KR102364805B1 - 부가적인 기계가공을 통한 피스톤 링-벨트 구조 보강 - Google Patents

부가적인 기계가공을 통한 피스톤 링-벨트 구조 보강 Download PDF

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Abstract

링 벨트에 대한 보강을 제공하기 위해서 언더크라운 표면과 링 벨트의 내측 표면 사이에 그리고/또는 핀 보스와 링 벨트의 내측 표면 사이에 배치되어 있는 적어도 하나의 삽입부를 포함하는 피스톤이 제공되어 있다. 삽입부는 링 벨트의 열적 및 기계적 뒤틀림을 감소시키고, 이로써 피스톤 링 성능을 향상시키고, 블로-바이를 감소시키고, 궁극적으로는 엔진 배출을 개선한다. 삽입부는 직접 증착, 레이저 클래딩, 레이저 씬터링, 아크 용접, 부가적인 용접, 플라즈마 운반 아크 용사, 플라즈마 용접, 아크 용접, 선택적인 레이저 씬터링 및 고속 화염 용사, 플라즈마 용사와 같은 부가적인 기계가공 공정에 의해 형성된다. 일 실시예에 따르면, 중간 피스는 피스톤에 기계적으로 부착되어 있고, 삽입부는 부가적인 보강을 제공하기 위해서 중간 피스에 적용되어 있다.

Description

부가적인 기계가공을 통한 피스톤 링-벨트 구조 보강
본 특허 출원은 2016년 9월 27일자로 출원된 미국 실용신안출원 15/277,443의 우선권을 주장하며, 그 명세서의 내용은 그 전체로 참조사항으로 본 명세서에 통합되어 있다.
본 발명은 내연 기관용 피스톤, 및 그 피스톤을 제조하는 방법에 관한 것이다.
엔진 제조업체들은, 이에 제한되는 것은 아니지만, 연비를 향상시키는 것, 오일 소모를 줄이는 것, 연료 시스템을 향상시키는 것, 실린더 보어 내부에서의 작동 온도와 압축 하중을 증가시키는 것, 피스톤을 통한 열 손실을 줄이는 것, 구성요소 부품들의 윤활을 향상시키는 것, 엔진 중량을 줄이는 것, 및 동시에 제조와 관련된 비용을 줄이면서도 엔진을 더욱 컴팩트하게 만드는 것을 포함하여 엔진 효율과 성능을 향상시키는 증가하는 요구들을 마주하고 있다.
줄어든 중량, 줄어든 제조 비용 및 줄어든 압축 높이를 피스톤에 제공하기 위하여, 피스톤은 종종, 언더크라운 표면을 따라 폐쇄형 냉각 갤러리가 없는 싱글-피스(single-piece)로 설계되어 있다. 이러한 피스톤은 통상적으로 "갤러리리스(galleryless)" 피스톤으로 지칭된다. 특정 성능을 제공하도록 설계되어 있는 다른 타입의 피스톤은 투-피스 설계, 예컨대 스틸 크라운(steel crown)과 알루미늄 스커트(aluminum skirt)를 포함한다. 이러한 피스톤은 통상적으로 "관절형(articulated)" 피스톤으로 지칭된다.
갤러리리스 피스톤과 관절형 피스톤 양자 모두는 통상적으로 미지지식 링 벨트(unsupported ring belt)를 포함하는데, 이 경우에는 링 벨트를 지지하기 위해서 링 벨트로부터 피스톤의 다른 부분 쪽으로 뻗어 있는 구조가 없다. 미지지식 링 벨트가 있는 피스톤 설계는 중량 감소, 제조 공정 단순화 및 비용 저감과 같은 많은 이점들을 제공하지만, 미지지식 링 벨트가 있는 피스톤은 블로-바이(blow-by)를 겪을 수도 있다. 블로-바이는 통상적으로 링 벨트 기하구성의 열적 및 기계적 뒤틀림 때문에 부적절한 압축 링 착좌의 결과이고, 크랭크케이스 속의 실린더 벽과 피스톤 사이에서의 혼합기 또는 연소 가스의 누출을 포함한다.
본 발명의 일 양태는 내연 기관용 피스톤을 구비한다. 피스톤은, 링 벨트의 감소된 열적 및 기계적 뒤틀림을 제공하는 삽입부를 포함하고, 이로써 향상된 피스톤 링 성능, 감소된 블로-바이 및 궁극적으로는 개선된 엔진 배출을 제공한다. 피스톤은 금속 재료로 형성된 바디를 포함한다. 바디는 상측 연소 표면, 및 반대방향으로 향하고 있는 언더크라운 표면을 포함한다. 바디는 또한, 복수의 링 그루브들을 가지고 있으면서 상측 연소 표면으로부터 뻗어 있는 링 벨트를 포함한다. 바디는 또한, 언더크라운 표면으로부터 뻗어 있는 한 쌍의 핀 보스들을 포함한다. 피스톤은 링 벨트를 지지하기 위하여 링 벨트의 내측 표면으로부터 언더크라운 표면 쪽으로 반경방향으로 뻗어 있는, 또는 링 벨트의 내측 표면으로부터 핀 보스부들 중 하나 쪽으로 반경방향으로 뻗어 있는 삽입부를 더 포함한다. 삽입부는 부가적인 기계가공 공정에 의해 형성된다.
본 발명의 다른 양태는, 링 벨트의 감소된 열적 및 기계적 뒤틀림을 제공하는 삽입부를 포함하는 내연 기관용 피스톤을 제조하는 방법을 제공하고, 이로써 향상된 피스톤 링 성능, 감소된 블로-바이 및 궁극적으로는 개선된 엔진 배출을 제공한다. 방법은, 금속 재료로 형성된 바디를 제공하는 단계를 포함하며, 바디는 상측 연소 표면, 및 반대방향으로 향하고 있는 언더크라운 표면을 포함하고, 바디는, 상측 연소 표면으로부터 뻗어 있으면서 복수의 링 그루브들을 가지는 링 벨트를 포함하고, 그리고 바디는 언더크라운 표면으로부터 뻗어 있는 한 쌍의 핀 보스들을 포함한다. 방법은, 링 벨트를 지지하기 위하여 링 벨트의 내측 표면으로부터 언더크라운 표면 쪽으로 반경방향으로 뻗어 있는, 또는 링 벨트의 내측 표면으로부터 핀 보스들 중 하나 쪽으로 반경방향으로 뻗어 있는 삽입부를 형성하는 단계를 추가로 포함한다. 삽입부를 형성하는 단계는, 부가적인 기계가공 공정을 포함한다.
본 발명의 다른 이점들은, 첨부의 도면과 관련하여 생각해보면 다음에 오는 구체적인 내용을 참조하여 더욱 잘 이해될 수 있는 바와 같이 용이하게 알 수 있을 것이다.
도 1은 한 쌍의 삽입부를 포함하는 예시적인 실시예에 따르는 피스톤의 측면 단면도이다.
도 2는 도 1의 피스톤의 저면도이다.
도 3은 두 쌍의 삽입부들을 포함하는 다른 예시적인 실시예를 따르는 피스톤의 저면도이다.
도 4a는, 다른 예시적인 실시예에 따르는 중간 피스 상에 각각 형성된 두 쌍의 삽입부들을 포함하는 피스톤의 핀 보어 축을 따라 절단된 측면 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 피스톤의 스러스트 축(thrust axis)을 따라 절단된 측면 단면도이다.
도 4c는 도 4a의 피스톤의 측면 단면도로서, 중간 피스들과 삽입부들의 분해도가 나타나 있다.
도 4d는 도 4a의 피스톤의 저면도이다.
예시적인 실시예에 따르는 내연 기관용 피스톤(20)은 대체로 도 1 내지 도 4d에 나타나 있다. 피스톤(20)은, 상측 연소 표면(26)으로부터 뻗어 있는 링 벨트(24), 및 부가적인 기계가공 공정에 의해 형성되어 있는 삽입부(28)가 있는 바디(22)를 구비한다. 삽입부(28)는 링 벨트를 지지하고, 이로써 링 벨트(24)의 감소된 열적 및 기계적 뒤틀림을 제공하고, 이로써 향상된 피스톤 링 성능, 감소된 블로-바이 및 궁긍적으로는 개선된 엔진 배출을 제공한다.
피스톤(20)의 바디(22)는, 통상적으로 강철 재료, 알루미늄 기반 재료 및 주철로 되어 있는 제 1 재료로 형성되어 있다. 예시적인 실시예들에서, 피스톤(20)의 바디(22)는 싱글-피스이고, 갤러리리스 피스톤으로 지칭된다. 이를 대신하여, 피스톤(20)의 바디(22)는 투-피스 관절형 피스톤으로 설계될 수 있고, 또는 바디(22)는 다른 설계를 가질 수도 있다.
바디(22)는 연소실에 대한 노출을 위하여 중심 축(A)을 둘러싸는 상측 연소 표면(26)을 포함하고, 상측 연소 표면(26)은 외측 림(32)에 의해 둘러싸여 있는 연소 보울(30)을 포함한다. 바디(22)는 또한 상측 연소 표면(26)의 반대쪽을 향하고 있는 언더크라운 표면(34)을 포함한다. 바디(22)의 링 벨트(24)는 중심 축(A)에 대하여 길이방향으로 상측 연소 표면(26)의 외측 림(32)으로부터 뻗어 있다. 링 벨트(24)는 또한 중심 축(A)으로부터 멀어지는 방향으로 향하고 있는 복수의 링 그루브들을 가진다. 예시적인 실시예에서, 여기에서 피스톤(20)은 갤러리리스 피스톤이고, 바디(22)는 링 벨트(24)나 언더크라운 표면(34)을 따라 위치되어 있는 폐쇄형 냉각 갤러리가 없다. 피스톤(20)의 바디(22)는 또한 서로 반대쪽 직경방향으로 배치되어 있는 한 쌍의 핀 보스(36)들을 포함한다. 핀 보스(36)들은 중심 축(A)에 대하여 길이방향으로 언더크라운 표면(34)으로부터 뻗어 있다. 각각의 핀 보스(36)들은 핀 보어 축(Ab)을 둘러싸는 핀 보어(38)를 포함한다.
피스톤(20)은 부가적인 기계가공 공정에 의해 형성되는 구조용 웹(structural web) 또는 지지용 리브(supporting rib)로도 지칭되는 적어도 하나의 삽입부(28)들을 포함하고, 바람직하게는 링 벨트(24)를 지지하는 적어도 한 쌍의 삽입부(28)들 또는 복수의 삽입부(28)들을 포함한다. 삽입부(28)들에 의해 링 벨트(24)에 제공되는 지지는 링 벨트(24)의 열적 및 기계적 뒤틀림을 감소시키고, 이로써 피스톤 링 성능을 향상시키고, 블로-바이를 감소시키고, 궁극적으로는 엔진 배출을 개선한다. 삽입부(28)들의 위치와 기하구성은 통상적으로 요구되는 보강의 정도에 좌우된다. 예를 들어, 환형의 아크 길이는 달라질 수도 있다. 또한, 삽입부(28)들의 위치는 통상적으로 엔진 탑재 조건들과 피스톤(20)의 바디(22)의 기하구성에 의해 좌지우지된다.
삽입부(28)들은 제 2 재료로 형성되어 있고, 제 2 재료는 통상적으로 니켈-크롬 합금, 티타늄 합금, 및 저탄소강, 합금강, 공구강 및 스테인리스 스틸과 같은 강철(steel) 재료 중에서 선택된다. 제 2 재료는 통상적으로 제 1 재료와 상이하지만, 제 1 재료와 제 2 재료는 동일할 수도 있다. 각각의 삽입부(28)들은 링 벨트(24)의 내측 표면(40)으로부터 언더크라운 표면(34) 쪽으로 연속하여 반경방향으로 뻗어 있고, 또는 링 벨트(24)의 내측 표면(40)으로부터 핀 보스(36)들 중 하나 쪽으로 연속하여 반경방향으로 뻗어 있다.
피스톤(20)이 쌍을 이루는 삽입부(28)들을 포함하는 경우, 삽입부(28)들은 통상적으로 서로 반대쪽 직경방향으로 배치되어 있다. 도 1과 도 2의 예시적인 실시예에서, 피스톤(20)은 핀 보어 축(Ab)을 따라 서로 반대쪽 직경방향으로 배치되어 있는 한 쌍의 삽입부(28)들을 포함한다. 피스톤(20)은 스러스트 축(At)을 따라 서로 반대쪽 직경방향으로 배치되어 있는 제 2 세트의 삽입부(28)들을 포함할 수도 있다. 도 3의 예시적인 실시예에서, 피스톤(20)은 두 쌍의 삽입부(28)들을 포함하고, 각각의 쌍은 서로 반대쪽 직경방향으로 배치되어 있지만, 핀 보어 축(Ab)으로부터 각도적으로 오프셋되어 있다. 도 4a 내지 도 4d의 예시적인 실시예에서, 피스톤(20)은 또한 서로 반대쪽 직경방향으로 각각 배치되어 있는 두 쌍의 삽입부(28)들을 포함한다. 한 쌍의 삽입부(28)들은 핀 보어 축(Ab)을 따라 위치되어 있고, 다른 쌍은 스러스트 축(At)을 따라 배치되어 있다.
여러 가지 상이한 부가적인 기계가공 공정들은 삽입부들을 형성하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 부가적인 기계가공 공정은, 제 2 재료를 피스톤 바디(22)의 제 1 재료 상에 적용하는, 직접 증착 레이저 클래딩(direct depositing laser cladding), 레이저 씬터링(laser sintering), 아크 용접(arc welding), 부가적인 용접(additive welding), 플라즈마 운반 아크 용사(plasma transferred arc spraying), 플라즈마 용접(plasma welding), 아크 용접(arc welding), 선택적인 레이저 씬터링(selective laser sintering), 고속 화염 용사(high velocity oxygen fuel spraying) 및 플라즈마 용사(plasma spraying) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 일 예시적인 실시예에 따르면, 삽입부(28)들을 형성하는데 사용되는 제 2 재료는 바디(22)의 제 1 재료 상에 직접 증착되고, 이는 삽입부(28)들의 기하구성이 자유로운 형태의 제조에 의해 형성되는 것을 허용한다.
피스톤(20)은 또한 도 4a 내지 도 4d에 나타나 있는 바와 같이 삽입부(28)를 지지하기 위해서 제 3 재료로 형성되어 있는 중간 피스(42)를 포함할 수 있다. 중간 피스(42)는 대용량 증착 공정을 허용하기 위해서 삽입부(28)의 보강 기하구성을 미리 정의한다. 중간 피스(42)를 형성하는데 사용되는 제 3 재료는 통상적으로 피스톤(20)의 바디(22)를 형성하는데 사용되는 제 1 재료, 및 요구되는 구조 보강의 정도에 좌우된다. 예를 들어, 제 3 재료는 저탄소강, 합금강, 공구강, 스테인리스 스틸, 니켈-크롬 합금 및 티타늄 합금 중에서 선택될 수 있다. 제 3 재료는 제 1 재료 및/또는 제 2 재료와 동일할 수도 있고, 또는 제 1 재료 및/또는 제 2 재료와 상이할 수도 있다.
중간 피스(42)는, 삽입부(28)가 부가적인 기계가공 공정에 의해 형성되기 전에 바디(22)에 기계적으로 부착된다. 중간 피스(42)의 기하구성과 위치는 삽입부(28)들의 원하는 기하구성과 위치에 따라 달라질 수 있다. 도 4a 내지 도 4d의 예시적인 실시예에서, 중간 피스(42)는, 링 벨트(24)의 내측 표면(40)과 언더크라운 표면(34) 또는 핀 보스(26) 사이에 뻗어 있으면서 피스톤(20)의 중심 축(A)에 대해 수직으로 배치되어 있는, 베이스 벽(44)을 포함한다. 이 예시적인 실시예의 중간 피스(42)는 또한, 링 벨트(24)의 내측 표면(40)을 따라 베이스 벽(44)으로부터 위쪽을 향하여 뻗어 있으면서 중심 축(A)에 대해 평행하게 배치되어있는, 측면 벽(46)을 포함한다.
피스톤(20)이 중간 피스(42)를 포함하는 경우, 삽입부(28)는 여러 가지 상이한 부가적인 기계가공 공정들에 의해 중간 피스(42)에 적용될 수 있다. 예를 들어, 부가적인 기계가공 공정은, 제 2 재료를 중간 피스의 제 3 재료 상에 적용하는, 직접 증착, 레이저 클래딩, 레이저 씬터링, 아크 용접, 부가적인 용접, 플라즈마 운반 아크 용사, 플라즈마 용접, 아크 용접, 선택적인 레이저 씬터링, 고속 화염 용사 및 플라즈마 용사 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 통상적으로, 공정은, 제 2 재료를 중간 피스(42)의 제 3 재료 상에 적용하는, 레이저 클래딩, 플라즈마 운반 아크 용사, 플라즈마 용접, 아크 용접, 선택적인 레이저 씬터링, 고속 화염 용사 및 플라즈마 용사 중 적어도 하나를 포함한다. 부가적인 기계가공 공정의 결과로서, 중간 피스(42)는 궁극적으로 그 결과 생기는 피스톤 구조에 완전히 통합되어 적소에 남아있을 것이다.
본 발명의 다른 양태는 피스톤(20)을 제조하는 방법이다. 방법은, 제 1 재료로 형성되는 바디(22)를 제공하는 단계를 포함한다. 주조, 단조 또는 다른 방법과 같은 여러 가지 상이한 방법들은 피스톤(20)의 바디(22)를 형성하는데 이용될 수 있다.
다음으로, 방법은, 피스톤(20)의 바디(22) 상에 제 2 재료로 된 삽입부(28)를 형성하는 단계를 포함한다. 삽입부(28)를 형성하는 단계는, 제 2 재료를 적용하는, 직접 증착, 레이저 클래딩, 레이저 씬터링, 아크 용접, 부가적인 용접, 플라즈마 운반 아크 용사, 플라즈마 용접, 아크 용접, 선택적인 레이저 씬터링, 고속 화염 용사 및 플라즈마 용사 중 적어도 하나와 같은 부가적인 기계가공 공정을 포함한다. 예를 들어, 바디(22)가 제 1 재료로 형성되어 있는 경우, 부가적인 기계가공 공정은 제 2 재료를 피스톤 바디(22)의 제 1 재료 상에 적용하는 직접 증착을 포함할 수 있다. 삽입부(28)를 형성하는 단계는 통상적으로, 링 벨트(24)의 내측 표면(40)으로부터 핀 보스(26)들 사이에 위치되어 있는 언더크라운 표면(24)의 일부 쪽으로 연속하여 삽입부(28)를 뻗게 하는 단계, 또는 링 벨트(24)의 내측 표면(40)으로부터 핀 보스(26)들 중 하나까지 연속하여 삽입부(28)를 뻗게 하는 단계를 포함한다. 일 실시예에 따르면, 방법은, 복수의 삽입부(28)들을 형성하는 단계를 포함한다.
일 양태에 따르면, 방법은, 삽입부(24)를 적용하기에 앞서, 부가적인 보강을 위하여 피스톤(20)의 바디(22)에 제 3 재료로 형성된 중간 피스(42)를 기계적으로 부착시키는 단계를 포함한다. 중간 피스(42)가 부착되면, 방법은, 예컨대 제 3 재료 상에 제 2 재료를 적용하는, 레이저 클래딩, 플라즈마 운반 아크 용사, 플라즈마 용접, 아크 용접, 선택적인 레이저 씬터링, 고속 화염 용사 및 플라즈마 용사에 의해 제 2 재료를 제 3 재료에 적용하는 단계를 포함한다.
본 발명의 많은 수정예와 변형예는 위 교시사항의 관점에서 가능성이 있고, 본 발명의 사상의 범위 내에 있으면서 특별히 기술되어 있는 바와 달리 실시될 수 있다. 모든 실시예들과 모든 청구범위의 모든 특징들이 서로 조합될 수 있다는 점이 고려되어 있는데, 이는 이러한 조합들이 서로 모순되지 않는 한 그러하다.

Claims (20)

  1. 피스톤은:
    금속 재료로 형성되어 있는 바디로서, 상기 바디는 상측 연소 표면, 및 반대방향으로 향하고 있는 언더크라운 표면을 포함하는, 바디;를 구비하고,
    상기 바디는 상측 연소 표면으로부터 뻗어 있는 링 벨트를 포함하고, 링 벨트는 복수의 링 그루브들을 가지고,
    상기 바디는 상기 언더크라운 표면으로부터 뻗어 있는 한 쌍의 핀 보스들을 포함하고,
    상기 링 벨트의 내측 표면으로부터 상기 언더크라운 표면 또는 상기 핀 보스들 중 하나 쪽으로 반경방향으로 뻗어 있는 중간 피스로서, 상기 중간 피스는 상기 링 벨트의 상기 내측 표면에 기계적으로 부착되어 있고, 상기 중간 피스는 상기 언더크라운 표면 또는 상기 핀 보스들 중 하나에 기계적으로 부착되어 있는, 중간 피스;를 구비하고,
    상기 링 벨트를 지지하기 위하여 상기 링 벨트의 내측 표면으로부터 상기 언더크라운 표면 쪽으로 반경방향으로 뻗어 있는, 또는 상기 링 벨트의 내측 표면으로부터 상기 핀 보스들 중 하나 쪽으로 반경방향으로 뻗어 있는 삽입부로서, 상기 삽입부는 부가적인 기계가공 공정에 의해 형성되고, 상기 삽입부는 상기 중간 피스 상에 형성되어 있는, 삽입부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입부는 상기 링 벨트의 상기 내측 표면으로부터, 상기 핀 보스들 사이에 위치되어 있는 상기 언더크라운 표면의 일부 쪽으로 연속하여 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 삽입부는 상기 링 벨트의 상기 내측 표면으로부터 상기 핀 보스들 중 하나 쪽으로 연속하여 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 링 벨트로부터 상기 언더크라운 표면 또는 상기 핀 보스들 중 하나 쪽으로 각각 뻗어 있는 복수의 상기 삽입부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  5. 제 1 항에 있어서,
    적어도 한 쌍의 상기 삽입부들을 포함하고, 상기 삽입부들은 서로 반대쪽 직경방향으로 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디는 제 1 재료로 형성되어 있고, 상기 제 1 재료는 강철 재료, 알루미늄 기반 재료 및 주철 중에서 선택되고,
    상기 삽입부는 제 2 재료로 형성되어 있고, 상기 제 2 재료는 강철 재료, 니켈-크롬 합금 및 티타늄 합금 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 피스톤은 상기 언더크라운 표면을 따라 폐쇄형 냉각 갤러리가 없는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입부는, 상기 삽입부가 없다는 점을 제외하고는 동일한 설계를 가지는 피스톤의 링 벨트의 강도에 비해, 상기 피스톤의 상기 링 벨트의 강도를 향상시키는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  9. 삭제
  10. 제 1 항에 있어서,
    각각의 상기 핀 보스들은 핀 보어 축을 둘러싸는 핀 보어를 포함하고,
    피스톤은 서로 반대쪽 직경방향으로 배치되어 있는 한 쌍의 상기 삽입부들을 포함하고, 상기 삽입부들은, 상기 링 벨트로부터 상기 핀 보스들 중 하나 쪽으로 반경방향으로 각각 뻗어 있으면서 상기 핀 보어 축을 따라 위치되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  11. 제 1 항에 있어서,
    각각의 상기 핀 보스들은 핀 보어 축을 둘러싸는 핀 보어를 포함하고,
    상기 피스톤은 서로 반대쪽 직경방향으로 배치되어 있는 한 쌍의 상기 삽입부들을 포함하고, 상기 삽입부들은, 상기 링 벨트로부터 상기 핀 보스들 중 하나 쪽으로 반경방향으로 각각 뻗어 있으면서 상기 핀 보어 축에서 각도적으로 오프셋되어 있는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  12. 내연 기관용 피스톤은:
    제 1 재료로 형성되어 있는 바디로서, 상기 제 1 재료는 강철 재료, 알루미늄 기반 재료 및 주철 중에서 선택되는, 바디;를 구비하고,
    상기 바디는 연소실에 대한 노출을 위하여 중심 축을 둘러싸는 상측 연소 표면을 포함하고, 상기 상측 연소 표면은 외측 림에 의해 둘러싸여 있는 연소 보울을 포함하고,
    상기 바디는 상기 상측 연소 표면의 반대쪽을 향하고 있는 언더크라운 표면을 포함하고,
    상기 바디는 상기 중심 축에 대하여 길이방향으로 상기 상측 연소 표면의 상기 외측 림으로부터 뻗어 있는 링 벨트를 포함하고, 상기 링 벨트는 상기 중심 축으로부터 멀어지는 방향으로 향하고 있는 복수의 링 그루브들들 가지고,
    상기 바디는 상기 언더크라운 표면 또는 상기 링 벨트를 따라 위치되어 있는 폐쇄형 냉각 갤러리가 없고,
    상기 바디는 서로 반대쪽 직경방향으로 배치되어 있는 한 쌍의 핀 보스들을 포함하고, 상기 핀 보스들은 상기 중심 축에 대하여 길이방향으로 상기 언더크라운 표면으로부터 뻗어 있고, 각각의 상기 핀 보스들은 핀 보어 축을 둘러싸는 핀 보어를 포함하고,
    상기 링 벨트의 내측 표면으로부터 상기 언더크라운 표면 또는 상기 핀 보스들 중 하나 쪽으로 반경방향으로 뻗어 있는 중간 피스로서, 상기 중간 피스는 상기 링 벨트의 상기 내측 표면에 기계적으로 부착되어 있고, 상기 중간 피스는 상기 언더크라운 표면 또는 상기 핀 보스들 중 하나에 기계적으로 부착되어 있는, 중간 피스;를 구비하고,
    상기 링 벨트를 지지하기 위한 적어도 한 쌍의 삽입부들로서, 상기 삽입부들은 제 2 재료로 형성되어 있고, 상기 제 2 재료는 강철 재료, 니켈-크롬 합금 및 티타늄 합금 중에서 선택되는, 적어도 한 쌍의 삽입부들;을 구비하고,
    상기 삽입부들은 서로 반대쪽 직경방향에 있고, 그리고 각각의 상기 삽입부들은 상기 링 벨트의 내측 표면으로부터 상기 언더크라운 표면 쪽으로 연속하여 반경방향으로 뻗어 있고, 또는 상기 링 벨트의 내측 표면으로부터 상기 핀 보스들 중 하나 쪽으로 연속하여 반경방향으로 뻗어 있고, 그리고 상기 삽입부 중 하나는 상기 중간 피스 상에 형성되어 있고,
    상기 삽입부는 부가적인 기계가공 공정에 의해 형성되고, 부가적인 기계가공 공정은, 상기 제 2 재료를 적용하는, 직접 증착, 레이저 클래딩, 레이저 씬터링, 아크 용접, 부가적인 용접, 레이저 씬터링, 아크 용접, 부가적인 용접, 플라즈마 운반 아크 용사, 플라즈마 용접, 아크 용접, 선택적인 레이저 씬터링 및 고속 화염 용사, 플라즈마 용사 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 피스톤.
  13. 피스톤을 제조하는 방법으로서, 상기 방법은:
    금속 재료로 형성되어 있는 바디를 제공하는 단계로서, 바디는 상측 연소 표면, 및 반대쪽으로 향하고 있는 언더크라운 표면을 포함하고, 바디는, 상측 연소 표면으로부터 뻗어 있으면서 복수의 링 그루브들을 가지고 있는 링 벨트를 포함하고, 그리고 바디는 언더크라운 표면으로부터 뻗어 있는 한 쌍의 핀 보스들을 포함하는, 단계;
    중간 피스를 바디에 기계적으로 부착시키는 단계로서, 중간 피스는 링 벨트의 내측 표면으로부터 언더크라운 표면 쪽으로 반경방향으로 뻗어 있고, 또는 링 벨트의 내측 표면으로부터 핀 보스들 중 하나 쪽으로 반경방향으로 뻗어 있는, 단계;
    링 벨트를 지지하기 위하여 링 벨트의 내측 표면으로부터 언더크라운 표면 쪽으로 반경방향으로 뻗어 있는, 또는 링 벨트의 내측 표면으로부터 핀 보스들 중 하나 쪽으로 반경방향으로 뻗어 있는 삽입부를 형성하는 단계;
    를 구비하고,
    삽입부를 형성하는 단계는, 부가적인 기계가공 공정에 의해 삽입부를 중간 피스에 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    부가적인 기계가공 공정은, 재료를 적용하는, 직접 증착, 레이저 클래딩, 레이저 씬터링, 아크 용접, 부가적인 용접, 플라즈마 운반 아크 용사, 플라즈마 용접, 아크 용접, 선택적인 레이저 씬터링, 고속 화염 용사, 및 플라즈마 용사 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 13 항에 있어서,
    삽입부를 형성하는 단계는, 링 벨트의 내측 표면으로부터, 핀 보스들 사이에 위치되어 있는 언더크라운 표면의 일부 쪽으로 연속하여 삽입부를 뻗게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제 13 항에 있어서,
    삽입부를 형성하는 단계는, 링 벨트의 내측 표면으로부터 핀 보스들 중 하나 쪽으로 연속하여 삽입부를 뻗게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제 13 항에 있어서,
    복수의 삽입부들을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제 13 항에 있어서,
    바디는 제 1 재료로 형성되어 있고, 제 1 재료는 강철 재료, 알루미늄 기반 재료 및 주철 중에서 선택되고,
    삽입부는 제 2 재료로 형성되어 있고, 제 2 재료는 강철 재료, 니켈-크롬 합금 및 티타늄 합금 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제 13 항에 있어서,
    피스톤의 바디는 제 1 재료로 형성되어 있고,
    부가적인 기계가공 공정은 피스톤 바디의 제 1 재료 상에 제 2 재료를 직접 증착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 삭제
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