(57)【要約】  ピストンおよびその構成方法が提供される。ピストンは、直径方向に対向するスカート部分を有する下部部材と、軸方向に整列されたピンボアと、下部部材に接合される上部部材とを有する。上部部材は、実質的に平坦な上部燃焼面と、上部燃焼部材から垂下する燃焼ボウルを有する。下方クラウン表面は燃焼ボウルと反対方向に直接形成され、燃焼ボウル縁は燃焼ボウルを上部燃焼面に遷移する。燃焼ボウル、下方クラウン表面および上部燃焼面の少なくとも１つは、加工表面と鍛造時のままの表面とを有する。
2018513313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンであって、
下部部材を備え、前記下部部材は、直径方向に対向する複数のスカート部と、軸方向に整列されるピンボアとを有し、前記ピストンは、
前記下部部材に接合される上部部材を備え、前記上部部材は、実質的に平面の上部燃焼表面と、前記上部燃焼表面から垂下する燃焼ボウルとを有し、前記燃焼ボウルの反対側に直接形成される下方クラウン表面と、前記燃焼ボウルを前記上部燃焼表面に遷移する燃焼ボウル縁とを有し、前記燃焼ボウル、前記下方クラウン表面および前記上部燃焼表面のうちの少なくとも１つは、加工表面と鍛造時のままの表面とを有する、ピストン。
【請求項２】
前記燃焼ボウルおよび前記下方クラウン表面のうちの少なくとも１つは、加工表面と鍛造時のままの表面とを有する、請求項１に記載のピストン。
【請求項３】
前記加工表面は、前記ピストンの中心長手方向軸に対して概ね中心に整列されており、前記鍛造時のままの表面は、前記加工表面の周りに周方向に延在する、請求項２に記載のピストン。
【請求項４】
前記燃焼ボウルおよび前記下方クラウン表面は、加工表面と鍛造時のままの表面とを有する、請求項２に記載のピストン。
【請求項５】
前記上部燃焼表面は、加工表面と鍛造時のままの表面とを有する、請求項４に記載のピストン。
【請求項６】
前記上部燃焼表面は、加工表面と鍛造時のままの表面とを有する、請求項１に記載されたピストン。
【請求項７】
前記燃焼ボウル、前記下方クラウン表面、および前記上部燃焼表面は、加工表面と鍛造時のままの表面とを有する、請求項１に記載のピストン。
【請求項８】
前記燃焼ボウルは、凹床と、前記上部燃焼表面から前記凹床までピストンが往復する中心長手方向軸に対してある傾斜角度で収束する燃焼ボウル壁とを有する、請求項１に記載のピストン。
【請求項９】
前記燃焼ボウル壁は、鍛造時のままである、請求項８に記載のピストン。
【請求項１０】
前記燃焼ボウル壁は、前記中心長手方向軸に対して約１〜１５度の間の傾斜角度で延在する、請求項９に記載のピストン。
【請求項１１】
直径方向に対向する複数のスカート部と軸方向に整列されたピンボアとを有する下部部材を形成することと、
実質的に平面の上部燃焼表面と前記上部燃焼表面から垂下する燃焼ボウルとを有し、前記燃焼表面の反対側に直接形成される下方クラウン表面と、前記燃焼ボウルを前記上部燃焼表面に遷移する燃焼ボウル縁とを有する、上部部材を形成することと、
前記下部部材に前記上部部材を接合することと、
前記上部燃焼表面、前記燃焼ボウルおよび前記下方クラウン表面のうちの少なくとも１つの一部を加工するとともに、前記上部燃焼表面、前記燃焼ボウルおよび前記下方クラウン表面のうちの少なくとも１つの一部を鍛造時のままにすることとを含む、ピストンの製造方法。
【請求項１２】
前記燃焼ボウルおよび前記下方クラウン表面の一部を加工するとともに、前記燃焼ボウルおよび前記下方クラウン表面の一部を鍛造時のままにすることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記燃焼ボウルと、前記ピストンの中心長手方向軸に対して概ね中心に配置される前記下方クラウン表面とを加工するとともに、前記加工表面の周りに周方向に延在するように前記燃焼ボウルと、前記下方クラウン表面の一部とを鍛造時のままにすることをさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記上部燃焼表面の一部を加工するとともに、前記上部燃焼表面の一部を鍛造時のままにすることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記燃焼ボウル、前記下方クラウン表面、および前記上部燃焼表面の一部を加工するとともに、前記燃焼ボウル、前記下方クラウン表面および前記上部燃焼表面の一部を鍛造時のままにすることをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
凹床と、前記上部燃焼表面から前記凹床まで前記ピストンが往復する中心長手方向軸に対してある傾斜角度で収束する燃焼ボウル壁とを有する前記燃焼ボウルを鍛造することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記燃焼ボウル壁を鍛造時のままにすることをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記中心長手方向軸に対して約１〜１５度の傾斜角度を有する前記燃焼ボウル壁を鍛造することをさらに含む、請求項１７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、２０１５年４月２０日に提出された米国仮出願第６２／１５０，１５４号、および２０１６年４月１９日に提出された米国出願番号第１５／１３２，９２４号の利益を主張し、参照によりそれらの全体がここに組み込まれる。
【０００２】
背景
１．技術分野
本発明は、一般に、内燃機関のためのピストンに関し、より具体的には鍛造されたディーゼルエンジンピストンに関する。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術
内燃機関用途において、特にディーゼルエンジンに関して、エンジンクランク室からの冷却オイルの進入および放出のために、入口開口部と出口開口部とを含む閉じられたギャラリを有して形成される本体を備えるピストンを提供することが知られる。オイルは、ギャラリを通って循環し、ピストンにおける燃焼熱からのダメージに最も敏感な部分を冷却する。上部クラウン表面の中へ垂下する燃焼ボウルの周りに延在する環状上部縁は、特に熱からのダメージに敏感である。
【０００４】
冷却ギャラリは、概ね環状またはリング形状で一定の形状の断面を有し、一般に、ピストンリングベルトと径方向内側に位置合わせされて形成される。ギャラリは、上壁およびピストン本体の縁に隣接し、燃焼ボウルに隣接する内壁によって画定される。オイルギャラリは、開いていても閉じていてもよい。閉じていた場合、ギャラリチャネルは、実質的に底壁によって底部で閉じられている。底壁は、冷却オイルの進入および放出のための入口開口部と出口開口部とを有して設けられ得る。
【０００５】
慣例的には、ディーゼルエンジンの燃焼ボウルは、対称的な環形状であり、外部縁から径方向内側に凹んだ谷部までおよび中心ピークまで滑らかで連続した表面を有する。しかしながら、今日では、新たな燃焼ボウルが非慣例的な複雑な形状を有して設計されている。より効率的にかつ望ましくない放出をより少なくして燃料を燃焼させるために、これらの非慣例的な形状が利用されることが理解される。しかしながら、複雑な燃焼ボウル形状は、燃焼ボウル、ならびに平面図および断面図で見られるような従来の一定形状の冷却ギャラリを有して燃焼ボウルの周りに延在する縁の冷却をより困難にする。回転動作を有する従来の加工は、複雑な形状の燃焼ボウルと類似のまたは対応する複雑な形状を有するオイルギャラリを提供しないであろう。
【０００６】
燃焼ボウルとオイルギャラリとの間に延在する壁構造の違いが著しく異なり変化する壁厚をもたらす場合、または、オイルギャラリの中で循環されるオイルによって適切に冷却できないほど壁が厚い場合、ピストンに「ホットスポット」が生じ得る。ホットスポット領域は、材料が割れるまたは欠落することがある、ピストンの弱いスポットを生み出す可能性がある。ピストンが故障した場合、これがエンジン故障を引き起こし、これにより重要な支出を生み、おそらく車両のためのエンジンを取り換えることが必要となる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の目的は、鍛造された鋼鉄のピストン、および鍛造された鋼鉄のピストンを形成する方法を提供することである。鍛造された鋼鉄のピストンは、非慣例的な複雑な形状の燃焼ボウルと、過熱問題を回避するために比較的薄く均一な壁厚を備える対応する冷却ギャラリとを有し、最小の仕上げられたコンプレッションハイト公差を有するピストンも備えることによって、結果として生じるピストンの性能を高め、「鍛造時」のままのコンプレッションハイト公差を増加させることも可能であり、これによりピストンの製造を経済的にする。
【０００８】
発明の概要
本発明は、複雑な形状の燃焼ボウルと対になるように構成される鍛造された鋼鉄のピストン内のオイルギャラリ、およびこのようなオイルギャラリおよび複雑な形状の燃焼ボウルを形成するための方法を提供する。複雑な形状の燃焼ボウルは、燃焼ボウル全体とオイルギャラリ全体との間に均一または実質的に均一な壁厚を備える。本発明は、ピストン内のホットスポットの形成を最小化するまたはなくすとともに、ギャラリの中のオイルが燃焼ボウル縁およびピストンの他の領域および燃焼ボウルを許容される温度制限内に維持することを可能にする。本発明はさらに、本発明に従って構成されるピストンの製造の容易性および信頼性を高め、さらに、燃焼ボウル、オイルギャラリおよび下方クラウン表面の間に延在する壁の寸法厚さがピストンの強度および有効寿命を向上させるのに最適であることを保証するために、最適なプロセスを提供する。さらに、本発明は、ピストンの構造的整合性を危うくすることなく、鍛造されたピストンのコンプレッションハイト公差が最小化され得るようなプロセスを提供する。
【０００９】
ギャラリは、燃焼ボウルと同一のまたは実質的に類似の複雑な形状を有して形成される。ギャラリは、まず鍛造することによって形成され、次に、たとえば可能であるならばギャラリを拡張するための、および特定の面を仕上げるための回転などの加工動作によって少なくとも部分的に加工され得る。凹部および膨張部など機械回転動作によっては仕上げられることができない、またはピストンの性能を高めるためにさらにプロセス化されることが必要でないとは考えられないギャラリの領域および表面は、それらの初期の「鍛造時」の状態のままであり得る。加工動作の間に、環状の溝がボウル縁および上部燃焼表面に向かう方向にオイルギャラリの軸方向深さ全体に延在して形成されて、均一または実質的に均一な厚さを有する燃焼ボウル壁を形成する。
【００１０】
本発明の１つの局面に従えば、ピストンは、直径方向に対向する複数のスカート部と軸方向に整列されたピンボアとを有する下部部材と、下部部材に接合される上部部材とを有して設けられる。上部部材は、実質的に平面の上部燃焼表面と、上部燃焼表面から垂下する燃焼ボウルとを有し、燃焼ボウルの反対側に直接形成される下方クラウン表面と、燃焼ボウルを上部燃焼表面に遷移する燃焼ボウル縁とを有する。燃焼ボウル、下方クラウン表面および上部燃焼表面のうちの少なくとも１つは、加工表面および「鍛造時」のままの表面とを有する。
【００１１】
本発明の１つの局面に従えば、ピストンの構成方法が示される。本方法は、直径方向に対向する複数のスカート部と軸方向に整列されるピンボアとを有する下部部材を形成することと、実質的に平面の上部燃焼表面と、上部燃焼表面から垂下する燃焼ボウルとを有する上部部材を、燃焼ボウルの反対側に直接形成される下方クラウン表面と、燃焼ボウルを上部燃焼表面に遷移する燃焼ボウル縁とを有して鍛造することとを含む。さらに、下部部材を上部部材に接合する。さらに、上部燃焼表面、燃焼ボウルおよび下方クラウン表面のうちの少なくとも１つの一部を加工するとともに、上部燃焼表面、燃焼ボウルおよび下方クラウン表面のうちの少なくとも１つの一部を「鍛造時」のままにする。
【００１２】
燃焼ボウル内の上部燃焼表面および燃焼ボウルの直下の下方クラウン表面は、まず鍛造され、鍛造プロセスの間余剰分の材料が局所に意図的に残されることにより、燃焼ボウルと燃焼ボウルの直下の下方クラウン表面との間に延在する局所の壁厚を増加させる。次に、鍛造することに続いて、増加された壁厚の局所は仕上げ加工されて、燃焼ボウルと燃焼ボウルの直下の下方クラウン表面との間に延在する精密かつ最適な壁厚を形成し得る。
【００１３】
燃焼ボウルの床と上部燃焼ボウル縁との間に延在する直立する複雑な形状の燃焼ボウルの環状壁は、直立する壁が最上の燃焼表面から燃焼ボウルの床に向かって収束するように、まず抜き勾配を有して鍛造され得る。この場合、燃焼ボウルを形成した後に外側に引っ張られる間、鍛造工具が嵌らないことが保証される。次に、単純に円筒形の直立する壁を形成することを所望であれば、または凹壁を形成することを所望であれば、仕上げ加工が実施されてもよい。
【００１４】
本発明のさらなる局面に従えば、まずピストンの上部燃焼表面は、鍛造プロセスの間追加の材料が少なくとも環状の局所化領域の中に意図的に残された状態で鍛造され、次に、上部燃焼表面は、ピンボア軸に対して所望の高さまで仕上げ加工され得る。これにより、低減された許容制限内で、最適かつ精密なピストンのコンプレッションハイトを確立する。
【００１５】
本発明のさらなる局面に従えば、選択されたピストンの「鍛造時」の表面は残余または粒子を除去するように処理された表面であり得、処理された表面の寸法を大幅に変えることはない。このような表面処理は、ショットブラスト、エッチング、液体処理または他の方法を含み得る。
【００１６】
本明細書で用いられる「複雑な」という用語は、その外周もしくは外周の内側またはその両方のいずれかにおいて慣例的な形状ではないピストンクラウンの燃焼ボウルの形状を意味する。「複雑な」形状は、慣例的でなく、たとえば真っ直ぐな、湾曲した、もしくは弓状の部分を含む縁を有する、または、こぶ、突起、リブ、凹部およびボウルもしくはその外周もしくはその両方のいずれかのようなものを有する、燃焼ボウルの全ての形状を意味する。一般に、複雑な形状は、従来の機械回転動作によって加工可能ではない任意の形状である。
【００１７】
本発明は任意の内燃機関のためのピストンにも利用され得るが、本発明は、好ましくはディーゼルエンジンのためのピストンに利用される。
【００１８】
図面の簡単な説明
本発明のこれらのおよび他の特徴ならびに利点は、以下の詳細な説明および添付図面と関連して考慮されたとき、より容易に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の１つの局面に従う、閉じられたオイルギャラリを有するピストンを図示する図である。
【図２】本発明に従って形成された「鍛造時」のピストンクラウンの平面概略図であって、燃焼ボウルの代表的な複雑な形状を示す。
【図２Ａ】燃焼ボウルのさらに代表的な形状を示す図である。
【図２Ｂ】燃焼ボウルのさらに代表的な形状を示す図である。
【図２Ｃ】燃焼ボウルのさらに代表的な形状を示す図である。
【図３】図２の線３−３に概ね沿った断面図である。
【図４】図３に類似するピストンクラウンの別の断面図であり、鍛造された上部部材１２の少なくとも１つの面の加工後を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
好ましい実施形態の説明
図面をより詳細に参照すると、図１は、本発明の１つの局面に従って構成された代表的なピストン１０を図示する。ピストン１０は、互いに接合される上部部材１２と下部部材１４とを含み、下部部材は、スカート部１６と、ピンボア軸２１に沿って軸方向に整列されるピンボア２０を有するピンボス１８とを含む。上部部材１２および下部部材１４は、摩擦溶接、誘導溶接、または他の方法を含む溶接などを介して共にしっかりと固定され、ピストン１０を形成する。
【００２１】
ピストン１０は、冷却ギャラリ２２を有する。冷却ギャラリ２２では、ピストン１０、特に上部燃焼表面２４の温度を維持するためにオイルが循環される。上部燃焼表面２４は、そこから垂下する燃焼ボウル２６と、最上燃焼面２４を側面または単純に壁３０とも呼ばれる燃焼ボウル２６の直立する環状燃焼ボウル壁に遷移する燃焼ボウル縁２８とを含む。冷却ギャラリ２２は、技術的によく理解されるように、開いていても閉じていてもよい。閉じている場合、冷却ギャラリ２２の底壁または床は典型的には下部部材１４の一部として含まれ、断面において１つのみ示されるオイル入出口開口部３２を含み得るが、これは例であり限定ではない。
【００２２】
代表的な複雑な燃焼ボウル２６は、特に、壁３０によって確立される４つの直立する側面を有する四角形として描かれる。図示された形状においては、直立する側面は、長手方向軸５１に対して横向きの方向に沿って真っ直ぐであり、隣接する側面と相互接続する丸みを帯びた角部を有する。燃焼ボウル２６の形状および側面の線形性は、複雑な燃焼ボウルの単なる一例であることが理解されるべきである。本発明に従えば、燃焼ボウル２６は、任意の外周形状または内部形状を有してもよく、燃焼ボウル２６を画定する任意の数の側面または側部を有する。燃焼ボウル２６の形状は、図２Ａで示されるようにその外周において複雑であるか、図２Ｂに示すようにボウルの径方向内側領域において複雑であるか、または図２Ｃに示されるように外周および内側領域の両方に関して複雑であるかのいずれかであり得る。図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃは、これら３つの一般的なタイプの複雑形状の燃焼ボウル２６’，２６’’，２６’’’の代表図である。本発明は、このような複雑な形状を有する燃焼ボウルを収容することができる冷却ギャラリを提供し、同時に、長い有効寿命をもたらす高強度の耐久性構造とを有するピストン１０を提供する。
【００２３】
上部部材１２および下部部材１４は、鋼鉄材料で作られる。鋼鉄材料は、２つの部材１２，１４とで一致しても異なってもよい。上部部材１２の形状は、少なくともまず鍛造プロセスによって形成される。本発明の好ましい実施形態に従えば、上部部材１２における冷却ギャラリチャネル部３４は、燃焼ボウル２６、またはその一部として、同プロセスによって作られる。示される実施形態では、上部部材１２における冷却ギャラリチャネル部３４は、まず鍛造プロセスによって形成され（図２および図３に、「鍛造時」であって加工前の代表的な例が示される）、続いて、加工プロセスが所望のように選択領域になされる（図４に、仕上げ加工されたものとして代表的な例が示される）。
【００２４】
好ましい実施形態に従えば、燃焼ボウル２６を形成するための鍛造ダイおよび冷却ギャラリ部３４を形成するための鍛造ダイは、対応する対を成す形状を有する。２つのダイは、互いに対応する類似の真っ直ぐな部分と類似の湾曲した部分とを有する。
【００２５】
鍛造プロセス後のピストンクラウン１０の断面が図３に示される。鍛造プロセスは、均一な円周幅「Ｗ」または均一な深さ「Ｄ」を必ずしも有しない環状ポケット３６を形成する。ポケット３６の幅Ｗは、燃焼ボウル２６の側面３０が外面から最も遠く、概ね円柱面である部分においてより大きく、最終的に上部部材１２のリングベルト領域３８を形成する。同様に、ポケット３６が最も狭い領域は、燃焼ボウル２６の側面間の角部または中間部である。
【００２６】
鍛造によって作られるポケット３６の深さＤは、鍛造プロセスにおいて用いられるダイに依存する。鍛造ダイが鋼鉄の上部部材１２に入り込むことができる深さには実用的な制限があり、鍛造ダイは交換または修復を必要とする前に繰り返し使用される。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態に従う冷却ギャラリ部３４を形成する次のステップとして、冷却ギャラリ部３４の仕上げ形状が図４に示される形状に加工される。加工プロセスにおける１ステップにおいて、工具部材４０によって示される加工工具が鍛造プロセスによって形成されるポケット３６の中へ挿入され（矢印４２の方向）、冷却ギャラリ部３４の外面を仕上げるために用いられ、燃焼ボウル２６の周り全体に環状溝４４を形成する。この機械回転は、ピストンクラウンの上部リーチ（上部リング溝付近かつ上部燃焼表面２４に隣接）の中へ冷却ギャラリ部３４を延ばす。完全に加工された溝４４は、鍛造プロセスにおいて形成される初期のポケット３６の上方に延在する。
【００２８】
「機械回転」または単純に「回転」は、典型的には非回転工具ビットである切断工具が加工対象物が旋盤状などで回転する間に線形的に移動する加工プロセスである。「機械回転」は、加工対象物の内部表面または外部表面のいずれかの上のこのような切断動作または仕上げ動作を意味し得る。その上のオイルギャラリチャネルの表面の一部を加工する際に、機械回転は、内部表面を仕上げ、または形成する。
【００２９】
機械回転プロセスは、表面４６などの冷却ギャラリ部３４の内面の一部を加工し仕上げするためにも用いられる。燃焼ボウル２６の複雑な形状に追従するための冷却ギャラリ部３４の複雑な形状のために、複数のこぶまたは凹部が鍛造プロセスで鍛造ダイによって内部ギャラリ表面上に形成され得る。機械プロセスに用いられる回転工程のによって、凹部およびこぶ間の領域は、このステップで仕上げられない（すなわち加工されない）ままにされる。図４の内部ギャラリチャネル表面４８は、仕上げられず、鍛造後も元の状態のままである。図２に、仕上げられた環状溝４４の外周が隠線４４’によって示唆される。加えて、複雑な形状の冷却ギャラリ部３４の内部の仕上げ面は、隠線４６’によって示唆される。
【００３０】
本発明の１つの局面に従う鍛造動作において、上部部材１２の下面における冷却ギャラリ部３４は、他の鍛造ダイが上部燃焼表面２４に依存する複雑な形状の燃焼ボウル２６を形成するのと同時に形成されるだろう。本発明のプロセスおよび結果として生じる発明の構造は、複雑形状の燃焼ボウル２６の外周形状と類似または実質的に同一の周内部形状を有する冷却ギャラリ部３４を備える。これは、冷却ギャラリ部３４と燃焼ボウル２６との間の直立する壁３０の厚さを最小化し、燃焼ボウル２６の外面の周りの壁厚を均一にまたは実質的に均一にする。鍛造プロセスおよび加工プロセスの実用的な制限のために、全ての壁の厚さは燃焼ボウル２６の円周周りと厳密には同じでないだろう。しかしながら、本発明は、壁厚をオイルギャラリ全体で薄くかつ均一にすると同時に、壁厚に所望の高強度を提供する。これは、冷却ギャラリ２２に導入されるオイルが、燃焼ボウル壁表面および燃焼ボウル縁２８の温度を適切な制限内に維持し、有害なホットスポットを回避し、同時に長い有効寿命を有するピストン１０を提供することを可能にする。
【００３１】
上部部材１２を鍛造することを容易にするために、燃焼ボウル壁３０は、抜き勾配αを有して鍛造され、燃焼ボウル２６に向かって径方向内側に面する壁３０の表面は、燃焼ボウル縁２８からとして示される上部燃焼表面２４の最上領域から燃焼ボウル２６の凹床５０に向かって収束する。図示される実施形態において、燃焼ボウル壁３０の全体は、上部燃焼表面２４から床５０まで収束し、「鍛造時」のままになる。このように、図２で示されるように、壁３０は平面視において燃焼ボウル縁２８から床５０まで収束するように見え得る。このようにわずかに傾けられる壁３０によって、燃焼ボウル２６の鍛造後、鍛造工具の回収の際に鍛造ダイがないことが保証される。さらに、鍛造ダイによって受ける摩擦力が最小化されることによって、使用中に鍛造ダイ上の摩耗を低減し、これにより鍛造ダイの有効寿命を延ばす。壁３０の抜き勾配αは約１〜１５度の間など所望のように形成され、１つの現在好ましい実施形態は、ピストンが往復する中心長手方向軸５１とも呼ばれる中心垂直軸から約１１度またはそれ以下の抜き勾配を有する。もちろん、壁３０は、所望であれば仕上げ加工され、所望であれば単純に円筒壁表面を形成する。「鍛造時」のままである場合、鍛造された表面の一部は、ショットブラスト、エッチング、液体処理または化学処理、またはその他の方法を介するなどして処理された表面であってもよく、仕上げ寸法または公差の大幅な変化なく残余または粒子が除去される。
【００３２】
上部部材１２を鍛造することをさらに容易にするために、特に、燃焼ボウル２６の床５０と燃焼ボウル２６の直下の下方クラウン表面５４との間に延在する燃焼ボウル２６の中心壁５２、少なくとも中心壁５２の中心部は、まず壁５２の仕上げ厚さｔ２（図４）に対して増加された厚さｔ１（図３）を有して鍛造される。初期の厚さｔ１は、中心壁５２の少なくとも片面または両面上の余剰分の材料５６を鍛造することによって中心壁５２の中心部を過圧縮することが回避されるように、鍛造ダイによって形成され、余剰分の材料５６は加工を介して続けて除去され得る。鍛造プロセス間の中心壁５２の過圧縮を回避することによって、余剰分の材料５６の領域の鍛造の結果として、中心壁５２の領域内の材料は過度に加圧されることも過度に薄化され脆弱化されることもない。その後、上部部材１２の鍛造の際に、床５０の中心領域および／または下方クラウン５４の中心領域上などの余剰分の材料５６を含む中心壁５２の一部は、上記に説明された、たとえば圧延およびショットブラスト、またはその他の方法などの任意の好適な加工および表面処理動作を介して仕上げ加工および／または表面処理され得る。所望であれば、余剰分の材料５６は床５０上に形成され、所望のとおり、床５０の全体が仕上げ加工され得る、または余剰分の材料５６を含む領域のみが加工され得る。したがって、所望であれば、仕上げられた床５０は、「鍛造時」の部分および仕上げ加工された部分の両方を含み得る。上記にかかわらず、中心壁５０は精密な仕上げ厚さｔ２を有して形成されることにより、中心壁５０が十分に強く、さらに最適な冷却を促進するために所望の厚さに仕上げられることを保証し、所望の低減された仕上げ重量を達成する。さらに、最初に増加された厚さｔ１を可能にすることによって、鍛造公差はわずかに増加され、これにより鍛造することに関連するコストを低減し、さらに屑を減らすことになる。燃焼ボウル２６の床５０全体が仕上げ加工され得る、または仕上げ加工が所望の通り余剰分の材料５６を有する中心部に制限され得ることが理解されるべきである。したがって、燃焼ボウル床５０は、所望の通りに、「鍛造時」の表面および仕上げ加工された表面の両方からなり得る。
【００３３】
コンプレッションハイトＣＨ（図１）を最小化すること、および１０〜５０μｍの間などの最小の公差を有するコンプレッションハイトＣＨを形成することをさらに容易にするために、追加された材料５８（図３）を残すために上部燃焼表面２４の少なくとも一部がまず鍛造されてもよく、これは鍛造公差制限を比較的大きくすることを可能にする。これにより、コストおよび生じ得る屑を減らすことによってピストンの製造可能性を高める。次に、追加された材料５８は、たとえば圧延または回転などの仕上げ動作において加工されて、精密な上部燃焼表面２４（図４）および厳しい最小公差範囲を有する精密なＣＨを形成する。エンジン上部燃焼表面２４は、仕上げ加工され得、または所望であれば、仕上げ加工はたとえば環状最外領域などの追加の鍛造された材料５８を含む区域に制限されてもよい。
【００３４】
本発明は好ましい実施形態に関して記載されているが、以下の請求項および最終的に認められる請求項によって詳細に示されるようなこの発明の全範囲内で変更および改良がなされ得るため、限定されないことも理解されるべきである。
【図１】
2018513313.tif 000003
【図２】
2018513313.tif 000004
【図２Ａ】
2018513313.tif 000005
【図２Ｂ】
2018513313.tif 000006
【図２Ｃ】
2018513313.tif 000007
【図３】
2018513313.tif 000008
【図４】
2018513313.tif 000009
【国際調査報告】
2018513313.tif 000010
2018513313.tif 000011