JP2015214924A - Intake valve and intake and exhaust system including the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intake valve capable of suppressing degradation in intake air charging efficiency.SOLUTION: In an intake valve 10 including a stem 10a and an umbrella portion 10b and opening or closing an intake opening 7a open to a combustion chamber 6 of an internal combustion engine E, the umbrella portion 10b includes a valve face 10c formed to expose a base material 26b to an outer peripheral portion and abutting on a valve seat 13 defining the intake opening 7a; and an umbrella front surface concave portion 37 formed in at least part of an umbrella front surface 10f closer to the combustion chamber 6 than the valve face 10c by recessing the base material 26b with respect to an adjacent outer peripheral surface 10g or the valve face 10c, and a heat insulating coating layer 25 is formed on a surface of the base material 26b in the umbrella front surface concave portion 37 so as to define a smooth outline. With this configuration, an increase in surface area is suppressed and a heating value input from combustion gas into the umbrella portion 10b is reduced.

Description

本発明は、ステムと傘部とを有し、内燃機関の燃焼室の吸気開口を開閉する吸気バルブ及びこの吸気バルブを備えた吸排気装置に関する。   The present invention relates to an intake valve that has a stem and an umbrella and opens and closes an intake opening of a combustion chamber of an internal combustion engine, and an intake / exhaust device including the intake valve.

内燃機関の吸排気バルブには、燃焼室側からの高圧に耐えられるように、弁体である傘部と傘部を移動させる軸体であるステムとを有するポペットバルブが一般的に用いられている。吸排気バルブは、燃焼ガスに晒される燃焼室側の燃焼面(ヘッド表面又は傘表ともいう)から熱を受けるため高温になりやすい。ところが、吸排気バルブが高温になることは、燃料ガスの熱エネルギーの流出を意味しており、内燃機関の熱効率を低下させる。このような背景のもと、吸排気弁の燃焼面に断熱コーティング層を形成したものが公知となっている(例えば、特許文献1)。   As an intake / exhaust valve for an internal combustion engine, a poppet valve having an umbrella portion that is a valve body and a stem that is a shaft body that moves the umbrella portion is generally used so as to withstand high pressure from the combustion chamber side. Yes. The intake / exhaust valve is likely to become high temperature because it receives heat from the combustion surface (also referred to as the head surface or the umbrella surface) on the combustion chamber side exposed to the combustion gas. However, the high temperature of the intake / exhaust valve means the outflow of the thermal energy of the fuel gas, which reduces the thermal efficiency of the internal combustion engine. Under such a background, a heat insulating coating layer formed on the combustion surface of an intake / exhaust valve is known (for example, Patent Document 1).

吸気バルブにおいては、燃焼面側が燃焼ガスによって加熱される一方で、燃焼面に対して反対側となる傘アール面(傘裏ともいう)が吸入空気で冷却され、断熱コーティング層と母材間の温度差が大きくなるとともに燃焼面側の加熱と傘アール面側の冷却とが繰り返されることに加え、弁着座時の機械応力により、コーティング層に亀裂或いは剥離が生じやすい。そのため特許文献1では、吸気バルブの傘アール面やステムにも断熱コーティングを施すようにしている。   In the intake valve, while the combustion surface side is heated by the combustion gas, the umbrella radius surface (also referred to as the umbrella back) opposite to the combustion surface is cooled by the intake air, and between the heat insulating coating layer and the base material. In addition to the temperature difference becoming larger and the heating on the combustion surface side and the cooling on the umbrella round surface side being repeated, the coating layer is likely to crack or peel off due to mechanical stress at the time of valve seating. Therefore, in Patent Document 1, heat insulation coating is also applied to the umbrella round surface and the stem of the intake valve.

実開昭59−141108号公報Japanese Utility Model Publication No.59-141108

ところで、伝熱量は、熱伝達率、面積、時間及び温度差を乗算することで求められ、断熱コーティング層を設けることで熱伝達率を小さくすることができるが、面積が大きくなるとその分だけ大きくなる。しかしながら、特許文献1記載の吸気バルブでは、傘表や傘裏、ステムの各表面に単に断熱コーティングが施されているだけである。そのため、断熱コーティングの厚さに応じて断熱コーティングの端縁部で表面積が増大し、表面積の増大量に応じた分だけ燃焼ガスからの入熱量や吸入空気への放熱量が増大する。これにより、吸気が熱膨張して吸気の充填効率が低下する。また、傘裏の断熱コーティングの厚さ分だけ吸気開口の有効開口面積が減少することや、ステムの断熱コーティングの厚さ分だけステム径が太くなり、吸気ポート断面に占めるステム面積の割合が増大することによっても吸気の充填効率が低下する。   By the way, the heat transfer amount is obtained by multiplying the heat transfer coefficient, area, time, and temperature difference, and the heat transfer coefficient can be reduced by providing a heat insulating coating layer, but when the area is increased, the heat transfer quantity is increased accordingly. Become. However, in the intake valve described in Patent Document 1, heat insulation coating is simply applied to the surfaces of the umbrella front, back and stem. Therefore, the surface area increases at the edge portion of the heat insulating coating according to the thickness of the heat insulating coating, and the amount of heat input from the combustion gas and the amount of heat released to the intake air increase by the amount corresponding to the amount of increase in the surface area. As a result, the intake air is thermally expanded, and the charging efficiency of the intake air is reduced. Also, the effective opening area of the intake opening decreases by the thickness of the thermal insulation coating on the back of the umbrella, and the stem diameter increases by the thickness of the thermal insulation coating of the stem, and the proportion of the stem area in the cross section of the intake port increases. By doing so, the charging efficiency of the intake air also decreases.

本発明は、このような背景に鑑み、吸気の充填効率の低下を抑制することができる吸気バルブ及びこれを備えた吸排気装置を提供することを課題とする。   In view of such a background, it is an object of the present invention to provide an intake valve and an intake / exhaust device including the intake valve that can suppress a decrease in intake charging efficiency.

このような課題を解決するために、本発明は、ステム(10a)と傘部(10b)とを有し、内燃機関(E)の燃焼室(6)の吸気開口(7a)を開閉する吸気バルブ(10)であって、前記傘部が、外周部に母材(26b)を露出させるように形成され、前記吸気開口を画成するバルブシート(13)に当接するバルブフェース(10c)と、前記バルブフェースよりも前記燃焼室側の傘表(10f)の少なくとも一部において、隣接する部分(10g、10c)に対して母材を凹ませた傘表凹部(37)とを有し、滑らかな外輪郭を画定するように、前記傘表凹部内の母材の表面に断熱被膜層(25)が形成されている構成とする。   In order to solve such a problem, the present invention includes an intake air opening having an opening (7a) of a combustion chamber (6) of an internal combustion engine (E) having a stem (10a) and an umbrella (10b). A valve face (10c), wherein the umbrella portion is formed so as to expose a base material (26b) at an outer peripheral portion, and is in contact with a valve seat (13) defining the intake opening; And at least part of the umbrella surface (10f) closer to the combustion chamber than the valve face, an umbrella surface recess (37) in which a base material is recessed with respect to adjacent portions (10g, 10c), It is set as the structure by which the heat insulation coating layer (25) is formed in the surface of the preform | base_material in the said umbrella surface recessed part so that a smooth outer contour may be defined.

この構成によれば、傘表に傘表凹部が形成され、この傘表凹部内に滑らかな外輪郭を画定するように断熱被膜層が形成されることにより、表面積の増大を抑制しつつ傘表に断熱被膜層を形成できる。これにより、燃焼ガスから傘部への入熱量を低減するとともに、吸気バルブから吸入空気への放熱量を低減し、吸気の充填効率の低下を抑制できる。   According to this configuration, the umbrella surface recess is formed in the umbrella surface, and the thermal insulation coating layer is formed so as to define a smooth outer contour in the umbrella surface recess, thereby suppressing an increase in surface area. A heat insulating coating layer can be formed. As a result, the amount of heat input from the combustion gas to the umbrella portion can be reduced, the amount of heat released from the intake valve to the intake air can be reduced, and a decrease in intake charging efficiency can be suppressed.

また、上記の発明において、前記ステムが、バルブガイド(12)によって摺動するように案内される摺動軸部(31)と、前記摺動軸部よりも前記傘部(10b)側に配置され、母材の断面積が前記摺動軸部よりも小さい細軸部(32)とを有する構成とすることができる。   In the above invention, the stem is disposed on the side of the umbrella portion (10b) with respect to the sliding shaft portion (31) guided by the valve guide (12) so as to slide. The cross-sectional area of the base material can be configured to have a thin shaft portion (32) smaller than the sliding shaft portion.

この構成によれば、熱伝導によって傘部から摺動軸部へ向けて細軸部を伝達する熱量を低減し、傘表を高温に保てることから、燃焼ガスから傘部への入熱量を低減するとともに、吸気バルブから吸入空気への放熱量を低減し、吸気の充填効率の低下を抑制できる。特に、吸気バルブから吸入空気への放熱量は、傘表凹部内の断熱被膜層と細軸部との相乗効果により大幅に低減する。   According to this configuration, the amount of heat transmitted from the umbrella portion to the sliding shaft portion by heat conduction is reduced, and the umbrella surface can be kept at a high temperature, so the amount of heat input from the combustion gas to the umbrella portion is reduced. In addition, the amount of heat released from the intake valve to the intake air can be reduced, and a decrease in intake charging efficiency can be suppressed. In particular, the amount of heat released from the intake valve to the intake air is greatly reduced by the synergistic effect of the heat insulating coating layer and the thin shaft portion in the concave portion of the umbrella.

また、上記の発明において、前記傘部(10b)が、前記バルブフェース(10c)よりも前記ステム(10a)側の傘裏(10e)の少なくとも一部において、隣接する部分(10c)に対して母材を凹ませた傘裏凹部(36)を有し、滑らかな外輪郭を画定するように、前記傘裏凹部内の母材(26b)の表面に断熱被膜層(25)が形成されている構成とすることができる。   In the above invention, the umbrella portion (10b) is at least part of the back of the umbrella (10e) closer to the stem (10a) than the valve face (10c) with respect to the adjacent portion (10c). A heat insulating coating layer (25) is formed on the surface of the base material (26b) in the umbrella back recess so as to have an umbrella back recess (36) in which the base material is recessed and to define a smooth outer contour. It can be set as a structure.

この構成によれば、傘裏に傘裏凹部が形成され、この傘裏凹部内に滑らかな外輪郭を画定するように断熱被膜層が形成されることにより、表面積の増大を抑制しつつ傘裏に断熱被膜層を形成できる。これにより、傘部から吸入空気への放熱量を低減し、傘表を高温に保てることから、燃焼ガスから傘部への入熱量をも低減し、吸気の充填効率の低下を抑制できる。   According to this configuration, the umbrella back recess is formed on the back of the umbrella, and the thermal insulation coating layer is formed so as to define a smooth outer contour in the umbrella back recess, thereby suppressing an increase in surface area. A heat insulating coating layer can be formed. Thereby, since the amount of heat radiation from the umbrella part to the intake air can be reduced and the umbrella table can be kept at a high temperature, the amount of heat input from the combustion gas to the umbrella part can also be reduced, and a decrease in intake charging efficiency can be suppressed.

また、上記の発明において、滑らかな外輪郭を画定するように、前記細軸部(32)の母材(26a)の表面に断熱被膜層(25)が形成されている構成とすることができる。   Moreover, in said invention, it can be set as the structure by which the heat insulation coating layer (25) is formed in the surface of the base material (26a) of the said thin shaft part (32) so that a smooth outer contour may be defined. .

この構成によれば、細軸部に滑らかな外輪郭を画定するように断熱被膜層が形成されることにより、細軸部において熱がステムの表面に到るまでに時間を要することから、放熱量の変化が緩慢となり、一時的なエンジン回転数や負荷の増大による吸気温度の急上昇を抑制できる。また、ステムから吸入空気への放熱量を低減することも可能である。   According to this configuration, since the heat insulating coating layer is formed so as to define a smooth outer contour in the thin shaft portion, it takes time for the heat to reach the surface of the stem in the thin shaft portion. The change in the amount of heat becomes slow, and a sudden rise in intake air temperature due to a temporary increase in engine speed or load can be suppressed. It is also possible to reduce the amount of heat released from the stem to the intake air.

また、上記の発明において、前記細軸部(32)の母材(26a)が、前記摺動軸部(31)の直径(D1)よりも小さな直径(D)の円形断面形状を呈して前記摺動軸部と同軸に配置され、前記断熱被膜層(25)が前記細軸部の母材の全周にわたって略均一の厚さ(t1)に形成され、前記細軸部における前記ステム(10a)の直径(D2)が前記摺動軸部の直径以下(D2≦D1)である構成とすることができる。   In the above invention, the base material (26a) of the thin shaft portion (32) exhibits a circular cross-sectional shape having a diameter (D) smaller than the diameter (D1) of the sliding shaft portion (31). The heat insulating coating layer (25) is disposed on the same axis as the sliding shaft portion, and has a substantially uniform thickness (t1) over the entire circumference of the base material of the thin shaft portion, and the stem (10a) in the thin shaft portion is formed. ) Has a diameter (D2) equal to or smaller than the diameter of the sliding shaft portion (D2 ≦ D1).

この構成によれば、摺動軸部との比較において細軸部におけるステム径の拡大を防止できるため、有効開口面積の減少及び吸気ポート断面におけるステムが占める面積の増大による吸気充填効率の低下を抑制できる。また、閉弁時に細軸部がバルブガイドの内部に進入するように構成されている場合であっても、断熱被膜層がバルブガイドに干渉することを防止できる。   According to this configuration, it is possible to prevent an increase in the stem diameter in the thin shaft portion in comparison with the sliding shaft portion, thereby reducing the effective charging area and reducing the intake charging efficiency due to the increase in the area occupied by the stem in the intake port section. Can be suppressed. Further, even when the thin shaft portion is configured to enter the inside of the valve guide when the valve is closed, the heat insulating coating layer can be prevented from interfering with the valve guide.

また、上記の発明において、前記細軸部(32)及び前記断熱被膜層(25)が、閉弁時の前記バルブガイド(12)の前記傘部(10b)側の端部(12a)よりも前記傘部側に形成されている構成とすることができる。   Moreover, in said invention, the said thin shaft part (32) and the said heat insulation coating layer (25) are rather than the edge part (12a) by the side of the said umbrella part (10b) of the said valve guide (12) at the time of valve closing. It can be set as the structure currently formed in the said umbrella part side.

この構成によれば、吸気バルブの閉弁時においても、細軸部がバルブガイドの内部に進入しないため、細軸部の外周面に形成された断熱被膜層がバルブガイドに干渉することを防止できる。   According to this configuration, even when the intake valve is closed, the thin shaft portion does not enter the inside of the valve guide, thereby preventing the heat insulating coating layer formed on the outer peripheral surface of the thin shaft portion from interfering with the valve guide. it can.

また、上記の発明において、前記細軸部(32)及び前記傘裏凹部(36)が互いに連続するように形成され、前記断熱被膜層(25)が前記傘裏凹部から前記細軸部に連続して形成されている構成とすることができる。   In the above invention, the thin shaft portion (32) and the umbrella back recess (36) are formed to be continuous with each other, and the heat insulating coating layer (25) is continuous from the umbrella back recess to the thin shaft portion. It can be set as the structure formed.

この構成によれば、一時的なエンジン回転数や負荷の増大による吸気温度の急上昇を一層効果的に抑制できる。   According to this configuration, it is possible to more effectively suppress a sudden rise in intake air temperature due to a temporary increase in engine speed or load.

また、上記の課題を解決するために、本発明は、前記吸気バルブ(10)と、前記吸気バルブの前記ステム(10a)を摺動可能に支持する吸気バルブガイド(12)と、ステム(11a)と傘部(11b)とを有し、内燃機関(E)の燃焼室(6)の排気開口(8a)を開閉する排気バルブ(11)と、前記排気バルブの前記ステムを摺動可能に支持する排気バルブガイド(12)とを有する吸排気装置(16)であって、前記吸気バルブガイドと前記排気バルブガイドとが共通部材からなる構成とする。   In order to solve the above problems, the present invention provides the intake valve (10), the intake valve guide (12) for slidably supporting the stem (10a) of the intake valve, and the stem (11a). ) And an umbrella portion (11b), and an exhaust valve (11) for opening and closing the exhaust opening (8a) of the combustion chamber (6) of the internal combustion engine (E), and the stem of the exhaust valve being slidable An intake / exhaust device (16) having an exhaust valve guide (12) to be supported, wherein the intake valve guide and the exhaust valve guide are made of a common member.

この構成によれば、吸気充填効率の低下を抑制しつつ、吸気バルブガイドと前記排気バルブガイドとが共通部材からなることにより、部品コストの低減が可能になる。また、吸気バルブガイドと前記排気バルブガイドとを区別する必要がなくなるため、組立作業が容易になり、組立コストも低減できる。   According to this configuration, since the intake valve guide and the exhaust valve guide are made of a common member while suppressing a decrease in the intake charging efficiency, the component cost can be reduced. Further, since it is not necessary to distinguish between the intake valve guide and the exhaust valve guide, the assembly work is facilitated and the assembly cost can be reduced.

このように本発明によれば、吸気の充填効率の低下を抑制することができる吸気バルブ及びこれを備えた吸排気装置を提供することができる。   Thus, according to the present invention, it is possible to provide an intake valve and an intake / exhaust device including the intake valve that can suppress a reduction in intake charging efficiency.

実施形態に係る内燃機関の要部断面図Sectional drawing of the principal part of the internal combustion engine which concerns on embodiment 図1に示す吸気バルブの正面図Front view of the intake valve shown in FIG. 図2に示す吸気バルブの要部断面図FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the intake valve shown in FIG. 実施形態に係る吸気バルブの効果を説明するためのグラフThe graph for demonstrating the effect of the intake valve which concerns on embodiment 実施形態に係る吸気バルブの効果を説明するためのグラフThe graph for demonstrating the effect of the intake valve which concerns on embodiment 他の実施形態に係る吸気バルブの要部断面図Sectional drawing of the principal part of the intake valve which concerns on other embodiment 他の実施形態に係る吸気バルブの要部断面図Sectional drawing of the principal part of the intake valve which concerns on other embodiment

以下、図面を参照して、本発明に係る吸気バルブ10及び吸排気装置16を自動車用の内燃機関Eに適用した一実施形態について詳細に説明する。以下では、内燃機関Eが自動車に搭載された状態を基準として図1に示す上下の方向に従って説明する。   Hereinafter, an embodiment in which an intake valve 10 and an intake / exhaust device 16 according to the present invention are applied to an internal combustion engine E for an automobile will be described in detail with reference to the drawings. Below, it demonstrates according to the up-down direction shown in FIG. 1 on the basis of the state in which the internal combustion engine E was mounted in the motor vehicle.

図1に示すように、内燃機関Eは、直列多気筒の自動車用ガソリンエンジンであり、図示しないピストンが収容される複数のシリンダ1を備えたシリンダブロック2と、シリンダブロック2の上端面2aに接合する下端面3aをもってシリンダブロック2に締結されたシリンダヘッド3と、シリンダヘッド3の上部に締結されたヘッドカバー4とを備えている。   As shown in FIG. 1, the internal combustion engine E is an in-line multi-cylinder automobile gasoline engine, and includes a cylinder block 2 having a plurality of cylinders 1 in which pistons (not shown) are accommodated, and an upper end surface 2 a of the cylinder block 2. A cylinder head 3 fastened to the cylinder block 2 with a lower end surface 3 a to be joined and a head cover 4 fastened to the upper part of the cylinder head 3 are provided.

シリンダ1は、それぞれ略上下方向に延在し、互いに平行かつ一列となるようにシリンダブロック2に形成されている。以下、列設された複数のシリンダ1の配列方向をシリンダ列方向という。各シリンダ1は、上端がシリンダブロック2の上端面2aに開口し、下端がシリンダブロック2の下部に形成されたクランク室(図示しない)に開口している。シリンダブロック2のシリンダ1の側部には、各シリンダ1の側周部を一体に囲むようにブロック冷却水通路(ウォータジャケット)5が形成されている。ブロック冷却水通路5のシリンダ列方向に延在する部分は、各シリンダ1の側周部に沿うように湾曲しており、ブロック冷却水通路5の上端は、シリンダブロック2の上端面2aに開口している。   The cylinders 1 are formed in the cylinder block 2 so as to extend substantially in the vertical direction and to be parallel to each other and in a row. Hereinafter, the arrangement direction of the plurality of cylinders 1 arranged in a row is referred to as a cylinder row direction. Each cylinder 1 has an upper end opened to the upper end surface 2 a of the cylinder block 2, and a lower end opened to a crank chamber (not shown) formed in the lower part of the cylinder block 2. A block cooling water passage (water jacket) 5 is formed on the side of the cylinder 1 of the cylinder block 2 so as to integrally surround the side periphery of each cylinder 1. A portion extending in the cylinder row direction of the block cooling water passage 5 is curved so as to follow the side peripheral portion of each cylinder 1, and the upper end of the block cooling water passage 5 is opened to the upper end surface 2 a of the cylinder block 2. doing.

シリンダヘッド3の下端面3aの各シリンダ1に対向する部分には、曲面状の窪みである燃焼室凹部3bが形成されている。各燃焼室凹部3bは、各シリンダ1のピストンよりも上方の部分と共に燃焼室6を画成する。また、シリンダヘッド3の内部には、一端がシリンダ列方向に沿う一側面に開口する一方、二股に分岐した2つの他端が各燃焼室凹部3bに接続する複数の吸気ポート7と、一端がシリンダヘッド3のシリンダ列方向に沿う他側面に開口する一方、分岐した他端が2つずつ各燃焼室凹部3bに接続する排気ポート8とが形成されている。燃焼室凹部3bを基準として吸気ポート7が設けられた側を吸気側、排気ポート8が設けられた側を排気側とする。また、シリンダヘッド3には、燃焼室凹部3bの壁面及びシリンダヘッド3の上面に開口するように図示しない点火プラグ挿入孔が形成され、この点火プラグ挿入孔に点火プラグを挿入される。   A combustion chamber recess 3b, which is a curved depression, is formed in a portion of the lower end surface 3a of the cylinder head 3 that faces each cylinder 1. Each combustion chamber recess 3 b defines a combustion chamber 6 together with a portion above the piston of each cylinder 1. Further, inside the cylinder head 3, one end is opened on one side surface along the cylinder row direction, while two other ends branched into two branches are connected to each combustion chamber recess 3 b, and one end is An exhaust port 8 is formed which opens to the other side surface along the cylinder row direction of the cylinder head 3 and has two branched other ends connected to the respective combustion chamber recesses 3b. The side on which the intake port 7 is provided with reference to the combustion chamber recess 3b is the intake side, and the side on which the exhaust port 8 is provided is the exhaust side. The cylinder head 3 is formed with an ignition plug insertion hole (not shown) so as to open on the wall surface of the combustion chamber recess 3b and the upper surface of the cylinder head 3, and the ignition plug is inserted into the ignition plug insertion hole.

シリンダヘッド3の内部には、燃焼室6内や排気ポート8内の燃焼ガスからの熱伝搬による温度上昇を抑制するために、燃焼室凹部3b及び排気ポート8の周辺にヘッド冷却水通路9(9a、9b、9c、9d等)が形成されている。ヘッド冷却水通路9は、複数の燃焼室凹部3bの上方近傍を通過するようにシリンダヘッド3のシリンダ列方向(長手方向)に延在する主冷却水通路9a、排気ポート8を上下から互いに挟み合うように配置され、それぞれシリンダヘッド3の長手方向に延在する上排気側冷却水通路9b及び下排気側冷却水通路9c、主冷却水通路9aと上排気側冷却水通路9b及び下排気側冷却水通路9cとを連通する図示しない排気側連結通路、吸気ポート7側に配置され、シリンダヘッド3のシリンダ列方向に延在する吸気側冷却水通路9d、及び主冷却水通路9aと吸気側冷却水通路9dとを連通する図示しない吸気側連結通路等を有している。   Inside the cylinder head 3, a head cooling water passage 9 (in the vicinity of the combustion chamber recess 3 b and the exhaust port 8 is provided in order to suppress a temperature rise due to heat propagation from the combustion gas in the combustion chamber 6 and the exhaust port 8. 9a, 9b, 9c, 9d). The head cooling water passage 9 sandwiches the main cooling water passage 9a extending in the cylinder row direction (longitudinal direction) of the cylinder head 3 and the exhaust port 8 from above and below so as to pass near the upper part of the plurality of combustion chamber recesses 3b. Upper exhaust side cooling water passage 9b and lower exhaust side cooling water passage 9c, main cooling water passage 9a, upper exhaust side cooling water passage 9b and lower exhaust side, which are arranged so as to extend in the longitudinal direction of cylinder head 3, respectively. An unillustrated exhaust side connecting passage communicating with the cooling water passage 9c, an intake side cooling water passage 9d extending in the cylinder row direction of the cylinder head 3, and the main cooling water passage 9a and the intake side It has an unillustrated intake side connecting passage that communicates with the cooling water passage 9d.

シリンダヘッド3には、各吸気開口7a及び排気開口8aを開閉する吸気バルブ10及び排気バルブ11が設けられている。また、シリンダヘッド3には、上面から吸気ポート7および排気ポート8に連通するように形成された2つの孔に円筒状のバルブガイド12、12嵌合されており、各吸気ポート7及び排気ポート8と燃焼室凹部3bとの接続部には、燃焼室6に向けて開口する吸気開口7a及び排気開口8aが円環状のバルブシート13、13によって画成されている。吸気バルブ10及び排気バルブ11はそれぞれ、バルブガイド12、12によって摺動可能に支持され、各吸気ポート7及び排気ポート8を横切るように配置された棒状のステム10a、11aと、ステム10a、11aの下端に一体に形成され、バルブシート13、13に着座する弁体である傘部10b、11bとを有するポペットバルブである。傘部10b、11bの外周部分には、バルブシート13、13に当接する円錐台形のバルブフェース10c、11c(シール面)が形成されている。   The cylinder head 3 is provided with an intake valve 10 and an exhaust valve 11 that open and close the intake openings 7a and the exhaust openings 8a. The cylinder head 3 is fitted with cylindrical valve guides 12 and 12 in two holes formed so as to communicate with the intake port 7 and the exhaust port 8 from the upper surface. An intake opening 7 a and an exhaust opening 8 a that open toward the combustion chamber 6 are defined by annular valve seats 13 and 13 at a connection portion between the combustion chamber recess 8 and the combustion chamber recess 3 b. The intake valve 10 and the exhaust valve 11 are slidably supported by valve guides 12 and 12, respectively, and rod-like stems 10a and 11a disposed across the intake port 7 and the exhaust port 8, and the stems 10a and 11a. It is a poppet valve which is formed integrally with the lower end of the valve and has umbrella portions 10b and 11b which are valve bodies seated on the valve seats 13 and 13. Frustum-shaped valve faces 10c and 11c (seal surfaces) that come into contact with the valve seats 13 and 13 are formed on the outer peripheral portions of the umbrella portions 10b and 11b.

吸気バルブ10及び排気バルブ11の上端近傍にはそれぞれ円盤形状のリテーナ14、14が固定されており、各リテーナ14とシリンダヘッド3の上面との間には圧縮コイルばね15が介装されている。これにより、吸気バルブ10及び排気バルブ11は、常時上向き(閉弁方向)に付勢されて傘部10b、11bがバルブシート13、13に着座し、吸気開口7a及び排気開口8aを閉塞する。吸気バルブ10及び排気バルブ11に対して設けられたバルブガイド12、リテーナ14及び圧縮コイルばね15は、それぞれ共通部材とされている。これらの吸気ポート7、排気ポート8、吸気バルブ10、排気バルブ11、バルブガイド12、12、バルブシート13、13、リテーナ14、14及び圧縮コイルばね15、15により、燃焼室6への吸気及び燃焼室6からの排気が可能な吸排気装置16が構成される。   Disc-shaped retainers 14 and 14 are fixed near the upper ends of the intake valve 10 and the exhaust valve 11, and a compression coil spring 15 is interposed between each retainer 14 and the upper surface of the cylinder head 3. . As a result, the intake valve 10 and the exhaust valve 11 are always urged upward (the valve closing direction), the umbrella portions 10b and 11b are seated on the valve seats 13 and 13, and the intake opening 7a and the exhaust opening 8a are closed. The valve guide 12, the retainer 14, and the compression coil spring 15 provided for the intake valve 10 and the exhaust valve 11 are common members. The intake port 7, the exhaust port 8, the intake valve 10, the exhaust valve 11, the valve guides 12 and 12, the valve seats 13 and 13, the retainers 14 and 14, and the compression coil springs 15 and 15, An intake / exhaust device 16 capable of exhausting from the combustion chamber 6 is configured.

シリンダヘッド3とヘッドカバー4との間に画成された動弁室17には、吸気バルブ10及び排気バルブ11を開弁駆動する動弁機構18が収容されている。動弁機構18は、シリンダヘッド3に支持されたカムシャフト19及びロッカシャフト20、ロッカシャフト20により揺動可能に支持された吸気ロッカアーム21及び排気ロッカアーム22等を備えた公知の構成を有している。吸気ロッカアーム21及び排気ロッカアーム22は、それぞれカムに当接する一端及び吸気バルブ10及び排気バルブ11のステムエンドに当接する他端を有している。   A valve operating chamber 17 defined between the cylinder head 3 and the head cover 4 accommodates a valve operating mechanism 18 that opens and drives the intake valve 10 and the exhaust valve 11. The valve mechanism 18 has a known configuration including a camshaft 19 and a rocker shaft 20 supported by the cylinder head 3, an intake rocker arm 21 and an exhaust rocker arm 22 that are swingably supported by the rocker shaft 20. Yes. The intake rocker arm 21 and the exhaust rocker arm 22 each have one end that contacts the cam and the other end that contacts the stem ends of the intake valve 10 and the exhaust valve 11.

カムシャフト19が図示しない動力伝達機構を介してクランクシャフトの2分の1の回転速度をもって回転駆動されると、ローラを介してカムに転接する吸気ロッカアーム21及び排気ロッカアーム22がそれぞれ所定のタイミングで揺動する。これにより、吸気バルブ10及び排気バルブ11が圧縮コイルばね15の付勢力に抗して下向き(開弁方向)に駆動されて傘部10b、11bがバルブシート13、13から離反することで、吸気開口7a及び排気開口8aが開放されて吸気ポート7及び排気ポート8が燃焼室6と連通する。   When the camshaft 19 is rotationally driven at a rotational speed half that of the crankshaft via a power transmission mechanism (not shown), the intake rocker arm 21 and the exhaust rocker arm 22 that are in contact with the cam via a roller are respectively moved at predetermined timings. Swing. As a result, the intake valve 10 and the exhaust valve 11 are driven downward (opening direction) against the biasing force of the compression coil spring 15, and the umbrella portions 10b and 11b are separated from the valve seats 13 and 13, thereby The opening 7 a and the exhaust opening 8 a are opened, and the intake port 7 and the exhaust port 8 communicate with the combustion chamber 6.

次に、図2及び図3を参照して、吸気バルブ10について詳細に説明する。吸気バルブ10は、前述したように、ステム10aと傘部10bとを有している。本明細書では、傘部10bとは、バルブフェース10cに到るまで、上方(ステム10a側)から下方に進むにつれて連続的に拡径する断面形状の変化開始点(変化点P)以下の部分を指すものとし、ステム10aとは、変化点P以上(傘部10bよりも上側)の全ての部分を指すものとする。つまり、変化点Pがステム10aと傘部10bとの境界になる。   Next, the intake valve 10 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. As described above, the intake valve 10 includes the stem 10a and the umbrella portion 10b. In this specification, the umbrella portion 10b is a portion below the change start point (change point P) of the cross-sectional shape that continuously expands from the upper side (the stem 10a side) downward until reaching the valve face 10c. And the stem 10a refers to all the portions above the change point P (above the umbrella portion 10b). That is, the change point P becomes a boundary between the stem 10a and the umbrella portion 10b.

ステム10aは、前述したようにバルブガイド12によって摺動可能に支持される。図2及び図3には、吸気バルブ10が閉弁位置にあるときのバルブガイド12を想像線で示している。ステム10aの上端近傍には環状溝10dが形成されており、この環状溝10dに2つ割りの図示しないコッタが嵌合する。前述のリテーナ14はコッタを介してステム10aの上端近傍に固定される。一方、ステム10aにおけるバルブガイド12以下(閉弁位置にあるときバルブガイド12の下端12aよりも下側)の部分と傘部10bとの表面には、環状のバルブフェース10cを除く全面に断熱被膜層25が形成されている。   The stem 10a is slidably supported by the valve guide 12 as described above. 2 and 3, the valve guide 12 when the intake valve 10 is in the closed position is indicated by an imaginary line. An annular groove 10d is formed in the vicinity of the upper end of the stem 10a, and a cotter (not shown) divided into two is fitted into the annular groove 10d. The aforementioned retainer 14 is fixed in the vicinity of the upper end of the stem 10a through a cotter. On the other hand, on the surface of the stem 10a below the valve guide 12 (below the lower end 12a of the valve guide 12 when in the closed position) and the surface of the umbrella portion 10b, a heat insulating coating is formed on the entire surface excluding the annular valve face 10c. Layer 25 is formed.

ステム10aの母材26a及び傘部10bの母材26bにより構成される吸気バルブ10の母材26(断熱被膜層25を除く部分)は、本実施形態では、熱伝導率が30W/m・K程度のステンレス鋼によって中実に形成されている。なお、母材26は、ステンレス鋼だけで形成される形態に限られず、例えば摺動軸部31において、耐摩耗性を向上させるためにステンレス鋼の表面にクロムめっきや窒化等の表面処理を施したものであってもよい。排気バルブ11も、吸気バルブ10と同様、耐熱性のステンレス鋼により形成されてよい。   In the present embodiment, the base material 26 (portion excluding the heat insulating coating layer 25) of the intake valve 10 composed of the base material 26a of the stem 10a and the base material 26b of the umbrella portion 10b has a thermal conductivity of 30 W / m · K. It is made of solid stainless steel. The base material 26 is not limited to a form formed only of stainless steel. For example, the surface of the stainless steel is subjected to surface treatment such as chromium plating or nitriding in order to improve wear resistance in the sliding shaft portion 31. It may be what you did. The exhaust valve 11 may also be formed of heat resistant stainless steel, like the intake valve 10.

一方、断熱被膜層25は、母材26に比べて熱伝導率が小さな材料で形成される。本実施形態では、断熱被膜層25として、熱伝導率が1.5W/m・K程度のジルコニア(ZrO)系のセラミックスが用いられている。断熱被膜層25は、ガス炎又はアーク溶射法、プラズマ溶射法、爆発溶射法、スパッタリング、イオンプレーティング等の手法を用いて形成することができる。 On the other hand, the heat insulating coating layer 25 is formed of a material having a lower thermal conductivity than the base material 26. In this embodiment, zirconia (ZrO 2 ) -based ceramics having a thermal conductivity of about 1.5 W / m · K is used as the heat insulating coating layer 25. The heat insulation coating layer 25 can be formed using techniques such as gas flame or arc spraying, plasma spraying, explosion spraying, sputtering, ion plating and the like.

なお、シリンダブロック2及びシリンダヘッド3はアルミニウム合金により形成され、バルブガイド12はグラファイトを含む潤滑性に優れた焼結材により形成されている。   The cylinder block 2 and the cylinder head 3 are formed of an aluminum alloy, and the valve guide 12 is formed of a sintered material having excellent lubricity including graphite.

ステム10aの母材26aは、円形断面形状に形成され、バルブガイド12によって摺動するように案内される摺動軸部31(図2に示すバルブガイド12によって囲まれた部分、及びその上方に連続するバルブリフト量に応じた長さの部分)と、摺動軸部31よりも傘部10b側において摺動軸部31の断面積よりも小さな断面積(断面図は省略、図3の直径Dを参照)とされた細軸部32とを有している。本実施形態では、細軸部32は、摺動軸部31よりも小径の円形断面形状に形成されて摺動軸部31と同軸に配置されており、摺動軸部31と接続する上端部では、下方に進むにつれて摺動軸部31の断面積が徐々に小さくなるように、ステム10aの外輪郭に対して断面で斜めに(テーパ状に)形成されている。なお、ステム10aにおける摺動軸部31よりも上側の部分(図2参照)は、環状溝10dが形成された部分や上端の面取り部分を除き、バルブガイド12によって案内されることなくかつ摺動軸部31と同一径を有する一般軸部33とされている。   The base material 26a of the stem 10a is formed in a circular cross-sectional shape, and is slidably guided by the valve guide 12 so as to slide (a portion surrounded by the valve guide 12 shown in FIG. A portion having a length corresponding to the continuous valve lift amount) and a cross-sectional area smaller than the cross-sectional area of the sliding shaft portion 31 on the umbrella portion 10b side than the sliding shaft portion 31 (the cross-sectional view is omitted, the diameter in FIG. 3) D)), and a thin shaft portion 32. In the present embodiment, the thin shaft portion 32 is formed in a circular cross-sectional shape having a smaller diameter than the sliding shaft portion 31 and is arranged coaxially with the sliding shaft portion 31, and an upper end portion connected to the sliding shaft portion 31. Then, the cross-sectional area of the sliding shaft portion 31 is formed so as to be oblique (tapered) in cross section with respect to the outer contour of the stem 10a so that the cross-sectional area of the sliding shaft portion 31 gradually decreases as it proceeds downward. The portion above the slide shaft portion 31 (see FIG. 2) in the stem 10a is not guided by the valve guide 12 and slides except the portion where the annular groove 10d is formed and the chamfered portion at the upper end. The general shaft portion 33 has the same diameter as the shaft portion 31.

細軸部32は、吸気バルブ10が閉弁位置にあるときにバルブガイド12の下端12aに対応する位置から傘部10bに到るように形成されている。つまり、細軸部32が摺動軸部31の下端(傘部10b側の端部)及び傘部10bの上端に接続しており、摺動軸部31と細軸部32との間及び摺動軸部31と傘部10bとの間には、一般軸部33は形成されていない。このように構成された細軸部32は、言い換えれば、ステム10aに、隣接する摺動軸部31に対して母材26aを全周にわたって凹ませた凹部がステム10aの下端に到るように形成されたことにより形成される。   The thin shaft portion 32 is formed so as to reach the umbrella portion 10b from a position corresponding to the lower end 12a of the valve guide 12 when the intake valve 10 is in the valve closing position. That is, the thin shaft portion 32 is connected to the lower end (end portion on the umbrella portion 10b side) of the sliding shaft portion 31 and the upper end of the umbrella portion 10b, and between the sliding shaft portion 31 and the thin shaft portion 32 and the sliding portion. The general shaft portion 33 is not formed between the moving shaft portion 31 and the umbrella portion 10b. In other words, the thin shaft portion 32 configured in this manner is such that a recess in which the base material 26a is recessed all around the stem 10a with respect to the adjacent slide shaft portion 31 reaches the lower end of the stem 10a. It is formed by being formed.

ステム10aにおいて、断熱被膜層25は略一定の厚さで細軸部32の全周及び全長にわたって(つまり、凹部の全体にわたって)形成されている。細軸部32の外周面に形成された断熱被膜層25の厚さt1は、細軸部32におけるステム10aの直径D2(細軸部32の直径D+2t1)が、摺動軸部31の直径D1以下となるように設定される(D2=D+2t1≦D1)。このようにステム10aのうち、細軸部32の表面のみ(凹部のみ)に断熱被膜層25が形成されることにより、細軸部32に断熱被膜層25が形成されない場合に比べ、ステム10aの外輪郭が滑らかになっている。本実施形態では、細軸部32におけるステム10aの直径D2と摺動軸部31の直径D1とが同一とされており(D2=D1)、ステム10aの外輪郭が一層滑らかにされている。   In the stem 10a, the heat insulating coating layer 25 is formed over the entire circumference and the entire length of the thin shaft portion 32 (that is, over the entire concave portion) with a substantially constant thickness. The thickness t1 of the heat insulating coating layer 25 formed on the outer peripheral surface of the thin shaft portion 32 is such that the diameter D2 of the stem 10a in the thin shaft portion 32 (the diameter D + 2t1 of the thin shaft portion 32) is the diameter D1 of the sliding shaft portion 31. It is set to be as follows (D2 = D + 2t1 ≦ D1). As described above, the heat insulating coating layer 25 is formed only on the surface of the thin shaft portion 32 (only the concave portion) of the stem 10a, so that the heat insulating coating layer 25 is not formed on the thin shaft portion 32. The outer contour is smooth. In the present embodiment, the diameter D2 of the stem 10a in the thin shaft portion 32 and the diameter D1 of the sliding shaft portion 31 are the same (D2 = D1), and the outer contour of the stem 10a is further smoothed.

なお、本実施形態のように断熱被膜層25が形成された部分のステム10aの直径D2が摺動軸部31の直径D1と同一又はそれに近い場合、バルブガイド12のシリンダヘッド3に対する挿入代やバルブ長さ、バルブシート23−バルブガイド12間距離等にばらつきがあると、閉弁時に断熱被膜層25がバルブガイド12と干渉する虞があるため、閉弁位置にあるときのバルブガイド12の下端12aよりも若干下方に断熱被膜層25の上端がくるように断熱被膜層25の位置や細軸部32の位置を設定するとよい。   When the diameter D2 of the stem 10a in the portion where the heat insulating coating layer 25 is formed is the same as or close to the diameter D1 of the sliding shaft portion 31 as in this embodiment, the insertion allowance of the valve guide 12 with respect to the cylinder head 3 If there are variations in the valve length, the distance between the valve seat 23 and the valve guide 12, etc., the heat insulating coating layer 25 may interfere with the valve guide 12 when the valve is closed. The position of the heat insulating coating layer 25 and the position of the thin shaft portion 32 may be set so that the upper end of the heat insulating coating layer 25 is slightly below the lower end 12a.

このようにした場合には、閉弁時にバルブガイド12の下方に、ステム10aにおける断熱被膜層25に覆われない母材26が露出する部分が生じ、この部分が吸気に晒されることがある。また、このような部分が生じない場合であっても、開弁時には、断熱被膜層25に覆われていない摺動軸部31が吸気に晒される。しかしながら、このような部分の温度は傘部10bやステム10aの下端近傍の温度に比べて低いため、吸気への伝達熱量は微小であり、その影響は小さい。   In this case, when the valve is closed, a portion of the stem 10a where the base material 26 that is not covered with the heat insulating coating layer 25 is exposed is formed below the valve guide 12, and this portion may be exposed to the intake air. Even when such a portion does not occur, the sliding shaft portion 31 that is not covered with the heat insulating coating layer 25 is exposed to the intake air when the valve is opened. However, since the temperature of such a portion is lower than the temperature in the vicinity of the lower end of the umbrella portion 10b or the stem 10a, the amount of heat transferred to the intake air is very small, and its influence is small.

これに対し、断熱被膜層25の上端位置を閉弁時のバルブガイド12の下端12aよりも下方に設定することや、細軸部32におけるステム10aの直径D2が摺動軸部31の直径D1よりも小さくなるように断熱被膜層25の厚さt1を設定することにより、吸気バルブ10の製造や組付けに高い精度が求められなくなるため、コストや作業効率の観点でその効果は大きい。   On the other hand, the upper end position of the heat insulation coating layer 25 is set below the lower end 12a of the valve guide 12 when the valve is closed, and the diameter D2 of the stem 10a in the thin shaft portion 32 is the diameter D1 of the sliding shaft portion 31. By setting the thickness t1 of the heat insulating coating layer 25 so as to be smaller than that, high accuracy is not required for manufacturing and assembling of the intake valve 10, so that the effect is great in terms of cost and work efficiency.

傘部10bは、前述したように母材26bを露出させるバルブフェース10cと、バルブフェース10cよりもステム10a側の傘裏10eと、バルブフェース10cよりも燃焼室6側の傘表10fとにより構成される。傘裏10eの外輪郭は、上方から下方に進むにつれて断面形状が連続的に拡径するラッパ形状を呈している。一方、傘表10fの外輪郭は、バルブフェース10cの外縁から下方に延びる概ね円筒形の外周面10gと、概ね燃焼室6に向く底面10hとにより構成されている。底面10hは、外周面10gの下縁から中心に向けて燃焼室6側に膨出する円錐台状の凸面部10iと、凸面部10iの内縁から中心に向けてステム10aの軸線と概ね直交する向きに延在するドーナツ状の平面部10jと、平面部10jの内縁から中心に向かうにつれて徐々に深くなる湾曲凹面部10kとにより構成されており、傘部10bの強度確保と軽量化とが図られている。   As described above, the umbrella portion 10b includes the valve face 10c that exposes the base material 26b, the umbrella back 10e on the stem 10a side with respect to the valve face 10c, and the umbrella surface 10f on the combustion chamber 6 side with respect to the valve face 10c. Is done. The outer contour of the umbrella back 10e has a trumpet shape in which the cross-sectional shape continuously expands from the top to the bottom. On the other hand, the outer contour of the umbrella face 10f is constituted by a substantially cylindrical outer peripheral surface 10g extending downward from the outer edge of the valve face 10c and a bottom surface 10h generally facing the combustion chamber 6. The bottom surface 10h is a truncated cone-shaped convex surface portion 10i bulging toward the combustion chamber 6 from the lower edge of the outer peripheral surface 10g toward the center, and is substantially orthogonal to the axis of the stem 10a from the inner edge of the convex surface portion 10i toward the center. It is composed of a donut-shaped flat surface portion 10j extending in the direction and a curved concave surface portion 10k that gradually becomes deeper from the inner edge of the flat surface portion 10j toward the center, thereby ensuring strength and weight reduction of the umbrella portion 10b. It has been.

傘部10bの母材26bは、傘裏10eにおいて、バルブフェース10cの内縁(上縁)から、傘裏10eの外輪郭に対して斜めに(テーパ状に)凹陥する凹壁面26cと、凹壁面26cの底縁で凹壁面26cに対して屈曲した後、傘裏10eの外輪郭に沿ってラッパ状に延在してステム10aとの境界(変化点P)に至り、細軸部32(ステム10aの母材26a)と段差なく連続する凹底面26dとを有している。つまり、傘裏10eには、隣接するバルブフェース10cに対して母材26bを凹ませた傘裏凹部36が、傘裏10eの全体にわたって形成されている。   The base material 26b of the umbrella portion 10b includes a concave wall surface 26c that is recessed obliquely (tapered) from the inner edge (upper edge) of the valve face 10c with respect to the outer contour of the umbrella back 10e, and a concave wall surface. After bending with respect to the concave wall surface 26c at the bottom edge of 26c, it extends in a trumpet shape along the outer contour of the umbrella back 10e to reach the boundary (change point P) with the stem 10a, and the thin shaft portion 32 (stem 10a) and a concave bottom surface 26d continuous without a step. In other words, the umbrella back recess 36 is formed over the entire umbrella back 10e in which the base material 26b is recessed with respect to the adjacent valve face 10c.

一方、傘表10fにおいては、傘部10bの母材26bは、バルブフェース10cの外縁(下縁)から、傘表10fの外輪郭に対して斜めに(テーパ状に)凹陥する凹壁面26eと、凹壁面26eの底縁で凹壁面26eに対して屈曲した後、傘表10fの外輪郭に沿って延在する凹底面26fとを有している。凹底面26fは、凹壁面26e側から順に、互いに屈曲することなく滑らかに接続する凸状凹底面26g、平状凹底面26h及び湾曲凹状凹底面26iを有している。つまり、傘表10fには、隣接する外周面10gやバルブフェース10cに対して母材26bを凹ませた傘表凹部37が、傘表10fのうちの底面10hの全体にわたって形成されている。   On the other hand, in the umbrella surface 10f, the base material 26b of the umbrella portion 10b includes a concave wall surface 26e that is recessed obliquely (tapered) from the outer edge (lower edge) of the valve face 10c with respect to the outer contour of the umbrella surface 10f. And a concave bottom surface 26f extending along the outer contour of the umbrella surface 10f after being bent with respect to the concave wall surface 26e at the bottom edge of the concave wall surface 26e. The concave bottom surface 26f has, in order from the concave wall surface 26e side, a convex concave bottom surface 26g, a flat concave bottom surface 26h, and a curved concave concave bottom surface 26i that are smoothly connected to each other without bending. In other words, an umbrella surface recess 37 in which the base material 26b is recessed with respect to the adjacent outer peripheral surface 10g and the valve face 10c is formed over the entire bottom surface 10h of the umbrella table 10f.

本実施形態では、傘裏凹部36が傘裏10eの全体にわたって形成され、かつ凹部の底面となる凹底面26dの全体がバルブフェース10cの上縁よりも上方に位置しているため、傘裏凹部36が凹部と言えるか否かの判別が難しい。そこで、本明細書においては、前述の屈曲した部分を断面輪郭に有し、当該屈曲部を構成する2つの面(凹壁面26c及び凹底面26dの外周部)に直交する線の交点p1が屈曲点p2よりも上方に位置すること、すなわち屈曲部が下向きに突出しているもの、或いは屈曲ではなく湾曲している部分を断面輪郭に有し、当該湾曲線上の2点の曲率半径の中心点が当該2点間の湾曲線の中点よりも上方となる湾曲部分を含むこと、すなわち下向きに突出する湾曲部分を含むものを、傘裏10eの凹部と定義するものとする。   In the present embodiment, the umbrella back recess 36 is formed over the entire umbrella back 10e, and the entire bottom surface 26d serving as the bottom surface of the recess is positioned above the upper edge of the valve face 10c. It is difficult to determine whether 36 can be said to be a recess. Therefore, in this specification, the intersection p1 of the line that has the above-mentioned bent portion in the cross-sectional outline and is orthogonal to the two surfaces (the outer peripheral portion of the concave wall surface 26c and the concave bottom surface 26d) constituting the bent portion is bent. It is located above the point p2, that is, the bent part protrudes downward, or has a curved part instead of the bent part, and the center points of the two curvature radii on the curved line are The concave portion of the umbrella back 10e is defined as including a curved portion that is above the midpoint of the curved line between the two points, that is, including a curved portion that protrudes downward.

同様に、本実施形態では、傘表凹部37が傘表10fの底面10hの全体にわたって形成されているため、凹部の底面となる凹底面26fのうち、凸状凹底面26g及び平状凹底面26hの全体並びに湾曲凹状凹底面26iの外周部分が傘表10fの外周面10gの下端よりも下方に位置しているため、凹部であるか否かの判別がしにくい。そこで、本明細書においては、前述した屈曲した部分を断面輪郭に有し、当該屈曲部を構成する2つの面(凹壁面26e及び凹底面26fの外周部)に直交する線の交点p3が屈曲点p4よりも上方に位置するもの、すなわち屈曲部が上向きに突出していること、或いは屈曲ではなく湾曲している部分を断面輪郭に有し、当該湾曲線上の2点の曲率半径の中心点が当該2点間の湾曲線の中点よりも上方となる湾曲部分を含むこと、すなわち上向きに突出する湾曲部分を含むものを、傘表10fの凹部と定義するものとする。したがって、湾曲凹状凹底面26iは、傘表凹部37の中央に更に形成された凹部と言える。   Similarly, in the present embodiment, since the umbrella front concave portion 37 is formed over the entire bottom surface 10h of the umbrella front surface 10f, the convex concave bottom surface 26g and the flat concave bottom surface 26h among the concave bottom surfaces 26f serving as the bottom surfaces of the concave portions. And the outer peripheral portion of the curved concave concave bottom surface 26i are located below the lower end of the outer peripheral surface 10g of the umbrella face 10f, so it is difficult to determine whether or not it is a concave portion. Therefore, in the present specification, the intersection p3 of the line having the bent portion described above in the cross-sectional outline and perpendicular to the two surfaces (the outer peripheral portion of the concave wall surface 26e and the concave bottom surface 26f) constituting the bent portion is bent. The one located above the point p4, that is, the bent portion protrudes upward, or has a curved portion instead of the bent, and the center point of the two curvature radii on the curved line is The concave portion of the umbrella table 10f is defined to include a curved portion that is above the midpoint of the curved line between the two points, that is, a curved portion that protrudes upward. Therefore, it can be said that the curved concave bottom surface 26 i is a concave portion further formed at the center of the umbrella front concave portion 37.

そして、傘裏10eにおいては、断熱被膜層25は略一定の厚さで傘裏凹部36の全体にわたって形成されている。つまり、断熱被膜層25は、細軸部32の外周面から傘部10bの傘裏10eに連続するように形成されている。傘裏凹部36に形成された断熱被膜層25の厚さt2は細軸部32に形成された断熱被膜層25の厚さt1と同一とされており、ステム10aの外輪郭と傘部10bの外輪郭とは段差なく滑らかに連続している。また、この厚さt2は、傘裏凹部36の外周部分の深さ、正確には凹底面26fの外縁での深さと同一の値となっている。このように傘裏10eのうち、傘裏凹部36内の母材26aの表面のみに断熱被膜層25が形成されることにより、断熱被膜層25が形成されない場合に比べ、傘裏10eの外輪郭が滑らかになっている。   And in the umbrella back 10e, the heat insulation coating layer 25 is formed over the whole umbrella back recessed part 36 with the substantially constant thickness. That is, the heat insulating coating layer 25 is formed so as to be continuous from the outer peripheral surface of the thin shaft portion 32 to the umbrella back 10e of the umbrella portion 10b. The thickness t2 of the heat insulating coating layer 25 formed in the umbrella back recess 36 is the same as the thickness t1 of the heat insulating coating layer 25 formed on the thin shaft portion 32, and the outer contour of the stem 10a and the umbrella portion 10b The outer contour is smooth and continuous. Further, the thickness t2 has the same value as the depth of the outer peripheral portion of the umbrella back concave portion 36, more precisely, the depth at the outer edge of the concave bottom surface 26f. In this way, the outer contour of the umbrella back 10e is formed by forming the heat insulating coating layer 25 only on the surface of the base material 26a in the umbrella back concave portion 36 in the umbrella back 10e, as compared with the case where the heat insulating coating layer 25 is not formed. Is smooth.

一方、傘表10fにおいては、断熱被膜層25は凸状凹底面26g及び平状凹底面26hにおいて比較的薄い厚さt3とされ、この厚さt3は、傘表凹部37の外周部分の深さ、正確には凸状凹底面26gの外縁での深さと同一の値とされている。一方、湾曲凹状凹底面26iにおいては、断熱被膜層25は比較的厚く形成されている。このように傘表10fのうち、傘表凹部37内の母材26aの表面のみに断熱被膜層25が形成されることにより、断熱被膜層25が形成されない場合に比べ、傘表10fの外輪郭が滑らかになっている。   On the other hand, in the umbrella surface 10f, the heat insulating coating layer 25 has a relatively thin thickness t3 on the convex concave bottom surface 26g and the flat concave bottom surface 26h, and this thickness t3 is the depth of the outer peripheral portion of the umbrella front concave portion 37. More precisely, it is the same value as the depth at the outer edge of the convex concave bottom surface 26g. On the other hand, the heat insulating coating layer 25 is formed relatively thick on the curved concave bottom surface 26i. Thus, the outer contour of the umbrella surface 10f is formed in the umbrella surface 10f as compared with the case where the heat insulation film layer 25 is not formed by forming the heat insulation film layer 25 only on the surface of the base material 26a in the umbrella surface recess 37. Is smooth.

次に、以上のように構成された吸気バルブ10の作用効果について説明する。   Next, the effect of the intake valve 10 configured as described above will be described.

図4及び図5は、実施形態に係る吸気バルブ10の効果を他の例と比較して示すグラフである。図4のグラフでは、横軸に傘表10fの表面積をとり、縦軸に傘表10fからの入熱量をとっている。図5のグラフでは、横軸に傘裏10e+軸部(ステム10a)の表面積をとり、(A)では縦軸に傘裏10e+軸部(ステム10a)の平均温度を、(B)では縦軸に傘裏10e+軸部(ステム10a)からの放熱量をとっている。   4 and 5 are graphs showing the effects of the intake valve 10 according to the embodiment in comparison with other examples. In the graph of FIG. 4, the horizontal axis represents the surface area of the umbrella table 10f, and the vertical axis represents the amount of heat input from the umbrella table 10f. In the graph of FIG. 5, the horizontal axis represents the surface area of the umbrella back 10e + shaft portion (stem 10a), (A) the vertical axis represents the average temperature of the umbrella back 10e + shaft portion (stem 10a), and (B) the vertical axis. The amount of heat radiation from the umbrella back 10e + shaft (stem 10a) is taken.

各グラフにおいて、白抜き菱形は、ベース(ステム10aの母材26aに細軸部32が形成されず、かつ断熱被膜層25が形成されない場合)を示している。白抜き丸は、ベース+単純傘表裏断熱+軸部断熱(ベース形状に単に傘表10f及び傘裏10eに断熱被膜層25を形成すると共に軸部にも断熱被膜層25を形成した場合)を示している。白塗り三角は、細軸化(ベース形状に細軸部32を形成した場合)を示している。白塗り四角は、細軸化+単純傘表裏断熱+細軸部断熱(細軸化し、単に傘表10f及び傘裏10eに断熱被膜層25を形成すると共に細軸部32にも断熱被膜層25を形成した場合)を示している。   In each graph, the white diamond indicates the base (when the thin shaft portion 32 is not formed on the base material 26a of the stem 10a and the heat insulating coating layer 25 is not formed). The white circle represents base + simple umbrella front and back heat insulation + shaft part heat insulation (when the heat insulation film layer 25 is formed on the umbrella surface 10f and the umbrella back 10e in the base shape and the heat insulation film layer 25 is also formed on the shaft part). Show. White triangles indicate thinning (when the thin shaft portion 32 is formed in the base shape). The white-painted square is made of thin shaft + simple umbrella front / back heat insulation + thin shaft part heat insulation (thinned, simply forming the heat insulation coating layer 25 on the umbrella front / back 10f and umbrella back 10e, and also forming the heat insulation coating layer 25 on the thin shaft portion 32. Is formed).

また、黒塗り菱形は、傘表断熱(傘表10fに傘表凹部37を形成したうえで傘表凹部37内に断熱被膜層25を形成した場合)を示している。黒塗り三角は、細軸化+傘表断熱(細軸化し、傘表10fに傘表凹部37を形成したうえで傘表凹部37内のみに断熱被膜層25を形成した場合)を示している。黒塗り丸は、細軸化+傘表裏断熱(細軸化し、傘表10f及び傘裏10eに傘表凹部37及び傘裏凹部36を形成したうえで傘表凹部37及び傘裏凹部36内に断熱被膜層25を形成した場合)を示している。黒塗り四角は、本実施形態の吸気バルブ10に対応する、細軸化+傘表裏断熱+軸部断熱(細軸化し、傘表10f及び傘裏10eに傘表凹部37及び傘裏凹部36を形成したうえで傘表凹部37及び傘裏凹部36内に断熱被膜層25を形成すると共に細軸部32にも断熱被膜層25を形成した場合)を示している。   Also, the black rhombus indicates umbrella surface heat insulation (when the heat insulation coating layer 25 is formed in the umbrella surface recess 37 after the umbrella surface recess 37 is formed in the umbrella surface 10f). Black triangles indicate thinning + umbrella surface heat insulation (when thinning is performed and the heat insulating coating layer 25 is formed only in the umbrella front concave portion 37 after forming the umbrella front concave portion 37 on the umbrella surface 10f). . The black circles are thinned + heat-insulated on the front and back of the umbrella (thinned, and the umbrella front and rear recesses 37 and 36 are formed on the umbrella front and back 10f and the umbrella back 10e. (When the heat insulation coating layer 25 is formed). The black squares correspond to the intake valve 10 of the present embodiment. Thin shaft + umbrella front and back heat insulation + shaft portion heat insulation (thin shaft, umbrella front concave portion 37 and umbrella back concave portion 36 are provided on the umbrella front 10f and umbrella back 10e. In this case, the heat insulating coating layer 25 is formed in the umbrella front concave portion 37 and the umbrella back concave portion 36 and the heat insulating coating layer 25 is also formed on the thin shaft portion 32).

ここで、図4に示す燃焼ガスから傘表10fへの入熱量Q1は下式(1)で表される。
=h×A×(Tg−Tw) ・・・(1)
ただし、h:熱伝達率、A:傘表の表面積、Tg:燃焼ガス温度、Tw:傘表の壁面温度である。
Here, the heat input Q1 from the combustion gas shown in FIG. 4 to the umbrella table 10f is expressed by the following equation (1).
Q 1 = h 1 × A 1 × (Tg 1 -Tw 1) ··· (1)
Here, h 1 : heat transfer coefficient, A 1 : surface area of the umbrella table, Tg 1 : combustion gas temperature, Tw 1 : wall surface temperature of the umbrella table.

図4のグラフにおいて、内燃機関Eの熱効率向上の観点から、入熱量Qは小さい方が好ましい。燃焼ガス温度Tgが一定とすると、熱伝達率h及び傘表の表面積Aが小さくかつ傘表の壁面温度Twが高いほど、入熱量Qは小さくなる。 In the graph of FIG. 4, from the viewpoint of heat efficiency of the internal combustion engine E, the amount of heat input Q 1 is preferably small. Assuming that the combustion gas temperature Tg 1 is constant, the smaller the heat transfer coefficient h 1 and the surface area A 1 of the umbrella surface and the higher the wall surface temperature Tw 1 of the umbrella surface, the smaller the heat input Q 1 .

一方、図5(B)に示す傘裏+軸部から吸気への放熱量Q2は下式(2)で表される。
=h×A×(Tw−Tg) ・・・(2)
ただし、h:熱伝達率、A:傘裏+軸部の表面積、Tw:傘裏+軸部の壁面温度、Tg:吸気温度である。
On the other hand, the heat release amount Q2 from the umbrella back + shaft portion to the intake air shown in FIG. 5B is expressed by the following equation (2).
Q 2 = h 2 × A 2 × (Tw 2 -Tg 2) ··· (2)
However, h 2: thermal conductivity, A 2: Kasaura + surface area of the shaft portion, Tw 2: Kasaura + shank of wall temperature, Tg 2: is the intake air temperature.

図5(B)のグラフにおいて、内燃機関Eの熱効率向上の観点から、放熱量Qは小さい方が好ましい。吸気温度Tgが一定とすると、熱伝達率h及び傘裏+軸部の表面積Aが小さくかつ傘裏+軸部の壁面温度Twが低いほど、放熱量Qは小さくなる。つまり、図5(A)のグラフにおいては、傘裏+軸部の表面積Aが小さくかつ傘裏平均温度が低い方が好ましい。 In the graph of FIG. 5 (B), from the viewpoint of heat efficiency of the internal combustion engine E, the heat radiation amount Q 2 is preferably small. When the intake air temperature Tg 2 is constant, the lower the wall temperature Tw 2 of the heat transfer coefficient h 2 and Kasaura + small surface area A 2 of the shaft portion and Kasaura + shank, the heat radiation amount Q 2 is small. That is, in the graph of FIG. 5 (A), towards and Kasaura average temperature less surface area A 2 of Kasaura + shank is low is preferred.

まず、図4を参照して傘表からの入熱量について説明する。ベース+単純傘表裏断熱+軸部断熱(白丸)では、ベース(白菱形)に対し、傘表10fに断熱被膜層25が形成されたことにより熱伝達率は小さくなるが、傘表の表面積が大きくなり、表面積増大による効果が熱伝達率の低減による断熱効果を上回るため、傘表からの入熱量が増大している。一方、細軸化(白三角)では、ベース(白菱形)に対し、若干ではあるが傘表からの入熱量が減少している。これは、熱伝導によって傘部10bから摺動軸部31へ向けて細軸部32を伝達する熱量が低減し、傘表10fが比較的高温に保たれるためである。しかしながら、細軸化+単純傘表裏断熱+細軸部断熱(白四角)では、細軸化(白三角)に対し、傘表の表面積が大きくなることから、やはり傘表からの入熱量が増大している。   First, the amount of heat input from the umbrella table will be described with reference to FIG. In the base + simple umbrella front and back heat insulation + shaft heat insulation (white circle), the heat transfer coefficient is reduced by forming the heat insulation coating layer 25 on the umbrella face 10f with respect to the base (white rhombus), but the surface area of the umbrella front is reduced. Since the effect of increasing the surface area exceeds the heat insulating effect by reducing the heat transfer coefficient, the amount of heat input from the umbrella surface is increasing. On the other hand, in the narrow axis (white triangle), the amount of heat input from the umbrella table is slightly smaller than the base (white rhombus). This is because the amount of heat transmitted through the thin shaft portion 32 from the umbrella portion 10b to the sliding shaft portion 31 by heat conduction is reduced, and the umbrella surface 10f is kept at a relatively high temperature. However, with thin-shaft + simple umbrella front / back insulation + thin-shaft thermal insulation (white square), the surface area of the umbrella surface increases compared to narrow shaft (white triangle), so the amount of heat input from the umbrella front also increases. doing.

これに対し、傘表断熱(黒菱形)では、ベース(白菱形)に対し、傘表の表面積の増大を招くことなく、傘表10fに断熱被膜層25が形成されて熱伝達率は小さくなったことにより、傘表からの入熱量が大幅に減少している。また、細軸化+傘表断熱(黒三角)では、ベース(白菱形)に対しては大幅に傘表からの入熱量が減少し、傘表断熱(黒菱形)に対しては若干ではあるが、上記と同じく傘表10fが比較的高温に保たれるという理由により傘表からの入熱量が減少している。更に、細軸化+傘表裏断熱(黒丸)と細軸化+傘表裏断熱+軸部断熱(黒四角)とでは、傘表からの入熱量が概ね同じ値となり、傘表断熱(黒菱形)に対して減少している。   In contrast, in the umbrella surface insulation (black rhombus), the heat insulating coefficient layer 25 is formed on the umbrella surface 10f and the heat transfer coefficient is reduced without causing an increase in the surface area of the umbrella surface relative to the base (white rhombus). As a result, the heat input from the umbrella table has decreased significantly. In addition, in the thin shaft + umbrella surface insulation (black triangle), the heat input from the umbrella table is greatly reduced for the base (white rhombus), and slightly for the umbrella insulation (black diamond). However, the amount of heat input from the umbrella table is reduced because the umbrella table 10f is kept at a relatively high temperature as described above. Furthermore, the heat input from the front of the umbrella is almost the same for the thin shaft + umbrella front and back insulation (black circle) and thin shaft + umbrella front and back insulation + shaft heat insulation (black square). Has decreased.

次に、図5(A)及び(B)を参照して傘裏+軸部からの放熱量について説明する。ベース+単純傘表裏断熱+軸部断熱(白丸)では、ベース(白菱形)に対し、(A)に示すように傘裏+軸部の平均温度は低下しているが、傘裏+軸部の表面積が増大しており、表面積増大による効果が熱伝達率の低減による断熱効果を上回る結果、(B)に示すように傘裏+軸部からの放熱量は増大している。一方、細軸化(白三角)では、ベース(白菱形)に対し、(A)に示すように傘裏+軸部の平均温度と傘裏+軸部の表面積との両方が低減しており、(B)に示すように傘裏+軸部からの放熱量も減少している。しかしながら、細軸化+単純傘表裏断熱+細軸部断熱(白四角)では、細軸化(白三角)に対し、(A)に示すように傘裏+軸部の平均温度は低下しているが、傘裏+軸部の表面積が増大しており、やはり表面積増大による効果が熱伝達率の低減による断熱効果を上回る結果、(B)に示すように傘裏+軸部からの放熱量は増大している。   Next, with reference to FIG. 5 (A) and (B), the thermal radiation amount from an umbrella back + axial part is demonstrated. In the base + simple umbrella front and back insulation + shaft insulation (white circle), the average temperature of the umbrella back + shaft is lower than the base (white rhombus) as shown in (A), but the umbrella back + shaft As a result of the fact that the surface area increases and the effect of increasing the surface area exceeds the heat insulating effect by reducing the heat transfer coefficient, the amount of heat released from the back of the umbrella and the shaft is increased as shown in (B). On the other hand, in the narrow axis (white triangle), both the average temperature of the umbrella back + shaft part and the surface area of the umbrella back + shaft part are reduced as shown in (A), compared to the base (white rhombus). As shown in (B), the amount of heat released from the umbrella back + shaft is also reduced. However, with thin-shaft + simple umbrella front and back heat insulation + thin-shaft heat insulation (white square), the average temperature of the back of the umbrella + shaft decreases as shown in (A) in contrast to thin-shaft (white triangle). However, the surface area of the back of the umbrella and the shaft has increased, and as a result of the effect of the increased surface area exceeding the heat insulation effect by reducing the heat transfer coefficient, the amount of heat released from the back of the umbrella and the shaft as shown in (B) Is increasing.

これに対し、傘表断熱(黒菱形)では、ベース(白菱形)に対し、(A)に示すように、傘裏+軸部の表面積の増大を招くことなく、傘裏10eに断熱被膜層25が形成されて熱伝達率が小さくなったことにより、傘裏+軸部の平均温度が大幅に減少している。その結果、(B)に示すように、傘表断熱(黒菱形)では、ベース(白菱形)に対し、傘裏+軸部からの放熱量が減少している。   On the other hand, in the umbrella surface insulation (black rhombus), as shown in (A) with respect to the base (white rhombus), the thermal insulation coating layer is formed on the umbrella back 10e without causing an increase in the surface area of the umbrella back + shaft portion. Since the heat transfer coefficient is reduced by forming 25, the average temperature of the umbrella back and the shaft portion is greatly reduced. As a result, as shown in (B), in the umbrella surface heat insulation (black rhombus), the heat radiation from the umbrella back and the shaft portion is reduced with respect to the base (white rhombus).

また、細軸化+傘表断熱(黒三角)では、(A)に示すように、ベース(白菱形)に対しては、傘裏+軸部の表面積と傘裏+軸部の平均温度との両方が大幅に低減し、細軸化(白三角)に対しては、傘裏+軸部の表面積が変わらず、傘裏+軸部の平均温度が大幅に減少し、傘表断熱(黒菱形)に対しては、傘裏+軸部の表面積が大幅に減少し、傘裏+軸部の平均温度も低下している。その結果、(B)に示すように、細軸化+傘表断熱(黒三角)では、傘裏+軸部からの放熱量が、ベース(白菱形)に対しては大幅に減少し、細軸化(白三角)や傘表断熱(黒菱形)に対しても減少している。特に、(B)の傘裏+軸部からの放熱量では、ベース(白菱形)から細軸化+傘表断熱(黒三角)への減少量が、ベース(白菱形)から傘表断熱(黒菱形)への減少量とベース(白菱形)から細軸化(白三角)への減少量との和よりも大きくなっている。これは傘表断熱と細軸化との相乗効果によるものと考えられる。   In addition, as shown in (A), in the thin shaft + umbrella surface insulation (black triangle), for the base (white rhombus), the surface area of the umbrella back + shaft and the average temperature of the umbrella back + shaft Both are significantly reduced, and for thin shafts (white triangles), the surface area of the back of the umbrella and the shaft does not change, the average temperature of the back of the umbrella and the shaft decreases significantly, and the umbrella surface is insulated (black) For the rhombus, the surface area of the umbrella back and the shaft is greatly reduced, and the average temperature of the umbrella back and the shaft is also reduced. As a result, as shown in (B), with thin shaft + umbrella front insulation (black triangle), the amount of heat released from the umbrella back + shaft is significantly reduced compared to the base (white rhombus). It has also decreased against shafting (white triangles) and umbrella surface insulation (black diamonds). In particular, in the amount of heat released from the back of the umbrella and the shaft in (B), the reduction from the base (white rhombus) to the thin shaft + umbrella surface insulation (black triangle) is reduced from the base (white rhombus) to the umbrella surface insulation ( It is larger than the sum of the reduction amount to the black diamond shape and the reduction amount from the base (white diamond shape) to the narrow axis (white triangle). This is considered to be due to the synergistic effect of the umbrella surface insulation and the narrow shaft.

更に、細軸化+傘表裏断熱(黒丸)では、(A)に示すように、細軸化+傘表断熱(黒三角)に対し、傘裏+軸部の平均温度が低下している。なお、傘裏+軸部の表面積は、傘裏10eに傘裏凹部36を形成しているにも拘わらず、細軸化+傘表断熱(黒三角)に対して若干増大している。これは、比較条件を整えるために高温となるバルブ中央における傘表−傘裏間の最小肉厚を一定にしているためである。この影響により、(B)に示すように、細軸化+傘表裏断熱(黒丸)では、傘裏+軸部からの放熱量が、細軸化+傘表断熱(黒三角)に対して僅かに増大している。ただし、断熱被膜層25の熱伝導率がより小さい場合や、断熱被膜層25に強度負担を期待でき、傘裏+軸部の表面積の増大量を0にできる場合には、細軸化+傘表断熱(黒三角)に対し、傘裏+軸部からの放熱量を低減することが可能である。   Furthermore, in the thin shaft + umbrella front and back heat insulation (black circle), as shown in (A), the average temperature of the umbrella back and the shaft portion is lower than the thin shaft + umbrella front heat insulation (black triangle). It should be noted that the surface area of the umbrella back + shaft portion is slightly increased with respect to the thinning of the shaft + the umbrella surface insulation (black triangle) despite the formation of the umbrella back recess 36 in the umbrella back 10e. This is because the minimum wall thickness between the front and back of the valve at the center of the bulb, which becomes a high temperature, is made constant in order to adjust the comparison conditions. As a result of this effect, as shown in (B), in the thin shaft + umbrella front and back insulation (black circle), the amount of heat released from the umbrella back + shaft is slightly smaller than the thin shaft + umbrella front insulation (black triangle). Has increased. However, when the thermal conductivity of the heat insulation coating layer 25 is smaller, or when the strength burden can be expected on the heat insulation coating layer 25 and the increase in the surface area of the back of the umbrella + shaft can be reduced to 0, the thinning of the shaft + the umbrella It is possible to reduce the amount of heat released from the back of the umbrella and the shaft with respect to the front heat insulation (black triangle).

最後に、細軸化+傘表裏断熱+軸部断熱(黒四角)では、(A)に示すように、細軸化+傘表断熱(黒三角)や細軸化+傘表裏断熱(黒丸)に対し、傘裏+軸部の平均温度が低下している。一方、細軸部32に断熱被膜層25が形成されたことにより、傘裏+軸部の表面積は、細軸化+傘表断熱(黒三角)や細軸化+傘表裏断熱(黒丸)に対して増大している。この影響により、(B)に示すように、細軸化+傘表裏断熱+軸部断熱(黒四角)では、傘裏+軸部からの放熱量が、細軸化+傘表断熱(黒三角)や細軸化+傘表裏断熱(黒丸)に対して若干増大している。ただし、断熱被膜層25の熱伝導率がより小さい場合や、断熱被膜層25に強度負担を期待でき、細軸部32を一層細くできる場合等には、細軸化+傘表断熱(黒三角)や細軸化+傘表裏断熱(黒丸)に対し、傘裏+軸部からの放熱量を低減することが可能である。   Finally, as shown in (A), thin shaft + umbrella front / back insulation + shaft heat insulation (black square), fine shaft + umbrella front insulation (black triangle) and thin shaft + umbrella front / back insulation (black circle) On the other hand, the average temperature of the back of the umbrella and the shaft is decreasing. On the other hand, since the heat insulating coating layer 25 is formed on the thin shaft portion 32, the surface area of the umbrella back + shaft portion is reduced to thin shaft + umbrella front insulation (black triangle) or thin shaft + umbrella front and back insulation (black circle). On the other hand, it is increasing. Due to this effect, as shown in (B), in the case of thin shaft + umbrella front and back heat insulation + shaft heat insulation (black square), the amount of heat released from the back of the umbrella + shaft portion becomes thin shaft + umbrella front heat insulation (black triangle). ) And thin shaft + umbrella heat insulation (black circle) slightly increased. However, when the thermal conductivity of the heat insulating coating layer 25 is smaller, or when the strength burden can be expected on the heat insulating coating layer 25 and the thin shaft portion 32 can be made thinner, the thin shaft + umbrella surface insulation (black triangle) ) Or thin shaft + umbrella front and back insulation (black circle), it is possible to reduce the amount of heat released from the umbrella back + shaft.

このように、実施形態に係る吸気バルブ10では、傘部10bが、外周部に母材26bを露出させるように形成され、吸気開口7aを画成するバルブシート13に当接するバルブフェース10cと、バルブフェース10cよりも燃焼室6側の傘表10fの少なくとも一部において、隣接する外周面10gやバルブフェース10cに対して母材26bを凹ませた傘表凹部37とを有し、滑らかな外輪郭を画定するように、傘表凹部37内の母材26bの表面に断熱被膜層25が形成されている。そのため、表面積の増大を抑制しつつ傘表10fに断熱被膜層25を形成することができ、燃焼ガスから傘部10bへの入熱量が低減するとともに、吸気バルブ10から吸入空気への放熱量が低減し、吸気の充填効率の低下が抑制される。   Thus, in the intake valve 10 according to the embodiment, the umbrella portion 10b is formed so as to expose the base material 26b on the outer peripheral portion, and the valve face 10c that contacts the valve seat 13 that defines the intake opening 7a; At least a part of the umbrella surface 10f on the combustion chamber 6 side of the valve face 10c has an adjacent outer peripheral surface 10g and an umbrella surface concave portion 37 in which the base material 26b is recessed with respect to the valve face 10c. A heat insulating coating layer 25 is formed on the surface of the base material 26b in the umbrella front concave portion 37 so as to define the contour. Therefore, the heat insulation coating layer 25 can be formed on the umbrella surface 10f while suppressing an increase in surface area, and the amount of heat input from the combustion gas to the umbrella portion 10b is reduced, and the amount of heat released from the intake valve 10 to the intake air is reduced. This reduces the reduction in intake charging efficiency.

また、ステム10aが、バルブガイド12によって摺動するように案内される摺動軸部31と、摺動軸部31よりも傘部10b側に配置され、母材26aの断面積が摺動軸部31よりも小さい細軸部32とを有している。そのため、熱伝導によって傘部10bから摺動軸部31へ向けて細軸部32を伝達する熱量を低減し、傘表10fが高温に保たれることから、燃焼ガスから傘部10bへの入熱量が低減するとともに、吸気バルブ10から吸入空気への放熱量が低減し、吸気の充填効率の低下が抑制される。   In addition, the stem 10a is arranged to be guided by the valve guide 12 so as to slide, and the umbrella portion 10b side of the sliding shaft portion 31 is arranged, and the cross-sectional area of the base material 26a is the sliding shaft. The thin shaft portion 32 is smaller than the portion 31. Therefore, the amount of heat transmitted through the thin shaft portion 32 from the umbrella portion 10b to the sliding shaft portion 31 by heat conduction is reduced, and the umbrella surface 10f is kept at a high temperature, so that the combustion gas enters the umbrella portion 10b. While the amount of heat is reduced, the amount of heat released from the intake valve 10 to the intake air is reduced, and the reduction in intake charge efficiency is suppressed.

本実施形態では、傘部10bが、バルブフェース10cよりもステム10a側の傘裏10eの少なくとも一部において、隣接するバルブフェース10cに対して母材26bを凹ませた傘裏凹部36を有し、滑らかな外輪郭を画定するように、傘裏凹部36内の母材26bの表面に断熱被膜層25が形成されている。そのため、表面積の増大を抑制しつつ傘裏10eに断熱被膜層25を形成することができ、傘部10bから吸入空気への放熱量を低減し、傘表10fが高温に保たれることから、燃焼ガスから傘部10bへの入熱量をも低減し、吸気の充填効率の低下を抑制できる。また、吸気開口7aの有効開口面積の減少が抑制されることによっても、吸気の充填効率の低下が抑制される。   In this embodiment, the umbrella part 10b has an umbrella back recess 36 in which the base material 26b is recessed with respect to the adjacent valve face 10c in at least a part of the umbrella back 10e closer to the stem 10a than the valve face 10c. The heat insulation coating layer 25 is formed on the surface of the base material 26b in the umbrella back recess 36 so as to define a smooth outer contour. Therefore, it is possible to form the heat insulating coating layer 25 on the umbrella back 10e while suppressing an increase in the surface area, reducing the heat radiation amount from the umbrella portion 10b to the intake air, and maintaining the umbrella surface 10f at a high temperature. The amount of heat input from the combustion gas to the umbrella portion 10b can also be reduced, and a decrease in intake charging efficiency can be suppressed. In addition, a decrease in the intake charging efficiency is also suppressed by suppressing a decrease in the effective opening area of the intake opening 7a.

また、ステム10aに、滑らかな外輪郭を画定するように、細軸部32の母材26aの表面に断熱被膜層25が形成されていることにより、傘裏10e及びステム10aの表面を介して吸気バルブ10から吸気に伝達する熱量は若干大きくなるが、細軸部32においては、断熱被膜層25が形成されない場合に比べ、熱伝導率が大きいステム10aの母材26aを伝導した熱が断熱被膜層25を径方向外側に伝導してステム10aの表面に到るまでに時間を要することから、放熱量の変化が緩慢となり、一時的なエンジン回転数や負荷の増大による吸気温度の急上昇が抑制される。また、ステムから吸入空気への放熱量を低減し、吸気の充填効率の低下を抑制することも可能である。   Further, since the heat insulating coating layer 25 is formed on the surface of the base material 26a of the thin shaft portion 32 so as to define a smooth outer contour on the stem 10a, the umbrella back 10e and the surface of the stem 10a are interposed. The amount of heat transferred from the intake valve 10 to the intake air is slightly increased. However, in the thin shaft portion 32, the heat conducted through the base material 26a of the stem 10a having a higher thermal conductivity than the case where the heat insulating coating layer 25 is not formed is thermally insulated. Since it takes time to conduct the coating layer 25 radially outward and reach the surface of the stem 10a, the change in the heat dissipation becomes slow, and the intake temperature suddenly increases due to a temporary increase in engine speed or load. It is suppressed. It is also possible to reduce the amount of heat released from the stem to the intake air, and to suppress a decrease in the charging efficiency of the intake air.

本実施形態では、細軸部32の母材26aが、摺動軸部31の直径D1よりも小さな直径Dの円形断面形状を呈して摺動軸部31と同軸に配置され、断熱被膜層25が細軸部32の母材26aの全周にわたって略均一の厚さt1に形成され、細軸部32におけるステム10aの直径D2が摺動軸部31の直径以下(D2≦D1)とされている。そのため、摺動軸部31との比較で、細軸部32におけるステム10aの直径D2の拡大が防止され、吸気開口7aの有効開口面積の減少及び吸気ポート断面におけるステム10aが占める面積の増大による吸気充填効率低下が抑制される。また、閉弁時に細軸部32がバルブガイド12の内部に進入するように構成されている場合であっても、断熱被膜層25のバルブガイド12との干渉が防止される。   In the present embodiment, the base material 26 a of the thin shaft portion 32 has a circular cross-sectional shape having a diameter D smaller than the diameter D1 of the sliding shaft portion 31 and is arranged coaxially with the sliding shaft portion 31, and the heat insulating coating layer 25. Is formed to have a substantially uniform thickness t1 over the entire circumference of the base material 26a of the thin shaft portion 32, and the diameter D2 of the stem 10a in the thin shaft portion 32 is equal to or smaller than the diameter of the sliding shaft portion 31 (D2 ≦ D1). Yes. Therefore, the diameter D2 of the stem 10a in the thin shaft portion 32 is prevented from increasing in comparison with the sliding shaft portion 31, and the effective opening area of the intake opening 7a is reduced and the area occupied by the stem 10a in the intake port section is increased. A reduction in intake charge efficiency is suppressed. Even when the thin shaft portion 32 is configured to enter the inside of the valve guide 12 when the valve is closed, interference of the heat insulating coating layer 25 with the valve guide 12 is prevented.

ただし、本実施形態では、閉弁位置にある時のバルブガイド12の傘部10b側の下端12aよりも傘部10b側に細軸部32及び断熱被膜層25が形成されている。そのため、細軸部32がバルブガイド12の内部に進入することはなく、細軸部32の外周面に形成された断熱被膜層25がバルブガイド12に干渉することはなく、逆に、細軸部32におけるステム10aの直径D2を摺動軸部31の直径D1以上とすること、或いは、細軸部32におけるステム10aの直径D2を摺動軸部31の直径D1以下に設定した場合に断熱被膜層25の厚さtの精密な管理を省略することが可能である。   However, in the present embodiment, the thin shaft portion 32 and the heat insulating coating layer 25 are formed closer to the umbrella portion 10b than the lower end 12a on the umbrella portion 10b side of the valve guide 12 when in the valve closing position. Therefore, the thin shaft portion 32 does not enter the inside of the valve guide 12, and the heat insulating coating layer 25 formed on the outer peripheral surface of the thin shaft portion 32 does not interfere with the valve guide 12. When the diameter D2 of the stem 10a in the portion 32 is set to be equal to or larger than the diameter D1 of the sliding shaft portion 31, or when the diameter D2 of the stem 10a in the thin shaft portion 32 is set to be equal to or smaller than the diameter D1 of the sliding shaft portion 31 Precise management of the thickness t of the coating layer 25 can be omitted.

本実施形態では、細軸部32及び傘裏凹部36が互いに連続するように形成され、断熱被膜層25が傘裏凹部36から細軸部32に連続して形成されたことにより、一時的なエンジン回転数や負荷の増大による吸気温度の急上昇が一層効果的に抑制される。   In the present embodiment, the thin shaft portion 32 and the umbrella back concave portion 36 are formed so as to be continuous with each other, and the heat insulating coating layer 25 is formed continuously from the umbrella back concave portion 36 to the thin shaft portion 32, thereby temporarily A sudden rise in intake air temperature due to an increase in engine speed or load is further effectively suppressed.

他方、排気バルブ11は、傘部11bの傘表が燃焼室6内の燃焼ガスに晒されるうえ、傘裏やステム11aの表面が排気ポート8内の排気ガスに晒されるため、吸気バルブ10に比べて高温になりやすい。吸気バルブ10や排気バルブ11には、閉弁方向に作用する圧縮コイルばね15のばね力や閉弁時の慣性力による衝撃荷重(軸方向引張力)、カムからの曲げ力が加わるため、軸方向引張力及び曲げ力に対する強度が要求され、要求強度を満たすように材料や寸法が決定される。そして、排気バルブ11のステム10aの直径は、高温時でも要求強度を満足する寸法とされている。   On the other hand, the exhaust valve 11 is exposed to the combustion gas in the combustion chamber 6 on the front surface of the umbrella portion 11b, and the surface of the back of the umbrella and the stem 11a is exposed to the exhaust gas in the exhaust port 8. Compared to high temperatures. Since the intake valve 10 and the exhaust valve 11 are subjected to a spring force of the compression coil spring 15 acting in the valve closing direction, an impact load (axial tensile force) due to the inertia force at the valve closing time, and a bending force from the cam, The strength with respect to the directional tensile force and the bending force is required, and the material and dimensions are determined so as to satisfy the required strength. The diameter of the stem 10a of the exhaust valve 11 is a dimension that satisfies the required strength even at high temperatures.

前述したように、吸気バルブ10を摺動可能に支持するバルブガイド12と排気バルブ11を摺動可能に支持するバルブガイド12とは共通部材とされており、摺動軸部31における吸気バルブ10のステム10aの直径D1は、排気バルブ11のステム11aの直径と同一になっている。そのため、比較的低温の吸気バルブ10のステム10aには要求強度に対して余裕があり、ステム10aの母材26aに細軸部32を形成することが可能になっている。一方、バルブガイド12やリテーナ14及び圧縮コイルばね15が、吸気用と排気用とで共通部材とされていることにより、部品コストの低減が可能になる。また、吸気用と排気用とで部品を区別する必要がなくなるため、組立作業が容易になり、組立コストが低減される。   As described above, the valve guide 12 that slidably supports the intake valve 10 and the valve guide 12 that slidably supports the exhaust valve 11 are a common member. The diameter D1 of the stem 10a is the same as the diameter of the stem 11a of the exhaust valve 11. Therefore, the stem 10a of the intake valve 10 having a relatively low temperature has a margin for the required strength, and the thin shaft portion 32 can be formed on the base material 26a of the stem 10a. On the other hand, since the valve guide 12, the retainer 14, and the compression coil spring 15 are common members for intake and exhaust, it is possible to reduce the cost of parts. Further, since it is not necessary to distinguish between the parts for intake and exhaust, assembly work is facilitated, and the assembly cost is reduced.

また、断熱被膜層25の素材であるジルコニア系セラミックスは、比重が560−590kg/mであり、吸気バルブ10の母材26であるステンレス鋼に比べて軽量である。そのため、細軸部32における吸気バルブ10の直径D2が摺動軸部31の直径D1と同一であっても、ステム10aが母材26aのみによって摺動軸部31の直径D1を全長にわたって有するように形成された場合に比べ、吸気バルブ10が軽量化される。 The zirconia-based ceramics that are the material of the heat insulating coating layer 25 has a specific gravity of 560-590 kg / m 3 and is lighter than the stainless steel that is the base material 26 of the intake valve 10. Therefore, even if the diameter D2 of the intake valve 10 in the thin shaft portion 32 is the same as the diameter D1 of the sliding shaft portion 31, the stem 10a has the diameter D1 of the sliding shaft portion 31 over the entire length only by the base material 26a. The intake valve 10 is reduced in weight as compared with the case where it is formed.

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として自動車用の内燃機関Eに適用したものとして、吸気バルブ10及び吸排気装置16の説明を行ったが、鉄道車両や船舶、航空機等にも広く適用することができる。   Although the description of the specific embodiment is finished as described above, the present invention is not limited to the above embodiment and can be widely modified. For example, in the above-described embodiment, the intake valve 10 and the intake / exhaust device 16 have been described as being applied to an internal combustion engine E for automobiles as an example, but may be widely applied to railway vehicles, ships, aircraft, and the like. it can.

上記実施形態では、断熱被膜層25が吸気バルブ10の細軸部32にも形成されているが、図6に示すように断熱被膜層25が細軸部32に形成されない形態としてもよい。或いは、断熱被膜層25が細軸部32に形成されず、かつ傘裏10eに傘裏凹部36及び断熱被膜層25が形成されない形態や、傘裏10eに傘裏凹部36及び断熱被膜層25が形成されない形態、断熱被膜層25が細軸部32に形成されず、かつ傘表10fに傘表凹部37及び断熱被膜層25が形成されない形態、傘表10fに傘表凹部37及び断熱被膜層25が形成されない形態としてもよい。更に、細軸部32が形成されず、かつステム10aに断熱被膜層25が形成されない形態や、この形態と上記した形態の構成とを組み合わせた形態としてもよく、ステム10a又は傘部10bの少なくとも一部に、隣接する部分に対して凹設された凹部が設けられ、滑らかな外輪郭を画定するように凹部内の母材26の表面に断熱被膜層25が形成されれば、表面積増大による入熱量又は放熱量の増大を抑制できる。   In the above embodiment, the heat insulating coating layer 25 is also formed on the thin shaft portion 32 of the intake valve 10, but the heat insulating coating layer 25 may not be formed on the thin shaft portion 32 as shown in FIG. 6. Alternatively, the heat insulating coating layer 25 is not formed on the thin shaft portion 32, and the umbrella back recess 36 and the heat insulating coating layer 25 are not formed on the umbrella back 10e, or the umbrella back recess 36 and the heat insulating coating layer 25 are formed on the umbrella back 10e. In a form in which the heat insulating coating layer 25 is not formed on the thin shaft portion 32 and in which the umbrella surface concave portion 37 and the heat insulating coating layer 25 are not formed on the umbrella surface 10f, the umbrella surface concave portion 37 and the heat insulating coating layer 25 are formed on the umbrella surface 10f. It is good also as a form which is not formed. Furthermore, the thin shaft portion 32 may not be formed and the heat insulating coating layer 25 may not be formed on the stem 10a, or a combination of this configuration and the above-described configuration may be used. If a heat sink coating 25 is formed on the surface of the base material 26 in the recess so as to define a smooth outer contour in part, a recess recessed in the adjacent portion is provided. An increase in heat input or heat release can be suppressed.

上記実施形態では、細軸部32におけるステム10aの直径D2が、摺動軸部31の直径D1と同一の太さ(D2=D1)に設定されているが、図7に示すように細軸部32におけるステム10aの直径D2が、摺動軸部31の直径D1よりも細くなるように設定されてもよい(D2=D+2t<D1)。   In the above embodiment, the diameter D2 of the stem 10a in the thin shaft portion 32 is set to the same thickness (D2 = D1) as the diameter D1 of the sliding shaft portion 31, but as shown in FIG. The diameter D2 of the stem 10a in the portion 32 may be set to be smaller than the diameter D1 of the sliding shaft portion 31 (D2 = D + 2t <D1).

上記実施形態では、吸気バルブ10の母材26は、ステンレス鋼により形成されているが、オーステナイト系耐熱鋼、ニッケル基耐熱合金等の他の材料により形成される形態や、ステム10aの母材26aと傘部10bの母材26bとが異なる材料から形成され、両者を接合して吸気バルブ10の母材26が形成される形態であってもよい。また、上記実施形態では、吸気バルブ10の母材26は中実構造とされているが、中空構造とされてもよい。   In the above embodiment, the base material 26 of the intake valve 10 is formed of stainless steel. However, the base material 26a of the stem 10a or a form formed of other materials such as austenitic heat-resistant steel and nickel-based heat-resistant alloy is used. The base material 26b of the umbrella part 10b may be formed from different materials, and the base material 26 of the intake valve 10 may be formed by joining the two. Further, in the above embodiment, the base material 26 of the intake valve 10 has a solid structure, but may have a hollow structure.

上記実施形態では、断熱被膜層25がジルコニア系セラミックスにより形成されているが、断熱被膜層25として他に、アルミナ、コージェライト、ジルコン、チタン等の酸化物系セラミックス、炭化ケイ素等の炭化物系セラミックス、窒化ケイ素等の窒化物系セラミックス、ケイ酸アルミニウム、酸化クロム、WC+Co合金、WC+Ni+W+Cr合金及びCr+Ni−Cr合金等が用いられてもよい。 In the said embodiment, although the heat insulation coating layer 25 is formed with the zirconia type ceramic, oxide type ceramics, such as an alumina, cordierite, zircon, and titanium, and carbide type ceramics, such as a silicon carbide, as the heat insulation coating layer 25 other than that. Nitride ceramics such as silicon nitride, aluminum silicate, chromium oxide, WC + Co alloy, WC + Ni + W + Cr 3 C 2 alloy and Cr 3 C 2 + Ni—Cr alloy may be used.

この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、角度、素材等、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。   In addition, the specific configuration, arrangement, quantity, angle, material, and the like of each member and part can be changed as long as they do not depart from the spirit of the present invention. On the other hand, not all the constituent elements shown in the above embodiment are necessarily essential, and can be appropriately selected.

6 燃焼室
7a 吸気開口
8a 排気開口
10 吸気バルブ
10a ステム
10b 傘部
10c バルブフェース
10e 傘裏
10f 傘表
10g 外周面
11 排気バルブ
11a ステム
11b 傘部
12 バルブガイド
12a 下端(傘部側の端部)
16 吸排気装置
25 断熱被膜層
26 母材
26a ステム10aの母材
26b 傘部10bの母材
31 摺動軸部
32 細軸部
36 傘裏凹部
37 傘表凹部
t1 細軸部32に形成された断熱被膜層25の厚さ
D1 摺動軸部31の直径
D2 細軸部32におけるステム10aの直径
E 内燃機関
6 Combustion chamber 7a Intake opening 8a Exhaust opening 10 Intake valve 10a Stem 10b Umbrella 10c Valve face 10e Umbrella 10f Umbrella 10g Outer peripheral surface 11 Exhaust valve 11a Stem 11b Umbrella 12 Valve guide 12a Lower end (end on the umbrella side)
16 Intake / exhaust device 25 Insulation coating layer 26 Base material 26a Base material of stem 10a 26b Base material of umbrella portion 10b 31 Sliding shaft portion 32 Thin shaft portion 36 Umbrella back recess 37 Umbrella front recess t1 Thin shaft portion 32 Thickness of the heat insulating coating layer 25 D1 Diameter of the sliding shaft portion 31 D2 Diameter of the stem 10a in the thin shaft portion E E Internal combustion engine

Claims (8)

ステムと傘部とを有し、内燃機関の燃焼室の吸気開口を開閉する吸気バルブであって、
前記傘部が、外周部に母材(26b)を露出させるように形成され、前記吸気開口を画成するバルブシートに当接するバルブフェースと、前記バルブフェースよりも前記燃焼室側の傘表の少なくとも一部において、隣接する部分に対して母材を凹ませた傘表凹部とを有し、
滑らかな外輪郭を画定するように、前記傘表凹部内の母材の表面に断熱被膜層が形成されていることを特徴とする吸気バルブ。
An intake valve having a stem and an umbrella and opening and closing an intake opening of a combustion chamber of an internal combustion engine,
The umbrella portion is formed so that a base material (26b) is exposed on an outer peripheral portion, and a valve face that abuts on a valve seat that defines the intake opening; and an umbrella surface closer to the combustion chamber than the valve face At least in part, having an umbrella front recess with the base material recessed relative to the adjacent part,
An intake valve, wherein a heat insulating coating layer is formed on a surface of a base material in the umbrella recess so as to define a smooth outer contour.
前記ステムが、バルブガイドによって摺動するように案内される摺動軸部と、前記摺動軸部よりも前記傘部側に配置され、母材の断面積が前記摺動軸部よりも小さい細軸部とを有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の吸気バルブ。   The stem is arranged so as to be slid by a valve guide, and is arranged closer to the umbrella portion than the sliding shaft portion, and the cross-sectional area of the base material is smaller than the sliding shaft portion. The intake valve according to claim 1, further comprising a thin shaft portion. 前記傘部が、前記バルブフェースよりも前記ステム側の傘裏の少なくとも一部において、隣接する部分に対して母材を凹ませた傘裏凹部を有し、
滑らかな外輪郭を画定するように、前記傘裏凹部内の母材の表面に断熱被膜層が形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の吸気バルブ。
The umbrella part has an umbrella back recess in which a base material is recessed with respect to an adjacent part in at least a part of the umbrella back on the stem side than the valve face;
The intake valve according to claim 1 or 2, wherein a heat insulating coating layer is formed on a surface of the base material in the concave portion of the umbrella back so as to define a smooth outer contour.
滑らかな外輪郭を画定するように、前記細軸部の母材の表面に断熱被膜層が形成されていることを特徴とする請求項3に記載の吸気バルブ。   The intake valve according to claim 3, wherein a heat insulating coating layer is formed on a surface of the base material of the thin shaft portion so as to define a smooth outer contour. 前記細軸部の母材が、前記摺動軸部の直径よりも小さな直径の円形断面形状を呈して前記摺動軸部と同軸に配置され、
前記断熱被膜層が前記細軸部の母材の全周にわたって略均一の厚さに形成され、
前記細軸部における前記ステムの直径が前記摺動軸部の直径以下であることを特徴とする請求項4に記載の吸気バルブ。
The base material of the thin shaft portion is arranged coaxially with the sliding shaft portion with a circular cross-sectional shape having a diameter smaller than the diameter of the sliding shaft portion,
The heat insulating coating layer is formed in a substantially uniform thickness over the entire circumference of the base material of the thin shaft portion,
The intake valve according to claim 4, wherein a diameter of the stem in the thin shaft portion is equal to or less than a diameter of the sliding shaft portion.
前記細軸部及び前記断熱被膜層が、閉弁時の前記バルブガイドの前記傘部側の端部よりも前記傘部側に形成されていることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の吸気バルブ。   The said thin shaft part and the said heat insulation coating layer are formed in the said umbrella part side rather than the edge part by the side of the said umbrella part of the said valve guide at the time of valve closing, The Claim 4 or Claim 5 characterized by the above-mentioned. The described intake valve. 前記細軸部及び前記傘裏凹部が互いに連続するように形成され、
前記断熱被膜層が前記傘裏凹部から前記細軸部に連続して形成されていることを特徴とする請求項4〜請求項6のいずれか一項に記載の吸気バルブ。
The thin shaft portion and the umbrella back recess are formed to be continuous with each other,
The intake valve according to any one of claims 4 to 6, wherein the heat insulating coating layer is formed continuously from the umbrella back recess to the thin shaft portion.
請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の吸気バルブと、
前記吸気バルブの前記ステムを摺動可能に支持する吸気バルブガイドと、
ステムと傘部とを有し、内燃機関の燃焼室に開口する排気ポートを開閉する排気バルブと、
前記排気バルブの前記ステムを摺動可能に支持する排気バルブガイドと
を有し、
前記吸気バルブガイドと前記排気バルブガイドとが共通部材からなることを特徴とする吸排気装置。
The intake valve according to any one of claims 1 to 7,
An intake valve guide that slidably supports the stem of the intake valve;
An exhaust valve having a stem and an umbrella, and opening and closing an exhaust port that opens to a combustion chamber of the internal combustion engine;
An exhaust valve guide that slidably supports the stem of the exhaust valve;
The intake / exhaust device, wherein the intake valve guide and the exhaust valve guide are made of a common member.
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