JP2009030526A - Intake valve mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃焼室に通じる吸気ポートの開口部を開閉する吸気弁構造に関する。 The present invention relates to an intake valve structure that opens and closes an opening of an intake port that communicates with a combustion chamber.
従来、燃焼室に通じる吸気ポートの開口部を開閉する吸気弁構造として特許文献1に記載の吸排気構造が知られている。この吸排気構造において、吸気弁は、吸気ポートの開口部を開閉可能な弁傘部と、その弁傘部から互いに平行に延びる一対のステムを有している。一対のステムは、開口部の中央付近には位置していないため、混合気の流れが燃焼室の中央付近に集中し易くなり、その混合気が燃焼室の軸方向に対流することになり、軸方向の渦流(縦渦流)が形成される。混合気に、このような縦渦流が付与されていることから、燃焼室の左右(半径)方向における成層燃焼を得ることができる。そしてこの成層燃焼と混合気流の乱れとにより希薄燃焼の達成を容易にすることができる。
Conventionally, an intake / exhaust structure described in
しかしながら、特許文献1に記載された吸気弁構造は、弁傘部を各ステムの間で複数の弁片に分割可能に形成することで、各ステムの滑らかな動きを確保することを可能にする構成であるため、弁傘部を形成するための部品点数の増加や、構造の複雑化が問題となる。一方、弁傘部を複数の弁片に分割せず、一対のステムを延出させる構成とした場合は、構造は簡易化されるものの、円滑な動作を確保するためには、両ステム及びステムガイドが平行かつ適切な位置に配置されていることを要する。そのため、製造誤差を抑える必要が生じ、製造コストが増加する虞がある。
However, the intake valve structure described in
本発明は、上記実情に鑑みることにより、簡易な構成で、吸気ポートから燃料室に入り込む直線的な混合気の流れが妨げられるのを抑制可能な吸気弁構造を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide an intake valve structure capable of suppressing the obstruction of the flow of a linear air-fuel mixture entering the fuel chamber from the intake port with a simple configuration.
本発明は、燃焼室に通じる吸気ポートの開口部を開閉する吸気弁構造に関する。
そして、本発明に係る吸気弁構造は、上記目的を達成するために以下のようないくつかの特徴を有している。すなわち、本発明の吸気弁構造は、以下の特徴を単独で、若しくは、適宜組み合わせて備えている。
The present invention relates to an intake valve structure that opens and closes an opening of an intake port that communicates with a combustion chamber.
In order to achieve the above object, the intake valve structure according to the present invention has several features as follows. That is, the intake valve structure of the present invention includes the following features alone or in combination as appropriate.
上記目的を達成するための本発明に係る吸気弁構造における第1の特徴は、燃焼室に通じる吸気ポートの開口部を開閉するための吸気弁構造であって、前記燃焼室に位置して前記開口部を開閉可能な弁傘部と、当該弁傘部から前記開口部を介して前記吸気ポート側に延びて摺動自在に支持されるステムと、を有し、前記ステムは、前記弁傘部の側において、複数に分岐して、当該弁傘部の外周縁部近傍を支持することである。 In order to achieve the above object, a first feature of the intake valve structure according to the present invention is an intake valve structure for opening and closing an opening of an intake port that communicates with a combustion chamber. A valve umbrella part capable of opening and closing the opening part, and a stem that extends from the valve umbrella part through the opening part to the intake port side and is slidably supported. On the part side, it is branched into a plurality of parts to support the vicinity of the outer peripheral edge of the valve head part.
この構成によると、ステムが分岐して弁傘部の外周縁部近傍を支持するため、弁傘部の中央付近がステムによって支持されることはない。そのため、例えば、ステムの分岐した部分が吸気ポートの中央に位置しないようにステムを配置することで、吸気ポートから燃焼室に入り込む直線的な混合気の流れが妨げられるのを抑制できる。また、複数位置で弁傘部の外周縁部近傍が支持されるため、ステムと弁傘部との結合状態を安定させることができる。これにより、吸気弁構造を壊れにくい構成とすることができる。また、一のステムで弁傘部が支持されるので、構成部品が少なくなり、簡易な構成になる。 According to this configuration, since the stem branches and supports the vicinity of the outer peripheral edge of the valve head portion, the vicinity of the center of the valve head portion is not supported by the stem. Therefore, for example, by arranging the stem so that the branched portion of the stem is not located at the center of the intake port, it is possible to suppress the obstruction of the flow of the linear air-fuel mixture entering the combustion chamber from the intake port. In addition, since the vicinity of the outer peripheral edge portion of the valve head portion is supported at a plurality of positions, the coupling state between the stem and the valve head portion can be stabilized. As a result, the intake valve structure can be made hard to break. Moreover, since the valve head portion is supported by one stem, the number of components is reduced and the configuration is simplified.
また、本発明に係る吸気弁構造における第2の特徴は、前記ステムは、前記弁傘部の側において二股に分岐して形成されており、当該分岐した部分が、前記吸気ポートの内壁に近接するように配置されていることである。 A second feature of the intake valve structure according to the present invention is that the stem is bifurcated and formed on the valve umbrella side, and the branched portion is close to the inner wall of the intake port. It is arranged to do.
この構成によると、ステムにおける分岐した部分が、吸気ポートの中央から離れて配置されるため、吸気ポートの中央を通過する経路を妨げないようにできる。また、構成が簡易であるため、吸気弁構造の製造が容易である。 According to this configuration, the branched portion of the stem is disposed away from the center of the intake port, so that the path passing through the center of the intake port can be prevented. Moreover, since the configuration is simple, the intake valve structure can be easily manufactured.
また、本発明に係る吸気弁構造における第3の特徴は、前記弁傘部により前記開口部が閉じられた閉弁状態において、前記ステムの分岐点が前記吸気ポートの内壁に形成された凹部に収納されるように構成されていることである。 A third feature of the intake valve structure according to the present invention is that the stem branch point is a recess formed on the inner wall of the intake port in the closed state in which the opening is closed by the valve umbrella. It is configured to be stored.
この構成によると、ステムの分岐点の位置を吸気ポートの中央から離れた位置に保つことができるため、開口部が開放されたときに、当該分岐点が吸気ポートの中央近傍に移動して、混合気の流れを遮らないように構成することが容易になる。 According to this configuration, the position of the stem branch point can be kept away from the center of the intake port, so when the opening is opened, the branch point moves to the vicinity of the center of the intake port, It becomes easy to configure so as not to block the flow of the air-fuel mixture.
また、本発明に係る吸気弁構造における第4の特徴は、前記弁傘部が前記開口部から離れた開弁状態において、前記ステムの分岐点が前記凹部に収納されるように構成されていることである。 A fourth feature of the intake valve structure according to the present invention is that the stem branch point is housed in the recess when the valve head portion is open from the opening. That is.
この構成によると、開口部が開放されたときに、ステムの分岐点が凹部から吸気ポート側に延出することがないので、当該分岐点により吸気ポート内の混合気の流れが遮られることはない。これにより、更に混合気が直線的に通過しやすい構成となる。 According to this configuration, when the opening is opened, the branch point of the stem does not extend from the recess to the intake port side, so that the flow of the air-fuel mixture in the intake port is blocked by the branch point. Absent. As a result, the air-fuel mixture is more likely to pass linearly.
また、本発明に係る吸気弁構造における第5の特徴は、前記ステムは、前記弁傘部の側において網状に形成されていることである。 A fifth feature of the intake valve structure according to the present invention is that the stem is formed in a net shape on the valve umbrella side.
この構成によると、ステムが弁傘部の側において網状に形成されているので、混合気が通過しやすくなる。また、弁傘部は外周縁部を網状に分岐して広がるステムにより安定して支持されることになる。 According to this configuration, since the stem is formed in a net shape on the side of the valve head, the air-fuel mixture easily passes. In addition, the valve head portion is stably supported by a stem that spreads by branching the outer peripheral edge into a net shape.
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る吸気弁構造を示す概略断面図である。図2は、図1に示す吸気弁構造のA−A断面矢視図である。また、図3は、図1に示す弁傘部を示す斜視図である。第1実施形態に係る吸気弁構造は、レシプロタイプの内燃機関に本発明を適用したものである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an intake valve structure according to a first embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view of the intake valve structure shown in FIG. FIG. 3 is a perspective view showing the valve head portion shown in FIG. The intake valve structure according to the first embodiment is an application of the present invention to a reciprocating type internal combustion engine.
図1に示す吸気弁構造は、シリンダヘッド1と、吸気弁5と、を備えている。
シリンダヘッド1にはシリンダの燃焼室2に通じる吸気ポート3が形成されている。尚、図1に示す概略断面図は、吸気ポート3の径方向中央部を含むようにシリンダヘッド1を切断した断面を示している。また、吸気ポート3の燃焼室2に対する開口部3aは、略円形となるように形成され、当該開口部3aの周囲には弁傘部6が着座する弁座4が設けられている。
The intake valve structure shown in FIG. 1 includes a
The
吸気弁5は、円板状の弁傘部6と、当該弁傘部6から延びるステム7とを備えている。弁傘部6は、弁座4に着座して開口部3aを閉じることができる。尚、図1は、弁傘部6が弁座4に着座した閉弁状態を示している。
The
図3に示すように、ステム7は、弁傘部6の側において主軸部分7aから二股に分岐するように形成されている。そして、分岐部分7b・7bにより弁傘部6の外周縁部近傍が支持されている。尚、吸気弁5の強度確保の観点から、弁傘部6の弁座4側に向かう表面において弁座4に当接可能な面を確保した上で、外周縁部に最も近接する位置を分岐部分7b・7bで支持することが望ましい。
As shown in FIG. 3, the
図1に示すように、シリンダヘッド1には、外部から吸気ポート3に向かって、吸気ポート3の開口部3aに略対面する位置に開口する貫通孔1aが形成されている。尚、貫通孔1aは、中心線が開口部3aの略中心を通過するような位置に形成される。当該貫通孔1aには円筒状のステムガイド8が設置されている。
As shown in FIG. 1, the
ステム7は、当該ステムガイド8を介してシリンダヘッド1に摺動自在に取り付けられている。尚、ステム7の主軸部分7aにおける弁傘部6とは逆側の端部は、図示しないカム等を用いた駆動機構と接続される。当該駆動機構によりステム7を進退させることで、弁傘部6を着座または離座させることができる。
The
また、図2に示すように、分岐部分7b・7bは、主軸部分7aの中心を通過する軸線を挟んで対称なアーチ状に形成されており、当該分岐部分7b・7bが吸気ポート3の内壁面に沿うように吸気弁5が配置される。即ち、分岐部分7b・7bを含む仮想平面と、吸気ポート3の径方向中央部を含む仮想平面とが略直交した状態となるように、ステム軸周りの回転を拘束して吸気弁5が配置される。
As shown in FIG. 2, the
次に、上記のように構成した吸気弁構造の吸気工程について説明する。
図4は、図1に示す吸気弁構造において吸気弁5が燃焼室2側に延出するように移動して、弁傘部6が離座した開弁状態を示す概略断面図である。図4においては、吸気弁5についても、吸気ポート3の径方向中央部を含む仮想平面により切断した断面を示している。
Next, the intake process of the intake valve structure configured as described above will be described.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a valve opening state in which the
図示しない駆動機構の作用に基づきステム7が吸気ポート3側に移動すると、図4に示すように、弁傘部6が弁座4から離れ、燃焼室2に通じる開口部3aが開かれる。このとき、ステム7の分岐部分7b・7bは、開口部3aの中央付近には位置しない。したがって、吸気ポート3の径方向中央部を通過する混合気は、ステム7における主軸部分7aの軸方向から見たときに直線的な流れを維持しながら、分岐部分7b・7bにより形成されるアーチ間を通過して燃焼室2に流入することになる(図3及び図4中、矢印fで示す)。これにより、従来から用いられているポート形状に加工を施すことなく、簡易な構成で燃焼室2により強い縦渦を生成できる。
When the
以上、説明したように、第1実施形態に係る吸気弁構造は、燃焼室2に通じる吸気ポート3の開口部3aを開閉するための吸気弁構造であって、前記燃焼室2に位置して前記開口部3aを開閉可能な弁傘部6と、当該弁傘部6から前記開口部3aを介して前記吸気ポート3側に延びて摺動自在に支持されるステム7と、を有し、前記ステム7は、前記弁傘部6の側において、前記吸気ポート3の中央を通過する経路を妨げないように二股に分岐して、当該弁傘部6の外周縁部近傍を支持するので、吸気ポート3から燃焼室2に入り込む直線的な混合気の流れが妨げられるのを抑制できる。また、ステム7が途中で二股に分岐することにより2位置で弁傘部6の外周縁部近傍が支持されるため、ステム7と弁傘部6との結合状態を安定させることができる。また、一のステム7で弁傘部6が支持されるので、構成部品が少なくなり、簡易な構成になる。
As described above, the intake valve structure according to the first embodiment is an intake valve structure for opening and closing the
また、分岐部分7b・7bが、前記吸気ポート3の内壁面に近接するようにステム7が配置されているので、ステム7における分岐部分7b・7bが、吸気ポート3の中央から離れて配置され、分岐部分7b・7bにより吸気ポート3の中央における混合気の流れが遮られることを顕著に抑制可能である。また、構成が簡易であるため、吸気弁構造の製造が容易である。
Further, since the
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る吸気弁構造について説明する。図5は、本発明の第2実施形態に係る吸気弁構造を示す概略断面図である。図6は、図5に示す吸気弁構造のB−B断面矢視図である。図7は、図5に示す吸気弁構造の開弁状態を示す概略断面図である。尚、第1実施形態に係る吸気弁構造と同一部材には同一符号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, an intake valve structure according to a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic sectional view showing an intake valve structure according to the second embodiment of the present invention. 6 is a cross-sectional view of the intake valve structure shown in FIG. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a valve open state of the intake valve structure shown in FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same member as the intake valve structure which concerns on 1st Embodiment, and description is abbreviate | omitted.
この吸気弁構造においては、図5に示すように、吸気ポート3の内壁の一部に凹部3bが形成されている。尚、図5及び図7において、凹部3bを形成しない状態の吸気ポート3の形状を二点鎖線で示している。当該凹部3bは、吸気ポート3の内壁に形成されたステムガイド8設置用の貫通孔1aに連通するように形成されている。
In this intake valve structure, as shown in FIG. 5, a
吸気弁10は、ステム11と、弁傘部12とを備えて構成されている。ステム11は、主軸部分11aと、当該主軸部分11aから分岐点Xにて二股に分岐する分岐部分11b・11bとを有し、分岐部分11b・11bの端部に弁傘部12が連結されている。図6に示すように、吸気弁10は、分岐部分11b・11bが吸気ポート3に形成された凹部3bにおける内壁面に沿うように配置される。
The
第2実施形態に係る吸気弁構造は、弁傘部12が弁座4に着座した閉弁状態(図5及び図6参照)及び弁座4から離座した開弁状態(図7参照)のいずれの状態においても、ステム11における分岐点Xが凹部3b内に収容されるように吸気弁10が配置されている。
The intake valve structure according to the second embodiment is in a closed state (see FIGS. 5 and 6) in which the
このように、第2実施形態に係る吸気弁構造は、閉弁状態及び開弁状態のいずれの状態においても、前記ステム11の分岐点Xが前記吸気ポート3の内壁に形成された凹部3bに収納されるように構成されているので、図7に示すように、開口部3aが開放されたときに、ステム11の分岐点Xが凹部3bから吸気ポート3側に延出することがない。したがって、当該分岐点Xにより吸気ポート3内の混合気の流れが遮られることはない。これにより、更に混合気が直線的に通過しやすい構成となる。
Thus, in the intake valve structure according to the second embodiment, the branch point X of the
尚、第2実施形態に示すように、開弁状態において分岐点Xが凹部3b内に位置するように構成する場合に限らず、少なくとも閉弁状態において凹部3b内に分岐点Xが位置するように構成してもよい。この場合でも、ステム11の分岐点Xの位置を吸気ポート3の中央から離れた位置、即ち、吸気ポート3の内壁面に近い位置に保つことができるので、開口部3aが開放されたときに、当該分岐点Xが吸気ポート3の中央近傍に移動して、混合気の流れを遮らないように構成することが容易になる。
In addition, as shown in 2nd Embodiment, it is not restricted to the case where it is comprised so that the branch point X may be located in the recessed
(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る吸気弁構造について説明する。図8は、本発明の第3実施形態に係る吸気弁構造における吸気弁20を示す斜視図である。また、図9は、図8に示す吸気弁20をステム21における主軸部分21aの軸方向(図8中、矢印C方向)から見た図である。
(Third embodiment)
Next, an intake valve structure according to a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 is a perspective view showing the
第3実施形態に係る吸気弁構造は、吸気ポート3の構成は第1実施形態と同様であり、吸気弁20の構成のみ異なる。以下、吸気弁20の構成について説明する。
In the intake valve structure according to the third embodiment, the configuration of the
図8に示すように、吸気弁20は、ステム21と弁傘部22とを有し、ステム21は、主軸部分21aと、当該主軸部分21aから分岐する4つの同形状の分岐部分21b・21c・21d・21eとを有する。そして、当該分岐部分21b〜21eの端部において弁傘部22が連結されている。
As shown in FIG. 8, the
図9に示すように、分岐部分21b〜21eのうち、分岐部分21b・21cは、それぞれ主軸部分21aを挟んで分岐部分21d・21eと対称に位置するように主軸部分21aから分岐して弁傘部22に連結されており、図9において分岐部分21bと分岐部分21eのなす角度θが鈍角になるように構成される。
As shown in FIG. 9, among the
そして、当該吸気弁20は、分岐部分21b・21cと、分岐部分21d・21eと、の間を混合気が通過し易いように吸気ポート3に配置される。具体的には、吸気ポート3の径方向中央部を含む仮想平面が、図9において分岐部分21bと分岐部分21eとがなす角度θを略等分するように、当該吸気弁20が吸気ポート3に配置される。これにより、混合気の直線的な流れ(図8、図9において矢印Dで示す)を遮りにくく構成できる。この場合、4つの分岐部分21b〜21eにより弁傘部22を安定して支持することができるため有効である。
The
(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態に係る吸気弁構造について説明する。図10は、本発明の第4実施形態に係る吸気弁構造における吸気弁30を示す斜視図である。
(Fourth embodiment)
Next, an intake valve structure according to a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 10 is a perspective view showing the
第4実施形態に係る吸気弁構造は、吸気ポート3の構成は第1実施形態と同様であり、吸気弁30の構成のみ異なる。以下、吸気弁30の構成について説明する。
In the intake valve structure according to the fourth embodiment, the configuration of the
図10に示すように、吸気弁30は、ステム31と弁傘部32とを有し、ステム31は、主軸部分31aと、当該主軸部分31aから分岐する複数のワイヤー部材31bとを有する。そして、当該ワイヤー部材31bの端部において弁傘部32が連結されている。複数のワイヤー部材31bは、隣接するワイヤー部材31b同士が、弁傘部32の表面と略平行に配設される他のワイヤー部材31cにより連結され、全体として網状になるように構成されている。また、複数のワイヤー部材31bは、互いに略均等な間隔となるように分岐している。
As shown in FIG. 10, the
これらのワイヤー部材31b、31cの直径は、主軸部分31aの軸径よりも小さく、主軸部分31aの軸径の10分の1以下であることが望ましい。また、一のワイヤー部材31bと弁傘部32との接続位置と、隣接する他のワイヤー部材31bの接続位置と、の間の距離Lが、少なくとも主軸部分31aの軸径に相当する長さよりも長くなるように構成することが望ましい。
The diameters of these
このように、ステム31は、前記弁傘部32の側において網状に形成されているので、混合気の通過がステム31によって妨げられることを抑制することができる。また、複数のワイヤー部材31bは、互いに略均等な間隔となるように分岐しているので、吸気弁30がステム31の軸周りに回転した場合でも同様の効果を奏する。
Thus, since the stem 31 is formed in a net shape on the side of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made as long as they are described in the claims.
1 シリンダヘッド
2 燃焼室
3 吸気ポート
3a 開口部
4 弁座
5 吸気弁
6 弁傘部
7 ステム
7a 主軸部分
7b 分岐部分
8 ステムガイド
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記燃焼室に位置して前記開口部を開閉可能な弁傘部と、
当該弁傘部から前記開口部を介して前記吸気ポート側に延びて摺動自在に支持されるステムと、を有し、
前記ステムは、前記弁傘部の側において、複数に分岐して、当該弁傘部の外周縁部近傍を支持することを特徴とする吸気弁構造。 An intake valve structure for opening and closing an opening of an intake port leading to a combustion chamber,
A valve head portion that is located in the combustion chamber and can open and close the opening;
A stem that extends from the valve head portion to the intake port side through the opening and is slidably supported;
The intake valve structure according to claim 1, wherein the stem branches into a plurality of portions on the side of the valve head portion and supports the vicinity of the outer peripheral edge portion of the valve head portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007195413A JP2009030526A (en) | 2007-07-27 | 2007-07-27 | Intake valve mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007195413A JP2009030526A (en) | 2007-07-27 | 2007-07-27 | Intake valve mechanism |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=40401298
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JP (1) | JP2009030526A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10760455B2 (en) | 2016-12-20 | 2020-09-01 | Caterpillar Inc. | Poppet valve for an internal combustion engine |
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2007
- 2007-07-27 JP JP2007195413A patent/JP2009030526A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US10760455B2 (en) | 2016-12-20 | 2020-09-01 | Caterpillar Inc. | Poppet valve for an internal combustion engine |
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