(57)【要約】【課題】  エンジンバルブにおいて、軸部と傘部との一体化を強固にすること。【解決手段】  エンジンバルブ１は、軸部２と傘部１０とから構成されている。軸部２には拡径部３と断面四角形をなす貫通孔１２が形成されて、その基部に受座面３ａが形成され、傘部１０には、着座面１１と断面四角形をなす軸心部４が形成されている。軸心部４を傘部１０の央部の貫通孔１２に圧入し、軸部の受座面３ａと傘部１０の着座面１１が密着させる。軸部先端の軸心部４の先端部分を遥動鍛造により塑性変形させて、エンジンバルブ１を完成する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部の一方の端部に傘部を有するエンジンバルブであって、前記軸部と傘部とはそれぞれ別体であり、軸部の端部には傘部に好適の受座面が形成されるとともに、その受座面の央部には断面円形以外の形状の軸心部が突設されており、傘部の頂部には前記受座面に好適の形状・寸度の着座面が形成され、かつ央部には軸心部と雌雄をなす形状の嵌合孔が貫設されており、該嵌合孔に前記軸心部が挿入されて一体化され、さらに傘部内面に突出した軸心部がかしめられ、軸部と傘部とが一体化されていることを特徴とするエンジンバルブ。
【請求項２】
前記受座面は、軸部をラッパ状に拡径した部分の基部に形成したことを特徴とする請求項１に記載のエンジンバルブ。
【請求項３】
前記軸心部は、嵌合孔に圧入されたことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンバルブ。
【請求項４】
前記軸心部のかしめは、揺動鍛造により行われることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のエンジンバルブ。
【請求項５】
前記傘部のバルブシートと対応する部分には耐摩耗性処理が施されていることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載のエンジンバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガソリンエンジン等に用いられるエンジンバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンバルブの軸部・傘部全体を耐熱鋼で製造した場合、材料費が高価であるだけではなく、軸材料の丸棒の一方の端部を加温鍛造して団子状の拡径部を作り、この部分をさらに熱間鍛造して、軸部の一端に傘部を形成することで加工費もかさみ、極めて高価なエンジンバルブとなってしまう。
【０００３】
一方、軸部は強度的にも十分余裕があるので、軸部と傘部とを別体で作り接合一体化したエンジンバルブが普及している。接合一体化の方法として溶接による方法では、融点の違いによる材料同士の組み合わせの選択性が制限されることもあり、不活性ガス雰囲気又は真空状態内でなければ溶接できないという不都合もある。非溶接の軸部と傘部との一体化については、例えば、特許文献１（特開２００３−３０５５２４号公報）に開示されている。すなわち、軸部と傘部との対向端部の一方に嵌合孔を、かつ他方に前記嵌合孔に嵌合し得るとともに、外周面に環状溝を備える嵌合軸部をそれぞれ設け、嵌合軸部を嵌合孔部に嵌合した後、嵌合孔の周壁を外方より軸心方向に押圧し、環状溝に向かって塑性変形させることによって軸部と傘部とを一体的に結合させる製造方法が開示されている。この特許文献１のように、溶接とか摩擦圧接のように素材を変態させて接合することに替えて常温下で物理的、機械的に接合する手段としては、断面積の大きい傘部に嵌合孔部を、そして軸部に前記嵌合孔部に好適の嵌合軸部を設け、嵌合軸部を嵌合孔部に挿通した後、塑性変形させて一体的に結合させることは極めて有効な手段であると考えられる。
【特許文献１】特開２００３−３０５５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１において、傘部に設けられている嵌合孔は有底である。有底孔に軸状体を嵌入するときの有底孔の内径と軸状体の外径との隙間関係は、貫通孔と軸状体とのそれとは許容差のオーダーが一桁異なる。すなわち、有底孔に軸状体を嵌入する構成においては、それらの間のエアや加工油等が排出されにくいため、貫通孔に軸状体を嵌入する構成と比較して、孔の内周面と軸状体の外周面との間の隙間として広い隙間が必要になる。また、嵌合孔に嵌入されるとともに、外周面に環状溝を備える嵌合軸部に対し、嵌合孔の筒状部の周壁を外方より軸心方向に押圧して、その周壁を環状溝に向かって塑性変形させて軸部と傘部とを一体的に結合させる特許文献１の方法においても、塑性変形が素材の展延性の利用という点から考えると「一体的に結合させる」の度合いが足りず、今一つである。
【０００５】
この発明の目的は、以上のような従来技術に存する問題点を解消して軸部と傘部との一体化をさらに強固にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の目的を達成するために、請求項１の発明においては、軸部の一方の端部に傘部を有するエンジンバルブであって、前記軸部と傘部とはそれぞれ別体であり、軸部の端部には傘部に好適の受座面が形成されるとともに、その受座面の央部には断面円形以外の形状の軸心部が突設されており、傘部の頂部には前記受座面に好適の形状・寸度の着座面が形成され、かつ央部には軸心部と雌雄をなす形状の嵌合孔が貫設されており、該嵌合孔に前記軸心部が挿入されて一体化され、さらに傘部内面に突出した軸心部がかしめられ、軸部と傘部とが一体化されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明においては、請求項１に記載の発明において、前記受座面は、軸部をラッパ状に拡径した部分の基部に形成したことを特徴とする。
請求項３に記載の発明においては、請求項１または２に記載の発明において、前記軸心部は、嵌合孔に圧入されたことを特徴とする。
【０００８】
請求項４に記載の発明においては、請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記軸心部のかしめは、揺動鍛造により行われることを特徴とする。
請求項５に記載の発明においては、請求項１〜４のうちのいずれか一項に記載の発明において、前記傘部のバルブシートと対応する部分には耐摩耗性処理が施されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
貫通孔に軸体を圧入する構成においては、それらの間の隙間を狭くすることが可能になり、結果として、軸部と傘部との緊締度合いを高めることができる。従って、本発明は、エンジンバルブにおいて軸部と傘部の強固な一体化を達成できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明を自動車のガソリンエンジンのエンジンバルブにおいて具体化した実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。
エンジンバルブ１は、軸部２と傘部１０とから構成されており、それらは以下のようにして強固に一体化されている。すなわち、図１に示すように、丸棒状軸部２は傘部１０と対向する一端部にラッパ状に拡径した拡径部３が形成されて、その基部に受座面３ａが形成されているとともに、その受座面３ａの中心部における軸部２の先端の軸心部４は、断面円形以外の異形、例えば断面四角柱状（形状は限定しない）に形成されている。
【００１１】
傘部１０は、その裏側（図面では上側で軸部側）の頂部に、前記受座面３ａに好適に着座可能な形状・寸度の着座面１１が成形されており、その央部には前記軸心部４の四角柱状の形状が好適に圧入状態で挿入可能な形状・寸度の断面四角形をなす貫通孔１２が穿孔されている。
【００１２】
図２に示すように、軸部先端の軸心部４を傘部１０の央部の貫通孔１２にその軸心部４が傘部１０の内面に突出するように圧入し、軸部の受座面３ａと傘部１０の着座面１１が密着した位置で圧入を停止する。このとき、軸部先端の軸心部４の先端部分５が図２に示すように傘部１０の貫通孔１２より僅かだけ傘部の表側面１３より突出している。この先端部分５を、傘部１０の表側面１３を覆うように遥動鍛造により塑性変形させて、その塑性変形部にカバー６を設けてエンジンバルブ１を完成することができる。
【００１３】
そして、エンジンの運転時には、傘部１０の表側が９００℃くらいの雰囲気に曝されるので、傘部１０には、Ｎｉ含量の多い高級耐熱合金を使用するが、さらに耐摩耗性を考慮して図３において、図３に１４で示すようにステライトを盛金するとか、あるいは軸部２の耐磨耗性向上の為に、その外周表面に特殊処理を施すなど公知の処置を施すことが可能である。
【００１４】
さて、有底孔に軸体を嵌入するときの有底孔の内径と軸体の外径の関係において、それらの寸法差は、一般的には０．０１ｍ／ｍ程度が限界とされている。この寸法差が０．０１ｍ／ｍを下回る場合は、有底孔と軸体との間からエアや加工油等を排出させることが困難になる。これに対して、貫通孔に軸体を圧入するときの貫通孔の内径と軸体の外径の関係においては、それらの寸法差が０．００１ｍ／ｍ程度まで狭めて許容できるのが常識である。従って、本発明においては、軸部２と傘部１０との緊締度合いを高めることができて、それらの一体化を促進できる。
【００１５】
また、筒体に挿入されている軸体の小径部に対して、筒体の周壁を外方より軸心方向に押圧し塑性変形させて筒体と軸体を一体的に結合させたときの軸体の小径部外径と、塑性変形後の筒体の対応内径との間の隙間が０．０１ｍ／ｍ程度と推定されるのに対し、本発明では、傘部１０の貫通孔１２を通って傘部１０の表側に突出した突出部を遥動鍛造により塑性変形させて傘部１０の表側をカバーしたときのカバーと、傘部１０の表側との間の隙間は０．００５ｍ／ｍ程度と推定される。従って、本発明は、この点においても、軸部２と傘部１０との緊締度合いを高めることができる。すなわち、例えば、エンジン回転数６０００ｒ．ｐ．ｍで５０回／ｓｅｃ．の往復動をするエンジンバルブにおいて軸部と傘部の強固な一体化こそ肝要である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は、軸部の一部正面図、（ｂ）は、同じく下面図、（ｃ）は、傘部の断面図、（ｄ）は同じく下面図。
【図２】軸部と傘部とを組み付け、揺動鍛造を施す前の状態を示す断面図。
【図３】軸部と傘部とを組み付け、揺動鍛造を施した後の状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００１７】
１…エンジンバルブ、２…軸部、３…拡径部、３ａ…受座面、４…軸心部、５…先端部分、１０…傘部、１１…着座面、１２…貫通孔、１３…表側面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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