JPH057450Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はシリンダヘツド構造に関するものであ
る。

［従来の技術］ 従来、シリンダヘツドの燃焼室側接合面の給排
気ポートには、吸排気弁のバルブシートが着座す
るバルブシートが一体的に嵌合されている。

バルブシートには実開昭60−3207号公報記載の
内燃機関用バルブシートがある。

第４図及び第５図に示すように内燃機関用バル
ブシートは、内燃機関のシリンダヘツド７ａの
給・排気口ｃ，ｄにそれぞれ嵌合されるバルブシ
ートにおいて、そのバルブシート１ｃを、バルブ
シート１ｃの半径方向に異なる材質の金属を積層
して内外２層のバルブシートを構成したものであ
る。

［考案が解決とようとする問題点］ 上記提案のバルブシートは、外層を柔かくして
適当な嵌合代を得ること、嵌合時の応力及び嵌合
後における熱応力をその外層に吸収させることに
より、シリンダヘツドからのバルブシートの脱落
防止を図つたものと考えられる。

ところが、外層が金属である以上、嵌合時に生
じる嵌合反力はそのままシリンダヘツドに作用す
るから、最も弱い部分即ち第５図に示す吸気口ｃ
と排気口ｄとの間を仕切るシリンダヘツド下面の
隔壁ｅに残留引張応力が生じてしまうという問題
があつた。

この残留引張応力は、エンジン運転時に於て熱
負荷が加えられると、次第にクラツクとして成長
してシリンダヘツドを破壊させるため避けなけれ
ばならない問題である。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は上記問題点を解消することを目的とし
ており、本考案は、互いに間隔を隔てて設けられ
たシリンダヘツドの排気ポートにバルブシートを
嵌合したシリンダヘツド構造において、上記バル
ブシート相互を排気ポート同士を結ぶ方向にバル
ブシートと同じ厚さの連結部材で連結して一体の
バルブインサートを形成すると共に、シリンダヘ
ツド下面にその排気ポート間に連結部材を嵌合さ
せる嵌合溝を形成し、上記バルブインサートとシ
リンダヘツドとの締め代を上記連結部材の連結方
向において大きく設定すると共に上記嵌合溝と連
結部材との締め代をバルブシートの連結方向の締
め代より小さく設定したものである。

［作用］ 各バルブシートの嵌合によつて発生する排気ポ
ートの円周方向の引張応力は、連結部材の圧縮に
よる反力により打ち消され、また、バルブシート
の連結方向の締め代より、上記嵌合溝と連結部材
との締め代が小さいので、シリンダヘツドの排気
ポート間の隔壁に、連結部材の嵌合による残留引
張応力は生じない。

したがつてシリンダヘツドの排気ポート間の隔
壁に、残留引張応力は生じない。

［実施例］ 以下に本考案のバルブインサートの好適一実施
例を添付図面に基づいて説明する。

第１図に示すようにバルブインサート３は、バ
ルブシート１ａ，１ｂと、連結部材２から構成さ
れる。

バルブシート１ａ，１ｂは共に所定の厚さｔを
もち円筒状に形成されており、その一端側の内周
面４には、排気弁（図示せず）のシート面が着座
するテーパ面５が形成されている。

各バルブシート１ａ，１ｂ間には互いを一体的
に連結する連結部材２が設けられ、この連結部材
２の肉厚t₁はそれぞれのバルブシートｔと同一と
なつている。即ち、連結された状態で水平且つ同
一レベルとなるようにバルブインサート３が形成
される。また各連結部は熱応力を緩和するために
適当な曲率ｒをもつて接続され、バルブシート１
ａ，１ｂの外径Ｄに対して連結部材２の巾D₁は
小さく形成されている。

次に、このように形成されたバルブインサート
３がシリンダヘツドに嵌合された例を第２図に基
づいて説明する。

第２図に示す７はシリンダヘツドであり、８，
９は排気ポートである。

図示されるように、シリンダヘツド７には、上
記バルブインサート３を嵌合するための連結嵌合
溝１０が形成されている。具体的にこの連結嵌合
溝１０は、シリンダヘツド７の下面部の排気ポー
ト８，９に上記バルブシート１ａ，１ｂをそれぞ
れ一体的に嵌合すべく設けられた嵌合部１０ａ，
１０ａと、シリンダヘツド７の下面部に上記連結
部材２を嵌合すべく設けられた嵌合溝１０ｂとか
ら構成されている。このシリンダヘツド７の連結
嵌合溝１０の燃焼室（図示せず）側の内周面に
は、上記バルブインサート３を嵌合しやすくする
ための嵌合用テーパ面１１が形成されている。

一方、この連結嵌合溝１０は、バルブシート１
ａ，１ｂの連結方向の嵌合代ａが大となり、連結
部材２の巾方向の嵌合代ｂが小となるように形成
されている。１２は冷却水通路である。

以下、本考案のバルブインサートの作用を添付
図面に基づいて説明する。

連結部材２によつて一体化された各バルブシー
ト１ａ，１ｂ及び連結部材２を嵌合溝１０に嵌合
すると、連結嵌合溝１０のその各排気ポート８，
９に該当する部分、即ち嵌合部１０ａ，１０ａに
発生する円周方向の引張応力は、連結部材２が圧
縮されたときに生じる反力により、打ち消され
る。したがつて、排気ポート８，９間の隔壁１３
には、残留引張応力が生じない。

ところで、本考案の実施例にあつて連結部材２
にて２以上のバルブシートを一体的に形成する説
明をしたが、一体成形することも、勿論可能であ
る。この場合バルブインサート３の材料としては
圧入（嵌合）に際しての強度が高い耐熱鋼以上の
焼結材料が適する。また、形状、肉厚、寸法は熱
膨脹を見込んで最適に形成することや加工精度上
で各バルブシート１ａ，１ｂの穴ピツチ及びシリ
ンダヘツド７に対する平行度の正確性についても
充分に対応することができる。さらに第３図に示
すように外層に軟かい金属１４を被い形成するこ
とも当然可能である。

［考案の効果］ 以上説明したことから明らかなように本考案の
バルブインサートによれば次のごとき優れた効果
を発揮できる。

(1) 互いに間隔を隔てて設けられたシリンダヘツ
ドの排気ポートにバルブシートを嵌合したシリ
ンダヘツド構造において、上記バルブシート相
互を排気ポート同士を結ぶ方向にバルブシート
と同じ厚さの連結部材で連結して一体のバルブ
インサートを形成すると共に、シリンダヘツド
下面にその排気ポート間に上記連結部材を嵌合
させる嵌合溝を形成し、上記バルブインサート
とシリンダヘツドとの締め代を上記連結部材の
連結方向において大きく設定すると共に上記嵌
合溝と連結部材との締め代をバルブシートの連
結方向の締め代より小さく設定したので、隔壁
に残留引張応力を生じさせることなく、かつシ
リンダヘツドより脱落することなくシリンダヘ
ツドにバルブインサートを取り付けることがで
きる。

(2) 部品点数を少なくすることができるので省力
化に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るバルブインサートの好適
一実施例を示す斜視図、第２図は本考案に係るシ
リンダヘツド構造を示す縦断面図、第３図は他の
実施例を示す縦断面図、第４図及び第５図は従来
の内燃機関のバルブシート、及びシリンダヘツド
との嵌合状態を示す概略図である。 図中、１ａ，１ｂはバルブシート、２は連結部
材、３はバルブインサート、７はシリンダヘツ
ド、８，９は排気ポート、１０は連結嵌合溝であ
る。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 互いに間隔を隔てて設けられたシリンダヘツド
   の排気ポートにバルブシートを嵌合したシリンダ
   ヘツド構造において、上記バルブシート相互を排
   気ポート同士を結ぶ方向にバルブシートと同じ厚
   さの連結部材で連結して一体のバルブインサート
   を形成すると共に、シリンダヘツド下面にその排
   気ポート間に上記連結部材を嵌合させる嵌合溝を
   形成し、上記バルブインサートとシリンダヘツト
   との締め代を上記連結部材の連結方向において大
   きく設定すると共に上記嵌合溝と連結部材との締
   め代をバルブシートの連結方向の締め代より小さ
   く設定したことを特徴とするシリンダヘツド構
   造。