(57)【要約】【課題】  吸気バルブを改良することで、燃焼室の天井付近の乱流発生を防止することにある。【解決手段】  内燃機関の燃焼室２５の天井５７に設けた吸気ポート２６の出口を傘部４５で開閉する吸気バルブ２８において、出口に設けた吸気側バルブシート４１に密着させるために傘部４５に設けたバルブシール面４５ｃの径方向内側に、吸気ポート２６から燃焼室２５内へ流入する吸気の流れ方向を変更する膨出部５２を形成し、この膨出部５２で吸気ポート２６から燃焼室２５内へ流入する吸気の流れ方向を、例えば、燃焼室２５の天井５７付近へ変更する。【選択図】      図２
2006291880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室の天井に設けた吸気ポートの出口を傘部で開閉する吸気バルブにおいて、
前記出口に設けたバルブシートに密着させるために前記傘部に設けたバルブシール面の径方向内側に、前記吸気ポートから燃焼室内へ流入する吸気の流れ方向を変更する膨出部を形成したことを特徴とする吸気バルブ。
【請求項２】
前記膨出部は、前記傘部の前記燃焼室の中央部から遠い側に形成したことを特徴とする請求項１記載の吸気バルブ。
【請求項３】
前記傘部の底面に窪み部を形成したことを特徴とする請求項２記載の吸気バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気バルブの改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の吸気バルブとして、吸気通路から燃焼室に向かう空気流に乱流が生じないようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１６１０３０公報
【０００３】
特許文献１の図５を以下の図５で説明する。なお、符号は振り直した。
図５は従来の吸気バルブによる吸気流を示す断面図であり、吸気通路１０１の出口に弁シート１０２を設け、この弁シート１０２にシートフェース面１０３を密着させることで吸気通路１０１を閉じることが可能な吸気弁１０４を示す。
【０００４】
吸気弁１０４は、シートフェース面１０３から弁本体１０６の外周縁に向かって径方向に延長される先細り形状の膨出部１０７を備え、図に示すような開弁初期の低リフト時においては、絞り吸気通路１０８の下流側は、その通路断面積が徐々に大きくなり、ここを流れる吸気流に乱れが生じないようにした。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記吸気弁１０４では、吸気流をシートフェース面１０３にほぼ沿わせ、シートフェース面１０３に続く円錐面１１１及びアール面１１２の周囲に吸気の流れの乱れが生じないようにしたが、例えば、燃焼室内において、弁シート１０２の近傍であるシリンダヘッド側の天井付近、特に天井の端部には上記吸気弁１０４による吸気流は届き難いから燃焼室の隅部の吸気流の乱れを無くすことは難しい。吸気流の方向を、燃焼室の天井に沿うように変更する必要がある。
【０００６】
本発明の目的は、吸気バルブを改良することで、燃焼室の天井付近の乱流発生を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、内燃機関の燃焼室の天井に設けた吸気ポートの出口を傘部で開閉する吸気バルブにおいて、出口に設けたバルブシートに密着させるために傘部に設けたバルブシール面の径方向内側に、吸気ポートから燃焼室内へ流入する吸気の流れ方向を変更する膨出部を形成したことを特徴とする。
【０００８】
傘部のバルブシール面の径方向内側に膨出部を形成し、この膨出部で吸気ポートから燃焼室内へ流入する吸気の流れ方向を、例えば、燃焼室の天井付近へ変更する。
【０００９】
請求項２に係る発明は、膨出部を、傘部の燃焼室の中央部から遠い側に形成したことを特徴とする。
燃焼室の中央部から遠い側の傘部に形成した膨出部によって、燃焼室の天井付近、特に天井の端の隅部、即ち、燃焼室の隅部へ吸気の流れを変更する。
【００１０】
請求項３に係る発明は、傘部の底面に窪み部を形成したことを特徴とする。
傘部の底面に形成した窪み部によって、燃焼室内における傘部の底面に向かう混合気の二次流れの方向をスムーズに変更し、その二次流れの速度低下を抑える。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明では、傘部に設けたバルブシール面の径方向内側に膨出部を形成したので、この膨出部により、燃焼室の天井に沿う吸気の流れを形成し、燃焼室内の天井付近での乱流形成を防止して、吸気の速度を高めることができ、吸気量の増加により吸気の体積効率を向上させて、内燃機関の出力を向上させることができる。
【００１２】
請求項２に係る発明では、膨出部を、傘部の燃焼室の中央部から遠い側に形成したので、燃焼室の中央部から遠い側の隅部の乱流形成を防止することができ、燃焼室隅部の吸気流速を高め、吸気の体積効率を向上させることができる。
【００１３】
請求項３に係る発明では、傘部の底面に窪み部を形成したので、窪み部により、燃焼室内の混合気の速い二次流れを発生させ、この二次流れと吸気ポートからの吸気流とが重なることで、その吸気流が加速され、吸気の体積効率をより一層向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る吸気バルブを採用した内燃機関の断面図であり、内燃機関１０は、シリンダブロック１１と、このシリンダブロック１１に設けたシリンダボア１２に移動自在に挿入したピストン１３と、このピストン１３にピストンピン１４を介して連結したコンロッド１６と、シリンダブロック１１の下部に回転自在に取付けるとともにクランクピン１７でコンロッド１６をスイング自在に支持するクランクシャフト１８とを備える。
【００１５】
シリンダブロック１１は、上部に設けたシリンダ部２１と、このシリンダ部２１の下部に一体に設けたスカート部２３とからなり、上部にヘッドガスケット（不図示）を介してシリンダヘッド２４を取付けた部材である。
【００１６】
シリンダヘッド２４は、燃焼室２５に連通する吸気ポート２６及び排気ポート２７を備え、吸気ポート２６の入口を吸気バルブ２８で開閉し、排気ポート２７の入口を排気バルブ２９で開閉する。
【００１７】
ここで、３１はコンロッド１６の大端部１６ａとクランクピン１７との間に介在させた滑り軸受、３２はクランクシャフト１８に設けたカウンタウエイト、３３はスカート部２３とでクランクケースを形成するためにスカート部２３の下部に複数のボルト３４で取付けたアンダスカート部、３６はアンダスカート部３３の下部にアンダケース３７を介して複数のボルト３８で取付けたオイルパン、４１は吸気バルブ２８が閉じたときにこの吸気バルブ２８とでシール面を形成する吸気側バルブシート、４２は排気バルブ２９が閉じたときにこの排気バルブ２９とでシール面を形成する排気側バルブシート、４３は点火プラグ、４４は吸気バルブ２８の軸部、４５は吸気バルブ２８の傘部である。
【００１８】
軸部４４は、その上端部に図示せぬ突部を備え、この突部をシリンダヘッド２４（図１参照）側に設けた溝で軸方向に案内することで、吸気バルブ２８の軸回りの回転を防ぐ。
【００１９】
図２は本発明に吸気バルブを説明する燃焼室周りの要部断面図であり、吸気バルブ２８は、傘部４５の一側面４５ａ（軸部４４が延びる側の面である。）であって軸部４４に近い部分を窪ませて上部窪み部５１を形成することで傘部４５の外周部に膨出部５２を形成し、傘部４５の底の燃焼室２５に臨む他側面４５ｂに凹状の湾曲面を有する下部窪み部５３を形成したものである。
【００２０】
吸気バルブ２８に描いた想像線で示す面４５Ａは、傘部４５の一側面４５ａにおける燃焼室２５の中央部２５Ａ（シリンダ軸としての中心線５５を引いた部分である。）側に位置する面４５Ｂと軸部４４の軸線に対して対称な部分であり、この面４５Ａから上部窪み部５１の上面までが窪み量となる。なお、５７は燃焼室２５の天井、５８は天井５７の中央部、５９は天井５７の端部壁面、２５Ｂは天井５７の端部壁面５９に隣接する燃焼室２５の隅部である。
【００２１】
傘部４５は、吸気側バルブシート４１に設けたバルブシートシール面４１ａに密着してシールするバルブシール面４５ｃを形成し、このバルブシール面４５ｃの径方向内側に膨出部５２を形成したものである。
【００２２】
図３は本発明に係る吸気バルブを説明する図であり、吸気バルブ２８を軸部４４の軸方向から見た図である。
吸気バルブ２８の膨出部５２は、図中のクロスハッチングを施した部分であり、燃焼室２５の中央部２５Ａ（即ち、中心線６２が通る部分である。）から遠い側の傘部４５の一側面４５ａに且つほぼ１８０°の範囲で形成した部分であり、この膨出部５２と軸部４４との間の部分が窪み部５１となる。ここでは、窪み部５１と膨出部５２とを線で便宜上分けたが、これらの窪み部５１と膨出部５２とのそれぞれの表面は、滑らかなに連続した部分である。なお、６４は燃焼室２５の外形線である。
【００２３】
以上に述べた吸気バルブ２８の作用を次に説明する。
図４（ａ），（ｂ）は吸気バルブの作用を示す作用図である。
（ａ）に示した実施例（本実施形態）において、ピストンが下降するとともに吸気バルブ２８が開くと、吸気ポート２６内の吸気（ここでは、吸気は吸入空気又は吸入混合気を示す。）の一部は、矢印Ａで示すように、吸気バルブ２８の上部窪み部５１及び膨出部５２に沿って流れ、直線的に天井５７の端部壁面５９、即ち、燃焼室２５の隅部２５Ｂに向かい、端部壁面５９に沿って燃焼室２５内を下降するように流れる。また、吸気の一部は、矢印Ｂで示すように、膨出部５２及びバルブシール面４５ｃに沿って傘部４５の外周部を下降するように流れ、また、吸気の一部は、矢印Ｃのように、燃焼室２５の中央部２５Ａ側の傘部４５のバルブシール面４５ｃとバルブシートシール面４１ａと間をこれらに沿って燃焼室２５内に流れ込む。
【００２４】
燃焼室２５内に流入してピストン側から矢印Ｄで示すように吸気バルブ２８へ向かう吸気は、矢印Ｅで示すように、湾曲した下部窪み部５３によってスムーズにシリンダボア１２側へ方向を変え、上記した矢印Ａ及び矢印Ｂで示した吸気流と合流するため、これらの矢印Ａ及び矢印Ｂで示した吸気流によって、矢印Ａ及び矢印Ｂに示した吸気流の下流側の矢印Ｆ，Ｇで示す吸気流は大きな速い流れとなる。
【００２５】
（ｂ）に示した比較例において、吸気バルブ１２１は、傘部１２２の一側面１２３にバルブシール面１３１を設け、他側面１３２を平坦としたものであり、シリンダヘッド本体１２４は、吸気ポート１２６の出口にバルブシート１２７を設け、このバルブシート１２７にバルブシートシール面１２８を設けたものである。
上記のバルブシール面１３１は、バルブシートシール面１２８に密着可能とした部分である。
【００２６】
吸気バルブ１２１が開いたときには、吸気ポート１２６内の吸気は、傘部１２２の一側面１２３に沿ってバルブシートシール面１２８とバルブシール面１３１との間を通って燃焼室１３４内に流入する。このとき、燃焼室１３４の天井１３６の端の窪んだ壁面１３７によって出来た燃焼室１３４の隅部１３８には、吸気が直接に流れ込まないため、乱流が発生する。従って、この乱流が吸気の流入の抵抗になり、吸気の速度が小さくなる。
【００２７】
以上の（ａ），（ｂ）から、実施例では、吸気バルブ２８の上部窪み部５１及び膨出部５２によって、吸気ポート２６から燃焼室２５内に流入する吸気の乱流発生を防止して、吸気の流速を大きくすることができ、これによって、吸気の体積効率を高めることができ、内燃機関の出力を向上させることができる。
【００２８】
以上の図２及び図４（ａ）で示したように、本発明は第１に、内燃機関１０（図１参照）の燃焼室２５の天井５７に設けた吸気ポート２６の出口を傘部４５で開閉する吸気バルブ２８において、出口に設けた吸気側バルブシート４１に密着させるために傘部４５に設けたバルブシール面４５ｃの径方向内側に、吸気ポート２６から燃焼室２５内へ流入する吸気の流れ方向を変更する膨出部５２を形成したことを特徴とする。
【００２９】
傘部４５に設けたバルブシール面４５ｃの径方向内側に膨出部５２を形成したので、この膨出部５２により、燃焼室２５の天井５７に沿う吸気の流れを形成し、燃焼室２５内の天井５７付近での乱流形成を防止して、吸気の速度を高めることができ、吸気量の増加により吸気の体積効率を向上させて、内燃機関１０の出力を向上させることができる。
【００３０】
本発明は第２に、膨出部５２を、傘部４５の燃焼室２５の中央部２５Ａから遠い側に形成したことを特徴とする。
膨出部５２を、傘部４５の燃焼室２５の中央部２５Ａから遠い側に形成したので、燃焼室２５の隅部２５Ｂの乱流形成を防止することができ、燃焼室２５の隅部２５Ｂの吸気流速を高め、吸気の体積効率を向上させることができる。
【００３１】
本発明は第３に、傘部４５の底面としての他側面４５ｂに窪み部としての下部窪み部５３を形成したことを特徴とする。
傘部４５の他側面４５ｂに下部窪み部５３を形成したので、下部窪み部５３により、燃焼室２５内の混合気の速い二次流れを発生させ、この二次流れと吸気ポート２６からの吸気流とが重なることで、その吸気流が加速され、吸気の体積効率をより一層向上させることができる。
【００３２】
尚、本実施形態では、図３に示したように、膨出部５２を傘部４５の周方向の１８０°の範囲で形成したが、これに限らず、膨出部５２を傘部４５の周方向の３６０°（全周）の範囲で形成してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明の吸気バルブは、高出力の内燃機関に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る吸気バルブを採用した内燃機関の断面図である。
【図２】本発明に吸気バルブを説明する燃焼室周りの要部断面図である。
【図３】本発明に係る吸気バルブを説明する図である。
【図４】吸気バルブの作用を示す作用図である。
【図５】従来の吸気バルブによる吸気流を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０…内燃機関、２５…燃焼室、２６…吸気ポート、２８…吸気バルブ、４１…バルブシート（吸気側バルブシート）、４５…傘部、４５ｂ…傘部の底面（他側面）、４５ｃ…傘部のバルブシール面、５２…膨出部、５３…窪み部（下部窪み部）、５７…天井。
【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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