JPS62142817A

JPS62142817A - 弁ガイド

Info

Publication number: JPS62142817A
Application number: JP28241385A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Suzuki; 重雄鈴木; Morie Yamaguchi; 山口　守衛; Kazuyuki Yasuda; 和之安田; Chihiro Shudo; 周藤　千尋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1985-12-16
Filing date: 1985-12-16
Publication date: 1987-06-26

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】〔発明の技術分野〕本発明はセラミ、クス体を用いた部品を備えた弁ガイド
に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

自動車などに用いられる同然機関においては、シリンダ
に、このシリンダに対して吸排気を行なう吸・排気弁を
備えた弁装置を設げている。

この弁装置は、次のように構成されている。すなわち、
吸気孔および排気孔を有する弁ケースをシリンダに取付
け、この弁ケースには吸気孔および排気孔を開閉するき
のこ形の吸気弁および排気弁を設げる。また、弁ケース
にはプツシ−形の弁ガイドを設け、この弁ガイドに吸気
弁および排気弁の軸部を夫々移動自在に挿通して支持し
、吸・排気弁の開閉動作（直線移動）の案内を行なうよ
うにし、且つ弁ケースにおける吸気孔および排気孔の弁
閉塞位置には環状の弁座を設け、この弁座で弁閉塞時に
吸気弁および排気弁のかさ部を受は止めて支持している
。そして、弁開閉装置で吸・排気弁をエンジン主軸と同
調して開閉している。

しかして、このような弁装置において吸・排気弁に接し
てこれを支持するために設げられる弁ガイドは、吸・排
気弁の動作時にこれらの弁と摺接するので、弁との摺接
による摩耗を抑制するために優れた耐摩耗性を有するこ
とが要求される。また、前記弁ガイドは、シリンダから
放出される熱を受けるために、この熱的環境のなかで機
械的強度を維持できる優れた耐熱性を有することも要求
される。

しかるに、従来前記弁装置に用いられる弁ガイドは、構
造用鋼（例えばＳＣＭ材等）などの溶製材によって形成
されている。しかしながら、弁ガイドを形成するこれら
の材料は、耐摩耗性および耐熱性が充分とは云えず、こ
のため弁が一イドは、吸・排気弁との摺接による摩耗お
よび熱的影響による強度の低下の度が大きく、耐久性が
良くないという問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は前記事情に基づいてなされたもので、優れた耐
摩耗性および耐熱性を有する弁ガイドを提供することを
目的とする。

〔発明の概要〕

本発明の弁ガイドは、パルプ挿入端部近傍の内周面をセ
ラミックスでなるガイド部で構成し、本体を金属で構成
し念ものである。弁ガイドの最も摩耗の激しいパルプ挿
入端部近傍の内周面をセラミックスで構成することによ
り本発明の弁ガイドは優れた特性をもたらす。この場合
、本体を構成する金属の熱膨張係数をセラミックスの熱
膨張係数より大きくしておけば、温度上昇時でもこれら
の間の結合状態が安定する。ガイド部は、セラミックス
とその外周に設けた金属層で構成することも可能である
。この場合、金属層の熱膨張係数を、本体を構成する金
属の熱膨張係数より大きくすることによ）、温度上昇時
でも結合状態が安定する。また、ガイド部を形成するセ
ラミックスとしては窒化けい素、サイアロン、ジルコニ
ア、炭化けい素のいずれかを用いることができる。窒化
けい素、サイアロンはいずれも特に耐摩耗性に優れるこ
と、ジルコニアは靭性が高く衝撃に強いこと及び炭化け
い素は高温での強度が大きいこと等それぞれ特徴がちシ
具体的な用途により適用する。本体を構成する金属また
はおよび金属層を焼結金属で構成することが出来る。セ
ラミックスと金属（金属／ｉ）との結合は、圧入、焼ば
め等で行なうが、金属（金属層）を焼結金属で構成した
場合、セラミック７との結合を溶浸技術で補強すること
が可能となる。

〔発明の実施例〕

以下本発明を図面で示す実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例として、自動車などの内燃機
関においてシリンダに設けた弁装置を示している。この
弁装置は、シリンダ２１の上側に設げる頭上弁形のもの
で、シリンダ２ノの内部にはピストンロッド２３を連結
し念ピストン２２が設げである。

図中１はシリンダ２ノの上端に取付けた弁ケースで、こ
の弁ケース１にはシリンダ２１の内部に連通ずる吸気孔
２と排気孔３が形成しである。弁ケース１は鋳鉄などで
形成される。４は弁ケース１の吸気孔２を開閉する吸気
弁、５は排気孔３を開閉する排気弁で、これら吸気弁４
および排気弁５はきのこ形をなし、夫々のかさ部が吸気
孔２と排気孔３のシリンダ側開口部を開閉するようにな
っている。６，７は弁ガイドで、これら弁ガイド６．２
は、後述するようにセラミックス体８と金属体９とを組
合せて結合した複合体で形成されたブツシュ形をなすも
のである。弁ガイド６．７は、前記弁ケース１の吸気孔
２と排気孔３に対応した箇所に上下方向に滴って取付け
られ、前記吸気弁４および排気弁５の各軸部を摺動自在
（上下動自在）に挿通して支持しである。１０．１１は
弁座で、この弁座１０ＴＩＩは環状をなすものである。

これら弁座１０，１１は前記弁ケース１における吸気孔
２および排気孔３のシリンダ側開口部に取付けられ、弁
閉塞時に吸気弁４および排気弁５の各かさ部を受は止め
て当接する。

そして、前記吸気弁４および排気弁５は、コイルばね１
２，１３により弁閉塞方向に向けたばね力が付与されて
おシ、且つ図示しない弁開閉装置によって上下動されて
開閉動作する。この場合、吸気弁４および排気弁５は軸
部が前記弁ガイド６．７の内部を摺動して上下動し、下
降時には各弁のかさ部が前記弁座１０，１１から離れて
吸気孔２および排気孔３を開放し、上昇時にはかさ部が
弁座１０，１１に当接して番孔を閉基する。

次に前述した弁ガイド６．７について第２図を含めて説
明する。第２図は弁ガイド７を示している。セラミック
ス体８は、バルブ挿入端部近傍の内周面に形成され優れ
た耐摩耗性および耐熱性を有するセラミックス、側光ば
５１３Ｎ４、Ｓｉ　−Ｓｔ−Ｎ　、　ＺｒＯ２、ＳｉＣ
で形成されておシ、弁ガイド本体を構成する金属体９は
セラミックスより熱膨張係数が大きく強度の大なるステ
ンレス鋼またはハイスの焼結体などで形成されている。

金属体９は、弁ガイド全体を形作る円筒形をなし、セラ
ミックス体８は、金属体９に比して内径が同等で外径が
小さな円筒状をなすもので、金属体９の下端部内側に組
合されて結合されている。すなわち、セラミ、クス体８
は弁ガイド６．７に挿通する弁４，５の軸部と接触する
。そして、弁ガイド６．２は、弁ケース１に形成した孔
１＆に挿通して取付けられている。

この孔１＆は吸気孔２および排気孔３に夫々対応して形
成される。弁ガイド６．７を弁ケース１に取付けるため
には、セラミックス体８と金属体９を結合した複合体と
して弁ガイド６．７を形成し、この弁ガイドつまシ金属
体９を弁ケース１に形成した孔１ａの内部に圧入または
焼ばめの方法により強固に固着する。弁ガイド４゜５を
形成するためには、例えばセラミックス体８と組合せて
金属粉末成形体を成形し、その後に焼結してセラミック
ス体８と金属体９とを強固に結合してなる複合体を形成
する。あるいはセラミックス体８と金属体９とをしまシ
ばめにより結合することもできるが、それぞれに例えば
凹凸部を係止させる係上部によって結合する構成でも良
い。この結合構造の弁ガイド６．７を形成する場合には
、例えば金属焼結体を用いるとすると前記の製作方法に
加えてセラミックス体８と金属板焼体とを組合せて金属
板焼体を加圧して変形することにより、セラミックス体
８と金属板焼体とを係止し、その後に焼結を行ない複合
体を形成する。なお、これらの金属焼結体を用いる製作
方法においては、焼結時に溶浸処理を一緒に行ない、溶
浸材を介して両焼結体をさらに強固に結合することもで
きる。

また、第３図に示すようにセラミックス体８の外周に金
属層９Ａを設げたＩイド部をガイド本体２に結合する構
造も適用できる。この場合、金属層９Ａの熱膨張係数を
最も大きくすることにより、昇温時に相互の結合力が大
となシより安定した固着状態を得ることができる。

このように構成した弁ガイド６．７は、この弁ガイドに
挿通する吸・排気弁４，５の細部と接触する部分に、セ
ラミ、クス体８を設けてあシ、弁４，５の軸部がセラミ
ックス体８とも摺接する。セラミックス体８は弁４，５
の軸部との摺接に対して優れた耐摩耗性を発揮し、摩耗
の度合が大変小さい。また、セラミ、クス体８は耐熱性
に優れ、シリンダ２１からの熱を受けても機械的強度が
低下することがない。従って、弁ガイド６．７は長期に
わたシ吸・排気４，５の軸部を安定して摺動自在に支持
できる。なお、セラミックス体８を金属体９の下端部（
パルプ挿入端部近傍）に組合せるのは、下端部の摺動条
件が最も厳しく、耐摩耗性が特に要求されるからである
がさらにセラミックス体８を金属体９の全長にわたって
設けるようにしても良い。

なお、前記弁ガイド６．７において、各部材の熱膨張率
がセラミックス体く弁ケース〈バルブガイド本体を形成
する金属体となるように材料を選択して組合せると、弁
ケースがパルプガイド本体の熱膨張を規制するので、各
部材全体を強固に結合できる。

ここで、本発明の一具体例について説明する。

まず、第２図で示す弁ガイドを製造した。希土類酸化物
を含む窒化けい素の粉末を加圧成形し九後に、窒素雰囲
気、温度１７００〜１８５０℃、時間２〜４　ｑ　間Ｑ
条件で焼結してセラミ、クス体を形′ｉＬ／、またステ
ンレス鋼の粉末を加圧成形しｔ後に、水素雰囲気、温度
１２００〜１２５０℃、時間１〜３時間の条件で焼結し
て金属体を形成した。この両焼結体を圧入により焼合し
て複合体とし、この複合体を弁ケースの孔に圧入して固
着した。そして、この弁ガイドに吸・排気弁の細部を挿
通し、弁を開閉動作させた結果、セラミックス体の摩耗
は大変小さ′いものであった。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明寺介豐番によれば弁ガイドに
セラミックス体を用いることにより、これら弁ガイドの
耐摩耗性と耐熱性を向上でき、しかもセラミックス体は
金属体と組合せて弁ケースに容易且つ強固に取付けるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例として内燃機関のシリンダに
設げる弁装置を示す断面図、第２図は同弁装置に用いる
弁ガイドを拡大して示す断面図、第３図は弁ガイドの他
の構成例を拡大して示す断面図である。１・・・弁ケース、４・・・吸気弁、５・・・排気弁、
６゜２・・・弁ガイド、８・・・セラミックス体、９・
・・金属体。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）バルブ挿入端部近傍の内周面をセラミックスでな
るガイド部で構成し、本体を金属で構成してなる弁ガイ
ド。
（２）ガイド部はセラミックスとその外周に設けた金属
層で構成した特許請求の範囲第１項記載の弁ガイド。
（３）セラミックスは、窒化けい素、サイアロン、ジル
コニア、炭化けい素のいずれかである特許請求の範囲第
１項または第２項に記載の弁ガイド。
（４）金属は焼結金属である特許請求の範囲第１項また
は第２項に記載の弁ガイド。
（５）金属層は、焼結金属である特許請求の範囲第２項
記載の弁ガイド。
（６）金属は、セラミックスより大きい熱膨張係数を有
する特許請求の範囲第１項または第２項に記載の弁ガイ
ド。
（７）金属層は、本件を構成する金属より大きい熱膨張
係数を有する特許請求の範囲第２項または第５項に記載
の弁ガイド。