WO2014125843A1 - ポペットバルブ - Google Patents

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WO2014125843A1
WO2014125843A1 PCT/JP2014/050076 JP2014050076W WO2014125843A1 WO 2014125843 A1 WO2014125843 A1 WO 2014125843A1 JP 2014050076 W JP2014050076 W JP 2014050076W WO 2014125843 A1 WO2014125843 A1 WO 2014125843A1
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WO
WIPO (PCT)
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cover
umbrella
heat insulating
poppet valve
insulating member
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/050076
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
勝間田 正司
原田 健一
桂樹 友田
杉山 敏久
Original Assignee
トヨタ自動車 株式会社
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Publication date
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Priority to JP2015500156A priority Critical patent/JP6070816B2/ja
Priority to DE112014000833.8T priority patent/DE112014000833T5/de
Priority to CN201480008254.6A priority patent/CN104995377B/zh
Priority to US14/765,026 priority patent/US9726055B2/en
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/12Cooling of valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01LCYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L3/00Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
    • F01L3/06Valve members or valve-seats with means for guiding or deflecting the medium controlled thereby, e.g. producing a rotary motion of the drawn-in cylinder charge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/36Valve members
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K49/00Means in or on valves for heating or cooling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Definitions

  • the present invention relates to a poppet valve that opens and closes an intake port and an exhaust port of an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is provided with poppet valves such as an intake valve that opens and closes an intake port and an exhaust valve that opens and closes an exhaust port. Since these valves are heated by the heat of the combustion chamber, when fuel or oil adheres to the valves, the volatile components are vaporized and deposits are generated. When such deposits accumulate on the umbrella portion of the poppet valve, for example, the amount of intake air flowing into the combustion chamber decreases or the flow resistance when exhaust flows out of the combustion chamber increases. Therefore, in the poppet valve described in Patent Document 1, a cover that covers the umbrella back surface of the umbrella portion is provided to prevent fuel and oil from adhering to the umbrella back surface. Further, by providing a heat insulating space between the cover and the poppet valve, the amount of heat transferred from the poppet valve to the cover is reduced, and the temperature of the cover is prevented from rising. This suppresses deposit accumulation on the cover.
  • poppet valves such as an intake valve that opens and closes an intake port and an exhaust valve that opens and closes an exhaust port. Since these valves are heated
  • An object of the present invention is to provide a poppet valve that can effectively suppress the temperature rise of the cover and reduce the deposit accumulation amount of the cover.
  • the poppet valve that solves the above-described problems has a base end and a tip, and includes an umbrella portion that is provided at the tip and has an umbrella back surface, and a shaft that extends from the umbrella portion toward the base end.
  • the poppet valve is further provided with a cover that covers at least a part of the back surface of the umbrella with a heat insulating space interposed therebetween, and a heat insulating member that is provided between the cover and the umbrella part and has a lower thermal conductivity than the umbrella part.
  • a support portion that supports the cover on the umbrella portion.
  • the cover is supported via a member having a lower thermal conductivity than the umbrella, it is possible to reduce the amount of heat transmitted from the umbrella to the cover and effectively suppress the temperature rise of the cover. it can. Therefore, it is possible to suppress the vapor deposition of the volatile components of the fuel and oil adhering to the surface of the cover, and to reduce the deposit accumulation amount of the cover.
  • the poppet valve that solves the above-mentioned problem is a valve body having a base end and a tip, and is provided at the tip and has an umbrella back surface, and a shaft that extends from the umbrella toward the base end And a valve main body.
  • the poppet valve is further provided with a cover that covers at least a part of the region including the back surface of the umbrella and the shaft portion with a heat insulating space between the cover and the valve body, and has a thermal conductivity higher than that of the valve body. And a support portion that supports the cover via a low heat insulating member.
  • the cover is supported via a member having a lower thermal conductivity than the valve body, it is possible to reduce the amount of heat transferred from the valve body to the cover and effectively suppress the temperature rise of the cover. it can. Therefore, it is possible to suppress the vapor deposition of the volatile components of the fuel and oil adhering to the surface of the cover, and to reduce the deposit accumulation amount of the cover.
  • the heat insulating member is formed of a material different from that of the cover, an interface made of a different material is formed at the joint between the heat insulating member and the cover, so that the amount of heat transmitted to the cover through the same interface is reduced. And the temperature rise of the cover can be further suppressed.
  • the support part is disposed at both ends of the cover located near the base end and the tip end of the poppet valve (or valve body), the stability when the cover is assembled to the poppet valve is improved. To do.
  • the support portion is disposed at the end portion of the cover near the tip, it is preferable that a plurality of the support portions are disposed at intervals in the circumferential direction of the umbrella portion.
  • the fuel or oil that has flowed into the heat insulating space is discharged to the outside from between the circumferentially adjacent support portions at the end of the cover located near the tip of the poppet valve (or valve body). Can do. For this reason, it can suppress that fuel and oil remain in heat insulation space, and a deposit is generated.
  • the support portion is located at the end portion near the base end of the cover, if the support portion is disposed over the entire circumferential direction of the umbrella portion or the shaft portion, for example, the shaft portion The fuel and oil are prevented from flowing into the heat insulation space along the surface of the. For this reason, it can suppress that fuel and oil remain in heat insulation space, and a deposit is generated.
  • a poppet valve for solving the above problems has a proximal end and a distal end, an umbrella portion provided at the distal end and having an umbrella back surface, and a shaft portion extending from the umbrella portion toward the proximal end, Is provided.
  • the poppet valve further includes a cover that covers the back surface of the umbrella and the shaft portion with a heat insulation space therebetween, a cover in which a portion near the base end is directly fixed to the shaft portion, and a portion near the tip end in the cover And a support part that supports the cover on the umbrella part via a heat insulating member having a lower thermal conductivity than the umbrella part.
  • the cover since the cover is supported via a member having a lower thermal conductivity than the umbrella, it is possible to reduce the amount of heat transmitted from the umbrella to the cover and effectively suppress the temperature rise of the cover. it can.
  • the portion of the cover located near the base end of the poppet valve is directly fixed to the shaft portion by, for example, caulking or welding, the cover is stably supported with respect to the poppet valve. Therefore, it is possible to suppress the vapor deposition of the volatile components of the fuel and oil adhering to the surface of the cover, and to reduce the deposit accumulation amount of the cover.
  • a plurality of the support portions are arranged at intervals in the circumferential direction of the umbrella portion.
  • the fuel or oil that has flowed into the heat insulating space can be discharged to the outside from between the support portions adjacent in the circumferential direction at the end portion of the cover located near the tip of the poppet valve. For this reason, it can suppress that fuel and oil remain in heat insulation space, and a deposit is generated.
  • the cover portion located near the base end of the poppet valve is fixed to the coaxial portion in a state of being in contact with the entire circumference of the shaft portion in the circumferential direction.
  • the support part includes a convex part projecting from one of the umbrella part or the shaft part and the cover toward the other, and a concave part formed on the other and fitted with the convex part. Is desirable.
  • the cover can be assembled at a desired position on the back of the umbrella by fitting the convex portion provided on one of the umbrella portion or the shaft portion and the cover into the concave portion provided on the other side. it can. For this reason, the assembly of the cover and the poppet valve is facilitated.
  • the heat insulating member includes a covering portion covered with a cover and an exposed portion exposed from the cover.
  • the exposed portion comes into contact with the intake air to be cooled, so that the temperature rise of the heat insulating member can be suppressed and the durability thereof can be improved.
  • the surface of the cover and the surface of the exposed portion are flush with each other, it is possible to suppress separation of the intake air flowing along the surface of the cover at the connection portion between the surface of the cover and the surface of the exposed portion. For this reason, it is possible to reduce the flow resistance of the intake air that passes around the intake valve and flows into the combustion chamber, and it is possible to suppress a decrease in intake efficiency due to the provision of the cover.
  • the support portion is disposed at the end portion of the cover located near the tip of the poppet valve, and the surface of the exposed portion and the valve seat contact surface of the umbrella portion are flush with each other.
  • the above configuration it is possible to suppress separation of the intake air flowing along the surface of the exposed portion at the connection portion between the surface of the exposed portion and the valve seat contact surface of the umbrella portion. For this reason, it is possible to reduce the flow resistance of the intake air that passes around the intake valve and flows into the combustion chamber, and it is possible to suppress a decrease in intake efficiency due to the provision of the cover. Further, in such a configuration, it is preferable that the surface of the cover and the surface of the exposed portion are flush with each other. According to this configuration, since the intake air smoothly flows along the surface of the cover, the surface of the exposed portion, and the valve seat contact surface, the flow direction of the intake air does not change suddenly. For this reason, it is possible to reduce the flow resistance of the intake air that flows around the intake valve and flows into the combustion chamber, and it is possible to further suppress a decrease in intake efficiency due to the provision of the cover.
  • the heat insulating member of the support portion is formed of an elastic material, it is possible to prevent the impact when the poppet valve is seated on the cylinder head from being transmitted to the cover via the support portion. Even if there is a shape error in the cover or the poppet valve, the heat insulating member is elastically deformed to absorb the shape error, and both can be assembled stably.
  • the heat insulating member is made of a material that is difficult to bend, by forming the heat insulating member into an elastically deformable shape, the same effect as when the heat insulating member is made of an elastic material can be obtained.
  • the heat insulating member has an annular shape extending in the circumferential direction of the shaft portion, the cross-sectional shape along the circumferential direction is a waveform, and the end portion of the cover located near the tip of the poppet valve And the back of the umbrella.
  • the heat insulating member since the amount of elastic deformation of the heat insulating member when pressed in the vertical direction of the wave is large, even if there is a shape error in the cover or poppet valve, the heat insulating member elastically deforms to absorb the shape error. Both can be assembled stably.
  • the heat insulating member may be formed of a porous material.
  • the porosity of the outer portion is lower than the porosity of the inner portion close to the heat insulating space.
  • the heat insulating property of the heat insulating member can be improved by increasing the porosity.
  • the porosity is increased in this way, fuel and oil easily enter the heat insulating member. And when fuel and oil penetrate
  • the heat insulating member is formed of a porous material, and the porosity of the outer portion is lower than the porosity of the inner portion adjacent to the heat insulating space. That is, by making the porosity of the outer portion where fuel and oil are likely to adhere relatively low, the portion has a denser composition. For this reason, it becomes difficult for a fuel and oil to penetrate
  • FIG. 2 is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. 1.
  • Sectional drawing of a poppet valve. (A), (b) is a perspective view of a poppet valve. (A), (b) is an enlarged view of the umbrella part of a poppet valve.
  • FIG. 9 is a sectional view taken along line 9-9 in FIG. Sectional drawing of a poppet valve. Sectional drawing of a poppet valve. Sectional drawing of a poppet valve. Sectional drawing of a poppet valve. Sectional drawing which expanded the upper end part of the cover.
  • (A), (b) is sectional drawing to which the upper end part of the cover was expanded. Sectional drawing which expanded the upper end part of the cover. Sectional drawing which expanded the upper end part of the cover. Sectional drawing which expanded the lower end part of the cover. Sectional drawing which expanded the lower end part of the cover. Sectional drawing which expanded the lower end part of the cover. Sectional drawing which expanded the lower end part of the cover. Sectional drawing which expanded the lower end part of the cover. Sectional drawing which expanded the lower end part of the cover. Sectional drawing which expanded the upper end part of the cover. Sectional drawing of a poppet valve. Sectional drawing of a poppet valve.
  • the intake valve includes a valve body having a shaft portion 10 and an umbrella portion 11 connected to the lower end of the coaxial portion 10.
  • the umbrella section 11 has a substantially circular cross section orthogonal to the axial direction of the shaft section 10, and the diameter of the umbrella section 11 increases as the valve head surface 12 is approached.
  • This intake valve (valve body) is made of, for example, iron.
  • an end portion provided with the umbrella portion 11 is a distal end, and an end portion opposite to the distal end is a base end. Therefore, the shaft portion 10 extends from the umbrella portion 11 provided at the distal end of the intake valve (valve body) toward the proximal end of the intake valve (valve body).
  • the intake valve is provided with a substantially cylindrical cover 14 that covers the umbrella back surface 13 of the umbrella portion 11.
  • the cover 14 is made of, for example, aluminum, and the diameter thereof is increased toward the tip so as to follow the shape of the umbrella back surface 13.
  • the cover 14 has an upper end portion 15 located near the proximal end of the intake valve (valve body) and a lower end portion 16 located near the distal end of the intake valve (valve body). Rubbers 17 and 18 are fixed to the inner peripheral surfaces of these end portions 15 and 16 by, for example, vulcanization adhesion. More specifically, an annular rubber 17 extending over the entire circumference of the inner peripheral surface is bonded to the upper end portion 15 of the cover 14, and the inner peripheral surface of the cover 14 is attached to the lower end portion 16 of the cover 14. A plurality of rubbers 18 are bonded to each other at a predetermined interval in the direction. These rubbers 17 and 18 are heat-resistant rubbers whose thermal conductivity is lower than that of the valve body, that is, the shaft part 10 and the umbrella part 11.
  • a groove 19 that is an annular recess extending over the entire circumference in the circumferential direction is provided in a portion of the shaft portion 10 that faces the upper end portion 15 of the cover 14.
  • a plurality of recesses 20 are provided in a portion of the umbrella portion 11 facing the lower end portion 16 of the cover 14 at a predetermined interval in the circumferential direction. Then, the rubber 17 is fitted into the groove 19 and the rubber 18 is fitted into the recess 20, whereby the cover 14 is supported by the shaft portion 10 and the umbrella portion 11 with a predetermined distance from the umbrella back surface 13. Yes.
  • the rubber 18 and the recessed portion 20 function as a support portion that supports the cover 14 on the umbrella portion 11 (valve body), and the rubber 17 and the groove 19 support the cover 14 on the shaft portion 10 (valve body). Function as. Accordingly, a heat insulating space 21 is provided between the cover 14 and the umbrella back surface 13.
  • the shaft 14 and the umbrella portion 11 are covered with heat-resistant rubbers 17 and 18 whose cover 14 has a lower thermal conductivity than the shaft portion 10 and the umbrella portion 11 (valve body). Therefore, the amount of heat transferred from the shaft portion 10 and the umbrella portion 11 to the cover 14 is reduced.
  • a support portion located at the upper end portion 15 of the cover 14 is disposed over the entire circumference of the umbrella portion 11, and the space between the upper end portion 15 of the cover 14 and the shaft portion 10 is sealed with rubber 17. For this reason, for example, fuel and oil are prevented from flowing into the heat insulating space 21 along the surface of the shaft portion 10. For this reason, it can suppress that fuel and oil remain in the heat insulation space 21, and a deposit is produced
  • the support portions are rubber 17 and 18 which are convex portions that are bonded to the cover 14 and project toward the shaft portion 10 and the umbrella portion 11, and the rubber portions 17 and 18 that are formed on the shaft portion 10 and the umbrella portion 11. Since the fitting groove 19 and the recess 20 are included, the cover 14 can be assembled at a desired position on the umbrella back surface 13 by fitting them. For this reason, the assembly of the cover 14 and the valve body is facilitated.
  • a heat-resistant rubber 17 extending over the entire circumference of the inner peripheral surface of the upper end portion 15 is fixed to the cover 14 provided in the intake valve by, for example, vulcanization adhesion.
  • the lower end portion 16 of the cover 14 is provided with a plurality of projecting portions 23 that project toward the umbrella portion 11 at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • a groove 19 extending over the entire circumference in the circumferential direction is provided in a portion of the shaft portion 10 facing the upper end portion 15 of the cover 14.
  • a plurality of recesses 24 are provided in a portion of the umbrella portion 11 facing the protruding portion 23 of the cover 14 at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • the inner peripheral surface of the recess 24 is covered with a thermal barrier film (TBC: Thermal Barrier Coating) 25 having a thermal barrier layer made of ceramic, for example.
  • TBC Thermal Barrier Coating
  • the protruding portion 23 of the cover 14 is fitted to the concave portion 24 of the umbrella portion 11 via the heat shielding film 25. Further, the rubber 17 fixed to the cover 14 and the groove 19 provided in the shaft portion 10 are fitted, whereby the upper end portion 15 of the cover 14 is supported by the shaft portion 10. That is, in this embodiment, the protrusion 23, the recess 24, and the thermal barrier coating 25 function as a support portion that supports the cover 14 on the umbrella portion 11, and the rubber 17 and the groove 19 serve to cover the shaft portion 10 with the cover 14. It functions as a support part to support.
  • the cover 14 provided on the intake valve is directly fixed with its upper end portion 15 caulked against the shaft portion 10 and in contact with the coaxial portion 10 over the entire circumference thereof.
  • a heat-resistant rubber 26 is fixed to the umbrella back surface 13 of the umbrella part 11 at a predetermined interval in the circumferential direction, for example, by vulcanization adhesion.
  • the rubber 26 is provided with a step portion 27, and the lower end portion 16 of the cover 14 is abutted against the step portion 27. In this state, the cover 14 and the rubber 26 are bonded. Therefore, the lower end portion 16 of the cover 14 is supported on the umbrella portion 11 by the rubber 26.
  • the rubber 26 has a covering portion 28 covered with the cover 14 and an exposed portion 29 exposed from the cover 14.
  • the exposed portion 29 is a portion protruding outward from the cover 14 in the extending direction of the cover 14.
  • the height of the stepped portion 27 is substantially the same as the thickness of the cover 14. For this reason, when the rubber 26 and the cover 14 are bonded, the surface of the exposed portion 29 of the rubber 26 and the surface of the cover 14 are flush with each other. Further, the surface of the exposed portion 29 of the rubber 26 and the valve seat contact surface 30 are also flush. Therefore, the surface of the exposed portion 29 of the rubber 26, the surface of the cover 14, and the valve seat contact surface 30 of the umbrella portion 11 are flush with each other. That is, the surface of the exposed portion 29, the surface of the cover 14, and the valve seat contact surface 30 are on the same plane.
  • the intake portion 29 contacts the exposed portion 29 when the intake air flows into the combustion chamber during the intake stroke, The rubber 26 is cooled.
  • the intake air flowing along the surface of the cover 14 flows between the surface of the cover 14 and the exposed portion 29. It is possible to suppress separation at the connecting portion with the surface, and separation of the intake air flowing along the surface of the exposed portion 29 at the connecting portion between the surface of the exposed portion 29 and the valve seat contact surface 30 of the umbrella portion 11. . For this reason, the intake air flows smoothly along the surface of the cover 14, the surface of the exposed portion 29, and the valve seat contact surface 30, and the flow direction of the intake air does not change suddenly.
  • the upper end portion 15 of the cover 14 is caulked with respect to the shaft portion 10 and is directly fixed to the shaft portion 10 in contact with the entire circumference in the circumferential direction.
  • the fuel and oil are prevented from flowing into the heat insulating space 21.
  • the exposed portion 29 exposed from the cover 14 is provided on the rubber 26, and the exposed portion 29 is cooled by contacting with the intake air. For this reason, the temperature rise of the rubber
  • a heat insulating member 31 is provided between the cover 14 and the umbrella portion 11.
  • the heat insulating member 31 is made of a material that is not easily bent, such as ceramic or resin, and has a ring shape extending in the circumferential direction of the shaft portion 10.
  • the cross-sectional shape along the circumferential direction of the shaft portion 10 of the heat insulating member 31 is a waveform, and a part of the heat insulating member 31 in the circumferential direction is divided.
  • the heat insulating member 31 can be assembled to the valve body as follows, for example. That is, as shown in FIG. 6A, the heat insulating member 31 is disposed between the umbrella portion 11 and the cover 14. Then, as shown in FIG.
  • the cover 14 is covered from above so that the heat insulating member 31 is pressed against the umbrella back surface 13 of the umbrella portion 11.
  • the heat insulating member 31 is elastically deformed when pressed in the vertical direction of the wave.
  • the upper end portion 15 of the cover 14 is caulked against the shaft portion 10 in a state where the heat insulating member 31 is elastically deformed, and the cover 14 and the shaft portion 10 are fixed.
  • the heat insulating member 31 is clamped over the entire circumference in the circumferential direction by the back surface of the lower end portion 16 of the cover 14 and the umbrella back surface 13.
  • the size of the gap between the cover and the umbrella when the cover is assembled to the valve body may be partially different in the circumferential direction.
  • the heat insulating member is formed of a material that is difficult to bend and the cover is fixed to the umbrella portion via the heat insulating member, the heat insulating member cannot be held between the umbrella portion and the cover over the entire circumference. May not be able to be stably fixed.
  • the heat insulating member 31 since the cross-sectional shape in the circumferential direction of the heat insulating member 31 is corrugated, the heat insulating member 31 is elastically deformed when pressed in the vertical direction of the wave. For this reason, as shown in FIGS. 7A and 7B, even if the size L of these gaps is changed due to the shape error of the cover 14 or the umbrella portion 11, the heat insulating member 31 is elastically deformed to cause such a gap. Change is absorbed. That is, as shown in FIG. 7B, the upper part 31a and the lower part 31b of the heat insulating member 31 come into contact with the cover 14 and the umbrella part 11 over the entire circumference, respectively.
  • the amount of elastic deformation of the heat insulating member 31 is further increased by widening the gap between the divided portions of the heat insulating member 31.
  • the heat insulating member 31 was formed into a ring shape, and the cross-sectional shape along the circumferential direction was corrugated.
  • the heat insulating member 31 is sandwiched between the back surface of the lower end portion 16 of the cover 14 and the umbrella back surface 13 from the vertical direction of the wave. For this reason, when the cover 14 is assembled to the umbrella portion 11 via the heat insulating member 31, the heat insulating member 31 is elastically deformed, and shape errors of the cover 14 and the valve body are absorbed. As a result, the cover 14 can be stably assembled to the valve body.
  • a heat insulating member 32 is provided between the lower end portion 16 of the cover 14 provided on the intake valve and the umbrella portion 11 over the entire circumference in the circumferential direction.
  • the heat insulating member 32 has a ring shape and is made of a porous metal.
  • the porosity of the outer peripheral portion (outer portion) is lower than the porosity of the inner peripheral portion (inner portion) adjacent to the heat insulating space 21.
  • the heat insulating property of the heat insulating member can be improved by increasing the porosity.
  • the porosity of the heat insulating member is increased, fuel and oil easily enter the heat insulating member. As described above, when the fuel or oil enters the inside of the heat insulating member, the pores are filled with the fuel or oil, so that the heat insulating property of the heat insulating member may be lowered.
  • the heat insulating member 32 is formed of a porous metal, and the porosity of the outer portion is lower than the porosity of the inner portion close to the heat insulating space 21. That is, the outer portion to which fuel or oil adheres has a relatively low porosity so that the outer portion has a denser composition. For this reason, it becomes difficult for a fuel and oil to penetrate
  • the heat insulating member 32 is formed of a porous metal and the porosity of the outer portion is lower than the porosity of the inner portion adjacent to the heat insulating space 21, fuel and oil enter the heat insulating member 32. It is possible to suppress a decrease in heat insulating property due to.
  • the rubber portions 17 and 18 that are convex portions are fixed to the cover 14 and the grooves 19 and the concave portions 20 are provided in the umbrella portion 11.
  • the configuration shown in FIG. 10 may be adopted.
  • a groove 33 extending in the circumferential direction is provided on the inner peripheral surface of the upper end portion 15 of the cover 14 over the entire circumference or partially.
  • a plurality of recesses 34 are provided on the inner peripheral surface of the lower end portion 16 of the cover 14 at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • gum 17 and 18 fixed to the axial part 10 and the umbrella part 11, for example by vulcanization adhesion, is fitted to the said groove
  • the cover 14 is provided with a groove 33 and a plurality of recesses 34, the intake valve is provided with a groove 19 and a plurality of recesses 20, and the rubber 17 is fitted into the grooves 19, 33,
  • the cover 14 may be assembled to the umbrella portion 11 by fitting the rubber 18 into the recesses 20 and 34, respectively.
  • FIGS. 10 and 11 the example in which the support configuration in both the upper end portion 15 and the lower end portion 16 of the cover 14 is changed is shown. However, only one of the upper end portion 15 and the lower end portion 16 is shown. You may make it employ
  • the structure shown in FIG.10 and FIG.11 can also be employ
  • the plurality of rubbers 18 are arranged at predetermined intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the lower end portion 16 of the cover 14.
  • an annular rubber extending over the entire circumference in the circumferential direction may be disposed on the inner peripheral surface of the lower end portion 16 of the cover 14 to seal the lower end portion of the heat insulating space 21.
  • the rubber 17 is fixed to the upper end portion 15 of the cover 14 and the groove 19 in which the rubber 17 is fitted is provided in the shaft portion 10, but the rubber 17 is fixed to the shaft portion 10.
  • a groove extending in the circumferential direction may be provided on the inner peripheral surface of the upper end portion 15 of the cover 14 over the entire circumference or partially, and the rubber 17 may be fitted into the groove.
  • the protrusion part 23 was provided in the lower end part 16 of the cover 14, and the recessed part 24 was provided in the umbrella part 11, the protrusion part 23 was provided in the umbrella part 11, and the protrusion part 23 was fitted.
  • a concave portion to be joined may be provided in the cover 14. In such a case, it is preferable to cover the inner peripheral surface of the recess provided in the lower end portion 16 of the cover 14 with the thermal barrier coating 25. Even with such a configuration, the same effects as the above (1) to (7) can be obtained.
  • the plurality of protrusions 23 are provided at predetermined intervals in the circumferential direction at the lower end portion 16 of the cover 14. You may make it provide the cyclic
  • the second embodiment may be modified as shown in FIG. 12, for example.
  • the same components as those of the second embodiment are denoted by common reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the cover 14 of the intake valve is provided with a plurality of protrusions 23 at the lower end 16 thereof. Further, a portion of the umbrella back surface 13 of the umbrella portion 11 that faces the protruding portion 23 is covered with a thermal barrier coating 25. And this thermal-insulation film
  • the rubbers 17 and 18 are used as the heat insulating member having a lower thermal conductivity than that of the umbrella portion 11, but other heat insulating members such as ceramic and resin may be used. Even with such a configuration, the same effects as in the above (1) to (6) can be obtained.
  • the rubber 17 is disposed on the inner peripheral surface of the upper end portion 15 of the cover 14.
  • FIGS. 13 to 15 are enlarged cross-sectional views of the upper end portion 15 of the cover 14.
  • FIG. 13 to FIG. 15 the same configurations as those of the embodiments are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be given. Is omitted.
  • a ring-shaped rubber 35 is fixed to the upper end portion 15 of the cover 14 so as to cover the tip of the cover 14.
  • the inner diameter of the rubber 35 is slightly smaller than the outer diameter of the shaft portion 10. Therefore, when the shaft portion 10 is inserted into the hole 36 of the ring-shaped rubber 35, the inner peripheral surface of the rubber 35 and the shaft portion 10 are brought into close contact with each other by the action of elastic force.
  • the upper end portion 15 of the cover 14 is bent in a direction away from the shaft portion 10 (outside in the radial direction).
  • a ring-shaped rubber 37 is fixed to the upper surface of the upper end portion 15.
  • the inner diameter of the rubber 37 is smaller than the outer diameter of the shaft portion 10.
  • the shaft portion 10 is provided with a groove 38 extending over the entire circumference.
  • the groove 38 of the shaft portion 10 may be omitted. That is, the rubber 37 and the shaft portion 10 may be brought into close contact with each other by a reaction force generated by elastic deformation of the rubber 37.
  • the upper end portion 15 of the cover 14 is supported by the shaft portion 10 via the rubber 17, but when the temperature of the shaft portion 10 is not so high, FIG. As shown, the upper end 15 of the cover 14 may be fixed directly over the entire circumference of the shaft 10. At this time, for example, the upper end portion 15 of the cover 14 may be caulked and fixed to the shaft portion 10, or the upper end portion 15 of the cover 14 may be fixed to the shaft portion 10 by welding. Even with such a configuration, the cover 14 is supported by the umbrella portion 11 having a high temperature in the intake valve via the rubber 18 and the thermal barrier coating 25, so that the same effects as the above (1) to (5) can be obtained. .
  • the annular rubber 17 extending over the entire circumference in the circumferential direction is disposed on the inner circumferential surface of the upper end 15 of the cover 14, but the upper end 15 of the cover 14 is arranged.
  • a plurality of rubbers may be arranged at intervals in the circumferential direction. Even with this configuration, the same effects as in the above (1) to (4) can be obtained.
  • FIGS. 17 to 21 are enlarged sectional views of the lower end portion 16 of the cover 14.
  • FIGS. 17 to 21 the same components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals and their details are given. The detailed explanation is omitted.
  • a convex portion 41 that protrudes toward the umbrella portion 11 is formed on the rubber 40 that supports the cover 14, and a concave portion 42 that fits the convex portion 41 is formed on the umbrella portion 11. And the rubber 40 is being fixed to the umbrella part 11 by these convex parts 41 and the recessed part 42 fitting.
  • the rubber 40 and the umbrella part 11 can be further easily assembled. Note that the same effect can be obtained even when a convex portion that protrudes toward the rubber 40 is provided on the umbrella portion 11 and a concave portion that fits into the convex portion is formed on the rubber 40.
  • the cover 14 is supported by the umbrella back surface 13 via the rubber 43, but the surface of the exposed portion 44 of the rubber 43 and the surface of the cover 14 are It is not flush. Even with such a configuration, the same effects as in the above (1) to (4), (7) to (9), and (11) can be obtained.
  • the surface of the exposed portion 46 of the rubber 45 is not flush with the valve seat contact surface 30 of the umbrella portion 11. Even with such a configuration, the same effects as in the above (1) to (4) and (7) to (10) can be obtained.
  • the exposed portions 48, 50 of the rubbers 47, 49 may not be flush with the surface of the cover 14 and the valve seat contact surface 30 of the umbrella portion 11. Even with such a configuration, the same effects as in the above (1) to (4) and (7) to (9) can be obtained.
  • FIGS. 17-21 it can change into the rubber 40, 43, 45, 47 as a heat insulation member, and can also be set as the same structure using the heat insulation member which consists of ceramics, resin, etc.
  • FIG. 17-21 it can change into the rubber 40, 43, 45, 47 as a heat insulation member, and can also be set as the same structure using the heat insulation member which consists of ceramics, resin, etc.
  • the upper end portion 15 of the cover 14 is caulked to the shaft portion 10 to fix the cover 14 directly to the shaft portion 10, but other methods such as welding may be used. Alternatively, the cover 14 may be directly fixed to the shaft portion 10.
  • the upper end portion 15 of the cover 14 is directly fixed to the shaft portion 10, but may be modified as shown in FIG.
  • the upper end portion 15 of the cover 14 is fixed to the shaft portion 10 via an annular rubber 51.
  • a step portion 52 is provided in the rubber 51, and the upper end portion 15 of the cover 14 is fixed to the step portion 52.
  • the height of the stepped portion 52 is substantially the same as the thickness of the cover 14, and when the rubber 51 and the cover 14 are fixed, the surface of the exposed portion 53 of the rubber 51 and the surface of the cover 14 are flush with each other. ing.
  • the upper end portion 15 of the cover 14 is fixed to the coaxial portion 10 in contact with the entire circumference of the shaft portion 10, but the upper end portion 15 of the cover 14 is fixed to the coaxial portion 10. You may make it fix to the axial part 10 in the state contact
  • the heat insulating member 31 has an annular shape, and the cross-sectional shape along the circumferential direction thereof is corrugated to give elasticity.
  • FIG. 23 and FIG. 24 the same components as those in the fourth embodiment are denoted by common reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
  • the heat insulating member 54 is sandwiched between the lower end portion 16 of the cover 14 and the umbrella portion 11.
  • the heat insulating member 54 is made of a material that is not easily bent, such as ceramic or resin, and has a ring shape that extends in the circumferential direction of the umbrella portion 11.
  • a recess 55 is provided on the surface of the heat insulating member 54 facing the umbrella portion 11.
  • the umbrella part 11, the heat insulating member 54, and the cover 14 are assembled by the same method as in the fourth embodiment.
  • the heat insulating member 56 has a ring shape extending in the circumferential direction of the umbrella portion 11, and has a convex portion 57 protruding toward the heat insulating space 21.
  • a stepped portion 58 is formed on the heat insulating member 56 by the convex portion 57, and the cover 14 is fixed to the stepped portion 58.
  • the heat insulating member 56 is made of a material that is not easily bent, such as ceramic or resin.
  • the umbrella part 11, the heat insulating member 56, and the cover 14 are assembled by the same method as in the fourth embodiment.
  • the heat insulating members 54 and 56 are ring-shaped, and the heat insulating members 54 and 56 are provided over the entire circumference of the umbrella portion 11. You may make it arrange
  • the upper end portion 15 of the cover 14 is fixed to the coaxial portion 10 in contact with the entire circumference of the shaft portion 10, but the upper end portion 15 of the cover 14 is fixed to the coaxial portion 10. You may make it fix to the axial part 10 in the state contact
  • porous metal used as the porous material
  • other materials such as ceramic and resin may be used as long as the porous material is used.
  • depositing deposits on the cover 14 can be further suppressed by applying a deposit suppressing treatment agent to the surface of the cover 14. And in such a case, since the thermal load of the deposit suppression processing agent is reduced by suppressing the temperature rise of the cover 14, the durability of the deposit suppression processing agent can be improved.
  • the configuration other than the configuration in which a part of the heat insulating member is exposed from the cover in order to cool the heat insulating member by intake air can be applied to the exhaust valve.
  • SYMBOLS 10 Shaft part, 11 ... Umbrella part, 12 ... Valve head surface, 13 ... Umbrella back surface, 14 ... Cover, 15 ... Upper end part, 16 ... Lower end part, 17, 18, 26, 35, 37, 40, 43, 45 , 47, 49, 51 ... rubber, 19, 33 ... groove, 20, 24, 34 ... recess, 21 ... heat insulation space, 22 ... gap, 23 ... projection, 25 ... thermal barrier coating, 27, 52, 58 ... step 28, covering portion, 29, 44, 46, 48, 50, 53 ... exposed portion, 30 ... valve seat contact surface, 31, 32, 54, 56 ... heat insulating member, 31a ... upper portion, 31b ... lower portion, 36 , 39 ... holes, 38 ... grooves, 41 ... convex parts, 42 ... concave parts, 55 ... depressions, 57 ... convex parts.

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Abstract

 ポペットバルブは、傘部(11)と同傘部(11)から延びる軸部(10)とを備える。この傘部(11)の傘裏面(13)の少なくとも一部は断熱空間(21)を隔ててカバー(14)により覆われている。カバー(14)と傘部(11)との間には傘部(11)よりも熱伝導率の低いゴム(18)を介してカバー(14)を傘部(11)に支持する支持部が配設されている。

Description

ポペットバルブ
 本発明は、内燃機関の吸気ポートや排気ポートを開閉するポペットバルブに関する。
 内燃機関には、吸気ポートを開閉する吸気バルブや、排気ポートを開閉する排気バルブといったポペットバルブが設けられている。これらバルブは燃焼室の熱により高温となるため、同バルブに燃料やオイルが付着すると、その揮発成分が気化してデポジットが生成される。そして、こうしたデポジットがポペットバルブの傘部に堆積すると、例えば燃焼室に流入する吸気の量が減少したり、燃焼室から排気が流出される際の流動抵抗が増加したりする。そこで、特許文献1に記載のポペットバルブでは、傘部の傘裏面を覆うカバーを設けて同傘裏面に燃料やオイルが付着することを抑制している。また、このカバーとポペットバルブとの間に断熱空間を設けることにより、ポペットバルブからカバーに伝達される熱量を減少させてカバーの温度が上昇することを抑制している。これにより、カバーへのデポジットの堆積を抑制するようにしている。
特表2004-512455号公報
 上記特許文献1に記載のポペットバルブでは、カバーが支持部によって傘部に支持されているが、傘部と接触する支持部を通じて傘部の熱がカバーに伝達されてしまう。このため、カバーの温度上昇を十分に抑制することができない。
 本発明の目的は、カバーの温度上昇を効果的に抑制して同カバーのデポジット堆積量を低減することのできるポペットバルブを提供することにある。
 上記課題を解決するポペットバルブは、基端及び先端を有するとともに、前記先端に設けられ、傘裏面を有する傘部と、前記傘部から前記基端に向かって延びる軸部とを備える。ポペットバルブはさらに、前記傘裏面の少なくとも一部を断熱空間を隔てて覆うカバーと、前記カバーと前記傘部との間に設けられ、同傘部よりも熱伝導率の低い断熱部材を介して前記カバーを前記傘部に支持する支持部と、を備える。
 上記構成では、カバーが傘部よりも熱伝導率が低い部材を介して支持されるため、傘部からカバーに伝達される熱量を減少させて、カバーの温度上昇を効果的に抑制することができる。したがって、カバーの表面に付着した燃料やオイルの揮発成分の気化を抑えて、カバーのデポジット堆積量を低減することができるようになる。
 また、上記課題を解決するポペットバルブは、基端及び先端を有するバルブ本体であって、前記先端に設けられて傘裏面を有する傘部と、前記傘部から前記基端に向かって延びる軸部と、を含むバルブ本体を備える。ポペットバルブはさらに、前記傘裏面及び前記軸部を含む領域の少なくとも一部を断熱空間を隔てて覆うカバーと、前記カバーと前記バルブ本体との間に設けられ、同バルブ本体よりも熱伝導率の低い断熱部材を介して前記カバーを支持する支持部と、を備える。
 上記構成では、カバーがバルブ本体よりも熱伝導率が低い部材を介して支持されるため、バルブ本体からカバーに伝達される熱量を減少させて、カバーの温度上昇を効果的に抑制することができる。したがって、カバーの表面に付着した燃料やオイルの揮発成分の気化を抑えて、カバーのデポジット堆積量を低減することができるようになる。
 また、断熱部材をカバーとは異なる材料によって形成すれば、断熱部材とカバーとの接合部分には異種材料による界面が形成されるため、同界面を通過してカバーに伝達される熱量を減少させることができ、カバーの温度上昇を更に抑えることができる。
 また、上記支持部をポペットバルブ(又はバルブ本体)の基端寄り及び先端寄りにそれぞれ位置するカバーの両端部に配設することとすれば、カバーをポペットバルブに組み付けた際の安定性が向上する。
 また、上記支持部をカバーにおける前記先端寄りの端部に配設する場合には、上記支持部を傘部の周方向に間隔を隔てて複数配設することが好ましい。
 上記構成によれば、断熱空間に流入した燃料やオイルを、ポペットバルブ(又はバルブ本体)の先端寄りに位置するカバーの端部において、周方向に隣り合う支持部の間から外部に排出することができる。このため、断熱空間に燃料やオイルが滞留してデポジットが生成されることを抑制できる。
 一方で、上記支持部がカバーにおける前記基端寄りの端部に位置する場合において、同支持部を傘部又は軸部の周方向全周に亘って配設することとすれば、例えば軸部の表面を伝って燃料やオイルが断熱空間に流入することが抑制される。このため、断熱空間に燃料やオイルが滞留してデポジットが生成されることを抑制できる。
 また、上記課題を解決するためのポペットバルブは、基端及び先端を有するとともに、前記先端に設けられ、傘裏面を有する傘部と、前記傘部から前記基端に向かって延びる軸部と、を備える。ポペットバルブはさらに、前記傘裏面及び前記軸部を断熱空間を隔てて覆うカバーであって、前記基端寄りの部分が前記軸部に直接固定されるカバーと、前記カバーにおける前記先端寄りの部分に設けられ、前記傘部よりも熱伝導率の低い断熱部材を介して前記カバーを前記傘部に支持する支持部と、を備える。
 上記構成では、カバーが傘部よりも熱伝導率が低い部材を介して支持されるため、傘部からカバーに伝達される熱量を減少させて、カバーの温度上昇を効果的に抑制することができる。また、ポペットバルブの基端寄りに位置するカバーの部分が、例えばかしめや溶接等によって軸部に直接固定されるため、カバーがポペットバルブに対し安定して支持されるようになる。したがって、カバーの表面に付着した燃料やオイルの揮発成分の気化を抑えて、カバーのデポジット堆積量を低減することができるようになる。
 また、こうしたポペットバルブでは、上記支持部を傘部の周方向に間隔を隔てて複数配設することが好ましい。
 上記構成によれば、断熱空間に流入した燃料やオイルを、ポペットバルブの先端寄りに位置するカバーの端部において、周方向に隣り合う支持部の間から外部に排出することができる。このため、断熱空間に燃料やオイルが滞留してデポジットが生成されることを抑制できる。
 また、上記ポペットバルブでは、ポペットバルブの基端寄りに位置するカバーの部分を軸部の周方向全周に亘って当接した状態で同軸部に固定することが好ましい。
 上記構成によれば、軸部の表面を伝って燃料やオイルが断熱空間に流入することが抑制される。このため、断熱空間に燃料やオイルが滞留してデポジットが生成されることを抑制できる。
 また、上記支持部は、傘部又は軸部とカバーとのうちの一方から他方に向けて突出する凸部と、前記他方に形成されて凸部と嵌合する凹部とを含むこととするのが望ましい。
 上記構成によれば、傘部又は軸部とカバーとのうちの一方に設けられた凸部を他方に設けられた凹部に嵌合させることにより、傘裏面の所望の位置にカバーを組み付けることができる。このため、カバーとポペットバルブとの組み付けが容易になる。
 また、上記ポペットバルブが吸気バルブである場合には、断熱部材がカバーに覆われた被覆部と同カバーから露出した露出部とを含むことが好ましい。
 上記構成によれば、吸気行程中に吸気が燃焼室に流入する際に、露出部が吸気と接触して冷却されるため、断熱部材の温度上昇を抑えてその耐久性を向上させることができる。
 また、カバーの表面と露出部の表面とが面一であることとすれば、カバーの表面に沿って流れる吸気がカバーの表面と露出部の表面との接続部分で剥離することを抑制できる。このため、吸気バルブの周囲を通過して燃焼室に流れ込む吸気の流動抵抗を減少させることができ、カバーを設けることに伴う吸気効率の低下を抑制できる。
 また、支持部をポペットバルブの先端寄りに位置するカバーの端部に配設し、露出部の表面と傘部の弁座当接面とが面一であることが望ましい。
 上記構成によれば、露出部の表面に沿って流れる吸気が露出部の表面と傘部の弁座当接面との接続部分で剥離することを抑制することができる。このため、吸気バルブの周囲を通過して燃焼室に流れ込む吸気の流動抵抗を減少させることができ、カバーを設けることに伴う吸気効率の低下を抑制できる。また、こうした構成では、更にカバーの表面と露出部の表面とが面一であることが好ましい。この構成によれば、カバーの表面、露出部の表面、弁座当接面に沿って吸気が円滑に流れるようになるため、吸気の流れ方向が急に変化することがない。このため、吸気バルブの周囲を通過して燃焼室に流れ込む吸気の流動抵抗を減少させることができ、カバーを設けることに伴う吸気効率の低下を一層抑制できる。
 また、支持部の断熱部材を弾性材料によって形成すれば、ポペットバルブがシリンダーヘッドに着座した際の衝撃が支持部を介してカバーに伝達されることを抑制することができる。また、カバーやポペットバルブに形状誤差が存在していても、断熱部材が弾性変形することにより形状誤差を吸収し、両者を安定して組み付けることができる。
 また、撓みにくい材料によって断熱部材を構成する場合であっても、断熱部材を弾性変形可能な形状とすることで、同断熱部材を弾性材料によって構成した場合と同様の効果を得ることができる。
 例えば、断熱部材を、軸部の周方向に延びる環形状を有し、同周方向に沿った断面形状が波形である構成とし、同断熱部材をポペットバルブの先端寄りに位置するカバーの端部と傘裏面とにより挟持するようにしてもよい。
 上記構成では、波の上下方向に押圧されたときの断熱部材の弾性変形量が大きいため、カバーやポペットバルブに形状誤差が存在していても、断熱部材が弾性変形することにより形状誤差を吸収し、両者を安定して組み付けることができる。
 また、こうした断熱部材では、その周方向における一部が分断されていることが望ましい。
 上記構成によれば、断熱部材における分断部分の隙間が拡がることにより、断熱部材の弾性変形量が更に大きくなるため、カバーやポペットバルブの形状誤差が大きい場合であっても両者を安定して組み付けることができるようになる。
 また、上記ポペットバルブでは、断熱部材を多孔質材料によって形成するようにしてもよい。こうした場合には、断熱部材において、断熱空間に近接する内側部分の気孔率よりも外側部分の気孔率を低くすることが好ましい。
 断熱部材を多孔質材料により形成した場合には、気孔率を高くすることにより断熱部材の断熱性を向上させることができる。一方で、こうして気孔率を高くすると、燃料やオイルが断熱部材の内部に侵入しやすくなる。そして、このように燃料やオイルが断熱部材の内部に浸入すると断熱部材の断熱性が低下することがある。
 上記構成では、断熱部材を多孔質材料によって形成するとともに、断熱空間に近接する内側部分の気孔率よりも外側部分の気孔率を低くしている。すなわち、燃料やオイルが付着しやすい外側部分の気孔率を相対的に低くすることで同部分をより密な組成としている。このため、燃料やオイルが断熱部材の内部に侵入しにくくなり、こうした燃料やオイルの浸入に起因する断熱性の低下を抑制できる。
ポペットバルブの断面図。 図1の2-2線に沿う断面図。 図1の3-3線に沿う断面図。 ポペットバルブの断面図。 ポペットバルブの断面図。 (a)、(b)はポペットバルブの斜視図。 (a)、(b)はポペットバルブの傘部の拡大図。 ポペットバルブの断面図。 図8の9-9線に沿う断面図。 ポペットバルブの断面図。 ポペットバルブの断面図。 ポペットバルブの断面図。 カバーの上端部を拡大した断面図。 (a)、(b)はカバーの上端部を拡大した断面図。 カバーの上端部を拡大した断面図。 カバーの上端部を拡大した断面図。 カバーの下端部を拡大した断面図。 カバーの下端部を拡大した断面図。 カバーの下端部を拡大した断面図。 カバーの下端部を拡大した断面図。 カバーの下端部を拡大した断面図。 カバーの上端部を拡大した断面図。 ポペットバルブの断面図。 ポペットバルブの断面図。
 (第1の実施形態)
 以下、ポペットバルブを内燃機関の吸気バルブとして具体化した第1の実施形態について、図1~図3を参照して説明する。
 図1に示すように、吸気バルブは、軸部10と、同軸部10の下端に接続された傘部11とを有するバルブ本体を備えている。傘部11は、軸部10の軸方向と直交する横断面が略円形であり、弁頭面12に近づくほど拡径されている。この吸気バルブ(バルブ本体)は、例えば鉄によって形成されている。なお、以下の説明では、吸気バルブ(バルブ本体)において、傘部11が設けられた端部を先端とし、その先端とは反対側の端部を基端とする。よって、軸部10は吸気バルブ(バルブ本体)の先端に設けられた傘部11から吸気バルブ(バルブ本体)の基端に向かって延びている。
 吸気バルブには、傘部11の傘裏面13を覆う略円筒状のカバー14が設けられている。カバー14は、例えばアルミウムにより形成され、傘裏面13の形状に沿うように先端に近づくほど拡径されている。
 カバー14は、吸気バルブ(バルブ本体)の基端寄りに位置する上端部15と、吸気バルブ(バルブ本体)の先端寄りに位置する下端部16とを有する。これらの端部15,16の内周面にはゴム17,18が例えば加硫接着によりそれぞれ固定されている。より詳細には、カバー14の上端部15には、その内周面の全周に亘って延びる環状のゴム17が接着されており、カバー14の下端部16には、その内周面の周方向に所定の間隔を隔てて複数のゴム18が接着されている。これらゴム17,18は、その熱伝導率がバルブ本体、すなわち軸部10及び傘部11よりも低い耐熱性のゴムである。
 一方、軸部10においてカバー14の上端部15と対向する部分には、その周方向全周に亘って延びる環状の凹部である溝19が設けられている。また、傘部11においてカバー14の下端部16と対向する部分には、その周方向に所定の間隔を隔てて複数の凹部20が設けられている。そして、ゴム17が溝19に嵌合するとともにゴム18が凹部20に嵌合することにより、カバー14が傘裏面13から所定の間隔を隔てた状態で軸部10及び傘部11に支持されている。すなわち、ゴム18及び凹部20は、カバー14を傘部11(バルブ本体)に支持する支持部として機能し、ゴム17及び溝19は、カバー14を軸部10(バルブ本体)に支持する支持部として機能する。そしてこれにより、カバー14と傘裏面13との間には断熱空間21が設けられている。
 図2に示すように、カバー14が吸気バルブ(バルブ本体)に組み付けられると、断熱空間21の上端、すなわちカバー14の上端部15と軸部10との間がゴム17によって封止された状態となる。一方、図3に示すように、断熱空間21の下端、すなわちカバー14の下端部16と傘部11との間には、周方向に所定の間隔で隙間22が設けられる。
 次に、こうした構成を備える吸気バルブの作用について説明する。
 本実施形態の吸気バルブでは、カバー14が軸部10及び傘部11(バルブ本体)よりも熱伝導率が低い耐熱性のゴム17,18を介して軸部10及び傘部11(バルブ本体)に支持されているため、軸部10及び傘部11からカバー14に伝達される熱量が減少するようになる。
 以上説明した第1の実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
 (1)カバー14が軸部10及び傘部11よりも熱伝導率が低いゴム17,18を介して支持されるため、軸部10及び傘部11からカバー14に伝達される熱量を減少させて、カバー14の温度上昇を効果的に抑制することができる。したがって、カバー14の表面に付着した燃料やオイルの揮発成分の気化を抑えて、カバー14のデポジット堆積量を低減することができるようになる。
 (2)断熱部材としてゴム17,18を用いたため、ゴム17,18とカバー14との接合部分には異種材料による界面が形成され、同界面を通過してカバー14に伝達される熱量を減少させることができる。したがって、カバー14の温度上昇を更に抑えることができる。
 (3)支持部をカバー14の両端部15,16にそれぞれ配設したため、カバー14をバルブ本体に組み付けた際の安定性が向上する。
 (4)カバー14の下端部16に位置する支持部を傘部11の周方向に間隔を隔てて複数配設したため、バルブ本体とカバー14との間の断熱空間21に流入した燃料やオイルをカバー14の下端部16において周方向に隣り合う支持部の間の隙間22から外部に排出することができる。このため、断熱空間21に燃料やオイルが滞留してデポジットが生成されることを抑制できる。
 (5)カバー14の上端部15に位置する支持部を傘部11の周方向全周に亘って配設し、カバー14の上端部15と軸部10との間をゴム17によって封止するようにしたため、例えば軸部10の表面を伝って燃料やオイルが断熱空間21に流入することが抑制される。このため、断熱空間21に燃料やオイルが滞留してデポジットが生成されることを抑制できる。
 (6)支持部は、カバー14に接着され軸部10及び傘部11に向けて突出する凸部であるゴム17,18と、軸部10及び傘部11に形成されてゴム17,18と嵌合する溝19及び凹部20とを含んでいるため、これらを嵌合させることにより、傘裏面13の所望の位置にカバー14を組み付けることができる。このため、カバー14とバルブ本体との組み付けが容易になる。
 (7)断熱部材として弾性材料であるゴム17,18を用いたため、吸気バルブがシリンダーヘッドに着座した際の衝撃が支持部を介してカバー14に伝達されることを抑制することができる。また、カバー14や傘部11、並びに軸部10に形状誤差が存在していても、ゴム17,18が弾性変形することにより形状誤差を吸収し、これらを安定して組み付けることができる。さらに、カバー14とゴム17との間及び軸部10とゴム17との間のシール性を向上させることができる。このため、例えば軸部10の表面を伝って燃料やオイルが断熱空間21に流入することが更に抑制され、断熱空間21に燃料やオイルが滞留してデポジットが生成されることも抑制できる。
 (第2の実施形態)
 以下、ポペットバルブの第2の実施形態について、図4を参照して説明する。なお、第1の実施形態と同様の構成については、共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。
 図4に示すように、吸気バルブに設けられたカバー14には、その上端部15の内周面の周方向全周に亘って延びる耐熱性のゴム17が例えば加硫接着によって固定されている。また、カバー14の下端部16には、その周方向に所定の間隔を隔てて傘部11に向かって突出する複数の突出部23が設けられている。
 一方、軸部10においてカバー14の上端部15と対向する部分には、その周方向全周に亘って延びる溝19が設けられている。また、傘部11においてカバー14の突出部23と対向する部分には、その周方向に所定の間隔を隔てて複数の凹部24が設けられている。凹部24の内周面は、例えばセラミック製の遮熱層を有する遮熱皮膜(TBC:Thermal Barrier Coating)25によって覆われている。そして、これらの凹部24とカバー14の突出部23とが嵌合することで、カバー14の下端部16が傘部11に支持されている。すなわち、カバー14の突出部23は、遮熱皮膜25を介して傘部11の凹部24と嵌合している。また、カバー14に固定されたゴム17と軸部10に設けられた溝19とが嵌合することで、カバー14の上端部15が軸部10に支持されている。すなわち、この実施形態では、突出部23、凹部24、及び遮熱皮膜25は、カバー14を傘部11に支持する支持部として機能し、ゴム17及び溝19は、カバー14を軸部10に支持する支持部として機能する。
 以上説明した第2の実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
 (第3の実施形態)
 以下、ポペットバルブの第3の実施形態について、図5を参照して説明する。本実施形態では、カバー14の上端部15をかしめることによって同カバー14を軸部10に固定している点や、カバー14の下端部16に設けられた支持部の構成が上記各実施形態と異なっている。なお、上記各実施形態と同様の構成については、共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。
 図5に示すように、吸気バルブに設けられたカバー14は、その上端部15が軸部10に対してかしめられ、同軸部10にその周方向全周に亘って当接した状態で直接固定されている。また、傘部11の傘裏面13には、その周方向に所定の間隔を隔てて耐熱性のゴム26が例えば加硫接着によって固定されている。ゴム26には段差部27が設けられ、段差部27にはカバー14の下端部16が突き当てられている。そして、この状態でカバー14とゴム26とが接着されている。したがって、カバー14の下端部16は、ゴム26によって傘部11に支持されている。
 また、ゴム26は、カバー14に覆われた被覆部28と同カバー14から露出した露出部29とを有している。なお、露出部29とは、カバー14の延伸方向においてカバー14から外側に突出した部分である。段差部27の高さ寸法はカバー14の厚さと略同一である。このため、ゴム26とカバー14とが接着された状態では、ゴム26の露出部29の表面及びカバー14の表面が面一である。また、ゴム26の露出部29の表面及び弁座当接面30も面一である。したがって、ゴム26の露出部29の表面及びカバー14の表面及び傘部11の弁座当接面30が互いに面一である。すなわち、露出部29の表面及びカバー14の表面及び弁座当接面30が同一平面上にある。
 次に、こうした構成を備える吸気バルブの作用について説明する。
 本実施形態の吸気バルブでは、ゴム26にはカバー14から露出した露出部29が設けられているため、吸気行程中に吸気が燃焼室に流入する際に露出部29に吸気が接触して、ゴム26が冷却されるようになる。
 また、カバー14の表面及び露出部29の表面及び傘部11の弁座当接面30が互いに面一であるため、カバー14の表面に沿って流れる吸気がカバー14の表面と露出部29の表面との接続部分で剥離することや、露出部29の表面に沿って流れる吸気が露出部29の表面と傘部11の弁座当接面30との接続部分で剥離することが抑制される。このため、カバー14の表面、露出部29の表面、弁座当接面30に沿って吸気が円滑に流れるようになり、吸気の流れ方向が急に変化することがない。
 また、カバー14の上端部15は、軸部10に対してかしめられ、軸部10にその周方向全周に亘って当接した状態で直接固定されているため、軸部10の表面を伝って燃料やオイルが断熱空間21に流入することが抑制される。
 以上説明した第3の実施形態によれば、上記(1)~(4)、及び(7)と同様の効果に加え、更に以下の効果が得られるようになる。
 (8)カバー14の上端部15を軸部10の周方向全周に亘って当接した状態で同軸部10に直接固定するようにしたため、例えば軸部10の表面を伝って燃料やオイルが断熱空間21に流入することが抑制される。このため、断熱空間21に燃料やオイルが滞留してデポジットが生成されることを抑制できる。
 (9)ゴム26にカバー14から露出した露出部29を設け、同露出部29を吸気と接触させることで冷却するようにした。このため、ゴム26の温度上昇を抑えて耐久性を向上させることができる。
 (10)カバー14の表面と露出部29の表面とが面一であるため、吸気バルブの周囲を通過して燃焼室に流れ込む吸気の流動抵抗を減少させることができ、カバー14を設けることに伴う吸気効率の低下を抑制できる。
 (11)露出部29の表面と傘部11の弁座当接面30とが面一であるため、吸気バルブの周囲を流れる吸気の流動抵抗を減少させることができ、吸気効率の低下を一層抑制できる。
 (12)カバー14の表面及び露出部29の表面及び傘部11の弁座当接面30が互いに面一であるため、カバー14の表面、露出部29の表面、弁座当接面30に沿って流れる吸気の流れ方向が急に変化することがない。このため、吸気バルブの周囲を通過して燃焼室に流れ込む吸気の流動抵抗を減少させることができ、カバー14を設けることに伴う吸気効率の低下を一層抑制できる。
 (第4の実施形態)
 以下、ポペットバルブの第4の実施形態について、図6及び図7を参照して説明する。本実施形態では、カバー14の下端部16に設けられた断熱部材の構成が上記第3の実施形態と異なっている。なお、第3の実施形態と同様の構成については、共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。
 図6(a)に示すように、カバー14と傘部11との間には、断熱部材31が設けられている。断熱部材31は、例えばセラミックや樹脂等の撓みにくい材料からなり、軸部10の周方向に延びる環形状を有している。断熱部材31の軸部10の周方向に沿った断面形状は波形であり、同断熱部材31の周方向における一部は分断されている。この断熱部材31は、例えば次のようにしてバルブ本体に組み付けることができる。すなわち、図6(a)に示すように、断熱部材31を傘部11とカバー14との間に配設する。そして、図6(b)に示すように、断熱部材31を傘部11の傘裏面13に押しつけるようにしてカバー14を上方から被せる。断熱部材31は、こうして波の上下方向に押圧されると弾性変形する。そして断熱部材31が弾性変形した状態でカバー14の上端部15を軸部10に対してかしめて、カバー14と軸部10とを固定する。これにより、カバー14の下端部16の裏面と傘裏面13とにより周方向の全周に亘って断熱部材31が挟持される。
 次に、本実施形態の作用について説明する。
 カバーやバルブ本体を製造するときには形状誤差が生じるため、バルブ本体にカバーを組み付けた際のカバーと傘部との隙間の大きさは周方向において部分的に異なる場合がある。こうした場合に、撓みにくい材料によって断熱部材を形成し、同断熱部材を介してカバーを傘部に固定しようとしても、周方向全周に亘って断熱部材を傘部及びカバーにより挟持できなくなり、カバーを安定して固定することができなくなるおそれがある。
 本実施形態では、断熱部材31の周方向における断面形状を波形にしているため、波の上下方向に押圧されたときに断熱部材31が弾性変形する。このため、図7(a)及び(b)に示すように、カバー14や傘部11の形状誤差によってこれらの隙間の大きさLが変化したとしても、断熱部材31が弾性変形することによりこうした変化が吸収される。すなわち、図7(b)に示すように、断熱部材31の上部31a及び下部31bがそれぞれカバー14及び傘部11に、その全周に亘って接触するようになる。
 また、断熱部材31はその周方向における一部が分断されているため、断熱部材31における分断部分の隙間が拡がることにより、断熱部材31の弾性変形量が更に大きくなる。
 以上説明した第4の実施形態によれば、上記(1)~(4)、及び(8)と同様の効果に加え、更に以下の効果が得られるようになる。
 (13)断熱部材31を環形状にし、周方向に沿った断面形状を波形とした。そして、この断熱部材31をカバー14の下端部16の裏面と傘裏面13とによって波の上下方向から挟持するようにした。このため、カバー14を断熱部材31を介して傘部11に組み付けたときに、断熱部材31が弾性変形し、カバー14やバルブ本体の形状誤差が吸収される。その結果、カバー14をバルブ本体に安定して組み付けることができるようになる。
 (14)断熱部材31はその周方向における一部が分断されているため、断熱部材31の弾性変形量が更に大きくなる。このため、カバー14やバルブ本体の形状誤差が大きい場合であっても両者を安定して組み付けることができるようになる。
 (第5の実施形態)
 以下、ポペットバルブの第5の実施形態について、図8及び図9を参照して説明する。本実施形態では、カバー14の下端部16に設けられた断熱部材の構成が上記第3の実施形態と異なっている。なお、上記第3の実施形態と同様の構成については、共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。
 図8に示すように、吸気バルブに設けられたカバー14の下端部16と傘部11との間には、その周方向の全周に亘って断熱部材32が設けられている。図9に示すように、断熱部材32は環形状を有し、多孔質金属によって形成されている。断熱部材32は、断熱空間21に近接する内周側の部分(内側部分)の気孔率よりも外周側の部分(外側部分)の気孔率が低い。
 次に、本実施形態の作用について説明する。
 断熱部材を多孔質金属により形成した場合には、気孔率を高くすることにより断熱部材の断熱性を向上させることができる。一方で、断熱部材の気孔率を高くすると、燃料やオイルが断熱部材の内部に侵入しやすくなる。このように燃料やオイルが断熱部材の内部に浸入すると気孔が燃料やオイルによって満たされた状態となるため、断熱部材の断熱性が低下することがある。
 この点、本実施形態では、断熱部材32を多孔質金属によって形成するとともに、断熱空間21に近接する内側部分の気孔率よりも外側部分の気孔率を低くしている。すなわち、燃料やオイルが付着する外側部分の気孔率を相対的に低くすることで同外側部分をより密な組成としている。このため、燃料やオイルが断熱部材32の内部に侵入しにくくなり、こうした燃料やオイルの浸入に起因する断熱性の低下が抑制される。
 以上説明した第5の実施形態によれば、上記(1)~(4)、及び(8)と同様の効果に加え、更に以下の効果が得られるようになる。
 (15)断熱部材32を多孔質金属によって形成するとともに、断熱空間21に近接する内側部分の気孔率よりも外側部分の気孔率を低くしたため、断熱部材32の内部に燃料やオイルが浸入することに起因する断熱性の低下を抑制できる。
 (その他の実施形態)
 なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。また、上記各実施形態及び以下の変更例を適宜組み合わせて実施することもできる。
 ・第1の実施形態では、カバー14に凸部であるゴム17,18を固定して傘部11に溝19,凹部20を設けるようにした。これに代えて、図10に示す構成を採用するようにしてもよい。この構成では、カバー14の上端部15の内周面に周方向に延びる溝33を全周に亘って若しくは部分的に設ける。また、カバー14の下端部16の内周面に周方向に所定の間隔を隔てて複数の凹部34を設ける。そして、軸部10及び傘部11に例えば加硫接着によって固定されたゴム17,18をそれぞれ上記溝33、凹部34に嵌合させる。また、図11に示すように、カバー14に溝33と複数の凹部34とを設け、吸気バルブに溝19と複数の凹部20とを設けて、溝19,33にゴム17を嵌合し、凹部20,34にゴム18をそれぞれ嵌合することでカバー14を傘部11に組み付けるようにしてもよい。なお、上記図10及び図11に示す構成では、カバー14の上端部15及び下端部16の両方における支持構成を変更する例を示したが、上端部15及び下端部16のいずれか一方についてのみ上記構成を採用するようにしてもよい。また、第2の実施形態において、カバー14の上端部15における支持構成に図10や図11に示す構成を採用することもできる。こうした構成によっても、上記(1)~(7)と同様の効果を得ることはできる。
 ・第1の実施形態では、カバー14の下端部16の内周面においてその周方向に所定の間隔を隔てて複数のゴム18を配設するようにした。こうした構成に代えて、カバー14の下端部16の内周面においてその周方向の全周に亘って延びる環状のゴムを配設し、断熱空間21の下端部を封止するようにしてもよい。なお、こうした場合には、傘部11に設けられた複数の凹部20に代えて、例えば周方向の全周に亘って延びる溝を設け、その溝に環状のゴムを嵌合させることが好ましい。こうした構成によっても上記(1)~(3)、及び(5)~(7)と同様の効果を得ることはできる。
 ・第2の実施形態では、カバー14の上端部15にゴム17を固定するとともに軸部10に同ゴム17が嵌合する溝19を設けるようにしたが、軸部10にゴム17を固定し、カバー14の上端部15の内周面に周方向に延びる溝を全周に亘って若しくは部分的に設け、その溝にゴム17を嵌合させるようにしてもよい。
 ・第2の実施形態では、カバー14の下端部16に突出部23を設けて傘部11に凹部24を設けるようにしたが、傘部11に突出部23を設けて同突出部23と嵌合する凹部をカバー14に設けるようにしてもよい。なお、こうした場合には、カバー14の下端部16に設けられた凹部の内周面を遮熱皮膜25によって覆うようにすることが好ましい。こうした構成によっても、上記(1)~(7)と同様の効果を得ることはできる。
 ・第2の実施形態では、カバー14の下端部16においてその周方向に所定の間隔を隔てて複数の突出部23を設けるようにしたが、カバー14の下端部16の内周面においてその周方向全周に亘って延びる環状の突出部を設けるようにしてもよい。なお、こうした場合には、傘部11に配設された複数の凹部24に代えて、例えば周方向全周に亘って延びる溝を設け、その溝に環状の突出部を嵌合させることが好ましい。また、この溝の内周面は環状の遮熱皮膜によって覆われていることが好ましい。こうした構成によっても上記(1)~(3)、及び(5)~(7)と同様の効果を得ることはできる。
 ・第2の実施形態は、例えば図12に示すように変更してもよい。なお、図12において第2の実施形態と同様の構成については、共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。
 図12に示すように、吸気バルブのカバー14には、その下端部16に複数の突出部23が設けられている。また、傘部11の傘裏面13において突出部23と対向する部分は遮熱皮膜25によって覆われている。そして、この遮熱皮膜25と突出部23とが接着剤等によって接着されている。
 こうした構成によっても、上記(1)~(4)と同様の効果を得ることはできる。
 なお、こうした構成において、軸部10に環状の溝19を設ける代わりに同軸部10におけるカバー14の上端部15と対向する部分を環状の遮熱皮膜によって覆い、同遮熱皮膜をカバー14の上端部15の内周面に接着するようにしてもよい。
 ・第1及び第2の実施形態では、傘部11よりも熱伝導率の低い断熱部材としてゴム17,18を用いたが、セラミックや樹脂等他の断熱部材を用いてもよい。こうした構成によっても上記(1)~(6)と同様の効果を得ることはできる。
 ・第1及び第2の実施形態では、カバー14の上端部15の内周面にゴム17を配設するようにしたが、断熱空間21の上端が封止できるのであればこうした構成を例えば図13~図15に示すように変更してもよい。なお、図13~図15はカバー14の上端部15を拡大した断面図であり、同図13~図15において各実施形態と同様の構成については、共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。
 図13に示す例では、カバー14の上端部15に、カバー14の先端を覆うようにリング状のゴム35が固定されている。ゴム35の内径は軸部10の外径よりも若干小さい。そのため、リング状のゴム35の孔36に軸部10が挿入されると、ゴム35の内周面と軸部10とが弾性力の作用によって密着する。
 また、図14(a)、(b)に示す例では、カバー14の上端部15は、軸部10から離間する方向(径方向外側)に屈曲している。この上端部15の上面にはリング状のゴム37が固定されている。ゴム37の内径は、軸部10の外径よりも小さい。図14(b)に示すように、軸部10にはその全周に亘って延びる溝38が設けられている。そして、リング状のゴム37の孔39に軸部10が挿入されると、ゴム37の内周側が弾性変形し、ゴム37の内周縁部が軸部10の溝38と嵌合する。その結果、断熱空間21の上端が封止された状態でカバー14が軸部10に組み付けられる。
 また、図15に示すように、こうした構成において軸部10の溝38を省略するようにしてもよい。すなわち、ゴム37の弾性変形によって生じる反力によってゴム37と軸部10とを密着させるようにしてもよい。
 こうした構成によれば、ゴム35,37により断熱空間21の上端が封止されるため、上記(1)~(5)と同様の効果を得ることができる。
 ・第1及び第2の実施形態では、カバー14の上端部15がゴム17を介して軸部10に支持されるようにしたが、軸部10の温度がそれほど高くならない場合には、図16に示すように、カバー14の上端部15を軸部10の全周に亘って直接固定するようにしてもよい。この際、例えばカバー14の上端部15をかしめて軸部10に固定してもよいし、溶接によりカバー14の上端部15を軸部10に固定してもよい。こうした構成によっても、吸気バルブにおいて温度の高い傘部11にゴム18や遮熱皮膜25を介してカバー14が支持されるため、上記(1)~(5)と同様の効果を得ることはできる。
 ・第1及び第2の実施形態では、カバー14の上端部15の内周面においてその周方向全周に亘って延びる環状のゴム17を配設するようにしたが、カバー14の上端部15においてその周方向に間隔を隔てて複数のゴムを配設するようにしてもよい。こうした構成によっても上記(1)~(4)と同様の効果を得ることはできる。
 ・第1及び第2の実施形態では、ゴムを介してカバー14をバルブ本体(軸部10及び傘部11)に支持する支持部をカバー14の両端部15,16にそれぞれ配設する構成を示したが、カバー14の両端部15,16以外の部分にこうした支持部を配設するようにしてもよい。こうした構成によっても、上記(1)及び(2)と同様の効果を得ることはできる。
 ・第3の実施形態は、例えば図17~図21のように変更してもよい。なお、図17~図21はカバー14の下端部16を拡大した断面図であり、同図17~図21において第3の実施形態と同様の構成については、共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。
 図17に示す例では、カバー14を支持するゴム40に傘部11に向けて突出する凸部41が形成され、傘部11に同凸部41と嵌合する凹部42が形成されている。そして、これら凸部41及び凹部42が嵌合することにより、ゴム40が傘部11に固定されている。
 こうした構成によれば、更にゴム40と傘部11との組み付けを容易にすることができるようになる。なお、傘部11にゴム40に向けて突出する凸部を設けて、ゴム40に同凸部と嵌合する凹部を形成した場合であっても、同様の効果を得ることができる。
 また、図18に示す例では、第3の実施形態と同様、カバー14がゴム43を介して傘裏面13に支持されているが、ゴム43の露出部44の表面とカバー14の表面とが面一になっていない。こうした構成によっても、上記(1)~(4)、(7)~(9)、及び(11)と同様の効果を得ることはできる。
 また、図19に示す例では、ゴム45の露出部46の表面が傘部11の弁座当接面30と面一になっていない。こうした構成によっても、上記(1)~(4)、及び(7)~(10)と同様の効果を得ることはできる。
 また、図20及び図21に示すように、ゴム47,49の露出部48,50とカバー14の表面及び傘部11の弁座当接面30とが面一になっていなくてもよい。こうした構成によっても、上記(1)~(4)、及び(7)~(9)と同様の効果を得ることはできる。
 なお、図17~図21に示す例では、断熱部材としてのゴム40,43,45,47に変えて、セラミックや樹脂等からなる断熱部材を用いて同様の構成とすることもできる。
 ・第3の実施形態では、傘部11の傘裏面13においてその周方向に所定の間隔を隔てて複数のゴム26を配設するようしたが、傘部11の周方向の全周に亘って環状のゴムを配設し、断熱空間21の下端部を封止するようにしてもよい。こうした構成によっても上記(1)~(3)、及び(7)~(11)と同様の効果を得ることはできる。
 ・第3の実施形態では、カバー14の上端部15を軸部10に対してかしめることにより、同カバー14を軸部10に直接固定するようにしていたが、溶接等の他の方法を用いてカバー14を軸部10に直接固定するようにしてもよい。
 ・第3の実施形態では、カバー14の上端部15を軸部10に直接固定していたが、例えば図22に示すように変更してもよい。
 図22に示す例では、カバー14の上端部15が環状のゴム51を介して軸部10に固定されている。ゴム51には段差部52が設けられ、この段差部52にカバー14の上端部15が固定されている。段差部52の高さ寸法はカバー14の厚さと略同一であり、ゴム51とカバー14とが固定された状態では、ゴム51の露出部53の表面とカバー14の表面とが面一となっている。
 こうした構成によれば、吸気バルブの軸部10に沿って流れる吸気が露出部53の表面とカバー14の表面との接続部分で剥離することが抑制され、吸気効率の低下を更に抑制できるようになる。なお、図22に示す例において、ゴム51に変えて、セラミックや樹脂等からなる断熱部材を用いるようにしてもよい。
 ・第3の実施形態では、カバー14の上端部15を軸部10の周方向全周に亘って当接した状態で同軸部10に固定するようにしていたが、カバー14の上端部15を軸部10の周方向に間隔を隔てて複数箇所で当接した状態で軸部10に固定するようにしてもよい。
 ・第4の実施形態では、断熱部材31を環形状とし、その周方向に沿った断面形状を波形とすることで弾性を付与するようにしたが、こうした弾性を付与するために例えば図23及び図24に示す形状の断熱部材を採用してもよい。なお、図23及び図24において第4の実施形態と同様の構成については、共通の符号を付してその詳細な説明は省略する。
 図23に示すように、断熱部材54は、カバー14の下端部16と傘部11との間に狭持されている。断熱部材54は、例えばセラミックや樹脂等の撓みにくい材料からなり、傘部11の周方向に延びる環形状を有している。断熱部材54において傘部11に対向する面には、窪み55が設けられている。なお、これら傘部11、断熱部材54、カバー14は上記第4の実施形態と同様の方法によって組み付けられている。
 こうした構成では、断熱部材54に窪み55が設けられているため、カバー14によって断熱部材54が傘裏面13に押しつけられると、断熱部材54が弾性変形し、傘部11やカバー14の形状誤差が吸収される。したがって、こうした構成によっても、上述した第4の実施形態の同様の効果を得ることができる。
 また、図24に示すように、断熱部材56は、傘部11の周方向に延びる環形状を有し、断熱空間21に向かって突出する凸部57を有している。断熱部材56には、この凸部57によって段差部58が形成され、この段差部58にカバー14が固定されている。なお、断熱部材56は、例えばセラミックや樹脂等の撓みにくい材料からなる。これら傘部11、断熱部材56、カバー14は上記第4の実施形態と同様の方法によって組み付けられている。
 こうした構成では、断熱部材56を介して傘部11にカバー14を組み付ける際に、凸部57が弾性変形してカバー14や傘部11の形状誤差を吸収する。このため、こうした構成によっても、上述した第4の実施形態の同様の効果を得ることができる。
 なお、図23及び図24示した例では、断熱部材54,56を環形状とし、傘部11の周方向の全周に亘って断熱部材54,56を設けるようにしていたが、周方向に所定の間隔を隔てて複数の断熱部材を配設するようにしてもよい。こうした場合には、予め傘部11及びカバー14の一方に断熱部材を固定し、その後に傘部11及びカバー14の他方を組み付けるようにすることが好ましい。
 ・第4の実施形態では、カバー14の上端部15を軸部10の周方向全周に亘って当接した状態で同軸部10に固定するようにしていたが、カバー14の上端部15を軸部10の周方向に間隔を隔てて複数箇所で当接した状態で軸部10に固定するようにしてもよい。
 ・第5の実施形態では、多孔質材料として多孔質金属を用いた例を説明したが、多孔質材料であれば、セラミックや樹脂など他の材料を用いるようにしてもよい。
 ・上記各実施形態では、傘部11の傘裏面13及び軸部10を断熱空間21を隔ててカバー14により覆う構成を例示したが、軸部10のみをカバーによって覆う構成を採用することもできる。こうした場合でもカバーを軸部よりも熱伝導率が低い部材を介して支持することとすれば、バルブ本体からカバーに伝達される熱量を減少させて、カバーの温度上昇を効果的に抑制することができる。したがって、カバーの表面に付着した燃料やオイルの揮発成分の気化を抑えて、カバーのデポジット堆積量を低減することができるようになる。
 ・各実施形態において、カバー14の表面にデポジット抑制処理剤を塗布すれば、カバー14へのデポジットの堆積をより抑制できる。そしてこうした場合においては、カバー14の温度の上昇が抑制されることでデポジット抑制処理剤の熱負荷が軽減されるため、デポジット抑制処理剤の耐久性を向上させることができるようになる。
 ・上記各実施形態及び上記変形例において、断熱部材を吸気により冷却するためにその一部をカバーから露出させる構成以外の構成については、排気バルブに適用することもできる。
 10…軸部、11…傘部、12…弁頭面、13…傘裏面、14…カバー、15…上端部、16…下端部、17,18,26,35,37,40,43,45,47,49,51…ゴム、19,33…溝、20,24,34…凹部、21…断熱空間、22…隙間、23…突出部、25…遮熱皮膜、27,52,58…段差部、28…被覆部、29,44,46,48,50,53…露出部、30…弁座当接面、31,32,54,56…断熱部材、31a…上部、31b…下部、36,39…孔、38…溝、41…凸部、42…凹部、55…窪み、57…凸部。

Claims (18)

  1.  基端及び先端を有するポペットバルブであって、
     前記先端に設けられ、傘裏面を有する傘部と、
     前記傘部から前記基端に向かって延びる軸部と、
     前記傘裏面の少なくとも一部を断熱空間を隔てて覆うカバーと、
     前記カバーと前記傘部との間に設けられ、同傘部よりも熱伝導率の低い断熱部材を介して前記カバーを前記傘部に支持する支持部と、
     を備えるポペットバルブ。
  2.  基端及び先端を有するバルブ本体であって、前記先端に設けられて傘裏面を有する傘部と、前記傘部から前記基端に向かって延びる軸部と、を含むバルブ本体と、
     前記傘裏面及び前記軸部を含む領域の少なくとも一部を断熱空間を隔てて覆うカバーと、
     前記カバーと前記バルブ本体との間に設けられ、同バルブ本体よりも熱伝導率の低い断熱部材を介して前記カバーを支持する支持部と、
     を備えるポペットバルブ。
  3.  前記断熱部材は前記カバーとは異なる材料からなる
     請求項1または請求項2に記載のポペットバルブ。
  4.  前記支持部は前記カバーにおける前記基端寄りの端部及び前記先端寄りの端部にそれぞれ配設される
     請求項1~3のいずれか一項に記載のポペットバルブ。
  5.  前記支持部は前記カバーにおける前記先端寄りの端部に位置し、前記傘部の周方向に間隔を隔てて複数配設される
     請求項1~3のいずれか一項に記載のポペットバルブ。
  6.  前記支持部は前記カバーにおける前記基端寄りの端部に位置し、前記傘部又は前記軸部の周方向全周に亘って配設される
     請求項1~3のいずれか一項に記載のポペットバルブ。
  7.  基端及び先端を有するポペットバルブであって、
     前記先端に設けられ、傘裏面を有する傘部と、
     前記傘部から前記基端に向かって延びる軸部と、
     前記傘裏面及び前記軸部を断熱空間を隔てて覆うカバーであって、前記基端寄りの部分が前記軸部に直接固定されるカバーと、
     前記カバーにおける前記先端寄りの部分に設けられ、前記傘部よりも熱伝導率の低い断熱部材を介して前記カバーを前記傘部に支持する支持部と、
     を備えるポペットバルブ。
  8.  前記支持部は前記傘部の周方向に間隔を隔てて複数配設される
     請求項7に記載のポペットバルブ。
  9.  前記カバーにおける前記基端寄りの部分は前記軸部の周方向全周に亘って当接した状態で同軸部に固定される
     請求項7又は8に記載のポペットバルブ。
  10.  前記支持部は、前記傘部又は前記軸部と前記カバーとのうちの一方から他方に向けて突出する凸部と、前記他方に形成されて前記凸部と嵌合する凹部とを含む
     請求項1~9のいずれか一項に記載のポペットバルブ。
  11.  前記ポペットバルブは吸気バルブであり、
     前記断熱部材は、前記カバーに覆われた被覆部と同カバーから露出した露出部とを含む
     請求項1~10のいずれか一項に記載のポペットバルブ。
  12.  前記カバーの表面と前記露出部の表面とが面一である
     請求項11に記載のポペットバルブ。
  13.  前記支持部は前記カバーにおける前記先端寄りの端部に位置し、前記露出部の表面と前記傘部の弁座当接面とが面一である
     請求項11又は12に記載のポペットバルブ。
  14.  前記断熱部材は弾性材料からなる
     請求項1~13のいずれか一項に記載のポペットバルブ。
  15.  前記断熱部材は弾性変形可能な形状を有する
     請求項1~14のいずれか一項に記載のポペットバルブ。
  16.  前記断熱部材は、前記軸部の周方向に延びる環形状を有し、同周方向に沿った断面形状が波形であり、前記カバーにおける前記先端寄りの端部と前記傘裏面とにより挟持される
     請求項1~4及び7のいずれか一項に記載のポペットバルブ。
  17.  前記断熱部材はその周方向における一部が分断されている
     請求項16に記載のポペットバルブ。
  18.  前記断熱部材は多孔質材料からなり、同断熱部材は前記断熱空間に近接する内側部分及びそれとは反対側の外側部分を有し、内側部分の気孔率よりも外側部分の気孔率が低い
     請求項1~17のいずれか一項に記載のポペットバルブ。
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