JPH07310512A

JPH07310512A - エンジンバルブ

Info

Publication number: JPH07310512A
Application number: JP6098620A
Authority: JP
Inventors: Makoto Adegawa; 眞阿出川
Original assignee: Fuji Oozx Inc; Fuji Valve Co Ltd
Current assignee: Fuji Oozx Inc
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1994-05-12
Publication date: 1995-11-28

Abstract

(57)【要約】【目的】触媒の表面が高沸点有機物等により完全に覆
われるのを防止することにより、酸化触媒反応を促進さ
せ、バルブに付着する堆積物の量を減少する。【構成】弁体１の傘裏６の外周面に、複数の凹溝５を
形成したことにより、燃料や潤滑油が凹溝５内に積極的
に流れ込み、凹溝５以外の傘裏６表面への燃料等の付着
量が減少するので、触媒機能を有する被膜層が、燃料等
により完全に覆われるのが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、酸化触媒機能を有する
エンジンバルブの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車や舶用エンジン等に用いられるエ
ンジンバルブ、特に比較的熱負荷の小さい吸気バルブに
おいて、使用燃料中に含まれる高沸点有機物や、バルブ
ガイドとバルブステム間の隙間より漏出した潤滑油中の
高沸点有機物等が、弁体の傘裏付近に付着すると、それ
らが吸気バルブの温度(200〜350℃)により炭化して、徐
々に凝集かつ成長し、スラッジ化又は固形化した堆積物
の塊が形成される。

【０００３】このような堆積物中には、腐食性の成分が
含まれていることがあり、傘裏付近を腐食させる原因と
なる。これを防止するため、本願出願人は、弁体の傘裏
付近の表面に酸化触媒機能を有する被膜層を形成し、そ
れによる酸化触媒反応により、高沸点有機物等が傘裏付
近に堆積するのを抑えうるようにした吸気バルブを提案
し、既に特許出願している(特願平５−43338号参照)。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記先願の吸
気バルブでは、例えばエンジンが低負荷、低速度で長時
間運転され、吸気バルブが触媒の反応温度に達しない場
合に、触媒の表面の一部が、燃料やオイル下がりによる
潤滑油中の高沸点有機物等により覆われてしまい、吸気
バルブが触媒作用の温度条件となっても、触媒が空気
(酸素)と遮断されて、酸化触媒反応が十分に効果的に行
われない恐れがあった。

【０００５】本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、触媒の表面が高沸点有機物等により完全に覆われる
のを防止することにより、酸化触媒反応を促進させ、バ
ルブに付着する堆積物の量を著しく減少させうるように
したエンジンバルブを提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、軸部とその下端に連設された傘部とから
なる弁体における少なくとも前記軸部の下端部より下方
の傘裏の外周面に、複数の凹溝を形成し、該凹溝を含む
傘裏の表面に、酸化触媒機能を有する被膜層を形成した
ことを特徴とするものである(請求項１)。

【０００７】この場合、軸部の下端部に拡径段部を形成
し、この拡径段部よりも下方の傘裏の外周面に凹溝を形
成するのがよい(請求項２)。

【０００８】また上記目的は、軸部とその下端に連設さ
れた傘部とからなる弁体における少なくとも前記軸部の
下端部より下方の傘裏の外周面に、複数の突部を形成
し、該突部を含む傘裏の表面に、酸化触媒機能を有する
被膜層を形成することによっても達成される(請求項
３)。

【０００９】さらに、上記目的は、軸部とその下端に連
設された傘部とからなる弁体における少なくとも前記軸
部の下端部より下方の傘裏の外周面に、螺旋形をなすフ
ィンを設け、該フィンを含む傘裏の表面に、酸化触媒機
能を有する被膜層を形成することによっても達成される
(請求項６)。

【００１０】

【作用】請求項１記載の発明によると、燃料や潤滑油が
凹溝に積極的に流れ込むので、凹溝以外の傘裏表面への
燃料等の付着量が減少し、それにより被膜層が完全に覆
われるのが防止される。

【００１１】その結果、燃料等の付着量の少ない部分を
起点として、高沸点有機物等の酸化触媒反応が起こり、
傘裏部に高沸点有機物が堆積するのが防止される。

【００１２】請求項３及び６記載の発明によると、突部
又はフィンへの燃料や潤滑油の付着量が減少し、その部
分を起点として、高沸点有機物等の酸化触媒反応が進行
する。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例を、図面に基づいて説
明する。図１及び図２は、本発明を吸気バルブに適用し
た第１実施例(請求項１記載の発明の実施例)を示し、マ
ルテンサイト系の耐熱鋼により成形された弁体(１)は、
軸部(２)とその下端に連設された傘部(３)とから構成さ
れている。

【００１４】軸部(２)の下端から傘部(３)の弁フェース
部(４)に至る部分の表面には、深さが１〜２mm程度の複
数(実施例では４本)の長い凹溝(５)が、９０゜間隔をお
きに放射状に形成されている。

【００１５】弁体(１)における図示しないシリンダヘッ
ドの吸気ポート内に位置する部分、すなわち高沸点有機
物等の堆積し易い軸部(２)の下端部を含む傘裏(６)の全
表面には、図２に示すように、酸化触媒機能を有する被
膜層(７)が形成されている。

【００１６】この被膜層(７)は、図３に拡大して示すよ
うに、弁体(１)を構成する母材(1')の表面を、無数の細
孔(８)を有するセラミックス系の多孔質担体(９)により
被覆したのち、その細孔(８)内に、プラチナ、パラジウ
ム、ロジウム等の活性物質(10)を溶侵して担持すること
により形成されている。

【００１７】上記多孔質担体(９)の材料としては、例え
ばアルミナ、ジルコニア、コージェライト等の酸化物系
のセラミックスが好ましく、これらを溶射やコーティン
グ等の表面処理手段を用いて被覆するのがよい。この
際、母材(1')の表面をブラスト処理等により粗面として
おくと、多孔質担体(９)の耐剥離性が向上する。

【００１８】なお、多孔質担体(９)を、アルミナ等によ
る処理層とその表面に施されたγアルミナによるウオッ
シュコート層との２層構造とすると、細孔(８)の表面積
が大となって活性物質(10)の担持性をより向上させるこ
とができる。

【００１９】上記第１実施例のエンジンバルブを例えば
ガソリンエンジンに適用すると、吸気ポートを通過する
混合ガス中の燃料の一部及びオイル下がりにより流下し
てきた潤滑油が、図２の矢印に示すように、傘裏(６)付
近において、凹溝(５)内に積極的に流れ込み、それ以外
の傘裏(６)の表面への燃料や潤滑油の付着量を減少させ
ることができる。

【００２０】従って、被膜層(７)における活性物質(10)
が燃料や潤滑油により完全に覆われ、外気と遮断される
ことがなくなる。その結果、燃料や潤滑油中に含まれる
炭化水素(ＨＣ)や一酸化炭素(ＣＯ)などの高沸点有機物
等が、燃料等の付着量の比較的少ない活性物質(10)に吸
着されると、弁体(１)が所定温度(200〜350℃)に達した
際に、その部分を起点として酸化触媒反応が起こり、や
がてこれが傘裏(６)全体に広がって、傘裏(６)付近に付
着した高沸点有機物等が活性物質(10)より離脱、かつ拡
散するので、傘裏(６)付近に高沸点有機物等が炭化堆積
するのを著しく減少させることができる。

【００２１】図４は、本発明の第２実施例(請求項２記
載の発明の実施例)を示し、軸部(２)の下端における傘
部(３)との連設部分に、上端面が若干上向に傾斜する拡
径段部(11)を形成し、傘部(３)の表面に、拡径段部(11)
を起点とする図１と同様の４本の長い凹溝(５)を形成し
たものである。この実施例でも、凹溝(５)を含む傘裏
(６)の全表面に、上述したと同様の酸化触媒機能を有す
る被膜層(図示略)を形成してある。

【００２２】この第２実施例のエンジンバルブによる
と、軸部(２)に沿って流下してきた燃料や潤滑油が、一
旦拡径段部(11)によりせき止められ、次いでその殆んど
が凹溝(５)内に流れ込むので、凹溝(５)以外の傘裏表面
に燃料や潤滑油の付着するのが極めて少なくなる。

【００２３】従って、凹溝(５)以外の部分において酸化
触媒反応が効果的に行われ、燃料等に含まれる高沸点有
機物の傘部(３)への堆積量が大幅に減少する。

【００２４】図５及び図６は、本発明の第３実施例(請
求項３、４記載の発明の実施例)を示し、軸部(２)の下
端から傘部(３)の弁フェース部(４)に至る部分に、上述
した凹溝(５)に代えて、高さが１〜２mm程度の放射状の
突条(12)を複数本(実施例では６本)形成したものであ
る。突条(12)を含む傘裏(６)の全表面には、上述と同様
の被膜層(７)を形成してある。

【００２５】この第３実施例のエンジンバルブにおいて
も、軸部(２)に沿って流下してきた燃料や潤滑油が図６
の矢印のように、突条(12)間の谷間に流れ込むので、各
突条(12)が燃料等により完全に覆われるのが防止され
る。

【００２６】その結果、各突条(12)を起点として酸化触
媒反応が速やかに進行し、それがやがて傘裏(６)全体に
広がるので、高沸点有機物の堆積量は大幅に減少する。

【００２７】図７は、本発明の第４実施例(請求項５記
載の発明の実施例)を示すもので、この実施例では、傘
裏(６)に、上記した突条(12)の代わりに、欠球状の多数
の小突起(13)を形成し、それらの間を燃料や潤滑油が流
れるようにしたものである。この実施例においても、上
記第３実施例と同様の作用効果を奏する。

【００２８】図８は、本発明の第５実施例(請求項６記
載の発明の実施例)を示す。この実施例においては、軸
部(２)の下端から傘部(３)の弁フェース部(４)に至る傘
裏(６)に、螺旋形をなす複数のフィン(14)を設け、これ
ら各フィン(14)を含む傘裏(６)の表面全体に、上述と同
様の被膜層(図示略)を形成したものである。

【００２９】この第５実施例によると、燃料等の付着し
にくい各フィン(14)を起点として酸化触媒反応が進行
し、高沸点有機物の堆積するのを抑えうるとともに、混
合ガスがシリンダ内に吸入される際、フィン(14)により
スワールが形成されるので、エンジン性能を向上させる
ことができる。

【００３０】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、第１〜第３実
施例において放射状に形成した凹溝(５)及び突条(12)
を、螺旋状に屈曲させてもよい。このようにすると、吸
入される混合ガスにスワールが形成される利点がある。

【００３１】図７に示す第４実施例において、突起(13)
の形状は、楕円形や多角形等としてもよい。図８に示す
第５実施例において、フィン(14)の付け根に近接する傘
裏(６)に、フィン(14)の向きに沿った凹溝を形成しても
よく、このようにすると、燃料や潤滑油がフィン(14)及
び傘裏(６)の表面に付着するのが少なくなる。本発明
は、上記吸気バルブの外、排気バルブにも適用すること
もある。

【００３２】

【発明の効果】本発明によれば、次のような効果が得ら
れる。 (ａ) 傘裏の表面に、燃料や潤滑油の付着量の少ない部
分又はそれにより覆われない部分が形成され、その部分
を起点として、高沸点有機物等の酸化触媒反応が起こる
ので、傘裏部に高沸点有機物等が堆積するのが著しく減
少する。 (ｂ) 請求項２記載の発明によれば、燃料や潤滑油が拡
径段部によりせき止められ、次いでその殆んどが凹溝内
に流れ込むので、傘裏に燃料等の付着するのが極めて少
なくなり、高沸点有機物等の酸化触媒反応が迅速に行わ
れる。 (ｃ) 請求項６記載の発明によれば、スワール効果が付
加されて、エンジン性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す正面図である。

【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿う横断平面図であ
る。

【図３】被膜層の拡大断面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す要部の斜視図であ
る。

【図５】同じく第３実施例を示す要部の正面図である。

【図６】図５におけるＢ−Ｂ線に沿う横断平面図であ
る。

【図７】本発明の第４実施例を示す要部の正面図であ
る。

【図８】同じく第５実施例を示す要部の正面図である。

【符号の説明】

(１)弁体 (1')母材 (２)軸部 (３)傘部 (４)弁フェース部 (５)凹溝 (６)傘裏 (７)被膜層 (８)細孔 (９)多孔質担体 (10)活性物質 (11)拡径段部 (12)突条 (13)小突起 (14)フィン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸部とその下端に連設された傘部とから
なる弁体における少なくとも前記軸部の下端部より下方
の傘裏の外周面に、複数の凹溝を形成し、該凹溝を含む
傘裏の表面に、酸化触媒機能を有する被膜層を形成した
ことを特徴とするエンジンバルブ。
【請求項２】軸部の下端部に拡径段部を形成し、この
拡径段部よりも下方の傘裏の外周面に凹溝を形成したこ
とを特徴とする請求項１記載のエンジンバルブ。
【請求項３】軸部とその下端に連設された傘部とから
なる弁体における少なくとも前記軸部の下端部より下方
の傘裏の外周面に、複数の突部を形成し、該突部を含む
傘裏の表面に、酸化触媒機能を有する被膜層を形成した
ことを特徴とするエンジンバルブ。
【請求項４】突部が放射方向を向く突条である請求項
３記載のエンジンバルブ。
【請求項５】突部が多数の小突起である請求項３記載
のエンジンバルブ。
【請求項６】軸部とその下端に連設された傘部とから
なる弁体における少なくとも前記軸部の下端部より下方
の傘裏の外周面に、螺旋形をなすフィンを設け、該フィ
ンを含む傘裏の表面に、酸化触媒機能を有する被膜層を
形成したことを特徴とするエンジンバルブ。