JPH0439365Y2 - - Google Patents
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- JPH0439365Y2 JPH0439365Y2 JP2199187U JP2199187U JPH0439365Y2 JP H0439365 Y2 JPH0439365 Y2 JP H0439365Y2 JP 2199187 U JP2199187 U JP 2199187U JP 2199187 U JP2199187 U JP 2199187U JP H0439365 Y2 JPH0439365 Y2 JP H0439365Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- valve
- ceramic
- grinding process
- cap
- grinding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
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Landscapes
- Lift Valve (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
この考案は内燃機関の吸気バルブ、排気バルブ
として使用することができるセラミツク材料で造
られた傘型バルブに関する。 〔従来の技術〕 内燃機関の吸気バルブ、排気バルブ用の傘型バ
ルブとして、軽量化、耐熱性の向上のために、セ
ラミツク材料にて造られたものが提案されてい
る。セラミツク製バルブの製造時、周知のよう
に、セラミツク粉末が成形型内に充填し、所望の
形状に成形され、焼結が行われ、成形物を型から
出した後、バルブシートと当たるブルブ傘部は研
削加工が受けられ、所望の精度が出される。 〔考案が解決しようとする問題点〕 従来は、バルブの傘部の研削加工は、バルブを
弁軸の回りで回転させながら、その円周方向に行
われていた。この場合、内燃機関の作動時にバル
ブシートと当たる傘部の部分の耐久性が不充分で
あり、亀裂等の発生し易い問題点があつた。 この考案の目的は、耐久性の良好なセラミツク
製のバルブを提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この目的達成のため、この考案者は色々と実
験、検討したが、その結果によれば、セラミツク
の耐久性と研削加工における研削方法とに著しい
対応性があることを発見した。即ち、研削加工さ
れたセラミツク材料の曲げ試験を行うとき（第３
図）、第４図−イの矢印Ａの方向に加工するとき
のように、その研削加工の方向が材料の長さ方向
と一致するときのほうが、第４図−ロの矢印Ｂの
ように研削加工の方向が材料の長さ方向と直交す
るときより強度が高い。第５図は破壊強度と破壊
確率その関係を、イ，ロの夫々について示したグ
ラフである。このように研削加工の方向によつて
曲げ強度が違つてくる理由ははつきりとは分から
ないが、次のように推測される。即ち、研削加工
によりその加工方向に微細なクラツクが形成され
る。即ち、第４図−イの場合にはａのようなクラ
ツクが、一方第４図−ロの場合にはｂのようなク
ラツクが形成される。第３図のように曲げを行う
とすれば、材料の方向と平行なクラツクａと材料
の方向と直交するクラツクｂとを比較すると、後
者では曲げ力をクラツクを広げるような方向に効
くため破壊が促進されるため、ａの方が曲げ強度
は高い。 以上のセラミツク材料の一般的な話であるが、
これをバルブの強度結果に類推すると、従来のセ
ラミツク製バルブの傘部の研削は第１図のロに示
すよう円周方向に行われていた。そのため、研削
加工での微小クラツクの発生方向もこの円周方向
に平行である。エンジン作動時に傘部はバルブシ
ートに着座を繰り返し、そのたびに応力が傘部に
作用する。バルブの着座時に傘部に加わるこの応
力の方向は傘部円周方向に研削加工によつて発生
する微小クラツクを広げる方向である。その結
果、傘部の欠けが発生し易かつた。即ち、第６図
に示すように、研磨により発生するクラツクはｂ
のように円周方向であるので、着座時の力Ｆによ
つてこの円周方向のクラツクが広げられ、ｘのよ
うに欠けが発生し易かつたのである。 〔問題点を解決するための手段〕 この考案の考案者は、前記の目的を達成するた
め以上の事実に着目し、この考案に至つたもので
ある。即ち、この考案によれば、傘部と弁軸部と
を有し、セラミツク材料より構成されたバルブに
おいて、前記傘部の表面は弁軸の軸線方向と平行
な方向に研削仕上げされていることを特徴とする
セラミツク製バルブが提供される。即ち、第１図
イにおいて、バルブ１は、セラミツク材料にて一
体に造られ、傘部２と、首部３と、弁軸部４と、
溝部５と、軸端部６とから構成される。この考案
によれば、傘部２における、傘表部分２１及び余
白部分２２を除いた、バルブシート７に着座する
部分２３は研削加工を受けるが、この研削加工の
方向は第１図イに示すように弁軸の方向と平行な
方向である。 この考案のようにバルブ弁軸部と平行な方向の
研削の場合、研削工程において発生する微小クラ
ツクの方向は、研削の方向と平行な第６図のａの
ようである。バルブがバルブシートに着座する際
発生する力Ｆはこの考案の構成では、クラツクａ
を広げる方向には作用しない。そのため、この考
案の傘部表面研削を受けたバルブは従来構造より
強度的に優れている。 〔実施例 １〕 通常の焼結方法で造られたセラミツク材料
（Si3N4）20製のバルブNo.１からNo.５まで５つ用
意し、これらの夫々の傘部の弁フエース部に、弁
軸と平行な方向な研削加工を第７図のように、バ
ルブを30°／分でゆつくり回転しながら、弁軸は
直交する軸線を持つダイヤモンド砥石を弁フエー
ス部に１Hzで振らせながら、研削処理を行つた。
これを1998c.c.の内燃機関に取りつけ、そして、ク
ランク軸を回転モータに連結し、モータを回転さ
せるモータリング試験を6000回転／分で行つた。
そして、バルブを取り外したのみ摩耗状態の目視
による評価を行つた。 比較例として、傘部の円周方向の研削を第８図
のように、弁軸と平行な軸線を持つテーパ面のダ
イヤモンド砥石によつて行つた従来のNo.１からNo.
５までのバルブについても同様なモータリング試
験を実行した。結果を以下の表に示す。
として使用することができるセラミツク材料で造
られた傘型バルブに関する。 〔従来の技術〕 内燃機関の吸気バルブ、排気バルブ用の傘型バ
ルブとして、軽量化、耐熱性の向上のために、セ
ラミツク材料にて造られたものが提案されてい
る。セラミツク製バルブの製造時、周知のよう
に、セラミツク粉末が成形型内に充填し、所望の
形状に成形され、焼結が行われ、成形物を型から
出した後、バルブシートと当たるブルブ傘部は研
削加工が受けられ、所望の精度が出される。 〔考案が解決しようとする問題点〕 従来は、バルブの傘部の研削加工は、バルブを
弁軸の回りで回転させながら、その円周方向に行
われていた。この場合、内燃機関の作動時にバル
ブシートと当たる傘部の部分の耐久性が不充分で
あり、亀裂等の発生し易い問題点があつた。 この考案の目的は、耐久性の良好なセラミツク
製のバルブを提供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 この目的達成のため、この考案者は色々と実
験、検討したが、その結果によれば、セラミツク
の耐久性と研削加工における研削方法とに著しい
対応性があることを発見した。即ち、研削加工さ
れたセラミツク材料の曲げ試験を行うとき（第３
図）、第４図−イの矢印Ａの方向に加工するとき
のように、その研削加工の方向が材料の長さ方向
と一致するときのほうが、第４図−ロの矢印Ｂの
ように研削加工の方向が材料の長さ方向と直交す
るときより強度が高い。第５図は破壊強度と破壊
確率その関係を、イ，ロの夫々について示したグ
ラフである。このように研削加工の方向によつて
曲げ強度が違つてくる理由ははつきりとは分から
ないが、次のように推測される。即ち、研削加工
によりその加工方向に微細なクラツクが形成され
る。即ち、第４図−イの場合にはａのようなクラ
ツクが、一方第４図−ロの場合にはｂのようなク
ラツクが形成される。第３図のように曲げを行う
とすれば、材料の方向と平行なクラツクａと材料
の方向と直交するクラツクｂとを比較すると、後
者では曲げ力をクラツクを広げるような方向に効
くため破壊が促進されるため、ａの方が曲げ強度
は高い。 以上のセラミツク材料の一般的な話であるが、
これをバルブの強度結果に類推すると、従来のセ
ラミツク製バルブの傘部の研削は第１図のロに示
すよう円周方向に行われていた。そのため、研削
加工での微小クラツクの発生方向もこの円周方向
に平行である。エンジン作動時に傘部はバルブシ
ートに着座を繰り返し、そのたびに応力が傘部に
作用する。バルブの着座時に傘部に加わるこの応
力の方向は傘部円周方向に研削加工によつて発生
する微小クラツクを広げる方向である。その結
果、傘部の欠けが発生し易かつた。即ち、第６図
に示すように、研磨により発生するクラツクはｂ
のように円周方向であるので、着座時の力Ｆによ
つてこの円周方向のクラツクが広げられ、ｘのよ
うに欠けが発生し易かつたのである。 〔問題点を解決するための手段〕 この考案の考案者は、前記の目的を達成するた
め以上の事実に着目し、この考案に至つたもので
ある。即ち、この考案によれば、傘部と弁軸部と
を有し、セラミツク材料より構成されたバルブに
おいて、前記傘部の表面は弁軸の軸線方向と平行
な方向に研削仕上げされていることを特徴とする
セラミツク製バルブが提供される。即ち、第１図
イにおいて、バルブ１は、セラミツク材料にて一
体に造られ、傘部２と、首部３と、弁軸部４と、
溝部５と、軸端部６とから構成される。この考案
によれば、傘部２における、傘表部分２１及び余
白部分２２を除いた、バルブシート７に着座する
部分２３は研削加工を受けるが、この研削加工の
方向は第１図イに示すように弁軸の方向と平行な
方向である。 この考案のようにバルブ弁軸部と平行な方向の
研削の場合、研削工程において発生する微小クラ
ツクの方向は、研削の方向と平行な第６図のａの
ようである。バルブがバルブシートに着座する際
発生する力Ｆはこの考案の構成では、クラツクａ
を広げる方向には作用しない。そのため、この考
案の傘部表面研削を受けたバルブは従来構造より
強度的に優れている。 〔実施例 １〕 通常の焼結方法で造られたセラミツク材料
（Si3N4）20製のバルブNo.１からNo.５まで５つ用
意し、これらの夫々の傘部の弁フエース部に、弁
軸と平行な方向な研削加工を第７図のように、バ
ルブを30°／分でゆつくり回転しながら、弁軸は
直交する軸線を持つダイヤモンド砥石を弁フエー
ス部に１Hzで振らせながら、研削処理を行つた。
これを1998c.c.の内燃機関に取りつけ、そして、ク
ランク軸を回転モータに連結し、モータを回転さ
せるモータリング試験を6000回転／分で行つた。
そして、バルブを取り外したのみ摩耗状態の目視
による評価を行つた。 比較例として、傘部の円周方向の研削を第８図
のように、弁軸と平行な軸線を持つテーパ面のダ
イヤモンド砥石によつて行つた従来のNo.１からNo.
５までのバルブについても同様なモータリング試
験を実行した。結果を以下の表に示す。
【表】
上の表から明らかなように、この考案のバルブ
はいずれも200時間の連続モータリング試験に対
して良好な結果を得た（○で示す）。これに対し
て、従来のバルブでは200時間の試験時間が完了
するまでに破壊（×で示す）が起こつた。 〔実施例 ２〕 第１実施例と同様な研削加工を受けた、この考
案のバルブと従来のバルブとについて、実際にエ
ンジンを作動させ、アイドル回転と6000rpmとの
間をのアツプダウン試験を行つた。結果を以下の
表に示す。
はいずれも200時間の連続モータリング試験に対
して良好な結果を得た（○で示す）。これに対し
て、従来のバルブでは200時間の試験時間が完了
するまでに破壊（×で示す）が起こつた。 〔実施例 ２〕 第１実施例と同様な研削加工を受けた、この考
案のバルブと従来のバルブとについて、実際にエ
ンジンを作動させ、アイドル回転と6000rpmとの
間をのアツプダウン試験を行つた。結果を以下の
表に示す。
この考案によれば、傘部と弁軸部とを有し、セ
ラミツク材料より構成されたバルブにおいて、前
記傘部の表面は弁軸の軸線方向と平行な方向に研
削仕上げされていることにより、セラミツク製の
バルブの耐久製を向上することができる。
ラミツク材料より構成されたバルブにおいて、前
記傘部の表面は弁軸の軸線方向と平行な方向に研
削仕上げされていることにより、セラミツク製の
バルブの耐久製を向上することができる。
第１図は、この考案イのバルブの構造を従来ロ
との比較で示す図。第２図はこの考案のバルブの
全体図。第３図、第４図及び第５図は研磨方向と
曲げ試験との結果との対応を説明するための実験
方法及び実験結果を示す図。第６図は、バルブが
研磨方向に依存してどのようにクラツクが入るか
を説明する図。第７図、第８図は実施例、比較例
におけるバルブの研磨方法を示す図。 １……バルブ、２……傘部、２１……傘表部
分、２２……余白部分、２３……弁フエース部
分、３……首部、４……弁軸部、５……溝部。
との比較で示す図。第２図はこの考案のバルブの
全体図。第３図、第４図及び第５図は研磨方向と
曲げ試験との結果との対応を説明するための実験
方法及び実験結果を示す図。第６図は、バルブが
研磨方向に依存してどのようにクラツクが入るか
を説明する図。第７図、第８図は実施例、比較例
におけるバルブの研磨方法を示す図。 １……バルブ、２……傘部、２１……傘表部
分、２２……余白部分、２３……弁フエース部
分、３……首部、４……弁軸部、５……溝部。
Claims (1)
- 傘部と弁軸部とを有し、セラミツク材料より構
成されたバルブにおいて、前記傘部の表面は弁軸
の軸線方向と平行な方向に研削仕上げされている
ことを特徴とするセラミツク製バルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2199187U JPH0439365Y2 (ja) | 1987-02-19 | 1987-02-19 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2199187U JPH0439365Y2 (ja) | 1987-02-19 | 1987-02-19 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63130605U JPS63130605U (ja) | 1988-08-26 |
| JPH0439365Y2 true JPH0439365Y2 (ja) | 1992-09-16 |
Family
ID=30818944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2199187U Expired JPH0439365Y2 (ja) | 1987-02-19 | 1987-02-19 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0439365Y2 (ja) |
-
1987
- 1987-02-19 JP JP2199187U patent/JPH0439365Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63130605U (ja) | 1988-08-26 |
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