JPH032651Y2 - - Google Patents
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- JPH032651Y2 JPH032651Y2 JP1985145695U JP14569585U JPH032651Y2 JP H032651 Y2 JPH032651 Y2 JP H032651Y2 JP 1985145695 U JP1985145695 U JP 1985145695U JP 14569585 U JP14569585 U JP 14569585U JP H032651 Y2 JPH032651 Y2 JP H032651Y2
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- Japan
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- valve seat
- ceramic
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- ceramic composite
- annular
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- Expired
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Landscapes
- Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本考案は、耐摩耗性、耐熱性、耐衝撃性に優れ
ている内燃機関用セラミツク複合バルブシートに
関する。 （従来の技術） バルブシートは、内燃機関のシリンダヘツドに
固着され、高温環境下でバルブにより繰り返し打
撃を受けるため、その耐摩耗性、耐熱性、耐衝撃
性などを向上させる目的で、種々の改善がなされ
ている。 従来、この種のバルブシートには、鉄系の溶製
材や、粉末冶金法で製造される焼結合金製バルブ
シートが多用されるようになつている。ところ
が、最近の内燃機関の高速回転化や、過給器の付
加などにより、バルブシートの受ける熱的負荷、
機械的負荷はさらに増大する傾向にある。また、
燃料に軽油を用いるデイーゼル機関や、LPガス
を用いる機関においては、燃料によるバルブとバ
ルブシートとの間の十分な潤滑が期待できないな
ど、焼結合金製バルブシートでは対応しきれない
問題がある。 このようなことから近年、耐摩耗性、耐熱性、
耐衝撃性などに優れているセラミツク材料を、バ
ルブシートに応用する技術が注目され始めてい
る。 （考案が解決しようとする課題） セラミツク材料をバルブシートに応用する場
合、その特性上次のような問題が上げられる。 １ バルブシートはシリンダーヘツドに圧入して
使用される。それ故、その外径寸法は数ミクロ
ンの精度を要求されるが、セラミツクは非常に
硬く、加工困難であるため、このような部品に
対しては適用が難しい。 ２ セラミツクは、脆いためシリンダーヘツドに
圧入する際に割れる恐れがある。 ３ セラミツクとシリンダーヘツドとは、熱膨張
率の差が大きいため、高温状態で使用すると、
そのセラミツク材が脱落するおそれがある。 などのため、セラミツク部材をそのままバルブ
シートとして使用することは困難であつた。 （課題を解決するための手段） 本考案は、このような問題点に着目してなされ
たもので、第１図、第２図に示すように、一端面
と内周面が合わさる隅部にバルブとの当り面を形
成した環状セラミツク部材１と、該環状セラミツ
ク部材１を保持しシリンダーヘツドに圧入される
鉄基合金製環状保持部材２とで構成したセラミツ
ク複合バルブシートを提供するものである。 環状セラミツク部材１の外周面は、凹凸状、あ
るいはテーパ状に成形して環状セラミツク部材１
を保持部材２から容易に脱落させないようにして
ある。 このようにして、セラミツク複合バルブシート
を組合せてバルブ当り面を基準にして、上下面、
内外周面の仕上げ加工及びバルブ当り面の研磨加
工を施した後に、シリンダーヘツドに圧入する。 ここで使用するセラミツク材としては、耐摩耗
性、耐熱性、耐衝撃性に優れている窒化珪素、炭
化珪素、窒化硼素などを用いる。これに適当なバ
インダーを加えて成形・焼結してセラミツク部材
を作成する。 鉄基合金保持部材としては、耐熱性及び高温で
の靭性に優れている例えば鉄−クロム合金などを
粉末冶金法、溶製法又はその他により作製する。 （実施例） 平均粒径１〜10μmの窒化珪素粉末にバインダ
ーを加えて、外径33mm、内径29mm、高さ７mmの環
状セラミツク部材を成形し、これを1800℃、５時
間で焼結させた。次に第１表に示す組成で、外径
35mm、環状セラミツク部材受入れ部分の内径33.5
mm、高さ７mmの鉄基合金保持部材を焼結合金法で
作製し、これを組合せて本考案のセラミツク複合
バルブシートを作製した。
ている内燃機関用セラミツク複合バルブシートに
関する。 （従来の技術） バルブシートは、内燃機関のシリンダヘツドに
固着され、高温環境下でバルブにより繰り返し打
撃を受けるため、その耐摩耗性、耐熱性、耐衝撃
性などを向上させる目的で、種々の改善がなされ
ている。 従来、この種のバルブシートには、鉄系の溶製
材や、粉末冶金法で製造される焼結合金製バルブ
シートが多用されるようになつている。ところ
が、最近の内燃機関の高速回転化や、過給器の付
加などにより、バルブシートの受ける熱的負荷、
機械的負荷はさらに増大する傾向にある。また、
燃料に軽油を用いるデイーゼル機関や、LPガス
を用いる機関においては、燃料によるバルブとバ
ルブシートとの間の十分な潤滑が期待できないな
ど、焼結合金製バルブシートでは対応しきれない
問題がある。 このようなことから近年、耐摩耗性、耐熱性、
耐衝撃性などに優れているセラミツク材料を、バ
ルブシートに応用する技術が注目され始めてい
る。 （考案が解決しようとする課題） セラミツク材料をバルブシートに応用する場
合、その特性上次のような問題が上げられる。 １ バルブシートはシリンダーヘツドに圧入して
使用される。それ故、その外径寸法は数ミクロ
ンの精度を要求されるが、セラミツクは非常に
硬く、加工困難であるため、このような部品に
対しては適用が難しい。 ２ セラミツクは、脆いためシリンダーヘツドに
圧入する際に割れる恐れがある。 ３ セラミツクとシリンダーヘツドとは、熱膨張
率の差が大きいため、高温状態で使用すると、
そのセラミツク材が脱落するおそれがある。 などのため、セラミツク部材をそのままバルブ
シートとして使用することは困難であつた。 （課題を解決するための手段） 本考案は、このような問題点に着目してなされ
たもので、第１図、第２図に示すように、一端面
と内周面が合わさる隅部にバルブとの当り面を形
成した環状セラミツク部材１と、該環状セラミツ
ク部材１を保持しシリンダーヘツドに圧入される
鉄基合金製環状保持部材２とで構成したセラミツ
ク複合バルブシートを提供するものである。 環状セラミツク部材１の外周面は、凹凸状、あ
るいはテーパ状に成形して環状セラミツク部材１
を保持部材２から容易に脱落させないようにして
ある。 このようにして、セラミツク複合バルブシート
を組合せてバルブ当り面を基準にして、上下面、
内外周面の仕上げ加工及びバルブ当り面の研磨加
工を施した後に、シリンダーヘツドに圧入する。 ここで使用するセラミツク材としては、耐摩耗
性、耐熱性、耐衝撃性に優れている窒化珪素、炭
化珪素、窒化硼素などを用いる。これに適当なバ
インダーを加えて成形・焼結してセラミツク部材
を作成する。 鉄基合金保持部材としては、耐熱性及び高温で
の靭性に優れている例えば鉄−クロム合金などを
粉末冶金法、溶製法又はその他により作製する。 （実施例） 平均粒径１〜10μmの窒化珪素粉末にバインダ
ーを加えて、外径33mm、内径29mm、高さ７mmの環
状セラミツク部材を成形し、これを1800℃、５時
間で焼結させた。次に第１表に示す組成で、外径
35mm、環状セラミツク部材受入れ部分の内径33.5
mm、高さ７mmの鉄基合金保持部材を焼結合金法で
作製し、これを組合せて本考案のセラミツク複合
バルブシートを作製した。
【表】
このセラミツク複合バルブシートを第３図に示
す単体摩耗試験機を用いて、バルブフエースとの
当り面の摩耗量を測定した。 この単体摩耗試験機についての概要を説明する
と、セラミツク複合バルブシート２１はシリンダ
ーヘツド２３に圧入固着されていて、シリンダー
ヘツド２３の下方にはバルブ駆動部本体がある。
カム軸２４を回転させるとバルブ２２は上下運動
をしてバルブフエースがセラミツク複合バルブシ
ート２１を連続的に叩く。バルブ２２の上方には
ガスバーナー２５が設けられていて、バルブ２２
を所定の温度に保持するようにしてある。なお、
セラミツク複合バルブシート２１をはめ込む穴
と、バルブガイド穴とは同時加工を施し、同心と
してある。 このような試験装置を使用して、バルブの表面
温度を450℃、セラミツク複合バルブシート温度
を250℃に保持し、カム回転数2500rpm、コイル
ばね荷重37Kgで10時間の試験を行つた。セラミツ
ク複合バルブシートの摩耗量は予め試験前に基準
バルブを用いてその高さを図つておき、試験後の
その沈み量から求めた。 バルブにはSCH3製、バルブフエースにはステ
ライトNo.12を盛金したものを使用した。 比較のため、本考案セラミツク複合バルブシー
トの他に、従来より使用されているグラフアイト
1.2％、フエロモリブデン10％、残部鉄の焼結合
金製、及びSCH4製のものも測定した。 （効果） 単体摩耗試験機により摩耗試験を行つた測定結
果を第４図に示す。この図から、本考案によるセ
ラミツク複合バルブシートは従来の焼結合金製や
SCH4製のバルブシートに比べ、摩耗量が1/3〜
１／６と極めて少なく、耐摩耗性に優れていること
がわかる。また、環状セラミツク部材はこのよう
な苛酷な条件にも拘らず脱落することなく良好に
保持されていた。以上のことから、本考案による
セラミツク複合バルブシートは内燃機関用バルブ
シートとして好適であることが理解される。
す単体摩耗試験機を用いて、バルブフエースとの
当り面の摩耗量を測定した。 この単体摩耗試験機についての概要を説明する
と、セラミツク複合バルブシート２１はシリンダ
ーヘツド２３に圧入固着されていて、シリンダー
ヘツド２３の下方にはバルブ駆動部本体がある。
カム軸２４を回転させるとバルブ２２は上下運動
をしてバルブフエースがセラミツク複合バルブシ
ート２１を連続的に叩く。バルブ２２の上方には
ガスバーナー２５が設けられていて、バルブ２２
を所定の温度に保持するようにしてある。なお、
セラミツク複合バルブシート２１をはめ込む穴
と、バルブガイド穴とは同時加工を施し、同心と
してある。 このような試験装置を使用して、バルブの表面
温度を450℃、セラミツク複合バルブシート温度
を250℃に保持し、カム回転数2500rpm、コイル
ばね荷重37Kgで10時間の試験を行つた。セラミツ
ク複合バルブシートの摩耗量は予め試験前に基準
バルブを用いてその高さを図つておき、試験後の
その沈み量から求めた。 バルブにはSCH3製、バルブフエースにはステ
ライトNo.12を盛金したものを使用した。 比較のため、本考案セラミツク複合バルブシー
トの他に、従来より使用されているグラフアイト
1.2％、フエロモリブデン10％、残部鉄の焼結合
金製、及びSCH4製のものも測定した。 （効果） 単体摩耗試験機により摩耗試験を行つた測定結
果を第４図に示す。この図から、本考案によるセ
ラミツク複合バルブシートは従来の焼結合金製や
SCH4製のバルブシートに比べ、摩耗量が1/3〜
１／６と極めて少なく、耐摩耗性に優れていること
がわかる。また、環状セラミツク部材はこのよう
な苛酷な条件にも拘らず脱落することなく良好に
保持されていた。以上のことから、本考案による
セラミツク複合バルブシートは内燃機関用バルブ
シートとして好適であることが理解される。
第１図は本考案セラミツク複合バルブシートの
断面図である。図中１：環状セラミツク部材、
２：鉄基合金保持部材。第２図は本考案のセラミ
ツク複合バルブシートの斜視図である。第３図は
単体摩耗試験機を示す図である。図中２１：セラ
ミツク複合バルブシート、２２：バルブ、２３：
シリンダヘツド、２４：カム軸２５、２５：ガス
バーナー。 第４図は単体摩耗試験機による測定結果を示す
図である。
断面図である。図中１：環状セラミツク部材、
２：鉄基合金保持部材。第２図は本考案のセラミ
ツク複合バルブシートの斜視図である。第３図は
単体摩耗試験機を示す図である。図中２１：セラ
ミツク複合バルブシート、２２：バルブ、２３：
シリンダヘツド、２４：カム軸２５、２５：ガス
バーナー。 第４図は単体摩耗試験機による測定結果を示す
図である。
Claims (1)
- 内燃機関用バルブシートにおいて、一端面と内
周面が合わさる隅部にバルブとの当り面を形成し
た環状セラミツク部材と、該環状セラミツク部材
を保持しシリンダーヘツドに圧入される鉄基合金
製の環状保持部材とで構成したセラミツク複合バ
ルブシート。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985145695U JPH032651Y2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985145695U JPH032651Y2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6254206U JPS6254206U (ja) | 1987-04-03 |
| JPH032651Y2 true JPH032651Y2 (ja) | 1991-01-24 |
Family
ID=31057471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985145695U Expired JPH032651Y2 (ja) | 1985-09-26 | 1985-09-26 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH032651Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62107216A (ja) * | 1985-11-05 | 1987-05-18 | Ngk Insulators Ltd | バルブシートインサート及びその製造法並びにそれを使用してなるシリンダーヘッド |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS595705B2 (ja) * | 1979-09-21 | 1984-02-06 | 岐セン株式会社 | 合成繊維製品の耐久性撥水撥油加工法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS595705U (ja) * | 1982-07-01 | 1984-01-14 | 臼井国際産業株式会社 | 弁座環 |
-
1985
- 1985-09-26 JP JP1985145695U patent/JPH032651Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS595705B2 (ja) * | 1979-09-21 | 1984-02-06 | 岐セン株式会社 | 合成繊維製品の耐久性撥水撥油加工法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6254206U (ja) | 1987-04-03 |
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