JPS6251705A - 内燃機関の吸排気弁 - 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】 産業上の利用分野 本発明は内燃機関の吸排気弁に関する。

従来の技術。

内燃機関の吸排気弁の高温高圧燃焼ガス雰囲気にさらさ
れる部分にセラミックスを固定する場合、４ｉＩｗセラ
ミックスでは接着状たは金属製ボルトや爪による固定法
が、複層セラミックスでは特殊な弾性結合ボルトによる
固定法が従業されている。

発明が解決しようとする問題点 特殊な弾性結合ボルトにより固定する場合は、例えば特
願昭６０−９４９４６号に示されているように、どちら
かと云えば大型セラミックスの固定に適しており、中小
型の＠排気弁ではｍ造がやや複雑なため、製作しにくい
ものである。また、金属ボルトや爪で固定する場合は、
腐蝕、溶損、緩みなどの恐れがあり、接着により固定す
る場合は、金属母材とセラミックスとの膨張係数が異な
る時は剥離の恐れがあり、また金属母材とセラミックス
の種類の組合ゼによっては接着の信頼性に問題があった
。

本発明はかかる問題点を解決するもので燃焼ガスに直接
さらされず、比較的湿度の低い部分で、金属製ピンを用
い、円周が円錐面形状に形成されたセラミックスリング
によりセラミックス層を弁底面に滑り自在に固定できる
吸排気弁を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明は、弁傘部底面に配
置されるセラミックスと、弁傘部底面側の先端部がセラ
ミックス製でなり、帥記弁中部およびそれに配置される
セラミックスの中心に設けられた貫通孔に挿入固定され
るボルト状栓と、内周が円錐部形状に形成され、前記弁
傘部およびそれに配置されるセラミックスの外周に嵌入
されるセラミックスリングと、前記弁傘部の負通孔と外
周との間および前記セラミックスリングの内周部適当深
さとにわたって半径方向で同軸上にかつ放射状にあけら
れたピン孔に挿入される固定用ピンを有する構成にした
ものである。

作用 上記構成により、吸排気弁の高温高圧燃焼ガス雰囲気に
さらされる弁傘部底面にセラミックスを固定させるのに
、中心部ではミセラミックス製の先端部を有するボルト
状栓を弁傘部およびそれに配置されたセラミックスの中
心に設けられた貫通孔に挿入固定し、外周部では、内周
が円錐面形状に形成されたセラミックスリングでおさえ
、このセラミックスリングを、弁傘部を半径方向に貢通
する固定用ピンで固定し、かつこの固定用ピンを前記ボ
ルト状栓により抜は止めし、この固定用ピンの弾性によ
り、セラミックスリングの内周円錐面で滑ることを許し
て、熱応力、機械的応力を軽減させる。

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。第１
図は弁傘部の４１１１造を示す要部断面図、第２図（ａ
）（ｂ）は固定用ピンの詳細を示す一部断面側面図およ
び正面図である。

第１図において、１は吸排気弁本体で、実線で示された
弁傘部２と鎖線で示されたステム部３とを溶接あるいは
摩擦圧接などにより接合して一体としている。セラミッ
クスとセラミックスとを重ね合わせて複層とし、これを
弁本体１の底部にライニングして高温用構造部材として
用いる場合、断熱性に優れ、かつ金属との接着が容易な
例えばジルコニアなどの第１のセラミックス４を金属母
材に接着し、耐熱性に優れた強度の高い例えば窒化硅素
などの第２のセラミックス５をその外側の高温側に用い
る。この第１のセラミックス４と第２のセラミックス５
とは熱膨張係数と温度分布が異なるので、接着すること
は困難であるため機械的接合どし、かつ熱応力、機械的
応力の軽減のため結合面での滑りを許す４ｆ４造とする
ことが必要である。６，７は断熱緩衝材で、第１のセラ
ミックス４と第２のセラミックス５との間および第１の
セラミックス１の外周に取り付けられている。８は弁傘
部２と第１および第２のセラミックス４゜５の中心にあ
けられた貫通孔で、第２のセラミックス５の部分では円
錐孔９に形成されている。１０は貫通孔８に嵌呑される
ボルト状栓で、第２のセラミックス５と同じ材質のセラ
ミックスで作られ、下部に前記円錐孔９に沿う円錐部１
２を有し、上部に前記貫通孔８より小径の小径部１３を
有するセラミンク製頭部１１と、耐熱合金製棒部１４と
からなり、セラミックス製頭部１１と耐熱合金製棒部１
４とは小径部１３において接着または焼きばめなどの方
法により一体に接合されている。１５は弁傘部２と第１
および第２のセラミックス４．５にわたって外嵌される
セラミックスリングで、第２のセラミックス５と同じ材
質のセラミックスで作られ、その内周は円錐部１６に形
成されており、この円錐部１６で弁傘部２、第１のセラ
ミックス４、断熱緩衝材７、第２のセラミックス５と接
している。１７は耐熱合金製の固定用ピンで、先端にゆ
るい角度の面取り１８が施されかつ十字型溝１９が先端
から適当長さ切り込まれて設けられ、基端に組立用ねじ
穴２０が設けられている。なお十字型溝１９の代りに中
心に丸穴をあけた管形としてもよい。２１．２２は弁傘
部２との貫通孔８と外周との間およびセラミックスリン
グ１５の内周部適当深さにわたって半径方向で同軸上に
かつ放射状に適当数あけられた、固定用ピン１７の挿入
用ピン孔である。

次に、弁傘部２にセラミックスを取付ける方法について
説明する。第１のセラミックス４を弁傘部２に接着俊、
断熱緩衝材６，７をおき、さらに第２のセラミックス５
をおく。次に固定用ピン１７を十字型溝１９のない側か
ら弁傘部２に外周から内周に向けて挿入する。この際固
定用ピン１７の基端部を仮想線２３で示すように貫通孔
８内に突出させ、十字型溝１９側の先端部が弁傘部２の
外周より外方へ出ない位置にまで押し込む。なお、固定
用ピン１７が組立ての途中でつかえて、抜き差しならな
くなったときは、組立用ねじ穴２０に折れ曲がり可能の
引抜き用具をねじ込み、引き抜きのための手掛りとする
。次にセラミックスリング１５をそのピン孔２２が弁傘
部２のピン孔２１に半径方向で一致する位置で弁傘部２
、第１および第２のセラミックス４．５の外周に嵌入す
る。この時、弁傘部２とセラミックスリング１５との間
には軸方向に微小間隙２４が形成される。そして、例え
ば円錐部をもつ金属棒などの適当な用具を用いて、固定
用ピン１７の突出部２３を押して、十字型溝１９のある
先端部をセラミックスリング１５のピン孔２２に十分に
押し込む。

次に、ボルト状栓１０を弁傘部２の貫通孔８に挿入して
、固定用ピン１７の抜は止めを施し、ボルト状栓１０の
上端部２５を溶接２６により貫通孔８の内周に固定して
、セラミックスライニングの取付けが完了する。このよ
うにしてセラミックスを取付けた弁傘部２をステム部３
に溶接あるいは摩擦圧接などにより一体に結合すれば弁
本体１が完成する。

上記実施例では、断熱緩衝材を介装した複層セラミック
スについて示したが、断熱緩衝材のない複層セラミック
スあるいは中層セラミックスの場合にも同様の方法が適
用され得る。

発明の効果 以下本発明によれば中心部ではボルト状栓により固定さ
れ、外周部では円錐面をもつセラミックスリングにより
固定されて、弁傘部を弾性的に支持可能な固定用ピンに
よって、セラミックスリングが弁傘部およびそれに配置
されるセラミックスに対して酒り冑るようになるので、
セラミックスに対する熱応力、機械的応力が軽減される
。また弁本体は高温高圧の燃焼ガス雰囲気にさらされる
部分がセラミックスで覆われ、かつボルト状栓の金属部
と固定用ピンは燃焼ガスに直接さらされることなく、比
較的温度の低い部分に位置しているので、高温高圧の燃
焼ガス雰囲気に対して安全である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図（
ａＨｂ）は固定用ピンの詳細を示す一部断面側面図およ
び正面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、弁傘部底面に配置されるセラミックスと、弁傘部底
   面側の先端部がセラミックス製でなり、前記弁傘部およ
   びそれに配置されるセラミックスの中心に設けられた貫
   通孔に挿入固定されるボルト状栓と、内周が円錐面形状
   に形成され、前記弁傘部およびそれに配置されるセラミ
   ックスの外周に嵌入されるセラミックスリングと、前記
   弁傘部の貫通孔と外周との間および前記セラミックスリ
   ングの内周部適当深さにわたって半径方向で同軸上にか
   つ放射状にあけられたピン孔に挿入される固定用ピンを
   有することを特徴とする内燃機関の吸排気弁。