JPH04123885A - シリンダヘッドのバルブシート部の肉盛方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関等のシリンダヘッドのバルブシート部
の肉盛方法に係る。

［従来の技術］ 例えば本願出願人と同一の出願人の出願にかかる特開昭
６２−１６８９４号公報に記載されている如く、アルミ
ニウム合金の如き軽合金よりなる金属部材の表面に肉盛
用金属粉末を供給しつつ金属粉末にレーザの如き高密度
エネルギを照射し、高密度エネルギにより溶融された肉
盛用金属を主として金属部材による自己冷却能により急
冷する方法が既に知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし例えば同しく本願出願人と同一の出願人の出願に
かかる特開昭６２−１５００１４号公報に記載されてい
る如く、金属部材かシリンダヘッドであり、肉盛される
べき部分がバルブシート部である場合には、形成される
べき肉盛層の幅が小さいため、所要量の肉盛用金属粉末
をバルブシート部の所定の位置に正確に供給することか
困難である。

またかかる問題を解消すべく、シリンダヘッド粗形材の
バルブシート部に環状の凹溝を切削等によって形成し、
その凹溝に肉盛用金属粉末を供給することが考えられる
。しかし最近の高性能の内燃機関の吸排気ポートは相互
に間近に隣接して設けられているため、特にバルブシー
ト部同志が互いに隣接する部位に於ては強度上の理由な
どから十分な大きさの凹溝を形成することが困難であり
、そのため肉盛層の欠肉部（肉盛層の厚さ等が不足する
部分）が生じ易く、また二つの凹溝の間の部分が肉盛処
理時に溶損し易くなるという問題がある。また形成され
る肉盛層の厚さは凹溝に供給された肉盛用金属粉末層の
厚さの約半分になるため、凹溝の深さはバルブシート部
に形成されるべき肉盛層の厚さの２倍以上でなければな
らず、そのためバルブシート部の両側に予め比較的大き
い余肉部を形成しておかなければならない。従って凹溝
を形成するための加工代や肉盛完了後に余肉部に対し行
われるべき切削等の加工代が大きくなり、シリンダヘッ
ドを能率よく低数に製造することが困難である。

本発明は、シリンダヘッドのバルブシート部に高密度エ
ネルギを用いて肉盛層を形成する場合に於ける上述の如
き問題に鑑み、これらの問題が生しることなくシリンダ
ヘッドのバルブシート部を能率よく且低廉に肉盛するこ
とのできる方法を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上述の如き目的は、本発明によれば、シリンダヘッド粗
形材のバルブシート部に隣接して前記粗形材に装着され
ることにより前記バルブシート部に形成されるべき肉盛
層の厚さの少なくとも２倍の深さを有する環状の凹溝を
前記粗形材と共働して前記バルブシート部に郭定する治
具を用意し、前記バルブシート部に隣接して前記粗形材
に前記治具を装着し、前記凹溝に肉盛用金属粉末を充填
し、前記金属粉末に高密度エネルギを照射して肉盛層を
形成するシリンダヘッドのバルブシート部の肉盛方法に
よって達成される。

［発明の作用］ 本発明によれば、バルブシート部に隣接してシリンダヘ
ッド粗形材に治具が装着され、これによりバルブシート
部に形成されるべき肉盛層の厚さの少なくとも２倍の深
さを有する環状の凹溝が形成される。従ってバルブシー
ト部が互いに隣接する部位に於ても十分な厚さの肉盛層
を形成することができ、これにより肉盛層の欠肉部の発
生を確実に回避することが可能になる。

またシリンダヘッド粗形材に凹溝形成用の大きい余肉部
を設けることが不要であり、凹溝を形成するための加工
代や肉盛完了後にバルブシート部に行われる切削等の加
工代を低減することができるので、バルブシート部が肉
盛されたシリンダへラドを従来の方法に比して能率よく
且低廉に製造することか可能になる。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

［実施例］ 第１図乃至第５図は本発明による肉盛方法の一つの実施
例を示す一連の工程図である。

これらの図に於て、１０は鋳造により形成されたシリン
ダヘッド粗形材を示しており、１２及び１４はそれぞれ
燃焼室窪み１６に開口する吸気ホト及び排気ポートを示
している。吸気ポート１２及び排気ポート１４の燃焼室
窪み側の開口端には肉盛されるべきバルブシート部に対
応する位置にそれぞれ環状のリセス１８及び２０が切削
等の機械加工により形成されている。これらのリセス１
８及び２０の図にて上側の側壁はそれぞれ吸気ポート１
２及び排気ポート１４に予め設けられた余肉部２２及び
２４により郭定されている。

本発明の方法に於ては、第２図に示されている如くバル
ブシート部、従ってリセス１８及び２０に隣接してシリ
ンダヘッド粗形材１０に治具２６が装着される。図示の
実施例に於ては、治具２６はリセス１８及び２０の両方
に隣接して配置される一体的な構造を有しており、リセ
ス１８及び２０と共働してそれらが互いに隣接する部分
に於ても形成されるべき肉盛層の厚さｔ　及びｔ２の少
】 なくとも２倍の深さｄ　及びｄ２を有する環状の凹溝２
８及び３０を郭定するようになっている。

尚治具２６は例えばレーザによる肉盛処理工程に於ても
溶融したり形成される肉盛層と溶着することがない金属
材料、例えば銅合金、モリブデン、モリブデン合金、タ
ングステン、タングステン合金等にて形成され、これに
より再使用可能であることが好ましい。

治具２６が第２図に示されている如くシリンダヘッド粗
形材１０に装着されると、第３図に示されている如く、
シリンダヘッド粗形材を図示の如く回転させつつ形成さ
れるべき肉盛層の厚さｔｌの少なくとも２倍の厚さにな
るようノズル３２より凹溝２８内へ肉盛用金属粉末３４
を供給し、その下流側に於て粉末３４に対しレーザの如
き高密度エネルギ３６を照射してそれを溶融する。溶融
された肉盛用金属は主としてシリンダヘッド粗形材によ
る自己冷却能によって急冷されることにより肉盛層３８
を形成する。

凹溝３０についても同様に肉盛処理を行うことにより、
第４図に示されている如く肉盛層４０を形成し、しかる
後治具２６をシリンダヘッド粗形材１０より取外す。更
に第５図に示されている如く、余肉部２２．２４及び肉
盛層３８．４０等に対し切削等の所要の機械加工を施す
ことによりそれぞれ肉盛層３８及び４０よりなるバルブ
シート部にバルブシート４２及び４４を形成する。

第６図及び第７図はそれぞれ本発明の方法及び従来の方
法により肉盛されたシリンダヘッドのバルブシート部が
互いに隣接する部分を拡大して示す部分断面図であり、
第５図と同様、仮想線は肉盛が行われた後であって機械
加工によりバルブシートが形成される前のシリンダヘッ
ド粗形材の断面の外形を示している。

第６図に示されている如く、本発明の方法に於ては治具
２６を使用することにより、バルブシート部に形成され
るべき肉盛層の厚さの少なくとも２倍の深さを有する環
状の凹溝が形成されるので、肉盛層の欠肉部を生じるこ
となくバルブシート部の肉盛を行うことができる。

これに対し治具が使用されない従来の方法に於ては、第
７図に示されている如く、バルブシート部が互いに間近
に隣接し従って十分な深さの凹溝を形成することかでき
ないので、かかる部分に於て肉盛層の欠肉部４６が生じ
易い。

尚図示の実施例に於ては、治具２６は凹溝の一方の側壁
の一部のみを郭定するようになっているが、一方の側壁
の全体を郭定するよう構成されてもよく、また例えば半
割の治具を使用することにより凹溝の燃焼室窪みとは反
対の側の側壁を郭定する治具が併用されてもよい。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

［発明の効果］ 以上の説明より明らかである如く、本発明によれば、バ
ルブシート部に隣接してシリンダヘッド粗形材に治具が
装着され、これによりバルブシート部に形成されるべき
肉盛層の厚さの少なくとも２倍の深さを有する環状の凹
溝が形成されるので、バルブシート部が互いに隣接する
部位に於ても十分な厚さの肉盛層を形成することができ
、これにより肉盛層の欠肉部の発生を確実に回避するこ
とかできる。

またシリンダヘッド粗形材に凹溝形成用の大きい余肉部
を設けることが不要であり、凹溝を形成するだめの加工
代や肉盛完了後にバルブシート部に行われる切削等の加
工代を低減することができるので、バルブシート部が肉
盛されたシリンダヘッドを従来の方法に比して能率よく
且低廉に製造することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はシリンダヘッド粗形材を示す部分断面図、第２
図は治具が装着されたシリンダヘッド粗形材を示す部分
断面図、第３図は肉盛工程を示す断面図、第４図は肉盛
か行われ治具が取外された後のシリンダヘッド粗形材を
示す部分断面図、第５図は機械加工によりバルブシート
が形成された後のシリンダヘッドを示す部分断面図、第
６図及び第７図はそれぞれ本発明の方法及び従来の方法
により肉盛されたシリンダヘッドのバルブシート部が互
いに隣接する部分を拡大して示す部分断面図である。 ］　０ １０・・・シリンダヘッド粗形材、１２・・・吸気ポー
ト、１４・・・排気ポー１−．１６・・・燃焼室窪み、
１８．２０・・・リセス、２２．２４・・・余肉部、２
６・・・治具、２８．３０・・・凹溝、３４・・・肉盛
用金属粉末、３６・・・高密度エネルギ、３８．４０・
・・肉盛層　４２．４４・・・バルブシート、４６・・
・肉盛層の欠肉部特　許　出　願　人　　　トヨタ自動
車株式会社代　　　理　　　人　　　弁理士　　明石　
昌毅］ １０・・シリンダへラド粗形材 １２・・吸気ポート １４・・排気ポート ３８．４０・・肉盛層 ４２．４４・・バルブシート １０・・シリンダヘッド粗形材 １２・・吸気ポート １４・・排気ポート ３８．４０・・肉盛層 ４２．４４・・バルブシート ４６・・肉盛層の欠肉部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダヘッド粗形材のバルブシート部に隣接して前記
   粗形材に装着されることにより前記バルブシート部に形
   成されるべき肉盛層の厚さの少なくとも２倍の深さを有
   する環状の凹溝を前記粗形材と共働して前記バルブシー
   ト部に郭定する治具を用意し、前記バルブシート部に隣
   接して前記粗形材に前記治具を装着し、前記凹溝に肉盛
   用金属粉末を充填し、前記金属粉末に高密度エネルギを
   照射して肉盛層を形成するシリンダヘッドのバルブシー
   ト部の肉盛方法。