JP2012125790A - 中空エンジンバルブの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】金属ナトリウムを内部に容易に封入することができる中空エンジンバルブの製造方法を提供する。
【解決手段】中実丸棒２１に対して鍛造加工を行って、中空孔２２ｃを有する半完成品２２を成形し、中空孔２２ｃ内に金属ナトリウムＮを入れた後、当該中空孔２２ｃを仮蓋２３で封止し、この状態の半完成品２２に対して、ネッキング加工を順次行って、金属ナトリウムＮが封入された半完成品２４を成形し、この半完成品２４における仮蓋２３の部分が除去されるように、中空孔２４ｃを切断して、その開口端を軸端封止部材１２で封止する。
【選択図】図１

Description

本発明は、金属ナトリウムを内部に封入した中空エンジンバルブの製造方法に関する。

近年、エンジンバルブの中には、エンジンの高出力化及び高性能化に伴って、その内部を中空に形成すると共に、この中空部内に冷媒用の金属ナトリウムを封入したものが種々提供されている。これにより、中実のエンジンバルブと比べて、軽量化が図られると共に、封入された金属ナトリウムの働きにより、熱伝導性の向上が図られるようになっている。このような、従来の中空エンジンバルブの製造方法は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開平７−１０２９１７号公報

上記従来の製造方法では、弁傘部及び中空軸部を成形した後、これらの内部に形成された中空孔内に、金属ナトリウムを封入するようにしている。しかしながら、中空軸部は小径に形成されているため、その中空孔の内径も非常に小径となっている。このため、従来の製造方法において、金属ナトリウムを中空孔内に封入する場合には、固体の金属ナトリウムを押出成形して棒状にした後、この棒状の金属ナトリウムを細長い中空孔内に挿入しなくてはならず、金属ナトリウムの封入作業性の低下を招いていた。

従って、本発明は上記課題を解決するものであって、金属ナトリウムを内部に容易に封入することができる中空エンジンバルブの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明に係る中空エンジンバルブの製造方法は、
金属ナトリウムを内部に封入した中空エンジンバルブの製造方法において、
中実丸棒に対して鍛造加工を行って、有底の第１中空孔を有する第１半完成品を成形し、
前記第１中空孔内に金属ナトリウムを入れた後、当該第１中空孔を仮蓋で封止し、
前記仮蓋により金属ナトリウムが封入された前記第１半完成品に対して、前記第１中空孔の長さ及び前記仮蓋の長さが段階的に長くなると共に、前記第１中空孔の内径及び前記仮蓋の外径が段階的に縮径するように、ネッキング加工を順次行って、金属ナトリウムが封入された第２中空孔を有する第２半完成品を成形し、
前記第２半完成品における前記仮蓋の部分が除去されるように、前記第２中空孔を切断し、
切断により形成された前記第２中空孔の開口端を、軸端封止部材で封止する
ことを特徴とする。

従って、本発明に係る中空エンジンバルブの製造方法によれば、中実丸棒の鍛造加工後、即ち、第１半完成品のネッキング加工前において、内径が大きな状態の第１中空孔内に金属ナトリウムを入れることにより、当該金属ナトリウムを中空エンジンバルブの内部に容易に封入することができる。

本発明の一実施例に係る中空エンジンバルブの製造方法を順に示した図である。 本発明の他の実施例に係る中空エンジンバルブの製造方法を順に示した図である。 中空エンジンバルブの縦断面図である。

以下、本発明に係る中空エンジンバルブの製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。

先ず、図３に示すように、本発明に係る製造方法によって製造される中空エンジンバルブ１は、車両等のエンジンにおいて、吸気バルブまたは排気バルブとして使用されるものであって、中空軸状の弁傘部材１１及び軸状の軸端封止部材１２から構成されている。なお、弁傘部材１１と軸端封止部材１２とは、互いの軸端間で接合されている。

更に、弁傘部材１１は、傘形形状の弁傘部１１ａ及び中空軸状の中空軸部１１ｂを有しており、弁傘部材１１の内部には、中空孔１１ｃが、弁傘部１１ａと中空軸部１１ｂとに亘って、当該弁傘部１１ａ及び中空軸部１１ｂの形状に沿うように形成されている。そして、中空孔１１ｃ内には、冷媒用の金属ナトリウムＮが封入されている。

次に、中空エンジンバルブ１の製造方法について、図１（ａ）〜（ｅ）を用いて詳細に説明する。

先ず、図１（ａ）に示すように、所定の長さ及び外径に加工された中実丸棒２１を準備する。

次いで、図１（ｂ）に示すように、中実丸棒２１に対して、複数回の鍛造加工を順次行うことにより、半完成品（第１半完成品）２２を成形する。これにより、半完成品２２には、弁傘部２２ａ、中空軸部２２ｂ、中空孔（第１中空孔）２２ｃが形成されることになる。

そして、図１（ｃ）に示すように、半完成品２２における有底の中空孔２２ｃ内に、金属ナトリウムＮを注入した後、この中空孔２２ｃの開口端に、円柱状の仮蓋２３を接合する。これにより、半完成品２２内への金属ナトリウムＮの封入が完了したことになる。

次いで、図１（ｄ）に示すように、金属ナトリウムＮが封入された半完成品２２に対して、複数回のネッキング加工（絞り加工）を順次行うことにより、半完成品（第２半完成品）２４を成形する。

このとき、半完成品２２の中空軸部２２ｂ、中空孔２２ｃ、仮蓋２３の長さが、段階的に長くなると共に、半完成品２２の中空軸部２２ｂ及び仮蓋２３の外径や、半完成品２２の中空孔２２ｃの内径が、段階的に縮径されて、中空軸部２２ｂの肉厚も段階的に厚くなり、最終的に、金属ナトリウムＮが封入された状態で、半完成品２４の弁傘部２４ａ、中空軸部２４ｂ、中空孔（第２中空孔）２４ｃが成形される。

そして、図１（ｅ）に示すように、半完成品２４に対して、ネッキング加工された仮蓋２３の部分が除去されるように、中空軸部２２ｂを切断することにより、金属ナトリウムＮが収容された状態の弁傘部材１１が形成される。

次いで、図１（ｆ）に示すように、金属ナトリウムＮが収容された弁傘部材１１に対して、その中空軸部１１ｂの開口端に軸端封止部材１２を接合することにより、完成品としての中空エンジンバルブ１が形成される。

従って、本発明に係る製造方法によれば、中実丸棒２１を鍛造加工した後、即ち、半完成品２２をネッキング加工する前において、半完成品２２における内径が大きな状態の中空孔２２ｃ内に、金属ナトリウムＮを注入することにより、当該金属ナトリウムＮを中空エンジンバルブ１の内部に容易に封入することができる。

なお、上述したように、図１（ａ）〜（ｆ）に示した製造方法では、中実丸棒２１から弁傘部材１１を成形するようにしたが、図２（ａ）〜（ｅ）に示すように、パイプ材３１から弁傘部材１１を成形するようにしても構わない。

そこで、図２（ａ）に示すように、所定の長さ、外径、内径に加工されたパイプ材３１を用意する。

次いで、図２（ｂ）に示すように、パイプ材３１内に、棒状の金属ナトリウムＮを挿入した後、当該パイプ材３１の両側開口端内に、パイプ端封止部材３２ａ，３２ｂを接合する。これにより、パイプ材３１内への金属ナトリウムＮの封入が完了したことになる。

そして、図２（ｃ）に示すように、金属ナトリウムＮが封入されたパイプ材３１に対して、据え込み鍛造装置４１を用いて、鍛造加工を行う。

即ち、パイプ材３１の一端を固定部４１ａに取り付ける一方、パイプ材３１の他端を可動部４１ｂに取り付けた後、当該パイプ材３１の一端側を、高周波コイル等の加熱手段４１ｃにより加熱する。更に、このように、パイプ材３１の一端側を加熱した状態で、可動部４１ｂを固定部４１ａ側に押し出して、パイプ材３１に圧縮荷重を与える。これにより、パイプ材３１の加熱された部分が、径方向外側に膨出することになり、パイプ材３１の一端側には、膨出部３１ａが成形される。

次いで、図２（ｄ）に示すように、膨出部３１ａが成形されたパイプ材３１に対して、鍛造金型４２を用いて、鍛造加工を行う。即ち、パイプ材３１を、その膨出部３１ａがダイ４２ａの凹部に収まるように、当該ダイ４２ａに装着し、膨出部３１ａをパンチ４２ｂにより押圧する。なお、図２（ｄ）に示したパイプ材３１においては、軸心の左側半分を鍛造加工前の状態とし、軸心の右側半分を鍛造加工後の状態としている。

これにより、パイプ材３１においては、その膨出部３１ａのみが径方向外側に押し潰されるように変形するので、結果的に、図２（ｅ）に示すような、金属ナトリウムＮが封入された状態の弁傘部材１１が成形される。

従って、金属ナトリウムＮを挿入したパイプ材３１に対して、鍛造加工を行うことにより、金属ナトリウムＮを中空エンジンバルブ１の内部に容易に封入することができる。

本発明は、製造工程の簡略化を図るようにした中空エンジンバルブの製造方法に適用可能である。

１ 中空エンジンバルブ
１１ 弁傘部材
１１ａ 弁傘部
１１ｂ 中空軸部
１１ｃ 中空孔
１２ 軸端封止部材
２１ 中実丸棒
２２，２４ 半完成品
２２ａ，２４ａ 弁傘部
２２ｂ，２４ｂ 中空軸部
２２ｃ，２４ｃ 中空孔
２３ 仮蓋
３１ パイプ材
３１ａ 膨出部
３２ パイプ端封止部材
４１ 据え込み鍛造装置
４１ａ 固定部
４１ｂ 可動部
４１ｃ 加熱手段
４２ 鍛造金型
４２ａ ダイ
４２ｂ パンチ

Claims (1)

1. 金属ナトリウムを内部に封入した中空エンジンバルブの製造方法において、
   中実丸棒に対して鍛造加工を行って、有底の第１中空孔を有する第１半完成品を成形し、
   前記第１中空孔内に金属ナトリウムを入れた後、当該第１中空孔を仮蓋で封止し、
   前記仮蓋により金属ナトリウムが封入された前記第１半完成品に対して、前記第１中空孔の長さ及び前記仮蓋の長さが段階的に長くなると共に、前記第１中空孔の内径及び前記仮蓋の外径が段階的に縮径するように、ネッキング加工を順次行って、金属ナトリウムが封入された第２中空孔を有する第２半完成品を成形し、
   前記第２半完成品における前記仮蓋の部分が除去されるように、前記第２中空孔を切断し、
   切断により形成された前記第２中空孔の開口端を、軸端封止部材で封止する
   ことを特徴とする中空エンジンバルブの製造方法。

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