JPWO2020100185A1 - エンジンのポペットバルブの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
3 中間軸部
3b 基端部
6 中間中空部
9a 転造ローラ(縮径工具)
9c 円柱外周面(軸材の圧縮面)
9d 軸材導入面
21 ポペットバルブ
22 軸部
23 首部
24 傘部
25 第1軸部
25a 本体部
25b 軸端部材
25c 本体部の基端部
26 段差部
26a 基端部
27 第2軸部
28 フェース部
28a 先端部
30 第1中空部
31 縮径部
32 第2中空部
34 冷媒
42 中間部材
43 中間軸部
43b 基端部
44a ダイス(縮径工具)
44b 凹曲外周面(軸材の圧縮面)
44c 軸材導入面
46 中空部
48 冷媒
51 中空ポペットバルブ
52 軸部
53 首部
54 傘部
55 第1軸部
55a 本体部
55b 軸端部材
55c 本体部の基端部
56 段差部
56a 基端部
57 第2軸部
60 シリンダヘッド
60c バルブガイド開口部
60d 最先端部
64 シート部
64b 先端部
D0 超硬金属棒の外径及び第1軸部の内径
D3 円柱外周面の外周間隔及び第1軸部の外径
d4 中間中空部の内径
L1 段差部の基端部からフェース部の先端部までの軸方向長さ
L2 バルブガイド開口部の最先端部からフェース部の先端部までの軸方向長さ
O、O2 中間部材及びポペットバルブの中心軸線
課題を解決するための手段
[0007]
先端に向かって増径する首部を介して一体化される軸部と傘部を有するエンジンのポペットバルブの製造方法において、首部を介して中間軸部と傘部を一体化した金属製の中間部材を形成する鍛造工程と、軸材の圧縮面及び軸材圧縮面から先端側に徐々に離間するよう形成された軸材導入面を有するように形成されると共に中間軸部の外周に対して周方向等分複数箇所に配置された複数の縮径工具間に中間部材の中間軸部を挿入し、中心軸線に沿った方向に相対変位させつつ回転させた中間軸部の一部に接触させた各縮径工具の圧縮面から半径方向内向きの圧縮力を付加することで中間軸部の一部を縮径させて第1軸部の本体部を中間部材に形成すると共に圧縮面によって本体部に連続する段差部を形成し、中間軸部の残部の未縮径によって段差部を介して本体部に連続する、本体部よりも太軸の第2軸部を形成する縮径工程と、本体部と同じ外径の軸端部材を本体部の基端部に接合する接合工程と、を備えるようにした。
[0008]
(作用)エンジンバルブの中間部材に形成した中間軸部の周囲に等分配置された複数の縮径工具が、各縮径工具に対して相対回転しつつ軸方向に沿って相対変位する中間軸部の一部を任意の位置から半径方向内向きに圧縮して軸方向に引き延ばすことにより、中間軸部に任意の軸方向長さを有する第2軸部と、第2軸部よりも外径の小さな第1軸部の本体部を形成する。
[0009]
また、エンジンのポペットバルブの製造方法において、前記複数の縮径工具は、それぞれ中間部材の中間軸部の半径方向に同期して往復揺動可能に構成された複数のダイスであり、前記縮径工程において、前記中心軸線回りに中間部材と各ダイスを互いに相対回転させ、往復揺動する各ダイスにより前記中間軸部への圧縮力の付加及び開放を交互に繰り返しつつ中間軸部の一部を縮径することが望ましい。
[0010]
(作用)中間部材の中間軸部の半径方向に同期して往復揺動可能しつつ中間軸部の中心軸線回りに同期回転可能に構成され、エンジンバルブの中間部材に形成した中間軸部の周囲に等分配置された複数のダイスが、ダイスに対
して相対回転しつつ軸方向に沿って相対変位する中間軸部の一部を任意の位置から半径方向内向きに圧縮して軸方向に引き延ばすことにより、中間軸部に任意の軸方向長さを有する第2軸部と、第2軸部よりも外径の小さな第1軸部の本体部を形成する。
[0011]
また、エンジンのポペットバルブの製造方法において、前記複数の縮径工具は、中間軸部の外径よりも小さな外周間隔で互いに平行な回転軸を有するように配置され、円柱外周面からなる前記圧縮面及び基端側から先端側に先窄まりとなる前記軸材導入面を備える複数の同期回転する転造ローラであり、前記縮径工程において、同方向に同期回転する複数の転造ローラが中間部材の中間軸部に転がり接触しつつ圧縮力を付加して中間軸部の一部を縮径することが望ましい。
[0012]
(作用)円柱外周面からなる前記圧縮面及び基端側から先端側に先窄まりとなる前記軸材導入面を備えるように形成され、中間軸部の外径よりも小さな外周間隔で互いに平行な回転軸を有するようにエンジンバルブの中間部材に形成した中間軸部の周囲に等分配置されて同期回転する複数の転造ローラが、転造ローラに対して相対回転しつつ軸方向に沿って相対変位する中間軸部の一部と任意の位置で転がり接触しつつ、半径方向内向きに圧縮して軸方向に引き延ばすことにより、中間軸部に任意の軸方向長さを有する第2軸部と、第2軸部よりも外径の小さな第1軸部の本体部を形成する。
[0013]
また、エンジンのポペットバルブの製造方法において、中間部材の中間軸部の基端部から、中間軸部、首部及び傘部の内側にかけて中間中空部を形成する孔あけ工程を前記鍛造工程後かつ縮径工程前に行い、前記縮径工程において、軸材の前記圧縮面によって中間軸部の一部を縮径させて第1軸部の本体部の形成と同時に本体部の内側に第1中空部を形成し、軸材導入面によって前記段差部の形成と同時に段差部の内側に第1中空部に連続する縮径部を形成し、中間軸部の残部の未縮径によって太軸の第2軸部の内側に縮径部を介して第1中空部に連続する大内径の第2中空部を形成し、前記接合工程において、前記第1中空部または第2中空部の少なくとも一方に冷媒を装填し
[0045]
図2A(b)の中間部材42は、縮径工程であるロータリースウェージング工程において、図1(c)及び(d)に示すように中間軸部43を縮径される。ロータリースウェージング加工機49は、挿入される中間軸部43の中心軸線O2の周囲において、等分複数箇所に配置される同形状のダイス44aを有する。各ダイス44aは、図2A(d)に示すように丸棒形状の中間軸部43の半径方向内側に凹型となる凹曲外周面44b(軸材の圧縮面)と、基端部44eから先端部44d方向に末広がりとなる凹型湾曲面からなる軸材導入面44cをそれぞれ有する。各軸材導入面44cの基端部44eは、凹曲外周面44bの先端に連続する。尚、第2実施例の各軸材導入面44cは、先端に向かって末広がりのテーパー状に形成されても良い。また、第2実施例において一例として4つ設けられているダイス44aは、複数であれば2つでも良いが、中間部材2の半径方向に偏りの無い力を与えるという観点から、3つ以上設けられることが望ましい。
[0046]
図2A(c)(b)に示すように複数のダイス44aは、挿入される中間軸部43の中心軸線O2から半径方向に沿って内外に同期して往復揺動するように構成され、接触する中間軸部43に半径方向内向きの圧縮力を付加する。
[0047]
第2実施例のロータリースウェージング工程において、図2A(b)の中間部材2は、図2A(c)(d)の符号de3方向に回転しつつ、中間軸部43の基端部43bを軸材導入面44c側から複数のダイス44aの間に押し込まれる。図2A(c)及び(d)に示すように、押し込まれた中間軸部43の基端部43b側は、符号de4、de5方向に往復揺動する4つのダイス44aの間で中心軸線O2に直交する方向の圧縮力を受けて外径をD6からD5まで縮径されて軸長を基端部側に引き延ばされる。尚、ロータリースウェージング工程においては、中間部材42を回転させずに4つのダイス44aを中心軸線O2周りに同期回転させても良いし、de3方向に回転する中間部材よりも高速でde3と同方向(de3’方向)に4つのダイス44aを同期回転させてもよい。
Claims (7)
- 先端に向かって増径する首部を介して一体化される軸部と傘部を有するエンジンのポペットバルブの製造方法において、
首部を介して中間軸部と傘部を一体化した金属製の中間部材を形成する鍛造工程と、
軸材の圧縮面及び軸材圧縮面から先端側に徐々に離間するよう形成された軸材導入面を有するように形成されると共に中間軸部の外周に対して周方向等分複数箇所に配置された複数の縮径工具間に中間部材の中間軸部を挿入し、その中心軸線に沿った方向に相対変位させつつ回転させた中間軸部の一部に接触させた各縮径工具の圧縮面から半径方向内向きの圧縮力を負荷することで中間軸部の一部を縮径させて第1軸部の本体部を中間部材に形成すると共に圧縮面によって本体部に連続する段差部を形成し、中間軸部の残部の未縮径によって段差部を介して本体部に連続する、本体部よりも太軸の第2軸部を形成する縮径工程と、
本体部と同じ外径の軸端部材を本体部の基端部に接合する接合工程と、
を備えることを特徴とする、エンジンのポペットバルブの製造方法。 - 前記複数の縮径工具は、それぞれ中間部材の中間軸部の半径方向に同期して往復揺動可能に構成された複数のダイスであり、
前記縮径工程において、前記中心軸線回りに中間部材と各ダイスを互いに相対回転させ、往復揺動する各ダイスにより前記中間軸部への圧縮力の負荷及び開放を交互に繰り返しつつ中間軸部の一部を縮径することを特徴とする、請求項1に記載のエンジンのポペットバルブの製造方法。 - 前記複数の縮径工具は、中間軸部の外径よりも小さな外周間隔で互いに平行な回転軸を有するように配置され、円柱外周面からなる前記圧縮面及び基端側から先端側に先窄まりとなる前記軸材導入面を備える複数の同期回転する転造ローラであり、
前記縮径工程において、同方向に同期回転する複数の転造ローラが中間部材の中間軸部に転がり接触しつつ圧縮力を負荷して中間軸部の一部を縮径することを特徴とする、請求項1に記載のエンジンのポペットバルブの製造方法。 - 中間部材の中間軸部の基端部から、中間軸部、首部及び傘部の内側にかけて中間中空部を形成する孔あけ工程を前記鍛造工程後かつ縮径工程前に行い、
前記縮径工程において、軸材の前記圧縮面によって中間軸部の一部を縮径させて第1軸部の本体部の形成と同時に本体部の内側に第1中空部を形成し、軸材導入面によって前記段差部の形成と同時に段差部の内側に第1中空部に連続する縮径部を形成し、中間軸部の残部の未縮径によって太軸の第2軸部の内側に縮径部を介して第1中空部に連続する大内径の第2中空部を形成し、
前記接合工程において、前記第1中空部及び第2中空部に冷媒を装填した後で軸端部材を本体部の基端部に接合することを特徴とする、請求項1から3のうちいずれかに記載のエンジンのポペットバルブの製造方法。 - 前記縮径工程において、第1軸部を第2軸部よりも薄肉に形成する特徴とする、請求項4に記載のエンジンのポペットバルブの製造方法。
- 前記鍛造工程において、弁閉時にシリンダヘッドのシート部に当接するフェース部を傘部に形成し、
前記縮径工程において、前記段差部の基端部からフェース部の先端部までの軸方向長さが、シリンダヘッドのバルブガイド開口部の最先端部からシート部の先端部までの軸方向長さよりも短くなるように前記段差部及び第1軸部を形成することを特徴とする、請求項4または5に記載のエンジンのポペットバルブの製造方法。 - 中間部材の中間軸部の基端部から、中間軸部、首部及び傘部の内側にかけて中間中空部を形成する孔あけ工程を前記縮径工程後かつ接合工程前に行い、
前記接合工程において、前記中空部に冷媒を装填した後で軸端部材を本体部の基端部に接合することを特徴とする請求項2または3に記載のエンジンのポペットバルブの製造方法。
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