JP2010127248A - Ring for forming piston cooling flow passage, method of forming cooling channel for piston, and piston for internal combustion engine - Google Patents

Ring for forming piston cooling flow passage, method of forming cooling channel for piston, and piston for internal combustion engine Download PDF

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JP2010127248A JP2008305310A JP2008305310A JP2010127248A JP 2010127248 A JP2010127248 A JP 2010127248A JP 2008305310 A JP2008305310 A JP 2008305310A JP 2008305310 A JP2008305310 A JP 2008305310A JP 2010127248 A JP2010127248 A JP 2010127248A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a communication passage and openings by machining, while preventing peeling, and expansion of the peeling, of a joint surface in the periphery of an opening in a piston in which a ring for forming a piston cooling flow passage is embedded. <P>SOLUTION: The ring 10 for forming a piston cooling flow passage to be casted in the piston is formed with a thin part 12a in the peripheral edge thereof at an opening forming position 12, and formed into a shape easy to be opened by machining and weak in mechanical strength. The thin part 12a is therefore easily broken by a drill blade, and opened. The force in a direction for peeling the ring 10 for forming a piston cooling flow passage from a joint surface with a piston body becomes small. Further, since mechanical strength in the thin part 12a is weak, the thin part is easily deformed. Outward expansion of peeling inside the thin part 12a is thereby prevented. Even if one drill blade is used continuously, peeling of the joint surface is prevented in the periphery of the opening and expansion of peeling is prevented, and efficient drilling work is enabled without changing a drill blade. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ピストン内に埋設されることでピストン内部に冷却媒体流通のための冷却流路を形成するピストン冷却流路形成用環状体、これを用いたピストン用クーリングチャンネル形成方法及び内燃機関用ピストンに関する。   The present invention relates to an annular body for forming a piston cooling channel that is embedded in a piston to form a cooling channel for circulating a cooling medium inside the piston, a method for forming a cooling channel for a piston using the same, and an internal combustion engine Regarding the piston.

内燃機関のピストンにおいて、内燃機関運転時に高温化するピストンを冷却するためにピストン内にオイルを流通させるクーリングチャンネルが形成されることがある（例えば特許文献１〜３参照）。このクーリングチャンネルの形成手法としては、ピストン内にピストン冷却流路形成用の環状体を鋳込むなどして埋設し、その後、この環状体内の冷却流路用空間に貫通するように、外部からドリル等の機械加工にて穿孔することで連通路及び開口を形成している。
特開２００７−１３２３００号公報（第４頁、図１−３） 特開２００５−３４９４５８号公報（第４−７頁、図３−５） 特許第２６５９６３６号公報（第２−３頁、図１−２） In a piston of an internal combustion engine, a cooling channel that causes oil to flow through the piston may be formed in order to cool the piston that is heated during operation of the internal combustion engine (see, for example, Patent Documents 1 to 3). As a method of forming this cooling channel, an annular body for forming a piston cooling flow path is embedded in the piston, and then drilled from the outside so as to penetrate the cooling flow path space in the annular body. The communication path and the opening are formed by drilling by machining such as the above.
JP 2007-132300 A (page 4, FIG. 1-3) JP-A-2005-349458 (page 4-7, FIG. 3-5) Japanese Patent No. 2659636 (page 2-3, FIG. 1-2)

このようにドリル等の機械加工にて穿孔する場合、ピストンから環状体にドリル刃が移行した場合に、環状体にはピストンとの接合表面から剥離される方向の力が作用する。
このためピストンと環状体との接合面、特に穿孔された開口周りに剥離部分が生じる。この剥離幅が大きいとピストンが駆動された場合に、剥離部分に応力が集中して、接合面が次第に破壊され、更にこの破壊が他の部位へ影響を及ぼす可能性がある。 When drilling by machining such as a drill in this way, when the drill blade moves from the piston to the annular body, a force in the direction of peeling from the joint surface with the piston acts on the annular body.
For this reason, a peeling portion is generated around the joint surface between the piston and the annular body, particularly around the perforated opening. When this separation width is large, when the piston is driven, stress concentrates on the separation portion, the joint surface is gradually destroyed, and this destruction may affect other parts.

特にアルミニウム合金内に鉄合金製の環状体を鋳込む場合には、アルミニウム合金穿孔用のドリルにてそのまま環状体まで穿孔すると剥離が生じやすい。このためアルミニウム合金を穿孔した後に鉄合金穿孔用のドリルに取り替えるといった作業性上の問題が発生し、大きい剥離を生じさせずに効率的に穿孔処理することが困難である。   In particular, when an iron alloy annular body is cast in an aluminum alloy, peeling is likely to occur if the annular body is directly drilled with a drill for drilling an aluminum alloy. For this reason, the problem of workability | operativity which replaces | exchanges for the drill for iron alloy drilling generate | occur | produces after punching an aluminum alloy generate | occur | produces, and it is difficult to drill efficiently without producing big peeling.

本発明は、ピストン冷却流路形成用環状体を埋設したピストンにおいて、開口周りでの接合面の剥離を発生させずに、あるいは剥離が発生しても拡大をさせずに、機械加工により連通路及び開口を形成することを目的とするものである。   The present invention relates to a piston in which an annular body for forming a piston cooling flow path is embedded, without causing separation of the joint surface around the opening, or without enlargement even if the separation occurs, by means of machining. And the purpose of forming an opening.

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載のピストン冷却流路形成用環状体は、ピストン内に埋設されることでピストン内部に冷却媒体流通のための冷却流路を形成するピストン冷却流路形成用環状体であって、外部と冷却媒体の給排を行う開口を形成するための開口形成位置が、他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状とされていることを特徴とする。 In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The piston cooling flow path forming annular body according to claim 1 is a piston cooling flow path forming annular body that is embedded in a piston to form a cooling flow path for circulating a cooling medium inside the piston. The opening forming position for forming the opening for supplying and discharging the cooling medium to and from the outside is shaped so that the opening by machining is easier than other positions.

このようにピストン冷却流路形成用環状体は、開口形成位置が他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状とされている。このことにより、開口形成位置が機械加工による開口容易性が他の位置と同等な形状とされている場合よりも、ドリル等の機械加工にて穿孔する際に、穿孔処理がピストンからピストン冷却流路形成用環状体へ移行しても、ピストン冷却流路形成用環状体をピストンとの接合表面から剥離する方向の力は小さくなる。   As described above, the piston cooling flow path forming annular body has an opening forming position that is easier to open by machining than the other positions. This enables the drilling process to be performed from the piston to the piston cooling flow when drilling is performed by machining such as a drill, compared to the case where the opening forming position has a shape that is easy to open by machining. Even when shifting to the path forming annular body, the force in the direction of separating the piston cooling flow path forming annular body from the joint surface with the piston is reduced.

このためピストンに埋設されたピストン冷却流路形成用環状体は、その開口周りでの接合面の剥離は生じない。剥離が生じたとしても、開口形成位置が機械加工による開口が容易な形状であることから大きな剥離力は生じず極めて小さい幅に維持されることになる。このことからその後に内燃機関などに適用されても剥離の拡大を防止できる。   For this reason, the piston cooling flow path forming annular body embedded in the piston does not peel off the joint surface around the opening. Even if the peeling occurs, the opening forming position has a shape that allows easy opening by machining, so that a large peeling force is not generated and the width is maintained at a very small width. Therefore, even if it is applied to an internal combustion engine or the like thereafter, it is possible to prevent the separation from spreading.

更に、このことからピストン側とは異なる材料にてピストン冷却流路形成用環状体が形成されていたとしても、従来のごとくドリル刃などの穿孔機械側の加工器具を取り替えなくても良くなり、高効率な穿孔作業が可能となる。   Furthermore, even if the annular body for forming the piston cooling flow path is formed of a material different from the piston side, it is not necessary to replace the drilling machine side processing tool such as a drill blade as in the past. Highly efficient drilling work is possible.

請求項２に記載のピストン冷却流路形成用環状体は、ピストン内に埋設されることでピストン内部に冷却媒体流通のための冷却流路を形成するピストン冷却流路形成用環状体であって、外部と冷却媒体の給排を行う開口を形成するための開口形成位置が、他の位置よりも機械的強度が弱い形状とされていることを特徴とする。   The piston cooling flow path forming annular body according to claim 2 is a piston cooling flow path forming annular body that is embedded in the piston to form a cooling flow path for circulating a cooling medium inside the piston. The opening forming position for forming the opening for supplying and discharging the cooling medium to and from the outside is shaped to have a mechanical strength weaker than other positions.

このようにピストン冷却流路形成用環状体は、開口形成位置が他の位置よりも機械的強度が弱い形状とされている。このことにより、開口形成位置が他の位置と同様な機械的強度とされている場合よりも、ドリル等の機械加工にて穿孔する際に、穿孔処理がピストンからピストン冷却流路形成用環状体へ移行した場合に、開口形成位置での変形が大きくなる。このため開口形成位置の周りの領域への穿孔処理時の剥離力の伝達量は小さくなる。   As described above, the piston cooling flow path forming annular body has a shape in which the opening forming position is weaker in mechanical strength than the other positions. As a result, the drilling process is performed from the piston to the piston cooling flow path forming annular body when drilling is performed by machining such as a drill, rather than when the opening forming position has the same mechanical strength as the other positions. When the transition is made, the deformation at the opening forming position becomes large. For this reason, the amount of peeling force transmitted to the area around the opening formation position is small.

このためピストンに埋設されたピストン冷却流路形成用環状体は、その開口周りでの接合面の剥離は生じない。剥離が生じたとしても大きな剥離力は生じず極めて小さい幅に維持されることになる。このことからその後に内燃機関などに適用されても剥離の拡大を防止できる。   For this reason, the piston cooling flow path forming annular body embedded in the piston does not peel off the joint surface around the opening. Even if peeling occurs, a large peeling force is not generated and the width is kept extremely small. Therefore, even if it is applied to an internal combustion engine or the like thereafter, it is possible to prevent the separation from spreading.

更に、このことからピストン側とは異なる材料にてピストン冷却流路形成用環状体が形成されていたとしても、従来のごとくドリル刃などの穿孔機械側の加工器具を取り替えなくても良くなり、高効率な穿孔作業が可能となる。   Furthermore, even if the annular body for forming the piston cooling flow path is formed of a material different from the piston side, it is not necessary to replace the drilling machine side processing tool such as a drill blade as in the past. Highly efficient drilling work is possible.

請求項３に記載のピストン冷却流路形成用環状体では、請求項１又は２に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記開口形成位置は、この位置の周縁部が他の位置よりも肉厚が薄く形成されていることにより、他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状あるいは機械的強度が弱い形状とされていることを特徴とする。   In the annular body for forming a piston cooling flow path according to claim 3, in the annular body for forming a piston cooling flow path according to claim 1 or 2, the opening is formed at a peripheral portion of this position from other positions. Further, since the wall thickness is thin, the shape is such that the opening by machining is easier than the other positions or the shape is weak in mechanical strength.

このように開口形成位置の周縁部については他の位置よりも肉厚を薄く形成することにより、他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状あるいは機械的強度が弱い形状にすることができる。   In this way, by forming the peripheral portion of the opening forming position thinner than the other positions, it is possible to make the shape easier to open by machining or the shape having lower mechanical strength than other positions. .

このように周縁部が他の位置よりも薄いことにより、ドリル等の機械加工にて穿孔する際にはこの薄い部分にて破壊されやすくあるいは変形されやすく、環状体に生じるピストンとの接合表面から剥離される方向の力は極めて小さくなる。   Since the peripheral portion is thinner than the other positions, when drilling by machining such as a drill, it is easy to be broken or deformed at this thin portion, and from the joint surface with the piston generated in the annular body. The force in the peeling direction is extremely small.

このためピストンに埋設されたピストン冷却流路形成用環状体は、その開口周りでの接合面の剥離は生じないし、開口形成位置よりも外側への剥離が生じたとしても、強い剥離力は外側へ伝達されず剥離は極めて小さい幅に維持される。このことから、その後に内燃機関などに適用されても剥離の拡大を防止できる。更に従来のごとくドリル刃などの穿孔機械側の加工器具を取り替えなくても良く、高効率な穿孔作業が可能となる。   For this reason, the piston cooling channel forming annular body embedded in the piston does not peel off the joint surface around the opening, and even if peeling outside the opening forming position occurs, the strong peeling force is outside. The separation is kept at a very small width. From this, even if it is applied to an internal combustion engine or the like thereafter, it is possible to prevent the spread of peeling. Further, it is not necessary to replace the processing tool on the side of the drilling machine such as a drill blade as in the prior art, and a highly efficient drilling operation is possible.

請求項４に記載のピストン冷却流路形成用環状体では、請求項１又は２に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記開口形成位置は、この位置が他の位置よりも肉厚が薄く形成されていることにより、他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状あるいは機械的強度が弱い形状とされていることを特徴とする。   In the annular body for forming a piston cooling flow path according to claim 4, in the annular body for forming a piston cooling flow path according to claim 1 or 2, the opening forming position is thicker than other positions. Is formed in a shape that is easier to open by machining or has a lower mechanical strength than other positions.

このように開口形成位置そのものが他の位置よりも肉厚を薄く形成することにより、他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状あるいは機械的強度が弱い形状にすることができる。   Thus, by forming the opening forming position itself to be thinner than the other positions, it is possible to make the opening easier to machine or have a lower mechanical strength than the other positions.

このように開口形成位置が他の位置よりも薄いことにより、ドリル等の機械加工にて穿孔する際にはこの薄い部分にて破壊されやすくあるいは変形されやすく、環状体に生じるピストンとの接合表面から剥離される方向の力は極めて小さくなる。   Since the opening formation position is thinner than the other positions in this way, when drilling by machining such as a drill, it is easy to be broken or deformed in this thin part, and the joining surface with the piston generated in the annular body The force in the direction of peeling from the surface becomes extremely small.

このためピストンに埋設されたピストン冷却流路形成用環状体は、その開口周りでの接合面の剥離は生じないし、開口形成位置よりも外側への剥離が生じたとしても、強い剥離力は外側へ伝達されず剥離は極めて小さい幅に維持される。このことから、その後に内燃機関などに適用されても剥離の拡大を防止できる。更に従来のごとくドリル刃などの穿孔機械側の加工器具を取り替えなくても良く、高効率な穿孔作業が可能となる。   For this reason, the piston cooling channel forming annular body embedded in the piston does not peel off the joint surface around the opening, and even if peeling outside the opening forming position occurs, the strong peeling force is outside. The separation is kept at a very small width. From this, even if it is applied to an internal combustion engine or the like thereafter, it is possible to prevent the spread of peeling. Further, it is not necessary to replace the processing tool on the side of the drilling machine such as a drill blade as in the prior art, and a highly efficient drilling operation is possible.

請求項５に記載のピストン冷却流路形成用環状体では、請求項３又は４に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記開口形成位置において、内面側に窪みが形成され、外面側には窪みが形成されていない状態であることにより、肉厚が薄く形成されていることを特徴とする。   The piston cooling flow path forming annular body according to claim 5 is the piston cooling flow path forming annular body according to claim 3 or 4, wherein a recess is formed on the inner surface side at the opening forming position, and the outer surface side. Is characterized in that it is formed with a small thickness because no depression is formed.

このように肉厚を薄くする場合の窪みについては、ピストン冷却流路形成用環状体の内面側に形成し外面側には形成せずに滑らかな面としている。このことにより、ピストン冷却流路形成用環状体を鋳造体内に鋳込む場合にも溶湯の円滑な流れを維持でき、鋳物としてのピストンの耐久性を高めることができる。   Thus, about the hollow in the case of making thickness thin, it forms on the inner surface side of the annular body for piston cooling flow path formation, and it makes it the smooth surface, not forming on the outer surface side. This makes it possible to maintain a smooth flow of the molten metal even when the piston cooling flow path forming annular body is cast into the cast body, and to improve the durability of the piston as a casting.

請求項６に記載のピストン冷却流路形成用環状体では、請求項１又は２に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記開口形成位置は、この位置の周縁部に貫通部が不連続に形成されていることにより、他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状あるいは機械的強度が弱い形状とされていることを特徴とする。   In the piston cooling flow path forming annular body according to claim 6, in the piston cooling flow path forming annular body according to claim 1 or 2, the opening forming position is not provided with a penetrating portion at a peripheral portion of this position. By being formed continuously, it is characterized in that it has a shape that can be easily opened by machining or a shape that has a lower mechanical strength than other positions.

このように周縁部に貫通部を不連続に形成していることにより、他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状あるいは機械的強度が弱い形状にすることができる。
このように周縁部には貫通部が不連続に形成されていることにより、ドリル等の機械加工にて穿孔する際にはこの貫通部が不連続に形成されている周縁部に沿って破壊されやすくあるいは変形されやすく、環状体に対して生じるピストンとの接合表面から剥離される方向の力は極めて小さくなる。 Thus, by forming the penetrating portion discontinuously at the peripheral edge portion, it is possible to make the shape easier to open by machining or the shape having lower mechanical strength than other positions.
As described above, since the penetrating portion is formed discontinuously in the peripheral portion, when drilling by machining such as a drill, the penetrating portion is broken along the peripheral portion formed discontinuously. The force in the direction of peeling off from the joint surface with the piston, which is easily or easily deformed, is extremely small.

このためピストンに埋設されたピストン冷却流路形成用環状体は、その開口周りでの接合面の剥離は生じないし、剥離が生じたとしても強い剥離力は外側へ伝達されず極めて小さい幅に維持される。このことから、その後に内燃機関などに適用されても剥離の拡大を防止できる。更に従来のごとくドリル刃などの穿孔機械側の加工器具を取り替えなくても良く、高効率な穿孔作業が可能となる。   For this reason, the piston cooling channel forming annular body embedded in the piston does not peel off the joint surface around the opening, and even if peeling occurs, a strong peeling force is not transmitted to the outside and is maintained at a very small width. Is done. From this, even if it is applied to an internal combustion engine or the like thereafter, it is possible to prevent the spread of peeling. Further, it is not necessary to replace the processing tool on the side of the drilling machine such as a drill blade as in the prior art, and a highly efficient drilling operation is possible.

請求項７に記載のピストン冷却流路形成用環状体では、請求項６に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記貫通部は、前記開口形成位置の周縁部にて周方向に伸びるスリットとして形成されていることを特徴とする。   The piston cooling flow path forming annular body according to claim 7 is the piston cooling flow path forming annular body according to claim 6, wherein the penetrating portion extends in a circumferential direction at a peripheral edge portion of the opening forming position. It is characterized by being formed as a slit.

不連続な貫通部としては、このように周方向に伸びるスリットとして形成しても良い。
請求項８に記載のピストン冷却流路形成用環状体では、請求項６に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記貫通部は、前記開口形成位置の周縁部にて径方向に伸びるスリットとして形成されていることを特徴とする。 As a discontinuous penetration part, you may form as a slit extended in the peripheral direction in this way.
The piston cooling flow path forming annular body according to claim 8, wherein in the piston cooling flow path forming annular body according to claim 6, the penetrating portion extends in a radial direction at a peripheral edge portion of the opening forming position. It is characterized by being formed as a slit.

不連続な貫通部としては、このように径方向に伸びるスリットとして形成しても良い。
請求項９に記載のピストン冷却流路形成用環状体では、請求項１〜８のいずれか一項に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、ピストン冷却流路形成用環状体自身は金属製であり、前記開口形成位置の形状はプレス加工により形成されていることを特徴とする。 As a discontinuous penetration part, you may form as a slit extended in the diameter direction in this way.
The piston cooling channel forming annular body according to any one of claims 1 to 8, wherein the piston cooling channel forming annular body itself is a metal. The shape of the opening forming position is formed by press working.

このようにピストン冷却流路形成用環状体が金属製であれば、前述したごとくの開口形成位置の形状はプレス加工により容易に形成することができる。
請求項１０に記載のピストン冷却流路形成用環状体では、請求項１〜９のいずれか一項に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、ピストン冷却流路形成用環状体自身は金属製であり、前記開口形成位置以外の形状は金属板を曲げ加工することにより形成されていることを特徴とする。 If the annular body for forming the piston cooling flow path is made of metal as described above, the shape of the opening forming position as described above can be easily formed by pressing.
The piston cooling channel forming ring according to any one of claims 1 to 9, wherein the piston cooling channel forming ring is itself a metal. The shape other than the opening forming position is made by bending a metal plate.

このようにピストン冷却流路形成用環状体が金属製であれば、ピストン冷却流路形成用環状体における開口形成位置以外の形状については、金属板の曲げ加工にて容易に形成することができる。   In this way, if the piston cooling channel forming annular body is made of metal, the shape other than the opening forming position in the piston cooling channel forming annular body can be easily formed by bending a metal plate. .

請求項１１に記載のピストン冷却流路形成用環状体では、請求項１０に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記曲げ加工は、プレス加工又はロール加工であることを特徴とする。   The annular body for forming a piston cooling flow path according to claim 11 is the annular body for forming a piston cooling flow path according to claim 10, wherein the bending is press working or roll working.

曲げ加工は、プレス加工又はロール加工にて実現でき、金属板からピストン冷却流路形成用環状体を容易に形成することができる。
請求項１２に記載のピストン冷却流路形成用環状体では、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、ピストンはアルミニウム合金製であり、鉄合金製のピストン冷却流路形成用環状体自身が鋳込まれることで前記ピストン内に埋設されるものであることを特徴とする。 The bending process can be realized by a press process or a roll process, and an annular body for forming a piston cooling channel can be easily formed from a metal plate.
The annular body for forming a piston cooling channel according to claim 12, wherein the annular body for forming a piston cooling channel according to any one of claims 1 to 11, wherein the piston is made of an aluminum alloy and made of an iron alloy. The piston cooling flow path forming annular body itself is cast and embedded in the piston.

このように鉄合金製のピストン冷却流路形成用環状体がアルミニウム合金製のピストンに鋳込まれる場合に、前述した剥離が生じやすくなるが、この場合にも剥離の防止あるいは剥離の拡大を防止できる。   As described above, when the annular body for forming the piston cooling flow path made of the iron alloy is cast into the piston made of the aluminum alloy, the above-described peeling is likely to occur, but also in this case, prevention of peeling or peeling is prevented. it can.

更に穿孔作業中にアルミニウム合金穿孔用の加工器具から鉄合金穿孔用の加工器具に取り替えなくても、剥離の防止あるいは剥離の拡大を防止できるので、高効率な穿孔作業が可能となる。   Furthermore, since it is possible to prevent the peeling or the expansion of the peeling without replacing the machining tool for drilling the aluminum alloy with the machining tool for drilling the iron alloy during the drilling operation, a highly efficient drilling operation can be performed.

請求項１３に記載のピストン冷却流路形成用環状体では、請求項１２に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、ピストン冷却流路形成用環状体自身は、ピストンの外周面に一部が露出する耐摩環の背後に一体化されて鋳込まれることにより、前記冷却流路を形成した状態にてピストン内に埋設されるものであることを特徴とする。   The piston cooling flow path forming annular body according to claim 13 is the piston cooling flow path forming annular body according to claim 12, wherein the piston cooling flow path forming annular body itself is partially on the outer peripheral surface of the piston. It is characterized in that it is embedded in the piston in a state where the cooling flow path is formed by being casted integrally behind the wear-resistant ring exposed.

このように耐摩環と共に冷却流路を形成した状態にてピストン内に埋設されるものとすることができ、小型のピストン内の狭隘な場所にも容易に配置できると共に、効果的に剥離の防止あるいは剥離の拡大を防止でき、更に高効率な穿孔作業が可能となる。   Thus, it can be embedded in the piston in a state where the cooling channel is formed together with the wear-resistant ring, and can be easily disposed in a narrow place in a small piston, and effectively prevents peeling. Or expansion of exfoliation can be prevented and more efficient drilling work becomes possible.

請求項１４に記載のピストン用クーリングチャンネル形成方法は、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のピストン冷却流路形成用環状体を、ピストン内に埋設した後に、ピストン底面側からドリル刃により前記開口形成位置に向けて穿孔することで外部と前記冷却流路との間で冷却媒体の給排を行う連通路及び前記開口を形成することを特徴とする。   A piston cooling channel forming method according to a fourteenth aspect is the method of forming a piston cooling channel forming annular body according to any one of the first to thirteenth aspects from the piston bottom surface side after the piston cooling channel forming annular body is embedded in the piston. Thus, the communication path for supplying and discharging the cooling medium between the outside and the cooling flow path and the opening are formed by drilling toward the opening forming position.

このようなピストン用クーリングチャンネル形成方法により、前述したピストン冷却流路形成用環状体をピストン内に埋設してクーリングチャンネル用の空間を形成した後に、ドリル刃により開口形成位置に向けて穿孔しても、前述したごとく剥離の防止あるいは剥離の拡大を防止できる。したがってクーリングチャンネルを備えていても耐久性の高いピストンを実現できる。更に高効率な穿孔作業が可能となる。   By such a piston cooling channel forming method, the above-described piston cooling channel forming annular body is embedded in the piston to form a cooling channel space, and then drilled toward the opening forming position by a drill blade. However, as described above, it is possible to prevent peeling or enlargement of peeling. Therefore, even if a cooling channel is provided, a highly durable piston can be realized. Further, highly efficient drilling work is possible.

請求項１５に記載の内燃機関用ピストンは、請求項１４に記載のピストン用クーリングチャンネル形成方法にて形成されたピストン用クーリングチャンネルを有することを特徴とする。   A piston for an internal combustion engine according to a fifteenth aspect has a piston cooling channel formed by the method for forming a piston cooling channel according to the fourteenth aspect.

このようなピストン用クーリングチャンネルを有することにより、冷却効率が高く、かつ耐久性の高い内燃機関用ピストンを、高い作業効率にて実現できる。   By having such a cooling channel for a piston, a piston for an internal combustion engine having high cooling efficiency and high durability can be realized with high work efficiency.

［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用されたピストン２の縦断面図である。このピストン２は、内燃機関、ここではディーゼルエンジンに用いられるものであり、アルミニウム合金からなるピストン本体４にクーリングチャンネル付耐摩環６を鋳込んである。 [Embodiment 1]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a piston 2 to which the above-described invention is applied. The piston 2 is used in an internal combustion engine, here, a diesel engine, and a wear-resistant ring 6 with a cooling channel is cast into a piston body 4 made of an aluminum alloy.

クーリングチャンネル付耐摩環６は耐摩環本体８とピストン冷却流路形成用環状体１０とから構成されている。
耐摩環本体８は図２に示すごとくの鉄合金製の環状体であり、外周面８ａにはトップリング溝８ｂが形成されている。図２の(ａ)は正面図、(ｂ)は斜視図、(ｃ)は平面図、(ｄ)は底面図である。 The wear-resistant ring 6 with a cooling channel is composed of a wear-resistant ring body 8 and a piston cooling channel forming ring 10.
As shown in FIG. 2, the wear-resistant ring body 8 is an annular body made of iron alloy, and a top ring groove 8b is formed on the outer peripheral surface 8a. 2A is a front view, FIG. 2B is a perspective view, FIG. 2C is a plan view, and FIG. 2D is a bottom view.

ピストン冷却流路形成用環状体１０は、ピストン２に埋設される前は、図３に示すごとくの鉄合金製の環状体であり、板材を曲げ加工して断面Ｕ字状に形成されている。図３の(ａ)は正面図、(ｂ)は背面図、(ｃ)は斜視図、(ｄ)は平面図、(ｅ)は底面図である。このピストン冷却流路形成用環状体１０には、底面側にて軸回りに１５０°の間隔で２ヶ所、開口形成位置１２が設けられている。   The piston cooling flow path forming annular body 10 is an iron alloy annular body as shown in FIG. 3 before being embedded in the piston 2, and is formed into a U-shaped cross section by bending a plate material. . 3A is a front view, FIG. 3B is a rear view, FIG. 3C is a perspective view, FIG. 3D is a plan view, and FIG. 3E is a bottom view. The piston cooling flow path forming annular body 10 is provided with two opening forming positions 12 at intervals of 150 ° around the axis on the bottom surface side.

この開口形成位置１２は他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状とされている。更に本実施の形態では、開口形成位置１２は他の位置よりも機械的強度が弱い形状でもある。   The opening forming position 12 has a shape that makes opening by machining easier than other positions. Further, in the present embodiment, the opening forming position 12 has a shape having a lower mechanical strength than other positions.

ここでは開口形成位置１２の周縁部が他の位置よりも肉厚が薄く形成されていることにより、他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状とされて、かつ他の位置よりも機械的強度が弱い形状とされている。即ち、図４の拡大縦断面図に示すごとく、２ヶ所の開口形成位置１２にはそれぞれ周縁部に薄肉部１２ａが形成されて、ドリル加工による開口が容易となり、更にドリル加工時において容易に変形するように機械的強度が弱くされている。尚、図４の(ａ)は図３におけるＡ−Ａ線断面図、(ｂ)はＢ−Ｂ線断面図である。又、前記図１の断面についても、この２つの２ヶ所の開口形成位置１２での断面を示している。   Here, the peripheral portion of the opening forming position 12 is formed to be thinner than the other positions, so that the opening by machining is easier than the other positions, and the machine is more mechanical than the other positions. The shape is weak in mechanical strength. That is, as shown in the enlarged vertical sectional view of FIG. 4, thin portions 12a are formed at the peripheral portions at the two opening forming positions 12, respectively, and opening by drilling is facilitated, and further, deformation is easily performed during drilling. The mechanical strength is weakened. 4A is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line BB. The cross section of FIG. 1 also shows cross sections at the two opening formation positions 12.

図２に示した構成の耐摩環本体８の内周側において、段差８ｃを間にして形成されている内周面８ｄ，８ｅに対して、ピストン冷却流路形成用環状体１０の外周端縁部１０ａ，１０ｂを接合することにより一体化され、図５に示すごとくのクーリングチャンネル付耐摩環６が一体に形成されている。この接合は、例えば溶接にてなされる。このことにより耐摩環本体８とピストン冷却流路形成用環状体１０との間には、後述する図６に示すごとく環状の冷却流路用空間１４が形成されることになる。   The outer peripheral edge of the piston cooling flow path forming annular body 10 with respect to the inner peripheral surfaces 8d and 8e formed on the inner peripheral side of the wear-resistant ring main body 8 having the configuration shown in FIG. The parts 10a and 10b are integrated by joining, and a wear resistant ring 6 with a cooling channel is integrally formed as shown in FIG. This joining is performed by welding, for example. As a result, an annular cooling channel space 14 is formed between the wear-resistant ring body 8 and the piston cooling channel forming annular body 10 as shown in FIG.

このクーリングチャンネル付耐摩環６がアルミニウム合金にて鋳込まれ、更に切削などの加工により外形が加工されて、図６の縦断面図に示すごとくのピストン本体４が形成される。このピストン本体４に対して、図７の(ａ)、(ｂ)に示す部分拡大図のごとく、２ヶ所で下方からドリル刃１８にて２ヶ所の開口形成位置１２に向かって穿孔加工することにより、図１に示したごとくのオイル導入孔２０及びオイル排出孔２２とが形成される。したがって薄肉部１２ａを周縁部に有する２ヶ所の開口形成位置１２は、それぞれオイル導入孔２０及びオイル排出孔２２の穿孔処理の最後に開口されて、オイル導入孔２０及びオイル排出孔２２にそれぞれ連通する。すなわち開口形成位置１２は、外部と冷却媒体（ここではオイル）の給排を行う開口を形成するための開口形成位置となっている。   The wear-resistant ring 6 with a cooling channel is cast with an aluminum alloy, and the outer shape is further processed by cutting or the like to form the piston body 4 as shown in the longitudinal sectional view of FIG. Drilling is performed on the piston main body 4 from below at two locations with the drill blade 18 toward the two opening forming positions 12 as shown in the partial enlarged views of FIGS. 7 (a) and 7 (b). As a result, the oil introduction hole 20 and the oil discharge hole 22 are formed as shown in FIG. Accordingly, the two opening forming positions 12 having the thin wall portion 12a at the peripheral edge portion are opened at the end of the drilling process of the oil introduction hole 20 and the oil discharge hole 22, respectively, and communicate with the oil introduction hole 20 and the oil discharge hole 22, respectively. To do. That is, the opening forming position 12 is an opening forming position for forming an opening for supplying and discharging the cooling medium (here, oil).

したがってドリル加工において、ドリル刃１８の先端はピストン本体４を穿孔した最後に、各開口形成位置１２を貫通し、図８，９の拡大図に示すごとく、環状の冷却流路用空間１４に開口部２０ａ，２２ａを形成して、冷却流路用空間１４への連通路としてオイル導入孔２０及びオイル排出孔２２を完成する。このことにより冷却流路用空間１４は実際に冷却流路２４となる。   Therefore, in drilling, the tip of the drill blade 18 passes through each opening forming position 12 at the end of drilling the piston body 4, and opens into the annular cooling channel space 14 as shown in the enlarged views of FIGS. The parts 20a and 22a are formed, and the oil introduction hole 20 and the oil discharge hole 22 are completed as a communication path to the cooling channel space 14. As a result, the cooling channel space 14 actually becomes the cooling channel 24.

このようにして図１に示したピストン２が完成する。このピストン２をディーゼルエンジンに適用することにより、オイル導入孔２０には下方のシリンダブロック側に設けられた破線で示すオイル噴射口２５からオイル噴射がなされ、オイル導入孔２０から開口部２０ａを介して冷却流路２４内にオイルが導入される。そして冷却流路２４内を流れたオイルは、開口部２２ａとオイル排出孔２２とを介して、ピストン２の下側に排出される。図１では、オイル排出孔２２から噴出するオイルはコンロッド２６のオイル導入孔２６ａに注入されて、コンロッド２６とピストンピン２８との間の潤滑に用いられる。   In this way, the piston 2 shown in FIG. 1 is completed. By applying this piston 2 to a diesel engine, oil is injected into the oil introduction hole 20 from an oil injection port 25 indicated by a broken line provided on the lower cylinder block side, and the oil introduction hole 20 is passed through an opening 20a. Thus, oil is introduced into the cooling flow path 24. The oil that has flowed through the cooling flow path 24 is discharged to the lower side of the piston 2 through the opening 22 a and the oil discharge hole 22. In FIG. 1, the oil ejected from the oil discharge hole 22 is injected into the oil introduction hole 26 a of the connecting rod 26 and used for lubrication between the connecting rod 26 and the piston pin 28.

ピストン冷却流路形成用環状体１０は次のように成形される。すなわち、まず、図１０の平面図に示すごとく、鉄合金製の金属板である板状環状体３０に対して、前記開口部２０ａ，２２ａを形成する開口形成位置１２において、その周縁部に薄肉部１２ａを形成する。尚、鉄合金板材をプレスにて環状に打ち抜いて板状環状体３０を形成する際に同時にプレスにて薄肉部１２ａを形成しても良い。   The piston cooling channel forming annular body 10 is formed as follows. That is, first, as shown in the plan view of FIG. 10, with respect to the plate-like annular body 30 which is a metal plate made of an iron alloy, at the opening forming position 12 where the openings 20a and 22a are formed, the peripheral edge thereof is thin. Part 12a is formed. In addition, when forming the plate-shaped annular body 30 by punching an iron alloy plate material in an annular shape with a press, the thin portion 12a may be simultaneously formed with a press.

このように薄肉部１２ａが形成された板状環状体３０をプレスやロールなどによる曲げ加工により、図３，４に示した形状のピストン冷却流路形成用環状体１０の形状に加工する。   The plate-like annular body 30 with the thin portion 12a formed in this way is processed into the shape of the piston cooling flow path forming annular body 10 having the shape shown in FIGS.

このように成形されたピストン冷却流路形成用環状体１０を、耐摩環本体８の内周面８ｄ，８ｅに溶接することによりクーリングチャンネル付耐摩環６が完成する。
このクーリングチャンネル付耐摩環６は、前述したごとく耐摩環本体８の外周面が外側に露出した状態でピストン本体４内に鋳込まれる。 The piston cooling flow path forming annular body 10 formed in this way is welded to the inner peripheral surfaces 8d and 8e of the wear resistant ring main body 8 to complete the wear resistant ring 6 with a cooling channel.
As described above, the wear-resistant ring 6 with the cooling channel is cast into the piston body 4 with the outer peripheral surface of the wear-resistant ring body 8 exposed to the outside.

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．クーリングチャンネル付耐摩環６において耐摩環本体８と一体化されることで冷却流路２４を形成している形状のピストン冷却流路形成用環状体１０は、開口形成位置１２にてその周縁部が薄肉部１２ａとされ、他の位置よりも肉厚が薄く形成されている。このことにより、他の位置よりもドリルなどの機械加工による開口が容易な形状とされ、更に他の位置よりも機械的強度が弱い形状とされている。 According to the first embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). The piston cooling flow path forming annular body 10 having a shape in which the cooling flow path 24 is formed by being integrated with the wear resistant ring main body 8 in the wear resistant ring 6 with the cooling channel has a peripheral portion at the opening forming position 12. The thin portion 12a is formed thinner than other positions. Accordingly, the opening by machining such as a drill is easier than other positions, and the mechanical strength is weaker than other positions.

このことにより、ドリルにて穿孔する際に、ドリル刃１８による穿孔がピストン本体４を構成しているアルミニウム合金から鉄合金のピストン冷却流路形成用環状体１０へ移行しても、薄肉部１２ａが容易に破壊されて開口する。このためピストン冷却流路形成用環状体１０をピストン本体４との接合表面から剥離する方向の力は小さくなる。   Thus, when drilling with a drill, even if the drilling by the drill blade 18 shifts from the aluminum alloy constituting the piston body 4 to the annular cooling body 10 for forming the piston cooling passage of the iron alloy, the thin portion 12a. Is easily destroyed and opened. For this reason, the force in the direction in which the piston cooling flow path forming annular body 10 is peeled from the joint surface with the piston main body 4 is reduced.

ドリル刃１８がずれて薄肉部１２ａにて破壊せずに周縁部よりも内部にて穿孔が行われたとしても、その周辺に存在する薄肉部１２ａが機械的強度が弱いので容易に変形する。このことにより薄肉部１２ａよりも外側へは強い剥離力は伝達されず、薄肉部１２ａよりも内部の剥離が外側に広がるのを阻止できる。   Even if the drill blade 18 is displaced and the perforation is performed inside the peripheral portion without being broken at the thin portion 12a, the thin portion 12a existing in the periphery thereof is easily deformed because the mechanical strength is weak. Accordingly, a strong peeling force is not transmitted to the outside of the thin portion 12a, and the internal peeling can be prevented from spreading outward than the thin portion 12a.

このためアルミニウム合金穿孔用のドリル刃１８を、そのままピストン冷却流路形成用環状体１０の穿孔処理に連続して使用しても、その開口周りでの接合面の剥離は生じない。あるいは剥離が生じていたとしても強い剥離力は外側へ伝達されず極めて小さい幅に維持される。   For this reason, even if the drill blade 18 for drilling the aluminum alloy is used as it is for the drilling process of the annular body 10 for forming the piston cooling channel, the joining surface does not peel off around the opening. Alternatively, even if peeling occurs, a strong peeling force is not transmitted to the outside and is maintained at a very small width.

このことから、その後にディーゼルエンジンに適用されても剥離の拡大を防止できる。更に従来のごとくドリル刃１８を取り替えなくても良くなり、高効率な穿孔作業が可能となる。   Therefore, even if it is applied to a diesel engine after that, it is possible to prevent the spread of peeling. Further, it is not necessary to replace the drill blade 18 as in the prior art, and a highly efficient drilling operation is possible.

（ロ）．開口形成位置１２の薄肉部１２ａについては、ドーナツ状の鉄合金製板材をプレス加工にて形成し、これをプレスやロールにて曲げ加工してピストン冷却流路形成用環状体１０としている。このように本実施の形態のピストン冷却流路形成用環状体１０はプレス加工やロール加工により容易に製造することができる。   (B). About the thin part 12a of the opening formation position 12, a donut-shaped iron alloy plate material is formed by press working, and this is bent by a press or a roll to form an annular body 10 for forming a piston cooling channel. Thus, the piston cooling flow path forming annular body 10 of the present embodiment can be easily manufactured by pressing or roll processing.

（ハ）．ピストン冷却流路形成用環状体１０は、ピストン本体４の外周面に一部が露出する耐摩環本体８の背後に一体化されて鋳込まれることにより、冷却流路用空間１４を形成した状態にてピストン本体４内に埋設されるものである。   (C). The piston cooling flow path forming annular body 10 is integrally cast behind the wear-resistant ring main body 8 partially exposed on the outer peripheral surface of the piston main body 4 to form a cooling flow path space 14. Embedded in the piston body 4.

このように耐摩環本体８と共に冷却流路用空間１４を形成した状態にてピストン本体４内に埋設されるものとすることができ、小型のピストン２内の狭隘な場所にも容易に配置できると共に、効果的に剥離の防止あるいは剥離の拡大を防止できる。   Thus, it can be embedded in the piston main body 4 in a state where the cooling channel space 14 is formed together with the wear-resistant ring main body 8, and can be easily arranged in a narrow place in the small piston 2. At the same time, it is possible to effectively prevent peeling or enlargement of peeling.

そして、このピストン冷却流路形成用環状体１０を用いて、ピストン本体４内に埋設してクーリングチャンネル用の冷却流路用空間１４を形成した後に、ドリル刃１８により開口形成位置１２に向けて穿孔しても、前述したごとく剥離の防止あるいは剥離の拡大を防止できる。   The piston cooling channel forming annular body 10 is used to embed the piston body 4 in the piston body 4 to form a cooling channel space 14 for the cooling channel, and then toward the opening forming position 12 by the drill blade 18. Even if the holes are perforated, as described above, it is possible to prevent peeling or to prevent spreading.

したがってクーリングチャンネル用の冷却流路２４を備えていても耐久性の高いピストン２を実現でき、冷却効率が高く、かつ耐久性の高い内燃機関用ピストン２を実現できる。   Therefore, even if the cooling channel 24 for the cooling channel is provided, the piston 2 with high durability can be realized, and the piston 2 for the internal combustion engine with high cooling efficiency and high durability can be realized.

［実施の形態２］
本実施の形態では、図１１に示すごとくピストン冷却流路形成用環状体１１０における開口形成位置１１２は、周縁部のみでなく全体が薄肉状態に形成されている。このピストン冷却流路形成用環状体１１０が、前記実施の形態１と同形状の耐摩環本体１０８に溶接にて一体化されることによりクーリングチャンネル付耐摩環１０６を構成している。図１１の(ａ)はクーリングチャンネル付耐摩環１０６の斜視図、(ｂ)は平面図である。 [Embodiment 2]
In the present embodiment, as shown in FIG. 11, the opening forming position 112 in the piston cooling flow path forming annular body 110 is formed not only at the peripheral portion but also as a whole in a thin state. The piston cooling flow path forming annular body 110 is integrated with the wear resistant ring main body 108 having the same shape as that of the first embodiment by welding to constitute the wear resistant ring 106 with a cooling channel. (A) of FIG. 11 is a perspective view of the wear-resistant ring 106 with a cooling channel, and (b) is a plan view.

このクーリングチャンネル付耐摩環１０６が、図１２の(ａ)、(ｂ)にて縦断面図で示すごとく、ピストン本体１０４内に鋳込まれる。そして開口形成位置１１２に向けて前記実施の形態１と同様にドリル刃１１８にて穿孔される。このことによりオイル導入孔１２０及びオイル排出孔１２２と共に、開口形成位置１１２に開口が形成されて、クーリングチャンネル用の冷却流路用空間１１４が冷却流路１２４となり、ピストン本体１０４が完成する。   The wear resistant ring 106 with a cooling channel is cast into the piston main body 104 as shown in a longitudinal sectional view in FIGS. Then, drilling is performed by the drill blade 118 toward the opening forming position 112 as in the first embodiment. As a result, an opening is formed at the opening forming position 112 together with the oil introduction hole 120 and the oil discharge hole 122, the cooling channel space 114 for the cooling channel becomes the cooling channel 124, and the piston body 104 is completed.

このように開口形成位置１１２全体を薄肉状にしても、前記実施の形態１の効果を生じさせることができる。
［実施の形態３］
本実施の形態では、前記実施の形態１の開口形成位置の構造と異なるのは、図１３に示すごとくピストン冷却流路形成用環状体２１０に形成されている開口形成位置２１２の薄肉部２１２ａは冷却流路用空間２１４側、即ち内面側を窪ませることにより形成している点である。したがって外面側は平滑な曲面が形成されているのみである。図１３の(ａ)はピストン冷却流路形成用環状体２１０の斜視図、(ｂ)は平面図である。 Thus, even if the opening forming position 112 is made thin as a whole, the effect of the first embodiment can be produced.
[Embodiment 3]
In this embodiment, the structure of the opening forming position of the first embodiment is different from the structure of the opening forming position of the opening forming position 212 formed in the piston cooling channel forming annular body 210 as shown in FIG. The cooling channel space 214 side, that is, the inner surface side is formed by recessing. Therefore, only a smooth curved surface is formed on the outer surface side. FIG. 13A is a perspective view of the piston cooling flow path forming annular body 210, and FIG. 13B is a plan view.

このピストン冷却流路形成用環状体２１０が、図１４の(ａ)、(ｂ)にて縦断面図で示すごとく、前記実施の形態１と同形状の耐摩環本体２０８に溶接にて一体化されることにより、クーリングチャンネル付耐摩環２０６が構成されている。   The annular body 210 for forming the piston cooling flow path is integrated with the wear-resistant ring body 208 having the same shape as that of the first embodiment by welding as shown in the longitudinal sectional views in FIGS. As a result, a wear-resistant ring 206 with a cooling channel is configured.

このクーリングチャンネル付耐摩環２０６が、ピストン本体２０４内に鋳込まれる。そして開口形成位置２１２に向けて前記実施の形態１と同様にドリル刃２１８にて穿孔される。このことによりオイル導入孔２２０及びオイル排出孔２２２と共に、開口形成位置２１２に開口が形成されて、クーリングチャンネル用の冷却流路用空間２１４が冷却流路２２４となり、ピストン本体２０４が完成する。   The wear resistant ring 206 with a cooling channel is cast into the piston body 204. Then, drilling is performed by the drill blade 218 toward the opening forming position 212 as in the first embodiment. As a result, an opening is formed at the opening forming position 212 together with the oil introduction hole 220 and the oil discharge hole 222, the cooling channel space 214 for the cooling channel becomes the cooling channel 224, and the piston body 204 is completed.

以上説明した本実施の形態３によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．上述したごとく開口形成位置２１２の薄肉部２１２ａを内面側に形成しても、前記実施の形態１の効果を生じさせることができる。 According to the third embodiment described above, the following effects can be obtained.
(I). As described above, even if the thin portion 212a of the opening forming position 212 is formed on the inner surface side, the effect of the first embodiment can be produced.

（ロ）．開口形成位置２１２の薄肉部２１２ａが内側のみであることにより外面側は滑らかな面とされている。このことによりピストン冷却流路形成用環状体２１０を図１４に示したごとくアルミニウム合金の鋳造体内に鋳込んでも溶湯の円滑な流れを維持でき、鋳造したピストン本体２０４の耐久性を高くすることができる。   (B). Since the thin portion 212a of the opening formation position 212 is only on the inner side, the outer surface side is a smooth surface. Accordingly, even if the piston cooling flow path forming annular body 210 is cast into an aluminum alloy casting body as shown in FIG. 14, the smooth flow of the molten metal can be maintained, and the durability of the cast piston body 204 can be increased. it can.

［実施の形態４］
本実施の形態では、前記実施の形態１の開口形成位置の構造と異なるのは、図１５に示すごとくピストン冷却流路形成用環状体３１０に設けられている開口形成位置３１２の周縁部には丸孔状の貫通部３１２ａが不連続に形成されている点である。このように貫通部３１２ａ間が不連続であることにより、貫通部３１２ａに囲まれた内側の領域３１２ｂは脱落することはない。図１５の(ａ)はピストン冷却流路形成用環状体３１０の正面図、(ｂ)は斜視図、(ｃ)は平面図、(ｄ)はその部分拡大図である。 [Embodiment 4]
In this embodiment, the structure of the opening forming position of the first embodiment is different from the structure of the opening forming position 312 provided in the piston cooling flow path forming annular body 310 as shown in FIG. This is a point where the round hole-shaped through portions 312a are formed discontinuously. As described above, the discontinuity between the penetrating portions 312a prevents the inner region 312b surrounded by the penetrating portions 312a from dropping off. 15A is a front view of the piston cooling flow path forming annular body 310, FIG. 15B is a perspective view, FIG. 15C is a plan view, and FIG. 15D is a partially enlarged view thereof.

このピストン冷却流路形成用環状体３１０が、図１６の(ａ)、(ｂ)にて縦断面図で示すごとく、前記実施の形態１と同形状の耐摩環本体３０８に溶接にて一体化されることにより、クーリングチャンネル付耐摩環３０６が構成されている。   This annular body 310 for forming the piston cooling flow path is integrated with the wear-resistant ring body 308 having the same shape as that of the first embodiment by welding as shown in the longitudinal sectional views in FIGS. 16 (a) and 16 (b). As a result, a wear-resistant ring 306 with a cooling channel is configured.

このクーリングチャンネル付耐摩環３０６が、ピストン本体３０４内に鋳込まれる。この鋳込み時には貫通部３１２ａの小径であるので溶湯は通過せず、冷却流路用空間３１４内には溶湯は浸入しない。   This wear-resistant ring 306 with a cooling channel is cast into the piston body 304. At the time of casting, since the diameter of the through portion 312a is small, the molten metal does not pass and the molten metal does not enter the cooling channel space 314.

そして開口形成位置３１２に向けて前記実施の形態１と同様にドリル刃３１８にて穿孔される。このことによりオイル導入孔３２０及びオイル排出孔３２２と共に、開口形成位置３１２に開口が形成されて、クーリングチャンネル用の冷却流路用空間３１４が冷却流路３２４となり、ピストン本体３０４が完成する。   Then, drilling is performed by the drill blade 318 toward the opening forming position 312 as in the first embodiment. As a result, an opening is formed at the opening forming position 312 together with the oil introduction hole 320 and the oil discharge hole 322, the cooling channel space 314 for the cooling channel becomes the cooling channel 324, and the piston body 304 is completed.

上述したごとく開口形成位置３１２の周縁部に貫通部３１２ａを不連続に形成しても、前記実施の形態１の効果を生じさせることができる。
［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態２においては、図１１，１２にて示したごとく開口形成位置１１２はピストン冷却流路形成用環状体１１０の外周面に窪ませたが、内周面側を窪ませても良い。このことにより前記実施の形態３の（ロ）の効果を生じる。 As described above, even if the through portions 312a are formed discontinuously at the periphery of the opening forming position 312, the effect of the first embodiment can be produced.
[Other embodiments]
(A). In the second embodiment, as shown in FIGS. 11 and 12, the opening forming position 112 is recessed on the outer peripheral surface of the piston cooling flow path forming annular body 110, but the inner peripheral surface side may be recessed. . This produces the effect (b) of the third embodiment.

（ｂ）．前記実施の形態４においては、図１５，１６に示したごとく丸孔状の貫通部３１２ａが開口形成位置３１２の周縁部に不連続に形成されていたが、これ以外の形状の貫通部であっても良い。例えば、図１７の(ａ)に示すごとく、開口形成位置４１２の周縁部にて周方向に伸びるスリット４１２ａとして貫通部を形成しても良い。あるいは図１７の(ｂ)に示すごとく、開口形成位置５１２の周縁部にて径方向に伸びるスリット５１２ａとして形成しても良い。それぞれ各スリット配列の最外位置よりも内側にてドリル刃にて開口部を形成する。このことによっても前記実施の形態１の効果を生じる。   (B). In the fourth embodiment, as shown in FIGS. 15 and 16, the round hole-shaped through portion 312 a is formed discontinuously at the peripheral edge of the opening forming position 312. May be. For example, as shown in FIG. 17A, a through portion may be formed as a slit 412 a extending in the circumferential direction at the peripheral portion of the opening formation position 412. Alternatively, as shown in (b) of FIG. 17, it may be formed as a slit 512 a extending in the radial direction at the peripheral portion of the opening formation position 512. An opening is formed with a drill blade inside the outermost position of each slit array. This also produces the effect of the first embodiment.

（ｃ）．前記各実施の形態ではディーゼルエンジンに適用したピストンの例を示したが、ガソリンエンジンのピストンにも適用できる。   (C). In each of the above embodiments, an example of a piston applied to a diesel engine has been shown, but the present invention can also be applied to a piston of a gasoline engine.

実施の形態１のピストンの縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the piston according to the first embodiment. 同じく耐摩環本体の構成説明図。The structure explanatory drawing of a wear-resistant ring body similarly. 同じくピストン冷却流路形成用環状体の構成説明図。The structure explanatory drawing of the annular body for piston cooling flow path formation similarly. 同じくピストン冷却流路形成用環状体の拡大縦断面図。Similarly the enlarged longitudinal cross-sectional view of the annular body for piston cooling flow path formation. 同じくクーリングチャンネル付耐摩環の構成説明図。The structure explanatory drawing of a wear-resistant ring with a cooling channel similarly. 同じくピストン本体の構成説明図。The structure explanatory drawing of a piston main body similarly. 同じくピストン本体の部分拡大断面図。The partial expanded sectional view of a piston main body similarly. 同じくピストン本体の部分拡大断面図。The partial expanded sectional view of a piston main body similarly. 同じくピストン本体の部分拡大断面図。The partial expanded sectional view of a piston main body similarly. 同じく板状環状体の平面図。The top view of a plate-shaped annular body similarly. 実施の形態２のクーリングチャンネル付耐摩環の構成説明図。The structure explanatory drawing of the wear-resistant ring with a cooling channel of Embodiment 2. FIG. 同じくピストン本体の部分拡大断面図。The partial expanded sectional view of a piston main body similarly. 実施の形態３のピストン冷却流路形成用環状体の構成説明図。FIG. 6 is a configuration explanatory diagram of a piston cooling flow path forming annular body according to a third embodiment. 同じくピストン本体の部分拡大断面図。The partial expanded sectional view of a piston main body similarly. 実施の形態４のピストン冷却流路形成用環状体の構成説明図。FIG. 6 is a configuration explanatory view of a piston cooling flow path forming annular body according to a fourth embodiment. 同じくピストン本体の部分拡大断面図。The partial expanded sectional view of a piston main body similarly. 他の実施の形態における貫通部の例を示す説明図。Explanatory drawing which shows the example of the penetration part in other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

２…ピストン、４…ピストン本体、６…クーリングチャンネル付耐摩環、８…耐摩環本体、８ａ…外周面、８ｂ…トップリング溝、８ｃ…段差、８ｄ，８ｅ…内周面、１０…ピストン冷却流路形成用環状体、１０ａ，１０ｂ…外周端縁部、１２…開口形成位置、１２ａ…薄肉部、１４…冷却流路用空間、１８…ドリル刃、２０…オイル導入孔、２０ａ…開口部、２２…オイル排出孔、２２ａ…開口部、２４…冷却流路、２５…オイル噴射口、２６…コンロッド、２６ａ…オイル導入孔、２８…ピストンピン、３０…板状環状体、１０４…ピストン本体、１０６…クーリングチャンネル付耐摩環、１０８…耐摩環本体、１１０…ピストン冷却流路形成用環状体、１１２…開口形成位置、１１４…冷却流路用空間、１１８…ドリル刃、１２０…オイル導入孔、１２２…オイル排出孔、１２４…冷却流路、２０４…ピストン本体、２０６…クーリングチャンネル付耐摩環、２０８…耐摩環本体、２１０…ピストン冷却流路形成用環状体、２１２…開口形成位置、２１２ａ…薄肉部、２１４…冷却流路用空間、２１８…ドリル刃、２２０…オイル導入孔、２２２…オイル排出孔、２２４…冷却流路、３０４…ピストン本体、３０６…クーリングチャンネル付耐摩環、３０８…耐摩環本体、３１０…ピストン冷却流路形成用環状体、３１２…開口形成位置、３１２ａ…貫通部、３１２ｂ…内側の領域、３１４…冷却流路用空間、３１８…ドリル刃、３２０…オイル導入孔、３２２…オイル排出孔、３２４…冷却流路、４１２…開口形成位置、４１２ａ…スリット、５１２…開口形成位置、５１２ａ…スリット。   2 ... Piston, 4 ... Piston body, 6 ... Abrasion resistant ring with cooling channel, 8 ... Abrasion resistant ring body, 8a ... Outer peripheral surface, 8b ... Top ring groove, 8c ... Step, 8d, 8e ... Inner peripheral surface, 10 ... Piston cooling Channel-forming annular body, 10a, 10b ... outer peripheral edge, 12 ... opening formation position, 12a ... thin wall part, 14 ... cooling channel space, 18 ... drill blade, 20 ... oil introduction hole, 20a ... opening 22 ... Oil discharge hole, 22a ... Opening, 24 ... Cooling flow path, 25 ... Oil injection port, 26 ... Connecting rod, 26a ... Oil introduction hole, 28 ... Piston pin, 30 ... Plate-shaped annular body, 104 ... Piston body 106 ... Wear-resistant ring with cooling channel, 108 ... Wear-resistant ring body, 110 ... Ring for forming piston cooling flow path, 112 ... Opening formation position, 114 ... Space for cooling flow path, 118 ... Drill blade, 120 ... 122 ... Oil discharge hole, 124 ... Cooling channel, 204 ... Piston body, 206 ... Abrasion ring with cooling channel, 208 ... Abrasion ring body, 210 ... Ring for forming piston cooling channel, 212 ... Opening formation Position, 212a ... thin wall portion, 214 ... cooling passage space, 218 ... drill blade, 220 ... oil introduction hole, 222 ... oil discharge hole, 224 ... cooling passage, 304 ... piston body, 306 ... wear ring with cooling channel 308: Abrasion-resistant ring body, 310: Piston cooling channel forming ring, 312 ... Opening position, 312a ... Penetration part, 312b ... Inner region, 314 ... Cooling channel space, 318 ... Drill blade, 320 ... Oil introduction hole, 322... Oil discharge hole, 324 ... cooling flow path, 412 ... opening formation position, 412a ... slit, 512 ... opening formation position, 51 a ... slit.

Claims (15)

ピストン内に埋設されることでピストン内部に冷却媒体流通のための冷却流路を形成するピストン冷却流路形成用環状体であって、
外部と冷却媒体の給排を行う開口を形成するための開口形成位置が、他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状とされていることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 An annular body for forming a piston cooling channel that forms a cooling channel for circulating a cooling medium inside the piston by being embedded in the piston,
An annular body for forming a piston cooling channel, characterized in that the opening forming position for forming the opening for supplying and discharging the cooling medium to and from the outside has a shape that is easier to open by machining than the other positions. . ピストン内に埋設されることでピストン内部に冷却媒体流通のための冷却流路を形成するピストン冷却流路形成用環状体であって、
外部と冷却媒体の給排を行う開口を形成するための開口形成位置が、他の位置よりも機械的強度が弱い形状とされていることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 An annular body for forming a piston cooling channel that forms a cooling channel for circulating a cooling medium inside the piston by being embedded in the piston,
An annular body for forming a piston cooling flow path, wherein an opening forming position for forming an opening for supplying and discharging the cooling medium to and from the outside is shaped to have a mechanical strength weaker than other positions. 請求項１又は２に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記開口形成位置は、この位置の周縁部が他の位置よりも肉厚が薄く形成されていることにより、他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状あるいは機械的強度が弱い形状とされていることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 3. The piston cooling flow path forming annular body according to claim 1, wherein the opening forming position is formed in such a manner that the peripheral portion of this position is formed thinner than the other position, so that the opening position is smaller than the other position. An annular body for forming a piston cooling channel, wherein the opening is easily machined or has a low mechanical strength. 請求項１又は２に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記開口形成位置は、この位置が他の位置よりも肉厚が薄く形成されていることにより、他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状あるいは機械的強度が弱い形状とされていることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 The annular body for forming a piston cooling channel according to claim 1 or 2, wherein the opening forming position is machined more than the other position because the position is formed thinner than the other position. An annular body for forming a piston cooling channel, characterized in that the opening is easily shaped or the shape is weak in mechanical strength. 請求項３又は４に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記開口形成位置において、内面側に窪みが形成され、外面側には窪みが形成されていない状態であることにより、肉厚が薄く形成されていることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 The annular body for forming a piston cooling channel according to claim 3 or 4, wherein at the opening formation position, a depression is formed on the inner surface side and no depression is formed on the outer surface side. An annular body for forming a piston cooling channel, characterized in that is formed thin. 請求項１又は２に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記開口形成位置は、この位置の周縁部に貫通部が不連続に形成されていることにより、他の位置よりも機械加工による開口が容易な形状あるいは機械的強度が弱い形状とされていることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 The annular body for forming a piston cooling channel according to claim 1 or 2, wherein the opening forming position is machined more than the other positions by forming a discontinuous portion at a peripheral portion of this position. An annular body for forming a piston cooling channel, characterized in that the opening is easily shaped or the shape is weak in mechanical strength. 請求項６に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記貫通部は、前記開口形成位置の周縁部にて周方向に伸びるスリットとして形成されていることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 The piston cooling flow path forming annular body according to claim 6, wherein the penetrating portion is formed as a slit extending in a circumferential direction at a peripheral edge portion of the opening forming position. Annulus. 請求項６に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記貫通部は、前記開口形成位置の周縁部にて径方向に伸びるスリットとして形成されていることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 The piston cooling flow path forming annular body according to claim 6, wherein the penetrating portion is formed as a slit extending in a radial direction at a peripheral edge portion of the opening forming position. Annulus. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、ピストン冷却流路形成用環状体自身は金属製であり、前記開口形成位置の形状はプレス加工により形成されていることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 The piston cooling flow path forming annular body according to any one of claims 1 to 8, wherein the piston cooling flow path forming annular body itself is made of metal, and the shape of the opening forming position is formed by pressing. An annular body for forming a piston cooling flow path. 請求項１〜９のいずれか一項に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、ピストン冷却流路形成用環状体自身は金属製であり、前記開口形成位置以外の形状は金属板を曲げ加工することにより形成されていることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 The piston cooling flow path forming annular body according to any one of claims 1 to 9, wherein the piston cooling flow path forming annular body itself is made of metal, and a shape other than the opening formation position is a bent metal plate. An annular body for forming a piston cooling flow path, which is formed by processing. 請求項１０に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、前記曲げ加工は、プレス加工又はロール加工であることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 11. The piston cooling flow path forming annular body according to claim 10, wherein the bending process is a press process or a roll process. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、ピストンはアルミニウム合金製であり、鉄合金製のピストン冷却流路形成用環状体自身が鋳込まれることで前記ピストン内に埋設されるものであることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 The annular body for forming a piston cooling channel according to any one of claims 1 to 11, wherein the piston is made of an aluminum alloy, and the annular body for forming a piston cooling channel made of an iron alloy is cast. An annular body for forming a piston cooling channel, which is embedded in the piston. 請求項１２に記載のピストン冷却流路形成用環状体において、ピストン冷却流路形成用環状体自身は、ピストンの外周面に一部が露出する耐摩環の背後に一体化されて鋳込まれることにより、前記冷却流路を形成した状態にてピストン内に埋設されるものであることを特徴とするピストン冷却流路形成用環状体。 The piston cooling flow path forming annular body according to claim 12, wherein the piston cooling flow path forming annular body itself is integrally cast behind a wear-resistant ring partially exposed on the outer peripheral surface of the piston. Thus, the piston cooling channel forming annular body is embedded in the piston in a state where the cooling channel is formed. 請求項１〜１３のいずれか一項に記載のピストン冷却流路形成用環状体を、ピストン内に埋設した後に、ピストン底面側からドリル刃により前記開口形成位置に向けて穿孔することで外部と前記冷却流路との間で冷却媒体の給排を行う連通路及び前記開口を形成することを特徴とするピストン用クーリングチャンネル形成方法。 The annular body for forming a piston cooling channel according to any one of claims 1 to 13 is embedded in the piston, and then drilled from the bottom surface side of the piston toward the opening forming position by a drill blade. A method for forming a cooling channel for a piston, comprising: forming a communication path for supplying and discharging a cooling medium to and from the cooling flow path and the opening. 請求項１４に記載のピストン用クーリングチャンネル形成方法にて形成されたピストン用クーリングチャンネルを有することを特徴とする内燃機関用ピストン。 A piston for an internal combustion engine, comprising: a piston cooling channel formed by the method for forming a piston cooling channel according to claim 14.
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