（４）内に攪拌部材（７）を入
れるという簡単な構成で、弁作動時における熱伝達媒体
（５）の移動を促進するとともに、熱伝達媒体（５）の
攪拌性能を高め、もって、弁頭部（２）から弁ステム部
（３）への熱伝達効率を向上させることができる（Ｍ求
項（１）及び（２）記載の発明）。

また、攪拌部材（７）の少なくとも表面の一部を、ゲッ
ター作用を有する材料により構成すると、中空部（４）
内に混入した有害物質が、攪拌部材（７）の表面に吸着
され、有害物質と熱伝達媒体（５）とが反応して、熱伝
達を阻害する二次生成物が生成されたり、中空部（４）
内の内圧を異常に上昇させるガスが発生したりするのが
未然に防止される（請求項（２）記載の発明）。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の一実施例の縦断正面図である。 （１）流体冷却弁 （３）弁ステム部 （４ａ）突条 （６）気体 （８）弁座 （２）弁頭部 （４）中空部 （５）熱伝達媒体 （７）攪拌部材 （９）弁ガイド

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内部に中空部を設け、該中空部内に内燃機関の作
   動時の温度で流体となる所要量の熱伝達媒体を封入して
   なる内燃機関用流体冷却弁において、前記中空部内に熱
   伝達媒体より比重が大きく、かつ中空部内を自由に遊動
   しうる程度の大きさとした攪拌部材を設けたことを特徴
   とする内燃機関用流体冷却弁。
2. （２）攪拌部材の少なくとも表面の一部を、ゲッター作
   用を有する材料により構成したことを特徴とする請求項
   （１）記載の内燃機関用流体冷却弁。