CN1078303C - 火花塞功能一体式发动机气门和气门传动机构 - Google Patents

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Abstract

一种火花塞功能一体式发动机气门，在实心结构的气门主体上设置对峙电极。气门主体的伞部与气门杆部整体地形成，伞部关闭开口于气缸的进排气通道，上述对峙电极由第1电极棒和第2电极部构成，第1电极棒埋设于气门主体内，从伞部的朝向气缸一面作为中心电极而露出；第2电极部从伞部的朝向气缸一面作为接地电极而露出。采用本发明可提供一般汽油发动机上的尺寸紧凑的火花塞功能一体式气门。

Description

火花塞功能一体式发动机气门和气门传动机构
技术领域
本发明涉及把火花塞功能一体化的发动机气门和备有火花塞功能一体式的发动机气门的气门传动机构。
背景技术
作为与兼有火花塞和发动机气门的功能的发动机气门有关的先有技术，有图8中所示的第1技术(实用新型公开昭和60-118331)、图9中所示的第2技术(美国专利3 982 506号)。
在第1技术中，是把火花塞31旋入圆柱空心式气门杆32中以实现一体化的构成，同样，在第2技术中，也是把火花塞31旋入圆柱空心式气门杆32中以实现一体化的构成。
就是说，这两种技术，都是把单独形成的火花塞零件旋入另外形成的发动机气门的圆柱空心式气门杆内的结构。
前述的先有技术，由于存在以下问题，在一般汽油发动机上的实用化是极其困难的。
(1)如果考虑到把火花塞旋入圆柱空心式气门杆内的结构和火花塞专用扳手等火花塞拆卸工具的口径，则发动机气门主体的外径变大，重量也加大，气门传动的负载增加。
(2)由于发动机气门主体的口径很大，所以气门传动机构中气门收容空间扩大，气门传动机构的布置受限制，而且热效率降低。
因而，本发明是考虑上述先有技术的问题而完成的，其目的在于，提供能在一般汽油发动机上实用化的尺寸紧凑的火花塞功能一体式发动机气门。
发明的公开
为了实现前述目的，本发明采用整体形成火花塞的主要构件与发动机气门构件的手段。
也就是说，在实心结构的发动机气门主体上设置对峙电极而具有火花塞功能，该发动机气门主体的伞部与气门杆部整体地形成，该伞部关闭开口于气缸的进排气通道，其特征在于：上述对峙电极由第1电极棒和第2电极部构成，该第1电极棒埋设于发动机气门主体内，并且从伞部的朝向气缸的一面作为中心电极而露出；该第2电极部从伞部的朝向气缸的一面作为接地电极而露出。
这里，发动机气门主体构件，既可以用导电材料，也可以用绝缘材料。
首先，在为了作为导电通路发挥功能而使用导电材料的发动机气门主体中，与发动机气门主体之间夹装着绝缘材料地把成为中心电极的第1电极棒埋设在气门主体内部，把构成与该中心电极对峙地形成火花隙的接地电极的第2电极部，与发动机气门主体整体地形成并设在伞部朝气缸一面上。
其次，在使用绝缘材料的发动机气门主体中，通过埋设在气门杆内而形成作为中心电极的第1电极棒，另一方面，在发动机气门主体内部，从气门杆头部到气门主体伞部直下贯通地延伸设置的电极棒的一端从伞部朝气缸一面露出地形成，借此设置构成接地电极的第2电极部，此一第2电极部在伞部朝气缸一面上与该第1电极棒对峙地形成火花隙。
作为用来使这些与发动机气门主体一体化的火花塞中产生火花的供电装置，采用在气门杆部的外周周围设置与第1电极棒导通的集电环，使与点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器相连接、由弹簧加载保持的点火用电能供给电极元件的前端与该集电环的外周面滑动接触，把点火用电能导通到中心电极的装置。
此外，借助于根据本发明的火花塞功能一体式发动机气门，能提供以下这样的气门传动装置。
首先，是设置随发动机的驱动而旋转的凸轮轴，整体固定于该凸轮轴并与发动机气门杆部上端部滑动接触的凸轮，以随该凸轮的旋转而使发动机气门开关动作的气门传动机构为基础的装置。也就是说，是在用于该气门传动机构的凸轮轴和凸轮中，设置使一端与点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器相连接，同时使另一端贯通凸轮轴和凸轮内并从凸轮表面露出，与从气门杆上端部露出的第1电极棒相接触的供电电路的气门传动装置。
此外，在该气门传动装置中，在从凸轮表面露出的供电通路与从气门杆上端部露出的第1电极棒的触点中，使用内设在凸轮中、其前端靠导电弹簧朝从凸轮表面突出的方向加载保持的点火用电能供给电极元件，借此使触点中的导通更加可靠的装置也是可能的。
根据本发明的以下气门传动装置，是备有随发动机的驱动而旋转的凸轮轴，整体固定于该凸轮轴的凸轮，以及随凸轮的旋转而摇动的摇臂，以随该摇臂的摇动而使发动机气门开关动作的气门传动机构为基础者。也就是说，在用于该气门传动机构的凸轮轴上，设置一端与点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器相连接，同时使另一端贯通凸轮轴和凸轮内并从凸轮表面露出，形成点火用电能供给可动触点的向中心电极的第1供电通路。同时，在该摇臂上，设置贯通摇臂内，一端从与凸轮的滑动接触面露出并与第1供电通路的可动触点相接触，另一端从气门杆接触面露出，与从气门杆上端部露出的第1电极棒相接触的向中心电极的第2供电通路，是这样的气门传动装置。
也可以考虑在此一第2供电通路的与第1电极棒的触点或/和与第1供电通路的触点中，使用设置在摇臂内、前端靠导电弹簧朝从摇臂表面突出的方向加载保持的点火用电能供给电极元件，借此使触点中的导通更加可靠的装置。
进而，是备有随发动机的驱动而旋转的凸轮轴，整体固定于前述凸轮轴的凸轮，以及一端与前述凸轮滑动接触，而另一端与权利要求1所述的发动机气门上端部相接触、随凸轮的旋转而摇动的摇臂，以随该摇臂的摇动而使发动机气门开关动作的气门传动机构为基础的装置。还能提供，在用于该机构的摇臂上，设置一端经摇臂的枢轴与点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器相连接，另一端贯通摇臂内并从气门杆接触面露出，与从气门杆上端部露出的第1电极棒相接触的向中心电极的第2供电通路的装置。
图面的简要说明
图1是作为本发明的第1实施例的由导电材料制成的火花塞功能一体式发动机气门的局部纵剖视图，图2是该气门组装于气缸头的剖视图，图3是作为本发明的第2实施例的由绝缘材料制成的火花塞功能一体式发动机气门的局部纵剖视图，图4是该气门组装于气缸头的剖视图，图5是气门传动机构的第1实施例的剖视图，图6是气门传动机构的第2实施例的剖视图，图7是气门传动机构的第3实施例的剖视图，图8是第1先有技术例图，图9是第2先有技术例图。
实现发明的最佳形态
下面，根据附图用实施例来说明本发明的实施形态。
图1表示本发明的第1实施例，是发动机气门主体由铁等导电材料制成的火花塞功能一体式发动机气门的局部纵剖视图。
发动机气门主体1a由杆部2和伞部3整体地形成。在伞部3下方的朝气缸一面4上，设有由与气门主体1a相同的导电材料整体形成的L字形的第2电极部8a。在气门主体1a的内部，埋设着构成中心电极的第1电极棒7a，它的一端从朝气缸一面4的中心露出，与构成接地电极的第2电极部8a相对峙而形成火花隙9。
此外，第1电极棒7a，在与气门主体1a之间夹装着绝缘材料5a地埋设在气门主体1a中，而且，与在与气门主体1a的杆部2之间夹装着绝缘材料5a而周围设置于杆部2的外周的集电环6a相连接。
在此一集电环6a上，滑动接触着点火用电能供给电极元件10的前端，该点火用电能供给电极元件10与点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器13相连接。此一点火用电能供给电极元件10，靠收容于绝缘保持器11内的压缩弹簧12朝突出方向加载保持，其前端与集电环6a滑动接触，把来自点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器13的点火用电能导通到集电环6a，引导到作为中心电极的第1电极棒7a，形成用来在火花隙9中产生火花的供电通路。
图2是把图1中所示的由导电材料制成的火花塞功能一体式发动机气门组装于气缸头14的剖视图。
发动机气门主体1a，借助于在与气缸头14之间夹装的气门弹簧17，被朝关闭进排气通道18的方向加载，气缸头16靠制销15支持着。
此外，在发动机气门主体1a与经过车体接地的气缸头14之间夹装着绝缘材料5b。
点火用电能供给电极元件10，设置成靠固定设置于气缸头14的进排气通道18的壁上的绝缘保持器11来保持。
图3表示本发明的第2实施例，是发动机气门主体由陶瓷等绝缘材料制成的火花塞功能一体式发动机气门的局部纵剖视图。
从由陶瓷等非导电材料制成的发动机气门主体1b的伞部3下方的朝气缸一面4的中心露出的第1电极棒7b构成中心电极，被埋设在发动机气门主体1b中。此外，第1电极棒7b，与周围设置于发动机气门主体1b的杆部的集电环6b相连接，从集电环6b延伸设置到发动机气门主体1b的内部中心，在该内部中心位置直角地弯曲，向下方笔直地贯通，把其一端从朝气缸一面4的中心露出。
而且，集电环6b，与点火用电能供给电极元件10滑动接触以便收取点火用电能的构成，是与图1、图2中所示的第1实施例相同的。该点火用电能供给电极元件10与点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器13相连接。
构成接地电极的第2电极部8b，是与第1电极棒7b隔离地埋设在气门杆部2的内部的电极棒的一端从朝气缸一面4露出并弯曲成L字形而形成的，并与第1电极棒7b相对峙而形成火花隙9。
图4是把图3中所示的由绝缘材料制成的火花塞功能一体式发动机气门组装于气缸头14的剖视图。
由绝缘材料制成的发动机气门主体1b，装入借助于与图2相同的构成而接地的气缸头14。第2电极部8b由从杆头16向下方笔直地贯通气门主体1b内部地延伸设置的电极棒来构成。
此外，第2电极部8b经过制销15、气门弹簧17和气缸头14被接地。
图5是能驱动火花塞功能一体式发动机气门的气门传动机构的第1实施例的剖视图。
一端与点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器13相连接的供电电路19a，在随发动机的驱动而旋转并使发动机气门开关的凸轮轴20的内部，向整体固定于凸轮轴20的凸轮21a延伸设置，而且与在凸轮21a内部形成的点火用电能供给电极元件22相连接。
点火用电能供给电极元件22靠导电弹簧23朝突出方向加载保持，从凸轮21b表面露出其前端。当此一点火用电能供给电极元件22的前端，被推靠于从安装在发动机气门的主体上部的气门挺杆25的顶面露出形成的点火用电能供给固定触点24并与之接触时，把点火用电能可靠地导通到夹装着绝缘材料5d埋设于气门主体内部并构成中心电极的第1电极棒7c。借此，在第1电极棒7c和与由导电材料制成的气门主体1c整体形成并形成L字形接地电极的第2电极部8c之间的火花隙9中产生火花。
图6是能驱动火花塞功能一体式发动机气门的气门传动机构的第2实施例的剖视图。
在整体固定于随发动机的驱动而旋转的凸轮轴(在图6中省略)整体固定的凸轮21b的内部，设置着与点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器13相连接的第1供电通路19c，在凸轮21b的表面上向中心电极的第1供电电路19c露出并形成点火用电能供给可动触点28。
在摇臂29a上，夹装着绝缘材料5e地设置着沿轴向贯通摇臂29a的内部、一端从与凸轮21b的滑动接触面露出并形成与第1供电通路的可动触点28相接触的点火用电能供给固定触点27a、另一端从气门杆接触面露出并形成与从气门杆上端部露出的第1电极棒7c的点火用电能供给固定触点26相接触的点火用电能供给固定触点27b的向中心电极的第2供电通路19b。
凸轮21b表面的点火用电能供给可动触点28，与设在随凸轮21b的旋转而以摇臂枢轴30a为轴摇动的摇臂29a的一端的点火用电能供给固定触点27a相接触。借此，点火用电能经过摇臂29a内部的供电通路19b、点火用电能供给固定触点27b、点火用电能供给固定触点26而导通到发动机气门的第1电极棒7c。
发动机气门的第1电极棒7c，夹装着绝缘材料5d沿轴向竖直地埋设于气门主体内部而构成中心电极，并形成在与第2电极部8c之间形成的火花隙9，该第2电极部8c与由导电材料制成的发动机气门主体1c整体形成而构成接地电极。
而且，在图5的第1实施例中，用绝缘材料形成气门主体1c、凸轮21a和凸轮轴20，此外在图6的第2实施例中，用绝缘材料形成气门主体1c、凸轮21b和摇臂21b的构成也是可能的。在此一场合，构成火花塞功能的中心电极使图4中所示的第1电极棒7b的一端从气门杆上端面露出，使另一端直下地贯通气门主体内部并从朝气缸一面4的中心露出而形成中心电极，与用与图4同样的构成形成的第2电极部8b相对峙而形成火花隙9。向该中心电极7b供给的点火用电能，从第1实施例的埋设在凸轮轴26内部的供电通路19a或第2实施例的埋设在摇臂29a内部的供电通路19b经过从气门杆上端面露出的作为中心电极的第1电极棒7b的一端的触点导通到中心电极。
图7是能驱动火花塞功能一体式发动机气门的气门传动机构的第3实施例的剖视图。
向一端与点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器13相连接的中心电极的供电通路19d，经过靠凸轮21c的旋转来摇动的枢轴30b，延伸设置于由绝缘材料制成的摇臂29b的内部，该凸轮21c整体固定于随发动机的驱动而旋转的凸轮轴20。
供电通路19d，贯通摇臂29b内部并从气门杆接触面露出，形成与发动机气门的中心电极相连接的点火用电能供给固定触点27c。
而且，在此一气门传动机构的第3实施例的摇臂29b中使用导电材料，夹装着绝缘材料把供电通路19d延伸设置于摇臂29b内部也是可能的。产业上的利用可能性
由本申请所公开的发明中，能由典型的东西取得的效果简单说明如下。
(1)通过把发动机气门和火花塞紧凑地一体化形成，在一般的4循环汽油发动机上的安装成为可能并且能实用化。
(2)通过把发动机气门和火花塞一体化并尺寸紧凑地形成，燃烧室的设计自由度提高，能追求热效率。
(3)与先有技术相比，由于气门主体的口径小，重量也轻，所以气门传动时的负载小，燃料消耗效率高。
(4)进而，在能驱动根据本发明的火花塞功能一体式发动机气门的气门传动机构中，通过把向气门内部的中心电极的供电通路内藏于凸轮轴等中，没有必要把点火用电能供电通路设置在装置外部，可以提供点火机构与气门传动机构一体化的紧凑的气门传动机构，该机构周围的设计自由度提高。
因而，本发明适用于把火花塞功能一体化的发动机气门和备有火花塞功能一体式发动机气门的气门传动机构。

Claims (9)

1.一种火花塞功能一体式发动机气门，在实心结构的发动机气门主体上设置对峙电极而具有火花塞功能，该发动机气门主体的伞部与气门杆部整体地形成，该伞部关闭开口于气缸的进排气通道，其特征在于：
上述对峙电极由第1电极棒和第2电极部构成，该第1电极棒埋设于发动机气门主体内，并且从伞部的朝向气缸的一面作为中心电极而露出；该第2电极部从伞部的朝向气缸的一面作为接地电极而露出。
2.权利要求1所述的火花塞功能一体式发动机气门，其特征在于，前述发动机气门主体，由作为前述第2电极部的导电通路而发挥功能的导电材料制成，在前述第1电极棒与发动机气门主体之间夹装绝缘材料。
3.权利要求1所述的火花塞功能一体式发动机气门，其特征在于，前述第2电极部，由沿轴向贯通用绝缘材料制成的发动机气门主体内的电极棒来构成，
4.权利要求1所述的火花塞功能一体式发动机气门，其特征在于，由与前述第1电极棒导通并周围设置于气门杆部的集电环，和弹簧加载而其前端被保持成与前述集电环滑动接触的点火用电能供给电极元件，构成向中心电极的供电通路。
5.一种气门传动机构，备有随发动机的驱动而旋转的凸轮轴，以及整体固定于该凸轮轴、与权利要求1所述的发动机气门的杆部上端部滑动接触的凸轮，随前述凸轮的旋转而使发动机气门开关动作，其特征在于，在前述凸轮轴上，设置一端与点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器相连接、同时另一端贯通凸轮轴和凸轮内并从凸轮表面露出、与从气门杆上端部露出的第1电极棒相接触的供电通路。
6.权利要求5所述的气门传动机构，其特征在于，前述供电通路的与第1电极棒的触点，由内设于凸轮中、其前端靠导电弹簧朝从凸轮表面突出的方向加载保持的点火用电能供给电极元件来构成。
7.一种气门传动机构，备有随发动机的驱动而旋转的凸轮轴，和整体固定于前述凸轮轴的凸轮，和一端与前述凸轮滑动接触、而另一端与权利要求1所述的发动机气门上端部相接触、并随凸轮的旋转而摇动的摇臂，随该摇臂的摇动而使发动机气门开关动作，其特征在于，在前述凸轮轴上，设置一端与点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器相连接、同时另一端贯通凸轮轴和凸轮内并从凸轮表面露出、形成点火用电能供给可动触点的向中心电极的第1供电通路；在前述摇臂上，设置贯通摇臂内、一端从与凸轮的滑动接触面露出并与前述第1供电通路的可动触点相接触、另一端从气门杆接触面露出、与从气门杆上端部露出的第1电极棒相接触的向中心电极的第2供电通路。
8.权利要求7所述的气门传动机构，其特征在于，前述第2供电通路的与第1电极棒的触点或/和与第1供电通路的触点，由设置在摇臂内、前端靠导电弹簧朝从摇臂表面突出的方向加载保持的点火用电能供给电极元件来构成。
9.一种气门传动机构，备有随发动机的驱动而旋转的凸轮轴，和整体固定于前述凸轮轴的凸轮，和一端与前述凸轮滑动接触、而另一端与权利要求1所述的发动机气门上端部相接触、随凸轮的旋转而摇动的摇臂，随该摇臂的摇动而使发动机气门开关动作，其特征在于，在前述摇臂上，设置一端经过摇臂的枢轴与点火线圈或分电器等点火用电能发生器或其分配器相连接、同时另一端贯通摇臂内并从气门杆接触面露出、与从气门杆上端部露出的第1电极棒相接触的供电通路。
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