KR20140018310A - 피스톤 및 피스톤을 제작하는 방법 - Google Patents
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Abstract
원피스 피스톤(20)은 최종 형상으로 주조되어 있고 중심 축선(A)에서 이격된 적어도 하나의 불규칙부를 구비하고 있는 연소 보울(26)을 포함하고 있다. 피스톤 (20)은 초기에는 서로 결합될 상부측 크라운 부재(22) 및 하부측 크라운 부재(24)로 제작된다. 그런 다음, 피스톤(20)은 피스톤의 상면(32) 또는 연소 보울(26)의 일부분을 위치시켜 그 위치를 기준면으로 정하는 CNC 선반과 같은 공작기계(54)에 척 고정된다. 이 기준면이 피스톤(20)의 후속하는 기계가공 작업을 위한 기준 위치로서 기능한다.
Description
본 발명은 일반적으로 피스톤에 관한 것이며, 보다 상세하게는 연소 보울을 가진 피스톤 및 연소 보울을 가진 피스톤을 제작하는 방법에 관한 것이다.
내연 엔진용의 다수의 원피스 피스톤은 하나의 일체형 피스로서 최종 형태에 근사한 형태로 단조 또는 주조 가공된 크라운 및 스커트를 가진다. 그런 다음, 피스톤은 일반적으로 단조 또는 주조 공정 중에 형성된 과잉 재료를 제거하여 원피스 피스톤의 최종 형태를 부여하기 위해 통상의 선삭 공정을 통해 기계가공된다. 디젤 연료 엔진용 피스톤에 선호될 수 있는 연소 보울이 선삭 공정 중에 크라운의 상면에 기계가공될 수 있다.
다른 타입의 원피스 피스톤은 초기에 2개의 별개의 피스로서 주조 또는 단조 가공되었다가 이후에 함께 결합된다. 이는 그와 같이 하지 않을 경우 통상적인 주조 또는 단조 공정을 통해서는 불가능하거나 적어도 상업적으로 비실용적이게 되는, 오일 갤러리와 같은 복잡한 세부 형상부가 피스톤 내에 형성되는 것을 가능하게 해줄 수 있기 때문에, 하나의 일체형 피스의 피스톤에 대해 유리할 수 있다. 일단 2개의 피스가 서로 결합되면, 원피스 피스톤이 선반과 같은 통상의 공작 기계 상에 장착되고, 공작기계가 피스톤에 임의의 세부 형상부를 기계가공한다. 피스톤에 일반적으로 기계가공되는 세부 형상부로는 피스톤 링을 지지하기 위한 하나 이상의 링 그루브 및 연소 보울이 있다. 기계공은 일반적으로 피스톤에 이러한 세부 형상부를 기계가공할 때 스커트의 하면을 기준면으로 이용한다. 연소 보울은 일반적으로 디젤 엔진 타입 피스톤과 관련한 전통적인 "멕시코 모자" 형상으로 제공된다. 이 전통적인 형상은 최종 완성품을 취득하기 위해 절삭 공구가 1회 또는 다수회의 작업으로 연소 보울의 초기 표면에서 재료를 절삭가공하는 선삭에 의해 용이하게 형성된다.
본 발명의 적어도 하나의 양태의 피스톤은 피스톤 중의 연소 보울을 포함하고 있는 부분이 중심 축선에서 이격되어 중심 축선 둘레로 전체 원주에 걸쳐 형성되지 않은 적어도 하나의 불규칙부를 포함하여 최종 형상으로 주조된다는 이유에서 독창적이다. 그와 같은 불규칙부는 피스톤의 성능 및/또는 내구성을 향상시킬 수 있다. 이것이 그와 같은 불규칙부가 결여된 종래 디젤 엔진용 피스톤과 다른 점이며, 그러한 불규칙부는 통상적인 기계가공 공정을 통해 형성될 수 없기 때문이다. 연소 보울의 최종 형상으로의 주조는 또한 후속하는 연소 보울의 기계가공의 필요성을 제거하기 때문에 상당한 이점을 제공한다.
연소 보울은 환형 상면에 의해 둘러싸여 있으며, 환형 상면은 최종 형상으로 주조되거나, 주조 공정 후에 피스톤의 해당 부분이 임의의 다른 부분에 결합되기 전에 최종 형상으로 기계가공된다. 이와 같이 하여, 이러한 2가지 세부 형상부(연소 보울 및 상면)가 제작 공정의 매우 이른 시점에서 각각의 최종 형상으로 확정된다.
본 발명의 하나의 양태에 따라, 연소 보울은 인베스트먼트 주조(investment casting)를 통해 상부측 크라운 부재에 형성된다. 상부측 크라운 부재의 상면 역시 제작 공정의 매우 이른 시점에서 최종 형상으로 주조되거나 최종 형상으로 기계가공된다. 그러므로, 피스톤 제작자는 통상적인 기계가공법에 의해 형성하는 것이 불가능하지는 않더라도 상업적 측면에서 곤란할 수 있는 보울의 복잡한 형상을 사용할 수 있게 되고, 이는 연소 보울 또는 상면을 후속하는 결합 및 기계가공 작업을 위한 원리적 기준면으로 정하는 효과를 가지기 때문에 후속하는 기계가공 작업에 대한 진정한 실질적인 도전의 기회를 제공한다. 이는 연소 보울의 마무리 가공이 마지막 기계가공 작업에 근접한 시간에 피스톤에 실행되고, 피스톤의 다른 부분에 대한 이전의 기계가공 작업들을 통해 정해지는 여러가지 기준점의 조합을 기준으로 하는 통상적인 연소 보울 형상을 가진 통상적인 원피스 피스톤의 기계가공 순서에 대해서는 완전히 과거 회귀적이다. 하지만, 이러한 주조 공정은 피스톤 제작자가 상면 및 연소 보울을 피스톤의 다른 기준점에 대해 정밀하게 위치시키는 것을 가능하게 해준다. 따라서, 연소 보울이 본 발명에 따라 최종 형상으로 인베스트먼트 주조되는 형태의 피스톤에 대해서는, 이러한 형태의 피스톤의 매우 엄격한 요구 공차 한계를 충족시키기 위해 상이한 기계가공 작업이 요구된다.
본 발명의 하나의 양태에 따라, 하부측 크라운 부재는 산업계에 잘 알려진 주조, 단조, 분말 야금 또는 다른 기법에 의해 제작될 수 있다. 상부측 그크라운부 및 하부측 크라운부는 모두 스틸로 제작되는 것이 바람직하며, 그러한 스틸의 특정 등급은 특정 사용처, 경제적 조건 등에 좌우될 것이다. 적어도 상부측 크라운 부재는 AHSS(고강도강) 등급의 스틸로 인베스트먼트 주조될 수 있다. 하부측 크라운부는 상부측 크라운부에 사용되는 것과 같은 등급의 스틸 또는 다른 등급의 스틸로 단조될 수 있다.
본 발명의 이러한 양태 및 그 밖의 양태,특징과 장점은 현시점에서 가장 바람직한 실시형태를 설명하는 아래의 설명, 첨부의 청구범위, 및 여기에 간략히 설명되는 첨부도면을 통해 당업자에 의해 더욱 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 예시의 피스톤의 상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재의 단면 분해도이다.
도 2는 상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재가 서로 결합된 후의 예시의 피스톤의 단면도이다.
도 3은 제1 기계가공 공정 후의 예시의 피스톤의 단면도로서, 기계가공을 위해 사용되는 제1 기준면 및 피스톤이 공작기계 내에 척 고정되는 위치를 나타내고 있는 도면이다.
도 4는 제2 기계가공 공정 후의 예시의 피스톤의 단면도로서, 기계가공을 위해 사용되는 제2 기준면 및 피스톤이 공작기계 내에 척 고정되는 위치를 나타내고 있는 도면이다.
도 5는 제3 기계가공 공정 후의 예시의 피스톤의 단면도로서, 기계가공을 위해 사용되는 제3 기준면 및 피스톤이 공작기계 내에 척 고정되는 위치를 나타내고 있는 도면이다.
도 6은 제4 기계가공 공정 후의 예시의 피스톤의 단면도로서, 기계가공을 위해 사용되는 제4 기준면 및 피스톤이 공작기계 내에 척 고정되는 위치를 나타내고 있는 도면이다.
도 7은 도 1-6에 순차적으로 도시된 공정들로부터 형성된 예시의 피스톤의 정면 사시도이다.
도 8은 예시의 공작기계 내에 척 고정되어 있는 예시의 피스톤의 정면 사시도이다.
도 1은 예시의 피스톤의 상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재의 단면 분해도이다.
도 2는 상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재가 서로 결합된 후의 예시의 피스톤의 단면도이다.
도 3은 제1 기계가공 공정 후의 예시의 피스톤의 단면도로서, 기계가공을 위해 사용되는 제1 기준면 및 피스톤이 공작기계 내에 척 고정되는 위치를 나타내고 있는 도면이다.
도 4는 제2 기계가공 공정 후의 예시의 피스톤의 단면도로서, 기계가공을 위해 사용되는 제2 기준면 및 피스톤이 공작기계 내에 척 고정되는 위치를 나타내고 있는 도면이다.
도 5는 제3 기계가공 공정 후의 예시의 피스톤의 단면도로서, 기계가공을 위해 사용되는 제3 기준면 및 피스톤이 공작기계 내에 척 고정되는 위치를 나타내고 있는 도면이다.
도 6은 제4 기계가공 공정 후의 예시의 피스톤의 단면도로서, 기계가공을 위해 사용되는 제4 기준면 및 피스톤이 공작기계 내에 척 고정되는 위치를 나타내고 있는 도면이다.
도 7은 도 1-6에 순차적으로 도시된 공정들로부터 형성된 예시의 피스톤의 정면 사시도이다.
도 8은 예시의 공작기계 내에 척 고정되어 있는 예시의 피스톤의 정면 사시도이다.
본 발명의 현시점에서 바람직한 하나의 실시형태에 따른 피스톤(20)을 제작하기 위한 방법이 도 1-6에 순차적으로 도시되어 있으며, 도 1-6은 여러 형성 단계의 피스톤(20)을 도시하고 있다.
도 1은 단일 피스의 상부측 크라운 부재(22) 및 단일 피스의 하부측 크라운 부재(24)를 구비하고 있는 피스톤(20)을 도시하고 있으며, 상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재(22, 24)는 서로 별개의(독립된) 구성요소로서 형성되어 있다. 상부측 크라운 부재(22)는 바람직하게는 중심 축선(A)에서 반경방향으로 이격되어 중심 축선(A) 둘레로 전체 원주에 걸쳐 균일하게 형성되지 않은 적어도 하나의 불규칙부를 가진 연소 보울(26)을 구비하도록 정밀(즉, 인베스트먼트) 주조된다. 예시의 실시형태에 있어서는, 상부측 크라운 부재(22)가 하나의 돌출 불규칙부(28) 및 하나의 오목 불규칙부(30)를 구비하여 형성되어 있다. 하지만, 연소 보울(26)은 불규칙부(28, 30)를 임의의 개수로 구비할 수 있을 것이며, 그러한 불규칙부(28, 30)가 임의의 바람직한 형상을 취할 수도 있을 것임을 이해해야 한다. 게다가, 필요하다면, 불규칙부는 중심 축선(A) 둘레로 전체 원주에 걸쳐 형성되지만 원주 둘레로 높이 또는 다른 차원이 변동하여, 중심 축선(A) 둘레로 원전체 원주에 걸쳐 균일하게 형성되지 않을 수도 있을 것이다. 또한, 필요하다면, 불규칙부(28, 30)는 중심 축선(A) 둘레로 일정 패턴을 이루어 배치될 수도 있을 것이다. 상부측 크라운 부재(22)는 주조 공정이 완료된 후에 연소 보울(26)이 그것의 최종 형상을 가진 상태로 되어 있어 연소 보울(26)이 후속하는 기계가공 공정을 필요로 하지 않도록 주조된다.
상부측 크라운 부재(22)는 또한 연소 보울(26)을 원주방향으로 에워싸는 환형 상면(32) 및 환형 상면(32)에서 상부측 크라운 부재(22)의 외주를 따라 아래쪽으로 뻗어 있는 링 벨트(34)를 구비하도록 주조된다. 연소 보울(26) 뿐만 아니라, 상면(32)도 바람직하게는 어떠한 후속하는 기계가공 공정 없이 곧바로 그것의 최종 형상으로 주조된다. 선택적으로, 상부측 크라운 부재(22)의 상면(32)은 주조 공정이 완료된 후에 그것의 최종 형상으로 마무리 가공될 수도 있을 것이다. 어느 쪽이든, 상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재(22, 24)가 서로 결합되기 이전에, 연소 보울(26)과 상면(32)은 모두 그것들의 각각의 최종 완성 형상으로 되어 있다. 또한, 필요하다면, 상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재(22, 24)가 서로 결합되기 이전에, 오일 갤러리(38)의 상부측 부분(36)과 연소 보울(26)의 언더크라운(40)이 상부측 크라운 부재(22)에 기계가공될 수도 있겠지만, 이들도 그것들의 각각의 최종 형상으로 곧바로 주조되어, 기계가공되지 않는 것이 바람직하다.
하부측 크라운 부재(24)도 정밀(즉, 인베스트먼트) 주조될 수 있겠지만, 선택적으로 몇 가지 예를 들어 주조, 단조, 분말 야금, 빌렛으로부터의 기계가공을 포함한 임의의 적합한 공정을 통해 제작될 수 있다. 도 1은 또한 상부측 크라운 부재(22)와 결합되기 이전에 사전 기계가공되어 있는 초기 형상에 따른 하부측 크라운 부재(24)를 도시하고 있다. 하부측 크라운 부재(24)는, 통상적인 원피스 피스톤의 하부의 제조에서와 마찬가지로, 오일 갤러리(38)의 하부측 부분(42)과, 내면(46), 외면(48) 및 하면(50)을 구비한 스커트부(44)를 구비하고 있다. 또한, 이 단계에서, 통상적인 바와 마찬가지로, 오일 갤러리(38) 내외로 오일을(또는 임의의 다른 유체를) 수용 및 배출하기 위해, 오일 갤러리(38)의 하부측 부분(42)에 오일 갤러리 홀(52)(입구 및 출구)이 기계가공된다. 하지만, 오일 갤러리 홀(52)은 선택적으로 제조 공정에 있어 나중의 시점에서 하부측 크라운 부재(24)에 기계가공될 수도 있을 것이다.
상부측 크라운 부재(22)는 고강도강(AHSS)과 같은 스틸로 형성되는 것이 바람직하지만, 선택적으로 특정 사용처에 따라 다양한 다른 재료로 형성될 수도 있을 것이다. 하부측 크라운 부재(24)는 상부측 크라운 부재(22)와 동일한 등급의 스틸 또는 다른 등급의 스틸로 제작될 수 있으며, 혹은 상부측 크라운 부재(22)와 완전히 다른 재료로 제작될 수도 있다.
도 2는 서로 결합된 후의 상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재(22, 24)를 도시하고 있다. 상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재(22, 24)는 바람직하게는 마찰 용접, 유도 용접, 저항 용접, 레이저 용접, 전하 캐리어 레이, 납땜, 글루잉(gluing), 싱킹(synching), 기계적 변형 등을 통해 서로 영구적으로 결합된다. 선택적으로, 상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재(22, 24)는 예컨대 나사결합 또는 볼트체결 등을 통해 탈착가능하게 결합될 수도 있을 것이다. 예시의 실시형태에 있어서, 상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재(22, 24)는 마찰 용접에 의해 서로 결합된다.
도 3은 상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재(22, 24)의 결합에 이어지는 다음 순서의 마무리 가공 작업을 도시하고 있다. 피스톤(20)은 도 8에 도시된 컴퓨터 수치 제어(CNC) 선반과 같은 공작기계(54)에 척 고정되며, 공작기계(54)가 링 벨트(34)의 상부 외경에 클램핑된다. 그런 다음, 공작기계(54)가 예비 마무리 가공된 상면(32) 또는 예비 마무리 가공된 연소 보울(26)의 일부분을 위치시켜 그 위치를 제1 기준면으로 정한다. 즉, 상면(32) 또는 연소 보울(26)이 공작기계(54)에 의해 실행될 기계가공 작업을 위해 공작기계(54)에 피스톤을 위치시키는 기준면으로서 기능한다. 척 고정의 위치와 제1 기준면의 위치가 도 3에 삼각형으로 지시되어 있다. 일단 척 고정과 위치결정이 적합하게 이루어지면, 링 벨트(34)에 적어도 하나의 링 그루브(56)를 기계가공하고, 스커트부(44)의 외경의 적어도 일부분을 수정하기 위해, 선삭과 같은 기계가공 작업이 기준면에 기초하여 실행된다. 예시의 실시형태에 있어서는, 이 제조 공정 단계에서 링 벨트(34)에 2개의 링 그루브(56)가 기계가공되고 있다.
도 4는 예시의 기계가공 공정의 다음 순서를 도시하고 있다. 도 3에서의 피스톤(20)은 공작기계(54)로부터 탈착되어 스커트부(44)의 외경을 따라 동일하거나 다른 공작기계(54)에 클램핑된다. 예시의 공정에 있어서, 그런 다음, 공작기계(54)가 스커트부(44)의 하면(50) 또는 임의의 다른 표면을 위치시켜 그 위치를 제2 기준면으로 정한다. 일단 피스톤(20)이 적합하게 장착 및 위치되면, 공작기계(54)가 링 벨트(34)의 모든 링 그루브와 그루브(56)에 인접한 랜드(58)의 마무리 가공을 진행한다. 또한, 이 예시의 공정 시점에서, 공작 기계는 이전에 도 3에 도시된 단계 시에 공작기계(54)에 척 고정되었던 상부 랜드(58)의 직경부를 그것의 최종 형상으로 마무리 가공한다.
도 5는 피스톤(20) 상에 실행되는 다음번 기계가공 작업을 도시하고 있다. 공작기계(54)가 스커트부(44)의 외경과의 결합으로부터 해제되고, 피스톤(20)이 상부 랜드(58)의 외경을 따라 최상부측 링 그루브(56) 사이에서 동일하거나 다른 공작기계(54)에 척 고정된다. 다음으로, 공작기계(54)가 환형 상면(32)을 위치시켜 그 위치를 제3 기준면으로 정한다. 일단 피스톤(20)이 적합하게 장착 및 위치되면, 공작기계(54)가 카운터 보어를 구비한 핀 보어(60) 및 피스톤(20)을 리스트 핀(도시 안됨)에 부착하기 위한 서클립(도시 안됨)을 수용하기 위한 서클립 직경부를 그들의 최종 형상으로 기계가공한다.
이제 도 6을 참조하면, 피스톤(20) 상에 실행되는 다음번 순서의 기계가공 작업이 도시되어 있다. 일단 다시 피스톤(20)이 공작기계(54)로부터 결합 해제되고, 상부 랜드(58) 직경을 따라 동일하거나 다른 공작기계(54)에 척 고정된다. 공작기계(54)는 피스톤(20)의 환형 상면(32)을 위치시켜 그 위치를 제4 기준면으로 정한다. 그런 다음, 공작기계(54)는 적어도 하나의 랜드(58)의 최종 형상으로의 기계가공을 완료하고, 스커트부(44)의 외면의 최종 형상으로의 기계가공을 완료한다.
이 공정에 의해 형성된 하나의 예시의 피스톤(20)이 도 7에 개략적으로 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 연소 보울(26)은 통상적인 기계가공법(예컨대, 선삭)을 통해 최종 형상으로 형성되고 마무리 가공하는 것이 불가능하지는 않더라도 상업성 측면에서 곤란한 돌출 불규칙부(28) 및 오목 불규칙부(30)를 구비한 복잡한 형상을 가지고 있다. 이러한 연소 보울(26)의 복잡한 형상은 정밀 주조 공정에 의해 언더크라운(40)의 리버스 이미지로 반영되는 것이 유리할 수 있으며, 피스톤(20)은 복잡한 세부 형상부들에 걸쳐 비교적 균일한 두께를 유지할 수 있다. 연소 보울(26) 표면은 필요하다면 표면을 개질하기 위해(예컨대, 다공도 감소) 숏 블라스트 가공될 수 있으며, 이는 공정의 초기(상부측 크라운 부재 및 하부측 크라운 부재(22, 24)의 결합 전), 기계가공 공정의 말기 또는 그 사이의 임의의 단계에서 이루어질 수 있다.
이상의 교시된 사항에 비추어, 본 발명의 수많은 수정 및 변경이 가능함은 명백하다. 따라서, 최종적인 청구범위 범위 내에서, 본 발명은 특정적으로 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
Claims (31)
- 피스톤을 제작하는 방법에 있어서,
최종 형상으로 주조된 연소 보울 및 상기 최종 형상의 연소 보울에 인접한 상면을 가진 단일 피스로 주조된 상부측 크라운 부재를 준비하는 단계;
상기 상부측 크라운 부재와 분리된 별개의 구성요소인 하부측 크라운 부재를 준비하는 단계;
상기 상부측 크라운 부재와 상기 하부측 크라운 부재를 서로 결합시키는 단계;
상기 상부측 크라운 부재의 상기 상면 또는 상기 연소 보울의 일부분을 적어도 하나의 후속하는 기계가공 작업을 위한 기준면으로 정하는 단계; 및
상기 기준면에 기초하여, 결합된 상기 상부측 크라운 부재와 상기 하부측 크라운 부재 중의 상기 상면 및 상기 연소 보울을 제외한 적어도 일부분을 기계가공하는 단계;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법. - 제 1 항에 있어서, 최종 형상의 상기 연소 보울은 중심 축선에서 반경방향으로 이격되어 중심 축선 둘레로 전체 원주보다 작은 원주 길이로 형성되거나 중심 축선 둘레로 전체 원주에 걸쳐 불균일하게 형성되는 적어도 하나의 불규칙부를 구비하는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 불규칙부는 돌출부인 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 2 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 불규칙부는 오목부인 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 상부측 크라운 부재의 상기 상면 역시 최종 형상으로 주조되어 있고, 상기 상부측 크라운 부재의 상기 상면이 기준면으로서 정해지는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 하부측 크라운 부재는 단일 피스로 형성되고, 스커트부 및 한 쌍의 핀 보스를 구비하는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 상부측 크라운 부재의 상기 상면 또는 상기 연소 보울의 일부분을 적어도 하나의 후속하는 기계가공 작업을 위한 기준면으로 정하는 단계 이전에 피스톤의 상부 외경에 공작기계를 클램핑시키는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 피스톤의 적어도 일부분을 기계가공하는 것은 피스톤의 외경에 적어도 하나의 링 그루브를 기계가공하는 것으로 지정되는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 8 항에 있어서, 피스톤으로부터 공작기계를 해제시키고, 상기 스커트부의 외면에 동일한 공작기계 또는 또다른 공작기계를 클램핑시키는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 9 항에 있어서, 상기 상면 또는 상기 연소 보울의 일부분에 기초한 상기 기준면은 제1 기준면이고, 상기 스커트부의 하나의 표면을 제2 기준면으로 정하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제2 기준면은 상기 스커트부의 하면인 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 10 항에 있어서, 상기 제2 기준면에 기초하여 적어도 하나의 링 그루브 및 상기 링 그루브에 인접한 적어도 하나의 랜드 영역을 기계가공하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 10 항에 있어서, 피스톤으로부터 공작기계를 해제시키고, 상기 링 그루브에 인접한 랜드들 중의 하나에 동일한 공작기계 또는 다른 공작기계를 클램핑시키는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 13 항에 있어서, 상기 상면 또는 상기 연소 보울의 일부분을 제3 기준면으로 정하고, 상기 제3 기준면에 기초하여 핀 보어를 기계가공하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 14 항에 있어서, 상기 랜드들 중의 하나로부터 공작기계를 해제시키고, 상기 랜드들 중의 하나에 동일한 공작기계 또는 또다른 공작기계를 클램핑시키는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 15 항에 있어서, 상기 상면 또는 상기 연소 보울의 일부분을 제4 기준면으로 정하고, 상기 제4 기준면에 기초하여 링 그루브, 랜드 및 스커트부 중의 적어도 하나를 기계가공하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 1 항에 있어서, 피스톤이 상기 상부측 크라운 부재 및 상기 하부측 크라운 부재에 의해 전체가 형성되는 오일 갤러리를 구비하는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 디젤 연료 엔진용 피스톤을 제작하는 방법에 있어서,
각각이 최종 형상으로 주조된 연소 보울 및 상면을 구비하고 있는 주조된 제1 크라운부로서, 상기 연소 보울이 선삭 공정을 통한 기계가공이 불가능한 적어도 하나의 불규칙부를 가지도록 되어 있는, 제1 크라운부를 준비하는 단계;
상기 제1 크라운부와 분리된 구성요소이고 스커트를 구비한 제2 크라운부로서, 상기 스커트가 핀 보어 및 하면을 가지도록 되어 있는, 제2 크라운부를 준비하는 단계;
일체화된 피스톤을 형성하기 위해, 상기 제1 크라운부의 상기 상면이 상기 제2 크라운부의 상기 스커트의 하면과 반대방향을 향하고 있는 상태로, 상기 제1 크라운부와 상기 제2 크라운부를 서로 결합시키는 단계;
상기 상면 또는 상기 연소 보울의 일부분을 제1 기준면으로 정하는 단계;
상기 제1 기준면에 기초하여, 적어도 하나의 링 그루브 및 상기 적어도 하나의 링 그루브에 인접한 적어도 하나의 랜드를 형성하도록, 피스톤의 외면을 기계가공하는 단계;
상기 스커트의 하면을 제2 기준면으로 정하는 단계;
상기 제2 기준면에 기초하여 상기 적어도 하나의 링 그루브 및 상기 적어도 하나의 랜드를 기계가공하는 단계;
상기 상면 또는 상기 연소 보울의 일부분을 제3 기준면으로 정하는 단계; 및
상기 제3 기준면에 기초하여 상기 스커트의 핀 보어를 기계가공하는 단계;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 연료 엔진용 피스톤을 제작하는 방법. - 제 18 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 불규칙부는 돌출부인 것을 특징으로 하는 디젤 연료 엔진용 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 18 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 불규칙부는 오목부인 것을 특징으로 하는 디젤 연료 엔진용 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 18 항에 있어서, 상기 상면 또는 상기 연소 보울의 일부분을 제4 기준면으로 정하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 연료 엔진용 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 21 항에 있어서, 상기 제4 기준면에 기초하여 링 그루브, 랜드 및 피스톤 스커트 중의 적어도 하나를 기계가공하는 단계를 더 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 디젤 연료 엔진용 피스톤을 제작하는 방법.
- 피스톤을 제작하는 방법에 있어서,
주조상태 그대로의 상면 및 주조상태 그대로의 연소 보울을 구비한 주조된 상부측 크라운을 가지고 있는 피스톤 블랭크를 준비하는 단계; 및
상기 주조상태 그대로의 상면 또는 상기 주조상태 그대로의 연소 보울을 기준면으로 정한 다음 피스톤 중의 상기 주조상태 그대로의 상면 또는 상기 주조상태 그대로의 연소 보울을 제외한 적어도 일부분을 기계가공하는 것에 의해 피스톤을 기계가공하는 단계;를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법. - 제 23 항에 있어서, 상기 주조상태 그대로의 연소 보울은 피스톤의 중심 축선에서 반경방향으로 이격되어 중심 축선 둘레로 전체 원주보다 작은 원주 길이로 형성되거나 중심 축선 둘레로 전체 원주에 걸쳐 불균일하게 형성되는 적어도 하나의 불규칙부를 구비하는 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 24 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 불규칙부는 돌출부인 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 제 24 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 불규칙부는 오목부인 것을 특징으로 하는 피스톤을 제작하는 방법.
- 피스톤에 있어서,
주조 금속으로 제작되어 상면 및 연소 보울을 가지고 있는 상부측 크라운부; 및
피스톤 스커트 및 적어도 하나의 핀 보스를 가지고서 원피스로 제작된 하부측 크라운부;를 포함하고 있고,
상기 피스톤이 기계가공되는 표면과 기계가공되지 않는 표면을 가지고 있고, 상기 기계가공되지 않는 표면은 적어도 주조상태 그대로인 상기 연소 보울을 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤. - 제 27 항에 있어서, 상기 상부 크라운부의 상기 상면은 기계가공되지 않는 표면인 것을 특징으로 하는 피스톤.
- 제 27 항에 있어서, 주조상태 그대로인 상기 연소 보울은 중심 축선에서 반경방향으로 이격된 적어도 하나의 불규칙부를 구비하는 것을 특징으로 하는 피스톤.
- 제 29 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 불규칙부는 적어도 하나의 돌출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤.
- 제 29 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 불규칙부는 적어도 하나의 오목부를 포함하는 것을 특징으로 하는 피스톤.
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