JP2022186334A - cylinder head - Google Patents

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雄史 津田
Yushi Tsuda
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Abstract

To making the suppression of obstructing a flow of intake air by a valve seat and the suppression of deteriorating the holding force of the valve seat by a cylinder head, compatible.SOLUTION: A cylinder head is equipped with an intake port connected to a combustion chamber, an annular valve seat in which an intake valve opening/closing the intake port can be seated, and an installing portion that is provided around an opening portion on the combustion chamber side of the intake port and to which the valve seat is installed. The valve seat has an annular projection that is disposed on an outer peripheral side of the valve seat and projects out in an axial direction of the valve seat. The installing portion has an annular groove capable of storing the annular projection of the valve seat, and an outer peripheral surface of the annular projection contacts with a first inner surface on an outer peripheral side of the annular groove while the valve seat is installed to the installing portion.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、シリンダヘッドに関する。 The present invention relates to cylinder heads.

エンジンのシリンダヘッドには、吸気ポートなどが形成される。吸気バルブは、吸気ポートにおける燃焼室側の開口部を開閉する。この開口部の周囲には、円環状のバルブシートが設けられる。例えば、特許文献1には、エンジン用のバルブシートの一例が開示されている。吸気バルブが開口部を閉じたとき、吸気バルブは、バルブシートに着座する。 An intake port and the like are formed in the cylinder head of the engine. The intake valve opens and closes an opening of the intake port on the side of the combustion chamber. An annular valve seat is provided around this opening. For example, Patent Literature 1 discloses an example of a valve seat for an engine. When the intake valve closes its opening, the intake valve seats on the valve seat.

特開昭62-23512号公報JP-A-62-23512

一般的に、吸気ポートの長さ方向は、吸気ポートの開口部の法線方向に対して傾斜している。このため、開口部に設けられるバルブシートの内周面の一部は、吸気ポートの内面に対して内側に向けて突出する。これにより、吸気ポートから燃焼室に導入される吸気が、バルブシートにおける突出部分に当たり、燃焼室に導入される吸気の流れが阻害されるおそれがある。吸気の流れが阻害されると、適正なタンブル流が形成され難くなり、結果的に、燃焼効率が低下するおそれがある。 Generally, the length direction of the intake port is inclined with respect to the normal direction of the opening of the intake port. Therefore, part of the inner peripheral surface of the valve seat provided in the opening protrudes inward with respect to the inner surface of the intake port. As a result, the intake air introduced into the combustion chamber from the intake port may hit the protruding portion of the valve seat, and the flow of the intake air introduced into the combustion chamber may be obstructed. If the flow of intake air is obstructed, it becomes difficult to form an appropriate tumble flow, and as a result, there is a risk that combustion efficiency will decrease.

そこで、バルブシートの軸方向の幅であるバルブシートの高さを低くすることが考えられる。バルブシートの高さを低くすると、吸気ポートの内面に対するバルブシートの突出量が減少し、吸気ポートから燃焼室に導入される吸気がバルブシートにおける突出部分に当たり難くなる。これにより、吸気の流れが阻害されることを抑制することができる。 Therefore, it is conceivable to reduce the height of the valve seat, which is the width of the valve seat in the axial direction. Reducing the height of the valve seat reduces the amount of protrusion of the valve seat with respect to the inner surface of the intake port, making it difficult for the intake air introduced from the intake port into the combustion chamber to hit the protruding portion of the valve seat. As a result, obstruction of the flow of intake air can be suppressed.

しかし、バルブシートの高さを低くすると、吸気ポートの開口部の周囲のシリンダヘッドに対してバルブシートを圧入して取り付けたときに、シリンダヘッドとバルブシートとの接触面積が減少するため、シリンダヘッドがバルブシートを保持する保持力が低下する。そうすると、場合によっては、バルブシートがシリンダヘッドから脱落するおそれがある。 However, if the height of the valve seat is lowered, the contact area between the cylinder head and the valve seat will decrease when the valve seat is press-fitted into the cylinder head around the opening of the intake port. The holding force with which the head holds the valve seat is reduced. As a result, the valve seat may fall off from the cylinder head in some cases.

そこで、本発明は、バルブシートにより吸気の流れが阻害されることを抑制することと、シリンダヘッドによるバルブシートの保持力の低下を抑制することとを両立させることが可能なシリンダヘッドを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a cylinder head that is capable of both suppressing the flow of intake air from being blocked by a valve seat and suppressing a decrease in the holding force of the valve seat by the cylinder head. The purpose is to

上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係るシリンダヘッドは、
燃焼室に接続される吸気ポートと、
前記吸気ポートを開閉する吸気バルブが着座可能な環状のバルブシートと、
前記吸気ポートの前記燃焼室側の開口部の周囲に設けられ、前記バルブシートが装着される装着部と、
を備え、
前記バルブシートは、前記バルブシートの外周側に配置され、前記バルブシートの軸方向に突出する環状突起を有し、
前記装着部は、前記バルブシートの前記環状突起を収容可能な環状溝を有し、
前記バルブシートが前記装着部に装着された状態で、前記環状突起の外周面が前記環状溝の外周側の第1内面に接触している。
In order to solve the above problems, a cylinder head according to one embodiment of the present invention includes:
an intake port connected to the combustion chamber;
an annular valve seat on which an intake valve that opens and closes the intake port can be seated;
a mounting portion provided around an opening of the intake port on the side of the combustion chamber and to which the valve seat is mounted;
with
The valve seat has an annular protrusion arranged on the outer peripheral side of the valve seat and protruding in the axial direction of the valve seat,
the mounting portion has an annular groove capable of accommodating the annular projection of the valve seat,
With the valve seat attached to the attachment portion, the outer peripheral surface of the annular projection is in contact with the first inner surface on the outer peripheral side of the annular groove.

本発明によれば、バルブシートにより吸気の流れが阻害されることを抑制することと、シリンダヘッドによるバルブシートの保持力の低下を抑制することとを両立させることが可能となる。 Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to prevent the flow of intake air from being obstructed by a valve seat and to prevent a decrease in the holding force of the valve seat by the cylinder head.

図1は、本実施形態にかかるエンジンの構成を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an engine according to this embodiment. 図2は、第1比較例のシリンダヘッドにおける吸気ポートの概略拡大図である。FIG. 2 is a schematic enlarged view of an intake port in the cylinder head of the first comparative example. 図3は、第2比較例のシリンダヘッドにおける吸気ポートの概略拡大図である。FIG. 3 is a schematic enlarged view of an intake port in a cylinder head of a second comparative example. 図4は、第3比較例のシリンダヘッドにおける吸気ポートの概略拡大図である。FIG. 4 is a schematic enlarged view of an intake port in a cylinder head of a third comparative example. 図5は、本実施形態のシリンダヘッドにおける吸気ポートの概略拡大図である。FIG. 5 is a schematic enlarged view of an intake port in the cylinder head of this embodiment. 図6は、本実施形態にかかるバルブシートの斜視図である。FIG. 6 is a perspective view of the valve seat according to this embodiment. 図7は、本実施形態のシリンダヘッドにおける吸気ポートの開口部の詳細な拡大断面図である。FIG. 7 is a detailed enlarged sectional view of the opening of the intake port in the cylinder head of this embodiment. 図8は、燃焼室側からシリンダヘッドを見た内部平面図である。FIG. 8 is an internal plan view of the cylinder head viewed from the combustion chamber side. 図9は、バルブシートが装着された状態における吸気ポートの開口部の詳細な拡大断面図である。FIG. 9 is a detailed enlarged cross-sectional view of the opening of the intake port with the valve seat installed. 図10は、燃焼室に導入される吸気の吸入空気量と、燃焼室に導入された吸気のタンブル流の強さとの関係を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the amount of intake air introduced into the combustion chamber and the strength of the tumble flow of the intake air introduced into the combustion chamber.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す具体的な寸法、材料、数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。 Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Specific dimensions, materials, numerical values, etc. shown in such embodiments are merely examples for facilitating understanding of the invention, and do not limit the invention unless otherwise specified. In the present specification and drawings, elements having substantially the same function and configuration are given the same reference numerals to omit redundant description, and elements that are not directly related to the present invention are omitted from the drawings. do.

図1は、本実施形態にかかるエンジン10の構成を示す概略図である。エンジン10は、例えば、車両に搭載される。エンジン10は、シリンダブロック20、ピストン22、シリンダヘッド24、吸気バルブ26および排気バルブ28を備える。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an engine 10 according to this embodiment. The engine 10 is mounted on a vehicle, for example. Engine 10 includes cylinder block 20 , pistons 22 , cylinder head 24 , intake valves 26 and exhaust valves 28 .

シリンダブロック20には、複数のシリンダ30が形成されている。ピストン22は、シリンダ30内に摺動可能に収容され、シリンダ30の軸方向に往復運動可能である。ピストン22は、コネクティングロッド32を介して、不図示のクランクシャフトに連結される。クランクシャフトは、ピストン22の往復運動に従って回転する。 A plurality of cylinders 30 are formed in the cylinder block 20 . The piston 22 is slidably housed in the cylinder 30 and can reciprocate in the axial direction of the cylinder 30 . The piston 22 is connected to a crankshaft (not shown) via a connecting rod 32 . The crankshaft rotates according to the reciprocating motion of piston 22 .

シリンダヘッド24は、シリンダブロック20におけるクランクシャフトとは反対側に配置される。シリンダヘッド24は、シリンダ30の上部開口を覆うようにシリンダ30上に配置され、シリンダブロック20に連結される。燃焼室34は、シリンダ30の内面、シリンダヘッド24の内面およびピストン22の冠面で囲まれた空間である。 The cylinder head 24 is arranged on the side of the cylinder block 20 opposite to the crankshaft. The cylinder head 24 is arranged on the cylinder 30 so as to cover the upper opening of the cylinder 30 and is connected to the cylinder block 20 . The combustion chamber 34 is a space surrounded by the inner surface of the cylinder 30 , the inner surface of the cylinder head 24 and the crown surface of the piston 22 .

シリンダヘッド24は、吸気ポート40および排気ポート42を有する。吸気ポート40および排気ポート42は、燃焼室34に連通している。具体的には、吸気ポート40は、吸気ポート40の燃焼室34側の開口部44aを通じて燃焼室34と接続される。排気ポート42は、排気ポート42の燃焼室34側の開口部44bを通じて燃焼室34と接続される。 Cylinder head 24 has an intake port 40 and an exhaust port 42 . The intake port 40 and the exhaust port 42 communicate with the combustion chamber 34 . Specifically, the intake port 40 is connected to the combustion chamber 34 through an opening 44a of the intake port 40 on the combustion chamber 34 side. The exhaust port 42 is connected to the combustion chamber 34 through an opening 44b of the exhaust port 42 on the combustion chamber 34 side.

吸気バルブ26は、吸気ポート40に設けられ、吸気ポート40の開口部44aを開閉する。吸気バルブ26によって吸気ポート40の開口部44aが開かれると、吸気ポート40を通じて燃焼室34に空気が送入される。排気バルブ28は、排気ポート42に設けられ、排気ポート42の開口部44bを開閉する。排気バルブ28によって排気ポート42の開口部44bが開かれると、燃焼室34内のガスが排気ポート42を通じて排出される。 The intake valve 26 is provided in the intake port 40 and opens and closes an opening 44 a of the intake port 40 . When the opening 44 a of the intake port 40 is opened by the intake valve 26 , air is introduced into the combustion chamber 34 through the intake port 40 . The exhaust valve 28 is provided in the exhaust port 42 and opens and closes the opening 44 b of the exhaust port 42 . When the opening 44 b of the exhaust port 42 is opened by the exhaust valve 28 , gas within the combustion chamber 34 is discharged through the exhaust port 42 .

シリンダヘッド24は、吸気ポート40側の装着部50a、および、吸気ポート40側のバルブシート52aを備える。装着部50aは、吸気ポート40の燃焼室34側の開口部44aの周囲に設けられる。装着部50aは、開口部44aを囲む円環状に形成される。装着部50aは、例えば、燃焼室34とは反対側に窪んでいる。バルブシート52aは、円環状に形成される。バルブシート52aは、装着部50aに装着される。バルブシート52aは、吸気バルブ26が着座可能に構成されている。吸気バルブ26は、バルブシート52aに接触することで吸気ポート40の開口部44aを閉じる。吸気ポート40側のバルブシート52aについては、後に詳述する。 The cylinder head 24 includes a mounting portion 50a on the intake port 40 side and a valve seat 52a on the intake port 40 side. The mounting portion 50a is provided around the opening 44a of the intake port 40 on the combustion chamber 34 side. The mounting portion 50a is formed in an annular shape surrounding the opening 44a. The mounting portion 50a is recessed on the side opposite to the combustion chamber 34, for example. The valve seat 52a is formed in an annular shape. The valve seat 52a is attached to the attachment portion 50a. The valve seat 52a is configured so that the intake valve 26 can be seated thereon. The intake valve 26 closes the opening 44a of the intake port 40 by contacting the valve seat 52a. The valve seat 52a on the side of the intake port 40 will be detailed later.

シリンダヘッド24は、排気ポート42側の装着部50b、および、排気ポート42側のバルブシート52bを備える。装着部50bは、排気ポート42の燃焼室34側の開口部44bの周囲に設けられる。装着部50bは、開口部44bを囲む円環状に形成される。装着部50bは、例えば、燃焼室34とは反対側に窪んでいる。バルブシート52bは、円環状に形成される。バルブシート52bは、装着部50bに装着される。バルブシート52bは、排気バルブ28が着座可能に構成されている。排気バルブ28は、バルブシート52bに接触することで排気ポート42の開口部44bを閉じる。 The cylinder head 24 includes a mounting portion 50b on the exhaust port 42 side and a valve seat 52b on the exhaust port 42 side. The mounting portion 50b is provided around the opening 44b of the exhaust port 42 on the combustion chamber 34 side. The mounting portion 50b is formed in an annular shape surrounding the opening 44b. The mounting portion 50b is recessed on the side opposite to the combustion chamber 34, for example. The valve seat 52b is formed in an annular shape. The valve seat 52b is attached to the attachment portion 50b. The valve seat 52b is configured so that the exhaust valve 28 can be seated thereon. The exhaust valve 28 closes the opening 44b of the exhaust port 42 by contacting the valve seat 52b.

シリンダヘッド24には、インジェクタ60および点火プラグ62が設けられる。インジェクタ60は、噴射口を燃焼室34に向けて配置される。インジェクタ60は、ガソリンなどの燃料を所定のタイミングで燃焼室34内に噴射する。点火プラグ62は、電極を燃焼室34に向けて配置される。点火プラグ62は、燃焼室34内の空気と燃料との混合ガスを所定のタイミングで点火して燃焼させる。かかる燃焼により、ピストン22がシリンダ30内で往復運動する。 The cylinder head 24 is provided with injectors 60 and spark plugs 62 . The injector 60 is arranged with the injection port directed toward the combustion chamber 34 . The injector 60 injects fuel such as gasoline into the combustion chamber 34 at a predetermined timing. The spark plug 62 is arranged with its electrode facing the combustion chamber 34 . The spark plug 62 ignites and burns the mixed gas of air and fuel in the combustion chamber 34 at a predetermined timing. Such combustion reciprocates the piston 22 within the cylinder 30 .

次に、図2~図4を参照して、第1比較例~第3比較例に係るシリンダヘッドを説明する。その上で、これら第1比較例~第3比較例と対比しながら、図5を参照して、本実施形態にかかるシリンダヘッド24について詳述する。 Next, cylinder heads according to first to third comparative examples will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. Then, the cylinder head 24 according to the present embodiment will be described in detail with reference to FIG. 5 while comparing with these first to third comparative examples.

図2は、第1比較例のシリンダヘッドA10における吸気ポート40の概略拡大図である。第1比較例のシリンダヘッドA10は、第1比較例のバルブシートB10を備える。バルブシートB10は、高さH1を有する。なお、本明細書において、バルブシートの高さとは、バルブシートの軸方向の幅を意味する。バルブシートB10の高さH1は、例えば、6mmなどである。 FIG. 2 is a schematic enlarged view of the intake port 40 in the cylinder head A10 of the first comparative example. The cylinder head A10 of the first comparative example includes the valve seat B10 of the first comparative example. The valve seat B10 has a height H1. In this specification, the height of the valve seat means the width of the valve seat in the axial direction. The height H1 of the valve seat B10 is, for example, 6 mm.

一般的に、吸気ポート40の長さ方向は、吸気ポート40の開口部44aの法線方向に対して傾斜している。このため、開口部44aに設けられるバルブシートB10の内周面の一部は、吸気ポート40の内面に対して突出する。図2では、バルブシートB10の右上部分の内周面が、吸気ポート40の内面に対して内側に向けて突出している。これにより、図2の破線の矢印で示すように、吸気ポート40から燃焼室34に導入される吸気が、バルブシートB10における突出部分に当たり、当該吸気の流れが変わり、勢いも弱まるため、燃焼室34に導入される吸気の流れが阻害されるおそれがある。吸気の流れが阻害されると、適正なタンブル流が形成され難くなり、結果的に、燃焼効率が低下するおそれがある。 In general, the lengthwise direction of the intake port 40 is inclined with respect to the normal line direction of the opening 44a of the intake port 40 . Therefore, a part of the inner peripheral surface of the valve seat B10 provided in the opening 44a protrudes with respect to the inner surface of the intake port 40. As shown in FIG. In FIG. 2 , the inner peripheral surface of the upper right portion of the valve seat B10 protrudes inward with respect to the inner surface of the intake port 40 . As a result, as shown by the dashed arrow in FIG. 2, the intake air introduced into the combustion chamber 34 from the intake port 40 hits the protruding portion of the valve seat B10, changes the flow of the intake air, and weakens the momentum. The flow of intake air introduced to 34 may be obstructed. If the flow of intake air is obstructed, it becomes difficult to form an appropriate tumble flow, and as a result, there is a risk that combustion efficiency will decrease.

図3は、第2比較例のシリンダヘッドA12における吸気ポート40の概略拡大図である。第2比較例のシリンダヘッドA12では、第2比較例のバルブシートB12を備える。バルブシートB12は、レーザークラッド技術を用いて開口部44aに所定の合金を溶射して構成されたレーザークラッドバルブシートである。このバルブシートB12では、バルブシートB12の内周面が吸気ポート40の内面からほとんど突出しない。このため、図3の破線の矢印で示すように、吸気ポート40から燃焼室34に導入される吸気が、バルブシートB12に当たらず、吸気が燃焼室34に円滑に導入される。 FIG. 3 is a schematic enlarged view of the intake port 40 in the cylinder head A12 of the second comparative example. The cylinder head A12 of the second comparative example includes the valve seat B12 of the second comparative example. The valve seat B12 is a laser clad valve seat formed by spraying a predetermined alloy into the opening 44a using laser clad technology. In this valve seat B12, the inner peripheral surface of the valve seat B12 hardly protrudes from the inner surface of the intake port 40. As shown in FIG. Therefore, as indicated by the dashed arrow in FIG. 3, the intake air introduced into the combustion chamber 34 from the intake port 40 does not hit the valve seat B12, and the intake air is smoothly introduced into the combustion chamber 34.

しかし、レーザークラッドバルブシートは、高度な製造技術を要し、生産コストも高くなる。このため、レーザークラッドバルブシートを使用せずに、バルブシートに起因して吸気の流れが阻害されることを抑制できる技術が希求されている。 However, laser clad valve seats require advanced manufacturing techniques and are expensive to produce. Therefore, there is a demand for a technique that can suppress the obstruction of the flow of intake air due to the valve seat without using the laser clad valve seat.

図4は、第3比較例のシリンダヘッドA14における吸気ポート40の概略拡大図である。第3比較例のシリンダヘッドA14は、第3比較例のバルブシートB14を備える。バルブシートB14は、高さH2を有する。高さH2は、図2の高さH1より低い。高さH2は、例えば、3mm以下である。 FIG. 4 is a schematic enlarged view of the intake port 40 in the cylinder head A14 of the third comparative example. The cylinder head A14 of the third comparative example includes the valve seat B14 of the third comparative example. The valve seat B14 has a height H2. Height H2 is lower than height H1 in FIG. The height H2 is, for example, 3 mm or less.

バルブシートB14では、バルブシートB14の高さが低くなっているため、吸気ポート40の内面に対するバルブシートB14の突出量が減少している。図4では、図2と比べ、バルブシートB14の右上部分の内周面の突出量が減少している。このため、吸気ポート40から燃焼室34に導入される吸気が、バルブシートB14における突出部分に当たり難くなる。これにより、図4の破線の矢印で示すように、吸気の流れが阻害されることを、抑制することができる。 Since the height of the valve seat B14 is low, the amount of protrusion of the valve seat B14 with respect to the inner surface of the intake port 40 is reduced. In FIG. 4, compared with FIG. 2, the protrusion amount of the inner peripheral surface of the upper right portion of the valve seat B14 is reduced. Therefore, the intake air introduced from the intake port 40 into the combustion chamber 34 is less likely to hit the projecting portion of the valve seat B14. As a result, it is possible to prevent the flow of intake air from being obstructed, as indicated by the dashed arrows in FIG. 4 .

しかし、バルブシートB14の高さを低くすると、シリンダヘッドA14に対してバルブシートB14を圧入して取り付けたときに、シリンダヘッドA14とバルブシートB14との接触面積が減少する。このため、シリンダヘッドA14がバルブシートB14を保持する保持力が低下する。そうすると、場合によっては、バルブシートB14がシリンダヘッドA14から脱落するおそれがある。したがって、シリンダヘッドによるバルブシートの保持力を高めるためには、バルブシートの高さを高くすることが好ましい。 However, if the height of the valve seat B14 is lowered, the contact area between the cylinder head A14 and the valve seat B14 decreases when the valve seat B14 is press-fitted into the cylinder head A14. Therefore, the holding force with which the cylinder head A14 holds the valve seat B14 is reduced. As a result, the valve seat B14 may drop out of the cylinder head A14 in some cases. Therefore, in order to increase the holding force of the valve seat by the cylinder head, it is preferable to increase the height of the valve seat.

これらに対し、図5は、本実施形態のシリンダヘッド24における吸気ポート40の概略拡大図である。本実施形態のシリンダヘッド24は、バルブシート52aを備える。図6は、本実施形態にかかるバルブシート52aの斜視図である。 In contrast to these, FIG. 5 is a schematic enlarged view of the intake port 40 in the cylinder head 24 of this embodiment. The cylinder head 24 of this embodiment includes a valve seat 52a. FIG. 6 is a perspective view of the valve seat 52a according to this embodiment.

バルブシート52aは、本体70と、環状突起74とを有する。バルブシート52aの本体70は、円環板状に形成されている。バルブシート52aの本体70は、高さH3を有する。高さH3は、図4の高さH2と同程度となっている。高さH3は、例えば、3mmであるが、この例に限らず、バルブシート52aの内周面の突出量が少ない任意の値であってもよい。 The valve seat 52a has a body 70 and an annular projection 74. As shown in FIG. A main body 70 of the valve seat 52a is formed in an annular plate shape. The body 70 of the valve seat 52a has a height H3. The height H3 is approximately the same as the height H2 in FIG. The height H3 is, for example, 3 mm, but is not limited to this example, and may be any value that causes the inner peripheral surface of the valve seat 52a to protrude less.

バルブシート52aの本体70は、吸気バルブ26が着座可能な座面72を有する。座面72は、本体70における燃焼室34側の内周面側が斜めにカットされて形成される。座面72は、吸気バルブ26の傘の形状に合わせて形成される。 A main body 70 of the valve seat 52a has a seat surface 72 on which the intake valve 26 can be seated. The seat surface 72 is formed by obliquely cutting the inner peripheral surface of the main body 70 on the side of the combustion chamber 34 . The seat surface 72 is formed in accordance with the canopy shape of the intake valve 26 .

バルブシート52aの環状突起74は、円環状に形成され、バルブシート52aの外周側に配置される。環状突起74は、バルブシート52aの軸方向、すなわち、バルブシート52aの高さ方向に突出する。環状突起74は、本体70から燃焼室34とは反対側に向けて突出する。 The annular protrusion 74 of the valve seat 52a is formed in an annular shape and arranged on the outer peripheral side of the valve seat 52a. The annular protrusion 74 protrudes in the axial direction of the valve seat 52a, that is, in the height direction of the valve seat 52a. The annular protrusion 74 protrudes from the main body 70 toward the side opposite to the combustion chamber 34 .

環状突起74の外周面76は、本体70の外周面に連続している。環状突起74の外周面76の外径は、本体70の外周面の外径と等しい。環状突起74の内周面78の内径は、本体70の内周面の内径より大きい。 An outer peripheral surface 76 of the annular protrusion 74 is continuous with the outer peripheral surface of the main body 70 . The outer diameter of the outer peripheral surface 76 of the annular protrusion 74 is equal to the outer diameter of the outer peripheral surface of the main body 70 . The inner diameter of the inner peripheral surface 78 of the annular protrusion 74 is larger than the inner diameter of the inner peripheral surface of the main body 70 .

バルブシート52aは、外周面側において高さH4を有する。つまり、高さH4は、本体70の燃焼室34側の面から環状突起74の先端までの高さである。高さH4は、少なくとも高さH3より高い。高さH4は、例えば、図2の高さH1と同程度となっている。高さH4は、例えば、6mmであるが、この例に限らず、高さH3より高い任意の値であってもよい。また、環状突起74の突出量は、高さH4から高さH3を減算した値に相当する。 The valve seat 52a has a height H4 on the outer peripheral surface side. That is, the height H4 is the height from the combustion chamber 34 side surface of the main body 70 to the tip of the annular projection 74 . Height H4 is at least higher than height H3. The height H4 is approximately the same as the height H1 in FIG. 2, for example. The height H4 is, for example, 6 mm, but is not limited to this example and may be any value higher than the height H3. Also, the amount of projection of the annular projection 74 corresponds to the value obtained by subtracting the height H3 from the height H4.

図7は、本実施形態のシリンダヘッド24における吸気ポート40の開口部44aの詳細な拡大断面図である。図8は、燃焼室34側からシリンダヘッド24を見た内部平面図である。図7および図8では、バルブシート52aを省略しており、バルブシート52aが装着部50aに装着される前の状態を示している。 FIG. 7 is a detailed enlarged sectional view of the opening 44a of the intake port 40 in the cylinder head 24 of this embodiment. FIG. 8 is an internal plan view of the cylinder head 24 viewed from the combustion chamber 34 side. 7 and 8 omit the valve seat 52a and show the state before the valve seat 52a is attached to the attachment portion 50a.

開口部44aの周囲に設けられる装着部50aは、環状溝80を有する。環状溝80は、円環状に形成され、装着部50aの外周側に配置される。環状溝80は、燃焼室34とは反対側に窪んでいる。 A mounting portion 50 a provided around the opening 44 a has an annular groove 80 . The annular groove 80 is formed in an annular shape and arranged on the outer peripheral side of the mounting portion 50a. The annular groove 80 is recessed on the side opposite to the combustion chamber 34 .

環状溝80は、バルブシート52aの環状突起74を収容可能な構成となっている。具体的には、環状溝80は、外周側の第1内面82(外側の内壁面)と、内周側の第2内面84(内側の内壁面)とを有する。環状溝80の外周側の第1内面82は、装着部50aの外周側の内面に連続している。環状溝80の第1内面82の径は、装着部50aの内面の径と大凡等しい。環状溝80の第1内面82の径は、環状突起74の外周面76の径と大凡等しい。環状溝80の内周側の第2内面84の径は、環状突起74の内周面78の径と大凡等しい。環状溝80の深さは、環状突起74の突出量と大凡等しい。 The annular groove 80 is configured to accommodate the annular projection 74 of the valve seat 52a. Specifically, the annular groove 80 has a first inner surface 82 on the outer peripheral side (outer inner wall surface) and a second inner surface 84 on the inner peripheral side (inner inner wall surface). A first inner surface 82 on the outer peripheral side of the annular groove 80 is continuous with the inner surface on the outer peripheral side of the mounting portion 50a. The diameter of the first inner surface 82 of the annular groove 80 is approximately equal to the diameter of the inner surface of the mounting portion 50a. The diameter of the first inner surface 82 of the annular groove 80 is approximately equal to the diameter of the outer peripheral surface 76 of the annular projection 74 . The diameter of the second inner surface 84 on the inner peripheral side of the annular groove 80 is approximately equal to the diameter of the inner peripheral surface 78 of the annular projection 74 . The depth of the annular groove 80 is roughly equal to the amount of protrusion of the annular projection 74 .

なお、環状溝80の第2内面84の径は、環状突起74の内周面78の径より小さくてもよい。また、環状溝80の深さは、環状突起74の突出量より大きくてもよい。 The diameter of the second inner surface 84 of the annular groove 80 may be smaller than the diameter of the inner peripheral surface 78 of the annular protrusion 74 . Also, the depth of the annular groove 80 may be greater than the amount of protrusion of the annular projection 74 .

環状溝80は、吸気ポート40の開口部44aの中心軸と、環状溝80の中心軸とが重なるように形成されている。例えば、開口部44aを形成する製造工程において、開口部44aの形成とともに、環状溝80は、開口部44aを形成するツールの中心軸と同軸のツールによって形成されてもよい。 The annular groove 80 is formed such that the central axis of the opening 44a of the intake port 40 and the central axis of the annular groove 80 overlap. For example, in the manufacturing process for forming the opening 44a, along with the formation of the opening 44a, the annular groove 80 may be formed by a tool coaxial with the central axis of the tool forming the opening 44a.

図9は、バルブシート52aが装着された状態における吸気ポート40の開口部44aの詳細な拡大断面図である。図9の実線の吸気バルブ26は、開状態を示し、図9の破線の吸気バルブ26は、閉状態を示す。 FIG. 9 is a detailed enlarged cross-sectional view of the opening 44a of the intake port 40 with the valve seat 52a attached. The solid line intake valve 26 in FIG. 9 indicates an open state, and the dashed line intake valve 26 in FIG. 9 indicates a closed state.

シリンダヘッド24の装着部50aに対してバルブシート52aを圧入することによって、装着部50aとバルブシート52aとが嵌合して、バルブシート52aが装着部50aに装着される。バルブシート52aが装着部50aに装着されると、バルブシート52aの環状突起74が装着部50aの環状溝80に収容され、環状突起74と環状溝80とが嵌合する。 By press-fitting the valve seat 52a into the mounting portion 50a of the cylinder head 24, the mounting portion 50a and the valve seat 52a are fitted, and the valve seat 52a is mounted on the mounting portion 50a. When the valve seat 52a is attached to the mounting portion 50a, the annular projection 74 of the valve seat 52a is accommodated in the annular groove 80 of the mounting portion 50a, and the annular projection 74 and the annular groove 80 are fitted.

バルブシート52aが装着部50aに装着された状態で、バルブシート52aの環状突起74の外周面76は、環状溝80の外周側の第1内面82に接触している。また、バルブシート52aの本体70の外周面も、装着部50aの内面に接触している。 The outer peripheral surface 76 of the annular projection 74 of the valve seat 52a is in contact with the first inner surface 82 of the annular groove 80 on the outer peripheral side when the valve seat 52a is attached to the attachment portion 50a. The outer peripheral surface of the main body 70 of the valve seat 52a is also in contact with the inner surface of the mounting portion 50a.

本実施形態のシリンダヘッド24は、環状突起74の外周面76が環状溝80の第1内面82に接触しているため、図4の第3比較例と比べ、シリンダヘッド24とバルブシート52aとの接触面積を増加させることができる。これにより、本実施形態のシリンダヘッド24は、図4の第3比較例と比べ、シリンダヘッド24とバルブシート52aとの間の摩擦力が大きくなる。このため、本実施形態のシリンダヘッド24では、バルブシート52aの本体70の高さを低くしたとしても、環状突起74によって、シリンダヘッド24によるバルブシート52aの保持力の低下を抑制することができる。その結果、本実施形態のシリンダヘッド24では、バルブシート52aをシリンダヘッド24の装着部50aに安定的に固定でき、シリンダヘッド24からのバルブシート52aの脱落を防止することができる。 In the cylinder head 24 of the present embodiment, the outer peripheral surface 76 of the annular projection 74 is in contact with the first inner surface 82 of the annular groove 80. Therefore, the cylinder head 24 and the valve seat 52a are closer together than the third comparative example shown in FIG. contact area can be increased. As a result, the cylinder head 24 of the present embodiment has a greater frictional force between the cylinder head 24 and the valve seat 52a than the third comparative example shown in FIG. Therefore, in the cylinder head 24 of the present embodiment, even if the height of the main body 70 of the valve seat 52a is reduced, the annular projection 74 can suppress a decrease in the holding force of the valve seat 52a by the cylinder head 24. . As a result, in the cylinder head 24 of the present embodiment, the valve seat 52a can be stably fixed to the mounting portion 50a of the cylinder head 24, and the valve seat 52a can be prevented from coming off from the cylinder head 24.

なお、図示はしないが、バルブシート52aが装着部50aに装着された状態で、環状突起74の外周面76が環状溝80の第1内面82に接触していれば、環状突起74の内周面78は、環状溝80の内周側の第2内面84に接触していなくてもよい。この態様でも、環状突起74の外周面76と環状溝80の第1内面82との間の摩擦力によって、バルブシート52aをシリンダヘッド24の装着部50aに安定的に固定できる。 Although not shown, if the outer peripheral surface 76 of the annular protrusion 74 is in contact with the first inner surface 82 of the annular groove 80 when the valve seat 52a is attached to the attachment portion 50a, the inner circumference of the annular protrusion 74 The surface 78 does not have to be in contact with the second inner surface 84 on the inner peripheral side of the annular groove 80 . In this mode as well, the valve seat 52a can be stably fixed to the mounting portion 50a of the cylinder head 24 by the frictional force between the outer peripheral surface 76 of the annular projection 74 and the first inner surface 82 of the annular groove 80.

一方、図9に示すように、バルブシート52aが装着部50aに装着された状態で、環状突起74の外周面76が環状溝80の第1内面82に接触しているとともに、環状突起74の内周面78も環状溝80の第2内面84に接触していることが好ましい。このように、環状突起74の外周面76と環状溝80の第1内面82との接触に加えて、環状突起74の内周面78も環状溝80の第2内面84に接触させることで、環状溝80と環状突起74との間の摩擦力をより大きくすることができる。このため、この態様では、シリンダヘッド24によるバルブシート52aの保持力を、より大きくすることが可能となり、バルブシート52aをシリンダヘッド24の装着部50aに、より安定的に固定できる。 On the other hand, as shown in FIG. 9, the outer peripheral surface 76 of the annular projection 74 is in contact with the first inner surface 82 of the annular groove 80 when the valve seat 52a is mounted on the mounting portion 50a. The inner peripheral surface 78 is also preferably in contact with the second inner surface 84 of the annular groove 80 . Thus, in addition to the contact between the outer peripheral surface 76 of the annular projection 74 and the first inner surface 82 of the annular groove 80, the inner peripheral surface 78 of the annular projection 74 is also brought into contact with the second inner surface 84 of the annular groove 80. A greater frictional force between the annular groove 80 and the annular protrusion 74 can be achieved. Therefore, in this aspect, the holding force of the valve seat 52a by the cylinder head 24 can be increased, and the valve seat 52a can be fixed to the mounting portion 50a of the cylinder head 24 more stably.

また、環状突起74の外周面76と内周面78との両方が環状溝80に接触する態様では、環状突起74の内周面78が環状溝80に接触しない態様と比べ、環状突起74の突出量を小さくすることが可能となる。例えば、環状突起74の突出量は、バルブシート52aの外周面の表面積と環状突起74の内周面78の表面積とを合計した表面積が、図2の第1比較例におけるバルブシートB10の外周面の表面積以上となるような値とすることができる。 In addition, in the aspect in which both the outer peripheral surface 76 and the inner peripheral surface 78 of the annular projection 74 contact the annular groove 80 , the inner peripheral surface 78 of the annular projection 74 does not contact the annular groove 80 . It is possible to reduce the amount of protrusion. For example, the amount of projection of the annular projection 74 is the sum of the surface area of the outer peripheral surface of the valve seat 52a and the surface area of the inner peripheral surface 78 of the annular projection 74. can be a value that is greater than or equal to the surface area of

本実施形態のシリンダヘッド24は、バルブシート52aの本体70の高さH3を、図4の第3比較例の高さH2と同程度に低くすることができる。これにより、本実施形態のシリンダヘッド24は、図5のように、吸気ポート40の内面に対するバルブシート52aの本体70の内周面の突出量を抑制することができる。このため、本実施形態のシリンダヘッド24は、図5の破線の矢印で示すように、バルブシート52aにより吸気の流れが阻害されることを抑制することができる。 In the cylinder head 24 of this embodiment, the height H3 of the main body 70 of the valve seat 52a can be made as low as the height H2 of the third comparative example in FIG. As a result, the cylinder head 24 of the present embodiment can suppress the amount of protrusion of the inner peripheral surface of the main body 70 of the valve seat 52a with respect to the inner surface of the intake port 40, as shown in FIG. Therefore, the cylinder head 24 of the present embodiment can prevent the flow of intake air from being obstructed by the valve seat 52a, as indicated by the dashed arrow in FIG.

図10は、燃焼室34に導入される吸気の吸入空気量と、燃焼室34に導入された吸気のタンブル流の強さとの関係を示す図である。図10の黒丸C10は、図2の第1比較例のシリンダヘッドA10の場合を示す。図10の白丸C12は、本実施形態のシリンダヘッド24の場合を示す。 FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the amount of intake air introduced into the combustion chamber 34 and the strength of the tumble flow of the intake air introduced into the combustion chamber 34. As shown in FIG. A black circle C10 in FIG. 10 indicates the case of the cylinder head A10 of the first comparative example in FIG. A white circle C12 in FIG. 10 indicates the case of the cylinder head 24 of this embodiment.

図10に示すように、本実施形態のシリンダヘッド24では、第1比較例のシリンダヘッドA10と比べ、吸入空気量が多くなっているとともに、タンブル流の強さが大きくなっている。本実施形態のシリンダヘッド24では、吸入空気量が多いため、吸気が円滑に燃焼室34に導入される。また、本実施形態のシリンダヘッド24では、タンブル流の強さが大きいため、燃焼室34内でより適切なタンブル流が形成される。すなわち、本実施形態のシリンダヘッド24では、バルブシート52aに起因して吸気の流れが阻害されることを的確に抑制できている。 As shown in FIG. 10, in the cylinder head 24 of the present embodiment, the amount of intake air is increased and the strength of the tumble flow is increased as compared with the cylinder head A10 of the first comparative example. In the cylinder head 24 of this embodiment, the amount of intake air is large, so the intake air is smoothly introduced into the combustion chamber 34 . Further, in the cylinder head 24 of the present embodiment, since the strength of the tumble flow is large, a more suitable tumble flow is formed within the combustion chamber 34 . That is, in the cylinder head 24 of the present embodiment, it is possible to accurately prevent the flow of intake air from being obstructed due to the valve seat 52a.

したがって、本実施形態のシリンダヘッド24によれば、バルブシート52aにより吸気の流れが阻害されることを抑制することと、シリンダヘッド24によるバルブシート52aの保持力の低下を抑制することとを両立させることが可能となる。 Therefore, according to the cylinder head 24 of the present embodiment, it is possible to suppress the flow of intake air from being blocked by the valve seat 52a and to suppress the decrease in the holding force of the valve seat 52a by the cylinder head 24. It is possible to

なお、上記実施形態では、吸気ポート40のバルブシート52aに環状突起74が設けられていた。しかし、排気ポート42のバルブシート52bにも、環状突起74を設けるようにしてもよい。この場合、排気ポート42の装着部50bに、バルブシート52bの環状突起74を収容可能な環状溝80を設ける。そして、排気ポート42のバルブシート52bが装着部50bに装着された状態で、環状突起74の外周面76が環状溝80の外周側の第1内面82に接触させる。 In the above embodiment, the valve seat 52a of the intake port 40 is provided with the annular projection 74. As shown in FIG. However, the valve seat 52 b of the exhaust port 42 may also be provided with the annular protrusion 74 . In this case, the mounting portion 50b of the exhaust port 42 is provided with an annular groove 80 capable of accommodating the annular protrusion 74 of the valve seat 52b. Then, with the valve seat 52b of the exhaust port 42 attached to the attachment portion 50b, the outer peripheral surface 76 of the annular protrusion 74 is brought into contact with the first inner surface 82 of the annular groove 80 on the outer peripheral side.

以上、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, it goes without saying that the present invention is not limited to such embodiments. It is obvious that a person skilled in the art can conceive of various modifications or modifications within the scope of the claims, and it should be understood that these also belong to the technical scope of the present invention. be done.

24 シリンダヘッド
34 燃焼室
40 吸気ポート
26 吸気バルブ
52a バルブシート
44a 開口部
50a 装着部
74 環状突起
80 環状溝
76 外周面
82 第1内面
78 内周面
84 第2内面
24 cylinder head 34 combustion chamber 40 intake port 26 intake valve 52a valve seat 44a opening 50a mounting portion 74 annular projection 80 annular groove 76 outer peripheral surface 82 first inner surface 78 inner peripheral surface 84 second inner surface

Claims (3)

燃焼室に接続される吸気ポートと、
前記吸気ポートを開閉する吸気バルブが着座可能な環状のバルブシートと、
前記吸気ポートの前記燃焼室側の開口部の周囲に設けられ、前記バルブシートが装着される装着部と、
を備え、
前記バルブシートは、前記バルブシートの外周側に配置され、前記バルブシートの軸方向に突出する環状突起を有し、
前記装着部は、前記バルブシートの前記環状突起を収容可能な環状溝を有し、
前記バルブシートが前記装着部に装着された状態で、前記環状突起の外周面が前記環状溝の外周側の第1内面に接触している、シリンダヘッド。
an intake port connected to the combustion chamber;
an annular valve seat on which an intake valve that opens and closes the intake port can be seated;
a mounting portion provided around an opening of the intake port on the side of the combustion chamber and to which the valve seat is mounted;
with
The valve seat has an annular protrusion arranged on the outer peripheral side of the valve seat and protruding in the axial direction of the valve seat,
the mounting portion has an annular groove capable of accommodating the annular projection of the valve seat,
The cylinder head, wherein the outer peripheral surface of the annular protrusion is in contact with the first inner surface of the annular groove on the outer peripheral side when the valve seat is attached to the attachment portion.
前記バルブシートが前記装着部に装着された状態で、前記環状突起の前記外周面が前記環状溝の前記第1内面に接触しているとともに、前記環状突起の内周面が前記環状溝の内周側の第2内面に接触している、請求項1に記載のシリンダヘッド。 When the valve seat is attached to the attachment portion, the outer peripheral surface of the annular projection is in contact with the first inner surface of the annular groove, and the inner peripheral surface of the annular projection is the inner surface of the annular groove. 2. A cylinder head according to claim 1, in contact with the second inner surface on the circumferential side. 前記吸気ポートの前記開口部の中心軸と、前記環状溝の中心軸とが重なるように、前記環状溝が形成されている、請求項1または2に記載のシリンダヘッド。 3. The cylinder head according to claim 1, wherein said annular groove is formed such that a central axis of said opening of said intake port and a central axis of said annular groove overlap.
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