JP2010096137A - Valve gear for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒の端部に位置する弁傘部と、該弁傘部の外周に形成されるシート面と着脱する弁座と、該弁座を具備するシリンダヘッドとを備え、該弁座に弁傘部のシート面が着脱されガス通路を開閉する内燃機関の弁装置に関する。 The present invention provides a valve head portion positioned at the end of a valve stem that is driven to reciprocate by a cam that is driven to rotate by a crankshaft of an engine, a seat seat formed on the outer periphery of the valve head portion, and a valve seat that is attached to and detached from The present invention relates to a valve device for an internal combustion engine that includes a cylinder head including the valve seat, and a seat surface of a valve head portion is attached to and detached from the valve seat to open and close a gas passage.
エンジンの給気弁動弁装置あるいは排気弁動弁装置においては、クランク軸により回転駆動される給気カムあるいは排気カムの運動を、給気弁あるいは排気弁の弁棒の先端部に取り付けたタペットを介して該給気弁あるいは排気弁に伝達して、該給気弁あるいは排気弁を開閉するように構成されている。 In an intake valve operating device or an exhaust valve operating device for an engine, a tappet in which the motion of an intake cam or an exhaust cam rotated by a crankshaft is attached to the tip of a valve rod of the intake valve or exhaust valve The air supply valve or the exhaust valve is transmitted to the air supply valve or the exhaust valve to open and close the air supply valve or the exhaust valve.
ここで、従来の弁装置について図12を用いて説明する。図12は従来の弁装置の弁傘部近傍を示す概略側面図である。
給気弁あるいは排気弁といった弁装置は、図12に示すように、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒64と、該弁棒64の端部に位置する弁傘部62と、該弁傘部の外周に形成されるシート面66と、該シート面66と着脱する弁座68とで構成されている。弁装置は、弁座68に弁傘部のシート面66が着脱され、ガス通路を開閉している。
Here, a conventional valve device will be described with reference to FIG. FIG. 12 is a schematic side view showing the vicinity of a valve head portion of a conventional valve device.
As shown in FIG. 12, a valve device such as an air supply valve or an exhaust valve includes a
これら給気弁あるいは排気弁は、図12のように、その弁傘部が開閉時に弁座と接触するため、その影響によって長時間運転すると表面に磨耗が生じる。 As shown in FIG. 12, these air supply valves and exhaust valves have their valve heads in contact with the valve seats when they are opened and closed.
このようにして磨耗される弁は、一定以上磨耗するとそれ以上使用することができず、交換が必要となりコストが発生する。このようなことから、弁の長寿命化を図るために磨耗対策が必要となる。この磨耗対策として、特許文献1(特開平5−340214号公報)が開示されている。 A valve that is worn in this way cannot be used any more if it is worn beyond a certain level, and needs to be replaced, resulting in cost. For this reason, it is necessary to take measures against wear in order to extend the life of the valve. Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 5-340214) is disclosed as a measure against this wear.
特許文献1は、作動流体が導入されるピストン室と、吸排気弁の上端に設けられるとともに前記ピストン室内において前記作動流体の圧力で軸方向に移動して該吸排気弁を移動させるピストンと、前記ピストンの内部に設けられて前記ピストン室内に導入される前記作動流体を受け入れる空間と、前記空間に連通して前記ピストンの頂部に形成され、前記作動流体をピストンの軸方向に対して傾斜した方向に噴射させることにより前記ピストン及び前記吸排気弁を回転させる噴射孔とを具備している。これにより、ピストン室内に導入された作動流体は、その圧力によってピストンを軸方向に移動させるとともに、同ピストン室内において該ピストンの噴射孔または噴射溝から斜め方向に噴射され、該ピストンを回転させる。 Patent Document 1 discloses a piston chamber into which a working fluid is introduced, a piston that is provided at the upper end of the intake and exhaust valves and moves in the axial direction by the pressure of the working fluid in the piston chamber to move the intake and exhaust valves. A space that is provided inside the piston and receives the working fluid introduced into the piston chamber, and is formed at the top of the piston in communication with the space, and the working fluid is inclined with respect to the axial direction of the piston. And an injection hole for rotating the piston and the intake / exhaust valve by injecting in a direction. As a result, the working fluid introduced into the piston chamber moves the piston in the axial direction by the pressure, and is injected obliquely from the injection hole or the injection groove of the piston in the piston chamber to rotate the piston.
一方、本出願人は磨耗対策として、特許文献2(特開昭62−30837号公報)に開示される発明を提案している。
特許文献2によれば、弁傘部に形成される弁シート部と、該弁シート部に着脱される弁座の当り面の材質を選択するとともに、前記弁座の当り面に角度をつけて弁シート部との当りが強くなるようにしている。
On the other hand, the present applicant has proposed the invention disclosed in Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 62-30837) as a countermeasure against wear.
According to
しかしながら、前記特許文献1においては、作動流体の圧力によって弁棒を回転させて磨耗低減を図ろうとしているが、弁棒だけの回転では磨耗対策としては不十分であり、また長時間運転することによる磨耗の発生は避けられず、弁傘部や弁座に偏磨耗が生じる。
また、特許文献2は、弁傘部に形成される弁シート部と、該弁シート部に着脱される弁座の当り面の材質を選択し、また弁座の当り面に角度をつけることにより、弁座や弁傘部の磨耗を低減させるために有益ではあるが、磨耗速度をより低減させるために更なる対策が求められている。
従って、本発明はかかる従来技術の課題に鑑み、弁座及び該弁座と着脱する弁傘部の偏磨耗を低減させる内燃機関の弁装置を提供することを課題とする。
However, in Patent Document 1, an attempt is made to reduce wear by rotating the valve stem by the pressure of the working fluid. However, rotation of the valve stem alone is not sufficient as a countermeasure against wear, and it is operated for a long time. Occurrence of wear due to inevitably occurs, and uneven wear occurs in the valve head and the valve seat.
In addition,
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a valve device for an internal combustion engine that reduces uneven wear of a valve seat and a valve head portion attached to and detached from the valve seat.
本発明は、かかる目的を達成するため、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒の端部に位置する弁傘部と、該弁傘部の外周に形成されるシート面と着脱する弁座と、該弁座を具備するシリンダヘッドとを備え、該弁座に弁傘部のシート面が着脱されガス通路を開閉する内燃機関の弁装置において、
前記弁座は前記弁傘部のシート面と着脱する当り面が設けられ、該当り面は前記シート面の内径側と接触する内側接触部と、該シート面の外径側と接触する外側接触部とを備え、前記内側接触部の剛性が小さくなり、該外側接触部と内側接触部は同等の剛性を有して形成され、前記当り面上方の弁座形状を変化させたことを特徴とする。
In order to achieve such an object, the present invention provides a valve umbrella portion positioned at an end portion of a valve rod that is driven to reciprocate by a cam that is rotationally driven by a crankshaft of an engine, and a seat surface formed on the outer periphery of the valve umbrella portion. In a valve device for an internal combustion engine comprising: a valve seat that is attached and detached; and a cylinder head that is provided with the valve seat, and a seat surface of a valve umbrella portion is attached to and detached from the valve seat to open and close a gas passage.
The valve seat is provided with a contact surface that is attached to and detached from the seat surface of the valve head portion, and the corresponding surface is an inner contact portion that contacts the inner diameter side of the seat surface and an outer contact that contacts the outer diameter side of the seat surface. The inner contact portion has a reduced rigidity, and the outer contact portion and the inner contact portion are formed with the same rigidity, and the valve seat shape above the contact surface is changed. To do.
本発明によれば、前記弁座は前記弁傘部のシート面と着脱する当り面が設けられ、該当り面は前記シート面の内径側と接触する内側接触部と、該シート面の外径側と接触する外側接触部とを備え、前記内側接触部の剛性が小さくなり、該外側接触部と内側接触部は同等の剛性を有して形成されることにより、前記当り面上方の弁座形状を外側へ反るように変形しやすくなり、上述した弁傘部の内側部分だけ磨耗する状況が改善されるので、偏磨耗が減少し、弁座と弁傘部の磨耗を低減することができる。
例えば、燃焼室よりの下からの圧力が作用することで弁傘部が変形したしても、該弁傘部の変形に追従して弁座を変形させ、弁傘部と弁座との接触の集中を避けることができるので、磨耗速度が低減される。なお、弁座の変形は、弁座の外側接触部から弁座上方に伸ばした線上よりも反りの終わりが外径側に来るように反らせることにより、より接触力が分散される。
According to the present invention, the valve seat is provided with a contact surface to be attached to and detached from the seat surface of the valve head portion, the corresponding surface is an inner contact portion that contacts the inner diameter side of the seat surface, and an outer diameter of the seat surface. An outer contact portion that comes into contact with the side, and the rigidity of the inner contact portion is reduced, and the outer contact portion and the inner contact portion are formed with the same rigidity, so that the valve seat above the contact surface The shape is easily deformed to warp outward, and the situation where only the inner portion of the above-described valve head portion is worn is improved, so that uneven wear is reduced, and wear of the valve seat and the valve head portion can be reduced. it can.
For example, even if the valve head part is deformed due to the pressure from the bottom of the combustion chamber, the valve seat is deformed following the deformation of the valve head part, and the valve head part contacts the valve seat. As a result, the wear rate can be reduced. In the deformation of the valve seat, the contact force is further dispersed by warping so that the end of the warp comes to the outer diameter side from the line extending from the outer contact portion of the valve seat to the upper side of the valve seat.
また、前記弁棒に設けられ該弁棒を軸線回りに回転させる弁棒回転手段を備え、前記弁座がシリンダヘッドに間隙を介在させて嵌合されるとともに、前記弁棒の軸線回りに回転されることを特徴とする。
このように、弁棒だけでなく弁座を回転させることにより、弁座及び該弁座と着脱する弁傘部の偏磨耗が低減し、弁座と弁傘部の磨耗を均一化できる。
The valve stem is provided with a valve stem rotating means provided on the valve stem to rotate the valve stem about an axis, and the valve seat is fitted to the cylinder head with a gap interposed therebetween and rotated about the axis of the valve stem. It is characterized by being.
In this way, by rotating not only the valve stem but also the valve seat, uneven wear of the valve seat and the valve head portion attached to and detached from the valve seat is reduced, and the wear of the valve seat and the valve head portion can be made uniform.
また、前記弁座の上部に設けられ該弁座を弁棒の軸線回りに回転させる弁座回転手段を備え、該弁座が弁傘部のシート面との着脱によって回転されることを特徴とする。
このように、弁座に回転手段を設けることにより、弁棒だけでなく弁座も回転されるので、偏磨耗を減少することができる。また、均一に磨耗されるため、弁座の当り面での接触がよくなる。
And a valve seat rotating means provided at an upper portion of the valve seat for rotating the valve seat about an axis of the valve stem, wherein the valve seat is rotated by being attached to and detached from a seat surface of the valve head portion. To do.
In this way, by providing the rotating means in the valve seat, not only the valve stem but also the valve seat is rotated, so that uneven wear can be reduced. Moreover, since it is worn out uniformly, the contact at the contact surface of the valve seat is improved.
さらに、前記弁棒の下部に設けられ前記弁座に向って突起する弁棒突起部と、該弁棒突起部と対向して弁座に設けられる弁座突起部とを備え、前記弁棒突起部と弁座突起部が係合して該弁棒の回転が弁座に伝達され、該弁座が弁棒とともに回転されることを特徴とする。
このように、前記弁棒下部に設けられ前記弁座に向って突起する弁棒突起部と、該弁棒突起部と対向して弁座に設けられる弁座突起部とを備え、前記弁棒突起部と弁座突起部とを係合させて弁棒を回転させることにより、弁棒が弁座と一緒に回転されるので、偏磨耗を減少することができる。また、磨耗が均一化される。
The valve stem projection further includes a valve stem projection provided at a lower portion of the valve stem and projecting toward the valve seat, and a valve seat projection provided on the valve seat so as to face the valve stem projection. And the valve seat protrusion is engaged to transmit the rotation of the valve stem to the valve seat, and the valve seat is rotated together with the valve rod.
As described above, the valve stem includes a valve stem projection provided at a lower portion of the valve stem and projecting toward the valve seat, and a valve seat projection provided on the valve seat so as to face the valve stem projection. By rotating the valve stem by engaging the projection and the valve seat projection, the valve stem is rotated together with the valve seat, so that uneven wear can be reduced. Further, the wear is made uniform.
さらにまた、前記弁棒の外周に形成され前記シート面の着座位置を位置決めする弁案内筒と、該弁案内筒の上端部に設けられ弁案内筒を軸線回りに回転させる弁案内筒回転手段とを備え、前記弁案内筒の下端部とその外周に位置する弁座とが連結され、該弁座が弁案内とともに回転されることを特徴とする。
このように、前記弁棒だけでなく、前記弁座付き弁案内筒を回転させる弁案内筒回転手段を設けて前記弁座が弁案内とともに回転されるので、偏磨耗を減少することができる。また、磨耗が均一化される。なお、弁案内筒回転手段は、ローテータを用いることにより回転の安定性を向上させているが、モータなどの回転装置でも代用することができる。
Furthermore, a valve guide cylinder that is formed on the outer periphery of the valve stem and positions the seating position of the seat surface, and a valve guide cylinder rotating means that is provided at the upper end portion of the valve guide cylinder and rotates the valve guide cylinder around the axis. The lower end of the valve guide tube and a valve seat located on the outer periphery of the valve guide tube are connected, and the valve seat is rotated together with the valve guide.
Thus, since not only the valve stem but also the valve guide cylinder rotating means for rotating the valve guide cylinder with the valve seat is provided and the valve seat is rotated together with the valve guide, uneven wear can be reduced. Further, the wear is made uniform. The valve guide cylinder rotating means uses a rotator to improve rotation stability, but a rotating device such as a motor can be used instead.
また、前記弁棒の外周に形成され前記シート面の着座位置を位置決めする弁案内筒と、該弁案内筒の下端部に設けられ前記弁座に向って突起する弁案内筒突起部と、該弁案内筒突起部と対向して弁座に設けられる弁座突起部と、前記弁案内筒の上端部に設けられ弁案内筒を軸線回りに回転させる弁案内筒回転手段とを備え、
前記弁案内筒突起部と弁座突起部が係合して該弁案内筒の回転が弁座に伝達され、該弁座が弁案内筒とともに回転されることを特徴とする。
これにより、同様に前記弁棒だけでなく、前記弁座付き弁案内筒を回転させる弁案内筒回転手段を設けて前記弁座が弁案内とともに回転されるので、偏磨耗を減少することができる。また、磨耗が均一化される。
A valve guide tube formed on an outer periphery of the valve stem for positioning a seating position of the seat surface; a valve guide tube protrusion provided at a lower end portion of the valve guide tube and protruding toward the valve seat; A valve seat projection provided on the valve seat facing the valve guide tube projection, and a valve guide tube rotating means provided on the upper end of the valve guide tube for rotating the valve guide tube about its axis,
The valve guide tube projection and the valve seat projection are engaged to transmit rotation of the valve guide tube to the valve seat, and the valve seat is rotated together with the valve guide tube.
Accordingly, since not only the valve stem but also a valve guide cylinder rotating means for rotating the valve guide cylinder with the valve seat is provided and the valve seat is rotated together with the valve guide, uneven wear can be reduced. Further, the wear is made uniform.
以上記載のごとく本発明によれば、前記弁座は前記弁傘部のシート面と着脱する当り面が設けられ、該当り面は前記シート面の内径側と接触する内側接触部と、該シート面の外径側と接触する外側接触部とを備え、前記内側接触部の剛性が小さくなり、該外側接触部と内側接触部は同等の剛性を有して形成されることにより、前記当り面上方の弁座形状を外側へ反るように変形しやすくなって上述した弁傘部の内側部分だけ磨耗する状況が改善されるので、偏磨耗が減少し、弁座と弁傘部の磨耗を低減することができる。また、該弁傘部の変形に追従して弁座を変形させ、弁傘部と弁座との接触の集中を避けることができる。
さらに、弁棒及び弁座を回転させることにより、弁棒だけでなく弁座も回転されるので、弁座及び該弁座と着脱する弁傘部の偏磨耗が低減し、弁座と弁傘部の磨耗を均一化できる。よって、均一に磨耗されるため、弁座の当り面での接触が良くなる。
As described above, according to the present invention, the valve seat is provided with a contact surface to be attached to and detached from the seat surface of the valve head portion, the corresponding surface is an inner contact portion that is in contact with the inner diameter side of the seat surface, and the seat An outer contact portion that contacts the outer diameter side of the surface, and the rigidity of the inner contact portion is reduced, and the outer contact portion and the inner contact portion are formed to have the same rigidity, so that the contact surface Since the upper valve seat shape is easily deformed so as to bend outward and only the inner part of the above-described valve head part is worn, uneven wear is reduced, and wear of the valve seat and the valve head part is reduced. Can be reduced. Further, the valve seat can be deformed following the deformation of the valve head portion, so that concentration of contact between the valve head portion and the valve seat can be avoided.
Further, by rotating the valve stem and the valve seat, not only the valve stem but also the valve seat is rotated. Therefore, uneven wear of the valve seat and the valve umbrella portion attached to and detached from the valve seat is reduced, and the valve seat and the valve umbrella are reduced. The wear of the part can be made uniform. Therefore, since it is worn uniformly, the contact at the contact surface of the valve seat is improved.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図1は本発明の一実施形態に係る内燃機関の弁装置近傍の縦断面概略図、図2は本発明の一実施形態に係る回転装置であり、(a)は弁閉時を示す半断面図、(b)は(a)におけるV−V線に沿う拡大側面図、(c)は弁全開時を示す半断面図である。また、図3は実施形態1に係る弁装置の弁傘部近傍を示す側面図であり、(a)は弁座変形前、(b)は弁座変形後を示し、図4は実施形態2に係る弁装置を示す側面図、図5は図4におけるW部の概略拡大図、図6は実施形態3に係る弁装置を示す側面図、図7は図6におけるX部の概略拡大図、図8は図6におけるY−Y線に沿う断面図、図9は実施形態4に係る弁装置を示す側面図、図10は図9におけるZ−Z線に沿う断面図、図11は図10の別形態を示す断面図である。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, etc. of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Only.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of the vicinity of a valve device of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a rotating device according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4B is an enlarged side view taken along line VV in FIG. 4A, and FIG. 4C is a half sectional view showing the valve fully open. 3 is a side view showing the vicinity of the valve head portion of the valve device according to the first embodiment, where (a) shows the valve seat before deformation, (b) shows the valve seat after deformation, and FIG. 4 shows the second embodiment. FIG. 5 is a schematic enlarged view of the W portion in FIG. 4, FIG. 6 is a side view showing the valve device according to Embodiment 3, and FIG. 7 is a schematic enlarged view of the X portion in FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG. 6, FIG. 9 is a side view showing the valve device according to
まず、図1を用いて本発明の一実施形態に係る内燃機関の弁装置について説明する。
図1は本発明の一実施形態に係る内燃機関の弁装置近傍の縦断面概略図であり、100はエンジン、110はシリンダヘッド、112は該エンジン100のシリンダ内に形成された燃焼室である。103は各シリンダヘッド101に形成された排気ポート、104は前記排気ポート103を開閉する排気弁、101は給気ポート、102は給気弁を示し、本実施形態では1シリンダに排気弁104を2個、給気弁を2個有する4弁式の動弁装置をそなえている。102は排気弁ばねである。
First, a valve device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of the vicinity of a valve device of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention, where 100 is an engine, 110 is a cylinder head, and 112 is a combustion chamber formed in a cylinder of the
109は図示しない排気カムに連結されるプッシュロッド(押し棒)、107はロッカーアームである。105は前記排気弁104、給気弁102の上端部が固定されたブリッジで、該ブリッジ105は、前記シリンダヘッド110の上面に固定された支持軸111に案内されて、前記排気弁104、給気弁102とともに往復動するようになっている。
前記ロッカーアーム107の前記ブリッジ105側は、調整ねじ112がねじ込まれ、該調整ねじ112の先端部はタペット106を介して前記ブリッジ105の上面に連結されている。前記タペット106の下部は一定のタペットクリアランスを形成して前記ブリッジ105の上面にのっている。
An
かかる弁装置において、図示しないクランク軸により排気カムが回転駆動され、ブッシュロッド109の往復動によってロッカーアーム107がロッカーブラケット(図示しない)の支持軸廻りに揺動せしめられ、調整ねじ112及びタペット106を介してブリッジ105及び排気弁104が排気弁ばね113のばね力に抗して押し下げられて該排気弁104が弁座から離れて開弁する。
In such a valve device, the exhaust cam is rotationally driven by a crankshaft (not shown), and the
次に、上述したような内燃機関の弁装置に用いられる回転装置、具体的にはバルブローテータについて図2を用いて説明する。
図2(a)に示されるバルブローテータ50は、エンジンバルブ51の軸端部に1対のコッタ52を介して止着され、且つ上端に外向鍔を備えるローテータ本体と、ローテータ本体の筒部に、上下方向に移動可能且つ相対回転可能として外嵌された皿状のリテーナー54と、上記外向鍔の下面に円周方向を向いて形成され、かつ上面(溝底面)が一定方向に下向傾斜する傾斜面55aを備える複数の円弧状のガイド溝55と、このガイド溝55内に転動可能に収容された鋼球56と、これとガイド溝55の深い側の端部との間に縮設され、かつ鋼球56を常時ガイド溝55の浅い側の端部に向かって付勢するコイルばね57と、上記ローテータ本体における外向鍔の下面隅部とリテーナー54の内周面の隅部との間に内外周縁が係止された皿ばね58と、この皿ばね58の上面に載置され、かつ上記鋼球56の下面が嵌入しうる環状凹溝を上面に備えるボールレース(図示しない)とで構成されている。
Next, a rotating device used for the valve device of the internal combustion engine as described above, specifically, a valve rotator will be described with reference to FIG.
The
図2(a)の弁閉時から図2(c)の弁全開時となる作動は、エンジンバルブ51が、ロッカアーム(図示しない)により押圧されて開き始め、弁ばね59の荷重が増加すると、リテーナー54は、皿ばね58に抗して上方へ移動する。それと同時に鋼球56は、皿ばね58と当接しているボールレースを介して押圧され、コイルばね57に抗して、ガイド溝55における傾斜面55aを上方に向かって転動しようとする。
その結果、鋼球56の転動による水平方向の力により、ローテータ本体は図2(b)中の矢印に示される方向に水平回転させられ、エンジンバルブ51もコッタ52を介して、軸線回りに回転させられる。
The operation from when the valve in FIG. 2 (a) is closed to when the valve is fully opened in FIG. 2 (c) starts when the
As a result, the rotator body is horizontally rotated in the direction indicated by the arrow in FIG. 2B by the horizontal force caused by the rolling of the
また、図2(a)の弁閉時に至る弁ばね59の荷重減少時には、皿ばね58の復元に従ってコイルばね57も復元する。なお、コイルばね57の力は皿ばね58よりも弱いので回転を戻す現象は起こらない。
Further, when the load of the
(実施形態1)
実施形態1に係る弁装置について、図3を用いて説明する。図3は実施形態1に係る弁装置の弁傘部近傍を示す側面図であり、図3(a)は弁座変形前、図3(b)は弁座変形後を示す。
図3(a)に示す弁装置は、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒4と、該弁棒4の端部に位置する弁傘部2と、該弁傘部2の外周に形成されるシート面6と、該シート面6と着脱する弁座10とで構成されている。
(Embodiment 1)
The valve device according to Embodiment 1 will be described with reference to FIG. 3A and 3B are side views showing the vicinity of the valve head portion of the valve device according to the first embodiment. FIG. 3A shows the state before the valve seat is deformed, and FIG. 3B shows the state after the valve seat is deformed.
The valve device shown in FIG. 3 (a) includes a
また、弁座10は、弁傘部2のシート面6と着脱する当り面が設けられ、該当り面はシート面6の内径側と接触する内側接触部12と、該シート面6の外径側と接触する外側接触部14とを備えている。
本実施形態では、内側接触部12の上方の半径を小さくし、金属を外側へ反らせることで内側接触部12の剛性を下げ、変形しやすくした。即ち、外側接触部14が内側接触部12と同等の剛性を有して形成されており、図3(b)に示される破線部ように、前記当り面上方の弁座形状を変化させている。これにより、偏磨耗が減少し、弁座と弁傘部の磨耗を低減することができる。
Further, the
In the present embodiment, the radius of the upper side of the inner contact portion 12 is reduced, and the metal is bent outward, thereby reducing the rigidity of the inner contact portion 12 and facilitating deformation. That is, the
ここで、弁座形状の変化について述べる。図3(b)の破線部に示されるように弁座10を外側へ反らせて形状を変化させている。この反りは、反り部分の曲率半径が小さい、反り部分の円弧長さが長い、下側開口部5断面よりも上側開口部3断面が大きい、符号7で示される径の断面部位は保持する、部材を若干薄めにする、といった構成によって形成されるものである。具体的には、下側開口部5内径の半分以下の高さHと、下側開口部5内径より大きい上側開口部3内径と、下側開口部5と上側開口部3の間に形成され下側開口部5内径より小さい内径の断面部位7とで決められる。
Here, the change in the valve seat shape will be described. As shown by the broken line portion in FIG. 3B, the shape is changed by bending the
(実施形態2)
次に、実施形態2に係る弁装置について、図4,5を用いて説明する。図4は実施形態2に係る弁装置を示す側面図、図5は図4におけるW部の概略拡大図である。
図4に示す弁装置は、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒4と、該弁棒4の端部に位置する弁傘部2と、該弁傘部2の外周に形成されるシート面6と、該シート面6と着脱する弁座10と、前記弁棒4の上端部に設けられるバルブローテータ50とで構成されている。
また、前記弁座10の上部に設けられ、弁座10を弁棒4の軸線回り回転させる弁座回転手段を備える。本実施形態では弁座回転手段としてローテータ8を用いる。
(Embodiment 2)
Next, the valve device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a side view showing the valve device according to the second embodiment, and FIG. 5 is a schematic enlarged view of a W portion in FIG.
The valve device shown in FIG. 4 includes a
Further, a valve seat rotating means provided on the
弁棒4を上下に駆動させることにより、弁傘部2の外周に形成されるシート面6と弁座10が着脱される。このような弁傘部2と弁座10が接触するとき、弁座10が弁棒4と一緒に僅かに上昇し、ローテータ8に力が伝わる。その後、弁傘部2と弁座10から離間するとき、ローテータ8が弁座10を回転させる。このようにして、弁棒だけでなく弁座も回転され、弁傘部と弁座との接触の集中を避けることができるので、偏磨耗を減少することができる。
なお、バルブローテータ50及びローテータ8の作動は、図2と同様であるのでその説明を省略する。
By driving the
The operations of the
さらに、図5に示すように、弁座10はシリンダヘッド110に間隙を介在させて嵌合されており、前記間隙により弁座10の回転を可能にしている。また、前記嵌合部により、弁座10が落下しない構成となっている。
Further, as shown in FIG. 5, the
(実施形態3)
また、実施形態3に係る弁装置について、図6〜8を用いて説明する。図6は実施形態3に係る弁装置を示す側面図、図7は図6におけるX部の概略拡大図、図8は図6におけるY−Y線に沿う断面図である。
図6に示す弁装置は、実施形態2と同様に、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒4と、該弁棒4の端部に位置する弁傘部2と、該弁傘部2の外周に形成されるシート面6と、該シート面6と着脱する弁座10と、前記弁棒4の上端部に設けられるバルブローテータ50とで構成されている。なお、バルブローテータ50の作動は、図2と同様であるのでその説明を省略する。
(Embodiment 3)
Moreover, the valve apparatus which concerns on Embodiment 3 is demonstrated using FIGS. 6 is a side view showing a valve device according to Embodiment 3, FIG. 7 is a schematic enlarged view of a portion X in FIG. 6, and FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line YY in FIG.
As in the second embodiment, the valve device shown in FIG. 6 includes a
また、図7,8に示すように、前記弁棒4はその下部に設けられ弁座10に向って突起する弁棒突起部18と、該弁棒突起部18と対向して弁座10に設けられる弁座突起部16とを備えている。
前記バルブローテータ50により弁棒4が回転すると、それに伴って弁棒突起部18も回転する。さらに、弁棒突起部18と弁座突起部16が係合し、弁棒4の回転が弁座10に伝達される。このようにして、弁座10が弁棒4とともに回転される。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
When the
また、図7に示すように、弁座10はシリンダヘッド110に間隙を介在させて嵌合されており、前記間隙により弁座10の回転を可能にしている。
以上のことから、弁棒だけでなく弁座も回転され、弁傘部と弁座との接触の集中を避けることができるので、偏磨耗を減少することができる。
Further, as shown in FIG. 7, the
From the above, since not only the valve stem but also the valve seat is rotated and concentration of contact between the valve head portion and the valve seat can be avoided, uneven wear can be reduced.
(実施形態4)
また、実施形態4に係る弁装置について、図9〜11を用いて説明する。図9は実施形態4に係る弁装置を示す側面図、図10は図9におけるZ−Z線に沿う断面図、図11は図10の別形態を示す断面図である。
図9に示す弁装置は、実施形態2と同様に、エンジンのクランク軸により回転駆動されるカムによって往復駆動する弁棒4と、該弁棒4の端部に位置する弁傘部2と、該弁傘部2の外周に形成されるシート面6と、該シート面6と着脱する弁座10と、前記弁棒4の上端部に設けられるバルブローテータ50とで構成されている。
(Embodiment 4)
Moreover, the valve apparatus which concerns on
As in the second embodiment, the valve device shown in FIG. 9 includes a
さらにまた、弁棒4の外周に形成され前記シート面6の着座位置を位置決めする弁案内筒20と、該弁案内筒20の上端部に設けられ弁案内筒20を軸線回りに回転させる弁案内筒回転手段とを備えている。
なお、弁案内筒回転手段は、ローテータ22を用いることにより回転の安定性を向上させているが、モータなどの回転装置でも代用することができる。また、バルブローテータ50及びローテータ22の作動は、図2と同様であるのでその説明を省略する。
Furthermore, a
The valve guide cylinder rotating means improves the rotation stability by using the
図10は、弁案内筒20の下端部とその外周に位置する弁座10とが連結された弁座付き弁案内を用いた場合の図9におけるZ−Z線に沿う断面図である。図9に示した同じ構成の部分には説明を省略するため同じ符号を示しており、4は弁棒、10は弁座、20は弁案内である。
このような構成とすることにより、弁棒だけでなく、弁座が弁案内とともに回転され、弁傘部と弁座との接触の集中を避けることができるので、偏磨耗を減少することができる。
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line ZZ in FIG. 9 when a valve guide with a valve seat in which the lower end portion of the
By adopting such a configuration, not only the valve stem but also the valve seat is rotated together with the valve guide, so that concentration of contact between the valve head portion and the valve seat can be avoided, so that uneven wear can be reduced. .
また、図10の別形態として、図11に示した構成も好適に用いられる。即ち、図11に示すように、弁案内筒22を弁座10と別体に設け、前記弁案内筒突起部21と弁座突起部23が係合して該弁案内筒22の回転が弁座10に伝達され、該弁座10が弁案内筒22とともに回転される構成である。
このような構成とすることにより、図10と同様に、弁棒だけでなく、弁座が弁案内とともに回転され、弁傘部と弁座との接触の集中を避けることができるので、偏磨耗を減少することができる。
Moreover, the structure shown in FIG. 11 is also used suitably as another form of FIG. That is, as shown in FIG. 11, the
By adopting such a configuration, as in FIG. 10, not only the valve stem but also the valve seat is rotated together with the valve guide, so that concentration of contact between the valve head portion and the valve seat can be avoided. Can be reduced.
なお図示しないが、図10,11ともに、弁座はシリンダヘッドに間隙を介在させて嵌合されており、前記間隙により弁座の回転を可能にしている。
このようにして、実施形態1で述べたような弁座の形状を変化させる手段の他に、実施形態2〜4で述べたように弁座を回転させることにより、弁座及び弁傘部の偏磨耗を低減させている。
Although not shown, in both FIGS. 10 and 11, the valve seat is fitted to the cylinder head with a gap therebetween, and the valve seat can be rotated by the gap.
Thus, in addition to the means for changing the shape of the valve seat as described in the first embodiment, by rotating the valve seat as described in the second to fourth embodiments, Uneven wear is reduced.
本発明によれば、弁座及び該弁座と着脱する弁傘部の偏磨耗を低減させる内燃機関の弁装置への適用に際して有益である。 The present invention is useful when applied to a valve device of an internal combustion engine that reduces uneven wear of a valve seat and a valve head portion attached to and detached from the valve seat.
2 弁傘部
4 弁棒
6 シート面
10 弁座
20 弁案内
50 バルブローテータ
2
Claims (6)
前記弁座は前記弁傘部のシート面と着脱する当り面が設けられ、該当り面は前記シート面の内径側と接触する内側接触部と、該シート面の外径側と接触する外側接触部とを備え、前記内側接触部の剛性が小さくなり、該外側接触部と内側接触部は同等の剛性を有して形成され、前記当り面上方の弁座形状を変化させたことを特徴とする内燃機関の弁装置。 A valve head portion positioned at an end of a valve stem that is driven to reciprocate by a cam that is rotationally driven by a crankshaft of an engine, a valve seat that is attached to and detached from a seat surface formed on the outer periphery of the valve head portion, and the valve seat A valve device for an internal combustion engine that opens and closes a gas passage by attaching and detaching a seat surface of a valve head part to the valve seat.
The valve seat is provided with a contact surface that is attached to and detached from the seat surface of the valve head portion, and the corresponding surface is an inner contact portion that contacts the inner diameter side of the seat surface and an outer contact that contacts the outer diameter side of the seat surface. The inner contact portion has a reduced rigidity, and the outer contact portion and the inner contact portion are formed with the same rigidity, and the valve seat shape above the contact surface is changed. A valve device for an internal combustion engine.
前記弁棒突起部と弁座突起部が係合して該弁棒の回転が弁座に伝達され、該弁座が弁棒とともに回転されることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の弁装置。 A valve stem projection provided at a lower portion of the valve stem and projecting toward the valve seat; and a valve seat projection provided on the valve seat to face the valve stem projection.
The internal combustion engine according to claim 2, wherein the valve stem projection and the valve seat projection are engaged to transmit rotation of the valve stem to the valve seat, and the valve seat is rotated together with the valve stem. Valve device.
前記弁案内筒の下端部とその外周に位置する弁座とが連結され、該弁座が弁案内とともに回転されることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の弁装置。 A valve guide cylinder that is formed on the outer periphery of the valve stem and positions a seating position of the seat surface; and a valve guide cylinder rotating unit that is provided at an upper end portion of the valve guide cylinder and rotates the valve guide cylinder around an axis,
3. The valve device for an internal combustion engine according to claim 2, wherein a lower end portion of the valve guide cylinder and a valve seat located on an outer periphery thereof are connected, and the valve seat is rotated together with the valve guide.
前記弁案内筒突起部と弁座突起部が係合して該弁案内筒の回転が弁座に伝達され、該弁座が弁案内筒とともに回転されることを特徴とする請求項2記載の内燃機関の弁装置。 A valve guide tube formed on an outer periphery of the valve stem for positioning a seating position of the seat surface; a valve guide tube protrusion provided at a lower end portion of the valve guide tube and protruding toward the valve seat; and the valve guide A valve seat projection provided on the valve seat facing the tube projection, and a valve guide cylinder rotating means provided on the upper end of the valve guide cylinder for rotating the valve guide cylinder about the axis,
The valve guide tube projection and the valve seat projection are engaged to transmit rotation of the valve guide tube to the valve seat, and the valve seat is rotated together with the valve guide tube. A valve device for an internal combustion engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008269467A JP2010096137A (en) | 2008-10-20 | 2008-10-20 | Valve gear for internal combustion engine |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019007421A (en) * | 2017-06-26 | 2019-01-17 | 株式会社クボタ | Engine, valve guide, and manufacturing method for the valve guide |
CN112392568A (en) * | 2019-08-19 | 2021-02-23 | 卡特彼勒公司 | Valve seat insert for long life natural gas lean burn engine |
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2008
- 2008-10-20 JP JP2008269467A patent/JP2010096137A/en not_active Withdrawn
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