(57)【要約】【課題】カバー部材を備える弁を効率よく冷却することを課題とする。【解決手段】内燃機関の弁は、軸部の一端側に傘部が設けられた弁本体と、少なくとも前記傘部の傘裏部から軸部に亘る領域の一部を覆い、前記弁本体との間に空間を形成するカバー部材と、前記カバー部材に設けられ、前記空間の内外を連通する空気孔と、少なくとも前記傘裏部の周方向に沿う一部分に前記空間の内外を連通する空気通路を形成するとともに、前記弁本体と前記カバー部材とを連結する連結部と、を備える。前記空気孔は、前記カバー部材において、前記弁本体の前記傘裏部から前記軸部へ移行する湾曲部に対応する位置に設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部の一端側に傘部が設けられた弁本体と、
少なくとも前記傘部の傘裏部から軸部に亘る領域の一部を覆い、前記弁本体との間に空間を形成するカバー部材と、
前記カバー部材に設けられ、前記空間の内外を連通する空気孔と、
少なくとも前記傘裏部の周方向に沿う一部分に前記空間の内外を連通する空気通路を形成するとともに、前記弁本体と前記カバー部材とを連結する連結部と、
を備え、
前記空気孔は、前記カバー部材において、前記弁本体の前記傘裏部から前記軸部へ移行する湾曲部に対応する位置に設けられた内燃機関の弁。
【請求項２】
軸部の一端側に傘部が設けられた弁本体と、
少なくとも前記傘部の傘裏部から軸部に亘る領域の一部を覆い、前記弁本体との間に空間を形成するカバー部材と、
前記弁本体の軸部の外周部に設けられ、前記弁本体がバルブガイドの摺動面に対して摺動するときに前記バルブガイドの下端部に前記摺動面の内周径を拡大して設けられた内径拡大部内に出没する突起部と、
前記弁本体の内側に設けられ、一端側が前記空間に開口し、他端側が前記突起部よりも前記傘裏部から遠ざかる側であって、前記弁本体が前記摺動面に対して摺動しているときに、少なくとも前記摺動面の下側に開口する空気連通路と、
を備えた内燃機関の弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気弁として用いられる弁は、軸部となる弁棒から傘裏部と称される弁頭への移行部にデポジットが堆積し易い。これは、弁には、燃焼室側に位置する弁頭を起点として熱が伝えられることに起因する。従来、弁における堆積物の生成に対処すべく、弁頭ののど領域から弁棒の掻き落としエッジまで延びる領域に遮蔽部材、すなわち、カバー部材を備えた吸気弁が知られている（特許文献１参照）。特許文献１に開示された吸気弁では、遮蔽部材を装着する際、遮蔽部材と弁との間にスペースを設け、弁体からスリーブへの熱伝達を低下させることにより、デポジットの生成を抑制するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００４−５１２４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された弁は、弁に装着された遮蔽部材により形成されるスペースが概ね密閉構造となっており、内部に熱がこもり、この結果、弁の温度が上昇することが懸念される。弁や遮蔽部材の温度が上昇すると、これらの強度の低下や信頼性の低下、熱劣化にも繋がりかねない。
【０００５】
そこで、本明細書開示の内燃機関の弁は、カバー部材を備える弁を効率よく冷却することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するために、本明細書に開示された内燃機関の弁は、軸部の一端側に傘部が設けられた弁本体と、少なくとも前記傘部の傘裏部から軸部に亘る領域の一部を覆い、前記弁本体との間に空間を形成するカバー部材と、前記カバー部材に設けられ、前記空間の内外を連通する空気孔と、少なくとも前記傘裏部の周方向に沿う一部分に前記空間の内外を連通する空気通路を形成するとともに、前記弁本体と前記カバー部材とを連結する連結部と、を備え、前記空気孔は、前記カバー部材において、前記弁本体の前記傘裏部から前記軸部へ移行する湾曲部に対応する位置に設けられている。
【０００７】
弁本体とカバー部材との間に形成される空間の内外で空気が行き来することができるとともに、その形状から応力が高い傘裏部から軸部へ移行する湾曲部に新気を直接当てることにより、弁を効果的に冷却することができる。
【０００８】
本明細書に開示された他の内燃機関の弁は、軸部の一端側に傘部が設けられた弁本体と、少なくとも前記傘部の傘裏部から軸部に亘る領域の一部を覆い、前記弁本体との間に空間を形成するカバー部材と、前記弁本体の軸部の外周部に設けられ、前記弁本体がバルブガイドの摺動面に対して摺動するときに前記バルブガイドの下端部に前記摺動面の内周径を拡大して設けられた内径拡大部内に出没する突起部と、前記弁本体の内側に設けられ、一端側が前記空間に開口し、他端側が前記突起部よりも前記傘裏部から遠ざかる側であって、前記弁本体が前記摺動面に対して摺動しているときに、少なくとも前記摺動面の下側に開口する空気連通路と、を備える。
【０００９】
バルブガイドに沿った弁の往復動作によって空気連通口及び弁本体とカバー部材との間に形成された空間内に空気の流れを創出することで弁を効果的に冷却することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本明細書開示の内燃機関の弁によれば、カバー部材を備える弁を効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は第１実施形態の内燃機関の弁を示す説明図である。
【図２】図２は傘裏部にカバー部材を保持する保持部材の配置を示す説明図である。
【図３】図３は第２実施形態の内燃機関の弁を示す説明図である。
【図４】図４（Ａ）乃至（Ｃ）は第２実施形態の内燃機関の弁の閉弁時の様子を示す説明図である。
【図５】図５（Ａ）、（Ｂ）は第２実施形態の内燃機関の弁の開弁時の様子を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。ただし、図面中、各部の寸法、比率等は、実際のものと完全に一致するようには図示されていない場合がある。また、図面によっては細部が省略されて描かれている場合もある。
【００１３】
（第１実施形態）
図１を参照すると、内燃機関の弁（以下、単に「弁」という）１０は、弁本体１１と、カバー部材１４を備える。弁本体１１は、軸部１２と、この軸部１２の一端側に設けられた傘部１３を備える。弁１０は、カバー部材１４は、弁本体１１の全周に亘って傘部１３の傘裏部１３ａから軸部１２に亘る領域を覆っている。カバー部材１４が覆う範囲は、適宜決定することができ、少なくとも傘部１３の傘裏部１３ａから軸部１２に亘る領域の一部を覆っていればよい。カバー部材１４の固定部１４ａは、圧着により軸部１２に固定されている。なお、固定部１４ａは、溶接その他、周知の方法によって軸部１２に固定することができる。固定部１４ａの位置を変更することによってカバー部材１４により覆われる範囲を変更することができる。カバー部材１４は、図１中、参照符号Ｘで示す傘裏部１３ａから軸部１２へ移行する湾曲部を覆うことができればよく、例えば、固定部１４ａの位置を傘裏部１３ａに近づけてもよい。
【００１４】
カバー部材は、弁本体１１との間に空間１５を形成する。カバー部材１４には、この空間の内外を連通する空気孔１６ａが設けられている。具体的に、カバー部材１４には、空気導入筒１６が設けられており、この空気導入筒１６が空気孔１６ａを備えている。空気導入筒１６は、必要に応じてその設置個数が決定される。空気孔は、単にカバー部材１４に穿設された形態のものであってもよいが、凸状を形成する空気導入筒１６を設けることが望ましい。空気導入筒１６を設け、空気孔１６ａがカバー部材１４の表面から離れた位置に開口することで、カバー部材１４の表面に付着したオイルが空間１５内に吸い込まれることを抑制することができる。このような空気導入筒１６、すなわち、空気孔１６ａは、カバー部材１４において、弁本体１１の傘裏部１３ａから軸部１２へ移行する湾曲部に対応する位置に設けられている。換言すれば、空気孔１６ａは、例えば、固定部１４ａの側方や、軸部１２の直線部分に対応する位置に設けるものではない。具体的に、空気孔１６ａは、図１において、参照符号Ｘで示す領域に配置される。これにより、応力が高い傘裏部１３ａから軸部１２へ移行する湾曲部に新気を直接当てることができ、弁１０を効果的に冷却することができる。
【００１５】
カバー部材の下端部１４ｂは、保持部材１７を介して、傘裏部１３ａの表面に固定されている。保持部材１７は、カバー部材１４と弁本体１１とを連結する連結部として機能する。保持部材１７は、カバー部材１４の姿勢及び位置を保つ。図２は、傘裏部１３ａにカバー部材１４を保持する保持部材１７の配置を示す説明図である。図２は、カバー部材１４を取り去った状態の弁本体１１を上方からみた状態が描かれている。保持部材１７は、間隔を空けて複数個が配置されており、傘裏部１３ａの周方向に沿う一部分に空間１５の内外を連通する空気通路１８を形成している。空気通路１８は、少なくとも一つ設けられていればよいが、必要に応じて複数設けることができる。本実施形態では、４つの空気通路１８が設けられている。空気通路１８は、環状の保持部材に筒状部材を埋め込むことによって形成してもよい。
【００１６】
このような弁１０は、閉弁動作時に動圧により空間１５内を空気が通過することができる。すなわち、空気孔１６ａから空間１５内に空気が取り込まれ、空間１５内の空気は、空気通路１８を通過して空間１５から排出される。一方、弁１０の開弁動作時には、シート付近の空気の流れによって空気通路１８近傍に負圧がかかり、空間１５内の空気を吸い出す作用が発揮される。これにより、空気孔１６ａから空気が吸い込まれ、空間１５内を通過して空気通路１８から排出される空気の流れが創出される。このように、空間１５内を空気が通過することができ、特に、比較的温度の低い新気が空間１５内を通過することができるので、カバー部材１４内に熱がこもることが抑制される。これにより、カバー部材１４を備える弁１０を効率よく冷却することができる。
【００１７】
（第２実施形態）
つぎに、第２実施形態の弁２０につき、図３乃至図５を参照しつつ説明する。第２実施形態の弁２０は、第１実施形態の弁１０と同様に弁本体２１と、カバー部材２４を備える。弁本体２１は、軸部２２と、この軸部２２の一端側に設けられた傘部２３を備える。弁２０は、カバー部材１４は、弁本体２１の全周に亘って傘部２３の傘裏部２３ａから軸部１２に亘る領域を覆っている。この点も、第１実施形態と同様である。カバー部材２４の固定部２４ａは、圧着により軸部１２に固定されている。この点も第１実施形態の共通するが、固定部２４ａの位置は、第１実施形態の固定部１４ａよりも傘裏部２３ａに近い側となっている。カバー部材２４が弁本体２１との間に空間２５を形成する点は、第１実施形態と共通する。
【００１８】
弁２０は、シリンダヘッド３０に設けられたバルブガイド３１に摺動自在に支持されている。バルブガイド３１は、その内周面が摺動面３１ａとなっており、その摺動面３１ａよりも先端側、すなわち、傘裏部２３ａに近い側となるバルブガイド３１の下端部に摺動面３１ａの内周径を拡大して設けられた内径拡大部３１ｂを備える。弁本体２１の軸部２２の外周部には、弁本体２１がバルブガイド３１の摺動面３１ａに対して摺動するときに内径拡大部３１ｂ内に出没する突起部２６を備える。突起部２６は、内径拡大部３１ｂ内に入り込んだときに、内径拡大部３１ｂを閉鎖し、閉空間を形成する。これにより、内径拡大部３１ｂ及び突起部２６は、ピストンポンプ機能を発揮する。すなわち、内径拡大部３１ｂがシリンダとして機能し、突起部２６が恰もピストンとして機能することにより、閉空間内の空気を圧縮することができる。
【００１９】
弁２０は、弁本体２２の内側に設けられた空気連通路２７を備える。空気連通路２７は、その一端側に、空間２５に開口する第１開口２７ａを備え、他端側に突起部２６よりも上側、すなわち、傘裏部２３ａから遠ざかる側に開口する第２開口２７ｂを備える。第２開口２７ｂは、弁本体２１が摺動面３１ａに対して摺動しているときに、少なくとも摺動面３１ａの下側に開口するように設けられている。本実施形態における第２開口２７ｂは、弁２０が開弁状態のときに、内径拡大部３１ｂ内に位置するが、第２開口２７ｂは、弁２０が開弁状態のときに、内径拡大部３１ｂの下側に位置してもよい。一方、弁２０の閉弁状態における第２開口２７ｂは、摺動面３１ａの下側、すなわち、内径拡大部３１ｂ内に開口する位置に設けられている。要は、弁２０の閉弁状態のときに、第２開口２７ｂが摺動面３１ａによって閉塞されることなく、第２開口２７ｂを通じて空気連通路２７の空気の導排出が可能となり、空気連通路２７内で空気が移動する状態となっていればよい。従って、弁２０が閉弁状態のときに、少なくとも第２開口２７ｂの一部が、内径拡大部３１ｂに臨む状態となっていればよい。
【００２０】
カバー部材２４の下端部が保持部材１７を介して傘裏部２３ａと連結され、空気通路１８が形成されている点は、第１実施形態と共通する。なお、図３中、参照番号２９が付された部材は、空気連通路２７を機械加工により穿設した際にあけられた孔を塞ぐプラグである。
【００２１】
このような弁２０の動作につき、図４Ａ）乃至（Ｃ）及び図５（Ａ）、（Ｂ）を参照して説明する。図４（Ａ）乃至（Ｃ）は弁２０の閉弁時の様子を示す説明図である。図５（Ａ）、（Ｂ）は弁２０の開弁時の様子を示す説明図である。弁２０は、図４（Ａ）に示す状態から開弁し始めると、図４（Ｂ）に示すように突起部２６が内径拡大部３１ｂに入り込み、閉空間２８が形成され、内径拡大部３１ｂ内に存在していた新気が密閉される。そして、リフト量が増すと、閉空間２８内の新気が圧縮される。圧縮された新気は、第２開口２７ｂから空気連通路２７内に導入され、第１開口２７ａから空間２５内に排出される。これにより、空間２５内に空気が流通し、弁２０を冷却することができる。
【００２２】
一方、弁２０は、図５（Ａ）に示すように開弁するときは、閉空間２８内が負圧となる。これにより、空気連通路２７を通じて空間２５内の空気を吸い上げる。このとき、空間２５内には、空気通路１８を通じて空気を吸入することができる。
【００２３】
このように、弁２０は、その閉弁動作及び開弁動作のいずれのタイミングであっても空間２５内に空気を流通させ、カバー部材２４内の冷却を行うことができる。この結果、カバー部材２４の内部の温度が過度に上昇することを抑制することができる。
【００２４】
上記実施形態は本発明を実施するための例にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの実施例を種々変形することは本発明の範囲内であり、更に本発明の範囲内において、他の様々な実施例が可能であることは上記記載から自明である。
【符号の説明】
【００２５】
１０、２０  弁
１１、２１  弁本体
１２、２２  軸部
１３、２３  傘部
１３ａ、２３ａ  傘裏部
１４、２４  カバー部材
１４ａ、２４ａ  固定部
１４ｂ  保持部
１５、２５  空間
１６  空気導入筒
１６ａ  空気孔
１７  保持部材（連結部）
１８  空気通路
２６  突起部
２７  空気連通路
２７ａ  第１開口
２７ｂ  第２開口
２８  閉空間
２９  プラグ
３０  シリンダヘッド
３１  バルブガイド
３１ａ  摺動面
３１ｂ  内径拡大部
【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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