JPH11117718A - 内燃機関用中空弁 - Google Patents
内燃機関用中空弁Info
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- JPH11117718A JPH11117718A JP22808598A JP22808598A JPH11117718A JP H11117718 A JPH11117718 A JP H11117718A JP 22808598 A JP22808598 A JP 22808598A JP 22808598 A JP22808598 A JP 22808598A JP H11117718 A JPH11117718 A JP H11117718A
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- JP
- Japan
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- hollow
- valve
- green compact
- internal combustion
- compact
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- Pending
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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
- F01L3/12—Cooling of valves
- F01L3/14—Cooling of valves by means of a liquid or solid coolant, e.g. sodium, in a closed chamber in a valve
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 中空孔内に、金属ナトリウムに代わる冷却媒
体を封入して安全性の高い中空弁を得る。 【構成】 中空孔５内に、金属ナトリウムを除く危険性
のない圧粉体６を封入することにより、製造工程が簡略
化され、かつ万一弁が切損して圧粉体６が流出しても、
人体等に害を及ぼすことがなく、しかも傘部の熱は、圧
粉体６を介してステム３に速やかに伝達される。
体を封入して安全性の高い中空弁を得る。 【構成】 中空孔５内に、金属ナトリウムを除く危険性
のない圧粉体６を封入することにより、製造工程が簡略
化され、かつ万一弁が切損して圧粉体６が流出しても、
人体等に害を及ぼすことがなく、しかも傘部の熱は、圧
粉体６を介してステム３に速やかに伝達される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用の吸排気弁
として用いられる中空弁に係り、特に、傘部からステム
にかけて設けられた中空孔内に、冷却媒体としての圧粉
体を封入してなる中空弁に関する。
として用いられる中空弁に係り、特に、傘部からステム
にかけて設けられた中空孔内に、冷却媒体としての圧粉
体を封入してなる中空弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】最近の自動車用エンジンは、過給機を搭
載したり多弁機構を採用するなど、高回転、高出力化の
傾向にある。
載したり多弁機構を採用するなど、高回転、高出力化の
傾向にある。
【０００３】エンジンの許容回転数を高めるうえで最も
障害となるのは、動弁系の重量による慣性質量の増加で
あり、動弁系の構成部品の総重量が大となると、その慣
性のために、高速回転になるほど、弁体のカムに対する
追従性能が低下し、弁体がおどり等を発生して出力低下
を招く。
障害となるのは、動弁系の重量による慣性質量の増加で
あり、動弁系の構成部品の総重量が大となると、その慣
性のために、高速回転になるほど、弁体のカムに対する
追従性能が低下し、弁体がおどり等を発生して出力低下
を招く。
【０００４】中空弁は、弁体を軽量化させ、動弁系の慣
性質量を軽減させる上において非常に有利であるため、
常時高速回転で使用されるレーシングカーのエンジン
や、一部の乗用車の高出力型エンジンに採用されてい
る。
性質量を軽減させる上において非常に有利であるため、
常時高速回転で使用されるレーシングカーのエンジン
や、一部の乗用車の高出力型エンジンに採用されてい
る。
【０００５】この種の中空弁には、傘部からステムにか
けてあけられた中空孔内に、冷却媒体としての金属ナト
リウムを封入して、傘部からステムへの熱伝達効率を高
め、熱負荷を軽減するようにしたものがある(特開昭60-
145410号公報、実開昭63-151911号公報参照)。
けてあけられた中空孔内に、冷却媒体としての金属ナト
リウムを封入して、傘部からステムへの熱伝達効率を高
め、熱負荷を軽減するようにしたものがある(特開昭60-
145410号公報、実開昭63-151911号公報参照)。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述のような金属ナト
リウムを封入してなる中空弁では、金属ナトリウムが、
水や酸素等と反応し易く、この反応により、中空孔の内
部に酸化ナトリウムや水酸化ナトリウム、水素化ナトリ
ウム等が生成されると、中空孔の内圧を高めたり、熱伝
達効率を低下させたりする。そのため、中空孔内に残留
している水分等を除去するとともに、中空孔への金属ナ
トリウムの注入作業を、不活性ガスの雰囲気中で行なう
必要がある。
リウムを封入してなる中空弁では、金属ナトリウムが、
水や酸素等と反応し易く、この反応により、中空孔の内
部に酸化ナトリウムや水酸化ナトリウム、水素化ナトリ
ウム等が生成されると、中空孔の内圧を高めたり、熱伝
達効率を低下させたりする。そのため、中空孔内に残留
している水分等を除去するとともに、中空孔への金属ナ
トリウムの注入作業を、不活性ガスの雰囲気中で行なう
必要がある。
【０００７】また金属ナトリウムは、上記性質に加え
て、強アルカリ性を有しているため、その注入にあたっ
ては、安全性の面において十分注意を払う必要があり、
その製造には、多くの面倒な工程を要し、かつ安全管理
を厳重に行なう必要がある。
て、強アルカリ性を有しているため、その注入にあたっ
ては、安全性の面において十分注意を払う必要があり、
その製造には、多くの面倒な工程を要し、かつ安全管理
を厳重に行なう必要がある。
【０００８】また、エンジンに組付けられた後に、スク
ラップ処理や廃棄処分する際等において、万一ステムが
切損して、金属ナトリウムが流出すると非常に危険であ
る。
ラップ処理や廃棄処分する際等において、万一ステムが
切損して、金属ナトリウムが流出すると非常に危険であ
る。
【０００９】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、中空孔内に、金属ナトリ
ウムに代わる冷却媒体を封入することにより、製造が容
易で、かつ安全性の高い中空弁を提供することにある。
で、その目的とするところは、中空孔内に、金属ナトリ
ウムに代わる冷却媒体を封入することにより、製造が容
易で、かつ安全性の高い中空弁を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題は、次のようにして解決される。
題は、次のようにして解決される。
【００１１】(１) 少なくともステム内に穿設した中空
孔内に、冷却媒体として金属ナトリウムを除く圧粉体を
封入させた内燃機関用中空弁として構成する。
孔内に、冷却媒体として金属ナトリウムを除く圧粉体を
封入させた内燃機関用中空弁として構成する。
【００１２】(２) 上記(１)項において、中空孔の上端
と圧粉体の上端との間に、空隙を存在させる。
と圧粉体の上端との間に、空隙を存在させる。
【００１３】(３) 上記(２)項において、空隙を真空と
する。
する。
【００１４】(４) 上記(２)項において、空隙に不活性
ガスを封入する。
ガスを封入する。
【００１５】(５) 上記(１)〜(４)項のいずれかにおい
て、圧粉体が、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛
のいずれか、又はそれらの混合物からなるものとする。
て、圧粉体が、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛
のいずれか、又はそれらの混合物からなるものとする。
【００１６】
【作用】中空孔内に封入する冷却媒体として、金属ナト
リウムを除く危険性のない物質を用い、かつ圧粉体の形
態として封入することにより、製造工程が簡略化され、
かつ万一弁が切損して圧粉体が流出しても、人体等に害
を及ぼすことがない。
リウムを除く危険性のない物質を用い、かつ圧粉体の形
態として封入することにより、製造工程が簡略化され、
かつ万一弁が切損して圧粉体が流出しても、人体等に害
を及ぼすことがない。
【００１７】傘部の熱は、圧粉体を媒体体としてステム
に速やかに伝達されて放熱されるので、傘部の熱負荷を
軽減しうる。
に速やかに伝達されて放熱されるので、傘部の熱負荷を
軽減しうる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１９】図１は、耐熱鋼をもって成形された、本発
明の第１実施例の中空弁(１)を示し、下方へ向かって拡
開する傘部(２)から、ステム(３)の上端部に形成された
コッタ(図示略)係止用の環状凹溝(４)の手前までに亘る
中心軸線上には、傘部(２)側をラッパ状に拡径させた中
空孔(５)が、傘部(２)の前面(2a)側より穿設されてい
る。
明の第１実施例の中空弁(１)を示し、下方へ向かって拡
開する傘部(２)から、ステム(３)の上端部に形成された
コッタ(図示略)係止用の環状凹溝(４)の手前までに亘る
中心軸線上には、傘部(２)側をラッパ状に拡径させた中
空孔(５)が、傘部(２)の前面(2a)側より穿設されてい
る。
【００２０】中空孔(５)内には、冷却媒体である金属ナ
トリウムを除く圧粉体(６)が、中空孔(５)の高さのほぼ
1/3程度の空隙(5a)を残して、すなわち、この中空弁
(１)をエンジンに組付けた際、バルブガイド(７)と摺接
する部分におけるステム(３)内に、圧粉体(６)の一部が
位置するようにして、封入されている。
トリウムを除く圧粉体(６)が、中空孔(５)の高さのほぼ
1/3程度の空隙(5a)を残して、すなわち、この中空弁
(１)をエンジンに組付けた際、バルブガイド(７)と摺接
する部分におけるステム(３)内に、圧粉体(６)の一部が
位置するようにして、封入されている。
【００２１】圧粉体(６)の材料としては、エンジンのフ
ァイアリング運転時における弁体の作動温度によっても
溶融しない融点を有し、かつ比較的低比重であって、熱
せられ易く冷め易い熱伝導性に優れる物質、例えば、
銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、チタン等の微
小金属粉、又はそれらの金属粉を選択して混合した複合
物が好ましい。
ァイアリング運転時における弁体の作動温度によっても
溶融しない融点を有し、かつ比較的低比重であって、熱
せられ易く冷め易い熱伝導性に優れる物質、例えば、
銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、チタン等の微
小金属粉、又はそれらの金属粉を選択して混合した複合
物が好ましい。
【００２２】この実施例では、上記金属粉を、中空孔
(５)と同形をなすように押し固めて、予め圧粉体(６)を
形成し、これを、傘部(２)の下面(2a)に穿設した開口部
(2b)より中空孔(５)に挿入したのち、開口部(2b)を、閉
塞板(８)をもって閉塞してある。
(５)と同形をなすように押し固めて、予め圧粉体(６)を
形成し、これを、傘部(２)の下面(2a)に穿設した開口部
(2b)より中空孔(５)に挿入したのち、開口部(2b)を、閉
塞板(８)をもって閉塞してある。
【００２３】なお、圧粉体(６)が酸化性の物質の場合に
は、空隙(5a)を真空とするか、又は窒素ガス等の不活性
ガスを封入するのがよい。
は、空隙(5a)を真空とするか、又は窒素ガス等の不活性
ガスを封入するのがよい。
【００２４】また、弁作動時の振動等により、圧粉体
(６)が破砕する恐れがあるときには、圧粉体(６)の成形
時に、耐熱性の適当なバインダを用いることがある。
(６)が破砕する恐れがあるときには、圧粉体(６)の成形
時に、耐熱性の適当なバインダを用いることがある。
【００２５】次に、本発明の第２実施例を、図２を参照
して説明する。
して説明する。
【００２６】この実施例に示す中空弁(11)では、ステム
(12)を、第１実施例におけるよりも若干短寸の中空軸部
(13)と、その上端に固着された端末部材(14)とをもって
構成してある。
(12)を、第１実施例におけるよりも若干短寸の中空軸部
(13)と、その上端に固着された端末部材(14)とをもって
構成してある。
【００２７】中空軸部(13)における中空孔(13a)の下部
は、ステム(12)の下端に続く傘部(15)の内部にまで達し
ており、かつ中空孔(13a)には、第１実施例におけると
同様の圧粉体(16)を充填してある。
は、ステム(12)の下端に続く傘部(15)の内部にまで達し
ており、かつ中空孔(13a)には、第１実施例におけると
同様の圧粉体(16)を充填してある。
【００２８】端末部材(14)は、要所に環状凹溝(14a)を
備え、摩擦圧接等により中空軸部(13)の上端に固着さ
れ、中空孔(13a)を閉じている。
備え、摩擦圧接等により中空軸部(13)の上端に固着さ
れ、中空孔(13a)を閉じている。
【００２９】圧粉体(16)は、金属粉を、予め中空孔(13
a)と同形状に押し固めてから、中空孔(13a)に挿入して
も、あるいは金属粉を中空孔(13a)に充填したのち、つ
き固めてもよい。
a)と同形状に押し固めてから、中空孔(13a)に挿入して
も、あるいは金属粉を中空孔(13a)に充填したのち、つ
き固めてもよい。
【００３０】なお、本発明における圧粉体は、例えば金
属微粉末を、単に密に充填したものとは本質的に異な
る。本発明における圧粉体は、通常の弁作動時の振動等
によっては、圧粉体が破砕しないものを称するが、金属
微粉末を、単に密に充填したものは、本質的に微粉末で
あり、両者は、弁作動時における熱の伝導の態様が異な
る。
属微粉末を、単に密に充填したものとは本質的に異な
る。本発明における圧粉体は、通常の弁作動時の振動等
によっては、圧粉体が破砕しないものを称するが、金属
微粉末を、単に密に充填したものは、本質的に微粉末で
あり、両者は、弁作動時における熱の伝導の態様が異な
る。
【００３１】すなわち、本発明においては、圧粉体が、
全体として所定の形状のままで熱の伝導が行なわれる
が、微粉末の場合は、該微粉末が流動することにより熱
の伝導が行なわれる。
全体として所定の形状のままで熱の伝導が行なわれる
が、微粉末の場合は、該微粉末が流動することにより熱
の伝導が行なわれる。
【００３２】(17)はバルブガイドである。以上説明した
各実施例の中空弁(１)(11)においては、いずれも傘部
(２)(15)が燃焼ガス等により高温に加熱されると、その
熱は、各中空孔(５)(13a)に封入された圧粉体(６)(16)
を媒体として、ステム(３)(12)側に速やかに伝達され、
バルブガイド(７)(17)を通してシリンダヘッド等に放熱
される。
各実施例の中空弁(１)(11)においては、いずれも傘部
(２)(15)が燃焼ガス等により高温に加熱されると、その
熱は、各中空孔(５)(13a)に封入された圧粉体(６)(16)
を媒体として、ステム(３)(12)側に速やかに伝達され、
バルブガイド(７)(17)を通してシリンダヘッド等に放熱
される。
【００３３】その結果、傘部(２)(15)の熱負荷は著しく
軽減される。また、圧粉体(６)(16)は、無数の金属粉同
士の粒子結合により構成され、かつ粒子間に極く僅かの
間隙を有しているため、万一圧粉体(６)(16)が熱膨張し
ても、ステム(３)又は(12)に内方より応力が作用するこ
とはない。
軽減される。また、圧粉体(６)(16)は、無数の金属粉同
士の粒子結合により構成され、かつ粒子間に極く僅かの
間隙を有しているため、万一圧粉体(６)(16)が熱膨張し
ても、ステム(３)又は(12)に内方より応力が作用するこ
とはない。
【００３４】第１実施例において、圧粉体(６)を中空孔
(５)全体に充填してもよく、また、第２実施例におい
て、中空孔(13a)に対する圧粉体(16)の封入量を、ステ
ム(12)におけるバルブガイド(17)と摺接する部分の約1/
2程度までとし、残りを空隙としてもよい。
(５)全体に充填してもよく、また、第２実施例におい
て、中空孔(13a)に対する圧粉体(16)の封入量を、ステ
ム(12)におけるバルブガイド(17)と摺接する部分の約1/
2程度までとし、残りを空隙としてもよい。
【００３５】中空孔(５)(13a)の形状は、任意に定めて
もよいことは、言うまでもない。
もよいことは、言うまでもない。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果を奏す
ることができる。 (ａ) 中空孔内に封入する冷却媒体を金属ナトリウムを
除く圧粉体としたことにより、従来の金属ナトリウムを
封入した中空弁に比べて、製造工程が簡略化されて、製
造コストを低減しうるばかりでなく、危険性がないた
め、安全性の高い中空弁を提供することができる。
ることができる。 (ａ) 中空孔内に封入する冷却媒体を金属ナトリウムを
除く圧粉体としたことにより、従来の金属ナトリウムを
封入した中空弁に比べて、製造工程が簡略化されて、製
造コストを低減しうるばかりでなく、危険性がないた
め、安全性の高い中空弁を提供することができる。
【００３７】(ｂ) 傘部の熱は、圧粉体を介して効果的
にステム側に伝達されるため、傘部の冷却性が損なわれ
る恐れはない。
にステム側に伝達されるため、傘部の冷却性が損なわれ
る恐れはない。
【００３８】(ｃ) 請求項２記載の発明のように、中空
孔内に空隙を残すようにすると、特に軸線方向の熱膨張
の差を吸収しうるとともに、軽量化を図ることができ
る。
孔内に空隙を残すようにすると、特に軸線方向の熱膨張
の差を吸収しうるとともに、軽量化を図ることができ
る。
【００３９】(ｄ) 請求項３または４記載の発明のよう
に、空隙を真空にするか、または不活性ガスを封入する
と、圧粉体が酸化性の物質の場合も、その酸化を防止す
ることができる。
に、空隙を真空にするか、または不活性ガスを封入する
と、圧粉体が酸化性の物質の場合も、その酸化を防止す
ることができる。
【００４０】(ｅ) 請求項５記載の発明のように、圧粉
体を、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛のいずれ
か、またはそれらの混合物とすることによって、従来の
金属ナトリウムを封入した中空弁に比べて、危険性がな
く、安全性の高い中空弁を提供することができるととも
に、傘部の熱を、これらの物質よりなる圧粉体を媒体と
して、効果的に放熱させることができる。
体を、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛のいずれ
か、またはそれらの混合物とすることによって、従来の
金属ナトリウムを封入した中空弁に比べて、危険性がな
く、安全性の高い中空弁を提供することができるととも
に、傘部の熱を、これらの物質よりなる圧粉体を媒体と
して、効果的に放熱させることができる。
【図１】本発明の中空弁の第１実施例を示す縦断正面図
である。
である。
【図２】同じく第２実施例を示す縦断正面図である。
(１)中空弁 (２)傘部 (2a)下面 (2b)開口部 (３)ステム (４)環状凹溝 (５)中空孔 (5a)空隙 (６)圧粉体 (７)バルブガイド (８)閉塞板 (11)中空弁 (12)ステム (13)中空軸部 (13a)中空孔 (14)端末部材 (15)傘部 (16)圧粉体 (17)バルブガイド
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくともステム内に穿設した中空孔内
に、冷却媒体として金属ナトリウムを除く圧粉体を封入
したことを特徴とする内燃機関用中空弁。 - 【請求項２】 中空孔の上端と圧粉体の上端との間に、
空隙を存在させたことを特徴とする請求項１記載の内燃
機関用中空弁。 - 【請求項３】 空隙を真空としてなる請求項２記載の内
燃機関用中空弁。 - 【請求項４】 空隙に不活性ガスを封入してなる請求項
２記載の内燃機関用中空弁。 - 【請求項５】 圧粉体が、銅、アルミニウム、マグネシ
ウム、亜鉛のいずれか、又はそれらの混合物からなって
いる請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関用中空
弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22808598A JPH11117718A (ja) | 1991-08-02 | 1998-08-12 | 内燃機関用中空弁 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21650991A JP3018260B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 内燃機関用中空弁 |
| JP22808598A JPH11117718A (ja) | 1991-08-02 | 1998-08-12 | 内燃機関用中空弁 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21650991A Division JP3018260B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 内燃機関用中空弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11117718A true JPH11117718A (ja) | 1999-04-27 |
Family
ID=16689547
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21650991A Expired - Lifetime JP3018260B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 内燃機関用中空弁 |
| JP22808598A Pending JPH11117718A (ja) | 1991-08-02 | 1998-08-12 | 内燃機関用中空弁 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21650991A Expired - Lifetime JP3018260B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | 内燃機関用中空弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JP3018260B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016118119A (ja) * | 2014-12-19 | 2016-06-30 | マツダ株式会社 | エンジンのバルブ装置 |
| EP3214280A4 (en) * | 2015-10-28 | 2018-04-11 | Nittan Valve Co., Ltd. | Method for supplying inert gas into poppet valve intermediate and device for supplying inert gas into poppet valve intermediate |
| US11300018B2 (en) | 2018-03-20 | 2022-04-12 | Nittan Valve Co., Ltd. | Hollow exhaust poppet valve |
| US11536167B2 (en) | 2018-11-12 | 2022-12-27 | Nittan Valve Co., Ltd. | Method for manufacturing engine poppet valve |
| US11850690B2 (en) | 2020-03-30 | 2023-12-26 | Nittan Corporation | Method for manufacturing engine poppet valve |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105189948B (zh) * | 2013-04-11 | 2018-06-12 | 日锻汽门株式会社 | 空心提升阀 |
| KR101941156B1 (ko) * | 2017-07-27 | 2019-01-23 | 신한발브공업(주) | 엔진용 포핏 밸브 및 그 제조방법 |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP21650991A patent/JP3018260B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-08-12 JP JP22808598A patent/JPH11117718A/ja active Pending
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05113113A (ja) | 1993-05-07 |
| JP3018260B2 (ja) | 2000-03-13 |
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