JP4190210B2 - Engine intake and exhaust valves - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は内燃エンジンの吸排気弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に吸排気弁はエンジンの弁ガイドに摺動自在に挿通されるステムと、弁座へ着座する円錐形の弁面を周縁に形成した低い円錐形の弁板とを一体的に形成された形状を有している。そして、ステムの弁板と反対側の端部近傍において弁ばねによって閉じ方向に付勢される常閉弁として構成されている。
【0003】
他方、この弁の軽量化がエンジンの性能向上の大きなキーとなっており、ステム部分を肉抜きし、その空間に熱伝導性のすぐれた金属ナトリウムを封入した、いわゆる中空弁や、材質を比重の小さいチタンに変更するなどの技術がよく知られている。また、近年、ステムと弁体とをプレス成形によって一体的に形成したものも提案されている(例えば、特開2001−317315号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、軽量化のため中空弁にすることや、材質を軽い金属にすることは吸排気弁の価格を上昇させる不具合があった。そこで、従来から、在来の弁の製造方法を大きく変えることなく生産できる軽量な吸排気弁が求められていた。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、支持孔へ摺動自在に嵌挿されるステムの一端に、燃焼室に通じる通路を開閉する円錐形の弁面を有する円形の弁板を一体に設け、その弁板の周縁部の厚さを残部より厚くして環状部を形成するとともに、前記ステムの弁板に連結される端部を小径に縮径し、その縮径された部分をステムの元の径の部分と環状部との間を連結する複数のリブによって補強することにより解決される。
【0006】
そこでは、前記環状部における内周側の部分を構成する面と、ステムの元の径の部分と縮径された部分とを結ぶ部分を構成する面とを、ステムの軸線に対して斜めにかつ互いに平行な傾斜面に形成することが好ましい。
【0007】
【作用】
従来は浅い円錐形をしていた弁板の上面(吸気、排気通路側の面)が、リブを残して肉抜きされ薄肉となった板状部と、その周縁に形成される肉厚の環状部によって剛性を保持しつつ軽量化が達成されている。環状部は外面に円錐形の弁面が形成され、剛性の高い環状部によってその形状が正確に保たれる。
【0008】
【発明の実施の態様】
以下、本願発明の実施の一形態を説明する。図1中、10はこの発明に係る吸排気弁である。吸排気弁10は弁座へ着座するための円錐形をした弁面11を有する外径34mmの弁板12と、その弁板12の中央部に連結されたステム22とを粉末冶金により一体的に形成し、必要に応じて冷間鍛造を加えてなるエンジンの吸気弁である。
【0009】
弁板12は板厚が1mm前後の円板形をした板状部12aと、その周縁に設けられやゝ肉厚の大きい環状部12bとを有し、その環状部12bの外面には前記円錐形の弁面11が形成されている。また、図2で示すように弁板12とステム22との間には、ステム22から放射方向へ伸びる厚さが約2mmの6本のリブ12cが設けられている。すなわち、リブ12cは従来浅い円錐形に作られた部分に放射方向に並べられた略3角形の6個の窪み12dを設けることによって、それら窪み12dの間に構成されている。
【0010】
ステム22は前記弁板12に連結した一端と、図示してないバルブリフタに当接する他端とを有する。23はステム22の外周に施した周溝であり、周知のように、弁スプリングのリテーナを係止するコッタ(図示してない)を保持するべく設けられている。
【0011】
なお、弁板12とステム22と連結する部分の形状は、以上に説明したものに限られず、図4で示すように、ステム22の弁板12と接する部分を一層小径にすることによって一層の軽量化が可能となる。この場合、環状部12bの内周側と、ステム22の縮径された部分とには、成形時の型抜きを容易にするため、平行な傾斜面13、13が設けられている。
【0012】
以上の実施態様では、弁10を従来の円錐形をした弁板12の上面から、厚さ2mmのリブ12cを残して窪み12dだけ肉抜きされている。その結果、肉抜き前の重量が47.4gであった吸気弁が34.8gへ軽量化した。
【0013】
この重量に合わせて張力を減じた弁ばねを用いた実機試験では、図3で示すように、改良前に(a)で示す燃費特性をもつエンジンの吸気弁と排気弁に本願発明を適用したところ、同図(b)で示す特性に変化した。すなわち、改良前の燃費がガソリン1リットル当り38.8Km走行したものが、改良後46.8Kmへと向上した。
【0014】
そして、窪み12dだけ肉抜きされ軽量になるにもかかわらず、弁板12とステム22との間を複数のリブ12cによって連結し補強しているから必要な剛性を維持することができた。
【0015】
なお、この軽量化の効果は弁板12に連結されるステム22の端部を小径に縮径することによって一層顕著となる。さらに、前記弁板12の環状部12bの厚さを残部(板状部12a)より厚く形成することにより、板状部12aを薄板としても弁面11の剛性を高く維持することができる。
【0016】
【発明の効果】
以上のように、請求項1の発明によれば、ポペット弁の剛性や吸排気の通気抵抗を増すことなく、軽量化を図ることができる。また、環状部を板状部より厚肉に構成することにより、弁面の剛性を高く保持した状態で軽量化を図ることができる。さらに、ステムの弁板に連結される部分を残部より小径に形成することにより一層の軽量化を図ることができる。
【0017】
請求項2の発明によれば、肉抜きした部分を平行な傾斜面とすることにより成形時の型抜きが容易になり製造コストの低減を図ることができる。
などの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】 本発明の一実施態様を示すポペット弁の部分破断側面図である。
【図2】 その平面図である。
【図3】 本願ポペット弁の性能を示す特性図である。
【図4】 変形例を示す図1相当の部分側面図である。
【符号の説明】
【0019】
10・・・・ポペット弁
11・・・・弁面
12・・・・弁板
12a・・・板状部
12b・・・環状部
12c・・・リブ
12d・・・窪み
13・・・・傾斜面
22・・・・ステム
23・・・・周溝(コッタ溝)[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an intake / exhaust valve for an internal combustion engine.
[0002]
[Prior art]
Generally, an intake / exhaust valve is formed integrally with a stem that is slidably inserted into a valve guide of an engine, and a low conical valve plate having a conical valve surface that is seated on the valve seat at the periphery. have. And it is comprised as a normally closed valve urged | biased by the valve spring in the close direction in the edge part vicinity on the opposite side to the valve plate of a stem.
[0003]
On the other hand, the weight reduction of this valve is a major key to improving engine performance. The so-called hollow valve, in which the stem portion is thinned and metal sodium with excellent thermal conductivity is sealed in the space, has a specific gravity. Techniques such as changing to a smaller titanium are well known. In recent years, there has also been proposed one in which a stem and a valve body are integrally formed by press molding (for example, JP-A-2001-317315).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the use of a hollow valve for weight reduction or the use of a light metal material has the disadvantage of increasing the price of the intake and exhaust valves. Thus, there has been a need for a lightweight intake / exhaust valve that can be produced without greatly changing the conventional valve manufacturing method.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The above-described problem is that a circular valve plate having a conical valve face that opens and closes a passage leading to a combustion chamber is integrally provided at one end of a stem that is slidably inserted into a support hole, and a peripheral portion of the valve plate the thickness to form the annular portion is made thicker than the rest of the, reduced diameter end portion which is connected to the valve plate of the stem diameter, portion and an annular original diameter of the stem of reduced diameter portion thereof it Ri is resolved to be reinforced by a plurality of ribs for connecting the parts.
[0006]
In this case, the surface constituting the inner peripheral portion of the annular portion and the surface constituting the portion connecting the original diameter portion and the reduced diameter portion of the stem are inclined with respect to the axis of the stem. And it is preferable to form in the inclined surface mutually parallel .
[0007]
[Action]
Conventionally, the upper surface of the valve plate that has a shallow conical shape (the surface on the intake / exhaust passage side) has been thinned by leaving a rib, and a thick annular ring formed on its periphery Weight reduction is achieved while maintaining rigidity by the portion. A conical valve face is formed on the outer surface of the annular portion, and its shape is accurately maintained by the highly rigid annular portion.
[0008]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. In FIG. 1,
[0009]
The
[0010]
The
[0011]
Note that the shape of the portion connecting the
[0012]
In the above embodiment, the
[0013]
In an actual machine test using a valve spring in which the tension is reduced in accordance with this weight, as shown in FIG. 3, the present invention was applied to an intake valve and an exhaust valve of an engine having fuel consumption characteristics shown in FIG. However, the characteristics shown in FIG. That is, the fuel consumption before the improvement of 38.8 km per liter of gasoline improved to 46.8 km after the improvement.
[0014]
And although only the hollow 12d is thinned and lightened, the required rigidity can be maintained because the
[0015]
The effect of reducing the weight becomes more remarkable by reducing the diameter of the end of the
[0016]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, weight reduction can be achieved without increasing the rigidity of the poppet valve and the ventilation resistance of intake and exhaust. Further, by configuring the annular portion to be thicker than the plate-like portion, it is possible to reduce the weight while keeping the rigidity of the valve surface high. Furthermore, the weight can be further reduced by forming the portion connected to the valve plate of the stem to have a smaller diameter than the remaining portion.
[0017]
According to the second aspect of the present invention, by forming the thinned portions into parallel inclined surfaces, it is easy to perform die cutting at the time of molding, and the manufacturing cost can be reduced .
There are effects such as.
[Brief description of the drawings]
[0018]
FIG. 1 is a partially cutaway side view of a poppet valve showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a plan view thereof.
FIG. 3 is a characteristic diagram showing the performance of the present poppet valve.
FIG. 4 is a partial side view corresponding to FIG. 1 showing a modification.
[Explanation of symbols]
[0019]
10 ....
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