JP4190210B2

JP4190210B2 - エンジンの吸排気弁

Info

Publication number: JP4190210B2
Application number: JP2002152466A
Authority: JP
Inventors: 伊佐雄白柳; 洋介白柳
Original assignee: 伊佐雄白柳
Priority date: 2002-05-27
Filing date: 2002-05-27
Publication date: 2008-12-03
Anticipated expiration: 2022-05-27
Also published as: JP2003343219A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は内燃エンジンの吸排気弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に吸排気弁はエンジンの弁ガイドに摺動自在に挿通されるステムと、弁座へ着座する円錐形の弁面を周縁に形成した低い円錐形の弁板とを一体的に形成された形状を有している。そして、ステムの弁板と反対側の端部近傍において弁ばねによって閉じ方向に付勢される常閉弁として構成されている。
【０００３】
他方、この弁の軽量化がエンジンの性能向上の大きなキーとなっており、ステム部分を肉抜きし、その空間に熱伝導性のすぐれた金属ナトリウムを封入した、いわゆる中空弁や、材質を比重の小さいチタンに変更するなどの技術がよく知られている。また、近年、ステムと弁体とをプレス成形によって一体的に形成したものも提案されている（例えば、特開２００１−３１７３１５号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、軽量化のため中空弁にすることや、材質を軽い金属にすることは吸排気弁の価格を上昇させる不具合があった。そこで、従来から、在来の弁の製造方法を大きく変えることなく生産できる軽量な吸排気弁が求められていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、支持孔へ摺動自在に嵌挿されるステムの一端に、燃焼室に通じる通路を開閉する円錐形の弁面を有する円形の弁板を一体に設け、その弁板の周縁部の厚さを残部より厚くして環状部を形成するとともに、前記ステムの弁板に連結される端部を小径に縮径し、その縮径された部分をステムの元の径の部分と環状部との間を連結する複数のリブによって補強することにより解決される。
【０００６】
そこでは、前記環状部における内周側の部分を構成する面と、ステムの元の径の部分と縮径された部分とを結ぶ部分を構成する面とを、ステムの軸線に対して斜めにかつ互いに平行な傾斜面に形成することが好ましい。
【０００７】
【作用】
従来は浅い円錐形をしていた弁板の上面（吸気、排気通路側の面）が、リブを残して肉抜きされ薄肉となった板状部と、その周縁に形成される肉厚の環状部によって剛性を保持しつつ軽量化が達成されている。環状部は外面に円錐形の弁面が形成され、剛性の高い環状部によってその形状が正確に保たれる。
【０００８】
【発明の実施の態様】
以下、本願発明の実施の一形態を説明する。図１中、１０はこの発明に係る吸排気弁である。吸排気弁１０は弁座へ着座するための円錐形をした弁面１１を有する外径３４ｍｍの弁板１２と、その弁板１２の中央部に連結されたステム２２とを粉末冶金により一体的に形成し、必要に応じて冷間鍛造を加えてなるエンジンの吸気弁である。
【０００９】
弁板１２は板厚が１ｍｍ前後の円板形をした板状部１２ａと、その周縁に設けられやゝ肉厚の大きい環状部１２ｂとを有し、その環状部１２ｂの外面には前記円錐形の弁面１１が形成されている。また、図２で示すように弁板１２とステム２２との間には、ステム２２から放射方向へ伸びる厚さが約２ｍｍの６本のリブ１２ｃが設けられている。すなわち、リブ１２ｃは従来浅い円錐形に作られた部分に放射方向に並べられた略３角形の６個の窪み１２ｄを設けることによって、それら窪み１２ｄの間に構成されている。
【００１０】
ステム２２は前記弁板１２に連結した一端と、図示してないバルブリフタに当接する他端とを有する。２３はステム２２の外周に施した周溝であり、周知のように、弁スプリングのリテーナを係止するコッタ（図示してない）を保持するべく設けられている。
【００１１】
なお、弁板１２とステム２２と連結する部分の形状は、以上に説明したものに限られず、図４で示すように、ステム２２の弁板１２と接する部分を一層小径にすることによって一層の軽量化が可能となる。この場合、環状部１２ｂの内周側と、ステム２２の縮径された部分とには、成形時の型抜きを容易にするため、平行な傾斜面１３、１３が設けられている。
【００１２】
以上の実施態様では、弁１０を従来の円錐形をした弁板１２の上面から、厚さ２ｍｍのリブ１２ｃを残して窪み１２ｄだけ肉抜きされている。その結果、肉抜き前の重量が４７．４ｇであった吸気弁が３４．８ｇへ軽量化した。
【００１３】
この重量に合わせて張力を減じた弁ばねを用いた実機試験では、図３で示すように、改良前に（ａ）で示す燃費特性をもつエンジンの吸気弁と排気弁に本願発明を適用したところ、同図（ｂ）で示す特性に変化した。すなわち、改良前の燃費がガソリン１リットル当り３８．８Ｋｍ走行したものが、改良後４６．８Ｋｍへと向上した。
【００１４】
そして、窪み１２ｄだけ肉抜きされ軽量になるにもかかわらず、弁板１２とステム２２との間を複数のリブ１２ｃによって連結し補強しているから必要な剛性を維持することができた。
【００１５】
なお、この軽量化の効果は弁板１２に連結されるステム２２の端部を小径に縮径することによって一層顕著となる。さらに、前記弁板１２の環状部１２ｂの厚さを残部（板状部１２ａ）より厚く形成することにより、板状部１２ａを薄板としても弁面１１の剛性を高く維持することができる。
【００１６】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、ポペット弁の剛性や吸排気の通気抵抗を増すことなく、軽量化を図ることができる。また、環状部を板状部より厚肉に構成することにより、弁面の剛性を高く保持した状態で軽量化を図ることができる。さらに、ステムの弁板に連結される部分を残部より小径に形成することにより一層の軽量化を図ることができる。
【００１７】
請求項２の発明によれば、肉抜きした部分を平行な傾斜面とすることにより成形時の型抜きが容易になり製造コストの低減を図ることができる。
などの効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施態様を示すポペット弁の部分破断側面図である。
【図２】その平面図である。
【図３】本願ポペット弁の性能を示す特性図である。
【図４】変形例を示す図１相当の部分側面図である。
【符号の説明】
【００１９】
１０・・・・ポペット弁
１１・・・・弁面
１２・・・・弁板
１２ａ・・・板状部
１２ｂ・・・環状部
１２ｃ・・・リブ
１２ｄ・・・窪み
１３・・・・傾斜面
２２・・・・ステム
２３・・・・周溝（コッタ溝）

Claims

支持孔へ摺動自在に嵌挿されるステムの一端に、燃焼室に通じる通路を開閉する円錐形の弁面を有する円形の弁板を一体に設け、その弁板の周縁部の厚さを残部より厚くして環状部を形成するとともに、前記ステムの弁板に連結される端部を小径に縮径し、その縮径された部分をステムの元の径の部分と環状部との間を連結する複数のリブによって補強してなるポペット弁。
請求項１において、前記環状部における内周側の部分を構成する面と、ステムの元の径の部分と縮径された部分とを結ぶ部分を構成する面とを、ステムの軸線に対して斜めにかつ互いに平行な傾斜面に形成してなるポペット弁。