JPH04209915A - 内燃機関用吸排気弁及びその製造方法 - Google Patents
内燃機関用吸排気弁及びその製造方法Info
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- JPH04209915A JPH04209915A JP40972390A JP40972390A JPH04209915A JP H04209915 A JPH04209915 A JP H04209915A JP 40972390 A JP40972390 A JP 40972390A JP 40972390 A JP40972390 A JP 40972390A JP H04209915 A JPH04209915 A JP H04209915A
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- Forging (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
［０００１１
【産業上の利用分野］本発明は、例えば、弁体がチタン
又はチタン合金により成形された内燃機関用の吸排気弁
に係り、特に、ステムの端面の耐摩耗性を向上させた吸
排気弁及びその製造方法に関する。 ［０００２］ 【従来の技術】エンジンの許容回転数を高めるうえで最
も障害となるのは、動弁系の重量による慣性質量の増加
であり、動弁系の構成部品の総重量が大となると、その
慣性のために、高速回転になるほど、弁体のカムに対す
る追従性能が低下し、弁体がおどり等を発生して出力低
下を招く。 ［０００３］このような観点から、弁体を鋼材（耐熱合
金鋼）に代えて、低比重でかつ耐熱性にも優れるチタン
又はチタン合金により製作し、弁体の一層の軽量化を図
る試みがなされている。 ［０００４］
又はチタン合金により成形された内燃機関用の吸排気弁
に係り、特に、ステムの端面の耐摩耗性を向上させた吸
排気弁及びその製造方法に関する。 ［０００２］ 【従来の技術】エンジンの許容回転数を高めるうえで最
も障害となるのは、動弁系の重量による慣性質量の増加
であり、動弁系の構成部品の総重量が大となると、その
慣性のために、高速回転になるほど、弁体のカムに対す
る追従性能が低下し、弁体がおどり等を発生して出力低
下を招く。 ［０００３］このような観点から、弁体を鋼材（耐熱合
金鋼）に代えて、低比重でかつ耐熱性にも優れるチタン
又はチタン合金により製作し、弁体の一層の軽量化を図
る試みがなされている。 ［０００４］
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、弁体を
チタン又はチタン合金により製作した吸排気弁において
は、チタン等の硬度がロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で３
０〜４０程度と小さいため、常時弁開閉に伴う大きな繰
返し荷重が作用するステム端面の耐摩耗性が問題となる
。 ［０００５］この問題点を解決するため、ステムの端面
にステライト等の耐摩耗性材料を肉盛りしたり、又は高
硬度の鋼材等をステムの端部に接合したりすることが行
われている。 ［０００６］Ｌかし、ステライトは高価であるばかりで
なく、これを施工するための設備費も嵩み、かつ施工時
間も長いことから、製造コストを引き上げる結果となる
。 ［０００７］またステムの端部に、耐摩耗性のある鋼材
等を溶接手段により接合すると、互いの組成や融点の違
い等により、熱変形や熱ひずみが発生する恐れがある。 ［０００８１本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、溶接等の熱的な接合方法
によることなく、簡単な手段でステムの端面の耐摩耗性
を高めることを可能とし、もって、安価な内燃機関用吸
排気弁及びその製造方法を提供することにある。 ［０００９］
チタン又はチタン合金により製作した吸排気弁において
は、チタン等の硬度がロックウェル硬さ（ＨＲＣ）で３
０〜４０程度と小さいため、常時弁開閉に伴う大きな繰
返し荷重が作用するステム端面の耐摩耗性が問題となる
。 ［０００５］この問題点を解決するため、ステムの端面
にステライト等の耐摩耗性材料を肉盛りしたり、又は高
硬度の鋼材等をステムの端部に接合したりすることが行
われている。 ［０００６］Ｌかし、ステライトは高価であるばかりで
なく、これを施工するための設備費も嵩み、かつ施工時
間も長いことから、製造コストを引き上げる結果となる
。 ［０００７］またステムの端部に、耐摩耗性のある鋼材
等を溶接手段により接合すると、互いの組成や融点の違
い等により、熱変形や熱ひずみが発生する恐れがある。 ［０００８１本発明は、上記課題に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、溶接等の熱的な接合方法
によることなく、簡単な手段でステムの端面の耐摩耗性
を高めることを可能とし、もって、安価な内燃機関用吸
排気弁及びその製造方法を提供することにある。 ［０００９］
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明は、ステムの一端に傘部が連設された弁体より
なる内燃機関用吸排気弁において、前記ステムの他端部
に、弁体の材質よりも高硬度のキャップ部材を、ステム
の端面を覆うようにして嵌合するとともに、ステム端部
の外周面とキャップ部材の内周面とに形成した凹部内に
、抜け止め部材を設けたことを特徴（請求項１）として
いる。 ［００１０１また、その製造方法は、ステムの一端に傘
部が連設され、かつステム端部の外周面に凹部を有する
弁体における前記ステムの端部に、開口部にステムの外
径よりも若干大径の大径部を有し、かつその奥部に外方
に向かって凹入する凹部を有するキャップ部材を嵌合し
たのち、ステムの外周面とキャップ部材の大径部の内周
面との間に筒状リングを圧入することにより、筒状リン
グを、前記凹部内に突入するように塑性変形させること
を特徴（請求項２）としている。 ［００１１３
、本発明は、ステムの一端に傘部が連設された弁体より
なる内燃機関用吸排気弁において、前記ステムの他端部
に、弁体の材質よりも高硬度のキャップ部材を、ステム
の端面を覆うようにして嵌合するとともに、ステム端部
の外周面とキャップ部材の内周面とに形成した凹部内に
、抜け止め部材を設けたことを特徴（請求項１）として
いる。 ［００１０１また、その製造方法は、ステムの一端に傘
部が連設され、かつステム端部の外周面に凹部を有する
弁体における前記ステムの端部に、開口部にステムの外
径よりも若干大径の大径部を有し、かつその奥部に外方
に向かって凹入する凹部を有するキャップ部材を嵌合し
たのち、ステムの外周面とキャップ部材の大径部の内周
面との間に筒状リングを圧入することにより、筒状リン
グを、前記凹部内に突入するように塑性変形させること
を特徴（請求項２）としている。 ［００１１３
【作用］ステム端部の外周面とキャップ部材の内周面と
に形成した凹部内に抜け止め部材を設けて、高硬度のキ
ャップ部材を取付けたので、接合部に互いの組成や融点
の違い等による熱変形や熱ひずみを発生させることなく
、吸排気弁のステム端面の耐摩耗性を向上させることが
できる（請求項１）。 ［００１２］また、ステムの外周面とキャップ部材の内
周面とに形成された凹部内に、筒状リングを圧入し、そ
れを塑性変形させることにより、簡単に両者を接合でき
、ステムの端部に熱ひずみ等が発生するのを防止しうる
（請求項２）。 ［００１３］ 【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて
説明する。 （００１４１図１は、本発明の吸排気弁を示し、傘部（
１）とステム（２）からなる弁体（３）は、チタン又は
チタン合金により成形されている。 ［００１５］ （４）は、ステム（２）の端部に形成さ
れたコツタ溝で、これには、図示しないバルブスプリン
グ係止用リテーナを保持するための１対のコック（５）
（５）が外嵌される。 ［００１６］ステム（２）の軸端部には、チタン又はチ
タン合金よりも高硬度の材料、例えば焼入れ硬化された
鋼材等により成形した、有底円筒状をなすキャップ部材
（６）が、ステム（２）の上端面と環状凹溝（４）の上
部のステム周りとを覆うようにして嵌合されている。キ
ャップ部材（６）は、その内周面に形成された環状溝（
７）と、それと対向するステム（２）の外周面に形成さ
れた環状溝（８）との間に、リング状の抜け止め部材（
９）を嵌着することにより、抜け止めされている。 ［００１７１次に、図２〜図４を参照して、キャップ部
材（６）の取付要領について説明する。 （００１８］まず、図２に示すように、キャップ部材（
６）の開口端部側に形成された、内径がステム（２）の
外径よりも若干大きい大径部（６ａ）に、内径がステム
（２）の外径とほぼ等しく、かつ外径が大径部（６ａ）
とほぼ等しい軟質金属よりなる筒状リング（９′）を予
め内嵌した状態で、キャップ部材（６）全体を、ステム
（２）の上端部に嵌合する。上記軟質金属としては、常
温で塑性変形可能な材料、例えば軟鋼、銅、アルミニウ
ム、鉛等が好ましい。 ［００１９１ついで、図３に示すように、半割筒状の１
対の押込治具（１０） （１０）の上部を、ステム（２
）とキャップ部材（６）の大径部（６ａ）との間の隙間
より挿入して、筒状リング（９′）を、その上端がキャ
ップ部材（６）側の環状溝（７）の上部に当接するまで
押し込む。 ［００２０１この際、適宜の押さえ板（１１）によりキ
ャップ部材（６）の上端面を押さえ、キャップ部材（６
）の上方への移動を阻止する。 ［００２１１ついで、図４に示すように、両押込治具（
１０）をさらに上方へ強圧すれば、筒状リング（９′）
が塑性変形させられて、ステム（２）及びキャップ部材
（６）のそれぞれの環状溝（８）（７）内に圧入される
ことから、キャップ部材（６）の抜け止めが図れ、ステ
ム（２）の端部に強固に固着される。 ［００２２］以上のように製作された吸排気弁において
は、図１に示すように、ロッカーアーム（１２） （直
接駆動式の動弁機構にあってはタペット）と摺接するス
テム端面の耐摩耗性が向上するのは勿論のこと、ステム
端部がキャップ部材（６）により補強されるので、弁開
閉に伴うな大きな繰返し荷重に対しても高い剛性を有し
、変形等の生じる恐れがない。 ［００２３］また、一般的な材料よりなるキャップ部材
（６）を、溶接等の熱的な結合手段によらず、全て常温
下における機械的手段により固着しているので、ステム
（２）の端部に熱ひずみ等の発生することがなく、しか
も安価に製造しつる。 ［００２４］なお、実施例では、ステム（２）を中実材
として説明したが、弁体（３）における傘部（１）から
ステム（２）の適所までに至る中心軸線上に、中空孔を
穿設してなる中空弁、あるいは中空孔内に金属ナトリウ
ム等の冷却媒体が封入された中空弁にも適用しつる。 ［００２５］弁体（３）の材料は、上記チタン又はチタ
ン合金以外に、アルミニウム合金等やその他の低比重材
料であってもよい。 ［００２６］キャップ部材の材料は、ｃｏ基、Ｎｉ基、
Ｆｅ基をベースとした合金鋼、セラミックス、超高分子
量ポリエチレン等の耐摩耗性プラスチック等であっても
よい。 ［００２７］実施例では、環状溝（７）及び（８）を連
続したものとしであるが、要所要所に断続的に形成して
もよく、また、それら環状溝（７）（８）同士を互いに
対向させずに、上下方向にずらしてもよい。 ［００２８］
に形成した凹部内に抜け止め部材を設けて、高硬度のキ
ャップ部材を取付けたので、接合部に互いの組成や融点
の違い等による熱変形や熱ひずみを発生させることなく
、吸排気弁のステム端面の耐摩耗性を向上させることが
できる（請求項１）。 ［００１２］また、ステムの外周面とキャップ部材の内
周面とに形成された凹部内に、筒状リングを圧入し、そ
れを塑性変形させることにより、簡単に両者を接合でき
、ステムの端部に熱ひずみ等が発生するのを防止しうる
（請求項２）。 ［００１３］ 【実施例】以下、本発明の一実施例を、図面に基づいて
説明する。 （００１４１図１は、本発明の吸排気弁を示し、傘部（
１）とステム（２）からなる弁体（３）は、チタン又は
チタン合金により成形されている。 ［００１５］ （４）は、ステム（２）の端部に形成さ
れたコツタ溝で、これには、図示しないバルブスプリン
グ係止用リテーナを保持するための１対のコック（５）
（５）が外嵌される。 ［００１６］ステム（２）の軸端部には、チタン又はチ
タン合金よりも高硬度の材料、例えば焼入れ硬化された
鋼材等により成形した、有底円筒状をなすキャップ部材
（６）が、ステム（２）の上端面と環状凹溝（４）の上
部のステム周りとを覆うようにして嵌合されている。キ
ャップ部材（６）は、その内周面に形成された環状溝（
７）と、それと対向するステム（２）の外周面に形成さ
れた環状溝（８）との間に、リング状の抜け止め部材（
９）を嵌着することにより、抜け止めされている。 ［００１７１次に、図２〜図４を参照して、キャップ部
材（６）の取付要領について説明する。 （００１８］まず、図２に示すように、キャップ部材（
６）の開口端部側に形成された、内径がステム（２）の
外径よりも若干大きい大径部（６ａ）に、内径がステム
（２）の外径とほぼ等しく、かつ外径が大径部（６ａ）
とほぼ等しい軟質金属よりなる筒状リング（９′）を予
め内嵌した状態で、キャップ部材（６）全体を、ステム
（２）の上端部に嵌合する。上記軟質金属としては、常
温で塑性変形可能な材料、例えば軟鋼、銅、アルミニウ
ム、鉛等が好ましい。 ［００１９１ついで、図３に示すように、半割筒状の１
対の押込治具（１０） （１０）の上部を、ステム（２
）とキャップ部材（６）の大径部（６ａ）との間の隙間
より挿入して、筒状リング（９′）を、その上端がキャ
ップ部材（６）側の環状溝（７）の上部に当接するまで
押し込む。 ［００２０１この際、適宜の押さえ板（１１）によりキ
ャップ部材（６）の上端面を押さえ、キャップ部材（６
）の上方への移動を阻止する。 ［００２１１ついで、図４に示すように、両押込治具（
１０）をさらに上方へ強圧すれば、筒状リング（９′）
が塑性変形させられて、ステム（２）及びキャップ部材
（６）のそれぞれの環状溝（８）（７）内に圧入される
ことから、キャップ部材（６）の抜け止めが図れ、ステ
ム（２）の端部に強固に固着される。 ［００２２］以上のように製作された吸排気弁において
は、図１に示すように、ロッカーアーム（１２） （直
接駆動式の動弁機構にあってはタペット）と摺接するス
テム端面の耐摩耗性が向上するのは勿論のこと、ステム
端部がキャップ部材（６）により補強されるので、弁開
閉に伴うな大きな繰返し荷重に対しても高い剛性を有し
、変形等の生じる恐れがない。 ［００２３］また、一般的な材料よりなるキャップ部材
（６）を、溶接等の熱的な結合手段によらず、全て常温
下における機械的手段により固着しているので、ステム
（２）の端部に熱ひずみ等の発生することがなく、しか
も安価に製造しつる。 ［００２４］なお、実施例では、ステム（２）を中実材
として説明したが、弁体（３）における傘部（１）から
ステム（２）の適所までに至る中心軸線上に、中空孔を
穿設してなる中空弁、あるいは中空孔内に金属ナトリウ
ム等の冷却媒体が封入された中空弁にも適用しつる。 ［００２５］弁体（３）の材料は、上記チタン又はチタ
ン合金以外に、アルミニウム合金等やその他の低比重材
料であってもよい。 ［００２６］キャップ部材の材料は、ｃｏ基、Ｎｉ基、
Ｆｅ基をベースとした合金鋼、セラミックス、超高分子
量ポリエチレン等の耐摩耗性プラスチック等であっても
よい。 ［００２７］実施例では、環状溝（７）及び（８）を連
続したものとしであるが、要所要所に断続的に形成して
もよく、また、それら環状溝（７）（８）同士を互いに
対向させずに、上下方向にずらしてもよい。 ［００２８］
【発明の効果】本発明によれば、ステムの端部に、高硬
度のキャップ部材を、互いの間隙より圧入した筒状リン
グを塑性変形させて嵌着するだけの簡単な手段で、ステ
ム端面の耐摩耗性を高めることができるので、安価な吸
排気弁を提供しうる。 ［００２９］また、ステムとキャップ部材とを、熱的な
結合手段を使用することなく互いに結合しつるので、ス
テム端部に熱ひずみ等が発生する恐れはない。
度のキャップ部材を、互いの間隙より圧入した筒状リン
グを塑性変形させて嵌着するだけの簡単な手段で、ステ
ム端面の耐摩耗性を高めることができるので、安価な吸
排気弁を提供しうる。 ［００２９］また、ステムとキャップ部材とを、熱的な
結合手段を使用することなく互いに結合しつるので、ス
テム端部に熱ひずみ等が発生する恐れはない。
【図１】本発明の吸排気弁の一実施例を示す一部切欠正
面図である。
面図である。
【図２】本発明の製造要領を示し、キャップ部材と筒状
リングとをステムに嵌合した状態の要部の中央縦断正面
図である。 ＼
リングとをステムに嵌合した状態の要部の中央縦断正面
図である。 ＼
【図３】同じく、筒状リングを環状溝内に押し込 だと
きの初期の状態を示す要部の中央縦断正面図であ
きの初期の状態を示す要部の中央縦断正面図であ
【図４
】同じく、筒状リングをステムとキャップ との環状
溝内に圧入して、塑性変形させた状態を示す要部の中央
縦断正面図である。
】同じく、筒状リングをステムとキャップ との環状
溝内に圧入して、塑性変形させた状態を示す要部の中央
縦断正面図である。
（１）傘部 （２）ステム（３）弁体
（４）コツタ溝（５）コック
（６）キャップ部材（６ａ）大径部
（７）（８）環状溝（凹部）（９）抜け止め部
材 （９ａ）筒状リング（１０）押込治具
（１１）押え板（１２）ロッカーアーム
（４）コツタ溝（５）コック
（６）キャップ部材（６ａ）大径部
（７）（８）環状溝（凹部）（９）抜け止め部
材 （９ａ）筒状リング（１０）押込治具
（１１）押え板（１２）ロッカーアーム
【図１】
Claims (2)
- 【請求項１】ステムの一端に傘部が連設された弁体より
なる内燃機関用吸排気弁において、前記ステムの他端部
に、弁体の材質よりも高硬度のキャップ部材を、ステム
の端面を覆うようにして嵌合するとともに、ステム端部
の外周面とキャップ部材の内周面とに形成した凹部内に
、抜け止め部材を設けたことを特徴とする内燃機関用吸
排気弁。 - 【請求項２】ステムの一端に傘部が連設され、かつステ
ム端部の外周面に凹部を有する弁体における前記ステム
の端部に、開口部にステムの外径よりも若干大径の大径
部を有し、かつその奥部に外方に向かって押入する凹部
を有するキャップ部材を嵌合したのち、ステムの外周面
とキャップ部材の大径部の内周面との間に筒状リングを
圧入することにより、筒状リングを、前記凹部内に突入
するように塑性変形させることを特徴とする内燃機関用
吸排気弁の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40972390A JPH04209915A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 内燃機関用吸排気弁及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40972390A JPH04209915A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 内燃機関用吸排気弁及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04209915A true JPH04209915A (ja) | 1992-07-31 |
Family
ID=18519017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40972390A Pending JPH04209915A (ja) | 1990-12-11 | 1990-12-11 | 内燃機関用吸排気弁及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04209915A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007205531A (ja) * | 2006-02-06 | 2007-08-16 | Ckd Corp | クーラントバルブ |
| JP2020104132A (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | 日東精工株式会社 | 複数部材の接合方法および接合構造 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6352907B2 (ja) * | 1984-09-11 | 1988-10-20 | Kogyo Gijutsuin | |
| JPH02169143A (ja) * | 1988-09-02 | 1990-06-29 | Yamaha Motor Co Ltd | 金属結合部品及びその製造方法 |
-
1990
- 1990-12-11 JP JP40972390A patent/JPH04209915A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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