JP2010522312A - 粉末金属軸受けキャップの通気窓 - Google Patents

Abstract

本発明は、圧縮過程中に形成されるアンダーカット通気用窓を備えた、PM主軸受けキャップと、そのコンパクトな前駆体を提供する。圧縮過程中にアンダーカットを作ることによって、本発明は軸受けキャップにアンダーカットを形成するための二次機械削り作業の必要性を解消する。

Description

本発明は、「通気用窓」を備えた粉末金属（PM）軸受けキャップの形成に関し、より詳細には、内燃エンジンのための粉末金属主軸受けキャップに通気用窓を形成することに関する。

内燃エンジンで用いられるクランク軸主軸受けキャップは、エンジン室間に妨害物を形成し、その結果、クランクケースを通って流れるオイルの量を減らし、局所的なクランクケース圧を増加させる。エンジン室間で減らされたオイルの流れは、ピストンの下で過剰な圧力上昇を起こし、エンジンから馬力を奪う。

現在の解決策は、粉末金属又は鋳鉄で作られた主軸受けキャップの余白部分に、アンダーカット通気用窓を機械加工することである。アンダーカット又は窓が、1つのエンジン室から他の室への通気又はオイルの流れを助け、それによって、内部エンジン圧が減じられ、馬力が増加する。しかし、この特徴を有する機械加工は、時間を費やし、費用がかかる。

本発明は、圧縮過程中に形成されるアンダーカット通気用窓を備えた、PM主軸受けキャップと、そのコンパクトな前駆体を提供する。圧縮過程中にアンダーカットを作ることによって、本発明は軸受けキャップにアンダーカットを形成するための二次機械削り作業の必要性を解消する。

上記内容と、本発明の他の目的や長所は、以下の発明を実施するための形態において明らかにされる。明細書において、本発明の好ましい実施例が示された添付図面が参照される。

通気窓と共に形成された本発明に係るPM主軸受けキャップの斜視図である。 図１の軸受けキャップの正面平面図である。 図１と図２の軸受けキャップの成形体を形成するための粉末金属圧縮用金型セットの断面図である。 上部パンチが引き出され、外側パンチが引き伸ばされ、成形体が外側パンチの両足から外にスライドされようとしている図３と類似の図である。

図１に、上面１１と、底面１３と、側面１５と、端面１７とを有する主軸受けキャップ１０を示す。底面１３は、エンジンクランク軸ジャーナルのための軸受け穴の半分を画定する半円筒面１２を有している。軸受けキャップ１０は、半円筒面１２を渡るブリッジ１４と、その半円筒面１２とブリッジ１４と対向する側に脚１６と脚１８を有する。内側ボルト穴２０と外側ボルト穴２２が脚１６と脚１８を貫通しており、そこを通ってボルトが軸受けキャップ１０をエンジンブロックに固定できるようになっている。一対の横ボルト穴２４も、軸受けキャップ１０の端面１７に設けられている。軸受けキャップ１０の両端面１７も、それぞれ溝又はアンダーカット２６を有しており、これが上述の通気窓を提供している。

Ｕ字状のアンダーカット２６は、軸受けキャップ１０の端部の端部対向面３２、３４から窪んだ、又はへこんだ、又は内向きにオフセットされた側面３０を有している。上部内向き対向面３６と下部内向き対向面３８が、それぞれの側面３０を端部対向面３２、３４と接続している。

主軸受けキャップ１０は、例えば、それぞれがコアロッドを有する少なくとも４つの圧盤を備えた、CNC制御された圧縮プレスによって形成することができる。形成方法は、複数のパンチを用いて図１、図２に示した軸受けキャップ１０を形成することです。図３、図４を参照して、圧縮して焼結した後に軸受けキャップ１０になる、軸受けキャップ１０の形状に対応したPM粉末又は圧縮品１０’が、上部パンチ４０と下部パンチ４２、４４と、穴２０と２２を形成するコアロッド４６、４８、５０、５２とによって圧縮されている。

アンダーカット２６は、金型から押し出すことのできない、硬い金型の構造を用いては形成できない。従って、外側パンチ５８がアンダーカット２６を形成するために用いられる。全てのパンチとコアロッドは、金型６０において矩形の、金型の中の空洞中を動く。

圧縮品を形成するために、パンチ４０、４２、４４は「金型」として動作して、アンダーカットを形成する。圧縮時に、下部パンチ４２、４４と上部パンチ４０は同時に圧縮を行なう。これが、アンダーカットを形成する外側パンチ５８周りの均一な密度を保証している。上下からの同時圧縮なしでは、パンチが折れる可能性がある。圧縮が完了したら、圧縮品１０’は金型から取り出される。

取り出し工程において、アンダーカット２６を形成した外側パンチ５８は、圧縮品１０’と共に取り出される。外側パンチ５８が取り出されるので、圧縮品１０’は金型６０の上面から離れ、圧縮品１０’の厚み方向と平行な方向に（即ち、図３、４の紙から出入りする方向に）外側パンチ５８の2本の脚の間から水平にスライドして取り出すことができる。これは、パンチが金型の中に留まる従来の圧縮プロセスとの相違点である。外側パンチ５８を取り出す理由は、圧縮品１０’を冶具から取り出すためである。取り外しは、フィーダー箱を用いて、外側パンチ５８の両脚の間から横方向に圧縮品１０’を押しだしても、又はロボットのようなオートメーションを用いても行なうことができる。取り出した後、外側パンチ５８は図３の圧縮位置に戻り、次の充填と圧縮サイクルによる次の圧縮物１０’の作成のために備える。

圧縮後、圧縮物１０’は焼結されて、軸受けキャップ１０を形成する。圧縮工程の間にアンダーカットという特徴を圧縮物１０’は有しているので、焼結後にアンダーカットの特徴を軸受けキャップ１０に対して機械加工で形成することは不要である。これにより、コストと軸受けキャップ１０を形成するために必要な時間が削減される。

本発明の好ましい実施例が、かなり詳細に記載された。記載された好ましい実施例に対し、多くの変形や変更が当業者にとって自明である。従って、本発明はここに記載された実施例に限定されるものではない。

Claims (16)

1. 上面と、円筒面の一部を形成する底面と、前記上面と底面に挟まれた複数の側面と、前記側面と前記上面と前記底面とに挟まれた複数の端面とを有する粉末金属主軸受けキャップにおいて、
   前記円筒面の部分を有するブリッジであって、前記ブリッジに対向して設けられた第一脚から第二脚まで延在するブリッジと、
   前記第一脚と前記第二脚との面を画定し、粉末金属を前記軸受けキャップの形状に圧縮する間に、前記端面の少なくとも1つにおいて形成されたアンダーカットを有する前記端面と
   が設けられ、かつ、
   前記アンダーカットが、その下における前記端面の一部から内側にオフセットされるように、粉末金属主軸受けキャップの端面において前記粉末金属の圧縮によって形成されている
   ことを特徴とする粉末金属主軸受けキャップ。
2. 前記圧縮の工程の間に他の端面に形成されるもう1つのアンダーカットが、さらに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の粉末金属主軸受けキャップ。
3. 前記アンダーカットが、前記アンダーカットの上側にある前記端面の一部から内側にオフセットされていることを特徴とする請求項１に記載の粉末金属主軸受けキャップ。
4. 前記第一脚と前記第二脚との少なくとも1つを貫通するボルト穴が、さらに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の粉末金属主軸受けキャップ。
5. 上面と、円筒面の一部を形成する底面と、前記上面と底面に挟まれた複数の側面と、前記側面と前記上面と前記底面とに挟まれた複数の端面とを有する粉末金属主軸受けキャップ圧縮体において、
   前記円筒面の部分を有するブリッジであって、前記ブリッジに対向して設けられた第一脚から第二脚まで延在するブリッジと、
   前記第一脚と前記第二脚との面を画定し、粉末金属を前記軸受けキャップ圧縮体の形状に圧縮する間に、前記端面の少なくとも1つにおいて形成されたアンダーカットを有する前記端面と
   が設けられ、かつ、
   前記アンダーカットが、その下における前記端面の一部から内側にオフセットされるように、粉末金属主軸受けキャップ圧縮体の端面において粉末金属の圧縮によって形成されている
   ことを特徴とする粉末金属主軸受けキャップ圧縮体。
6. 前記圧縮工程の間に、他の端面に形成されるもう1つのアンダーカットが、さらに設けられていることを特徴とする請求項５に記載の粉末金属主軸受けキャップ圧縮体。
7. 前記アンダーカットが、前記アンダーカットの上側にある前記端面の一部から内側にオフセットされていることを特徴とする請求項５に記載の粉末金属主軸受けキャップ圧縮体。
8. 前記第一脚と前記第二脚との少なくとも1つを貫通するボルト穴が、さらに設けられていることを特徴とする請求項５に記載の粉末金属主軸受けキャップ圧縮体。
9. 上面と、円筒面の一部を形成する底面と、前記上面と底面に挟まれた複数の側面と、前記側面と前記上面と前記底面とに挟まれた複数の端面とを有する粉末金属主軸受けキャップ圧縮体の形成方法であって、
   上部パンチと下部パンチと外側パンチと金型とを準備する工程と、
   前記上部パンチを用いて前記圧縮体の前記上面を形成し、前記下部パンチを用いて前記圧縮体の前記底面を形成し、前記外側パンチを用いてアンダーカットを有する前記圧縮体の前記端面を形成し、前記上部パンチと前記下部パンチのそれぞれが互いに向かって移動し、そして、圧縮方向に沿って前記アンダーカットに向かって移動することによって、粉末金属を圧縮体に圧縮する工程と、
   前記圧縮体が形成された後に、前記上部パンチを取り外す工程と、
   前記圧縮体の底面が前記金型の底面から解放されるように、前記外側パンチを金型に対して上昇させて、前記圧縮体を排出する工程と、
   で構成されていることを特徴とする粉末金属主軸受けキャップ圧縮体の形成方法。
10. 前記圧縮体が前記外側パンチから取り外されるように、前記圧縮体を横方向に、かつ、圧縮方向と垂直な方向に移動させることによって前記圧縮体をさらに排出する工程が、さらに設けられていることを特徴とする請求項９に記載の粉末金属主軸受けキャップ圧縮体の形成方法。
11. 前記外側パンチに2本の脚部を設け、
    前記圧縮体を、圧縮工程の間に、前記2本の脚部の間に形成する
    ことを特徴とする請求項９に記載の粉末金属主軸受けキャップ圧縮体の形成方法。
12. 前記外側パンチの前記２本の脚部のそれぞれに、各端面における対応する前記アンダーカットを形成する突起部を設けたことを特徴とする請求項１１に記載の粉末金属主軸受けキャップ圧縮体の形成方法。
13. コアロッドを準備する工程と、
    前記コアロッドを用いて前記粉末金属を前記圧縮体に圧縮することによって、前記圧縮体にボルト穴を形成する工程と、
    前記圧縮体の形成後に、前記コアロッドを取り外す工程と、
    をさらに備えていることを特徴とする請求項９に記載の粉末金属主軸受けキャップ圧縮体の形成方法。
14. 前記アンダーカットを有する前記圧縮体の少なくとも1つの端面には、それらの間に前記アンダーカットを有する上部対向端面と下部対向端面が設けられ、そして、前記アンダーカットが、前記上部対向端面と前記下部対向端面とから内側にオフセットされていることを特徴とする請求項９に記載の粉末金属主軸受けキャップ圧縮体の形成方法。
15. 前記上部対向端面と前記下部対向端面とが、異なる平面に沿って設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の粉末金属主軸受けキャップ圧縮体の形成方法。
16. 前記上部パンチと前記下部パンチとを、圧縮工程の間、同時に互いに向かって移動させることを特徴とする請求項９に記載の粉末金属主軸受けキャップ圧縮体の形成方法。

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