(57)【要約】【課題】片当たりとなっても着座音を抑える。【解決手段】エンジンのバルブ機構１１６は、吸気ポートのシート面１０４ｃに弁体が着座すると吸気ポートが閉じられ、排気ポートのシート面に弁体が着座すると排気ポートが閉じられ、吸気ポートおよび排気ポートの少なくとも一方のシート面のうち、バルブヘッド１１２ａと接触するシート側接触部１２６と、シート側接触部と接触するバルブヘッドのバルブ側接触部１２８は、共に曲面形状であって、シート側接触部の曲率中心が、シート側接触部に対してバルブ側接触部側に位置し、バルブ側接触部の曲率中心が、バルブ側接触部に対してシート側接触部と反対側にある場合、シート側接触部は、バルブ側接触部よりも曲率半径が大きい。【選択図】図３
2016089668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気ポートのシート面に弁体が着座すると該吸気ポートが閉じられ、排気ポートのシート面に弁体が着座すると該排気ポートが閉じられるエンジンのバルブ機構であって、
前記吸気ポートおよび前記排気ポートの少なくとも一方の前記シート面のうち、前記弁体と接触するシート側接触部と、該シート側接触部と接触する該弁体の弁体側接触部は、共に曲面形状であって、
前記シート側接触部の曲率中心が、該シート側接触部に対して前記弁体側接触部側に位置し、該弁体側接触部の曲率中心が、該弁体側接触部に対して該シート側接触部と反対側にあり、該シート側接触部は、該弁体側接触部よりも曲率半径が大きいことを特徴とするエンジンのバルブ機構。
【請求項２】
吸気ポートのシート面に弁体が着座すると該吸気ポートが閉じられ、排気ポートのシート面に弁体が着座すると該排気ポートが閉じられるエンジンのバルブ機構であって、
前記吸気ポートおよび前記排気ポートの少なくとも一方の前記シート面のうち、前記弁体と接触するシート側接触部と、該シート側接触部と接触する該弁体の弁体側接触部は、共に曲面形状であって、
前記シート側接触部の曲率中心が、該シート側接触部に対して前記弁体側接触部と反対側に位置し、該弁体側接触部の曲率中心が、該弁体側接触部に対して該シート側接触部側にあり、該シート側接触部は、該弁体側接触部よりも曲率半径が小さいことを特徴とするエンジンのバルブ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気ポートまたは排気ポートを開閉するエンジンのバルブ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１、２に記載のように、エンジンのバルブ機構は、弁体がシリンダヘッドの内側に配置され、シリンダヘッドの内側に形成されたシート面に当接することで、吸気ポートや排気ポートを閉じ、シート面から離隔することで吸気ポートや排気ポートを開く。
【０００３】
吸気ポートや排気ポートの開閉に伴って、弁体がシート面に当接する際に着座音（着座振動）が生じることから、エンジンの着座音を抑えるため、特許文献３のようにバルブシートに制振材料を用いるなどといった種々の技術が開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開平５―７５４０６号公報
【特許文献２】特開２００１−５０１０３号公報
【特許文献３】特開２００１−３４９２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、弁体がシート面に平行に面接触するときよりも、接触面積が小さい片当たりとなると、接触部分に作用する単位面積当たりの荷重が大きくなり、着座音が大きくなってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、弁体がシート面に対して片当たりした場合の着座音を抑えることが可能となるエンジンのバルブ機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の、吸気ポートのシート面に弁体が着座すると吸気ポートが閉じられ、排気ポートのシート面に弁体が着座すると排気ポートが閉じられるエンジンのバルブ機構は、吸気ポートおよび排気ポートの少なくとも一方のシート面のうち、弁体と接触するシート側接触部と、シート側接触部と接触する弁体の弁体側接触部は、共に曲面形状であって、シート側接触部の曲率中心が、シート側接触部に対して弁体側接触部側に位置し、弁体側接触部の曲率中心が、弁体側接触部に対してシート側接触部と反対側にあり、シート側接触部は、弁体側接触部よりも曲率半径が大きいことを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の、吸気ポートのシート面に弁体が着座すると吸気ポートが閉じられ、排気ポートのシート面に弁体が着座すると排気ポートが閉じられるエンジンの他のバルブ機構は、吸気ポートおよび排気ポートの少なくとも一方のシート面のうち、弁体と接触するシート側接触部と、シート側接触部と接触する弁体の弁体側接触部は、共に曲面形状であって、シート側接触部の曲率中心が、シート側接触部に対して弁体側接触部と反対側に位置し、弁体側接触部の曲率中心が、弁体側接触部に対してシート側接触部側にあり、シート側接触部は、弁体側接触部よりも曲率半径が小さいことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、弁体がシート面に対して片当たりした場合の着座音を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】エンジンの概略的な説明図である。
【図２】バルブ機構による吸気ポートの開閉部分を説明するための説明図である。
【図３】バルブ機構における片当たりを説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１２】
図１は、エンジン１００の概略的な説明図であり、エンジン１００におけるピストン１０２の中心軸を通る概略断面図を示す。エンジン１００は、単気筒４サイクルエンジンであり、ピストン１０２が摺動自在に収容されたシリンダ１０４を備えている。このシリンダ１０４は、シリンダブロック１０４ａにシリンダヘッド１０４ｂが連結されて構成されており、シリンダ１０４の内周面とピストン１０２の端面とで囲繞された燃焼室１０６が内部に形成されている。
【００１３】
シリンダ１０４のシリンダヘッド１０４ｂには、吸気ポート１０８ａを介して燃焼室１０６に連通する吸気通路１０８と、排気ポート１１０ａを介して燃焼室１０６に連通する排気通路１１０とが形成されている。
【００１４】
また、シリンダヘッド１０４ｂには、吸気ポート１０８ａを開閉する吸気バルブ１１２と、排気ポート１１０ａを開閉する排気バルブ１１４とが設けられている。吸気バルブ１１２は、先端にバルブヘッド１１２ａ（弁体）が形成され、基端にバルブステムエンドを有するバルブステム１１２ｂと、このバルブステム１１２ｂをバルブステムエンド側に押圧する弾性力を常時作用させるバルブスプリング１１２ｃと、を備えている。
【００１５】
同様に、排気バルブ１１４は、先端にバルブヘッド１１４ａ（弁体）が形成され、基端にバルブステムエンドを有するバルブステム１１４ｂと、このバルブステム１１４ｂをバルブステムエンド側に押圧する弾性力を常時作用させるバルブスプリング１１４ｃと、を備えている。
【００１６】
また、シリンダヘッド１０４ｂのうち、吸気ポート１０８ａのシリンダ１０４内側には、シート面１０４ｃが形成され、排気ポート１１０ａのシリンダ１０４内側には、シート面１０４ｄが形成される。
【００１７】
バルブスプリング１１２ｃ、１１４ｃの弾性力により、バルブステム１１２ｂ、１１４ｂは、常時バルブステムエンド側に付勢され、バルブヘッド１１２ａ、１１４ａがシート面１０４ｃ、１０４ｄに着座（当接）して吸気ポート１０８ａまたは排気ポート１１０ａを閉弁することとなる。
【００１８】
そして、バルブスプリング１１２ｃの弾性力に抗してバルブステム１１２ｂのバルブステムエンドが押圧されると、バルブヘッド１１２ａがシート面１０４ｃから離隔して吸気バルブ１１２が開弁し、吸気通路１０８と燃焼室１０６とが連通する。このとき、吸気ポート１０８ａは、吸気通路１０８から燃焼室１０６（シリンダ１０４内）に吸気を流入させる。
【００１９】
同様に、バルブスプリング１１４ｃの弾性力に抗してバルブステム１１４ｂのバルブステムエンドが押圧されると、バルブヘッド１１４ａがシート面１０４ｄから離隔して排気バルブ１１４が開弁し、排気通路１１０と燃焼室１０６とが連通する。このとき、排気ポート１１０ａは、燃焼室１０６から燃焼室１０６内の排気を流出させる。
【００２０】
このように、エンジン１００は、吸気ポート１０８ａを開閉することにより、吸気通路１０８と燃焼室１０６とを連通させたり、あるいは、その連通を遮断したりするバルブ機構１１６を有する。また、バルブ機構１１６は、排気ポート１１０ａを開閉することにより、排気通路１１０と燃焼室１０６とを連通させたり、あるいは、その連通を遮断したりする。
【００２１】
吸気通路１０８にはインジェクタ１１８が設けられ、シリンダヘッド１０４ｂには点火部プラグ１２０が設けられている。インジェクタ１１８は、不図示の燃料ギャラリに貯留された燃料を、吸気通路１０８に供給された空気中に噴射して混合気を生成する。こうして生成された混合気は燃焼室１０６に導かれ、点火部プラグ１２０によって点火されることで燃焼し、燃焼室１０６において爆発圧力が生じる。こうして爆発圧力が生じることで、ピストン１０２がシリンダ１０４内を往復動することとなる。
【００２２】
ピストン１０２には、コンロッド１２２の一端が連結されており、また、コンロッド１２２の他端にはクランクシャフト１２４が連結されている。これにより、ピストン１０２の直進運動がクランクシャフト１２４の回転運動に変換されることとなる。
【００２３】
図２は、バルブ機構１１６による吸気ポート１０８ａの開閉部分を説明するための説明図であり、図１における吸気ポート１０８ａ付近の拡大図である。図２では、理解を容易とするため、バルブステム１１２ｂの中心軸が図２中、上下方向に平行となる向きに、全体を回転して示す。
【００２４】
図２に示すように、シリンダヘッド１０４ｂの燃焼室１０６側に形成されたシート面１０４ｃのうち、バルブヘッド１１２ａと接触するシート側接触部１２６は、曲面形状となっている。同様に、バルブヘッド１１２ａのうち、シート面１０４ｃと接触するバルブ側接触部１２８（弁体側接触部）は、曲面形状となっている。そして、シート側接触部１２６の曲率中心は、シート側接触部１２６に対してバルブ側接触部１２８側に位置している。また、バルブ側接触部１２８の曲率中心は、バルブ側接触部１２８に対してシート側接触部１２６と反対側に位置している。
【００２５】
そして、シート側接触部１２６の曲面形状の曲率半径ｒａは、バルブ側接触部１２８の曲面形状の曲率半径ｒｂよりも大きい。すなわち、シート側接触部１２６の曲面形状の曲率は、バルブ側接触部１２８の曲面形状の曲率よりも小さい。
【００２６】
図３は、バルブ機構１１６における片当たりを説明するための説明図である。図３（ａ）に示すように、バルブヘッド１１２ａがシート面１０４ｃから離隔している状態では、バルブ機構１１６は開弁している。
【００２７】
そして、図３（ｂ）に示すように、バルブヘッド１１２ａがシート面１０４ｃに近接してバルブ機構１１６が閉弁するとき、バルブヘッド１１２ａの中心軸が吸気ポート１０８ａの中心からずれてしまう場合がある。このとき、バルブヘッド１１２ａがシート面１０４ｃに平行に面接触するときよりも、接触面積が小さい片当たりとなる。
【００２８】
この場合、シート側接触部１２６およびバルブ側接触部１２８の接触面積が小さいことから、接触部分に作用する単位面積当たりの荷重が大きくなる。しかし、本実施形態では、シート側接触部１２６およびバルブ側接触部１２８がそれぞれ曲面形状であって、かつ、シート側接触部１２６の方がバルブ側接触部１２８よりも曲率半径が大きいことから、接触面積を比較的大きく確保できる。その結果、バルブヘッド１１２ａの中心軸が吸気ポート１０８ａの中心からずれても、単位面積当たりの荷重を小さくでき、着座に伴う振動の振幅が抑えられ、着座音（着座振動）の特に高周波成分を抑えることが可能となる。
【００２９】
上述した実施形態では、バルブ機構１１６のうち、吸気ポート１０８ａを開閉する構成について説明した。しかし、排気ポート１１０ａを開閉する構成においても、上述したバルブ機構１１６と同様の構成とすることで、バルブ機構１１６における着座音を抑えることが可能となり、吸気ポート１０８ａ側および排気ポート１１０ａ側の少なくとも一方について、本発明を適用することができる。
【００３０】
また、上述した実施形態では、シート側接触部１２６の曲率中心は、シート側接触部１２６に対してバルブ側接触部１２８側に位置し、バルブ側接触部１２８の曲率中心は、バルブ側接触部１２８に対してシート側接触部１２６と反対側に位置している場合について説明した。しかし、シート側接触部１２６の曲率中心が、シート側接触部１２６に対してバルブ側接触部１２８と反対側に位置し、バルブ側接触部１２８の曲率中心が、バルブ側接触部１２８に対してシート側接触部１２６側に位置していてもよい。この場合、シート側接触部１２６は、バルブ側接触部１２８よりも曲率半径が小さいこととなる。
【００３１】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明は、吸気ポートまたは排気ポートを開閉するエンジンのバルブ機構に利用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１００  エンジン
１０２  ピストン
１０４  シリンダ
１０４ｃ、１０４ｄ  シート面
１０８ａ  吸気ポート
１１０ａ  排気ポート
１１２ａ、１１４ａ  バルブヘッド（弁体）
１１６  バルブ機構
１２６  シート側接触部
１２８  バルブ側接触部（弁体側接触部）
【図１】
2016089668.tif 000003
【図２】
2016089668.tif 000004
【図３】
2016089668.tif 000005