JP5128817B2 - ピストンおよび製造の方法 - Google Patents
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Description
この出願は、2003年11月4日に出願された出願番号第10/701,274号の一部継続出願である。
この発明の第1の局面に従ってピストンを作る方法は、各々が少なくとも2つの接合面を有するピストンの第1および第2の部分を製造することを含む。上記部分は、接合面が互いに間隔をあけられた関係にある状態で支持される。接合面は、間隔をあけられている間に、高温に加熱され、その後加熱が中断され、接合面は互いに接触されて、接合面を横切る冶金的な結合を形成する。この発明の1つの局面に従って、上記部分は結合部がまだ熱い間に僅かに引離され、溶接接合部の細く括れた領域を作り出す。これは材料をできるだけ減らし、重量およびコストを節約する。材料および重量の低減をさらに高めるために、接合されている壁部分に空洞も組入れられてもよい。
の場合、約1,000psi対20,000psi)。その結果、この発明に従う誘導溶接のための部分を保持および支持するのに必要とされる取付具および装置は、摩擦溶接に必要とされるものほど堅固である必要はない。さらに、摩擦溶接の間に伝えられ、ピストンの使用中に経験される荷重をしばしば超える重い圧縮荷重にこの構造が耐える必要がないので、ピストンの構造は多少解放される。その結果、より薄い部分およびより低重量のピストンが誘導溶接を用いて可能であり、製造業者にとってコスト節約になり、このようなピストンのユーザによって燃料および排出効率を認識される。
この発明の現在の好ましい実施例に従って構成されるピストンは概して、図面において10で示され、少なくとも2つの部分から製造される。2つの部分は、周方向に延在する嵌め合わせ可能な接合面の少なくとも1つ、好ましくは少なくとも2つの組を提供する態様で互いから別々に形成される。周方向に延在する嵌め合わせ可能な接合面は、最初は互いから離れて間隔をあけられ、部分を溶接するのに十分な温度に加熱され、その後、面の加熱が終了され、面が互いに接合されて、部分間に永久的な溶接部をもたらす。
28と、内壁22および外壁24の間に配置され、接合面26、28から上部壁16に向けて燃焼ボウル18の外側に上方向に延在する環状冷却ギャラリーの窪み30と、内壁22の径方向に内側に延在する内部ドーム32とに最終仕上された面をもたらすように最終機械加工される。以下に記載されるように、ピストン10は外側リングベルト24に一連のリング溝を有して形成されるが、このようなリング溝は好ましくは、説明されるように接合後にピストン10の中に機械加工される。
置においてそれぞれにオイル排液溝68を横切って形成される。
頭頂部14は互いの方に軸方向に相対的に移動され、結合に十分な温度にある間に、それぞれの接合面26、44および28、46を互いに合体させて係合させる。この発明に従って、内壁および外壁の両方の接合面は、加熱コイル72による単一の動作における適切な結合温度に同時に加熱される。好ましくは、加熱コイル72は誘導加熱コイルを含み、誘導加熱コイルは、通電されるときに、接合面を高い結合温度に局所的に加熱するように内壁および外壁において電子の流れを誘導するが、内壁材料および外壁材料の大部分は主として誘導加熱によって影響を受けないままである(つまり、このような高温、さらに言うと、材料の微細構造の変化を引起すであろう温度に引き上げられることはない)。その結果、誘導加熱は、内壁および外壁の幅方向に実質的に均一な、非常に制御された熱影響部(HAZ)74を生み出す。
部12および下部頭頂部14は、異なる結合温度を有する異なる材料、または異なる加熱要件を要求する同一または異なる材料の構造から製造されることができる。
Claims (12)
- ピストンを作る方法であって、
互いから間隔をあけられた少なくとも2つの関連する周方向に延在する接合面を有するピストンの第1の部分を準備することと、
互いから間隔をあけられた少なくとも2つの関連する周方向に延在する接合面を有するピストンの第2の部分を準備することと、
第1の部分の接合面が第2の部分の接合面と接触しないように位置決めされた状態で、第1および第2のピストン部分を支持することと、
第1および第2の部分の接合面を高い結合温度に誘導加熱で加熱し、その後、第1および第2の部分の接合面を互いに接触させ、それによって、それらの間に冶金的な結合を形成することとを備え、接合面は異なる平面に位置し、
第1および第2のピストン部分が互いに接触しないように支持される間に、それらのそれぞれの接合面は互いに間隔をあけられた関係で、第1の部分の形成面と第2の部分の形成面との間に空隙を形成して配置され、
誘導加熱は、空隙の中に誘導コイルを伸長し、接合面を加熱するようにコイルを通電することによって実施され、その後、第1および第2の部分の接合面を接触させる前にコイルが空隙から引抜かれ、
接合面の接触の間、第1および第2の部分は、互いを横切って接合面を摺動させるように互いに対して捩じられ、
捩じることは360°未満にわたって行われる、方法。 - 捩じることは180°未満にわたって行われる、請求項1に記載の方法。
- 捩じることは90°未満にわたって行われる、請求項1に記載の方法。
- 捩じることは45°未満にわたって行われる、請求項1に記載の方法。
- 捩じることは30°未満にわたって行われる、請求項1に記載の方法。
- 捩じることは20°未満にわたって行われる、請求項1に記載の方法。
- 捩じることは10°未満にわたって行われる、請求項1に記載の方法。
- 捩じることは5°未満にわたって行われる、請求項1に記載の方法。
- ピストンを製造する方法であって、
少なくとも1つの関連する嵌め合わせ面を有する第1のピストン部分を製造することと、
少なくとも1つの関連する嵌め合わせ面を有する第1のピストン部分から別々に第2のピストン部分を製造することと、
第1のピストン部分の嵌め合わせ面を第2のピストン部分の嵌め合わせ面から間隔をあけることと、
嵌め合わせ面が間隔をあけられた状態で、面の溶接に十分な温度に面を加熱することと、
接合された嵌め合わせ面を横切ってピストン部分を溶接するように、加熱された嵌め合わせ面を互いに接触させ、接合された嵌め合わせ面がまだ熱い間に、嵌め合わせ面の厚さを減少させるようにピストン部分を互いから軸方向に引離すこととを備える、方法。 - 接合面は誘導加熱によって加熱される、請求項9に記載の方法。
- 嵌め合わせ面を横切って空洞を形成することを含む、請求項9に記載の方法。
- 溶接に続いて、接合された嵌め合わせ面は、接合された嵌め合わせ面を再び焼戻しするようにさらに加熱処理される、請求項9に記載の方法。
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