JP2780243B2 - セラミックス製バルブの強度試験法 - Google Patents
セラミックス製バルブの強度試験法Info
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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、セラミックスからなるエンジン用バルブの
強度試験方法に関する。
強度試験方法に関する。
自動車等のエンジンに用いられるバルブは、高温のガ
スにさらされるとともに、カムによる連続的な開閉操作
のために、エンジンのバルブシートにより繰り返し衝撃
を受ける。このため、バルブは耐熱製、高温強度及び高
温耐腐食性に優れているとともに、耐衝撃性にも優れた
ものでなければならない。
スにさらされるとともに、カムによる連続的な開閉操作
のために、エンジンのバルブシートにより繰り返し衝撃
を受ける。このため、バルブは耐熱製、高温強度及び高
温耐腐食性に優れているとともに、耐衝撃性にも優れた
ものでなければならない。
このような理由により、従来からバルブには耐熱性合
金が用いられてきたが、最近は、金属よりも軽量で、耐
熱性、耐酸化性、耐腐食性に優れた窒化珪素、炭化珪
素、サイアロン等のセラミックスが開発され、これらの
セラミックスによりバルブを形成することが試みられて
いる。
金が用いられてきたが、最近は、金属よりも軽量で、耐
熱性、耐酸化性、耐腐食性に優れた窒化珪素、炭化珪
素、サイアロン等のセラミックスが開発され、これらの
セラミックスによりバルブを形成することが試みられて
いる。
しかしながら、セラミックスは、金属材料と異なって
靭性が低く、また表面の微小な欠陥でも破壊の原因とな
りやすい。従って、セラミックス製バルブでは、形状や
表面の加工状態（研削状態）により強度が大幅に変化す
る傾向を示す。そのために、セラミックス製バルブは、
使用前に各々について所定の強度を有するか否か試験す
る必要がある。その強度試験としては、それぞれバルブ
のステム部及びヘッド部の根本に対する曲げ試験（主と
して表面の傷や面細さ等の欠陥状態を知ることができ
る）、及びステム部に対する引張試験（ステム部内の状
態を知ることができる）がある。
靭性が低く、また表面の微小な欠陥でも破壊の原因とな
りやすい。従って、セラミックス製バルブでは、形状や
表面の加工状態（研削状態）により強度が大幅に変化す
る傾向を示す。そのために、セラミックス製バルブは、
使用前に各々について所定の強度を有するか否か試験す
る必要がある。その強度試験としては、それぞれバルブ
のステム部及びヘッド部の根本に対する曲げ試験（主と
して表面の傷や面細さ等の欠陥状態を知ることができ
る）、及びステム部に対する引張試験（ステム部内の状
態を知ることができる）がある。
従って、本発明の目的は、セラミックス製バルブの表
面及び内部の状態に依存する曲げ強度及び引張り強度を
試験する方法を提供することである。
面及び内部の状態に依存する曲げ強度及び引張り強度を
試験する方法を提供することである。
本発明者は、上記目的を達成すべく種々検討を重ねた
結果、バルブのヘッド部及びバルブのステム部全体に対
して曲げ応力がかかるような曲げ試験をそれぞれ行え
ば、バルブの表面研削状態が十分な強度を与えるレベル
に達しているか否か知ることができ、またバルブの軸線
方向への引張り試験を行えばバルブ本来の強度を知るこ
とができることを発見し、本発明を完成させた。
結果、バルブのヘッド部及びバルブのステム部全体に対
して曲げ応力がかかるような曲げ試験をそれぞれ行え
ば、バルブの表面研削状態が十分な強度を与えるレベル
に達しているか否か知ることができ、またバルブの軸線
方向への引張り試験を行えばバルブ本来の強度を知るこ
とができることを発見し、本発明を完成させた。
すなわち、先端部にコッタ用溝を有するステム部と、
前記ステム部の根元部に連続する傘状のヘッド部とから
なるエンジン用セラミックス製バルブの強度を試験する
本発明の方法は、前記ヘッド部を前記ステム部と同軸的
に回転するチャックで保持するとともに、前記ステム部
の先端部に回転自在な治具を取り付け、前記ステム部の
軸線を中心として前記バルブを回転させながら前記治具
により前記ステム部の先端部にほぼ垂直に荷重を加える
ことにより、前記ヘッド部のつけ根付近が最大になる曲
げモーメントを前記バルブに与え、前記ヘッド部のつけ
根における強度を試験することを特徴とする。
前記ステム部の根元部に連続する傘状のヘッド部とから
なるエンジン用セラミックス製バルブの強度を試験する
本発明の方法は、前記ヘッド部を前記ステム部と同軸的
に回転するチャックで保持するとともに、前記ステム部
の先端部に回転自在な治具を取り付け、前記ステム部の
軸線を中心として前記バルブを回転させながら前記治具
により前記ステム部の先端部にほぼ垂直に荷重を加える
ことにより、前記ヘッド部のつけ根付近が最大になる曲
げモーメントを前記バルブに与え、前記ヘッド部のつけ
根における強度を試験することを特徴とする。
また上記形状のセラミックス製バルブの強度を試験す
る本発明のもう１つの方法は、前記バルブのヘッド部及
びステム部の先端部をそれぞれ前記ステム部と同軸的に
回転可能な保持部を有する治具で保持し、前記両治具を
支点により支持し、前記バルブを前記ステム部の軸線を
中心として回転しつつ、前記両支点の内側において前記
両治具に同一の荷重をかけることにより前記バルブに均
一な曲げモーメントを与、前記バルブの４点曲げ試験を
行い、前記ステム部の強度を試験することを特徴とす
る。
る本発明のもう１つの方法は、前記バルブのヘッド部及
びステム部の先端部をそれぞれ前記ステム部と同軸的に
回転可能な保持部を有する治具で保持し、前記両治具を
支点により支持し、前記バルブを前記ステム部の軸線を
中心として回転しつつ、前記両支点の内側において前記
両治具に同一の荷重をかけることにより前記バルブに均
一な曲げモーメントを与、前記バルブの４点曲げ試験を
行い、前記ステム部の強度を試験することを特徴とす
る。
さらに上記形状のセラミックス製バルブの強度を試験
する本発明のもう１つの方法は、前記ステム部の先端部
にコッタ及びリテーナを装着し、前記ヘッド部及び前記
リテーナをそれぞれ自在継手に連結したチャックで保持
し、常に引張り力の方向を前記バルブの中心軸方向に一
致させながら引張り強度試験を行うことを特徴とする。
する本発明のもう１つの方法は、前記ステム部の先端部
にコッタ及びリテーナを装着し、前記ヘッド部及び前記
リテーナをそれぞれ自在継手に連結したチャックで保持
し、常に引張り力の方向を前記バルブの中心軸方向に一
致させながら引張り強度試験を行うことを特徴とする。
以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第１図は本発明の一実施例によるセラミックス製バル
ブの曲げ試験を示す概略断面図である。
ブの曲げ試験を示す概略断面図である。
まずバルブ１は傘状のヘッド部２とステム部３とから
なり、ステム部３の先端部にはコッタ取付け用の溝3aが
形成されている。ここでバルブ１はそのヘッド部２及び
ステム部３の先端部において、それぞれ治具４及び５に
より保持する。
なり、ステム部３の先端部にはコッタ取付け用の溝3aが
形成されている。ここでバルブ１はそのヘッド部２及び
ステム部３の先端部において、それぞれ治具４及び５に
より保持する。
治具４は、回転部材41とこれを保持する筒状部材42と
を有する。回転部材41は円柱状部41aと、円柱状部41aと
一体的に接合し、外周におねじ部を有する円板状部41b
と、内周にめねじ部を有するリング部材41cとからな
り、リング部材41cは一端に内方フランジ部41dを有す
る。円板状部41bとリング部材41cは、螺合することによ
りチャック部を構成する。また円柱状部41aは複数のボ
ールベアリング43を介して筒状部材42に回転自在に保持
されている。チャック部の円板状部41bの端面にヘッド
部２の端面を当接してリング部材41cを締着することに
よりバルブ１を円柱状部41aと同軸的に固定する。
を有する。回転部材41は円柱状部41aと、円柱状部41aと
一体的に接合し、外周におねじ部を有する円板状部41b
と、内周にめねじ部を有するリング部材41cとからな
り、リング部材41cは一端に内方フランジ部41dを有す
る。円板状部41bとリング部材41cは、螺合することによ
りチャック部を構成する。また円柱状部41aは複数のボ
ールベアリング43を介して筒状部材42に回転自在に保持
されている。チャック部の円板状部41bの端面にヘッド
部２の端面を当接してリング部材41cを締着することに
よりバルブ１を円柱状部41aと同軸的に固定する。
一方治具５は筒状部材51と複数のボールベアリング52
とからなり、ステム部３の先端部を回転自在に保持す
る。
とからなり、ステム部３の先端部を回転自在に保持す
る。
このようにバルブ１を２つの治具４及び５でその軸線
を中心に回転自在に保持し、バルブ１を治具４の回転部
材41とともに回転させながら、治具５にバルブ１の軸線
に対してほぼ垂直に荷重をかける。このとき、バルブ１
にかかる曲げモーメントは、第１図に合わせて示すよう
に、ヘッド部２に近づくにつれて大きくなる。ヘッド部
２は径が拡大しているので、挙げ応力に対しては十分な
強度を有するので、結局第１図に示す方法によれば、主
としてヘッド部２のつけ根付近の強度を試験することに
なる。
を中心に回転自在に保持し、バルブ１を治具４の回転部
材41とともに回転させながら、治具５にバルブ１の軸線
に対してほぼ垂直に荷重をかける。このとき、バルブ１
にかかる曲げモーメントは、第１図に合わせて示すよう
に、ヘッド部２に近づくにつれて大きくなる。ヘッド部
２は径が拡大しているので、挙げ応力に対しては十分な
強度を有するので、結局第１図に示す方法によれば、主
としてヘッド部２のつけ根付近の強度を試験することに
なる。
なお、このような曲げ試験の結果は、一般的に試験体
の表面の状態が試験体に十分な強度を与えるレベルに達
しているかどうかを示す。というのは、試験体に曲げの
力を加えるときに最も大きな応力が発生するのはその表
面であり、かつ表面の加工（研削）状態により強度が著
しく変動するからである。従って上記した曲げ試験で
は、ヘッド部のつけ根付近の表面研削状態が十分な強度
を与えるレベルに達しているか否を知ることになる。
の表面の状態が試験体に十分な強度を与えるレベルに達
しているかどうかを示す。というのは、試験体に曲げの
力を加えるときに最も大きな応力が発生するのはその表
面であり、かつ表面の加工（研削）状態により強度が著
しく変動するからである。従って上記した曲げ試験で
は、ヘッド部のつけ根付近の表面研削状態が十分な強度
を与えるレベルに達しているか否を知ることになる。
なおこの方法において、筒状部材５に荷重を負荷しな
がらバルブ１を治具４の回転部41とともに少なくとも１
回転させれば、つけ根付近の表面状態を全周にわたって
試験することができる。
がらバルブ１を治具４の回転部41とともに少なくとも１
回転させれば、つけ根付近の表面状態を全周にわたって
試験することができる。
次に４点曲げ試験を用いたステム部３の強度を試験す
る方法について説明する。
る方法について説明する。
第２図は本発明の一実施例によるセラミックス製バル
ブの４点曲げ試験を示す概略断面図であり、第３図は第
２図に示す試験法におけるバルブのステム部端部と治具
７との係合状態を拡大して示す部分概略断面図である。
ここで、バルブ１はそのヘッド部２及びステム部３の先
端部においてそれぞれ治具６及び７により保持されてい
る。
ブの４点曲げ試験を示す概略断面図であり、第３図は第
２図に示す試験法におけるバルブのステム部端部と治具
７との係合状態を拡大して示す部分概略断面図である。
ここで、バルブ１はそのヘッド部２及びステム部３の先
端部においてそれぞれ治具６及び７により保持されてい
る。
治具６は回転部材61とこれを保持する筒状部材62とを
有する。回転部材61は円柱状部61aと、円筒状部61aと一
体的に接合し、外周におねじ部を有する円板状部61b
と、内周にめねじ部を有するリング部材61cとからな
り、リング部材61cは一端に内方フランジ部61dを有す
る。円板状部61bとリング部61cは、螺合することにより
チャック部を構成する。また円柱状部61aは複数のボー
ルベアリング63を介して筒状部材62に回転自在に保持さ
れている。チャック部の円板状部61bの端面にヘッド部
２の端面を当接してリング部61cを締着することにより
バルブ１を円柱状部61aと同軸的に固定する。
有する。回転部材61は円柱状部61aと、円筒状部61aと一
体的に接合し、外周におねじ部を有する円板状部61b
と、内周にめねじ部を有するリング部材61cとからな
り、リング部材61cは一端に内方フランジ部61dを有す
る。円板状部61bとリング部61cは、螺合することにより
チャック部を構成する。また円柱状部61aは複数のボー
ルベアリング63を介して筒状部材62に回転自在に保持さ
れている。チャック部の円板状部61bの端面にヘッド部
２の端面を当接してリング部61cを締着することにより
バルブ１を円柱状部61aと同軸的に固定する。
一方、治具７は、回転部材71とこれを保持する筒状部
材72とを有し、回転部材71は複数のボールベアリング73
を介して筒状部材72に回転自在に保持されている。
材72とを有し、回転部材71は複数のボールベアリング73
を介して筒状部材72に回転自在に保持されている。
回転部材71の端部には、第３図に詳しく示すようにバ
ルブ１のステム部の先端部を挿入する穴が設けられてい
る。この穴はステム部のコッタ用溝部が十分に中に入る
深さを有している。また穴の径は、ステム部の先端部の
外径よりわずかに大きくなっている。
ルブ１のステム部の先端部を挿入する穴が設けられてい
る。この穴はステム部のコッタ用溝部が十分に中に入る
深さを有している。また穴の径は、ステム部の先端部の
外径よりわずかに大きくなっている。
このようにバルブ１をその両側から治具６及び治具７
とで保持し、４点曲げ試験を行う。このとき、支点８、
８及び２つの内部荷重点をともに治具６及び７に位置す
るように設定し、バルブ１を２つの内部荷重点間に位置
させる。第２図に示す鉛直下方を向く２つの矢印の点を
内部荷重点として、これに同一の荷重を矢印方向にかけ
ると、図に合わせて示すように、内部荷重点間にかかる
曲げモーメントはバルブの中心軸に沿って均一の大きさ
となる。従って、この方法によればステム部材全体の強
度試験を一度にすることができる。
とで保持し、４点曲げ試験を行う。このとき、支点８、
８及び２つの内部荷重点をともに治具６及び７に位置す
るように設定し、バルブ１を２つの内部荷重点間に位置
させる。第２図に示す鉛直下方を向く２つの矢印の点を
内部荷重点として、これに同一の荷重を矢印方向にかけ
ると、図に合わせて示すように、内部荷重点間にかかる
曲げモーメントはバルブの中心軸に沿って均一の大きさ
となる。従って、この方法によればステム部材全体の強
度試験を一度にすることができる。
なお、この方法でも、前述の曲げ試験と同様に荷重を
負荷しながら、バルブ１をその両側を保持している回転
部材61及び回転部材71とともに少なくとも１回転させ、
ステム部の全表面において、バルブ強度を低下させるよ
うな欠陥があるか否かを試験する。
負荷しながら、バルブ１をその両側を保持している回転
部材61及び回転部材71とともに少なくとも１回転させ、
ステム部の全表面において、バルブ強度を低下させるよ
うな欠陥があるか否かを試験する。
ところで、ステム部３の先端部に形成されたコッタ用
溝部は加工による欠陥が残りやすい部位であるととも
に、実際の使用時には大きな応力がかかる部分であるの
で、この部分における強度試験も行う必要がある。
溝部は加工による欠陥が残りやすい部位であるととも
に、実際の使用時には大きな応力がかかる部分であるの
で、この部分における強度試験も行う必要がある。
そこで本発明の方法では、ステム部の先端部と治具７
の回転部材71とを第３図に示すように、係合させてコッ
タ用溝部の強度試験を合わせて行う。前述したようにス
テム部３と回転部材71との間には、わずかなすきまが存
在するが、治具７に荷重がかかると両者は部分的に接触
する。例えば第３図で上方向から鉛直下方に荷重がかか
るとすると、穴の内壁面のうち図の71a及び71bの部分が
ステム３と接触する。このときバルブ１のステム部の先
端部の表面に発生する応力の大きさは第３図の下部に示
すグラフのようになる。従って第３図に示すようなステ
ム部の先端部の保持方法をとれば、コッタ用溝部にも十
分に大きな応力をかけることができるので、この部分の
強度試験もステム部全体の強度試験と同時に行うことが
できる。
の回転部材71とを第３図に示すように、係合させてコッ
タ用溝部の強度試験を合わせて行う。前述したようにス
テム部３と回転部材71との間には、わずかなすきまが存
在するが、治具７に荷重がかかると両者は部分的に接触
する。例えば第３図で上方向から鉛直下方に荷重がかか
るとすると、穴の内壁面のうち図の71a及び71bの部分が
ステム３と接触する。このときバルブ１のステム部の先
端部の表面に発生する応力の大きさは第３図の下部に示
すグラフのようになる。従って第３図に示すようなステ
ム部の先端部の保持方法をとれば、コッタ用溝部にも十
分に大きな応力をかけることができるので、この部分の
強度試験もステム部全体の強度試験と同時に行うことが
できる。
なおコッタ用溝部に発生する応力の大きさＳは回転部
材71に形成される穴の深さＬとステム端面からコッタ用
溝までの距離ｌとの比（l/L）を変えることにより任意
に調節することができる。
材71に形成される穴の深さＬとステム端面からコッタ用
溝までの距離ｌとの比（l/L）を変えることにより任意
に調節することができる。
以上に説明した二つの曲げ試験を行えば、バルブの表
面全体においてその研削状態が十分な強度を与えるレベ
ルに達しているか否かを知ることができるが、これらの
曲げ試験ではバルブの内部中央付近に存在する欠陥の有
無については正確に知ることはできない。従ってバルブ
内部における欠陥の有無を調べるためにステム部軸方向
への引張り試験を行うのが良い。
面全体においてその研削状態が十分な強度を与えるレベ
ルに達しているか否かを知ることができるが、これらの
曲げ試験ではバルブの内部中央付近に存在する欠陥の有
無については正確に知ることはできない。従ってバルブ
内部における欠陥の有無を調べるためにステム部軸方向
への引張り試験を行うのが良い。
第４図は本発明の一実施例によるセラミックス製バル
ブの引張り試験を示す概略断面図である。
ブの引張り試験を示す概略断面図である。
まずバルブ１はそのステム部３の先端部においてコッ
タ10及びリテーナ11を装着している。この装着は、実際
にバルブ１がエンジンに装備される時と同様に行われる
が、ステム部３に設けられたコッタ用溝に嵌合する凸部
を有するくさび状のコッタ10が、内壁面がテーパ状とな
っている円筒状のリテーナ11とステム部３との間に嵌入
するように装着されている。
タ10及びリテーナ11を装着している。この装着は、実際
にバルブ１がエンジンに装備される時と同様に行われる
が、ステム部３に設けられたコッタ用溝に嵌合する凸部
を有するくさび状のコッタ10が、内壁面がテーパ状とな
っている円筒状のリテーナ11とステム部３との間に嵌入
するように装着されている。
コッタ及びリテーナを装着したバルブ１は第４図に示
すようにヘッド部２及びリテーナ11においてそれぞれ２
つのチャック12及び13により保持される。なおこのとき
のチャック12、13によるバルブ１の保持の方法は、前述
した第１図及び第２図に示す方法と同様の方法で行うこ
とができる。またチャック12及び13にはそれぞれ自在継
手14、14が連続しており、引張り時の力の方向が必ずバ
ルブ１の中心軸の方向に一致するように工夫されてい
る。
すようにヘッド部２及びリテーナ11においてそれぞれ２
つのチャック12及び13により保持される。なおこのとき
のチャック12、13によるバルブ１の保持の方法は、前述
した第１図及び第２図に示す方法と同様の方法で行うこ
とができる。またチャック12及び13にはそれぞれ自在継
手14、14が連続しており、引張り時の力の方向が必ずバ
ルブ１の中心軸の方向に一致するように工夫されてい
る。
このようにバルブ１をチャック12及び13で保持し、図
の矢印の方向に引張りの力をバルブ１に加えると、バル
ブ１の中心軸に垂直な断面においてはどの部分をとって
も等しい応力がかかることになる。従ってこの方法によ
ると、表面部のみならず、バルブ内部において強度を低
下させる欠陥が存在するか否かを知ることができる。
の矢印の方向に引張りの力をバルブ１に加えると、バル
ブ１の中心軸に垂直な断面においてはどの部分をとって
も等しい応力がかかることになる。従ってこの方法によ
ると、表面部のみならず、バルブ内部において強度を低
下させる欠陥が存在するか否かを知ることができる。
またこの方法ではコッタ及びリテーナを実際にステム
部に装着した上でヘッド部及びリテーナを保持して引張
り試験を行っているので、バルブが実際に使用される状
態に近い条件で試験をすることができ、より信頼性のあ
る強度試験となる。
部に装着した上でヘッド部及びリテーナを保持して引張
り試験を行っているので、バルブが実際に使用される状
態に近い条件で試験をすることができ、より信頼性のあ
る強度試験となる。
なお上記した三つの試験はすべて常温で実行すること
ができる。このときは、あらかじめバルブの材質となる
セラミックスの高温及び常温における強度を実験的に求
めておき、その結果から較正をしてやればよい。一般的
には高温での強度は常温における強度より小さいので、
常温で行う強度試験においてかける荷重を多少大きめに
設定するとよい。
ができる。このときは、あらかじめバルブの材質となる
セラミックスの高温及び常温における強度を実験的に求
めておき、その結果から較正をしてやればよい。一般的
には高温での強度は常温における強度より小さいので、
常温で行う強度試験においてかける荷重を多少大きめに
設定するとよい。
以上本発明を添付図面を参照して説明したが、本発明
はこれに限定されることなく、本発明の思想を逸脱しな
い限り種々の変更を施すことができる。例えばバルブ１
のヘッド部２を治具により保持する方法は図示したチャ
ックによる方法の外に種々変更することができるし、コ
ッタ及びリテーナをステム部に装着する方法も接着、焼
きばめ、機械的装着等適宜変更できる。
はこれに限定されることなく、本発明の思想を逸脱しな
い限り種々の変更を施すことができる。例えばバルブ１
のヘッド部２を治具により保持する方法は図示したチャ
ックによる方法の外に種々変更することができるし、コ
ッタ及びリテーナをステム部に装着する方法も接着、焼
きばめ、機械的装着等適宜変更できる。
さらに本発明の方法はセラミックス製バルブに限ら
ず、セラミックス棒状部品に対しても応用することがで
きる。
ず、セラミックス棒状部品に対しても応用することがで
きる。
なおこの三つの試験法を用いてセラミックス製バルブ
の強度試験を行えば、信頼性のある強度保証をすること
ができる。またバルブのヘッド部の形状によっては上述
した４点曲げ試験と引張り試験の組合せのみで強度保証
をすることも可能であり、より信頼性のある強度保証が
必要なときには、さらにアコースティックエミッション
信号計測法を加えるのがよい。
の強度試験を行えば、信頼性のある強度保証をすること
ができる。またバルブのヘッド部の形状によっては上述
した４点曲げ試験と引張り試験の組合せのみで強度保証
をすることも可能であり、より信頼性のある強度保証が
必要なときには、さらにアコースティックエミッション
信号計測法を加えるのがよい。
本発明の曲げ試験法を用いれば、バルブのヘッド部の
つけ根及びバルブのステム部の表面全体における研削状
態の良、不良を知ることができる。またステム部の中心
軸方向の引張り試験によりバルブ内部における欠陥の有
無を知ることができる。
つけ根及びバルブのステム部の表面全体における研削状
態の良、不良を知ることができる。またステム部の中心
軸方向の引張り試験によりバルブ内部における欠陥の有
無を知ることができる。
従って、本発明の二つの曲げ試験法と引張り試験とを
組み合わせれば、セラミックス製バルブに対する信頼性
のある強度保証を行うことができる。
組み合わせれば、セラミックス製バルブに対する信頼性
のある強度保証を行うことができる。
特に本発明の方法においては、コッタ用溝部やヘッド
部のつけ根等の大きな応力のかかる部位をも含めた試験
となっているので、本発明の方法による強度保証の信頼
性はより高いものとなる。
部のつけ根等の大きな応力のかかる部位をも含めた試験
となっているので、本発明の方法による強度保証の信頼
性はより高いものとなる。
第１図は本発明の一実施例によるバルブの曲げ試験法を
示す概略断面図であり、この試験により発生する曲げモ
ーメントの大きさを示すグラフを併載しており、 第２図は本発明のもう一つの実施例による４点曲げ試験
を示す概略断面図であり、この試験により発生する曲げ
モーメントの大きさを示すグラフを併載しており、 第３図は、第２図に示す試験法においてステム部端部を
治具により保持する状態を示す部分概略断面図であり、
ステム部の先端部の表面に発生する応力の大きさを示す
グラフを併載しており、 第４図は本発明のさらにもう一つの実施例によるバルブ
の引張り試験法を示す概略断面図である。 １……セラミックス製バルブ ２……ヘッド部 ３……ステム部 3a……コッタ用溝 4,5,6,7……治具 ８……支持用コマ 10……コッタ 11……リテーナ 12,13……チャック 14……自在継手 41,61,71……回転部材 42,62,72……筒状部材 43,63,73……ボールベアリング
示す概略断面図であり、この試験により発生する曲げモ
ーメントの大きさを示すグラフを併載しており、 第２図は本発明のもう一つの実施例による４点曲げ試験
を示す概略断面図であり、この試験により発生する曲げ
モーメントの大きさを示すグラフを併載しており、 第３図は、第２図に示す試験法においてステム部端部を
治具により保持する状態を示す部分概略断面図であり、
ステム部の先端部の表面に発生する応力の大きさを示す
グラフを併載しており、 第４図は本発明のさらにもう一つの実施例によるバルブ
の引張り試験法を示す概略断面図である。 １……セラミックス製バルブ ２……ヘッド部 ３……ステム部 3a……コッタ用溝 4,5,6,7……治具 ８……支持用コマ 10……コッタ 11……リテーナ 12,13……チャック 14……自在継手 41,61,71……回転部材 42,62,72……筒状部材 43,63,73……ボールベアリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭62−20352（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−79142（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−35055（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 3/00 - 3/62 G01M 13/00
Claims (5)
- 【請求項１】先端部にコッタ用溝を有するステム部と、
前記ステム部の根元部に連続する傘状のヘッド部とから
なるエンジン用セラミックス製バルブの強度試験法にお
いて、前記ヘッド部を前記ステム部と同軸的に回転する
チャックで保持するとともに、前記ステム部の先端部に
回転自在な治具を取り付け、前記ステム部の軸線を中心
として前記バルブを回転させながら前記治具により前記
ステム部の先端部にほぼ垂直に荷重を加えることによ
り、前記ヘッド部のつけ根付近が最大になる曲げモーメ
ントを前記バルブに与え、前記ヘッド部のつけ根におけ
る強度を試験することを特徴とする方法。 - 【請求項２】先端部にコッタ用溝を有するステム部と、
前記ステム部の根元部に連続する傘状のヘッド部とから
なるエンジン用セラミックス製バルブの強度試験法にお
いて、前記バルブのヘッド部及びステム部の先端部をそ
れぞれ前記ステム部と同軸的に回転可能な保持部を有す
る治具で保持し、前記両治具を支点により支持し、前記
バルブを前記ステム部の軸線を中心として回転しつつ、
前記両支点の内側において前記両治具に同一の荷重をか
けることにより前記バルブに均一な曲げモーメントを
与、前記バルブの４点曲げ試験を行い、前記ステム部の
強度を試験することを特徴とする方法。 - 【請求項３】請求項２に記載の方法において、前記ヘッ
ド部を保持する第一治具は、円柱状部と前記バルブのヘ
ッド部を保持するチャック部とからなる第一回転部材
と、前記円柱状部を回転自在に保持する第一筒状部材と
からなり、一方前記ステム部の先端部を保持する第二治
具は、先端に前記ステム部の先端部を挿入する穴を有す
る第二回転部材と前記第二回転部材を回転自在に保持す
る第二筒状部材とからなり、もって前記バルブを軸線を
中心に回転自在に保持し、４点曲げ試験を行うことを特
徴とする方法。 - 【請求項４】請求項３に記載の方法において、前記第二
回転部材に形成された穴は、前記ステム部のコッタ用溝
が十分に中に入る深さを有しており、また前記穴の径は
前記ステム部の先端部の外径より僅かに大きいことを特
徴とする方法。 - 【請求項５】先端部にコッタ用溝を有するステム部と、
前記ステム部の根元部に連続する傘状のヘッド部とから
なるエンジン用セラミックス製バルブの強度試験法にお
いて、前記ステム部の先端部にコッタ及びリテーナを装
着し、前記ヘッド部及び前記リテーナをそれぞれ自在継
手に連結したチャックで保持し、常に引張り力の方向を
前記バルブの中心軸方向に一致させながら引張り強度試
験を行うことを特徴とする方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148743A JP2780243B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | セラミックス製バルブの強度試験法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148743A JP2780243B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | セラミックス製バルブの強度試験法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0313842A JPH0313842A (ja) | 1991-01-22 |
| JP2780243B2 true JP2780243B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=15459634
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1148743A Expired - Fee Related JP2780243B2 (ja) | 1989-06-12 | 1989-06-12 | セラミックス製バルブの強度試験法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780243B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE19705412C2 (de) * | 1997-02-13 | 2000-02-24 | Audi Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung eines aus sprödem Material bestehenden Bauteils |
| DE19902420A1 (de) * | 1999-01-22 | 2000-08-17 | Cfi Ceramics For Industry Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Überlastprüfung von Ventilen |
| US6367321B1 (en) * | 1999-02-01 | 2002-04-09 | Ngk Insulators, Ltd. | Test method on the strength of ceramic engine-valves and testing device for the same |
| KR100307825B1 (ko) * | 1999-10-23 | 2001-11-02 | 윤종용 | 웨이퍼 예비정렬 스테이지에 사용되는 웨이퍼 온도 제어장치 |
| US6647770B2 (en) | 2001-07-16 | 2003-11-18 | Caterpillar Inc | Apparatus and method for testing internal combustion engine valves |
| CN105651634B (zh) * | 2016-01-22 | 2018-08-07 | 刘佐民 | 发动机气门-导管强化磨损模拟实验机 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6220352U (ja) * | 1985-07-20 | 1987-02-06 | ||
| JPH0235055U (ja) * | 1988-08-31 | 1990-03-06 |
-
1989
- 1989-06-12 JP JP1148743A patent/JP2780243B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0313842A (ja) | 1991-01-22 |
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