JP2004100568A - エンジン用排気バルブガイド - Google Patents
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Abstract
【課題】ＥＧＲを行うエンジン、あるいは硫黄分の多い燃料を用いるエンジンの排気ガス中のＳＯｘに腐食されることのない、エンジン用排気バルブガイドを提供する
【解決手段】排気バルブガイド（１）の筒状体（２）をシリンダヘッド（１５）の受け入れ穴（１６）に圧入する。筒状体（２）の軸穴（３）には排気バルブ（２０）のバルブステム（２１）が摺動自在に挿入される。排気バルブガイド（１）の筒状体（２）の、軸穴（３）の内側面（４）を、耐食性及び耐磨耗性を有する材料で表面処理する。筒状体（２）は例えば普通鋳鉄であり、耐食性及び耐磨耗性を有する材料の表面処理は例えば、Ｃｒ鍍金、Ｍｏ溶射、Ｎｉ鍍金等である。
【選択図】 図１
【解決手段】排気バルブガイド（１）の筒状体（２）をシリンダヘッド（１５）の受け入れ穴（１６）に圧入する。筒状体（２）の軸穴（３）には排気バルブ（２０）のバルブステム（２１）が摺動自在に挿入される。排気バルブガイド（１）の筒状体（２）の、軸穴（３）の内側面（４）を、耐食性及び耐磨耗性を有する材料で表面処理する。筒状体（２）は例えば普通鋳鉄であり、耐食性及び耐磨耗性を有する材料の表面処理は例えば、Ｃｒ鍍金、Ｍｏ溶射、Ｎｉ鍍金等である。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン用排気バルブガイドに関し、特にはＥＧＲを行うエンジンや、硫黄分の多い燃料を用いるエンジン用排気バルブガイドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン用バルブガイドは比較的加工容易な軟質金属が使われてきた。そのためエンジン作動中に磨耗しやすく、バルブガイドの軸穴とバルブステムとの間に隙間が生じて油を含んだガスや煙が外部に排出されるという問題があった。そのため、バルブガイドの磨耗を防止する工夫が種々なされてきた。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図６は特許文献１に開示された内燃機関用バルブガイドの断面図である。図６において、バルブガイド１０は、硬質金属性の筒体１１とフランジ１２とを備えている。バルブガイド１０はシリンダヘッド１５に設けられた受け入れ穴１６内へ圧入されている。シリンダヘッド１５の下面には吸気又は排気ポート２２が設けられている。２０は吸気又は排気バルブで、そのバルブステム２１はバルブガイド１０の軸穴１３内に摺動自在に挿入されている。バルブガイド１０の軸穴１３を除く全外側面１４にはブロンズ鍍金が施されている。軸穴１３の内径面は窒化されている。バルブガイド１０は完成品として加工された後、シリンダヘッド１５の受け入れ穴１６に圧入される。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５６−１１０５０５号公報（第２頁、ＦＩＧ．１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、エンジンの排気ガスを浄化するために排気ガスを吸気側に再循環させる、通常ＥＧＲと呼ばれる方法により排気中のＮＯｘを低減する方法がとられている。このＥＧＲを行うエンジン、あるいは硫黄分の多い燃料を用いるエンジンでは、排気ガス中のＳＯｘによる腐食が加速される。この現象は特に排気バルブガイドの排気ポート近傍において甚だしく発生する。図６において、排気ポート２２から矢印方向に、ＳＯｘを含んだ排気ガスが流入してバルブガイド１０の軸穴１３を腐食する。この腐食は窒化では防止することは困難である。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、ＥＧＲを行うエンジン、あるいは硫黄分の多い燃料を用いるエンジンの排気ガス中のＳＯｘにより腐食されることのない、エンジン用排気バルブガイドを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１発明は、エンジン用排気バルブガイドにおいて、前記排気バルブガイドの軸穴の内側面を耐食性の有る材料とした構成としている。
【０００８】
第１発明によると、排気バルブガイドの軸穴の内側面を耐食性の有る材料としたため、ＥＧＲを行うエンジンや、硫黄分の多い燃料を用いるエンジンにおいても、排気ガス中のＳＯｘによる排気バルブガイドの腐食を防止できる。
【０００９】
第２発明は、第１発明において、前記排気バルブガイドの軸穴の内側面に表面処理を施した構成としている。
【００１０】
第２発明によると、排気バルブガイドの軸穴の内側面に表面処理を施したため、排気ガス中のＳＯｘによる排気バルブガイドの腐食を防止できる。又、完成品の排気バルブガイドをエンジンのシリンダヘッドに圧入することができる。そのため製作が容易で、コスト低減が図れる。
【００１１】
第３発明は、第１又は第２発明において、前記排気バルブガイドの長手方向の、排気ポート側の所定長さの、軸穴の内側面に表面処理を施した構成としている。
【００１２】
第３発明によると、排気バルブガイドの長手方向の、排気ポート側の所定長さの、軸穴の内側面に表面処理を施した。排気バルブガイドの腐食及び磨耗は主として排気ポート側に発生する。したがって、排気ポート側の所定長さの部分に表面処理を施せば十分に目的は達せられる。本発明では表面処理を施す長さを短くしたためコストを安くできる。
【００１３】
第４発明は、第１発明において、前記排気バルブガイドは２層焼結製である構成としている。
【００１４】
第４発明によると、排気バルブガイドを２層焼結製としたため、耐食性、潤滑性、耐磨耗性のあるものにできる。又、シリンダヘッドに圧入後、排気バルブガイドの内面を加工可能であり、精度の良い排気バルブガイドが得られる。
【００１５】
第５発明は、エンジン用排気バルブガイドにおいて、前記排気バルブガイドを長手方向に、上部分と、排気ポート側の所定長さの下部分とに分割し、前記下部分を耐食性の有る材料とした構成としている。
【００１６】
第５発明によると、排気バルブガイドを長手方向に分割し、必要部分のみ耐食性の有る材料としたため、腐食を防止できると共に、材料費が安くなる。又、シリンダヘッドに圧入後、排気バルブガイドの内面を加工可能であり、精度の良い排気バルブガイドが得られる。
【００１７】
第６発明は、第５発明において、前記下部分を、軸穴の内側面側を耐食性のある材料とする２層焼結製とした構成としている。
【００１８】
第６発明によると、排気バルブガイドを耐食性、潤滑性、耐磨耗性のあるものにできる。又、シリンダヘッドに圧入後、排気バルブガイドの内面を加工可能であり、精度の良い排気バルブガイドが得られる。さらに必要部分のみ２層焼結製にしたため、コストを安くできる。
【００１９】
第７発明は、第１〜第６発明において、前記耐食性のある材料は、耐磨耗性も有する構成としている。
【００２０】
第７発明によると、耐食性及び耐磨耗性の有る排気バルブガイドが得られ、エンジンの耐久性を向上できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係るエンジン用排気バルブガイドの実施形態について、図面を参照して詳述する。
【００２２】
図１は第１実施形態の、排気バルブガイド１の側面断面図である。図１において、排気バルブガイド１の筒状体２はシリンダヘッド１５に設けられた受け入れ穴１６に圧入されている。シリンダヘッド１５の下面には排気ポート２２が設けられている。排気バルブガイド１の軸穴３には排気バルブ２０のバルブステム２１が摺動自在に挿入されている。軸穴３の内側面４は耐食性及び耐磨耗性を有する材料で表面処理されている。筒状体２は例えば普通鋳鉄であり、耐食性及び耐磨耗性を有する材料の表面処理は例えば、Ｃｒ鍍金、Ｍｏ溶射、Ｎｉ鍍金、セラミック溶射等である。排気バルブガイド１は完品として仕上げられた後、シリンダヘッド１５に組み立てられる。
【００２３】
本発明の排気バルブガイド１は上記のような構成としたため、ＥＧＲを行うエンジンや、硫黄分の多い燃料を用いるエンジンにおいても、排気ガス中のＳＯｘによる排気バルブガイド１の腐食を防止できる。同時に耐磨耗性も向上し、エンジンの耐久性を向上できる。又、完品組立が可能であり、製作が容易で、コスト低減が図れる。
【００２４】
図２は第２実施形態の、排気バルブガイド１ａの側面断面図である。図２において、筒状体２の軸穴３の、内側面４の排気ポート２２側の、所定長さＬの部分は耐食性の有る材料で表面処理されている。排気バルブガイドは排気ポート２２側が腐食されやすく、また、排気バルブガイドの温度が上昇して磨耗が促進されるので、排気ポート２２近傍の耐食性、耐磨耗性を向上することは効果的である。長さＬは例えば２０〜３０ｍｍである。それぞれの材質は第１実施形態のものと同一なので説明は省略する。本実施形態によれば、表面処理長さが短いため、コストを安くできる。
【００２５】
図３は第３実施形態の、排気バルブガイド１ｂの側面断面図である。図３において、筒状体２を、普通鋳鉄の外周部分２ａと、耐食性及び耐磨耗性の有る材料の内周部分２ｂとからなる２層焼結製としている。耐食性及び耐磨耗性の有る焼結材としては、例えば硬質粒子を含み、銅溶浸した鉄系焼結合金で、鉄に炭素、クロム、モリブデン、コバルト、ニッケル、銅を含む焼結合金があり、耐食性と共に耐磨耗性を有するため、耐久性が向上する。又、シリンダヘッドに圧入後、軸穴３の加工が可能であり、バルブ関係の精度を向上できる。
【００２６】
図４は第４実施形態の、排気バルブガイド１ｃの側面断面図である。図４において、筒状体２を長手方向に２分割して上部分５と、排気ポート２２側の長さＬの下部分６とで構成する。上部分５は普通鋳鉄であり、下部分６は耐食性及び耐磨耗性のある材料である。上部分５と下部分６とは分離したままシリンダヘッドに圧入し、その後軸穴３を加工しても良く、上部分５と下部分６とを接着、あるいは摩擦圧接等で接合しても良い。
【００２７】
図５は第５実施形態の、排気バルブガイド１ｄの側面断面図である。図５において、筒状体２を長手方向に２分割して上部分５と、排気ポート２２側の長さＬの下部分７とで構成する。下部分７は、普通鋳鉄の外周部分７ａと、耐食性及び耐磨耗性のある材料の内周部分７ｂとからなる２層焼結製としている。焼結材は第３実施形態のものと同一である。第４実施形態のものと同様に、上部分５と下部分７とは分離したままシリンダヘッドに圧入し、その後軸穴３を加工しても良く、上部分５と下部分７とを接着、あるいは摩擦圧接等で接合しても良い。本実施形態によれば、焼結材部分が短いためコスト低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、第１実施形態の排気バルブガイドの側面断面図である。
【図２】本発明の、第２実施形態の排気バルブガイドの側面断面図である。
【図３】本発明の、第３実施形態の排気バルブガイドの側面断面図である。
【図４】本発明の、第４実施形態の排気バルブガイドの側面断面図である。
【図５】本発明の、第５実施形態の排気バルブガイドの側面断面図である。
【図６】従来の内燃機関用バルブガイドの断面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…排気バルブガイド、２…筒状体、２ａ，７ａ…外周部分、２ｂ，７ｂ…内周部分、３…軸穴、４…内側面、５…上部分、６，７…下部分。
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン用排気バルブガイドに関し、特にはＥＧＲを行うエンジンや、硫黄分の多い燃料を用いるエンジン用排気バルブガイドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン用バルブガイドは比較的加工容易な軟質金属が使われてきた。そのためエンジン作動中に磨耗しやすく、バルブガイドの軸穴とバルブステムとの間に隙間が生じて油を含んだガスや煙が外部に排出されるという問題があった。そのため、バルブガイドの磨耗を防止する工夫が種々なされてきた。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図６は特許文献１に開示された内燃機関用バルブガイドの断面図である。図６において、バルブガイド１０は、硬質金属性の筒体１１とフランジ１２とを備えている。バルブガイド１０はシリンダヘッド１５に設けられた受け入れ穴１６内へ圧入されている。シリンダヘッド１５の下面には吸気又は排気ポート２２が設けられている。２０は吸気又は排気バルブで、そのバルブステム２１はバルブガイド１０の軸穴１３内に摺動自在に挿入されている。バルブガイド１０の軸穴１３を除く全外側面１４にはブロンズ鍍金が施されている。軸穴１３の内径面は窒化されている。バルブガイド１０は完成品として加工された後、シリンダヘッド１５の受け入れ穴１６に圧入される。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５６−１１０５０５号公報（第２頁、ＦＩＧ．１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
近年、エンジンの排気ガスを浄化するために排気ガスを吸気側に再循環させる、通常ＥＧＲと呼ばれる方法により排気中のＮＯｘを低減する方法がとられている。このＥＧＲを行うエンジン、あるいは硫黄分の多い燃料を用いるエンジンでは、排気ガス中のＳＯｘによる腐食が加速される。この現象は特に排気バルブガイドの排気ポート近傍において甚だしく発生する。図６において、排気ポート２２から矢印方向に、ＳＯｘを含んだ排気ガスが流入してバルブガイド１０の軸穴１３を腐食する。この腐食は窒化では防止することは困難である。
【０００６】
本発明は、上記の問題点に着目してなされたものであり、ＥＧＲを行うエンジン、あるいは硫黄分の多い燃料を用いるエンジンの排気ガス中のＳＯｘにより腐食されることのない、エンジン用排気バルブガイドを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】
上記の目的を達成するために、第１発明は、エンジン用排気バルブガイドにおいて、前記排気バルブガイドの軸穴の内側面を耐食性の有る材料とした構成としている。
【０００８】
第１発明によると、排気バルブガイドの軸穴の内側面を耐食性の有る材料としたため、ＥＧＲを行うエンジンや、硫黄分の多い燃料を用いるエンジンにおいても、排気ガス中のＳＯｘによる排気バルブガイドの腐食を防止できる。
【０００９】
第２発明は、第１発明において、前記排気バルブガイドの軸穴の内側面に表面処理を施した構成としている。
【００１０】
第２発明によると、排気バルブガイドの軸穴の内側面に表面処理を施したため、排気ガス中のＳＯｘによる排気バルブガイドの腐食を防止できる。又、完成品の排気バルブガイドをエンジンのシリンダヘッドに圧入することができる。そのため製作が容易で、コスト低減が図れる。
【００１１】
第３発明は、第１又は第２発明において、前記排気バルブガイドの長手方向の、排気ポート側の所定長さの、軸穴の内側面に表面処理を施した構成としている。
【００１２】
第３発明によると、排気バルブガイドの長手方向の、排気ポート側の所定長さの、軸穴の内側面に表面処理を施した。排気バルブガイドの腐食及び磨耗は主として排気ポート側に発生する。したがって、排気ポート側の所定長さの部分に表面処理を施せば十分に目的は達せられる。本発明では表面処理を施す長さを短くしたためコストを安くできる。
【００１３】
第４発明は、第１発明において、前記排気バルブガイドは２層焼結製である構成としている。
【００１４】
第４発明によると、排気バルブガイドを２層焼結製としたため、耐食性、潤滑性、耐磨耗性のあるものにできる。又、シリンダヘッドに圧入後、排気バルブガイドの内面を加工可能であり、精度の良い排気バルブガイドが得られる。
【００１５】
第５発明は、エンジン用排気バルブガイドにおいて、前記排気バルブガイドを長手方向に、上部分と、排気ポート側の所定長さの下部分とに分割し、前記下部分を耐食性の有る材料とした構成としている。
【００１６】
第５発明によると、排気バルブガイドを長手方向に分割し、必要部分のみ耐食性の有る材料としたため、腐食を防止できると共に、材料費が安くなる。又、シリンダヘッドに圧入後、排気バルブガイドの内面を加工可能であり、精度の良い排気バルブガイドが得られる。
【００１７】
第６発明は、第５発明において、前記下部分を、軸穴の内側面側を耐食性のある材料とする２層焼結製とした構成としている。
【００１８】
第６発明によると、排気バルブガイドを耐食性、潤滑性、耐磨耗性のあるものにできる。又、シリンダヘッドに圧入後、排気バルブガイドの内面を加工可能であり、精度の良い排気バルブガイドが得られる。さらに必要部分のみ２層焼結製にしたため、コストを安くできる。
【００１９】
第７発明は、第１〜第６発明において、前記耐食性のある材料は、耐磨耗性も有する構成としている。
【００２０】
第７発明によると、耐食性及び耐磨耗性の有る排気バルブガイドが得られ、エンジンの耐久性を向上できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係るエンジン用排気バルブガイドの実施形態について、図面を参照して詳述する。
【００２２】
図１は第１実施形態の、排気バルブガイド１の側面断面図である。図１において、排気バルブガイド１の筒状体２はシリンダヘッド１５に設けられた受け入れ穴１６に圧入されている。シリンダヘッド１５の下面には排気ポート２２が設けられている。排気バルブガイド１の軸穴３には排気バルブ２０のバルブステム２１が摺動自在に挿入されている。軸穴３の内側面４は耐食性及び耐磨耗性を有する材料で表面処理されている。筒状体２は例えば普通鋳鉄であり、耐食性及び耐磨耗性を有する材料の表面処理は例えば、Ｃｒ鍍金、Ｍｏ溶射、Ｎｉ鍍金、セラミック溶射等である。排気バルブガイド１は完品として仕上げられた後、シリンダヘッド１５に組み立てられる。
【００２３】
本発明の排気バルブガイド１は上記のような構成としたため、ＥＧＲを行うエンジンや、硫黄分の多い燃料を用いるエンジンにおいても、排気ガス中のＳＯｘによる排気バルブガイド１の腐食を防止できる。同時に耐磨耗性も向上し、エンジンの耐久性を向上できる。又、完品組立が可能であり、製作が容易で、コスト低減が図れる。
【００２４】
図２は第２実施形態の、排気バルブガイド１ａの側面断面図である。図２において、筒状体２の軸穴３の、内側面４の排気ポート２２側の、所定長さＬの部分は耐食性の有る材料で表面処理されている。排気バルブガイドは排気ポート２２側が腐食されやすく、また、排気バルブガイドの温度が上昇して磨耗が促進されるので、排気ポート２２近傍の耐食性、耐磨耗性を向上することは効果的である。長さＬは例えば２０〜３０ｍｍである。それぞれの材質は第１実施形態のものと同一なので説明は省略する。本実施形態によれば、表面処理長さが短いため、コストを安くできる。
【００２５】
図３は第３実施形態の、排気バルブガイド１ｂの側面断面図である。図３において、筒状体２を、普通鋳鉄の外周部分２ａと、耐食性及び耐磨耗性の有る材料の内周部分２ｂとからなる２層焼結製としている。耐食性及び耐磨耗性の有る焼結材としては、例えば硬質粒子を含み、銅溶浸した鉄系焼結合金で、鉄に炭素、クロム、モリブデン、コバルト、ニッケル、銅を含む焼結合金があり、耐食性と共に耐磨耗性を有するため、耐久性が向上する。又、シリンダヘッドに圧入後、軸穴３の加工が可能であり、バルブ関係の精度を向上できる。
【００２６】
図４は第４実施形態の、排気バルブガイド１ｃの側面断面図である。図４において、筒状体２を長手方向に２分割して上部分５と、排気ポート２２側の長さＬの下部分６とで構成する。上部分５は普通鋳鉄であり、下部分６は耐食性及び耐磨耗性のある材料である。上部分５と下部分６とは分離したままシリンダヘッドに圧入し、その後軸穴３を加工しても良く、上部分５と下部分６とを接着、あるいは摩擦圧接等で接合しても良い。
【００２７】
図５は第５実施形態の、排気バルブガイド１ｄの側面断面図である。図５において、筒状体２を長手方向に２分割して上部分５と、排気ポート２２側の長さＬの下部分７とで構成する。下部分７は、普通鋳鉄の外周部分７ａと、耐食性及び耐磨耗性のある材料の内周部分７ｂとからなる２層焼結製としている。焼結材は第３実施形態のものと同一である。第４実施形態のものと同様に、上部分５と下部分７とは分離したままシリンダヘッドに圧入し、その後軸穴３を加工しても良く、上部分５と下部分７とを接着、あるいは摩擦圧接等で接合しても良い。本実施形態によれば、焼結材部分が短いためコスト低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、第１実施形態の排気バルブガイドの側面断面図である。
【図２】本発明の、第２実施形態の排気バルブガイドの側面断面図である。
【図３】本発明の、第３実施形態の排気バルブガイドの側面断面図である。
【図４】本発明の、第４実施形態の排気バルブガイドの側面断面図である。
【図５】本発明の、第５実施形態の排気バルブガイドの側面断面図である。
【図６】従来の内燃機関用バルブガイドの断面図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…排気バルブガイド、２…筒状体、２ａ，７ａ…外周部分、２ｂ，７ｂ…内周部分、３…軸穴、４…内側面、５…上部分、６，７…下部分。
Claims (7)
- エンジン用排気バルブガイドにおいて、
前記排気バルブガイド（１，１ａ，１ｂ）の軸穴（３）の内側面（４）を耐食性の有る材料とした
ことを特徴とするエンジン用排気バルブガイド。 - 請求項１記載のエンジン用排気バルブガイドにおいて、
前記排気バルブガイド（１，１ａ）の軸穴（３）の内側面（４）に表面処理を施した
ことを特徴とするエンジン用排気バルブガイド。 - 請求項１又は２記載のエンジン用排気バルブガイドにおいて、
前記排気バルブガイド（１ａ）の長手方向の、排気ポート（２２）側の所定長さの、軸穴（３）の内側面（４）に表面処理を施した
ことを特徴とするエンジン用排気バルブガイド。 - 請求項１記載のエンジン用排気バルブガイドにおいて、
前記排気バルブガイド（１ｂ）は２層焼結製である
ことを特徴とするエンジン用排気バルブガイド。 - エンジン用排気バルブガイドにおいて、
前記排気バルブガイド（１ｃ，１ｄ）を長手方向に、上部分（５）と、排気ポート（２２）側の所定長さの下部分（６）とに分割し、前記下部分（６，７）を耐食性の有る材料とした
ことを特徴とするエンジン用排気バルブガイド。 - 請求項５記載のエンジン用排気バルブガイドにおいて、
前記下部分（７）を、軸穴（３）の内側面（４）側を耐食性のある材料とする２層焼結製とした
ことを特徴とするエンジン用排気バルブガイド。 - 請求項１〜６記載のエンジン用排気バルブガイドにおいて、前記耐食性のある材料は、耐磨耗性も有する
ことを特徴とするエンジン用排気バルブガイド。
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|---|---|---|---|
| JP2002263207A JP2004100568A (ja) | 2002-09-09 | 2002-09-09 | エンジン用排気バルブガイド |
| KR1020030057891A KR20040023506A (ko) | 2002-09-09 | 2003-08-21 | 엔진용 배기밸브가이드 |
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Family
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002263207A Pending JP2004100568A (ja) | 2002-09-09 | 2002-09-09 | エンジン用排気バルブガイド |
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| Country | Link |
|---|---|
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