JPS63109211A - 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 エンジンバルブは、エンジンの高速高出力化が要求され
ている現在、高熱雲囲気に耐えることは勿論、高速作動
によるバルブ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つとして弁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６０−３４
７２５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シナ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示している。又特公昭５１
−２９１０６号明細書或いは特公昭５１−２９５０６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弁が開示されている。さ
らに中空の傘部、ステム部分及び軸端部分を別々に用意
した後これろを溶接することも行なわれている。弁軽量
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、このような試みてエンジンバルブを中空
化する軽量化するもの１こあっては、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
や弁の各部分を溶接しなくてはならないた必、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、加工が困難な上に窓化処理等により
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、最終工程に近
い段階でエンジン弁の内部に精密な孔あけ加工をするこ
となく、かつ又パイプ素材を弁傘部分において適切に肉
厚化する必要なく、少ない加工工数によって簡単かつ低
コストで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。

口問題点を解決するための手段〕 本発明による、中空エンジンバルブの製造法は中空エン
ジン弁を製造するにあたり、中空円筒形の耐熱鋼素材に
、熱間鍛造により溶融せず、熱間鍛造後の除去が容易な
炭素、黒鉛等から底芯材を前記素材の一端に片寄らせて
装填し、前記素材の芯材が片寄っている側と反対側の端
部をかしめ、前記素材及び芯材を加熱した後、素材のか
しめた側に熱間押出し成形を施してバルブステム部分を
形成し、次いで素材から芯材を除去し、前記熱間押出し
成形の残部のみ加熱した後所定形状の全内部形状を有す
るポンチと所定形状の車外部形状を有するダイとによっ
て前記残部に熱間プレス据込成形を施して傘部内外の形
状を同時に成形し、前記傘部分及びバルブステム部分の
開口を密栓封鎖することを特徴とする。

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。中空円筒形の耐熱鋼或い
はチタン合金棒材を用意し、これを所定の寸法に切断し
て素材１を得る。次いで第１図（ａ）に示すように素材
１の孔２に素材より短い芯材３を素材の一端に片寄らせ
て装填し、芯材の片寄り側と反対の芯材端面に、芯材脱
落防止用の円板状の蓋４を配置する。蓋４は中心に小孔
４ａをもうけても良い。ここで芯材は熱間鍛造時に溶融
せず熱間鍛造後容易に除去可能な物質であることが必要
であり、例えば炭素、黒鉛が好ましい。

本例では黒鉛を使用する。芯材が、黒鉛のように気孔を
含むものである場合、後の熱間鍛造時に圧縮された気孔
の空気は孔４ａを通って膨張することによって芯材が素
材より飛び出ることを防止できる。

次いで第１図（ｂ）に示すように、素材１の蓋４の側を
かしめ、芯材を素材にしっかりと固定する。

次に芯材３を孔２に装填した素材１を熱間押出成形に適
した所定温度まで加熱し、第２図の押出し成形用のダイ
５にこの加熱された素材ｌを挿入し、ポンチ６で素材１
及び芯材３にこれらの面となった細面から圧縮を加えて
反対側の端からバルブステム７として熱間前方押出しを
行う。バルブステム７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部分８が残部として残る
。

第１図（Ｃ）に示すように、素材中の芯材黒鉛は素材と
ともに押出される結果、ステム７の中心に一様に入込む
。

次にバルブステム部分７の軸端を切断した上で部分８の
開口から芯材を完全に除去した後、部分８のみを加熱す
る。次いで加熱された素材を第３図に示すダイ９に挿入
し、ポンチ１０で部分８に熱間プレス据込成形を施して
傘部の内外面に所定形状を有する傘部１１を形成する。

第１図（ｄ）に傘部１１の据込形成後グイ９より取出さ
れたエンジンバルブを示す。

ポンチ１０の頭部には、傘部１１の内面に形成すべき所
定の輪郭をもった部分１０ａと、素材１の孔２が開口す
る端面を押圧する環状の部分１０ｂとが設けられており
、一方ダイ９の内面には傘部の外面に形成すべき所定の
形状が形成されている。

次いで第１図（ｅ）に示すように、耐熱鋼より成る栓１
２によって傘部の孔２の開口部分を溶接で密栓する。こ
の溶接としては抵抗溶接、ＴＩＧ溶接、電子ビーム溶接
、摩擦溶接等を適用するこきができる。同時に、バルブ
ステム部分１０の端に軸端部１３を溶接する。

中空エンジンバルブの中空内部には、必要に応じて金属
す）　ＩＪウムを封入し、冷却効果の向上を図ることが
できる。

〔発明の効果〕

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、耐熱鋼素材の中心孔に黒
鉛、炭素等の芯材を装填して熱間押出し成形によりバル
ブステム部を形成し、次いで全部の芯材を取出し、素材
を空洞化した後、傘部内面に形成すべき所定形状をもっ
たポンチと、傘部外面に形成すべき所定形状をもったダ
イとによって強制的に傘部の内外面を同時に成形しその
後開口部を密栓するようにしたため、芯材の密度、気孔
率又はブレスの仕打寸法等のばらつきに影響されないで
所望の傘部形状を確実に作ることができ、又極めて軽い
エンジンバルブを簡単かつ低コストで製造することがで
きる。

さらに傘部成形用のポンチとダイの形状を選択すること
によって、素材に設ける孔の形状に拘らず種々の車内面
形状を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｅ）は、本発明による軽量エンジンバ
ルブの製造方法を示す一例の概略断面図、第２図は、軽
量エンジンバルブのバルブステムを熱間前方押出しによ
り成形するダイ及びポンチを示す概略図、 第３図は、本発明による軽量エンジンバルブに熱間プレ
ス据込成形によって傘部を形成するダイ及びポンチを示
す概略図である。 １・・・・・・素材　　　　　３・・・・・・芯材４・
・・・・・蓋　　　　　　７・・・・・・バルブステム
部分１１・・・・・・傘部分　　　１２・・・・・・栓
第１図 第２図 手続補正書 ６１．１２．１０ 昭和　　年　　月　　日 １、事件の表示　　　昭和６１年特許願第２５６２１０
号２、発明の名称、　　中空エンジンバルブの製造方法
３、補正をする者 事件との関係　　出願人 名称　　富士バルブ株式会社 ４、代理人 ５、補正命令の日付　　自　　　発 ■、　明細書第６頁第１９行ないし第２０行の次に・・
・・・・除去した後、″を次のように補正する。 ［次に芯材を除去する。芯材は部分８の開口部より除去
するが、第１図（ｄ）に示すようにバルブステム部分７
の軸端を切断した上で芯材を除去するのがやりやすい。 」 ２、　明細書第７頁第１７行ないし第１８行の゛同時に
、・・・・・・溶接する。′を次のように補正する。 ［同時に、バルブステム部分７の端に軸端部１３を溶接
する。又芯材除去にあたりステム部分７の軸端を切断し
ない場合には、第４図に示すようにステム部分の先端部
を加工し、ステムとは別の端部材１４を用いて先端部の
み溶接してもよい。」 ３、　明細書第９頁第７行の゛及びポンチを示す概略図
である。”を次のように補正する。 「及び、ポンチを示す概略図、 第４図は、エンジンバルブの軸端部の他の例を示す部分
断面図である。」 ４、　別紙第４図を追加する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中空エンジン弁を製造するにあたり、中空円筒形の耐熱
   鋼素材に、熱間鍛造により溶融せず、熱間鍛造後の除去
   が容易な炭素、黒鉛等から成る芯材を前記素材の一端に
   片寄らせて装填し、前記素材の芯材が片寄っている側と
   反対側の端部をかしめ、前記素材及び芯材を加熱した後
   、素材のかしめた側に熱間押出し成形を施してバルブス
   ラム部分を形成し、次いで素材から芯材を除去し、前記
   熱間押出し成形の残部のみ加熱した後所定形状の傘内部
   形状を有するポンチと所定形状の傘外部形状を有するダ
   イとによって前記残部に熱間プレス据込成形を施して傘
   部内外の形状を同時に成形し、前記傘部分及びバルブス
   テム部分の開口を密栓封鎖することを特徴とする中空エ
   ンジン弁の製造方法。