JP2011502209A5

JP2011502209A5 -

Info

Publication number: JP2011502209A5
Application number: JP2010512382A
Authority: JP
Filing date: 2008-06-13
Publication date: 2014-02-20
Anticipated expiration: 2028-06-13

Description

本発明は、正確なサイズ、及び、円形（roundness）を提供しつつも、比較的耐磨耗性及び耐熱性を有する金属粉末合金の使用を可能にする部品及び方法に関する。本発明において、圧縮の際に部品のＯＤ上にリブ(rib)を形成し、その部品を焼結し、その後、一定のサイズ及び形状にコイニング（「圧印加工」とも呼ぶ；coining）する。

コイニングされたリブは、弁座とシリンダヘッド間のシーリングに影響を与えないように（即ち、燃焼室からの漏れ経路を提供しないように）十分短いものでなければならない。

図４によれば、本発明において、圧縮の際に、ＰＭリング３４のＯＤ３２上にリブ３０が形成される。これらのリブの形状は、図５に示したように、円形（rounded shape）であっても良く、図６に示したように、より狭く先のとがった形状のものであっても良い。より円形のリブ３０（図５）の高さＨ₁は、０．１２７ｍｍ未満（＜０．００５インチ）であり、より先のとがったリブの高さＨ₂は、若干長くても良い（例えば、０．１５２ｍｍ（＜０．００６インチ））。リブは、コイニングされるときにより変形しやすくなるように、あまり緻密な状態（7.4 g/cm³）でないほうが好ましい。コイニング後のコイニング面における密度は、リブ間の外径表面（outer diameter surface）３１の表面密度よりも高い。

リブ３０をサイジングすることによって、そのリブを塑性変形することによる機械加工を行わずに、ＯＤにおける変化（即ち、ＯＤ公差）、及び、ＯＤ円形における変化を減らすことができる。好ましくは、弁ガイド及び幾つかの弁座のような、概して連続的な壁（Straight wall）からなるリングに対し、コイニング工程はダイ内のボアを高速で通過することであり得る。ここで、ボアはテーパー状のものであるので、部品に正確なサイズ及び形状を有するＯＤを提供することができる。これらの部材は、ＯＤ上に０．０５ミクロン未満の公差を提供するための機械加工よりも低いコストの作業を可能にする。

図７及び８は、コイニングによるサイジング後のＯＤを示したものである。コイニングされたリブの高点（high point）又はランド（land）で構成された大径（major diameter）は、例えば、２８．２７８ｍｍであり、そして、前記ランド間の谷の底部によって構成された谷径（Root diameter）は、例えば、２８．０７０ｍｍである。図８において、ランドの幅Ｗは、各ランドの縁部（edge）における半径Ｒ₁（０．２５ｍｍ）及び各谷の縁部における半径Ｒ₂（０．３８ｍｍ）を有する頂上（top）において０．５１ｍｍであり得る。この角度αは、例えば、１２０°であり得る。コイニングの前に、大径は、例えば、28.278+0.05mm/-0.00mm（又は+0.075mm/-0.00mm）であり得る。コイニングの間に、リブは、その変化に起因して、必要な程度だけ平たくなり得る。リブ全てが平たくならなくても良い。なぜならば、寸法におけるわずかな変化はあり得るからである。

本発明は、図９（弁座５０）に示したように、段付き外径（stepped outer diameter）を有する弁座に適用され得る。リブ５２は、全面（full height）ではなく、その部品のより小さい外径上に設けられている。これらのリブをサイジングするために、その部品は、ダイへ挿入されて、反対方向に引き抜かれる（withdraw）。より小さい外径を有する端部５４（リブが配されていないもの）は、リブの端部から弁座５２の端部に向かってその直径が徐々に細くなり（taper down）、それにより、リブをコイニングするとき、及び、シリンダヘッド内に弁座を挿入するとき、導入部（lead-in）を提供する。導入部テーパー（lead-in taper）は、図４の弁座上に提供され得る。

Claims

２つの部品間の締まりばめの際に、１つの部品のボア内に挿入される外表面を有する金
属粉末部品であって、
前記金属粉末部品が、弁座であり、
前記金属粉末部品が、前記部品の圧縮のときに形成される前記金属粉末部品の外表面上
に形成され、かつ、前記金属粉末部品と共に焼結されるリブを有し、そして、
前記リブが、所定のサイズ及び形状へのコイニングによって、前記金属粉末部品の前記リブ間の表面よりも大きい密度を有するように圧縮されて、前記リブの高点をつなぐことによって形成される円形を提供することを特徴とする金属粉末部品。
前記リブが、前記金属粉末部品の長手方向の軸方向に平行に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の金属粉末部品。
前記リブが、前記金属粉末部品の全長に亘って延設されていることを特徴とする請求項２に記載の金属粉末部品。
前記リブが、前記金属粉末部品の全長より短い長さだけ延設されていることを特徴とする請求項２に記載の金属粉末部品。
前記金属粉末部品が、単一の外径を有することを特徴とする請求項１に記載の金属粉末部品。
前記金属粉末部品が、２以上の異なる外径を有する段差付き金属粉末部品として形成され、そして、前記リブが、前記２以上の異なる外径のうち1以上の外径を形成する外表面上に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属粉末部品。
２つの部品間の締まりばめの際に、１つの部品のボア内に挿入される外表面を有する金属粉末部品の製造方法であって、
前記金属粉末部品の圧縮の際に、前記金属粉末部品の外表面上にリブを形成するステップと、
前記金属粉末部品を焼結するステップと、
所定のサイズ及び形状へのコイニングによって、前記リブを塑性変形して、前記リブの高点に
よって形成される円形を提供するステップと、
を含み、そして、
前記金属粉末部品が、弁座である
ことを特徴とする製造方法。
前記焼結させた金属粉末部品を、前記リブのうち少なくとも一部を干渉するダイ内のボアを通過させることによって、前記リブを変形することを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
前記リブが、前記金属粉末部品の長手方向の軸方向に平行に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
前記リブが、前記金属粉末部品の全長に亘って延設されていることを特徴とする請求項９に記載の製造方法。
前記リブが、前記金属粉末部品の全長より短い長さだけ延設されていることを特徴とする請求項９に記載の製造方法。
前記金属粉末部品が、単一の外径を有することを特徴とする請求項７に記載の製造方法。
前記金属粉末部品が、２以上の異なる外径を有する段差付き金属粉末部品として形成され、そして、前記リブが、前記２以上の異なる外径のうち1以上の外径を形成する外表面上に形成されていることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。