(57)【要約】【課題】  本発明は、特定方向へ傾斜しながら開弁動作する弁体と前記弁体が着座するための弁座とを備えた内燃機関の動弁機構において、弁体と弁座の気密性低下を解消可能な技術を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明は、弁体５が弁座１３に対して特定方向Ｓへ傾斜しながら開弁動作する内燃機関の動弁機構において、弁座１３における特定方向Ｓの基端側の部位を他の部位１３０より低硬度の部材１３１で形成することにより、弁体５と弁座１３の平行度が低くなる場合であっても、低硬度部材１３１の変形を利用して弁体５と弁座１３とを均等に密着させ、以て弁体５と弁座１３の気密性（シール性）の低下を抑制するようにした。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁座に対し特定方向へ傾斜しながら開弁動作する弁体を備えた内燃機関の動弁機構であり、
前記弁体と前記弁座の少なくとも一方において前記特定方向の基端側に位置する部位が他の部位より低い硬度で形成されることを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【請求項２】
弁座に対し特定方向へ傾斜しながら開弁動作する弁体を備えた内燃機関の動弁機構であり、
前記弁体と前記弁座の少なくとも一方において前記特定方向の先端側に位置する部位が他の部位より低い硬度で形成されることを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記の硬度が低くされる部位には、硬度の高い部材と硬度の低い部材と硬度の高い部材を順に積層した積層体が圧入されることを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【請求項４】
請求項１又は２において、前記の硬度が低くされる部位には、弾性部材が配置されることを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【請求項５】
請求項４において、前記弾性部材が配置される部位の周囲には、前記弁体が前記弁座へ着座した時の前記弾性部材の変形を許容する間隙が設けられることを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【請求項６】
請求項４又は５において、硬度が低くされる部位は前記弁座に形成され、前記弁座は前記弾性部材を径方向へ付勢する保持部材を備えることを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【請求項７】
請求項３〜６の何れか一において、硬度が低くされる部位は、前記弁体と前記弁座の少なくとも一方における他方と接触する部位の全周に形成されることを特徴とする内燃機関の動弁機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に動弁機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の動弁機構としては、吸気弁のステムと弁傘部（弁体）が別体で形成され、それらステム（弁軸）と弁傘部が互いに可動自在に連結されたものが知られている（たとえば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】実開昭６３−４８９２１号公報
【特許文献２】特開平８−６１０２４号公報
【特許文献３】特表２００３−５０９６２２号公報
【特許文献４】実開平２−２５９５号公報
【特許文献５】特開平１０−１４１０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記したような従来の動弁機構では、初期公差、組み付け公差、或いは経時変化等により弁傘部が弁座（バルブシート）に対して平行且つ同軸（同心）に着座できない場合がある。このような場合には、弁傘部が弁座の全周に均等に密着し難くなる。
【０００４】
通常のポペットバルブであれば弁傘部の周方向への回転が許容されるため、弁傘部と弁座の平行度や同軸度（同心度）が多少低い場合であっても、弁傘部が適当に回転して弁座の全周と均等に密着するようになる。
【０００５】
しかしながら、上記した従来の動弁機構のように弁傘部の周方向への回転が規制される場合に弁傘部と弁座の平行度や同軸度（同心度）が低くなると、弁傘部が弁座の全周と均等に密着し難くなる。
【０００６】
弁傘部が弁座の全周と均等に密着しないと、弁傘部と弁座の気密性が低下するため、圧縮行程における圧縮比の低下や膨張行程における燃焼圧の低下等の不具合を生じる可能性がある。
【０００７】
本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、特定方向へ傾斜しながら開弁動作する弁体と前記弁体が着座するための弁座とを備えた内燃機関の動弁機構において、弁体と弁座の気密性低下を解消可能な技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決するために、弁体（弁傘部）が弁座に対して特定方向へ傾斜しながら開弁動作する内燃機関の動弁機構において、弁体と弁座の少なくとも一方において前記特定方向の基端側又は先端側に位置する部位を他の部位より低い硬度で形成することにより、低硬度の部位の変形を利用して弁体と弁座の気密性を向上させるようにした。
【０００９】
詳細には、本発明は、弁座に対し特定方向へ傾斜しながら開弁動作する弁体を備えた内燃機関の動弁機構であって、前記弁体と前記弁座の少なくとも一方において前記特定方向の基端側若しくは先端側に位置する部位が他の部位より低い硬度で形成されるようにした。
【００１０】
弁体が特定方向へ傾斜しながら開閉動作する動弁機構では、弁体と弁座の平行度や同軸度（同心度）が低くなると、弁体は、弁座と平行になる前、或いは弁座と平行になる状態を超えて着座するようになる。
【００１１】
弁体が弁座と平行になる前に着座すると、弁体は弁座に対して前記特定方向へ傾斜した状態になるため、前記特定方向の先端側において弁体と弁座が密着し難くなる。一方、弁体が弁座と平行になる状態を超えて着座すると、弁体は弁座に対して前記特定方向と逆方向へ傾斜した状態になるため、前記特定方向の基端側において弁体と弁座が密着し難くなる。
【００１２】
弁体が弁座と平行になる前に着座する場合に、弁体と弁座の少なくとも一方における前記特定方向の基端側に位置する部位が他の部位より低い硬度で形成されていると、その低硬度の部位は前記特定方向の先端側において弁体と弁座が密着する程度に変形（弾性変形及び塑性変形を含む）するようになる。その結果、弁体が弁座の全周に均等に密着するため、弁体と弁座の気密性が高められる。
【００１３】
弁体が弁座と平行になる状態を超えて着座する場合に、弁体と弁座の少なくとも一方における前記特定方向の先端側に位置する部位が他の部位より低い硬度で形成されていると、その低硬度の部位は前記特定方向の基端側において弁体と弁座が密着する程度に変形（弾性変形及び塑性変形を含む）するようになる。その結果、弁体が弁座の全周に均等に密着するため、弁体と弁座の気密性が高められる。
【００１４】
本発明において、弁体と弁座の少なくとも一方における前記特定方向の先端側若しくは基端側に位置する部位の硬度を他の部位より低くする方法としては、当該部位に低硬度の部材を圧入する方法が考えられる。
【００１５】
その際、低硬度の部材は燃焼室内の熱を受けて変形し易いため、弁体と弁座の少なくとも一方における前記特定方向の先端側若しくは基端側に位置する部位に低硬度部材のみが圧入されると、低硬度部材の残留応力が該低硬度部材の熱変形によって減少する可能性がある。低硬度部材の残留応力が減少すると、該低硬度部材が圧入先の部材から脱落する可能性がある。更に、低硬度部材は耐摩耗性が低いため、弁体が開閉動作する際に低硬度部材が弁体又は弁座と直に接触すると、前述した所望の変形のみならず不要な摩耗を生じる可能性がある。
【００１６】
そこで、本発明に係る内燃機関の動弁機構では、弁体と弁座の少なくとも一方における前記特定方向の先端側又は基端側に位置する部位に、高硬度の部材と低硬度の部材と高硬度の部材を順に積層した積層体が圧入されるようにしてもよい。
【００１７】
この場合、積層体において圧入先の部材と直に接触する部位には高硬度部材が配置されることになる。高硬度部材は熱変形し難いため、該高硬度部材が燃焼室の熱を受けても圧入時の残留応力を大きいまま維持することができる。その結果、積層体が圧入先の部材から脱落し難くなる。
【００１８】
また、積層体において弁体又は弁座と直に接触する部位には、耐摩耗性に優れた高硬度部材が配置されるため、弁体の開閉動作が繰り返されても積層体の摩耗が抑制される。
【００１９】
尚、弁体と弁座の平行度や同軸度（同心度）が低い場合には、積層体の中間層に配置された低硬度部材が変形することにより、弁体と弁座の均等な密着が実現される。
【００２０】
上記した積層体は、弁体と弁座の少なくとも一方において、前記特定方向の基端側又は先端側の部位のみならず、弁体と弁座の他方と接触する部位の全周に設けられるようにしてもよい。その際、低硬度部材としては、ゴム材や制振鋼材等のように弾性変形可能な部材を用いることが好ましい。
【００２１】
このような構成によれば、弁座と弁体の平行度や同軸度が低い場合であっても、前記した積層体が弁座或いは弁座と密着するように変形するため、気密性の低下が抑制される。更に、弁体が弁座に対して傾斜した状態で着座する場合には、弁体と弁座が最初に接触する部位に比較的大きな力が作用するとともに、弁体と弁座が最後に接触する部位には比較的大きな加速度が作用するが、前記積層体の低硬度部材が緩衝材として機能するため、弁体と弁座が最初又は最後に接触する部位の偏摩耗や打音の発生を抑制することができる。
【００２２】
本発明において、弁体と弁座の少なくとも一方における前記特定方向の先端側若しくは基端側に位置する部位の硬度を他の部位より低くする他の方法としては、当該部位に弾性部材を配置する方法が考えられる。
【００２３】
この場合、弾性部材の変形により弁体と弁座が均等に密着することが可能になる上、弁体と弁座の少なくとも一方における前記特定方向の先端側若しくは基端側に位置する部位の偏摩耗や打音の発生を抑制することも可能となる。
【００２４】
尚、弾性部材が配置される部位の周囲には、弁体が弁座へ着座した時の弾性部材の変形を許容する間隙が設けられるようにしてもよい。この場合、弾性部材が弁体と弁座（或いはシリンダヘッド）の間に挟まれることがなくなる。その結果、弾性部材の破損等を防止することができる。
【００２５】
弁座における前記特定方向の先端側若しくは基端側に位置する部位に弾性部材を配置する場合には、弾性部材を径方向へ付勢する保持部材を弁座に設け、弾性部材の脱落を防止するようにしてもよい。
【００２６】
尚、弾性部材と保持部材は、弁座の全周にわたって設けられるようにしてもよい。弾性部材が弁座の全周にわたって設けられると、該弾性部材が弁体と密着するように変形するため、気密性の低下が抑制される。更に、弁体と弁座が最初或いは最後に接触する部位に加わる衝撃が弾性部材によって緩衝されるため、弁体と弁座が最初又は最後に接触する部位の偏摩耗や打音の発生を抑制することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、弁座に対して特定方向へ傾斜しながら開弁動作する弁体を備えた内燃機関の動弁機構において、弁体と弁座の平行度や同軸度が低い場合であっても気密性の低下を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２９】
先ず、本発明の第１の実施例について図１〜図５に基づいて説明する。図１は、本発明に係る内燃機関の動弁機構の概略構成を示す図である。
【００３０】
図１は動弁機構の縦断面図を示しており、図２は動弁機構の横断面図を示している。図１及び図２において、内燃機関のシリンダヘッド１には、吸気ポート２が形成されている。吸気ポート２近傍のシリンダヘッド１には、支軸収納孔１００が設けられている。吸気
ポート２と支軸収納孔１００は連通孔１１０を介して連通している。
【００３１】
支軸収納孔１００には支軸３が固定されている。支軸３には、ロッカーアーム４が回転自在に取り付けられている。ロッカーアーム４は、支軸３の外径と略同径の内径を有する筒状のロッカーボディ４０と、ロッカーボディ４０に突設されたアーム４１とを備えている。
【００３２】
アーム４１は、連通孔１１０を通って吸気ポート２内へ延びている。アーム４１の先端には、吸気ポート２を開閉するための吸気弁本体５（以下、弁体５と記す）が形成されている。
【００３３】
シリンダヘッド１には筒状のガイド７が埋設され、該ガイド７の一端が吸気ポート２内に露出している。前記ガイド７には、プッシュロッド６が摺動自在に保持されている。
【００３４】
プッシュロッド６の先端は、弁体５（又はアーム４１）と相互に可動自在に連結されている。具体的には、プッシュロッド６の先端と弁体５は、前記支軸３と平行な軸８を介して互いに回動自在に連結されている。その際、プッシュロッド６側の軸受け６０は、該プッシュロッド６の軸線と直交する方向へ長孔加工されている。
【００３５】
プッシュロッド６の基端にはバルブリフタ９が取り付けられ、バルブリフタ９はカムシャフト１０のカム１１と当接している。プッシュロッド６は、バルブスプリング１２により閉弁方向（図１中の上方）へ付勢されている。
【００３６】
上記したバルブリフタ９、カムシャフト１０、カム１１、及びバルブスプリング１２は、従来のポペットバルブ式動弁機構の部品を利用することができる。
【００３７】
このように構成された動弁機構では、カム１１のベース円部がバルブリフタ９と接触している時は、弁体５が吸気ポート２の開口端に設けられたバルブシート（弁座）１３に着座する。
【００３８】
カムシャフト１０が回転してカム１１のノーズ部がバルブリフタ９を押圧すると、それに伴ってプッシュロッド６が下降する。プッシュロッド６が下降すると、ロッカーアーム４が支軸３を中心として下方へ回動する。
【００３９】
ここで、プッシュロッド６の先端が直線運動するのに対し弁体５が円運動するため、プッシュロッド６の先端が描く軌道と弁体５が描く軌道との間にずれが生じるが、プッシュロッド６の軸受け６０が長孔加工されているため、プッシュロッド６やロッカーアーム４に撓みや偏摩耗が生じることを抑制することが可能となっている。
【００４０】
ロッカーアーム４が支軸３を中心に回動すると、アーム４１の先端が描く円軌道上を弁体５が移動する。その結果、弁体５は、図３に示すように、バルブシート面に対して特定方向Ｓへ傾斜しながら開弁動作することになる。
【００４１】
弁体５が傾斜しながら開弁した場合には、吸気ポート２から流出する吸気の大部分は、弁体５の表面に沿って特定方向Ｓへ流れるようになる。その結果、指向性の高い吸気流を生起させることが可能となる。
【００４２】
ところで、上記したように弁体５が傾斜しながら開弁動作する動弁機構では、アーム４１、軸８、軸受６０等の製造公差や組み付け公差等により、閉弁時における弁体５とバルブシート１３の平行度が低下する場合がある。この場合、弁体５がバルブシート１３の全
周と均等に密着することができなくなる。
【００４３】
例えば、図４に示すように、弁体５の表面Ｍがバルブシート１３のシート面Ｌと平行になる前に弁体５がバルブシート１３へ着座する場合がある。この場合、弁体５において特定方向Ｓの基端側に位置する部位はバルブシート１３と密着するが、特定方向Ｓの先端側に位置する部位はバルブシート１３と密着しないことになる。その結果、特定方向Ｓの先端側において弁体５とバルブシート１３の気密性が低下する。
【００４４】
特定方向Ｓの先端側において弁体５とバルブシート１３の気密性が低下すると、圧縮行程時における圧縮比の低下や膨張行程時における燃焼圧力の低下等が誘発される可能性がある。
【００４５】
これに対し、バルブシート１３における弁体５と接触する部分の全域を塑性変形可能な低硬度の部材で形成する方法が考えられる。この場合、弁体５がバルブシート１３への着座を繰り返すことにより、バルブシート１３が弁体５と平行になるように塑性変形する。これにより、バルブシート１３の全周を弁体５と密着させることが可能となる。
【００４６】
しかしながら、バルブシート１３の形状が弁体５と平行になった後も低硬度部材の塑性変形が進行して、着座時の弁体５がシリンダヘッド１の内方へ陥没する可能性がある。着座時の弁体５がシリンダヘッド１の内方へ陥没するようになると、燃焼室の壁面に不要な凹凸が生成されるため、燃焼室内の気流（スワール流、タンブル流、或いはスキッシュ流等）に不要な乱れが生じ、燃焼状態が悪化する可能性がある。
【００４７】
そこで、本実施例の動弁機構では、図５に示すように、バルブシート１３の弁体５と接触する部分において、前記特定方向Ｓの基端側（図１において支軸３側の部位）にのみ低硬度部材１３１を配置するようにした。
【００４８】
低硬度部材１３１を配置する範囲は、製造公差や組み付け公差等に適合するように定められることが好ましい。例えば、製造公差や組み付け公差が比較的高い場合には特定方向Ｓの基端側の一部に設けられるようにしてもよく、製造公差や組み付け公差が比較的低い場合には特定方向Ｓの基端側の半周に設けられるようにしてもよい。
【００４９】
低硬度部材１３１は、弁体５より硬度が低く且つ塑性変形可能な金属で形成されている。バルブシート１３の他の部分は、低硬度部材１３１より硬度の高い高硬度部材１３０で形成されている。高硬度部材１３０は、弁体５と同等の硬度を持ち且つ耐熱性や耐摩耗性に優れた金属である。
【００５０】
このようにバルブシート１３が構成されると、弁体５における特定方向Ｓの基端側の部位がバルブシート１３の低硬度部材１３１への着座を繰り返すことにより、低硬度部材１３１が塑性変形する。
【００５１】
低硬度部材１３１の塑性変形が進行すると、弁体５における特定方向Ｓの先端側の部位がバルブシート１３の高硬度部材１３０に着座（密着）するようになる。弁体５における特定方向Ｓの先端側の部位がバルブシート１３の高硬度部材１３０に密着するようになると、低硬度部材１３１の塑性変形がそれ以上進行しなくなる。
【００５２】
依って、弁体５とバルブシート１３の平行度が低い場合であっても、低硬度部材１３１の塑性変形により、弁体５がバルブシート１３の全周に均等に密着するようになる。更に、弁体５がバルブシート１３の全周に均等に密着するようになると、バルブシート１３の塑性変形が抑制されるため、着座状態の弁体５がシリンダヘッド１の内方へ陥没すること
もない。
【００５３】
尚、本実施例では、弁体５の表面Ｍがバルブシート１３のシート面Ｌと平行になる前に弁体５が着座してしまうことを想定した例について述べたが、弁体５とバルブシート１３の平行度が低下した場合には図６に示すように弁体５の表面Ｍがバルブシート１３のシート面Ｌと平行な状態を超えた後、すなわち、弁体５の表面Ｍが特定方向Ｓと逆方向Ｔへ傾斜した状態でバルブシート１３に着座することも考えられる。
【００５４】
弁体５の表面Ｍが特定方向Ｓと逆方向Ｔへ傾斜した状態でバルブシート１３に着座する場合には、弁体５において逆方向Ｔの基端側（特定方向Ｓの先端側）に位置する部位はバルブシート１３と密着するが、逆方向Ｔの先端側（特定方向Ｓの基端側）に位置する部位はバルブシート１３と密着しないことになる。その結果、逆方向Ｔの先端側（特定方向Ｓの基端側）において弁体５とバルブシート１３の気密性が低下する。
【００５５】
そこで、弁体５の表面Ｍが特定方向Ｓと逆方向Ｔへ傾斜した状態でバルブシート１３に着座する場合には、図７に示すように、バルブシート１３における前記逆方向Ｔの基端側（特定方向Ｓの先端側）にのみ低硬度部材１３２が配置されるようにしてもよい。
【００５６】
このようにバルブシート１３が構成されると、弁体５における特定方向Ｓの先端側の部位がバルブシート１３の低硬度部材１３２への着座を繰り返すことにより、低硬度部材１３２が塑性変形する。
【００５７】
低硬度部材１３２の塑性変形が進行すると、弁体５における特定方向Ｓの基端側の部位がバルブシート１３の高硬度部材１３０に着座（密着）するようになる。弁体５における特定方向Ｓの基端側の部位がバルブシート１３の高硬度部材１３０に密着するようになると、低硬度部材１３２の塑性変形がそれ以上進行しなくなる。
【００５８】
依って、弁体５とバルブシート１３の平行度が低い場合であっても、低硬度部材１３２の塑性変形により、弁体５がバルブシート１３の全周に均等に密着するようになる。更に、弁体５がバルブシート１３の全周に均等に密着するようになると、バルブシート１３の塑性変形が抑制されるため、着座状態の弁体５がシリンダヘッド１の内方へ陥没することもない。
【００５９】
尚、本実施例では、バルブシート１３における特定方向Ｓの先端側又は基端側に低硬度部材を配置する例について述べたが、弁体５のバルブシート１３と接触する部分において特定方向Ｓの先端側又は基端側に低硬度部材が配置されても同様の作用・効果を得ることができる。
【実施例２】
【００６０】
次に、本発明の第２の実施例について図８〜図９に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００６１】
前述した第１の実施例では、バルブシート１３における特定方向Ｓの基端側に塑性変形可能な低硬度部材を配置する例について述べたが、本実施例ではバルブシート１３における特定方向Ｓの基端側に低硬度部材と高硬度部材の積層体を配置する例について述べる。
【００６２】
図８は、本実施例におけるバルブシート１３の構成を示す図である。図８に示すように、バルブシート１３における特定方向Ｓの基端側の部位には、積層体１３３が配置されている。
【００６３】
積層体１３３の基層は、弁体５より硬度の低い金属からなる低硬度部材１３４で形成されている。低硬度部材１３４において弁体５と接触する部位には、弁体５と同等の硬度を持つ金属からなる高硬度部材１３５が溶射或は溶接されている。
【００６４】
このように構成されたバルブシート１３によれば、弁体５の表面Ｍがバルブシート１３のシート面Ｌと平行になる前に弁体５がバルブシート１３へ着座する場合に、弁体５における特定方向Ｓの基端側の部位がバルブシート１３の積層体１３３への着座を繰り返すことにより、積層体１３３の低硬度部材１３４が塑性変形する。
【００６５】
積層体１３３の低硬度部材１３４の塑性変形が進行すると、弁体５における特定方向Ｓの先端側の部位がバルブシート１３の高硬度部材１３０に着座（密着）するようになる。弁体５における特定方向Ｓの先端側の部位がバルブシート１３の高硬度部材１３０に密着するようになると、低硬度部材１３４の塑性変形がそれ以上進行しなくなる。
【００６６】
依って、弁体５とバルブシート１３の平行度が低い場合であっても、低硬度部材１３４の塑性変形により、弁体５がバルブシート１３の全周に均等に密着するようになる。更に、弁体５がバルブシート１３の全周に均等に密着するようになると、バルブシート１３の塑性変形が抑制されるため、着座状態の弁体５がシリンダヘッド１の内方へ陥没することもない。
【００６７】
ところで、弁体５がバルブシート１３への着座を繰り返すと、バルブシート１３の表面が摩耗する可能性がある。特に、バルブシート１３の一部が低硬度部材で構成されていると、低硬度部材が他の部位（高硬度部材１３０）より摩耗し易くなる。すなわち、バルブシート１３において低硬度部材が配置された部位が偏摩耗する可能性がある。
【００６８】
これに対し、本実施例では、低硬度部材１３４の表面に耐摩耗性や潤滑性に優れる高硬度部材１３５が配置されているため、バルブシート１３の偏摩耗を抑制することも可能となる。
【００６９】
尚、弁体５の表面Ｍがバルブシート１３のシート面Ｌと平行な状態を超えた後に弁体５がバルブシート１３に着座する場合には、前記した積層体をバルブシート１３における特定方向Ｓの先端側の部位に配置するようにしてもよい。
【００７０】
前記した積層体は、弁体５における特定方向Ｓの基端側又は先端側に配置されるようにしてもよいことは勿論である。
【００７１】
前記した積層体は、バルブシートの全周に設けられるようにしてもよい。すなわち、バルブシートが前記した積層体によって構成されるようにしてもよい。但し、低硬度部材は燃焼室内の熱を受けて変形し易いため、積層体の基層が低硬度部材で構成されていると、バルブシートがシリンダヘッドへ圧入された時の残留応力が低硬度部材の熱変形によって過剰に小さくなる場合がある。このような場合には、バルブシートがシリンダヘッドから脱落する可能性がある。
【００７２】
そこで、図９に示すように、バルブシート１４は、基層が高強度の金属からなる高強度部材１４０で構成されるとともに、表層が弁体５と略同等の硬度を有する金属からなる高硬度部材１４２で構成され、それら高強度部材１４０と高硬度部材１４２との間の中間層が弁体５より硬度の低い金属からなる低硬度部材１４１で構成された三層構造としてもよい。
【００７３】
このような構成によれば、バルブシート１４がシリンダヘッド１へ圧入された時の残留
応力は該バルブシート１４の使用期間が長くなっても大きなまま維持されるようになるため、シリンダヘッド１からバルブシート１４が脱落することがなくなる。
【００７４】
また、バルブシート１４の全周に低硬度部材１４１が配置されると、弁体５とバルブシート１４の平行度が低い場合に加え、同軸度（同心度）が低い場合であっても、弁体５がバルブシート１４の全周に均等に密着するように低硬度部材１４１が変形するため、シール性の低下を抑制することが可能になる。
【００７５】
一方、バルブシート１４の全周に低硬度部材１４１が配置されていると、弁体５とバルブシート１４が均等に密着するようになった後も低硬度部材１４１の塑性変形が進行することが懸念されるが、低硬度部材１４１の過剰な塑性変形は高強度部材１４０と高硬度部材１４２との間で規制されるため、シート面がシリンダヘッド１の内方へ過剰に陥没するようなことがない。
【実施例３】
【００７６】
次に、本発明の第３の実施例について図１０〜図１１に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００７７】
前述した第１の実施例では、バルブシート１３における特定方向Ｓの基端側に塑性変形可能な低硬度部材を配置する例について述べたが、本実施例ではバルブシート１３における特定方向Ｓの基端側に弾性変形可能な低硬度部材を配置する例について述べる。
【００７８】
図１０は、本実施例におけるバルブシート１３の構成を示す図である。図１０に示すように、バルブシート１３の弁体５と接触する部分において特定方向Ｓの基端側に位置する部位には、耐熱弾性体１３６が埋設されている。
【００７９】
耐熱弾性体１３６は、該耐熱弾性体１３６の内周面に設けられた凸部が高硬度部材１３０の外周面に設けられた溝に嵌合することによって軸方向の位置決めがなされるとともに、径方向の位置決めは高硬度部材１３０とシリンダヘッド１とに挟持されることによってなされる。
【００８０】
このようにバルブシート１３が構成されると、弁体５における特定方向Ｓの基端側の部位がバルブシート１３の耐熱弾性体１３６へ着座すると、耐熱弾性体１３６は弁体５における特定方向Ｓの先端側の部位がバルブシート１３の高硬度部材１３０に着座（密着）するまで弾性変形するようになる。
【００８１】
依って、弁体５の表面Ｍがバルブシート１３のシート面Ｌと平行になる前に弁体５がバルブシート１３へ着座するような場合であっても、耐熱弾性体１３６の弾性変形により弁体５がバルブシート１３の全周に均等に密着するようになる。
【００８２】
更に、本実施例のバルブシート１３によれば、弁体５がバルブシート１３へ着座する際の衝撃が耐熱弾性体１３６によって減衰されるため、弁体５のバウンスや打音の発生を抑制することも可能となる。
【００８３】
尚、弁体５の表面Ｍがバルブシート１３のシート面Ｌと平行な状態を超えた後、すなわち、弁体５の表面Ｍが特定方向Ｓと逆方向Ｔへ傾斜した状態でバルブシート１３に着座するような場合には、前記した耐熱弾性体１３６がバルブシート１３における特定方向Ｓの先端側の部位に配置されるようにしてもよい。
【００８４】
また、バルブシートの全体が耐熱弾性体で構成されるようにしてもよい。その場合は、図１１に示すように、バルブシート１５における弁体５と接触する部位の全周は耐熱弾性体１５０により構成される。
【００８５】
耐熱弾性体１５０は、シリンダヘッド１へ圧入される環状の保持金具１５１によって位置決めされる。すなわち、耐熱弾性体１５０の内周面に設けられた環状突起が保持金具１５１の外周面に設けられた環状溝に嵌合することにより耐熱弾性体１５０の軸方向の位置決めがなされるとともに、保持金具１５１がシリンダヘッド１へ圧入された時の残留応力が耐熱弾性体１５０を径方向へ付勢（すなわち、シリンダヘッド１へ押圧）することにより耐熱弾性体１５０の径方向の位置決めがなされる。
【００８６】
このように耐熱弾性体１５０がバルブシート１５の全周に設けられると、弁体５とバルブシート１５の平行度が低い場合に加え、同軸度（同心度）が低い場合であっても、弁体５がバルブシート１５の全周に均等に密着するように耐熱弾性体１５０が弾性変形するため、シール性の低下を抑制することができる。
【実施例４】
【００８７】
次に、本発明の第４の実施例について図１２〜図１３に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００８８】
前述した第１の実施例では、バルブシートにおける特定方向Ｓの基端側に塑性変形可能な低硬度部材を配置する例について述べたが、本実施例ではバルブシート１３における弁体５と接触する部分の全周に耐熱弾性体と高硬度部材とを併設する例について述べる。
【００８９】
図１２は、本実施例における弁体５及びバルブシート１６の構成を示す図である。図１２に示すように、弁体５の表面における周縁部は平面に形成されている。一方、シリンダヘッド１には、前記弁体５が着座した際に該弁体５表面の平面部と接触する部位にバルブシート１６が配置されている。
【００９０】
バルブシート１６は、環状の高硬度部材１６０を備えている。高硬度部材１６０の外周には、環状の耐熱弾性体１６１が配置されている。耐熱弾性体１６１は、高硬度部材１６０より燃焼室側へ突出している。高硬度部材１６０の下端（燃焼室側の端部）は、燃焼室側へ向かって徐々に厚さが薄くなる錘状に形成され、該高硬度部材１６０と耐熱弾性体１６１との間に間隙１６２が生じるようになっている。
【００９１】
このようなバルブシート１６をシリンダヘッド１に取り付ける場合には、先ず、耐熱弾性体１６１の外周面に設けられた環状突起がシリンダヘッド１に設けられた環状溝に嵌合するように耐熱弾性体１６１をシリンダヘッド１に取り付ける。続いて、高硬度部材１６０をシリンダヘッド１へ圧入する。
【００９２】
上記したようにバルブシート１６がシリンダヘッド１に取り付けられると、耐熱弾性体１６１の環状突起がシリンダヘッド１の環状溝に嵌合することにより耐熱弾性体１６１の軸方向の位置決めがなされるとともに、高硬度部材１６０の圧入時の残留応力が耐熱弾性体１６１を径方向へ付勢するように作用することにより耐熱弾性体１６１の径方向の位置決めがなされる。
【００９３】
このように構成された弁体５及びバルブシート１６によれば、弁体５がバルブシート１６に着座する際に、先ず弁体５の平面部が耐熱弾性体１６１に当接し、次いで弁体５の平面部が高硬度部材１６０の下端に着座する。
【００９４】
その際、弁体５とバルブシート１６の平行度や同軸度（同心度）が低いと、弁体５が高硬度部材１６０と均等に密着せずにシール性が低下する可能性がある。これに対し、本実施例のバルブシート１６は、耐熱弾性体１６１の下端が高硬度部材１６０より突出しているため、弁体５が耐熱弾性体１６１と密着することによりシール性の低下が抑制される。
【００９５】
また、弁体５が高硬度部材１６０へ着座する際に耐熱弾性体１６１が弁体５によって押し潰され、シリンダヘッド１と弁体５との間或いは弁体５と高硬度部材１６０との間に挟まれて破損することが懸念されるが、本実施例のバルブシート１６では耐熱弾性体１６１が図１３に示すように間隙１６２に入り込むため、シリンダヘッド１と弁体５との間や弁体５と高硬度部材１６０との間に挟まれることがない。
【００９６】
更に、高硬度部材１６０の下端が肉薄な錘状に形成されているため、弁体５が高硬度部材１６０への着座を繰り返すことにより、高硬度部材１６０の下端が弁体５と密着するように塑性変形する。依って、弁体５とバルブシート１６のシール性が一層高められることになる。
【００９７】
以上述べた実施例１〜４では、特定方向へ傾斜しながら開弁動作する機構として、図１に示した機構を例に挙げたが、この機構に限られないことは勿論である。例えば、図１４に示すように、アーム４１が２本のリンク４１ａ、４１ｂを１自由度の回り対偶４１ｃで連結して構成される機構であってもよい。
【００９８】
また、特定方向へ傾斜しながら開弁動作する他の機構としては、図１５に示すように、バルブステム６０の先端と弁体６１がバルブステム６０に直交する軸６２を介して互いに回動自在に連結されるとともに、弁体６１におけるバルブステム６０の連結位置（軸６２の位置）が弁体６１の重心６３からオフセットされた機構であってもよい。
【００９９】
尚、図１５に示すような機構では、弁体６１が着座する際に弁体６１がバルブシート１７と平行な状態に戻る前に着座する可能性がある。すなわち、弁体６１の一部がバルブシート１７に接触した後に弁体６１全体がバルブシート１７に着座する可能性がある。
【０１００】
このような場合には、弁体６１とバルブシート１７において最初に接触する部位に比較的大きな力が作用するとともに、弁体６１とバルブシート１７が最後に接触する部位には比較的大きな加速度が作用する。
【０１０１】
従って、バルブシート１７において弁体６１と最初若しくは最後に接触する部位、或いはバルブシート１７の全周に、前述した図１０、図１１に示したような耐熱弾性体１５０や、前述した図１２に示したような耐熱弾性体１６２を配置することにより、弁体６１とバルブシート１７において相互に最初又は最後に接触する部位の偏摩耗、弁体６１のバウンス、或は弁体６１とバルブシート１７の接触時における打音の発生を抑制することができる。
【０１０２】
また、特定方向へ傾斜しながら開弁動作する他の機構としては、図１６に示すように、バルブステム６０の先端と弁体６１がバルブステム６０に直交する軸６２を介して互いに回動自在に連結されるとともに、前記した軸６２に弁体６１を該軸６２回りの特定方向へ付勢する巻きバネ６４が固定された機構であってもよい。
【０１０３】
図１６に示すような機構では、弁体６１が着座する際に弁体６１が特定方向へ傾斜した状態でバルブシート１７と接触するため、弁体６１とバルブシート１７において互いに最初に接触する部位には大きな荷重が作用するとともに、弁体６１とバルブシート１７にお
いて互いに最後に接触する部位には大きな加速度が作用する。
【０１０４】
従って、前述した図１５の機構と同様に、バルブシート１７において弁体６１と最初若しくは最後に接触する部位、或いはバルブシート１７の全周に、前述した図１０、図１１に示したような耐熱弾性体１５０や、前述した図１２に示したような耐熱弾性体１６２を配置することにより、弁体６１とバルブシート１７において相互に最初又は最後に接触する部位の偏摩耗、弁体６１のバウンス、或は弁体６１とバルブシート１７の接触時における打音の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明を適用する動弁機構の縦断面図である。
【図２】本発明を適用する動弁機構の横断面図である。
【図３】本発明を適用する動弁機構の開弁動作を示す図である。
【図４】弁体とバルブシートの平行度が低い場合における弁体の着座例を示す図である。
【図５】実施例１におけるバルブシートの構成を示す図である。
【図６】弁体とバルブシートの平行度が低い場合における弁体の他の着座例を示す図である。
【図７】実施例１におけるバルブシートの他の構成を示す図である。
【図８】実施例２におけるバルブシートの構成を示す図である。
【図９】実施例２におけるバルブシートの他の構成を示す図である。
【図１０】実施例３におけるバルブシートの構成を示す図である。
【図１１】実施例３におけるバルブシートの他の構成を示す図である。
【図１２】実施例４におけるバルブシートの構成を示す図である。
【図１３】実施例４において弁体が着座した時のバルブシートの状態を示す図である。
【図１４】本発明を適用する動弁機構の他の構成を示す第１の図である。
【図１５】本発明を適用する動弁機構の他の構成を示す第２の図である。
【図１６】本発明を適用する動弁機構の他の構成を示す第３の図である。
【符号の説明】
【０１０６】
１・・・・・シリンダヘッド
２・・・・・吸気ポート
３・・・・・支軸
４・・・・・ロッカーアーム
５・・・・・弁体
６・・・・・プッシュロッド
１３・・・・バルブシート
１４・・・・バルブシート
１５・・・・バルブシート
１６・・・・バルブシート
１３０・・・高硬度部材
１３１・・・低硬度部材
１３２・・・低硬度部材
１３６・・・耐熱弾性体（低硬度部材）
１４０・・・高強度部材
１４１・・・低硬度部材
１４２・・・高硬度部材
１５０・・・耐熱弾性体（低硬度部材）
１５１・・・保持金具（保持部材）
１６０・・・高硬度部材
１６１・・・耐熱弾性体（低硬度部材）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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