JPS5874816A - 内燃機関のシリンダ−ヘツドバルブシ−ト部形状 - 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】 本発明は内燃機関のシリンダーヘッドバルブシート部形
状に関し、特に吸気弁或いは排気弁のバルブシート部近
傍周囲を面取シするシリンダーヘッド形状に関する。

内燃機関のシリンダーヘッドにおいて、吸気弁或いは排
気弁が着座するためのバルブシートは一般に燃焼室内面
よりも深く落ち込ませて設けである。従って、シリンダ
ーヘッドの該バルブシート部回りの燃焼室内壁に面取シ
部を設け、吸入空気或いは排気をスムーズに、無理なく
、流通させる必要がある。この意味からいって、前記面
取り部の形状については、第１図に示すように内燃機関
の燃焼室１を形成するシリンダーヘッド２の内面３と、
バルブシート４との間にバルブシートの中心線ａを中心
軸とする円錐面形状の面取り部５を設けている。この場
合、面取り部５の傾斜角はパルプ７−ト４の内周縁に設
けた面ＭＲｐ面（シート１ｉｉｉ）６に沿うことが望ま
しいとされており、このため前記面取９部５は中心線ａ
を特徴とする特許面形状に形成されるわけである（昭和
４１年に未聞書店が発行し好ガソリン自動車の整備」第
４６〜４８頁に同技術事例）。

しかしかかる面取り部５紘、バルブシート４の中心線ａ
のシリンダ中心ｎｏに対する傾斜角０が大きいほど、或
いはシリンダブロックＴ及びシリンダーへラドガスケッ
ト８の内径が小さいほど、シリンダ９の内周面とバルブ
シート４との間隔Ｓが小さくな）、前記のようにバルブ
シート中心線ａに中心線をおく円錐面形状の面取９部で
は、十分な面取９を行うことが難しくなる。あえて面取
シ幅を確保しようとした場合には、シリンダーへ・ラド
ガスケット８が面取り部５よ、り内方にはみ出してしま
い、ガス流を円滑に導くことができなく、耐久性及び熱
伝導ガス流の円滑性において極めて不都合となる。従っ
て、これら不都合を避けるためＫは面取り部５の形状を
′決定する円錐の中心線ａをシリンダ中心線４Ｃにオフ
セットし、第２図に示すようにシリンダ内壁９よりの面
取シ幅８１を小さくしてシリンダ中心軸０側の面取り幅
Ｓ２を大にする等の手段を講じている。

しかし、面取り幅全体を小さくするか、或いは面取り面
基礎円錐をオフセットして面敗り幅を異ならせるかのい
ずれをとっても面取り幅の小さい部分の面取シが不充分
で円滑なガス流を得るのが困難であるという問題点があ
った。

本発明は上述の如き従来のものの不都合に鑑み、これ全
解消すへくシリンダーヘッドバルブシート部の面取シ面
を凹曲面に形成し、仮に面取シ代が小さい場合であって
もある程度の面取りを可能とし丸面取り部形状を提供す
るものである。

以下に本発明の実施例を第３図〜第５図に基づいて説明
する。

第３図は本発明の詳細な説明をした図であって、シリン
ダーヘッド２にバルブシート４を取り付けたまま面取り
加工をする場合を示している。

図において、破線及び２点鎖綜は従来の円錐面によって
面取シ加工した場合の面取り部形状を示し、半径Ｒなる
球面形状の面取り部として示している。

この図から明らかなように、バルブシート４回りの燃焼
室内壁を円錐面で面１１１シ加工し喪場合、シリンダガ
スケット８内周面とバルブシート４の内周縁とを結ぶ線
の延長とバルブシート中心線ａとの角度α１を有する円
錐面形状（二点鎖線で示す）では、面取り前の燃焼室内
壁１６を面取りすることは不可能であり、円錐面であく
までも面取シしようとすれば、中心線１に対する角度α
２を十分大きくした円錐面（破線で示す）で面取シしな
ければならない。しかし、このようにすればシリンダー
へラドガスケット８が燃焼室に大きくはみ出すむとは既
述した。

そこで、本発明にかかる凹曲面形状の面取シ部１５を形
成すると、バルブシート４の内周縁と、シリンダーへラ
ドガスケット８の内周面とを通る例えばシリンダ直径に
等しい直径りの球面形状は面取シ前の燃焼室内壁１６を
十分面取９加工することが可能となるわけである。

もちろん面取９加工はバルブシート４を装着しない状態
でも可能であるが、このような場合であっても上記の如
き効果はそっくりこれに適用できることは明らかである
。

第４図及び第５図に示す実施例はバルブシート４とシリ
ンダ内壁９との幅Ｓ１が極めて小さい場合を例にとった
屯のである。このような場合には、第３図に示すような
半径凡の球面形状による面取り加工によっても十分な面
取シを行なうことができなくなるから、特殊カッターを
用いて凹曲面の面取り加工を行なう。該特殊カッターと
は周囲がシリンダ直径に等しい直径りの円筒面カッタ一
部Ｍと、これに連続する先端が半径Ｒ（＞Ｄ／２）の球
面加工を可能とした球面カッタ一部Ｎとの組み合わせか
らなり、両力ツタ一部ＭとＮとはこれらによって切６１
」加工される円筒面ｍと球面ｎとの境界接続部すが滑ら
かな曲面によって接続されるような波面形状となってい
る。そして、円筒面ｍを切削加工するカッタ一部Ｍの中
心線すはバルブシート４の中心線ａに対し、シリンダ中
心＠ｏ寄りにβだけ傾斜させ、かつ球面切削加工するカ
ック一部Ｎｏ球面中心Ｃは、バルブシートの中心線ａよ
りもシリンダ中心線・寄りにオフセットされる。

かかる特殊カッターによって面取り加工を行な取り＠ｎ
を形成する一方、シリンダ内壁９に近い備の、即ち面取
り幅の最も狭いＳｌを有する側の面取り部は、前記球面
面取シ部ｎに加えカッタ一部ＭＫよって切削加工される
円筒面ｍとこれより球面ｎに接続する滑らか表曲面ｐと
の合成によって形成される。

従ってその結果、面取り部形状は第５図に示す如くシリ
ンダ内壁９側の面取９部の暢Ｓ１が極めて狭＜旭、シリ
ンダ中心縁０側の面取り幅Ｓ２が広い、アンバツンスな
形状となるが、従来の円錐面取シ面では、第３図に示す
如く、面取シが行なえなかつ九シリンダ内壁寄９０面取
プを可能としたので、バルブシート４及びその弁とによ
って形成されるガス流が円滑になされるようになる。

ここにおいて、本実施例における面取シ部の形状は球面
と円筒面と、これらを滑らかに接続する面ｎ、ｍ、ｐで
構成したが、これは観点をかえれば面取り面の曲率を滑
らかに変化させて得九凹曲面形状とも言えるものである
。

上記実施例は、バルブシートとシリンダーヘッド内周壁
とが至近距離に近接した場合に関して述べたものである
が、面取り幅Ｓが比較的数れる場合には、円筒面カッタ
一部Ｍによる筒状の面取り部ｍを必ずしも必要とするも
のではない。例えば球面カッタ一部Ｎのみを用いて球面
の中心Ｃをバルブシートの中心線ａよりもシリンダ中心
線。よりにオフセットすれば、面取り幅がバルブシート
全周にわたって一様とはならないが、比較的小さい面取
り幅Ｓｌを有するシリンダ内周壁側の面取りを十分に行
なうことが可能である。

尚、上記実施例において、面取り加工社バルブシート４
のシリンダーヘッドに対する装着前後を問わず、行なう
ことができる本のである。

以上述べたように本発明によればバルブシート回りのシ
リンダーヘッドバルブシートの内壁面取り形状を凹曲面
形状とし九ため、面取り幅が小さく制限されている部分
であっても従来の円錐形状面取り部に較べ、面取り加工
を容易にすることができ、ひいてはバルブシートを流れ
るガス流を円滑にし圧力損失を防ぐ仁とができる。その
結果、内燃機関にお込て必要とされる燃焼室内における
吸気スワールの生成、充填効率の向上、或いは掃気効率
の向上をはかることができ、内燃機関の諸性能上極めて
有利となるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の面取９部を示す縦断面図、第２図は同上
のシリンダーヘッド下面図、第３図は本発明の基礎的な
原理を示す説明図、第４図は本発明の一実施例を示す縦
断面図、第５図は同上のシリンダ下面図である。 １・・・燃焼室　　２・・・シリンダーヘッド　　３・
・・燃焼室内面　　４・・・バルブシート　　９・・・
シリンダ内壁　　１５・・・面取ル部　　１、・・・バ
ルブシート中心線　　ｂ・・・円筒面カッタ一部Ｍの中
心線０・・・シリンダ中心線　　Ｃ・・・球面中心　　
Ｄ・・・直径　　真・・・球面半径　　ｓ＊　ｓｌｓ　
８２・・・面取り幅時針出顯人　　日産自動車株式会社 代理人弁理士　　笹　島　　富二雄 第２図 第３図　　Ｖａ ６８− 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　バルブシート部近傍周囲の燃焼室内壁を、凹
   曲面形状に面取りしたことを特徴とする内燃機関のシリ
   ンダーヘッドパルプシー）　部ｍ状。
2. （２）　凹曲面形状は、バルブシートの中心線から燃焼
   室のシリンダ中心線香りにオフセットした位置に中心を
   有する球面の一部であることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の内燃機関のシリンダーヘッドパルプシー
   ）　１ｔｓ形状。
3. （３）　　凹曲面形状は、バルブシートの中心線に対し
   シリンダ中心線香、９に所定角度傾斜すると共に前記球
   面の中心を通る線を軸線とする円筒面の一部と、該円筒
   面の前記球面に滑らかに接続する曲面形状とを含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載の内燃機関のシ
   リンダーヘッドバルブシート部形状。