JPH0318605A - 中空エンジンバルブヘの金属ナトリウム注入方法及びその装置 - 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，中空エンジンバルブへ金属ナトリウムを注入
する方法及びその装置に関する．〔従来の技術〕 自動車等の内燃機関用の吸排気弁として、内部を中空と
し，そこに冷却媒体として金属ナトリウムを封入してお
くことにより、弁頭部から弁軸部への熱伝達効率を高め
、弁頭部の冷却効果を向上するとともに、軽量化を図っ
た金属ナトリウム封入型の中空エンジンバルブが知られ
ている（例えば特開昭５８−１８５９１７号公報参照）
．このような中空エンジンバルブに、冷却媒体としての
金属ナトリウムを注入する従来の方法及び装置としては
、例えば第２図乃至第４図に示すようなものがある． この従来の技術は，第２図に示すシリンダ（ａ）内に、
固体金属ナトリウム（ｂ）を充填した後、シリンダ（ａ
）の上端よりプレスロンド（ｃ）を押し込むことにより
、固体金属ナトリウム（ｂ）を圧縮して、シリンダ（ａ
）の下部に設けたノズル（ｄ）より押し出し，第４図に
示す中空エンジンバルブ（６）の中空部（５）の内径よ
り小径の金属ナトリウムの棒状体（ｇ）を或形する。

次に、第３図に示すように、この棒状体（ｇ）を，中空
エンジンバルブ（ｓ）の中空部（ｆ）の長さに基づいて
定めた適当な長さ，例えば中空部（ｆ）の長さの約３分
の２の長さ（氾）となるように、カッター（ｈ）により
順次切断する． 次いで、この長さ（息）とした金属ナトリウムの棒状体
（ｇ）を、第４図に示すように、ピンセット等の把持手
段（ｉ）により把持して、中空エンジンバルブ（６）の
軸端の開口部より、中空部（ｆ）内に挿入する． しかる後、中空エンジンバルブ（ｅ）の軸端の開口部を
，適宜の閉塞体（図示略）をもって閉塞し、金属ナトリ
ウムの棒状体（ｇ）を中空部（ｆ）内に密封する。

このようにして形威された中空エンジンバルブ（８）は
、エンジンの作動時の熱により、金属ナトリウムの棒状
体（ｇ）が溶融され、かつこれがエンジンバルブ作動時
の振動により，中空部（ｆ）内において躍動させられ、
中空エンジンバルブ（ｅ）の弁頭部（ｊ）の熱を，弁軸
部（ｋ）へ迅速に伝達し，かつ弁軸部（ｋ）から弁軸ガ
イド（図示略）を通して放散させることができる． 〔発明が解決しようとする課題〕 上述のような従来の方法及び装置によると、固体金属ナ
トリウム（ｂ）をシリンダ（ａ）内に充填するまで，及
び棒状体（ｇ）とした金属ナトリウムを中空エンジンバ
ルブ（ｅ）の中空部（ｆ）内に挿入するまでの間に、金
属ナトリウムの表面に、空気中に含まれる酸素や水分と
反応して生或された酸化ナトリウム，水酸化ナトリウム
，水素化ナトリウム等の変質層が形或され、この変質層
が除去されることなく，そのまま中空エンジンバルブ（
ｅ）の中空部（ｆ）内に挿入されるおそれがある．この
変質層の生或物質は、エンジンパルブの作動温度（約１
００℃〜８００℃）において、固体であったり、熱伝達
の悪い物質であったり、又は熱によって分解され、中空
部（ｆ）の内圧を上昇する性質を有するものであったり
する。

その結果，これらの生或物質により，封入された金属ナ
トリウムの弁作動時の流動が妨げられて，弁頭部から弁
軸部への熱の速やかな移動が阻害されたり，中空部（ｆ
）の内圧が異常に上昇して、中空エンジンバルブ（ｅ）
の肉薄部が破裂し，そこから金属ナトリウムが噴出する
等のおそれがある。

また、金属ナトリウムの棒状体（ｇ）をカッター（ｈ）
により切断する際に，棒状体（ｇ）が折れ曲がったり、
切断部分が変形したりし、中空エンジンパルブ（ｅ）の
中空部（ｆ）へ棒状体（ｇ）を円滑に挿入できなかった
り、挿入不能となる等のおそれがある。

本発明は、従来の技術が有する上記のような問題点を解
決した中空エンジンバルブへの金属ナトリウム注入方法
及びその装置を提供することを目的としている． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するため、本発明の中空エンジンバルブ
への金属ナトリウム注入方法は，容器内に固体金属ナト
リウムを入れた後，前記容器を密閉し、かつ内部に不活
性ガス又は窒素ガスを充填して、容器内を適宜の圧力に
維持し、次いで容器内の固体金属ナトリウムを加熱する
ことにより溶融させた後、容器内の溶融した金属ナトリ
ウムを、容器の下部に接続したノズルより，中空エンジ
ンバルブ内へ注入することを特徴としている．また，本
発明の中空エンジンバルプへの金属ナトリウム注入装置
は、開閉可能な密閉蓋を備える容器と，該容器内に不活
性ガス又は窒素ガスを供給するガス供給手段と，前記容
器のまわりに配設され、かつ容器を通してその内部の金
属ナトリウムを溶融温度以上に加熱する加熱手段と，前
記容器の下部に，接続管を介して接続され，かつ容器内
の溶融した金属ナトリウムを中空エンジンバルブに注入
するノズルと，前記接続管に設けられた開閉弁とを備え
ることを特徴としている。

〔作　　用〕

本発明の方法及び装置によると、固体金属ナトリウムは
、容器内において、不活性ガス又は窒素ガスの雰囲気下
で加熱されることにより溶融し、このとき固体金属ナト
リウムの表面等に生成されていた変質層は溶融金属ナト
リウムの液面上に浮上する。

この状態で，容器の下部に接続されたノズルより、容器
内の溶融金属ナトリウムを中空エンジンバルブに注入す
ると、液面上に浮上した変質層は中空エンジンバルブ内
に注入されることはない。

〔実　施　例〕

第１図は、本発明の中空エンジンバルブへの金属ナトリ
ウム注入装置の一実施例を示す．（１）は、断熱材料よ
りなる支持筒で、その内側には、シーズヒータ等の加熱
手段（２）を埋設した熱伝導率のよい材料よりなる加熱
筒（３）が設けられている。

加熱筒（３）の上部には、上端開口部を密閉蓋（４）を
もって開閉しうるようにした有底筒状の容器（５）が設
けられている。密閉蓋（４）は、ボルト（６）を締付け
ることにより、容器（５）の上端開口部を密閉しうるよ
うになっている． 密閉蓋（４）には，リリーフ弁（７）及び圧力計（８）
を備えるガス管（９）の一端が、容器（５）内に連通ず
るように貫設され、ガス管（９）の他端は、不活性ガス
又は窒素ガス等のガスボンベ（図示諮）に接続されてい
る．リリーフ弁（７）、圧力計（８）、ガス管（９）及
びガスボンベ等により，ガス供給手段（ＩＯ）が形成さ
れている。

容器（５）の底部はロート状をなし、その適所には熱電
対等よりなる温度センサ（１１）が設けられている． 容器（５）の下端中央には、電磁弁とした開閉弁（１２
）を備える接続管（１３）が接続され，接続管（１３）
の下端には，継手（１４）を介して、下向きのノズル（
ｌ５）が接続されている． 支持筒（１）の下方には，内部に中空部（１６）を有し
、この中空部（ｌ６）が軸端側に開口するようにした半
製品である中空エンジンバルブ（以下中空弁という）（
１７）を載置して昇降するようにしたワーク保持台（ｌ
８）が設けられている． （Ｉ９）は，２ｌｉ度センサ（１１）の作動に基づいて
，加熱手段（２）の作動を制御するとともに、開閉弁（
ｌ２）の開閉時期を制御する制御装置である。

次に，上記装置を用いて，本発明の中空エンジンバルブ
への金属ナトリウム注入方怯を実施する際の要領につい
て説明する。

まず、ボルト（６）を外して、密閉蓋（４）を開いた後
、容器（５）内に固体金属ナトリウム（図示略）を，容
器（５）の上部に若干の空間が残る程度に入れる。

次に，容器（５）の上端開口部を密閉Ｍ（４）により閉
塞して，ボルト（６）を締付けた後、リリーフ弁（７）
を開いて，不活性ガス又は窒素ガスを、ガス管（９）を
介して容器（５）内に充填する。このときの容器（５）
内のガス圧は，例えば２〜４　ｋｇ／ｄ程度に維持する
のがよい． 次に加熱手段（２）に通電してこれを作動させ、容器（
５）内を、金属ナトリウムの溶融温度以上である例えば
１００℃〜１２０℃程度まで昇温し，かつその温度に維
持する． すると、固体金属ナトリウムは溶融して、溶融金属ナト
リウム（２０）となる。このとき、固体金属ナトリウム
の表面等に生成されていた酸化ナトリウム、水酸化ナト
リウム、水素化ナトリウム等の変質層は，溶融金属ナト
リウム（２０）の液面上に浮上する． この状態で、ワーク保持台（ｌ８）上に中空弁（１７）
を載置し、かつノズル（ｌ５）が中空弁（１７）の中空
部（１６）の開口部に所要量進入するまで上昇させた後
、開閉弁（１２）を予め定めた時間だけ開くと、溶融金
属ナトリウム（２０）は一定量だけ、ノズル（ｌ５）よ
り中空弁（１７）の中空部（１６）内に注入される．そ
の後、速やかに，ワーク保持台（１８）を下降し，中空
弁（１７）を次工程に搬送した後、そこで中空弁（１７
）の軸端を適宜の手段で閉塞し、溶融金属ナトリウム（
２０）を中空部（１６）内に密封する．次に、新たな中
空弁（ｌ７）をワーク保持台（１８）上に載置して上昇
し、以下上記と同様に開閉弁（１２）を一定時間開くこ
とにより、１容融金属ナトリウム（２０）をノズル（１
５）より中空弁（１７）の中空部（１６）に注入する作
業をくり返す。

なお、ノズル（１５）及び中空弁（ｌ７）のまわりの雰
囲気を不活性ガス又は窒素ガスとしておき、この雰囲気
下で溶融金属ナトリウム（２０）の注入作業を行なうと
ともに，次工程における中空弁（ｌ７）の軸端の閉塞作
業をも，不活性ガス又は窒素ガス雰囲気下で行なうのが
よい． このような方法及び装置により、中空弁（１７）の中空
部（１６）に溶融金属ナトリウム（２０）を注入して密
封すると、容器（５）内の溶融金属ナトリウム（２０）
の液面上に浮上した変質層が中空弁（１７）内に注入さ
れることはない． 〔発明の効果〕 本発明の方法及び装置によると、金属ナトリウムを中空
エンジンバルブに注入するまでに金属ナトリウムの表面
に生威された変質層が、中空エンジンバルブ内に注入さ
れるおそれを著しく減少することができるとともに、注
入作業を迅速に、効率よく行なうことができ、しかも作
業の自動化が容易である等の利点がある．

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の装置の一実施例の縦断正面図， 第２図は、従来の方法に用いる固体金属ナトリウム押出
し装置の縦断正面図、 第３図は、従来の方法における金属ナトリウムの棒状体
の切断時の情況を示す正面図、第４図は，同じく金属ナ
トリウムの棒状体を中空エンジンバルブの中空部に挿入
するときの情況を示す正面図である． （１）支持筒　　　　　　（２）加熱手段（３）加熱筒
　　　　　　（４）密閉蓋（５）容器　　　　　　　（
６）ボルト（７）リリーフ弁　　　　（８）圧力計（９
）ガス管　　　　　　（１０）ガス供給手段（１１）温
度センサ　　　　（１２）開閉弁（１３）接続管　　　
　　　（１４）継手（ｌ５）ノズル　　　　　　（ｌ６
〉中空部（ｌ７）中空エンジンバルブ（中空弁）（１８
）ワーク保持台　　　（ｌ９）制御装置（２０）溶融金
属ナトリウム

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）容器内に固体金属ナトリウムを入れた後、前記容
   器を密閉し、かつ内部に不活性ガス又は窒素ガスを充填
   して、容器内を適宜の圧力に維持し、次いで容器内の固
   体金属ナトリウムを加熱することにより溶融させた後、
   容器内の溶融した金属ナトリウムを、容器の下部に接続
   したノズルより、中空エンジンバルブ内へ注入すること
   を特徴とする中空エンジンバルブへの金属ナトリウム注
   入方法。
2. （２）開閉可能な密閉蓋を備える容器と、 該容器内に不活性ガス又は窒素ガスを供給するガス供給
   手段と、 前記容器のまわりに配設され、かつ容器を通してその内
   部の金属ナトリウムを溶融温度以上に加熱する加熱手段
   と、 前記容器の下部に、接続管を介して接続され、かつ容器
   内の溶融した金属ナトリウムを中空エンジンバルブに注
   入するノズルと、 前記接続管に設けた開閉弁 とを備えることを特徴とする中空エンジンバルブへの金
   属ナトリウム注入装置。