(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面が研摩加工されるステム部の傘部側の端部を円弧形状に研摩加工することにより、ステム部の研摩加工面と傘部の粗材面との境界部が形成される内燃機関のエキゾーストバルブにおいて、前記境界部を、バルブ重心を越えない範囲内で極力バルブガイド側へ近づけたことを特徴とする内燃機関のエキゾーストバルブ。
【請求項２】
バルブ重心から境界部までの距離を１０［ｍｍ］以下とした請求項１記載の内燃機関のエキゾーストバルブ。
【請求項３】
円弧形状に研摩加工されるステム部の傘部側の端部における曲率半径を極力大きくした請求項１又は２記載の内燃機関のエキゾーストバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関のエキゾーストバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エキゾーストバルブは、図３に示される如く、シリンダヘッド１のバルブガイド２に対して摺動自在に貫挿されるステム部３と、該ステム部３の先端側に一体に形成され、且つシリンダヘッド１のバルブシート４に接触した状態で排気ポート５を閉じる一方、前記バルブシート４から離反した状態で排気ポート５を開く傘部６とを備えてなる構成を有している。
【０００３】
前記エキゾーストバルブを製造する際には、前記傘部６を鍛造した後、該傘部６におけるバルブシート４に接触する周面を研摩加工すると共に、ステム部３の表面を研摩加工するようになっているが、前記表面が研摩加工されるステム部３の傘部６側の端部と、前記鍛造された表面が粗材面となっている傘部６との境界部Ｘに極端な段差が形成されていると、その部分における応力集中が著しくなることから、応力集中が生じることをなるべく避けるために、前記表面が研摩加工されるステム部３の傘部６側の端部は、通常、図４及び図５に示される如く、端縁部が円弧状に丸められた成形砥石７を用いた芯なし研削により、ステム部３の表面の研摩と同時に円弧形状に研摩加工されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記ステム部３の研摩加工面と傘部６の粗材面との境界部Ｘは、図３に示される如く、排気ポート５内に露出しており、しかも、冷却水によって冷却されているシリンダヘッド１に対し熱伝導によって熱を逃すことのできるバルブシート４やバルブガイド２から離れた位置にあるため、温度的にはステム部３の中で最も温度が高く且つ疲労強度が低く、強度上かなり厳しくなっており、エキゾーストバルブが着座衝撃力を受けるモードにおいて最弱部位となる境界部Ｘ近傍の円弧形状端部における応力集中部Ｙが、強度的に厳しい状況に晒されることは避けられなかった。
【０００５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、ステム部の研摩加工面と傘部の粗材面との境界部近傍における応力集中部の温度を低く且つ疲労強度を高く設定することができ、材料をグレードアップしたりせずに、生産性並びにコストを考慮した上で、強度の向上を図り得る内燃機関のエキゾーストバルブを提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、表面が研摩加工されるステム部の傘部側の端部を円弧形状に研摩加工することにより、ステム部の研摩加工面と傘部の粗材面との境界部が形成される内燃機関のエキゾーストバルブにおいて、前記境界部を、バルブ重心を越えない範囲内で極力バルブガイド側へ近づけたことを特徴とする内燃機関のエキゾーストバルブにかかるものである。
【０００７】
前記内燃機関のエキゾーストバルブにおいては、バルブ重心から境界部までの距離を１０［ｍｍ］以下とすることが有効である。
【０００８】
又、円弧形状に研摩加工されるステム部の傘部側の端部における曲率半径を極力大きくすることが望ましい。
【０００９】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００１０】
前述の如く、ステム部の研摩加工面と傘部の粗材面との境界部を、バルブ重心を越えない範囲内で極力バルブガイド側へ近づけると、前記ステム部の研摩加工面と傘部の粗材面との境界部は、排気ポート内に露出していても、冷却水によって冷却されているシリンダヘッドに対し熱伝導によって熱を逃すことのできるバルブガイド側に最大限近づけられる形となるため、温度的にステム部の中で最も温度が高くなる位置からずれ且つ疲労強度も高くなり、強度上有利になって、エキゾーストバルブが着座衝撃力を受けるモードにおいて最弱部位となる境界部近傍の円弧形状端部における応力集中部が、強度的に厳しい状況に晒されることも緩和されることとなる。
【００１１】
又、円弧形状に研摩加工されるステム部の傘部側の端部における曲率半径を極力大きくすると、前記応力集中部をよりバルブガイド側へ近づけることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００１３】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図３〜図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図３〜図５に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１及び図２に示す如く、ステム部３の研摩加工面と傘部６の粗材面との境界部Ｘを、バルブ重心Ｇを越えない範囲内で極力バルブガイド２側へ近づけた点にある。
【００１４】
ここで、ステム部３の表面の研摩範囲は、理論的には、バルブガイド２に対して摺動する範囲のみとすればよいため、境界部Ｘをバルブガイド２の排気ポート５側の端部近傍まで移動させるのが、強度を向上させる上では好ましいのであるが、実際問題としてエキゾーストバルブの製造時には、図２に示す如く、成形砥石７の上にステム部３を載置した状態で芯なし研削を行う関係上、仮に、境界部Ｘを、バルブ重心Ｇを越えてバルブガイド２側へ近づけた場合、エキゾーストバルブを成形砥石７の上にセットできなくなるため、境界部Ｘはバルブ重心Ｇを越えない範囲内に位置させる必要がある。
【００１５】
本図示例の場合、バルブ重心Ｇから境界部Ｘまでの距離Ｌは、トラック等に用いられる中型エンジンを想定し、およそ１５［ｍｍ］程度としてあるが、この値についてはエンジンの大きさに応じて、０〜２５［ｍｍ］程度の範囲内で選定できることは言うまでもない。
【００１６】
又、円弧形状に研摩加工されるステム部３の傘部６側の端部における曲率半径Ｒは、応力集中部Ｙをよりバルブガイド２側へ近づけるために極力大きくすることが有効であるが、前記曲率半径Ｒを大きくすることは成形砥石７のドレスコストが上がるため、曲率半径Ｒとしては、およそ５０［ｍｍ］程度が上限となる。
【００１７】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００１８】
前述の如く、ステム部３の研摩加工面と傘部６の粗材面との境界部Ｘを、バルブ重心Ｇを越えない範囲内で極力バルブガイド２側へ近づけると共に、円弧形状に研摩加工されるステム部３の傘部６側の端部における曲率半径Ｒを極力大きくすると、前記ステム部３の研摩加工面と傘部６の粗材面との境界部Ｘは、図１に示す如く、排気ポート５内に露出しているが、冷却水によって冷却されているシリンダヘッド１に対し熱伝導によって熱を逃すことのできるバルブガイド２側に最大限近づけられる形となるため、温度的にステム部３の中で最も温度が高くなる位置からずれ且つ疲労強度も高くなり、強度上有利になって、エキゾーストバルブが着座衝撃力を受けるモードにおいて最弱部位となる境界部Ｘ近傍の円弧形状端部における応力集中部Ｙが、強度的に厳しい状況に晒されることも緩和されることとなる。
【００１９】
こうして、ステム部３の研摩加工面と傘部６の粗材面との境界部Ｘ近傍における応力集中部Ｙの温度を低く且つ疲労強度を高く設定することができ、材料をグレードアップしたりせずに、生産性並びにコストを考慮した上で、強度の向上を図り得る。
【００２０】
尚、本発明の内燃機関のエキゾーストバルブは、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の内燃機関のエキゾーストバルブによれば、ステム部の研摩加工面と傘部の粗材面との境界部近傍における応力集中部の温度を低く且つ疲労強度を高く設定することができ、材料をグレードアップしたりせずに、生産性並びにコストを考慮した上で、強度の向上を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例の概要構成図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例の製造時における状態を表わす概略図である。
【図３】従来例の概要構成図である。
【図４】従来例の製造時における状態を表わす概略図である。
【図５】図４のＶ−Ｖ断面図である。
【符号の説明】
２    バルブガイド
３    ステム部
６    傘部
Ｇ    バルブ重心
Ｌ    距離
Ｒ    曲率半径
Ｘ    境界部
Ｙ    応力集中部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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