JPH0332422B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はダイカスト法により斜板すなわち回転
斜板を製造する方法に係るものである。

従来の技術 従来技術は金属、セラミツクスおよびプラスチ
ツクをボール−ソケツト組合わせ体を含む部品に
鋳造する技術に関係している。これら鋳造製品は
ソケツトがボールのまわりに鋳造されソケツトが
ボールを保持しそのまわりを可動としたものの如
きしばしば２要素部品である。しかしながら、多
部品ボール−ソケツト組合わせ体においてそのよ
うなソケツトの相対位置を決めるためダイス型イ
ンサートを使用することは知られていない。

頭部をボール状にした桿のまわりに融解した石
英（セラミツク）を鋳造する方式が米国特許第
1680705号に記載されている。バイメタルピスト
ン装置が米国特許第2076971号に記載され、この
特許ではアルミニウムの頭部がプレカストされた
本体と鉄または鋼のリストピンとのまわりに鋳造
されている。しかしながら、これら特許のいづれ
もか両者を合わせたものも桿に相対的回転運動を
与えるため球状端部を有する桿の両端にピストン
−回転斜板組合わせ体を鋳造することを示してな
い。

閉じたダイス型を使用してチヤツクに端部スト
ツパを鋳造する方法が米国特許第2464050号に示
してある。チヤツクのストリンガは位置決め手段
を使用せずに単にダイス型内に位置決めしてその
ようなチヤツクストリンガのまわりに鋳造を行
う。皮下注射針組合わせ体の鋳造に使用するダイ
ス型インサートが米国特許第2743517号に示して
あるが、そのような鋳造製品は固定の部材であり
屈折、ねじり、回わしまたは運動する必要はな
い。米国特許第3384949号には回転平面に垂直な
軸線を中心として回転できる多部品最終製品を鋳
造する方法が示してある。しかしながら、これら
特許を併せたか個々の技術は各端部にボール−ソ
ケツト組合わせが鋳造されている双頭桿を鋳造す
る方法を示してない。

前記した米国特許第2076971号および米国特許
第3535986号にはピストンとリストピンを鋳造す
ることが示してあり、後者ではピンのスカートの
直径を制御するためダイス型インサートを利用し
ている。ボールとソケツトとから成る鋳ピストン
が米国特許第3763535号に示してあるが、この特
許ではこのピストンと接続桿との組合わせ体しか
示してない。ボール状端部または可動手段を設け
た桿を製造するためのダイス型インサートを使用
することが米国特許第3786543号に示してあり、
この特許では樹脂フイルムで被覆した球状要素を
ダイス型内にはめインサートに圧接してダイス型
内に固定する。ダイス型を閉じた後、接続桿をこ
の球状要素のまわりに鋳造しダイス型を取除くと
球状要素は接続桿内を自由に回転できる。この米
国特許第3786543号の球状要素はそれが内部に鋳
造されているレースを中心として自由にピボツト
運動できず、また米国特許第3763535号の鋳造さ
れたピストンもまたピストン内に鋳造されたボー
ル状端部の接続桿にすぎない。更にまた、米国特
許第3763535号では鋳造された金属はボールとピ
ストンソケツトとの間に所要の間隙を形成するよ
うな圧力にあることが必要である。

複雑なすなわち多部品組合わせ体を１回の作業
で鋳造する方法が米国特許第4062395号に記載さ
れているが、この特許には１つのダイス型内に複
雑なダイス型と完成した部品とが示してある。多
部品鋳造物がまた米国特許第4270255号に記載さ
れ、この特許では２つの個別の部品をボール状を
有し合わせられる桿または管（複数）のまわり鋳
造する。この特許では、ピストンを一方の桿また
は管のボールのまわりに鋳造し回転斜板を他方の
桿または管のボールのまわりに鋳造する。これら
管手段と桿手段とを次に合わせ次いでそのような
回転斜板とピストンとの間の最終距離を合わさる
桿を溶接により接合して決める。

発明が解決しようとする問題点 本発明は回転斜板に接続した複数のピストンを
含む回転斜板とピストンとの組合わせ体を鋳造に
より製造する新規にして改良された組合わせ体を
製造する方法に係る。軸線方向の運動を回転斜板
の下向き運動によりピストンに伝達する。もし組
立て体を流体モータに使用すると、ピストが往復
運動することにより回転斜板を駆動する。

この方法の基本的段階は次の如きものを含む、
すなわち、 それぞれが端部がボール付きで亜鉛に似た形
状を有する複数のピストンまたは接続桿を作
る。

それぞれの桿に接続桿上を滑動する割りダイ
ス型インサートを接続桿の一端に衝合する位置
に位置決めする。

ボールとダイス型インサートとを鋳造ダイス
型内に位置決めする。

各ピストンが接続桿の端部のうち滑動インサ
ートが衝合する端部を取巻き複数のピストンを
鋳造し、固化した後ピストンを機械加工する。

インサートを桿の他のボール付き端部に接触
するよう滑動させる。

それぞれの桿の他方のボール付き端部を補完
するソケツト内に位置決めする補完するソケツ
トを形成する回転斜板を供給する。

回転斜板を補完する端部ソケツトのまわりに
鋳造する。

ピストンと回転斜板組合わせ体の回転斜板構
成部分を機械加工する。

問題を解決するための手段 作 用 本発明はボールとソケツトとの接続継手を有す
るピストンと斜板すなわち回転斜板との組合わせ
体を便利に正確に鋳造する方法を提供するもので
ある。ボールとソケツトとの組合わせ体は特に機
械の構成要素が軸線方向、回転および軌道運動を
組み合わせて行えるようにして特に使用する。そ
のような機械の構成要素にはポンプおよびコンプ
レツサにおけるピストン、駆動板およびクランク
軸、プレスおよびポンチ用の作動トグル、接続桿
およびコンベア系統の組合わせ体が含まれる。こ
れら構成要素は後記する如く回転斜板組合わせ体
に使用するのに適している。

そのような回転斜板組合わせ体を接続するには
他にも方法がある。そのような他の方法の１例が
米国特許第4270255号に記載されていて、この方
法では斜板にピストン桿とボールとのまわりに鋳
造しピストンをボールと中空の桿部分とのまわり
に鋳造する。次いで、桿部分を互いに接続して完
成した組合わせ体を作り最終の寸法長さに溶接す
る。これら組合わせ体はそれぞれ個別に鋳造する
必要があり次いでこれら組合わせ体を正確に位置
決めして溶接する必要がある。

反覆的に重い負荷に耐えられる丈夫で且ボール
とソケツトの間の運動すなわち遊びを制御すなわ
ち最少限にして丈夫な組合わせ体を作るにはソケ
ツトに対するボールの順応量を最大限にする必要
がある。機械加工された部品における順応度をこ
のようにするにはソケツトの材料が大きく変形す
る必要があり、時間を消費しまた高価な方法と機
器とを必要とする。この好適な「はまり」にはま
たソケツトの材料を大きな程度変形させる必要が
あり、このことは必然的に軟かく弱い材料を使用
する必要がありこれがため組合わせ体を弱くさせ
る割れまたは応力を生じることになる。

ボールをソケツトに順応させるため孔の壁を変
形させる高い圧力をかけるのでボールは成形中の
割れに抵抗する強度の強い材料で作る必要があ
る。この強度要件により材料の選択を制約するの
で所望の特性または経済性を恐らく犠牲にする。

前記した問題のほかに、ソケツトを形成するが
それをボールの球状面に十分順応させないように
する高い圧力が必要である。不完全な成形の結果
として、また変形した材料がしわになつたりねじ
れたりするので、かけた負荷はボールの球状面に
わたり均一に分布されない。これがため使用中に
負荷が集中して過重と破損とを生じることにな
る。負荷が集中するとまた接触個所に過度の摩耗
を生じこの摩耗によりソケツトの相対的運動量を
増し負荷を更に複雑化させ従つて恒久的に破損す
る。

ボールとソケツトを組立てる方法はいづれも組
合わせ体を正確な寸法に保持するのが容易でな
い。多くの用途では、２つまたはそれ以上の数の
ボールソケツト継手を接続して１体の機械を形成
する。機械または装置を最終寸法にするには扱い
にくい機械で行う必要がある。

多くの機械的成形方法では、ボールかその他の
構成要素にスペーサ物質が被覆を使用して特定す
なわちある量の相対運動がもし自由運動させるだ
けであれば存在するようにする。スペーサは溶
解、加熱または機械的手段により取除く必要があ
る。

ボールとソケツトとの組合わせ体を成形する方
法ではボールがソケツトから抜けるのを防止する
インサートを使用する。ボールとソケツトとの組
合わせ体を成形する別の方法では球状面を２つの
別々の部分に孔を機械加工し次いでボールを包ん
だ後２つの部分を接続する必要がある。フアスナ
ー、ばね、ろう付け等により最終的に接続する。

ボールとソケツトとの継手を製造する好ましい
方法ではソケツトの製造中液体超プラスチツク、
粉末金属、重合体化合物の成形、好ましいのはア
ルミニウムの如き融解金属のダイカストによりボ
ールとその付属物とを差し込む技術を使用する。

可変容積ポンプ、コンプレツサまたは流体モー
タのピストンは接続桿により駆動板に取り付け
る。ピストンと駆動板とを動かすにはボールとソ
ケツトとの可撓性を必要とする。組合わせ体は回
転斜板に取り付けたいくつかのピストンを含むこ
とができる。ピストンは定めた全体寸法に機械加
工しピストンの外周とピストンヘツドの表面とに
リング溝の輪郭取りを行う必要がある。他方、回
転斜板は輪郭取りと平坦にするためとに底と内面
とを機械加工する必要がある。ピストンと回転斜
板との最終組立て体は最終長さを0.001−0.002イ
ンチの公差内の寸法にする必要がある。従つて、
最終組合わせ体を仕上げ機械加工する手段を設け
ることが望ましい。更にまた、ボールまたはピス
トンと回転斜板とを重要な経済的対策として接続
桿のボール部材のまわりに鋳造することが望まし
い。

実施例 添付図面、特に第１図と第２図とを参照する
と、第１の端部２２と第２の端部２４とを有する
桿部分１０が亜鉛（dumfbell like）に似た桿１
１を作るため桿部分１０の両端に位置して予備成
形された球状の第１および第２の端部すなわちボ
ール１２，１３を有して示してある。桿部分１０
のまわりには２つの半分部分から成る割りダイス
型インサート１４が装着されている。ダイス型イ
ンサート１４は位置決め溝１６と保持溝２６とを
形成している。溝１８内には割りダイス型インサ
ート１４を桿部分１０に固定する保持リング２０
が位置決めされている。保持リング２０の代りに
溝１６を利用することもできるが、これら溝とリ
ングとは従来技術として知られているようにダイ
カスト作業において部品を位置決めするため使用
できる。インサート１４はそれぞれ端部２２，２
４を越え延びている第１の平坦部分２１と第２の
平坦部分２３とを形成している。第１の端部２２
と第２の端部２４と平坦部分２１，２３とはそれ
ぞれ共働して傾斜した肩部２６，２７を形成す
る。

ダイス型インサート１４は桿部分１０に沿い滑
動してボール１２，１３のいづれかに係合し当業
界に知られているようにリング、ワイヤまたはそ
の他の手段２０によりボール固定される。ボール
端部１２，１３の１つにダイス型インサート１４
が圧接されている桿部分１０はボール端部とダイ
ス型インサート１４とを図示してないが当業界に
知られたダイカストまたはその他の型式の鋳造型
に入れて位置決めされる。ピストンすなわちピス
トンヘツド３０が位置決め溝すなわちスロツト１
６を利用して位置決めされているボール端部１
２，１３のまわりに鋳造される。ピストンヘツド
３０は頂部３２、クラウン３３およびスカート部
分３４を形成している。

鋳造後、ピストンヘツド３２には第３図に示し
た如くリング溝３６の機械加工の如く仕上げ機械
加工作業を行う。その後、インサート１４をボー
ル端部１２，１３の他方のものにインサート１４
の平坦部２３が接触するまで桿部分１０に沿い動
かすすなわち滑動させる。回転斜板ダイス型（図
示せず）がボール端部１３を収容するため補完す
るソケツトを形成し底４０とボール端部１３のま
わりの鋳造金属ソケツトとを有する回転斜板３８
を鋳造する。インサート１４のスロツトすなわち
溝１６を利用して位置決めするすなわち回転斜板
３８とボール端部２４または平坦部２３との間の
距離を決める。この距離は部品に対する所定の距
離である。

回転斜板３８が固化した後、保持手段２０をス
ロツト１８から取除きダイス型インサート１４を
桿部分１０から取除く。

この形状で、桿部分１０とピストンヘツド３０
との組合わせの複数を補完するソケツト内で回転
斜板３８に接続する。次いで、完成した組合わせ
体を最終寸法、すなわち、回転斜板３８が形成し
た回転斜板組合わせ体の底部とピストンの頂部３
２かクラウン３２との間の距離に機械加工する。

以上は回転斜板とピストンとの完成した組合わ
せとそのよう組合わせ体の製造方法とを概略説明
するものである。以下の好ましい手順がそのよう
な製造方法を詳細に示す。

(1) ボール端部２１，１３を正しい最終寸法の桿
部分すなわち管１０に接続する。そのようにし
て形成したボールとステムとの組合わせ体を離
型剤で被覆し加熱（約300−400〓）して被覆中
の揮発物を取除きボールを予熱、溶接部または
ボールに使用した他の継手における応力を取除
く。

(2) ダイス型インサート１４を桿部分１０のまわ
りに置きボール端部１２，１３の１つに圧接し
て位置決めする。被覆を予熱したボールとステ
ムとの組合わせ体を米国特許第3763535号に記
載した如くダイカスト機の空所に入れる。ダイ
ス型をダイカスト型インサートの溝１６に相対
的に位置決めする。型を閉じそれ自体従来技術
のダイカスト手順に従い鋳造する。この鋳造に
よりピストンヘツドとクラウンとを有しスカー
トを設けたか設けない鋳造物を作る。

(3) 次に、ダイス型インサート１４を桿部分１０
に沿いすべらせボール端部の他方のものに接触
させ他端部に鋳造されたピストンヘツド３０を
有するこのインサートとボール端部との組合わ
せ体を回転斜板３８の補完するソケツトを形成
するダイス型内に位置決めする。ボール端部を
肩部３８と位置決め溝１６とに相対的にダイス
型内に位置決めする。

(4) 補完するソケツトを有する回転斜板をボール
状端部を有する桿部分の複数のまわりに鋳造し
固化した後に型から取り出す。

(5) ピストンと回転斜板との組合わせ体すなわち
鋳造物を取付け具（図示せず）に入れ、この取
付け具は構成要素をこの組合わせ体の全長を所
要の寸法内に決める最終機械加工を行えるよう
にするに適当な位置に保持する。

この仕上げた構造体は使用できるばかりの状態
にある。この構造体はその一般的用途に必要とす
るだけの数の桿およびピストン部分で構成できる
が一般には回転斜板と共働する少くともそれぞれ
３つのピストンとで構成する。

組合わせ体は他のいくつか異なる方法で製造で
きる。以下に示す異なる材料と方法とも本発明を
これら例に限定することなく本発明の範囲に入
る。ボールを構成する材料と製造方法とは現在知
られているか実施されているどれでも良くまたは
特定の用途に必要に応じて特定の物理的特性を有
する特定の種類の材料も使用できる。これら特定
の特性には強度、耐摩耗性、耐腐食性または磁気
特性が含まれる。更にまた、ボールの材料は硬鋼
または軟鋼、鋳鉄、銅またはアルミニウムをベー
スとした合金または非金属も所望の特性または経
済性に応じて所望に応じて使用できる。ボールは
半田付け、ろう付け、抵抗溶接または融接、接着
剤またはねじの如き機械的手段により接続桿部分
またはその付属物と一体に形成するかそれに取付
けることもできる。それによりボールとステムと
を一体にしたユニツトに製作できこの鋳造方法に
使用できる。

接続桿または付属物はこの組合わせ体に所要の
特性または経済性を得るため任意の材料または方
法で作れる。１例として、桿とボール端とは冷間
曲げ、スエージ、機械加工、鋳造または材料の作
形に使用する任意公知の方法で作ることができ
る。接続桿は中実の桿または棒または管で作れ
る。製造方法の如何にかかわらず、接続桿とボー
ルとの組合わせ体はピストンヘツド３２と回転斜
板３８とを鋳造できる仕上げ寸法にする必要があ
る。鋳造後、この組立体の適当な材料によりこの
組合わせ体をその最終寸法に仕上げ加工できる。

ソケツトに成形する以前にボール部分に施した
被覆は特性または経済性により必要に応じて種々
の材料と厚味とにできまたボール−ソケツトの製
造に選択された方法または材料に融和できる。１
例として、玉軸受に使用する焼入れした鋼ボール
は低炭素鋼の管に抵抗溶接しその後細分した黒鉛
を懸濁したアルコールか水に浸漬するかそのよう
なアルコールか水をスプレイすることにより被覆
できる。アルコールの全部を蒸発するに十分な時
間400〓で乾燥すると、ボールとステムとの全体
を加熱して溶接部の応力を取除き次いでボールに
黒鉛のフイルムまたは残留物で被覆する。モリブ
デンシスルフイドまたはその他の固型潤剤のフイ
ルムを被覆するためアルコールまたはその他の懸
濁媒体を使用できる。被覆はポリエチレンまたは
ポリブタジエンの如き重合体に浸漬するかそれを
スプレイするかして施し、これらポリエチレンと
ポリブタジエンとは液体、金属または任意の高温
源と接触すると多量の蒸発を発生し従つてボール
とソケツトとの間にそれらを自由に運動させる分
離フイルムを形成する。

前記した被覆材はボールとソケツトとの間に干
渉フイルムを形成することによりボールとソケツ
トとが互いに粘着するのを防止する。干渉フイル
ムの厚味は所要の特定の間隙を形成する処方によ
つてか反覆被覆により制御できる。理想的には、
被覆材はまた黒鉛が炭化重合体被覆と同様に当該
系統において潤滑材または当初のウエアイン
（wear−in）成分として作用する。被覆材は材
料、成形方法、使用条件等を含む組合わせ体の変
因により選択する。そのような選択の１例とし
て、鉄のソケツト鋳造物に差し込まれた時鋼のボ
ールは分解し継手におけるウエアイン接着剤とし
て作用するケイ酸ナトリウムも被覆できる。更に
また、アルミニユウ粉末を詰めたソケツト内で成
形した鋼ボールは分離および当初のウエアイン用
にリン酸塩転化被覆で被覆できる。

被覆されたボールの予熱度合は成形方法自体に
おける被覆を含むいくつかの要因により決まる。
１例として、被覆中の揮発性バインダと媒体とは
成形中型内に多量のガスが発生するのを防止する
ため排出する必要がある。

本発明の成形方法において、滑動するインサー
トを保持する手段はクリツプ、ばねまたはワイヤ
である。しかしながら、もし必要ならば、そのよ
うな保持手段は接着剤、磁石またはその他の手段
を含むことができる。

発明の効果 前記したソケツトを成形しまたピストンヘツド
ならびに回転斜板を鋳造する方法は特にダイカス
ト作業を利用する場合について説明した。しかし
ながら、ピストンおよび回転斜板または駆動板を
生産するこの例におけるダイカスト作業は大量生
産（経済性）およびピストンと板とに必要な材質
を基礎として選択した。これら２つの部品はアル
ミニウム合金380番で作れる。ダイカスト方法と
部品の所要の化学的および物理的特性に融和き適
当な耐久性と摩耗性とを有する他のどのようなア
ルミニウムベース合金も使用できる。マグネシウ
ムと亜鉛とをベースとしたダイカスト合金ももし
経済性と特性要件とが許容または要求すれば使用
できる。従つて、砂型の如きどの金属鋳造方法も
使用できるが、前記した好ましい具体例程に経済
的とは思われない。

ソケツトの構造もボールの全周を包囲するもの
に限定されず１つまたはそれ以上の方向に一層大
きく運動できるよう部分的にスロツトを設けるこ
ともできる。

本発明の方法が企図するソケツトの製造は金属
または液状金属の鋳造に限定されるものではな
い。前記したボールインサートは固めた金属粉に
入れて当業者に知られた所要の特性を与えるため
固めた金属粉を処理する方法で加工できる。ソケ
ツトは鋳造業に精通した者に知られている手順に
より重合体物質を成形または鋳造することにより
製造できる。

ソケツトの構造と機能とは例示したピストンと
駆動リングとに特に限定されるものでなく任意の
形状が良い。そのような形状が滑動するインサー
ト１４の傾斜した肩部２６，２８の形状により決
まる。

前記したピストン３０は桿部分のピストンを設
けた端部とは反対の端部に回転斜板３８を鋳造す
る以前に機械加工する。第５図に示した如くピス
トンと回転斜板との組合わせ体５０を形成するた
め第２のボールのまわりに回転斜板３８を鋳造す
ると最終寸法、すなわち、回転斜板とピストンの
クラウンとの間の高さならびに表面と孔との間の
関係を所定できるようにする。この単一の機械加
工により表面を微細に仕上げる必要をなくしまた
表面の角度的また平行関係を決める。そのような
単一作業関係は多機械加工面位置よりずつと得や
すい。

本発明を特定の実施例に関連して説明したが、
これが例示にすぎず選定するものでないことは理
解する必要があり、本発明は前記した特許請求の
範囲によつてのみ限定されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はボール端部が装着されている桿の平面
図と桿のまわりに位置決めしたダイス型インサー
トの断面図、第２図は第１図に示した桿の一端の
まわりに鋳造したピストンとスカートとの断面
図、第３図はピストンスカートと、ピストンクラ
ウンとリング溝とが仕上げ加工されている第２図
のピストンと桿との組合わせ体を示し、第４図は
第３図に示した桿とピストンとの組合わせ体の他
端部に鋳造された斜板を示し、第５図は仕上げ機
械加工したピストン、桿および斜板組合わせ体を
示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ (a) それぞれが桿１０、第１のボール端部１
   ２および第２のボール端部１３を有している複
   数の亜鉛状接続桿１１を作り、 (b) 各桿１０上に割りインサート１４を第１のボ
   ール端部に衝合する位置に位置決めし、 (c) 各ピストン３０が各接続桿１１の第１のボー
   ル端部１２を取巻くよう複数のピストン３０を
   鋳造し、 (d) 補完するソケツトを形成する回転斜板ダイス
   型を供給し、ソケツト内に接続桿１１の第２の
   端部１３を位置決めしインサート１４を各接続
   桿１１の第２のボール端部１３に衝合するよう
   移動し、 (e) 第２の端部１３のまわりに回転斜板３８を鋳
   造し、 (f) ピストンと回転斜板との組合わせ体５０を所
   定の寸法に機械加工することを特徴とするピス
   トンと回転斜板との組合わせ体を製造する方
   法。 ２ (a) それぞれが所定の全長を有しそれぞれが
   第１のボール状端部１２と第２のボール状端部
   １３とが終る桿１０を有している複数の亜鉛状
   接続桿１１を作り、 (b) それぞれが接続桿１１の１つを包囲し、位置
   決め溝１６を形成しボール状端部１２，１３の
   １つに衝合する複数の割りインサート１４を装
   着し、 (c) 各ピストン３０がボール状端部１２，１３の
   うちインサート１４に衝合しているボール状端
   部を包囲するよう複数のピストン３０を鋳造
   し、ピストンの高さを決めるのに溝１６を利用
   し、 (d) インサート１４を桿１０に沿いボール状端部
   １２，１３のうちの他方のものに衝合する第２
   の位置に移動し、各インサート１４を第２の位
   置に固定し、 (e) 複数の補完するソケツト位置を形成する回転
   斜板ダイス型を供給し、 (f) ボール状端部１２，１３の他方のものをそれ
   ぞれ補完するソケツト位置に位置決めし、溝１
   ６を利用して前記他方のボール状端部の位置を
   補完するソケツトにしるし、 (g) 前記他方のボール状端部を保持するため回転
   斜板３８を鋳造し、 (h) 回転斜板とピストンとの組合わせ体を所定の
   寸法に機械加工することを特徴とする回転斜板
   とピストンとの組合わせ体を製造する方法。 ３ 鋳造したピストンがクラウン３３とスカート
   ３４とを形成し、クラウン３３とスカート３４と
   が前記他方のボール状端部を回転斜板ダイズ型の
   補完するソケツトに位置決めする以前に機械加工
   する特許請求の範囲第２項の方法。