JPH07293213A - エンジンバルブ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 オイル下がり防止用の受け板の軸方向への移
動を防止するとともに、受け板を弁体に極めて容易に設
ける。 【構成】 軸部材１と傘部材２とを別体に成形し、これ
ら両部材１、２の端面同士を摩擦溶接により接合して弁
体３を形成するとともに、溶接時に側方に突出するバリ
Ｗを発生させることにより、互いの接合部に受け板８を
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、軸部の下端部に、傘部
側へのオイル下がりを防止する受け板を備えるエンジン
バルブ及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図５に略示するように、傘部材(01)と軸
部材(02)とからなる弁体(03)、すなわちエンジンバルブ
は、軸部材(02)が、シリンダヘッド(図示略)に圧入され
たバルブガイド(04)に上下に摺動自在として嵌挿され、
軸端をロッカアーム(05)又はタペット(図示略)をもって
押圧することにより、駆動される。

【０００３】軸部材(02)は、エンジンの運転中はバルブ
ガイド(04)に案内されて高速度で往復摺動運動を繰り返
しており、従って、軸部材(02)とバルブガイド(04)との
互いの接触面は摩耗や焼付きを生じ易い。これを防止す
るため、軸部材(02)とバルブガイド(04)との間の僅かな
隙間より潤滑油を流入させ、互いの摺動面を潤滑するよ
うになっている。

【０００４】しかし、軸部材(02)とバルブガイド(04)と
の隙間より過度の潤滑油が流入すると、余剰の潤滑油が
傘部(01)側に漏れ出る、いわゆるオイル下がり現象が生
じ、潤滑油の消費率が増大したり、傘部材(01)の表面に
炭化して堆積したりするなどの不具合が発生するため、
バルブガイド(04)の上端にリップシール(06)を止着し
て、潤滑油の流入量を規制する場合がある。

【０００５】上記リップシール(06)は、エンジンの長期
間の運転などにより経時劣化等を起こすと、装着初期の
シール性が次第に損なわれることがある。このようにな
ると、潤滑油の流入量が増加し、これが傘部材(01)側に
流出して徐々に炭化堆積し、傘部材(01)が焼損したり、
ガス漏れ等を起こしてエンジン性能の低下要因となる。

【０００６】このような問題を防止するために、従来の
エンジンバルブは、シリンダヘッドにおけるポート内に
位置する軸部材(02)の下端部に、円環状の受け板(07)
を、焼き嵌めや溶接等により固着し、軸部材(02)とバル
ブガイド(04)との隙間より漏れ出た潤滑油が、高温の傘
部材(01)側に直接流下することのないようにしている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来のエンジ
ンバルブのように、受け板(07)を焼き嵌めや溶接等によ
り軸部材(02)に固着したのでは、前者の場合、機械加工
等により受け板(07)の通孔の寸法精度を高める必要があ
るとともに、エンジン運転中の受け板と軸部との熱膨率
の差により受け板(07)の固定位置がずれることがある。
また後者の場合、溶接熱によりひずみが発生して、軸部
材(02)に曲がりを発生させたり、エンジン運転中の振動
により、受け板(07)が溶接部より剥離する恐れがある。

【０００８】さらに、いずれの固着手段でも、受け板(0
7)の取付けに要する工数が増加し、製造コストが嵩むと
いう問題がある。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、受け板の移動や剥離を防止するととも
に、焼き嵌めや溶接等の固着手段を用いることなく、受
け板を極めて容易にかつ安価に設けることができるよう
にしたエンジンバルブ及びその製造方法を提供すること
を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のエンジンバルブは、軸部材の下端に傘部材
が連設された弁体におけるシリンダヘッドのポート内に
位置する部分の外周面に、円環状のオイル下がり防止用
の受け板を、弁体の一部を側方に突出させることにより
一体的に設けたことを特徴とするものである。上記エン
ジンバルブは、軸部材と傘部材とを別体に成形し、これ
ら両部材の端面同士を、シリンダヘッドのポート内に位
置する部分において摩擦溶接により接合して弁体を形成
するとともに、溶接時に側方に突出するバリを発生させ
ることにより、互いの接合部に受け板を形成することに
より製造される。この場合、軸部材と傘部材との互いの
接合面に、開口端側がテーパ状に拡径する円形の凹部を
形成して摩擦溶接することが望ましい。また、軸部材の
接合面に、開口端側がテーパ状に拡径する円形の凹部
を、かつ傘部材の接合面の外周縁に、前記凹部のテーパ
状の内面と接触する面取り部をそれぞれ形成して摩擦溶
接することが望ましい。

【００１１】

【作用】本発明のエンジンバルブによると、受け板が弁
体の一部と一体的に設けられているので、受け板が軸方
向に妄りに動くのを防止しうる。また、請求項２記載の
方法によりエンジンバルブを製造すると、受け板を、焼
き嵌めや溶接等によることなく、弁体に極めて容易に設
けることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１３】なお、図５に示す従来例と同一の部材に
は、その符号より冒頭の０を除いた符号を付して、その
詳細な説明は省略する。

【００１４】図１は、本発明に係る吸気用のエンジンバ
ルブを示すもので、その弁体(３)は、ニッケル−クロム
系の超耐熱合金(例えばインコネル751)又はオーステナ
イト系の耐熱鋼(例えばＳＵＨ36)等により形成された傘
部材(１)と、マルテンサイト系の耐熱鋼(例えばＳＵＨ
３)等により形成された軸部材(２)とからなり、傘部材
(１)における上端面とそれと等径をなす軸部材(２)の下
端面同士を互いに接合して構成されている。

【００１５】傘部材(１)と軸部材(２)との接合部、すな
わちシリンダヘッドの排気ポート(図示略)内に位置する
部分には、円環状をなすオイル下がり防止用の受け板
(８)が、傘部材(１)及び軸部材(２)の一部と一体的に連
設されている。

【００１６】図２は、上記エンジンバルブの製造要領を
示すもので、まず図２(Ａ)に示すように、予め鍛造工程
を経て成形された傘部材(１)における傘表側を、摩擦溶
接機における一方の回転側チャック(９)により把持する
とともに、丸棒状の素材よりなる軸部材(２)を、チャッ
ク(９)と同軸をなして相対する他方の固定側チャック(1
0)により把持する。

【００１７】ついで、図２(Ｂ)に示すように、チャック
(９)を回転させて傘部材(１)を高速回転させ、かつ同時
に、固定側のチャック(10)をチャック(９)方向に移動さ
せて、軸部材(２)の端面を傘部材(１)の端面に接触させ
る。

【００１８】これにより互いの接触面は摩擦熱により高
温となり、両端が溶融したところで軸部材(２)を加圧す
れば、双方の部材(１)(２)の端面同士は強固に接合さ
れ、かつ接合部には、加圧時の溶融肉のはみ出しによる
円環状の溶接バリ(Ｗ)が形成される。

【００１９】最後に、接合された弁体(３)に熱処理や機
械加工等を施し、溶接バリ(Ｗ)を残して各部を所定寸法
に仕上げれば、図１に示すような、接合部に溶接バリ
(Ｗ)、すなわち受け板(８)を備えるエンジンバルブが形
成される。

【００２０】以上説明したように、上記実施例のエンジ
ンバルブは、オイル下がり防止用の受け板(８)を、吸気
用エンジンバルブの製造時における傘部材(１)と軸部材
(２)との接合と同時に、かつそれらの部材と一体的に形
成してあるので、従来のように、面倒な焼き嵌めや溶接
等の固着手段を用いる必要がなく、また固着後において
受け板の位置がずれたり、剥離したり、軸部材(２)に熱
ひずみが発生して曲りが発生したりする恐れもない。

【００２１】次に、図３及び図４を参照して、傘部材
(１)と軸部材(２)との互いの接合面の形状の変形例につ
いて説明する。

【００２２】図３は、傘部材(１)と軸部材(２)との接合
端面に、開口端側がテーパ状に拡径する所要深さの円形
の凹部(11)をそれぞれ形成し、周端縁に形成される環状
突部(1a)(2a)同士を接触させて、摩擦溶接するようにし
たものである。

【００２３】このようにすると、想像線で示すように、
溶接時において環状突部(1a)(2a)が外方へ大きくはみ出
して、溶接バリ、すなわち受け板(８)の突出寸法が増大
するので、オイル下がりにより漏出してきた潤滑油を効
果的に受け止めることができる。

【００２４】図４は、軸部材(２)側に上記とほぼ同様の
凹部(11)を形成するとともに、傘部材(１)の端面の外周
縁には、環状突部(2a)のテーパ面(2b)とほぼ同じ傾斜の
面取り部(1b)を形成し、それらテーパ面(2b)と面取り部
(1b)とを接触させて摩擦溶接するようにしたものであ
る。

【００２５】このようにすると、想像線で示すように、
溶接初期において環状突部(2a)が傘部材(１)の端部によ
り押圧されて外方へ大きくはみ出すだけでなく、それに
より形成される受け板(８)(溶接バリ)は、軸部材(２)の
上方(図中右方)に向かって湾曲するので、オイル下がり
による潤滑油の捕集性が良好となり、傘部材(１)側に溢
出する潤滑油の量が極めて少なくなる。

【００２６】なお、本発明は、上述した吸気用のエンジ
ンバルブのように、弁体(３)が、傘部材(１)と軸部材
(２)との異種金属材料よりなっているものの外、中空弁
(金属ナトリウム封入弁を含む)等にも適用しうる。

【００２７】

【発明の効果】本発明によれば、次の効果を奏する。 (ａ) オイル下がり防止用の受け板を、弁体の一部と一
体的に設けてあるので、従来のように、受け板が軸方向
にずれたり、剥離したりすることがない。

【００２８】(ｂ) 請求項２記載の発明によれば、受け
板を、従来の焼き嵌めや溶接等の固着手段を用いること
なく、極めて容易に、かつ低コストで形成することがで
きる。

【００２９】(ｃ) 請求項３記載の発明によれば、受け
板の側方への突出寸法が増大するので、オイル下がりに
より漏出してきた潤滑油を効果的に受け止めることがで
きる。

【００３０】(ｄ) 請求項４記載の発明によれば、受け
板が上向に湾曲するので、オイル下がりによる潤滑油の
捕集性が良好となり、傘部側に溢出する潤滑油の量が極
めて少なくなる。その結果、傘部に潤滑油が炭化して堆
積する量が著しく少なくなり、エンジンバルブの耐久性
が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すエンジンバルブの一部
切欠正面図である。

【図２】図１に示すエンジンバルブの製造要領を示し、
(Ａ)は別体に形成した傘部材と軸部材とを摩擦溶接機に
チャッキングした状態を示す平面図、(Ｂ)は摩擦溶接終
了時の状態を示す一部切欠平面図である。

【図３】傘部材と軸部材との接合面の形状の変形例を示
す要部の拡大平面図である。

【図４】同じく接合面の更なる変形例を示す要部の拡大
平面図である。

【図５】従来のエンジンバルブを示す正面図である。

【符号の説明】 (１)傘部材 (1b)面取り部 (２)軸部材 (1a)(2a)環状突部 (2b)テーパ面 (３)弁体 (４)バルブガイド (５)ロッカアーム (６)リップシール (８)受け板 (９)回転チャック (10)固定チャック (11)凹部 (Ｗ)溶接バリ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸部材の下端に傘部材が連設された弁体
   におけるシリンダヘッドのポート内に位置する部分の外
   周面に、円環状のオイル下がり防止用の受け板を、弁体
   の一部を側方に突出させることにより一体的に設けたこ
   とを特徴とするエンジンバルブ。
2. 【請求項２】 軸部材と傘部材とを別体に成形し、これ
   ら両部材の端面同士を、シリンダヘッドのポート内に位
   置する部分において摩擦溶接により接合して弁体を形成
   するとともに、溶接時に側方に突出するバリを発生させ
   ることにより、互いの接合部に受け板を形成することを
   特徴とする請求項１記載のエンジンバルブの製造方法。
3. 【請求項３】 軸部材と傘部材との互いの接合面に、開
   口端側がテーパ状に拡径する円形の凹部を形成して摩擦
   溶接することを特徴とする請求項２記載のエンジンバル
   ブの製造方法。
4. 【請求項４】 軸部材の接合面に、開口端側がテーパ状
   に拡径する円形の凹部を、かつ傘部材の接合面の外周縁
   に、前記凹部のテーパ状の内面と接触する面取り部をそ
   れぞれ形成して摩擦溶接することを特徴とする請求項２
   記載のエンジンバルブの製造方法。