KR20180020089A

KR20180020089A - 피스톤의 핀 보어의 내부 표면에 그루브 구조체를 형성하기 위한 방법

Info

Publication number: KR20180020089A
Application number: KR1020170097668A
Authority: KR
Inventors: 요한 마이저
Original assignee: 말레 인터내셔널 게엠베하
Priority date: 2016-08-17
Filing date: 2017-08-01
Publication date: 2018-02-27
Also published as: US10583496B2; DE102016215404A1; BR102017017338A2; JP2018028316A; US20180050394A1; CN107755728B; EP3287215A1; CN107755728A; EP3287215B1

Abstract

피스톤의 내부 표면에 그루브 구조체를 형성하기 위한 방법
본 발명은, 피스톤(1)의 핀 보어(4)의 내부 표면(3)에 그루브 구조체(2)를 형성하기 위한 방법에 관한 것이고, 절삭 공구(6)가 부착된 보링 바(7)를 포함한 보링 공구가 회전 방향(10)으로 회전하고 핀 보어(4)속으로 전진하며, 과정 동안 제1 깊이(19) 및 제1 폭(23)을 가진 그루브 구조체(2)의 적어도 한 개의 나선형 제1 그루브(16)가 상기 내부 표면(3)속으로 도입된다. 본 발명에서 중요한 구성에 의하면, 계속해서 상기 보링 바(7)는 회전방향(10)을 유지하며 상기 핀 보어(4)로부터 귀환하며, 상기 보링 바(7)가 귀환하는 동안 제1 깊이(19)와 구분되는 제2 깊이(20)를 가지고 상기 제1 그루브(16)와 비교하여 반대인 회전방향을 가진 그루브 구조체(2)의 적어도 한 개의 나선형 제2 그루브(18)가 상기 내부 표면(3)속으로 도입된다. 따라서, 상기 그루브 구조체(2)는 더욱 간단하고 비용 효율적이며 신속하게 내부 표면(3)속으로 도입된다.
본 발명은 또한, 내연기관용 피스톤(1)이 핀 보어(4)를 가지고 상기 핀 보어는 상기 방법에 따라 그루브 구조체(2)가 제공되는 내부 표면(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤에 관한 것이다.

Description

피스톤의 핀 보어의 내부 표면에 그루브 구조체를 형성하기 위한 방법{METHOD FOR PRODUCING A GROOVE STRUCTURE IN AN INTERNAL SURFACE OF A PISTON}

본 발명은 제1항의 전제부를 따라 피스톤의 핀 보어(pin bore)의 내부 표면에 그루브 구조체를 형성하기 위한 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 내연기관용 피스톤에 관한 것이며 상기 피스톤의 핀 보어는 상기 방법을 따르는 그루브 구조체를 가진다.

피스톤들은 일반적으로, 적어도 한 개의 핀 보어를 가지고, 예를 들어, 커넥팅 로드에 연결하기 위한 핀이 상기 핀 보어내에 회전가능하게 장착된다. 작동하는 동안 발생되는 높은 하중을 지지하기 위해 핀 보어의 표면은 가능한 매끄럽게 형성하는 것이 바람직하다. 그 결과 핀 보어가 더욱 양호한 부하 지지 능력을 가지게 되더라도, 상기 평평한 표면들은 피스톤 및 핀사이에서 윤활을 위해 필요한 윤활유를 포함한 핀 보어의 지지부(support)에 대해 부정적인 영향을 준다. 더욱 양호한 윤활을 위하여, 핀 보어의 표면에 그루브들이 제공되고 상기 그루브들은 윤활유의 저장고로서 이용되어 윤활작용을 개선시킨다. 상기 형태의 그루브들이 상기 표면에 제공되면 평평하게 설계된 표면 부분이 감소되고 따라서 표면의 부하 지지 특성이 감소된다. 또한, 상기 그루브들은 윤활유를 부적합하게 저장한다.

상기 문제를 해결하기 위해, 문헌 제 DE 10 2006 050 246 A1호 및 문헌 제 US 6,089,756 A호에 의하면, 깊이가 깊은 그루브들 및 상대적으로 덜 깊은 그루브들을 가진 그루브 구조체가 상기 핀 보어의 표면에 제공되는 것이 제안된다. 양쪽 형태의 그루브들은 윤활유를 저장하기 위해 이용되고, 상대적으로 얕은 그루브들이 더 큰 표면 하중 지지 능력을 형성한다. 상기 피스톤에 있어서, 그루브 구조체의 그루브들은 평행하게 배열되거나 평행하게 형성된다. 각 그루브의 깊이는 또한 관련 그루브를 따라 변화할 수 있다.

문헌 제 DE 44 42 218 A1호에 의하면 비 원통 형상을 가진 보어들을 형성하기 위한 미세 보링 기계가 공지되고, 상기 보어는 원주 방향(타원형(ovality)) 및/또는 축 방향(트럼핏(trumpet))을 따라 적합한 작용을 통해 변화될 수 있다. 회전가능한 보링 공구로서 상기 미세 보링 기계는, 상기 보어속으로 전진하고 절삭 공구를 가진 보링 바(boring bar) 및 상기 보링 바와 동기화되어 이동할 수 있는 공작물 척(chuck)을 포함한다. 상기 미세 보링 기계에 의하면, 본 발명의 나선형 그루브는 적합한 작용 예를 들어 상기 절삭 공구의 일정한 반경 방향 휨(deflection) 및 일정한 이송 속도에 따라 상기 보어의 내부 표면속으로 도입될 수 있다.

종래기술을 따르는 상기 그루브 구조체가 가지는 문제점에 의하면 특히 별도의 작업이 높은 생산비용 및 생산 지속시간(durations)을 야기하여 높은 생산 비용이 발생한다.

따라서, 본 발명의 목적은 피스톤의 핀 보어의 내부 표면에 그루브 구조체를 형성하기 위한 방법 및 상기 피스톤의 개선된 실시예 또는 적어도 선택적인 실시예를 제공하여 특히 상대적으로 간단한 생산 및/또는 생산비용의 감소 및/또는 생산시간(production duration)의 감소를 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 상기 목적은 독립항들의 주제에 의해 해결된다. 유리한 실시예들은 종속항들의 주제이다.

본 발명은, 한 개이상의 절삭 공구를 가진 보링 바(boring bar)를 포함한 보링 공구를 이용하여 피스톤의 핀 보어(pin bore)의 내부 표면에 그루브 구조체를 생산하는 일반적인 사상을 기초로 하고, 상기 보링 바가 상기 핀 보어속으로 전진할 때 상기 절삭 공구는 상기 내부 표면에 제1 깊이와 제1 폭(b1)을 가진 제1 그루브를 도입하고 상기 보링 바가 계속해서 귀환할 때 상기 제1 깊이와 구분되는 제2 깊이를 가진 그루브 구조체의 제2 그루브가 상기 내부 표면에 도입된다. 따라서, 서로 다른 깊이의 그루브들을 가진 상기 한 개의 그루브 구조체가 동일한 공구, 다시 말해 상기 보링 바에 부착된 단일 절삭 공구에 의해 형성될 수 있다. 또한, 상기 보링 바를 상기 핀 보어속으로 전진 이동시킬 때 및 상기 보링 바를 그루브들이 도입된 내부 표면을 가진 상기 핀 보어로부터 벗어나 이동시킬 때 상기 그루브 구조체는 간단하고 짧은 시간동안 핀 보어의 내부 표면에 도입된다. 본 발명에 의하면, 회전가능한 보링 바가 제공됨에 따라 상기 그루브 구조체가 형성된다. 여기서 보링 바는 제1 회전 속도(n1)를 가지고 회전 방향을 따라 회전하고 제1 속도 또는 이송 속도(v1)을 가지며 상기 핀 보어속으로 전진 이동한다. 선택적으로, 상기 상대운동 및 다른 상대운동은, 제 위치에 장착되고 고정된 보링 바를 이용하는 공작물 척(chuck)내에서 피스톤의 해당 전환(shifting)에 의해 수행될 수도 있다. 제1 깊이와 제1 폭을 가진 적어도 한 개의 나선형 제1 그루브가 상기 내부 표면에 도입된다. 계속해서 본 발명에 의하면, 상기 보링 바는 제2 회전 속도(n2) 및 제2 속도 또는 이송속도(v2)를 가지는 회전 방향을 유지하면서 상기 핀 보어로부터 귀환하고, 상기 보링 바가 귀환할 때 상기 제1 깊이와 구분되는 제2 깊이, 제2 깊이(b2)를 가진 그루브 구조체의 적어도 한 개의 나선형 제2 그루브가 상기 내부 표면속으로 도입된다.

회전 방향을 유지하면 특히 상기 보링 바의 작동을 중지시킬 필요 없고 따라서 그루브 구조체의 생산 작업은 간단해지고 단축된다. 따라서, 상기 적어도 한 개의 나선형 제1 그루브 및 상기 적어도 한 개의 제2 나선형 그루브가 반대로 형성된 나선 방향(opposing helix directions)을 추가로 포함한다.

상기 절삭 공구에 대해 상기 내부 표면을 반경 방향으로 조정하여 각각의 그루브가 상기 핀 보어의 내부 표면에 도입된다. 여기서, 상기 보링 바는, 그루브를 상기 그루브 구조체속에 도입하기 위해 반경 방향으로 조정되는 한 개이상의 절삭 공구들을 가지는 것을 고려할 수 있다. 또한, 상기 보링 바 및 피스톤 또는 상기 피스톤의 내부 표면사이에서 상대운동하여 그루브들을 도입하는 것을 고려할 수 있다. 여기서 특히 회전운동과 동기화하여 상기 보링 바의 해당 회전축에 대해 횡 방향을 따라 절삭 공구에 대해 피스톤을 이동시키는 것을 고려할 수 있다. 유사하게, 상기 보링 바는 보링 바의 회전축에 대해 횡 방향으로 이동할 수 있다.

각 그루브의 깊이 및 폭은 특히, 보링 공구의 회전 속도에 따라 내부 표면에 대한 보링 공구의 조정을 적응시켜서 결정된다. 상기 적응은 특히 문헌 제 DE 44 42 218 A1호에 설명된 대로 수행된다.

상기 제1 및 제2 그루브의 서로 다른 깊이는 서로 다르게 형성될 수 있다. 동일한 절삭 공구가 보링 바의 이송 운동 및 귀환 운동사이에서 반경 방향으로 조정될 때 그루브들은 동일한 절삭 공구에 의해 형성될 수 있어서, 상기 보링 바는 서로 다른 깊이를 가지며 핀 보어의 내부 표면을 절삭한다. 이 경우, 피스톤 또는 공작물 척의 동기화 운동은 생략도리 수 있어서 유리하다.

선택적으로, 상기 보링 바가 귀환할 때 피스톤이 기계가공 위치에서 각 경우 반경 방향을 따라 상기 절삭 공구를 향해 (또는 절삭 공구로부터 멀어지며) 전환(shifted)되면 절삭 공구의 반경 방향 조정 및 회전축에 대해 횡 방향으로 보링 바의 회전운동과 동기화되는 피스톤의 운동을 통해 상대적으로 더 깊은 (또는 더 얕은) 제2 그루브가 내부 표면에 형성될 수 있다. 양자의 경우, 형성된 각 그루브의 폭은, 절삭 공구의 기하학적 형상의 함수로서 깊이에 따라 변환한다.

문헌 제 DE 44 42 218 A1호에 설명된 대로 내부 표면이 비원통형 기본 형상을 가진 성형 보어를 형성하기 위한 공작물 동기 운동이 제공될 때, 보링 바에 기초한 절삭 공구의 반경 방향 조정 또는 적응작용이 생략될 수 있다. 이 경우, 상기 방법이 변화되어, 상기 보링 바가 전진운동할 때 제1 그루브 구조체를 가진 성형 보어의 비 원통형 내부 표면이 적합한 작용에 의해 형성되는 반면에, 보링 바가 귀환하는 동안 제2 그루브는 제1 그루브 구조체에 대해 상수값 만큼 더 깊게 절삭된다.

상기 보링 바가 귀환할 때 비원통형 내부 표면을 따라 새로운 운동이 생략되고, 성형 보어의 내부 표면에 대해 변화하는 그루브의 깊이가 허용될 수 있을 때 상대적으로 더 깊은 제2 그루브로서 원통형 그루브 형상이 도입된다.

또한, 상기 제2 그루브는, 상기 보링 바에 부착되는 별도의 제2 절삭 공구에 의해 서로 다른 깊이를 가지며 형성될 수 있다. 상기 보링 바가 이동하고 제1 그루브가 형성된 후에, 상기 보링 바는 반경 방향으로 연장되어 상기 보링 바가 귀환할 때 핀 보어의 내부 표면속에 제2 그루브를 절삭하며, 상기 제1 그루브가 형성된 후에 상기 제1 절삭 공구는 반경 방향으로 귀환하고 분리될 수 있다. 상기 제1 및 제2 그루브의 기하학적 형상은 서로 다른 절삭 공구들을 이용하여 서로 완전히 독립적으로 구성될 수 있다. 전진 운동하고 귀환운동 하는 동안 서로 다른 깊이를 가지며 연결되는 단일 절삭 변부에 의해 불가능한 구성예를 위해, 상대적으로 넓고 평평한 제1 그루브 및 상대적으로 깊지만 상대적으로 좁은 제2 그루브가 조합될 수 있다.

선호되는 실시예에서, 전진 운동 및 귀환 운동하는 동안 동일하게 유지(n1= n2)되는 것은 보링 바의 회전 방향뿐만 아니라 회전 속도이다. 상기 제1 및 제2 나선형 그루브들이 원하는 피치(pitches)를 형성하기 위해, 이 경우 오직 이송 속도(v1,v2)들이 적응되어야 한다. 관계식 gi = vi/ni에 의하면, 특히 제1 회전 속도가 제2 회전속도와 일치하지 않을 때(n1 ≠n2), 피치(g)는 선택적으로 또는 추가로 보링 바의 각 회전속도에 의해 영향을 받을 수 있다. 원리상, 상기 보링 바는 제1 이송속도(v1) 및/또는 제2 이송 속도(v2)를 가지며 이동할 수 있다.

선호되는 실시예에 의하면, 상기 제2 이송 속도(v2)를 가지며 상기 보링 바가 상기 핀 보어로부터 귀환하고 상기 제2 이송 속도는 제1 이송 속도(v1)보다 크며, 상기 제1 이송 속도를 가지며 상기 보링 바는 상기 핀 보어속으로 전진 이동한다. 즉, 보링 공구는 회전방향을 유지하면서 상기 제1 속도와 비교하여 더 큰 제2 속도를 가지며 귀환한다. 따라서, 동일하게 유지되는 회전속도(n1= n2)를 가지는 제2 그루브가, 적어도 한 개의 제1 그루브보다 더 큰 피치를 가진다. 따라서, 상기 적어도 한 개의 제2 그루브를 가진 내부 표면의 부분은, 상기 적어도 한 개의 제1 그루브를 가진 내부 표면의 부분보다 작을 수 있다.

상기 적어도 한 개의 제2 그루브의 제2 깊이가 상기 적어도 한 개의 제1 그루브의 제1 깊이보다 큰 것이 선호된다. 즉, 상기 보링 공구가 귀환할 때 상기 그루브 구조체가 가지는 상기 적어도 한 개의 나선형 제2 그루브는, 제1 깊이보다 큰 제2 깊이를 가지며 내부 표면에 도입된다. 따라서 상기 그루브 구조체는 상기 적어도 한 개의 제1 그루브보다 더 깊게 형성된 적어도 한 개의 제2 그루브를 가진다. 또한 상대적으로 많은 윤활유가 상기 제2 그루브 영역에 저장되고, 핀 보어내에 장착되는 핀을 위해 상대적으로 큰 하중 부분이 상기 제1 그루브 영역에 제공된다.

선호되는 실시예에서, 윤활유 저장고로서 작용하고 상대적으로 깊은 그루브가 내부 표면의 적어도 25% 및 최대 50%, 특히 선호적으로 약 40%를 차지할 때, 적절한 윤활유 공급이 형성되고 또한 가스 압력 하중을 흡수하기 위해 적절하게 높은 내부 표면의 고하중 지지 부분이 형성될 수 있다. 제2 그루브가 가지는 폭 및 피치의 비율로서 상기 비율은 0.25≤ b2/g2 ≤0.5 또는 b2/g2 ≒ 0.4.

선호되는 실시예에 의하면, 상기 적어도 한 개의 제2 그루브의 제2 폭은 상기 적어도 한 개의 제1 그루브의 제1 폭보다 크다. 즉, 상기 보링 바가 귀환할 때, 상기 그루브 구조체의 상기 나선형 제2 그루브는 제1 폭보다 큰 제2 폭을 가지며 상기 내부 표면속에 도입된다. 그러나, 상대적으로 덜 깊게 절삭하는 동일한 절삭 공구 또는 또 다른 절삭 공구에 의해 제1 그루브의 폭과 비교하여 상대적으로 작은 제2 그루브의 폭을 형성할 수도 있다.

유리한 실시예에 있어서, 상기 제2 그루브는 제1 그루브보다 깊게 형성된다. 즉, 초기에 보링 바가 전진 이동할 때, 핀 보어의 전체 내부 표면은 상대적으로 평평한 제1 그루브 구조체를 가지는 반면에, 계속되는 귀환 운동과정 동안 상대적으로 더 큰 것이 선호되는 피치를 가지고 상대적으로 깊은 제2 그루브가 도입된다. 이렇게 하여, 절삭 공구가 평평한 제1 그루브를 절삭할 때 상기 절삭 공구가 상대적으로 깊고 이미 형성된 제2 그루브속으로 들어가고 절삭 공구에 작용하여 수반되는 각각의 하중 변화가 기계가공 품질에 부정적인 영향을 주는 것이 방지된다.

본 발명의 방법에 의하면, 원리적으로 모든 깊이를 가진 제1 그루브 및 제2 그루브들이 핀 보어의 내부 표면에 도입될 수 있다.

제1 그루브가 선호적으로 약 1μm의 깊이를 가지며 내부 표면속으로 도입되는 것이 선호된다. 상기 적어도 한 개의 제2 그루브가 가지는 제2 깊이는 20μm, 특히 선호적으로 약 5μm인 것이 선호된다.

기본적으로, 원하는 깊이 및/또는 폭 및/또는 피치 또는 피치를 가진 그루브들이 상기 내부 표면속에 도입되는 한, 상기 보링 바가 회전하는 회전 속도는 나머지 운동 매개변수에 적응된다.

여기서, 상기 보링 바의 회전 속도는 특히 전진 운동 및 귀환운동시 변화할 수 있다. 즉, 제1 회전 속도(n1) 및 제2 회전 속도(n2)는 각각 변화하거나 서로에 대해 변화할 수 있다.

피스톤의 핀 보어가 가지는 내부 표면에 그루브 구조체를 형성하기 위한 방법 이외에 본 발명의 상기 방법에 의해 생산되는 피스톤도 본 발명의 범위를 형성하며 상기 핀 보어의 내부 표면은 반대 회전 방향을 가지며 서로 다른 깊이를 가진 두 개의 나선형 그루브들을 가진다.

상기 피스톤이 내연기관에서 이용된다. 핀 보어에 의해 피스톤은 특히 커넥팅 로드에 연결되고 이를 위해 관련 핀이 상기 핀 보어내에 장착된다.

본 발명의 또 다른 중요한 특징 및 장점이 종속항, 도면 및 도면을 참고하는 관련 설명으로부터 구해진다.

상기 특징들과 하기 설명에서 제공되는 특징들은 상기 각각의 조합에서 이용될 수 있을 뿐만 아니라 본 발명의 범위내에서 다른 조합 또는 스스로 이용도리 수 있다.

본 발명의 선호되는 실시예들이 도면들에 도시되고 하기 상세한 설명에서 상세하게 설명되며, 동일한 도면부호들은 동일하거나 유사하거나 기능적으로 동일한 부품들을 나타낸다.

도 1은, 그루브 구조체를 생산하는 동안 내연기관의 피스톤의 단면을 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 상기 그루브 구조체를 생산한 후에 II로 표시한 도 1의 영역을 개략적으로 도시한 도면.
도 3은, 상기 그루브 구조체를 생산한 후에 III으로 표시한 도 1의 영역을 개략적으로 도시한 도면.

도면에 도시되지 않는 내연기관의 피스톤(1)이 도 1에서 단면으로 도시되고 도 1을 참고할 때 (도 2 및 도 3의) 그루브 구조체(2)가 생산되는 동안 상태가 도 1에 도시된다. 그루브 구조체(2)가 생산된 후에 도 1에서 II로 표시된 영역이 도 2에 도시되고, 그루브 구조체(2)가 생산된 후에 도 1에서 III로 표시된 영역이 도 3에 도시된다.

상기 그루브 구조체(2)가 상기 피스톤(1)의 핀 보어(4)의 내부 표면(3) 속으로 도입되고, 상기 핀 보어(4)는 서로 정렬된 두 개의 보어 섹션(5)들을 가진다. 상기 핀 보어(4)의 내부 표면(3)에 상기 그루브 구조체(2)를 제공하기 위해 초기에 절삭 공구(6)를 가진 보링 공구(7)가 제공되고 고정된 위치에서 회전(rotationally fixed)하도록 보링 바(7)에 부착되고 보링 공구는 상기 보링 바(7)의 축(9)에 해당되는 회전축(8) 주위에서 회전방향(10)으로 회전한다. 따라서, 상기 절삭 공구(6)는 회전 방향(10)으로 회전한다. 상기 보링 바(7)는 초기에 전진 방향(11)을 따라 핀 구멍(4)속으로 전진하며 회전 방향(10)을 따라 회전한다. 상기 보링 바(7)가 상기 핀 구멍(4)속으로 전진하는 동안 상기 핀 보어(4)의 내부 표면(3) 및 절삭 공구(6)사이에서 반경 방향 상대 운동이 추가로 발생된다. 상기 반경 방향 상대 운동은, 상기 보링 바(7) 따라서 화살표(12)로 표시된 절삭 공구(6)의 반경 방향 운동을 통해 형성된다. 선택적으로 또는 추가로, 상기 피스톤(1)은 회전축(8)에 대해 횡 방향으로 형성되는 제1 운동 방향(13) 및/또는 회전축(8)에 대해 횡 방향으로 형성되고 제1 운동방향(13)에 대해 횡 방향으로 형성되는 제2 운동 방향(14)을 따라 이동할 수 있다. 상기 피스톤(1)을 고정하는 척(15)을 이용하여 제1 운동 방향(13) 및/또는 제2 운동 방향(14)으로 피스톤(1)이 이동할 수 있다. 상기 보링 바(7)가 상기 핀 보어(4)속으로 전진할 때 적어도 한 개의 나선형 제1 그루브(16)(도 2 및 도 3을 참고)가, 절삭 공구(6)와 내부 표면(3)사이에서 상기 반경 방향 상대운동에 의해 핀 보어(4)의 내부 표면(3)속으로 도입된다. 여기서, 상기 그루브 구조체(2)가 생산되는 동안 상태가 도 1에 도시되고, 상기 그루브 구조체(2)가 생산되는 동안 상기 보링 바(7)는 이미 상기 핀 보어(4)속으로 완전히 전진하고 전진 방향(11)을 따라 상기 핀 보어(4)로부터 빠져 나온다. 여기서 제1 그루브(16)들은 도 1에 도시되지 않는다. 다음에, 상기 보링 바(7)는 상기 전진 방향(11)과 반대인 귀환(retraction) 방향(17)을 따르지만 회전방향(10)을 따라 회전하며 계속해서 이동하여, 상기 절삭 공구(6)는 상기 핀 보어(4)를 2회 통과하고 상기 보링 바(7)는 상기 핀 보어(4)로부터 귀환한다. 상기 보링 바(7)가 상기 핀 보어(4)로부터 귀환하는 동안 상기 내부 표면(3)에 대한 상기 보링 바(7) 또는 절삭 공구(6)의 반경 방향 상대 운동을 통해 상기 그루브 구조체(2)의 적어도 한 개의 나선형 제2 그루브(18)가 핀 보어(4)의 내부 표면(3)속으로 도입된다. 여기서, 상기 적어도 한 개의 제1 그루브(16)와 상기 적어도 한 개의 제2 그루브(18)의 나선 회전 방향은 상기 적어도 한 개의 제1 그루브(16)와 상기 적어도 한 개의 제2 그루브(18)에 대해 반대이다. 도시된 실시예에서, 상기 단일 제1 그루브(16) 및 상기 단일 제2 그루브(18)는 상기 핀 보어(4)의 각 보어 섹션(5)내부로 도입되고, 관련된 전체 보어 섹션(5)을 따라 나선형으로 연장된다.

상기 제1 그루브(16) 및 제2 그루브(18)는 반경 방향으로 형성되는 서로 다른 깊이(19,20)들을 가진다 (도 3을 참고). 즉, 상기 제1 그루브(16)는 상기 제2 그루브(18)의 제2 깊이와 구분되는 제1 깊이(19)를 가진다. 도시된 실시예에서, 상기 제2 깊이(20)는 제1 깊이(19)보다 크다.

상기 보링 바(7)는 제1 이송 속도를 가지며 상기 핀 보어(4)속으로 전진하고, 상기 보링 바(7)는 상기 제1 이송 속도와 다른 제2 이송 속도를 가지며 상기 핀 보어(4)로부터 귀환한다. 따라서, 상기 적어도 한 개의 제2 그루브(18)는 상기 적어도 한 개의 제1 그루브(16)와 다른 피치(pitch)(22)를 가진다. 즉, 상기 제1 그루브(16)의 제1 피치(21)는 제2 그루브(18)의 제2 피치(22)와 다르고, 도시된 실시예에서 제2 피치(22)는 제1 피치보다 크다. 이러한 구성은 특히, 상기 제2 이송 속도가 제1 이송속도보다 크기 때문에 보링 바(7)의 일정한(unchanged) 회전속도에 의해 달성된다. 이러한 환경은, 도 1에서 귀환 방향(17)의 화살표보다 짧은 전진 방향(11)의 화살표에 의해 표시된다.

또한, 상기 제1 그루브(16)는 회전축(9)과 평행하게 또는 전진 방향(11) 또는 귀환 방향(17)으로 형성되는 제1 폭(23)을 추가로 포함하고, 상기 제1 폭은 상기 제2 그루브(18)의 해당 제2 폭(24)과 다르며, 도시된 실시예에서 상기 제2 폭(24)은 상기 제1 폭(23)보다 크다. 도시된 실시예에서, 각각의 그루브(16,18)가 가지는 깊이(19,20), 피치(21,22) 및 폭(23,24)은 실질적으로 일정하다. 그러나, 각각의 그루브(16,18)가 가지는 깊이(19,20) 및/또는 피치(21,22) 및/또는 폭(23,24)은 관련 그루브(16,18)를 따라 변화할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

4.......핀 보어,
3.......내부 표면,
2.......그루브 구조체,
7.......보링 바,
6.......절삭 공구,
10.......회전 방향,

Claims

피스톤의 핀 보어(4)의 내부 표면(3)에 그루브 구조체(2)를 형성하기 위한 방법으로서,
회전가능한 보링 바(7)에 적어도 한 개의 절삭 공구(6)를 제공하는 단계,
회전 방향(10)을 따라 제1 회전 속도(n₁)를 가지며 회전하는 상기 보링 바(7)를 제1 이송 속도(v₁)를 가지며 상기 핀 보어(4)속으로 전진 이동시키고 제1 깊이(19)와 제1 폭(23)을 가진 그루브 조립체(2)의 적어도 한 개의 나선형 제1 그루브(16)를 상기 내부 표면(3)속으로 도입하는 단계를 포함하는 방법에 있어서,
계속해서 상기 보링 바(7)는 제2 이송 속도(v₂)를 가지며 회전방향(10)을 유지하면서 회전 속도(n₂)를 가지며 상기 핀 보어(4)로부터 귀환하며, 상기 보링 바(7)가 귀환하는 동안 제1 깊이(19)와 구분되는 제2 깊이(20)를 가진 그루브 구조체(2)의 적어도 한 개의 나선형 제2 그루브(18)가 상기 내부 표면(3)속으로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 보링 바(7)는 상기 제1 이송속도(v1)와 비교하여 구분되고 선호적으로 더 큰 제2 이송 속도(v2)를 가지며 상기 핀 보어(4)로부터 귀환하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 보링 바(7)가 귀환할 때 그루브 구조체(2)의 적어도 한 개의 나선형 제2 그루브(18)가 상기 내부 표면(3) 속으로 도입되고 상기 제2 그루브는 제1 깊이(19)와 비교하여 더 큰 제2 깊이(20)를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보링 바(7)가 귀환할 때 그루브 구조체(2)의 적어도 한 개의 나선형 제2 그루브(18)가 상기 내부 표면(3) 속으로 도입되고 상기 제2 그루브는 제1 폭(23)와 비교하여 더 큰 제2 폭(24)을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보링 바(7)가 귀환할 때 그루브 구조체(2)의 적어도 한 개의 나선형 제2 그루브(18)가 상기 내부 표면(3) 속으로 도입되고 상기 제2 그루브는 제1 폭(23)보다 작은 제2 폭(24)을 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 보링 바(7)가 귀환할 때 그루브 구조체(2)의 적어도 한 개의 나선형 제2 그루브(18)가 상기 내부 표면(3) 속으로 도입되고 상기 제2 그루브는 제1 그루브(16)의 제1 피치(21)와 비교하여 더 큰 제2 피치(22)를 가지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 그루브(16)를 도입하는 동안 상기 핀 보어(4)의 내부 표면(3)은 원주 방향 및/또는 축 방향을 따라 반경 변화를 통해 성형 보어로서 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 한 개의 상기 제2 그루브(18)는 제2 피치(22) 및 제2 폭(24)을 가지고, 상기 제2 폭(24)은 상기 제2 피치(22)의 적어도 25% 및 최대 50%, 선호적으로 약 40%에 이르는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 그루브(16)는 적어도 한 개의 절삭 공구(6)에 의해 내부 표면(3)속으로 도입되고 상기 제2 그루브(18)는 상기 보링 바(7)에 부착된 또 다른 절삭 공구에 의해 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 한 개의 제1 그루브(16)는 2μm 까지, 선호적으로 약 1μm의 제1 깊이(19)를 가진 내부 표면(3) 속으로 도입되는 특징, 및/또는
상기 적어도 한 개의 제2 그루브(18)는 20μm 까지, 선호적으로 약 5μm의 제2 깊이(20)를 가진 내부 표면(3) 속으로 도입되는 특징을 가지는 방법.
내연기관용 피스톤(1)이 핀 보어(4)를 가지고 상기 핀 보어는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항을 따르는 방법에 따라 그루브 구조체(2)가 제공되는 내부 표면(3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 내연기관용 피스톤.