JPH10339119A - エンジンバルブ及びその製造方法 - Google Patents
エンジンバルブ及びその製造方法Info
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- JPH10339119A JPH10339119A JP15329197A JP15329197A JPH10339119A JP H10339119 A JPH10339119 A JP H10339119A JP 15329197 A JP15329197 A JP 15329197A JP 15329197 A JP15329197 A JP 15329197A JP H10339119 A JPH10339119 A JP H10339119A
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- adhesive coating
- aluminum alloy
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 材質の異なるアルミニウム合金製のエンジン
バルブの傘部と金属製の当て板とを、容易かつ強固に固
着する。 【解決手段】 アルミニウム合金により形成されたエン
ジンバルブの傘部２の弁フェース部４に、純アルミニウ
ム又はニッケルよりなる接着被膜層６を介して、硬質金
属製の当て板５を固着する。
バルブの傘部と金属製の当て板とを、容易かつ強固に固
着する。 【解決手段】 アルミニウム合金により形成されたエン
ジンバルブの傘部２の弁フェース部４に、純アルミニウ
ム又はニッケルよりなる接着被膜層６を介して、硬質金
属製の当て板５を固着する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、少なくとも傘部が
アルミニウム合金により形成されたエンジンバルブ及び
その製造方法に関する。
アルミニウム合金により形成された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】内燃機関に用いられる吸、排気バルブ
は、通常、マルテンサイト又はオーステナイト系の耐熱
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。
は、通常、マルテンサイト又はオーステナイト系の耐熱
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】耐熱鋼製のエンジンバ
ルブは、機械的強度が高く、耐久性、信頼性に優れてい
る反面、慣性質量が大きく、かつ熱伝導性も悪いという
問題がある。
ルブは、機械的強度が高く、耐久性、信頼性に優れてい
る反面、慣性質量が大きく、かつ熱伝導性も悪いという
問題がある。
【０００４】一方、アルミニウム合金製の吸気バルブ
は、軽量であるため、動弁系の慣性質量を低減して、エ
ンジン性能を向上させうるとともに、熱伝導性にも優
れ、シリンダヘッドへの放熱性が高いという利点があ
る。しかし、機械的強度が小さいため、特に、弁フェー
ス部の耐摩耗性の点で問題があり、耐久性や信頼性に欠
ける。
は、軽量であるため、動弁系の慣性質量を低減して、エ
ンジン性能を向上させうるとともに、熱伝導性にも優
れ、シリンダヘッドへの放熱性が高いという利点があ
る。しかし、機械的強度が小さいため、特に、弁フェー
ス部の耐摩耗性の点で問題があり、耐久性や信頼性に欠
ける。
【０００５】この問題を解決するために、弁フェース部
に硬質金属製の当て板を固着することも考えられるが、
異なる材質同士の結合は難しい。すなわち、構造材料と
して用いられる通常のアルミニウム合金の組成中には、
１０％前後のＳiが含まれているため、単なる圧着によ
る結合手段では、金属製の当て板との大きな結合強度は
得られない。
に硬質金属製の当て板を固着することも考えられるが、
異なる材質同士の結合は難しい。すなわち、構造材料と
して用いられる通常のアルミニウム合金の組成中には、
１０％前後のＳiが含まれているため、単なる圧着によ
る結合手段では、金属製の当て板との大きな結合強度は
得られない。
【０００６】そのため、溶接やろう付け等の結合手段が
用いられるが、融点の大きく異なる材料同士の結合は難
しく、結合強度にばらつきが生じ、またコスト高となる
などの問題がある。
用いられるが、融点の大きく異なる材料同士の結合は難
しく、結合強度にばらつきが生じ、またコスト高となる
などの問題がある。
【０００７】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
ので、材質の異なるアルミニウム合金と金属製の当て板
とを、容易かつ強固に固着することにより、弁フェース
部の耐摩耗性を高めう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。
ので、材質の異なるアルミニウム合金と金属製の当て板
とを、容易かつ強固に固着することにより、弁フェース
部の耐摩耗性を高めう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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明のエンジンバルブは、軸部の一端に傘部が連
設され、かつ少なくとも傘部がアルミニウム合金により
形成されたエンジンバルブにおいて、前記傘部に形成さ
れた弁フェース部に、純アルミニウム又はニッケルより
なる接着被膜層を介して、硬質金属製の当て板を固着し
たことを特徴としている。
に、本発明のエンジンバルブは、軸部の一端に傘部が連
設され、かつ少なくとも傘部がアルミニウム合金により
形成されたエンジンバルブにおいて、前記傘部に形成さ
れた弁フェース部に、純アルミニウム又はニッケルより
なる接着被膜層を介して、硬質金属製の当て板を固着し
たことを特徴としている。
【０００９】また、同じく本発明の製造方法は、プレス
装置における上下の型の間に、製造しようとするエンジ
ンバルブの傘部と補形をなす成形室を形成し、この成形
室内に、前記傘部の弁フェース部とほぼ同形のリング板
状をなし、かつ一方の面に純アルミニウム又はニッケル
よりなる接着被膜層を有する金属製の当て板と、アルミ
ニウム合金よりなる素材とを、接着被膜層が素材側を向
くようにして挿入したのち、前記素材をプレスにより塑
性変形させて、傘部を成形するとともに、その弁フェー
ス部に、前記当て板を固着することを特徴としている。
装置における上下の型の間に、製造しようとするエンジ
ンバルブの傘部と補形をなす成形室を形成し、この成形
室内に、前記傘部の弁フェース部とほぼ同形のリング板
状をなし、かつ一方の面に純アルミニウム又はニッケル
よりなる接着被膜層を有する金属製の当て板と、アルミ
ニウム合金よりなる素材とを、接着被膜層が素材側を向
くようにして挿入したのち、前記素材をプレスにより塑
性変形させて、傘部を成形するとともに、その弁フェー
ス部に、前記当て板を固着することを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明のエンジンバル
ブ、例えば吸気バルブの一実施例を示すもので、軸部
(１)の下端に傘部(２)が連設された弁体(３)は、アルミ
ニウム合金(例えばＡI−Ｓi系)により形成されている。
ブ、例えば吸気バルブの一実施例を示すもので、軸部
(１)の下端に傘部(２)が連設された弁体(３)は、アルミ
ニウム合金(例えばＡI−Ｓi系)により形成されている。
【００１１】傘部(２)に形成されたテーパ状の弁フェー
ス部(４)には、図２に拡大して示すように、リング板状
をなす硬質金属製の薄肉(例えば１.０mm前後)の当て板
(５)が、その下面に固着した純アルミニウム又はニッケ
ルよりなる接着被膜層(６)を介して、一体的に固着され
ている。
ス部(４)には、図２に拡大して示すように、リング板状
をなす硬質金属製の薄肉(例えば１.０mm前後)の当て板
(５)が、その下面に固着した純アルミニウム又はニッケ
ルよりなる接着被膜層(６)を介して、一体的に固着され
ている。
【００１２】上記接着被膜層(６)の当て板(５)への固着
は、接着被膜層(６)が純アルミニウムの際には、冷間又
は熱間圧延(当て板成形前の平板状にて行う)か溶射等に
より、またニッケルの際には、メッキ等により行うこと
ができ、かつそれらの厚さは、当て板(５)が弁体(３)と
直に接触しない最小限の厚さ、すなわち、それぞれ５〜
40μm、１〜４μmの範囲とするのが好ましい。
は、接着被膜層(６)が純アルミニウムの際には、冷間又
は熱間圧延(当て板成形前の平板状にて行う)か溶射等に
より、またニッケルの際には、メッキ等により行うこと
ができ、かつそれらの厚さは、当て板(５)が弁体(３)と
直に接触しない最小限の厚さ、すなわち、それぞれ５〜
40μm、１〜４μmの範囲とするのが好ましい。
【００１３】このような接着被膜層(６)を介在させる
と、弁体(３)と当て板(５)とを強く圧接させた際、互い
に強固に固着される。これは、前述したように、金属材
料とＳiを含有しているアルミニウム合金との結合力は
小さいが、金属材料と純アルミニウム及びニッケル、ア
ルミニウム合金と純アルミニウム及びニッケルの結合力
は大きいため、このような純アルミニウム又はニッケル
よりなる接着被膜層(６)が強力なバインダ的役割を果た
して、アルミニウム合金製の弁体(３)、すなわち弁フェ
ース部(４)と金属製の当て板(５)との結合力を高めるた
めである。
と、弁体(３)と当て板(５)とを強く圧接させた際、互い
に強固に固着される。これは、前述したように、金属材
料とＳiを含有しているアルミニウム合金との結合力は
小さいが、金属材料と純アルミニウム及びニッケル、ア
ルミニウム合金と純アルミニウム及びニッケルの結合力
は大きいため、このような純アルミニウム又はニッケル
よりなる接着被膜層(６)が強力なバインダ的役割を果た
して、アルミニウム合金製の弁体(３)、すなわち弁フェ
ース部(４)と金属製の当て板(５)との結合力を高めるた
めである。
【００１４】本願の発明者らは、上記結合強度を検査す
るために、当て板(５)の弁体(３)に対する剥離強度試験
を行った。その結果、接着被膜層(６)を介在させずに、
単に当て板(５)を弁体(３)に圧接して固着したときの剥
離開始時の荷重が６〜１２kgfであったのに対し、接着
被膜層(６)を介して固着した本発明のものの剥離荷重
は、２０kgf以上にまで高まっていることを確認してい
る。
るために、当て板(５)の弁体(３)に対する剥離強度試験
を行った。その結果、接着被膜層(６)を介在させずに、
単に当て板(５)を弁体(３)に圧接して固着したときの剥
離開始時の荷重が６〜１２kgfであったのに対し、接着
被膜層(６)を介して固着した本発明のものの剥離荷重
は、２０kgf以上にまで高まっていることを確認してい
る。
【００１５】次に、上記吸気バルブの製造要領を、図３
及び図４を参照して説明する。まず、図３に示すよう
に、プレス装置におけるダイ(下型)(７)に形成された、
製造しようとする吸気バルブと補形をなす成形室(7a)
(上下は倒立している)内に、上述したような、純アルミ
ニウム又はニッケルよりなる接着被膜層(６)を予め固着
した金属製のテーパ状の当て板(５)を、接着被膜層(６)
側を上として載置する。なお、当て板(５)は、平板状の
鋼板をプレス等により打抜いて成形する。
及び図４を参照して説明する。まず、図３に示すよう
に、プレス装置におけるダイ(下型)(７)に形成された、
製造しようとする吸気バルブと補形をなす成形室(7a)
(上下は倒立している)内に、上述したような、純アルミ
ニウム又はニッケルよりなる接着被膜層(６)を予め固着
した金属製のテーパ状の当て板(５)を、接着被膜層(６)
側を上として載置する。なお、当て板(５)は、平板状の
鋼板をプレス等により打抜いて成形する。
【００１６】ついで、当て板(５)の上方の成形室(7a)内
に、アルミニウム合金よりなる円柱状の素材(８)を挿入
する。
に、アルミニウム合金よりなる円柱状の素材(８)を挿入
する。
【００１７】ついで、図４に示すように、パンチ(上型)
(９)を、型孔(7a)内に向かって予め定めた位置まで下降
させ、素材(８)を冷間(又は温間)により鍛造する。する
と素材(８)は、成形室(7a)内において塑性変形させら
れ、図１に示すのと同様、軸部(1')(軸端部は図示略)と
傘部(2')とからなる弁体(3')が成形される。
(９)を、型孔(7a)内に向かって予め定めた位置まで下降
させ、素材(８)を冷間(又は温間)により鍛造する。する
と素材(８)は、成形室(7a)内において塑性変形させら
れ、図１に示すのと同様、軸部(1')(軸端部は図示略)と
傘部(2')とからなる弁体(3')が成形される。
【００１８】これと同時に、素材(８)が当て板(５)の接
着被膜層(６)と強く圧着することにより、成形後におけ
る弁体(3')の弁フェース部(4')に強固に固着され、かつ
この接着被膜層(６)を強力なバインダとして、弁体(3')
と当て板(５)とは一体的に結合される。
着被膜層(６)と強く圧着することにより、成形後におけ
る弁体(3')の弁フェース部(4')に強固に固着され、かつ
この接着被膜層(６)を強力なバインダとして、弁体(3')
と当て板(５)とは一体的に結合される。
【００１９】これにより、図１と同様の吸気バルブが得
られる。なお、成形後において、ＪＩＳに規定されてい
るＴ６熱処理、軸部(1')外周面への耐摩耗表面処理、各
部の仕上加工等を施すこともある。
られる。なお、成形後において、ＪＩＳに規定されてい
るＴ６熱処理、軸部(1')外周面への耐摩耗表面処理、各
部の仕上加工等を施すこともある。
【００２０】上記の要領で吸気バルブを製造すると、弁
体(３)の成形と同時に当て板(５)を一体的に固着しうる
利点があるが、この方法の外に、弁体(３)をプレスや鋳
型等により別途成形したのち、その弁フェース部(４)に
当て板(５)を圧着して結合する方法もある。
体(３)の成形と同時に当て板(５)を一体的に固着しうる
利点があるが、この方法の外に、弁体(３)をプレスや鋳
型等により別途成形したのち、その弁フェース部(４)に
当て板(５)を圧着して結合する方法もある。
【００２１】本発明は、上述のように、弁体(３)全体を
アルミニウム合金により形成したもの以外に、軸部(１)
の中間部より上方を通常の耐熱鋼とし、かつ傘部(２)を
含む軸部(１)の下方を上述のようなアルミニウム合金製
とした軸溶接型のエンジンバルブにも適用しうる。
アルミニウム合金により形成したもの以外に、軸部(１)
の中間部より上方を通常の耐熱鋼とし、かつ傘部(２)を
含む軸部(１)の下方を上述のようなアルミニウム合金製
とした軸溶接型のエンジンバルブにも適用しうる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、材質の異なる傘部の弁
フェース部と当て板とを、容易かつ強固に固着して、弁
フェース部の耐摩耗性を高めることができる。
フェース部と当て板とを、容易かつ強固に固着して、弁
フェース部の耐摩耗性を高めることができる。
【００２３】請求項２記載の製造方法によると、当て板
を、傘部のプレス成形と同時に容易に固着しうるので、
製造コストが低減される。
を、傘部のプレス成形と同時に容易に固着しうるので、
製造コストが低減される。
【図１】本発明のエンジンバルブの一部切欠正面図であ
る。
る。
【図２】同じく、図１のＡ部の拡大図である。
【図３】本発明の方法におけるエンジンバルブ成形前の
状態を示す縦断面図である。
状態を示す縦断面図である。
【図４】同じく、成形後の状態を示す縦断面図である。
(１)(1')軸部 (２)(2')傘部 (３)(3')弁体 (４)(4')弁フェース部 (５)当て板 (６)接着被膜層 (７)ダイ (7a)成形室 (８)素材 (９)パンチ
Claims (2)
- 【請求項１】 軸部の一端に傘部が連設され、かつ少な
くとも傘部がアルミニウム合金により形成されたエンジ
ンバルブにおいて、前記傘部に形成された弁フェース部
に、純アルミニウム又はニッケルよりなる接着被膜層を
介して、硬質金属製の当て板を固着したことを特徴とす
るエンジンバルブ。 - 【請求項２】 プレス装置における上下の型の間に、製
造しようとするエンジンバルブの傘部と補形をなす成形
室を形成し、この成形室内に、前記傘部の弁フェース部
とほぼ同形のリング板状をなし、かつ一方の面に純アル
ミニウム又はニッケルよりなる接着被膜層を有する金属
製の当て板と、アルミニウム合金よりなる素材とを、接
着被膜層が素材側を向くようにして挿入したのち、前記
素材をプレスにより塑性変形させて、傘部を成形すると
ともに、その弁フェース部に、前記当て板を固着するこ
とを特徴とするエンジンバルブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15329197A JP3693082B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | エンジンバルブ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15329197A JP3693082B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | エンジンバルブ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10339119A true JPH10339119A (ja) | 1998-12-22 |
| JP3693082B2 JP3693082B2 (ja) | 2005-09-07 |
Family
ID=15559274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15329197A Expired - Lifetime JP3693082B2 (ja) | 1997-06-11 | 1997-06-11 | エンジンバルブ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3693082B2 (ja) |
-
1997
- 1997-06-11 JP JP15329197A patent/JP3693082B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3693082B2 (ja) | 2005-09-07 |
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