JP3758928B2

JP3758928B2 - 金属バルブの加工方法

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Publication number: JP3758928B2
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Authority: JP
Inventors: 良治田浦
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date: 2000-03-13
Publication date: 2006-03-22
Anticipated expiration: 2020-03-13
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、エンジンの排気弁あるいは吸気弁を構成する金属バルブの加工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、エンジンの排気弁あるいは吸気弁には、ロッドの先端に弁体となる傘部が設けられた金属バルブが用いられている。
この金属バルブは、吸気弁用、排気弁用あるいは特殊中空弁など用途に応じて各種のものがあるが、一般的には、図６に示すように、ロッド１の他端側に傘状に成型されたバルブ部２を有しており、ロッド部１には、その端部近傍にコッター溝３が形成されている。
【０００３】
ここで、この金属バルブの加工方法の従来例をアップセット法を例にとって図７を参照して説明する。
（１）耐衝撃材からなる棒状の素材を、図７（ａ）に示すように、上端部と中間部とに直接通電して上端側を加熱させることにより軟化させつつ下方側から押し上げて、上端側を膨出させるアップセット工程を行う。
（２）次いで、図７（ｂ）に示すように、上下のプレス型によって鍛造成型することにより、膨出させた他端側に傘状のバルブ部２を成型する。
（３）その後、焼鈍を行うことによって軟化させて、ロッド部１の曲がりを直し、さらに、各種の機械加工を施す。
【０００４】
ここで、この機械加工としては、ロッド部１の軸径、真直度を確保するためのセンタレス軸研削、ロッド部１の端部近傍における外周面のバルブスプリング保持用のコッター溝３を形成するためのコッター溝研削、ロッド部１の軸長の確保及び軸に対する軸端面の直角度及び平面度を確保するための軸端研削及びロッド部１に対するバルブ部２のフェース面の角度を確保するためのフェース面研削がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように、上記の金属バルブの加工方法にあっては、成型後に、様々な機械加工を施す必要があり、この機械加工によってコストが嵩んでしまうという問題があった。
また、このような機械加工を施すために、鍛造によって加工硬化した金属バルブを軟化させる焼鈍工程を要するため、加工に多大な時間及び手間を要するという問題もあった。
【０００６】
なお、従来の製造方法としては、他に、図８に示すように、上型によって下型へ素材を押し込んで、軸押出を行うことにより、一端側を棒状とし、その後、鍛造によってバルブ部２を成型する方法もあるが、この場合も、その後の焼鈍工程、曲がり直し工程及び機械加工工程は省けず、コストアップ、加工時間の長期化を招いていた。
しかも、上記の方法では、いずれも鍛造によるバルブ部２の成型時に、据え込み後にロッド部１への押出過程となるため、図７（ａ）もしくは図８の中間成形体のロッド部１とのつなぎの形状が最後まで残って、ロッド部１側のバルブ部２と成型型の成型面との間に隙間が形成されてしまうような不良を生じることがあり、しかも、バルブ部２の周縁部にバリが発生してしまい、バリ取り加工を行わなければならなかった。
【０００７】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、極めて低コストにて加工することができ、さらには、加工の容易化及び加工時間の短縮化を図ることが可能な金属バルブの加工方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の金属バルブの加工方法は、一端側が棒状のロッド部とされ、他端側が傘状のバルブ部とされた金属バルブを、棒状の素材の中間部から他端側を傘状に成型することにより加工する金属バルブの加工方法であって、前記素材の一端を保持するとともに、前記素材の中間部よりも他端側からなる加工部分を、その中間部側から端部へ向かって次第に加熱しながら前記素材の一端に向かうように軸方向へ押圧して膨出させることにより、加工部分の周囲を覆うように設けられた成型型によって形成されたバルブ成型空間部内に充満させて前記バルブ部を成型することを特徴とする。
【０００９】
このように、傘状のバルブ部となる素材の加工部分を、その中間部側から端部へ向かって次第に加熱しながら軸方向へ押圧して膨出させて、成型型のバルブ成型空間部へ充満させることにより、素材を、その中間部側からバルブ成型空間部を形成する成型面に沿って次第に膨出させることができる。これにより、特に、端部側から膨出させて成型させる従来の加工方法のように、ロッド部側のバルブ部と成型型の成型面との間に隙間が形成されるような不具合をなくすことができ、高精度に金属バルブを成型することができる。
しかも、加熱しながら軸方向へ押圧させて膨出させるので、従来のように鍛造により加工を施す場合と比較して、素材に加わる押圧力を低減させることができ、これにより、ロッド部の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部に対するバルブ部のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を不要とすることができ、これらにかかる手間及び時間を省略することができ、加工コストを大幅に低減させることができる。そして、ロッド部の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部に対するバルブ部のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を行うために、前もって行うことができなかったロッド部の端面の平滑仕上げやバルブスプリングを保持するコッター溝の形成を予め行うことができ、これにより、成型後における機械加工を全くなくすこともできる。
【００１０】
したがって、従来、鍛造により加工硬化した素材を機械加工を行うために軟化させるために必要であった焼鈍工程も不要とすることができ、さらなる作業の簡略化を図り、コスト低減を図ることができる。
また、バルブ成型空間部内に隙間なく膨出させて充満させることができるので、素材を完成時の体積と同一体積となるように切断しておくことにより、バルブ部の外周縁に形成されるバリの発生をなくすことができ、バリ取り加工を不要とすることができる。
【００１１】
請求項２記載の金属バルブの加工方法は、請求項１記載の金属バルブの加工方法において、前記棒状の素材の一端の端面を、予め精密せん断加工を施すことにより平滑化しておくことを特徴としている。
【００１２】
つまり、棒状の素材の一端の端面、つまり、ロッド部の端面を予め平滑にしておくことにより、成型後に端面を機械加工して平滑にするような手間を不要とすることができる。
【００１３】
請求項３記載の金属バルブの加工方法は、請求項１または請求項２記載の金属バルブの加工方法において、前記素材の一端近傍における周面に、バルブスプリングを保持するコッター溝を予め形成しておくことを特徴としている。
【００１４】
このように、バルブスプリングを保持するコッター溝を予め形成しておくことにより、成型後にコッター溝を機械加工して形成するような手間を不要とすることができる。
【００１５】
請求項４記載の金属バルブの加工方法は、請求項１〜３のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法において、前記バルブ成型空間部を形成する成型型に、前記棒状の素材の中間部から他端側を加熱する誘導加熱用コイルを設け、該誘導加熱用コイルによって前記素材の中間部から他端側を加熱させながらその他端をバルブ成型空間部へ向かって押圧することを特徴としている。
【００１６】
すなわち、誘導加熱によって棒状の素材の中間部から他端側を加熱して軟化させて、バルブ成型空間部への押圧力によって容易にかつ確実に素材の加工部分をバルブ成型空間部内へ膨出させて充満させ、バルブ部を高精度に成型することができる。
【００１７】
請求項５記載の金属バルブの加工方法は、請求項１〜３のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法において、前記バルブ成型空間部を形成する成型型に、このバルブ成型空間部に配設された素材に通電することにより発熱させ加熱させながらその他端をバルブ成型空間部へ向かって押圧することを特徴としている。
【００１８】
つまり、棒状の素材の中間部から他端側に通電することにより発熱させて軟化させ、バルブ成型空間部への押圧力によって容易にかつ確実に素材の加工部分をバルブ成型空間部内へ膨出させて充満させ、バルブ部を高精度に成型することができる。
【００１９】
請求項６記載の金属バルブの加工方法は、請求項１〜５のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法において、前記バルブ成型空間部へ挿入される前記素材の中間部から他端部側の加工部分に、その中間部から他端へ向かって順にレーザを照射して加熱させることを特徴としている。
【００２０】
このように、バルブ成型空間部へ挿入される素材の加工部分を、その中間部から他端へ向かって順にレーザを照射させて加熱させることにより、バルブ成型空間部にて、レーザによって加熱された加工部分を中間部側から膨出させて充満させ、バルブ部を高精度に成型することができる。
【００２１】
請求項７記載の金属バルブの加工方法は、請求項１〜６のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法において、素材の一端を上方へ向けて前記バルブ成型空間部内を貫通するように配設した状態にて、前記素材を他端から押し上げることにより、前記一端を、前記成型型の上方に設けられたストッパに当接させ、さらに押し上げることにより、加熱されて軟化された中間部から下方側を中間部側から膨出させることを特徴としている。
【００２２】
すなわち、素材を下方側から押し上げることにより、上方に向けられた素材の一端をストッパに当接させ、この状態にてさらに素材を押し上げて、素材の中間部から下方側の加熱されて軟化される加工部分を、バルブ成型空間部内にて膨出させてバルブ部を高精度にて成型することができる。つまり、素材を下方側から押し上げるので、上方から押し下げる場合と比較して、素材を吊り下げるための特別なチャックを不要とすることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の金属バルブの加工方法の実施の形態例を図面を参照して説明する。
図１において、符号１１は、金属バルブを加工する加工装置である。
この加工装置１１は、下方側に設けられたバルブ窪み成型ポンチ１２と、このバルブ窪み成型ポンチ１２の上方側に設けられたバルブ成型型（成型型）１３と、このバルブ成型型の上方側に設けられた上端部保持ストッパ（ストッパ）１４とを有している。
バルブ窪み成型ポンチ１２は、上下方向へ移動可能とされており、その中心には、上端面が凸状に湾曲された曲面からなる成型面１５ａとされたポンチ部１５が上方へ向かって突設されている。このポンチ部１５の外周側には、押圧凸部１６が形成されている。
【００２４】
バルブ成型型１３は、上型部１７と、この上型部１７の下方側にて上型部１７に対して近接離間可能に設けられたバルブ押さえ部１８とを有しており、これら上型部１７とバルブ押さえ部１８との間が、バルブ成型空間部Ａとされている。
この上型部１７には、その中心に、金属バルブの素材Ｓが挿通される挿通孔１７ａが形成されている。また、上型部１７は、その下面側が成型面１７ｂとされており、この成型面１７ｂによってバルブ部２の上面側が成型されるようになっている。
【００２５】
バルブ押さえ部１８には、その中心に、ポンチ挿通孔１８ａが形成されており、このポンチ挿通孔１８ａには、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５が挿通されるようになっている。そして、このバルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５がバルブ押さえ部１８のポンチ挿通孔１８ａに挿通されると、ポンチ部１５の成型面１５ａがバルブ押さえ部１８の上面１８ａから露出されるようになっている。
また、バルブ成型型１３には、その上型部１７及びバルブ押さえ部１８に、それぞれ周方向へわたって配設された誘導加熱用コイル１９が設けられている。
【００２６】
上端部保持ストッパ１４には、素材Ｓの上端部が嵌合される保持穴１４ａが形成されており、この保持穴１４ａに、素材Ｓの上端部が嵌合されることにより、素材Ｓの上端部が保持されるようになっている。
【００２７】
ここで、上記加工装置１１を用いて金属バルブを加工する場合、素材Ｓとしては、軸径が設計寸法であるものを用い、さらに次のようにして切断しておく。
図２（ａ）に示すように、素材Ｓの所定の位置に、素材Ｓを回転させながらロール成型ビット２１によってコッター溝３を成型し、その後、図２（ｂ）に示すように、素材Ｓを所定位置まで前方へ移動させ、素材Ｓを回転させながらカッター２２によって素材Ｓを切断する。
このようにすると、素材Ｓが所定の長さ寸法に高精度に切断され、また、コッター溝３が端面から所定の位置に形成される。ここで、この素材Ｓの所定の長さ寸法としては、加工後の金属バルブの体積と同一となる体積となるような長さ寸法である。
【００２８】
なお、カッター２２による切断時に、カッター２２を切断方向とは反対方向へ僅かに動かしてから切断することにより、切断面におけるだれ等が確実になくされ、平滑な面とされる。
そして、このように、素材Ｓを所定長さに切断し、また、端面から所定位置にコッター溝３を形成したら、加工装置１１によって成型加工を施す。
【００２９】
次に、上記構造の加工装置１１によって金属バルブを加工する場合について説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、素材Ｓのコッター溝３が形成された上端部側を、バルブ成型型１３のバルブ押さえ部１８のポンチ挿通穴１８ａ及び上型部１７の挿通孔１７ａへ順に挿通させ、下端部を、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５の成型面１５ａ上に配設する。
【００３０】
次いで、バルブ窪み成型ポンチ１２を上昇させて、図３（ｂ）に示すように、素材Ｓの上端部を、上端部保持ストッパ１４の保持穴１４ａに嵌合させる。
この状態において、誘導加熱用コイル１９へ電力を供給して発熱させる。このようにすると、バルブ成型型１３のバルブ成型空間部Ａ内が加熱され、これにより、素材Ｓは、バルブ成型型１３による成型加工によってバルブ部２とされる成型箇所の上端である中間部Ｃからその下方側が加熱される。
この中間部Ｃから下方側とは、金属バルブのロッド部１よりも下方側、つまり、成型によってバルブ部２とされる加工部分Ｓ１であり、この加工部分Ｓ１における中間部Ｃ側が加熱される。
【００３１】
その後、さらに、バルブ窪み成型ポンチ１２が上昇されると、このバルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５によって素材Ｓが上方へ押圧される。
これにより、図３（ｃ）に示すように、この素材Ｓは、誘導加熱用コイル１９の熱によって加熱された中間部Ｃ側から加工部分Ｓ１が膨出し、さらに加工部分Ｓ１の下端側が誘導加熱用コイル１９による加熱範囲に押し込まれて加熱されて軟化される。
【００３２】
これにより、この素材Ｓの加工部分Ｓ１は、バルブ成型型１３の上型部１７の成型面１７ａに沿って中間部Ｃ側より徐々に変形される。
さらに、バルブ窪み成型ポンチ１２が上昇すると、素材Ｓの加工部分Ｓ１の変形がさらに進行し、図３（ｄ）に示すように、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５がポンチ挿通孔１８ａへ挿入されて、このポンチ部１５の成型面１５ａが、バルブ押さえ部１８の上面から突出された状態となる。
【００３３】
この状態で、バルブ窪み成型ポンチ１２がさらに上昇すると、図３（ｅ）に示すように、バルブ窪み成型ポンチ１２の押圧凸部１６によってバルブ押さえ部１８が上方へ押圧され、素材Ｓの加工部分Ｓ１は、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５の成型面１５ａとバルブ押さえ部１８の上面１８ａとによって上方へ押圧されて外周方向へさらに膨出するように変形される。
これにより、素材Ｓの加工部分Ｓ１は、バルブ成型空間部Ａ内に充満するように変形し、金属バルブのバルブ部２が成型される。
【００３４】
このように、上記の金属バルブの加工方法によれば、傘状のバルブ部２となる素材Ｓの加工部分Ｓ１を、その中間部Ｃ側から端部へ向かって次第に加熱しながら軸方向へ押圧して膨出させて、バルブ成型型１３のバルブ成型空間部Ａへ充満させることにより、素材Ｓを、その中間部Ｃ側からバルブ成型空間部Ａを形成する成型面１５ａに沿って次第に膨出させることができる。これにより、特に、端部側から膨出させて成型させる従来の加工方法のように、ロッド部１側におけるバルブ部２と成型型の成型面との間に隙間が形成されような不具合をなくすことができ、高精度に金属バルブを成型することができる。
【００３５】
しかも、加熱しながら軸方向へ押圧させて膨出させるので、従来のように鍛造により加工を施す場合と比較して、素材Ｓに加わる押圧力を低減させることができ、これにより、ロッド部１の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部１に対するバルブ部２のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を不要とすることができ、これらにかかる手間及び時間を省略することができ、加工コストを大幅に低減させることができる。そして、ロッド部１の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部１に対するバルブ部２のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を行うために、前もって行うことができなかったロッド部１の端面の平滑仕上げやバルブスプリングを保持するコッター溝３の形成を予め行うことができ、これにより、成型後における機械加工を全くなくすことができる。
【００３６】
したがって、従来、鍛造により加工硬化した素材を機械加工を行うために軟化させるために必要であった焼鈍工程も不要とすることができ、さらなる作業の簡略化を図り、コスト低減を図ることができる。
また、バルブ成型空間部Ａ内に隙間なく膨出させて充満させることができるので、素材Ｓを完成時の体積と同一体積となるように切断しておくことにより、バルブ部２の外周縁に形成されるバリの発生をなくすことができ、バリ取り加工を不要とすることができる。
【００３７】
また、誘導加熱用コイル１９によって棒状の素材Ｓの中間部Ｃから他端側を加熱して軟化させて、バルブ成型空間部Ａへの押圧力によって容易にかつ確実に素材Ｓの加工部分Ｓ１をバルブ成型空間部Ａ内へ膨出させて充満させ、バルブ部２を高精度に成型することができる。
【００３８】
さらには、素材Ｓを下方側から押し上げることにより、上方に向けられた素材Ｓの一端を上端部保持ストッパ１４に当接させ、この状態にてさらに素材Ｓを押し上げて、素材Ｓの中間部Ｃから下方側の加熱されて軟化される加工部分Ｓ１を、バルブ成型空間部Ａ内にて膨出させてバルブ部２を高精度にて成型することができる。つまり、素材Ｓを下方側から押し上げるので、上方から押し下げる場合と比較して、素材Ｓを吊り下げるための特別なチャックを不要とすることができる。
【００３９】
図４に示すものは、レーザによって加熱して素材Ｓを軟化させるものである。
図に示すように、この加工装置１１には、バルブ成型型１３の下方側にレーザ加熱装置２３が設けられている。このレーザ加熱装置２３は、素材Ｓをレーザを照射して加熱するものである。
この加熱装置１１によって金属バルブを成型するには、上記と同様に、図４（ａ）に示すように、素材Ｓのコッター溝３が形成された上端部側を、バルブ成型型１３のバルブ押さえ部１８のポンチ挿通孔１８ａ及び上型部１７の挿通孔１７ａへ順に挿通させ、下端部を、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５の成型面１５ａ上に配設し、次いで、バルブ窪み成型ポンチ１２を上昇させる。
【００４０】
このとき、レーザ加熱装置２３によるレーザの加熱箇所に素材Ｓの中間部Ｃである加工部分Ｓ１の上端が達すると、このレーザ加熱装置２３からレーザが照射される。
そして、この素材Ｓがさらに上昇されると、その上昇に伴ってレーザ加熱装置２３によるレーザの照射が下方へ移動される。
さらに素材Ｓが上昇されて、図４（ｂ）に示すように、素材Ｓの上端部が、上端部保持ストッパ１４の保持穴１４ａに嵌合されると、素材Ｓは、バルブ成型型１３によって加工部分Ｓ１における上方側が加熱される。
【００４１】
その後は、前述と同様に、バルブ窪み成型ポンチ１２が上昇され、このバルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５によって素材Ｓが上方へ押圧され、図４（ｃ）に示すように、この素材Ｓが、レーザ装置２３及び誘導加熱用コイル１９によって加熱された中間部Ｃから加工部分Ｓ１が膨出され、さらに、バルブ窪み成型ポンチ１２が上昇され、素材Ｓの加工部分Ｓ１の変形がさらに進行し、図４（ｄ）バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５がポンチ挿通孔１８ａへ挿入されて、このポンチ部１５の成型面１５ａが、バルブ押さえ部１８の上面から突出された状態となり、この状態で、バルブ窪み成型ポンチ１２がさらに上昇し、バルブ窪み成型ポンチ１２の押圧凸部１６によってバルブ押さえ部１８が上方へ押圧され、図４（ｅ）に示すように、素材Ｓの加工部分Ｓ１が、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５の成型面１５ａとバルブ押さえ部１８の上面１８ａとによって上方へ押圧されて外周方向へさらに膨出するように変形される。
【００４２】
これにより、素材Ｓの加工部分Ｓ１は、バルブ成型空間部Ａ内に充満するように変形され、金属バルブのバルブ部２が成型される。
このように、この金属バルブの加工方法によれば、バルブ成型空間部Ａへ挿入される素材Ｓの加工部分Ｓ１を、その中間部Ｃから他端へ向かって順にレーザを照射させて加熱させることにより、バルブ成型空間部Ａにて、レーザによって加熱された加工部分Ｓ１を中間部Ｃ側から膨出させて充満させ、バルブ部２を高精度に成型することができる。
【００４３】
なお、上記の例では、誘導加熱用コイル１９を備えた加工装置１１にレーザ加熱装置２３を設けたが、このレーザ加熱装置２３だけを設けて、レーザによる加熱だけでバルブ部２を加工するような構成としても良い。
【００４４】
また、図５に示すものは、誘導加熱用コイル１９やレーザ加熱装置２３に代えて、通電による直接加熱手段を備えたものである。
図５に示すように、バルブ成型型１３には、上型部１７とバルブ押さえ部１８とに接続された電源２４から電力が供給されるようになっている。
なお、この加工装置１１では、バルブ押さえ部１８のポンチ挿通孔１８ａが小径とされ、挿通される素材Ｓと電気的に接触するようになっている。
そして、この加工装置１１にあっては、バルブ成型型１３のバルブ押さえ部１８のポンチ挿通孔１８ａ及び上型部１７の挿通孔１７ａへ素材Ｓを挿通させた状態にて電源２４から電力を供給すると、この電力によって素材Ｓの電流が通過している部分が直接発熱するようになっている。
【００４５】
そして、上記加工装置１１では、図５（ａ）に示すように、素材Ｓのコッター溝３が形成された上端部側を、バルブ成型型１３のバルブ押さえ部１８のポンチ挿通穴１８ａ及び上型部１７の挿通孔１７ａへ順に挿通させ、下端部を、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５の成型面１５ａ上に配設し、バルブ窪み成型ポンチ１２を上昇させて、素材Ｓの上端部を、上端部保持ストッパ１４の保持穴１４ａに嵌合させた状態にて、電源２４から電力を供給すると、素材Ｓの加工部分Ｓ１における中間部Ｃ側に通電されて直接発熱し、この加工部分Ｓ１が軟化される。
【００４６】
その後、さらに、バルブ窪み成型ポンチ１２が上昇されると、前述と同様に、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５によって素材Ｓが上方へ押圧され、図５（ｂ）に示すように、素材Ｓが、加熱された中間部Ｃ側から加工部分Ｓ１が膨出され、さらに加工部分Ｓ１の下端側が通電されて加熱されて軟化される。
【００４７】
これにより、この素材Ｓの加工部分Ｓ１は、バルブ成型型１３の上型部１７の成型面１７ａに沿って中心側より徐々に変形し、さらに、バルブ窪み成型ポンチ１２が上昇すると、素材Ｓの加工部分Ｓ１の変形がさらに進行し、図５（ｃ）に示すように、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５がポンチ挿通孔１８ａへ挿入されて、このポンチ部１５の成型面１５ａが、バルブ押さえ部１８の上面から突出された状態となり、この状態で、バルブ窪み成型ポンチ１２がさらに上昇すると、図５（ｄ）に示すように、バルブ窪み成型ポンチ１２によってバルブ押さえ部１８が上方へ押圧され、素材Ｓの加工部分Ｓ１が、バルブ窪み成型ポンチ１２のポンチ部１５の成型面１５ａとバルブ押さえ部１８の上面１８ａとによって上方へ押圧されて外周方向へさらに膨出するように変形し、素材Ｓの加工部分Ｓ１が、バルブ成型空間部Ａ内に充満するように変形し、金属バルブのバルブ部２が成型される。
【００４８】
このように、この加工方法にあっても、傘状のバルブ部２となる素材Ｓの加工部分Ｓ１を、その中間部Ｃ側から端部へ向かって次第に加熱しながら軸方向へ押圧して膨出させ、バルブ成型型１３のバルブ成型空間部Ａへ充満させることにより、素材Ｓを、その中間部Ｃ側からバルブ成型空間部Ａを形成する成型面１５ａに沿って次第に膨出させることができる。これにより、特に、端部側から膨出させて成型させる従来の加工方法において、ロッド部１側におけるバルブ部２と成型型の成型面との間に形成される隙間をなくすことができ、高精度に金属バルブを成型することができ、しかも、加熱しながら軸方向へ押圧させて膨出させるので、従来のように鍛造による加工を施す場合と比較して、素材Ｓに加わる押圧力を低減させることができ、これにより、ロッド部１の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部１に対するバルブ部２のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を不要とすることができ、これらにかかる手間及び時間を省略することができ、加工コストを大幅に低減させることができる。そして、ロッド部１の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部１に対するバルブ部２のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を行うために、前もって行うことができなかったロッド部１の端面の平滑仕上げやバルブスプリングを保持するコッター溝３の形成を予め行うことができ、これにより、成型後における機械加工を全くなくすことができる。
【００４９】
また、従来、鍛造により加工硬化した素材を機械加工を行うために軟化させるために必要であった焼鈍工程も不要とすることができ、さらなる作業の簡略化を図り、コスト低減を図ることができる。
また、バルブ成型空間部Ａ内に隙間なく膨出させて充満させることができるので、素材Ｓを完成時の体積と同一体積となるように切断しておくことにより、バルブ部２の外周縁に形成されるバリの発生をなくすことができ、バリ取り加工を不要とすることができる。
【００５０】
そして、この加工方法の場合、棒状の素材Ｓの中間部Ｃから他端側に通電することにより発熱させて軟化させ、バルブ成型空間部Ａへの押圧力によって容易にかつ確実に素材の加工部分Ｓ１をバルブ成型空間部Ａ内へ膨出させて充満させ、バルブ部２を高精度に成型することができる。
なお、この加工方法の場合にも、通電によって素材Ｓを加熱するとともに、レーザ加熱装置２３によって素材Ｓを加熱する構成としても良く、このようにすると、さらなに良好に成型加工を行うことが可能となる。
【００５１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の金属バルブの加工方法によれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載の金属バルブの加工方法によれば、傘状のバルブ部となる素材の加工部分を、その中間部側から端部へ向かって次第に加熱しながら軸方向へ押圧して膨出させて、成型型のバルブ成型空間部へ充満させることにより、素材を、その中間部側からバルブ成型空間部を形成する成型面に沿って次第に膨出させることができる。これにより、特に、端部側から膨出させて成型させる従来の加工方法のように、ロッド部側のバルブ部と成型型の成型面との間に隙間が形成されるような不具合をなくすことができ、高精度に金属バルブを成型することができる。
しかも、加熱しながら軸方向へ押圧させて膨出させるので、従来のように鍛造により加工を施す場合と比較して、素材に加わる押圧力を低減させることができ、これにより、ロッド部の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部に対するバルブ部のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を不要とすることができ、これらにかかる手間及び時間を省略することができ、加工コストを大幅に低減させることができる。そして、ロッド部の真直度の確保、軸長の調整、ロッド部に対するバルブ部のフェース面の確保等のための曲がり直し工程及び機械加工工程を行うために、前もって行うことができなかったロッド部の端面の平滑仕上げやバルブスプリングを保持するコッター溝の形成を予め行うことができ、これにより、成型後における機械加工を全くなくすこともできる。
【００５２】
したがって、従来、鍛造により加工硬化した素材を機械加工を行うために軟化させるために必要であった焼鈍工程も不要とすることができ、さらなる作業の簡略化を図り、コスト低減を図ることができる。
また、バルブ成型空間部内に隙間なく膨出させて充満させることができるので、素材を完成時の体積と同一体積となるように切断しておくことにより、バルブ部の外周縁に形成されるバリの発生をなくすことができ、バリ取り加工を不要とすることができる。
【００５３】
請求項２記載の金属バルブの加工方法によれば、棒状の素材の一端の端面、つまり、ロッド部の端面を予め平滑にしておくことにより、成型後に端面を機械加工して平滑にするような手間を不要とすることができる。
【００５４】
請求項３記載の金属バルブの加工方法によれば、バルブスプリングを保持するコッター溝を予め形成しておくことにより、成型後にコッター溝を機械加工して形成するような手間を不要とすることができる。
【００５５】
請求項４記載の金属バルブの加工方法によれば、誘導加熱用コイルによって棒状の素材の中間部から他端側を加熱して軟化させて、バルブ成型空間部への押圧力によって容易にかつ確実に素材の加工部分をバルブ成型空間部内へ膨出させて充満させてバルブ部を高精度に成型することができる。
【００５６】
請求項５記載の金属バルブの加工方法によれば、棒状の素材の中間部から他端側に通電することにより発熱させて軟化させ、バルブ成型空間部への押圧力によって容易にかつ確実に素材の加工部分をバルブ成型空間部内へ膨出させて充満させ、バルブ部を高精度に成型することができる。
【００５７】
請求項６記載の金属バルブの加工方法によれば、バルブ成型空間部へ挿入される素材の加工部分を、その中間部から他端へ向かって順にレーザを照射させて加熱させることにより、バルブ成型空間部にて、レーザによって加熱された加工部分を中間部側から膨出させて充満させ、バルブ部を高精度に成型することができる。
【００５８】
請求項７記載の金属バルブの加工方法によれば、素材を下方側から押し上げることにより、上方に向けられた素材の一端をストッパに当接させ、この状態にてさらに素材を押し上げて、素材の中間部から下方側の加熱されて軟化される加工部分を、バルブ成型空間部内にて膨出させてバルブ部を高精度にて成型することができる。つまり、素材を下方側から押し上げるので、上方から押し下げる場合と比較して、素材を吊り下げるための特別なチャックを不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の金属バルブの加工方法を説明する加工装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態の金属バルブの加工方法を説明する説明図である。
【図３】本発明の実施の形態の金属バルブの加工方法を説明するそれぞれ加工装置の概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態の金属バルブの他の加工方法を説明するそれぞれ加工装置の概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態の金属バルブの他の加工方法を説明するそれぞれ加工装置の概略断面図である。
【図６】金属バルブの形状及び構造を説明する金属バルブの側面図である。
【図７】金属バルブの加工方法の従来例を説明する概略工程図である。
【図８】金属バルブの加工方法の他の従来例を説明する概略工程図である。
【符号の説明】
１ロッド部
２バルブ部
３コッター溝
１３バルブ成型型（成型型）
１４上端部保持ストッパ（ストッパ）
１９誘導加熱用コイル
Ａバルブ成型空間部
Ｃ中間部
Ｓ素材
Ｓ１加工部分

Claims

一端側が棒状のロッド部とされ、他端側が傘状のバルブ部とされた金属バルブを、棒状の素材の中間部から他端側を傘状に成型することにより加工する金属バルブの加工方法であって、
前記素材の一端を保持するとともに、
前記素材の中間部よりも他端側からなる加工部分を、その中間部側から端部へ向かって次第に加熱しながら前記素材の一端に向かうように軸方向へ押圧して膨出させることにより、加工部分の周囲を覆うように設けられた成型型によって形成されたバルブ成型空間部内に充満させて前記バルブ部を成型することを特徴とする金属バルブの加工方法。
前記棒状の素材の一端の端面を、予め精密せん断加工を施すことにより平滑化しておくことを特徴とする請求項１記載の金属バルブの加工方法。
前記素材の一端近傍における周面に、バルブスプリングを保持するコッター溝を予め形成しておくことを特徴とする請求項１または請求項２記載の金属バルブの加工方法。
前記バルブ成型空間部を形成する成型型に、前記棒状の素材の中間部から他端側を加熱する誘導加熱用コイルを設け、該誘導加熱用コイルによって前記素材の中間部から他端側を加熱させながらその他端をバルブ成型空間部へ向かって押圧することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法。
前記バルブ成型空間部を形成する成型型に、このバルブ成型空間部に配設された素材に通電することにより発熱させ加熱させながらその他端をバルブ成型空間部へ向かって押圧することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法。
前記バルブ成型空間部へ挿入される前記素材の中間部から他端部側の加工部分に、その中間部から他端へ向かって順にレーザを照射して加熱させることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法。
素材の一端を上方へ向けて前記バルブ成型空間部内を貫通するように配設した状態にて、前記素材を他端から押し上げることにより、前記一端を、前記成型型の上方に設けられたストッパに当接させ、さらに押し上げることにより、加熱されて軟化された中間部から下方側を中間部側から膨出させることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の金属バルブの加工方法。