(57)【要約】      （修正有）【課題】ボールプランジャーの機械加工時間とそれに伴うコストを削減する。【解決手段】第１端部４０２及び第２の端部４０４を有するスラグ４００を準備するステップと、壁部によって定められたキャビティ１７４を形成するためにスラグの第１端部４０２を後方に押出すステップと、スラグの第２の端部４０４に最終寸法のほぼボール形状の外側表面１４６を形成するステップと、少なくとも部分的にキャビティ１７４を閉鎖して、最終寸法のボールシート面１６２を定める肩部１７３を形成するために壁部の少なくとも一部を据え込み加工するステップと、を含んでいる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の端部（４０２，４０４）を有するスラグ（４００）を準備するステップと、
壁部によって定められたボア（１７４）を形成するためにスラグ（４００）の第１の端部（４０２）を後方に押し出すステップと、
スラグ（４００）の第２の端部（４０４）に最終寸法のほぼボール形状の外側表面（１４６）を形成するステップと、
少なくとも部分的にボア（１７４）を閉鎖して、ボールシート面（１６２）を最終寸法に定める肩部（１７３）を形成するために壁部の少なくとも一部を据え込み加工するステップと、を特徴とするボールプランジャーブランク（３００）を冷間成形する方法。
【請求項２】
前記準備するステップは、スラグ（４００）を形成するために、ワイヤを所定の長さに切断するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに、後方に押し出すステップの前に、スラグ（４００）の第１及び第２の端部（４０２，４０４）を平らにするステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
さらに、後方に押し出すステップの前に、スラグ（４００）の第１の端部（４０２）に第１のへこみ（４１２）を、また、スラグ（４００）の第２の端部（４０４）に第２のへこみ（４０８）を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
さらに、ボール形状の外側表面（１４６）にくぼみ（３０６）を形成するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
切断ステーションと５つの成形ステーションを有する冷間成形機を使用してボールプランジャーブランク（３００）を冷間成形する方法であって、該方法は、
切断ステーションにおいて、第１及び第２の端部（４０２，４０４）を有するスラグ（４００）を形成するために、ワイヤを所定の長さに切断するステップと、
第１の成形ステーションにおいて、スラグ（４００）の第１及び第２の端部（４０２，４０４）を平らにすると共に、スラグ（４００）の第１の端部（４０２）にへこみ（４１２）を形成するステップと、
第２の成形ステーションにおいて、筒状の壁部によって定められた第１のボア（１７４）を形成するためにスラグ（４００）の第１の端部（４０２）を後方に押し出すと共に、ほぼボール形状の表面（１４６）をほぼ最終寸法に形成するステップと、
第３の成形ステーションにおいて、第１のボア（１７４）よりも小さい直径を有する第２のボア（１７６）をスラグ（４００）に形成するために、第１の端部（４０２）を通ってスラグ（４００）を後方に押し出すステップと、
第４の成形ステーションにおいて、少なくとも部分的に第１のボア（１７４）を閉鎖すると共に、ボールシート面（１６２）をほぼ最終寸法に定める肩部（１７３）を形成するために、筒状の壁部の少なくとも一部を据え込み加工するステップと、
第５の成形ステーションにおいて、ボールシート面（１６２）を最終寸法に形成するために、肩部（１７３）をコイニングするステップと、を含むことを特徴とするボールプランジャーブランク（３００）を冷間成形する方法。
【請求項７】
ラッシュアジャスターアセンブリ（１００）に使用する完成したボールプランジャー（１１６）を製造する方法であって、該方法は、
長手方向の軸（Ａ）を有するボールプランジャーブランク（３００）をニアネットシェイプに冷間成形するステップを含んでおり、また、該ステップは、
第１及び第２の端部（４０２，４０４）を有するスラグ（４００）を準備するステップと、
壁部によって定められたボア（１７４）を有するボディ部（３０２）を形成するためにスラグ（４００）の第１の端部（４０２）を後方に押し出すステップと、
スラグ（４００）の第２の端部（４０４）に隣接して、最終寸法のサイズのほぼボール形状の表面を含むボール部（１４６）を形成するステップと、
少なくとも部分的にボア（１７４）を閉鎖して、ボールシート面（１６２）を最終寸法のサイズに定める肩部（１７３）を形成するために壁部の少なくとも一部を据え込み加工するステップと、
ボールプランジャーブランク（３００）を完成したボールプランジャー（１１６）に仕上げる機械加工ステップと、を含むことを特徴とする完成ボールプランジャー（１１６）を製造する方法。
【請求項８】
前記機械加工ステップは、ボール部（１４６）とボディ部（３０２）との間にステム部（１４４）を形成するために、ボールプランジャーブランク（３００）に環状の溝（１６４）を切削加工するステップと、
ボールプランジャーブランクのボディ部（３０２）に環状の溝（１５２）を切削加工するステップと、
ボールプランジャーブランク（３００）の長手方向の軸（Ａ）とほぼ同軸で、ボア（１７４）に連通する穴（１８２）をボールプランジャーブランク（３００）のボール部（１４６）にドリル加工するステップと、
ボディ部（３０２）の溝（１５２）内に配置され、ボールプランジャーブランク（３００）の長手方向の軸（Ａ）に対してほぼ直角に配向され、かつ、ボア（１７４）に連通される穴（１８６）をボールプランジャーブランク（３００）のボディ部（３０２）にドリル加工するステップと、を特徴とする請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧式ラッシュアジャスターに使用するボールプランジャーを製造する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関用の油圧式ラッシュアジャスター（「リフター」としても参照される）は、変動する作動状態下でのエンジンバルブトレインの部材間のクリアランス（または「ラッシュ」）を除去して、効率を維持すると共にバルブトレインのノイズと摩耗を低減させるために、何年にもわたって使用されてきた。油圧式ラッシュアジャスターは、プランジャーの下方の圧力チャンバー内に捕捉された油圧流体を介してバルブ作動カムのエネルギーを伝達する原理で作動する。タイプＩＩのバルブトレインでは、プランジャーは、一端部にボール形状部を有すると共に他端部にシート面を有しているため、「ボールプランジャー」として知られている。カムの各作動中に、バルブの作動部材の長さが温度の変化や摩耗によって変化すると、少量の油圧流体が圧力チャンバーに入ることが許容され、または、圧力チャンバーから逃げることが許容されて、ボールプランジャーの位置を調整して、その結果、バルブトレインの有効全長を調整する。
【０００３】
当該技術分野で知られているように、ボールプランジャーは、最初に冷間成形機で製造され、続いて、所望の最終的な形状を達成するように機械加工される。しかしながら、機械加工工程は時間を要するため、完成したボールプランジャーのコストが増加する。そこで、特に、機械加工時間とそれに伴うコストを削減するために、ボールプランジャーを製造する工程を改良する努力が続けられている。
【発明の概要】
【０００４】
一つの実施の形態では、冷間成形したボールプランジャーブランクが、完成したボールプランジャーを製造するために準備され、このボールプランジャーが、チェックボールとリテーナを有するチェックバルブアセンブリを含む油圧式ラッシュアジャスターに使用される。ボールプランジャーブランクは、長手方向軸に沿って第１の端部から第２の端部に延びるカップ形状の部材を含んでいる。このカップ形状の部材は、該部材の第１の端部に隣接するボール部と、該部材の第２の端部に隣接するボディ部とを含んでいる。ボディ部は、その中に配置されたキャビティと、ボディの第２の端部から部材の第１の端部に向けて延びるカウンタボアと、キャビティをカウンタボアから分離すると共に少なくとも部分的にキャビティを閉鎖する肩部と、を有している。肩部は、チェックボールを受け入れるような形状のボールシート面と、リテーナを受け入れるような形状のリテーナ受け入れ面を定めている。ここで、ボールシート面とリテーナ受け入れ面は、完成したボールプランジャーの最終寸法のサイズにされている。
【０００５】
他の実施の形態では、チェックボールとリテーナを有するチェックバルブアセンブリを含む単一のボールプランジャーが、油圧式ラッシュアジャスターに使用するために提供される。この単一のボールプランジャーは、長手方向の軸に沿って第１の端部から第２の端部に延びるほぼ筒状の部材を含んでいる。この筒状の部材は、該部材の第１の端部に隣接するボール部と、筒状の部材の第２の端部に隣接するボディ部と、ボール部をボディ部から離しているステム部と、を含んでいる。ボール部は、最終寸法に冷間成形されたほぼボール形状の表面と、筒状の部材とほぼ同軸上にある穴を含んでいる。ボディ部は、ボール部の穴に連通するように配設されたボアと、ボディの第２の端部から筒状の部材の第１の端部に向けて延びるカウンタボアと、ボアとカウンタボアとの間に形成され、少なくとも部分的にボアを閉鎖する肩部と、を有している。肩部は、チェックボールを受け入れるような形状のボールシート面と、リテーナを受け入れるような形状のリテーナ受け入れ面を定める。ここで、ボールシート面とリテーナ受け入れ面の両方は、それぞれ最終寸法に冷間成形される。
【０００６】
他の実施の形態では、ボールプランジャーブランクを冷間成形する方法が提供される。この方法は、第１及び第２の端部を有するスラグを準備するステップと、壁部によって定められたキャビティを形成するためにスラグの第１端部を後方に押出すステップと、スラグの第２の端部に最終寸法のほぼボール形状の外側表面を形成するステップと、少なくとも部分的にキャビティを閉鎖して、最終寸法のボールシート面を定める肩部を形成するために壁部の少なくとも一部を据え込み加工するステップと、を含んでいる。
【０００７】
他の実施の形態では、ラッシュアジャスターアセンブリに使用する完成したボールプランジャーを製造する方法が提供される。この方法は、長手方向の軸を有するボールプランジャーブランクをニアネットシェイプに冷間成形するステップと、ボールプランジャーブランクを完成したボールプランジャーに仕上げる機械加工ステップを含んでいる。冷間成形ステップは、第１及び第２の端部を有するスラグを準備するステップと、壁部によって定められキャビティを有するボディ部を形成するためにスラグの第１の端部を後方に押し出すステップと、最終寸法のサイズのほぼボール形状の表面を含むボール部を、スラグの第２の端部に隣接して形成するステップと、及び、少なくとも部分的にキャビティを閉鎖し、最終寸法のサイズのボールシート面を定める肩部を形成するために壁部の少なくとも一部を据え込み加工するステップと、を含んでいる。
【０００８】
図面における図示した要素の境界は、境界の一例だけを表していることは当然である。当業者であれば、単一の要素を複数の要素として設計することができ、或いは、複数の要素を単一の要素として設計することができることを理解できるであろう。内部の特徴として示された要素は、また逆に、外側の特徴として組み込むことができる。
さらに、添付した図面及び説明において、付随する同様の部材は、図面及び説明を通じて、それぞれ同じ参照番号を用いて表示される。特定の部品の縮小率や割合で描かれていない図は、利便のために誇張されて示されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、典型的な油圧式ラッシュアジャスター１００の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、典型的な油圧式ラッシュアジャスター１００に使用するボールプランジャー１１６の一つの実施の形態の詳細断面図である。
【図２】図２は、上述した図１Ａ及び図１Ｂに示すボールプランジャー１１６を製造する方法２００の一例を示す。
【図３】図３は、図２に示す冷間成形ステップ（ステップ２１０）に従って冷間成形したボールプランジャーブランク３００の一実施の形態の断面図である。
【図４】図４Ａ−４Ｆは、典型的な冷間成形を示す図であり、冷間成形したボールプランジャーブランク３００を形成するために使用することができる５つのステーションのスラグの進行順序を示す図である。
【図５】図５は、図２に示す機械加工ステップ（ステップ２２０）に従う完成したボールプランジャー１１６の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
特定の用語は、上記の説明において利便のために参照のみに使用され、制限しようとするものではない。「上方に（upward）」、「下方に（downward）」、「上方の（upper）」及び「下方の（lower）」という用語は、それらの通常の意味に理解され、図面が通常表示される通りにそれらの方向を参照する。全ての上記した用語は、通常の派生語及び同等の用語を含む。
【００１１】
本発明は、油圧式ラッシュアジャスターに使用するボールプランジャーを対象とするものである。ボールプランジャーは、ニアネットシェイプに冷間成形された一体部品であり、従来技術のボールプランジャーに比較して、完成した部品を仕上げるための機械加工量の削減が要求される。
【００１２】
図１Ａは、典型的な油圧式ラッシュアジャスター１００の断面を示す。タイプＩＩバルブトレイン型の油圧式ラッシュアジャスター１００が例としてのみ示されており、ここで採用されるボールプランジャーは任意の構造の油圧式ラッシュアジャスターに使用することができ、また、図１Ａに示される構造の油圧式ラッシュアジャスター１００に限定されないことも当然である。図１Ａに示された油圧式ラッシュアジャスター１００の一般的な構造及び動作は当業者には良く知られているので、概略的な方法で説明する。
【００１３】
図１Ａに示すように、油圧式ラッシュアジャスター１００は、（図示しない）エンジンのシリンダヘッドの（図示しない）嵌合ボア内に配置されるような形状のボディ１０２を含んでいる。ボディ１０２は、長手方向の軸Ａと、外側に面する溝１０６を有する第１のほぼ円筒状の外側表面１０４と、ブラインドボア１１０を定める内側表面１０８と、を含んでいる。溝１０６は、第２のほぼ円筒状の外側表面１１２によって少なくとも部分的に定められており、この外側表面１１２の外径は、第１の円筒状の外側表面１０４の外径よりも小さい。第１の円筒状の外側表面１０４と第２の円筒状の外側表面１１２との間に放射方向に延びる流体ポート１１４があり、この流体ポート１１４は、溝１０６とブラインドボア１１０との間を流体連通している。
【００１４】
油圧式ラッシュアジャスター１００はまた、ブラインドボア１１０内に配置されたボールプランジャー１１６を含んでいる。以下にさらに詳細に説明するボールプランジャー１１６は、ボディ１０２に対して、長手方向軸Ａに沿って往復運動するような形状に形成されている。プランジャースプリング１１８は、ボールプランジャー１１６の下部のブラインドボア１０４内に配置されており、ボールプランジャー１１６をボディ１０２に対して上方に付勢するような形状である。プランジャースプリング１１８は、ボールプランジャー１１６を常に上昇させるように動作して、（図示しない）ロッカーアームの（図示しない）半球状の凹面との係合を維持する。ボディ１０２に対してボールプランジャー１１６の外側への移動を制限すると共に、ボールプランジャー１１６をボディ１０２内に保持するために、保持リングまたはワッシャーのような保持部材１２０が、ボディ１０２の上部に隣接して備えられている。
【００１５】
引き続き図１Ａを参照すると、ボールプランジャー１１６自体が低圧流体チャンバー１２２を定めている一方、ボディ１０２とボールプランジャー１１６の下部が互いに共同して、ボディ１０２のブラインドボア１０４内に高圧流体チャンバー１２４を定めている。低圧流体チャンバー１２２と高圧流体チャンバー１２４との間の流体の流れを制御するために、油圧式ラッシュアジャスター１００は、プランジャースプリング１１８とボールプランジャー１１６の下部との間に配置したチェックバルブアセンブリ１２６を含んでいる。チェックバルブアセンブリ１２６は、二つの流体チャンバー１２２，１２４との間の圧力差に応じて、低圧流体チャンバー１２２と高圧流体チャンバー１２４との間の流体連通を許容すると共に、流体連通を阻止するように機能する。
【００１６】
図１Ａに示すように、チェックバルブアセンブリ１２６は、ボールプランジャー１１６の下部、チェックボール１３０及びチェックボールスプリング１３２に係合するリテーナ１２８を含んでいる。チェックボールスプリングは、リテーナ１２８とチェックボール１３０との間に配置されている。チェックボールスプリング１３２は、チェックボール１３０をボールプランジャー１１６に向けて上方に付勢するような形状であるため、当業者には、通常閉鎖方向に付勢された「常閉」チェックバルブアセンブリとして参照される。
【００１７】
図１Ｂには、図１Ａに示された典型的な油圧式ラッシュアジャスター１００に採用されるボールプランジャー１１６の詳細な断面が示されている。図１Ａ及び図１Ｂに示されたボールプランジャー１１６は、例としてのみ示されるものであり、これらの図に示された形状に限定されないことは当然である。
【００１８】
図１Ｂを参照すると、ボールプランジャー１１６はほぼ筒状の部材であり、長手方向の軸Ａに沿って第２の端部１３６に延びる第１の端部１３４と、この第１の端部１３４に隣接するボール部１４０と、第２の端部１３６に隣接するボディ部１４２と、ボール部１４０とボディ部１４２との間に配設されたステム部１４４と、を有している。ボールプランジャー１１６のボール部１４０は、ほぼボール形状、すなわち、半球状の外側表面１４６を含んでおり、この外側表面１４６は、（図示しない）ロッカーアームの（図示しない）ほぼ半球状の凹面に係合し、かつ、凹面の周りに旋回する形状に形成されている。
【００１９】
ボールプランジャー１１６のボディ部１４２は、チェックバルブアセンブリ１２６を受け入れるような形状のカウンタボア１４８と、第１のほぼ円筒状の外側表面１５０と、この円筒状の外側表面１５０に形成されて放射方向の外側に面する溝１５２と、を含んでいる。溝１５２は、ボディ１０２の内側表面１０８と共同して、流体集積チャネル１５４（図１Ａ参照）を形成すると共に、第２のほぼ円筒状の外側表面１５６によって部分的に定められている。円筒状の外側表面１５６の外径は、第１の円筒状の外側表面１５０の外径よりも小さい。
【００２０】
引き続き図１Ｂを参照すると、カウンタボア１４８は、ほぼ円筒状の内側表面１５８と、軸Ａにほぼ直角で円筒状の内側表面１５８から延びる平坦な環状面１６０と、平坦な環状面１６０から延びる丸みのある環状面１６２と、によって定められている。平坦な環状面１６０は、チェックバルブアセンブリ１２６のリテーナ１２８を受け入れるサイズとされており、時には、「リテーナ受け入れ面１６０」として参照される。丸みのある環状面１６２は、チェックバルブアセンブリ１２６のチェックボール１３０を受け入れるサイズとされており、チェックボール１３０が丸みのある環状面１６２に係合した場合に、チェックボール１３０と丸みのある環状面１６２との間に流体密封シールを形成する（図１Ａ参照）。したがって、丸みのある環状面１６２はまた、「ボールシート１６２」すなわち「ボールシート面１６２」としても参照される。ボールプランジャー１１６の実施の形態において示されたボールシート面１６２は丸みのある環状面であるが、チェックボール１３０とボールシート面１６２との間に適当な流体密封シールが形成される限り、ボールシート面１６２は環状の截頭円錐面とすることができることは当然である。
【００２１】
ボールプランジャー１１６のステム部１４４は、ボール部１４０をボールプランジャー１１６のボディ部１４２から分離する溝１６６によって定められている。溝１６６は、半球状の外側表面１４６からボディ部１４２に向けて延びる截頭円錐面１６６と、第１の円筒状の外側表面１５０からボール部１４０に向けて延びるつなぎ曲面１６８と、截頭円錐面１６６とつなぎ曲面１６８との間に配設されたほぼ円筒状の外側表面１７０と、によって少なくとも部分的に定められている。図示した例では、つなぎ曲面１６８は、截頭円錐面と長手方向軸Ａに対して凸形状となる曲面を含んでいる。しかしながら、つなぎ曲面１６８は、軸Ａに対してほぼ直角な環状面、截頭円錐面、長手方向軸Ａに対して凸形状または凹形状となる曲面、あるいは、これらの面を組み合わせた任意の面を含むことができることは当然である。
【００２２】
引き続き図１Ｂを参照すると、ボールシート面１６２と半球状の外側表面１４６との間のボールプランジャー１１６内には、軸方向に延在する通路１７２が配設されている。通路１７２とカウンタボア１４８との間には、肩部１７３が形成されている。この肩部１７３は、他の面との間にリテーナ受け入れ面１６０とボールシート面１６２を含んでいる。
【００２３】
一般に、通路１７２（図１Ａに示す低圧流体チャンバー１２２に相当）は、第１の直径を有する第１のほぼ円筒状の内側表面１７６によって定められた第１の軸方向に延びるボア１７４と、第１の円筒状の内側表面１７６の第１の直径よりも小さい第２の直径を有する第２のほぼ円筒状の内側表面１８０によって定められた第２の軸方向に延びるボア１７８と、及び、第２の円筒状の内側表面１８０の第２の直径よりも小さい第３の直径を有する第３のほぼ円筒状の内側表面１８４によって定められた第３の軸方向に延びるボア１８２と、を含んでいる。第１の円筒状の内側表面１７６と第２の円筒状の外側表面１５６との間に、プランジャー流体ポート１８６が放射方向に延びており、このプランジャー流体ポートは、溝１５２と第１のボア１７４との間を流体連通している。
【００２４】
通路１７２はまた、３つのつなぎ曲面、すなわち、ボールシート面１６２を第１の円筒状の内側表面１７６に移行させる第１のつなぎ曲面１８８、第１の円筒状の内側表面１７６を第２の円筒状の内側表面１８０に移行させる第２のつなぎ曲面１９０、及び、第２の円筒状の内側表面１８０を第３の円筒状の内側表面１８４に移行させる第３のつなぎ曲面１９２、によって定められている。これらの各つなぎ曲面は、軸Ａにほぼ直角な環状面、截頭円錐面、長手方向軸Ａに対して凸形状または凹系状の曲面、または、これらを任意に組み合わせた面、を含むことができることは当然である。
【００２５】
図２には、上述すると共に図１Ａ及び図１Ｂに示されたボールプランジャー１１６を製造する方法２００が例示されている。図２に示すように、方法２００は、ｉ）ほぼボール形状の外側表面１４６とボールシート面１６２のそれぞれを最終寸法に冷間成形するステップを含む、ボールプランジャーブランクをニアネットシェイプに冷間成形するステップ（ステップ２１０）、及び、ｉｉ）冷間成形したボールプランジャーブランクを機械加工して完成したボールプランジャー１１６に仕上げるステップ（ステップ２２０）、の二つの一般的なステップを含んでいる。ここで使用する用語「冷間成形」及びその派生語は、「冷間鍛造」「冷間圧造」及び「深絞り成形」として当該技術分野で知られていることを含むものとする。また、ここで使用する用語「機械加工」は、材料を取り除くためのチャッキングマシン、ボール盤、旋盤、研削盤またはブローチ盤を使用することを意味する。
【００２６】
図３には、上述した冷間成形ステップ（ステップ２１０）の結果、冷間成形したボールプランジャーブランク３００の一実施の形態の断面が示されている。図３に示すように、冷間成形したボールプランジャーブランク３００は、完成したボールプランジャー１１６と比較すると、ニアネットシェイプである。一貫性を目的として、冷間成形したボールプランジャーブランク３００と完成したボールプランジャー１１６との間で共通する構成上の特徴は、同じ参照符号を用いて説明するが、相違する構成上の特徴は新たな参照符号を用いて説明する。
【００２７】
図３に示すように、冷間成形したボールプランジャーブランク３００は、長手方向軸Ａに沿って第２の端部１３６に向けて延びる第１の端部１３４を有するほぼカップ形状の部材と、第１の端部１３４に隣接するボール部１４０と、第２の端部１３６に隣接する延長ボディ部３０２と、延長ボディ部３０２からボール部１４０を分離するつなぎ曲面３０４と、を含んでいる。ボール部１４０は、ほぼボール形状または半球状の外側表面１４６と、この外側表面から延在する凹部またはへこみ３０６を含んでいる。図示した実施の形態では、つなぎ曲面３０４は、截頭円錐面を含んでいる。しかしながら、つなぎ曲面３０４は、軸Ａにほぼ直角な環状面、截頭円錐面、長手方向軸Ａに対して凹状のまたは凸状の曲面、または、任意の組み合わせた面を含むことができることは当然である。
【００２８】
冷間成形したボールプランジャーブランク３００の延長ボディ部３０２は、カウンタボア１４８とほぼ円筒状の外側表面３０８を含んでいる。カウンタボア１４８は、ほぼ円筒状の内側表面１５８と、軸Ａにほぼ直角で円筒状の内側表面１５８から延びる平坦な環状面１６０（「リテーナ受け入れ面１６０」としても参照される）と、リテーナ受け入れ面１６０から延びる丸みのある環状面１６２（「ボールシート１６２」または「ボールシート面１６２」としても参照される）と、によって定められている。
【００２９】
引き続き図３を参照すると、冷間成形したボールプランジャーブランク３００内には、ボールシート面１６２からボール部１４０に向けて軸方向に延びるボアまたはキャビティ３１０が配設されている。キャビティ３１０とカウンタボア１４８との間には肩部１７３が形成されており、この肩部は、他の面との間に、リテーナ受け入れ面１６０とボールシート面１６２を含んでいる。
【００３０】
一般に、キャビティ３１０は、第１の直径を有する第１のほぼ円筒状の内側表面１７６によって定められた第１のボア１７４と、第１の円筒状の内側表面１７６の第１の直径よりも小さい第２の直径を有する第２のほぼ円筒状の内側表面１８０によって定められた第２のボア１７８と、を含んでいる。
【００３１】
キャビティ３１０はまた、二つのつなぎ曲面、すなわち、ボールシート面１６２から第１の円筒状の内側表面１７６に移行する第１のつなぎ曲面１８８と、第１の円筒状の内側表面１７６から第２の円筒状の内側表面１８０に移行する第２のつなぎ曲面１９０によって定められている。これらのつなぎ曲面のそれぞれは、軸Ａにほぼ直角な環状面、截頭円錐面、長手方向軸Ａに対して凹状のまたは凸状の曲面、または、任意の組み合わせた面を含むことができることは当然である。
【００３２】
冷間成形したボールプランジャーブランク３００は、種々の冷間成形機で成形することができる。冷間成形したボールプランジャーブランク３００を成形するために使用することができる冷間成形機の適用例として、ウォーターバリーアンド ナショナル マシーナリー（Waterbury  and  National  Machinery）の冷間成形機を含む。一般に、冷間成形機は、最初のワーク（「スラグ」として知られている）を用意するために金属製のワイヤを所定の長さに切断する切断ステーションと、間隔をあけた複数のダイ部と、複数のパンチ部を備え、それぞれが対応するダイ部と共同してダイキャビティを形成する往復運動するゲートを含む複数の連続成形ステーションと、を含んでいる。一般的な転送機構は、切断ステーションから各成形ステーションに、連続工程で同期させて、スラグを移動し、また、一つのステーションから他のステーションに転送される際に、スラグを１８０度回転することができる。冷間成形機は従来技術としてよく知られているので、さらに説明する必要はない。
【００３３】
一つの実施の形態では、冷間成形したボールプランジャーブランク３００は、（図示しない）冷間成形機の５つのステーションで成形される。ただし、冷間成形したボールプランジャーブランク３００は、異なる数の成形ステーションで成形することができることはもちろんである。
【００３４】
図４Ａ−４Ｅには、冷間成形したボールプランジャーブランク３００を形成するために使用することができる５つのステーションのスラグの進行順序で冷間成形する例が示されている。各図は、ストローク終了時のツール位置でのスラグの状態を表している。スラグの進行順序は、冷間成形するスラグの進行順序を例示しているだけであり、他のスラグの進行順序が可能であることは当然である。
【００３５】
例示したスラグの進行順序は、最初のスラグ４００を準備するために、切断ステーションで所定の長さにワイヤを切断することから開始される。最初のスラグ４００は、図４Ａに示すように、第１の端部４０２と、第２の端部４０４と、それらの間に延びる円筒状の表面４０６と、を参照して示されている。この段階では、スラグ４００の各端部は、切断工程において本質的に不規則性（凸凹）または不均一性（むら）を有している。続いて、スラグ４００は、第１の成形ステーションに移送され、その第１の端部４０２がダイ部の方向に向けられると共に、第２の端部４０４がパンチ部の方向に向けられる。
【００３６】
第１の成形ステーションでは、図４Ｂに示すように、スラグ４００は平らにされ、冷間成形機のパンチ部でわずかなくぼみ４０８が第２の端部４０４に形成される。同時に、冷間成形機のダイ部で、スラグ４００の第１の端部４０２と円筒状の表面４０６との間に面取り部４１０が形成される。さらに、ダイ部で、より深いくぼみ４１２が、このくぼみ４１２と第１の端部４０２との間に形成される面取り部４１４と共にスラグ４００の第１の端部４０２に形成される。くぼみ４１２は適正な中心の役割をし、また、更に詳細に後述するように、第２の成形ステーションからパンチをガイドする。続いて、スラグ４００は１８０度回転されて、第２の成形ステーションに移送され、ここでは、第１の端部４０２はパンチ部の方向に向けられ、また、第２の端部４０４はダイ部の方向に向けられる。
【００３７】
第２の成形ステーションでは、図４Ｃに示すように、冷間成形機のパンチ部でほぼ最終寸法の第１のボア１７４が、スラグ４００の第１の端部４０２に押し出し成形される。同時に、冷間成形機のダイ部で、スラグ４００の第２の端部に、ほぼ半球状の表面１４６の成形が開始される。さらに、わずかなくぼみ４１６がスラグ４００の第２の端部４０４に形成される。くぼみ４１６は、適正な中心の役割をして、更に詳細に後述するように、第４の成形ステーションからパンチをガイドする。スラグ４００は、続いて、第３のステーションに移送され、ここでは、第２の端部４０４はパンチ部の方向に向けられ、また、第１の端部４０２はダイ部の方向に向けられる。
【００３８】
第３の成形ステーションでは、第１のボア１７４よりも小さい直径を有する第２のボア１７６が、図４Ｄに示すように、冷間成形機のパンチ部で、スラグ４００の第１の端部４０２にほぼ最終寸法に押し出し成形される。同時に、冷間成形機のダイ部で、スラグ４００の第２の端部４０４に、ほぼ最終寸法の半球状の表面１４６が形成される。スラグ４００は、続いて、１８０度回転され、第４のステーションに移送され、ここでは、第２の端部４０４はパンチ部の方向に向けられ、また、第１の端部４０２はダイ部の方向に向けられる。
【００３９】
第４の成形ステーションでは、図４Ｅに示すように、半球状の表面１４６が、ほぼ最終寸法に形成され、また、くぼみ３０６が、冷間成形機のパンチ部によって半球状の表面１４６の中心点に形成される。同時に、冷間成形機のダイ部では、第１のボア１７４よりも大きい直径を有するカウンタボア１４８が、スラグ４００の第２の端部４０４に形成される。この直径の差により、カウンタボア１４８を形成するダイは、第１のボア１７４を定める壁部を据え込み加工して、それによって、リテーナ受け入れ面１６０とボールシート面１６２をほぼ最終寸法に定める肩部１７３を形成する。続いて、スラグ４００は、１８０度回転され、第５のステーションに移送される。この第５のステーションでは、第１の端部４０２はパンチ部の方向に向けられ、また、第２の端部４０４はダイ部の方向に向けられる。
【００４０】
第５のステーションでは、図４Ｆに示すように、スラグ４００は、全長及び最終寸法に形成される半球状表面１４６を含む最終寸法に形成される。また、円筒状の内側表面１５８、リテーナ受け入れ面１６０、及び、ボールシート面１６２は、冷間成形機のパンチ部によって、それぞれの最終寸法に造形される（コイニング）。第５の成形ステーションの終了で、冷間成形されたボールプランジャーブランク３００が完成し、このボールプランジャーブランク３００は、図３に示す全ての構造上の特徴を含むことになる。
【００４１】
上述したように、冷間成形されたボールプランジャーブランク３００は、いくつかの構造上の特徴を除く、図１Ａ及び図１Ｂに示された完成したボールプランジャー１１６の構造上の特徴の全てを含んでいる。図１Ａ及び図１Ｂに示された完成したボールプランジャー１１６を製造する方法２００が終了すると、冷間成形されたボールプランジャーブランク３００は、図２に示されると共に説明したように、残りの構造上の特徴を形成するために機械加工される。
【００４２】
機械加工ステップ（ステップ２２０）を図５を参照して説明する。この図５では、完成したボールプランジャー１１６の影の部分は、機械加工ステップの結果、冷間成形されたボールプランジャーブランク３００から取り除かれた材料を表している。図５に示すように、溝１６４は、伸長ボディ部３０２に機械加工されると共に、半球状の表面１４６の一部と溝１５２は、第１の円筒状の外側表面１５０に機械加工される。さらに、第３のボア１８２がボール部１４０にドリル加工されて、第２のボア１７８に連通され、また、プランジャー流体ポート１８６がボディ部１４２にドリル加工されて、第１のボア１７４に連通される。これらの機械加工操作は、一つまたはそれ以上の他の機械加工操作と組み合わせて、或いは、連続して一緒に、一度に行うことができることは当然である。
【００４３】
従来のボールプランジャーとは異なり、上述したボールプランジャー１１６は、ニアネットシェイプ（ボール部１４０とボールシート面１６２の最終寸法への冷間成形を含む）に冷間成形されることによって、完成したボールプランジャーを仕上げるための機械加工時間が短縮されると共に、完成したボールプランジャーの製造コストが削減される。さらに、シートインサートとシールの使用が要求されるプランジャーの設計と比較した場合、付随する組付時間とコストの他にこれらの部品が省略される。
【００４４】
ここでの開示を目的として、特に説明しない限り、「a」または「an」は、「一つまたは複数」を意味する。本明細書または請求項において「（全体の一部として）含む（includes）」または「（全体の一部として）含んでいる（including）」という用語が使用される限り、請求項において過渡的な用語として用いられると解釈される用語「（全体が部分として）含んでいる（comprising）」と同様に包括されることを意図している。さらに、用語「or」が（例えば、ＡまたはＢ）で採用されている限り、「ＡまたはＢあるいは両方」を意味することを意図している。出願人が「ＡのみまたはＢで、両方ではない」を示すことを意図する場合は、用語「ＡのみまたはＢのみだが両方ではない（only  A  or  B  but  not  both）」が用いられる。したがって、ここで使用する用語「ｏｒ」の使用は、包括的使用ではなく排他的使用である。ブライアン  エー．ガーナーの現代法的使用辞典６２４（１９９５年、第２版）（Bryan  A.  Garner,  A  Dictionary  of  Modern  Legal  Usage  ６２４（２ｄ．Ｅｄ．１９９５））を参照のこと。また、本明細書または請求項において用語「in」または「into」が使用されている限り、付加的に「on」または「onto」を意味することを意図している。さらにまた、本明細書または請求項において用語「接続する（connect）」が使用されている限り、別の構成部材または複数の構成部材を介して接続するような、「直接的に接続する（directly  connected  to）」だけでなく、「間接的に接続する（indirectly  connected  to）」を意味することを意図している。ここで使用されているように、「約（about）」は当業者に理解され、また、使用される文脈によってある程度異なる。使用される文脈に与えられる用語の使用が、当業者にとって明りょうでない場合、「約（about）」は、特定の用語のプラスマイナス１０％を意味する。約ＸからＹは、約Ｘから約Ｙを意味する。ここで、Ｘ及びＹは特定の値である。
【００４５】
本出願は種々の実施の形態を示しており、これらの実施の形態は詳細に説明されているが、請求する発明の範囲を、詳細に制限すること、または、詳細に限定することは出願人の意図ではない。当業者には、付加的な利点及び変更は容易に思われる。したがって、本発明はより広範な面では、図示すると共に説明した特定の詳細や実例に制限されない。したがって、本出願人が請求する発明の精神または範囲から離れることなく、そのような詳細から離れることができる。また、上述した実施の形態は実例であり、単一の機能や要素は、ここで、または、以降の出願で請求することができる全ての可能な組合せに不可欠なものではない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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