JPH0245453Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、デイーゼル機関や火花点火式内燃機
関などのような内燃機関の排気弁などの傘形弁に
関する。

典型的な先行技術は第１図に示される。デイー
ゼル機関などの内燃機関の排気弁または吸気弁な
どの傘形をした、いわゆる傘形弁１は、傘部２と
弁軸３とを含み、傘形弁１の頂部４はピストンに
同期するカム機構の作動によつて、ばね５のばね
力に抗して第１図下方に変位され、これによつて
傘部２は燃焼室内に入り込み開弁状態となる。傘
形弁１の傘部２から弁軸３に亘つて気密な空間６
が形成される。この空間６には作動液７が封入さ
れる。作動液７は内燃機関の運転中に傘部２にお
ける熱によつて一部が気化し、弁軸３内を上昇し
て冷却液または大気に隣接して比較的低温となつ
ている弁軸３の内部で凝縮し、この凝縮した作動
液７は空間６の内壁に沿つて下降する。このよう
にして作動液７の潜熱を利用して傘部２が冷却さ
れる。軸部３から傘部２に亘る気密空間６は、傘
部２においてラツパ状に形成されており、これに
よつて傘部２の外周部の熱放散が促進される。

このような先行技術では、傘部２の強度を維持
するために空間６を傘部２の外周側に向かつて大
きく広げることができず、このため傘部２の外周
部付近が充分に冷却されず、傘部２の弁底部２ａ
とその外周部２ｂとにおいて熱放散の不均衡によ
る温度むらによつて、傘部２に熱応力が発生して
傘形弁１に歪みが生じる原因となつた。

本考案の目的は、傘部の温度分布を均一にした
内燃機関の傘形弁を提供することである。

本考案は、傘部１７と、この傘部１７から上方
に延びる弁軸１８とを有し、 傘部１７と弁軸１８とにわたつて気密な空間２
４が形成され、この空間２４は、傘部１７で下方
になるにつれて傘部１７の半径方向外方に拡つて
おり、 空間２４内には、コンテナ３０が収納され、 空間２４内で、傘部１７の弁底部２８におい
て、軸部１８の軸線に垂直な底面２４ｂの中央付
近には、コンテナ３０の底部３０ａとの間に、真
空状態の気密な熱抵抗増加用空間３１を形成し、 コンテナ３０の前記熱抵抗増加用空間３１以外
の残余の外周面は、傘部１７と弁軸１８とにわた
つて形成されている前記空間４１の内周面に密着
して固定され、 コンテナ３０内には、傘部１７で蒸発し、弁軸
１８で凝縮する作動液が、コンテナ３０の底部３
０ａよりも上方に液面があるようにして封入され
ることを特徴とする内燃機関の傘形弁である。

第２図は本考案の基礎となる構成を示す断面図
である。シリンダヘツド１１には弁箱１２が固定
されている。この弁箱１２には冷却液が通過する
冷却液通路１３，１４，１５が形成される。傘形
弁１６は基本的には傘部１７と弁軸１８とを含
み、弁箱１２に固定されたブツシユ１９によつて
第２図の上下に変位可能に案内される。傘形弁１
６の頂部２０にはピストンに同期するカム機構の
作動によつてばね２１のばね力に抗して第２図の
下方に変位される。傘形弁１６が第２図の下方に
変位されることによつて弁箱１２に形成された弁
座２２の内周面と、傘部１７に形成されたシール
部２３とが離間し、開弁状態となる。

傘形弁１６の傘部１７から弁軸１８に亘つて気
密な空間２４が形成される。この空間２４には、
作動液２６が封入される。作動液２６は内燃機関
の運転中に傘部１７における熱によつて一部が気
化し、冷却液通路１４が形成されている付近にお
いて熱を奪われて凝縮し、この潜熱によつて傘形
弁１６の冷却が行なわれる。作動液２６はたとえ
ば水、ナフタリンなどである。空間２４の作動液
２６が封入されていない残余の部分は高真空とさ
れる。

第３図は、傘部１７の断面図である。傘部１７
の作動液２６が貯留される空間２４は、軸部１８
の内周面に連なる円錐面２４ａと、その円錐面２
４ａの大径端部に連なつて軸部１８の軸線に垂直
な底面２４ｂとを含む。底面２４ｂ上には、その
中央付近に円形の薄板状の熱遮蔽部材２７が固着
される。この熱遮蔽部材２７は、熱伝導率の低い
材料または作動液２６の沸騰を妨げる材料から成
り、たとえばセラミツクスなどのような多孔性の
物質などが用いられる。熱遮蔽部材２７の外径
は、前記円錐空間２４の底面２４ｂの内径よりも
小さく選ばれており、このため底面２４ｂの熱遮
蔽部材２７を除く残余の部分は作動液２６に覆わ
れる。このため熱遮蔽部材２７の真下における弁
底部２８から作動液２６への熱抵抗が大きくな
り、一方熱遮蔽部材２７の外周側付近における弁
底部２８から作動液２６への熱抵抗が小さくな
る。これによつて弁底部２８の中央付近およびそ
の外周部２９付近から円錐空間２４までの距離隔
差によつて生じる作動液２６への熱伝導の不均衡
が解消され、傘部１７全体の温度分布が均一とな
る。これによつて傘部１７の温度むらによる歪み
の発生を防止することができる。しかも円錐空間
２４を傘部１７の外周付近まで延ばすことなく温
度分布の均一を図ることができるので、傘部１７
の強度が維持される。

第４図は本考案の基礎となる他の構成を示す断
面図である。第４図は第３図の構成に類似し、対
応する部分には同一の参照符を付す。この構成で
は底面２４ｂの中央付近の真下にあたる弁底部２
８に熱伝導性の低い材料たとえばクロム、ニツケ
ル鋼などのうちニツケルの含有量の多い金属が用
いられる。したがつて前記構成のような熱遮蔽部
材２７を円錐空間２４内に取付ける必要が無く、
しかも傘部全体に亘つて均一な冷却効果が得られ
るので、実用性がさらに向上される。

第５図は本考案の一実施例の断面図である。こ
の実施例では空間２４にヒートパイプを構成する
コンテナ３０が収納される。コンテナ３０は、空
間２４の内周面に密着して固定される。コンテナ
３０は熱伝導率が大きく、しかも作動液２６と反
応してガスなどを発生しない材料、たとえば銅や
ステンレス鋼などから成り、コンテナ３０の底部
３０ａの中央付近と円錐空間２４の底面２４ｂと
の間には、第５図の左右方向に細長く延びる気密
空間３１が形成される。この気密空間３１によつ
て弁底２８からコンテナ３０への熱伝導が妨げら
れ、これによつて傘部１７の全体に亘つてコンテ
ナ３０および作動液２６への入熱量を均一にする
ことができる。

前記気密空間３１は高真空状態とされ、このこ
とによつて、弁底部２８からコンテナ３０への熱
抵抗を増加することができる。このようにヒート
パイプを構成するコンテナ３０を用いることによ
つて傘部１７の均一な冷却効果をさらに向上させ
ることができる。

この傘形弁は、傘部１７と、この傘部１７から
上方に延びる弁軸１８とを有する。空間２４は、
傘部１７で下方になるにつれて傘部１７の半径方
向外方に拡つている。この空間２４内で、傘部１
７の弁底部２８において、軸部１８の軸線に垂直
な底面２４ｂの中央付近には、コンテナ３０の底
部３０ａとの間に真空状態の気密な熱抵抗増加用
空間３１を形成する。コンテナ３０の前記熱抵抗
増加用空間３１以外の残余の外周面は、前述のよ
うに、傘部１４と弁軸１８とにわたつて形成され
ている空間４１の内周面に密着して固定されてい
る。第５図に明らかに示されるようにコンテナ３
０内には、作動液２６が、コンテナ３０の底部３
０ａよりも上方に液面があるようにして、封入さ
れる。

以上のように本考案によれば、傘部１７の弁底
部２８の中央付近の熱伝導率を、熱抵抗増加用空
間３１によつて、下げることができ、これによつ
て傘部１７全体にわたつて熱放散をむらなく行う
ことができ、したがつて傘部１７の温度分布を均
一にすることができる。

弁底部２８において空間２４内の底面２４ｂ
は、軸部１８の軸線に垂直であり、したがつて空
間２４を形成することが容易であり、生産性が優
れている。内燃機関の吸気弁および排気弁などの
傘形弁では、激しい運動を行い、また高温度であ
るので、このような構成が簡略化されることは信
頼性の向上の上で、重要なことである。

さらに本考案によれば、作動液はコンテナ３０
内に封入されているので、そのコンテナ３０の材
料として、作動液２６と反応してガスなどを発生
しない材料を選ぶことが容易であり、これに対し
て傘部１７と弁軸１８とは、耐熱性および耐摩耗
性などに優れた材料を、作動液２６と反応するか
どうかにかかわらず、選択することができ、この
ようにして傘部１７と弁軸１８の材料の選択が極
めて容易になるという優れた効果が達成される。
このこともまた、激しい運動を行い、また高温度
になる内燃機関の傘形弁においては、重要なこと
である。

また本考案によれば、熱抵抗増加用空間３１は
真空状態となつており、したがつて弁底部２８か
らコンテナ３０への熱伝導が充分に妨げられ、し
たがつて傘部１７の全体にわたつてコンテナ３０
および作動液２６への入熱量を均一にすることが
確実になる。

さらに本考案によれば、作動液は、コンテナ３
０の底部３０ａよりも、第５図に示されるよう
に、上方に液面があるので、このコンテナ３０の
底部３０ａにおいても作動液２６に熱が与えら
れ、作動液の蒸発面積が大きくなり、これによつ
て作動液２６の蒸発を充分に行つて、熱輸送を確
実に達成することができる。

また本考案によれば、コンテナ３０内の作動液
の蒸気圧が高くなつたときには、そのコンテナ３
０の底部３０ａが下方に膨らんで、熱抵抗増加用
空間３１が減少することが可能であり、これによ
つてコンテナ３０内の蒸気圧が異常に高くなつて
破壊することが防がれ、安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術を示す断面図、第２図は本考
案の基礎となる構成を示す断面図、第３図は傘部
１７の拡大断面図、第４図は本考案の基礎となる
他の構成を示す断面図、第５図は本考案の一実施
例の断面図である。 １，１６……傘形弁、２ａ，２８……弁底部、
２，１７……傘部、３，１８……弁軸、６，２４
……空間、７，２６……作動液、３０……コンテ
ナ、３１……間隙。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 傘部１７と、この傘部１７から上方に延びる弁
   軸１８とを有し、 傘部１７と弁軸１８とにわたつて気密な空間２
   ４が形成され、この空間２４は、傘部１７で下方
   になるにつれて傘部１７の半径方向外方に拡つて
   おり、 空間２４内には、コンテナ３０が収納され、 空間２４内で、傘部１７の弁底部２８におい
   て、軸部１８の軸線に垂直な底面２４ｂの中央付
   近には、コンテナ３０の底部３０ａとの間に、真
   空状態の気密な熱抵抗増加用空間３１を形成し、 コンテナ３０の前記熱抵抗増加用空間３１以外
   の残余の外周面は、傘部１７と弁軸１８とにわた
   つて形成されている前記空間４１の内周面に密着
   して固定され、 コンテナ３０内には、傘部１７で蒸発し、弁軸
   １８で凝縮する作動液が、コンテナ３０の底部３
   ０ａよりも上方に液面があるようにして封入され
   ることを特徴とする内燃機関の傘形弁。