JPS60199548A - 中空弁及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は内燃機関の吸・排気弁として用いられる中空弁
及びその製造方法に関するものである。

（背景技術） 内燃機関の吸・排気弁としてボペフト弁が用いられ、内
燃機関の高速運転化等に伴って弁の軽量化が要請され、
かかる要請に応えるべく中空弁が実用に供されている。

従来のこの種中空弁の製造方法として、特公昭５１−２
９１０８号、同５２−１７０９号、特開昭５２−９７０
９号等が提案され、何れもロータリースエツジによる熱
間絞り鍛造法や弁ステムのみをパイプ材で、弁傘部を精
密鍛造し、各々をフラッシュバット溶接等により接合す
る方法、或は中実棒鋼素材を用いてアプセットプレス又
は押出しプレスを行った後中空部分を切削加工する方法
等で中空弁を得る。

以上の従来技術は、鍛造等を行ったり、切削加工を必要
としたり、溶接加工を必要とし、製作が面倒煩雑で１作
業能率に劣り、製作に多大の時間と労力を必要とし、量
産性、コストダウン等を図る上で充分ではないこと、又
鍛造等で中空傘部を成形するためこれの形状や内部構造
に制約を受け、底部が拡がった傘状の単純形状しか得る
ことができず、冷却性向上を図る複雑形状の中空弁を得
ることが実際上は困難である。

（発明の目的） 本発明は以上を改善すべくなされたもので、その目的と
する処は、鍛造等によることなく鋳造で精度良好な中空
弁を効率良く、量産可能に、安価に、且つ容易に得せし
めるとともに、軽量化を図りつつ冷却性に優れ、実用上
の強度も充分なものを得ることができるようにした中空
弁及びその製造方法を提供するにある。

（発明の構成） 以上の目的を達成するため本発明は、セラミック中子等
によりワックスの中空弁模型を形成し、これを組み立て
、その後その周囲を耐火物で被覆し焼成して鋳型を成形
して該鋳型に造型部を形成し、該造型部に溶湯を充填し
て精密鋳造により中空弁を得、又以上の工程で弁傘の内
部空間に放射状にリブを形成するようにしたことをその
要旨とする。

（実施例） 次に本発明の好適一実施例を添付図面を参照しつつ詳述
する。これにより本発明の更なる目的及び利点を明らか
にする。

第１図乃至第５図は本発明に係る中空弁及びその製造方
法を工程順に示す。

第１図は中子（１）で、中子（１）はポペット弁の外形
よりも小さく、ポペット弁の中空部を成形する形状をな
し、先部の弁頭部をなす傘状の中子部（＋０１）と、こ
れの中央部から起設されたステム状の中子部（１０４）
とを備える。傘状中子部（１０１）はこれの端面（１０
２）の中間部に実施例では半球状凹部（＋ｏ３）を形成
し、ステム状中子部（１０４）は中実をなし、所定長さ
を備え、断面円柱棒状に成形される０以上の中子各部は
セラミック等により成形され、従って各部はその寸法精
度が出し易く、鋳造時に寸法の狂いがない。

以−ヒの中子（１）第２図示の金型（８）にセットし、
金型は弁外型を有する造型溝を備え、これに中子（１）
をセットして中子で造型溝間にワックスを射出し、中子
（１）周に弁外側をなすワックス層（２０＋）を被覆し
た弁模型（２）を得る。これを第２図に示し、前記四部
（１０３）の部分はワックス層（２０２）が凹状に被覆
されることとなる。ワックス層（２０＋）のステム部（
２０３）端部（２００はステム状中子部（＋０４）より
も短く成形され、中子部（１００はその端部（１０５）
が端部（２０４）より所定長さ突出する。

以上の模型（２）を実施例では複数個組み立て、湯口、
湯道を設け、その後その周囲を耐火物で被覆することに
よりセラミックシェルモールドを構成し、実施例では第
３図の如く模型を複数側とし、型（３）を得、型（３）
を得る過程で模型（２）の中子（１）周に設けたワック
ス層を加熱若しくは蒸気により溶解除去せしめ、中子（
１）周に造型溝（３０１）を成形する。造型溝（３０１
）を備える造型部（３０２）は実施例では複数個並設さ
れ、夫々をつなぐブリッジ部（３０３）には各造型部（
３０２）の各造型溝（３０１）上流部の溶湯分配案内部
（３０４）と連通ずるボリュームを有する湯道（３０５
）を湯道（３０５）と繋がり、溶湯を受ける湯口（３０
Ｂ）とを備え、模型（２）の端部から突出したステム状
中子部（＋０５）は造型溝（３０１）の下流部外の内部
に埋装支持される。

以上で得られた型（３）に湯口（３０Ｂ）を介して溶湯
を供給し、中子（１）と造型溝（３０１）との間で精密
鋳造法により鋳造を行い、第４図に示す如く弁本体（４
）を得、弁本体（４）は図の如く先部に傘部（４０１）
　、これの中間部から延出されたステム部（４０４）を
備え、爾後中子（１）を除去し、除去した本体（４）を
断面図として第５図に示し、傘部（４０１）の端面（４
０２）の中間部に他の部分と胸肉の凹部（４０３）が機
械加工等で形成され、傘部（４０１）内には傘状中空部
（４０５）が、又ステム部（４０４）内には該中空部（
４０５）と連通ずる円形中空部（４０Ｂ）が形成され、
中空部（４０Ｂ）端部は開放口部（４０７）を形成する
。

このように傘部（４０１）及びステム部（４０４）とを
中空で一体に鋳造して本体（４）を得、ステム部（４０
４）端部に短い棒状のステム端郡部材（４０Ｂ）を接合
し、部材（４０８）の基端部（４０９）を小径として開
放口部（４０７）に嵌合し、溶接等して一体化し、中空
弁（５）を得る。得られた弁を第６図で示した。

このように精密鋳造法により中空弁を得、得られた中空
弁（５）は傘部、ステム部ともに一体で、各部が胸肉で
あり、寸法精度上良好なものが得られ、傘部の鍛造、鍛
造したものへの傘部底１部の接合一体化等の工程を必要
とせず、簡易な工程で精度上清れたものが容易に得るこ
とができる。

以上の実施例では傘部の端面に凹球状部分を形成したが
、端面はフラットでも良いことは勿論である。

第７図及び第８図は中空弁の変更実施例を示す。

本実施例は弁本体（４りのステム部（４１４）の端部（
４１８）を盲状に中実にステム部（４１４）と一体に成
形し、一体の中実端部（４１８）はこの部分にロッカー
アームの衝撃を受ける受圧部であるために軸方向に中実
に長さを備えるようにし、端部（４１８）の手前から中
空部とし、傘部（４１１）の端面（４１２）の凹部（４
１３）に開口部（４１７）を設け、この部分から中子（
１１）を排出し、排出後間口部（４１７）を盲栓（５０
１）で閉塞し、中空弁（５ｏ）を得る。このようにステ
ム部の端部迄完全に全一体に成形しても良い。

尚第９図、第１０図の如く既述の中空弁（５）、或いは
（５１）の中空部内に中子（１）を残溜させることによ
り強度アップを図り、肉厚を薄くすることができる。

第１１図乃至第１５図は上記で得た中空弁の他の実施例
を示す。

本実施例は中子（１１）の傘状部分（１１１）の円板状
スカート部（１１８）に放射状に切欠（１１７）を形成
し、スカート部（１１Ｂ）は周辺部から中央部にかけて
ステム状部分（１１４）の基部方向に順次肉厚を増大し
、切欠（１１７）・・・は半径方向外方が幅広で、中央
部方向に幅が狭くなり、端面（１１２）から上面（１１
８）に切欠は貫通し、且つ半径方向外方に開放され、四
部（１１３）近く迄基部が達し、切欠（１１？）・・・
は適宜数設ける。この部分の縦断面及び底面を第１２図
、第１３図で拡大して示した。

以上の中子で得られた中空弁（５２）の要部を第１４図
、第１５図で示す。

弁（５２）の傘部（５２１）の中空部（５２２）内の半
径方向周辺部には複数のリブ（５２３）・・・が形成さ
れ、リブ（５２３）・・・は端面（５２４）を形成する
底部（５２５）の内底部（５２Ｂ）と湾曲テーパー状の
上面（５２７）の内頂部（５２８）とを一体に繋ぎ、且
つ外周部（５２９）の内壁（５３０）ともその外端部が
繋がり、リブ（５２３）・・・は第１５図の如く所定ピ
ッチで複数放射状に設けられる。

以上によれば、リブ（５２３）が傘部（５２１）の中空
部周辺部の底部、上面及び外周部をつなぎ、これにより
燃焼室に鳴む傘部の強度アップを図ることができる。そ
して例えばエキゾーストバルブのようにナトリウム等の
冷却材を封入した場合リブ（５２３）・・・によりこの
分放熱面積が増え、冷却性が向上する。このようにリブ
を設けることにより二重の利点を得ることができ、がが
るリブの成形は中子の形状を上記の如く形成することに
より容易に成形でき、リブの形状の冷却性及び断面係数
を稼ぐ上で適宜定めるものとする。

第１６図乃至第１８図はリブの他の例で、中子（１２）
のステム状部分（１２４）の外周に放射状に長さ方向へ
の溝状（１２５）・・・を例えば実施例では４木の溝状
を設けた。これにより得られた中空弁のステム部（５３
０は内周壁（５３５）に放射状に半径方向内方に突出す
るリブ（５３８）・・・が一体に形成され、かかるリブ
（５３６１）によってステム部の補強とナトリラム等の
冷却材を封入した場合放熱性を高めて冷却性を向上させ
、かかるリブと前記傘部のリブとを組み合せることによ
り更なる強度アップと冷却性向上を図ることができる。

（発明の効果） 以上で明らかな如く本発明によれば、鍛造によって中空
弁傘部を成形することなく、又ステム部の殆んどを弁傘
部基部に溶接等することなく全一体に傘部、ステム部を
成形することが可能となり、中空弁の製作が容易化し、
且つ効率良く１合理的に製作ができるとともに、仮に溶
接を行うにしてもステム部の端部の溶接であるためステ
ム部材の傘部の溶接と異り容易であり、更に得られた中
空弁も胸肉で各部の寸法精度に優れたものが得られ、機
械加工も最小で足りる他、傘部、ステム部の中空部内へ
のリブの成形も中子によって容易であり、従来と異なり
強度上役れた冷却性の良い中空弁を容易に得ることがで
きる。

本発明は以」二の如く多大の利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は中子の
縦断面図、第２図は模型の外観図、第３図は鋳造を示す
説明的縦断面図、第４図は得られた弁本体の外観図、第
５図は同縦断面図、第６図は中空弁成品の縦断面図、第
７図はステム部端部迄一体の弁本体の縦断面図、第８図
は同完成品の縦断面図、第９図及び第１０図中子を残溜
させた実施例を示す縦断面図、第１１図は傘部にリブを
形成するための中子の縦断面図、第１２図は同傘状部の
拡大断面図、第１３図は同底面図、第１４図はリブを傘
部に有する中空弁の要部縦断面図、第１５図は第１４図
の１５−１５線断面図、第１６図はステム部にリブを設
ける中子の外観図、第１７図はステム状部分の拡大横断
面図、第１８図は得られた中空弁のステム部の横断面図
である。 尚、図面中（１）は中子、（５）は弁、（４０１）は傘
部、（４０４）はステム部、（５２３）、（５３Ｇ）は
リブ、（２）は模型、（３）は型である。 特許出願人　本田技研工業株式会社 ５ｓＬＯ（−０ 溌　法　派 ト　の 派　堝

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、傘部及びこれに繋がるステム部を備え、傘部及びス
   テム部を一体とし、傘部及びステム部を連続した中空体
   で形成し、中空部を中子を介して精密鋳造法によって成
   形したことを特徴とする中空（Ｌ ２、前記傘部の中空部には放射状に複数のリブを設けた
   前記特許請求の範囲第１項の中空弁。 ３、前記ステム部の中空部に軸方向に長さを有するリブ
   な設けた前記特許請求の範囲第１項の中空ブｔ。 ４、傘部と、これに繋がるステム部とからなり、傘部と
   ステム部を中空とした中空弁において、ａ　、　：ｆｆ
   中空部を成形する中子を介して弁外形をなすワックス模
   型を成形する工程、 ｂ、該模型を、組み立て、その後周囲を耐火物で被覆し
   て鋳型となし、該鋳型を焼成して模型外形をなすワック
   スを溶解し、中子との間に弁の造型溝を成形する工程、 Ｃ０前記鋳型に溶湯を充填し、中空の傘部、中空のステ
   ム部を一体に精密鋳造する工程、以上からなる中空弁の
   製造方法。 ５、前記中子はセラミック中子である前記特許請求の範
   囲第４項の中空弁の製造方法。