(57)【要約】【課題】デポジットの堆積をより好適に抑制することが可能なポペットバルブを提供する。【解決手段】ポペットバルブは、軸部１０と傘部１１とを有している。こうしたポペットバルブにおいて、傘部１１の内部に同傘部１１の側壁１３及び底壁１２によって囲まれる中空部１５を設け、側壁１３の内面１６には、同側壁１３の傾斜方向に沿って延びる複数の凹部１７を軸部１０の軸心を中心とする周方向において間隔を隔てて形成するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と傘部とを有したポペットバルブにおいて、
前記傘部の内部には同傘部の側壁及び底壁によって囲まれる中空部が設けられ、
前記側壁の内面には、同側壁の傾斜方向に沿って延びる複数の凹部が前記軸部の軸心を中心とする周方向において間隔を隔てて形成されてなる
ことを特徴とするポペットバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に設けられるポペットバルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関には、吸気ポートや排気ポートを開閉する吸気バルブや排気バルブといったポペットバルブが設けられている。これらのバルブは、燃焼室の熱によって高温となる。そのため、燃料や潤滑油がバルブに付着すると、その揮発成分が気化してデポジットとなり、バルブに堆積することがある。こうしたデポジットの堆積を抑制するために、特許文献１に記載の吸気バルブは、その表面を被膜によって覆うようにしている。そして、これによりデポジットの付着を抑制するとともに、付着した際にはその分解を促進するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６‐２７２５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載の吸気バルブのように、バルブ表面を被膜によって覆うものでは、その被膜が剥離した場合にデポジットの堆積を抑制することができなくなる。
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、デポジットの堆積をより好適に抑制することが可能なポペットバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するためのポペットバルブは、軸部と傘部とを有している。そしてこうしたポペットバルブにおいて、傘部の内部に同傘部の側壁及び底壁によって囲まれる中空部を設け、側壁の内面には、同側壁の傾斜方向に沿って延びる複数の凹部を軸部の軸心を中心とする周方向において間隔を隔てて形成するようにしている。
【０００６】
上記構成によれば、傘部の側壁に肉厚の厚い厚肉部と肉厚の薄い薄肉部が形成されることとなる。ここで、厚肉部は、熱容量が大きく温度変化しにくい。すなわち、潤滑油等が付着してその揮発成分が気化した場合に、その気化熱の影響を受けにくく、高温状態が維持される。そのため、厚肉部では、潤滑油等の揮発成分の気化が促進され、デポジットの堆積量が多くなる。その一方、薄肉部は、熱容量が小さいため温度変化しやすい。すなわち、潤滑油等が付着してその揮発成分が気化した場合には、その気化熱の影響を受けて温度が低下する。そのため、薄肉部では、潤滑油等が付着した場合にその揮発成分が十分に気化せず、厚肉部と比較してデポジットの堆積量が少なくなる。
【０００７】
したがって、傘部の側壁の外面におけるデポジットの堆積量が不均一になり、側壁の外面に均一にデポジットが堆積した場合と比較して、デポジットが側壁の外面から剥離しやすくなる。その結果、ポペットバルブにおけるデポジットの堆積をより好適に抑制することができる。
【０００８】
また、上記構成によれば、側壁は、軸部を中心とする周方向においてその肉厚が周期的に変化する凹凸を有した形状となる。そのため、傘部に中空部を形成して軽量化を図りつつも、傘部の底壁が湾曲する熱変形、いわゆるカッピングに対する剛性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ポペットバルブの一実施形態の側面図。
【図２】図１の２−２線における断面図。
【図３】図１の３−３線における断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、ポペットバルブを具体化した一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。なお、本実施形態では、ポペットバルブを内燃機関の吸気バルブに具体化した例を示している。
【００１１】
図１に示すように、吸気バルブは、図の上下方向に延びる円柱状の軸部１０と、同軸部１０の下端に接続された傘部１１とを有している。傘部１１は、その横断面が略円形であり、その底壁１２側ほど拡径された形状となっている。そのため、傘部１１の側壁１３は、軸部１０の軸心Ｃｓに対して傾斜した形状となっている。なお、側壁１３の外周において、Ａ点における側壁１３の傾斜方向を実線の矢印で示しており、Ｂ点における側壁１３の傾斜方向を二点鎖線の矢印で示している。このように、側壁１３において軸部１０側から底壁１２側に延びる方向がその傾斜方向となる。
【００１２】
また、傘部１１の側壁１３において底壁１２側の部分には、その周方向全体に亘ってテーパ状に形成されたバルブフェイス１４が設けられている。内燃機関に配設される吸気バルブは、そのバルブフェイス１４がシリンダーヘッドのバルブシートに圧接されることにより、吸気ポートを閉じた状態とする。一方、吸気バルブがカムによって押下されると、吸気バルブのバルブフェイス１４がバルブシートから離間して、吸気ポートが開いた状態となる。このように、吸気バルブのバルブフェイス１４がシリンダーヘッドのバルブシートと離接することによって、内燃機関の吸気ポートが開閉される。
【００１３】
次に、図２及び図３を参照して、吸気バルブの内部構造について説明する。
図２に示すように、傘部１１の内部には、傘部１１の側壁１３及び底壁１２によって囲まれる中空部１５が形成されている。側壁１３の内面１６には複数の凹部１７が形成されている。なお、凹部１７は、バルブフェイス１４が形成されている部分を含む側壁１３の内面に設けられている。
【００１４】
図３に示すように、これら凹部１７は、側壁１３の内面１６において軸部１０の軸心Ｃｓを中心として放射状に延びる矩形状に形成されている。なお、図３には、図１のＡ点及びＢ点における傾斜方向を実線及び二点鎖線の矢印でそれぞれ示している。このように、凹部１７は、側壁１３の傾斜方向に沿って延び、軸部１０の軸心Ｃｓを中心とする周方向において同一の間隔を隔てて設けられている。なお、図３は図１の３−３線における断面図、すなわち底壁１２側から中空部１５をみたときの図を示している。
【００１５】
そして、傘部１１の側壁１３において、こうした凹部１７が形成されている部分は、肉厚の薄い薄肉部となる。一方、凹部１７が形成されていない部分は、薄肉部よりも肉厚の厚い厚肉部となる。したがって、側壁１３は、軸部１０の軸心Ｃｓを中心とする周方向において、その肉厚が周期的に変化する凹凸を有した形状となっている。
【００１６】
なお、こうした吸気バルブは、例えば次のように形成することができる。
まず、周知のように、プレス成形等によって傘部１１を中空とした吸気バルブを形成する。このとき傘部１１には底壁１２が固定されておらず、傘部１１の底壁１２側に開口部が形成されている。そして、傘部１１の側壁１３の内面１６に、凹部１７を形成する。その後、傘部１１の開口部に円盤状の底壁１２を嵌入し、その嵌入面にレーザービームを照射する等して傘部１１と底壁１２とを溶接する。こうした方法により、複数の凹部１７が設けられた中空部１５を傘部１１の内部に形成することができる。
【００１７】
次に、本実施形態の吸気バルブの作用について説明する。
傘部１１の側壁１３における厚肉部は、熱容量が大きく温度変化しにくい。すなわち、潤滑油等が付着してその揮発成分が気化した場合に、その気化熱の影響を受けにくく、高温状態が維持される。そのため、厚肉部では、潤滑油等の揮発成分の気化が促進され、デポジットの堆積量が多くなる。
【００１８】
一方、傘部１１の側壁１３における薄肉部は、熱容量が小さいため温度変化しやすい。すなわち、潤滑油等が付着してその揮発成分が気化した場合には、その気化熱の影響を受けて温度が低下する。そのため、薄肉部では、潤滑油等が付着した場合にその揮発成分が十分に気化せず、厚肉部と比較してデポジットの堆積量が少なくなる。
【００１９】
本実施形態では、傘部１１の側壁１３の内面１６に複数の凹部１７を設けることで、側壁１３に厚肉部と薄肉部とを形成した。そのため、側壁１３の外面に潤滑油等が付着した際に、同外面におけるデポジットの堆積量が不均一となる。その結果、側壁１３の外面に均一にデポジットが堆積した場合と比較して、デポジットが側壁１３の外面から剥離しやすくなる。
【００２０】
また、このように、傘部１１の側壁１３の外面におけるデポジットの堆積量が不均一になるため、側壁１３の外面に均一にデポジットが堆積した場合と比較して、バルブフェイス１４がシリンダーヘッドのバルブシートに圧接した際にデポジットに作用する面圧が増大する。そのため、デポジットが剥離しやすくなる。すなわち、吸気バルブがシリンダーヘッドに着座したときにおけるデポジットの噛み潰し効果が大きくなり、デポジットの堆積をより抑制することができる。
【００２１】
また、凹部１７を側壁１３の傾斜方向に沿って形成するとともに、軸部１０の軸心Ｃｓを中心とする周方向において同一の間隔を隔てて設けるようにしている。そのため、側壁１３は、軸部１０を中心とする周方向においてその肉厚が周期的に変化する凹凸を有した形状となる。側壁１３の肉厚を、周方向において凹凸を有した形状とすると、同側壁１３の径方向における剛性が向上する。そのため、傘部１１に中空部１５を形成して軽量化を図りつつも、傘部１１の底壁１２が湾曲する熱変形、いわゆるカッピングに対する剛性を高めることができる。
【００２２】
以上説明した一実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）本実施形態では、傘部１１の側壁１３の外面におけるデポジットの堆積量が不均一になるため、側壁１３の外面に均一にデポジットが堆積した場合と比較して、デポジットが側壁１３の外面から剥離しやすくなる。したがって、吸気バルブにおけるデポジットの堆積をより好適に抑制することができるようになる。
【００２３】
（２）本実施形態では、傘部１１に中空部１５を形成して軽量化を図りつつも、傘部１１の底壁１２が湾曲する熱変形、いわゆるカッピングに対する剛性を高めることができるようになる。
【００２４】
なお、上記一実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、凹部１７を軸部１０の軸心Ｃｓを中心とする周方向において同一の間隔を隔てて均一に形成するようにしたが、それらの間隔を不均一にするようにしてもよい。また、凹部１７の数は適宜変更してもよい。
【００２５】
・上記各実施形態において、側壁１３の内面１６から突出する凸部を複数形成することにより、それら凸部の間を凹部としてもよい。こうした場合であっても、傘部１１の側壁１３に厚肉部と薄肉部とが形成されることとなる。
【００２６】
・上記各実施形態では、側壁１３においてバルブフェイス１４が形成されている部分の内面に凹部１７を設けるようにしたが、バルブフェイス１４が形成されている部分よりも軸部１０側の部分の内面に凹部を設けるようにしてもよい。
【００２７】
・上記各実施形態では、側壁１３の内面１６にその傾斜方向に沿って延びる矩形状の凹部１７を形成するようにしたが、こうした凹部としては、例えば楕円形状の凹部等、他の形状を有する凹部を形成するようにしてもよい。
【００２８】
・上記各実施形態において、中空部１５に金属ナトリウム等の冷媒を封入するようにしてもよい。こうした場合には、傘部１１の内面１６に凹部が形成されているため、冷媒との接触面積が増大して、その冷却効率を増大させることができる。そのため、デポジットの堆積をより抑制することができる。また、軸部１０及び傘部１１に中空部を形成するようにしてもよい。
【００２９】
・上記各実施形態において、吸気バルブに凹部を形成する方法は上述した方法に限られず、周知技術等に鑑みて適宜変更することが可能である。
・上記各実施形態では、ポペットバルブを吸気バルブに具体化した例を示したが、排気バルブに具体化するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１０…軸部、１１…傘部、１２…底壁、１３…側壁、１４…バルブフェイス、１５…中空部、１６…内面、１７…凹部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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