JP2011236912A - 油圧式ラッシュアジャスターに使用する冷間成形した平坦頂部のプランジャー及び該プランジャーの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】油圧式ラッシュアジャスターをアセンブリするために必要な時間と資材の量を削減させる冷間成形したプランジャーブランクを提供する。
【解決手段】
油圧式ラッシュアジャスターに使用する冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランクを提供する。プランジャーボディの第１の端部の端部壁は、最終寸法またはネットシェイプに冷間成形された平坦面を定める。プランジャーボディの第１の端部の平坦面は、エンジンのシリンダヘッドの嵌合ボア内の平坦面に係合する形状に形成される。エンジンのシリンダヘッドの嵌合ボア内に配設された平坦面に係合する平坦面を有するようなプランジャーボディの形状によって、ラッシュアジャスターによってエンジンブロックに作用する力は、より均一に分散され、摩耗を最小にする。外側が平坦頂部のプランジャーは、ニアネットシェイプに冷間成形される単一の部材であり、平坦頂面とカウンタボアは最終寸法に冷間成形される。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧式ラッシュアジャスターに使用する平坦面を有するプランジャーに関するものであり、また、本発明は、平坦面を有するプランジャーを製造する方法に関するものである。

内燃機関用の油圧式ラッシュアジャスター（「リフター」としても参照される）は、変動する作動状態下でのエンジンバルブトレインの部材間のクリアランス（または「ラッシュ」）を除去して、効率を維持すると共にバルブトレインのノイズと摩耗を低減させるために、長年にわたって使用されてきた。油圧式ラッシュアジャスターは、プランジャーの圧力チャンバー内に捕捉された油圧流体を介してバルブ作動カムからバルブへのエネルギーの伝達を調整する。カムの各作動中に、バルブの作動部材の長さが温度の変化や摩耗によって変化すると、少量の油圧流体が圧力チャンバーに入ることが許容され、または、圧力チャンバーから逃げることが許容されて、ラッシュアジャスターの長さを効果的に調整して、その結果、バルブトレインの有効全長を調整する。ある適用例では、全長は、ラッシュアジャスター上で旋回するバルブトレインのロッカーアームの形状によって調整される。

ラッシュアジャスターは、プランジャーを含む複数の構成部材のサブアセンブリを組み込んでいる。サブアセンブリの構成部材の数を最小化することは、ラッシュアジャスターをアセンブリするために必要な時間と資材の量を削減させる。

一つの実施の形態では、油圧式ラッシュアジャスターに使用する冷間成形したプランジャーブランクは、単一の冷間成形したプランジャーボディを有している。冷間成形したプランジャーボディは、平坦頂面を有する端部壁を含んでいる。長手方向の軸に沿って第１の端部から第２の端部に延びる側壁は、ほぼ円筒状の外側表面と第１のほぼ円筒状の内側表面を定めている。第１のほぼ円筒状の内側表面から延びる肩部は、リテーナ受け入れ面、ボールシート面、及び、ボールシート面と第１のほぼ円筒状の内側表面をつなぐ第１のつなぎ曲面を定めている。端部壁、側壁及び肩部の少なくとも一部によってキャビティが定められている。第２の端部から第１の端部に向けて延びるカウンタボアは、側壁に形成された第２のほぼ円筒状の内側表面と肩部のリテーナ受け入れ面によって少なくとも部分的に定められている。

他の実施の形態では、油圧式ラッシュアジャスターに使用する平坦頂部のプランジャーブランクを冷間成形する方法が提供される。この方法は、第１の端部及び第２の端部を有する金属製のスラグを準備するステップを含んでいる。この方法は、さらに、第２の端部の端部壁と、第１の端部から第２の端部に延びる側壁によって定められるキャビティを形成するためにスラグの第１の端部を押し出し加工するステップと、スラグの端部壁に平坦なプランジャー端部面を最終寸法に形成するステップと、少なくとも部分的にキャビティを閉鎖する肩部を形成するために、第１の端部で側壁の少なくとも一部を据え込み加工するステップと、肩部を最終寸法に形成するステップと、を含んでいる。

他の実施の形態では、切断ステーションと５つの成形ステーションを有する冷間成形機を使用して冷間成形した平坦頂部のプランジャーを製造する方法が提供される。この方法は、第１の端部と第２の端部を有するスラグを形成するために、切断ステーションで、ワイヤを所定の長さに切断するステップと、第１のステーションで、スラグの第１の端部と第２の端部を平らにすると共にスラグの第２の端部にへこみを形成するステップと、円筒状の壁部と端部壁によって定められる第１のボアを形成するために、第２のステーションで、スラグの第２の端部を押し出し加工するステップと、第３のステーションで、第１のボアの直径よりも小さい直径を有する孔を形成するために、スラグの端部壁をパンチで打ち抜くステップと、を含んでいる。この方法は、さらに、第４のステーションで、少なくとも部分的にキャビティを閉鎖する肩部を形成するために、第１の端部で円筒状の壁の少なくとも一部を据え込み加工すると共に、端部壁に平坦面を形成するステップを含んでいる。第５のステーションでは、肩部が最終寸法にコイニングされると共に、第１の平坦面に最終寸法のチャネルが形成される。

図面における図示した要素の境界は、境界の一例だけを表していることは当然である。当業者であれば、単一の要素を複数の要素として設計することができ、或いは、複数の要素を単一の要素として設計することができることを理解できるであろう。内部の特徴として示された要素は、また逆に、外側の特徴として組み込むことができる。

さらに、添付した図面及び説明において、付随する同様の部材は、図面及び説明を通じて、それぞれ同じ参照番号を用いて表示される。特定の部品の縮小率や割合で描かれていない図は、利便のために誇張されて示されている。
図１は、外側が平坦頂部のプランジャー１１６を組み込む典型的な油圧式ラッシュアジャスター１００の断面図である。 図２は、典型的な油圧式ラッシュアジャスター１００に使用する、外側が平坦頂部のプランジャー１１６の一実施の形態の詳細断面図である。 図３は、外側が平坦頂部のプランジャー１１６の一実施の形態の上面図である。 図４は、図１及び図２に示す外側が平坦頂部のプランジャー１１６を製造する方法４００の例を示す。 図５は、図４に示す冷間成形ステップ（ステップ４１０）に従う平坦頂部のプランジャーブランク５００の一実施の形態の断面図である。 図６Ａ−６Ｆは、典型的な冷間成形を示す図であり、冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００を形成するために使用することができる５つのステーションのスラグの進行順序を示す図である。

特定の用語は、上記の説明において利便のために参照のみに使用され、制限しようとするものではない。「上方に（upward）」、「下方に（downward）」、「上方の（upper）」及び「下方の（lower）」という用語は、それらの通常の意味に理解され、図面が通常表示される通りにそれらの方向を参照する。

本発明は、油圧式ラッシュアジャスターに使用する冷間成形した平坦頂部のプランジャーを対象とするものである。外側が平坦頂部のプランジャーは、このプランジャーに組み合わせられるシム及び／またはシールなどの、前もってサブコンポーネントとして準備される特徴部を組み込んだ一体部品である。外側が平坦頂部のプランジャーは、ニアネットシェイプに冷間成形され、従来技術のプランジャーと比較して、完成部品に仕上げるための機械加工量を削減することが要求されている。

図１Ａは、典型的な油圧式ラッシュアジャスター１００の断面を示す。油圧式ラッシュアジャスター１００は例としてのみ示されており、ここで採用される外側が平坦頂部のプランジャーは任意の構造の油圧式ラッシュアジャスターに使用することができ、また、図１に示される油圧式ラッシュアジャスター１００の形状に限定されないことも当然である。図１に示された油圧式ラッシュアジャスターの構造及び動作は当業者には良く知られている。

図１に示すように、油圧式ラッシュアジャスター１００は、（図示しない）エンジンのシリンダヘッドの（図示しない）嵌合ボア内に配置されるような形状のラッシュアジャスターボディ１０２を含んでいる。ラッシュアジャスターボディ１０２は、長手方向の軸Ａに沿って延びており、第１のほぼ円筒状のラッシュアジャスター外側表面１０４と、溝１０６と、ボール部１０１と、ラッシュアジャスターキャビティ１１０を定める内側表面１０８と、を含んでいる。溝１０６は、第２のほぼ円筒状のラッシュアジャスター外側表面１１２によって少なくとも部分的に定められており、この外側表面１１２の外径は、第１のほぼ円筒状のラッシュアジャスター外側表面１０４の外径よりも小さい。

油圧式ラッシュアジャスター１００はまた、ラッシュアジャスターキャビティ１１０内に配置された外側が平坦頂部のプランジャー１１６を含んでいる。外側が平坦頂部のプランジャー１１６とラッシュアジャスターボディ１０２は、長手方向の軸Ａに沿って互いに往復運動するような形状に形成されている。プランジャースプリング１１８は、外側が平坦頂部のプランジャー１１６の下部のラッシュアジャスターキャビティ１１０内に配置されており、外側が平坦頂部のプランジャー１１６をラッシュアジャスターボディ１０２に対して上方に付勢するような形状に形成されている。エンジンの作動中、プランジャースプリング１１８は、ボール部１０１と、（図示しない）バルブトレインの（図示しない）ロッカーアームとの係合を維持するように作動する。（図示しない）エンジンのシリンダヘッドに対してラッシュアジャスター１００の移動を制限するために、保持リングまたはワッシャーのような保持部材１２０が、ボディ１０２の上部に隣接して備えられている。

引き続き図１を参照すると、外側が平坦頂部のプランジャー１１６自体が低圧流体チャンバー１２２を定めている一方、ラッシュアジャスターボディ１０２と外側が平坦頂部のプランジャー１１６の下部が互いに共同して、ラッシュアジャスターボディ１０２のラッシュアジャスターキャビティ１１０内に高圧流体チャンバー１２４を定めている。低圧流体チャンバー１２２と高圧流体チャンバー１２４との間の流体の流れを制御するために、油圧式ラッシュアジャスター１００は、プランジャースプリング１１８と外側が平坦頂部のプランジャー１１６の下部との間に配置したチェックバルブアセンブリ１２６を含んでいる。チェックバルブアセンブリ１２６は、二つの流体チャンバー１２２，１２４との間の圧力差に応じて、低圧流体チャンバー１２２と高圧流体チャンバー１２４との間の流体連通を許容すると共に、流体連通を阻止するように機能する。

図１に示すように、チェックバルブアセンブリ１２６は、外側が平坦頂部のプランジャー１１６の下部、チェックボール１３０及びチェックボールスプリング１３２に係合するリテーナ１２８を含んでおり、チェックボールスプリング１３２は、リテーナ１２８とチェックボール１３０との間に配置されている。チェックボールスプリング１３２は、チェックボール１３０を外側が平坦頂部のプランジャー１１６に向けて上方に付勢するような形状であるため、当業者には、通常閉鎖方向に付勢された「常閉」チェックバルブアセンブリとして参照される。

図２には、図１に示された典型的な油圧式ラッシュアジャスター１００に採用される外側が平坦頂部のプランジャー１１６の詳細な断面が示されている。図１及び図２に示された外側が平坦頂部のプランジャー１１６は、例としてのみ示されるものであり、ここで請求される外側が平坦頂部のプランジャーは、これらの図に示された形状に限定されないことは当然である。

図２を参照すると、外側が平坦頂部のプランジャー１１６はほぼ円筒状の部材であり、
第１の端部１３４と第２の端部１３６を有するプランジャーボディ１４２と、長手方向の軸Ａに沿って延びる側壁１７８と、平坦な頂面１８０を定めるプランジャーボディ１４２の第１の端部１３４の端部壁１４０と、を含んでおり、端部壁１４０は、プランジャーボディ１４２の第１の端部１３４で長手方向の軸Ａを横切るように延びている。プランジャーボディ１４２の第１の端部１３４の平坦な頂面１８０は、エンジンのシリンダヘッドの嵌合ボア内の平坦面に係合するような形状に形成されている。エンジンのシリンダヘッドの嵌合ボア内に配置した平坦面に係合する平坦な頂面１８０を有するような形状のプランジャーボディ１４２を形成することによって、ラッシュアジャスター１００によってエンジンブロックに作用する力は、より均一に分散され、エンジンブロックと、ラッシュアジャスター１００、特に、平坦な頂面１８０の両方の摩耗を最小にする。図２に示す形状では、平坦な頂面は、浅いチャネル１４６と端部壁の孔１８２の両側に配置される。端部壁の孔１８２は、孔の側壁１８４によって定められている。平坦な頂面１８０はまた、例えば、浅いチャネル１４６と端部壁の孔１８２によって中断されることなく、プランジャーボディ１４２の第１の端部１３４の全体を実質的に平坦に横切っている。

側壁１７８は、ほぼ円筒状のプランジャーの外側表面１５０と、このほぼ円筒状のプランジャーの外側表面１５０に形成された溝１５２を含んでいる。溝１５２は、ラッシュアジャスターボディ１０２の内側表面１０８と共同して、図１に示された流体集積チャネル１５４を形成すると共に、第２のほぼ円筒状の外側表面１５６によって部分的に定められている。円筒状の外側表面１５６の外径は、ほぼ円筒状のプランジャーの外側表面１５０の外径よりも小さい。

引き続き図２を参照すると、プランジャーボディ１４２は、チェックバルブアセンブリ１２６を受け入れる形状のカウンタボア１４８を含んでいる。カウンタボア１４８は、ほぼ円筒状の第２の内側側面１５８と肩部１４４の平坦な環状面１６０によって定められており、平坦な環状面１６０は軸Ａにほぼ垂直であり、第２の円筒状の内側表面１５８から延びており、また、肩部１４４の丸みのある環状面１６２は平坦な環状面１６０から延びている。平坦な環状面１６０は、チェックバルブアセンブリ１２６のリテーナ１２８を受け入れるサイズにされている。丸みのある環状面１６２は、チェックバルブアセンブリ１２６のチェックボール１３０を受け入れるサイズとされており、チェックボール１３０が丸みのある環状面１６２に係合した場合に、図１に示すように、チェックボール１３０と丸みのある環状面１６２との間に流体密封シールを形成する。したがって、丸みのある環状面１６２はまた、「ボールシート１６２」または「ボールシート面１６２」としても参照される。チェックバルブアセンブリ１２６のチェックボール１３０は、肩部１４４によって定められたチェックボールシート１６２に着座して、低圧オイルチャンバー１２２をチェックボール１３０と反対側の高圧チャンバー１２４から分離する。通常の動作中、低圧チャンバー１２２内の油圧が、高圧チャンバー１２４内の油圧に対して十分なレベルに達した場合に、チェックボール１３０は流体を通過させる。図示した実施の形態の外側が平坦頂部のプランジャー１１６のボールシート面１６２は、丸みのある環状面であるが、チェックボール１３０とボールシート面１６２との間に適当な流体密封シールが形成される限り、ボールシート面１６２は環状の截頭円錐面または他の任意の形状とすることができることは当然である。

一般に、低圧流体チャンバー１２２は、ほぼ円筒状の第１の内側表面１７６によって囲まれている。プランジャーの流体ポート１８６は、側壁１７８を貫通して放射方向に延びており、プランジャー１２３の外側と流体チャンバー１２２との間で流体を連通させる。
また、流体チャンバー１２２は、ボールシート面１６２から流体チャンバー１２２に移行する肩部１４４の下側の第１のつなぎ曲面１８８と、第１の円筒状の内側表面１７６から、孔の側壁１８４によって定められる端部壁の孔１８２に移行する第２のつなぎ曲面１９０と、によって定められている。図２に示す実施の形態では、第１のつなぎ曲面１８８と第２のつなぎ曲面１９０は、截頭円錐面である。これらのつなぎ曲面は、さらに、例えば、軸Ａに対してほぼ直角な環状面、凹形状の曲面または図示した截頭円錐面、或いは、これらの面を組み合わせた任意の面を形成することができることは当然である。

図３は、平坦な頂面１８０を有する第１の端部１３４を示す外側が平坦頂部のプランジャー１１６の上面図である。浅いチャネル１４６は、第１の端部１３４を横切って延びており、端部壁の孔１８２と重なっている。この浅いチャネル１４６は、少量のオイルと空気を低圧流体チャンバー１２２の中から外へ流通させるように機能する。浅いチャネル１４６は異なる形状とすることができる。例えば、交差するように形成された２つのチャネル１４６を有する形状にすることができる。このような配置により、狭いチャネル１４６にすることができ、平坦な頂面１８０の表面積を増加させて、さらに、エンジンブロックと、ラッシュアジャスター１００、特に、平坦な頂面１８０の両方の摩耗を最小とすることができる。

図４には、上述すると共に図１及び図２に示された外側が平坦頂部のプランジャー１１６を製造する方法４００が例示されている。図４に示すように、方法４００は、ｉ）平坦な頂面１８０、カウンタボア１４８及び肩部１４４を、それぞれ最終寸法またはネットシェイプ寸法に冷間成形するステップを含む、外側が平坦頂部のプランジャーブランクをニアネットシェイプに冷間成形するステップ（ステップ４１０）、ｉｉ）冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランクを機械加工するステップ（ステップ４２０）、及び、ｉｉｉ）外側が平坦頂部のプランジャー１１６を仕上げるために、例えば、タンブリング仕上げと熱処理などの仕上げ工程を適用するステップ（ステップ４３０）、の３つの一般的なステップを含んでいる。ここで使用するように、最終寸法またはネットシェイプ寸法という用語は、ワークピースまたはその特徴部の最終寸法の製造を含むことを意図しているが、研磨、タンブリング仕上げ、熱処理、または他の処理などの、ワークピースの最終寸法を大幅に変更しないワークピースのさらなる処理も許容するものである。これらの仕上げ処理は、厳密な意味では、ワークピースの寸法に有効であるが、現実の問題としては、既に最終寸法に製造されたワークピースの表面仕上げをすることになる。ほぼ最終寸法（ニア最終寸法）またはニアネットシェイプ寸法という用語は、ワークピースまたは特徴部のいくつかの寸法または殆ど全ての寸法が仕上げられる製造を含むことを意図しているが、ワークピースの大きさまたはワークピースの寸法を増やしたり、或いは、変更したりするために、さらに、一つまたはそれ以上の機械加工工程または冷間成形工程が要求されるかもしれない。

ここで使用する用語「冷間成形」は、例えば、「冷間鍛造」「冷間圧造」及び「深絞り成形」として当該技術分野で知られていることを含むことを意図する。また、ここで使用する用語「機械加工」は、材料を取り除くために、チャッキングマシン、ボール盤、旋盤、研削盤、ブローチ盤または他の機械を使用することを意味する。

図５には、上記冷間成形ステップ（ステップ４１０）の成果である、冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００の一実施の形態の断面が示されている。図５に示すように、冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００は、完成した平坦頂部のプランジャー１１６と比較すると、ニアネットシェイプである。図５に示すように、ニアネットシェイプの冷間成形された外側が平坦頂部のプランジャーブランク５００は、第１の端部１３４、第２の端部１３６、及び、長手方向の軸Ａに沿って延びる側壁１７８を含んでいる。第１の端部１３４は、ネットシェイプ（正味寸法）に冷間成形された平坦頂面１８０を定める端部壁１４０を有している。端部壁１４０は、孔の側壁１８４によって定められルと共に端部壁１４０を貫通して延びる壁孔１８２を形成するために、冷間成形操作中に孔あけされる。

冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００は、カウンタボア１４８とほぼ円筒状の外側表面５０８を含んでおり、側壁１７８に溝１５２またはプランジャー流体ポート１８６が機械加工されていない点で、ほぼ円筒状の外側プランジャー表面１５０とは異なっている。カウンタボア１４８は、第２のほぼ円筒状の内側表面１５８と、部分的に肩部１４４を定める平坦な環状面１６０によって定められている。平坦な環状面１６０は、軸Ａにほぼ垂直であり、第２の円筒状の内側表面１５８から延びている（「リテーナ受け入れ面１６０」としても参照される）。丸みのある環状面１６２（「ボールシート１６２」または「ボールシート面１６２」としても参照される）は、リテーナ受け入れ面１６０から延びている。

引き続き図５を参照すると、冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００内には、端部壁１４０と肩部１４４との間に形成された低圧流体チャンバー１２２に相当するボアまたはキャビティ５１０が軸方向に延在して配置されている。肩部１４４は、キャビティ５１０とカウンタボア１４８との間に形成されており、かつ、平坦な環状面１６０、ボールシート面１６２及び第１のつなぎ曲面１８８によって定められている。キャビティ５１０は、第１の円筒状の内側表面１７６、第１のつなぎ曲面１８８及び第２のつなぎ曲面１９０によって定められている。第１のつなぎ曲面１８８は、ボールシート面１６２から第１の円筒状の内側表面１７６に移行しており、また、第２のつなぎ曲面１９０は、第１の円筒状の内側表面１７６から孔の側壁１８４に移行している。これらのつなぎ曲面のそれぞれは、例えば、軸Ａにほぼ垂直な環状面、凸状の曲面、図示した截頭円錐面、または、任意の組み合わせた面を含むことができることは当然である。

冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００は、種々の冷間成形機で成形することができる。冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００を成形するために使用することができる冷間成形機の適用例として、ウォーターバリー アンド ナショナル マシーナリー（Waterbury and National Machinery）の冷間成形機を含む。冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００は、ＳＡＥ（Socity of Automotive Engineers）のグレード１０１８鋼またはグレード１５２２鋼などの冷間成形に適した種々の材料から成形することができる。一般に、冷間成形機は、最初のワークピース（「スラグ」として知られている）を準備するために金属製のワイヤを所定の長さに切断する切断ステーションと、間隔をあけた複数のダイ部と複数のパンチ部を備え、それぞれが対応するダイ部と共同してダイキャビティを形成する往復運動するゲートを含む複数の連続成形ステーションと、を含んでいる。一般的な転送機構は、切断ステーションから各成形ステーションに、連続工程で同期させて、スラグを移動し、また、一つのステーションから他のステーションに転送される際に、スラグを１８０度回転することができる。冷間成形機は従来技術としてよく知られているので、さらに説明する必要はない。

一つの実施の形態では、冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００は、（図示しない）冷間成形機の５つのステーションで成形される。ただし、冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００は、本発明の範囲から離れることなく、異なる数の成形ステーションで成形することができることはもちろんである。

図６Ａ−６Ｅには、冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００を形成するために使用することができる５つのステーションのスラグ進行順序の例が示されている。各図は、ストローク終了時のツール位置でのスラグの状態を表している。スラグの進行順序は、冷間成形するスラグの進行順序を例示しているだけであり、他のスラグの進行順序が可能であることは当然である。

例示したスラグの進行順序は、最初のスラグ６００を準備するために、切断ステーションで所定の長さにワイヤを切断することから開始される。最初のスラグ６００は、図６Ａに示すように、第１の端部６０２と、第２の端部６０４と、それらの間に延びる円筒状の表面６０６と、を参照して示されている。この段階では、スラグ６００の各端部は、切断工程においては本質的に不規則性（凸凹）または不均一性（むら）を有している。続いて、スラグ６００は、第１の成形ステーションに移送され、その第１の端部６０２がダイ部の方向に向けられると共に、第２の端部６０４がパンチ部の方向に向けられる。

第１の成形ステーションでは、図６Ｂに示すように、スラグ６００はその第１の端部６０２と第２の端部６０４が平らにされ、冷間成形機のパンチ部でわずかなへこみ６０８が第２の端部６０４に形成される。同時に、冷間成形機のダイ部で、スラグ６００の第１の端部６０２と円筒状の表面６０６との間に面取り部６１０が形成される。さらに、ダイ部で、他のへこみ６１２がスラグ６００の第１の端部６０２に形成されると共に、このへこみ６１２に隣接して、第１の端部６０２に面取り部６１４が形成される。へこみ６１２は中心の役割をし、また、更に詳細に後述するように、第２の成形ステーションからパンチをガイドする。続いて、スラグ６００は１８０度回転されて、第２の成形ステーションに移送され、ここでは、第１の端部６０２はパンチ部の方向に向けられ、また、第２の端部６０４はダイ部の方向に向けられる。

第２の成形ステーションでは、図６Ｃに示すように、完成ブランクのキャビティ５１０に相当する第１のボア６２０が、冷間成形機のパンチ部で、スラグ６００の第１の端部６０２を介して後方に押し出し成形される。この第１のボア６２０は、端部壁６２６と側壁６２８によって部分的に囲まれている。同時に、冷間成形機のダイ部で、第１のへこみ６２２と第２のへこみ６２４が、ブランク６００の第２の端部６０４で、端部壁６２６の両面に形成される。第１のへこみ６２２は、中心の役割をし、第４の成形ステーションからパンチをガイドし、かつ、二つのへこみ６２２と６２４の間の材料の厚さを減少させるが、一方、第２のへこみ６２４は、第４のステーションで取り除かれる、第１のへこみ６２２と第２のへこみ６２４との間の材料の厚さを制限する。第１のへこみ６２２と第２のへこみ６２４との間の端部壁６３６の一部は、この端部壁６２６に孔を形成するためにレーザで孔があけられる。この孔は、最終的に端部壁の孔１８２を形成する。スラグ６００は、続いて、第３のステーションに移送され、ここでは、第２の端部６０４がダイ部の方向に向けられ、また、第１の端部６０２はパンチ部の方向に向けられる。

図６Ｄに示すように、第３の成形ステーションでは、側壁６３４によって定められる孔６３０が、材料６３２をパンチで取り除くことによって、端部壁６３６の中心を貫通して孔があけられる。孔６３０は端部壁の孔１８２となる。スラグ６００は、続いて、１８０度回転され、第４のステーションに移送され、ここでは、第２の端部６０４はパンチ部の方向に向けられ、また、第１の端部６０２はダイ部の方向に向けられる。

図６Ｅに示すように、第４の成形ステーションでは、完成したスラグのカウンタボア１４８に相当するカウンタボア６４０が、冷間成形機のダイ部によって、スラグ６００の第１の端部６０２に形成される。カウンタボア６４０は、キャビティ６４２の直径よりも大きい直径を有している。このサイズの差により、カウンタボア６４０を形成するダイは、キャビティ６４２を取り囲む壁部６４４を据え込み加工して、それによって、最終の冷間成形したブランク５００に、リテーナ受け入れ面１６０とボールシート面１６２を定める肩部６４８を予備的に形成する。続いて、スラグ６００は、１８０度回転され、第５のステーションに移送される。この第５のステーションでは、第１の端部６０２はパンチ部の方向に向けられ、また、第２の端部６０４はダイ部の方向に向けられる。

第５のステーションでは、図６Ｆに示すように、スラグ６００は、最終寸法に形成される浅いチャネル１４６を含む最終寸法に形成される。また、第２の円筒状の内側表面１５８、リテーナ受け入れ面１６０、ボールシート面１６２及び円筒状の外側表面５０８は、それぞれの最終寸法に形成される。さらに、第１の端部６０２及び第２の端部６０４の外端部などの任意の潜在的に角がある隅部は、その断絶部を滑らかにする面取り部を作り出すように形成することができる。スラグ６００の全長は、ブランク５００の長さに形成することができ、また、第１の端部６０２、特に、平坦な頂面１８０、及び、第２の端部６０４は、コイニングステップで、最終形状に形成される。さらに、円筒状の外側表面５０８の外径が最終寸法に形成される。第５の成形ステーションの終了で、冷間成形された平坦頂部のプランジャーブランク５００が完成し、このプランジャーブランクは、図５に示す全ての構造上の特徴を含むことになる。

冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００は、機械加工しなければならない構造上の特徴を除いて、図１及び図２に示された完成した平坦頂部のプランジャー１１６の構造上の特徴の全てを含んでいる。図１及び図２に示された完成した平坦頂部のプランジャー１１６を製造する方法４００が終了すると、冷間成形した平坦頂部のプランジャーブランク５００は、図２に示されると共に説明したように、残りの構造上の特徴を形成するために、冷間成形後に機械加工される。

機械加工ステップ（ステップ４２０）は、完成したブランク５００に実施される。図２及び図５を参照すると、溝１５２は、ほぼ円筒状の外側表面５０８に機械加工される。さらに、プランジャーの流体ポート１８６が、側壁１７８内に機械加工される。これらの機械加工操作は、一つまたはそれ以上の他の機械加工操作と組み合わせて、或いは、連続して一緒に、一度に行うことができることは当然である。

上述した外側が平坦頂部のプランジャー１１６は、ニアネットシェイプに冷間成形されるが、この冷間成形工程は、第２の円筒状の内側側面１５８によって定められる平坦頂面１８０とカウンタボア１４８、肩部１４４の環状面１６０、及び、環状面１６０から延びる肩部１４４の丸められた環状面１６２を最終寸法に冷間成形する工程を含んでいる。これらの特徴部を冷間成形することによって、完成した平坦頂部のプランジャーを仕上げるために必要な機械加工時間が短縮されると共に、完成したプランジャーの製造コストが削減される。さらに、シートインサートとシールの使用が要求されるプランジャーの設計と比較した場合、付随する組付時間とコストの他にこれらの部品が省略される。

ここでの開示を目的として、特に説明しない限り、「a」または「an」は、「一つまたは複数」を意味する。本明細書または請求項において「（全体の一部として）含む（includes）」または「（全体の一部として）含んでいる（including）」という用語が使用される限り、請求項において過渡的な用語として用いられると解釈される用語「（全体が部分として）含んでいる（comprising）」と同様に包括されることを意図している。
さらに、用語「or」が（例えば、ＡまたはＢ）で採用されている限り、「ＡまたはＢあるいは両方」を意味することを意図している。出願人が「ＡのみまたはＢで、両方ではない」を示すことを意図する場合は、用語「ＡのみまたはＢのみだが両方ではない（only A or B but not both）」が用いられる。したがって、ここで使用する用語「ｏｒ」の使用は、包括的使用ではなく排他的使用である。ブライアン エー．ガーナーの現代法的使用辞典６２４（１９９５年、第２版）（Bryan A. Garner, A Dictionary of Modern Legal Usage ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５））を参照のこと。また、本明細書または請求項において用語「in」または「into」が使用されている限り、付加的に「on」または「onto」を意味することを意図している。さらにまた、本明細書または請求項において用語「接続する（connect）」が使用されている限り、別の構成部材または複数の構成部材を介して接続するような、「直接的に接続する（directly connected to）」だけでなく、「間接的に接続する（indirectly connected to）」を意味することを意図している。ここで使用されているように、「約（about）」は当業者に理解され、また、使用される文脈によってある程度異なる。使用される文脈に与えられる用語の使用が、当業者にとって明りょうでない場合、「約（about）」は、特定の用語のプラスマイナス１０％を意味する。約ＸからＹは、約Ｘから約Ｙを意味する。ここで、Ｘ及びＹは特定の値である。

本出願は種々の実施の形態を示しており、これらの実施の形態は詳細に説明されているが、請求する発明の範囲を、詳細に制限すること、または、詳細に限定することは出願人の意図ではない。当業者には、付加的な利点及び変更は容易に思われる。したがって、本発明はより広範な面では、図示すると共に説明した特定の詳細や実例に制限されない。したがって、本出願人が請求する発明の精神または範囲から離れることなく、そのような詳細から離れることができる。また、上述した実施の形態は実例であり、単一の機能や要素は、ここで、または、以降の出願で請求することができる全ての可能な組合せに不可欠なものではない。

１００ 油圧式ラッシュアジャスター
１０２ ラッシュアジャスターボディ
１１６ プランジャー
１３４，６０２ 第１の端部
１３６，６０４ 第２の端部
１４０，６２６ 端部壁
１４２ プランジャーボディ
１４４ 肩部
１４６ チャネル
１４８ カウンタボア
１５０，５０８ 円筒状の外側表面
１５２ 溝
１５８，１７６ 円筒状の内側表面
１６０ リテーナ受け入れ面
１６２ ボールシート面
１７８ 側壁
１８０ 平坦頂面
１８８ つなぎ曲面
５００ プランジャーブランク
５１０，６４２ キャビティ
６００ スラグ
６２０ 第１のボア
６２２，６２４ へこみ
６２８ 円筒状の壁
６３０ 孔

Claims (20)

1. 油圧式ラッシュアジャスターに使用する冷間成形したプランジャーブランクであって、
   該プランジャーブランクは、長手方向の軸に沿って第１の端部から第２の端部に延びる単一の冷間成形したプランジャーボディを含んでおり、
   該冷間成形したプランジャーボディは、平坦頂面を有し、かつ、プランジャーボディの第１の端部で長手方向の軸を横切るように延びる端部壁と、
   第１の端部と第２の端部との間で長手方向の軸に沿って延び、かつ、ほぼ円筒状の外側表面と第１のほぼ円筒状の内側表面を定める側壁と、
   第１のほぼ円筒状の内側表面から延び、かつ、リテーナ受け入れ面、ボールシート面、及び、ボールシート面と第１のほぼ円筒状の内側表面を結ぶ第１のつなぎ曲面を定める肩部と、
   端部壁、側壁及び肩部の少なくとも一部で定められるキャビティと、
   第２の端部から第１の端部に向けて延び、かつ、側壁に形成された第２のほぼ円筒状の内側表面と肩部のリテーナ受け入れ面によって少なくとも部分的に定められたカウンタボアと、を含んでいることを特徴とする冷間成形したプランジャーブランク。
2. 前記平坦頂面は、前記完成した平坦頂部のプランジャーブランクの最終寸法に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷間成形したプランジャーブランク。
3. 前記カウンタボアは、前記完成した平坦頂部のプランジャーブランクの最終寸法に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の冷間成形したプランジャーブランク。
4. 前記端部壁は、前記プランジャーブランクの長手方向の軸に沿って前記端部壁を貫通して延びる端部壁の孔を定めることを特徴とする請求項１に記載の冷間成形したプランジャーブランク。
5. 前記端部壁は、前記プランジャーブランクの第１の端部に形成したチャネルを定めることを特徴とする請求項１に記載の冷間成形したプランジャーブランク。
6. 前記リテーナ受け入れ面は、前記ボディの長手方向の軸に対して実質的に垂直に指向する平坦な環状面を定めることを特徴とする請求項１に記載の冷間成形したプランジャーブランク。
7. 油圧式ラッシュアジャスターに使用する平坦頂部のプランジャーブランクを冷間成形する方法であって、該方法は、
   第１の端部と第２の端部を有する金属製のスラグを準備するステップと、
   第２の端部の端部壁及び第１の端部から第２の端部に延びる側壁によって定められるキャビティを形成するために、前記スラグを第１の端部で押し出し加工するステップと、
   前記スラグの端部壁に最終寸法の平坦なプランジャーの端部面を形成するステップと、
   少なくとも部分的に前記キャビティを閉鎖する肩部を形成するために、第１の端部で前記側壁の少なくとも一部を据え込み加工するステップと、
   前記肩部を最終寸法に形成するステップと、を特徴とする油圧式ラッシュアジャスターに使用する平坦頂部のプランジャーブランクを冷間成形する方法。
8. 前記準備するステップは、金属製のスラグを形成するために、ワイヤを所定の長さに切断するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の油圧式ラッシュアジャスターに使用する平坦頂部のプランジャーブランクを冷間成形する方法。
9. さらに、前記押し出し加工するステップの前に、スラグの第１の端部と第２の端部を平らにするステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の油圧式ラッシュアジャスターに使用する平坦頂部のプランジャーブランクを冷間成形する方法。
10. さらに、前記準備するステップの後で前記押し出し加工するステップの前に、前記スラグの第１の端部に第１のへこみを形成すると共に、前記スラグの第２の端部に第２のへこみを形成するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の油圧式ラッシュアジャスターに使用する平坦頂部のプランジャーブランクを冷間成形する方法。
11. さらに、前記押し出し加工するステップの後に、ブランクを最終の長さに形成するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の油圧式ラッシュアジャスターに使用する平坦頂部のプランジャーブランクを冷間成形する方法。
12. さらに、前記押し出し加工するステップの後に、側壁を最終寸法に形成するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の油圧式ラッシュアジャスターに使用する平坦頂部のプランジャーブランクを冷間成形する方法。
13. さらに、前記押し出し加工するステップの後に、肩部を最終寸法に形成するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の油圧式ラッシュアジャスターに使用する平坦頂部のプランジャーブランクを冷間成形する方法。
14. さらに、前記押し出し加工するステップの後に、平坦なプランジャーの端部面を最終寸法に形成するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の油圧式ラッシュアジャスターに使用する平坦頂部のプランジャーブランクを冷間成形する方法。
15. 切断ステーションと５つの成形ステーションを有する冷間成形機を使用して冷間成形した平坦頂部のプランジャーを製造する方法であって、該方法は、
    切断ステーションにおいて、第１の端部及び第２の端部を有するスラグを形成するために、ワイヤを所定の長さに切断するステップと、
    第１の成形ステーションにおいて、スラグの第１の端部及び第２の端部を平らにすると共に、スラグの第２の端部にへこみを形成するステップと、
    第２の成形ステーションにおいて、円筒状の壁と端部壁によって定められた第１のボアを形成するために、スラグを第２の端部で押し出し加工するステップと、
    第３の成形ステーションにおいて、第１のボアの直径よりも小さい直径を有する孔を形成するために、スラグの端部壁を貫通して打ち抜き加工するステップと、
    第４の成形ステーションにおいて、少なくとも部分的に第１のボアを閉鎖して、キャビティを定める肩部を形成するために、円筒状の壁の少なくとも一部を第１の端部で据え込み加工すると共に、端部壁に平坦面を形成するステップと、
    第５の成形ステーションにおいて、肩部を最終寸法に形成するために、肩部をコイニングすると共に、チャネルと第１の平坦面を最終寸法に形成するように、第１の平坦面にチャネルを形成するステップと、を含むことを特徴とする冷間成形した平坦頂部のプランジャーを製造する方法。
16. 前記押し出し加工するステップは、円筒状の壁と端部壁によって定められる第１のボアを形成するために、スラグを第２の端部で後方に押し出し加工するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の冷間成形した平坦頂部のプランジャーを製造する方法。
17. さらに、ほぼ円筒状の表面によって部分的に定められ、円筒状の壁の外径よりも小さい外径を有する溝を円筒状の壁に機械加工するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の冷間成形した平坦頂部のプランジャーを製造する方法。
18. さらに、第５のステーションで、プランジャーの全長を最終寸法に形成するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の冷間成形した平坦頂部のプランジャーを製造する方法。
19. さらに、第５のステーションで、円筒状の壁を最終寸法に形成するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の冷間成形した平坦頂部のプランジャーを製造する方法。
20. さらに、冷間成形したプランジャーを熱処理するステップを含むことを特徴とする請求項１５に記載の冷間成形した平坦頂部のプランジャーを製造する方法。

Images