(57)【要約】  ピストン形成用の金型アセンブリとそれを用いたピストン形成方法は、ピストンの外周部を形成するために金型キャビティの少なくとも一部を設ける係合位置と、金型キャビティからピストンの取出しを許容する非係合位置との間で、ピストンの長手方向の中心軸に実質的に垂直である直線経路に沿って互いに近づく方向および離れる方向に移動可能な１対の金型を含む。アセンブリは、ピストンのアンダーカット状冷却用縁部を形成する１対の金型間で直線経路に沿って係合位置に移動可能な冷却用縁部用マンドレルをも有する。１対の冷却用縁部用マンドレルは、軸に沿って垂直方向にピストンの取出しを許容する非係合位置に移動可能である。
2010523339.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの外周部を形成するために金型キャビティの少なくとも一部を設ける係合位置と、金型キャビティからピストンの取出しを許容する非係合位置との間で、ピストンの長手方向の中心軸に実質的に垂直である直線経路に沿って互いに近づく方向および離れる方向に移動可能な１対の金型と、
前記中心軸に対し傾斜しており互いに近づく直線経路に沿って前記１対の金型間で係合位置に互いに向かって移動可能であり、前記ピストンのアンダーカット状冷却用縁部を形成する１対の冷却用縁部用マンドレルとを備え、前記１対の冷却用縁部用マンドレルは、前記軸に沿って垂直方向に前記ピストンの取出しを許容する非係合位置に、前記軸に対して離れる直線経路に沿って互いから離れる方向に移動可能である、ピストン形成用の金型アセンブリ。
【請求項２】
前記金型は、前記冷却用縁部から径方向外方にリングベルトを形成するように構成される金型内表面を有する、請求項１に記載の金型アセンブリ。
【請求項３】
前記金型は、前記ピストンの前記軸に対しある角度で延在する付随するピンボスを横方向に間隔をあけて形成し、前記軸から外方に広がる角度が、前記冷却用縁部用マンドレルが垂直方向にピストンから離れて移動するのを防止する、請求項２に記載の金型アセンブリ。
【請求項４】
前記冷却用縁部用マンドレルの各々は、その上にガイド部材を有する横方向外側に延在するリブを有し、前記リブは、前記金型の１つにそれぞれ捕捉されるように構成され、前記金型キャビティに対して前記冷却用縁部用マンドレルを位置決めする、請求項１に記載の金型アセンブリ。
【請求項５】
前記冷却用縁部用マンドレル間の中央に配置されるガイドをさらに含み、前記ガイドは、１対の対向するガイド部材を有し、ガイド部材に前記冷却用縁部用マンドレルの各々が摺動可能に受けられ、前記係合位置と非係合位置との間で直線的に前記冷却用縁部用マンドレルを案内する、請求項４に記載の金型アセンブリ。
【請求項６】
前記冷却用縁部用マンドレルの前記ガイド部材は、前記リブに形成されたノッチを備え、前記ガイドの前記ガイド部材は、前記ノッチ内に摺動可能に受入れられる大きさのレールを備える、請求項５に記載の金型アセンブリ。
【請求項７】
前記ピストンの左右のピンボス間で空間を設ける前記金型キャビティ内部の係合位置と、前記ピストンの取出しを許容する前記金型キャビティ外部の非係合位置との間で、前記金型間で前記軸に沿って移動可能なピンボスマンドレルをさらに含む、請求項１に記載の金型アセンブリ。
【請求項８】
前記ピンボスマンドレルは、鏡面加工された左右の部分を有し、前記係合位置と非係合位置との間で、互いに対して移動可能である、請求項７に記載の金型アセンブリ。
【請求項９】
１対のピンボス内にピンボアを形成するように前記金型キャビティ内で前記ピストンの長手方向の中心軸に実質的に垂直である直線経路に沿って互いに向かって係合位置に移動可能であり、前記金型キャビティから前記ピストンの取出しを許容するように前記金型キャビティから非係合位置に互いから離れる方向に移動可能な１対のピンボアマンドレルをさらに含む、請求項７に記載の金型アセンブリ。
【請求項１０】
前記冷却用縁部用マンドレルは、前記ピンボアマンドレルを摺動可能の受入れる貫通ボ
アを含む、請求項９に記載の金型アセンブリ。
【請求項１１】
１対の第１マンドレルをピストンの中心軸に対して傾斜し互いに近づく方向の直線経路に沿って係合位置に移動させることと、
１対の金型を互いに向かって係合位置に移動させ、前記金型キャビティ内に前記第１マンドレルを受入れながら前記金型キャビティの少なくとも一部を設けることと、
ある量の液状ピストン材料を前記金型キャビティ内に導入することと、
前記液状ピストン材料を硬化させ、前記金型によって形成された上頂部と、前記第１マンドレルによって形成された冷却用縁部とを有し、前記冷却用縁部が前記上頂部におけるアンダーカット部となる、固体状のピストンを形成することと、
前記第１マンドレルを前記中心軸に対して傾斜し互いに離れる方向の直線経路に沿って前記金型キャビティから実質的に取出された非係合位置に移動させることと、
前記金型を非係合位置に移動させることと、
前記金型キャビティから硬化したピストンを取出すことと、を備えた、ピストンの形成方法。
【請求項１２】
前記係合位置と非係合位置との間で、前記金型を前記中心軸に実質的に垂直な直線経路に沿って移動させることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記係合位置で前記第１マンドレルとロック係合するように前記金型を移動させることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１マンドレルの開口を通して前記中心軸に実質的に垂直な直線経路に沿って互いに向かって１対の第２マンドレルを移動させ、前記第２マンドレルの周囲であって１対のピンボス内にピンボアを形成することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記軸に沿って同軸に第３マンドレルを前記金型キャビティ内に移動させ、前記ピンボス間に前記第３マンドレルによって専有される空間を形成することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記軸に沿う中央位置にガイドを設けることをさらに含み、前記ガイドは前記軸と交差するガイド部材を有し、前記軸に対し傾斜しており、前記係合位置と非係合位置との間で前記ガイド部材に沿って前記第１マンドレルを摺動させることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記ガイド上で前記ガイド部材と摺動させて係合させるためにガイド部材とともに前記第１マンドレルを設けることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
１対の第１マンドレルを直線経路に沿って係合位置に移動させることと、
１対の金型を係合位置に移動させ、それらの係合位置において、前記金型キャビティ内に前記第１マンドレルを受入れながら前記金型キャビティの少なくとも一部を設けることと、
ある量の液状ピストン材料を前記金型キャビティ内に導入することと、
前記液状ピストン材料を硬化させ、前記金型によって形成された上頂部と、前記第１マンドレルによって形成された冷却用縁部とを有し、前記冷却用縁部が前記上頂部のリングベルトの径方向内方におけるアンダーカット部となる、固体状のピストンを形成することと、
前記金型キャビティから実質的に取出された非係合位置に、前記第１マンドレルを直線状に移動させることと、
前記金型を非係合位置に移動させることと、
前記金型キャビティから硬化したピストンを取出すことと、を備えた、ピストンの鋳造方法。
【請求項１９】
１対の第１マンドレルを前記ピストンの中心軸に対して傾斜し互いに近づく方向の直線経路に沿って係合位置に移動させ、前記中心軸に対して傾斜し互いに離れる方向の直線経路に沿って前記非係合位置に移動させることをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記係合位置と非係合位置との間で、前記中心軸に実質的に垂直な直線経路に沿って前記金型を移動させることをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記第１マンドレルの開口を通して前記中心軸に実質的に垂直な直線経路に沿って互いに向かって１対の第２マンドレルを移動させ、前記第２マンドレルの周囲であって１対のピンボス内にピンボアを形成することをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記軸に沿って同軸に第３マンドレルを前記金型キャビティ内に移動させ、前記ピンボス間に前記第３マンドレルによって専有される空間を形成することをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、２００７年４月１３日に出願された米国仮出願番号６０／９１１，６５０の利益を要求し、ここにその全てが参照により引用される。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
この発明は、概してピストンおよびその構成方法に関し、より特定的にはピストン金型アセンブリおよびそれで成形されたピストンに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術
ピストンリングベルトの径方向内側に位置する外面のアンダーカットを有する環状の冷却用縁部を備えたピストンを構成することは知られている。アンダーカットは、リングベルトの張出し部を与え、それが次々にピストンの鋳造時に問題を引き起こす。鋳造後のアンダーカットの機械加工を避けるために、金型キャビティは、所望のアンダーカット形状とは逆形状を有する凸部あるいはパネルを備えなければならない。しかし、金型キャビティから成形されたピストンを除去あるいは引き出すために、パネルは、アンダーカットおよび金型キャビティから完全に移動されなければならない。付随するリングベルトがアンダーカットから径方向外方に形成されているので、パネルは、水平方向であって径方向外方に単純には移動できない。また、リングベルトに付随するピンボスが成形工程において形成される。ピンボスは、互いに間隔をあけており、ピストンの中心軸に対して外方に横方向に広がる。ピンボス自体は、アンダーカット形成パネルが垂直方向であって下方に移動するのを防止する。したがって、この問題を打開するため、既知の金型アセンブリは、金型キャビティから外へ旋回されるパネルを含む。しかし、パネルの旋回動作は、金型キャビティを包囲する寸法に依存して形成され得るアンダーカットのサイズを制限する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
発明の概要
ピストン形成用の金型アセンブリは、ピストンの外周縁を形成するための金型キャビティの少なくとも一部を設ける係合位置と、金型キャビティからピストンの引出しを許容する非係合位置との間でピストンの長手方向の中心軸に実質的に垂直である直線経路に沿って互いに近づく方向および離れる方向に移動可能である１対の金型を有する。該アセンブリは、ピストンのアンダーカット冷却用縁部を形成する１対の金型間で中心軸に対して傾斜し、近づく方向の直線経路に沿って、互いに向かって係合位置に移動可能な１対の冷却用縁部用のマンドレルをも有する。１対の冷却用縁部用のマンドレルは、軸に沿って縦方向にピストンの引出しを許容する非係合位置に、軸に対し離れる方向の直線経路に沿って互いから離れる方向に移動可能である。
【０００５】
本発明の他の局面によればピストンの形成方法が提供される。その方法は、ピストンの中心軸に対し傾斜し近づく方向の直線経路に沿って１対の第１のマンドレルを係合位置に移動させることを含む。また、１対の金型を互いに向かって係合位置に移動させて、金型キャビティ内に第１のマンドレルが受入れられた状態で、金型キャビティの少なくとも一部を提供する。そして、ある量の液状のピストン材料を金型キャビティ内に導入し、ピストン材料を硬化させ、金型により形成された上頂部と第１のマンドレルにより形成された冷却用縁部とを有する固体状のピストンを形成し、冷却用縁部は上頂部におけるアンダー
カットとなる。さらに、第１のマンドレルを互いから離れる方向に中心軸に対して傾斜した離れる方向の直線経路に沿って非係合位置に移動し、金型キャビティから実質的に取外される。さらに、金型を非係合位置に移動させ、金型キャビティから硬化したピストンを取外す。
【０００６】
本発明の他の局面によれば、ピストンの形成方法は、直線経路に沿って１対の第１のマンドレルを係合位置に移動させることを含む。また、１対の金型を係合位置に移動させて、係合状態において、金型キャビティ内に第１のマンドレルを受入れて金型キャビティの少なくとも一部を提供する。そして、ある量の液状のピストン材料を金型キャビティ内に導入し、ピストン材料を硬化させ、金型により形成された上頂部と第１のマンドレルにより形成された冷却用縁部とを有する固体状のピストンを形成し、冷却用縁部は上頂部のリングベルトの径方向内側のアンダーカットとなる。次に、第１のマンドレルを直線的に非係合位置に移動させて金型キャビティから実質的に取外し、金型を非係合位置に移動させる。最後に、金型キャビティから硬化したピストンを取外す。
【０００７】
図面の簡単な説明
本発明のこれらおよび他の局面、特徴、効果は、後述する現状の好ましい実施の形態およびベストモードの詳細な説明、添付のクレームおよび図面と関連付けて考慮することでより明確となるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の１つの現状の好ましい実施の形態による金型アセンブリの斜視図である。
【図２】図１の金型アセンブリのパネルとガイドを分離して示す斜視図である。
【図３】金型アセンブリの断面斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
現状の好ましい実施の形態の詳細な説明
より詳細に図面を参照すると、幾つかの図面を通して類似の番号は対応する部分を示す。図１〜３は、現状の好ましい１つの実施の形態により構成された金型アセンブリを概して２０で示す。金型アセンブリ２０は、支持表面２４と以後称するベースに固定され、プラットフォーム２２と以後称する滑動部を有する。以後左金型部２６と称する第１金型が動作可能にプラットフォーム２２に接続され、金型キャビティの左側部分を提供する。以後右金型部２８と称する反対側の第２金型が、動作可能にプラットフォーム２２に接続され、左側部分と対向する、金型キャビティの右側部分を提供する。左右の金型部２６，２８は、直線的な摺動動作で、係合して閉じた位置と、非係合状態の開いた位置との間で、プラットフォーム２２に沿って互いに近づいたり離れたりする方向に移動可能である。係合位置にあるときに、左右の金型キャビティは、協働して、長手方向の中心軸Ａの周りに実質的に周方向に閉じられた金型キャビティを提供する。金型部２６，２８は、中心軸Ａについて径方向に延びるリングベルトを有するピストン頂部を含み、ピストン２１の外周部を形成するように構成される金型内表面２７，２９（環状溝なしで示されるが、金型部内に形成されるように意図されている）を有する。非係合の開いた位置にあるときに、左右の金型部２６，２８は、金型アセンブリ２０から垂直方向に完成品のピストンが取外され、または引き抜かれることを許容するのに十分な距離だけ、互いに横方向に離れて間隔をあけている。
【００１０】
金型アセンブリ２０は、１対の第２のマンドレル（これ以降に第１のマンドレルは記載される）を含む。第２のマンドレルは、左金型部２６から概ね水平方向に延在する左側突出部３０と以後称する左側ピンボアマンドレルと、右金型部２８から概ね水平方向に延在する左側突出部３２と以後称する右側ピンボアマンドレルとを含む。左右の突出部３０，
３２は、伸長された係合位置と、収納された非係合位置との間で移動可能である。係合位置にあるときに、左右の突出部３０，３２は、金型キャビティ内に延び、そのとき左右の金型部２６，２８は係合され、左側ピンボスの左側ピンボアと、右側ピンボスの右側ピンボアとをそれぞれ形成する。非係合位置にあるときに、左右の突出部３０，３２は、金型キャビティから取外されるのに十分なだけ互いから離れる方向に移動し、軸Ａに沿って金型アセンブリ２０から垂直方向にピストンの取外しが更に容易になる。左右の突出部３０，３２は、任意の大きさのピンボアを形成するように設けられ、またそれらの伸長および収納動作を通して互いに共軸関係に維持され得る。
【００１１】
金型アセンブリ２０は、軸Ａに沿う同軸動作のために左右の金型部２６，２８間の概ね中央に配置されプラットフォーム２２に動作可能に接続された下部金型突出部３４として以後称される第３のマンドレルあるいはピンボスマンドレルをも含む。下部金型突出部３４は、上昇した係合位置と、下降した非係合位置との間で、プラットフォーム２２に対し移動可能である。係合位置にあるときに、下部金型突出部３４は、上方に金型キャビティ内に延び、ピストン２１の左右のピンボス間で突出部３４により占有される空間を形成する。非係合位置にあるときに、下部金型突出部３４は、下方に位置して金型キャビティから取外され、金型アセンブリ２０からのピストンの取外しが更に容易になる。現状の好ましい１つの実施の形態によれば、下部金型突出部３４は、分離した鏡面仕上げの左右の部分に形成され、分離した部分は、必要に応じてそれらの係合位置と非係合位置との間で互いに対して移動可能となる。下部金型突出部３４と左右の金型部２６，２８は、協働してピストン頂部に従属するピンボスを形成し、ピンボスは、軸Ａに関してある角度で外方に広がって形成され得る。
【００１２】
金型アセンブリ２０は、アンダーカット冷却用縁部を有するピストン２１を形成する。アンダーカットは、リングベルトの少なくとも一部と冷却用縁部とが径方向に並ぶようにリングベルトの径方向内側に直接形成される。したがって、従属するリングベルトの少なくとも一部は、冷却用縁部の外側からの直接の径方向アクセスに対する障害を形成する。アンダーカット状で実質的に環状の冷却用縁部は、ピストン２１の中心軸Ａの周囲に延在する。冷却用縁部は、ピストン頂部の上面上に形成される燃焼室からの熱を吸収する。ピストン２１のアンダーカットの成形を容易にするために、金型アセンブリ２０は、左側パネル３６と以後称する１つの冷却用縁部用マンドレルと、右側パネル４０と以後称する他の冷却用縁部用マンドレルとを含む、第１の対のマンドレルあるいは冷却用縁部用マンドレルを含む。左右のパネル３６，４０は、逆形状４２，４３を有して構成され、二次的な機械加工なしで完成されたアンダーカット冷却用縁部の半分を各々が提供する。左右のパネル３６，４０は、伸長された係合位置と収納された非係合位置との間で、プラットフォーム２２に対して移動可能であり、左右の金型部２６，２８に対して移動可能である。係合位置のときに、左右のパネル３６，４０は、左右の金型部２６，２８と協働して、アンダーカット冷却用縁部を含むピストンの形状を提供する。非係合位置のときに、左右のパネル３６，４０は、左右の各金型部２６，２８およびピストン２１に対して下方に位置ずれしており、金型アセンブリ２０からの仕上がったピストン２１の取出しを許容する。パネル３６，４０は、垂直方向に３０ミリメートルあるいはそれより大きな深さで、水平方向に１２ミリメートルあるいはそれより大きなアンダーカットを形成することができる。アンダーカットの大きさは、他の成形寸法とは無関係である。
【００１３】
リングベルトの径方向内側にアンダーカットと外方に広がるピンボスとを形成した結果、左右のパネル３６，４０は、水平方向あるいは垂直方向のいずれかにピストン２１から離れるように移動され得ない。左側のパネル３６の非係合位置は、したがって係合位置の下側で径方向外側（軸Ａに対して）となる。右側のパネル４０の非係合位置は、係合位置の下側で径方向外側である。したがって、左右のパネル３６，４０は、非係合位置から係合位置に移動する際に互いに向かって近づく方向の直線状経路に沿って移動し、反対に、
それらが係合位置から非係合位置に移動する際には離れる方向の直線状経路に沿って互いから離れる方向に移動する。左右のパネル３６，４０は、対向する鏡面仕上げされた開口４５，４７を含み、それらの係合および非係合位置の間で伸長された際に左右の突出部３０，３２を摺動可能に受入れるために適切な大きさのボアを形成する。
【００１４】
左右のパネル３６，４０の摺動動作を促進するために、左側のパネル３６は、実施例によってまた限定されることなく、その中に形成された左側ノッチ４６としてここで表されガイド部材とともに、水平方向に延びる左側ベースリブ４４を有し、右側のパネル４０は、実施例によってまた限定されることなく、ここでその中に形成される右側ノッチ５０として表されたガイド部材とともに、水平方向に延びる右側ベースリブ４８を有する。以後ガイド５２として称されるガイド固定具は、左右のパネル３６，４０の間の中央に配置される。ガイド５２は、実施例によってまた限定されることなく、ここで左右の摺動レール５４，５６として表される対向するガイド部材を含む。左側ノッチ４６は、左側レール５４を摺動可能に受け入れ、右側ノッチ５０は、右側レール５６を摺動可能に受入れる。ノッチ４６，５０および各レール５４，５６は、左右のパネル３６，４０の係合および非係合位置間で左右のパネル３６，４０のスムーズな摺動動作を提供する。
【００１５】
左右のパネル３６，４０の摺動動作を促進するために、左側のパネルロッド５８は、該ロッドの第１の端部で、左側のパネル３６に接続される。左側のパネルロッド５８は、該ロッドの第２の端部で、左側のアクチュエータ６０に接続される。左側のアクチュエータ６０は、左側のパネル３６の係合および非係合位置間で、左側のパネル３６を移動させる。左側の解除具６６は、左側のパネルロッド５８の第２の端部に設けられ、左側のアクチュエータ６０から左側のパネルロッド５８を選択的に分離する。同様に、右側のパネルロッド６２は、第１の端部で、右側のパネル４０に接続される。右側のパネルロッド６２は、第２の端部で、右側のアクチュエータ６４に接続される。右側のアクチュエータ６４は、右側のパネル４０の係合および非係合位置間で、右側のパネル４０を移動させる。右側の解除具６８は、右側のパネルロッド６２の第２の端部に設けられ、右側のアクチュエータ６４から右側のパネルロッド６２を選択的に分離する。左右の解除具６６，６８は、修理、整備、あるいは交換のために、金型アセンブリ２０からパネル３６，４０が容易に取外されるようにする。
【００１６】
アクチュエータ６０，６４は、たとえば液圧、気圧、機械的アクチュエータ６０，６４のように、直線運動を作り出すことが可能な任意のタイプの適切なアクチュエータとして設けられ得る。左右のパネルロッド５８，６２を使用することで、左右の金型部２６，２８が成形サイクルにおける早い段階で係合位置にある状態でも、金型キャビティから左右のパネル３６，４０を引き出すことができる。パネル３６，４０についておよびその上への鋳造ピストンの収縮に起因するスクラップの可能性は減じられる。アクチュエータ６０，６４は、左右のパネル３６，４０を鋳造のための位置に配置するよう動作する。ピストンを成形するためのパネル３６，４０の信頼性が高く再現性のある正確な最終の位置決めを行なうために、左右のリブ４４，４８が、係合され、金型が閉じている間に金型部２６，２８がそれらの非係合位置から係合位置に移動された際に、左右の金型部２６，２８により捕捉あるいはロックされる。
【００１７】
リング７０は、プラットフォーム２２に接続され、ガイド５２の下に同軸に配置される。リング７０は、ガイド５２を支持し、左右のパネルロッド５８，６２を受け入れるための１対の貫通ボアを含む。左右のパネルロッド５８，６２は、ブシュあるいは軸受を介してボア内でスムーズに摺動動作するように案内される。ブシュあるいは軸受は、捩れる傾向や拘束状態を排除することによって、左右のサイドレール５４，５６と左右のノッチ４６，５０間の接続部上の荷重を減じる。レール、ノッチ、ブシュ／軸受を介した３点支持を行なうことで、パネル３６，４０の摺動動作の安定化と、製造時の誤動作なく機能する
能力を促進する。
【００１８】
ガイド５２は、リング７０に沿って周方向に延在するベースを有する。ガイド５２の傾斜レール５４，５６は、軸Ａに関して径方向に約１８０度離隔し、左右のパネル３６，４０を支持する。下部金型突出部３４は、リング７０の中央の開口７１を通って上方に延在する。左右のレール５４，５６は、リング７０から上方に延在し、ある角度で傾斜しており、互いに向かって近づき、台形の外形を形成する。レール５４，５６の適度な傾斜に沿ってピストン２１から離れる方向に直線的に左右のパネル３６，４０を移動させることで、パネル３６，４０によって形成されたアンダーカットから径方向外方に直接配置されたリングベルトの損傷を回避し、またパネル３６，４０に向かってピストン２１の中心から外方に広がるピンボスの損傷を回避する。例示的な実施例におけるレール５４，５６の傾斜角度は、軸Ａに対して鋭角であり、リングベルトとの干渉を回避するように十分な垂直方向の運動要素を提供し、またピンボスとの干渉を回避するように十分な水平方向の運動要素を提供する。
【００１９】
本発明の他の局面によれば、金型アセンブリ２０でピストン２１を形成する方法が提供される。その方法は、軸Ａに対し傾斜する、近づく経路に沿ってパネル３６，４０の係合位置にレール５４，５６に沿って直線的に所望のアンダーカット形状を有するパネル３６，４０を移動させることによって、ピストンを成形することを含む。パネル３６，４０を移動させることで、パネル３６，４０を金型キャビティに受入れられる位置に至らせる。その方法はさらに、左右の金型部２６，２８を軸Ａに実質的に直交する方向に直線的に移動させ、所望のピストン形状の外周形状を有する金型キャビティの少なくとも一部を設けるよう互いに近接させる。金型部２６，２８は、パネル３６，４０と係合され、金型キャビティ内の適正な位置を確保する。係合プロセスは、金型部２６，２８がそれらの非係合位置から係合位置に金型を閉じている間に移動する際に、金型部２６，２８でリブ４４，４８を捕捉することを含む。左右の金型部２６，２８と左右のパネル３６，４０の動作タイミングは、反対とすることができ、必要に応じて、パネル３６，４０と金型部２６，２８の間の捕捉機構は変更され得る。また、その方法は、左側の突出部３０を、左側のパネル３６に形成されたボア４５を通して概ね軸Ａに直交する方向に移動させ、ピストン２１の左側のピンボスを介して左側のピンボアを設けること、右側の突出部３２を、右側のパネル４０に形成されたボア４７を通して概ね左側の突出部３０と同軸方向に移動させ、ピストン２１の右側のピンボスを介して右側のピンボアを設けることを含む。また、その方法は、下部金型突出部３４を軸Ａに対し同軸関係にある方向に上方に移動させて、左右の金型部２６，２８に近接させ、また左右のパネル３６，４０間に移動させて左右のピンボス間に空間を設けることを含む。次に、その方法は、溶融金属のような所定量の液状のピストン材料を金型キャビティ内に導入することを含む。それから、この方法では、液状のピストン材料を硬化させて固体状のピストン２１を形成する。溶融金属が硬化された時点で、この方法は、金型キャビティから形成されたピストン２１を取出すことを含む。
【００２０】
ピストン２１を金型キャビティから取出すために、この方法は、左右の突出部３０，３２をそれらの非係合位置に金型キャビティから移動させ、好ましくは、金型部２６，２８を少なくとも部分的にそれらの非係合位置に向かって水平方向に直線状の経路に沿って互いに近接した状態から移動させることを含む。さらに、取出プロセスは、パネル３６，４０を、直線的に下方で、かつ横方向外方であって径方向に、軸Ａから離れる方向に移動させ、固体状のピストンを、レール５４，５６によって設けられる、離れる方向の経路に沿って、移動させ、それにより、金型キャビティから外部に、金型部２６，２８との係合状態から脱してパネル３６，４０を移動させることを含む。パネル３６，４０の動作は、それぞれのパネル３６，４０に接続されたロッド５８，６２を支持リング７０のボアを通して摺動させることによって主導される。上述のように、様々な金型要素を移動させるために、いかなる適切なリニアアクチュエータをも使用することができる。最後に、この方法
は、金型アセンブリ２０から固体状のピストン２１を取出すことを含む。
【００２１】
上述の詳細な説明が幾つかの現状の好ましい実施の形態に関するものであること、また同様の機能を達成する他の実施の形態がここに最終的に許可されたいかなる特許クレームの保護範囲内に組み込まれることが理解される。
【図１】
2010523339.tif 000003
【図２】
2010523339.tif 000004
【図３】
2010523339.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月15日(2010.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
発明の概要
ピストン形成用の金型アセンブリは、ピストンの外周縁を形成するための金型キャビティの少なくとも一部を設ける係合位置と、金型キャビティからピストンの引出しを許容する非係合位置との間でピストンの長手方向の中心軸に実質的に垂直である直線経路に沿って互いに近づく方向および離れる方向に移動可能である１対の金型を有する。該アセンブリは、ピストンのアンダーカットを形成する１対の金型間で中心軸に対して傾斜し、近づく方向の直線経路に沿って、互いに向かって係合位置に移動可能な１対のマンドレルをも有する。１対のマンドレルは、軸に沿って縦方向にピストンの引出しを許容する非係合位置に、軸に対し離れる方向の直線経路に沿って互いから離れる方向に移動可能である。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の他の局面によればピストンの形成方法が提供される。その方法は、ピストンの中心軸に対し傾斜し近づく方向の直線経路に沿って１対の第１のマンドレルを係合位置に移動させることを含む。また、１対の金型を互いに向かって係合位置に移動させて、金型キャビティ内に第１のマンドレルが受入れられた状態で、金型キャビティの少なくとも一部を提供する。そして、ある量の液状のピストン材料を金型キャビティ内に導入し、ピストン材料を硬化させ、金型により形成された上頂部と該上頂部におけるアンダーカットとを有する固体状のピストンを形成する。さらに、第１のマンドレルを互いから離れる方向に中心軸に対して傾斜した離れる方向の直線経路に沿って非係合位置に移動し、金型キャビティから実質的に取外される。さらに、金型を非係合位置に移動させ、金型キャビティから硬化したピストンを取外す。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の他の局面によれば、ピストンの形成方法は、直線経路に沿って１対の第１のマンドレルを係合位置に移動させることを含む。また、１対の金型を係合位置に移動させて、係合状態において、金型キャビティ内に第１のマンドレルを受入れて金型キャビティの少なくとも一部を提供する。そして、ある量の液状のピストン材料を金型キャビティ内に導入し、ピストン材料を硬化させ、金型により形成された上頂部と第１のマンドレルにより形成されたアンダーカットとを有する固体状のピストンを形成し、アンダーカットは上頂部のリングベルトの径方向内側にある。次に、第１のマンドレルを直線的に非係合位置に移動させて金型キャビティから実質的に取外し、金型を非係合位置に移動させる。最後に、金型キャビティから硬化したピストンを取外す。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
金型アセンブリ２０は、アンダーカットを有するピストン２１を形成する。アンダーカットは、リングベルトの少なくとも一部と冷却用縁部とが径方向に並ぶようにリングベルトの径方向内側に直接形成される。したがって、従属するリングベルトの少なくとも一部は、アンダーカットの外側からの直接の径方向アクセスに対する障害を形成する。アンダーカットは実質的に環状であり、ピストン２１の中心軸Ａの周囲に延在する。ピストン２１のアンダーカットの成形を容易にするために、金型アセンブリ２０は、左側パネル３６と以後称する１つの冷却用縁部用マンドレルと、右側パネル４０と以後称する他の冷却用縁部用マンドレルとを含む、第１の対のマンドレルあるいは冷却用縁部用マンドレルを含む。左右のパネル３６，４０は、逆形状４２，４３を有して構成され、二次的な機械加工なしで完成されたアンダーカット冷却用縁部の半分を各々が提供する。左右のパネル３６，４０は、伸長された係合位置と収納された非係合位置との間で、プラットフォーム２２に対して移動可能であり、左右の金型部２６，２８に対して移動可能である。係合位置のときに、左右のパネル３６，４０は、左右の金型部２６，２８と協働して、アンダーカットを含むピストンの形状を提供する。非係合位置のときに、左右のパネル３６，４０は、左右の各金型部２６，２８およびピストン２１に対して下方に位置ずれしており、金型アセンブリ２０からの仕上がったピストン２１の取出しを許容する。パネル３６，４０は、垂直方向に３０ミリメートルあるいはそれより大きな深さで、水平方向に１２ミリメートルあるいはそれより大きなアンダーカットを形成することができる。アンダーカットの大きさは、他の成形寸法とは無関係である。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの外周部を形成するために金型キャビティの少なくとも一部を設ける係合位置と、金型キャビティからピストンの取出しを許容する非係合位置との間で、ピストンの長手方向の中心軸に実質的に垂直である直線経路に沿って互いに近づく方向および離れる方向に移動可能な１対の金型と、
前記中心軸に対し傾斜しており互いに近づく直線経路に沿って前記１対の金型間で係合位置に互いに向かって移動可能であり、前記ピストンのアンダーカットを形成する１対のマンドレルとを備え、前記１対のマンドレルは、前記軸に沿って垂直方向に前記ピストン
の取出しを許容する非係合位置に、前記軸に対して離れる直線経路に沿って互いから離れる方向に移動可能である、ピストン形成用の金型アセンブリ。
【請求項２】
前記金型は、前記アンダーカットから径方向外方にリングベルトを形成するように構成される金型内表面を有する、請求項１に記載の金型アセンブリ。
【請求項３】
前記金型は、前記ピストンの前記軸に対しある角度で延在する付随するピンボスを横方向に間隔をあけて形成し、前記軸から外方に広がる角度が、前記マンドレルが垂直方向にピストンから離れて移動するのを防止する、請求項２に記載の金型アセンブリ。
【請求項４】
前記マンドレルの各々は、その上にガイド部材を有する横方向外側に延在するリブを有し、前記リブは、前記金型の１つにそれぞれ捕捉されるように構成され、前記金型キャビティに対して前記マンドレルを位置決めする、請求項１に記載の金型アセンブリ。
【請求項５】
前記マンドレル間の中央に配置されるガイドをさらに含み、前記ガイドは、１対の対向するガイド部材を有し、ガイド部材に前記マンドレルの各々が摺動可能に受けられ、前記係合位置と非係合位置との間で直線的に前記マンドレルを案内する、請求項４に記載の金型アセンブリ。
【請求項６】
前記マンドレルの前記ガイド部材は、前記リブに形成されたノッチを備え、前記ガイドの前記ガイド部材は、前記ノッチ内に摺動可能に受入れられる大きさのレールを備える、請求項５に記載の金型アセンブリ。
【請求項７】
前記ピストンの左右のピンボス間で空間を設ける前記金型キャビティ内部の係合位置と、前記ピストンの取出しを許容する前記金型キャビティ外部の非係合位置との間で、前記金型間で前記軸に沿って移動可能なピンボスマンドレルをさらに含む、請求項１に記載の金型アセンブリ。
【請求項８】
前記ピンボスマンドレルは、鏡面加工された左右の部分を有し、前記係合位置と非係合位置との間で、互いに対して移動可能である、請求項７に記載の金型アセンブリ。
【請求項９】
１対のピンボス内にピンボアを形成するように前記金型キャビティ内で前記ピストンの長手方向の中心軸に実質的に垂直である直線経路に沿って互いに向かって係合位置に移動可能であり、前記金型キャビティから前記ピストンの取出しを許容するように前記金型キャビティから非係合位置に互いから離れる方向に移動可能な１対のピンボアマンドレルをさらに含む、請求項７に記載の金型アセンブリ。
【請求項１０】
前記マンドレルは、前記ピンボアマンドレルを摺動可能の受入れる貫通ボアを含む、請求項９に記載の金型アセンブリ。
【請求項１１】
１対の第１マンドレルをピストンの中心軸に対して傾斜し互いに近づく方向の直線経路に沿って係合位置に移動させることと、
１対の金型を互いに向かって係合位置に移動させ、前記金型キャビティ内に前記第１マンドレルを受入れながら前記金型キャビティの少なくとも一部を設けることと、
ある量の液状ピストン材料を前記金型キャビティ内に導入することと、
前記液状ピストン材料を硬化させ、前記金型によって形成された上頂部と、前記第１マンドレルによって形成されたアンダーカットとを有し、前記アンダーカットが前記上頂部にある、固体状のピストンを形成することと、
前記第１マンドレルを前記中心軸に対して傾斜し互いに離れる方向の直線経路に沿って前記金型キャビティから実質的に取出された非係合位置に移動させることと、
前記金型を非係合位置に移動させることと、
前記金型キャビティから硬化したピストンを取出すことと、を備えた、ピストンの形成方法。
【請求項１２】
前記係合位置と非係合位置との間で、前記金型を前記中心軸に実質的に垂直な直線経路に沿って移動させることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記係合位置で前記第１マンドレルとロック係合するように前記金型を移動させることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１マンドレルの開口を通して前記中心軸に実質的に垂直な直線経路に沿って互いに向かって１対の第２マンドレルを移動させ、前記第２マンドレルの周囲であって１対のピンボス内にピンボアを形成することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記軸に沿って同軸に第３マンドレルを前記金型キャビティ内に移動させ、前記ピンボス間に前記第３マンドレルによって専有される空間を形成することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記軸に沿う中央位置にガイドを設けることをさらに含み、前記ガイドは前記軸と交差するガイド部材を有し、前記軸に対し傾斜しており、前記係合位置と非係合位置との間で前記ガイド部材に沿って前記第１マンドレルを摺動させることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記ガイド上で前記ガイド部材と摺動させて係合させるためにガイド部材とともに前記第１マンドレルを設けることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【国際調査報告】
2010523339.tif 000006
2010523339.tif 000007