JPH04226845A - キノコ弁を製造するための方法、装置および製品 - 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】

【０００１】本発明はキノコ弁の製造に関し、殊に高性
能のガソリンおよびディーゼル機関に用いるキノコ弁の
製造に有効な用途を有するが、それに限定されない。

【０００２】高性能のガソリンおよびディーゼル機関の
出現はキノコ弁の製造にきびしい要求を課した。際限な
く高くなる温度下で優れた性能を発揮することは、価格
を最低水準に保つ必要性と相まって、大抵の弁を複合性
のものにした。低価格の鋼の弁棒に摩擦溶接された高性
能鋼から弁ガサが作られるか、または弁の面に高価な耐
酸化性耐熱合金を被膜することがよく行われる。

【０００３】本発明は、金属吹付け成形技法を用いる、
キノコ弁製造の新らしい途を開く。本発明によれば、工
作品の長手軸線の回りに工作品とスプレーガンを相対的
に回転させながら、棒または管の形をとる工作品が直径
の大きい部分を有する局部領域に金属を吹付け溶着させ
、そのあと、該局部領域の真中にて該軸線に直角な方向
に、棒または管と溶着金属を突切る、という手順を含む
キノコ弁製造方法が与えられる。

【０００４】本発明はまた上記方法で製造されたキノコ
弁を与える。

【０００５】直径が大きい部分は、吹付け操作を始める
前に、該局部領域に熱を加えながら、棒または管に軸線
方向の圧縮力をかけることによって形成することが望ま
しい。結合を良くするために、吹付け操作の前に該局部
領域を予熱することが望ましい。吹付け溶着される金属
が弁棒を形成する棒材の金属と異ること、また温度およ
び／または麾損および／または腐食に対する高い耐性を
有する金属であること、は有効ではあるが、不可欠では
ない。局部領域に２種類以上の金属を吹付け溶着させ、
最初は例えばより低価格または軽量の金属とし、あとの
被膜は温度および／または摩損および／または腐食に対
する耐性の高い、より高価な金属、例えばステライト、
の薄膜にするとが望ましいかも知れない。最終被膜材は
究極的に、運用条件が最もきびしい、弁座に接触する区
域を形成する。

【０００６】棒または管がキノコ弁の所定長さの２倍で
ある場合、上記方法は２個のキノコ弁の半製品を与え、
その各々に鍛造および／または切削および／または研削
および／または他の処理を施こして製品の弁を形成する
。工作品が管状である場合は、端に適当な栓をする。

【０００７】棒または管が連続した有効長を有する場合
、棒または管の端から弁の所定長さだけ前記局部領域を
隔置し、さらに数個の局部領域を選んで、弁の前記長さ
の２倍だけ前記第１の局部領域と相互から隔置し、先ず
この各局部領域にふくらみを形成することができる。 吹付け操作が完了したら、各局部領域の真中と、隣合せ
の２つの局部領域の中間とで工作品を突切ってキノコ弁
の半製品の系列を形成する。

【０００８】局部領域に吹付け金属の、或る形の分布を
得るために、棒または管の縦軸線を含む平面内にて、該
局部領域の真中に半径方向に整合する位置を中心に、ノ
ズルを角度的に、および／または軸線方向に揺動させな
がら、該軸線に向ける。

【０００９】本発明はさらに、棒または管を支持する装
置と、棒または管の一部分の直径を増すように該部分を
変形させる装置と、該直径を増した部分の個所にて、該
棒または管の軸線に向けられるスプレーガンを含む吹付
け溶着装置と、スプレーガンおよび棒または管を相互に
対して該軸線を中心に回転させる装置と、該軸線に対し
て直角に動いて、棒または管および吹付けられた金属を
突切るように取付けられたのこ刃とを含むキノコ弁製造
装置を含む。

【００１０】以下に添付図面を参照しつつ、本発明の実
施例を説明する。

【００１１】先ず図１を参照すると、キノコ弁の弁棒に
適した中合金鋼から作られ、製造すべきキノコ弁の所要
長さの２倍より幾らか大きい長さの棒１０がその中間の
局部領域１２を加熱されると同時に、軸線方向の圧縮力
を受けて、ふくらみが形成される。

【００１２】次に、図２ないし図５を参照して、棒１０
は工作品保持具に取付けられて、その縦軸線の回りに約
３００ｒｐｍにて回転駆動される。吹付け溶着が形成さ
れる棒の中央の局部領域１２は結合を良くするために予
熱される。代りに、結合被膜を用いること、および／ま
たは、例えば不活性ガスの中で処理するなど、棒の酸化
を最小限にすることによって、結合を良くすることがで
きる。耐熱性と耐食性の秀れた合金鋼が固定のワイヤー
送り式電弧スプレーガン１１から棒の中央の局部領域１
２に吹付けられて、溶着１３を形成する。吹付けは円錐
形になされ、生じた吹付け金属の分布はガウス曲線形で
、溶着は局部領域の中央１４にて最大であり、中央から
両軸線方向に向って鋭く低減する。

【００１３】局部領域の中央にて所要の半径方向厚さに
溶着が肉盛りされた時、ガン１１から吹付けは停止され
、耐熱性および耐食性の高い合金鋼、例えばステライト
、の吹付けが、第１の溶着１３を施こされた棒の回転を
継続しながら、第２の金属スプレーガン１５から開始さ
れる。吹付け溶着によって生じた表面は比較的粗いから
、第１の溶着１３の表面は第２の溶着１６のための秀れ
た結合部を与える。

【００１４】第２のスプレーガンから吹付けられた合金
鋼の溶着１６が局部領域の中央１４にて所要の半径方向
寸法に達した時、棒の中央にて棒の軸線に直角な平面内
で動かされる、薄刃ののこ１８によって、棒と溶着物が
ほぼ同形の２個の部品に切断される。図４に示すように
製造された２個のキノコ弁半製品２０は次に、まだ熱い
間に鍛造機械に送られ、所要の輪郭と座面を作るための
切削と研削の前段階として、正確な大きさに鍛造される
。

【００１５】棒の回転速度は厳密ではないが、高過ぎる
回転速度を用いて液状金属が遠心力で周囲から飛散する
ことがなくて、円周方向に均等な金属の分布を与えるよ
うに、通常、５０〜１０００ｒｐｍの範囲である。

【００１６】弁の密封面を研削することのできる表面を
究極的に与える態様で、硬質の耐熱性の合金および金属
マトリックス複合材の任意の所要数の薄層が同様して形
成されることができる。

【００１７】原則的には任意の金属材料を使用すること
ができるけれども、ニッケルのアルミニウム化合物、チ
タンと鉄、金属マトリックス複合材、ステンレス鋼およ
びニッケル／クロム合金が殊に有利である。

【００１８】使用されるスプレーガンの型式は通常、吹
付けられる金属によって選択される。よって、或る金属
はプラズマガンの使用を必要とする粉末形式のみで入手
可能である。

【００１９】本発明による変形された方法において、棒
１０は不定長のものであって、棒の一端からキノコ弁の
所要長にほぼ等しい距離にある局部領域にて、図１ない
し図５に関連して説明したように、金属の吹付け溶着が
実施される。前記のように、溶着物と棒を突切って、の
こで切断した後、再びのこを使って棒を切断して、第２
の半製品を作る。次に棒を前進させ、棒の新らしい自由
端からキノコ弁の所要長だけ離れた局部領域に、新らし
い吹付け溶着を形成し、以下、同様にする。局部領域１
２のふくらみは各吹付け操作の前に１個づつ形成される
か、棒の吹付け操作を始める前に、全部がまとめて形成
されることができる。棒を回転しないように固定して、
金属スプレーガン棒の軸線回りに回転する方が望ましい
こともある。　　弁を軽量化したい場合、棒１０の代り
に管を用いることができるが、当然、管の弁ガサ端を栓
などで密封する必要があるであろう。

【００２０】吹付け金属に所要の輪郭を与えるために、
図１および図２に示す位置を中心に角度方向に、しかし
図６に示すように、棒の軸線を含む平面内で動いて揺動
するように金属スプレーガンを仕組むこともでき、また
は軸線方向に、または該位置を中心として軸線方向と角
度方向とに揺動することもできる。

【００２１】仕上げの弁を形成する切削および研削の前
、またはそれらの代替として、この半製品を鍛造または
熱間イソスタチックプレスにかけ、さらに熱処理を施こ
すこともできる。

【００２２】でき上った弁は機械的衝撃に対して高い耐
熱性を有することが判り、また顕微鏡検査の結果、９８
％の密度比が示された。

【００２３】本方法は、鍛造品の弁ガサを弁棒に摩擦溶
接し、随意に、弱い表面に摩損／熱／腐食に耐性のある
材料を被膜し、弁ガサを所要形状に切削および／または
研削すること、を含む従来の方法に優る高い利点を有す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】図１〜４は本発明による方法でキノコ弁を製造
する段階を示す図である。

【図５】本発明による方法の一変形の図である。

【図６】本発明による方法の別の一変形の図である。

【符号の説明】

１０　　棒 １１　　スプレーガン １２　　局部領域 １３　　第１の溶着 １４　　中央 １５　　第２のスプレーガン １６　　第２の溶着 １８　　のこ刃

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　工作品と噴霧を放出するスプレーガン
   とを、該工作品の軸線を中心にして、相対的に回転させ
   ながら、棒または管の形をとる該工作品が直径の大きい
   部分を有する局部領域に金属を吹付け溶着させ、続いて
   、該局部領域の真中にて該軸線に直角な方向に、該棒ま
   たは管と溶着を突切る段階を含む、キノコ弁の製造方法
   。
2. 【請求項２】　　該棒または管が所要のキノコ弁の長さ
   のほぼ２倍の長さを有し、そのため、２個の弁半製品が
   制作される、請求項１の方法。
3. 【請求項３】　　該棒または管の長さが不定長であり、
   第１の該局部領域がほぼ弁の所要長さだけ、該棒または
   管の一端から隔置され、その他の局部領域が該第１の局
   部領域からと相互から該所要長さのほぼ２倍だけ隔置さ
   れ、該その他の局部領域の各々にて該棒または管に直径
   の大きい部分が形成されてから後で、該その他の局部領
   域に金属吹付け溶着がなされ、該工作品は各局部領域の
   真中と、隣合せの局部領域の中間とで突切られて、一連
   の弁半製品が形成される、請求項１の方法。
4. 【請求項４】　　該局部領域の吹付け溶着によって２種
   類以上の異なる金属が相互の上に被膜される、請求項１
   ないし３の任意の項の方法。
5. 【請求項５】　　該局部領域に吹付け溶着を開始する前
   に、該局部領域にて工作品を予熱する段階を含む、請求
   項１ないし４の任意の項の方法。
6. 【請求項６】　　該金属を吹付ける該直径の大きい部分
   を構成するふくらみを該局部領域に形成するように、該
   領域を加熱し、軸方向圧縮をかける、請求項１ないし５
   の任意の項の方法。
7. 【請求項７】　　該局部領域に金属の吹付け溶着を開始
   する前に、該領域にて工作品に結合被膜が施こされる、
   請求項１ないし６の任意の項の方法。
8. 【請求項８】　　該局部領域の真中に半径方向に整合す
   る位置を中心にして、該棒または管の縦軸線を含む一平
   面内でノズル装置が角度方向および／または軸方向に揺
   動され、該軸線に向けられる、請求項１ないし７の任意
   の項の方法。
9. 【請求項９】　　棒または管を支持する装置と、該棒ま
   たは管の一部分を変形させて該部分の直径を大きくする
   装置と、該直径の大きい部分の位置にて該棒または管の
   軸線の向けられたスプレーガンを含む吹付け溶着装置と
   、該軸線を中心にして、該スプレーガンと該棒または管
   を相対的に回転させる装置と、該棒または管とその上に
   吹付けられた金属を突切るために該軸線に直角に移動す
   るように取付けられたこの刃と、を含むキノコ弁製造装
   置。
10. 【請求項１０】　　請求項１ないし８の任意の項の方法
    によって製造されたキノコ弁。