JPH04314906A - 内燃機関用中空弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の吸排気弁と
して使用されるきのこ形の中空弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの許容回転数を高めうるうえで
最も障害となるのは、動弁系の重量による慣性質量の増
加であり、動弁系を構成する部品の総重量が大となると
、その慣性のために、高速回転になるほど弁体のカムに
対する追従性能が低下し、弁体がおどるなどして出力低
下を招く。

【０００３】中空弁は、弁体を軽量化させ、動弁系の慣
性質量を軽減させる上において非常に効果的であるため
、一部の高出力型のエンジンに採用されている。この種
の中空弁のなかには、傘部から軸端部に至る中心軸線上
に、単に中空孔を形成したもの（例えば実開昭５６−１
４７３０５号公報参照）や、中空孔内に金属ナトリウム
等の冷却媒体を封入して、熱負荷を軽減するようにした
もの（例えば実開昭６２−１０２８０６号公報参照）な
どがある。

【０００４】一般にこれらの中空弁は、図２に示すよう
に、一端（下端）に傘部（１）が連設された軸部（２）
の他端面に、コッタ溝（３）を有する端末部材（４）を
、摩擦圧接又は抵抗溶接等により接合し、軸部（２）と
端末部材（４）との中心軸線上に形成された中空孔（５
）を密閉するようにしている。

【０００５】このように、軸部で接合した中空弁におい
ては、弁作動時に軸部（２）に大きな引張荷重が繰返し
作用しても、接合部が起点となって疲労破壊等が起こら
ないように、接合強度を大きくする必要がある。

【０００６】従来は、軸部（２）及び端末部材（４）の
肉厚（ｔ）を全体的に厚くすることにより、接合部の断
面積を増加させて接合部の強度を高めている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、単に軸
部（２）及び端末部材（４）の肉厚（ｔ）を全体的に厚
くすると、必然的に弁体の重量が増えることになり、中
空弁本来の目的である軽量化に逆行することとなる。ま
た、中空孔（５）の容積も小さくなることから、中空孔
（５）内に金属ナトリウム等の冷却媒体を封入した際の
熱交換性及び冷却性が低下する。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、端末部材との
接合部の強度を低下させることなく、軸部の肉厚を可能
な限り薄肉とし、もって、軽量でかつ信頼性の高い内燃
機関用中空弁を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、一端に傘部
が連接され、かつ内部に中空孔が形成された軸部におけ
る前記中空孔が開口する他端部に、端末部材を同心状に
接合することにより、前記中空孔を閉塞してなる内燃機
関用中空弁において、前記軸部における端末部材との接
合部の肉厚を他部よりも厚肉としたことにより達成する
ことができる。好ましくは、端末部材に、軸部側の中空
孔と連通する有底孔を形成するのがよい。（請求項２）
。

【００１０】

【作用】端末部材の接合部の肉厚を厚肉とするだけでも
接合面積が増加して接合強度を高めうるので、軸部全体
を厚肉とする必要はなく、弁体の軽量化につながる。端
末部材に有底孔を形成すると、弁体の一層の軽量化が図
れる。（請求項２）。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。なお、前述した従来例と同様の部材には同じ符
号を付して説明する。図１は、本発明の中空弁を示すも
ので、下端に傘部（１）が連設され、かつ傘部（１）か
ら端末までに亘る中心軸線上に、傘部（１）側をラッパ
状に拡径させた中空孔（６）が機械加工等により穿設さ
れている軸部（２）と、その開口上端面に、摩擦圧接又
は抵抗溶接等により同心状をなして接合された、有底孔
（７）を有する端末部材（４）とからなっている。

【００１２】傘部（１）の下端面に穿設された中空孔（
６）加工用の開口部（８）は、閉塞部材（９）により閉
塞されている。軸部（２）における上端部、すなわち端
末部材（４）の接合部の肉厚（ｔ１）は、他の軸部の肉
厚よりも内方に向かって厚肉に形成され、その部分が下
方部の中空孔（６）の内径よりも小さい小径部（６ａ）
となっている。

【００１３】また、端末部材（４）側の有底孔（７）部
の肉厚も、上記軸部（２）側の肉厚（ｔ１）とほぼ同等
に形成され、有底孔（７）と軸部側の小径部（６ａ）と
が互いに整合して連通するようにしてある。

【００１４】なお、軸部（２）側の中空孔（６）を穿設
する要領として、まず、軸端部の小径部（６ａ）形成用
の細めのドリル（ガンドリル）により、上下に貫通する
内径（ｄ１）の貫通孔を穿設する。ついで、上記ドリル
よりも若干大径のドリルを、傘表側より、その先端が軸
端に達する手前まで挿入して、内径（ｄ１）よりも大き
い内径（ｄ２）の中空孔（６）を穿設する。

【００１５】最後に、中ぐりバイト等を傘表側より挿入
して、傘部（１）側をラッパ状に拡径すればよい。この
ようにすると、軸端部は肉厚（ｔ１）の厚肉部に形成さ
れる。 また、上記のような内径（ｄ１）の貫通孔を穿設しない
で、軸端側より内径（ｄ１）の所要深さの小径部（６ａ
）を穿設したのち、内径（ｄ２）穿設用ドリルを傘表側
より挿入して、上記小径部（６ａ）と連通させてもよい
。

【００１６】以上のように、接合部のみの肉厚（ｔ１）
を大とした場合、接合部の断面積が増えて所要の接合強
度が得られるのは勿論のこと、軸部（２）の他の部分の
肉厚を、所要の機械的強度を有する最低限の厚さまで薄
くしうるので、弁体の一層の軽量化が図れる。

【００１７】しかも、中空孔（６）の容積（表面積）が
増加するとともに、軸部（２）の主要部の肉厚が薄くな
るので、中空孔（６）内に金属ナトリウム等の冷却媒体
（図示略）を封入した際の熱交換性、及び軸部（２）か
らバルブガイド（Ｇ）への熱伝達効率が高まって、傘部
（１）側の熱負荷を軽減することができる。

【００１８】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、種々の態様をとり得る。例えば、端末部材（４
）を有底孔（７）のない中実材として、これを軸部（２
）の開口端部に接合してもよい。

【００１９】傘部（１）を含む軸部（２）と端末部材（
４）とを、スウェージング加工やバルジ加工等の塑性加
工により成形し、かつ同時に変肉厚加工を施せば、接合
部のみの肉厚（ｔ１）を容易に厚肉とすることができる
。

【００２０】実施例では、傘部（１）側の中空孔（６）
をラッパ状に拡径してあるが、軸部（２）側と同径のス
トレート状とするなど、その形状は適宜変更することも
ある。

【００２１】

【発明の効果】本発明によれば、端末部材の接合部の肉
厚を厚肉とするだけでも接合強度を高めうるので、軸部
全体の肉厚を必要以上に厚くする必要はなく、従って従
来の中空弁に比して大幅な軽量化となる。また、端末部
材側にも有底孔を形成すると、一層の軽量化となる（請
求項２）。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の中央縦断正面図である。

【図２】従来の中空弁の中央縦断正面図である。

【符号の説明】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一端に傘部が連接され、かつ内部に中
   空孔が形成された軸部における前記中空孔が開口する他
   端部に、端末部材を同心状に接合することにより、前記
   中空孔を閉塞してなる内燃機関用中空弁において、前記
   軸部における端末部材との接合部の肉厚を他部よりも厚
   肉としたことを特徴とする内燃機関用中空弁。
2. 【請求項２】　　端末部材に、軸部側の中空孔と連通す
   る有底孔が形成されている請求項１記載の内燃機関用中
   空弁。