JPS6033167B2 - 弁座の誘導加熱方法およびその装置 - Google Patents

弁座の誘導加熱方法およびその装置

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JPS6033167B2
JPS6033167B2 JP56069243A JP6924381A JPS6033167B2 JP S6033167 B2 JPS6033167 B2 JP S6033167B2 JP 56069243 A JP56069243 A JP 56069243A JP 6924381 A JP6924381 A JP 6924381A JP S6033167 B2 JPS6033167 B2 JP S6033167B2
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valve seat
inductor
induction heating
heating device
engine
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ジヨン・エフ・カチヤツト
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06Surface hardening
    • C21D1/09Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C21D1/10Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、誘導加熱の技術、特にエンジンヘッドのよ
うなエンジン部材の弁座を誘導加熱する方法および装置
に関するものである。
この発明は、特にアルミニウム鋳造エンジンヘッドの排
出弁の弁座に適用され、その参考例とともに記述される
が、この発明は広い適用範囲を有し、種々の材質のエン
ジンヘッドの種々のタイプの弁座の加熱および同様のタ
イプの作動面の加熱に使用されることになる。
内燃機関は通常、エンジンシリンダのガスの流量調整の
ための往復勤するパペット弁とともに働く円錐形状の弁
座が使用される。
エンジンの作動中、排出弁は極めて高温にさらされ、そ
のために相当な摩耗を受けることになる。このような摩
耗を防ぎ弁座の物理的特性を増大するため、弁座の表面
はその製造工程中に議導加熱される。この誘導加熱の結
果として、通常の液体あるいは通常の焼入れによって焼
入れ硬化される。エンジン部品の多数の弁座の譲導加熱
は、一体式の誘導加熱装置を使用して行なうような単一
動作のエンジンヘッド自動加工工程に適用される。この
ような装置において、多数の同じような一巻きの誘導子
がそれぞれ独立して円錐形の弁座に近接して位置するよ
うにされている。加えて、誘導子と円錐座面との間に正
確で均一な磁気的な関係を与えることが必要である。米
国再発行特許第29046号に、本体部材の円錐形座面
がこの装置によりそれぞれ独立して加熱されるときに、
その座面から共通でかつ設定された距離をおいてリング
状議導子を位置させるような装置が開示されている。
議導子はそれぞれ独立して本体あるいは弁座と直角をな
す方向に往復動自在とされ、弁座に向かう方向に押圧さ
れている。誘導子がそれから外方に向かって押圧される
共通フレ−ムは、エンジン部材と接触する方向に移動さ
れ、それぞれの誘導子が加熱すべき弁座に接触する。誘
導子に対する所望の磁気的な距離と一致する距離になる
ようにフレームを後方へ移動させるに先立って、誘導子
がフレームに固定される。同一出願人により出願された
米国特許第3761669および3777096号も同
様に該当する。前述の米国再発行特許29046号は主
としてねずみ鋳鉄エンジンヘッド‘こおける弁座の誘導
加熱に関するものである。燃費の向上の努力の結果およ
び自動車の重量の間援的な減少によって、アルミニウム
がエンジン部材として多く使用されている。エンジンブ
ロックおよびエンジンヘッドのようにエンジンの主要部
品にアルミニウムを使用するとエンジン全体の重量減少
という相当な利益があるが、エンジンの重要な機械部分
の再処理が、重要部分のアルミニウム使用によって要求
される。内燃機関のアルミニウムヘッドは、特に通常の
オーバヘッドバルブに弁座を組み込むために使用する製
造法に対して再処理を行なう必要がある。この点におい
て、アルミニウム材料は座面の摩耗のため十分な強度お
よび硬度を与えることができない。内燃機関のエンジン
ヘッド‘こアルミニウムを使用可能とするには、締まり
荻めあるいはヘッド内への一体鋳造のような適当な工程
によってアルミニウム鋳造ヘッド内に設置されかつ硬化
された金属材料からなる弁座を使用して排出孔座面を構
成する。
金属弁座を有するアルミニウムヘッドを製造するために
使用する方法にも拘わらず、弁座の機械加工後の鋳造あ
るいは横着は、正確な位置決めおよび弁座面の同D性を
確保する必要がある。一旦材質の硬化が起こると円錐形
状の弁座面の機械加工が不可能となるから、機械加工お
よび硬化の工程は、アルミニウムヘッドへの弁座の設置
の直後に行なわれる。円錐形状の弁座面の機械加工はい
かなる問題もないが、座面の硬化は、アルミニウムヘッ
ドと金属弁座との間の鉄合力に有害な影響を与えないよ
うに行なわなければならない。排気弁座面に十分な硬化
を与えるために通常必要とされる温度は、およそ170
00Fである。エンジンヘッドを鋳造するために特別な
アルミニウム合金を使用した場合、鋳造アルミニウムの
融点は1200〜14000Fの範囲となる。したがっ
て鋳造アルミニウムヘッド内に前もって取付けられた排
気弁座を硬化させるにあたっての固有の困難さがたやす
くわかる。硬化させるのに要する熱は硬化させる弁座上
に直接向けられるにも拘わらず、熱が弁座を通って鋳造
アルミニウムに伝導される。もし、弁座の誘導加熱中に
、弁座を取り囲むアルミニウムの熱がアルミニウムを膨
張させると、弁座と鋳造アルミニウムヘッドとの間の隊
合力の低下が生じがちである。鋳造アルミニウムエンジ
ンヘッド内に硬化させた金属弁座が必要であるとともに
ヘッド内の弁座を機械加工した後に硬化させることが要
求される一方、弁座を硬化するのに要する温度は、鋳造
アルミニウムの弁座を取り囲む部分の点で硬化を不可能
にならしめる。この発明は、弁座の鋳造アルミニウムエ
ンジンヘッドへの設置あるいは加工の後、金属製の弁座
を誘導加熱することに関する。
さらに、この発明は、急冷焼入れに先立って、加熱され
た弁座からアルミニウムヘッドへの熱伝導を制御するこ
とによって鋳造アルミニウムヘッドと金属弁座との間の
鉄合力を保持するとともに譲導子によるアルミニウムエ
ンジンヘッドの譲導加熱を防止しつつ、弁座を誘導加熱
すべく誘導子を正確に位置決めする方法および装置に関
する。
この発明によれば急冷焼入れによって、鋳造アルミニウ
ムエンジンヘッド内の弁座りングの円錐形弁座面を加熱
するための誘導加熱装置が提供される。弁座りングは、
エンジンヘッドの排気路のくぼんだ排気孔内に同軸的に
設けられ、このエンジンヘッドーこは、パペット弁の軸
を受けるための孔が排出孔と同軸的に一致して設けられ
ている。本発明において、誘導子は前記孔の軸に沿って
往復勤自在に取付けられている。さらに、この誘導子は
軸方向にかつ弁座の面に対して押圧されている。銅のよ
うな電気的伝導性の材料からなる通常の円筒形リングあ
るいは遮蔽材が誘導子に対して同軸的に移動するように
配置され、排気口の軸方向にかつ排気口に向かって押圧
される。誘導子とりングとの運動は孔の軸に沿う方向で
かつ鋳造アルミニウムエンジンヘッドに対するようにな
されている。
本発明の好ましい型式において、この誘導子とりングの
運動の結果、リングと、弁座およびこの弁座と同軸でこ
の弁座に近接するエンジンヘッドの部分と、が接触する
ことになる。リングと、エンジンヘッドおよび弁座とが
いったん接触すると、誘導子がさらにエンジンヘッドも
こ対して移動し、弁座面と誘導子との間に予め設定され
た磁気的な間隔が生じるように位置決めされる。この誘
導子の磁気的間隔あるいは加熱位置への位置決め移動中
、リングは弁座およびこの弁座のまわりのエンジンヘッ
ド‘こ対して押圧されたままである。このようにして誘
導子が弁座面から必要な磁気的な間隔をおいて位置し、
IJングとエンジンヘッドおよび弁座との接触が維持さ
れている。水冷されかつ議導子から絶縁されたりングと
エンジンヘッドおよび弁座とが接触することによりリン
グの働きで誘導子からの譲導ェネルギが遮蔽され、その
結果弁座の回りでかつ近接するエンジンヘッドのアルミ
ニウム部分が透過され加熱されるのが防止され、そして
誘導子の励磁ェネルギおよび弁座からの熱伝導によって
エンジンヘッドの過度の加熱が防止される。この過度の
加熱は弁座の回りのアルミニウムを損傷させるとともに
弁座とエンジンヘッドとの間の鉄合力を減少させること
になる。この発の基本的な目的は、比較的簡単な作動お
よび構造で、鋳造アルミニウム内燃機関エンジンヘッド
内の弁座の円錐形座面を誘導加熱する方法および装置を
提供することにある。
さらに、本発明の目的は、弁座回りのエンジンヘッドの
アルミニウム部分を過熱かつ損傷させることなく、アル
ミニウムエンジンヘッド内の弁座を誘導加熱する方法お
よび装置を提供することにある。
本発明のさらにもう一つの目的は、弁座とエンジンヘッ
ドとの間の鉄合力を低下させることなく、アルミニウム
エンジンヘッド‘こ蕨着された弁座を誘導加熱する方法
および装置を提供することにある。
さらに、本発明の目的は、内燃機関の鋳造アルミニウム
ヘッド内の弁座の円錐面を謙導加熱する方法および装置
を提供することにあり、この方法および装置は、誘導子
と弁座面との間の磁気的な間隔を正確に制御し、エンジ
ンヘッドが誘導加熱が防止されかつ加熱された弁座から
エンジンヘッドへ熱が伝導するのが防止されるようにさ
れている。
以下、図面に基づいて説明するが、図示したものは、こ
の発明の好ましい一実施例のみを示したものであり、こ
の発明を限定するものではない。
第1図には、互いに相対移動する誘導加熱装置10と鋳
造アルミニウムエンジンヘッド12とが示されている。
エンジンヘッド12は少くとも一つの排出路14を備え
、この排出路14は、中央軸Aを有し凹んだ円筒状の排
出ロー8内に弁座16を有している。さらに、エンジン
ヘッド12には排出口中央軸Aと同軸のガイド孔20が
穿設され、内燃機関の通常のパペット弁の棒4(図示省
略)が前記ガイド孔20内を延出自在に挿入されている
。弁座16は内蓬i、外蓬oおよび厚さtのリング22
からなる。リング22の特有の寸法は、リングの製造の
容易さのためと特別なエンジンヘッドに合わせて種々の
適当な寸法とすることができる。弁座16の内面は円錐
形状の弁座面24とされている。弁座16は締まり鉄め
あるいは一体鋳造等の通常採用される手段によって銭造
アルミニゥムェンジンヘッド12内に装着される。また
、この弁座は、鋳鉄あるいは競結鉄等の銅からなる標準
部材である。弁座の硬化の準備のための弁座の誘導加熱
は、多数の弁座を同時に譲導加熱することを含む。
このような場合、それぞれの誘導子と弁座との間に同一
の予め設定された磁気的な間隔をあげるためそれぞれ独
立した譲導加熱装置10を幾つかの円錐形座面に対して
正確に位置決めすることが、極めて重要となる。前述の
米国再発行特許29046号に参考例として加入されて
いる装置を、本発明に係る誘導装置に適用すれば実用的
であり、多数の弁座を要求される工程温度に同時に誘導
加熱することができる。次に、第1図、第2図に基づい
てさらに詳細に説明すると、誘導加熱装置10Gま、通
常の円形で一重の誘導子28を有している。
この誘導子28は、第3図にさらに明確に示されている
ように割れ目を有し円形で銅製の中空リング34であり
、この割れ目を有する中空リング34の対向する端部に
リード線30,32が電気的に接続されている。実際に
、誘導子28は周知のとおり均一な加熱を与えるために
幾分か楕円形状としてもよい。誘導加熱装置10の一端
には、電気的に絶縁された挿入部36が設けられ、この
挿入部36は誘導子28を支持するとともに外方に向か
って延出する先端部38も支持する。この先端部38は
、円筒状軸40を有し、この円筒状軸4川ま、誘導加熱
装置10が排出口18に対して同軸上に一致するように
エンジンヘッド12のガイド孔2川こ接触するような寸
法を有している。すなわち、誘導加熱装置10がエンジ
ンヘッドに対して移動し、誘導子28が弁座面24に対
して同軸上に一致しかつ同心的に半径方向に接近するよ
うに、軸40がガイド孔201こ正しく一致するように
されている。中空リング34の中空部42内を適当な冷
却剤を通過させて誘導子28を冷却する装置を有してい
る。
冷却剤は、その供給源(図示省略)から中空リング34
の割れ目の一端部に接続された入口管44を経て、中央
リング34の割れ目の他端部から出口管46へと流れる
。この冷却剤は、本発明の構成要件ではない装置(図示
省略)によってその温度が設定値に保持される必要があ
る。前述のとおり、エンジンヘッドを構成する鋳造アル
ミニウム本体の直前でかつその内部で行なわれる弁座1
6の誘導加熱により、弁座とヘッドとの欧め合い力の低
下が生じかつヘッドのアルミニウム部村を傷めることに
なる。この鉄め合い力の低下および部材の損傷を避ける
目的で、熱の伝導をたやすく促すような材質すなわち銅
からなる円筒形リングあるいは遮蔽材50が、誘導加熱
装置10の本体48を同D的に取り囲むように配置され
、誘導子28が弁座16の誘導加熱を行なう動作位置に
あるときに、弁座16およびこの弁座を取り囲むエンジ
ンヘッド12の部分に当援するようにされている。この
ために、遮蔽材5川ま、その内径が弁座16の外径より
も小とされ、図面に示すような本発明の形式のように誘
導加熱装置10の本体48に取付けて支持するか、ある
し・本体48から分離して図面に示すような作動位置に
適当な騒動手段(図示省略)により移動させるようにし
てもよい。本体48は適当な電気的・熱的な絶縁材料か
らなる。この絶縁材料は、電流が誘導子のりード線30
,32間および遮蔽材50へ伝導するのを防止するとと
もに熱が譲導加熱装置10へ伝導するのを防止する。図
面に示すような本発明の形式においては、遮蔽材50が
誘導加熱装置1川こ対して相対的に軸方向に移動するよ
うに本体48に取付けられ、誘導加熱装置の先端部38
およびエンジンヘッド12に対して外側に向かって押圧
される。
このために、遮蔽材501こは取付フランジ5が溶後あ
るいはその他の締結方法によって取付けられ、この取付
フランジは、本体481こ対して摺敷自在された円筒状
スリーブ部54を有し、これにより遮蔽材50が誘導加
熱装置10の軸万向に移動し得る。本体48の円筒状外
表面には、比較的薄い軸受スリーブあるいはライナー5
5が設けられ、遮蔽材50とのスライド接触によって本
体が不必要に摩耗するのを防止している。また、本体に
は外方に延出するフランジ56が設けられ、フランジ5
2とフランジ56との間に圧縮コイルばね58が装着さ
れ、遮蔽材50に連続した鞠方向の付勢力を与える。ラ
イナー55の下端部に設けられた外方に突出するフラン
ジ60が遮蔽材50の取付フランジ52の下面に係合し
、圧縮コイルばね68に抗して遮蔽材50を本体48に
止めておく。ラィナー55は割りリング62により本体
48に取付けられ、本体48の円筒状外表面に形成され
たりング状の溝に密鼓され、これにより本体48に対し
て遮蔽材50とライナー55とばね58が組み立てられ
る。フランジ60とりング62は、両方ともその外径が
遮蔽材50の内径よりも小さくされ、ライナー55のフ
ランジ60からリングのフランジ52が離れる方向に遮
蔽材50が本体48に沿って軸方向に情動するのを邪魔
しないようにされている。誘導子28を弁座16に近づ
けこの弁座と磁気的な対にする目的で誘導加熱装置10
をエンジンヘッド12に対して移動させると、遮蔽材5
0も同様にエンジンヘッド12に対して移動し当接する
ことになる。
誘導加熱装置10と遮蔽材50との相対寸法は、遮蔽材
の平らな底面が、弁座16およびヘッド12を構成する
アルミニウム本体の弁座を取り囲む部分の同一の平らな
頂面と当接するようにされている。遮蔽材5川ま圧縮コ
イルばね58によって誘導加熱装置に対して外方に向か
って押圧されているから、誘導子28による弁座への接
触に先立って遮蔽材がヘッド12および弁座16に接触
し、エンジンヘッド12に対して誘導加熱装置が移動し
続けるように圧縮コイルばねが圧縮される。誘導子28
のおよそ5〜7秒間の初期励磁の後、弁座の周りの金属
の冷却および放熱により冷却液なしで冷却して弁座の底
面が焼入される。
この後、3〜5秒ぐらいの短い時間だけ再び誘導子を励
磁させて、誘導加熱装置10がエンジンヘッドから離れ
る前にさらに弁座を加熱する。議導子28の場合と同機
に遮蔽材50を冷却する装置が設けられている。
このため、遮蔽材50は、内部に内部孔あるいは通路6
4を有する中空形状に構成されている。遮蔽材50およ
び通路64は、誘導子と同様第3図に示すような割れ目
を有するリングで、誘導加熱装置を効果的に完全に取り
囲んでいる。遮蔽材50の温度を設定値に保持する目的
で、冷却剤が通路64内に送られる。冷却剤は入口66
を通って通路64に入り、通路を通って流れ、出口68
を通って、冷却剤を設定温度に保持する装置(図示省略
)に戻される。誘導子28おび遮蔽材50は好ましくは
銅製であり、さらに冷却剤通路42,64を与えるため
に中空状に構成されているから、誘導子および遮蔽材の
強度が比較的低くなる。この遮蔽材50は、誘導子28
も同機であるが、ヘッド12と台座16とをある一定圧
力で連続して鼓め合わせ得るように本発明においては要
求されるので、これら中空のりング50,28は補強さ
れる必要がある。このため、誘導子28の表面にはこれ
を補強するために比較的薄く伝導性の銅製の金属層ある
いはパッド70が設けられる。遮蔽材50も同様にその
表面に適当な熱伝導性の金属材料からなる薄い層あるい
はパッド72が固設され、リング材の摩耗を防止すると
ともにリング材とヘッド12との間の接触による衝撃を
たやすく吸収するように強化されることになる。パッド
72も同様に熱伝導性の良い銅製であり、ヘッド12お
よび弁座16内の熱上昇をパッドを介してリング材50
、この通路64内の冷却剤へ伝達させる。誘導加熱装置
10の作動は、排出口18の中央軸Aと弁座16の弁座
面2の中央軸とが一致するように誘導加熱装置10をエ
ンジンヘッド12に対して位置決めすることから始まる
前述のとおり、実際には弁座16を有する多数の排出口
18がエンジンヘッドに設けられており、U.S.P2
9046号で開示された装置によって前記弁座16が同
時に誘導加熱され、加熱するべき弁座16を有する排出
ロー8の数に対応する数の一連の独立した誘導加熱装置
10が設けられることになる。謙導加熱装置10の排出
ロー8に一致させて位置決めするために、誘導加熱装置
10を往復動させるための駆動機構76が加熱装置をエ
ンジンヘッド12に対して移動させるべく作動する。こ
こで、モータ78がギャ80を第1図に示すように反時
計万向に回転させ、これによりラック82が下方に移動
する。ラック82は適当な手段により誘導加熱装置10
に接続され、それゆえヘッド12に対する譲導加熱装置
の移動がなされる。誘導加熱装置10のエンジンヘッド
12に対する連続した動きにより、エンジンヘッドのガ
イド孔20に軸40が挿入され、誘導加熱装置の排出口
18への位置決めがなされる。譲導加熱装置10がエン
ジンヘッド12に対してさらに移動し続けると、第1図
に示すように弁座16およびこの弁座を取り囲むエンジ
ンヘッドの部分に遮蔽材50が当援する。駆動機構76
が護導加熱装置10をさらにヘッド12に対して移動さ
せると、本体48のフランジ56がばね58を圧縮し、
誘導子28が弁座面24に対してさらに移動する。
前述のとおりパッド70の表面と弁座面24との間の予
め設定された磁気的な間隔は、表面の効果的な加熱を得
るために必要である。したがって、駆動機構76は、適
切な磁気的間隔を得るための選択された位置に誘導加熱
装置10が移動するように調整されている。多数の弁座
16がエンジンヘッド12内で同時に誘導加熱される場
合には、多数の誘導加熱装置10、駆動機構76によっ
て駆動され、前述の再発行特許29046号に開示され
てるように、誘導子28がエンジンヘッド12内のそれ
ぞれの弁座16に対して当接するように移動し、次いで
誘導子28が弁座面24から必要な距離をおくように誘
導加熱装置10を軸方向に後退させ、これによりそれぞ
れの弁座16の弁座面24とそれぞれの誘導子28のパ
ッド70の対向する面との間に、設定された磁気的な間
隙が生じることになる。実際に、適当な磁気的な間隙は
、およそ0.04インチとされている。誘導加熱装置1
0がいったん弁座16に対して正確に位置決めされると
、第1図に示すような電源84からリード線30,32
を介して電流が与えられ誘導子28が励磁され、これに
より弁座16の弁座面24が誘導加熱される。
この弁座面24の誘導加熱中、遮蔽材5川ま、弁座16
を取り囲む近傍のエンジンヘッド12のアルミニウム部
分が誘導子28により発生した迷走磁束によって透過お
よび誘導加熱されないように働く。加えて、エンジンヘ
ッド12の弁座を取り囲むアルミニウム部分に当援する
冷却遮蔽材50は、冷却用放熱器として働き、弁座16
およびこの弁座を取り囲むヘッド12のアルミニウム部
分の熱放散を行ない、誘導加熱された弁座面24から伝
導された熱を取り去る。このような遮蔽材50の磁気遮
蔽と冷却動作により、ヘッド12の弁座を取り囲むアル
ミニウム部分が過度に加熱されるのが防止され、この結
果弁座16とエンジンヘッド12とdの間の鉄合力ある
いは締結力の低下が防止され、弁座まわりのアルミニウ
ム部分の損傷が防止される。円錐座面24の誘導加熱の
後、駆動機構76の逆作動によってエンジンヘッド12
から譲導加熱装置10が離れ、加熱された弁座面24の
焼入れが、本発明の部分を構成しない機構によって行な
われる。本発明において開示され、記述され、図示され
た好ましい実施例から変形例、改良例を当業者なら容易
に考えられる。
したがって、ここに開示された本発明の範囲は、ここに
示された本発明の一実施例に限定されないが、技術を促
進する進歩性のみによって限定される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る好ましい実施例を示す部分横断面
図、第2図は同様の部分横断面図、第3図は第2図の3
−3線に沿う断面図である。 10・…・・誘導加熱装置、12・・・・・・鋳造アル
ミニウムェンジンヘッド、14…・・・排出路、16・
・・…弁座、18・・…・排出口、20・・・・・・ガ
イド孔、22……リング、24・・…・弁座面、28…
・・・誘導子、30,32…・・・リード線、34・・
・・・・中空リング、36…・・・挿入部、38・・・
・・・先端部、40・・・・・・円筒状軸、42・・・
・・・中空部、44・・・・・・入口管、46・・・・
・・出口管、48・・・・・・本体、50・・・・・・
遮蔽材、52・・・・・・取付フランジ、54…・・・
スリーブ部、55・・・・・・ライナー、56・・・・
・・フランジ、58・・…・圧縮コイルばね、60……
フランジ、62……割りリング、64・・・・・・通路
、66・・・・・・入口、68・・・・・・出口、70
……/いンド、72……/ぐンド、76……駆動機構、
78・・・・・・モータ、80・・・・・・ギャ、82
..・・・・ラック、84・・・・・・電源。 FIG,lFIG.3 FIG.2

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 内燃機関の鉄成分の弁座の座面を硬化される目的で
    、円錐形面を有し通常の円形で鉄成分の弁座をエンジン
    部材に取付け、高い周波数を有する交流磁場を表面に導
    入することによつて前記円錐形面を所定時間誘導加熱し
    、前記交流磁場を取り去つた後弁座面の回りの金属部材
    により前記円錐形面を急冷硬化させることを特徴とする
    弁座の誘導加熱方法。 2 エンジン部材内の孔と同軸的に一致した弁座の円錐
    形座面を誘導加熱する方法であつて、前記座面に対応す
    る面を有するリング状の誘導子を設け、誘導子が弁座と
    同軸的に一致し、誘導子の面が弁座面と対向しかつ弁座
    面から設定された距離をおくように誘導子を位置決めし
    、弁座面を誘導加熱すべく誘導子に電圧を印加し、誘導
    子の印加中、誘導子によつて発生した迷走磁気による透
    過および誘導加熱が弁座まわりの近接エンジン部材部分
    に至らないようにこの部分を遮蔽することを特徴とする
    弁座の誘導加熱方法。 3 誘導子のすぐ周りに電気的に絶縁された銅製リング
    を位置させ、これを弁座のまわりの近接エンジン部材部
    分に圧接して、迷気磁気によつてこの部分が透過および
    誘導加熱されるのを防止することを特徴とする特許請求
    の範囲第2項記載の弁座の誘導加熱方法。 4 エンジン部材内の孔と同軸的に一致した弁座の円錐
    形座面を誘導加熱する方法であつて、前記座面に対応す
    る面を有するリング状の誘導子を設け、誘導子が弁座と
    同軸的に一致し、誘導子の面が弁座面と対向しかつ弁座
    面から設定された距離をおくように誘導子を位置決めし
    、前記誘導子のまわりに電気的に絶縁された中空の電気
    および熱伝導性のリングを位置せしめて弁座面を取り囲
    む近接弁座部分および弁座を取り囲む近接エンジン部材
    に前記リングを圧接し、弁座面を誘導加熱すべく誘導子
    に電圧を印加し、この誘導子の印加中、前記中空の伝導
    性のリングに冷却剤を循環させて、弁座面の誘導加熱中
    、前記近接弁座の部分および前記近接エンジン部材を冷
    却することを特徴とするの誘導加熱方法。 5 伝導性リングは銅製で、電圧印加中に誘導子によつ
    て発生する迷走磁気による透過および誘導加熱を防止す
    べ近年弁座部分および近接エンジン部材部を遮蔽するこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第4項記載の弁座の誘導
    加熱方法。 6 エンジン部材内の孔と同軸的に二致した弁座の円錐
    形座面を誘導加熱する方法であつて、(a) 弁座面に
    対応した円錐形面を有する一巻きの誘導子を設け、(b
    ) 通常の円筒形状を有する電気的伝導性磁場遮蔽材を
    設け、(c) 前記エンジン部材内の孔の軸と平行な方
    向にエンジン部材に対して往復動自在に誘導子に設置し
    、(d) 誘導子の外周に同心的にかつ誘導子から電気
    的に絶縁されるように伝導性リングを設置するとともに
    弁座とこの弁座を取り囲む近接エンジン部材とに前記リ
    ングが当接するようにし、(e) 誘導子をエンジン部
    材に対して移動させ、誘導子が弁座と同軸的に一致し誘
    導子の面が弁座面と対向しかつ弁座面から設定された距
    離をおくように誘導子を位置決めし、(f) 前記磁場
    遮蔽リングが前記弁座および弁座まわりのエンジン部材
    部分に当接させたままの状態で弁座面を誘導加熱すべく
    誘導子に電圧を印加することを特徴とする弁座の誘導加
    熱方法。 7 設定される間隔はおよそ0.04インチとされてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載の弁座の
    誘導加熱方法。 8 誘導子がエンジン部材に対して移動するように誘導
    子を弁座の軸方向に一致させることを特徴とする特許請
    求の範囲第6項記載の弁座の誘導加熱方法。 9 伝導性リングを誘導子の軸方向の往復動と独立して
    設け、この伝導性リングが弁座に対して誘導子とともに
    移動し、誘導子が弁座に対して移動するようにリングを
    弁座および弁座を取り囲むエンジン部材部分に当接させ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第8項記載の弁座の
    誘導加熱方法。 10 伝導性リング内の内部通路を通して冷却剤を流入
    させてこのリングとこのリングに当接する弁座およびこ
    の弁座を取り囲むエンジン部材部分を冷却することを特
    徴とする特許請求の範囲第6項記載の弁座の誘導加熱方
    法。 11 急冷硬化に先立つてエンジン部材内のリング状弁
    座の円錐形弁座面を加熱するための誘導加熱装置であつ
    て、中央軸を有しかつ前記円錐形弁座面に対向する同心
    的な円錐面を有する円形の誘導子と、この誘導子に電圧
    を印加するための一対の入力リード線と、前記誘導子を
    前記弁座に対して軸方向にかつ横方向に移動させその円
    錐形面が弁座面に対向して平行に位置するように前記誘
    導子を誘導加熱位置に位置せしめてこれら面間に設定さ
    れた距離を与えるようにした移動部材と、前記誘導子か
    ら電気的に絶縁されかつ同心的に配置され前記誘導子の
    誘導加熱作動位置において前記弁座を取り囲む近接エン
    ジン部材に圧接され前記誘導子からの迷走磁気によつて
    この近接エンジン部材が透過および誘導加熱されるのを
    防ぐようにした磁気遮蔽材とからならることを特徴とす
    る弁座の誘導加熱装置。 12 遮蔽材は銅製であることを特徴とする特許請求の
    範囲第11項記載の弁座の誘導加熱装置。 13 遮蔽材は、中空でこの中を冷却剤を循環させる手
    段を有していることを特徴とする特許請求の範囲第11
    項記載の弁座の誘導加熱装置。 14 遮蔽材は、誘導子の誘導加熱作動位置において弁
    座面を取り囲む弁座の部分にも圧接されることを特徴と
    する特許請求の範囲第11項記載の弁座の誘導加熱装置
    。 15 遮蔽材は銅製であることを特徴とする特許請求の
    範囲第14項記載の弁座の誘導加熱装置。 16 遮蔽材は、中空でこの中を冷却剤を循環させる手
    段を有していることを特徴とする特許請求の範囲第14
    項記載の弁座の誘導加熱装置。 17 遮蔽材は銅製であることを特徴とする特許請求の
    範囲第16項記載の弁座の誘導加熱装置。 18 遮蔽材は、誘導子に対して軸方向に往復動自在と
    なるように移動部材に摺動自在に取付けられ、この移動
    部材には、誘導子の誘導加熱作動位置において、遮蔽材
    を誘導子に対して軸方向に押圧して弁座まわりのエンジ
    ンヘツド部分に押圧しかつ圧接状態を維持する部材が設
    けられていることを特徴とする特許請求の範囲第11項
    記載の弁座の誘導加熱装置。 19 押圧部材は、移動部材と遮蔽材との間に圧縮され
    た圧縮コイルばねから構成されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第18項記載の弁座の誘導加熱装置。 20 移動部材に遮蔽材が係合するストツパ部材が設け
    られ、誘導子がその加熱作動位置に到達する前に、移動
    部材およびこれと関連する誘導子が加熱作動位置に移動
    する間、遮蔽材がばね材により押圧されて誘導子の軸方
    向に移動部材上を摺動するのを規制するとともに誘導子
    が弁座を取り囲むエンジン部材部分に当接するように前
    記リングをその限界位置に位置せしめるようにしてある
    ことを特徴とする特許請求の範囲第18項記載の弁座の
    誘導加熱装置。 21 遮蔽材は、誘導子と同軸の円筒形スリーブを介し
    て移動部材上を摺動可能とされ、前記スリーブがストツ
    パ部材に係合し遮蔽材を限界位置に位置せしめるように
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第20項記
    載の弁座の誘導加熱装置。 22 ストツパ部材は移動部材の環状溝に嵌着される割
    リングで取り付けられていることを特徴とする特許請求
    の範囲第20項記載の弁座の誘導加熱装置。 23 遮蔽材は、弁座まわりの近接エンジン部材部分に
    圧接させ位置決めさせるために、誘導子の回りに同心的
    にかつ誘導子の軸と垂直な平面内に平らな環状の座面を
    有していることを特徴とする特許請求の範囲第11項記
    載の弁座の誘導加熱装置。 24 遮蔽材の平らな環状の座面は弁座の外径より小さ
    い内径を有し、さらに誘導子の加熱作動中、弁座面のま
    わりの弁座部分に圧接されるようになつていることを特
    徴とする特許請求の範囲第23項記載の弁座の誘導加熱
    装置。 25 遮蔽材は銅製であることを特徴とする特許請求の
    範囲第23項記載の弁座の誘導加熱装置。 26 遮蔽材は中空で冷却剤を循環させる手段を有して
    いることを特徴とする特許請求の範囲第23項記載の弁
    座の誘導加熱装置。 27 遮蔽材は銅製であることを特徴とする特許請求の
    範囲第24項記載の弁座の誘導加熱装置。 28 遮蔽材は、中空で冷却剤を循環させる手段を有し
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第24項記載の
    弁座の誘導加熱装置。 29 遮蔽材は銅製であることを特徴とする特許請求の
    範囲第28項記載の弁座の誘導加熱装置。
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