JPS63212710A - 内燃機関の吸気弁 - 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］ この発明は内燃１ｍ閏の吸気弁に係り、特に内燃機関の
運転に伴って加熱される吸気弁の昇温を極力抑え、吸入
空気の加熱による膨張を抑えることによって気筒への吸
入空気の吸入効率を向上させた内燃機関の吸気弁に関す
る。

［従来の技術］ 近来シリンダ壁面、ピストン頂面及びシリンダヘッド下
面をセラミック等の断熱材料で覆って断熱し、エンジン
の熱効率を向上させようとした断熱エンジンが開発され
ている。

第３図には本出願人が先に提案した「断熱エンジン構造
」　（特開昭６０−９０９５５号公報）を示しである。

同図に示されるようにシリンダヘッドａの下半分には、
シリンダの対面する部分に、シリンダに対して同軸上の
円筒部すが形成されており、この円筒部すにはセラミッ
クスから成る逆カップ状のへラドライナＣが嵌合されて
いる。この逆カップ状のへラドライナＣの外面と円筒部
すの壁面ｂ１との間には半径方向に所定の間隔の空間部
ｄが形成されている。

これらの構成により「断熱エンジン構造」が構成される
。

［発明が解決しようとする問題点〕 上述の１断熱エンジン構造」は、空間部ｄを形成するこ
とにより、ヘッドライナＣからシリンダヘッドａへの熱
伝導を抑え、その結果として断熱効率を高めたものであ
り、またその断熱効率をさらに向上させるために、円筒
部すの壁面ｂ１を熱反射面としている。

しかしながら、このようにして断熱性能を＾めた［Ｉｇ
ｉ熱エンジン構造」にあっても次の問題点がある。

上記提案にあっても気筒で発生する熱で吸気弁の気筒側
露出面が加熱されるために、吸気弁ｅの弁傘部ｅ１の高
熱によって吸気が体積膨張を起し、気筒への吸気の吸入
効率が低下し、エンジンの諸性能が低下する問題が生じ
ていた。これは早急に解決すべき問題点として指摘され
ている。

［問題点を解決するための手段］ この発明は上記問題点を解決することを目的としており
、この発明はシリンダヘッド内の吸気ポートを開閉する
吸気弁の気筒側露出面に、内側に繊維質の断熱ガスケッ
ト層を、外側に硬質の断熱層を積層させて被覆して内燃
機関の吸気弁を構成したものである。

［作　用］ 吸気弁の気筒側露出面を被って積層された断熱ガスケッ
ト層及び断熱部材は、気筒から吸気弁への入熱を遮断す
るから、吸気弁の弁傘部の昇温が極力阻止される。この
結果、吸気弁の開時に気筒内に吸入される吸気が加熱さ
れなくなり、加熱による体積膨張が抑えられる。したが
って気筒には必要１の吸気が吸入されることになり、実
質的に吸入効率が向上しエンジンの諸性能が向上される
。

［実施例］ 以下にこの発明の内燃機関の吸気弁の好適一実施例を添
付図面に基づいて説明する。

第１図に示されるようにシリンダヘッド１内には、シリ
ンダボディ２内に形成された気筒３内に連通ずるように
吸気通路４が形成される。

シリンダヘッド１内には、上記吸気通路４の吸気ポート
５を開閉する鉄製の吸気弁６が昇降自在に設けられてい
る。

さて吸気弁６は第１図及びｆｆ１２図に示すように構成
される。この吸気弁６の気筒側露出面６ｅには、その軸
芯位置に、気筒３側へ延びたボス部７が一体に形成され
ている。このボス部７には後述する断熱層８が嵌合され
て固定される。断熱層８は、この実施例では窒化珪素等
Ｇセラミックを焼成させて所定形状に形成されるもので
、その形状は断面口字形で、中央部に上記ボス部７の基
端面外周を包囲する係合部９を有している。したがって
、断熱１１１８の係合部９の半径方向外方には環状の凹
部１０が形成されることになる。この凹部１０は、後述
する断熱ガスケット層１１を収容するもので、この実施
例にあって断熱ガスケット層１１はまずチタン酸カリウ
ムの繊維材を形成し、このチタン酸カリウムのｍｔ４材
を上記凹部１０に係合して収容される形状に積層させて
形成される。

ここで繊維材を積層させて断熱ガスケット層１１を形成
することは当然、積層中に空気が含まれることになるか
らこの空気によって断熱性能を向上させることができる
。また繊維材を積層することは、当然断熱ガスケット層
１１が軸方向に圧縮可能であるからｍｓ長さ、積層高さ
を調節することによって、ガスケットとして充分な圧縮
代を得ることができる。この場合必要な圧縮代を考慮し
た上で、積層中に充分な空気を取り込んであるように配
慮されることは当然である。また、このように形成され
た断熱ガスケットＷ４１１を収容する凹部１０の深さく
断熱ガスケット層１１の厚さ方向を指す）は、断熱層８
の外周部で、上記吸気弁６の気筒側露出面６ｅに着座す
る基端面１２、及びこの基端面１２に対して略同一平面
上にある上記係合部９の基端面１３がぞの気筒側露出面
６ｅに着座したときに、充分な圧縮代を得るように定め
られる。

さて、上記凹部１０に断熱ガスケットＢ１１を収容した
状態で、断熱層８の係合部９に、吸気弁６のボス部７を
係合させ固定する方法としては、上記ボス部７を気筒３
側へ適当量貫通させ、そのボス部７の貫通部分をカシメ
処理する方法と、その貫通部分をろう付は或は１通部分
を溶融させて固定する方法とがあるが、いずれかの方法
で固定を行う。溶融にあっては吸気弁６が鉄製で、断熱
層８及び断熱ガスケット層１１が耐熱材料であるから問
題はない。固定後、ボス部７の気筒側端面１４及び固定
処理部にはジルコニア等のセラミックにてコーティング
が施され断熱膜１５が形成される。

ところで、断熱ＪＩ８の外径は吸気弁６の外径と同一と
し、また断熱層８及び断熱ガスケット層１１の高さもで
きるだけ小さく抑えて、吸気弁６の慣性質量を小さくす
ることにも、充分な配慮が施される。

次に作用を説明する。

気筒で発生した熱は吸気弁６の断熱層８でまず断熱され
る。しかし、断熱層８はこの断熱層８を通過する熱の全
てを断熱することができるものではないから、多少の入
熱は生じる。断熱層８を通過した熱は空気を含む断熱ガ
スケット層１１により、そのほとんどが断熱されるから
、吸気通路４内に露出された部分の吸気弁６の表面温度
の上昇は阻止されることになる。また、ボス部７の断熱
膜１５によって熱伝導を妨げられる。

このように、吸気弁６の吸気通路４内露出部分の表面温
度の上昇が阻止されるから、吸気弁６の開時に気筒３内
に吸入される空気の体積膨張がなくなり、気筒への吸入
効率が実質的に向上する。

［発明の効果］ 以上説明したことから明らかなようにこの発明の内燃機
関の吸気弁によれば次の如き優れた効果を発揮できる。

（１）　　シリンダヘッド内の吸気ポートを開閉する吸
気弁の気筒側露出面に、内側に繊維質の断熱ガスケット
層を、外側に硬質の断熱層を積層させて被覆したので、
吸気弁の昇温が抑えられるから、吸入空気の加熱による
体積膨張を抑えることができ、この結果気筒への吸気の
吸入効率を大巾に向上できる。

（２）　　燃焼性能、出力性能等のエンジンの諸性能を
向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の好適一実施例を示す縦断面図、第２
図は第１図の要部詳細断面図、第３図は関連技術として
の断熱エンジン４ｆｌｉｎを示す縦断面図である。 図中、１はシリンダヘッド、２はシリンダボディ、３は
気筒、４は吸気通路、５は吸気ポート、６は吸気弁、６
ｅは気筒側露出面、７はボス部、８は断熱層、９は係合
部、１０は凹部、１１は断熱ガスケット層、１５は断熱
膜である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダヘッド内の吸気ポートを開閉する吸気弁
   の気筒側露出面に、内側に繊維質の断熱ガスケット層を
   、外側に硬質の断熱層を積層させて被覆したことを特徴
   とする内燃機関の吸気弁。
2. （２）上記断熱層が窒化珪素等のセラミック材料から構
   成されてその断熱層の軸芯に係合穴を有すると共に、該
   係合穴を包囲する内側面を環状に窪ませて上記断熱ガス
   ケット層を係合し収容する凹部を有し、上記吸気弁が、
   上記係合穴に嵌合されてそれら断熱ガスケット層及び断
   熱層を吸気弁の気筒側露出面に固定するボス部を有して
   構成された上記特許請求の範囲第１項記載の内燃機関の
   吸気弁。
3. （３）上記断熱ガスケット層がチタン酸カリウムの繊維
   材から構成されると共に、上記吸気弁の気筒側露出面の
   固定時に内部に空気を取り込んである上記特許請求の範
   囲第１項記載の内燃機関の吸気弁。
4. （４）上記ボス部が、そのボス部の先端面にジルコニア
   等のセラミックを被覆された上記特許請求の範囲第２項
   記載の内燃機関の吸気弁。