JP2731804B2 - 内燃機関用ピストンの製造方法 - Google Patents
内燃機関用ピストンの製造方法Info
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関用ピストンの製造方法に係り、とく
に無機繊維集合体や多孔質金属成形体等によって所要の
部位を補強するとともに、内部に円周方向に延びる冷却
用空洞を形成するようにした内燃機関用ピストンの製造
方法に関する。
に無機繊維集合体や多孔質金属成形体等によって所要の
部位を補強するとともに、内部に円周方向に延びる冷却
用空洞を形成するようにした内燃機関用ピストンの製造
方法に関する。
冷却用空洞を形成するための可溶性中子を補強用のプ
リフォーム上に載置した状態で金型内に配し、しかもコ
アに支持手段を設け、この支持手段によってプリフォー
ム上の可溶性中子を上記プリフォームと共働して位置保
持することにより、加圧鋳造時に可溶性中子が浮くのを
防止するようにしたものである。
リフォーム上に載置した状態で金型内に配し、しかもコ
アに支持手段を設け、この支持手段によってプリフォー
ム上の可溶性中子を上記プリフォームと共働して位置保
持することにより、加圧鋳造時に可溶性中子が浮くのを
防止するようにしたものである。
例えば特開昭60-13955号公報に開示されているよう
に、ピストンのトップリング溝の部分や燃焼室の周縁部
に無機繊維集合体あるいは多孔質金属成形体を複合する
ことによって、高い熱的な負荷に耐えるピストンが得ら
れることになる。さらにこのようなピストンの内部に冷
却用空洞を形成し、その中をオイルを循環させて熱を吸
収することにより、ピストンを熱負荷から守ることが可
能になる。上記冷却用空洞はピストンの鋳造時に、その
金型内に可溶性中子を配し、鋳包まれた上記可溶性中子
を鋳造後に溶解することによって形成されるようになっ
ている。
に、ピストンのトップリング溝の部分や燃焼室の周縁部
に無機繊維集合体あるいは多孔質金属成形体を複合する
ことによって、高い熱的な負荷に耐えるピストンが得ら
れることになる。さらにこのようなピストンの内部に冷
却用空洞を形成し、その中をオイルを循環させて熱を吸
収することにより、ピストンを熱負荷から守ることが可
能になる。上記冷却用空洞はピストンの鋳造時に、その
金型内に可溶性中子を配し、鋳包まれた上記可溶性中子
を鋳造後に溶解することによって形成されるようになっ
ている。
このように所要の部位を無機繊維集合体あるいは多孔
質金属成形体によって補強するとともに、内部に冷却用
空洞を設ける場合には、補強材料から成るプリフォーム
と可溶性中子とを金型内に配し、この状態で鋳造を行な
う必要がある。そこで特開昭60-13955号公報に見られる
ように、補強材料によって構成されるプリフォーム上に
可溶性中子を取付けて金型内に配するようにしている。
質金属成形体によって補強するとともに、内部に冷却用
空洞を設ける場合には、補強材料から成るプリフォーム
と可溶性中子とを金型内に配し、この状態で鋳造を行な
う必要がある。そこで特開昭60-13955号公報に見られる
ように、補強材料によって構成されるプリフォーム上に
可溶性中子を取付けて金型内に配するようにしている。
このように可溶性中子を補強材のプリフォームに支持
させた状態で金型内に配するようにするためには、可溶
性中子をプリフォームに固定する必要がある。そこで接
着剤によって可溶性中子をプリフォームに接着するよう
にしている。ところが接着剤を用いるようにすると、接
着剤をつける工程が増加することになり、これによって
生産性が低下する。また無機繊維集合体や多孔質金属成
形体等によって補強用のプリフォームを構成するように
すると、その空隙内に溶湯が侵入し易いようにプリフォ
ームを予め高温で予熱をする必要がある。ところが可溶
性中子を取付けた状態で上記プリフォームを加熱する
と、可溶性中子が溶けて変形したり、接着剤が炭化して
しまうというような問題があった。
させた状態で金型内に配するようにするためには、可溶
性中子をプリフォームに固定する必要がある。そこで接
着剤によって可溶性中子をプリフォームに接着するよう
にしている。ところが接着剤を用いるようにすると、接
着剤をつける工程が増加することになり、これによって
生産性が低下する。また無機繊維集合体や多孔質金属成
形体等によって補強用のプリフォームを構成するように
すると、その空隙内に溶湯が侵入し易いようにプリフォ
ームを予め高温で予熱をする必要がある。ところが可溶
性中子を取付けた状態で上記プリフォームを加熱する
と、可溶性中子が溶けて変形したり、接着剤が炭化して
しまうというような問題があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであ
って、冷却用空洞を形成するための可溶性中子を補強用
のプリフォームに予め接着あるいは固定することなく、
単に上から載置するだけで確実に固定されるようにし、
可溶性中子が加圧鋳造時に浮上ったり、倒れたりしない
ようにした方法を提供することを目的とするものであ
る。
って、冷却用空洞を形成するための可溶性中子を補強用
のプリフォームに予め接着あるいは固定することなく、
単に上から載置するだけで確実に固定されるようにし、
可溶性中子が加圧鋳造時に浮上ったり、倒れたりしない
ようにした方法を提供することを目的とするものであ
る。
本発明は、所要の部位を補強するためのプリフォーム
上に可溶性中子を載置して鋳型内に配し、溶湯を前記鋳
型内に注入して前記プリフォームを加圧鋳造により複合
するとともに、鋳造完了後鋳包まれた前記可溶性中子を
溶解して冷却用空洞を形成するようにした方法におい
て、 ピストンの内部に凹部を形成するためのコアに固定さ
れた支持手段を設け、鋳型内に配された前記プリフォー
ムに対して前記可溶性中子を前記支持手段によって押圧
するようにして前記プリフォーム上に載置された前記可
溶性中子を所定の位置に保持しながら加圧鋳造すること
を特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法に関するも
のである。
上に可溶性中子を載置して鋳型内に配し、溶湯を前記鋳
型内に注入して前記プリフォームを加圧鋳造により複合
するとともに、鋳造完了後鋳包まれた前記可溶性中子を
溶解して冷却用空洞を形成するようにした方法におい
て、 ピストンの内部に凹部を形成するためのコアに固定さ
れた支持手段を設け、鋳型内に配された前記プリフォー
ムに対して前記可溶性中子を前記支持手段によって押圧
するようにして前記プリフォーム上に載置された前記可
溶性中子を所定の位置に保持しながら加圧鋳造すること
を特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法に関するも
のである。
従って鋳型内に補強用のプリフォームを配するととも
に、このプリフォームの上に可溶性中子を載置し、しか
も鋳型内にコアを侵入させるようにして鋳型を閉じ、加
圧鋳造することによって内燃機関用ピストンが製造され
る。そしてプリフォーム上に載置されている可溶性中子
は、このキャビティ内に溶湯が注入されても、支持手段
によって押圧されているため浮上がることがなく、これ
によって可溶性中子が所定の位置に保持されることにな
る。そして鋳造後に鋳くるまれた上記可溶性中子を溶解
することによって、内部に冷却用空洞が形成される。
に、このプリフォームの上に可溶性中子を載置し、しか
も鋳型内にコアを侵入させるようにして鋳型を閉じ、加
圧鋳造することによって内燃機関用ピストンが製造され
る。そしてプリフォーム上に載置されている可溶性中子
は、このキャビティ内に溶湯が注入されても、支持手段
によって押圧されているため浮上がることがなく、これ
によって可溶性中子が所定の位置に保持されることにな
る。そして鋳造後に鋳くるまれた上記可溶性中子を溶解
することによって、内部に冷却用空洞が形成される。
第６図は本発明の一実施例に係る方法によって製造さ
れた内燃機関用ピストン10を示すものである。なおこの
ピストン10はディーゼルエンジンに用いられるピストン
であって、アルミニウム合金によって高圧鋳造で製造さ
れたものである。そしてピストン10の頂面には凹部から
成る燃焼室11が形成されている。またこのピストン10の
外周側のトップリング溝に対応する部分には無機繊維集
合体12が複合されており、これによってピストン10が複
合強化されるようにしている。また無機繊維集合体12に
よって補強された部分の内側には冷却用空洞13が円周方
向に沿って形成されており、この中を冷却用オイルを循
環させることによって頂面側の冷却を行なうようにして
いる。またピストン10の下部は凹部14に構成されるとと
もに、この凹部14に突出するようにピンボス15が形成さ
れている。ピンボス15はピストンピンを受入れるピン穴
16を有するようになっている。
れた内燃機関用ピストン10を示すものである。なおこの
ピストン10はディーゼルエンジンに用いられるピストン
であって、アルミニウム合金によって高圧鋳造で製造さ
れたものである。そしてピストン10の頂面には凹部から
成る燃焼室11が形成されている。またこのピストン10の
外周側のトップリング溝に対応する部分には無機繊維集
合体12が複合されており、これによってピストン10が複
合強化されるようにしている。また無機繊維集合体12に
よって補強された部分の内側には冷却用空洞13が円周方
向に沿って形成されており、この中を冷却用オイルを循
環させることによって頂面側の冷却を行なうようにして
いる。またピストン10の下部は凹部14に構成されるとと
もに、この凹部14に突出するようにピンボス15が形成さ
れている。ピンボス15はピストンピンを受入れるピン穴
16を有するようになっている。
第１図はこのようなピストン10を鋳造するための鋳造
装置を示すものであって、その下型20の上面には凸部21
が形成されており、この凸部21によって上記燃焼室11を
形成するようにしている。また下型20の内周側の上部に
は段部22が設けられている。また下型20の上方には筒型
24が配されるとともに、この筒型24内には上型25のコア
26が挿入されるようになっている。なおコア26には第４
図に示すに、２本の支持棒27が一体に設けられている。
装置を示すものであって、その下型20の上面には凸部21
が形成されており、この凸部21によって上記燃焼室11を
形成するようにしている。また下型20の内周側の上部に
は段部22が設けられている。また下型20の上方には筒型
24が配されるとともに、この筒型24内には上型25のコア
26が挿入されるようになっている。なおコア26には第４
図に示すに、２本の支持棒27が一体に設けられている。
このような鋳造装置によってピストンを鋳造する場合
には、第２図に示すように下型20の段部22に無機繊維集
合体によって構成されるプリフォーム12を配置する。さ
らに無機繊維集合体12上には塩化ナトリウム（食塩）か
ら成るリング状の可溶性中子23を第３図に示すように配
する。そしてこの状態において筒型24内に上型25のコア
26を静かに下す。するとコア26の先端部に設けられてい
る一対の支持棒27が第１図に示すようにプリフォーム12
上に載置されている可溶性中子23を上から押圧して固定
することになる。このような状態において金型のキャビ
ティ30にはアルミニウム合金の溶湯が注入されるととも
に、加圧下で凝固されることになる。
には、第２図に示すように下型20の段部22に無機繊維集
合体によって構成されるプリフォーム12を配置する。さ
らに無機繊維集合体12上には塩化ナトリウム（食塩）か
ら成るリング状の可溶性中子23を第３図に示すように配
する。そしてこの状態において筒型24内に上型25のコア
26を静かに下す。するとコア26の先端部に設けられてい
る一対の支持棒27が第１図に示すようにプリフォーム12
上に載置されている可溶性中子23を上から押圧して固定
することになる。このような状態において金型のキャビ
ティ30にはアルミニウム合金の溶湯が注入されるととも
に、加圧下で凝固されることになる。
このような溶湯鍛造の方法によって、第１図に示す装
置で内燃機関用ピストン10（第６図参照）が製造される
ことになる。このようなピストン10は、上記プリフォー
ム12によってトップリング溝の部分が補強される。また
コア26とともに支持棒27を抜去った後に形成される貫通
穴31を通して水を注入することにより、内部に鋳包まれ
た食塩から成る可溶性中子23が溶解されて除去されるこ
とになり、これによって第６図に示すように円周方向に
延びるリング状の空洞13が形成されることになる。そし
て上記貫通穴がオイル通路31を構成することになるため
に、このピストンをエンジンに組込んで運転を行なう
と、オイル通路31を通して冷却用空洞13内にオイルが循
環することになり、これによってピストン10のとくに頂
部側の熱を吸収できるようになる。
置で内燃機関用ピストン10（第６図参照）が製造される
ことになる。このようなピストン10は、上記プリフォー
ム12によってトップリング溝の部分が補強される。また
コア26とともに支持棒27を抜去った後に形成される貫通
穴31を通して水を注入することにより、内部に鋳包まれ
た食塩から成る可溶性中子23が溶解されて除去されるこ
とになり、これによって第６図に示すように円周方向に
延びるリング状の空洞13が形成されることになる。そし
て上記貫通穴がオイル通路31を構成することになるため
に、このピストンをエンジンに組込んで運転を行なう
と、オイル通路31を通して冷却用空洞13内にオイルが循
環することになり、これによってピストン10のとくに頂
部側の熱を吸収できるようになる。
なお上記実施例においては、コア26上に第４図に示す
ように２本の支持棒27を配設しているが、プリフォーム
12が発泡金属や焼結リングのような硬い材料から構成さ
れる場合には２本の支持棒27によって十分に浮かされた
り倒れたりするのを防止し、固定するという目的を達す
ることができる。これに対してセラミック材料から成る
無機繊維集合体によってプリフォーム12を成形する場合
には、プリフォーム12それ自身が軟らかく、また収縮し
易いために、第５図に示すようにコア26上に３本以上の
支持棒27を設けることが望ましい。また支持棒27はコア
26と一体に設けてもよく、あるいはまた別部材によって
構成するようにしてもよい。
ように２本の支持棒27を配設しているが、プリフォーム
12が発泡金属や焼結リングのような硬い材料から構成さ
れる場合には２本の支持棒27によって十分に浮かされた
り倒れたりするのを防止し、固定するという目的を達す
ることができる。これに対してセラミック材料から成る
無機繊維集合体によってプリフォーム12を成形する場合
には、プリフォーム12それ自身が軟らかく、また収縮し
易いために、第５図に示すようにコア26上に３本以上の
支持棒27を設けることが望ましい。また支持棒27はコア
26と一体に設けてもよく、あるいはまた別部材によって
構成するようにしてもよい。
また無機繊維集合体、多孔質金属等によって所定の形
状に成形されるプリフォーム12は第６図に示すようにト
ップリング溝12の部分に補強されるために用いられるば
かりでなく、第７図に示すようにトップリング溝の部位
から頂面側にかけて補強されるようにピストン10に複合
してもよい。あるいはまた第８図に示すように、頂面に
形成されている凹部から成る燃焼室11の周縁部の補強に
用いられてもよい。
状に成形されるプリフォーム12は第６図に示すようにト
ップリング溝12の部分に補強されるために用いられるば
かりでなく、第７図に示すようにトップリング溝の部位
から頂面側にかけて補強されるようにピストン10に複合
してもよい。あるいはまた第８図に示すように、頂面に
形成されている凹部から成る燃焼室11の周縁部の補強に
用いられてもよい。
以上のように本発明は、ピストン内部に凹部を形成す
るためのコアに固定された支持手段を設け、鋳型内に配
されたプリフォームに対して可溶性中子を支持手段によ
って押圧するようにしてプリフォーム上に載置された可
溶性中子を所定の位置に保持しながら加圧鋳造するよう
にしたものである。
るためのコアに固定された支持手段を設け、鋳型内に配
されたプリフォームに対して可溶性中子を支持手段によ
って押圧するようにしてプリフォーム上に載置された可
溶性中子を所定の位置に保持しながら加圧鋳造するよう
にしたものである。
従って可溶性中子を鋳型内に予め配されたプリフォー
ム上に載置するとともに、鋳型を閉じることによってコ
アに固定された支持手段によって可溶性中子がプリフォ
ームに対して押圧されるようにして位置保持されること
になる。従って可溶性中子を所定の位置に保持するため
の作業が非常に容易になるとともに、工数の低減を図る
ことが可能になる。
ム上に載置するとともに、鋳型を閉じることによってコ
アに固定された支持手段によって可溶性中子がプリフォ
ームに対して押圧されるようにして位置保持されること
になる。従って可溶性中子を所定の位置に保持するため
の作業が非常に容易になるとともに、工数の低減を図る
ことが可能になる。
また従来行なわれていた可溶性中子の接着剤による固
定が必要でなくなり、可溶性中子を接着剤を用いてプリ
フォームに固定する必要がなくなる。従って接着剤を可
溶性中子に塗布する工程も不要になる。これによって工
程数を少なくするとともに、生産性を向上させることが
可能になる。
定が必要でなくなり、可溶性中子を接着剤を用いてプリ
フォームに固定する必要がなくなる。従って接着剤を可
溶性中子に塗布する工程も不要になる。これによって工
程数を少なくするとともに、生産性を向上させることが
可能になる。
またプリフォームに対する溶湯の侵入を容易にするた
めにプリフォームを予め予熱する場合においても、この
プリフォームを高温で予熱した後にその上に可溶性中子
を単に載置すればよく、予熱の際に可溶性中子が溶けて
変形したり、あるいはまた可溶性中子をプリフォームに
接着するための接着剤が炭化してしまうという問題を解
消できるようになる。
めにプリフォームを予め予熱する場合においても、この
プリフォームを高温で予熱した後にその上に可溶性中子
を単に載置すればよく、予熱の際に可溶性中子が溶けて
変形したり、あるいはまた可溶性中子をプリフォームに
接着するための接着剤が炭化してしまうという問題を解
消できるようになる。
また鋳型内のキャビティに溶湯を注入する際に、ある
いはまた溶湯の凝固時に可溶性中子がプリフォームに対
して支持手段によって押圧されるために、可溶性中子が
浮上がることがなく、正しい位置に保持されるために、
この可溶性中子によって冷却用空洞を正しい位置に形成
することが可能になる。
いはまた溶湯の凝固時に可溶性中子がプリフォームに対
して支持手段によって押圧されるために、可溶性中子が
浮上がることがなく、正しい位置に保持されるために、
この可溶性中子によって冷却用空洞を正しい位置に形成
することが可能になる。
第１図は本発明の一実施例に係る方法に用いられるピス
トンの鋳造装置の縦断面図、第２図は下型へプリフォー
ムを取付ける状態を示す断面図、第３図は同可溶性中子
を取付ける状態を示す断面図、第４図はコアの要部平面
図、第５図は変形例のコアの要部平面図、第６図は鋳造
されたピストンの縦断面図、第７図は変形例のピストン
の縦断面図、第８図はさらに別の変形例のピストンの縦
断面図である。 また図面中の主要な部分の名称はつぎの通りである。 10……内燃機関用ピストン 12……無機繊維集合体（プリフォーム） 13……冷却用空洞 14……凹部 20……下型 22……段部 23……可溶性中子 24……筒型 26……コア 27……支持棒 31……オイル通路（貫通穴）
トンの鋳造装置の縦断面図、第２図は下型へプリフォー
ムを取付ける状態を示す断面図、第３図は同可溶性中子
を取付ける状態を示す断面図、第４図はコアの要部平面
図、第５図は変形例のコアの要部平面図、第６図は鋳造
されたピストンの縦断面図、第７図は変形例のピストン
の縦断面図、第８図はさらに別の変形例のピストンの縦
断面図である。 また図面中の主要な部分の名称はつぎの通りである。 10……内燃機関用ピストン 12……無機繊維集合体（プリフォーム） 13……冷却用空洞 14……凹部 20……下型 22……段部 23……可溶性中子 24……筒型 26……コア 27……支持棒 31……オイル通路（貫通穴）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２２Ｄ 19/14 Ｂ２２Ｄ 19/14 Ｃ
Claims (4)
- 【請求項１】所要の部位を補強するためのプリフォーム
上に可溶性中子を載置して鋳型内に配し、溶湯を前記鋳
型内に注入して前記プリフォームを加圧鋳造により複合
するとともに、鋳造完了後鋳包まれた前記可溶性中子を
溶解して冷却用空洞を形成するようにした方法におい
て、 ピストンの内部に凹部を形成するためのコアに固定され
た支持手段を設け、鋳型内に配された前記プリフォーム
に対して前記可溶性中子を前記支持手段によって押圧す
るようにして前記プリフォーム上に載置された前記可溶
性中子を所定の位置に保持しながら加圧鋳造することを
特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法。 - 【請求項２】前記プリフォームがトップリング溝の部
分、またはトップリング溝の部位から頂面側にかけての
部分を補強することを特徴とする第１項に記載の内燃機
関用ピストンの製造方法。 - 【請求項３】前記プリフォームが頂面に形成されている
凹部から成る燃焼室の周縁部を補強することを特徴とす
る第１項に記載の内燃機関用ピストンの製造方法。 - 【請求項４】前記プリフォームが無機繊維集合体、多孔
質金属成形体、発泡金属成形体、または焼結リングから
成ることを特徴とする第１項に記載の内燃機関用ピスト
ンの製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP63321277A JP2731804B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 内燃機関用ピストンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63321277A JP2731804B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 内燃機関用ピストンの製造方法 |
Publications (2)
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| JP2731804B2 true JP2731804B2 (ja) | 1998-03-25 |
Family
ID=18130773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63321277A Expired - Lifetime JP2731804B2 (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 内燃機関用ピストンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2731804B2 (ja) |
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-
1988
- 1988-12-20 JP JP63321277A patent/JP2731804B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| JPH02169846A (ja) | 1990-06-29 |
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