JP2000018011A - 内燃機関のバルブシート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】吸気側のバルブシートの温度が上昇すると、異
常燃焼や吸入空気の流入に不具合が生じた。 【解決手段】内燃機関の燃焼室２の弁口部に圧入される
バルブシート５であって、弁口部３に向けて弁口部軸心
に対して傾斜して延びる傾斜通路４ｂとの接続部４ｃ近
傍部位を圧入後に傾斜通路４ｂの内面の傾斜に近似する
ように削除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、主として自動車用
の内燃機関の例えば吸気ポートに連通する弁口に圧入さ
れるバルブシートに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関のシリンダヘッドにおい
て、バルブシートが圧入される吸気弁口に連通する吸気
ポートは、入口部から燃焼室に開口する吸気弁口に向け
て、円弧状や直線状に延びる吸気通路にて構成され、中
子を用いて鋳造にて製造される。吸気ポートが中子によ
り形成されるために、吸気ポートに対する吸気弁口の相
対位置が、例えば燃焼室の中心側に偏ったり、あるいは
その逆方向に偏ったりすることがある。このため、バル
ブシートを精度よく圧入するために、圧入前にその圧入
部位を機械加工する。また、圧入後、吸気ポートの内壁
面との面の連続性を向上させるために、再度バルブシー
トの内側及び吸気ポートとバルブシートの接続部に形成
された角を切除するために、機械加工するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、吸気
ポートの偏位を修正するために、バルブシートを圧入し
た後に部分的に機械加工を行う必要があるので、吸気ポ
ートとバルブシートとの接続部部分の吸気ポート形状
を、所定の曲率を有する曲面形状にあらかじめ形成して
おいて、この種の機械加工を省略することが可能なもの
が知られている（例えば、特開平８−３２６５９８号公
報）。このようなものでは、基本的にはバルブシートを
圧入した後の機械加工が不要になるものである。

【０００４】ところで、吸気ポートのバルブシートの場
合、その温度が上昇すると、吸入空気がその部分で加熱
されて体積が膨張するため、燃焼室に流入しにくくな
る。そして、バルブシートの燃焼室に近い側が部分的に
ある温度以上に上昇すると、その温度上昇が原因となっ
て異常燃焼が生じることがある。このため、バルブシー
トを積極的に冷却する必要があった。また、吸気ポート
の偏位の状態によっては、吸気ポートとバルブシートと
の接続部における面の連続性をさらに滑らかにして、吸
入空気又は混合気の流れを円滑にする必要も生じた。

【０００５】本発明は、このような不具合を解消するこ
とを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような手段を講じたものであ
る。すなわち、本発明に係る内燃機関のバルブシート
は、弁口部に圧入後に、傾斜通路との接続部分近傍の部
位を傾斜通路の内面の傾斜に近似するように削除する構
成である。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明は、内燃機関の燃焼室の弁
口部に圧入されるバルブシートであって、弁口部に向け
て弁口部軸心に対して傾斜して延びる傾斜通路との接続
部近傍部位を圧入後に傾斜通路の内面の傾斜に近似する
ように削除してなることを特徴とする内燃機関のバルブ
シートである。

【０００８】このような構成のものであれば、傾斜通路
との接続部近傍部位を削除することにより、体積が減少
するとともに表面積が拡大する。したがって、熱容量的
に小さくなるとともに、放熱面が増加し、温度の上昇を
抑制することが可能になる。また、傾斜面の内面の傾斜
に近似するように削除することにより、傾斜通路から弁
口に流入する空気の流速を早くすることが可能になり、
内燃機関の出力を向上させることが可能になる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１〜２を参照
して説明する。図１において、シリンダヘッド１は、燃
料室２の上壁２ａを形成する壁面に一対の吸気弁口部３
と排気弁口部（図示しない）と、その吸気弁口部３及び
排気弁口部にそれぞれ連通する吸気ポート４及び排気ポ
ート（図示しない）と、吸気弁口部３及び排気弁口部に
圧入されるバルブシート５とを備えている。

【００１０】吸気弁口部３は、燃焼室２の上壁２ａに開
口するもので、所定の間隔をあけて対を成している。そ
れぞれの吸気弁口部３には、円環状のバルブシート５が
圧入されるもので、バルブシート５の形状に合わせて形
成してあり、その内径は吸気ポート４の内径より大き
く、バルブシート５の外径より、また深さはバルブシー
ト５の厚みより、それぞれ若干小さくしてある。したが
って、吸気弁口部３は、吸気ポート４の燃焼室２側の端
部に、段部を形成したようになっている。そして、バル
ブシート５との密着性を良好にするために、吸気弁口部
３の内面を、その内面に存在する鋳造時の凹凸等を取り
除くために機械加工し、その内径及び深さがバルブシー
ト５の外径及び厚みと略同一にするものである。

【００１１】吸気ポート４は、シリンダヘッド１の鋳造
時に、中子を用いて形成されるもので、入口部４ａを一
つにし、それぞれの吸気弁口部３に向けて略直線的に延
びる傾斜通路４ｂを具備している。吸気ポート４の傾斜
通路４ｂは、その通路軸心Ａｘに垂直な断面形状が略円
形になっており、通路軸心Ａｘを吸気弁口部３に対して
所定の角度傾斜して形成してある。つまり、この傾斜通
路４ｂの通路軸心Ａｘと吸気弁口部３の弁口軸心Ａｙと
は異なっているので、バルブシート５が吸気ポート４と
接触するバルブシート５との接続部４ｃ近傍部分におい
て、傾斜通路４ｂには角部４ｄが形成されている。この
角部４ｄは、バルブシート５を圧入後、バルブシート５
の所定部位を削除することにより、取り除くものであ
る。

【００１２】以上のようにして吸気弁口部３の加工を完
了した後、バルブシート５をその吸気弁口下部３に圧入
する。バルブシート５を圧入した後、その内径を内径加
工具により加工する。次に、バルブシート５の吸気ポー
ト４との接続部４ｃ近傍部位を、治具例えばスロートカ
ッター６を所定の角度でバルブシート５に接触させて、
傾斜通路４の内面の傾斜に近似するように削除する。削
除する部位は、バルブシート５が吸気ポート４と接触す
る部分で、かつ燃焼室２に最も接近している部位であ
る。

【００１３】詳細には、この削除部位は、吸気ポート４
を側面から見た場合に、傾斜通路４の下面に連続するバ
ルブシート５の内周角部分である。また、吸気ポート４
を上から見た場合には、傾斜通路４ｂの通路軸心Ａｘを
中心に、バルブシート５の円周方向に拡がる略扇状に削
除するものである。さらに、削除の深さは、削除する部
位において、バルブシート５内周の角及び吸気ポート４
の角部４ｄがほぼなくなるまで削除する。したがって、
削除によりバルブシート５に現れる傾斜面５ａが、傾斜
通路４ｂの傾斜と略等しくなる。このように、形成され
た傾斜面５ａの傾斜が吸気ポート４の傾斜と略等しくな
ることにより、吸入空気の流れが円滑になるものであ
る。

【００１４】バルブシート５は、その周囲にウォータジ
ャケット７が形成されているので、基本的には冷却水に
より冷却されるものである。バルブシート５の各部位の
温度を詳細に見た場合、燃焼室下面２ｂに対してバルブ
シート５が傾斜しているため、バルブシート５の下側、
つまり燃焼室下面２ｂに近い部位は、上側、つまり燃焼
室下面２ｂから離間している部位より温度が上昇し易
く、またウォータジャケット７からの距離が上側に比べ
て大きいので冷却されにくい。したがって、バルブシー
ト５の中でも燃焼室下面２ｂに近いために温度が上昇し
易い部位を削除して傾斜面５ａを形成すると、バルブシ
ート５の表面積が増加する。また、削除することにより
バルブシート５の体積が減少することになる。この結
果、削除により形成された傾斜面５ａにより、放熱のた
めの表面積が増加して、吸入空気と広く接触することに
なる。

【００１５】したがって、エンジンが運転されてバルブ
シート５が加熱された場合、体積が減少していることに
より、従来に比べて冷めやすい状態になり、熱負荷に対
する信頼性を向上させることができる。しかも、削除後
の傾斜面５ａによりバルブシート５の表面積が増加し、
その結果放熱面積が増えることにより、この部分の温度
が部分的に温度が高くなって、ノッキング等の異常燃焼
が生じるといった不具合を防止することができる。

【００１６】また、形成された傾斜面５ａは、吸気ポー
ト４の傾斜と略等しくなっているので、吸入空気が吸気
ポート４とバルブシート５との接続部４ｃにおいて淀む
ことなくスムーズに燃焼室２へと流入するようになる。
したがって、吸入空気の吸気効率が高くなり、エンジン
の出力性能を向上させることができる。なお、本発明は
以上に説明した実施例に限定されるものではない。上記
実施例においては、吸気弁口部３に圧入されるバルブシ
ート５を説明したが、排気弁口部に圧入するバルブシー
トに適用するものであってもよい。この場合にあっても
熱負荷に対する信頼性を向上させることができるととも
に、排気効率を向上させることができる。

【００１７】その他、各部の構成は図示例に限定される
ものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変
形が可能である。

【００１８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、傾斜通
路との接続部近傍部位を削除することにより、体積を減
少することができるとともに表面積を拡大することがで
きる。したがって、熱容量的に小さくなるとともに、放
熱面が増加し、温度の上昇を抑制することができる。ま
た、傾斜面の内面の傾斜に近似するように削除すること
により、傾斜通路から弁口に流入する空気の流速を早く
することができ、内燃機関の出力を向上させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す内燃機関のバルブシー
トの縦断面図。。

【図２】同実施例の平面形状を示す構成説明図。

【符号の説明】

３…吸気弁口部 ４…吸気ポート ４ｂ…傾斜通路 ４ｃ…接続部 ５…バルブシート Ａｘ…通路軸心 Ａｙ…弁口軸心

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の燃焼室の弁口部に圧入されるバ
   ルブシートであって、弁口部に向けて弁口部軸心に対し
   て傾斜して延びる傾斜通路との接続部近傍部位を圧入後
   に傾斜通路の内面の傾斜に近似するように削除してなる
   ことを特徴とする内燃機関のバルブシート。