JPH0117603Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、たとえばデイーゼル機関や火花点火
式内燃機関のような内燃機関に用いられる排気弁
に関する。

典型的な先行技術は、第１図に示されている内
燃機のシリンダヘツド１には、排気弁２が設けら
れる。この排気弁２は、傘部３と弁軸４とを含
む。排気弁２の頂部５は、ピストンと同期して作
動するカム機構によつて、ばね６に抗して第１図
の下方に変位され、これによつて傘部３は燃焼室
内に入り込み、弁箱７に形成された弁座８の内周
面と傘部３に形成されたシール面９とが離間して
開弁状態となる。弁箱７には弁軸４を案内するブ
ツシユ１０が固定される。弁箱７には、冷却液が
通過する冷却液通路１１，１２が形成されてい
る。

排気弁２には、傘部３から弁軸４に亘つて空間
１３が形成されている。この空間１３の一部に
は、作動液１４が封入されている。作動液１４
は、内燃機関の運転中に気体となることができ
る。傘部３において作動液８が加熱されて気化
し、弁軸４内を上昇して凝縮し、この凝縮した作
動液は、空間１３の内壁に沿つて下降する。この
ようにして作動液の潜熱を利用して、排気弁２が
冷却される。そのため、弁座８とシール面９の寿
命が保たれると共に、低質重油に含まれているバ
ナジウムによつて侵食される、いわゆるバナジウ
ムアタツク現象が防がれる。

このような先行技術では、傘部３において発生
した高速度の蒸気流が空間１３の上部で凝縮して
空間１３内壁に沿つて還流する液を同伴し、再び
上部へもどす作用をもつ。この作用は蒸気流が高
速度である傘部３付近で顕著である。こうして傘
部３における入熱量が大きくなり、蒸気流の速度
が増大して還流液のすべてが上方へ吹上げられる
ようになると、空間１３の下部に液体の供給が行
なわれなくなり、熱サイクルが断ち切られて熱輸
送ができなくなる。これによつて傘部３の弁底の
温度が急激に上昇して危険となる。

本考案の目的は、冷却を充分に行うことができ
る内燃機関の排気弁装置を提供することである。

本考案は、傘部３１から上方に延びる弁軸３２
を有する弁体３０の前記弁軸３２をブツシユ３３
によつて案内するように構成した内燃機関の排気
弁装置において、 傘部３１に下方になるにつれて拡つた第１空間
３７を形成し、 軸部３２には、第１空間３７に連なり、ブツシ
ユ３３によつて案内される部分にわたつて延びる
第２空間３８を形成し、 第１空間３７の底部に、傘部３１で蒸発し、軸
部３２で凝縮する作動液３９を封入し、 第１空間３７と第２空間３８にわたつて仕切り
壁４０を挿入し、 この仕切り壁４０は、 第１空間３７の作動液３９の液面より上方で、
ラツパ状に拡いた拡開部４１と、 第２空間３８内で、ブツシユ３３の下端部付近
にまで延びる筒部４２とを有し、 拡開部４１と筒部４２とには、第１および第２
空間３７，３８の内周面に当接して固定される取
付部４３，４４が半径方向外方に突出して形成さ
れ、こうして仕切り壁４０の外周面と第１および
第２空間３７，３８の内周面との間に間隔δを形
成し、 この仕切り壁４０には、その長手方向に沿つて
延びる切欠き４５が形成され、これによつて仕切
り壁４０の半径方向に拡がる弾発力を発生させる
ことを特徴とする内燃機関の排気弁装置である。

第２図は、本考案の一実施例の断面図である。
デイーゼル機関または火花点火式内燃機関などの
シリンダヘツド２１には弁箱２２が固定される。
この弁箱２２には、冷却液が通過する冷却液通路
２３，２４，２５，２６，２７，２８が形成され
る。冷却液通路２３，２４は、約半周にわたつて
形成されている。冷却液通路２５，２６は、約半
周にわたつて形成されている。また同様にして冷
却液通路２７，２８は、約半周にわたつて形成さ
れている。冷却液は、冷却液通路２４，２６，２
８をこの順序で経て、さらに冷却液通路２７，２
５，２３にこの順序で流れる。

排気弁３０は、基本的には傘部３１と弁軸３２
とを含み、弁軸３２は弁箱２２に固定されたブツ
シユ３３によつて上下に案内される。排気弁３０
の頂部６３はピストンに同期して作動するカム機
構によつて、ばね３４のばね力に抗して第２図の
下方に変位される。これによつて弁箱２２に形成
されている弁座３５の内周面から傘部３１のシー
ル面３６が離間し、開弁状態となることができ
る。

傘部３１および弁軸３２には、空間３７，３８
が形成される。空間３７には、少くとも内燃機関
の運転中にその一部が気体となる冷却用の作動液
３９が封入されている。空間３７，３８の作動液
３９が封入されている部分以外の残余の部分は、
高真空である。空間３７，３８に亘つて仕切り壁
４０が固定される。

第３図は、仕切り壁４０の斜視図である。この
仕切り壁４０は、銅などの金属から成り、空間３
７でラツパ状に開いた拡開部４１と、空間３８内
で延びる筒部４２とから成る。拡開部４１には、
取付部４３が半径方向外方に突出して周方向に間
隔をあけて形成される。また同様にして筒部４２
の端部には、取付部４４が半径方向外方に突出し
て形成される。この仕切り壁４０には、その長手
方向（第３図の上下方向）に沿つて延びる切欠き
４５が形成されており、これによつて仕切り壁４
０は半径方向外方に広がる弾発力を有し、取付片
４３，４４は空間３７，３８の内周面に当接す
る。取付片４３，４４が空間３７，３８の内周面
に当接した状態では、仕切り壁４０の外周面と空
間３７，３８の内周面との間に、間隔δが形成さ
れる。この間隔δは、空間３８の上部で凝縮した
作動液が空間３７，３８の内周面に沿つて流下す
ることを許容する充分な大きさに選ばれ、しかも
傘部３１において発生する作動液３９の蒸気が間
隔δの空間部分にほとんど入り込まずに、凝縮液
の流下が円滑に行なわれる値に定められる。仕切
り壁４０の拡開部４１の下部４１ａは、貯留して
いる作動液３９の液面の上方に配置される。

傘部３１に形成される空間３７は、下方になる
につれて拡つている。軸部３２に形成される空間
３８は、前記空間３７に連なり、ブツシユ３３に
よつて案内される部分にわたつて延びる。仕切り
壁４０の筒部４２は、空間３８内で、第２図に明
らかなようにブツシユ３３の下端部付近にまで延
びる。

傘部３１において作動液３９は気化しその蒸気
は仕切り壁４０の内部空間を経て、弁軸３２内を
上昇する。この上昇した蒸気はブツシユ３３の冷
却液通路５２が形成されている領域で冷却されて
凝縮する。その凝縮液は、空間３８の内周面を経
て、仕切り壁４０の外周面と空間３７，３８の内
周面との間の間隔δを有する空間を経て傘部３１
の弁底側に流下する。したがつて作動液の気化し
た高速度の蒸気流によつて凝縮液の還流が妨げら
れることがない。そのため蒸気流によつて還流液
が同伴されてその還流がさまたげられることがな
く、熱輸送能力が低下せず、そのため排気弁３０
の温度上昇が抑制される。

第４図を参照して、排気弁３０の製造工程を説
明する。傘部３１の弁底４６には、第４図１のよ
うに開口４７が形成されている。弁軸３２は、弁
軸本体３２ａと、その遊端部に固定されるキヤツ
プ３２ｂとから成る。開口４７から仕切り壁４０
を挿入し、取付片４３を空間３７の内周面に溶接
して固定する。

そこで第４図２で示されるように開口４７を端
板４８によつて気密に溶接する。弁軸本体３２ａ
の端部には、栓体４９を挿入し、この栓体４９の
外周と空間３８の内周面とを気密に溶接する。栓
体４９には、処理管５０が気密に溶接して固定さ
れている。この処理管５０は、空間３８に連通す
る。そこで処理管５０から空間３７，３８内に作
動液３９を導入する。その後、空間３７，３８の
作動液３９が貯留している部分以外の残余の部分
を真空にし、処理管５０を気密に封止する。最後
に、弁軸本体３２ａにキヤツプ３２ｂを溶接して
固定する。なお、便宜のために、第２図では端板
４８の個別的な図示が省かれている。

ブツシユ３３には、冷却液が通過する冷却液通
路５２が形成されている。この冷却液通路５２に
は、水または油などの冷却液が通過される。これ
によつて、弁箱２２に形成された冷却液通路２
５，２６の弁軸３２の長手方向に沿う長さを充分
に長く形成することができないときでも、熱抵抗
を小さくすることができ、弁軸３２からの熱放散
を良好にすることができる。冷却液通路５２に供
給される冷却液の流速を向上することによつて、
また流れの乱れを生じるような形状に流路５２を
形成することによつて、その流路５２を通過する
冷却液による冷却効果を向上することができる。
ブツシユ３３は、管体を２重管状に組合せて構成
することもでき、そのようにすれば製作が容易で
ある。

冷却液通路５２は、第５図に示されるように周
方向に分けられており、一方の冷却液通路５２ａ
の端部から通路５３を経て冷却液を供給し、この
冷却液通路５２ａを経た冷却液は、連通路５４か
らもう１つの冷却液通路５２ｂの端部に入り、こ
の冷却液通路５２ｂの他端部から流路５５を経て
排出されるようにすることもできる。冷却液通路
５２に供給される冷却液は、弁箱２２やシリンダ
などの冷却水の系統からの冷却液を供給するよう
にしてもよく、あるいはまた別途に準備したポン
プによつて低温の冷却液を供給して冷却能力を向
上するようにしてもよい。

以上にように本考案によれば、内燃機関の排気
弁装置において、作動液３９は、傘部３１の第１
空間３７で蒸発し、軸部３２の第２空間３８で凝
縮するようにし、仕切り壁４０の内部の空間で蒸
気流が上昇し、仕切り壁４０の外周面と第１およ
び第２空間の内周面との間の間隔δ内で、凝縮液
が流下するようにしたので、蒸気流による凝縮液
の還流が妨げられる作用を、最小限に抑えること
ができる。そのため熱輸送を充分に行うことが可
能となり、排気弁の傘部３１の冷却を充分に行う
ことができる。

特に本考案では、仕切り壁４０の拡開部４１と
筒部４２とには半径方向外方に突出した取付部４
３，４４が形成されており、これによつて仕切り
壁４０の外周面と第１および第２空間３７，３８
の内周面との間の間隔δを確実に形成することが
できる。このことは特に、上下の振動が激しい排
気弁の弁体３０においては重要である。

さらにまた本考案では、仕切り壁４０には、そ
の長手方向に沿つて延びる切欠き４５が形成され
これによつて仕切り壁４０の半径方向に拡がる弾
発力を発生させるようにしたので、前記取付部４
３，４４が第１および第２空間３７，３８の内周
面にぴつたりと当接することができ、仕切り壁４
０が弁体３０に確実に固定される。

また本考案では、仕切り壁４０の筒部４２は、
第２空間３８内でブツシユ３３の下端部付近にま
で延び、したがつてこの第２空間３８内で筒部４
２はブツシユ３３の位置で冷却されることができ
る。したがつて仕切り壁４０の内部の蒸気流は、
ブツシユ３３の位置で確実に凝縮することができ
る。こうして熱輸送を効率よく行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術の断面図、第２図は本考案の
一実施例の断面図、第３図は仕切り壁４０の斜視
図、第４図は排気弁３０の製造工程を示す断面
図、第５図はブツシユ３３に形成される冷却液通
路５２ａ，５２ｂの斜視図である。 ３０……排気弁、３１……傘部、３２……弁
軸、３２ａ……弁軸本体、３２ｂ……キヤツプ、
４０……仕切り壁、３３……ブツシユ、５２，５
２ａ，５２ｂ……冷却液通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 傘部３１から上方に延びる弁軸３２を有する弁
   体３０の前記弁軸３２をブツシユ３３によつて案
   内するように構成した内燃機関の排気弁装置にお
   いて、 傘部３１に下方になるにつれて拡つた第１空間
   ３７を形成し、 軸部３２には、第１空間３７に連なり、ブツシ
   ユ３３によつて案内される部分にわたつて延びる
   第２空間３８を形成し、 第１空間３７の底部に、傘部３１で蒸発し、軸
   部３２で凝縮する作動液３９を封入し、 第１空間３７と第２空間３８にわたつて仕切り
   壁４０を挿入し、 この仕切り壁４０は、 第１空間３７の作動液３９の液面より上方で、
   ラツパ状に拡いた拡開部４１と、 第２空間３８内で、ブツシユ３３の下端部付近
   にまで延びる筒部４２とを有し、 拡開部４１と筒部４２とには、第１および第２
   空間３７，３８の内周面に当接して固定される取
   付部４３，４４が半径方向外方に突出して形成さ
   れ、こうして仕切り壁４０の外周面と第１および
   第２空間３７，３８の内周面との間に間隔δを形
   成し、 この仕切り壁４０には、その長手方向に沿つて
   延びる切欠き４５が形成され、これによつて仕切
   り壁４０の半径方向に拡がる弾発力を発生させる
   ことを特徴とする内燃機関の排気弁装置。