JPS62179834A - 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く軽量
であることが望まれている。

軽量化の対策の１つとして傘部に対してバルブステム部
分を細くする試みがなされ、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
バルブの軽量化の他の試みとしては、バルブ自体を中空
にすることが行なわれている。例えば実公昭第６０二３
４７２５号明細書は、鋼素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間第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したするか或
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。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弁軽
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。又軽合金エンジン弁を製造することは、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、エンジンバル
ブを削孔することなく、かつ又パイプ材を用いることな
く簡単かつ低コストに中空エンジンバルブを製造するこ
とのできる中空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、中空エンジンバルブを製造するにあたり、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、形成すべきバルブの中空部内径とほぼ同一の外
形を有するコイルと黒鉛、炭素、セラミック等から成る
芯材とを、前記コイル素材の軸線上に位置するように前
記孔に装填し、装填後、素材を加熱し、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って芯材お
よびコイル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により傘部を形成し、
傘端部から前記コイルを引抜くことによって素材から芯
材を除去して中空部を形成し、前記傘部の開口を密栓封
鎖することを特徴とするものである。

以下図面により本発明の詳細な説明する。

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。耐熱鋼或いはチタン合
金の棒材を用意し、これを所定の寸法に切断して素材４
を得る。第２図に示すように、この素材４をダイ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で温間で後方押出し加工を施し、これ
によって素材４に一端が閉じた孔３を形成する。孔３を
中心部に成形した素材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。

次いで第１図（ａｌに示すように、素材４の孔３にコイ
ル５が素材の軸線上に位置するように装填するとともに
、コイル５を包囲して芯材７を孔３の内部全体に装填す
る。コイル５は第３図に示すように引抜き側の端部でピ
ッチが大きく取っである螺旋形状のステンレス線であり
、後の工程で引き伸ばされる際にも螺旋形状を保持でき
る巻数を有したものである。又コイル５の外径は、素材
４に形成されるべきステム部分の中空部の内径とほぼ等
しい。芯材７は、後の熱間成形時に溶解することなく、
変形流動しやすく破砕しやすい物質である必要がある。

このため芯材として黒鉛、炭素、セラミック等が好まし
く、本例では黒鉛が用いられる。

次にこのコイル及び芯材を装填した素材４を熱間押出し
成形に適した温度まで加熱し、しかる後、第４図の押出
し成形用のダイ８にこの加熱素材を挿入し、ポンチ９で
素材にその孔の開口側から圧縮を加えて、反対側の端か
らバルブステム１０として熱間前方押出し成形を行う。

バルブステムが所定長さ押出し成形されたとき、ダイ内
には弁頭部となるべき素材部分１１が残部として残る。

この押出し成形中、第１図（ｂ）に示すようにコイル５
はそのピンチを増しなから又螺旋形状を保持しながらバ
ルブステム内で伸張し、黒鉛とともにバルブステム部分
ｌＯの中心部に入り込む。

次いでこれをエンジンバルブとするために第５図に示す
ようにダイ１２に挿入し、ポンチ１３で部分１１に熱間
ブ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（Ｃ）に傘部１４の据込成形後グイ１
２より取出されたエンジンバルブを示す。次に第１図（
ｄ）に示すように、傘部１４にある孔３の開口部よりコ
イル５の一端を引き出す。黒鉛中に螺旋形を保持したま
ま配置されていたコイルが直線状となって引き出される
過程でコイルの周囲の黒鉛は破砕され孔３より容易に取
り出されエンジンバルブ内に中空１５を形成する。

最後に第１図（ｅ）に示すようにエンジン弁の中空部１
５を栓１６によって溶接密栓し、スバルブステム部分に
軸端部１７を設ける。中空部１５には必要に応じてバル
ブの冷却効果を高める金属ナトリウムを封入することが
できる。

効果 以上の説明から明らかなように、本発明による中空エン
ジンバルブの製造方法によれば、中心にコイル蚕配した
芯材を素材の孔に装填し、これらを加熱し、しかる後熱
間前方押出し成形によりパルプステム部を形成するため
、バルブステム部には内部に芯材とコイルがそのまま入
り込み、熱間ブレス据込成形により傘部を成形した後、
コイルを引抜くだけの作業によって耐熱鋼素材よりステ
ム部全体に亘って芯材を除去することができ、従って複
雑な加工を行うことなく簡単かつ低コストに中空バルブ
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、本発明による中空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って形成するグイとポ
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
用するコイルを示す図、 第４図は、本発明による中空エンジンバルブのステム部
分を熱間前方押出し成形によって形成するダイ及びポン
チを示す概略図、 第５図は、本発明による中空エンジンバルブの傘部を熱
間ブレス据込成形によって形成するグイ及びポンチを示
す概略図である。

３・・・孔、　　　　４・・・素材、 ５・・・コイル、　　７・・・芯材、 １０・・・パルプステム部、 １４・・・傘部、　　１６・・・栓。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、形成すべきバルブの中空部内径とほぼ同一の外形を
   有するコイルと黒鉛、炭素、セラミック等から成る芯材
   とを、前記コイルが素材の軸線上に位置するように前記
   孔に装填し、装填後素材を加熱し、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って芯材及びコ
   イル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によって傘部を形成し、傘端
   部から前記コイルを引抜くことによって素材から芯材を
   除去して中空部を形成し、前記傘部の開口を密栓封鎖す
   ることを特徴とする中空エンジンバルブの製造方法。