JP2013044287A - Method and apparatus for manufacturing hollow engine valve - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently manufacture a hollow valve with a hollow axis part in an extremely easy manner at a low cost.SOLUTION: This method for manufacturing a hollow engine valve includes steps for forming material that has an upward-open bottomed hole at the center part; and pushing out the material inserted in a mold hole 8 of a die 9 downward by a punch 12, lowering the lower part of a pin 17 down to the upper part of a small diameter hole part 8c of the mold hole, and allowing the material to plastically flow downward through a clearance between the lower part of the pin 17 and the small diameter hole part 8c to mold a primary intermediate product 2 having a diameter-enlarged head part 2b at the upper end of the axis part 2a and formed with hollow holes 25, 26 therein.

Description

本発明は、内燃機関に用いられる中空エンジンバルブの製造方法及び製造装置に関する。   The present invention relates to a method and apparatus for manufacturing a hollow engine valve used in an internal combustion engine.

内燃機関、特に自動車用エンジンに用いられるエンジンバルブ(以下、バルブと略称する)の中には、軽量化してエンジン性能を向上させるために、バルブを中空としたり、熱負荷を軽減させるために、中空とした軸部内に金属ナトリウムを封入したりしたものがある。
このような中空バルブの従来の製造方法としては、例えば特許文献1に記載されているように、中心に設けた孔に芯材を挿入したバルブ素材を、熱間搾出鍛造等により、軸部の一端に傘部を有するバルブ形状に成形したのち、芯材を引き抜いて軸部を中空とし、この中空孔の開口端を、閉塞部材により閉塞したもの、特許文献2に記載されているように、中心に設けた孔に芯材を挿入したバルブ素材を、加熱鍛縮することにより、軸部の一端に傘部を有するバルブ形状に成形し、芯材を引き抜いて軸部を中空としたのち、この中空孔に金属ナトリウムを挿入し、軸部の開口端を、軸端封止部をもって閉塞したもの、同じく特許文献2に記載されているように、中心に設けた孔に被削性に富む芯材を挿入したバルブ素材を、加熱鍛縮することにより、軸部の一端に傘部を有するバルブ形状に成形し、ガンドリルをもって芯材に孔明け加工を施すことにより、軸部を中空とし、この中空孔に金属ナトリウムを挿入したのち、軸部の開口端に、軸端封止部を溶接もって固着したもの、及び特許文献3に記載されているように、バルブの軸部の中心に、端面側よりガンドリルにより孔を穿設して、軸部を中空としたものなどがある。
Among engine valves (hereinafter abbreviated as valves) used in internal combustion engines, particularly automobile engines, in order to reduce the weight and improve engine performance, to make the valve hollow or to reduce the thermal load, Some of them have metal sodium sealed in a hollow shaft.
As a conventional manufacturing method of such a hollow valve, for example, as described in Patent Document 1, a valve material in which a core material is inserted into a hole provided in the center is formed by hot squeezing forging or the like. As described in Patent Document 2, after forming a valve shape having an umbrella portion at one end of the shaft, the core member is pulled out to make the shaft portion hollow, and the opening end of the hollow hole is closed by a closing member. After the valve material with the core inserted in the hole provided in the center is heated and contracted, it is formed into a valve shape with an umbrella at one end of the shaft, and the core is pulled out to make the shaft hollow. In this hollow hole, metal sodium is inserted, and the opening end of the shaft portion is closed with a shaft end sealing portion. Similarly, as described in Patent Document 2, the hole provided in the center is machinable. To heat and stretch the valve material with a rich core material inserted The shaft is molded into a valve shape having an umbrella at one end, and the core material is drilled with a gun drill to make the shaft hollow, and after inserting metallic sodium into the hollow hole, the shaft A shaft end sealing portion is fixed to the opening end by welding, and as described in Patent Document 3, a hole is drilled by a gun drill from the end face side at the center of the shaft portion of the valve. There are some that are hollow.

特開昭63−109205号公報JP-A-63-109205 特開平7−119421号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-119421 特開平4−334708号公報JP-A-4-334708

上記特許文献1及び2に記載の中空バルブの製造方法においては、軸部を中空とするのに、芯材を製作する工程と、バルブ素材に芯材挿入用の孔を形成する工程と、この孔に芯材を挿入する工程と、挿入した芯材を引き抜く工程との、少なくとも4工程を必要とするので、生産性が低く、かつ製造コストが高くなるという問題がある。   In the method for manufacturing a hollow valve described in Patent Documents 1 and 2, a process for producing a core material, a process for forming a hole for inserting a core material in the valve material, and a method for making the shaft portion hollow, Since at least four steps of inserting the core material into the hole and extracting the inserted core material are required, there is a problem that productivity is low and manufacturing cost is high.

一方、特許文献2及び3に記載の中空バルブの製造方法のように、ガンドリルによる孔明け加工により軸部を中空とすると、それに要する加工時間が長く、生産性が低下するとともに、ドリルの寿命も短いので、製造コストが大となる。
特に、排気バルブの素材に多用されているオーステナイト系の耐熱鋼は、硬質で被削性に劣るため、その素材に孔明け加工を施すと、ドリルの寿命はさらに短くなる。
On the other hand, when the shaft portion is made hollow by punching with a gun drill as in the method of manufacturing a hollow valve described in Patent Documents 2 and 3, the machining time required for this is long, the productivity is lowered, and the life of the drill is also reduced. Since it is short, the manufacturing cost becomes large.
In particular, austenitic heat-resistant steel, which is frequently used as a material for exhaust valves, is hard and inferior in machinability. Therefore, drilling the material further shortens the life of the drill.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、軸部を中空とした中空バルブを、極めて容易に、かつ低コストで効率よく製造しうるようにした中空エンジンバルブの製造方法及び製造装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a hollow engine valve manufacturing method and manufacturing apparatus capable of manufacturing a hollow valve having a hollow shaft portion very easily and efficiently at low cost. The purpose is to provide.

本発明の中空バルブの製造方法によると、上記課題は、次の各項のようにして解決される。
(1)上方に開口する有底孔を中心部に有する素材を形成する工程と、ダイの型孔に挿入した前記素材を、パンチにより強圧することにより、型孔における漸次下方に向かって縮径する搾出孔部を通過させて、その下方の小径孔部に向かって押し出すとともに、前記有底孔に挿入したピンの下部を、前記小径孔部の上部に進入するまで下降させ、前記素材を、ピンの下部の外周面と小径孔部の内周面との間に形成される環状の隙間を介して下方に塑性流動させることにより、軸部の上端に拡径頭部を有し、かつそれらの内部に上方に開口する中空孔が形成された第1次中間品を成形する工程とを備えるものとする。
According to the method for manufacturing a hollow valve of the present invention, the above-described problems are solved as follows.
(1) A step of forming a material having a bottomed hole that opens upward in the center, and the material inserted into the die hole of the die is strongly pressed with a punch, so that the diameter gradually decreases downward in the die hole. The bottom of the pin inserted into the bottomed hole is lowered until it enters the upper part of the small-diameter hole, The lower end of the pin has an enlarged head at the upper end of the shaft portion by plastically flowing downward through an annular gap formed between the outer peripheral surface of the small diameter hole portion and And forming a first intermediate product in which a hollow hole opening upward is formed.

このような構成によると、バルブの軸部を中空とするのに、従来のように、芯材を用いてそれを引き抜いたり、ガンドリルにより孔明け加工を施したりする必要がなく、素材を押し出して第1次中間品を成形するのと同時に、軸部に中空孔を簡単に形成することができるので、中空バルブを、極めて容易に、かつ低コストで効率よく製造することができる。
また、第1次中間品の軸部に形成された中空孔を、ドリルの下孔(ガイド孔)としても使用しうるので、従来のように、最初からガンドリルにより軸部に中空孔を形成する際に比して、孔明け加工を短時間で容易に行うことができ、生産性が向上するとともに、ドリルに加わる負荷も小さくなるのでその寿命が長くなる。
According to such a configuration, in order to make the valve shaft hollow, it is not necessary to pull it out using a core material or to drill a hole with a gun drill as in the past, but to extrude the material. At the same time as forming the first intermediate product, a hollow hole can be easily formed in the shaft portion, so that a hollow valve can be manufactured very easily and efficiently at a low cost.
Moreover, since the hollow hole formed in the shaft part of the primary intermediate product can also be used as a pilot hole (guide hole) of the drill, a hollow hole is formed in the shaft part from the beginning by a gun drill as in the prior art. Compared to the case, the drilling can be easily performed in a short time, the productivity is improved, and the load applied to the drill is reduced, so that the life thereof is extended.

(2)上記(1)項において、パンチにより素材を強圧する前に、ピンの下端を素材の有底孔の下端部まで下降させる。 (2) In the above item (1), before the material is strongly pressed by the punch, the lower end of the pin is lowered to the lower end of the bottomed hole of the material.

このような構成によると、パンチにより素材を強圧する際に、ピンの下部を速やかに型孔の小径孔部まで下降させうるので、軸部に中空孔を確実に形成することができる。   According to such a configuration, when the material is strongly pressed by the punch, the lower portion of the pin can be quickly lowered to the small diameter hole portion of the mold hole, so that the hollow hole can be reliably formed in the shaft portion.

(3)ダイの型孔に挿入した円柱状の素材の上面をピンにより強圧し、前記素材を塑性変形させてピンの下部を素材の内部に進入させることにより、前記素材の中心部に上方に開口する有底孔を形成する工程と、前記素材を、パンチにより強圧することにより、型孔における漸次下方に向かって縮径する搾出孔部を通過させて、その下方の小径孔部に向かって押し出すとともに、前記ピンの下部を、前記小径孔部の上部に進入するまで下降させ、前記素材を、ピンの下部の外周面と小径孔部の内周面との間に形成される環状の隙間を介して下方に塑性流動させることにより、軸部の上端に拡径頭部を有し、かつそれらの内部に上方に開口する中空孔が形成された第1次中間品を成形する工程とを備えるものとする。 (3) The upper surface of the cylindrical material inserted into the die hole of the die is strongly pressed with a pin, and the material is plastically deformed so that the lower part of the pin enters the inside of the material. A process of forming a bottomed hole to be opened, and by pressing the material with a punch, the squeeze hole part gradually reducing in diameter toward the lower part of the mold hole is passed through to the small-diameter hole part below the part. The lower part of the pin is lowered until it enters the upper part of the small-diameter hole, and the material is formed into an annular shape formed between the outer peripheral surface of the lower part of the pin and the inner peripheral surface of the small-diameter hole part. Forming a primary intermediate product having a diameter-enlarged head at the upper end of the shaft portion and having a hollow hole opened upward in the inside by plastically flowing downward through a gap; and Shall be provided.

このような構成によると、上記(1)項に記載の構成と同様の効果が得られるだけでなく、ピンにより素材に有底孔を形成するので、素材に予め有底孔を設ける工程が不要となり、製造コストを削減することができる。   According to such a configuration, not only the same effect as the configuration described in the above item (1) is obtained, but also the step of providing the bottomed hole in the material in advance is unnecessary because the bottomed hole is formed in the material by the pin. Thus, the manufacturing cost can be reduced.

(4)上記(1)〜(3)のいずれかにおいて、第1次中間品を成形したのち、その上端をパンチにより押圧したまま、ピンを上昇させる。 (4) In any one of the above (1) to (3), after forming the primary intermediate product, the pin is raised while the upper end thereof is pressed by the punch.

このような構成によると、第1次中間品の成形後において、それに形成される中空孔より、ピンの下端部を容易に引き抜くことができる。   According to such a configuration, after molding the first intermediate product, the lower end portion of the pin can be easily pulled out from the hollow hole formed therein.

(5)上記(1)〜(4)項のいずれかにおいて、第1次中間品の拡径頭部を鍛造することにより、軸部の上端に傘部を連設し、かつこの傘部の内部に、上方に開口する中空孔を有する第2次中間品を成形する工程と、前記傘部の中空孔の開口部を、閉塞部材をもって閉塞する工程とを備えるものとする。 (5) In any one of the above items (1) to (4), by forging the diameter-enlarged head portion of the first intermediate product, an umbrella portion is connected to the upper end of the shaft portion, and the umbrella portion A step of forming a secondary intermediate product having a hollow hole opening upward therein and a step of closing the opening of the hollow hole of the umbrella portion with a closing member are provided.

このような構成によると、軸部の上端に傘部を有し、かつそれらの内部に密閉された中空孔が形成された中空エンジンバルブを、少ない工程で容易に製造することができる。   According to such a configuration, a hollow engine valve having an umbrella portion at the upper end of the shaft portion and having a sealed hollow hole formed therein can be easily manufactured with a small number of steps.

(6)上記(5)項において、第2次中間品における傘部の中空孔の開口より、軸部の中空孔に金属ナトリウムを挿入したのち、前記傘部の中空孔の開口部を、閉塞部材をもって閉塞する。 (6) In the above item (5), after inserting metallic sodium into the hollow hole of the shaft part from the opening of the hollow hole of the umbrella part in the secondary intermediate product, the opening part of the hollow hole of the umbrella part is closed. It closes with a member.

このような構成によると、軸部の中空孔に金属ナトリウムが封入された中空バルブを、容易に製造することができる。   According to such a configuration, a hollow valve in which metallic sodium is sealed in the hollow hole of the shaft portion can be easily manufactured.

(7)上記(5)または(6)項において、第2次中間品における傘部の中空孔を、上方に向かって漸次拡径するラッパ状とする。 (7) In the above item (5) or (6), the hollow hole of the umbrella part in the secondary intermediate product is formed into a trumpet shape that gradually increases in diameter upward.

このような構成によると、バルブ全体の軽量化が図れるとともに、中空孔に金属ナトリウムを封入した際の放熱面積が増大することにより、傘部が効果的に冷却されるようになる。
また、傘部の中空孔がラッパ状に拡径しているので、軸部の中空孔への金属ナトリウムの挿入作業が容易となる。
According to such a configuration, the overall weight of the valve can be reduced, and the heat radiation area when metal sodium is sealed in the hollow hole is increased, whereby the umbrella portion is effectively cooled.
Moreover, since the hollow hole of the umbrella part is expanded in a trumpet shape, it is easy to insert metal sodium into the hollow hole of the shaft part.

本発明の中空バルブの製造装置によると、上記課題は、次の各項のようにして解決される。
(8)素材を上方より挿入可能な大径孔部、この大径孔部の下端に連続する漸次下方に向かって縮径する搾出孔部、この搾出孔部の下端に連続する軸部形成用の小径孔部よりなる型孔を有するダイと、前記ダイの上方において昇降するラムと、前記ラムに装着され、前記ダイにおける型孔の大径孔部内に下部が進入可能なパンチと、前記パンチの中心部に設けた上下方向のガイド孔内に、前記ラムまたは他の昇降手段に連係されて上下に昇降しうるように収容され、かつ下降時に、前記型孔の小径孔部より小径とした下部の小径軸部が前記パンチの下方に突出し、下端が前記小径孔部の上部まで進入して停止するようにしたピンとを備えるプレス装置よりなるものとする。
According to the apparatus for manufacturing a hollow valve of the present invention, the above problems are solved as follows.
(8) A large-diameter hole portion into which the material can be inserted from above, an extraction hole portion that gradually decreases in diameter toward the lower end continuous to the lower end of the large-diameter hole portion, and a shaft portion continuous to the lower end of the extraction hole portion A die having a mold hole composed of a small-diameter hole for forming; a ram that moves up and down above the die; and a punch that is attached to the ram so that a lower part can enter into a large-diameter hole part of the mold hole in the die; In the vertical guide hole provided in the center of the punch, the ram or other lifting means is linked so as to be able to move up and down, and when lowered, the diameter is smaller than the small diameter hole of the mold hole. The lower small-diameter shaft portion protrudes below the punch, and the lower end is formed of a pressing device including a pin that enters and stops at the upper portion of the small-diameter hole portion.

このような構成によると、一度のプレス作業で、プレス装置のダイの型孔に挿入した素材を、ラムに装着したパンチにより押し出すのと同時に、パンチの中心部に収容したピンの下部の小径軸部を、ダイの型孔の小径孔部の上部まで下降させて、軸部に中空孔を有する中空バルブを、容易に製造することができる。   According to such a configuration, the material inserted into the die hole of the press device is pushed out by the punch mounted on the ram in one press operation, and at the same time, the small-diameter shaft below the pin accommodated in the center portion of the punch A hollow valve having a hollow hole in the shaft portion can be easily manufactured by lowering the portion to the upper portion of the small-diameter hole portion of the die hole of the die.

(9)上記(8)項において、ラムに、パンチを下方に付勢することにより、成形後の第1次中間品を、ピンが上昇し始めるまで下方に押圧しておく押圧手段を設ける。  (9) In the above item (8), the ram is provided with a pressing means for pressing the punched downward to press the formed first intermediate product downward until the pin starts to rise.

このような構成によると、第1次中間品の成形後において、それに形成される中空孔より、ピンの下部を容易に引き抜くことができる。   According to such a configuration, after molding the first intermediate product, the lower part of the pin can be easily pulled out from the hollow hole formed therein.

(10)上記(9)項において、押圧手段を圧縮コイルばねとする。  (10) In the above item (9), the pressing means is a compression coil spring.

このような構成によると、油圧プレス等の別の押圧手段を設ける必要がないので、中空バルブの製造装置のコストを低減させることができる。   According to such a configuration, there is no need to provide another pressing means such as a hydraulic press, so that the cost of the hollow valve manufacturing apparatus can be reduced.

(11)上記(8)〜(10)項のいずれかにおいて、プレス装置の近傍に、第1中間品の軸部を挿入可能な軸孔と拡径頭部を挿入可能な上方に向かって漸次ラッパ状に拡径する第2の型孔を有する第2のダイと、この第2のダイの上方において昇降する第2のラムと、この第2のラムの下部に装着され、かつ下端部に、前記第2の型孔に挿入した拡径頭部を、内部に上方に開口する中空孔が形成されるように傘状に塑性変形させる第2のパンチとを備える第2プレス装置を設ける。 (11) In any one of the above items (8) to (10), in the vicinity of the press device, the shaft hole into which the shaft portion of the first intermediate product can be inserted and the diameter-enlarged head portion can be gradually inserted upward. A second die having a second die hole that expands in a trumpet shape, a second ram that moves up and down above the second die, and a lower portion of the second ram that is attached to the lower end. A second press device is provided that includes a second punch that plastically deforms the enlarged-diameter head inserted into the second mold hole into an umbrella shape so as to form a hollow hole that opens upward.

このような構成によると、二つのプレス装置により、内部に中空孔を有する第1次中間品と第2次中間品とを、連続的に、かつ効率よく製造することができる。   According to such a configuration, the first intermediate product and the second intermediate product having hollow holes inside can be continuously and efficiently manufactured by the two pressing devices.

本発明によれば、軸部を中空とした中空バルブを、極めて容易に、かつ低コストで効率よく製造することができる。   According to the present invention, a hollow valve having a hollow shaft portion can be manufactured very easily and efficiently at low cost.

本発明の中空バルブの製造方法の一実施形態を示す工程図である。It is process drawing which shows one Embodiment of the manufacturing method of the hollow valve of this invention. 中空バルブの第1次中間品を成形する第1プレス装置の要部の中央縦断正面図である。It is a center longitudinal front view of the principal part of the 1st press apparatus which shape | molds the 1st intermediate product of a hollow valve. 同じく、ラムが下降して、パンチの下端が素材の上端に当接した状態の中央縦断正面図である。Similarly, it is a center longitudinal front view in a state where the ram is lowered and the lower end of the punch is in contact with the upper end of the material. 同じく、ラムがさらに下降して、センターピンの下端部が素材の有底孔の下部まで進入した状態の中央縦断正面図である。Similarly, the ram is further lowered, and the center pin is a central longitudinal front view in a state where the lower end portion of the center pin enters the lower portion of the bottomed hole of the material. 同じく、ラムが下限位置まで下降して、素材を鍛造した状態の中央縦断正面図である。Similarly, it is a center longitudinal front view of the state where the ram has been lowered to the lower limit position and the material has been forged. 同じく、ラムが若干上昇して、センターピンの下端部が第1次中間品の中空孔より離脱した状態の中央縦断正面図である。Similarly, the ram is slightly raised, and the lower end portion of the center pin is a central longitudinal front view in a state in which it is detached from the hollow hole of the primary intermediate product. 第1次中間品を鍛造して、第2次中間品を成形する第2プレス装置の要部の中央縦断正面図である。It is a center vertical front view of the principal part of the 2nd press apparatus which forges a 1st intermediate product and shape | molds a 2nd intermediate product.

以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。
図1の(a)〜(e)は、本発明の中空バルブの製造方法を工程順に示すもので、(a)は、中空バルブ製造用の素材1、(b)は、中空バルブの第1次中間品2の成形工程、(c)は、同じく第2次中間品3の成形工程、(d)は、第2次中間品3への金属ナトリウム4の挿入工程、(e)は、第2次中間品3の開口部を閉塞部材5をもって閉塞する工程を示している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIGS. 1A to 1E show a method for manufacturing a hollow valve according to the present invention in the order of steps. FIG. 1A shows a material 1 for manufacturing a hollow valve, and FIG. The molding process of the secondary intermediate product 2, (c) is the molding process of the secondary intermediate product 3, (d) is the process of inserting the metallic sodium 4 into the secondary intermediate product 3, (e) The process of closing the opening of the secondary intermediate product 3 with the closing member 5 is shown.

素材1は、例えばマルテンサイト系またはオーステナイト系の長尺の丸棒状鋼材を所定寸法に切断したのち、中心部に、ドリル等により有底孔6を形成したものよりなっている。この有底孔6は、最下部の小径孔6aと、この小径孔6aに、テーパ孔6bを介して連続する、例えば小径孔6aの内径のほぼ2倍の大きさの大径孔6cとからなっている。   The raw material 1 is formed by, for example, forming a bottomed hole 6 in the center by using a drill or the like after cutting a long round bar-like steel material of martensite or austenite to a predetermined size. The bottomed hole 6 includes a lowermost small-diameter hole 6a and a large-diameter hole 6c that is continuous with the small-diameter hole 6a via a tapered hole 6b, for example, approximately twice the inner diameter of the small-diameter hole 6a. It has become.

図1(b)に示す第1次中間品2は、上記素材1を、図2に示す製造装置、例えばフリクションプレスよりなる第1プレス装置7(主要部のみ図示する)により、前方押し出し加工(熱間搾出鍛造)することにより成形することができる。   The primary intermediate product 2 shown in FIG. 1 (b) is obtained by extruding the raw material 1 with a manufacturing apparatus shown in FIG. 2, for example, a first press device 7 (only the main part is shown) made of a friction press. It can be formed by hot forging.

第1プレス装置7は、図示しないダイホルダにより不動状態に保持された、中心部に型孔8を有するダイ9と、その上方において昇降可能な円筒形のラム10とを備えている。型孔8は、ダイ9の上方に開口する、上記素材1の外径とほぼ同径をなす大径孔部8aと、その下端と連続するとともに、下方に向かって漸次漏斗状に縮径する搾出孔部8bと、この搾出孔部8bの下端と連続するとともに、ダイ9の下方に開口する小径孔部8cとからなっている。   The 1st press apparatus 7 is equipped with the die | dye 9 which was hold | maintained by the die holder which is not shown in figure in the center part which has the type | mold hole 8, and the cylindrical ram 10 which can be raised-lowered upwards. The mold hole 8 is open above the die 9 and is continuous with the large diameter hole portion 8a having the same diameter as the outer diameter of the material 1, and the lower end thereof, and gradually decreases in a funnel shape downward. The squeezing hole 8b is continuous with the lower end of the squeezing hole 8b and includes a small-diameter hole 8c that opens below the die 9.

ラム10内の下部には、ダイ9の型孔8の軸線と同軸をなす円筒形のパンチホルダ11が、上下方向に相対移動可能に嵌合され、このパンチホルダ11内には、パンチ12における上半部の大径軸部12aが、上下に移動不能として嵌合されている。パンチ12の下半部の小径軸部12bは、ダイ9の大径孔部8a内に進入可能な、その内径とほぼ等しい外径とされている。
パンチ12の中心には、後記するセンターピン17を上下に摺動可能に案内する大径ガイド孔13aと小径ガイド孔13bとが、互いに上下に連通するようにして貫設されている。
A cylindrical punch holder 11 that is coaxial with the axis of the die hole 8 of the die 9 is fitted in the lower part of the ram 10 so as to be relatively movable in the vertical direction. The large-diameter shaft portion 12a in the upper half is fitted so as not to move up and down. The small-diameter shaft portion 12b of the lower half portion of the punch 12 has an outer diameter that can enter the large-diameter hole portion 8a of the die 9 and is substantially equal to the inner diameter.
A large-diameter guide hole 13a and a small-diameter guide hole 13b for slidably guiding a center pin 17 (described later) are provided in the center of the punch 12 so as to communicate with each other vertically.

パンチホルダ11の上部においてラム10内には、上方に開口する有底円筒状のばね受け14が、下面がパンチホルダ11の上面に当接するようにして、上下に摺動可能に嵌合され、このばね受け14内には、圧縮荷重の大きな圧縮コイルばね15が収容されている。圧縮コイルばね15の上面には、ラム10の上端部に嵌合して固定されたばね押え16の下面が当接し、圧縮コイルばね15は上方に抜け止めされている。
ばね受け14とばね押え16との対向面は、ばね押え16により圧縮コイルばね15を所要量圧縮しうるように離間している。
In the ram 10 at the upper part of the punch holder 11, a bottomed cylindrical spring receiver 14 that opens upward is fitted so that the lower surface is in contact with the upper surface of the punch holder 11 slidably up and down. A compression coil spring 15 having a large compression load is accommodated in the spring receiver 14. The lower surface of the spring retainer 16 fitted and fixed to the upper end portion of the ram 10 is in contact with the upper surface of the compression coil spring 15, and the compression coil spring 15 is prevented from coming off upward.
The opposing surfaces of the spring receiver 14 and the spring retainer 16 are separated so that the spring coil 16 can compress the compression coil spring 15 by a required amount.

パンチ12の大径ガイド孔13aと小径ガイド孔13bには、それぞれ、センターピン17の上部の大径軸部17aと、それに連続する下部の小径軸部17bとが、上下に摺動可能に嵌合されている。小径軸部17bの外径は、上記素材1の大径孔6cとダイ9の大径部8cに嵌合しうるように、それらの内径とほぼ等しい寸法としてある。   The large-diameter guide hole 13a and the small-diameter guide hole 13b of the punch 12 are fitted with a large-diameter shaft portion 17a at the upper part of the center pin 17 and a lower-diameter shaft part 17b at the lower part thereof slidably up and down. Are combined. The outer diameter of the small-diameter shaft portion 17b is approximately equal to the inner diameter so that the large-diameter hole 6c of the material 1 and the large-diameter portion 8c of the die 9 can be fitted.

小径軸部17bの下端部は、ラム10が上方に位置しているとき、パンチ12の下端より所要寸法突出するとともに、大径軸部17aは、パンチ12に対しセンターピン17が所要ストローク上下方向に移動しうるように、大径ガイド孔13aの下端部より上方に離間している。   The lower end portion of the small diameter shaft portion 17b protrudes from the lower end of the punch 12 when the ram 10 is positioned, and the center pin 17 of the large diameter shaft portion 17a extends in the vertical direction of the required stroke with respect to the punch 12. The large-diameter guide hole 13a is spaced above the lower end of the large-diameter guide hole 13a.

センターピン17における大径軸部17aの上端部は、ばね受け14の底壁14aの中心に設けたガイド孔18に、上下に摺動可能に嵌合されている。
圧縮コイルばね15内には、円筒形のスペーサ19が、上端部をばね押え16の下面の上向凹孔20に嵌合するとともに、下端がセンターピン17の上端と当接するようにして収容されている。
センターピン17の上端部は、ばね押え16の上方より挿入したボルト21の下端部を、大径軸部17aの上端部に形成しためねじ孔22に螺合することにより、ばね押え16に固定されている。
An upper end portion of the large-diameter shaft portion 17a of the center pin 17 is fitted in a guide hole 18 provided at the center of the bottom wall 14a of the spring receiver 14 so as to be slidable in the vertical direction.
A cylindrical spacer 19 is accommodated in the compression coil spring 15 such that the upper end is fitted into the upward concave hole 20 on the lower surface of the spring retainer 16 and the lower end is in contact with the upper end of the center pin 17. ing.
The upper end portion of the center pin 17 is fixed to the spring retainer 16 by forming the lower end portion of the bolt 21 inserted from above the spring retainer 16 into the upper end portion of the large diameter shaft portion 17a and screwing it into the screw hole 22. Has been.

センターピン17の小径軸部17bにおけるパンチ12の下端より突出する先端部(下端部)は、テーパ状の小径軸部23の下端にストレート状の小径軸部24を連設することにより、先細り形状としてある。小径軸部24の下端は、その切損を防止するために、球面としてある。   The tip end portion (lower end portion) protruding from the lower end of the punch 12 in the small diameter shaft portion 17 b of the center pin 17 is tapered by connecting a straight small diameter shaft portion 24 to the lower end of the tapered small diameter shaft portion 23. It is as. The lower end of the small-diameter shaft portion 24 is a spherical surface in order to prevent breakage.

テーパ状の小径軸部23とストレート状の小径軸部24の外径は、それぞれ、ダイ9に設けた型孔8の搾出孔部8bと小径孔部8cの内径よりも若干小とされ、ラム10及びセンターピン17が下限位置まで下降した際に、両小径軸部23、24の外周面と、搾出孔部8bの内周面及び小径孔部8cの上端部の内周面との間に、環状の隙間が形成されるようになっている(図5参照)。   The outer diameters of the tapered small diameter shaft portion 23 and the straight small diameter shaft portion 24 are slightly smaller than the inner diameters of the extraction hole portion 8b and the small diameter hole portion 8c of the mold hole 8 provided in the die 9, respectively. When the ram 10 and the center pin 17 are lowered to the lower limit position, the outer peripheral surfaces of the small-diameter shaft portions 23 and 24 and the inner peripheral surface of the extraction hole portion 8b and the upper peripheral portion of the small-diameter hole portion 8c An annular gap is formed between them (see FIG. 5).

図2〜図6は、上記第1プレス装置7により第1次中間品2を成形する工程を示す。
図2に示すように、ラム10を上昇させた状態で、ダイ9の型孔8の大径孔部8a内に、所定温度に加熱された素材1を挿入したのち、ラム10を下降させると、図3に示すように、パンチ12の下端部が素材1の上端に当接するとともに、センターピン17の下端部の小径軸部23、24が素材1の有底孔6内の上部に突入する。
2-6 shows the process of shape | molding the 1st intermediate product 2 with the said 1st press apparatus 7. FIG.
As shown in FIG. 2, when the ram 10 is lowered after the material 1 heated to a predetermined temperature is inserted into the large-diameter hole portion 8 a of the die hole 8 of the die 9 with the ram 10 raised. As shown in FIG. 3, the lower end portion of the punch 12 abuts on the upper end of the material 1, and the small-diameter shaft portions 23 and 24 at the lower end portion of the center pin 17 protrude into the upper portion of the bottomed hole 6 of the material 1. .

この状態で、ラム10がさらに若干下降すると、図4に示すように、ばね押え16も圧縮コイルばね15を圧縮させて下降する。この際、圧縮コイルばね15が圧縮されるまでの間は、パンチ12により素材1が押し出されることはなく、ラム10と実質的に一体をなすセンターピン17のみがさらに下降して、その下端が素材1の有底孔6の下端付近まで進入する。この間、パンチ12には圧縮コイルばね15のばね力が加わることにより、素材1はパンチ12の下端により強く押圧された状態となる。   When the ram 10 is further lowered in this state, the spring retainer 16 is also lowered by compressing the compression coil spring 15 as shown in FIG. At this time, the material 1 is not pushed out by the punch 12 until the compression coil spring 15 is compressed, and only the center pin 17 substantially integrated with the ram 10 is further lowered, and its lower end is The material 1 enters to the vicinity of the lower end of the bottomed hole 6 of the material 1. During this time, the spring force of the compression coil spring 15 is applied to the punch 12 so that the material 1 is strongly pressed by the lower end of the punch 12.

この状態から、ラム10が下限位置までさらに下降すると、図5に示すように、素材1がパンチ12により下方に押し出されると同時に、センターピン17の下端部のテーパ状の小径軸部23が、ダイ9の型孔8における搾出孔部8b付近まで下降するとともに、ストレート状の小径軸部24が、型孔8の小径孔部8cの上部、すなわち小径孔部8cの上端から、ほぼ小径軸部24の長さだけ下方に進入する位置まで下降したところで停止する。   From this state, when the ram 10 is further lowered to the lower limit position, as shown in FIG. 5, the material 1 is pushed downward by the punch 12, and at the same time, the tapered small-diameter shaft portion 23 at the lower end portion of the center pin 17 is While descending to the vicinity of the squeezing hole 8b in the die hole 8 of the die 9, the straight small-diameter shaft portion 24 extends from the upper portion of the small-diameter hole portion 8c of the die hole 8, that is, from the upper end of the small-diameter hole portion 8c. It stops when it descends to the position where it enters downward by the length of the portion 24.

これにより、素材1は、その下部の中実部が先に型孔8の搾出孔部8bを通過して、小径孔部8c内に塑性流動することにより、軸部2aの下部は中実軸部2cとなる。引き続いて、素材1の上部が、センターピン17の下端部により、中心部への肉の流れを妨げられつつ、小径軸部23、24の外周面と、搾出孔部8bの内周面及び小径孔部8cの上端部の内周面との間に形成される環状の隙間を通過して、型孔8の小径孔部8cに向かって押し出されることにより、中実軸部2cよりも上方の軸部2a内には、中空孔25が形成される。   As a result, the lower portion of the shaft portion 2a is solid when the solid portion of the material 1 first passes through the extraction hole portion 8b of the mold hole 8 and plastically flows into the small diameter hole portion 8c. It becomes the shaft portion 2c. Subsequently, while the upper portion of the material 1 is blocked by the lower end portion of the center pin 17 from the flow of meat to the center portion, the outer peripheral surfaces of the small diameter shaft portions 23 and 24, the inner peripheral surface of the extraction hole portion 8b, and By passing through an annular gap formed between the inner peripheral surface of the upper end portion of the small diameter hole portion 8c and being pushed out toward the small diameter hole portion 8c of the mold hole 8, the solid shaft portion 2c is located above the solid shaft portion 2c. A hollow hole 25 is formed in the shaft portion 2a.

この一連の押し出し工程により、図1(b)に示すような軸部2aの上端部に拡径頭部2bを有する第1次中間品2が成形され、かつセンターピン17の小径軸部17bにおけるパンチ12の下端よりの突出端部により、中空孔25と連続する、上方に開口する大径の中空孔26が形成される。なお、中空孔25が形成された部分の軸部2aの肉厚は、センターピン17の小径軸部24の外周面と、型孔8における小径孔部8cの内周面との間に形成される隙間とほぼ等しい均一な厚さとなる。   By this series of extrusion processes, the primary intermediate product 2 having the enlarged head portion 2b is formed at the upper end portion of the shaft portion 2a as shown in FIG. 1B, and the small diameter shaft portion 17b of the center pin 17 is formed. A projecting end portion from the lower end of the punch 12 forms a large-diameter hollow hole 26 that is continuous with the hollow hole 25 and opens upward. The thickness of the shaft portion 2 a in the portion where the hollow hole 25 is formed is formed between the outer peripheral surface of the small diameter shaft portion 24 of the center pin 17 and the inner peripheral surface of the small diameter hole portion 8 c in the mold hole 8. The uniform thickness is almost equal to the gap.

図6に示すように、第1次中間品2を成形したのち、ラム10と共にセンターピン17を上昇させると、それらが若干上昇するまでの間は、パンチ12に圧縮コイルばね15の下向き付勢力が加わっているので、第1次中間品2はパンチ12の下端により下方に押圧されている。従って、ラム10が上昇し始めるのと同時に、センターピン17の下端部の小径軸部23、24を、第1次中間品2における拡径頭部2bと軸部2bの中空孔26、25から容易に引き抜くことができる。   As shown in FIG. 6, when the center pin 17 is raised together with the ram 10 after the first intermediate product 2 is molded, the downward biasing force of the compression coil spring 15 is applied to the punch 12 until they rise slightly. Therefore, the primary intermediate product 2 is pressed downward by the lower end of the punch 12. Accordingly, at the same time when the ram 10 starts to rise, the small-diameter shaft portions 23 and 24 at the lower end portion of the center pin 17 are moved away from the enlarged-diameter head portion 2b and the hollow holes 26 and 25 in the shaft portion 2b. It can be easily pulled out.

この状態でラム10を上限位置まで上昇させて、第1次中間品2の軸部2aの下端を図示しないエジェクトピン等をもって押し上げれば、成形された第1次中間品2をダイ9より取り出すことができる。   In this state, if the ram 10 is raised to the upper limit position and the lower end of the shaft portion 2a of the primary intermediate product 2 is pushed up with an eject pin (not shown), the molded primary intermediate product 2 is taken out from the die 9. be able to.

図7は、図1(c)に示す第2次中間品3を成形する製造装置である第2プレス装置27の主要部を示すもので、中心に第1次中間品2の軸部2aよりも大径の貫通孔28が形成されたダイホルダ29の上端部の凹孔30には、第2のダイ31が嵌合され、この第2のダイ31には、上方に向かってラッパ状に拡径する第2の型孔32と、ダイホルダ29の貫通孔28に連通する軸孔33とが形成されている。なお、第2プレス装置27は、上記第1プレス装置7の近傍に並設され、1個のフリクションプレスにより、第1次中間品2と第2次中間品とを、第1、第2プレス装置7、27により同時に成形することができるようになっている。   FIG. 7 shows a main part of the second press device 27 which is a manufacturing apparatus for forming the secondary intermediate product 3 shown in FIG. 1 (c), with the shaft portion 2 a of the primary intermediate product 2 at the center. A second die 31 is fitted into the concave hole 30 at the upper end of the die holder 29 in which the through-hole 28 having a large diameter is formed. The second die 31 expands in a trumpet shape upward. A second mold hole 32 having a diameter and a shaft hole 33 communicating with the through hole 28 of the die holder 29 are formed. The second press device 27 is arranged in the vicinity of the first press device 7, and the first intermediate product 2 and the second intermediate product are converted into the first and second presses by one friction press. The devices 7 and 27 can be molded simultaneously.

第2のラム34の下端部の上向凹孔35には、下面に第2のダイ31の型孔32とほぼ補形をなす突部36を有する第2のパンチ37が嵌合され、第2のラム34が下限位置まで下降して、第2のダイ31の上面に第2のパンチ37の下面が当接したとき、第2の型孔32と突部36との間に、中空バルブの傘部成形用の空間が形成されるようになっている。   A second punch 37 having a protrusion 36 that is substantially complementary to the mold hole 32 of the second die 31 on the lower surface is fitted in the upward concave hole 35 of the lower end portion of the second ram 34. When the second ram 34 is lowered to the lower limit position and the lower surface of the second punch 37 comes into contact with the upper surface of the second die 31, a hollow valve is provided between the second mold hole 32 and the protrusion 36. A space for forming the umbrella part is formed.

第2次中間品3を成形するには、第2のラム34を上限位置まで上昇させた状態で、図6のダイ9より脱型した直後の第1次中間品2を第2のダイ31に上方より挿入し、第2のラム34を下限位置まで下降させる。すると、第1次中間品2の拡径頭部2bが、第2のパンチ37の下面と突部36により塑性変形させられることにより、図1(c)に示すような、軸部3aの上端部に傘部3bを有する中空バルブの第2次中間品3が成形され、かつ傘部3b内には、上方に開口するとともに、上方に向かってラッパ状に漸次拡径する中空孔38が、軸部3aの中空孔25と連通するようにして形成される。   In order to mold the secondary intermediate product 3, the primary intermediate product 2 immediately after being removed from the die 9 in FIG. 6 in the state where the second ram 34 is raised to the upper limit position is used as the second die 31. The second ram 34 is lowered to the lower limit position. Then, the diameter-enlarged head 2b of the primary intermediate product 2 is plastically deformed by the lower surface of the second punch 37 and the projections 36, whereby the upper end of the shaft 3a as shown in FIG. The hollow valve secondary intermediate product 3 having the umbrella portion 3b is formed in the portion, and the umbrella portion 3b has a hollow hole 38 that opens upward and gradually expands in a trumpet shape upward. It is formed so as to communicate with the hollow hole 25 of the shaft portion 3a.

第2プレス装置27より取り出した第2次中間品3に所定の熱処理を施したのち、軸部3aの中空孔25に、図1(d)に示すように、バルブ冷却用の金属ナトリウム4を挿入する。   After subjecting the secondary intermediate product 3 taken out from the second press device 27 to a predetermined heat treatment, as shown in FIG. 1 (d), the metallic sodium 4 for cooling the valve is placed in the hollow hole 25 of the shaft portion 3a. insert.

軸部3aの中空孔25に金属ナトリウム4の挿入したのち、図1(e)に示すように、第2次中間品3におけるの傘部3bの中空孔38の開口部に閉塞部材5を嵌合し、この閉塞部材5を図示しない溶接装置により固着して、中空孔38の開口部を閉塞する。 これにより、下部を除く軸部3aの内部と傘部3bの内部が中空をなす中空バルブ39が得られる。なお、製造後の中空バルブ39には、仕上加工や軸端部にコッタ溝等の加工が施される。   After the metallic sodium 4 is inserted into the hollow hole 25 of the shaft portion 3a, the closing member 5 is fitted into the opening of the hollow hole 38 of the umbrella portion 3b in the secondary intermediate product 3 as shown in FIG. The closing member 5 is fixed by a welding device (not shown) to close the opening of the hollow hole 38. Thereby, the hollow valve 39 in which the inside of the shaft portion 3a excluding the lower portion and the inside of the umbrella portion 3b are hollow is obtained. The manufactured hollow valve 39 is subjected to finishing processing or processing of a cotter groove or the like at the shaft end.

以上説明したように、上記実施形態の中空バルブの製造方法によると、軸部2aを中空とするのに、従来のように、芯材を用いてそれを引き抜いたり、ガンドリルにより孔明け加工を施したりする必要がなく、素材1を押し出して第1次中間品2を成形するのと同時に、軸部2aに中空孔25を簡単に形成することができるので、中空バルブを、極めて容易に、かつ低コストで効率よく製造することができる。   As described above, according to the method for manufacturing the hollow valve of the above embodiment, the shaft portion 2a is made hollow by using a core material as in the past or by drilling with a gun drill. Since the hollow hole 25 can be easily formed in the shaft portion 2a at the same time as the material 1 is extruded to form the first intermediate product 2, the hollow valve can be formed very easily and It can be manufactured efficiently at low cost.

また、第1次中間品2に形成された中空孔25を、ドリルの下孔(ガイド孔)としても使用しうるので、従来のように、最初からガンドリルにより軸部に中空孔を形成する際に比して、孔明け加工を短時間で容易に行うことができ、生産性が向上するとともに、ドリルへの負荷も小さくなるので寿命が長くなる。   Moreover, since the hollow hole 25 formed in the primary intermediate product 2 can also be used as a pilot hole (guide hole) of the drill, when forming a hollow hole in the shaft portion from the beginning with a gun drill as in the prior art, Compared to the above, drilling can be easily performed in a short time, productivity is improved, and the load on the drill is reduced, so that the life is extended.

さらに、第1次中間品2の拡径頭部2bを鍛造して第2次中間品3を成形する際に、傘部3bにも、上方にラッパ状に拡径する中空孔38が形成されるので、バルブ全体の軽量化が図れるとともに、バルブ内に金属ナトリウムを封入した際の放熱面積が増大することにより、傘部3bが効果的に冷却されるようになる。   Further, when the secondary intermediate product 3 is formed by forging the enlarged diameter head 2b of the primary intermediate product 2, the umbrella portion 3b is also formed with a hollow hole 38 that expands upward in a trumpet shape. Therefore, the overall weight of the bulb can be reduced, and the heat radiation area when metal sodium is sealed in the bulb increases, so that the umbrella portion 3b is effectively cooled.

傘部3bの中空孔38は、上方に向かってラッパ状に漸次拡径しているので、金属ナトリウム4を中空孔25に挿入する際の作業も容易となる。   Since the hollow hole 38 of the umbrella part 3b is gradually expanded in a trumpet shape upward, the work for inserting the metal sodium 4 into the hollow hole 25 is also facilitated.

本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
上記の製造方法においては、素材1に予め有底孔6を設け、この有底孔6にセンターピン17の下部を挿入しながら、素材1をパンチ12により強圧して下方に塑性流動させるようにしているが、素材1を中実、すなわち円柱状とすることもできる。
この際には、円柱状とした素材1の上面を、ラム10の初期の下降時において、上記実施形態よりも突出寸法を大としたセンターピン17の下部により強圧して塑性変形させ、ピン17の下部を素材1の内部に進入させることにより、素材1の中心部に上方に開口する有底孔を形成したのち、パンチ12により素材1の上面を強圧するとともに、ピン17の下部を、さらに小径孔部8cの上部に進入するまで下降させることにより、上記と同様の第1次中間品を成形することができる。
このようにすると、素材1に予め有底孔6を形成する工程を省略することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment.
In the above manufacturing method, a bottomed hole 6 is provided in the material 1 in advance, and the material 1 is strongly pressed by the punch 12 and plastically flows downward while the lower portion of the center pin 17 is inserted into the bottomed hole 6. However, the material 1 can also be solid, that is, cylindrical.
At this time, when the ram 10 is initially lowered, the upper surface of the columnar material 1 is plastically deformed by being strongly pressed by the lower part of the center pin 17 having a larger projecting dimension than the above-described embodiment. After the bottom part of the material 1 is made to enter the inside of the material 1, a bottomed hole that opens upward is formed at the center of the material 1, and then the upper surface of the material 1 is strongly pressed by the punch 12, and the lower part of the pin 17 is further The first intermediate product similar to the above can be formed by lowering until it enters the upper part of the small diameter hole 8c.
If it does in this way, the process of forming the bottomed hole 6 in the raw material 1 beforehand can be omitted.

また、上記の製造方法においては、第2次中間品3を成形したのち、その軸部3aの中空孔25に、バルブ冷却用の金属ナトリウム4を挿入したが、バルブの軽量化のみを目的とする際には、このような金属ナトリウム4の挿入工程は省略することもある。   Further, in the above manufacturing method, after the secondary intermediate product 3 is formed, the metal sodium 4 for cooling the valve is inserted into the hollow hole 25 of the shaft portion 3a, but only for the purpose of reducing the weight of the valve. In doing so, the insertion process of the metal sodium 4 may be omitted.

上記の製造装置においては、第1プレス装置7をフリクションプレスとして、そのパンチ12とセンターピン17とを、ラム10と共に昇降するものとしたが、例えば2個の油圧プレスにより、パンチ12とセンターピン17とを時間差を設けて独立して昇降させたり、パンチ12のみをフリクションプレスにより昇降させ、センターピン17を油圧プレスにより時間差を設けて昇降させたりすることもできる。このようにすると、圧縮コイルばね15を省略しうるとともに、パンチ12に対するセンターピン17の昇降タイミングを適宜に設定することにより、型孔8の小径孔部8cへの小径軸部24の進入時期を最適にしたり、第1次中間品2の中空孔25、26より、センターピン17の下部を容易に引き抜いたりすることができる。   In the manufacturing apparatus described above, the first press device 7 is a friction press, and the punch 12 and the center pin 17 are moved up and down together with the ram 10. For example, the punch 12 and the center pin are moved by two hydraulic presses. 17 can be moved up and down independently with a time difference, or only the punch 12 can be moved up and down by a friction press, and the center pin 17 can be moved up and down by a hydraulic press with a time difference. In this way, the compression coil spring 15 can be omitted, and the timing of entering the small-diameter shaft portion 24 into the small-diameter hole portion 8c of the mold hole 8 can be set by appropriately setting the raising / lowering timing of the center pin 17 with respect to the punch 12. The lower portion of the center pin 17 can be easily pulled out from the hollow holes 25 and 26 of the primary intermediate product 2.

1 素材
2 第1次中間品
2a軸部
2b拡径頭部
2c中実軸部
3 第2次中間品
3a軸部
3b傘部
4 金属ナトリウム
5 閉塞部材
6 有底孔
6a小径孔
6bテーパ孔
6c大径孔
7 第1プレス装置
8 型孔
8a大径孔部
8b搾出孔部
8c小径孔部
9 ダイ
10 ラム
11 パンチホルダ
12 パンチ
12a大径軸部
12b小径軸部
13a大径ガイド孔
13b小径ガイド孔
14 ばね受け
14a底壁
15 圧縮コイルばね
16 ばね押え
17 センターピン
17a大径軸部
17b小径軸部
18 ガイド孔
19 スペーサ
20 上向凹孔
21 ボルト
22 めねじ孔
23 小径軸部
24 小径軸部
25 中空孔
26 中空孔
27 第2プレス装置
28 貫通孔
29 ダイホルダ
30 凹孔
31 第2のダイ
32 第2の型孔
33 軸孔
34 第2のラム
35 上向凹孔
36 突部
37 第2のパンチ
38 中空孔
39 中空バルブ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Material 2 Primary intermediate product 2a Shaft part 2b Expanded head 2c Solid shaft part 3 Secondary intermediate product 3a Shaft part 3b Umbrella part 4 Metal sodium 5 Closure member 6 Bottomed hole 6a Small diameter hole 6b Tapered hole 6c Large diameter hole 7 First press device 8 Mold hole 8a Large diameter hole 8b Extraction hole 8c Small diameter hole 9 Die 10 Ram 11 Punch holder 12 Punch 12a Large diameter shaft 12b Small diameter shaft 13a Large diameter guide hole 13b Small diameter Guide hole
14 Spring receiver 14a Bottom wall 15 Compression coil spring 16 Spring retainer 17 Center pin 17a Large diameter shaft portion 17b Small diameter shaft portion 18 Guide hole 19 Spacer 20 Upward concave hole 21 Bolt 22 Female screw hole 23 Small diameter shaft portion 24 Small diameter shaft portion 25 Hollow hole 26 Hollow hole 27 Second press device 28 Through hole 29 Die holder 30 Recessed hole 31 Second die 32 Second mold hole 33 Axle hole 34 Second ram 35 Upward recessed hole 36 Projection 37 Second punch 38 Hollow hole 39 Hollow valve

Claims (11)

上方に開口する有底孔を中心部に有する素材を形成する工程と、
ダイの型孔に挿入した前記素材を、パンチにより強圧することにより、型孔における漸次下方に向かって縮径する搾出孔部を通過させて、その下方の小径孔部に向かって押し出すとともに、前記有底孔に挿入したピンの下部を、前記小径孔部の上部に進入するまで下降させ、前記素材を、ピンの下部の外周面と小径孔部の内周面との間に形成される環状の隙間を介して下方に塑性流動させることにより、軸部の上端に拡径頭部を有し、かつそれらの内部に上方に開口する中空孔が形成された第1次中間品を成形する工程
とを備えることを特徴とする中空エンジンバルブの製造方法。
Forming a material having a bottomed hole opening upward in the center; and
By pressing the material inserted into the die hole of the die with a punch, passing through the squeezing hole part gradually reducing the diameter toward the lower part of the die hole, and extruding it toward the small-diameter hole part below, The lower part of the pin inserted into the bottomed hole is lowered until entering the upper part of the small diameter hole part, and the material is formed between the outer peripheral surface of the lower part of the pin and the inner peripheral surface of the small diameter hole part. By plastically flowing downward through an annular gap, a primary intermediate product having a diameter-increased head at the upper end of the shaft portion and having a hollow hole opened upward inside thereof is formed. And a process for producing a hollow engine valve.
パンチにより素材を強圧する前に、ピンの下端を素材の有底孔の下端部まで下降させることを特徴とする請求項1記載の中空エンジンバルブの製造方法。   2. The method of manufacturing a hollow engine valve according to claim 1, wherein the lower end of the pin is lowered to the lower end portion of the bottomed hole of the material before the material is strongly pressed by the punch. ダイの型孔に挿入した円柱状の素材の上面をピンにより強圧し、前記素材を塑性変形させてピンの下部を素材の内部に進入させることにより、前記素材の中心部に上方に開口する有底孔を形成する工程と、
前記素材を、パンチにより強圧することにより、型孔における漸次下方に向かって縮径する搾出孔部を通過させて、その下方の小径孔部に向かって押し出すとともに、前記ピンの下部を、前記小径孔部の上部に進入するまで下降させ、前記素材を、ピンの下部の外周面と小径孔部の内周面との間に形成される環状の隙間を介して下方に塑性流動させることにより、軸部の上端に拡径頭部を有し、かつそれらの内部に上方に開口する中空孔が形成された第1次中間品を成形する工程
とを備えることを特徴とする中空エンジンバルブの製造方法。
The upper surface of the cylindrical material inserted into the die hole is strongly pressed with a pin, and the material is plastically deformed so that the lower part of the pin enters the material to open upward at the center of the material. Forming a bottom hole;
By pressing the material with a punch strongly, it passes through the squeezing hole part gradually reducing the diameter in the mold hole, and extrudes it toward the small-diameter hole part below, and the lower part of the pin is By lowering until it enters the upper part of the small-diameter hole, the material is plastically flowed downward through an annular gap formed between the outer peripheral surface of the lower part of the pin and the inner peripheral surface of the small-diameter hole. And a step of forming a primary intermediate product having a diameter-enlarged head at the upper end of the shaft part and having a hollow hole opened upward in the inside thereof. Production method.
第1次中間品を成形したのち、その上端をパンチにより押圧したまま、ピンを上昇させることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の中空エンジンバルブの製造方法。   The method for manufacturing a hollow engine valve according to any one of claims 1 to 3, wherein after the first intermediate product is formed, the pin is raised while the upper end thereof is pressed by a punch. 第1次中間品の拡径頭部を鍛造することにより、軸部の上端に傘部を連設し、かつこの傘部の内部に、上方に開口する中空孔を有する第2次中間品を成形する工程と、前記傘部の中空孔の開口部を、閉塞部材をもって閉塞する工程とを備えることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の中空エンジンバルブの製造方法。   By forging the diameter-enlarged head of the primary intermediate product, a secondary intermediate product having an umbrella portion connected to the upper end of the shaft portion and having a hollow hole opened upward is provided inside the umbrella portion. The method for manufacturing a hollow engine valve according to any one of claims 1 to 4, further comprising: a step of forming and a step of closing the opening of the hollow hole of the umbrella portion with a closing member. 第2次中間品における傘部の中空孔の開口より、軸部の中空孔に金属ナトリウムを挿入したのち、前記傘部の中空孔の開口部を、閉塞部材をもって閉塞することを特徴とする請求項5記載の中空エンジンバルブの製造方法。   The metallic intermediate is inserted into the hollow hole of the shaft part from the opening of the hollow hole of the umbrella part in the secondary intermediate product, and then the opening part of the hollow hole of the umbrella part is closed with a closing member. Item 6. A method for producing a hollow engine valve according to Item 5. 第2次中間品における傘部の中空孔を、上方に向かって漸次拡径するラッパ状とすることを特徴とする請求項5または6記載の中空エンジンバルブの製造方法。   The hollow engine valve manufacturing method according to claim 5 or 6, wherein the hollow hole of the umbrella portion in the second intermediate product is formed into a trumpet shape that gradually increases in diameter upward. 素材を上方より挿入可能な大径孔部、この大径孔部の下端に連続する漸次下方に向かって縮径する搾出孔部、この搾出孔部の下端に連続する軸部形成用の小径孔部よりなる型孔を有するダイと、
前記ダイの上方において昇降するラムと、
前記ラムに装着され、前記ダイにおける型孔の大径孔部内に下部が進入可能なパンチと、
前記パンチの中心部に設けた上下方向のガイド孔内に、前記ラムまたは他の昇降手段に連係されて上下に昇降しうるように収容され、かつ下降時に、前記型孔の小径孔部より小径とした下部の小径軸部が前記パンチの下方に突出し、下端が前記小径孔部の上部まで進入して停止するようにしたピン
とを備えるプレス装置よりなることを特徴とする中空エンジンバルブの製造装置。
A large-diameter hole that can be inserted from above, a squeeze hole that gradually decreases in diameter toward the lower end continuous to the lower end of the large-diameter hole, and a shaft part that continues to the lower end of the squeeze hole. A die having a mold hole composed of a small-diameter hole,
A ram that moves up and down above the die;
A punch that is attached to the ram and into which a lower part can enter into a large-diameter hole of a die hole in the die;
In the vertical guide hole provided in the center of the punch, the ram or other lifting means is linked so as to be able to move up and down, and when lowered, the diameter is smaller than the small diameter hole of the mold hole. A hollow engine valve manufacturing apparatus comprising: a pressing device having a lower small-diameter shaft portion protruding below the punch and a pin having a lower end entering the upper portion of the small-diameter hole portion and stopping. .
ラムに、パンチを下方に付勢することにより、成形後の第1次中間品を、ピンが上昇し始めるまで下方に押圧しておく押圧手段を設けてなる請求項8記載の中空エンジンバルブの製造装置。   9. The hollow engine valve according to claim 8, wherein the ram is provided with pressing means for pressing the first intermediate product after molding downward by urging the punch downward until the pin starts to rise. manufacturing device. 押圧手段を圧縮コイルばねとしてなる請求項9記載の中空エンジンバルブの製造装置。   The apparatus for manufacturing a hollow engine valve according to claim 9, wherein the pressing means is a compression coil spring. プレス装置の近傍に、第1中間品の軸部を挿入可能な軸孔と拡径頭部を挿入可能な上方に向かって漸次ラッパ状に拡径する第2の型孔を有する第2のダイと、この第2のダイの上方において昇降する第2のラムと、この第2のラムの下部に装着され、かつ下端部に、前記第2の型孔に挿入した拡径頭部を、内部に上方に開口する中空孔が形成されるように傘状に塑性変形させる第2のパンチとを備える第2プレス装置を設けてなる特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の中空エンジンバルブの製造装置。   A second die having a shaft hole in which the shaft portion of the first intermediate product can be inserted and a second die hole that gradually expands in a trumpet shape toward the upper side in which the enlarged diameter head can be inserted in the vicinity of the press device. A second ram that moves up and down above the second die, and an enlarged head that is attached to the lower part of the second ram and inserted into the second mold hole at the lower end. The hollow engine according to any one of claims 8 to 10, further comprising a second press device including a second punch that is plastically deformed in an umbrella shape so that a hollow hole that opens upward is formed in the hollow engine. Valve manufacturing equipment.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017164770A (en) * 2016-03-15 2017-09-21 株式会社ヤマナカゴーキン Cold-forging metal mold and cold-forging method

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016179780A1 (en) * 2015-05-11 2016-11-17 怀集登云汽配股份有限公司 Efficient near net shape precision forming method of hollow valve blank for engine
CN106694596A (en) * 2015-08-14 2017-05-24 武穴市明锐机械股份有限公司 One-step extrusion forming die for shank adapter with two splines
CN105194806A (en) * 2015-10-29 2015-12-30 吉林大学 Die of head and neck neoplasm radiotherapy simulation and detection structure
CN108138610B (en) * 2016-01-29 2021-03-12 日锻汽门株式会社 Method for filling metallic sodium
DE102016122514B4 (en) * 2016-11-22 2019-06-27 Federal-Mogul Valvetrain Gmbh Fire-sealed internally cooled valve and valve manufactured thereby

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63109207A (en) * 1986-10-28 1988-05-13 Fuji Valve Co Ltd Manufacturing method for hollow engine valve
JPH11257028A (en) * 1998-03-13 1999-09-21 Matsumoto Jukogyo Kk Assembly type pushrod and manufacture thereof
JP2006088197A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Aisan Ind Co Ltd Manufacturing method for axial product with expanded head, manufacturing method for engine valve, and forging die used for manufacturing axial product with expanded head
JP2010089154A (en) * 2008-10-10 2010-04-22 Toyota Motor Corp Method and apparatus for manufacturing hollow article, and hollow article

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2392175A (en) * 1942-03-11 1946-01-01 Thompson Prod Inc Process of making hollow valves
US2452628A (en) * 1944-08-25 1948-11-02 Thompson Prod Inc Method of making hollow poppet valves
US2452636A (en) * 1944-09-02 1948-11-02 Thompson Prod Inc Method of making hollow valves
US3186209A (en) * 1960-04-14 1965-06-01 Nat Machinery Co Method of cold forming an elongated hollow article
JP4390291B1 (en) * 2008-09-18 2009-12-24 株式会社 吉村カンパニー Method for manufacturing valve head part of hollow engine valve and hollow engine valve
JP4526097B1 (en) * 2009-12-24 2010-08-18 株式会社 吉村カンパニー Method for manufacturing valve head part of hollow engine valve, press device for valve head part of hollow engine valve, and hollow engine valve

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63109207A (en) * 1986-10-28 1988-05-13 Fuji Valve Co Ltd Manufacturing method for hollow engine valve
JPH11257028A (en) * 1998-03-13 1999-09-21 Matsumoto Jukogyo Kk Assembly type pushrod and manufacture thereof
JP2006088197A (en) * 2004-09-24 2006-04-06 Aisan Ind Co Ltd Manufacturing method for axial product with expanded head, manufacturing method for engine valve, and forging die used for manufacturing axial product with expanded head
JP2010089154A (en) * 2008-10-10 2010-04-22 Toyota Motor Corp Method and apparatus for manufacturing hollow article, and hollow article

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017164770A (en) * 2016-03-15 2017-09-21 株式会社ヤマナカゴーキン Cold-forging metal mold and cold-forging method

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