(57)【要約】  本発明のバルブシートは、内燃機関用のシリンダヘッドに圧入されて、バルブに当接するバルブシートであって、前記バルブシートの外周面において凹凸部を有する粗面領域を備え、前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシートが前記シリンダヘッドに圧入される圧入方向の手前側の前記バルブシートの端部（以下、バルブシート手前側端部と呼ぶ。）を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシートの全長の４／５の長さの範囲内に設けられる。これにより、内燃機関用のシリンダヘッドから容易に抜け落ちない構造が設けられる位置がバルブシートの圧入方向の後尾側まで及んでも、効率良くシリンダヘッドへの圧入を行えるバルブシートを提供することができる。
2019151322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用のシリンダヘッドに圧入されて、バルブに当接するバルブシートであって、
前記バルブシートの外周面において凹凸部を有する粗面領域を備え、
前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシートが前記シリンダヘッドに圧入される圧入方向の手前側の前記バルブシートの端部（以下、バルブシート手前側端部と呼ぶ。）を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシートの全長の４／５の長さの範囲内に設けられることを特徴とする、
バルブシート。
【請求項２】
前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシート手前側端部を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシートの全長の２／３の長さの範囲内に設けられることを特徴とする、
請求項１に記載のバルブシート。
【請求項３】
前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシート手前側端部を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシートの全長の１／２の長さの範囲内に設けられることを特徴とする、
請求項１に記載のバルブシート。
【請求項４】
前記バルブシートの内周面は、前記圧入方向に対して傾斜する少なくとも１つの傾斜面を有する傾斜面領域を有し、
前記粗面領域は、前記バルブシートの径方向において前記傾斜面領域に重畳する重畳領域を有することを特徴とする、
請求項１〜３のいずれかにバルブシート。
【請求項５】
前記傾斜面領域は、前記バルブに当接するバルブ当たり面を有し、
前記バルブシート手前側端部から前記バルブ当たり面における前記圧入方向の奥側の端部までの前記圧入方向の長さは、略１．４ｍｍ以下であることを特徴とする、
請求項４に記載のバルブシート。
【請求項６】
前記傾斜面領域は、前記バルブに当接するバルブ当たり面を有し、
前記バルブシート手前側端部から前記バルブ当たり面の前記圧入方向の奥側の端部までの前記圧入方向の長さは、前記圧入方向における前記バルブシートの全長の１／２以下であることを特徴とする、
請求項４に記載のバルブシート。
【請求項７】
前記圧入方向における前記バルブシートの全長は、略４ｍｍ以下であることを特徴とする、
請求項１〜６のいずれかに記載のバルブシート。
【請求項８】
内燃機関用のシリンダヘッドに圧入されて、バルブに当接するバルブシートの加工前における素材であるバルブシート素材であって、
前記バルブシート素材の外周面において凹凸部を有する粗面領域を備え、
前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシートが前記シリンダヘッドに圧入される圧入方向の手前側に相当する前記バルブシート素材の端部（以下、バルブシート素材手前側端部と呼ぶ。）を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシート素材の全長の４／５の長さの範囲内に設けられることを特徴とする、
バルブシート素材。
【請求項９】
前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシート素材手前側端部を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシート素材の全長の２／３の長さの範囲内に設けられることを特徴とする、
請求項８に記載のバルブシート素材。
【請求項１０】
前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシート素材手前側端部を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシート素材の全長の１／２の長さの範囲内に設けられることを特徴とする、
請求項８に記載のバルブシート素材。
【請求項１１】
前記バルブシート素材の内周面は、前記圧入方向に対して傾斜する少なくとも１つの傾斜面を有する傾斜面領域を有し、
前記粗面領域は、前記バルブシート素材の径方向において前記傾斜面領域に重畳する重畳領域を有することを特徴とする、
請求項８〜１０のいずれかにバルブシート素材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用のシリンダヘッドに圧入されるバルブシート、および、当該バルブシートの加工前の素材であるバルブシート素材に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用のシリンダヘッド（以下、単に、シリンダヘッドと呼ぶ。）に圧入されるバルブシートは、エンジン運転などにより高温になると、シリンダヘッドによるバルブシートの保持力が不足して、シリンダヘッドから抜け落ちる場合があった。以上のような問題点を解決するため、バルブシート脱落防止構造が提案されている（例えば、実開平０１―８３１０９号公報参照）。当該バルブシート脱落防止構造は、シリンダヘッドの圧入孔の内周面に形成された環状溝と、バルブシートの外周面に形成された環状溝とにより構成される環状空間内に、半径方向へ拡張する拡張リングを挿入した構造をしている。上記バルブシートが上記シリンダヘッドに圧入されて装着されると、圧縮されていた拡張リングが半径方向へ拡張して両環状溝にまたがって配置される。これにより、バルブシートの軸方向への動きは、拡張リングにより抑制され、バルブシートがシリンダヘッドから抜け落ちることを防止することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
バルブシートをシリンダヘッドに圧入するとき、上記バルブシート脱落防止構造では、バルブシートが圧入方向に移動する過程で、バルブシートを圧入方向へ押す動作と、バルブシートの環状溝内に没入するように押し込められた拡張リングがシリンダヘッドの壁面に接触するような位置にバルブシートが達するまで、拡張リングをバルブシートの環状溝内に押し込む動作が必要となる。上記位置にバルブシートが達した後は、拡張リングはシリンダヘッドの壁面によりバルブシートの環状溝内に押し込まれるので、拡張リングに対する上記押し込む動作は必要なくなる。２つの動作を行いながらバルブシートをシリンダヘッドに圧入することは、圧入作業を複雑にするので好ましくない。このため、バルブシートを圧入してすぐに拡張リングがシリンダヘッドの壁面に接触するように、環状溝が形成される位置は、バルブシートの圧入方向の先頭側近傍であることが好ましい。【０００４】
一方で、シリンダヘッドおよびバルブシートに上記環状溝を設ける場合、加工精度が高い溝加工を行う必要があるが、軸方向の肉厚が薄い薄型バルブシートに溝加工を行う場合、部品寸法が小さいことから、所望の加工精度を担保することは困難である。【０００５】
しかしながら、バルブシートの圧入方向の先頭側近傍のみならず、バルブシートの圧入方向の後尾側にバルブシート脱落防止に関する構造を設けても、効率良くシリンダヘッドへの圧入を行える方が好ましい。【０００６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、シリンダヘッドから容易に抜け落ちない構造が設けられる位置がバルブシートの圧入方向の後尾側まで及んでも、効率良くシリンダヘッドへの圧入を行えるバルブシート、および、当該バルブシートの加工前における素材であるバルブシート素材を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明のバルブシートは、内燃機関用のシリンダヘッドに圧入されて、バルブに当接するバルブシートであって、前記バルブシートの外周面において凹凸部を有する粗面領域を備え、前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシートが前記シリンダヘッドに圧入される圧入方向の手前側の前記バルブシートの端部（以下、バルブシート手前側端部と呼ぶ。）を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシートの全長の４／５の長さの範囲内に設けられることを特徴とする。【０００８】
また、本発明のバルブシートにおいて、前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシート手前側端部を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシートの全長の２／３の長さの範囲内に設けられることを特徴とする。【０００９】
また、本発明のバルブシートにおいて、前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシート手前側端部を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシートの全長の１／２の長さの範囲内に設けられることを特徴とする。【００１０】
また、本発明のバルブシートにおいて、前記バルブシートの内周面は、前記圧入方向に対して傾斜する少なくとも１つの傾斜面を有する傾斜面領域を有し、前記粗面領域は、前記バルブシートの径方向において前記傾斜面領域に重畳する重畳領域を有することを特徴とする。【００１１】
また、本発明のバルブシートにおいて、前記傾斜面領域は、前記バルブに当接するバルブ当たり面を有し、前記バルブシート手前側端部から前記バルブ当たり面における前記圧入方向の奥側の端部までの前記圧入方向の長さは、略１．４ｍｍ以下であることを特徴とする。【００１２】
また、本発明のバルブシートにおいて、前記傾斜面領域は、前記バルブに当接するバルブ当たり面を有し、前記バルブシート手前側端部から前記バルブ当たり面の前記圧入方向の奥側の端部までの前記圧入方向の長さは、前記圧入方向における前記バルブシートの全長の１／２以下であることを特徴とする。【００１３】
また、本発明のバルブシートにおいて、前記圧入方向における前記バルブシートの全長は、略４ｍｍ以下であることを特徴とする。【００１４】
また、本発明のバルブシート素材は、内燃機関用のシリンダヘッドに圧入されて、バルブに当接するバルブシートの加工前における素材であるバルブシート素材であって、前記バルブシート素材の外周面において凹凸部を有する粗面領域を備え、前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシートが前記シリンダヘッドに圧入される圧入方向の手前側に相当する前記バルブシート素材の端部（以下、バルブシート素材手前側端部と呼ぶ。）を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシート素材の全長の４／５の長さの範囲内に設けられることを特徴とする。【００１５】
また、本発明のバルブシート素材において、前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシート素材手前側端部を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシート素材の全長の２／３の長さの範囲内に設けられることを特徴とする。【００１６】
また、本発明のバルブシート素材において、前記粗面領域の少なくとも一部は、前記バルブシート素材手前側端部を起点として、前記圧入方向に沿って前記圧入方向における前記バルブシート素材の全長の１／２の長さの範囲内に設けられることを特徴とする。【００１７】
また、本発明のバルブシート素材において、前記バルブシート素材の内周面は、前記圧入方向に対して傾斜する少なくとも１つの傾斜面を有する傾斜面領域を有し、前記粗面領域は、前記バルブシート素材の径方向において前記傾斜面領域に重畳する重畳領域を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のバルブシートおよびバルブシート素材によれば、シリンダヘッドから容易に抜け落ちない構造が設けられる位置がバルブシートの圧入方向の後尾側まで及んでも、効率良くシリンダヘッドへの圧入を行うことができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態におけるバルブシートをシリンダヘッドに圧入したときのバルブシートの周辺構造の断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の実施の形態におけるバルブシートの斜視図である。（Ｂ）は本発明の別の実施の形態におけるバルブシートの斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態におけるバルブシートをシリンダヘッドに圧入したときのバルブシートの断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の実施の形態におけるバルブシートの粗面領域を展開した平面図である。（Ｂ）は本発明の実施の形態におけるバルブシートの粗面領域の断面図である。（Ｃ），（Ｄ）は本発明の別の実施の形態におけるバルブシートの粗面領域の断面図である。
【図５】（Ａ）は、図４に示すバルブシートの粗面領域の一部領域である粗面一部領域Ｐ１の走査型電子顕微鏡による二次電子像（撮影倍率：３００倍）の写真である。（Ｂ）は、図４に示すバルブシートの粗面領域の一部領域である粗面一部領域Ｐ２の走査型電子顕微鏡による二次電子像（撮影倍率：３００倍）の写真である。（Ｃ）は、図４に示すバルブシートの粗面領域の一部領域である粗面一部領域Ｐ３の走査型電子顕微鏡による二次電子像（撮影倍率：３００倍）の写真である。
【図６】本発明の実施の形態におけるバルブシートの製造の流れを示すフローチャートである。
【図７】（Ａ）は、銅含浸焼結体を材料に形成された本発明の実施の形態におけるバルブシートの凹凸部をバルブシート軸方向に沿ってバルブシート径方向に切った断面写真である。（Ｂ）は、（Ａ）に示す断面写真を拡大したものである。
【図８】（Ａ）は、銅含浸焼結体を材料に形成された本発明の実施の形態におけるバルブシートの中における銅の分布を表す写真である。（Ｂ）は、銅含浸焼結体を材料に形成された本発明の実施の形態におけるバルブシートの中における鉄の分布を表す写真である。
【図９】本発明の実施の形態におけるバルブシート素材の断面形状及び、当該バルブシート素材を加工して形成されるバルブシートの断面形状を説明するための説明図である。
【図１０】（Ａ）は、異なる条件で作成された本発明の実施の形態における複数のバルブシートに対して、高温保持力測定装置により抜け出し荷重を測定したときの結果および条件をまとめた表である。（Ｂ）は、異なる条件で作製された本発明の実施の形態における複数のバルブシートの各条件を説明するための説明図である。
【図１１】高温保持力測定装置の概略を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。添付図面は発明を実施する形態の一例であって、図中、同一の符号を付した部分は同一物を表わす。また、各図における各部の形状や寸法比は、必ずしも正確なものではない。
【００２１】
＜バルブシートの周辺構造＞
図１を参照して、本発明の実施の形態におけるバルブシート１をシリンダヘッド２に圧入したときのバルブシート１の周辺構造について説明する。シリンダヘッド２は、吸気通路３と燃焼室５とを連通する開口部６を起点として吸気通路３側へ延びる保持領域８を有する。保持領域８は、バルブシート１が保持される領域である。バルブシート１は、燃焼室５側から保持領域８に圧入される。これにより、バルブシート１は、保持領域８で保持される。なお、シリンダヘッド２を構成する材料として、例えば、アルミニウム合金等の軽金属合金が挙げられるが、これに限定されるものではなく、シリンダヘッドの材料として使用可能なものならいずれであってもよい。
【００２２】
ここで、バルブシート１がシリンダヘッド２の保持領域８に圧入される方向を圧入方向と定義する。具体的に、圧入方向は、燃焼室５側から吸気通路３側へ向かう方向である。本実施形態において圧入方向は、バルブシート１の軸方向（以下、バルブシート軸方向と呼ぶ。）と平行となる。したがって、本実施形態において圧入方向は、適宜、バルブシート軸方向と読み替えてもよい。また、本実施形態においてバルブシート軸方向は、適宜、圧入方向と読み替えてもよい。なお、圧入方向およびバルブシート軸方向は、図１に示すＹ軸と平行になる。また、吸気通路３は、排気通路と読み替えてもよい。
【００２３】
バルブ７は、（図示しない）往復移動機構により圧入方向に沿って往復移動する。また、バルブ７は、バルブシート１と当接するバルブフェース７Ａを有する。バルブ７が圧入方向（Ｙ軸正方向）へ移動すると、バルブ７のバルブフェース７Ａがバルブシート１と当接する。これにより、吸気通路３と燃焼室５とは、空間的に分離される。また、バルブ７が圧入方向と逆方向（Ｙ軸負方向）へ移動すると、バルブフェース７Ａがバルブシート１から離れる。これにより、吸気通路３と燃焼室５とは、空間的に連通した状態になる。
【００２４】
＜バルブシート全体＞
図１〜図３を参照して、本発明の実施の形態におけるバルブシート１について説明する。バルブシート１は、材料を加工して、環状に形成される環状体である。当該環状体のバルブシート軸方向に切った断面は、図３に示すような形状となる。バルブシート１は、図２（Ａ）に示すように、中心軸１０と、奥側開口１１と、手前側開口１２と、内周面１３と、外周面１４と、粗面領域１５とを有する。
【００２５】
＜バルブシートの材料＞
バルブシート１の材料として、例えば、焼結体や溶製材等のバルブシートの製造に用いられる全ての材料が本発明に含まれる。特に、バルブシート１の材料として、鉄基焼結合金製の焼結体や溶製材等を用いることが好ましい。鉄基焼結合金は、加工性、製造性に優れ、バルブシートとして、備えるべき特性の調整等が容易であるからである。
【００２６】
バルブシート１の材料である鉄基焼結合金としては、例えば、質量％でＣ：０．４〜１．５％を含み、あるいはさらに、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｓｉ、Ｓ、Ｍｎ、Ｂのうちから選ばれた１種、または２種以上を合計で４０％以上含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物から成る基地部組成を有することが好ましい。そして、鉄基焼結合金製の焼結体には、さらに、上記組成の基地相中に、ＭｎＳ、ＣａＦ２、ＢＮ等の固体潤滑剤粒子、ビッカーズ硬さＨＶで５００〜１２００ＨＶ０．１の硬さを有するＭｏ―Ｓｉ―Ｆｅ系金属間化合物粒子、Ｍｏ−Ｓｉ−Ｎｉ系金属間化合物粒子、Ｃｏ基金属間化合物粒子等の硬質粒子を分散させることが好ましい。なお、被削性改善を目的とした粒子を分散させてもよい。
【００２７】
＜バルブシートの中心軸および開口＞
中心軸１０は、図２に示すように、バルブシート１を構成する環状体の中心軸である。奥側開口１１は、図１および図２に示すように、バルブシート１がシリンダヘッド２の保持領域８に圧入されて保持領域８で保持されるとき、圧入方向（Ｙ軸正方向）の奥側に位置するバルブシート１の開口である。手前側開口１２は、バルブシート１がシリンダヘッド２の保持領域８に圧入されて保持領域８で保持されるとき、圧入方向（Ｙ軸正方向）の手前側に位置するバルブシート１の開口である。
【００２８】
＜バルブシートの内周面＞
バルブシート１の内周面１３は、図２に示すように、中心軸１０周りを取り囲む環状の面である。また、バルブシート１の内周面１３は、図３に示すように、軸方向延在面領域１３０と、傾斜面領域１３１と、を有する。バルブシート軸方向に垂直な平面で内周面１３を切って、バルブシート１の内周面１３を２つの領域に分けたとき、内周面のうち、奥側開口１１側の領域が軸方向延在面領域１３０に相当し、手前側開口１２側の領域が傾斜面領域１３１に相当する。
【００２９】
＜軸方向延在面領域＞
軸方向延在面領域１３０は、図３（Ａ）に示すように、バルブシート１の内周面１３を構成する領域のうち、バルブシート軸方向に略平行に延在する面により構成される領域である。具体的に軸方向延在面領域１３０は、軸方向延在面１３２により構成される。軸方向延在面１３２は、内周面１３の一部を構成し、奥側開口１１を起点として、バルブシート軸方向に略平行に手前側開口１２側に向かって延在する環状の面である。
【００３０】
＜傾斜面領域＞
傾斜面領域１３１は、図３（Ａ）に示すように、バルブシート１の内周面１３を構成する領域のうち、バルブシート軸方向の手前側開口１２側における軸方向延在面領域１３０の端部１３０Ａ（以下、軸方向延在面領域手前側端部と呼ぶ。）を起点として、バルブシート軸方向の手前側開口１２側のバルブシート１の端部１Ａ（以下、バルブシート手前側端部と呼ぶ。）まで、バルブシート軸方向に対して傾斜して延びる面により構成される領域である。具体的に傾斜面領域１３１は、軸方向延在面領域手前側端部１３０Ａを起点として、バルブシート軸方向に沿って奥側開口１１側から手前側開口１２側（圧入方向と反対方向：Ｙ軸負方向）に進むにしたがって、バルブシート１の径方向（以下、バルブシート径方向と呼ぶ。）の外側に延びる、少なくとも１つの環状の傾斜面により構成される。図３（Ａ）に示すように、本実施形態におけるバルブシート１には、例えば、中心軸１０（バルブシート軸方向）に対する傾斜角が異なる傾斜面が複数あり、各傾斜面は連続して繋がってバルブシート手前側端部１Ａまで延びる。
【００３１】
なお、バルブシート径方向は、バルブシート１を構成する環状体の径方向である。図３（Ａ）においてバルブシート径方向は、例えば、Ｘ軸方向に相当する。
【００３２】
本実施形態において、図３（Ａ）に示すように、傾斜面領域１３１は、中間側傾斜面１３３と、バルブ当り面１３４と、開口側傾斜面１３５とにより構成される。なお、傾斜面領域１３１の上記構成は、一例であって、バルブ当り面１３４のみで構成されてもよいし、バルブ当り面１３４と、１つの傾斜面または３つ以上の傾斜面とで構成されてもよい。
【００３３】
中間側傾斜面１３３は、バルブ当り面１３４よりも奥側開口１１側に位置する傾斜面である。具体的に中間側傾斜面１３３は、軸方向延在面１３２に連続してバルブ当たり面１３４まで延びる。つまり、中間側傾斜面１３３は、バルブシート軸方向の手前側開口１２側における軸方向延在面１３２の端部１３２Ａを起点としてバルブ当たり面１３４まで延びる。中間側傾斜面１３３は、図３（Ａ）に示すように、中心軸１０（バルブシート軸方向）に対して傾斜角θ１（０°＜θ１＜９０°）を成す。
【００３４】
バルブ当り面１３４は、バルブ７のバルブフェース７Ａに当接する傾斜面である。バルブ当り面１３４は、中間側傾斜面１３３に連続して開口側傾斜面１３５まで延びる。つまり、バルブ当り面１３４は、バルブシート軸方向の手前側開口１２側における中間側傾斜面１３３の端部１３３Ａを起点として開口側傾斜面１３５まで延びる。バルブ当り面１３４は、図３（Ａ）に示すように、中心軸１０（バルブシート軸方向）に対して傾斜角θ２（０°＜θ２＜９０°）を成す。
【００３５】
開口側傾斜面１３５は、バルブ当り面１３４よりも手前側開口１２側に位置する傾斜面である。具体的に開口側傾斜面１３５は、バルブ当り面１３４に連続して手前側開口１２まで延びる。つまり、開口側傾斜面１３５は、バルブシート軸方向の手前側開口１２側におけるバルブ当り面１３４の端部１３４Ａを起点として手前側開口１２まで延びる。開口側傾斜面１３５は、図３（Ａ）に示すように、中心軸１０（バルブシート軸方向）に対して傾斜角θ３（０°＜θ３＜９０°）を成す。
【００３６】
中間側傾斜面１３３と、バルブ当り面１３４と、開口側傾斜面１３５とは、バルブシート１の中心軸１０に対する傾斜角が異なる。バルブシート１の中心軸１０に対する傾斜角は、中間側傾斜面１３３、バルブ当り面１３４、開口側傾斜面１３５の順に大きくなる。つまり、傾斜角θ１、傾斜角θ２、および傾斜角θ３は、０°＜θ１＜θ２＜θ３＜９０°を満たす。
【００３７】
また、バルブシート１のバルブシート軸方向の全長Ｈは、略４（ｍｍ）以下であることが好ましい。また、バルブシート手前側端部１Ａからバルブシート軸方向の奥側開口１１側のバルブ当たり面１３４の端部１３４Ｂまでのバルブシート軸方向の長さＬは、略１．４（ｍｍ）以下であることが好ましい。また、上記長さＬおよび上記全長Ｈがどのような大きさであっても、上記長さＬは、上記全長Ｈの１／２以下であることが好ましい。なお、図３（Ａ），（Ｂ）における各部の形状や寸法は一例である。したがって、以上における数値および比率は、図３（Ａ），（Ｂ）における各部の形状や寸法に拘束されない。
【００３８】
＜粗面領域＞
バルブシート１の外周面１４は、図１〜図５に示すように、粗面領域１５を有する。粗面領域１５は、外周面１４の少なくとも一部の領域を構成する。粗面領域１５により、バルブシート１とシリンダヘッド２との接合力が高まり、バルブシート１がシリンダヘッド２から抜け落ちることを防止することができる。
【００３９】
本実施形態において粗面領域１５は、図２（Ａ）に示すように、外周面１４に垂直な方向から見て、例えば、三角形状に形成される。なお、ここで言う三角形状は、厳密な意味での三角形状に限定されるものではなく、例えば、三角形の頂角に相当する部分が丸みを帯びていてもよいし、三角形の各辺には曲線が含まれていてもよい。そして、粗面領域１５は、三角形の頂点１５Ｄ側がバルブシート１の圧入方向の先頭側（奥側）になり、頂点１５Ｄに対向する三角形の底辺１５Ｆ側がバルブシート１の圧入方向の後尾側（手前側）になるように形成される。なお、粗面領域１５は、外周面１４に垂直な方向から見たときの形状はどのような形状であってもよく、例えば、四角形状（図２（Ｂ）参照）、半円形状、星型形状が一例として挙げられる。
【００４０】
＜粗面領域の具体的構成＞
次に、粗面領域１５の具体的な構成について説明する。粗面領域１５は、図３に示すように、凹凸部１５０を有する。凹凸部１５０は、バルブシート１の外周面１４上に形成される凹凸部分である。粗面領域１５の凹凸部１５０は、図４（Ａ）に示すように、突出部１５１と、バルブシート軸方向（Ｙ軸方向）において突出部１５１に隣接する窪み部１５２とにより構成される。突出部１５１と窪み部１５２とは、バルブシート軸方向に沿って交互に並ぶ。
【００４１】
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、図４（Ａ）における粗面領域１５の一部領域である粗面一部領域Ｐ１〜Ｐ３の走査型電子顕微鏡による二次電子像（撮影倍率：３００倍）の写真である。図４（Ａ）および図５（Ａ）〜（Ｃ）に示す写真から明らかなように、突出部１５１は、バルブシート径方向の外側（図４の紙面に垂直な方向の紙面から離れる側）に突出すると共に、バルブシート１の外周面１４の周方向（以下、バルブシート周方向と呼ぶ。）Ｑに沿って連なる態様をしている。一方、窪み部１５２は、バルブシート軸方向（Ｙ軸方向）における突出部１５１に隣接する位置で、バルブシート径方向の内側（図４の紙面に垂直な方向の紙面に突入する側）に窪むと共に、バルブシート周方向Ｑに沿って連なる態様をしている。なお、粗面領域１５には、凹凸部１５０がない部分が含まれてもよい。
【００４２】
本実施形態において突出部１５１および窪み部１５２は、図４（Ａ）に示すように、バルブシート軸方向（Ｙ軸方向）に沿い、バルブシート軸方向の奥側開口１１側の粗面領域１５の端部１５Ａ（以下、粗面領域奥側端部と呼ぶ。）からバルブシート軸方向の手前側開口１２側の粗面領域１５の端部１５Ｂ（以下、粗面領域手前側端部と呼ぶ。）まで交互に形成される。なお、粗面領域奥側端部１５Ａは、三角形の頂点１５Ｄに対応する。また、粗面領域手前側端部１５Ｂは、頂点１５Ｄに対向する三角形の底辺１５Ｆに対応する。
【００４３】
凹凸部１５０における突出部１５１（窪み部１５２）には、図４（Ｂ）に示すように、バルブシート径方向の高さ（深さ）が様々なものが混在する。そして、バルブシート径方向の高さが様々な突出部１５１（窪み部１５２）は、バルブシート径方向の高さ（深さ）に関係なく、バルブシート軸方向に沿ってランダムに配列される。また、バルブシート径方向の高さ（深さ）が様々な突出部１５１（窪み部１５２）は、バルブシート軸方向に沿って略等間隔に配列されることが好ましい。また、凹凸部１５０における突出部１５１（窪み部１５２）は、図４（Ｃ）に示すように、バルブシート径方向の高さ（深さ）が全体として同じになるように形成されてもよい。また、凹凸部１５０における突出部１５１（窪み部１５２）は、図４（Ｄ）に示すように、粗面領域奥側端部１５Ａを起点として粗面領域手前側端部１５Ｂに進むにしたがってバルブシート径方向の高さ（深さ）が増大していく態様（傾斜状）であってもよい。
【００４４】
＜粗面領域のバルブシート軸方向の形成範囲１＞
次に、図３を参照して、粗面領域１５のバルブシート軸方向における形成範囲について説明する。粗面領域１５のバルブシート軸方向における形成範囲を、粗面領域奥側端部１５Ａの位置、および、粗面領域手前側端部１５Ｂの位置により説明する。なお、粗面領域１５は、上記説明したように、バルブシート軸方向において粗面領域奥側端部１５Ａから粗面領域手前側端部１５Ｂまで延びる。
【００４５】
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、粗面領域手前側端部１５Ｂは、位置１Ｃよりも手前側開口１２側に位置する。一方、粗面領域奥側端部１５Ａは、バルブシート手前側端部１Ａを起点として、バルブシート軸方向（Ｙ軸方向）に沿ってバルブシート軸方向におけるバルブシートの全長の４／５の長さだけ離れた位置１Ｅよりも奥側開口１１側に位置することが好ましく、バルブシート軸方向におけるバルブシートの全長の２／３の長さだけ離れた位置１Ｃよりも奥側開口１１側に位置することがより好ましい。言い換えると、粗面領域奥側端部１５Ａは、バルブシート軸方向の奥側開口１１側のバルブシート１の端部１Ｂ（以下、バルブシート奥側端部と呼ぶ。）を起点として、バルブシート軸方向に沿ってバルブシート軸方向におけるバルブシートの全長の１／５の長さだけ離れた位置１Ｅよりも奥側開口１１側に位置することが好ましく、バルブシート軸方向に沿ってバルブシート軸方向におけるバルブシートの全長の１／３の長さだけ離れた位置１Ｃよりも奥側開口１１側に位置することがより好ましい。
【００４６】
以上のような場合、粗面領域１５は、位置１Ｃまたは位置１Ｅを通過するように設けられる。つまり、粗面領域１５の少なくとも一部は、バルブシート軸方向に沿って位置１Ｃとバルブシート手前側端部１Ａとの間、または、位置１Ｅとバルブシート手前側端部１Ａとの間に設けられる。バルブシート軸方向における粗面領域１５の長さが同じなら、位置１Ｃを通過するように設けられた粗面領域１５の方が、位置１Ｅを通過するように設けられた粗面領域１５よりも手前側開口１２側に位置させることができる。
【００４７】
また、上記とは異なり、粗面領域奥側端部１５Ａ、および粗面領域手前側端部１５Ｂが位置１Ｃまたは位置１Ｅよりも手前側開口１２側に位置してもよい。つまり、粗面領域１５全体が位置１Ｃまたは位置１Ｅよりも手前側開口１２側に位置してもよい。この場合、粗面領域１５全体がバルブシート軸方向に沿って位置１Ｃまたは位置１Ｅとバルブシート手前側端部１Ａとの間に設けられる。バルブシート軸方向における粗面領域１５の長さが同じなら、全体が位置１Ｃまたは位置１Ｅよりも手前側開口１２側に位置する粗面領域１５の方が、位置１Ｃまたは位置１Ｅを通過するように設けられた粗面領域１５よりも手前側開口１２側に位置させることができる。
【００４８】
本実施形態におけるバルブシート１として、バルブシート軸方向の肉厚が薄い薄型バルブシートが想定される。薄型バルブシートとシリンダヘッド２の接合力を高くして薄型バルブシートの抜け落ちを防止するという観点から見ると、粗面領域１５の少なくとも一部が、薄型バルブシートの外周面１４の手前側開口１２寄りに形成されることが好ましい。このため、上記抜け落ちを防止するという観点から見ると、粗面領域１５のバルブシート軸方向における形成範囲は上記のようにすることが好ましい。
【００４９】
＜粗面領域のバルブシート軸方向の形成範囲２＞
また、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、粗面領域手前側端部１５Ｂは、位置１Ｄよりも手前側開口１２側に位置する。一方、粗面領域奥側端部１５Ａは、バルブシート手前側端部１Ａを起点として、バルブシート軸方向に沿ってバルブシート軸方向におけるバルブシートの全長の１／２の長さだけ離れた位置１Ｄよりも奥側開口１１側に位置することがより好ましい。言い換えると、粗面領域奥側端部１５Ａは、バルブシート奥側端部１Ｂを起点として、バルブシート軸方向に沿ってバルブシート軸方向におけるバルブシートの全長の１／２の長さだけ離れた位置１Ｄよりも奥側開口１１側に位置することがより好ましい。
【００５０】
以上のような場合、粗面領域１５は、位置１Ｄを通過するように設けられる。つまり、粗面領域１５の少なくとも一部は、バルブシート軸方向に沿って位置１Ｄとバルブシート手前側端部１Ａとの間に設けられる。バルブシート軸方向における粗面領域１５の長さが同じなら、位置１Ｄを通過するように設けられた粗面領域１５の方が、位置１Ｃを通過するように設けられた粗面領域１５よりも手前側開口１２側に位置させることができる。
【００５１】
また、上記とは異なり、粗面領域奥側端部１５Ａ、および粗面領域手前側端部１５Ｂが位置１Ｄよりも手前側開口１２側に位置してもよい。つまり、粗面領域１５全体が位置１Ｄよりも手前側開口１２側に位置してもよい。この場合、粗面領域１５全体がバルブシート軸方向に沿って位置１Ｄとバルブシート手前側端部１Ａとの間に設けられる。バルブシート軸方向における粗面領域１５の長さが同じなら、全体が位置１Ｄよりも手前側開口１２側に位置する粗面領域１５の方が、位置１Ｄを通過するように設けられた粗面領域１５よりも手前側開口１２側に位置させることができる。
【００５２】
本実施形態におけるバルブシート１として、バルブシート軸方向の肉厚が薄い薄型バルブシートが想定される。薄型バルブシートとシリンダヘッド２の接合力を高くして薄型バルブシートの抜け落ちを防止するという観点から見ると、粗面領域１５の少なくとも一部が、薄型バルブシートの外周面１４の手前側開口１２寄りに形成されることが好ましい。このため、上記抜け落ちを防止するという観点から見ると、粗面領域１５のバルブシート軸方向における形成範囲は上記のようにすることが好ましい。
【００５３】
＜粗面領域のバルブシート軸方向の形成範囲３＞
上記説明したように、本実施形態におけるバルブシート１として、バルブシート軸方向の肉厚が薄い薄型バルブシートが想定される。薄型バルブシートとシリンダヘッド２との接合力を高める観点から見ると、粗面領域１５の少なくとも一部が、薄型バルブシートの外周面１４の手前側開口１２寄りに形成されることが好ましい。
【００５４】
このため、図３（Ａ）に示すように、バルブシート軸方向における軸方向延在面領域１３０の長さが、バルブシート軸方向における傾斜面領域１３１の長さに比べてきわめて短いタイプのバルブシート１の場合、粗面領域１５は、径方向（Ｘ軸方向）において傾斜面領域１３１とのみ重畳するよう構成されることが好ましい。また、図３（Ｂ）に示すように、バルブシート軸方向における軸方向延在面領域１３０の長さがバルブシート軸方向における傾斜面領域１３１の長さに比べてやや短いタイプのバルブシート１の場合、粗面領域１５は、径方向（Ｘ軸方向）において傾斜面領域１３１と重畳する傾斜面重畳領域１６Ａのみならず、軸方向延在面領域１３０と重畳する延在面重畳領域１６Ｂを有するように構成されてもよい。そして、上記図３（Ａ），（Ｂ）に示すいずれのタイプのバルブシート１であっても、粗面領域１５は、径方向（Ｘ軸方向）においてバルブ当たり面１３４と重畳するバルブ当たり面重畳領域１６Ｃを有することがさらに好ましい。バルブ当たり面１３４は、手前側開口１２の近傍に設けられる面であるからである。
【００５５】
＜バルブシート製造方法＞
次に、図６を参照して、バルブシート１の製造方法について説明する。まず、所定の材料が混合される（Ｓ１０１）。具体的には、まず、＜バルブシートの材料＞で説明した焼結体の組成となるように、鉄系粉末に対して、黒鉛粉末および潤滑剤粉末、さらに、合金用粉末、または、固体潤滑剤粉末および／または硬質粒子粉末を配合した配合物が、混合装置に投入される。そして、混合装置で上記配合物が混合されて混合粉が生成される。
【００５６】
次に、上記混合粉を金型に入れて、加圧成形され、所定形状の圧粉体が成形される（Ｓ１０２）。そして、当該圧粉体に対して焼結が行われる（Ｓ１０３）。これにより、焼結体が生成される。焼結は、還元雰囲気、真空雰囲気等の非酸化性雰囲気中で１１００〜１２００℃で行われることが好ましい。
【００５７】
次に、焼結体が加工されて、環状体としてのバルブシート１が形成される（Ｓ１０４）。なお、ここで行なわれる加工は、例えば、切削、研削等が一例として挙げられる。
【００５８】
そして、上記のように加工されたバルブシート１の外周面１４の少なくとも一部を粗面化する（Ｓ１０５）。これにより、外周面１４において凹凸部１５０を有する粗面領域１５が形成される。粗面領域１５は、例えば、バルブシート１の外周面１４の一部を除去又は変形させる表面加工により形成される。
【００５９】
上記表面加工として、例えば、ショットブラストによる加工、レーザー照射による加工、溶射による加工、サンドペーパーまたはエアハンマーによる加工が一例として挙げられるが、これに限定されるものではなく、バルブシート１の外周面１４の少なくとも一部を粗面化可能なその他の表面加工であってもよい。
【００６０】
＜銅含浸焼結体＞
以上において、バルブシート１は、内部に空隙を有する鉄基焼結合金製の焼結体を材料として構成されたが、鉄基焼結合金製の焼結体に銅（Ｃｕ、以下同じ）を含浸させた銅含浸焼結体により構成されてもよい。鉄基焼結合金製の焼結体に銅を含浸させると、銅は、空隙に入り込む。鉄基焼結合金製の焼結体に熱伝導率が高い銅を含浸させると、その銅含浸焼結体は、熱伝導性が高くなるため、バルブシート１の熱伝導性を高めることができる。
【００６１】
本願発明者は、銅含浸焼結体を材料として、上記説明したバルブシートの製造方法により銅含浸バルブシート１Ｆを製造した。バルブシート軸方向に沿って、銅含浸バルブシート１Ｆの粗面領域１５の凹凸部１５０をバルブシート径方向に切った断面の写真を図７（Ａ），（Ｂ）に示す。
【００６２】
図８（Ａ）は、銅含浸バルブシート１Ｆ中における銅の分布を表す写真である。図８（Ａ）中の白い点が銅を表している。図８（Ａ）中の白い点は、銅含浸バルブシート１Ｆの粗面領域１５の凹凸部１５０の表面付近、および、銅含浸バルブシート１Ｆの内部の空隙に相当する部分に濃い密度で分布している。また、図８（Ｂ）は、銅含浸バルブシート１Ｆ中における鉄（Ｆｅ、以下同じ）の分布の分布を表す写真である。図８（Ｂ）中の白い点が鉄を表している。図８（Ｂ）に示すように、銅含浸バルブシート１Ｆ全体には、ほぼ均一な密度で鉄が分布している。つまり、図８（Ａ），（Ｂ）から明らかなように、粗面領域１５の表面の少なくとも一部には、銅および鉄を含有する層が形成されることがわかる。したがって、銅含浸焼結体により製造された銅含浸バルブシート１Ｆにも粗面領域１５を形成させることができる。そして、バルブシート１についての説明は、銅含浸バルブシート１Ｆにも適用することができる。
【００６３】
なお、バルブシート１は、鉄基焼結合金製の焼結体に、水ガラス、樹脂等の材料を含浸させた焼結体（以下、材料含浸焼結体と呼ぶ。）により構成されてもよい。鉄基焼結合金製の焼結体に、例えば、水ガラス、樹脂等の材料を含浸させると、水ガラス、樹脂等の材料は、当該焼結体の内部の空隙に入り込む。上記材料含浸焼結体を材料として、上記説明したバルブシートの製造方法によりバルブシート１を製造しても、粗面領域１５の表面の少なくとも一部には、水ガラス、樹脂等の材料および鉄を含有する層が形成される。なお、銅、水ガラス、樹脂等の材料のうち２種以上の材料を鉄基焼結合金製の焼結体に含浸させた材料含浸焼結体でバルブシート１を製造した場合も同様に、粗面領域１５の表面の少なくとも一部には、含浸させた２種以上の材料および鉄を含有する層が形成される。また、鉄基焼結合金製の焼結体に含浸させる材料は、銅、水ガラス、樹脂に限定されるものではなく、鉄基焼結合金製の焼結体に含浸させることが可能な材料であってもよい。
【００６４】
＜バルブシート素材＞
次に、図９を参照して、バルブシート１の加工前における素材であるバルブシート素材９（図９の太線部分参照）について説明する。本実施形態においてバルブシート素材９の軸方向延在面領域は、バルブシート１の軸方向延在面領域１３０と共通する。また、本実施形態においてバルブシート素材９の傾斜面領域１３１Ａは、図９に示すように、バルブシート１の傾斜面領域１３１よりもバルブシート軸方向の長さが長い。したがって、バルブシート素材９は、図９に示すように、バルブシート１よりもバルブシート軸方向の長さが長い。また、バルブシート素材９の傾斜面領域１３１Ａは、図９に示すように、２つの傾斜面により構成されている。
【００６５】
以上のような構成のバルブシート素材９がシリンダヘッド圧入後に研磨および／または研削等の材料除去加工をされて、バルブシート１が形成される。
【００６６】
なお、バルブシート素材９に形成される粗面領域１５においても、バルブシート１を用いて説明した事項全てが適用可能である。つまり、以上の説明においてバルブシート１を適宜、バルブシート素材９に置き換えてもよい。
【００６７】
尚、本発明のバルブシートおよびバルブシート素材は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００６８】
＜バルブシートの高温保持力の評価＞
本願発明者は、本発明のバルブシートの高温保持力を評価するため、図１０（Ａ）の表に示すように、条件が異なるバルブシートＮｏ１〜１７を作成した。バルブシートＮｏ１，２には粗面領域が設けられていない。バルブシートＮｏ３〜１７には、粗面領域が設けられている。そして、バルブシートＮｏ３〜１７の粗面領域は、図２（Ａ）に示すように、バルブシートの周面に略三角形状に形成されている。バルブシートＮｏ３〜１６の略三角形状の粗面領域の底辺の長さは、略０．５（ｍｍ）とされ、高さ（バルブシート軸方向の長さ）は、略０．７５（ｍｍ）（バルブシート１のバルブシート軸方向の長さの略１／４の長さ）とされている。なお、バルブシートＮｏ１７のみ、略三角形状の粗面領域の底辺の長さは、略１．０（ｍｍ）とされ、高さは、略１．５（ｍｍ）（バルブシート１のバルブシート軸方向の長さの略１／２の長さ）とされている。そして、バルブシートＮｏ３〜１７の粗面領域は、バルブシートの周面の周方向に等間隔に５箇所形成されている。
【００６９】
図１０（Ａ）の表の「粗面領域手前側端部位置」は、圧入方向Ｙ（バルブシート軸方向）の手前側における粗面領域の端部位置を表す。図１０（Ｂ）のバルブシート１の右側の太線１５Ｇ〜１５Ｐは、バルブシートＮｏ３〜１７の粗面領域の形成範囲を表す。太線１５Ｇ〜１５Ｍは、バルブシート１のバルブシート軸方向の全長Ｈの略１／４の長さを有する。太線１５Ｎは、バルブシート１のバルブシート軸方向の全長Ｈの略１／４の長さよりも短い長さを有する。太線１５Ｐは、バルブシート１のバルブシート軸方向の全長Ｈの略１／２の長さを有する。太線１５Ｇ〜１５ＰとバルブシートＮｏ３〜１７の対応関係は、図１０（Ａ）の表の「バルブシートＮｏ」に記載されている。具体的に太線１５Ｇは、バルブシートＮｏ４に対応する。太線１５Ｈは、バルブシートＮｏ５〜８に対応する。太線１５Ｉは、バルブシートＮｏ９に対応する。太線１５Ｊは、バルブシートＮｏ１０に対応する。太線１５Ｋは、バルブシートＮｏ１１に対応する。太線１５Ｌは、バルブシートＮｏ１２〜１５に対応する。太線１５Ｍは、バルブシートＮｏ１６に対応する。太線１５Ｎは、バルブシートＮｏ３に対応する。太線１５Ｐは、バルブシートＮｏ１７に対応する。また、＜粗面領域のバルブシート軸方向の形成範囲１＞の位置１Ｅを通過する粗面領域に対応するものは、太線１５Ｋ〜１５Ｍ、および、バルブシートＮｏ１１〜１６である。また、＜粗面領域のバルブシート軸方向の形成範囲１＞の位置１Ｅよりも全体が手前側開口１２側に位置する粗面領域に対応するものは、太線１５Ｇ〜１５Ｊ，１５Ｐ、および、バルブシートＮｏ４〜１０，１７である。また、＜粗面領域のバルブシート軸方向の形成範囲１＞の位置１Ｃを通過する粗面領域に対応するものは、太線１５Ｊ，１５Ｋ，１５Ｐ、および、バルブシートＮｏ１０，１１，１７である。また、＜粗面領域のバルブシート軸方向の形成範囲１＞の位置１Ｃよりも全体が手前側開口１２側に位置する粗面領域に対応するものは、太線１５Ｇ〜１５Ｉ、および、バルブシートＮｏ４〜９である。また、＜粗面領域のバルブシート軸方向の形成範囲２＞の位置１Ｄを通過する粗面領域に対応するものは、太線１５Ｈ，１５Ｉ，１５Ｐ、および、バルブシートＮｏ５〜９，１７である。また、＜粗面領域のバルブシート軸方向の形成範囲２＞の位置１Ｄよりも全体が手前側開口１２側に位置する粗面領域に対応するものは、太線１５Ｇ、およびバルブシートＮｏ４である。なお、図１０（Ａ）の表の「粗面領域手前側端部位置」が２／３および３／４のバルブシート（バルブシートＮｏ１２〜１６）は、粗面領域の一部が面取り部１４Ａにかかる。面取り部１４Ａの半径は、略０．５（ｍｍ）である。また、図１０（Ａ）の表の「粗面領域手前側端部位置」が４／５のバルブシートは、粗面領域の長さが略０．６（ｍｍ）である。
【００７０】
図１０（Ａ）の表の「傾斜面領域奥側端部位置」は、図１０（Ｂ）に示す圧入方向Ｙの奥側における傾斜面領域１３１の端部１３１Ｂの位置を表す。図１０（Ａ）の表の「バルブ当たり面奥側端部位置」は、図１０（Ｂ）に示す圧入方向Ｙの奥側におけるバルブ当たり面１３４の端部１３４Ｂの位置を表す。
【００７１】
なお、「粗面領域手前側端部位置」は、バルブシート１のバルブシート軸方向の全長Ｈを基準としたときの、バルブシート手前側端部１Ａから圧入方向Ｙ（バルブシート軸方向）の手前側における粗面領域の端部位置（図１０（Ｂ）に示す端部位置２／５は一例）までのバルブシート軸方向の長さＳ１（図１０（Ｂ）参照）の比（Ｓ１／Ｈ）で表されている。「傾斜面領域奥側端部位置」、および「バルブ当たり面奥側端部位置」も同様に、バルブシート１のバルブシート軸方向の全長Ｈを基準としたときの、バルブシート手前側端部１Ａからそれぞれの対応する位置までのバルブシート軸方向の長さＳ２，Ｓ３（図１０（Ｂ）参照）の比（Ｓ２／Ｈ，Ｓ３／Ｈ）で表されている。
【００７２】
図１０（Ａ）の表の「全長」は、図１０（Ｂ）に示すバルブシート１のバルブシート軸方向の全長Ｈ（ｍｍ）を表す。図１０（Ａ）の表の「素材寸法」は、図１０（Ｂ）に示すバルブシート素材９のバルブシート軸方向の全長Ｊ（ｍｍ）を表す。
【００７３】
そして、本願発明者は、図１１に示す高温保持力測定装置２００にバルブシートＮｏ１〜１７をセットして、所定温度（略２００℃）におけるバルブシートＮｏ１〜１７の抜け出し荷重（高温抜け荷重）を測定した。高温保持力測定装置２００は、図１１に示すように、シリンダヘッドに相当するシリンダヘッド相当部材２１０と、加熱部２２０と、押圧部２３０と、荷重計２４０と、を有する。シリンダヘッド相当部材２１０には、図１１に示すように、バルブシート１が圧入される。加熱部２２０は、シリンダヘッド相当部材２１０に圧入されたバルブシート１を所定温度（略２００℃）まで加熱する。押圧部２３０は、バルブシート１を押圧して、シリンダヘッド相当部材２１０から離脱させる。荷重計２４０は、押圧部２３０がバルブシート１にかける荷重Ｔを測定する。シリンダヘッド相当部材２１０からバルブシート１が離脱するときの荷重が抜け出し荷重に相当する。
【００７４】
図１０（Ａ）の表の「荷重比」は、バルブシートＮｏ１の抜け出し荷重Ｔ1を基準としたときの、その他のバルブシートＮｏ２〜１７の抜け出し荷重Ｔｎ（ｎはバルブシートＮｏに対応する数字）の比（Ｔｎ／Ｔ１）を表す。
【００７５】
なお、バルブシートＮｏ１〜３は、比較例として作成されたものである。バルブシートＮｏ１は、粗面領域が設けられていないものであり、全長Ｈが略３（ｍｍ）である。また、バルブシートＮｏ２は、粗面領域が設けられていないものであり、全長Ｈが略４（ｍｍ）である。バルブシートＮｏ３は、粗面領域が設けられているが、「粗面領域手前側端部位置」が４／５であり、粗面領域の長さが略０．６（ｍｍ）である。
【００７６】
図１０（Ａ）の表の「荷重比」を見ると、「粗面領域手前側端部位置」が３／５以下のバルブシートＮｏ４〜１１（図１０（Ｂ）の太線１５Ｇ〜１５Ｋ参照）では、荷重比が２を超えており、シリンダヘッドからのバルブシートの離脱において、特に、大きな抜け出し荷重が必要となることがわかる。このため、バルブシートＮｏ４〜１１は、特に、優れた高温保持力を有すると言える。
【００７７】
また、「粗面領域手前側端部位置」が２／３〜３／４の範囲のバルブシートＮｏ１２〜１６（図１０（Ｂ）の太線１５Ｌ，１５Ｍ参照）では、荷重比が１．２を超えており、シリンダヘッドからのバルブシートの離脱において、大きな抜け出し荷重が必要となることがわかる。また、「粗面領域手前側端部位置」が２／３のバルブシートＮｏ１２〜１５（図１０（Ｂ）の太線１５Ｌ参照）では、荷重比が１．４を超えており、シリンダヘッドからのバルブシートの離脱において、バルブシートＮｏ１６（図１０（Ｂ）の太線１５Ｍ参照）の場合よりもさらに大きな抜け出し荷重が必要となることがわかる。このため、バルブシートＮｏ１２〜１６は、優れた高温保持力を有すると言え、その中でもバルブシートＮｏ１２〜１５は、バルブシートＮｏ１６よりも優れた高温保持力を有すると言える。
【００７８】
また、「粗面領域手前側端部位置」が４／５のバルブシートＮｏ３（図１０（Ｂ）の太線１５Ｎ参照）では、荷重比が１．０４であり、粗面領域を設けていないバルブシートＮｏ１よりもわずかに高温保持力を有する。バルブシートＮｏ３およびバルブシートＮｏ１２〜１６の測定結果を見ると、「粗面領域手前側端部位置」が４／５よりも圧入方向Ｙ（バルブシート軸方向）の手前側に進むにしたがって、荷重比が大きくなっている。したがって、粗面領域の「粗面領域手前側端部位置」が４／５以下であれば、シリンダヘッドからのバルブシートの離脱において、大きな抜け出し荷重が必要になると言える。
【００７９】
また、バルブシートＮｏ１７は、「粗面領域手前側端部位置」が１／４（「粗面領域奥側端部位置」が３／４）であり、かつ、粗面領域のバルブシート軸方向の長さが略１．５（ｍｍ）（バルブシート１のバルブシート軸方向の長さの略１／２の長さ）であり、粗面領域の底辺の長さが略１．０（ｍｍ）である（図１０（Ｂ）の太線１５Ｐ参照）。バルブシートＮｏ１７では、荷重比が３を超えており、シリンダヘッドからのバルブシートの離脱において、極めて、大きな抜け出し荷重が必要となる。このため、バルブシートＮｏ１７は、極めて優れた高温保持力を有する。
【００８０】
以上の結果をまとめると、「粗面領域手前側端部位置」が圧入方向Ｙ（バルブシート軸方向）の手前側に進むと、シリンダヘッドからのバルブシートの離脱において、より大きな抜け出し荷重が必要になると言える。これにより、内燃機関用のシリンダヘッドから容易に抜け落ちない構造が設けられる位置がバルブシートの圧入方向の手前側（後尾側）まで及んでも、効率良くシリンダヘッドへの圧入を行えるバルブシートを提供することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１  バルブシート
１Ａ  バルブシート手前側端部
１Ｂ  バルブシート奥側端部
１Ｆ  銅含浸バルブシート
２  シリンダヘッド
７  バルブ
８  保持領域
８Ａ  接触表面部
９  バルブシート素材
１０  中心軸
１１  奥側開口
１２  手前側開口
１３  内周面
１４  外周面
１５  粗面領域
１５Ａ  粗面領域奥側端部
１５Ｂ  粗面領域手前側端部
１６Ａ  傾斜面重畳領域
１６Ｂ  延在面重畳領域
１６Ｃ  バルブ当たり面重畳領域
１３０  軸方向延在面領域
１３１，１３１Ａ  傾斜面領域
１３２  軸方向延在面
１３３  中間側傾斜面
１３４  バルブ当たり面
１３５  開口側傾斜面
１５０  凹凸部
１５１  突出部
１５２  窪み部
Ｈ  全長
Ｑ  バルブシート周方向
Ｙ  圧入方向
【図１】
2019151322.tif 000003
【図２】
2019151322.tif 000004
【図３】
2019151322.tif 000005
【図４】
2019151322.tif 000006
【図５】
2019151322.tif 000007
【図６】
2019151322.tif 000008
【図７】
2019151322.tif 000009
【図８】
2019151322.tif 000010
【図９】
2019151322.tif 000011
【図１０】
2019151322.tif 000012
【図１１】
2019151322.tif 000013
【国際調査報告】
2019151322.tif 000014
2019151322.tif 000015
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