JPH07317514A - セラミックバルブガイド組み立て体の設置方法 - Google Patents
セラミックバルブガイド組み立て体の設置方法Info
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- JPH07317514A JPH07317514A JP7112972A JP11297295A JPH07317514A JP H07317514 A JPH07317514 A JP H07317514A JP 7112972 A JP7112972 A JP 7112972A JP 11297295 A JP11297295 A JP 11297295A JP H07317514 A JPH07317514 A JP H07317514A
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- valve guide
- ceramic
- cylinder head
- assembly
- ceramic valve
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/08—Valves guides; Sealing of valve stem, e.g. sealing by lubricant
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L2301/00—Using particular materials
- F01L2301/02—Using ceramic materials
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
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- Y10T29/49272—Cylinder, cylinder head or engine valve sleeve making with liner, coating, or sleeve
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 効率や耐久性の大きいエンジンのための、エ
ンジンの作動温度が上っても締まり嵌合の力が失われな
いセラミックバルブガイド組み立て体を提供する。 【構成】 バルブガイド組み立て体５２は、円周方向に
セラミックバルブガイド７０を囲むように、下方固定要
素８４と、上方固定要素８８と、これら２つの要素の間
に配置された分離手段１０６としてばね１０８とを有す
る。下方固定要素８４は、内部要素９４と、内部要素と
同心の外部要素９６とで形成されるような一組の嵌合円
錐台要素９０を備える。上方固定要素も同様な一組の嵌
合円錐台要素９８を備える。エンジンに取付けられる時
に、バルブばね５６は、ばね１０８を押しつけ、下方固
定要素と上方固定要素とを半径方向に、セラミックバル
ブガイド７０をシリンダヘッド１８に強制的に接続する
ようにアキシアル荷重をかける。
ンジンの作動温度が上っても締まり嵌合の力が失われな
いセラミックバルブガイド組み立て体を提供する。 【構成】 バルブガイド組み立て体５２は、円周方向に
セラミックバルブガイド７０を囲むように、下方固定要
素８４と、上方固定要素８８と、これら２つの要素の間
に配置された分離手段１０６としてばね１０８とを有す
る。下方固定要素８４は、内部要素９４と、内部要素と
同心の外部要素９６とで形成されるような一組の嵌合円
錐台要素９０を備える。上方固定要素も同様な一組の嵌
合円錐台要素９８を備える。エンジンに取付けられる時
に、バルブばね５６は、ばね１０８を押しつけ、下方固
定要素と上方固定要素とを半径方向に、セラミックバル
ブガイド７０をシリンダヘッド１８に強制的に接続する
ようにアキシアル荷重をかける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一般的にセラミックバ
ルブガイド組み立て体に関する。より詳細には、内燃式
エンジンのシリンダヘッドへのセラミックバルブガイド
組み立て体の設置に関する。
ルブガイド組み立て体に関する。より詳細には、内燃式
エンジンのシリンダヘッドへのセラミックバルブガイド
組み立て体の設置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現今の内燃式エンジンは、効率を上げ、
馬力出力を高めるために製造されている。もっと効率を
上げるために、僅かの熱を冷却装置に送ることで、排気
温を上昇させる。上昇した排気温は、ターボチャージャ
ーのような排気エネルギーの再生利用機械設備の出力を
増大し、その結果としてエンジンの性能を増大させる。
一般に、最近のエンジンバルブガイドは、限界最高温度
域で変化するような鉄が主成分の素材で作られている。
馬力出力を高めるために製造されている。もっと効率を
上げるために、僅かの熱を冷却装置に送ることで、排気
温を上昇させる。上昇した排気温は、ターボチャージャ
ーのような排気エネルギーの再生利用機械設備の出力を
増大し、その結果としてエンジンの性能を増大させる。
一般に、最近のエンジンバルブガイドは、限界最高温度
域で変化するような鉄が主成分の素材で作られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、鉄が主成分の
バルブガイドは、排気温が上昇するような効率の高いエ
ンジンの作動では役に立たない。排気温が高温であると
ころでバルブガイドを使用するためには、他の素材が使
用されなければならない。前述した問題の一つの解法
は、バルブガイドにセラミック素材を使用することであ
る。一般に、セラミック素材は鉄が主成分の素材よりも
耐熱温度が高い。しかし、バルブガイドにセラミック素
材を使用することは、セラミックの膨張率が低いことで
複雑になる。もし、バルブガイドの素材が、単に最近の
鉄が主成分である素材からセラミックに改められ、シリ
ンダーヘッドに収縮嵌合するような従来の方法で取り付
けられるなら、エンジンが作動温度まで上がった時、締
まり嵌合の力は消えてなくなるであろう。これは、セラ
ミックと、鋳鉄やアルミニウムのようなシリンダヘッド
素材との間の熱膨張率の違いによる。セラミック素材で
形成されたバルブガイドの例として、ドナルド・Ｈ・ホ
ットに1987年 8月25日に付与された米国特許第4,688,52
7 号がある。前述の発明は、金属鋳物シリンダヘッドに
含ませるものとして、セラミック製のバルブシートとこ
れに一体に形成したステム支持部とを備え、これらが従
来型のエンジンポペット型バルブとシール状態に相互作
用する。その装置は一体に鋳造され、後工程で内燃式エ
ンジンの合金シリンダヘッドに組み込まれるユニットを
形成する。しかし、シリンダヘッド内にセラミック部品
を鋳込むことは、高価につく。金属鋳物の冷却過程の間
中、金属鋳物に生じる収縮が、セラミック挿入物に過大
な応力を発生して割れの原因になる。この問題を回避す
るために、新種の精密な高価な制御を、鋳造過程の間
中、維持しなければならない。鋳物の冷却の間にできる
締まりばめは、エンジンが作動温度になった時、セラミ
ックとシリンダヘッド素材との異なる熱膨張率のせいで
失われることになる。なお付け加えて、鋳込みによるセ
ラミック挿入物は、バルブガイドや、バルブシートの交
換を不能にする。これは、構成要素の故障時や、時間に
関係する磨耗に際しての再構成にとって不適当なものと
なる。
バルブガイドは、排気温が上昇するような効率の高いエ
ンジンの作動では役に立たない。排気温が高温であると
ころでバルブガイドを使用するためには、他の素材が使
用されなければならない。前述した問題の一つの解法
は、バルブガイドにセラミック素材を使用することであ
る。一般に、セラミック素材は鉄が主成分の素材よりも
耐熱温度が高い。しかし、バルブガイドにセラミック素
材を使用することは、セラミックの膨張率が低いことで
複雑になる。もし、バルブガイドの素材が、単に最近の
鉄が主成分である素材からセラミックに改められ、シリ
ンダーヘッドに収縮嵌合するような従来の方法で取り付
けられるなら、エンジンが作動温度まで上がった時、締
まり嵌合の力は消えてなくなるであろう。これは、セラ
ミックと、鋳鉄やアルミニウムのようなシリンダヘッド
素材との間の熱膨張率の違いによる。セラミック素材で
形成されたバルブガイドの例として、ドナルド・Ｈ・ホ
ットに1987年 8月25日に付与された米国特許第4,688,52
7 号がある。前述の発明は、金属鋳物シリンダヘッドに
含ませるものとして、セラミック製のバルブシートとこ
れに一体に形成したステム支持部とを備え、これらが従
来型のエンジンポペット型バルブとシール状態に相互作
用する。その装置は一体に鋳造され、後工程で内燃式エ
ンジンの合金シリンダヘッドに組み込まれるユニットを
形成する。しかし、シリンダヘッド内にセラミック部品
を鋳込むことは、高価につく。金属鋳物の冷却過程の間
中、金属鋳物に生じる収縮が、セラミック挿入物に過大
な応力を発生して割れの原因になる。この問題を回避す
るために、新種の精密な高価な制御を、鋳造過程の間
中、維持しなければならない。鋳物の冷却の間にできる
締まりばめは、エンジンが作動温度になった時、セラミ
ックとシリンダヘッド素材との異なる熱膨張率のせいで
失われることになる。なお付け加えて、鋳込みによるセ
ラミック挿入物は、バルブガイドや、バルブシートの交
換を不能にする。これは、構成要素の故障時や、時間に
関係する磨耗に際しての再構成にとって不適当なものと
なる。
【０００４】本発明が前述の問題を解決するためのもの
である。
である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の一態様におい
て、バルブガイド組み立て体は、シリンダヘッドと共に
使用するためのものである。シリンダヘッドは、中にボ
アを備えている。バルブガイド組み立て体は、外面を有
するセラミックバルブガイドを備えている。セラミック
バルブガイドは、膨張率の低い素材で形成される。固定
手段は、円周方向にセラミックバルブガイドを囲むよう
な下方固定要素と、円周方向にセラミックバルブガイド
を囲むような上方固定要素とを備え、セラミックバルブ
ガイドの周りを囲んでいる。シリンダヘッド内の取り付
けの間に、アキシャル荷重がかけられる時、下方固定要
素と上方固定要素とを、セラミックバルブガイドの外面
とシリンダーヘッド内のボアとに、半径方向に係合させ
るように、下方固定要素と上方固定要素との間に分離手
段が配置されている。本発明の他の態様において、セラ
ミックバルブガイドを内燃式エンジンのシリンダヘッド
に設置する方法が開示されている。シリンダヘッドは、
内にボアを有し、ボアの端には環状肩部と上面がある。
設置方法は、固定位置で、セラミックバルブガイドの周
りに固定組み立て体を取り付けてバルブガイド組み立て
体を形成することを備えている。そして、バルブガイド
組み立て体をシリンダヘッド内のボアに挿入する。次
に、固定組み立て体の一部分がシリンダヘッドの上面に
渡って延びるように、環状肩部に固定組み立て体を据え
つける。最後に、セラミックスリーブをシリンダヘッド
に強制的に接続するために、アキシャル荷重が、固定組
み立て体にかけられるように、取付けの間中、固定組み
立て体に対して力が弾力的に働く。
て、バルブガイド組み立て体は、シリンダヘッドと共に
使用するためのものである。シリンダヘッドは、中にボ
アを備えている。バルブガイド組み立て体は、外面を有
するセラミックバルブガイドを備えている。セラミック
バルブガイドは、膨張率の低い素材で形成される。固定
手段は、円周方向にセラミックバルブガイドを囲むよう
な下方固定要素と、円周方向にセラミックバルブガイド
を囲むような上方固定要素とを備え、セラミックバルブ
ガイドの周りを囲んでいる。シリンダヘッド内の取り付
けの間に、アキシャル荷重がかけられる時、下方固定要
素と上方固定要素とを、セラミックバルブガイドの外面
とシリンダーヘッド内のボアとに、半径方向に係合させ
るように、下方固定要素と上方固定要素との間に分離手
段が配置されている。本発明の他の態様において、セラ
ミックバルブガイドを内燃式エンジンのシリンダヘッド
に設置する方法が開示されている。シリンダヘッドは、
内にボアを有し、ボアの端には環状肩部と上面がある。
設置方法は、固定位置で、セラミックバルブガイドの周
りに固定組み立て体を取り付けてバルブガイド組み立て
体を形成することを備えている。そして、バルブガイド
組み立て体をシリンダヘッド内のボアに挿入する。次
に、固定組み立て体の一部分がシリンダヘッドの上面に
渡って延びるように、環状肩部に固定組み立て体を据え
つける。最後に、セラミックスリーブをシリンダヘッド
に強制的に接続するために、アキシャル荷重が、固定組
み立て体にかけられるように、取付けの間中、固定組み
立て体に対して力が弾力的に働く。
【０００６】単純で、容易に組み立てられ、経済上の見
地から内燃式エンジン内に設置されたセラミックバルブ
ガイド組み立て体の使用を通じて、本発明は、効率や耐
久性の大きいエンジンのために高度の排気温に耐えるよ
うな手段を提供するものである。
地から内燃式エンジン内に設置されたセラミックバルブ
ガイド組み立て体の使用を通じて、本発明は、効率や耐
久性の大きいエンジンのために高度の排気温に耐えるよ
うな手段を提供するものである。
【０００７】
【実施例】シリンダボア１６を形成するシリンダブロッ
ク１２を備える内燃式エンジン１０の部分図が図１、２
で示されている。シリンダヘッド１８は、取り外し可能
にシリンダブロック１２の上部端に従来の方法で設置さ
れている。シリンダヘッドは、上面１７を有する。シリ
ンダライナ２０は、シリンダボア１６内に配置されてい
る。ピストン２４は、シリンダライナ２０内で往復運動
をし、燃焼室２６を形成するためにシリンダヘッド１８
と協働する。一つのシリンダだけを示して説明する。し
かし、本発明は、多数のシリンダと種々のシリンダの構
成要素を有するようなエンジンでも使用可能である。排
気通路３０は、シリンダヘッド１８内に形成され、燃焼
室２６の外にガスを排出するために使用される。シリン
ダヘッド内に形成されるカウンタボア３２は排気通路３
０から延びて、シリンダヘッド１８の上面１７を貫通し
ている。バルブ装置３４は、有効に組み合わされ、環状
バルブシート要素４０により取り巻かれた開口部３６を
貫通して、燃焼室２６に作動的に組み合わされる。バル
ブ装置３４は、一般に、内燃式エンジンで使用されるポ
ペット型バルブ４４で形成される。バルブ４４は、細長
い円筒形ステム部分５０に接続される拡大ヘッド部分４
８を備えている。ステム部分５０は、シリンダヘッド１
８内でカウンタボア３２に設置されているバルブガイド
組み立て体５２内で支持されている。バルブガイド組み
立て体５２内のバルブ４４の運動は、拡大ヘッド部分４
８をピストン２４に対して接近し、又は離れる方向に動
かしてバルブ４４の開閉位置を定める。図１、２でバル
ブ４４は閉位置にある。バルブ４４は、機械的、油圧
的、電気的制御手段等の適当な方法によって、開位置に
移動される。５６で示されるものと同様に、バルブばね
は、ステム部分５０を取り巻き、バルブ４４を閉位置ま
で動かすためにキーパ（図示されず）に対して作動す
る。バルブばね５６は、予負荷を有する。ヘッド部分４
８は、バルブ４４が閉位置にある時、バルブシート要素
４０内でバルブシート面に位置する傾斜面６０を備えて
いる。エンジン作動では公知のように、バルブ４４が開
位置にある時、ガスは燃焼室２６から通路３０に排出さ
れる。一つの排気バルブ装置についてだけ記述されてい
るが、本発明は吸気バルブ装置に使用してもよい。
ク１２を備える内燃式エンジン１０の部分図が図１、２
で示されている。シリンダヘッド１８は、取り外し可能
にシリンダブロック１２の上部端に従来の方法で設置さ
れている。シリンダヘッドは、上面１７を有する。シリ
ンダライナ２０は、シリンダボア１６内に配置されてい
る。ピストン２４は、シリンダライナ２０内で往復運動
をし、燃焼室２６を形成するためにシリンダヘッド１８
と協働する。一つのシリンダだけを示して説明する。し
かし、本発明は、多数のシリンダと種々のシリンダの構
成要素を有するようなエンジンでも使用可能である。排
気通路３０は、シリンダヘッド１８内に形成され、燃焼
室２６の外にガスを排出するために使用される。シリン
ダヘッド内に形成されるカウンタボア３２は排気通路３
０から延びて、シリンダヘッド１８の上面１７を貫通し
ている。バルブ装置３４は、有効に組み合わされ、環状
バルブシート要素４０により取り巻かれた開口部３６を
貫通して、燃焼室２６に作動的に組み合わされる。バル
ブ装置３４は、一般に、内燃式エンジンで使用されるポ
ペット型バルブ４４で形成される。バルブ４４は、細長
い円筒形ステム部分５０に接続される拡大ヘッド部分４
８を備えている。ステム部分５０は、シリンダヘッド１
８内でカウンタボア３２に設置されているバルブガイド
組み立て体５２内で支持されている。バルブガイド組み
立て体５２内のバルブ４４の運動は、拡大ヘッド部分４
８をピストン２４に対して接近し、又は離れる方向に動
かしてバルブ４４の開閉位置を定める。図１、２でバル
ブ４４は閉位置にある。バルブ４４は、機械的、油圧
的、電気的制御手段等の適当な方法によって、開位置に
移動される。５６で示されるものと同様に、バルブばね
は、ステム部分５０を取り巻き、バルブ４４を閉位置ま
で動かすためにキーパ（図示されず）に対して作動す
る。バルブばね５６は、予負荷を有する。ヘッド部分４
８は、バルブ４４が閉位置にある時、バルブシート要素
４０内でバルブシート面に位置する傾斜面６０を備えて
いる。エンジン作動では公知のように、バルブ４４が開
位置にある時、ガスは燃焼室２６から通路３０に排出さ
れる。一つの排気バルブ装置についてだけ記述されてい
るが、本発明は吸気バルブ装置に使用してもよい。
【０００８】特に図１を参照すると、バルブガイド組み
立て体５２はセラミックスリーブのような、内面７２と
外面７４を有するバルブガイド７０を備える。セラミッ
クバルブガイド７０は、シリコンニトリロや、炭化ホウ
素のように、2.5E-6から10.8E-6 mm/mm/C0の範囲といっ
た膨張係数の小さい素材で形成されている。バルブガイ
ド組み立て体５２は、円周方向にセラミックバルブガイ
ド７０を囲むような固定手段８０を備える。固定手段８
０は、シリンダヘッド１８の環状肩部８６に対して据え
つけられた下方固定要素８４と上方固定要素８８を備え
る。下方固定要素８４は、内部要素９４と、内部要素９
４と同心の外部要素９６とで形成されるような一組の嵌
合円錐台要素９０を備える。上方固定要素８８は、内部
要素１０２と、内部要素１０２と同心の外部要素１０４
とで形成されるような一組の嵌合円錐台要素９８を備え
る。ばね１０８のような分離手段１０６は、下方固定要
素８４と上方固定要素８８との間に配置され、円周方向
にセラミックバルブガイド７０を囲む。ばね１０８は、
下方固定要素８４と上方固定要素８８の外部要素９６、
１０４に隣接して、バルブばね５６の予負荷と同じか、
それ以下の予め決められた予負荷を有する。ばね１０８
と上方固定要素８８と下方固定要素８４は、固定組み立
て体１１０を形成する。組み立て体の間に、バルブばね
５６はセラミックバルブガイド７０をシリンダヘッド１
８に、強制的に接続するように下方固定要素８４と上方
固定要素８８とばね１０８とに対する力を働かせるよう
な固定組み立て体１１０に、アキシャル荷重をかける。
立て体５２はセラミックスリーブのような、内面７２と
外面７４を有するバルブガイド７０を備える。セラミッ
クバルブガイド７０は、シリコンニトリロや、炭化ホウ
素のように、2.5E-6から10.8E-6 mm/mm/C0の範囲といっ
た膨張係数の小さい素材で形成されている。バルブガイ
ド組み立て体５２は、円周方向にセラミックバルブガイ
ド７０を囲むような固定手段８０を備える。固定手段８
０は、シリンダヘッド１８の環状肩部８６に対して据え
つけられた下方固定要素８４と上方固定要素８８を備え
る。下方固定要素８４は、内部要素９４と、内部要素９
４と同心の外部要素９６とで形成されるような一組の嵌
合円錐台要素９０を備える。上方固定要素８８は、内部
要素１０２と、内部要素１０２と同心の外部要素１０４
とで形成されるような一組の嵌合円錐台要素９８を備え
る。ばね１０８のような分離手段１０６は、下方固定要
素８４と上方固定要素８８との間に配置され、円周方向
にセラミックバルブガイド７０を囲む。ばね１０８は、
下方固定要素８４と上方固定要素８８の外部要素９６、
１０４に隣接して、バルブばね５６の予負荷と同じか、
それ以下の予め決められた予負荷を有する。ばね１０８
と上方固定要素８８と下方固定要素８４は、固定組み立
て体１１０を形成する。組み立て体の間に、バルブばね
５６はセラミックバルブガイド７０をシリンダヘッド１
８に、強制的に接続するように下方固定要素８４と上方
固定要素８８とばね１０８とに対する力を働かせるよう
な固定組み立て体１１０に、アキシャル荷重をかける。
【０００９】エンジン作動中に上昇する排気温を下げる
ために、セラミックバルブガイド７０を冷却する手段１
１２が、備えられるとよい。冷却手段１１２は、エンジ
ンオイルや、エンジン冷却液のような冷却液体をエンジ
ンから供給するような冷却液体ギャラリー１１４を備え
る。第一通路１１６は、ギャラリー１１４をカウンタボ
ア３２に流体的に接続する。第二通路１１８は、カウン
タボア３２をシリンダヘッド１８の上面１７に流体的に
接続する。本発明の別の実施例が図２に示される。前実
施例と同じ参照番号を本実施例の同じ要素にも使用す
る。図２では、分離手段１０６は、セラミックバルブガ
イド７０を円周方向に囲むように、下方固定要素８４と
上方固定要素８８との間に配置された固体スリーブ１２
４である。固体スリーブ１２４は、下方固定要素８４と
上方固定要素８８の外部要素９６、１０４に隣接し、上
方内部固定要素１０２がシリンダヘッド１８の上面１７
の少し上に位置するように予め決められた長さを有す
る。固体スリーブ１２４と下方固定要素８４と上方固定
要素８８とは、固定組み立て体１１０を形成する。バル
ブばね５６は、組み立て体の間に、セラミックバルブ７
０をシリンダヘッド１８に強制的に接続するために、下
方固定要素８４と上方固定要素８８と固体スリーブ１２
４とに対して、力を働かせるような固定組み立て体１１
０に、アキシャル荷重をかける。
ために、セラミックバルブガイド７０を冷却する手段１
１２が、備えられるとよい。冷却手段１１２は、エンジ
ンオイルや、エンジン冷却液のような冷却液体をエンジ
ンから供給するような冷却液体ギャラリー１１４を備え
る。第一通路１１６は、ギャラリー１１４をカウンタボ
ア３２に流体的に接続する。第二通路１１８は、カウン
タボア３２をシリンダヘッド１８の上面１７に流体的に
接続する。本発明の別の実施例が図２に示される。前実
施例と同じ参照番号を本実施例の同じ要素にも使用す
る。図２では、分離手段１０６は、セラミックバルブガ
イド７０を円周方向に囲むように、下方固定要素８４と
上方固定要素８８との間に配置された固体スリーブ１２
４である。固体スリーブ１２４は、下方固定要素８４と
上方固定要素８８の外部要素９６、１０４に隣接し、上
方内部固定要素１０２がシリンダヘッド１８の上面１７
の少し上に位置するように予め決められた長さを有す
る。固体スリーブ１２４と下方固定要素８４と上方固定
要素８８とは、固定組み立て体１１０を形成する。バル
ブばね５６は、組み立て体の間に、セラミックバルブ７
０をシリンダヘッド１８に強制的に接続するために、下
方固定要素８４と上方固定要素８８と固体スリーブ１２
４とに対して、力を働かせるような固定組み立て体１１
０に、アキシャル荷重をかける。
【００１０】高度の排気温に耐える手段を備えるため
に、固定組み立て体１１０とセラミックバルブガイド７
０を備えるようなバルブガイド組み立て体５２が、シリ
ンダヘッド１８内に取り付けられている。これは、固定
された位置でセラミックバルブガイド７０を円周方向に
囲むためにセラミックバルブガイド７０のまわりに下方
内部要素９４を押しつけて取り付けることで、完成す
る。次に、下方外部要素９６と下方内部要素９４が、セ
ラミックバルブガイド７０を円周方向に囲むような接触
関係になるように、下方外部要素９６は、下方内部要素
９４に接触して据えつけられる。次に、ばね１０８は、
セラミックバルブガイド７０を円周方向に囲むために下
方外部要素９６に接触して据えつけられる。次に、上方
外部要素１０４は、セラミックバルブガイド７０を円周
方向に囲むために、ばね１０８に接触して据えつけられ
る。最終的に、上方内部要素１０２は、セラミックバル
ブガイド７０を円周方向に囲むために上方外部要素１０
４に接触して据えつけられる。固定組み立て体１１０全
体がセラミックバルブガイド７０の周りに取り付けられ
た時、バルブガイド組み立て体５２が、形成される。下
方内部要素９４が環状肩部８６と接触関係に至るまで、
バルブガイド組み立て体５２は、シリンダーヘッド１８
内のカウンタボア３２内に据えつけられる。セラミック
バルブガイド７０の下方内部要素９４の位置と、環状肩
部８６を備えた下方内部要素９４の接合点との間の関係
のために、固定組み立て体１１０がシリンダヘッド１８
の上面１７を越えて、特定された距離だけ延びるように
なる。
に、固定組み立て体１１０とセラミックバルブガイド７
０を備えるようなバルブガイド組み立て体５２が、シリ
ンダヘッド１８内に取り付けられている。これは、固定
された位置でセラミックバルブガイド７０を円周方向に
囲むためにセラミックバルブガイド７０のまわりに下方
内部要素９４を押しつけて取り付けることで、完成す
る。次に、下方外部要素９６と下方内部要素９４が、セ
ラミックバルブガイド７０を円周方向に囲むような接触
関係になるように、下方外部要素９６は、下方内部要素
９４に接触して据えつけられる。次に、ばね１０８は、
セラミックバルブガイド７０を円周方向に囲むために下
方外部要素９６に接触して据えつけられる。次に、上方
外部要素１０４は、セラミックバルブガイド７０を円周
方向に囲むために、ばね１０８に接触して据えつけられ
る。最終的に、上方内部要素１０２は、セラミックバル
ブガイド７０を円周方向に囲むために上方外部要素１０
４に接触して据えつけられる。固定組み立て体１１０全
体がセラミックバルブガイド７０の周りに取り付けられ
た時、バルブガイド組み立て体５２が、形成される。下
方内部要素９４が環状肩部８６と接触関係に至るまで、
バルブガイド組み立て体５２は、シリンダーヘッド１８
内のカウンタボア３２内に据えつけられる。セラミック
バルブガイド７０の下方内部要素９４の位置と、環状肩
部８６を備えた下方内部要素９４の接合点との間の関係
のために、固定組み立て体１１０がシリンダヘッド１８
の上面１７を越えて、特定された距離だけ延びるように
なる。
【００１１】バルブばね５６は、公知の方法でエンジン
１０に組み込まれる。バルブばね５６が、取り付けら
れ、荷重をかけられると、バルブばねは、軸方向の、力
を固定組み立て体１１０に作用させる。上方内部要素１
０２がシリンダブロック１８の上面１７と同平面になる
まで、アキシャル荷重が、固定組み立て体１１０に下方
のカウンタボア３２にかけられる。フラスコ円錐要素９
０、９８の内部要素１０２と外部要素９６、１０４は、
それぞれ半径方向に分割されるので、バルブばね５６に
よって固定組み立て体１１０にかけられるアキシャル荷
重は、ばねを圧縮して、要素９６、１０２、１０４を半
径方向に収縮したり、拡張したりする。結果として、よ
く理解されるように、下方外部要素９６は半径方向に拡
がってシリンダヘッド１８を把持し、上方内部要素１０
２は、半径方向に収縮してセラミックバルブガイド７０
を把持し、上方外部要素１０４は半径方向に拡がってシ
リンダヘッド１８を把持する。内部要素１０２と外部要
素９６、１０４の収縮と拡張は、セラミックバルブガイ
ド７０をシリンダヘッド１８に強制的に接続する。円錐
台要素９０、９８は逆にされてもよく、さらに、下方固
定要素８４と上方固定要素８８のように各々有効に作用
するとよい。
１０に組み込まれる。バルブばね５６が、取り付けら
れ、荷重をかけられると、バルブばねは、軸方向の、力
を固定組み立て体１１０に作用させる。上方内部要素１
０２がシリンダブロック１８の上面１７と同平面になる
まで、アキシャル荷重が、固定組み立て体１１０に下方
のカウンタボア３２にかけられる。フラスコ円錐要素９
０、９８の内部要素１０２と外部要素９６、１０４は、
それぞれ半径方向に分割されるので、バルブばね５６に
よって固定組み立て体１１０にかけられるアキシャル荷
重は、ばねを圧縮して、要素９６、１０２、１０４を半
径方向に収縮したり、拡張したりする。結果として、よ
く理解されるように、下方外部要素９６は半径方向に拡
がってシリンダヘッド１８を把持し、上方内部要素１０
２は、半径方向に収縮してセラミックバルブガイド７０
を把持し、上方外部要素１０４は半径方向に拡がってシ
リンダヘッド１８を把持する。内部要素１０２と外部要
素９６、１０４の収縮と拡張は、セラミックバルブガイ
ド７０をシリンダヘッド１８に強制的に接続する。円錐
台要素９０、９８は逆にされてもよく、さらに、下方固
定要素８４と上方固定要素８８のように各々有効に作用
するとよい。
【００１２】冷却液体が必要ならば、ギャラリー１１４
から第一通路１１６を通って、直接カウンタボア３２と
ばね１０８の周りに通されるとよい。冷却液体は、ばね
１０８の周りを循環し、第二通路１１８を通って、エン
ジン冷却材としてエンジンオイルや冷却ジャケット（図
示されず）のために使用され、シリンダヘッド１８の上
面１７のような適切な排水場所へと、カウンタボア３２
から出る。内部要素９４は、セラミックバルブガイド７
０の周りの内部要素９４の圧入によって冷却液体がカウ
ンタボア３２に入り、漏れないように作用する。しか
し、もし円錐台要素９０の上下を逆にするならば、ばね
１０８とカウンタボア３２との間にはシールがなくな
る。同様な結果を得るために、固体スリーブ１２４を、
ばね１０８の位置で使用するとよい。冷却手段１１２を
固体スリーブ１２４と共に利用するためには、十分な冷
却を得るような開口部が必要である。前述の通り、セラ
ミックバルブガイドをシリンダヘッドに締り嵌めする従
来の方法では、セラミックとシリンダヘッド素材との間
の異なる熱膨張率のせいでエンジンが作動温度になると
緊締力が最終的に消えて失われるということを考える
と、高度の排気温に耐え得る単純で経済的なセラミック
バルブガイドをシリンダヘッド内に設置できることは、
エンジンの効率や耐久性を増大する手段を提供するもの
である。本発明において、セラミックバルブガイドはエ
ンジンの作動サイクルの間中、セラミックバルブガイド
がシリンダヘッド内の位置で保持されることを保証する
ような形でシリンダヘッド内に位置される。これは、セ
ラミックバルブガイドとシリンダヘッド間で固定組み立
て体を利用することにより、膨張率の低いセラミックバ
ルブガイドを適度な膨張率を有するシリンダヘッドに強
制的に接続することにより、完成される。
から第一通路１１６を通って、直接カウンタボア３２と
ばね１０８の周りに通されるとよい。冷却液体は、ばね
１０８の周りを循環し、第二通路１１８を通って、エン
ジン冷却材としてエンジンオイルや冷却ジャケット（図
示されず）のために使用され、シリンダヘッド１８の上
面１７のような適切な排水場所へと、カウンタボア３２
から出る。内部要素９４は、セラミックバルブガイド７
０の周りの内部要素９４の圧入によって冷却液体がカウ
ンタボア３２に入り、漏れないように作用する。しか
し、もし円錐台要素９０の上下を逆にするならば、ばね
１０８とカウンタボア３２との間にはシールがなくな
る。同様な結果を得るために、固体スリーブ１２４を、
ばね１０８の位置で使用するとよい。冷却手段１１２を
固体スリーブ１２４と共に利用するためには、十分な冷
却を得るような開口部が必要である。前述の通り、セラ
ミックバルブガイドをシリンダヘッドに締り嵌めする従
来の方法では、セラミックとシリンダヘッド素材との間
の異なる熱膨張率のせいでエンジンが作動温度になると
緊締力が最終的に消えて失われるということを考える
と、高度の排気温に耐え得る単純で経済的なセラミック
バルブガイドをシリンダヘッド内に設置できることは、
エンジンの効率や耐久性を増大する手段を提供するもの
である。本発明において、セラミックバルブガイドはエ
ンジンの作動サイクルの間中、セラミックバルブガイド
がシリンダヘッド内の位置で保持されることを保証する
ような形でシリンダヘッド内に位置される。これは、セ
ラミックバルブガイドとシリンダヘッド間で固定組み立
て体を利用することにより、膨張率の低いセラミックバ
ルブガイドを適度な膨張率を有するシリンダヘッドに強
制的に接続することにより、完成される。
【図１】本発明で具体的に表現される内燃式エンジンの
燃焼室の部分断面図である。
燃焼室の部分断面図である。
【図２】図１で示されるのとは別の本発明の実施例の部
分断面図である。
分断面図である。
１０ 内燃式エンジン １２ シリンダブロック １６ シリンダボア １７ 上面 １８ シリンダヘッド ２０ シリンダライナ ２４ ピストン ２６ 燃焼室 ３０ 排気通路 ３２ カウンタボア ３４ バルブ装置 ３６ 開口部 ４０ バルブシート要素 ４４ ポペット型バルブ ４８ ヘッド部分 ５０ ステム部分 ５２ バルブガイド組み立て体 ５４ 内部ボア ５６ バルブばね ６０ 傾斜面 ６２ バルブシート面 ７０ バルブガイド ７２ 内面 ７４ 外面 ８０ 固定手段 ８４ 下方固定要素 ８６ 環状肩部 ８８ 上方固定要素 ９０、９８ 円錐台要素 ９４、１０２ 内部要素 ９６、１０４ 外部要素 １０６ 分離手段 １０８ ばね １１０ 固定組み立て体 １１２ 冷却手段 １１４ 冷却液体ギャラリー １１６ 第一通路 １１８ 第二通路 １２４ 固体スリーブ
Claims (11)
- 【請求項１】 ボアを内に有するシリンダヘッドと共に
使用するためのバルブガイド組み立て体であって、 外面を有し、膨張率の低い素材で形成されるセラミック
スリーブと、 前記セラミックスリーブの周りを囲む下方固定要素と、
前記セラミックスリーブの周りを囲む上方固定要素とを
備えるセラミックスリーブの周りを囲む固定手段と、 前記下方固定要素と前記上方固定要素との間に配置さ
れ、前記シリンダヘッド内への取付けに際してアキシャ
ル荷重がかけられる時、前記下方固定要素と前記上方固
定要素とを、前記セラミックスリーブの外面と前記シリ
ンダヘッド内の前記ボアとに半径方向に係合するように
強制する分離手段と、を備えることを特徴とするバルブ
ガイド組み立て体。 - 【請求項２】 前記下方固定要素と前記上方固定要素の
両方が一組の嵌合円錐要素を備え、該一組の円錐要素が
内部要素と該内部要素と同心の外部要素とを備え、前記
下方固定要素の前記内部要素は、前記セラミックスリー
ブの前記外面にしっかりと嵌められることを特徴とする
請求項１に記載のバルブガイド組み立て体。 - 【請求項３】 前記シリンダヘッド内への取付け中にア
キシャル荷重が前記分離手段にかけられる時、前記下方
固定要素と前記上方固定要素との前記内部要素が半径方
向に前記セラミックスリーブと係合し、前記下方固定要
素と前記上方固定要素との前記外部要素が半径方向に前
記シリンダヘッドと係合することを特徴とする請求項２
に記載のバルブガイド組み立て体。 - 【請求項４】 前記分離手段がコイルばねであることを
特徴とする請求項３に記載のバルブガイド組み立て体。 - 【請求項５】 前記分離手段が固体スリーブであること
を特徴とする請求項３に記載のバルブガイド組み立て
体。 - 【請求項６】 セラミックバルブガイドを内にボアを有
し端に環状肩部と上面を有する内燃式エンジンのシリン
ダヘッドに設置する方法であって、 固定位置で前記セラミックバルブガイドの周りに固定組
み立て体を取付けて、バルブガイド組み立て体を形成
し、 前記バルブガイド組み立て体を前記シリンダヘッド内の
前記ボアに挿入し、 前記固定組み立て体の一部分が前記シリンダヘッドの前
記上面に渡ってのびるように、前記固定組み立て体を前
記環状肩部に取付け、 前記セラミックバルブガイドを前記シリンダヘッドに強
制的に接続するためにアキシャル荷重が前記固定組み立
て体にかけられるように、取付けの間に、前記固定組み
立て体に力を弾力的に働かせる、段階を備えることを特
徴とする設置方法。 - 【請求項７】 前記セラミックバルブガイドの周りに固
定組み立て体を取り付ける段階が、 固定された位置で前記セラミックバルブガイドの周りに
下方内部円錐要素を圧力嵌めし、 前記下方内部円錐要素に対して、前記下方内部円錐要素
と同心の嵌合下方外部円錐要素を据えつけ、 前記下方外部円錐要素に対して、前記セラミックバルブ
ガイドを円周方向に囲む分離手段を据えつけ、 前記分離手段に対して、前記セラミックバルブガイドの
周りに位置する上方外部円錐要素を据えつけ、 前記上方外部円錐要素に対して、前記上方外部円錐要素
と同心の上方内部円錐要素を据えつける、段階を備える
ことを特徴とする請求項６に記載のセラミックバルブガ
イドの設置方法。 - 【請求項８】 前記固定組み立て体に弾力的に力を働か
せる段階が、 取付けの間中、前記分離手段に対して弾力的に力を働か
せる、段階を備えることを特徴とする請求項７に記載の
セラミックバルブガイドの設置方法。 - 【請求項９】 前記セラミックバルブガイドを前記シリ
ンダーヘッドに強制的に接続する段階が、 前記上方内部円錐要素を前記セラミックバルブガイドに
向けて、強制的に締めつけ、 前記上方外部円錐要素を前記シリンダヘッドに向けて、
強制的に拡張させ、 前記下方外部円錐要素を前記シリンダヘッドに向けて、
強制的に拡張させる、段階を備えることを特徴とする請
求項８に記載のセラミックバルブガイドの設置方法。 - 【請求項１０】 分離手段を取り付ける段階が、 下方外部円錐要素にコイルばねを据えつける、段階を備
えることを特徴とする請求項９に記載のセラミックバル
ブガイドの設置方法。 - 【請求項１１】 分離手段を取り付ける段階が、 前記下方外部円錐要素に固体スリーブを据えつける、段
階を備えることを特徴とする請求項９に記載のセラミッ
クバルブガイドの設置方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/247167 | 1994-05-20 | ||
| US08/247,167 US5435280A (en) | 1994-05-20 | 1994-05-20 | Method of mounting a ceramic valve guide assembly |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07317514A true JPH07317514A (ja) | 1995-12-05 |
Family
ID=22933849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7112972A Withdrawn JPH07317514A (ja) | 1994-05-20 | 1995-05-11 | セラミックバルブガイド組み立て体の設置方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5435280A (ja) |
| JP (1) | JPH07317514A (ja) |
| DE (1) | DE19518501A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106401783A (zh) * | 2015-06-10 | 2017-02-15 | 福特全球技术公司 | 发动机排气门护罩 |
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| US5564187A (en) * | 1994-12-22 | 1996-10-15 | Chrysler Corporation | Apparatus and method for an aluminum alloy cylinder head having a valve guide bore with spaced wear resistant integral surfaces |
| DE19712059A1 (de) * | 1997-03-24 | 1998-10-01 | Brauneweil Markus | Ventil für einen Verbrennungsmotor E 5 |
| US6125810A (en) * | 1998-12-10 | 2000-10-03 | Caterpillar Inc. | Ceramic valve guide with two internal diameters |
| RU2172845C1 (ru) * | 1999-12-20 | 2001-08-27 | Открытое акционерное общество "АВТОВАЗ" | Механизм газораспределения двигателя внутреннего сгорания |
| DE10361976B4 (de) * | 2003-11-21 | 2014-01-23 | Volkswagen Ag | Brennkraftmaschine mit Einlassventilanordnung |
| US10215136B2 (en) * | 2014-08-26 | 2019-02-26 | Borgwarner Inc. | Adjustable, low loss valve for providing high pressure loop exhaust gas recirculation |
| US20160186620A1 (en) * | 2014-12-30 | 2016-06-30 | General Electric Company | Multi-material valve guide system and method |
| US20190331009A1 (en) * | 2018-04-25 | 2019-10-31 | Ford Global Technologies, Llc | Internally cooled valve guide |
| RU209667U1 (ru) * | 2021-10-19 | 2022-03-17 | Сергей Борисович Лысинов | Направляющая втулка клапана двигателя внутреннего сгорания |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3809046A (en) * | 1972-09-01 | 1974-05-07 | K Line Ind Inc | Valve guide stabilizing and sealing insert |
| DE2310368A1 (de) * | 1973-03-02 | 1974-09-19 | Ringfeder Gmbh | Mechanischer stossdaempfer |
| US4688527A (en) * | 1986-03-31 | 1987-08-25 | Chrysler Motors Corporation | Ceramic valve guide and seat |
| DE69207019T2 (de) * | 1991-02-01 | 1996-09-05 | Idemitsu Kosan Co | Verfahren zur Herstellung von Carbonylverbindungen |
| US5207196A (en) * | 1992-07-31 | 1993-05-04 | Trw Inc. | Pre-assembled unit for engine valve system |
| US5313917A (en) * | 1993-08-18 | 1994-05-24 | Briggs & Stratton Corporation | Self-aligning valve assembly |
-
1994
- 1994-05-20 US US08/247,167 patent/US5435280A/en not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-05-11 JP JP7112972A patent/JPH07317514A/ja not_active Withdrawn
- 1995-05-19 DE DE19518501A patent/DE19518501A1/de not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106401783A (zh) * | 2015-06-10 | 2017-02-15 | 福特全球技术公司 | 发动机排气门护罩 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE19518501A1 (de) | 1995-11-23 |
| US5435280A (en) | 1995-07-25 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |