JP2015059546A

JP2015059546A - エンジンの吸排気弁装置

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Publication number: JP2015059546A
Application number: JP2013195159A
Authority: JP
Inventors: 小山　秀行; Hideyuki Koyama; 秀行小山; 諭長谷川; Satoshi Hasegawa; 直也櫻井; Naoya Sakurai; 信裕山本; Nobuhiro Yamamoto; 佐々木　洋; Hiroshi Sasaki; 佐々木　　洋
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2013-09-20
Filing date: 2013-09-20
Publication date: 2015-03-30
Anticipated expiration: 2033-09-20
Also published as: JP5970438B2

Abstract

【課題】ポペット弁や弁キャップの耐用寿命を長期化することができるエンジンの吸排気弁装置を提供する。
【解決手段】ポペット弁１と、ポヘット弁１の弁軸端部２に嵌合された弁キャップ３とを備えた、エンジンの吸排気弁装置において、弁キャップ開口縁５に周方向に所定間隔を保持した最大幅面取り部６が設けられ、隣合う最大幅面取り部６・６の間の残り開口縁部７が、最大幅面取り部６の径方向の幅Ｗ１よりも径方向の幅Ｗ２が小さい小幅面取り部８で構成され、弁軸端面１０の周縁部１１が、最大幅面取り部６の径方向の幅Ｗ１よりも径方向の幅Ｗ３が小さい小幅面取り部１２で構成され、弁軸端面１０の周縁部１１の内側にある弁軸端面１０の弁キャップ当接面１３が、弁キャップ奥端面１４に密着している。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンの吸排気弁装置に関し、詳しくは、ポペット弁や弁キャップの耐用寿命を長期化することができるエンジンの吸排気弁装置に関する。

従来、エンジンの弁装置として、ポペット弁と、ポヘット弁の弁軸端部に嵌合された弁キャップとを備えたものがある(例えば、特許文献１参照)。

この種の弁装置によれば、エンジン運転中、弁キャップが回動し、ポペット弁の弁軸端面の偏磨耗を抑制することができる利点がある。

しかし、この特許文献１のものでは、弁軸端面の偏磨耗は抑制されるものの、弁軸端面や弁キャップ奥端面の磨耗速度が比較的速い。

実開昭５６−３８１０１号公報(第１図〜第３図参照)

《問題点》ポペット弁や弁キャップの耐用寿命が短い。
この特許文献１のものでは、弁軸端面や弁キャップ奥端面の磨耗速度が比較的速く、ポペット弁や弁キャップの耐用寿命が短い。
その理由は、次のように推定される。
すなわち、弁軸端面の周縁部の全周に径方向の幅が比較的広い大幅面取り部が形成されているため、弁軸端面と弁キャップ奥端面との接触面積が小さくなり、これらの面圧が高まり、弁軸端面や弁キャップ奥端面の磨耗速度が比較的速くなるものと推定される。

本発明の発明者らは、研究の結果、弁キャップの開口縁に周方向に所定間隔を保持した最大幅面取り部を設け、隣合う最大幅面取り部の間の残り開口縁部や、弁軸端面の周縁部を、最大幅面取り部の径方向の幅よりも径方向の幅が小さい小幅面取り部で構成するか、面取りのないエッジ部で構成すると、弁軸端面や弁キャップ奥端面の磨耗速度が遅くなり、ポペット弁や弁キャップの耐用寿命が長期化することを見出し、この発明に至った。

本発明の課題は、ポペット弁や弁キャップの耐用寿命を長期化することができるエンジンの吸排気弁装置を提供することにある。

(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
図１に例示するように、吸気弁(２２)と排気弁の少なくとも一方を構成するポペット弁(１)と、ポヘット弁(１)の弁軸端部(２)に嵌合された弁キャップ(３)とを備えた、エンジンの吸排気弁装置において、
図２(Ａ)に例示するように、弁キャップ開口縁(５)に周方向に所定間隔を保持した最大幅面取り部(６)が設けられ、
隣合う最大幅面取り部(６)(６)の間の残り開口縁部(７)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ２)が小さい小幅面取り部(８)で構成され、
図２(Ｃ)に例示するように、弁軸端面(１０)の周縁部(１１)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ３)が小さい小幅面取り部(１２)で構成され、
図１に例示するように、弁軸端面(１０)の周縁部(１１)の内側にある弁軸端面(１０)の弁キャップ当接面(１３)が、弁キャップ奥端面(１４)に密着している、ことを特徴とするエンジンの吸排気弁装置。

(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
請求項１に記載された、エンジンの吸排気弁装置において、
図２(Ａ)に例示するように、隣合う最大幅面取り部(６)(６)の間の残り開口縁部(７)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ２)が小さい小幅面取り部(８)で構成されていることに代えて、
隣合う最大幅面取り部(６)(６)の間の残り開口縁部(７)が、面取りのないエッジ部で構成されている、ことを特徴とするエンジンの吸排気弁装置。

(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明の発明特定事項は、次の通りである。
請求項１または請求項２に記載された、エンジンの吸排気弁装置において、
図２(Ｃ)に例示するように、弁軸端面(１０)の周縁部(１１)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ３)が小さい小幅面取り部(１２)で構成されていることに代えて、
弁軸端面(１０)の周縁部(１１)が、面取りのないエッジ部で構成されている、ことを特徴とするエンジンの吸排気弁装置。

(請求項１に係る発明)
請求項１に係る発明は、次の効果を奏する。
《効果》ポペット弁や弁キャップの耐用寿命を長期化することができる。
弁軸端面(１０)や弁キャップ奥端面(１４)の磨耗速度が比較的遅く、ポペット弁(１)や弁キャップ(３)の耐用寿命を長期化することできる。
その理由は、次のように推定される。
すなわち、図２(Ｃ)に例示するように、弁軸端面(１０)の周縁部(１１)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ３)が小さい小幅面取り部(１２)で構成され、図１に例示するように、弁軸端面(１０)の周縁部(１１)の内側にある弁軸端面(１０)の弁キャップ当接面(１３)が、弁キャップ奥端面(１４)に密着しているため、弁軸端面(１０)と弁キャップ奥端面(１４)との接触面積が大きくなり、これらの面圧が低くなるためと推定される。

《効果》ポペット弁や弁キャップの偏磨耗が抑制される。
図２(Ａ)に例示するように、弁キャップ開口縁(５)に周方向に所定間隔を保持した最大幅面取り部(６)が設けられ、隣合う最大幅面取り部(６)(６)の間の残り開口縁部(７)が、最大幅面取り部(６)よりも径方向の幅が小さい小幅面取り部(８)で構成されているため、小幅面取り部(８)がある分だけ、エンジン運転中、弁キャップ(３)の姿勢が傾きにくく、ポペット弁(１)や弁キャップ(３)の偏磨耗が抑制される。

《効果》ポペット弁への弁キャップの取り付けが容易になる。
ポペット弁(１)の弁軸端部(２)に弁キャップ(３)が嵌り易く、ポペット弁(１)への弁キャップ(３)の取り付けが容易になる。
その理由は、次のように推定される。
すなわち、図２(Ａ)に例示するように、弁キャップ開口縁(５)に周方向に所定間隔を保持した最大幅面取り部(６)が設けられているため、最大幅面取り部(６)がある分だけ、弁軸端面(１０)の周縁部(１１)が弁キャップ開口縁(５)に嵌り易いためと推定される。

(請求項２に係る発明)
請求項２に係る発明は、弁キャップ(３)の小幅面取り部(８)と同じ機能をエッジ部が有するため、請求項１と同一の効果を奏する。

(請求項３に係る発明)
請求項３に係る発明は、弁軸端面(１０)の小幅面取り部(１２)と同じ機能をエッジ部が有するため、請求項１または請求項２と同一の効果を奏する。

本発明の実施形態に係るエンジンの吸排気装置の要部縦断面図である。図１の吸排気装置で用いる弁キャップとポペット弁を説明する図で、図２(Ａ)は弁キャップの底面図、図２(Ｂ)は弁キャップの縦断面図、図２(Ｃ)はポペット弁の弁軸端部の平面図、図２(Ｄ)はポペット弁の弁軸端部の正面図である。図１の吸排気装置を備えたエンジンの縦断正面図である。

図１〜図３は本発明の実施形態に係るエンジンの吸排気装置を説明する図であり、この実施形態では、立形ディーゼルエンジンの吸排気装置について説明する。

このエンジンの概要は、次の通りである。
図３に示すように、シリンダブロック(１５)の上部にシリンダヘッド(１６)が組み付けられ、シリンダヘッド(１６)の上部にシリンダヘッドカバー(１７)が組み付けられ、シリンダヘッド(１６)の横一側に吸気マニホールド(１８)が組み付けられ、シリンダヘッド(１６)の横他側に排気マニホールド(１９)か組み付けられ、シリンダブロック(１５)の下部にオイルパン(３１)が組み付けられている。
シリンダヘッド(１６)に吸気ポート(２０)と排気ポート(２１)とが設けられ、吸気ポート(２０)には吸気弁(２２)が配置され、排気ポート(２１)には排気弁(図示せず)が配置され、吸気弁(２２)と排気弁とは動弁カム軸(２３)からタペット(２４)とブッシュロッド(２５)とロッカアーム(２６)とを順に介して動弁駆動される。

この実施形態では、吸気弁(２２)と排気弁の双方いずれもがポペット弁で構成されている。
図１に示すように、吸気弁(２２)を構成するポペット弁(１)の弁軸端部(２)には弁キャップ(３)が嵌合されている。
ポペット弁(１)の弁軸(３２)は吸気ポート(２０)の弁ボス(２７)に挿入された弁ガイド(２８)に内嵌され、弁キャップ(３)の下方にバネ受け(２９)が取り付けられ、バネ受け(２９)と弁ボス(２７)との間に弁バネ(３０)が配置されている。

図２(Ａ)に示すように、弁キャップ開口縁(５)に周方向に所定間隔を保持した最大幅面取り部(６)が設けられている。
隣合う最大幅面取り部(６)(６)の間の残り開口縁部(７)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ２)が小さい小幅面取り部(８)で構成されている。
図２(Ｃ)に示すように、弁軸端面(１０)の周縁部(１１)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ３)が小さい小幅面取り部(１２)で構成されている。
図１に示すように、弁軸端面(１０)の周縁部(１１)の内側にある弁軸端面(１０)の弁キャップ当接面(１３)が、弁キャップ奥端面(１４)に密着している。
図２(Ａ)に示すように、最大幅面取り部(６)は、弁キャップ開口縁(５)の周方向に９０°の等間隔で４箇所形成されている。
最大幅面取り部(６)と小幅面取り部(１２)とはいずれもテーパ状に形成されている。
弁キャップ当接面(１３)と弁キャップ奥端面(１４)とはいずれも平坦面である。
排気弁も吸気弁(２２)と同様にして構成されている。
最大幅面取り部(６)と小幅面取り部(１２)とはいずれも円弧面状に形成してもよい。

図２(Ａ)に示すように、この実施形態では、隣合う最大幅面取り部(６)(６)の間の残り開口縁部(７)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ２)が小さい小幅面取り部(８)で構成されているが、これに代えて、隣合う最大幅面取り部(６)(６)の間の残り開口縁部(７)が、面取りのないエッジ部で構成されていてもよい。

図２(Ｃ)に示すように、この実施形態では、弁軸端面(１０)の周縁部(１１)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ３)が小さい小幅面取り部(１２)で構成されているが、これに代えて、弁軸端面(１０)の周縁部(１１)が、面取りのないエッジ部で構成されていてもよい。

(１) ポペット弁
(２) 弁軸端部
(３) 弁キャップ
(４) 弁キャップ中心軸
(５) 弁キャップ開口縁
(６) 最大幅面取り部
(７) 残り開口縁部
(８) 小幅面取り部
(９) 弁軸中心軸
(１０) 弁軸端面
(１１) 弁軸端面の周縁部
(１２) 小幅面取り部
(１３) 弁キャップ当接面
(１４) 弁キャップ奥端面

Claims

吸気弁(２２)と排気弁の少なくとも一方を構成するポペット弁(１)と、ポヘット弁(１)の弁軸端部(２)に嵌合された弁キャップ(３)とを備えた、エンジンの吸排気弁装置において、
弁キャップ開口縁(５)に周方向に所定間隔を保持した最大幅面取り部(６)が設けられ、
隣合う最大幅面取り部(６)(６)の間の残り開口縁部(７)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ２)が小さい小幅面取り部(８)で構成され、
弁軸端面(１０)の周縁部(１１)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ３)が小さい小幅面取り部(１２)で構成され、
弁軸端面(１０)の周縁部(１１)の内側にある弁軸端面(１０)の弁キャップ当接面(１３)が、弁キャップ奥端面(１４)に密着している、ことを特徴とするエンジンの吸排気弁装置。
請求項１に記載された、エンジンの吸排気弁装置において、
隣合う最大幅面取り部(６)(６)の間の残り開口縁部(７)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ２)が小さい小幅面取り部(８)で構成されていることに代えて、
隣合う最大幅面取り部(６)(６)の間の残り開口縁部(７)が、面取りのないエッジ部で構成されている、ことを特徴とするエンジンの吸排気弁装置。
請求項１または請求項２に記載された、エンジンの吸排気弁装置において、
弁軸端面(１０)の周縁部(１１)が、最大幅面取り部(６)の径方向の幅(Ｗ１)よりも径方向の幅(Ｗ３)が小さい小幅面取り部(１２)で構成されていることに代えて、
弁軸端面(１０)の周縁部(１１)が、面取りのないエッジ部で構成されている、ことを特徴とするエンジンの吸排気弁装置。