JPS62179833A - 中空エンジンバルブの製造方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関に使用する中空エンジンバルブの製
造方法に関する。

従来の技術 内燃エンジンのエンジンバルブは、エンジンの高速高出
力化の要求に伴って、高熱雰囲気に耐えることは勿論、
弁の慣性から生じる弊害を回避するためになるべ（軽量
であることが望まれている。

軽量化の対策の１つとしてパルプの傘部に対してバルブ
ステム部分を細（する試みがなされ、かつ、実用化され
ているが、軸径の強度上の限界のため軽量化には限度が
ある。又軽量化の他の試みとしては、パルプ自体を中空
にすることが行なわれている。例えば実公昭第６０−３
４７２５号明細書は、鋼索材或いは弁頭及び弁軸を形成
した予備成形品に孔あけ加工を施して中空にし、できた
孔にアルミニウム合金或いはマグネシウム合金の芯を装
填固定したエンジンバルブを開示している。

又特公昭第５１一２９１０６号明細書或いは特公昭第５
１−２９５０６号明細書には、パイプ素材を用い、パイ
プの内側に捨中子となるインサートを挿入するか或いは
、芯となるインサートを挿入接着した後アプセット鍛造
及び熱間プレス加工を行って製造されるエンジンバルブ
が開示されている。さらに中空バルブの傘部、ステム部
分及び軸端部分を別々に用意した後これらを溶接するこ
とも行なわれている。バルブの軽量化のさらに別の試み
としてはバルブ自体を軽金属で作ることも行なわれてい
る。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、このような試みでエンジンバルブを中空
軽量化するものにあっては、中空化するために正確、精
密な孔あけ加工を必要としたり、捨中子となるインサー
トを削出し或いは腐食酸による溶出によって除去する加
工を必要としたり、或いは芯となるインサートやバルブ
の各部分を溶接しなくてはならないため、加工が複雑か
つ困難で製造コストが高くなりやすいという問題点があ
った。又軽合金エンジンバルブを製造することは、材料
が高価であり、加工が困難な上に窒化処理等により表面
を硬化させる必要があるため、特殊エンジンを除いては
一般的でないという問題点があった。

本発明の目的は上述した問題点を除去し、精密な孔あけ
加工の必要がなく、又バイブ材料を使用することなく、
エンジンバルブを中空化することによってバルブの軽量
化を狙った簡単で低コストのエンジンバルブの製造方法
を提供することにある。

本発明は、後方押出し加工により耐熱鋼から成る素材の
中心部に孔を形成し、これを加熱した後、前記素材より
融点が低く、加熱することな（変形容易な銅、銅合金、
塩化ナトリウム等の芯材を前記孔に装填し、前記素材の
前記孔の開口と反対側に熱間前方押出し成形によりバル
ブステム部分を形成し、次いで素材の残部に熱間プレス
据込成形を施して傘部を形成し、次いで素材を加熱し芯
材を溶解除去して素材に中空部を形成し、前記傘部にあ
る前記孔の開口を密栓することを特徴とするするもので
ある。

以下図面により本発明を説明する。

実施例 第１図は、本発明による軽量エンジンバルブの製造過程
を示す一例の概略断面図である。耐熱鋼の棒材を用意し
、これを所定の寸法に切断して素材４を得る。この素材
４を第２図に示すようにダイｌの凹所６に挿入し、スト
ックピン５を図に示す通常位置に設定して、ポンチ２に
よって温間で後方押出し加工を施し、第１図（ａ）に示
すような一端が閉じた孔３を素材４の中心部に形成する
。孔３を形成した素材４はストックピンの左方向への移
動によってダイ１から抜出すことができる。次いで素材
４を加熱し、しかる後、第１図（ｂ）に示すように孔３
に芯材７を装填する。この芯材７は、後の成形工程であ
る熱間押出し、据込成形中に流れ出ない程度の低融点を
有し、かつ、加熱しなくとも変形が容易な物質である必
要がある。このような物質としていは、黄銅のような銅
合金、或いは銅等の金属物質や、食塩等の物質が好まし
い。

本例では黄銅が芯材として用いられる。

次に、第３図の押出し成形用のダイ８に黄銅７を装填し
た素材を挿入し、ポンチ９で圧縮、素材４にその孔３の
開口側から圧縮を加えてバルブステム１０の熱間前方押
出し成形を行う。バルブステムが所定長さ形成されたと
き、ダイ内には押出されないで弁頭部となるべき部分１
１が残部としｔ残る。第１図（Ｑ）に示すように、この
押出し成形の際、芯材もともに押出されるから、素材か
ら一体成形されたステム部分の中心に一様に入り込む。

次にこれをエンジンバルブとするために、第４図に示す
ようにダイ１２の中に挿入し、ポンチ１３で部分１１に
熱間プレス据込成形を施して所定形状を有する傘部１４
を形成する。第１図（ｄ）に傘部１４を形成した後ダイ
１２より取出されたエンジンバルブを示す。

次いでこのエンジンバルブを、芯材の融点より高く基材
の融点より低い温度に加熱すると、芯材は熔解させ、溶
融芯材は孔３の開口部より流出することができ、エンジ
ンバルブの中央に中空１５を形成する。エンジンバルブ
が排気弁である場合には、エンジンバルブの中空部に冷
却効果を高めるための金属ナトリウムを中空体積の約５
０〜６０％程装填する。金属ナトリウムは低融点のため
、弁の作動中（約７００℃）液体となり気液の対流循環
によって熱の放出効果を高める。

最後に孔３の開口部を栓１６によって溶接密栓し、バル
ブステム部の端部に軸端部１７を形成する。

効果 以上の説明から明らかなように本発明によるエンジンバ
ルブの製造方法では、耐熱鋼素材の中心に黄銅等の芯材
を装填し、熱間前方押出し成形によりバルブステム部を
形成したためにステム部に芯材が入り込み、熱間プレス
据込成形により傘部を形成してから、このバルブを加熱
して芯材を溶解排出させることによりバルブの中心に中
空を形成するようにしたため、複雑な削孔加工を行なう
ことなく、かつ又、パイプ材を利用することなく極めて
簡単かつ安価に中空エンジンバルブを製造することがで
きる。

製造過程を示す一例の概略断面図、 第２図は、本発明の軽量エンジンバルブの製造に使用す
る素材を後方押出し加工により形成するグイとポンチを
示す概略図、 第３図は、本発明による中空エンジンバルブの製造に使
用する熱間前方押出し成形のためのグイ及びポンチを示
す概略図、 第４図は、本発明による中空エンジンバルブの製造に使
用する熱間プレス据込成形のためのグイ及びポンチを示
す概略図。

４・・・素材、　　　　７・・・芯材、１０・・・バル
ブステム部分、 １４・・・バルブ傘部分、 １５・・・中空部、　　１６・・・栓。

棺３図 ソ 第４図 １／。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、中空エンジンバルブを製造するにあたり、後方押圧
   出し加工により耐熱鋼から成る素材の中心部に孔を形成
   し、これを加熱した後、前記素材より融点が低く、加熱
   することなく変形容易な銅、銅合金、塩化ナトリウム等
   の芯材を前記孔に装填し、 前記素材の前記孔の開口と反対側に熱間前方押出し成形
   により芯材の入ったバルブステム部分を形成し、次いで
   素材の残部に熱間プレス据込成形を施して傘部を形成し
   、次いで素材を加熱し芯材を溶解除去して素材に中空部
   を形成し、前記傘部にある前記孔の開口を密栓すること
   を特徴とする中空エンジンバルブの製造方法。