JPH03236460A

JPH03236460A - 直打式バルブリフタの溶射処理方法及びその装置

Info

Publication number: JPH03236460A
Application number: JP2032173A
Authority: JP
Inventors: Tsunemitsu Nakajima; 常光中島
Original assignee: OTAI IRON WORKS CO Ltd
Current assignee: OTAI IRON WORKS CO Ltd
Priority date: 1990-02-13
Filing date: 1990-02-13
Publication date: 1991-10-22
Anticipated expiration: 2012-11-26
Also published as: JP2681302B2

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］本発明は軽合金製直打式バルブリフタの表面に耐摩耗性
向上のための溶射層を形成する溶射処理方法とその装置
に関するものである。

［従来の技術］直打式バルブリフタ（以下、バルブリフタという。）は
第２図に示すように、上部の端壁２２と側面部の側壁２
３とにより倒立カップ状に構成されており、最近では軽
量化のためにアルミニウム合金で形成することが検討さ
れている。しかし、アルミニウム合金は一般に耐摩耗性
が不十分なため、例えば次のような溶射処理を施すこと
が必要となる。

すなわち、前記バルブリフタ２１の端壁２２を略円柱状
の上部保持具２と同じく略円柱状の下部保持具１３とに
より上下から挾んで、該バルブリフタ２１をその軸回り
に図示しない公知の回転駆動装置により緩やかに回転さ
せる。そして、該バルブリフタ２１の側方に配置した溶
射ガン４を上下動させながら、該溶射ガン４からバルブ
リフタ２１の側壁２３の外周面に耐摩耗性材料を溶射し
て溶射層１１を形成する。この溶射層１１に使用される
耐摩耗性材料としては、例えばＮ１−ＣｒＢ−３ｉ合金
やサーメット等が代表的である。

［発明が解決しようとする課題］上記耐摩耗性材料はかなりの高温（例えばＮ１−Ｃｒ−
Ｂ−３ｉ合金の場合は約ｌ○００℃）で溶射される。こ
の溶射は上記の通りバルブリフタ２１をその軸回りに回
転させながら行うので、該バルブリフタ２１は回転する
間にある程度は自然放熱により冷却される。また、バル
ブリフタ２１はその熱が上部保持具２及び下部保持具１
３に伝導することによっても冷却される。

しかし、上記自然放熱による冷却効果はあまり高くなく
、また保持具２，１３への熱伝導も該保持具２．１３自
体が温度上昇することによって冷却効果が減少するため
不十分であった。そのため、どうしてもバルブリフタ２
１がかなり高温まで加熱されて、その形成材料であるア
ルミニウム合金の硬度か低下するという問題があった。

この問題は小型のバルブリフタはど顕著となる。

また、保持具２．１３は前記温度上昇により熱膨張する
ので、バルブリフタ２１を適正に保持するためにクリア
ランスの微妙な調整が必要になったり、溶射処理作業を
連続して繰り返すと、保持具２．１３自体も繰返し加熱
により熱劣化したりして作業上の支障をきたすこともあ
った。

そこで、バルブリフタ２１と保持具２，１３の強制冷却
が必要となるか、バルブリフタ２１や保持具２，１３に
直接冷却水を当てて水冷すると、溶射時の熱により冷却
水が水蒸気となり、該水蒸気が溶射に悪影響して均一な
溶射層１１が形成できないという新たな問題が生じた。

また、バルブリフタ２１や保持具２．１３に冷却空気を
噴出して空冷するだけでは、該冷却空気の圧力が低すぎ
ると冷却効果が不十分となり、また、たとえ圧力が高く
ても前記保持具２，１３を冷却する効果は不十分であっ
た。

本発明の目的は、上記問題を解決し、軽合金製のバルブ
リフタの硬度低下を生じさせることなく、均一な溶射層
を形成することができるとともに、円滑な溶射処理作業
ができる直打式バルブリフタの溶射処理方法及びその装
置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するために、請求項１の直打式バルブリ
フタの溶射処理方法は、軽合金により形成された倒立カ
ップ状のバルブリフタの端壁を上部保持具と下部保持具
とにより挾んで軸回りに回転させながら、該バルブソフ
タの側方から該バルブリフタの側壁の外周面に耐摩耗性
材料を溶射して溶射層を形成するとともに、少なくとも
該溶射途中には前記下部保持具に冷却水を通して該下部
保持具を水冷するとともに、該下部保持具よりバルブリ
フタに冷却空気を噴出させて該バルブリフタを空冷する
こととした。

請求項２の直打式バルブリフタの溶射処理装置は、軽合
金により形成された倒立カップ状のバルブソフタの端壁
を挾む上部保持具及び下部保持具と、前記上部保持具及
び下部保持具を軸回りに回転させる回転駆動装置と、前
記バルブリフタの側方から該バルブリフタの側壁の外周
面に耐摩耗性材料を溶封する溶射ガンとからなる溶射処
理装置において、前記下部保持具には前記バルブリフタ
に向けて開口する噴出孔と、該噴出孔に連通し冷却空気
を通す空気通路と、該下部保持具内に冷却水を通す冷却
水流路とを設けたものとした。

本明細書において「軽合金」とは、ＦｅとＡｆｌの平均
比重に近い５を基準にして比重がそれ以下の合金をいい
、ＡｆＪ−３ｌ合金、Ａ、Ｑ　−Ｃｕ合金、Ａ、ｌ！　
−Ｃｕ−Ｍｇ合金（ジュラルミン、超ジュラルミン）　
、Ａ、Ｑ　−Ｚｎ−Ｍｇ合金、Ａｎ　−ＺｎＭ　ｇ−Ｃ
ｕ合金（超々ジュラルミン〉等の各種Ａ１合金、Ｍｇ−
１合金、Ｍｇ−Ｚｎ合金、Ｍｇ−Ａ、Ｑ−Ｚｎ合金、Ｍ
ｇ−Ｚｎ−Ｚｒ合金等の各種Ｍｇ合金、Ｔｉ−Ａ、１ｌ
−Ｖ合金等の各種Ｔｉ合金を例示することができる。

［作用］本発明の溶射処理装置及びその装置によれば、溶射時に
バルブリフタは次の作用により効果的に強制冷却される
。

■下部保持具の冷却水流路に冷却水を通して該下部保持
具を冷却することにより、該下部保持具に対してバルブ
リフタから溶射による熱か迅速に伝導する。

■下部保持具の噴出孔からバルブリフタに冷却空気を噴
出させて該バルブリフタを空冷することにより、該バル
ブリフタは直接的に放熱する。このとき、上記の通り下
部保持具は冷却されているので、冷却空気は下部保持具
を通っても無用に加熱されて冷却効果を下げるようなこ
とはない。

上記作用に加え、下部保持具が熱膨張することもないの
で、前記クリアランス調整をしなくてもバルブリフタを
適性に保持することができる。さらに、溶射処理作業を
連続しても、下部保持具の熱劣化は起こらない。

［実施例］以下、本発明をアルミニウム合金製のバルブリフタ（従
来技術項で説明したバルブリフタ２工と同じ）の溶射処
理方法とその装置に具体化した実施例について、第１図
を参照して説明する。

本実施例の溶射処理装置１は、バルブリフタ２１の端壁
２２を上部保持具２及び下部保持具３と、前記上部保持
具２及び下部保持具３を軸回りに回動させる図示しない
回転駆動装置と、前記バルブリフタ２１の側壁２３の側
方に上下動可能に配置された溶射ガン４とを備えている
。

ここで、上部保持具２には、従来の技術の項に挙げたも
のと同じ略円柱状の単純なものを使用しているか、端壁
２２を挾めればどのようなものでもよい。また、回転駆
動装置には、電気モータ、油圧モータ等、公知のあらゆ
る手段を使用することができる。また、溶射ガン４には
、フレーム溶射、アーク溶射、プラズマ溶射等、公知の
各種方式のガンを使用することができる。

さて、本実施例の特徴は下部保持具３にあり、バルブリ
フタ２丁の側壁２３との間に空冷用の十分な隙間かでき
るよう、該側壁２３の内径よりやや小さい外径をもった
略円柱状に形成されている。

この下部保持具３の上面の中央部はバルブリフタ２１の
端壁２２に面接触するよう平面であるが、その回りは周
縁側はど低くなる傾斜面５になっている。二の傾斜面５
にはバルブリフタ２１の端壁２２に向けて斜め外側に開
口する噴出孔６がｌ個又は２個以上形成され、下部保持
具３の外周よりの内部には前記噴出孔６に連通して冷却
空気を通す空気通路７か噴出孔６の数に応じて形成され
ている。この空気通路７には図示しない空気ポンプか接
続され、例えば４　ｋｇ　ｆ　／−の圧力で冷却空気を
送り出すようになっている。この冷却空気の温度は室温
でもよいが、室温以下に冷却すればさらに空冷効果を高
めることができる。

また、下部保持具３の内部中心には断面略円形をなし、
上端が閉塞した空洞８が形成され、さらに該空洞８内に
はその内径よりも小さい外径をもった円筒状の冷却管９
が空洞８の天面に接しないように配設されている。従っ
て、この冷却管９の内部から、該冷却管９の外周面と空
洞８の内周面との隙間にかけては、冷却水を通す冷却水
流路ｌ○を構成している。この冷却水流路ｌ○の入口、
すなわち冷却管９の下端には図示しない送水ポンプが接
続されている。この冷却水の温度及び圧力は、後述する
溶射処理作業時に下部保持具３が室温前後を維持するよ
うな温度及び圧力に設定することが好ましい。なぜなら
、溶射作業時に下部保持具３を室温よりかなり低い温度
まで冷却すると、該下部保持具３の外表面が結露して、
水蒸気を発生させる原因となり、均一な溶射層が得られ
ないおそれがあるからである。

次に、以上のように構成された溶射処理装置１を使用し
て行うバルブリフタ２１の溶射処理方法について説明す
る。

まず、バルブリフタ２１の端壁２２を上部保持具２と下
部保持具３とにより挾み、側壁２３の内周面と下部保持
具３との隙間を全周に亘って略均−に合わせる。

次に、回転駆動装置によりバルブリフタ２１をその軸回
りにゆっくり回転させながら、該バルブリフタ２１の側
方にセットした上下動する溶射ガン４から側壁２３に耐
摩耗性材料を溶射して溶射１１１を形成する。ここで、
バルブリフタ２１の回転速度は４００〜６００ｒｐｍ程
度か適当である。また、本実施例では耐摩耗性材料とし
てＮ１Ｃｒ−Ｂ−３ｉ合金を使用し、溶射温度は約１０
００℃とした。

上記溶射途中から溶射直後にかけては、送水ポンプを作
動させて下部保持具３の冷却水流Ｆ１１１１０に冷却水
を通し、前記の通り下部保持具３を前記パルフリフタ２
１から溶射熱の伝導を受けても室温前後に維持されるよ
うに水冷する。同時に、空気ポンプを作動させ、下部保
持具３の噴出孔６からバルブリフタ２１の端壁２２及び
側壁２３の内面に冷却空気を噴出させて該バルブリフタ
２１を空冷する。

従って、バルブリフタ２１は次の作用により効果的に強
制冷却される。

■前記水冷により溶射時に室温前後に維持されている下
部保持具３に対して、バルブリフタ２１から溶射による
熱が迅速に伝導する。

■前記空冷により該バルブリフタ２１は直接的に放熱す
る。このとき、上記の通り下部保持具３は室温前後に維
持されているので、冷却空気は下部保持具３を通っても
室温以上に加熱されて冷却効果を下げるようなことはな
い。

上記効果に加え、下部保持具３が室温前後に維持される
ことにより結露による水蒸気発生のおそれがなく、均一
な溶射層が得られる。また、下部保持具３が熱膨張する
こともないので、前記クリアランス調整をしなくてもバ
ルブリフタ２１を適正に保持することができる。さらに
、溶射処理作業を連続して繰り返しても、下部保持具３
の熱劣化は起こらない。

なお、本発明は前記実施例の構成に限定されるものでは
なく、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱しない範
囲で任意に変更して具体化することもできる。

（１）下部保持具の外形は円柱に限定されず、例えば角
柱でもよい。

（２）冷却水流路も前記空洞８と冷却管９により構成さ
れるものに限定さ２れず、例えば孔を連続形成してなる
ものや、湾曲する冷却管を下部保持具に鋳込んで形成し
たもの等でもよい。また、冷却水流路の本数は王本でも
２本以上でもよい。

（３）噴出孔の位置も前記傾斜面５に限定されず、例え
ば下部保持具３の側面上部でもよい。また、噴出孔の数
は１個でも２個以上でもよいが、空冷効果の点では２個
以上が好ましく、２〜４個が一般的である。

（・４）空気通路も前記冷却水流路と同じく適宜変更す
ることができる。また、噴出孔を２個以上設けた場合、
空気通路を途中まで共通にして途中から分岐してもよい
。

（５）前記水冷及び空冷は少なくとも溶射途中に行えば
よいが、実施例のように溶射直後にも行うことにより冷
却効果を高めることができる。

（６）上部保持具に上記冷却水流路を設けてもよく、こ
の場合、熱伝導によるバルブリフタの冷却効果はさらに
高くなる。

（７）本発明は、アルミニウム合金以外にも前述した各
種軽合金よりなるバルブリフタの溶射に適用することが
できる。

［発明の効果］本発明は、上記の通り構成されているので、軽合金製の
バルブリフタの硬度低下を生しさせることなく、均一な
溶射層を形成することができるとともに、円滑な溶射処
理作業ができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を具体化した溶射処理装置の実絶倒の断
面図、第２図は従来例の断面図である。１・・・直打式バルブリフタの溶射処理装置、２・・・
上部保持具、　　３・・・下部保持具噴出孔、４・・・
溶射ガン、　　　６・・・噴出孔、７・・・空気通路、８・・・冷却水流路としての空洞、９・・・冷却水流路としての冷却管、１０・・・冷却水流路、　１１・・・溶射層、２１・・
・バルブリフタ、２２・・・端壁、２３・・・（則壁。

Claims

【特許請求の範囲】

１．軽合金により形成された倒立カップ状のバルブリフ
タ（２１）の端壁（２２）を上部保持具（２）と下部保
持具（３）とにより挾んで軸回りに回転させながら、該
バルブリフタ（２１）の側方から該バルブリフタ（２１
）の側壁（２３）の外周面に耐摩耗性材料を溶射して溶
射層（１１）を形成するとともに、少なくとも該溶射途
中には前記下部保持具（３）に冷却水を通して該下部保
持具（３）を水冷するとともに、該下部保持具（３）よ
りバルブリフタ（２１）に冷却空気を噴出させて該バル
ブリフタ（２１）を空冷することを特徴とする直打式バ
ルブリフタの溶射処理方法。
２．軽合金により形成された倒立カップ状のバルブリフ
タ（２１）の端壁（２２）を挾む上部保持具（２）及び
下部保持具（３）と、前記上部保持具（２）及び下部保
持具（３）を軸回りに回転させる回転駆動装置と、前記
バルブリフタ（２１）の側壁（２３）の側方に配置され
た溶射ガン（４）とからなる溶射処理装置において、前記下部保持具（３）には前記バルブリフタ（２１）に
向けて開口する噴出孔（６）と、該噴出孔（６）に連通
し冷却空気を通す空気通路（７）と、該下部保持具（３
）内に冷却水を通す冷却水流路（８、９、１０）とを設
けたことを特徴とする直打式バルブリフタの溶射処理装
置。