JPH0465732B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関に使用する中空エンジンバ
ルブの製造方法に関する。

従来の技術 内燃エンジンのエンジンバルブは、エンジンの
高速高出力化の要求に伴つて、高熱雰囲気に耐え
ることは勿論、弁の慣性から生じる弊害を回避す
るためになるべく軽量であることが望まれてい
る。

軽量化の対策の１つとしてバルブの傘部に対し
てバルブステム部分を細くする試みがなされ、か
つ、実用化されているが、軸径の強度上の限界の
ため軽量化には限度がある。又軽量化の他の試み
としては、バルブ自体を中空にすることが行なわ
れている。例えば実公昭第60−34725号公明細書
は、鋼素材或いは弁頭及び弁軸を形成した予備成
形品に孔あけ加工を旋して中空にし、できた孔に
アルミニウム合金或いはマグネシウム合金の芯を
装填固定したエンジンバルブを開示している。又
特公昭第51−29106号明細書或いは特公昭第51−
29506号明細書には、パイプ素材を用い、パイプ
の内側に捨中子となるインサートを挿入するか或
いは、芯となるインサートを挿入接着した後アプ
セツト鍛造及び熱間プレス加工を行つて製造され
るエンジンバルブが開示されている。さらに中空
バルブの傘部、ステム部分及び軸端部分を別々に
用意した後これらを溶接することも行なわれてい
る。バルブの軽量化のさらに別の試みとしてはバ
ルブ自体を軽金属で作ることも行なわれている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような試みでエンジンバル
ブを中空軽量化するものにあつては、中空化する
ために正確、精密な孔あけ加工を必要としたり、
捨中子となるインサートを削出し或いは腐食酸に
よる溶出によつて除去する加工を必要としたり、
或いは芯となるインサートやバルブの各部分を溶
接しなくてはならないため、加工が複雑かつ困難
で製造コストが高くなりやすいという問題点があ
つた。又軽合金エンジンバルブを製造すること
は、材料が高価であり、加工が困難な上に窒化処
理等により表面を硬化させる必要があるため、特
殊エンジンを除いては一般的でないという問題点
があつた。

本発明の目的は上述した問題点を除去し、精密
な孔あけ加工の必要がなく、又パイプ材料を使用
することなく、エンジンバルブを中空化すること
によつてバルブの軽量化を狙つた簡単で低コスト
のエンジンバルブの製造方法を提供することにあ
る。

本発明は、後方押出し加工により耐熱綱から成
る素材の中心部に孔を形成し、これを加熱した
後、前記素材より融点が低く、加熱することなく
変形容易な銅、銅合金、塩化ナトリウム等の芯材
を前記孔に装填し、前記素材の前記孔の開口と反
対側に熱間前方押出し成形によりバルブステム部
分を形成し、次いで素材の残部に熱間プレス据込
成形を旋して傘部を形成し、次いで素材を加熱し
芯材を溶解除去して素材に中空部を形成し、前記
傘部にある前記孔の開口を密栓することを特徴と
するするものである。

以下図面により本発明を説明する。

実施例 第１図は、本発明による軽量エンジンバルブの
製造過程を示す一例の概略断面図である。耐熱綱
の棒材を用意し、これを所定の寸法に切断して素
材４を得る。この素材４を第２図に示すようにダ
イ１の凹所６に挿入し、ストツクピン５を図に示
す通常位置に設定して、ポンチ２によつて温間で
後方押出し加工を旋し、第１図ａに示すような一
端が閉じた孔３を素材４の中心部に形成する。孔
３を形成した素材４はストツクピンの左方向への
移動によつてダイ１から抜出すことができる。次
いで素材４を加熱し、しかる後、第１図ｂに示す
ように孔３に芯材７を装填する。この芯材７は、
後の成形工程である熱間押出し、据込成形中に流
れ出ない程度の低融点を有し、かつ、加熱しなく
とも変形が容易な物質である必要がある。このよ
うな物質としていは、黄銅のような銅合金、或い
は銅等の金属物質や、食塩等の物質が好ましい。
本例では黄銅が芯材として用いられる。

次に、第３図の押出し成形用のダイ８に黄銅７
を装填した素材を挿入し、ポンチ９で圧縮、素材
４にその孔３の開口側から圧縮を加えてバルブス
テム１０の熱間前方押出し成形を行う。バルブス
テムが所定長さ形成されたとき、ダイ内には押出
されないで弁頭部となるべき部分１１が残部とし
て残る。第１図ｃに示すように、この押出し成形
の際、芯材もともに押出されるから、素材から一
体成形されたステム部分の中心に一様に入り込
む。

次にこれをエンジンバルブとするために、第４
図に示すようにダイ１２の中に挿入し、ポンチ１
３で部分１１に熱間プレス据込成形を旋して所定
形状を有する傘部１４を形成する。第１図ｄに傘
部１４を形成した後ダイ１２より取出されたエン
ジンバルブを示す。

次いでこのエンジンバルブを、芯材の融点より
高く基材の融点より低い温度に加熱すると、芯材
は溶解させ、溶融芯材は孔３の開口部より流出す
ることができ、エンジンバルブの中央に中空１５
を形成する。エンジンバルブが排気弁である場合
には、エンジンバルブの中空部に冷却効果を高め
るための金属ナトリウムを中空体積の約50〜60％
程装填する。金属ナトリウムは低融点のため、弁
の作動中（約700℃）液体となり気液の対流循環
によつて熱の放出効果を高める。

最後に孔３の開口部を栓１６によつて溶接密栓
し、バルブステム部の端部に軸端部１７を形成す
る。

効 果 以上の説明から明らかなように本発明によるエ
ンジンバルブの製造方法では、耐熱鋼素材の中心
に黄銅等の芯材を装填し、熱間前方押出し成形に
よりバルブステム部に形成したためにステム部に
芯材が入り込み、熱間プレス据込成形により傘部
を形成してから、このバルブを加熱して芯材を溶
解排出させることによりバルブの中心に中空を形
成するようにしたため、複雑な削孔加工を行なう
ことなく、かつ又、パイプ材を利用することなく
極めて簡単かつ安価に中空エンジンバルブを製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｅは、本発明による軽量エンジンバ
ルブの製造過程を示す一例の概略断面図、第２図
は、本発明の軽量エンジンバルブの製造に使用す
る素材を後方押出し加工により形成するダイとポ
ンチを示す概略図、第３図は、本発明による中空
エンジンバルブの製造に使用する熱間前方押出し
成形のためのダイ及びポンチを示す概略図、第４
図は、本発明による中空エンジンバルブの製造に
使用する熱間プレス据込成形のためのダイ及びポ
ンチを示す概略図。 ４……素材、７……芯材、１０……バルブステ
ム部分、１４……バルブ傘部分、１５……中空
部、１６……栓。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空エンジンバルブを製造するにあたり、後
   方押圧出し加工により耐熱綱から成る素材の中心
   部に孔を形成し、これを加熱した後、前記素材よ
   り融点が低く、加熱することなく変形容易な銅、
   銅合金、塩化ナトリウム等の芯材を前記孔に装填
   し、 前記素材の前記孔の開口と反対側に熱間前方押
   出し成形により芯材の入つたバルブステム部分を
   形成し、次いで素材の残部に熱間プレス据込成形
   を旋して傘部を形成し、次いで素材を加熱し芯材
   を溶解除去して素材に中空部を形成し、前記傘部
   にある前記孔の開口を密栓することを特徴とする
   中空エンジンバルブの製造方法。