JPH0621529B2 - 軽量エンジンバルブの製造方法 - Google Patents
軽量エンジンバルブの製造方法Info
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- JPH0621529B2 JPH0621529B2 JP25620286A JP25620286A JPH0621529B2 JP H0621529 B2 JPH0621529 B2 JP H0621529B2 JP 25620286 A JP25620286 A JP 25620286A JP 25620286 A JP25620286 A JP 25620286A JP H0621529 B2 JPH0621529 B2 JP H0621529B2
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- hot
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃期間に使用する軽量エンジンバルブの製
造方法に関する。
造方法に関する。
エンジンバルブは、エンジンの高速高出力化が要求され
ている現在、高熱雰囲気に耐えることは勿論、高速作動
による弁の慣性から生じる弊害を回避するためになるべ
く軽量であることが望まれている。
ている現在、高熱雰囲気に耐えることは勿論、高速作動
による弁の慣性から生じる弊害を回避するためになるべ
く軽量であることが望まれている。
軽量化の対策の１つとして傘部に対してステム部分を細
くする試みがなされ、かつ、実用化されているが、軸径
の強度上の限界のため軽量化には限度がある。又軽量化
の他の試みとしては、バルブ自体を中空にすることが行
なわれている。例えば実公昭 ６０−３４７２５号明細
書には、鋼素材或いは弁頭及び弁軸を形成した予備成形
品に孔あけ加工を施して中空にし、できた孔にアルミニ
ウム合金或いはマグネシウム合金の芯を装填固定したエ
ンジンバルブが開示してある。又特公昭５１−２９１０
６号明細書或いは特公昭 ５１−２９５０６号明細書に
は、パイプ素材を用い、パイプの内側に捨中子となるイ
ンサートを挿入するか或いは、芯となるインサートを挿
入接着した後アプセット鍛造及び熱間プレス加工を行っ
て製造されるエンジンバルブが開示されている。さらに
中空の傘部、ステム部分及び軸端部分を別々に用意した
後これらを溶接することも行なわれている。バルブの軽
量化のさらに別の試みとしては弁自体を軽金属で作るこ
とも行なわれている。
くする試みがなされ、かつ、実用化されているが、軸径
の強度上の限界のため軽量化には限度がある。又軽量化
の他の試みとしては、バルブ自体を中空にすることが行
なわれている。例えば実公昭 ６０−３４７２５号明細
書には、鋼素材或いは弁頭及び弁軸を形成した予備成形
品に孔あけ加工を施して中空にし、できた孔にアルミニ
ウム合金或いはマグネシウム合金の芯を装填固定したエ
ンジンバルブが開示してある。又特公昭５１−２９１０
６号明細書或いは特公昭 ５１−２９５０６号明細書に
は、パイプ素材を用い、パイプの内側に捨中子となるイ
ンサートを挿入するか或いは、芯となるインサートを挿
入接着した後アプセット鍛造及び熱間プレス加工を行っ
て製造されるエンジンバルブが開示されている。さらに
中空の傘部、ステム部分及び軸端部分を別々に用意した
後これらを溶接することも行なわれている。バルブの軽
量化のさらに別の試みとしては弁自体を軽金属で作るこ
とも行なわれている。
しかしながら、このような試みでエンジンバルブを軽量
化するものにあっては、中空化するために正確、精密な
孔あけ加工を必要としたり、捨中子となるインサートを
削出し或いは腐食酸による溶出によって除去する加工を
必要としたり、或いは芯となるインサートやバルブの各
部分を溶接しなくてはならないため、加工が複雑かつ困
難で製造コストが高くなりやすいという問題点があっ
た。又軽合金エンジン弁を製造することは、材料が高価
であり、加工が困難な上に窓化処理等により表面を硬化
させる必要があるため、特殊エンジンを除いては一般的
でないという問題点があった。
化するものにあっては、中空化するために正確、精密な
孔あけ加工を必要としたり、捨中子となるインサートを
削出し或いは腐食酸による溶出によって除去する加工を
必要としたり、或いは芯となるインサートやバルブの各
部分を溶接しなくてはならないため、加工が複雑かつ困
難で製造コストが高くなりやすいという問題点があっ
た。又軽合金エンジン弁を製造することは、材料が高価
であり、加工が困難な上に窓化処理等により表面を硬化
させる必要があるため、特殊エンジンを除いては一般的
でないという問題点があった。
本発明の目的は上述した問題点を除去し、内部にチタン
合金等の軽量芯材をステム部分から傘部まで一体に有
し、しかも傘部表面には耐熱鋼の蓋を配置した製造容易
な軽量エンジンバルブの製造方法を提供することにあ
る。
合金等の軽量芯材をステム部分から傘部まで一体に有
し、しかも傘部表面には耐熱鋼の蓋を配置した製造容易
な軽量エンジンバルブの製造方法を提供することにあ
る。
従って本発明は、エンジンバルブを製造するにあたり、
後方押出し加工により耐熱鋼から成る素材の中心部に孔
を形成し、素材に比べ比重及び熱膨張係数が少なく、熱
間鍛造温度で溶融せず、かつ、熱間鍛造による体積の膨
張、収縮が少ない芯材物質を前記孔に装填しさらに、耐
熱鋼から成る円板状の蓋をその外面が素材の開口側の端
面と面一となるように前記孔に挿入し、次いで芯材及び
これを装填した素材と蓋とを加熱した後、前記素材に前
記孔の開口と反対側に熱間前方押出し成形によって芯材
の入ったステム部分を形成し、次いで素材の残部に熱間
プレス据込み成形によって傘部を形成することを特徴と
するものである。
後方押出し加工により耐熱鋼から成る素材の中心部に孔
を形成し、素材に比べ比重及び熱膨張係数が少なく、熱
間鍛造温度で溶融せず、かつ、熱間鍛造による体積の膨
張、収縮が少ない芯材物質を前記孔に装填しさらに、耐
熱鋼から成る円板状の蓋をその外面が素材の開口側の端
面と面一となるように前記孔に挿入し、次いで芯材及び
これを装填した素材と蓋とを加熱した後、前記素材に前
記孔の開口と反対側に熱間前方押出し成形によって芯材
の入ったステム部分を形成し、次いで素材の残部に熱間
プレス据込み成形によって傘部を形成することを特徴と
するものである。
以下、図面により本発明を説明する。
実施例 第１図は、本発明による軽量エンジンバルブの製造過程
を示す一例の概略断面図である。耐熱鋼の棒材を用意
し、これを所定の寸法に切断して素材４を得る。第２図
に示すように、素材４をダイ１の凹所６に挿入し、スト
ックピン５を図に示す通常位置に設定して、ポンチ２で
温間又は熱間で終方押出し加工を施し、これによって素
材４に一端が閉じた孔３を形成する。孔３を中心部に成
形した素材４はストックピンの左方向への移動によって
ダイ１から抜出すことができる。
を示す一例の概略断面図である。耐熱鋼の棒材を用意
し、これを所定の寸法に切断して素材４を得る。第２図
に示すように、素材４をダイ１の凹所６に挿入し、スト
ックピン５を図に示す通常位置に設定して、ポンチ２で
温間又は熱間で終方押出し加工を施し、これによって素
材４に一端が閉じた孔３を形成する。孔３を中心部に成
形した素材４はストックピンの左方向への移動によって
ダイ１から抜出すことができる。
次いで、第１図(a)に示すように素材４の孔３に適当な
材質の芯材７を所定量挿填し、素材４と同じ耐熱鋼から
成る円板状の蓋８をその外側の面が素材４の開口側の端
と面一となるように孔３に挿入した後、蓋８を素材４に
溶接する。芯材は、素材に比べ軽量であり、素材に比べ
熱膨張係数が少なく、熱間鍛造温度で溶融せず、さらに
熱間鍛造による体積膨張及び収縮が少ない物質であり、
例えばチタン合金、鋳物砂、セラミック粉末が適当であ
る。
材質の芯材７を所定量挿填し、素材４と同じ耐熱鋼から
成る円板状の蓋８をその外側の面が素材４の開口側の端
と面一となるように孔３に挿入した後、蓋８を素材４に
溶接する。芯材は、素材に比べ軽量であり、素材に比べ
熱膨張係数が少なく、熱間鍛造温度で溶融せず、さらに
熱間鍛造による体積膨張及び収縮が少ない物質であり、
例えばチタン合金、鋳物砂、セラミック粉末が適当であ
る。
次に蓋８及び芯材７を装填した素材４を熱間押出成形の
ために所定温度まで加熱し、しかる後、第３図の押出し
成形用のダイ９にこの加熱素材を挿入し、ポンチ１０で
素材４にその孔３の開口側から圧縮を加えて、反対側の
端からバルブステム１１として熱間前方押出し成形を行
う。バルブステム１１が所定長さ押出し形成されたと
き、ダイ９内には弁頭部となるべき素材部分１２が残部
として残る。第１図(b)に示すように芯材も素材ととも
に押出されるから、芯材はステム部分の中心に一様に入
り込む。
ために所定温度まで加熱し、しかる後、第３図の押出し
成形用のダイ９にこの加熱素材を挿入し、ポンチ１０で
素材４にその孔３の開口側から圧縮を加えて、反対側の
端からバルブステム１１として熱間前方押出し成形を行
う。バルブステム１１が所定長さ押出し形成されたと
き、ダイ９内には弁頭部となるべき素材部分１２が残部
として残る。第１図(b)に示すように芯材も素材ととも
に押出されるから、芯材はステム部分の中心に一様に入
り込む。
次にこれをエンジンバルブとするため第４図に示すよう
に、ダイ１３に挿入しポンチ１４で部分１２に熱間プレ
ス据込成形をして所定形状を有する傘部１５を形成す
る。第１図(c)に傘部１５の据込成形後ダイ１２より取
出されたエンジンバルブを示す。蓋８は引き延ばされて
傘部１５の表面に配置されている。
に、ダイ１３に挿入しポンチ１４で部分１２に熱間プレ
ス据込成形をして所定形状を有する傘部１５を形成す
る。第１図(c)に傘部１５の据込成形後ダイ１２より取
出されたエンジンバルブを示す。蓋８は引き延ばされて
傘部１５の表面に配置されている。
最後に第１図(d)に示すようにエンジンバルブに軸端部
１６を形成する。
１６を形成する。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、耐熱鋼
素材の中心にチタン合金等の適当な芯材を装填し素材の
孔に耐熱鋼の蓋を挿入して溶接した後、熱間前方押出し
成形によりステム部分を形成し、次いで熱間プレス据込
成形により傘部を成形するように構成したため、芯材を
ステム部分の中心に入り込ませることができ、一方鍛造
後に一切の加工を加えることなく、機関の燃焼室に直接
露出する傘部表面に耐熱鋼の蓋を配置することができる
ため、使用温度範囲が広く極めて軽いエンジンバルブを
簡単かつ低コストで製造することができる。特に本発明
の製造方法によれば、熱間鍛造前に芯材を装填するた
め、鍛造後芯材を素材内部に隙間なく、特に粉末芯材で
は極めて密に、封入することができる。又内部に芯材
（特にチタン合金）を封入した軽量バルブでは、エンジ
ンの過酷な条件下でも剛性、耐久性に優れている。
素材の中心にチタン合金等の適当な芯材を装填し素材の
孔に耐熱鋼の蓋を挿入して溶接した後、熱間前方押出し
成形によりステム部分を形成し、次いで熱間プレス据込
成形により傘部を成形するように構成したため、芯材を
ステム部分の中心に入り込ませることができ、一方鍛造
後に一切の加工を加えることなく、機関の燃焼室に直接
露出する傘部表面に耐熱鋼の蓋を配置することができる
ため、使用温度範囲が広く極めて軽いエンジンバルブを
簡単かつ低コストで製造することができる。特に本発明
の製造方法によれば、熱間鍛造前に芯材を装填するた
め、鍛造後芯材を素材内部に隙間なく、特に粉末芯材で
は極めて密に、封入することができる。又内部に芯材
（特にチタン合金）を封入した軽量バルブでは、エンジ
ンの過酷な条件下でも剛性、耐久性に優れている。
第１図(a)〜(d)は本発明による軽量エンジンバルブの製
造過程を示す一例の概略断面図、 第２図は、本発明の軽量エンジンバルブの製造に使用す
る素材に後方押出し加工を施すダイとポンチを示す線
図、 第３図は、本発明により形成された軽量エンジンバルブ
に熱間押出し成形を施すダイ及びポンチを示す線図、 第４図は、本発明により形成された軽量エンジンバルブ
に熱間プレス成形を施すダイ及びポンチを示す線図であ
る。 ４……素材、７……芯材、８……蓋、 １１……ステム部分、１５……傘部分。
造過程を示す一例の概略断面図、 第２図は、本発明の軽量エンジンバルブの製造に使用す
る素材に後方押出し加工を施すダイとポンチを示す線
図、 第３図は、本発明により形成された軽量エンジンバルブ
に熱間押出し成形を施すダイ及びポンチを示す線図、 第４図は、本発明により形成された軽量エンジンバルブ
に熱間プレス成形を施すダイ及びポンチを示す線図であ
る。 ４……素材、７……芯材、８……蓋、 １１……ステム部分、１５……傘部分。
Claims (1)
- 【請求項１】エンジンバルブを製造するにあたり、後方
押出し加工により耐熱鋼から成る素材の中心部に孔を形
成し、素材に比べ比重及び熱膨張係数が少なく、熱間鍛
造温度で溶融せず、かつ、熱間鍛造による体積の膨張、
収縮が少ない芯材物質を前記孔に装填しさらに、耐熱鋼
から成る円板状の蓋をその外面が素材の開口側の端面と
面一となるように前記孔に挿入し、次いで芯材及びこれ
を装填した素材と蓋とを加熱した後、前記素材に前記孔
の開口と反対側に熱間前方押出し成形によって芯材の入
ったステム部分を形成し、次いで素材の残部に熱間プレ
ス据込み成形によって傘部を形成することを特徴とする
軽量エンジンバルブの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25620286A JPH0621529B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 軽量エンジンバルブの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25620286A JPH0621529B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 軽量エンジンバルブの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63109203A JPS63109203A (ja) | 1988-05-13 |
| JPH0621529B2 true JPH0621529B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=17289333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25620286A Expired - Lifetime JPH0621529B2 (ja) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | 軽量エンジンバルブの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621529B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0526046A3 (en) * | 1991-07-29 | 1993-08-25 | Eaton Corporation | Composite poppet valve and method for manufacturing same |
| JP4649713B2 (ja) | 2000-08-11 | 2011-03-16 | 株式会社ジェイテクト | 車軸用軸受装置 |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP25620286A patent/JPH0621529B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63109203A (ja) | 1988-05-13 |
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