JPS595762B2 - きのこ状弁 - Google Patents
きのこ状弁Info
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- JPS595762B2 JPS595762B2 JP7700177A JP7700177A JPS595762B2 JP S595762 B2 JPS595762 B2 JP S595762B2 JP 7700177 A JP7700177 A JP 7700177A JP 7700177 A JP7700177 A JP 7700177A JP S595762 B2 JPS595762 B2 JP S595762B2
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- sheet member
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Links
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Landscapes
- Lift Valve (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、きのこ状弁、特に内燃機関の吸排気弁に好適
なきのこ状弁に関する。
なきのこ状弁に関する。
内燃機関の排気弁として使用されている従来のきのこ状
弁が第１図及び第２図に示されている。このきのこ状弁
は高温高圧の排ガスにさらされ、高温でかつ強い腐食環
境下におかれて、特にそのシート部０３は弁座０４と頻
繁に抜脱を繰り返すため、その材料として高い耐熱性、
耐摩耗性を有するものが要求される。そこで一般にかか
るシート部０３には傘部０１やステム部Ｏ２の材料より
もはるかに硬い材料例えばステライト等からなるシート
部材０３１を肉盛している。このシート部材０３１とし
て最も多く使用されるステライトにも、その成分により
硬さの異なるものが種々あるが、比較的軟かい材料を使
用すると排気弁が着座した時に、弁座０４と抜脱するシ
ート面０３２に燃料中に混在する不燃物（燃焼残渣）を
咬み込み、シート面０３２に圧痕（くぼみ）が生じ、こ
れがシート部の幅方向（第１図のｚ矢方向）に連続する
と弁の着座時に、燃焼ガスが上記くぼみのすき間から吹
き抜け、弁の気密性がそこなわれる。したがつて、上記
圧痕の発生防止の面からは、上記シート部材０３１には
、極めて硬いステライトが使用される。
弁が第１図及び第２図に示されている。このきのこ状弁
は高温高圧の排ガスにさらされ、高温でかつ強い腐食環
境下におかれて、特にそのシート部０３は弁座０４と頻
繁に抜脱を繰り返すため、その材料として高い耐熱性、
耐摩耗性を有するものが要求される。そこで一般にかか
るシート部０３には傘部０１やステム部Ｏ２の材料より
もはるかに硬い材料例えばステライト等からなるシート
部材０３１を肉盛している。このシート部材０３１とし
て最も多く使用されるステライトにも、その成分により
硬さの異なるものが種々あるが、比較的軟かい材料を使
用すると排気弁が着座した時に、弁座０４と抜脱するシ
ート面０３２に燃料中に混在する不燃物（燃焼残渣）を
咬み込み、シート面０３２に圧痕（くぼみ）が生じ、こ
れがシート部の幅方向（第１図のｚ矢方向）に連続する
と弁の着座時に、燃焼ガスが上記くぼみのすき間から吹
き抜け、弁の気密性がそこなわれる。したがつて、上記
圧痕の発生防止の面からは、上記シート部材０３１には
、極めて硬いステライトが使用される。
しかしながら硬いステライトを肉盛する場合には、肉盛
溶接に高度な技術が要求されること、および該ステライ
トの硬さが増すに従い伸びが少なくなるため主として機
関の発停時における温度変動により誘起される傘部０１
及びシート部０３の熱応力等によりシート部材０３１に
割れが発生し、該割れ部から燃焼ガスの吹き抜けが生じ
ること等の問題点がある。上記のように従来のものにお
いては、シート部材０３１が軟らかくても硬くても、そ
の原因は異なるものの燃焼ガスの吹き抜け現象の発生は
さけがたく、上記吹き抜けがこの種きのこ状弁の寿命低
下の主因となつていた。参考までに上記のような従来の
きのこ状弁のシート部材０３１と傘部材０１との硬さ分
布の１例を示すと第３図および第４図のようになる。第
３図は、第１図中矢印ａ−ａで示すシート部０３近傍の
傘面０１１に直角な方向における硬さの分布であり、第
４図は第１図中矢印ｂ−ｂおよび矢印ｃ−ｃで示す位置
の表面における円周方向の硬さの分布である。上記のよ
うに従来のものは、シート部材０３１が硬くても軟かく
ても燃焼ガスの吹き抜け発生が避けがたかつたが、通常
は、シート部材０３１には比較的軟かい材料を用いて上
記のような割れの発生を防止し、燃焼残渣による圧痕の
発生についてはこれを容認する方向をとつているのが実
情であつた。本発明は上記に鑑みなされたもので、シー
ト部よりの燃焼ガスの吹き抜け及びシート面における割
れの発生を防止した耐久性大なるきのこ状弁を提供する
ことを目的とする。
溶接に高度な技術が要求されること、および該ステライ
トの硬さが増すに従い伸びが少なくなるため主として機
関の発停時における温度変動により誘起される傘部０１
及びシート部０３の熱応力等によりシート部材０３１に
割れが発生し、該割れ部から燃焼ガスの吹き抜けが生じ
ること等の問題点がある。上記のように従来のものにお
いては、シート部材０３１が軟らかくても硬くても、そ
の原因は異なるものの燃焼ガスの吹き抜け現象の発生は
さけがたく、上記吹き抜けがこの種きのこ状弁の寿命低
下の主因となつていた。参考までに上記のような従来の
きのこ状弁のシート部材０３１と傘部材０１との硬さ分
布の１例を示すと第３図および第４図のようになる。第
３図は、第１図中矢印ａ−ａで示すシート部０３近傍の
傘面０１１に直角な方向における硬さの分布であり、第
４図は第１図中矢印ｂ−ｂおよび矢印ｃ−ｃで示す位置
の表面における円周方向の硬さの分布である。上記のよ
うに従来のものは、シート部材０３１が硬くても軟かく
ても燃焼ガスの吹き抜け発生が避けがたかつたが、通常
は、シート部材０３１には比較的軟かい材料を用いて上
記のような割れの発生を防止し、燃焼残渣による圧痕の
発生についてはこれを容認する方向をとつているのが実
情であつた。本発明は上記に鑑みなされたもので、シー
ト部よりの燃焼ガスの吹き抜け及びシート面における割
れの発生を防止した耐久性大なるきのこ状弁を提供する
ことを目的とする。
この目的を達成するため、本発明はシート部の全周に亘
り弁の母材よりも硬いシート部材を肉盛りし、該シート
部材のシート面に複数個の溝を刻設し該溝内にシート部
材よりも更に硬い金属を埋めることにより上記シート面
に硬さの異なる２種以上の金属が露出されるように構成
したことを特徴としている。以下第５図、第６図及び第
９図を参照して本発明の１実施例につき説明する。第５
図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、同図におい
て１は弁の傘部、２はステム部、３はシート部である。
弁のシート部３には、第６図及び第９図に示すように弁
の母材よりも硬いが比較的軟質のステライト＃６＃１２
等から成るシート部材３１が溶接にて肉盛される。その
後該シート部材３１の環帯状のシート面３２の全周に亘
つて複数条の溝５を刻む。更に上記複数条の溝５内に上
記シート部材３１よりも更に硬い金属６を融着し、シー
ト面３２を平滑な面に仕上げる。上記溝５内に融着する
金属としては、シート部材３１の材質がステライト＃６
またはステライト＃１２（硬さＨＶ４ＯＯ〜５００）の
場合、コルモロイ＃６（クロム１３〜１４％、ポロン３
〜４％、炭素０．７〜０．８％、けい素４．０〜４．５
％、鉄４．５〜５．０％、ニッケル残部の成分配合及び
Ｈｖ７ＯＯ〜８００の硬さを有する。）が好適である。
尚上記融着金属６の厚さｔ（即ち溝５の深さ）はシート
部材３１の厚さＴの１／３程度が適当である。上記によ
りシート面３２は硬さの異なる２種の金属の層即ち硬い
融着金属６の層と該融着金属６よりも軟かいシート部材
３１の層がその幅方向（第９図のｄ−ｄ方向）に交互に
露出された形態となる。
り弁の母材よりも硬いシート部材を肉盛りし、該シート
部材のシート面に複数個の溝を刻設し該溝内にシート部
材よりも更に硬い金属を埋めることにより上記シート面
に硬さの異なる２種以上の金属が露出されるように構成
したことを特徴としている。以下第５図、第６図及び第
９図を参照して本発明の１実施例につき説明する。第５
図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、同図におい
て１は弁の傘部、２はステム部、３はシート部である。
弁のシート部３には、第６図及び第９図に示すように弁
の母材よりも硬いが比較的軟質のステライト＃６＃１２
等から成るシート部材３１が溶接にて肉盛される。その
後該シート部材３１の環帯状のシート面３２の全周に亘
つて複数条の溝５を刻む。更に上記複数条の溝５内に上
記シート部材３１よりも更に硬い金属６を融着し、シー
ト面３２を平滑な面に仕上げる。上記溝５内に融着する
金属としては、シート部材３１の材質がステライト＃６
またはステライト＃１２（硬さＨＶ４ＯＯ〜５００）の
場合、コルモロイ＃６（クロム１３〜１４％、ポロン３
〜４％、炭素０．７〜０．８％、けい素４．０〜４．５
％、鉄４．５〜５．０％、ニッケル残部の成分配合及び
Ｈｖ７ＯＯ〜８００の硬さを有する。）が好適である。
尚上記融着金属６の厚さｔ（即ち溝５の深さ）はシート
部材３１の厚さＴの１／３程度が適当である。上記によ
りシート面３２は硬さの異なる２種の金属の層即ち硬い
融着金属６の層と該融着金属６よりも軟かいシート部材
３１の層がその幅方向（第９図のｄ−ｄ方向）に交互に
露出された形態となる。
かかる構成を具えたきのこ状弁を内燃機関の排気弁に適
用する場合においては、該弁の弁座と接脱するシート面
３２は、硬さの大なる融着金属６と該融着金属よりも軟
かく疲労強度の大きいシート部材３１が該シート面３２
の幅方向に交互に露出された形態となつている。このた
めシート面３２に燃焼残渣等の咬み込みがあつた場合は
比較的軟かいシート部材３１の部分に圧痕が発生しても
硬い融着金属の部分にて該圧痕がシート面３２の幅方向
（第９図のｄ−ｄ方向）に成長するのを阻止する。従つ
て、該圧痕に起因するシート面３２からの燃焼ガスの吹
き抜けの発生が未然に防止される。
用する場合においては、該弁の弁座と接脱するシート面
３２は、硬さの大なる融着金属６と該融着金属よりも軟
かく疲労強度の大きいシート部材３１が該シート面３２
の幅方向に交互に露出された形態となつている。このた
めシート面３２に燃焼残渣等の咬み込みがあつた場合は
比較的軟かいシート部材３１の部分に圧痕が発生しても
硬い融着金属の部分にて該圧痕がシート面３２の幅方向
（第９図のｄ−ｄ方向）に成長するのを阻止する。従つ
て、該圧痕に起因するシート面３２からの燃焼ガスの吹
き抜けの発生が未然に防止される。
またシート部材３１は上記融着金属６よりも軟かくかつ
疲労強度が大きいので、仮に熱応力により融着金属６の
部分に割れが発生してもシート部材３１の部分にてシー
ト面３２の幅方向における割れの進行を阻止する。即ち
本発明のものは、燃焼残渣等の咬み込みによる圧痕が発
生しにくい融着金属６と熱応力等による割れが発生しに
くいシート部材３１とを適当に組み合せてシート面３２
を形成することにより該シート面３２からの燃焼ガスの
吹き抜けの発生を未然に防止できるものである。
疲労強度が大きいので、仮に熱応力により融着金属６の
部分に割れが発生してもシート部材３１の部分にてシー
ト面３２の幅方向における割れの進行を阻止する。即ち
本発明のものは、燃焼残渣等の咬み込みによる圧痕が発
生しにくい融着金属６と熱応力等による割れが発生しに
くいシート部材３１とを適当に組み合せてシート面３２
を形成することにより該シート面３２からの燃焼ガスの
吹き抜けの発生を未然に防止できるものである。
尚上記実施例においては、融着金属６は１種類の金属で
あつたが、該融着金属６をシート部材３１よりも硬い材
料としかつ、（ａ）シート面３２の外周側から内周側に
なるに従い硬さを大きくした２種以上の硬さを具えたも
のとする。
あつたが、該融着金属６をシート部材３１よりも硬い材
料としかつ、（ａ）シート面３２の外周側から内周側に
なるに従い硬さを大きくした２種以上の硬さを具えたも
のとする。
（ｂ）シート面３２の中央部における硬さが外周部及び
内周部のそれよりも大きいものとする。
内周部のそれよりも大きいものとする。
（ｃ）シート面３２の内周側（または外周側）の硬さを
他の部分よりも特に大きくしたものとする。等々２種以
上硬さの融着金属６を適宜組み合せて用いることができ
る。第１０図は上記第１実施例におけるシート面３２の
幅方向（第９図のｄ−ｄ方向）の硬さの分布及び傘部１
における弁の母材の硬さの分布（第９図のｅ−ｅ方向）
計測結果のｌ例を示したものである。第１図は本発明の
他の実施例を示す。この場合は、硬い融着金属６とこれ
よりも軟かいシート部材３１との層をシート面３２の幅
方向において交互に露出した点においては上記第１実施
例の場合と同様であるが（従つて第７図のＣ−Ｃ線に沿
う断面の形状も第９図と同様となる。）融着金属６が埋
められる溝５をシート面３２の円周方向に一定間隔で以
つて千鳥状に分割形成した点が異なる。かかる実施例の
場合は硬い融着金属６の層がシート面３２の円周方向に
おいて不連続となつているので該融着金属６内における
上記円周方向への割れの進行を阻止できる。第８図は本
発明の更に他の実施例を示す。この場合はシート面３２
上に不規則に円形の溝を刻み、該溝内にシート部材３１
よりも硬い金属６を融着したもので、上記第７図の実施
例と同様な作用効果を呈する。尚第８図におけるＤ−Ｄ
線に沿う断面の形状も第９図と同様となる。以上述べた
ように本発明に係るきのこ状弁は、シート部の全周に亘
り弁の母材よりも硬いシート部材を肉盛りし、該シート
部材のシート面に刻設した複数個の溝内にシート部材よ
りも更に硬い金属を埋めることにより、シート面に硬さ
の異なる２種以上の金属がシート面の幅方向に交互に露
出するようにしたので、溝内に埋めた硬い金属により燃
焼残渣等の咬み込みによる圧痕のシート面の幅方向に沿
う成長を阻止すると共に、該溝内の金属に割れが発生し
た場合においても該溝内の金属よりも軟かくかつ疲労強
度が大なるシート部材によりシート面の幅方向への割れ
の進行を阻止することができる。
他の部分よりも特に大きくしたものとする。等々２種以
上硬さの融着金属６を適宜組み合せて用いることができ
る。第１０図は上記第１実施例におけるシート面３２の
幅方向（第９図のｄ−ｄ方向）の硬さの分布及び傘部１
における弁の母材の硬さの分布（第９図のｅ−ｅ方向）
計測結果のｌ例を示したものである。第１図は本発明の
他の実施例を示す。この場合は、硬い融着金属６とこれ
よりも軟かいシート部材３１との層をシート面３２の幅
方向において交互に露出した点においては上記第１実施
例の場合と同様であるが（従つて第７図のＣ−Ｃ線に沿
う断面の形状も第９図と同様となる。）融着金属６が埋
められる溝５をシート面３２の円周方向に一定間隔で以
つて千鳥状に分割形成した点が異なる。かかる実施例の
場合は硬い融着金属６の層がシート面３２の円周方向に
おいて不連続となつているので該融着金属６内における
上記円周方向への割れの進行を阻止できる。第８図は本
発明の更に他の実施例を示す。この場合はシート面３２
上に不規則に円形の溝を刻み、該溝内にシート部材３１
よりも硬い金属６を融着したもので、上記第７図の実施
例と同様な作用効果を呈する。尚第８図におけるＤ−Ｄ
線に沿う断面の形状も第９図と同様となる。以上述べた
ように本発明に係るきのこ状弁は、シート部の全周に亘
り弁の母材よりも硬いシート部材を肉盛りし、該シート
部材のシート面に刻設した複数個の溝内にシート部材よ
りも更に硬い金属を埋めることにより、シート面に硬さ
の異なる２種以上の金属がシート面の幅方向に交互に露
出するようにしたので、溝内に埋めた硬い金属により燃
焼残渣等の咬み込みによる圧痕のシート面の幅方向に沿
う成長を阻止すると共に、該溝内の金属に割れが発生し
た場合においても該溝内の金属よりも軟かくかつ疲労強
度が大なるシート部材によりシート面の幅方向への割れ
の進行を阻止することができる。
従つて仮にシート面に圧痕や割れが発生してもこれらが
シート面の幅方向に連続して生起助長することはないた
めシート面からの燃焼ガスの吹き抜けの発生を未然に防
止することができる。
シート面の幅方向に連続して生起助長することはないた
めシート面からの燃焼ガスの吹き抜けの発生を未然に防
止することができる。
第１図及び第２図は、内燃機関の排気弁として使用され
ている従来のきのこ状弁の１例を示し、第１図は１部を
破断した正面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面
図である。 第３図及び第４図は上記従来の弁の硬さの測定結果の１
例を示す線図である。第５図、第６図及び第９図は本発
明の１実施例を示し、第５図は第２図に応当する図、第
６図は第５図のＹ部を拡大したる図、第９図は第６図の
Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。第７図は本発明の他の実
施例を示す図で第６図に応当する図、第８図は本発明の
更に他の実施例を示した第６図に応当する図である。第
１０図は、硬度の分布を示す線図である。１・・・・・
・傘部、２・・・・・・ステム部、３・・・・・・シー
ト部、３１・・・・・・シート部材、３２・・・・・・
シート面、５・・・・・・溝、６・・・・・・融着金属
。
ている従来のきのこ状弁の１例を示し、第１図は１部を
破断した正面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線に沿う断面
図である。 第３図及び第４図は上記従来の弁の硬さの測定結果の１
例を示す線図である。第５図、第６図及び第９図は本発
明の１実施例を示し、第５図は第２図に応当する図、第
６図は第５図のＹ部を拡大したる図、第９図は第６図の
Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。第７図は本発明の他の実
施例を示す図で第６図に応当する図、第８図は本発明の
更に他の実施例を示した第６図に応当する図である。第
１０図は、硬度の分布を示す線図である。１・・・・・
・傘部、２・・・・・・ステム部、３・・・・・・シー
ト部、３１・・・・・・シート部材、３２・・・・・・
シート面、５・・・・・・溝、６・・・・・・融着金属
。
Claims (1)
- １ 弁の母材より硬いシート部材を弁のシート部の全周
にわたり肉盛りし、上記シート部材の弁座と接脱する環
帯状のシート面に複数個の溝を刻設し、該溝内に上記シ
ート部材よりも硬い金属を埋設し上記シート面に硬さの
異なる２種以上の金属が該シート面の幅方向に交互に露
出されたことを特徴とするきのこ状弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7700177A JPS595762B2 (ja) | 1977-06-28 | 1977-06-28 | きのこ状弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7700177A JPS595762B2 (ja) | 1977-06-28 | 1977-06-28 | きのこ状弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5412024A JPS5412024A (en) | 1979-01-29 |
| JPS595762B2 true JPS595762B2 (ja) | 1984-02-07 |
Family
ID=13621522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7700177A Expired JPS595762B2 (ja) | 1977-06-28 | 1977-06-28 | きのこ状弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS595762B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5549374U (ja) * | 1978-09-28 | 1980-03-31 | ||
| JPS5966995A (ja) * | 1982-10-09 | 1984-04-16 | Nippon Steel Corp | 高温疲労特性の優れた複合材料 |
| JPS59192811A (ja) * | 1983-04-14 | 1984-11-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | きのこ状弁 |
| JPS59226214A (ja) * | 1983-06-07 | 1984-12-19 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 内燃機関の吸，排気弁 |
-
1977
- 1977-06-28 JP JP7700177A patent/JPS595762B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5412024A (en) | 1979-01-29 |
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