JPH0656087B2 - 軽量エンジンバルブの製造方法 - Google Patents
軽量エンジンバルブの製造方法Info
- Publication number
- JPH0656087B2 JPH0656087B2 JP61256201A JP25620186A JPH0656087B2 JP H0656087 B2 JPH0656087 B2 JP H0656087B2 JP 61256201 A JP61256201 A JP 61256201A JP 25620186 A JP25620186 A JP 25620186A JP H0656087 B2 JPH0656087 B2 JP H0656087B2
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- Japan
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- engine valve
- core
- lid
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃料機関に使用する軽量エンジンバルブお
よび中空エンジンバルブの製造方法に関する。
よび中空エンジンバルブの製造方法に関する。
内熱エンジンのエンジンバルブは、エンジンの高速高出
力化の要件に伴って、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。
力化の要件に伴って、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第５１−２９
５０６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ット鍛造及び熱間
プレス加工を行っ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バ
ルブ自体を軽金属で作ることも行なわれている。
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第５１−２９
５０６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ット鍛造及び熱間
プレス加工を行っ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バ
ルブ自体を軽金属で作ることも行なわれている。
しかしながら、このような試みでエンジンバルブを軽量
化することがあっては、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って除去する加工を
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っ
た。又軽金属でエンジンバルブを製造する場合には、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った。
化することがあっては、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って除去する加工を
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っ
た。又軽金属でエンジンバルブを製造する場合には、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った。
本発明の目的は上述した問題点を除去し、煩雑な加工を
行うことなく製造することのできる軽量エンジンバルブ
の製造方法を提供することにある。
行うことなく製造することのできる軽量エンジンバルブ
の製造方法を提供することにある。
従って本発明はエンジンバルブを製造するにあたり、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、前記素材より比重と、熱膨張係数とが小さく熱
間成形時に溶解せず流動変形しやすい粉末物質、或い
は、このような粉末物質を固めたものから成る芯材を前
記孔に装填し、芯材飛出し防止用の蓋により前記孔の開
口部を密栓し、前記芯材及びこれを装填した素材と前記
蓋とを加熱した後、前記素材の前記孔の開口と反対側に
熱間押出し成形によって芯材の入ったバルブステム部分
を形成し、次いで前記素材の残部に熱間プレス据込成形
を施して傘部を形成し、次いで前記孔より前記蓋と芯材
の一部或いは全部とを取出した後、栓により前記孔の開
口部を溶接密栓することを特徴とする。
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、前記素材より比重と、熱膨張係数とが小さく熱
間成形時に溶解せず流動変形しやすい粉末物質、或い
は、このような粉末物質を固めたものから成る芯材を前
記孔に装填し、芯材飛出し防止用の蓋により前記孔の開
口部を密栓し、前記芯材及びこれを装填した素材と前記
蓋とを加熱した後、前記素材の前記孔の開口と反対側に
熱間押出し成形によって芯材の入ったバルブステム部分
を形成し、次いで前記素材の残部に熱間プレス据込成形
を施して傘部を形成し、次いで前記孔より前記蓋と芯材
の一部或いは全部とを取出した後、栓により前記孔の開
口部を溶接密栓することを特徴とする。
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。これを第２図に示すようにダイ１の凹所６に挿入
し、ストックピン５を図に示す通常位置に設定してポン
チ２によって温間や熱間で後方押出し加工を施し、これ
により素材４の中心部に一端が閉じた孔３を形成する。
孔を成形した素材４はストックピン５の左方向へ移動に
よってダイ１から抜出すことができる。
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。これを第２図に示すようにダイ１の凹所６に挿入
し、ストックピン５を図に示す通常位置に設定してポン
チ２によって温間や熱間で後方押出し加工を施し、これ
により素材４の中心部に一端が閉じた孔３を形成する。
孔を成形した素材４はストックピン５の左方向へ移動に
よってダイ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に所定量
の芯材７を装填し、孔３に円板状の蓋８を、その外面が
素材４の開口部側の端面と面一になるように挿入する。
芯材飛出防止用の蓋８の中心には、小孔９が形成され、
素材４の内部が大気に連通している。この芯材７は、素
材に比べ軽量であって熱膨張係数が小さいことはもちろ
ん後の熱間成形において溶融せず流動変形しやすい物質
であることが必要であり、粉末状の炭素、黒鉛、セラミ
ック又は鋳物砂、或いはこれらを固めたものが好まし
く、本例では黒鉛粉末が使用されている。
の芯材７を装填し、孔３に円板状の蓋８を、その外面が
素材４の開口部側の端面と面一になるように挿入する。
芯材飛出防止用の蓋８の中心には、小孔９が形成され、
素材４の内部が大気に連通している。この芯材７は、素
材に比べ軽量であって熱膨張係数が小さいことはもちろ
ん後の熱間成形において溶融せず流動変形しやすい物質
であることが必要であり、粉末状の炭素、黒鉛、セラミ
ック又は鋳物砂、或いはこれらを固めたものが好まし
く、本例では黒鉛粉末が使用されている。
次に芯材７及び蓋８を装填した素材４を熱間押出成形に
適した所定温度まで加熱し、第３図の押出し成形用のダ
イ１０にこの加熱した素材４を挿入し、ポンチ１１で素
材４に孔３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１２として熱間前方押出しを行う。この際
黒鉛粉末の芯材７内部に存在する気孔は、熱間押出成形
によって圧縮される芯材７が蓋８によって塞がれている
ため、気孔内の空気は急激に膨張することがなく、又、
孔９を通して大気に逃げることができるため、素材４の
孔３から芯材７が飛び出ることはない。
適した所定温度まで加熱し、第３図の押出し成形用のダ
イ１０にこの加熱した素材４を挿入し、ポンチ１１で素
材４に孔３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１２として熱間前方押出しを行う。この際
黒鉛粉末の芯材７内部に存在する気孔は、熱間押出成形
によって圧縮される芯材７が蓋８によって塞がれている
ため、気孔内の空気は急激に膨張することがなく、又、
孔９を通して大気に逃げることができるため、素材４の
孔３から芯材７が飛び出ることはない。
バルブステム１２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部分１３が残部として残る。
第１図(b)に示すように、素材中の芯材黒鉛は素材とと
もに押出される結果、ステム１２の中心に一様に入込
む。
イ内には弁頭部となるべき部分１３が残部として残る。
第１図(b)に示すように、素材中の芯材黒鉛は素材とと
もに押出される結果、ステム１２の中心に一様に入込
む。
次にこれをエンジンバルブとするため、第４図に示すよ
うにダイ１４に挿入してポンチ１５で部分１３に熱間プ
レス据込成形を施して所定形状を有する傘部１６を形成
する。
うにダイ１４に挿入してポンチ１５で部分１３に熱間プ
レス据込成形を施して所定形状を有する傘部１６を形成
する。
この際にも、黒鉛粉末の芯材内部に残存する気孔は熱間
プレス据込成形によって圧縮されるが、芯材７が蓋８に
よって塞がれているため気孔内の空気は急激に膨張する
ことはなく、又孔９を通して大気に逃げることができる
ため、芯材７の飛出しを防止することができる。第１図
(c)に傘部１６の据込形成後ダイ１２より取出されたエ
ンジンバルブを示す。
プレス据込成形によって圧縮されるが、芯材７が蓋８に
よって塞がれているため気孔内の空気は急激に膨張する
ことはなく、又孔９を通して大気に逃げることができる
ため、芯材７の飛出しを防止することができる。第１図
(c)に傘部１６の据込形成後ダイ１２より取出されたエ
ンジンバルブを示す。
次いで第１図(d)に示すように、傘部１６における孔３
の開口部分から蓋８及び芯材の一部を取出し、耐熱鋼よ
り成る栓１７によって孔３の開口部分を溶接で密栓す
る。この溶接としては抵抗溶接、ＴＩＧ溶接、電子ビー
ム溶接、摩擦溶接等を適用することができる。最後にエ
ンジンバルブに軸端部１８を形成する。
の開口部分から蓋８及び芯材の一部を取出し、耐熱鋼よ
り成る栓１７によって孔３の開口部分を溶接で密栓す
る。この溶接としては抵抗溶接、ＴＩＧ溶接、電子ビー
ム溶接、摩擦溶接等を適用することができる。最後にエ
ンジンバルブに軸端部１８を形成する。
第５図は、本発明によるエンジンバルブの製造方法の他
の例によって作られた軽量エンジンバルブを示す一部断
面図である。この方法では、第１図の実施例とは密栓工
程だけが異なるため、第１図と同様の説明を省略する。
前と同様に、熱間押出し成形及び熱間プレス据込成形を
経てエンジンバルブを作り、傘部１６表面にある孔３の
開口部より芯材である黒鉛７を全部破砕して取出し、エ
ンジンバルブを中空化する。次いで溶接によって栓１
７′を傘部１６に固定し密栓する。
の例によって作られた軽量エンジンバルブを示す一部断
面図である。この方法では、第１図の実施例とは密栓工
程だけが異なるため、第１図と同様の説明を省略する。
前と同様に、熱間押出し成形及び熱間プレス据込成形を
経てエンジンバルブを作り、傘部１６表面にある孔３の
開口部より芯材である黒鉛７を全部破砕して取出し、エ
ンジンバルブを中空化する。次いで溶接によって栓１
７′を傘部１６に固定し密栓する。
軸端部１８は第５図のようにステム部に直接成形しなく
てもよく、第６図に示すようにステム部とは別の軸端部
品１８′を溶接しても良い。
てもよく、第６図に示すようにステム部とは別の軸端部
品１８′を溶接しても良い。
中空軽量エンジンバルブの場合には、中空内に金属ナト
リウムを封入して、冷却効果の向上を図ることができ
る。
リウムを封入して、冷却効果の向上を図ることができ
る。
以上の説明から明らかなように本発明による軽量エンジ
ンバルブの製造方法によれば、耐熱鋼素材の孔に粉末状
の黒鉛、炭素、セラミックス等の芯材、或いは、これら
物質を固めた芯材を装填するとともに、芯材飛出し防止
用の蓋で素材を孔の開口部を塞いだ後熱間押出し成形に
より一端にバルブステム部を形成し、他端には熱間プレ
ス据込成形により傘部を成形するようにしたため、極め
て軽いエンジンバルブを簡単かつ低コストで製造するこ
とができる。又、素材中の芯材は蓋により密封された状
態で熱間鍛造されるため、鍛造直後に素材の孔より芯材
が飛出ることを完全に防止することができる。これによ
り熱間プレス据込成形時の芯材不足による成形不備を回
避することができ、常に所定形状の傘部を確実に得るこ
とができる。さらに飛出した芯材がプレス型にキズをつ
けるおそれもないという利点がある。又、本発明の製造
方法によれば、熱間鍛造前に芯材を装填するため、鍛造
後芯材を素材内部に隙間なく、特に粉末芯材では極めて
密に、封入することができる。さらに内部に黒鉛芯材を
封入した軽量バルブでは、黒鉛が潤滑性に優れるため、
エンジンの高速回転時においても素材との間に微動摩耗
を起こすことがない。
ンバルブの製造方法によれば、耐熱鋼素材の孔に粉末状
の黒鉛、炭素、セラミックス等の芯材、或いは、これら
物質を固めた芯材を装填するとともに、芯材飛出し防止
用の蓋で素材を孔の開口部を塞いだ後熱間押出し成形に
より一端にバルブステム部を形成し、他端には熱間プレ
ス据込成形により傘部を成形するようにしたため、極め
て軽いエンジンバルブを簡単かつ低コストで製造するこ
とができる。又、素材中の芯材は蓋により密封された状
態で熱間鍛造されるため、鍛造直後に素材の孔より芯材
が飛出ることを完全に防止することができる。これによ
り熱間プレス据込成形時の芯材不足による成形不備を回
避することができ、常に所定形状の傘部を確実に得るこ
とができる。さらに飛出した芯材がプレス型にキズをつ
けるおそれもないという利点がある。又、本発明の製造
方法によれば、熱間鍛造前に芯材を装填するため、鍛造
後芯材を素材内部に隙間なく、特に粉末芯材では極めて
密に、封入することができる。さらに内部に黒鉛芯材を
封入した軽量バルブでは、黒鉛が潤滑性に優れるため、
エンジンの高速回転時においても素材との間に微動摩耗
を起こすことがない。
第１図(a)〜(d)は、本発明による軽量エンジンバルブの
製造方法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って形成するダイとポンチ
を示す概略図、 第３図は、軽量エンジンバルブのバルブステムを熱間前
方押出しにより成形するダイ及びポンチを示す概略図、 第４図は、本発明による軽量エンジンバルブに熱間プレ
ス据込成形によって傘部を形成するダイ及びポンチを示
す概略図、 第５図は、本発明のエンジンバルブの製造方法の他の例
による軽量エンジンバルブを示す一部切欠き断面図、第
６図は第５図の中空バルブの軸端部の他の例を示す一部
切欠き部分断面図である。 ４……素材、７……芯材、８……蓋、 １２……バルブステム部分、１６……傘部分、１７，１
７′……栓。
製造方法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って形成するダイとポンチ
を示す概略図、 第３図は、軽量エンジンバルブのバルブステムを熱間前
方押出しにより成形するダイ及びポンチを示す概略図、 第４図は、本発明による軽量エンジンバルブに熱間プレ
ス据込成形によって傘部を形成するダイ及びポンチを示
す概略図、 第５図は、本発明のエンジンバルブの製造方法の他の例
による軽量エンジンバルブを示す一部切欠き断面図、第
６図は第５図の中空バルブの軸端部の他の例を示す一部
切欠き部分断面図である。 ４……素材、７……芯材、８……蓋、 １２……バルブステム部分、１６……傘部分、１７，１
７′……栓。
Claims (1)
- 【請求項１】エンジンバルブを製造するにあたり、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、前記素材より比重と、熱膨張係数とが小さく熱間
成形時に溶解せず流動変形しやすい粉末物質、或いは、
このような粉末物質を固めたものから成る芯材を前記孔
に装填し、芯材飛出し防止用の蓋により前記孔の開口部
を密栓し、前記芯材及びこれを装填した素材と前記蓋と
を加熱した後、前記素材の前記孔の開口と反対側に熱間
押出し成形によって芯材の入ったバルブステム部分を形
成し、次いで前記素材の残部に熱間プレス据込成形を施
して傘部を形成し、次いで前記孔より前記蓋と芯材の一
部或いは全部とを取出した後、栓により前記孔の開口部
を溶接密栓することを特徴とする軽量エンジンバルブの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256201A JPH0656087B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 軽量エンジンバルブの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61256201A JPH0656087B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 軽量エンジンバルブの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63109202A JPS63109202A (ja) | 1988-05-13 |
| JPH0656087B2 true JPH0656087B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=17289317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61256201A Expired - Lifetime JPH0656087B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 軽量エンジンバルブの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0656087B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3929534A1 (de) * | 1989-09-06 | 1991-03-28 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur herstellung eines ventils |
| JP2004329335A (ja) | 2003-04-30 | 2004-11-25 | Endo Mfg Co Ltd | ゴルフクラブヘッドの製造方法 |
| JP6400039B2 (ja) | 2016-03-24 | 2018-10-03 | 本田技研工業株式会社 | エンジンバルブ及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59137311U (ja) * | 1983-03-04 | 1984-09-13 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の弁装置 |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP61256201A patent/JPH0656087B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63109202A (ja) | 1988-05-13 |
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