专利名称：中空发动机气门的制造方法
技术领域：
本发明涉及实现了制造エ序的简化及制造成本的降低的中空发动机气门的制造方法。
背景技术：
近年来，伴随着发动机的高输出化及高性能化而提出了各种结构的发动机气门，在所述发动机气门中，其内部形成为中空且在该中空部内封入有制冷剂用的金属钠。由此，
与实心的发动机气门相比，能够实现轻量化且同时在所封入的金属钠的作用下能够实现导热性的提高。这种以往的中空发动机气门的制造方法例如在专利文献1、2中公开。在先技术文献专利文献专利文献I日本专利第4282900号公报专利文献2日本专利第4390291号公报发明的概要发明要解决的课题然而，在以往的中空发动机气丨I的制造方法中，在分别制造多个构件之后，最终将这些构件彼此接合，从而能够获得作为完成品的中空发动机气门。因此，为了制造中空发动机气门而必须经过多道エ序，因此制造エ序可能变得复杂且导致制造成本的増加。
发明内容
因此，本发明用于解决上述课题，其目的在于提供一种能够实现制造エ序的简化及制造成本的降低的中空发动机气门的制造方法。用于解决课题的手段在用于解决上述课题的第一发明的中空发动机气门的制造方法中，以使半完成品的中空轴部的外径尺寸及内径尺寸阶段性地缩小并使所述中空轴部的长度阶段性地延伸的方式，将所述中空轴部依次插入孔形状不同的多个成形孔内而依次进行所述半完成品的拉深加工，从而将所述中空轴部成形为规定形状，所述中空发动机气门的制造方法的特征在于，对半完成品施加热处理而使该半完成品成为规定硬度以下，通过调整了孔径的最后的所述成形孔使所述中空轴部的开ロ缘部向其内侧增加壁厚而成形轴端密封部，将所述轴端密封部的间隙接合。用于解决上述课题的第二发明的中空发动机气门的制造方法的特征在干，对最后的所述成形孔的、成形所述中空轴部的轴成形部的孔径进行调整。用于解决上述课题的第三发明的中空发动机气门的制造方法的特征在干，在利用最后的所述成形孔进行拉深加工前，向所述中空轴部内注入制冷剂。
发明效果因此，根据本发明的中空发动机气门的制造方法，利用调整了孔径的成形孔将被施加热处理而成为规定硬度以下的半完成品成形成中空轴部的开ロ缘部在其内侧壁厚增カロ，然后，将利用该壁厚增加而成形的轴端密封部的间隙接合，从而能够减少构成中空发动机气门I的部件个数，因此能够实现制造エ序的简化及制造成本的降低。
图I是适用了本发明的中空发动机气门的制造方法的冷锻装置的简要结构图。图2(a)是设置于冷锻装置的第η拉深エ序中的拉伸模的纵剖视图和通过该拉伸模成形的半完成品的纵剖视图，图2(b)是以往设置于冷锻装置的第η拉深エ序中的拉伸模的纵剖视图和通过该拉伸模成形的半完成品的纵剖视图。
图3是通过本发明的制造方法制造的中空发动机气门的纵剖视图。
具体实施例方式以下，使用附图详细说明本发明的中空发动机气门的制造方法。实施例首先，如图3所示，利用本发明的制造方法制造的中空发动机气门I作为车辆等的发动机的吸气气门或排气气门使用，在其内部封入有制冷剂用的金属钠N。中空发动机气门I是阀伞部11、中空轴部12、轴端密封部15 —体成形而得到的，在其内部，中空孔13遍及阀伞部11和中空轴部12地形成。另外，在中空孔13内被注入金属钠N的状态下，轴端密封部15以中空轴部12的基端(上端)侧的开ロ缘部向其内侧增大壁厚的方式封闭而成形，对此，以后将详细地描述。此外，最后将轴端密封部15的中央部的间隙接合。即，使用后述的冷锻装置20等制造中空发动机气门I，在该冷锻中，在向中空孔13内注入金属钠N后，进行轴端密封部15的接合。由此，能够获得作为完成品的中空发动机气门I。需要说明的是，根据使用条件的不同，也存在不封入金属钠N的情況。接下来，使用图I及图2(a)、(b)说明冷锻装置20的结构。图I所示的冷锻装置20通过对半完成品Ia依次进行拉深(冷锻)加工，从而成形中空发动机气门I。在该冷锻装置20的下部设置有冲压头21，而在其上部设置有与冲压头21对置的滑块(ram) 22，该滑块22被支承成可沿上下方向移动。在滑块22的下表面，筒状的拉伸模DiI、Di2、Di (m_l)、Dim、Di (η-1)、Din'被设置成沿着半完成品的输送方向串联。其中，所附加的字母m表示第m个，所附加的字母η表示第η (最后)个，m < η，且m与η均为3以上的正整数。在拉伸模0丨1、0丨2、0パ111-1)、0加、0パ11-1)、0丨11'的中央部开设有成为圆形横截面的成形孔Ml、M2、M(m-1)、Mm、M(η-1)、Mn'，它们的内径形成为朝向输送方向下游侧而逐渐减小。另外，成形孔肌、12、1(111-1)、馳、1(11-1)、111'的长度(深度)为LI、L2、L(m_l)、Lm> L(n-l)、Ln,它们的长度LI、L2、L(m-1)、Lm> L(n-l)、Ln形成为随着朝向输送方向下游侧而逐渐加长。即，它们的长度设定成LI < L2 < L(m-1) < Lm < L(n-l) < Ln。另一方面,半完成品la、lb、lm、ln及中空发动机气门I能够通过未图不的输送机构被输送及定位到冲压头21的上表面。在此，使用图2(a)、(b)对拉伸模Din'进行说明。拉伸模DiV通过对拉伸模Di (n-Ι)所成形的半完成品In进行拉深加工，能够获得作为半完成品(未实施接合)的中空发动机气门I。然后，在该中空发动机气门I中，中空轴部12的开ロ缘部以向其内侧鼓出的方式封闭，由此，轴端密封部15得以成形。S卩，替代以往使用的用于对中空轴部的壁厚固定且其开ロ缘部开ロ的这种中空发动机气门(阀主体)Ix进行成形的拉伸模Din，而在冷锻装置20中设置拉伸模Din'。如图2(a)所示，拉伸模Din'的成形孔Mn'具有成形部(阀伞成形部)Man'，其长度形成为Ln，且用于将中空发动机气门I的阀伞部11的上部最終成形；成形部(轴成形部)Mbn'，其与所述成形部Man'的上部连续形成，并且用于将中空发动机气门I的中空轴部12及轴端密封部15成形。此外，成形部MaV的最大内径形成为Dn，成形部MbV的 内径形成为dn'。通过使用这种拉伸模Din'进行拉深加工，中空发动机气门I的长度(高度)成形为In'，而且中空轴部12及轴端密封部15的外径成形为dn'，且中空轴部12的内径成形为 dn2。另ー方面，如图2 (b)所示，拉伸模Din的成形孔Mn具有成形部Man，其长度形成为Ln，且用于将中空发动机气门Ix的阀伞部的上部最終成形；成形部Mbn，其与所述的成形部Man的上部连续形成，并且用于将中空发动机气门Ix的中空轴部成形。此外,成形部Man的最大内径形成为Dn,成形部Mbn的内径形成为比内径dn'大的)。通过使用这种拉伸模Din进行拉深加工，中空发动机气门Ix的长度(高度)成形为比长度In'长的ln(ln>ln')，而且，中空轴部的外径成形为比外径dn'大的dn(dn> dn/ )，并且其中空轴部的内径成形为dn2。S卩，通过相对于拉伸模Din而将拉伸模Din'设定为内径dn'比内径dn小，从而通过该拉伸模Din'能够成形具有用于将中空轴部12的开ロ部堵塞的轴端密封部15的中空发动机气门I。因此，在制造中空发动机气门I时，首先，在对未图示的实心圆棒原材料进行热锻而成形半完成品Ia之后，对该半完成品Ia进行热处理而使其成为规定硬度以下。接下来，将该规定硬度以下的半完成品Ia定位到冷锻装置20的冲压头21上的与拉伸模Dil对应的位置。然后，依次进行滑块22的升降动作和输送机构的输送动作及定位动作，通过拉伸If DiUDi2,Di (m-1) ,Dim.Di (n-1) ,Din/依次进行n次的拉深加工。由此，半完成品Ia与半完成品lb、lm、ln依次成形，伴随于此，各个中空轴部的外径尺寸及内径尺寸阶段性地缩小，且各个中空轴部的长度阶段性地延长，从而最終中空发动机气门I得以成形。在此，通过对半完成品Ia施加热处理而使其成为规定硬度以下，从而对于该半完成品Ia及其以后的半完成品lb、lm、ln而言，随着其硬度的降低，其中空轴部的壁厚容易变厚且该中空轴部的长度难以延长。于是，利用被调整成内径dn '的拉伸模Din'的成形孔Mn '对调节(conditioning)后的半完成品In进行挤压,从而能够将中空发动机气门I成形为中空轴部12的开ロ缘部向其内侧增加壁厚。另外，在拉伸模0丨1、0丨2、0パ111-1)、0加、0パ11-1)的拉深加工中，由于它们的成形孔Ml、M2、M(m-l)、Mm、M(n_l)的孔形状与以往相比未做调整，因此，在各个中空轴部的开ロ缘部开放的状态下直接成形。需要说明的是，在拉伸模DiV的拉深加工时，在利用I次拉深加工未使中空轴部12的开ロ缘部在其内侧密闭时，进行多次拉深加工使其开ロ缘部加厚而直至密闭。另外，成形孔Ml、M2、M (m-1)、Mm、M (n-1)、Mn'未按压半完成品la、lb、lm、In的阀伞部的下部，因此它们的阀伞部的最大外径保持Do不变。接下来，在冷锻装置20的拉伸模Dil、Di2、Di (m-1)、Dim、Di (n-Ι)中的任意ー个进行拉深加工后，金属钠N被注入中空孔13内，因此通过对轴端密封部15的间隙进行例如基于填料焊接或无填料焊接等的接合，从而制造出作为完成品的中空发动机气门I。需要说明的是，由于轴端密封部15未暴露于高温的排气气体中，所以除了焊接以外，也可以对其间隙进行基于钎焊等的接合。因此，根据本发明的中空发动机气门的制造方法，利用调整成内径dn'后的拉伸模Din'的成形孔Mn'将被施加热处理而成为规定硬度以下的半完成品In成形成中空轴部12的开ロ缘部在其内侧壁厚増加，然后通过将利用该壁厚增加而成形的轴端密封部15的间隙接合，从而能够减少构成中空发动机气门I的部件个数，因此能够实现制造エ序的简化及制造成本的降低。产业上的可利用性
本发明可适用于以通过可更换拉伸模而能够利用一个制造装置制造形状不同的中空发动机气门为目的中空发动机气门制造装置。
权利要求
1.一种中空发动机气门的制造方法，以使半完成品的中空轴部的外径尺寸及内径尺寸阶段性地缩小并使所述中空轴部的长度阶段性地延伸的方式，将所述中空轴部依次插入孔形状不同的多个成形孔内而依次进行所述半完成品的拉深加工，从而将所述中空轴部成形为规定形状，所述中空发动机气门的制造方法的特征在于， 对半完成品施加热处理而使该半完成品成为规定硬度以下， 通过调整了孔径的最后的所述成形孔使所述中空轴部的开口缘部向其内侧增加壁厚而成形轴端密封部， 将所述轴端密封部的间隙接合。
2.根据权利要求I所述的中空发动机气门的制造方法，其特征在于， 对最后的所述成形孔的、成形所述中空轴部的轴成形部的孔径进行调整。
3.根据权利要求I所述的中空发动机气门的制造方法，其特征在于， 在利用最后的所述成形孔进行拉深加工前，向所述中空轴部内注入制冷剂。
全文摘要
本发明提供能够实现制造工序的简化及制造成本的降低的中空发动机气门的制造方法。为此，以使半完成品(1a)的中空轴部的外径尺寸及内径尺寸阶段性地缩小并使该中空轴部的长度阶段性地延伸的方式，将该中空轴部依次插入孔形状不同的多个成形孔(M1、M2、M(m-1)、Mm、M(n-1)、Mn′)中而依次进行所述半完成品的拉深加工，从而将中空轴部成形为规定形状，在该中空发动机气门的制造方法中，对半完成品(1a)施加热处理而使其成为规定硬度以下，通过调整成内径(d2′)的拉伸模(Din′)的成形孔(Mn′)使中空轴部(12)的开口缘部向其内侧增加壁厚而成形轴端密封部(15)，并将该轴端密封部(15)的间隙接合。
文档编号B21D41/04GK102686330SQ20108005977
公开日2012年9月19日 申请日期2010年10月6日 优先权日2010年2月26日
发明者吉村豹治, 森井宏和 申请人:三菱重工业株式会社, 吉村股份有限公司