JP3213078U - Engine valve and engine equipped with the same - Google Patents

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木下 直樹
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Abstract

【課題】強度低下を招くことなくエンジンバルブの弁部の冷却効果をより一層向上し得るエンジンバルブおよびこれを備えるエンジンを提供する。【解決手段】エンジンバルブ28を、バルブヘッド62と、当該バルブヘッド62が一体にされたバルブステム64と、から構成し、内部に設けた中空部66に金属ナトリウムNaを封入する。ここで、バルブステム64は、バルブヘッド62に一体にされたベース部72と、当該ベース部72に接続されるステムエンド部74と、から構成し、バルブヘッド62内およびベース部72内のそれぞれに中空部66を構成する凹部62b,72aを設ける。また、ステムエンド部74には、中空部66内に突出する円錐部78を設ける。これにより、強度低下を招くことなく、金属ナトリウムNaとバルブステム64との接触面積が増加して、バルブヘッド62の熱をバルブステム64を介して効果的に放熱することができる。【選択図】図12An engine valve capable of further improving the cooling effect of a valve portion of an engine valve without causing a decrease in strength and an engine including the same are provided. An engine valve includes a valve head and a valve stem with which the valve head is integrated, and metallic sodium Na is sealed in a hollow portion provided therein. Here, the valve stem 64 includes a base portion 72 integrated with the valve head 62 and a stem end portion 74 connected to the base portion 72. The concave portions 62b and 72a constituting the hollow portion 66 are provided in the upper portion. Further, the stem end portion 74 is provided with a conical portion 78 protruding into the hollow portion 66. Accordingly, the contact area between the metallic sodium Na and the valve stem 64 is increased without causing a decrease in strength, and the heat of the valve head 62 can be effectively radiated through the valve stem 64. [Selection] Figure 12

Description

本考案は、シリンダヘッドに設けられた吸気通路および排気通路と燃焼室との連通開口を開閉可能に構成されたエンジンバルブおよびこれを備えるエンジンに関する。   The present invention relates to an engine valve configured to open and close a communication opening between an intake passage and an exhaust passage provided in a cylinder head and a combustion chamber, and an engine including the engine valve.

特開2012−87620号公報(特許文献1)には、バルブガイドに摺動自在に支持される軸部と、当該軸部に一体形成された弁部と、を備え、内部に中空部が設けられると共に当該中空部に金属ナトリウムが封入されたエンジンバルブが記載されている。   Japanese Patent Laying-Open No. 2012-87620 (Patent Document 1) includes a shaft portion that is slidably supported by a valve guide, and a valve portion that is integrally formed with the shaft portion, and a hollow portion is provided therein. And an engine valve in which metallic sodium is sealed in the hollow portion.

当該エンジンバルブでは、エンジンバルブの開閉作動(軸方向移動)に伴って中空部に封入された金属ナトリウムが当該中空部内を流動する際に、金属ナトリウムの上面が常にバルブガイドの内側に位置するような封入量、換言すれば、金属ナトリウムが軸部を介して常にバルブガイドと接触するような封入量に設定する構成であるため、高温の燃焼ガスに曝されて高温となった弁部の熱を金属ナトリウムおよび軸部を介して効率よくバルブガイドに伝導することができる。   In the engine valve, when the metallic sodium sealed in the hollow portion flows in the hollow portion in accordance with the opening / closing operation (axial movement) of the engine valve, the upper surface of the metallic sodium is always located inside the valve guide. The amount of the sealed portion, in other words, the amount of sealed sodium that is always in contact with the valve guide via the shaft, is set so that the heat of the valve portion that is exposed to high-temperature combustion gas and becomes hot. Can be efficiently conducted to the valve guide through the metallic sodium and the shaft portion.

特開2012−87620号公報JP 2012-87620 A

ところで、金属ナトリウムからエンジンバルブの軸部への伝熱量は、金属ナトリウムと軸部の内周面(中空部の内面)との接触面積に比例するため、当該接触面積を大きくすれば弁部の冷却効果をより一層向上することができる。当該接触面積を大きくするには、エンジンバルブの軸部の内周面(中空部)の径(内径)を大きくする、あるいは、エンジンバルブの軸端まで中空部を延長するなどが考えられるが、エンジンバルブの強度低下とのトレードオフとなる。上述した公報には、こうした点については何ら言及がなされておらず、強度低下を招くことなく弁部のさらなる冷却効果を向上するという点において、なお改良の余地がある。   By the way, the amount of heat transfer from metallic sodium to the shaft part of the engine valve is proportional to the contact area between metallic sodium and the inner peripheral surface of the shaft part (the inner surface of the hollow part). The cooling effect can be further improved. To increase the contact area, it is possible to increase the diameter (inner diameter) of the inner peripheral surface (hollow part) of the shaft part of the engine valve, or to extend the hollow part to the shaft end of the engine valve. This is a trade-off with reduced engine valve strength. The above-mentioned publication does not mention anything about these points, and there is still room for improvement in terms of improving the cooling effect of the valve part without causing a decrease in strength.

本考案は、上記に鑑みてなされたものであり、強度低下を招くことなくエンジンバルブの弁部の冷却効果をより一層向上し得る技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a technique capable of further improving the cooling effect of the valve portion of the engine valve without causing a decrease in strength.

本考案のエンジンのエンジンバルブおよびこれを備えるエンジンは、上述の目的を達成するために以下の手段を採った。   The engine valve of the engine of the present invention and the engine including the same employ the following means in order to achieve the above-described object.

本考案に係るエンジンバルブの好ましい形態によれば、シリンダヘッドに設けられた吸気通路および排気通路と燃焼室との連通開口を開閉可能に構成されたエンジンバルブが構成される。当該エンジンバルブは、内部に中空部を有する軸部と、当該軸部に一体にされた弁部と、中空部内に封入された熱伝達媒体と、を備えている。軸部は、弁部に接続された第1軸部と、当該第1軸部のうち弁部が接続された側とは反対側の端部に接続される第2軸部と、を有している。第1軸部には、中空部を構成する凹部が設けられている。当該凹部は、第1軸部のうち第2軸部が接続される側の端部において開口されている。第2軸部は、当該第2軸部の軸線方向に延出する延出部を有している。当該延出部は、第2軸部が第1軸部に接続された際、凹部内に突出するように構成されている。ここで、「軸部に一体」とは、軸部と弁部とが一体成形される態様の他、軸部と弁部とを別体に成形した後に一体にする態様を好適に包含する。   According to a preferred embodiment of the engine valve according to the present invention, an engine valve configured to open and close a communication opening between an intake passage and an exhaust passage provided in a cylinder head and a combustion chamber is configured. The engine valve includes a shaft portion having a hollow portion therein, a valve portion integrated with the shaft portion, and a heat transfer medium sealed in the hollow portion. The shaft portion includes a first shaft portion connected to the valve portion, and a second shaft portion connected to an end portion of the first shaft portion opposite to the side to which the valve portion is connected. ing. The first shaft portion is provided with a recess that forms a hollow portion. The said recessed part is opened in the edge part by the side of the 1st axial part to which the 2nd axial part is connected. The second shaft portion has an extending portion that extends in the axial direction of the second shaft portion. The extension portion is configured to protrude into the recess when the second shaft portion is connected to the first shaft portion. Here, “integrated with the shaft portion” suitably includes a mode in which the shaft portion and the valve portion are integrally molded, and a mode in which the shaft portion and the valve portion are formed separately and then integrated.

本考案によれば、第2軸部の延出部が第1軸部の凹部内に突出する構成であるため、当該延出部の表面積分だけ熱伝達媒体の軸部に対する接触面積が増加する。これにより、熱伝達媒体から軸部に伝達される熱量が増加するため、高温の燃焼ガスに曝されて高温となった弁部の熱を熱伝達媒体を介して軸部から効果的に放熱することができる。なお、凹部内に突出する延出部を設けるのみであるため、構造が簡易であり、かつ、エンジンバルブ自体の強度低下を招くこともない。これにより、強度低下を招くことなく弁部の冷却効果をより一層向上することができる。   According to the present invention, since the extending portion of the second shaft portion protrudes into the recess of the first shaft portion, the contact area with the shaft portion of the heat transfer medium increases by the surface integral of the extending portion. . As a result, the amount of heat transferred from the heat transfer medium to the shaft portion increases, so that the heat of the valve portion that has been exposed to high-temperature combustion gas and becomes hot is effectively radiated from the shaft portion through the heat transfer medium. be able to. In addition, since only the extending part which protrudes in a recessed part is provided, a structure is simple and the strength reduction of engine valve itself is not caused. Thereby, the cooling effect of a valve part can be improved further, without causing a strength fall.

本考案に係るエンジンバルブの更なる形態によれば、延出部は、円錐形状に形成されている。   According to the further form of the engine valve which concerns on this invention, the extension part is formed in the cone shape.

本形態によれば、中空部内の熱伝達媒体の流動性を低下させることなく、熱伝達媒体と軸部との接触面積の増加を図ることができる。   According to this embodiment, it is possible to increase the contact area between the heat transfer medium and the shaft portion without reducing the fluidity of the heat transfer medium in the hollow portion.

本考案に係るエンジンバルブの更なる形態によれば、弁部は、第1軸部の凹部に連通接続されて、中空部を構成する第2凹部を有するように構成されている。   According to the further form of the engine valve which concerns on this invention, the valve part is comprised so that it may connect to the recessed part of a 1st axial part, and may have the 2nd recessed part which comprises a hollow part.

本形態によれば、高温の燃焼ガスに曝される弁部の内部に熱伝達媒体を流動させることができるため、弁部の冷却効果をより効果的に向上することができる。   According to this form, since a heat transfer medium can be made to flow inside the valve part exposed to high temperature combustion gas, the cooling effect of a valve part can be improved more effectively.

本考案に係るエンジンの好ましい形態によれば、シリンダヘッドと、シリンダブロックと、ピストンと、上述したいずれかの態様の本考案に係るエンジンバルブと、を備えている。シリンダヘッドは、吸気通路および排気通路と、燃焼室を構成する燃焼室構成凹部と、を有している。シリンダブロックは、シリンダボアを有している。ピストンは、シリンダボア内を摺動自在に当該シリンダボアに収容されている。燃焼室は、燃焼室構成凹部と、シリンダボアと、ピストンと、によって構成されている。吸気および排気通路と燃焼室とは連通開口を介して連通するように構成されている。そして、エンジンバルブを用いて連通開口を開閉することにより、吸気通路から燃焼室へ空気を導入すると共に、燃焼室から排気通路へ燃焼ガスを排出するように構成されている。   According to a preferred embodiment of the engine according to the present invention, the engine includes a cylinder head, a cylinder block, a piston, and the engine valve according to any one of the above-described aspects of the present invention. The cylinder head has an intake passage and an exhaust passage, and a combustion chamber constituting recess that forms a combustion chamber. The cylinder block has a cylinder bore. The piston is accommodated in the cylinder bore so as to be slidable in the cylinder bore. The combustion chamber is composed of a combustion chamber constituting recess, a cylinder bore, and a piston. The intake and exhaust passages and the combustion chamber are configured to communicate with each other through a communication opening. Then, by opening and closing the communication opening using an engine valve, air is introduced from the intake passage to the combustion chamber, and combustion gas is discharged from the combustion chamber to the exhaust passage.

本考案によれば、上述したいずれかの態様の本考案に係るエンジンバルブを用いて連通開口を開閉することにより、吸気通路から燃焼室へ空気を導入すると共に、燃焼室から排気通路へ燃焼ガスを排出する構成であるため、本考案に係るエンジンバルブが奏する効果と同様の効果、例えば、強度低下を招くことなくエンジンバルブの弁部の冷却効果をより一層向上することができる効果などを奏することができる。これにより、ノッキングの抑制および燃費向上を図ることができる。   According to the present invention, air is introduced from the intake passage to the combustion chamber by opening and closing the communication opening using the engine valve according to any one of the above-described aspects of the present invention, and the combustion gas from the combustion chamber to the exhaust passage. Therefore, the engine valve according to the present invention has the same effect as the engine valve, for example, the effect of further improving the cooling effect of the valve portion of the engine valve without reducing the strength. be able to. As a result, knocking can be suppressed and fuel consumption can be improved.

本考案によれば、強度低下を招くことなくエンジンバルブの弁部の冷却効果をより一層向上することができる。   According to the present invention, the cooling effect of the valve portion of the engine valve can be further improved without causing a decrease in strength.

本考案の実施の形態に係るエンジン1の構成の概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of a structure of the engine 1 which concerns on embodiment of this invention. シリンダヘッド2を気筒列方向に直交する平面で切った断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the cross section which cut the cylinder head 2 with the plane orthogonal to a cylinder row direction. シリンダヘッド2にバルブ機構20を組み付けられた様子を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a mode that the valve mechanism 20 was assembled | attached to the cylinder head 2. FIG. バルブ機構20の分解図である。3 is an exploded view of the valve mechanism 20. FIG. 本考案の実施の形態に係るエンジンバルブ28の外観を示す外観図である。It is an external view which shows the external appearance of the engine valve 28 which concerns on embodiment of this invention. 本考案の実施の形態に係るエンジンバルブ28の分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the engine valve 28 which concerns on embodiment of this invention. バルブヘッド62が一体にされたベース部72の外観を示す外観図である。It is an external view which shows the external appearance of the base part 72 with which the valve head 62 was united. 図7のA−A断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the AA cross section of FIG. ステムエンド部74の外観を示す外観図である。3 is an external view showing an external appearance of a stem end portion 74. FIG. 本考案の実施の形態に係るエンジンバルブ28を分解した状態の断面を示す分解斜視断面図である。It is a disassembled perspective sectional view which shows the cross section of the state which decomposed | disassembled the engine valve 28 which concerns on embodiment of this invention. 本考案の実施の形態に係るエンジンバルブ28の断面を示す斜視断面図である。It is a perspective sectional view showing a section of engine valve 28 concerning an embodiment of the invention. 中空部66内に金属ナトリウムNaが封入された状態を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the state by which metal sodium Na was enclosed in the hollow part.

次に、本考案を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。   Next, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to examples.

本実施の形態に係るエンジン1は、図1に示すように、シリンダヘッド2と、当該シリンダヘッド2に回転可能に支持された吸気用カムシャフト4および排気用カムシャフト6と、シリンダヘッド2に配置されたバルブ機構20と、シリンダヘッド2の上部に取り付けられたロッカーカバー8と、シリンダヘッド2の下部に取り付けられたシリンダブロック10と、シリンダブロック10のシリンダボア10a内に摺動可能に収容されたピストン12と、コンロッド14を介してピストン12に連結されると共にシリンダブロック10に回転可能に支持されたクランクシャフト16と、シリンダブロック10の下部に取り付けられたオイルパン18と、を備えている。   As shown in FIG. 1, the engine 1 according to the present embodiment includes a cylinder head 2, an intake camshaft 4 and an exhaust camshaft 6 that are rotatably supported by the cylinder head 2, and a cylinder head 2. The valve mechanism 20 arranged, the rocker cover 8 attached to the upper part of the cylinder head 2, the cylinder block 10 attached to the lower part of the cylinder head 2, and the cylinder bore 10a of the cylinder block 10 are slidably accommodated. A piston 12, a crankshaft 16 coupled to the piston 12 via a connecting rod 14 and rotatably supported by the cylinder block 10, and an oil pan 18 attached to the lower portion of the cylinder block 10. .

シリンダヘッド2は、図2に示すように、吸気用カムシャフト4および排気用カムシャフト6それぞれを支持するための軸受部42a,42bと、バルブリフターガイドボス44a,44bと、吸気通路46および排気通路48と、燃焼室構成凹部50と、を有している。図1に示すように、燃焼室構成凹部50と、シリンダボア10aと、ピストン12と、によって燃焼室CCが構成される。また、シリンダヘッド2には、アッパーデッキ2aから吸気通路46および排気通路48それぞれに貫通する貫通孔47a,47bが形成されている。   As shown in FIG. 2, the cylinder head 2 includes bearing portions 42a and 42b for supporting the intake camshaft 4 and the exhaust camshaft 6, valve lifter guide bosses 44a and 44b, an intake passage 46, and an exhaust passage. It has a passage 48 and a combustion chamber constituting recess 50. As shown in FIG. 1, a combustion chamber CC is constituted by the combustion chamber constituting recess 50, the cylinder bore 10 a, and the piston 12. The cylinder head 2 is formed with through holes 47a and 47b penetrating from the upper deck 2a to the intake passage 46 and the exhaust passage 48, respectively.

バルブリフターガイドボス44a,44bには、図2に示すように、リフターボア45a,45bが形成されており、当該リフターボア45a,45b内に後述するバルブリフター22が摺動可能に収容される。リフターボア45aは貫通孔47aと同軸上に構成されており、リフターボア45bは貫通孔47bと同軸上に構成されている。   As shown in FIG. 2, the lifter guides 45a and 45b are formed in the valve lifter guide bosses 44a and 44b, and a later-described valve lifter 22 is slidably accommodated in the lifter turbos 45a and 45b. The lift turbo 45a is configured coaxially with the through hole 47a, and the lift turbo 45b is configured coaxial with the through hole 47b.

吸気通路46および排気通路48は、図2に示すように、それぞれ連通開口52a,52bを介して燃焼室構成凹部50と連通している。連通開口52aはリフターボア45aおよび貫通孔47aと同軸上に構成されており、連通開口52bはリフターボア45bおよび貫通孔47bと同軸上に構成されている。なお、連通開口52a,52bには、バルブシート54a,54bが設置される。   As shown in FIG. 2, the intake passage 46 and the exhaust passage 48 communicate with the combustion chamber constituting recess 50 through communication openings 52 a and 52 b, respectively. The communication opening 52a is coaxial with the riff turbo door 45a and the through hole 47a, and the communication opening 52b is coaxial with the riff turbo door 45b and the through hole 47b. Valve seats 54a and 54b are installed in the communication openings 52a and 52b.

バルブ機構20は、吸気用カムシャフト4および排気用カムシャフト6の回転に伴って作動して、吸気通路46および排気通路48と燃焼室CCとの連通および連通の遮断を行う機構として構成されている。バルブ機構20は、図3および図4に示すように、有底円筒状に構成されたバルブリフター22と、円筒状に構成されたバルブガイド24と、オイルシール26と、本考案の実施の形態に係るエンジンバルブ28と、バルブスプリング30と、スプリングシート32と、スプリングリテーナー34と、コッタ36と、から構成されている。なお、本実施の形態では、バルブ機構20は、吸気用と排気用とで基本的に同一の構成を有するものとした。   The valve mechanism 20 is configured as a mechanism that operates in accordance with the rotation of the intake camshaft 4 and the exhaust camshaft 6 to connect and disconnect the communication between the intake passage 46 and the exhaust passage 48 and the combustion chamber CC. Yes. As shown in FIGS. 3 and 4, the valve mechanism 20 includes a valve lifter 22 configured in a bottomed cylindrical shape, a valve guide 24 configured in a cylindrical shape, an oil seal 26, and an embodiment of the present invention. The engine valve 28, the valve spring 30, the spring seat 32, the spring retainer 34, and the cotter 36 are configured. In the present embodiment, the valve mechanism 20 has basically the same configuration for intake and exhaust.

バルブリフター22は、図4に示すように、底壁に吸気用カムシャフト4および排気用カムシャフト6に設けられた吸気用カム4aおよび排気用カム6aが当接するように構成されている。バルブリフター22は、吸気用カム4aおよび排気用カム6aの回転運動を直線運動に変換する部材として構成されている。   As shown in FIG. 4, the valve lifter 22 is configured such that the intake cam 4a and the exhaust cam 6a provided on the intake camshaft 4 and the exhaust camshaft 6 are in contact with the bottom wall. The valve lifter 22 is configured as a member that converts the rotational motion of the intake cam 4a and the exhaust cam 6a into linear motion.

バルブガイド24は、図3に示すように、上部がバルブリフターガイドボス44a,44bのリフターボア45a,45b内に突出するようにシリンダヘッド2の貫通孔47a,47bに圧入嵌合される。ここで、貫通孔47a,47bは、図2に示すように、シリンダヘッド2に設けたウォータジャケットWJに隣接して形成されている。換言すれば、バルブガイド24が、図3に示すように、ウォータジャケットWJに隣接した位置に設置される。バルブガイド24は、後述するバルブステム64の摺動性向上の観点から、できるだけ軸線方向長さが長くなるように形成されることが望ましい。   As shown in FIG. 3, the valve guide 24 is press-fitted into the through holes 47a and 47b of the cylinder head 2 so that the upper part protrudes into the lift turbo-lowers 45a and 45b of the valve lifter guide bosses 44a and 44b. Here, the through holes 47a and 47b are formed adjacent to a water jacket WJ provided in the cylinder head 2, as shown in FIG. In other words, the valve guide 24 is installed at a position adjacent to the water jacket WJ, as shown in FIG. The valve guide 24 is preferably formed so that its axial length is as long as possible from the viewpoint of improving the slidability of the valve stem 64 described later.

本考案の実施の形態に係るエンジンバルブ28は、例えば、耐熱鋼(SUH35)により構成されており、図3および図4に示すように、バルブヘッド62と、当該バルブヘッド62が一体にされたバルブステム64と、を有している。エンジンバルブ28は、図5、図11および図12に示すように、内部に中空部66が設けられており、当該中空部66には、金属ナトリウムNaが封入されている。金属ナトリウムNaは、本発明における「熱伝達媒体」に対応する実施構成の一例である。   The engine valve 28 according to the embodiment of the present invention is made of, for example, heat-resistant steel (SUH35). As shown in FIGS. 3 and 4, the valve head 62 and the valve head 62 are integrated. And a valve stem 64. As shown in FIGS. 5, 11, and 12, the engine valve 28 has a hollow portion 66 provided therein, and metallic sodium Na is sealed in the hollow portion 66. Metal sodium Na is an example of the implementation structure corresponding to the "heat transfer medium" in this invention.

バルブヘッド62は、図5に示すように、バルブフェース62aを有している。また、バルブヘッド62の内部には、図8および図12に示すように、中空部66(図12参照)の一部を構成する凹部62bが形成されている。バルブフェース62aは、図3に示すように、シリンダヘッド2の連通開口52a,52bに設置されたバルブシート54a,54bに当接する当接面として構成されている。バルブフェース62aがバルブシート54a,54bに当接されることにより、吸気通路46および排気通路48と燃焼室CCとの連通が確実に遮断される。バルブヘッド62は、本考案における「弁部」に対応する実施構成の一例である。また、凹部62bは、本発明における「第2凹部」に対応する実施構成の一例である。   As shown in FIG. 5, the valve head 62 has a valve face 62a. Further, as shown in FIGS. 8 and 12, a concave portion 62b constituting a part of the hollow portion 66 (see FIG. 12) is formed inside the valve head 62. As shown in FIG. 3, the valve face 62 a is configured as a contact surface that contacts valve seats 54 a and 54 b installed in the communication openings 52 a and 52 b of the cylinder head 2. By contacting the valve face 62a with the valve seats 54a and 54b, the communication between the intake passage 46 and the exhaust passage 48 and the combustion chamber CC is reliably blocked. The valve head 62 is an example of the implementation structure corresponding to the “valve part” in the present invention. Moreover, the recessed part 62b is an example of the implementation structure corresponding to the "2nd recessed part" in this invention.

バルブステム64は、バルブガイド24内に挿通される軸部として構成されており、図6に示すように、バルブヘッド62が一体に接続されたベース部72と、当該ベース部72に接続されるステムエンド部74と、から構成されている。バルブステム64は、本考案における「軸部」に対応し、ベース部72は、本考案における「第1軸部」に対応し、ステムエンド部74は、本考案における「第2軸部」に対応する実施構成の一例である。   The valve stem 64 is configured as a shaft portion that is inserted into the valve guide 24, and as shown in FIG. 6, a base portion 72 to which the valve head 62 is integrally connected, and the base portion 72. And a stem end portion 74. The valve stem 64 corresponds to the “shaft portion” in the present invention, the base portion 72 corresponds to the “first shaft portion” in the present invention, and the stem end portion 74 corresponds to the “second shaft portion” in the present invention. It is an example of the corresponding implementation structure.

ベース部72は、バルブガイド24の内周面に摺接するガイド摺接部として構成されている。ベース部72の内部には、図7および図8に示すように、中空部66の一部を構成する凹部72aが形成されている。当該凹部72aは、ベース部72の軸方向の一端側(バルブヘッド62が接続された側とは反対側)において開口されており、ベース部72の軸方向の他端側(バルブヘッド62が接続された側)においてバルブヘッド62の凹部62bと連通されている。   The base portion 72 is configured as a guide sliding contact portion that is in sliding contact with the inner peripheral surface of the valve guide 24. As shown in FIGS. 7 and 8, a recess 72 a that constitutes a part of the hollow portion 66 is formed inside the base portion 72. The concave portion 72a is opened at one end side in the axial direction of the base portion 72 (the side opposite to the side to which the valve head 62 is connected), and the other end side in the axial direction of the base portion 72 (to which the valve head 62 is connected). And communicated with the recess 62b of the valve head 62.

ステムエンド部74は、図6および図9に示すように、コッタ36を係合するための環状溝76aが形成された円筒部76と、当該円筒部76の軸方向一端部に一体にされた円錐形状の円錐部78と、を有している。ステムエンド部74は、図11に示すように、円錐部78がベース部72の凹部72a内に突出した状態でバルブステム64に一体に接続される。これにより、エンジンバルブ28内に中空部66が構成される。円錐部78は、本発明における「延出部」に対応する実施構成の一例である。   As shown in FIGS. 6 and 9, the stem end portion 74 is integrated with a cylindrical portion 76 in which an annular groove 76 a for engaging the cotter 36 is formed, and one axial end portion of the cylindrical portion 76. A conical portion 78 having a conical shape. As shown in FIG. 11, the stem end portion 74 is integrally connected to the valve stem 64 in a state where the conical portion 78 protrudes into the recess 72 a of the base portion 72. Thereby, a hollow portion 66 is formed in the engine valve 28. The conical part 78 is an example of the implementation structure corresponding to the "extension part" in this invention.

次に、こうして構成されたエンジン1の運転に伴ってシリンダヘッド2の連通開口52a,52bを開閉するエンジンバルブ28のバルブヘッド62が冷却される際の様子について説明する。エンジン1の運転が開始されると、吸気用カムシャフト4および排気用カムシャフト6が回転され、吸気用カム4aおよび排気用カム6aの回転力がバルブリフター22に作用する。   Next, a state in which the valve head 62 of the engine valve 28 that opens and closes the communication openings 52a and 52b of the cylinder head 2 as the engine 1 configured as described above is cooled will be described. When the operation of the engine 1 is started, the intake camshaft 4 and the exhaust camshaft 6 are rotated, and the rotational force of the intake cam 4a and the exhaust cam 6a acts on the valve lifter 22.

吸気用カム4aおよび排気用カム6aの回転運動は、バルブリフター22によって直線運動に変換され、エンジンバルブ28がバルブステム64の軸線方向に沿って摺動する。これにより、バルブヘッド62がシリンダヘッド2の連通開口52aや連通開口52bを開いた状態となって吸気通路46からの混合気が連通開口52aを介して燃焼室CCに供給されたり、燃焼室CCから燃焼ガスが連通開口52bを介して排気通路48に排出されたりする。   The rotational motion of the intake cam 4a and the exhaust cam 6a is converted into a linear motion by the valve lifter 22, and the engine valve 28 slides along the axial direction of the valve stem 64. As a result, the valve head 62 opens the communication opening 52a and the communication opening 52b of the cylinder head 2, and the air-fuel mixture from the intake passage 46 is supplied to the combustion chamber CC via the communication opening 52a. The combustion gas is discharged to the exhaust passage 48 through the communication opening 52b.

このとき、エンジンバルブ28の中空部66内に封入された金属ナトリウムNaが、エンジンバルブ28の軸線方向に沿う摺動に伴って、当該中空部66内で流動する。当該金属ナトリウムNaの流動によって、燃焼室CC内の高温の燃焼ガスに曝されて高温となったバルブヘッド62の熱が金属ナトリウムNaに伝達され、当該金属ナトリウムNaに伝達された熱はバルブステム64を介して放熱される。   At this time, the metallic sodium Na sealed in the hollow portion 66 of the engine valve 28 flows in the hollow portion 66 as the engine valve 28 slides along the axial direction. Due to the flow of the metallic sodium Na, the heat of the valve head 62 exposed to the high-temperature combustion gas in the combustion chamber CC is transferred to the metallic sodium Na, and the heat transferred to the metallic sodium Na is the valve stem. The heat is dissipated through 64.

ここで、本実施の形態では、ステムエンド部74の円錐部78が中空部66内に突出する構成であるため、中空部66内を流動する金属ナトリウムNaがバルブステム64と接触する面積が増大しているため、金属ナトリウムNaからバルブステム64への熱伝導がより効果的に行われる。   Here, in this embodiment, since the conical portion 78 of the stem end portion 74 protrudes into the hollow portion 66, the area where the metallic sodium Na flowing in the hollow portion 66 contacts the valve stem 64 is increased. Therefore, heat conduction from the metallic sodium Na to the valve stem 64 is performed more effectively.

なお、中空部66内を流動する金属ナトリウムNaのうち中空部66の内周面に接触した金属ナトリウムNaからの熱は、主に、バルブステム64のベース部72を介して放熱される。当該ベース部72は、ウォータジャケットWJに隣接配置されたバルブガイド24内を摺動するため、当該ウォータジャケットWJ内を流通する冷却水によってベース部72は良好に冷却される。これにより、ベース部72を介した放熱が促進され得る。   In addition, the heat from the metal sodium Na which contacted the inner peripheral surface of the hollow part 66 among the metal sodium Na flowing in the hollow part 66 is radiated mainly through the base part 72 of the valve stem 64. Since the base portion 72 slides in the valve guide 24 disposed adjacent to the water jacket WJ, the base portion 72 is well cooled by the cooling water flowing through the water jacket WJ. Thereby, the heat dissipation via the base part 72 can be accelerated | stimulated.

また、中空部66内を流動する金属ナトリウムNaのうち中空部66内に突出する円錐部78表面に接触した金属ナトリウムNaからの熱は、主に、ステムエンド部74を介して放熱される。当該ステムエンド部74は、吸気用カム4aおよび排気用カム6aとバルブリフター22との摺接部などを潤滑した潤滑油によって間接的に冷却されるため、ステムエンド部74を介した放熱が促進され得る。   In addition, the heat from the metal sodium Na that contacts the surface of the conical portion 78 protruding into the hollow portion 66 out of the metal sodium Na flowing in the hollow portion 66 is mainly radiated through the stem end portion 74. Since the stem end portion 74 is indirectly cooled by lubricating oil that lubricates the sliding contact portion between the intake cam 4a and the exhaust cam 6a and the valve lifter 22, heat dissipation through the stem end portion 74 is promoted. Can be done.

以上説明した本考案の実施の形態に係るエンジンバルブ28によれば、内部に中空部66を設け、当該中空部66内に金属ナトリウムNaを封入すると共に、当該中空部66内に突出する円錐部78を設けて、高温のバルブヘッド62から熱が伝達された金属ナトリウムNaとバルブステム64との接触面積を増加させる構成であるため、バルブヘッド62からの熱をバルブステム64を介して効果的に放熱することができる。なお、金属ナトリウムNaが封入された中空部66内に円錐部78を突出させるのみであるため、構造が簡易であり、かつ、エンジンバルブ28自体の強度低下を招くこともない。これにより、強度低下を招くことなく弁部の冷却効果をより一層向上することができる。   According to the engine valve 28 according to the embodiment of the present invention described above, the hollow portion 66 is provided inside, the metallic sodium Na is enclosed in the hollow portion 66, and the conical portion protruding into the hollow portion 66 is provided. 78 is provided to increase the contact area between the metallic sodium Na to which heat is transferred from the high temperature valve head 62 and the valve stem 64, so that the heat from the valve head 62 is effectively transmitted through the valve stem 64. Can dissipate heat. Since the conical portion 78 is only projected into the hollow portion 66 in which the metallic sodium Na is sealed, the structure is simple and the strength of the engine valve 28 itself is not reduced. Thereby, the cooling effect of a valve part can be improved further, without causing a strength fall.

本実施の形態では、中空部66内に円錐状の円錐部78を突出させる構成としたが、これに限らない。例えば、中空部66内に三角錐状の三角錐部を突出させる構成や、円柱状の円柱部を突出させる構成としても良い。   In the present embodiment, the conical conical portion 78 protrudes into the hollow portion 66, but the present invention is not limited to this. For example, a configuration in which a triangular pyramid-shaped triangular pyramid portion protrudes into the hollow portion 66 or a configuration in which a cylindrical columnar column portion protrudes may be employed.

本実施の形態では、中空部66内に一本の円錐部78を突出させる構成としたが、これに限らない。例えば、中空部66内に複数本の円錐部78を突出させる構成としても良い。当該構成によれば、金属ナトリウムNaが接触可能な面積をより増加することができるため、バルブヘッド62の冷却効果をより一層向上することができる。   In the present embodiment, the single conical portion 78 protrudes into the hollow portion 66, but the present invention is not limited to this. For example, it is good also as a structure which makes the several cone part 78 protrude in the hollow part 66. FIG. According to the said structure, since the area which metal sodium Na can contact can be increased more, the cooling effect of the valve head 62 can be improved further.

本実施の形態では、バルブヘッド62内に凹部62bを設け、中空部66がベース部72からバルブヘッド62に亘って形成される構成としたが、これに限らない。例えば、バルブヘッド62内には凹部62bは設けず、中空部66はベース部72内のみに形成される構成としても構わない。   In the present embodiment, the concave portion 62b is provided in the valve head 62 and the hollow portion 66 is formed from the base portion 72 to the valve head 62. However, the present invention is not limited to this. For example, the concave portion 62 b is not provided in the valve head 62, and the hollow portion 66 may be formed only in the base portion 72.

本実施の形態では、中空部66に金属ナトリウムNaを封入する構成としたが、バルブヘッド62の熱をバルブステム64に伝達することができれば金属ナトリウムNaに限らず、如何なる媒体を封入する構成としても良い。   In the present embodiment, the metallic sodium Na is sealed in the hollow portion 66. However, as long as the heat of the valve head 62 can be transmitted to the valve stem 64, the medium is not limited to the metallic sodium Na, and any medium is sealed. Also good.

本実施の形態では、エンジンバルブ28全体を同じ材質(耐熱鋼(SUH35))で構成するものとしたが、これに限らない。例えば、バルブステム64におけるベース部72とステムエンド部74とを異なる材質で構成しても負い。この場合、ステムエンド部74の熱伝導率がベース部72の熱伝導率よりも高い材質を用いることができる。   In the present embodiment, the entire engine valve 28 is made of the same material (heat resistant steel (SUH35)), but is not limited thereto. For example, the base portion 72 and the stem end portion 74 of the valve stem 64 may be made of different materials. In this case, a material having a thermal conductivity of the stem end portion 74 higher than that of the base portion 72 can be used.

本実施形態は、本考案を実施するための形態の一例を示すものである。したがって、本考案は、本実施形態の構成に限定されるものではない。   This embodiment shows an example for carrying out the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the configuration of the present embodiment.

1 エンジン(エンジン)
2 シリンダヘッド(シリンダヘッド)
2a アッパーデッキ
4 吸気用カムシャフト
4a 吸気用カム
6 排気用カムシャフト
6a 排気用カム
8 ロッカーカバー
10 シリンダブロック(シリンダブロック)
10a シリンダボア(シリンダボア)
12 ピストン(ピストン)
14 コンロッド
16 クランクシャフト
18 オイルパン
20 バルブ機構
22 バルブリフター
24 バルブガイド
26 オイルシール
28 エンジンバルブ(エンジンバルブ)
30 バルブスプリング
32 スプリングシート
34 スプリングリテーナー
36 コッタ
42a 軸受部
42b 軸受部
44a バルブリフターガイドボス
44b バルブリフターガイドボス
45a リフターボア
45b リフターボア
46 吸気通路(吸気通路)
47a 貫通孔
47b 貫通孔
48 排気通路(排気通路)
50 燃焼室構成凹部(燃焼室構成凹部)
52a 連通開口(連通開口)
52b 連通開口(連通開口)
54a バルブシート
54b バルブシート
62 バルブヘッド(弁部)
62a バルブフェース
62b 凹部(第2凹部)
64 バルブステム(軸部)
66 中空部(中空部)
72 ベース部(第1軸部)
72a 凹部(凹部)
74 ステムエンド部(第2軸部)
76 円筒部
76a 環状溝
78 円錐部(延出部)
CC 燃焼室(燃焼室)
WJ ウォータジャケット
Na 金属ナトリウム(熱伝達媒体)
1 Engine (Engine)
2 Cylinder head (cylinder head)
2a Upper deck 4 Intake camshaft 4a Intake cam 6 Exhaust camshaft 6a Exhaust cam 8 Rocker cover 10 Cylinder block
10a Cylinder bore (cylinder bore)
12 Piston
14 Connecting rod 16 Crankshaft 18 Oil pan 20 Valve mechanism 22 Valve lifter 24 Valve guide 26 Oil seal 28 Engine valve (engine valve)
30 valve spring 32 spring seat 34 spring retainer 36 cotter 42a bearing portion 42b bearing portion 44a valve lifter guide boss 44b valve lifter guide boss 45a lift turbo door 45b lift turbo door 46 intake passage (intake passage)
47a Through hole 47b Through hole 48 Exhaust passage (exhaust passage)
50 Combustion chamber configuration recess
52a Communication opening (communication opening)
52b Communication opening (communication opening)
54a Valve seat 54b Valve seat 62 Valve head (valve part)
62a Valve face 62b Recess (second recess)
64 Valve stem (shaft)
66 Hollow part (hollow part)
72 Base part (first shaft part)
72a Concave part (concave part)
74 Stem end (second shaft)
76 Cylindrical part 76a Annular groove 78 Conical part (extension part)
CC combustion chamber (combustion chamber)
WJ Water jacket Na Metal sodium (Heat transfer medium)

Claims (4)

シリンダヘッドに設けられた吸気通路および排気通路と燃焼室との連通開口を開閉可能に構成されたエンジンバルブであって、
内部に中空部を有する軸部と、
該軸部に一体にされた弁部と、
前記中空部内に封入された熱伝達媒体と、
を備え、
前記軸部は、前記弁部に接続された第1軸部と、該第1軸部のうち前記弁部が接続された側とは反対側の端部に接続される第2軸部と、を有しており、
前記第1軸部には、前記中空部を構成する凹部が設けられており、
該凹部は、前記第1軸部のうち前記第2軸部が接続される側の端部において開口されており、
前記第2軸部は、該第2軸部の軸線方向に延出する延出部を有しており、
該延出部は、前記第2軸部が前記第1軸部に接続された際、前記凹部内に突出するよう構成されている
エンジンバルブ。
An engine valve configured to be able to open and close a communication opening between an intake passage and an exhaust passage provided in a cylinder head and a combustion chamber,
A shaft portion having a hollow portion inside,
A valve unit integrated with the shaft unit;
A heat transfer medium enclosed in the hollow portion;
With
The shaft portion includes a first shaft portion connected to the valve portion, a second shaft portion connected to an end portion of the first shaft portion opposite to the side to which the valve portion is connected, and Have
The first shaft portion is provided with a recess that constitutes the hollow portion,
The recess is opened at an end of the first shaft portion to which the second shaft portion is connected,
The second shaft portion has an extending portion extending in the axial direction of the second shaft portion,
The extension portion is configured to project into the recess when the second shaft portion is connected to the first shaft portion.
前記延出部は、円錐形状に形成されている
請求項1に記載のエンジンバルブ。
The engine valve according to claim 1, wherein the extension portion is formed in a conical shape.
前記弁部は、前記凹部に連通接続されて前記中空部を構成する第2凹部を有するよう構成されている
請求項1または2に記載のエンジンバルブ。
The engine valve according to claim 1 or 2, wherein the valve portion is configured to have a second recess that is connected to the recess and forms the hollow portion.
吸気通路および排気通路と、燃焼室を構成する燃焼室構成凹部と、を有するシリンダヘッドと、
シリンダボアを有するシリンダブロックと、
前記シリンダボア内を摺動自在に該シリンダボアに収容されたピストンと、
請求項1ないし3のいずれか1項に記載のエンジンバルブと、
を備え、
前記燃焼室は、前記燃焼室構成凹部と、前記シリンダボアと、前記ピストンと、によって構成されており、
前記吸気通路および前記排気通路と前記燃焼室とは連通開口を介して連通するよう構成されており、
前記エンジンバルブを用いて前記連通開口を開閉することにより、前記吸気通路から前記燃焼室へ空気を導入すると共に、前記燃焼室から前記排気通路へ燃焼ガスを排出するよう構成されている
エンジン。
A cylinder head having an intake passage and an exhaust passage, and a combustion chamber constituting concave portion constituting a combustion chamber;
A cylinder block having a cylinder bore;
A piston accommodated in the cylinder bore slidably in the cylinder bore;
The engine valve according to any one of claims 1 to 3,
With
The combustion chamber is constituted by the combustion chamber constituting concave portion, the cylinder bore, and the piston.
The intake passage, the exhaust passage, and the combustion chamber are configured to communicate with each other through a communication opening;
An engine configured to open and close the communication opening using the engine valve to introduce air from the intake passage to the combustion chamber and to discharge combustion gas from the combustion chamber to the exhaust passage.
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