JP2014507279A - 内燃機関用ピストンの鋳造装置および鋳造装置の開閉方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】
内燃機関用ピストンの鋳造装置は、少なくとも１つのピストンピン穴を形成するための少なくとも１つの略直線的に移動可能なスリーブ（１０）と、ピストンのリング領域の下に少なくとも１つの溝を形成するためにスリーブの方へ略直線的かつ斜めに移動可能である少なくとも１つの摺動部（１２）とを備え、スリーブ（１０）と摺動部（１２）とは、移動中にスリーブが摺動部（１２）を少なくとも部分的に引きずるように、間接的に連結される。また、内燃機関用ピストンの鋳造装置の開放および／または閉止を行う方法は、少なくとも１つの略直線的に移動可能なスリーブ（１０）が、スリーブ（１０）の方へ略直線的かつ斜めに移動可能な１つの摺動部（１２）を少なくとも部分的に引きずる。
【選択図】図１

Description

本願発明は、内燃機関用ピストンのための鋳造装置、鋳造装置の開放および／または閉止を行う方法に関する。

内燃機関用ピストンを鋳造するときの固有の課題の一つは、ロストコアを極力減らし、できるだけ補修が少なくて済み、かつ重量の節減に関して最適化された鋳型でピストンを成形することである。

独国特許出願公開第１９９２２８０９Ａ１号明細書には、ピストンのリング領域の下に溝を作るために、直線的に移動可能なスリーブとともに溝を形成するための枢動可能なコアを設けることが開示されている。

米国特許出願公開第２００８／０２５７５１８Ａ１号明細書には、冷却溝として使用されるリング領域の下に溝を形成するための好適なコアは、スリーブに対して略直線的かつ斜めに移動される。

独国特許出願公開第１９９２２８０９Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２００８／０２５７５１８Ａ１号明細書

本願発明は、内燃機関用ピストンを鋳造する装置および方法を単純化するとともに、可能な限り広範に溝を形成して重量を削減することを目的とする。

この目的の解決策は、一方においては、請求項１に記載の装置によって達成される。

したがって、この装置は、少なくとも１つのピストンピン穴を形成するための、少なくとも１つの略直線的に移動可能なスリーブを含む。スリーブは、鋳造空間に向けられたその端部に、実質的に円筒形状の部分を含む部品であり、完成したピストンにピストンピン穴のための空間を残す。スリーブは、鋳造空間部から見て外に向いた部分により大きな直径を有することができる。スリーブは、駆動部に連結するための手段、または下記のように、摺動部に少なくとも間接的に連結するための手段を含むことができる。

本発明による鋳造装置には、スリーブの方へ略直線的かつ斜めに移動可能な少なくとも１つの摺動部が、ピストンのリング領域の下に少なくとも１つの溝を形成するために設けられる。摺動部の移動経路は、リング領域の下の溝が、一般的にピストンの軸線に対して鋭角以下で延在する。摺動部の移動経路は、ピストンの軸線に対して垂直に延在するスリーブの軸線に対して斜めに延在する。本発明によれば、スリーブが、移動中に少なくとも部分的に摺動部を引きずるように、スリーブは、摺動部に少なくとも間接的に連結される。例えば、この連結は、鋳造装置の開放中に形成されるものであり、それによって、スリーブが最初に少なくとも短い距離後退させられ、次に、スリーブの一部分が摺動部に少なくとも間接的に係合し、それによって、摺動部がスリーブの方へ斜めに移動されるようになる。言い換えると、スリーブは、特に開放運動のために、スリーブが牽引運動の一部として摺動部を「引きずる」ような方法で摺動部に連結される。さらに、この連結はまた、閉止中にも「押し付け」運動のために有用である。

鋳造装置を閉止するとき、動作は基本的に逆に実行されることになる。そこで、スリーブの実質的に完全な閉止運動によって、摺動部がその閉止位置へもどる運動がやがて引き起こされることが望ましい。摺動部は、所望の溝を形成し、かつ、鋳型の開放中の、特に後退を簡単にするために運動方向に広がるように設計された突起部を備える。鋳造装置はまた、完全なピストンを鋳造するために必要であるあらゆる鋳型（半分）も含む。さらにまた、ピストンの両側に必要な構造を形成するために、スリーブ並びに摺動部を両方とも２倍用意することが望ましい。最後に、スリーブは、摺動部の開口部を貫通して延在できる。有利なことに、従来の鋳造装置を再構成する必要がない。なおその上、リング領域の下に溝を形成するための鋳造コアの旋回運動によって、溝がより深くなるように設計でき、それによって、より広範な重量削減が可能になる利点がある。

本発明による鋳造装置の好ましい実施形態を更なる請求項で記述する。

望ましくは、摺動部を少なくとも１つのガイドで誘導する。これによって、摺動部の運動を特に正確に画定できる。同時に、例えば、スリーブとの連結を変更する必要なく、角度に関してガイドを交換可能および可変の両方または一方に設計できるように、スリーブとの連結を特定の枠組み内で柔軟に行うことができる。

したがって、ガイドは交換可能であることがさらに望ましい。これによって、様々なピストン形状に摺動部の移動経路を調節できる利点が提供される。および／または、ガイドが形成する角度は、スリーブの移動経路に関しては可変であってもよい。

スリーブと摺動部との間の連結の場合、いわゆる、旋回フォークは、摺動部と少なくとも間接的に連結されて、少なくともある程度旋回可能に連結されることが望ましい。このために、スリーブが旋回フォークを用いて摺動部を「引きずる」ように、旋回フォークは、スリーブによって旋回されることになる。

特に、少なくとも１つのガイドを交換すること、および／または、異なる角度を設定することによって、摺動部の移動経路を変更できることを考えると、摺動部が、さらに旋回フォークに少なくともわずかに移動可能に連結される場合は有利になる。

旋回フォークを用いたスリーブと摺動部との間の連結を考えると、少なくともスリーブ上のペグが旋回フォーク上の突起部および／または摺動面と係合可能であることが、さらに望ましい。突起部との係合は、開放中の引きずりにとっては好ましい。その上、閉止運動中の摺動面との協働には利点がある。

上記の目的に対する解決策は、さらに、請求項７に記載の方法によって達成される。その方法によれば、略直線的に移動可能なスリーブは、スリーブに対して略直線的かつ斜めに移動可能である少なくとも１つの摺動部を少なくとも部分的に引きずる。本装置の更なる好ましい実施形態は、本発明による方法に適用可能である。さらに、本装置に関連して記述したすべての方法機能は、本発明による方法で使用可能である。

本願発明の実施形態にかかる鋳造装置の部分側面図である。 閉止状態にある図１に示した鋳造装置の第１の断面図である。 閉止状態にある図１に示した鋳造装置の第２の断面図である。 スリーブが部分的に後退した状態にある図１に示した鋳造装置の第１の断面図である。 スリーブが部分的に後退した状態にある図１に示した鋳造装置の第２の断面図である。 スリーブが完全に後退した状態にある図１に示した鋳造装置の第１の断面図である。 スリーブが完全に後退した状態にある図１に示した鋳造装置の第２の断面図である。

図１は、本願発明の実施形態にかかる鋳造装置の部分側面図を示す。まず摺動部１２がＡの方向に直線的に移動するためのガイド１４が示されている。また、Ｂの方向に移動可能なスリーブ１０の領域が示されている。スリーブ１０は、鋳造空間から（図１の左へ）向きを変えることができる。したがって、方向Ａと方向Ｂとは、互いに対して斜めである。以下でより詳細に説明するように、スリーブ１０と摺動部１２とは、軸２４のまわりでＣの方向に旋回できる旋回フォーク１６によって連結されている。本例において、この連結は、開放中は旋回フォーク１６の突起部２０と係合でき、閉止中は旋回フォークの摺動面２２と係合できるペグ１８によって為される。

さらにまた、図１の状態に対応する図２からわかるように、スリーブ１０は、摺動部１２の開口部を貫通して延在する。また、摺動部１２の上部には、ピストンのリング領域の下に溝を形成するための鼻状の突起部２６が備えられている。

さらにまた、図３に示されるように、摺動部１２と旋回フォーク１６とは連結されている。この連結によって、並進運動が伝達され、図７に示されるように、小さな旋回運動が可能となり、その上、一定の直線移動（図の右から左へ）が可能となるように、旋回フォーク１６の広がった自由端部２８が摺動部１２の空間３０に配置されて構成される。この可動性は、ガイド１４によって摺動部１２の運動を決定するのに有利である（図１参照）。それは、摺動部１２と旋回フォーク１６との間の自由度によって、摺動部１２の運動が、ガイド１４によって画定されるが、可動性を旋回フォーク１６によって摺動部１２に伝達できるからである。

図２および３は鋳造装置の閉止状態を示す。スリーブ１０および摺動部１２は、両方とも鋳造状態の位置にある。図４および５は、鋳造装置は閉止しているが、スリーブ１０は部分的に後退している状態を示す。スリーブ１０は、まだ鋳造状態の位置にある。図５に示すように、スリーブ１０上のペグ１８が、旋回フォーク１６の突起部２０と係合状態になり、そうすることで摺動部１２が引きずられる。

図６は、鋳造装置の開放状態を示す。このときスリーブ１０が最大範囲まで後退し、摺動部１２は自由に動くことができる。旋回フォーク１６の位置から分かるように、旋回フォーク１６は、少なくともわずかに反時計回りに旋回し、それによって、摺動部１２が引きずられる。この摺動部１２の運動は、ガイド１４によって画定されている（図１参照）。本例において、摺動部１２の移動経路は、比較的急勾配であり、旋回フォーク１６の自由端部２８は、摺動部１２の空間３０からわずかに外に移動している。

鋳造装置が図７に示す開放状態から閉止状態となれば、スリーブ１０は、図１から３に示す状態となる。

ペグ１８は、これによって、旋回フォーク１６の摺動面２２上を摺動し、その結果、摺動部１２を完全に後退位置に戻す。

Claims (7)

1. 内燃機関用ピストンの鋳造装置であって、
   少なくとも１つのピストンピン穴を形成するための少なくとも１つの略直線的に移動可能なスリーブと、
   前記ピストンのリング領域の下に少なくとも１つの溝を形成するために前記スリーブの方へ略直線的かつ斜めに移動可能である少なくとも１つの摺動部と
   を備え、
   前記スリーブと前記摺動部とは、移動中に前記スリーブが前記摺動部を少なくとも部分的に引きずるように、間接的に連結されることを特徴とする鋳造装置。
2. 前記摺動部をガイドする少なくともひとつのガイドをさらに備える、請求項１に記載の鋳造装置。
3. 前記ガイドは、交換可能および／またはガイド角度が可変であることを特徴とする、請求項２に記載の鋳造装置。
4. 前記スリーブにより旋回可能である旋回フォークをさらに備え、
   前記摺動部は、前記旋回フォークに対して、間接的および／または枢動可能に結合することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の鋳造装置。
5. 前記摺動部は、前記旋回フォークに対して移動可能に結合することを特徴とする、請求項４に記載の鋳造装置。
6. 前記旋回フォークは、突起部および／または摺動面を有し、
   前記スリーブは、前記突起部および／または摺動面と係合可能な少なくとも１つのペグを有することを特徴とする、請求項４または５に記載の鋳造装置。
7. 内燃機関用ピストンの鋳造装置を開放および／または閉止する方法であって、
   少なくとも１つのスリーブを実質的に直線方向に移動する工程と、
   前記スリーブの移動に伴って、前記摺動部が、前記スリーブに対して斜めに引きずられて移動する工程と、
   を備えることを特徴とする方法。

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