JPH0343361Y2 - - 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または吸気弁な
どの弁座を冷却するための内燃機関の弁座冷却構
造に関する。

典型的な先行技術では、デイーゼル機関の排気
弁または吸気弁などの傘形をした、いわゆる傘形
弁の傘部が弁座面に着座して閉弁状態となる。第
１図に示されるように、内燃機関の運転中に加熱
された傘形弁１の傘部２は、傘形弁１を外囲する
弁座リング３の弁座面４付近に形成された冷却液
通路５を流過する冷却液によつて冷却される。こ
の冷却流通路５は、弁座リング３に周方向に間隔
をあけて複数個形成されており、各冷却液通路５
はシリンダカバー６の冷却液通路７に連通する供
給路５ａと、供給路５ａの開口端から弁座面４に
向かつて延びる有底孔５ｂと、有底孔５ｂに連な
り前記供給路５ａの開口端から弁座面４と反対側
に向かつて延びる排出路５ｃとから成る。シリン
ダカバー６の冷却液通路７を流過する冷却液は、
前記供給路５ａを通つて前記有底孔５ｂに流入
し、弁座面４付近の熱を奪つて、前記排出路５ｃ
から排出される。これによつて傘形弁１の弁座面
４付近の熱輸送が達成される。

このような先行技術では、弁座リング３の冷却
流通路５に流入した冷却液が有底孔５ｂの底側に
よどみ、このため充分な流量を得ることができな
いので弁座面４の熱吸収が極めて劣ることとなつ
た。

本考案の目的は、弁座面の熱輸送を充分に行う
ことができるようにした内燃機関の弁座冷却構造
を提供することである。

本考案は、傘部１０２と、その傘部１０２に一
体的に形成され傘部１０２の中心軸方向に延びる
弁棒１０２ａとを有する内燃機関の排気弁または
吸気弁の前記傘部１０２の外周部上面は、弁座リ
ング１３の下方に臨む弁座面１７に着座し、 この弁座リング１３の外周壁には、環状の冷却
室１６が全周にわたつて凹んで形成され、 弁座リング１３にはまた、冷却室１６の底部１
６ａで、下方になるにつれて弁座面１７に近づく
ように半径方向内方に向かつて傾斜した細長い凹
所１９が、周方向に間隔をあけて複数個形成さ
れ、 各凹所１９には、内燃機関の運転中の温度上昇
によつて蒸気となる作動液２０が部分的に注入さ
れており、 冷却室１６内には、凹所１９の開放端の上方の
共通な空間２４を高真空で、弁座リング１３の全
周にわたつて気密に覆うリング状のカバー体２１
が固着され、 カバー体２１は、弁座リング１３の外周壁より
も半径方向外方には突出しておらず、 弁座リング１３は、シリンダカバー１０の取付
孔３０に嵌め込まれ、 シリンダカバー１０には、取付孔３０の内周面
で開口しかつ冷却室１６のカバー体２１の外方の
環状空間２５に連通する環状凹溝１５が、全周に
わたつて形成され、 この凹溝１５は、冷却液が供給される冷却液通
路１４に連通していることを特徴とする内燃機関
の弁座冷却構造である。

第２図は、本考案の一実施例を示す断面図であ
る。シリンダカバー１０には弁箱１１が固定され
ており、この弁箱１１には傘形弁１２を外囲する
弁座リング１３が固定されている。内燃機関の排
気弁または吸気弁は、前述の第１図に関連して述
べたように傘部１０２と、その傘部１０２に一体
的に形成される弁棒１０２ａとを有し、この弁棒
１０２ａは、傘部１０２の中心軸方向に延びる。
傘部１０２の外周部上面は、弁座リング１３の下
方に臨む弁座面１７に、シート体１８を介して着
座する。シリンダカバー１０の弁座リング１３に
臨む内周面には冷却液通路１４に連通し、かつ弁
座リング１３側に向つて開口し第２図の上下に細
長く延びる環状の凹溝１５が周方向に全周にわた
つて形成されており、弁座リング１３のシリンダ
カバー１０に臨む外周面には前記凹溝１５の開口
端に連通し、シリンダカバー１０側に向つて開口
する冷却室１６が周方向に全周にわたつて形成さ
れる。この冷却室１６には、シリンダカバー１０
の凹溝１５を介して冷却液通路１４を流過する冷
却液が供給される。弁座リング１３の外周壁に
は、環状の冷却室１６が全周にわたつて凹んで形
成されている。弁座リング１３は、シリンダカバ
ー１０の取付孔３０に嵌め込まれる。

冷却室１６の底部１６ａには、第３図に示され
るように弁座面１７に固定されたシート体１８に
向けて延びる凹所１９が周方向に間隔をあけて多
数個形成される。この凹所１９には、内燃機関の
運転中の温度上昇によつてその一部が気体となる
冷却用の作動液２０が部分的に注入される。作動
液２０として、たとえば水、ナフタリンが用いら
れる。弁座リング１３に形成されている凹所１９
は、冷却室１６の下部で、下方になるにつれて弁
座面１７に近づくように半径方向内方に向つて傾
斜している。

冷却室１６を形成するにあたつては、凹所１９
の開放端を気密に覆うカバー体２１が準備され
る。カバー体２１は逆Ｌ字状断面を有するリング
状に形成されており、ステンレス鋼などの金属か
ら成る。このカバー体２１は、第４図に示される
ように周方向にたとえば３等分に分断され、各カ
バー体２１をつなぎ合せることによつてリング状
となるように構成される。このカバー体２１を第
５図に示されるように凹所１９の開放端に連なる
空間を全周にわたつて覆い、参照符２２，２３で
示されるように溶融金属によつて気密に溶接す
る。そこでカバー体２１によつて形成された凹所
１９の気密空間２４を真空源に接続し、空間２４
の作動液２０が貯留されている部分以外の残余の
空間を高真空にする。このように気密空間２４を
形成するカバー体２１の冷却室１６の残余の空間
２５に臨む外周面２１ａには、周方向に全周にわ
たつて延びる複数のフイン２６が形成されてい
る。このフイン２６によつてカバー体２１からの
熱放散を、より効果的にすることができる。シリ
ンダカバー１０に形成されている環状凹溝１５
は、取付孔３０の内周面で開口し、かつ冷却室１
６のカバー体２１の外方の環状空間２５に連通す
る。冷却室１６内に固着されているカバー体２１
は、凹所１９の開放端の上方の空間２４を高真空
で共通に、弁座リング１３の全周にわたつて気密
に覆う。このカバー体２１は、特にその第２図か
ら明らかなように、弁座リング１３の外周壁より
も半径方向外方には突出しておらず、したがつて
上述のように弁座リング１３をシリンダカバー１
０の取付孔３０に嵌め込むことができ、このとき
カバー体２１が損傷することはない。

再び第２図を参照して、傘形弁１２の弁座冷却
行程を説明する。運転中に高温度となつた弁座面
１７から、凹所１９に部分的に封入された作動液
２０に熱が伝えられ、この熱による温度上昇によ
つて作動液２０が蒸発される。生じた蒸気は、カ
バー体２１の気密空間２４内を上昇する。一方、
シリンダカバー１０の冷却液通路１４から冷却室
１６の空間２５内に供給される冷却液によつてカ
バー体２１が冷却されており、気化した作動液２
０はカバー体２１の気密空間２４に臨む内壁で凝
縮し、この凝縮した作動液２０は液体となつて再
び凹所１９に流れ落ちる。このようにして作動液
体２０の潜熱を利用して弁座面１７に固着された
シート体１８が冷却される。また凹所１９が周方
向に多数個形成されていることによつて、弁座面
１７付近だけでなく、その外周部分から入る熱を
も作動液２０によつて奪われるので、弁座リング
１３全体にわたつて冷却効果が発揮される。

前述の実施例では冷却室１６の形成にあたつ
て、カバー体２１を密閉したのち、その気密空間
２４を高真空にしたけれども、予め冷却室１６の
全体の空間を高真空としたのち、電子ビームによ
つてカバー体２１を溶接するようにしてもよい。
またカバー体２１の外周面に形成されるフイン２
６は、第６図に示されるようにカバー体２１の半
径方向外方に延びるフイン２８として形成しても
よい。

以上のように本考案によれば、弁座リング１３
に弁座面１７に向けて延びる凹所１９を形成し、
この凹所１９をカバー体２１で覆つて気密空間２
４を形成し、この気密空間２４に内燃機関の運転
中の温度上昇によつて蒸気となる作動液を部分的
に封入してヒートパイプとして構成したので、弁
座面１７付近の熱吸収が著しく促進され、これに
よつて弁座面１７の冷却効果を充分に得ることが
できる。

特に本考案では、弁座リング１３の外周壁に形
成されている環状の冷却室１６内には、カバー体
２１が固着されており、このカバー体２１は、複
数の凹所１９の開放端の上方の共通な空間２４
を、弁座リング１３の全周にわたつて気密に覆つ
ており、リング状に形成され、したがつて弁座面
１７の円周方向に均一な冷却効果を達成すること
ができ、その弁座面１７の円周方向の温度分布を
均一にし、局部的な異常な温度上昇を防ぐことが
できるという優れた効果が達成される。

凹所１９は、冷却室１６の下部で、下方になる
につれて弁座面１７に近づくように半径方向内方
に向つて傾斜して細長く形成されているので、弁
座面１７の冷却効果を、充分に達成することがで
き、その凹所１９の底を、弁座面１９のごく近傍
にまでもたらすことができる。したがつて上述の
ように冷却効果を効率よく達成することができ
る。

この凹所１９は細長いので、弁座リング１３の
外方から、たとえばドリルなどを用いて穿設する
ことができ、加工が容易である。

さらに本考案では、カバー体２１は、弁座リン
グ１３の外周壁よりも半径方向外方には突出して
おらず、したがつて弁座リング１３をシリンダカ
バー１０の取付孔３０に嵌め込むことができ、こ
のときカバー体２１は損傷することはなく、この
ようにして内燃機関の各排気弁または吸気弁毎の
組立てが容易である。

また本考案によれば、シリンダカバー１０に形
成されている環状凹溝１５は、冷却液通路１４に
連通しており、したがつて冷却室１６内でカバー
体２１には冷却液が充分に接触することができ、
これによつて放熱効果を充分に達成することが可
能である。しかもこの冷却液通路１４の冷却液の
流量などを制御して、弁座面１７の冷却をより効
果的に制御することができる。

【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
案の一実施例を示す断面図、第３図は第２図の切
断面線−から見た横断面図、第４図はカバー
体２１の斜視図、第５図は第２図の切断面線−
から見た縦断面図、第６図は本考案の他の実施
例の斜視図である。 １，１２……傘形弁、３，１３……弁座リン
グ、４，１７……弁座面、１９，２７……凹所、
２０……作動液、２１……カバー体、２５……冷
却液通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 傘部１０２と、その傘部１０２に一体的に形成
   され傘部１０２の中心軸方向に延びる弁棒１０２
   ａとを有する内燃機関の排気弁または吸気弁の前
   記傘部１０２の外周部上面は、弁座リング１３の
   下方に臨む弁座面１７に着座し、 この弁座リング１３の外周壁には、環状の冷却
   室１６が全周にわたつて凹んで形成され、 弁座リング１３にはまた、冷却室１６の底部１
   ６ａで、下方になるにつれて弁座面１７に近づく
   ように半径方向内方に向かつて傾斜した細長い凹
   所１９が、周方向に間隔をあけて複数個形成さ
   れ、 各凹所１９には、内燃機関の運転中の温度上昇
   によつて蒸気となる作動液２０が部分的に注入さ
   れており、 冷却室１６内には、凹所１９の開放端の上方の
   共通な空間２４を高真空で、弁座リング１３の全
   周にわたつて気密に覆うリング状のカバー体２１
   が固着され、 カバー体２１は、弁座リング１３の外周壁より
   も半径方向外方には突出しておらず、 弁座リング１３は、シリンダカバー１０の取付
   孔３０に嵌め込まれ、 シリンダカバー１０には、取付孔３０の内周面
   で開口しかつ冷却室１６のカバー体２１の外方の
   環状空間２５に連通する環状凹溝１５が、全周に
   わたつて形成され、 この凹溝１５は、冷却液が供給される冷却液通
   路１４に連通していることを特徴とする内燃機関
   の弁座冷却構造。