JPH10252423A - 内燃機関用吸気バルブ及びその製造方法 - Google Patents
内燃機関用吸気バルブ及びその製造方法Info
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- JPH10252423A JPH10252423A JP5593497A JP5593497A JPH10252423A JP H10252423 A JPH10252423 A JP H10252423A JP 5593497 A JP5593497 A JP 5593497A JP 5593497 A JP5593497 A JP 5593497A JP H10252423 A JPH10252423 A JP H10252423A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/02—Selecting particular materials for valve-members or valve-seats; Valve-members or valve-seats composed of two or more materials
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/28—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 950 degrees C
- B23K35/286—Al as the principal constituent
-
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルミニウムまたはアルミニウム合金製の吸
気バルブの応力集中部である傘部の強度を高める。 【解決手段】 アルミニウムまたはアルミニウムを主成
分とする合金により形成された内燃機関用吸気バルブ１
における応力の集中する傘裏部２の表層２ａに、前記吸
気バルブ１の素材と強化元素とよりなる合金層を形成す
る。
気バルブの応力集中部である傘部の強度を高める。 【解決手段】 アルミニウムまたはアルミニウムを主成
分とする合金により形成された内燃機関用吸気バルブ１
における応力の集中する傘裏部２の表層２ａに、前記吸
気バルブ１の素材と強化元素とよりなる合金層を形成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルミニウムまた
はアルミニウム合金製の内燃機関用吸気バルブ及びその
製造方法に関する。
はアルミニウム合金製の内燃機関用吸気バルブ及びその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常、内燃機関における吸気バルブは、
マルテンサイト系の耐熱鋼により形成されている。ま
た、最近では、比較的熱負荷の小さい吸気バルブを、ア
ルミニウム合金により形成する試みもなされている。
マルテンサイト系の耐熱鋼により形成されている。ま
た、最近では、比較的熱負荷の小さい吸気バルブを、ア
ルミニウム合金により形成する試みもなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】耐熱鋼による吸気バル
ブは、耐熱性に優れているものの、慣性質量が大きいと
いう問題がある。一方、アルミニウム合金製の吸気バル
ブは、熱負荷の小さい環境下で用いれば、動弁系の慣性
質量が低減されるので、エンジン性能をより向上させる
ことができ、出力や燃費等の改善に貢献する。しかし、
アルミニウム合金製の吸気バルブの問題点のひとつとし
て、応力集中部である傘裏の強度が小さく、疲労破壊し
易いことが挙げられる。傘裏部を肉付けして厚くすれ
ば、強度は増強されるが、軽量化が損なわれ、かつ傘部
付近の吸気通路面積を狭め、吸気抵抗が増大することと
なる。
ブは、耐熱性に優れているものの、慣性質量が大きいと
いう問題がある。一方、アルミニウム合金製の吸気バル
ブは、熱負荷の小さい環境下で用いれば、動弁系の慣性
質量が低減されるので、エンジン性能をより向上させる
ことができ、出力や燃費等の改善に貢献する。しかし、
アルミニウム合金製の吸気バルブの問題点のひとつとし
て、応力集中部である傘裏の強度が小さく、疲労破壊し
易いことが挙げられる。傘裏部を肉付けして厚くすれ
ば、強度は増強されるが、軽量化が損なわれ、かつ傘部
付近の吸気通路面積を狭め、吸気抵抗が増大することと
なる。
【０００４】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、応力集中部である傘裏部の強度を、肉付けによる
ことなく、高めうるようにした、内燃機関用吸気バルブ
及びその製造方法を提供することを目的とする。
ので、応力集中部である傘裏部の強度を、肉付けによる
ことなく、高めうるようにした、内燃機関用吸気バルブ
及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の吸気バルブによ
ると、上記課題は、次のようにして解決される。 （１）アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする
合金により形成された内燃機関用吸気バルブにおいて、
応力の集中する傘裏部の表層に、前記吸気バルブの素材
と強化元素とよりなる合金層を形成する。
ると、上記課題は、次のようにして解決される。 （１）アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする
合金により形成された内燃機関用吸気バルブにおいて、
応力の集中する傘裏部の表層に、前記吸気バルブの素材
と強化元素とよりなる合金層を形成する。
【０００６】（２）上記(１)項において、強化元素が、
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔａのい
ずれか１種であるか、又は２種以上の混合物とする。
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔａのい
ずれか１種であるか、又は２種以上の混合物とする。
【０００７】（３）本発明の方法によると、上記課題
は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製吸気バルブ
の傘裏部表層と、傘裏部の表面に載置又は供給された強
化元素よりなる粉体とを、高密度エネルギ加熱手段によ
り溶融させることにより、傘裏部の表層に合金層を形成
することにより解決される。
は、アルミニウムまたはアルミニウム合金製吸気バルブ
の傘裏部表層と、傘裏部の表面に載置又は供給された強
化元素よりなる粉体とを、高密度エネルギ加熱手段によ
り溶融させることにより、傘裏部の表層に合金層を形成
することにより解決される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
基づいて説明する。図１は、多気筒ガソリンエンジンに
おける吸気側の動弁機構を、また、図２はこの動弁機構
に用いられる本発明による吸気バルブの傘部付近を、一
部断面して示している。
基づいて説明する。図１は、多気筒ガソリンエンジンに
おける吸気側の動弁機構を、また、図２はこの動弁機構
に用いられる本発明による吸気バルブの傘部付近を、一
部断面して示している。
【０００９】吸気バルブ(１)は、アルミニウム合金、例
えばＡｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系により形成さ
れ、軸部(1a)の下端部には、傘部(1b)が設けられてい
る。下面が燃焼室に面する傘部(1b)は、従来の耐熱鋼製
の吸気バルブの傘裏部の形状と同一形状の傘裏部(２)を
有し、傘部(1b)の外周面には、テーパ状の弁フェース部
(３)が形成されている。
えばＡｌ−Ｓｉ系、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系により形成さ
れ、軸部(1a)の下端部には、傘部(1b)が設けられてい
る。下面が燃焼室に面する傘部(1b)は、従来の耐熱鋼製
の吸気バルブの傘裏部の形状と同一形状の傘裏部(２)を
有し、傘部(1b)の外周面には、テーパ状の弁フェース部
(３)が形成されている。
【００１０】図２に示すように、吸気バルブ(１)におけ
る軸部(1a)の下端から弁フェース部(３)に至る傘裏部
(２)の表層部(2a)には、吸気バルブ(１)本体の素材と、
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔａ等の
強化元素のいずれか１種からなるか、又は２種以上の混
合物とからなる合金層が形成されている。
る軸部(1a)の下端から弁フェース部(３)に至る傘裏部
(２)の表層部(2a)には、吸気バルブ(１)本体の素材と、
Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔａ等の
強化元素のいずれか１種からなるか、又は２種以上の混
合物とからなる合金層が形成されている。
【００１１】上記合金層は、次のようにして形成され
る。傘裏部(２)の表面に、上記のような強化元素よりな
る粉体を載置し、傘裏部(２)の表層を、レーザ、電子ビ
ーム、プラズマアーク等の高密度エネルギ加熱手段によ
り加熱して、母材であるアルミニウム合金を再溶融させ
るとともに、強化元素を一部溶融させるか、又は加熱手
段により強化元素を直接溶融させると同時に、母材の表
層を再溶融させることにより、母材金属と強化元素とに
よる合金層が形成される。この合金層には、母材と強化
元素との金属間化合物も含まれる。これにより表層部(2
a)は硬化され、機械的強度が高まる。
る。傘裏部(２)の表面に、上記のような強化元素よりな
る粉体を載置し、傘裏部(２)の表層を、レーザ、電子ビ
ーム、プラズマアーク等の高密度エネルギ加熱手段によ
り加熱して、母材であるアルミニウム合金を再溶融させ
るとともに、強化元素を一部溶融させるか、又は加熱手
段により強化元素を直接溶融させると同時に、母材の表
層を再溶融させることにより、母材金属と強化元素とに
よる合金層が形成される。この合金層には、母材と強化
元素との金属間化合物も含まれる。これにより表層部(2
a)は硬化され、機械的強度が高まる。
【００１２】なお、上記合金層は、弁フェース部(３)に
までおよんでもよい。
までおよんでもよい。
【００１３】傘裏部(２)を強化した吸気バルブ(１)は、
その軸部(1a)をシリンダヘッド(４)のバルブガイド(５)
に上下に摺動可能に貫通して保持されている。
その軸部(1a)をシリンダヘッド(４)のバルブガイド(５)
に上下に摺動可能に貫通して保持されている。
【００１４】吸気バルブ(１)のテーパ状の弁フェース部
(３)は、吸気ポート(６)の下端のバルブシート(７)のシ
ート部(7a)と当接し、常時は吸気ポート(６)を閉じてい
る。
(３)は、吸気ポート(６)の下端のバルブシート(７)のシ
ート部(7a)と当接し、常時は吸気ポート(６)を閉じてい
る。
【００１５】吸気バルブ(１)の軸部(1a)の上端部には、
スプリングリテーナ(８)が、１対のコッタ（図示略）を
介して止着されている。
スプリングリテーナ(８)が、１対のコッタ（図示略）を
介して止着されている。
【００１６】スプリングリテーナ(８)とシリンダヘッド
(４)の上面との間には、バルブスプリング(９)が縮設さ
れ、これにより吸気バルブ(１)は、常時上向きに付勢さ
れている。
(４)の上面との間には、バルブスプリング(９)が縮設さ
れ、これにより吸気バルブ(１)は、常時上向きに付勢さ
れている。
【００１７】図示しないカムにより上下に揺動させられ
るロッカアーム(10)の先端に螺着したアジャスタボルト
(11)の下端が、吸気バルブ(１)の上端を押圧することに
より、吸気バルブ(１)は開閉させられる。
るロッカアーム(10)の先端に螺着したアジャスタボルト
(11)の下端が、吸気バルブ(１)の上端を押圧することに
より、吸気バルブ(１)は開閉させられる。
【００１８】吸気バルブ(１)の傘部(1b)は、エンジンの
運転による燃焼室からの熱によりその下面から加熱さ
れ、しかも吸気バルブ(１)は上述のように上下動を繰り
返しているので、傘裏部(２)には熱応力が集中する。
運転による燃焼室からの熱によりその下面から加熱さ
れ、しかも吸気バルブ(１)は上述のように上下動を繰り
返しているので、傘裏部(２)には熱応力が集中する。
【００１９】アルミニウム合金の母材のままでは、この
熱応力に対抗する充分な強度は得られず、疲労破壊に至
る危険性が大であるが、本発明の吸気バルブでは、応力
集中部となる傘裏部(２)の表層部(2a)の強度を強化して
あるため、傘部(3b)の破壊の危険性は回避され、アルミ
ニウム合金製の吸気バルブ(１)の実用化の可能性は大と
なる。
熱応力に対抗する充分な強度は得られず、疲労破壊に至
る危険性が大であるが、本発明の吸気バルブでは、応力
集中部となる傘裏部(２)の表層部(2a)の強度を強化して
あるため、傘部(3b)の破壊の危険性は回避され、アルミ
ニウム合金製の吸気バルブ(１)の実用化の可能性は大と
なる。
【００２０】
【発明の効果】請求項１及び２記載の発明のように、傘
裏部に合金層を形成すると、傘部を肉厚とすることな
く、その部分の強度を高めうるので、従来の耐熱鋼製の
吸気バルブからアルミニウム合金製吸気バルブへの変更
が可能となり、吸気バルブの軽量化により、エンジン性
能は向上する。
裏部に合金層を形成すると、傘部を肉厚とすることな
く、その部分の強度を高めうるので、従来の耐熱鋼製の
吸気バルブからアルミニウム合金製吸気バルブへの変更
が可能となり、吸気バルブの軽量化により、エンジン性
能は向上する。
【００２１】請求項３記載の発明によれば、簡単かつ容
易に傘裏部の表層に合金層を形成しうる。
易に傘裏部の表層に合金層を形成しうる。
【図１】本発明を適用した吸気側の動弁機構の中央縦断
正面図である。
正面図である。
【図２】要部を断面して示す本発明の吸気バルブの拡大
図である。
図である。
(１)吸気バルブ (1a)軸部 (1b)傘部 (２)傘裏部 (2a)表層部 (３)弁フェース部 (４)シリンダヘッド (５)バルブガイド (６)吸気ポート (７)バルブシート (7a)シート部 (８)スプリングリテーナ (９)バルブスプリング (10)ロッカアーム (11)アジャスタボルト
Claims (3)
- 【請求項１】 アルミニウムまたはアルミニウムを主成
分とする合金により形成された内燃機関用吸気バルブに
おいて、 応力の集中する傘裏部の表層に、前記吸気バルブの素材
と強化元素とよりなる合金層を形成したことを特徴とす
る内燃機関用吸気バルブ。 - 【請求項２】 強化元素が、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、
Ｍｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔａのいずれか１種であるか、又は
２種以上の混合物である請求項１記載の内燃機関用吸気
バルブ。 - 【請求項３】 アルミニウムまたはアルミニウム合金製
吸気バルブの傘裏部表層と、傘裏部の表面に載置又は供
給された強化元素よりなる粉体とを、高密度エネルギ加
熱手段により溶融させることにより、傘裏部の表層に合
金層を形成することを特徴とする内燃機関用吸気バルブ
の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5593497A JPH10252423A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 内燃機関用吸気バルブ及びその製造方法 |
| EP98301635A EP0864730A1 (en) | 1997-03-11 | 1998-03-05 | Inlet valve in an internal combustion engine and a method of manufacturing the same |
| KR1019980007862A KR19980080072A (ko) | 1997-03-11 | 1998-03-10 | 내연기관용 흡기밸브 및 그 제조방법 |
| CN98106271A CN1193071A (zh) | 1997-03-11 | 1998-03-11 | 内燃机进气阀及其制作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5593497A JPH10252423A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 内燃機関用吸気バルブ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10252423A true JPH10252423A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=13012917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5593497A Pending JPH10252423A (ja) | 1997-03-11 | 1997-03-11 | 内燃機関用吸気バルブ及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0864730A1 (ja) |
| JP (1) | JPH10252423A (ja) |
| KR (1) | KR19980080072A (ja) |
| CN (1) | CN1193071A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100559623B1 (ko) * | 1999-11-26 | 2006-03-10 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 흡기밸브 |
| JP2010106842A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Mahle Internatl Gmbh | 高温のガスに曝される弁体のガス封止部の構造 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1109179C (zh) * | 1998-10-08 | 2003-05-21 | 富士乌兹克斯株式会社 | 铝或铝合金的菌状气门及其制造方法 |
| DE102007051374A1 (de) * | 2007-10-26 | 2009-04-30 | Trw Automotive Gmbh | Gaswechselventil für eine Brennkraftmaschine |
| CN108130459A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-06-08 | 横琴国际知识产权交易中心有限公司 | 一种耐腐蚀的铝合金及其加工方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61166982A (ja) * | 1985-01-16 | 1986-07-28 | Toyota Motor Corp | 耐摩耗性Ａｌ合金部材 |
| JPS62139912A (ja) * | 1985-12-11 | 1987-06-23 | Toyota Motor Corp | 吸排気弁の製造方法 |
| JPH0441909A (ja) * | 1990-06-05 | 1992-02-12 | Honda Motor Co Ltd | エンジン用バルブおよびその製造方法 |
| FR2666848B1 (fr) * | 1990-09-18 | 1994-09-23 | Renault | Soupape d'echappement de moteur a combustion interne. |
| JPH08284621A (ja) * | 1995-04-06 | 1996-10-29 | Mitsubishi Materials Corp | 耐摩耗溶射層がすぐれた耐熱衝撃性を有する内燃機関のＴｉ合金製エンジンバルブ |
-
1997
- 1997-03-11 JP JP5593497A patent/JPH10252423A/ja active Pending
-
1998
- 1998-03-05 EP EP98301635A patent/EP0864730A1/en not_active Withdrawn
- 1998-03-10 KR KR1019980007862A patent/KR19980080072A/ko not_active Application Discontinuation
- 1998-03-11 CN CN98106271A patent/CN1193071A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100559623B1 (ko) * | 1999-11-26 | 2006-03-10 | 현대자동차주식회사 | 자동차용 흡기밸브 |
| JP2010106842A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Mahle Internatl Gmbh | 高温のガスに曝される弁体のガス封止部の構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19980080072A (ko) | 1998-11-25 |
| CN1193071A (zh) | 1998-09-16 |
| EP0864730A1 (en) | 1998-09-16 |
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