JPH0465733B2 - - 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。又バルブの軽量化の他の試み
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
に孔あけ加工を施して中空にし、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したするか或い
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。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
ブを弁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。又軽合金エンジン弁を製造することは、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、エン
ジンバルブを削孔することなく、かつ又パイプ材
を用いることなく簡単かつ低コストに中空エンジ
ンバルブを製造することのできる中空エンジンバ
ルブの製造方法を提供することにある。

本発明は、中空エンジンバルブを製造するため
にあり、後方押出し加工により耐熱鋼から成る素
材の中心部に孔を形成し、形成すべきバルブの中
空部内径とほぼ同一の外形を有するコイルと黒
鉛、炭素、セラミツク等から成る芯材とを、前記
コイル素材の軸線上に位置するように前記孔に装
填し、装填後、素材を加熱し、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つて芯
材およびコイル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によ
つて傘部を形成し、傘端部から前記コイルを引抜
くことによつて素材から芯材を除去して中空部を
形成し、前記傘部の開口を密栓封鎖することを特
徴とするものである。

以下図面により本発明を詳細に説明する。

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。耐熱鋼
或いはチタン合金の棒材を用意し、これを所定の
寸法に切断して素材４を得る。第２図に示すよう
に、この素材４をダイ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で温間で後方押出し加工を施し、これによつ
て素材４に一端が閉じた孔３を形成する。孔３を
中空部に成形した素材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。

次いで第１図ａに示すように、素材４の孔３に
コイル５が素材の軸線上に位置するように装填す
るとともに、コイル５を包囲して芯材７を孔３の
内部全体に装填する。コイル５は第３図に示すよ
うに引抜き側の端部でピツチが大きく取つてある
螺旋形状のステンレス線であり、後の工程で引き
伸ばされる際にも螺旋形状を保持できる巻数を有
したものである。又コイル５の外径は、素材４に
形成されるべきステム部分の中空部の内径とほぼ
等しい。芯材７は、後の熱間成形時に溶解するこ
となく、変形流動しやすく破砕しやすい物質であ
る必要がある。このため芯材として黒鉛、炭素、
セラミツク等が好ましく、本例では黒鉛が用いら
れる。

次にこのコイル及び芯材を装填した素材４を熱
間押出し成形に適した温度まで加熱し、しかる
後、第４図の押出し成形用のダイ８にこの加熱素
材を挿入し、ポンチ９で素材にその孔の開口側か
ら圧縮を加えて、反対側の端からバルブステム１
０として熱間前方押出し成形を行う。バルブステ
ムが所定長さ押出し成形されたとき、ダイ内には
弁頭部となるべき素材部分１１が残部として残
る。この押出し成形中、第１図ｂに示すようにコ
イル５はそのピツチを増しながら又螺旋形状を保
持しながらバルブステム内で伸張し、黒鉛ととも
にバルブステム部分１０の中空部に入り込む。

次いでこれをエンジンバルブとするために第５
図に示すようにダイ１２に挿入し、ポンチ１３で
部分１１に熱間プレス据込成形を施して、所定形
状を有する傘部１４を形成する。第１図ｃに傘部
１４の据込成形後ダイ１２より取出されたエンジ
ンバルブを示す。次に第１図ｄに示すように、傘
部１４にある孔３の開口部よりコイル５の一端を
引き出す。黒鉛中に螺旋形を保持したまま配置さ
れていたコイルが直線状となつて引き出される過
程でコイルの周囲の黒鉛は破砕され孔３より容易
に取り出されエンジンバルブ内に中空１５を形成
する。

最後に第１図ｅに示すようにエンジン弁の中空
部１５を栓１６によつて溶接密栓し、又バルブス
テム部分に軸端部１７を設ける。中空部１５には
必要に応じてバルブの冷却効果を高める金属ナト
リウムを封入することができる。

効 果 以上の説明から明らかなように、本発明による
中空エンジンバルブの製造方法によれば、中心に
コイルを配した芯材を素材の孔に装填し、これら
を加熱し、しかる後熱間前方押出し成形によりバ
ルブステム部を形成するため、バルブステム部に
は内部に芯材とコイルがそのまま入り込み、熱間
プレス据込成形により傘部を成形した後、コイル
を引抜くだけの作業によつて耐熱鋼素材よりステ
ム部全体に亘つて芯材を除去することができ、従
つて複雑な加工を行うことなく簡単かつ低コスト
に中空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、本発明による中空エンジンバ
ルブの製造過程を示す一例の概略断面図、第２図
は、本発明による中空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つて形成するダ
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コイルを
示す図、第４図は、本発明による中空エンジンバ
ルブのステム部分を熱間前方押出し成形によつて
形成するダイ及びポンチを示す概略図、第５図
は、本発明による中空エンジンバルブの傘部を熱
間プレス据込成形によつて形成するダイ及びポン
チを示す概略図である。 ３……孔、４……素材、５……コイル、７……
芯材、１０……バルブステム部、１４……傘部、
１６……栓。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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鋼から成る素材の中心
   部に孔を形成し、形成すべきバルブの中空部内径
   とほぼ同一の外形を有するコイルと黒鉛、炭素、
   セラミツク等から成る芯材とを、前記コイルが素
   材の軸線上に位置するように前記孔に装填し、装
   填後素材を加熱し、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つて芯材及びコイ
   ル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によつて傘部を形
   成し、傘端部から前記コイルを引抜くことによつ
   て素材から芯材を除去して中空部を形成し、前記
   傘部の開口を密栓封鎖することを特徴とする中空
   エンジンバルブの製造方法。