JPH0221528Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 この考案は内燃機関用バルブシートに係り、特
にバルブシートの外周面とシート挿入用穴部の内
周面とのいずれか一方を直線状に形成するととも
に燃焼室側において燃焼室形成面からシート挿入
用穴部の深さの略半分に達する深さにこの一方を
他方から離間させるべく空隙を形成することによ
り、バルブシートの変形を極力小とし、バルブシ
ートと吸・排気弁との接触状態を良好に維持する
とともに、加工を容易に果し得る内燃機関用バル
ブシートに関する。

〔考案の技術的背景〕 内燃機関においては、第１、２図に示す如く、
シリンダヘツド２に複数の吸気口４及び排気口６
に形成したシート挿入用穴部には、バルブシート
８を夫々挿入嵌着している。

このバルブシート８は、吸・排気弁との衝撃に
よる摩耗、異物の噛み込みによる損傷に対処し、
ガス漏れを防止するものである。また、バルブシ
ート８は、シリンダヘツド２の材質と異なる材質
の金属をリング状に形成され、例えば、鋳鋼、銅
含浸、鍛造シートなどの強度大、耐熱性、耐久性
のある材質の金属により形成されている。

また、バルブシート８は、第２図に示す如く、
外周面がシリンダヘツド２のシート挿入用穴部の
内周面全体に密着して挿入嵌着され、例えば吸気
口４においては吸気弁１０の着座部材として使用
される。

〔背景技術の問題点〕

ところで、シリンダヘツドの吸・排気口の部分
は、大きな開口が形成されるため構造上弱い部分
となる上、シリンダヘツドの燃焼室形成面はシリ
ンダ内の高温燃焼ガスに接触するため高温とな
り、シリンダヘツド内の温度分布は複雑、且つ温
度勾配も大きいので、特に吸・排気口付近には大
きな変形が生じ易い。

特にアルミニウム製のシリンダヘツドの場合に
は、熱膨張係数が大きいので熱変形が大きい。ま
た、４バルブ内燃機関のシリンダヘツドにおいて
は、形状的にも温度的にも負荷が大きくなり、変
形が大きくなり易い。このようにシリンダヘツド
に変形が生ずるとバルブシートも一緒に変形し、
そのため吸・排気弁との当り、つまり接触状態が
悪くなつて、ガス漏れが生じ、内燃機関のアイド
ル運転の不安定、出力低下等の悪影響が生ずる。

そこで、この熱変形を阻止するために、バルブ
シートの剛性を大きくすることが考えられるが、
シリンダヘツドの形状、構造上、バルブシートの
厚さ、高さを大きくして剛性を大とすることにも
限界があり、また、バルブシートの剛性を大きく
しても必ずしも熱変形の防止の効果は期待できな
かつた。

〔考案の目的〕

そこでこの考案の目的は、上述の不都合を除去
すべく、バルブシートの外周面とシート挿入用穴
部の内周面とのいずれか一方を直線状に形成する
とともに燃焼室側において燃焼室形成面からシー
ト挿入用穴部の深さの略半分に達する深さにこの
一方を他方から離間させるべく空隙を形成するこ
とにより、バルブシートの変形を極力小とし、バ
ルブシートと吸・排気弁との接触状態を良好に維
持して出力低下等の発生を未然に防止するととも
に、加工を容易に果し得る内燃機関用バルブシー
トを実現するにある。

〔考案の構成〕

この目的を達成するためにこの考案は、内燃機
関のシリンダヘツドの吸・排気口周辺に形成した
シート挿入用穴部に嵌着される内燃機関用バルブ
シートにおいて、前記バルブシートの燃焼室側面
を前記シリンダヘツドの燃焼室形成面と略同一平
面内に位置させるべく所定深さに前記シート挿入
用穴部を形成し、前記バルブシートの外周面と前
記シート挿入用穴部の内周面とのいずれか一方を
直線状に形成するとともに燃焼室側において前記
燃焼室形成面から前記シート挿入用穴部の深さの
略半分に達する深さに前記一方を他方から離間さ
せるべく空隙を形成したことを特徴とする。

〔作用〕

この考案の構成によれば、空隙は、シリンダヘ
ツドの吸・排気口周辺の変形及び温度がバルブシ
ートへ伝達することを遮断してバルブシートの熱
変形を小とし、また、シリンダヘツドの吸・排気
口付近が熱によつて変形しても、このシリンダヘ
ツドの変形によつてバルブシートが一緒に変形す
るのを防止する。これにより、剛性の低いバルブ
シートを使用しても、バルブシートと吸・排気弁
との接触状態を良好とし、ガス漏れが生ずるのを
防止して内燃機関のアイドル運転の安定、出力向
上等を図ることができる。

また、バルブシートの外周面とシート挿入用穴
部の内周面とのいずれか一方が直線状に形成され
るので、加工工程を減少して加工を容易とする。

〔考案の実施例〕

以下図面に基づいてこの考案の実施例を詳細且
つ具体的に説明する。

第１，３図は、この考案の実施例を示すもので
ある。第１図において、２は４バルブ内燃機関の
シリンダヘツド、４は吸気口、６は排気口であ
る。これら吸気口４及び排気口６の周辺には、バ
ルブシート８が夫々挿入嵌着される。このバルブ
シート８には、第３図に示す如く、例えば吸気口
４側において吸気弁１０が接離する。

第３図に示す如く、バルブシート８は、その外
周面のうち凹部である燃焼室側部８ａの直径をシ
リンダヘツド２に削成したシート挿入用穴部２ａ
の内周面の直径よりも小となるように削成して構
成されている。前記燃焼室側部８ａの高さ、つま
り燃焼室側面８ｅからの深さＬは、シート挿入用
穴部２ａの所定深さＨの略半分に達するまで形成
されている。また、シート挿入用穴部２ａは、直
線状に形成されている。

これにより、バルブシート８をシート挿入用穴
部２ａに挿入嵌着した際に、燃焼室１４側におい
て、燃焼室側部８ａとシート挿入用穴部２ａとの
間には、空隙１２が形成される。即ち、この空隙
１２は、燃焼室側８ａの直径をシート挿入用穴部
２ａの内周面の直径よりも小に形成していること
により、燃焼室側部８ａの外周面とシート挿入用
穴部２ａの内周面間で且つ燃焼室形成面２ｅから
深さＬを有して形成されるものである。これによ
り、バルブシート奥部８ｂとシリンダヘツド穴奥
部２ｂとが密着することによりバルブシート８を
保持させるとともに、燃焼室１４側においては空
隙１２が形成されているので、バルブシート８の
外周面とシート挿入用穴部２ａの内周面とが非接
触となる。

また、シート挿入用穴部２ａは、バルブシート
８の燃焼室側面８ｅをシリンダヘツド２の燃焼室
形成面２ｅと略同一平面内に位置させるべく所定
の深さＨに形成されている。即ち、シート挿入用
穴部２ａの深さＨとバルブシート８の高さである
軸方向の長さとは、同一に形成されている。これ
により、バルブシート８が燃焼室形成面２ｅから
徒に突出するのを防止させる。

次に、この実施例の作用を説明する。

内燃機関の稼動によつて、シリンダヘツド２は
高温度の燃焼ガスに晒されることになる。特に、
直接高温ガスに接触する部位であるシリンダヘツ
ド２の燃焼室形成面２ｅが最も高温となり、変形
量が大きくなるものである。

このため、従来においては、第２図に示す如
く、シリンダヘツド２のシート挿入用穴部の内周
面にバルブシート８の外周面全体が密着して嵌合
されていたので、シリンダヘツド２の変形によつ
てバルブシート８も強制的に大きく変形してい
た。

ところが、この実施例においては、第３図に示
す如く、シート挿入用穴部２ａの内周面とバルブ
シート８の外周面との燃焼室１４側において燃焼
室形成面２ｅからシート挿入用穴部２ａの深さＨ
の略半分に達する深さＬに空隙１２が形成されて
いるので、シリンダヘツド２の大きな熱変形によ
つてバルブシート８の燃焼室側部８ａが変形する
ことがなく、一方、比較的変形の小なるシリンダ
ヘツド奥部２ｂにバルブシート８のバルブシート
奥部８ｂが堅固に保持されているので、バルブシ
ート８の脱落を防止するとともに、バルブシート
８の弁当り部８ｃが大きく変形するのを防止する
ことができる。

即ち、シリンダヘツド２の吸気口４、排気口６
周辺の変形及び温度がバルブシート８に伝達する
のを遮断させてバルブシート８の熱変形を小と
し、しかもシリンダヘツド２の吸気口４、排気口
６付近が熱によつて変形しても、シリンダヘツド
２の変形によつてバルブシート８が一緒に変形す
るのを防止し、これによりバルブシート８と吸気
弁１０、排気弁との接触状態を良好とし、ガス漏
れが生ずるのを防止して内燃機関のアイドル運転
の安定、出力向上を図り、運転性能を向上させる
ことができる。

また、空隙１２の形成によつて、吸気弁１０、
排気弁がバルブシート８を打撃して発する音の伝
播が悪くなり、機関運転の静粛化を図り得る。し
かも、空隙１２の形成によつてシリンダヘツド２
の影響を受けることが少ないので、バルブシート
８の温度分布の不均一が緩和され、バルブシート
８の変形を減少し、混合気の霧化の均一性が向上
し、これにより、燃焼状態が良くなり、機関運転
に好影響をもたらす。

更に、バルブシート８の外周面とシリンダヘツ
ド２に形成したシート挿入用穴部２ａの内周面と
のいずれか一方を同一直径で形成しているので、
バルブシート８及びシリンダヘツド２の加工を容
易とすることができる。

更にまた、バルブシート８の燃焼室側面８ｅを
シリンダヘツド２の燃焼室形成面２ｅと略同一平
面内に位置させたので、燃焼室１４内にバルブシ
ート８が徒に突出することがなく、部分的に高温
となるのを阻止するとともに熱変形量も少なく
し、使用寿命を長くすることができる。

なお、この考案は上述の実施例に限定されず、
種々応用改変が可能であることは勿論である。

例えば、第４図に示す如く、シリンダヘツド２
に削成するシート挿入用穴部２ａを段付きとし、
バルブシート８の燃焼室側部８ａとシリンダヘツ
ド２との間に空隙１２を形成することも可能であ
る。

また、第５図に示す如く、バルブシート８の燃
焼室側部８ａにテーパをつけて削成することによ
り、空隙１２を形成することも可能である。

更に、第６図に示す如く、シリンダヘツド２の
シート挿入用穴部２ａをテーパをつけて削成する
ことにより、空隙１２を形成することも可能であ
る。

更にまた、上述の実施例においては、４バルブ
内燃機関について説明したが、バルブ数の異なる
他の内燃機関についても、この考案の実施例を適
用し得ることは勿論である。

〔考案の効果〕

以上詳細な説明から明らかなようにこの考案に
よれば、バルブシートの燃焼室側面をシリンダヘ
ツドの燃焼室形成面と略同一平面内に位置させる
べく所定深さにシート挿入用穴部を形成し、バル
プシートの外周面とシート挿入用穴部の内周面と
のいずれか一方を直線状に形成するとともに燃焼
室側において燃焼室形成面からシート挿入用穴部
の深さの略半分に達する深さに一方を他方から離
間させるべく空隙を形成したことにより、バルブ
シートの一部外周面とシート挿入用穴部の内周面
間に燃焼室側からバルブシートの軸方向長さの略
半分の深さで形成された空隙が、シリンダヘツド
の吸・排気口周辺の変形があつてもこの変形によ
つてバルブシートが変形するのを回避させるとと
もにシリンダヘツドからの熱の伝達を遮断するの
で、バルブシートの熱変形と小とし、しかもシリ
ンダヘツドの吸・排気口付近が熱によつて変形し
ても、シリンダヘツドの変形によつてバルブシー
トが一緒に変形するのを防止し、これによりバル
ブシートと吸・排気弁との接触状態を良好とし、
ガス漏れが生ずるのを防止して内燃機関のアイド
ル運転の安定、出力向上を図り、運転性能を向上
し得る。

また、空隙の形成によつて、吸・排気弁がバル
ブシートを打撃して発する音の伝播が悪くなり、
機関運転の静粛化を図り得る。

更に、バルブシートの温度分布の不均一が緩和
されるので、混合気の霧化の均一性が向上し、燃
焼状態が良くなり、機関運転に好影響をもたら
す。

更にまた、バルブシートの外周面とシリンダヘ
ツドに形成したシート挿入用穴部の内周面とのい
ずれか一方を同一直径で形成しているので、バル
ブシート及びシリンダヘツドの加工を容易とし、
製作上有利である。

また、バルブシートの燃焼室側面をシリンダヘ
ツドの燃焼室形成面と略同一平面内に位置させて
いるので、燃焼室内にバルブシートが徒に突出す
ることがなく、部分的に高温となるのを阻止する
とともに熱変形量も少なくし、使用寿命を長くし
得る。

【図面の簡単な説明】

第１，３図はこの考案の実施例を示し、第１図
はシリンダヘツドをシリンダ側から見た平面図、
第３図はバルブシートをシリンダヘツドのシート
挿入用穴部に嵌着した状態の断面図である。第４
〜６図はこの考案の他の実施例を示し、バルブシ
ートの嵌着状態の一部断面図である。第２図は従
来におけるバルブシートをシート挿入用穴部に嵌
着した状態の第１図の−線による断面図であ
る。 図において、２はシリンダヘツド、４は吸気
口、６は排気口、８はバルブシート、１２は空
隙、そして１４は燃焼室である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関のシリンダヘツドの吸・排気口周辺に
   形成したシート挿入用穴部に嵌着される内燃機関
   用バルブシートにおいて、前記バルブシートの燃
   焼室側面を前記シリンダヘツドの燃焼室形成面と
   略同一平面内に位置させるべく所定深さに前記シ
   ート挿入用穴部を形成し、前記バルブシートの外
   周面と前記シート挿入用穴部の内周面とのいずれ
   か一方を直線状に形成するとともに燃焼室側にお
   いて前記燃焼室形成面から前記シート挿入用穴部
   の深さの略半分に達する深さに前記一方を他方か
   ら離間させるべく空隙を形成したことを特徴とす
   る内燃機関用バルブシート。