JPH07102917A - Ｎａ封入中空エンジンバルブの製造方法 - Google Patents
Ｎａ封入中空エンジンバルブの製造方法Info
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- JPH07102917A JPH07102917A JP26803593A JP26803593A JPH07102917A JP H07102917 A JPH07102917 A JP H07102917A JP 26803593 A JP26803593 A JP 26803593A JP 26803593 A JP26803593 A JP 26803593A JP H07102917 A JPH07102917 A JP H07102917A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
- F01L3/00—Lift-valve, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces; Parts or accessories thereof
- F01L3/12—Cooling of valves
- F01L3/14—Cooling of valves by means of a liquid or solid coolant, e.g. sodium, in a closed chamber in a valve
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Forging (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明の目的は、素材コストを大幅に低減す
ると共に成形過程中の変形抵抗を均一化して、金型寿命
を延長し、接合部の信頼性と、バルブ傘部から弁軸部へ
の熱伝達の向上と、バルブの軽量化をはかり、バルブ軸
部に引張応力が残留しないＮａ封入中空エンジンバルブ
の製造方法を提供するにある。 【構成】 バルブ軸径よりも太径の素材端の一端の中央
部に熱間静水圧プレスにより完成バルブの中空部内径よ
り大きい非貫通内孔を設け、その開口端の一部領域で肉
厚が内へ向って漸増するテーパ部を形成した後、前記円
孔内に充填物を施すことなく前記開口端部から所定の領
域まで素材を押出してバルブ軸部外形を形成し、更に非
開口端側の素材太径部に対して熱間塑性加工により傘部
を形成した後開口端部から金属Ｎａ棒を一部空間を残し
て挿入し、封止部材で開口端を接合したことを特徴とす
る。
ると共に成形過程中の変形抵抗を均一化して、金型寿命
を延長し、接合部の信頼性と、バルブ傘部から弁軸部へ
の熱伝達の向上と、バルブの軽量化をはかり、バルブ軸
部に引張応力が残留しないＮａ封入中空エンジンバルブ
の製造方法を提供するにある。 【構成】 バルブ軸径よりも太径の素材端の一端の中央
部に熱間静水圧プレスにより完成バルブの中空部内径よ
り大きい非貫通内孔を設け、その開口端の一部領域で肉
厚が内へ向って漸増するテーパ部を形成した後、前記円
孔内に充填物を施すことなく前記開口端部から所定の領
域まで素材を押出してバルブ軸部外形を形成し、更に非
開口端側の素材太径部に対して熱間塑性加工により傘部
を形成した後開口端部から金属Ｎａ棒を一部空間を残し
て挿入し、封止部材で開口端を接合したことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車用エンジンに適用
される金属ナトリウム封入エンジンバルブの製造方法に
関する。
される金属ナトリウム封入エンジンバルブの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車用エンジンの高出力化と高性能化
をはかるためには、エンジンを高圧過給し多くの燃料を
燃焼させる必要があるが、その場合にエンジン冷却の問
題を解決する必要がある。エンジンの高出力化をはかっ
た場合に先ずピストンやピストンリングの焼付とエンジ
ンバルブシートよりのガス洩れ及びバルブ傘部の溶融等
のトラブルを発生する。本発明はエンジンバルブに関す
るものであるので、以下エンジンバルブについてのみ記
述する。エンジンバルブのうち吸気弁は吸入行程時バル
ブ周りを流れる吸入ガスで冷却されるので問題はない
が、排気弁は排ガスによって連続的に加熱されるため、
エンジンバルブの焼付が大問題となる。エンジンバルブ
の熱はバルブシートとバルブステムよりシリンダヘッド
内に流出するものであるが、金属ナトリウムを封入した
エンジンバルブでは、金属ナトリウムが高温で液化し、
それがエンジンバルブ内で対流を起しエンジンバルブ内
の熱流を促進し、該バルブの各部温度が平均化されるた
め、該エンジンバルブを使用すれば発生するそれらのト
ラブルを全面的に解決することができる。
をはかるためには、エンジンを高圧過給し多くの燃料を
燃焼させる必要があるが、その場合にエンジン冷却の問
題を解決する必要がある。エンジンの高出力化をはかっ
た場合に先ずピストンやピストンリングの焼付とエンジ
ンバルブシートよりのガス洩れ及びバルブ傘部の溶融等
のトラブルを発生する。本発明はエンジンバルブに関す
るものであるので、以下エンジンバルブについてのみ記
述する。エンジンバルブのうち吸気弁は吸入行程時バル
ブ周りを流れる吸入ガスで冷却されるので問題はない
が、排気弁は排ガスによって連続的に加熱されるため、
エンジンバルブの焼付が大問題となる。エンジンバルブ
の熱はバルブシートとバルブステムよりシリンダヘッド
内に流出するものであるが、金属ナトリウムを封入した
エンジンバルブでは、金属ナトリウムが高温で液化し、
それがエンジンバルブ内で対流を起しエンジンバルブ内
の熱流を促進し、該バルブの各部温度が平均化されるた
め、該エンジンバルブを使用すれば発生するそれらのト
ラブルを全面的に解決することができる。
【０００３】以上のように金属ナトリウムを封入したエ
ンジンバルブはエンジンの高出力化のために極めて有効
な手段である。従って第２次世界大戦中の戦闘機にも採
用されていた。またエンジンの高出力化のためには、エ
ンジンバルブステムを中空化して該バルブの軽量化をは
かり、バルブスプリングの設計を容易にするようにして
おり、さらにエンジンの高速化による吸入効率の悪化を
防止するため、４バルブエンジンが採用される傾向にあ
り、エンジンバルブは小径化されつつある。
ンジンバルブはエンジンの高出力化のために極めて有効
な手段である。従って第２次世界大戦中の戦闘機にも採
用されていた。またエンジンの高出力化のためには、エ
ンジンバルブステムを中空化して該バルブの軽量化をは
かり、バルブスプリングの設計を容易にするようにして
おり、さらにエンジンの高速化による吸入効率の悪化を
防止するため、４バルブエンジンが採用される傾向にあ
り、エンジンバルブは小径化されつつある。
【０００４】次に図４〜６を参照し、以下３つの従来例
について説明する。第１従来例のアップセット工法、図
４は従来例のアップセット工法によるＮａ封入中空エン
ジンバルブの製造方法を示す断面図である。所定長さの
丸棒素材１ｂ（外径ｄ0 、全長ｌ0 ）をアップセット成
形（抵抗通電加熱圧縮）して球形部２ｂを成形した後傘
部３ｂを鍛造成形する。その後軸端部から放電加工、あ
るいはガンドリル等により中空部４を形成し必要に応じ
て伝熱加速媒体となる金属ナトリウム１３を挿入後、軸
端封止部材５で摩擦圧接等により封止する。６は溶接接
合部である。
について説明する。第１従来例のアップセット工法、図
４は従来例のアップセット工法によるＮａ封入中空エン
ジンバルブの製造方法を示す断面図である。所定長さの
丸棒素材１ｂ（外径ｄ0 、全長ｌ0 ）をアップセット成
形（抵抗通電加熱圧縮）して球形部２ｂを成形した後傘
部３ｂを鍛造成形する。その後軸端部から放電加工、あ
るいはガンドリル等により中空部４を形成し必要に応じ
て伝熱加速媒体となる金属ナトリウム１３を挿入後、軸
端封止部材５で摩擦圧接等により封止する。６は溶接接
合部である。
【０００５】第２従来例のパイプ工法、図５は従来例の
パイプ工法によるＮａ封入中空エンジンバルブ製造過程
を示す断面図である。所定長さのパイプ素材（外径
ｄ0 、全長ｌ0 ）１ｃの一端を軸端封止部材５で摩擦圧
接等により接合する。６は溶接接合部である。その後、
他端の開口部に対してアプセット成形（抵抗通電加熱圧
縮）して中空球体部２ｃを成形した後、傘部３ｃを熱間
鍛造成形する。続いて、中空を阻害する余肉部１４と傘
部内径部７を機械加工して除去後、必要に応じて伝熱加
速媒体となる金属ナトリウム１３を挿入後、傘表側封止
部材８でプロジェクション溶接等により封止し、傘表側
突出部を機械加工により仕上げる。
パイプ工法によるＮａ封入中空エンジンバルブ製造過程
を示す断面図である。所定長さのパイプ素材（外径
ｄ0 、全長ｌ0 ）１ｃの一端を軸端封止部材５で摩擦圧
接等により接合する。６は溶接接合部である。その後、
他端の開口部に対してアプセット成形（抵抗通電加熱圧
縮）して中空球体部２ｃを成形した後、傘部３ｃを熱間
鍛造成形する。続いて、中空を阻害する余肉部１４と傘
部内径部７を機械加工して除去後、必要に応じて伝熱加
速媒体となる金属ナトリウム１３を挿入後、傘表側封止
部材８でプロジェクション溶接等により封止し、傘表側
突出部を機械加工により仕上げる。
【０００６】第３従来例のエキストルード鍛造工法、図
６は従来例のエキストルート鍛造法による軽量心材封入
中空エンジンバルブの製造過程を示す断面図である。
「特願昭６１−２５６２０３富士バルブ（ＫＫ）」 太径短尺素材（外径＝Ｄ0 、全長：Ｌ0 ）１ｄに予め一
端開口した孔１０を設け、孔内に軽量芯材１４としてチ
タン合金や黒鉛粉末を充填する。続いて、開口側端部１
５を絞り成形した後、熱間押出成形によりバルブステム
部（外径：ｄ0 ）１２を成形＊した後、非開口の大径部
（外径：Ｄ0 ）を熱間鍛造により、傘部３ａを成形す
る。なお＊印のステム部先端は、熱間押出成形により鍛
接シールされるものとしている。
６は従来例のエキストルート鍛造法による軽量心材封入
中空エンジンバルブの製造過程を示す断面図である。
「特願昭６１−２５６２０３富士バルブ（ＫＫ）」 太径短尺素材（外径＝Ｄ0 、全長：Ｌ0 ）１ｄに予め一
端開口した孔１０を設け、孔内に軽量芯材１４としてチ
タン合金や黒鉛粉末を充填する。続いて、開口側端部１
５を絞り成形した後、熱間押出成形によりバルブステム
部（外径：ｄ0 ）１２を成形＊した後、非開口の大径部
（外径：Ｄ0 ）を熱間鍛造により、傘部３ａを成形す
る。なお＊印のステム部先端は、熱間押出成形により鍛
接シールされるものとしている。
【０００７】
（Ａ）アプセット工法の課題（図４） エンジンの多弁化が進行した結果、軸径（ｄ0 ）及び傘
径が小さくなった。その結果、素材径（ｄ0 ）が細くな
り、（１）経済的に高価な細径素材を用いる欠点を生じ
た。〔バルブ材は、耐熱合金綱を用いるため難加工材で
あり、太径素材（８φ〜１０φ）は、細径素材（６〜７
φ）より低価であるため〕 （２）又、細径素材に対する中空穴４のガンドリル等に
よる穴明加工は、ドリル折損や偏心を生じ、不良率発生
が多くなり、高価な放電加工を適用せざるを得ない欠点
がある。
径が小さくなった。その結果、素材径（ｄ0 ）が細くな
り、（１）経済的に高価な細径素材を用いる欠点を生じ
た。〔バルブ材は、耐熱合金綱を用いるため難加工材で
あり、太径素材（８φ〜１０φ）は、細径素材（６〜７
φ）より低価であるため〕 （２）又、細径素材に対する中空穴４のガンドリル等に
よる穴明加工は、ドリル折損や偏心を生じ、不良率発生
が多くなり、高価な放電加工を適用せざるを得ない欠点
がある。
【０００８】（Ｂ）パイプ工法の課題（図５） 多弁化の進行につれて、パイプ素材の外径（ｄ0 ）、内
径が細くなり、（１）耐熱合金鋼の造管が現状技術では
限界を越え、高価かつ困難となってきた。 （２）又、溶接箇所が、軸端部６と傘表部８の２箇所に
なり、信頼性を確保するための検査工程が煩雑となり、
結果的に安価な中空バルブの提供が困難である。
径が細くなり、（１）耐熱合金鋼の造管が現状技術では
限界を越え、高価かつ困難となってきた。 （２）又、溶接箇所が、軸端部６と傘表部８の２箇所に
なり、信頼性を確保するための検査工程が煩雑となり、
結果的に安価な中空バルブの提供が困難である。
【０００９】（Ｃ）エクスクルード鍛造工法の課題（図
６） エクスクルード鍛造工法は、中実エンジンバルブの工法
として戦前から米国を中心に広く採用されてきた。この
工法は、多弁化即軸径（ｄ0 ）の細径化の進行に伴い安
価な太径素材（Ｄ0 ）からスタートするため、前記アプ
セット工法よりも、経済的に益々有利な工法となりつつ
ある。一方、特願昭６１−２５６２０３で開示されてい
る「軽量エンジンバルブ及びその製造方法」では、Ｄ0
の太径素材１ｄに孔１０を形成後、Ｔｉ合金、黒鉛等の
軽量芯材１４を充填、開口部を絞り成形１５している。
ここで、軽量充填材１４を用いることは、ステム部１２
の安定した成形には効果的であるが、以下の欠点があ
る。
６） エクスクルード鍛造工法は、中実エンジンバルブの工法
として戦前から米国を中心に広く採用されてきた。この
工法は、多弁化即軸径（ｄ0 ）の細径化の進行に伴い安
価な太径素材（Ｄ0 ）からスタートするため、前記アプ
セット工法よりも、経済的に益々有利な工法となりつつ
ある。一方、特願昭６１−２５６２０３で開示されてい
る「軽量エンジンバルブ及びその製造方法」では、Ｄ0
の太径素材１ｄに孔１０を形成後、Ｔｉ合金、黒鉛等の
軽量芯材１４を充填、開口部を絞り成形１５している。
ここで、軽量充填材１４を用いることは、ステム部１２
の安定した成形には効果的であるが、以下の欠点があ
る。
【００１０】（１）成形時の変形抵抗が増し、大型の成
形機を必要とし、（２）金型寿命が短くなる。（３）軸
先端の封孔時にＴｉ合金や黒鉛は鍛接シールの阻害要因
となるだけでなく、後工程で溶接シールする場合に於て
も溶接の阻害要因となる。（４）Ｔｉ合金や黒鉛は熱伝
導率が低いため、バルブ作動時の傘部からの熱伝達が中
実バルブに比し低下する。（５）バルブ内には、充填材
が完成充填されるため、外周のバルブ材には引張り応力
が発生し、完全応力除去のため焼鈍しなければ疲労強度
上好ましくなく、かつ軽量化への寄与度は低い。
形機を必要とし、（２）金型寿命が短くなる。（３）軸
先端の封孔時にＴｉ合金や黒鉛は鍛接シールの阻害要因
となるだけでなく、後工程で溶接シールする場合に於て
も溶接の阻害要因となる。（４）Ｔｉ合金や黒鉛は熱伝
導率が低いため、バルブ作動時の傘部からの熱伝達が中
実バルブに比し低下する。（５）バルブ内には、充填材
が完成充填されるため、外周のバルブ材には引張り応力
が発生し、完全応力除去のため焼鈍しなければ疲労強度
上好ましくなく、かつ軽量化への寄与度は低い。
【００１１】本発明の目的は前記課題を解決し、素材コ
ストを大幅に低減すると共に、成形過程中の変形抵抗を
均一化して金型寿命の延長と、接合部の信頼性と、バル
ブ傘部からバルブ軸部への熱伝達の向上と、軽量化とを
はかり、さらにバルブ軸部に引張応力が残留しないＮａ
封入中空エンジンバルブの製造方法を提供することにあ
る。
ストを大幅に低減すると共に、成形過程中の変形抵抗を
均一化して金型寿命の延長と、接合部の信頼性と、バル
ブ傘部からバルブ軸部への熱伝達の向上と、軽量化とを
はかり、さらにバルブ軸部に引張応力が残留しないＮａ
封入中空エンジンバルブの製造方法を提供することにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明のＮａ封入中空エ
ンジンバルブの製造方法は、完成したエンジンバルブの
軸径よりも太径の丸素材の一端の中央に熱間静水圧プレ
スにより、完成バルブの中空部内径より大きい径の非貫
通円孔を設け、その開口端の一部外径領域の肉厚が内へ
向って漸増するテーパ部を形成した後、前記円孔内に充
填物を施すことなく、前記開口端側から所定の領域まで
素材の外径域を押出してバルブ軸部を成形し、更に非開
口端側の素材の大径部に対して熱間塑性加工により傘部
を形成した後、開口端側から金属ナトリウム棒を一部空
間を残して挿入し、次に封止部材で開口端を封止したこ
とを特徴としている。
ンジンバルブの製造方法は、完成したエンジンバルブの
軸径よりも太径の丸素材の一端の中央に熱間静水圧プレ
スにより、完成バルブの中空部内径より大きい径の非貫
通円孔を設け、その開口端の一部外径領域の肉厚が内へ
向って漸増するテーパ部を形成した後、前記円孔内に充
填物を施すことなく、前記開口端側から所定の領域まで
素材の外径域を押出してバルブ軸部を成形し、更に非開
口端側の素材の大径部に対して熱間塑性加工により傘部
を形成した後、開口端側から金属ナトリウム棒を一部空
間を残して挿入し、次に封止部材で開口端を封止したこ
とを特徴としている。
【００１３】
【作用】先づ完成バルブの外径ｄ0 より大径の素材から
熱間静水圧プレスにより外径Ｄ0 が完成バルブの外径ｄ
0 より大きく、完成バルブの内径ｄ2 よりも大きく底が
ある円孔１０を有し、且上部開口端の一部領域の肉厚が
下に向って漸増するテーパ部を有する半成品をつくる。
さらに前記円孔１０内に充填物を施すことなく開口端側
の所定領域を押出し成形して、バルブの軸部が形成され
る。次に残った底の方の部分を熱間塑性加工してバルブ
の傘部を形成し、次に開口端から空間を残して金属Ｎａ
棒を挿入して後、開口端を接合してＮａ封入中空エンジ
ンバルブを形成する。
熱間静水圧プレスにより外径Ｄ0 が完成バルブの外径ｄ
0 より大きく、完成バルブの内径ｄ2 よりも大きく底が
ある円孔１０を有し、且上部開口端の一部領域の肉厚が
下に向って漸増するテーパ部を有する半成品をつくる。
さらに前記円孔１０内に充填物を施すことなく開口端側
の所定領域を押出し成形して、バルブの軸部が形成され
る。次に残った底の方の部分を熱間塑性加工してバルブ
の傘部を形成し、次に開口端から空間を残して金属Ｎａ
棒を挿入して後、開口端を接合してＮａ封入中空エンジ
ンバルブを形成する。
【００１４】
【実施例】本発明に係る実施例を図１〜３によって説明
する。図１は実施例のＮａ封入中空エンジンバルブの製
造過程を示す断面図、図２は実施例の静水圧プレス成形
の要諦を示す断面図、図３は実施例の静水圧プレス成形
した素材の断面図である。図において１ａは素材、１０
は孔、１１は静水圧プレス成形材の開口部のテーパ部、
１２はバルブ軸部、２ａは頭部、３ａは傘部、５は軸端
封止材、１６ａは金属Ｎａ、１６ｂは金属Ｎａ、６は接
合部、１７は下型組立、１７ａは下型（超硬質合金以下
超硬製と略称する）、１７ｂは下型ホルダ（ダイス鋼
製）、１８は上型組立、１８ａは上型（超硬製）、１８
ｂは上型ホルダ（ダイス鋼製）、１８ｃは上型の素材の
開口部の肉厚テーパ部成形部材、１９はノックアウトピ
ン（超硬製）である。
する。図１は実施例のＮａ封入中空エンジンバルブの製
造過程を示す断面図、図２は実施例の静水圧プレス成形
の要諦を示す断面図、図３は実施例の静水圧プレス成形
した素材の断面図である。図において１ａは素材、１０
は孔、１１は静水圧プレス成形材の開口部のテーパ部、
１２はバルブ軸部、２ａは頭部、３ａは傘部、５は軸端
封止材、１６ａは金属Ｎａ、１６ｂは金属Ｎａ、６は接
合部、１７は下型組立、１７ａは下型（超硬質合金以下
超硬製と略称する）、１７ｂは下型ホルダ（ダイス鋼
製）、１８は上型組立、１８ａは上型（超硬製）、１８
ｂは上型ホルダ（ダイス鋼製）、１８ｃは上型の素材の
開口部の肉厚テーパ部成形部材、１９はノックアウトピ
ン（超硬製）である。
【００１５】前記実施例の作用を説明する。 （１）素材１ａはＪＩＳＧ４３１１耐熱鋼棒のＳＵＨ３
５（２１Ｃｒ・４Ｎｉ・９Ｍｎ）でバルブ軸径より大き
い外径Ｄ0 ＝１７ｍｍ、全長Ｌ0 ＝２５．１ｍｍでこれ
を高周波加熱により表面温度１２６０℃に赤熱、下型１
７ａに投入し、上型組立１８を６０ｍｍ／ｓの速さで下
降させ、外径Ｄ0 ＝１７ｍｍ、全長３０．５ｍｍ、孔径
ｄ1 ＝９ｍｍ、穴深さ７．５ｍｍ、底厚さ３ｍｍに仕上
げ、成形後ノックアウトピン１９で下型１７ａから押し
出す。 （２）前記のようにして形成した半成品を再度高周波加
熱により１２５０℃に加熱後静水圧プレスの第２ステー
ションで上下一対の金型（不記載）で素材の開口部先端
を先頭にして中空部に充填物を入れることなく孔径６．
５ｍｍの金型から押し出し成形して軸部１２を形成し、
素材の元の径Ｄ0 部を長さ１８ｍｍ残し頭部２ａを形成
する。前記の成形物は全長１２５ｍｍ、軸は外径ｄ0 ＝
６．５ｍｍ、内径ｄ2 ＝３．４５ｍｍ、長さ１０７ｍ
ｍ、頭部は外径１７ｍｍ、長さ１８ｍｍである。
５（２１Ｃｒ・４Ｎｉ・９Ｍｎ）でバルブ軸径より大き
い外径Ｄ0 ＝１７ｍｍ、全長Ｌ0 ＝２５．１ｍｍでこれ
を高周波加熱により表面温度１２６０℃に赤熱、下型１
７ａに投入し、上型組立１８を６０ｍｍ／ｓの速さで下
降させ、外径Ｄ0 ＝１７ｍｍ、全長３０．５ｍｍ、孔径
ｄ1 ＝９ｍｍ、穴深さ７．５ｍｍ、底厚さ３ｍｍに仕上
げ、成形後ノックアウトピン１９で下型１７ａから押し
出す。 （２）前記のようにして形成した半成品を再度高周波加
熱により１２５０℃に加熱後静水圧プレスの第２ステー
ションで上下一対の金型（不記載）で素材の開口部先端
を先頭にして中空部に充填物を入れることなく孔径６．
５ｍｍの金型から押し出し成形して軸部１２を形成し、
素材の元の径Ｄ0 部を長さ１８ｍｍ残し頭部２ａを形成
する。前記の成形物は全長１２５ｍｍ、軸は外径ｄ0 ＝
６．５ｍｍ、内径ｄ2 ＝３．４５ｍｍ、長さ１０７ｍ
ｍ、頭部は外径１７ｍｍ、長さ１８ｍｍである。
【００１６】（３）次いで静水圧プレス第３ステーショ
ンで頭部２ａに対し上下一対の傘部成形金型（不記載）
で傘外径３１．６ｍｍの傘部３ａを形成した。 （４）次いで前記（３）で得た部材を軸端から２２ｍｍ
の位置で切断して全長１０２ｍｍとし、開口部から温水
ジェットで洗浄、乾燥後外径３．０ｍｍ、全長６０ｍｍ
の伝熱媒体となる金属Ｎａを中空部内へ挿入後全長２４
ｍｍの軸端封止材５を摩擦圧接して全長１１９ｍｍとな
る様に接合した。その後、熱処理仕上加工窒化処理等を
施しＮａ封入中空エンジンバルブを完成した。
ンで頭部２ａに対し上下一対の傘部成形金型（不記載）
で傘外径３１．６ｍｍの傘部３ａを形成した。 （４）次いで前記（３）で得た部材を軸端から２２ｍｍ
の位置で切断して全長１０２ｍｍとし、開口部から温水
ジェットで洗浄、乾燥後外径３．０ｍｍ、全長６０ｍｍ
の伝熱媒体となる金属Ｎａを中空部内へ挿入後全長２４
ｍｍの軸端封止材５を摩擦圧接して全長１１９ｍｍとな
る様に接合した。その後、熱処理仕上加工窒化処理等を
施しＮａ封入中空エンジンバルブを完成した。
【００１７】
【発明の効果】本発明は前記のとおり構成したので下記
の効果を生じる。 （１）素材径として太径素材Ｄ0 （６．５φ→１７．０
φ）を用いること、及び孔１０を塑性加工成形するた
め、素材コストを大幅に低減できた。 （２）静水圧プレスを用いること、開孔部肉厚を端面か
ら漸増させること、バルブ塑性加工の段階では、孔内に
一切、軽量芯材を充填しないことの相乗効果により、成
形過程中の変形抵抗の均一化、金型寿命の向上となる。 （３）Ｔｉ合金や黒鉛等の充填材を用いないことによ
り、接合部の信頼性が向上する。 （４）Ｔｉ合金や黒鉛よりも熱伝達率の優れた金属Ｎａ
を用いるため、バルブ作動時の傘部から軸端側への熱伝
達が向上する。 （５）Ｔｉ合金や黒鉛よりも比重の小さい金属Ｎａを孔
内部に空間を残して挿入するため、軽量化度合が大き
い。又、不完全充填であるためバルブ成形時にバルブ外
壁材に引張り応力が残留しないので疲労強度上有利とな
る。
の効果を生じる。 （１）素材径として太径素材Ｄ0 （６．５φ→１７．０
φ）を用いること、及び孔１０を塑性加工成形するた
め、素材コストを大幅に低減できた。 （２）静水圧プレスを用いること、開孔部肉厚を端面か
ら漸増させること、バルブ塑性加工の段階では、孔内に
一切、軽量芯材を充填しないことの相乗効果により、成
形過程中の変形抵抗の均一化、金型寿命の向上となる。 （３）Ｔｉ合金や黒鉛等の充填材を用いないことによ
り、接合部の信頼性が向上する。 （４）Ｔｉ合金や黒鉛よりも熱伝達率の優れた金属Ｎａ
を用いるため、バルブ作動時の傘部から軸端側への熱伝
達が向上する。 （５）Ｔｉ合金や黒鉛よりも比重の小さい金属Ｎａを孔
内部に空間を残して挿入するため、軽量化度合が大き
い。又、不完全充填であるためバルブ成形時にバルブ外
壁材に引張り応力が残留しないので疲労強度上有利とな
る。
【図１】本発明に係る実施例のＮａ封入中空バルブ製造
過程を示す断面図。
過程を示す断面図。
【図２】同実施例の静水圧プレス成形の要諦を示す断面
図。
図。
【図３】同実施例の静水圧プレスで成形された素材の断
面図。
面図。
【図４】第１従来例のアップセット工法によるＮａ封入
中空エンジンバルブの製造過程を示す断面図。
中空エンジンバルブの製造過程を示す断面図。
【図５】第２従来例のパイプを用いてＮａ封入中空エン
ジンバルブを製造する過程を示す断面図。
ジンバルブを製造する過程を示す断面図。
【図６】第３従来例のエクストルード鍛造工法による軽
量心材封入エンジンバルブ製造過程を示す断面図。
量心材封入エンジンバルブ製造過程を示す断面図。
１ａ…素材、２ａ…頭部、３ａ…傘部、５…軸端封止
材、６…接合部、１０…孔、１１…テーパ部、１２…バ
ルブ軸部、１６ａ…Ｎａ、１６ｂ…Ｎａ、１７…下型
組、１７ａ…下型、１７ｂ…下型ホルダ、１８…上型組
立、１８ａ…上型、１８ｂ…上型ホルダ、１８ｃ…上型
の素材開口部の肉厚のテーパ部形成部。
材、６…接合部、１０…孔、１１…テーパ部、１２…バ
ルブ軸部、１６ａ…Ｎａ、１６ｂ…Ｎａ、１７…下型
組、１７ａ…下型、１７ｂ…下型ホルダ、１８…上型組
立、１８ａ…上型、１８ｂ…上型ホルダ、１８ｃ…上型
の素材開口部の肉厚のテーパ部形成部。
Claims (1)
- 【請求項１】 バルブ軸径よりも太径の丸素材の一端の
中心部に熱間静水圧プレスにより、完成バルブ中空部内
径より大きい非貫通円孔（１０）を設け、その開口端の
一部外径領域の肉厚が漸増するテーパ部（１１）を形成
した後、前記円孔（１０）内に充填物を施すことなく、
前記開口端側から所定の領域まで前記素材を押し出して
バルブ軸部（１２）外形を形成し、更に非開口端側の大
径部に対して熱間塑性加工により傘部（３ａ）を形成し
た後、開口端側から金属ナトリウム棒（１６ａ）を一部
空間を残して挿入し、次に封止部材（５）で開口端を封
止したことを特徴とするＮａ封入中空エンジンバルブの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26803593A JPH07102917A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Ｎａ封入中空エンジンバルブの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26803593A JPH07102917A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Ｎａ封入中空エンジンバルブの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07102917A true JPH07102917A (ja) | 1995-04-18 |
Family
ID=17452974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26803593A Withdrawn JPH07102917A (ja) | 1993-09-30 | 1993-09-30 | Ｎａ封入中空エンジンバルブの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07102917A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010032799A1 (ja) | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 三菱重工業株式会社 | 中空エンジンバルブの弁傘部の製造方法及び中空エンジンバルブ |
| WO2011077776A1 (ja) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 三菱重工業株式会社 | 中空エンジンバルブの弁傘部の製造方法及び中空エンジンバルブの弁傘部のプレス装置及び中空エンジンバルブ |
| WO2011104912A1 (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 三菱重工業株式会社 | 金属ナトリウム封入エンジンバルブの製造方法 |
| JP4929408B1 (ja) * | 2011-03-22 | 2012-05-09 | 三菱重工業株式会社 | 中空エンジンバルブの製造方法 |
| WO2012086315A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 三菱重工業株式会社 | 金属ナトリウム含有エンジンバルブの製造方法、金属ナトリウム供給装置 |
| WO2012086316A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 三菱重工業株式会社 | 金属ナトリウム供給装置 |
| CN102686330A (zh) * | 2010-02-26 | 2012-09-19 | 三菱重工业株式会社 | 中空发动机气门的制造方法 |
| WO2012168136A1 (de) * | 2011-06-08 | 2012-12-13 | Mahle International Gmbh | Verfahren zum herstellen eines metallischen hohlventils mit verbesserter kühlung |
| EP2541001A4 (en) * | 2010-02-26 | 2013-10-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | PROCESS FOR PRODUCTION OF METAL SODIUM FILLED MOTOR VALVE |
| EP2570623A4 (en) * | 2010-05-12 | 2014-01-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | PROCESS FOR PRODUCING MOTOR VALVE IN WHICH SODIUM METAL IS HIDDEN |
| DE102019106209A1 (de) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | Federal-Mogul Valvetrain Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Hohlventils für Verbrennungsmotoren |
| WO2020182365A1 (de) | 2019-03-12 | 2020-09-17 | Federal-Mogul Valvetrain Gmbh | Verfahren zur herstellung eines hohlventils für verbrennungsmotoren |
| DE102019106214A1 (de) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | Federal-Mogul Valvetrain Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Hohlventils für Verbrennungsmotoren |
-
1993
- 1993-09-30 JP JP26803593A patent/JPH07102917A/ja not_active Withdrawn
Cited By (28)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9194263B2 (en) | 2008-09-18 | 2015-11-24 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for production of valve head portion of hollow engine valve and hollow engine valve |
| US8522434B2 (en) | 2008-09-18 | 2013-09-03 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for production of valve head portion of hollow engine valve and hollow engine valve |
| KR101247896B1 (ko) * | 2008-09-18 | 2013-03-26 | 가부시키가이샤 요시무라 캄파니 | 중공 엔진 밸브의 밸브 헤드부를 제조하는 방법 및 중공 엔진 밸브 |
| US9447711B2 (en) | 2008-09-18 | 2016-09-20 | Fuji Hollow Valve Inc. | Method for production of valve head portion of hollow engine valve and hollow engine valve |
| WO2010032799A1 (ja) | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 三菱重工業株式会社 | 中空エンジンバルブの弁傘部の製造方法及び中空エンジンバルブ |
| WO2011077776A1 (ja) * | 2009-12-24 | 2011-06-30 | 三菱重工業株式会社 | 中空エンジンバルブの弁傘部の製造方法及び中空エンジンバルブの弁傘部のプレス装置及び中空エンジンバルブ |
| JP2011131228A (ja) * | 2009-12-24 | 2011-07-07 | Yoshimura Company:Kk | 中空エンジンバルブの弁傘部の製造方法及び中空エンジンバルブの弁傘部のプレス装置及び中空エンジンバルブ |
| US8650752B2 (en) | 2009-12-24 | 2014-02-18 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for manufacturing valve umbrella portion of hollow engine valve, press device of valve umbrella portion of hollow engine valve, and hollow engine valve |
| JP2011179326A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 金属ナトリウム封入エンジンバルブの製造方法 |
| CN102695853A (zh) * | 2010-02-26 | 2012-09-26 | 三菱重工业株式会社 | 金属钠封入发动机气门的制造方法 |
| CN102686330A (zh) * | 2010-02-26 | 2012-09-19 | 三菱重工业株式会社 | 中空发动机气门的制造方法 |
| EP2540414A4 (en) * | 2010-02-26 | 2017-05-17 | Fuji Hollow Valve Inc. | Method for manufacturing hollow engine valve |
| US8713793B2 (en) | 2010-02-26 | 2014-05-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Method for producing metallic-sodium-filled engine valve |
| EP2541001A4 (en) * | 2010-02-26 | 2013-10-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | PROCESS FOR PRODUCTION OF METAL SODIUM FILLED MOTOR VALVE |
| WO2011104912A1 (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-01 | 三菱重工業株式会社 | 金属ナトリウム封入エンジンバルブの製造方法 |
| EP2570623A4 (en) * | 2010-05-12 | 2014-01-29 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | PROCESS FOR PRODUCING MOTOR VALVE IN WHICH SODIUM METAL IS HIDDEN |
| WO2012086316A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 三菱重工業株式会社 | 金属ナトリウム供給装置 |
| WO2012086315A1 (ja) * | 2010-12-24 | 2012-06-28 | 三菱重工業株式会社 | 金属ナトリウム含有エンジンバルブの製造方法、金属ナトリウム供給装置 |
| JP4929408B1 (ja) * | 2011-03-22 | 2012-05-09 | 三菱重工業株式会社 | 中空エンジンバルブの製造方法 |
| WO2012168136A1 (de) * | 2011-06-08 | 2012-12-13 | Mahle International Gmbh | Verfahren zum herstellen eines metallischen hohlventils mit verbesserter kühlung |
| DE102019106209A1 (de) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | Federal-Mogul Valvetrain Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Hohlventils für Verbrennungsmotoren |
| WO2020182365A1 (de) | 2019-03-12 | 2020-09-17 | Federal-Mogul Valvetrain Gmbh | Verfahren zur herstellung eines hohlventils für verbrennungsmotoren |
| DE102019106214A1 (de) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | Federal-Mogul Valvetrain Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Hohlventils für Verbrennungsmotoren |
| DE102019106222A1 (de) * | 2019-03-12 | 2020-09-17 | Federal-Mogul Valvetrain Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Hohlventils für Verbrennungsmotoren |
| WO2020182370A1 (de) | 2019-03-12 | 2020-09-17 | Federal-Mogul Valvetrain Gmbh | Verfahren zur herstellung eines hohlventils für verbrennungsmotoren |
| US11524330B2 (en) | 2019-03-12 | 2022-12-13 | Federal-Mogul Valvetrain Gmbh | Method for producing a hollow valve for internal combustion engines |
| US11813658B2 (en) | 2019-03-12 | 2023-11-14 | Federal-Mogul Valvetrain Gmbh | Method for producing a hollow valve for internal combustion engines |
| DE102019106209B4 (de) * | 2019-03-12 | 2025-04-24 | Federal-Mogul Valvetrain Gmbh | Verfahren zur Herstellung eines Ventilkörpers eines Hohlventils |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001226 |