JPH11141398A - Piston for internal combustion engine and its manufacture - Google Patents

Piston for internal combustion engine and its manufacture

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JPH11141398A
JPH11141398A JP9325418A JP32541897A JPH11141398A JP H11141398 A JPH11141398 A JP H11141398A JP 9325418 A JP9325418 A JP 9325418A JP 32541897 A JP32541897 A JP 32541897A JP H11141398 A JPH11141398 A JP H11141398A
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JP
Japan
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ring carrier
ring
piston
peripheral surface
fitting recess
Prior art date
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Application number
JP9325418A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Suzuki
吉洋 鈴木
Kenzo Otsuka
建三 大塚
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IZUMI KOGYO KK
Original Assignee
IZUMI KOGYO KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simply and surely form a cooling cavity and eliminate a cooling effect from being imparied by fittedly attaching a ring carrier in fitting recess part, by forming the cooling cavity constituted of a circumferential groove, and by connecting the ring carrier to a falling-prevention ring. SOLUTION: A fitting recess part 21 is formed in an outer circumferential face of a top surface 11 side of a main body part 10. The fitting recess part 21 is so formed as to be removed into an L-shape along the outer circumferential edge of the top face 11 and a circumferential groove (a cooling cavity) 22 is formed as being opened in the outer circumferential face of the fitting recess part 21. A ring-shaped ring carrier 23 is fittedly attached in the fitting recess part 21 provided with the cooling cavity 22 in its outer circumferential side. A holding groove 31 is formed in a prescribed position on the outer circumferential face of the fitting recess part 21 and a falling-prevention ring 30 which is held by this holding groove 31 is welded and connected to the ring carrier 23. This constitution can prevent the ring carrier 23 from being fallen.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関用ピストン
およびその製造方法に係り、とくに内部に冷却用空洞を
設けるようにした内燃機関用ピストンおよびその製造方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piston for an internal combustion engine and a method for manufacturing the same, and more particularly to a piston for an internal combustion engine having a cooling cavity formed therein.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼル機関用ピストンには、機関の
機械的および熱的負荷が高くなるにつれて、アルミニウ
ム合金製のピストンから、強度および耐摩耗性に優れた
鉄鋼製のピストンが広く用いられるようになっている。
2. Description of the Related Art As pistons for diesel engines have increased in mechanical and thermal loads, pistons made of aluminum alloys and steel pistons having excellent strength and wear resistance have been widely used. Has become.

【0003】鉄鋼製ピストンには、ダクタイル鋳鉄によ
って一体に鋳造した鋳鉄一体型ピストンと、頭部および
ピンボス部を一体に形成した鉄鋼製のヘッド部と、アル
ミニウム合金製のスカート部とを、ピン穴に嵌入したピ
ストンピンを介して連結した2ピースピストンと、鍛鋼
製の頭部と鉄鋼あるいはアルミニウム合金から成る本体
部とをボルトで結合した組立て式ピストンとに大別され
る。これら3種のピストンの内、ダクタイル鋳鉄製の一
体型ピストンが自動車や建機、あるいは小型舶用ディー
ゼル機関に広く用いられている。
[0003] The steel piston includes a cast iron integrated piston integrally cast with ductile cast iron, a steel head having a head and a pin boss integrally formed, and an aluminum alloy skirt having a pin hole. And a two-piece piston connected via a piston pin fitted into the piston, and an assembled piston in which a forged steel head and a main body made of steel or aluminum alloy are connected by bolts. Of these three types of pistons, one-piece pistons made of ductile cast iron are widely used in automobiles, construction machines, and small marine diesel engines.

【0004】ダクタイル鋳鉄一体型ピストンは、ピスト
ン頂面近傍の内部であってリングゾーン部の近傍に円周
方向に沿って円環状に冷却用空洞を備え、この冷却用空
洞内に冷却油を循環させることによってピストン頭部と
リングゾーン部とを冷却するようにしている。
[0004] The ductile cast iron integrated piston is provided with an annular cooling cavity along the circumferential direction inside the vicinity of the piston top surface and near the ring zone, and circulates cooling oil in the cooling cavity. By doing so, the piston head and the ring zone are cooled.

【0005】上記のような冷却用空洞は、円環状の砂中
子をピストンの内部に鋳包んだ状態で鋳鉄によって鋳造
した後に、上記砂中子を除去することによって形成され
る。
[0005] The cooling cavity as described above is formed by casting an annular sand core with cast iron in a state of being cast inside the piston, and then removing the sand core.

【0006】ダクタイル鋳鉄一体型のピストンにおいて
冷却用空洞を形成する場合には、上記の砂中子をピスト
ン中子本体に固定するのに手間がかかり、砂中子を要す
るためにその分だけコストが増大する。また冷却用空洞
の位置が砂中子の位置によって決定されるために、位置
精度が悪くなる欠点がある。さらに砂中子が溶湯に包ま
れるために、砂中子周辺は鋳造欠陥を生じ易い。このよ
うな鋳造欠陥を外部から目視で確認することができない
ために、ファイバスコープやX線検査装置等の高価な検
査装置によって検査を行なう必要がある。
When a cooling cavity is formed in a piston integrated with ductile cast iron, it takes time and effort to fix the above-mentioned sand core to the piston core body. Increase. Further, since the position of the cooling cavity is determined by the position of the sand core, there is a disadvantage that the positional accuracy is deteriorated. Further, since the sand core is wrapped in the molten metal, casting defects are likely to occur around the sand core. Since such a casting defect cannot be visually confirmed from the outside, it is necessary to perform inspection using an expensive inspection device such as a fiberscope or an X-ray inspection device.

【0007】またピストン頭部の燃焼室の形状や位置等
の設計上の制約から、冷却用空洞を形成するための砂中
子の形状が複雑になる場合や、非常に薄くなる場合があ
る。このような場合には砂中子が焼付いたり、鋳造後に
おいてピストンの内部から砂を除去するのが困難になる
等の問題がある。
In addition, due to design restrictions such as the shape and position of the combustion chamber at the piston head, the shape of the sand core for forming the cooling cavity may be complicated or extremely thin. In such a case, there are problems such as burning of the sand core and difficulty in removing sand from the inside of the piston after casting.

【0008】このような問題を解消して冷却空洞をより
容易に製作するために、例えば特開昭60−16615
7号公報には、ピストン頭部を複数の部分にそれぞれ分
割して製作するとともに、分割面に冷却用空洞を設ける
ようにし、後から溶接によって接合するようにした製作
方法が提案されている。また特開昭61−169646
号公報にも、冷却用空洞を含む部分において複数の分割
された各部分を溶接によって接合するようにした溶接型
ピストンクラウンが開示されている。また特開昭60−
166157号公報には、摩擦圧接の方法によって冷却
用空洞を含む分割面を接合するようにしたピストンの製
造方法が開示されている。
In order to solve such a problem and more easily manufacture a cooling cavity, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 60-16615.
No. 7 proposes a manufacturing method in which a piston head is divided into a plurality of parts and manufactured, and a cooling cavity is provided in a divided surface, and the parts are joined later by welding. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-169646
Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. H11-139,086 also discloses a welded piston crown in which a plurality of divided portions in a portion including a cooling cavity are joined by welding. Japanese Patent Laid-Open No. 60-
JP-A-166157 discloses a method of manufacturing a piston in which divided surfaces including a cooling cavity are joined by a friction welding method.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記のそれぞれの特許
公開公報に開示されている冷却用空洞の形成方法を利用
すると、冷却用空洞を形成するための砂中子をピストン
の内部に鋳包む必要がなくなり、鋳造上の問題が解消さ
れる。しかるに冷却用空洞が形成された分割部分を接合
するに当って別の問題を生ずる。
When the cooling cavity forming method disclosed in each of the above-mentioned patent publications is used, it is necessary to cast a sand core for forming the cooling cavity inside the piston. Is eliminated, and casting problems are eliminated. However, another problem arises in joining the divided portions in which the cooling cavities are formed.

【0010】接合する分割部分の少なくとも1つの構成
部分がダクタイル鋳鉄から成る場合には、ダクタイル鋳
鉄に含まれる多量の炭素によって、溶融部が冷却凝固し
た際に炭化物を含む硬くて脆い金属組織、すなわちチル
が発生し、これによって接合強度が低下するとともに、
加工性が悪化する。このような不具合を解消するため
に、焼戻しの熱処理が必要になってくる。
When at least one component of the divided portions to be joined is made of ductile cast iron, a large amount of carbon contained in the ductile cast iron causes a hard and brittle metal structure containing carbide when the molten portion is cooled and solidified, that is, Chills occur, which reduces the bonding strength and
Workability deteriorates. In order to solve such problems, a heat treatment for tempering is required.

【0011】また冷却用空洞を含む接合面を接合するこ
とに起因する問題として次のような問題がある。まず溶
接の場合にはその際の入力熱による局部的変形が発生す
る。また冷却用空洞内部へ溶融部がはみ出して製品の使
用時に冷却油の流れを阻害し、冷却用空洞が本来の機能
を発揮せず、冷却不良を起すことになる。また冷却用空
洞内に溶接粉が侵入する等の問題を生ずる。
[0011] Further, the following problem arises as a result of joining the joining surfaces including the cooling cavities. First, in the case of welding, local deformation occurs due to input heat at that time. In addition, the molten portion protrudes into the cooling cavity, obstructing the flow of cooling oil when the product is used, and the cooling cavity does not perform its original function, resulting in poor cooling. In addition, there is a problem that welding powder enters the cooling cavity.

【0012】溶融部のはみ出しや溶接粉の侵入に対する
対策としては、例えば実開平1−78249号公報に開
示されているように、接合部位を冷却用空洞より外側に
配置することが提案されている。ところがこのような対
策によると、前加工が複雑になるのが避けられない。
As a countermeasure against the protrusion of the molten portion and the invasion of welding powder, it has been proposed to dispose the joining portion outside the cooling cavity as disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-78249, for example. . However, such measures inevitably complicate the pre-processing.

【0013】複数の接合部を摩擦圧接によって接合する
場合にも、冷却用空洞内へ溶融部がはみ出す問題があ
る。これに対して冷却用空洞の内部にばり収容部を成形
する方法が実開平3−65840号公報に開示されてい
る。このようなピストンによると、製品使用時に冷却用
空洞にはみ出した溶融部が脱落して冷却油に混入するの
を防止するために、はみ出した溶融部を予め除去する必
要があり、そのために手間を要する問題がある。
[0013] Even when a plurality of joints are joined by friction welding, there is a problem that the melted portion protrudes into the cooling cavity. On the other hand, Japanese Unexamined Utility Model Publication No. 3-65840 discloses a method of forming a flash receiving portion inside a cooling cavity. According to such a piston, it is necessary to remove the protruding molten portion in advance in order to prevent the protruding molten portion from falling into the cooling cavity at the time of using the product and to be mixed into the cooling oil. There is a problem to be solved.

【0014】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、冷却用空洞が簡単かつ確実に形成され
るとともに、冷却効果を損うことがなく、しかも低コス
トで組立てることが可能な冷却空洞付きの内燃機関用ピ
ストンおよびその製造方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a problem, and a cooling cavity is simply and reliably formed, and the cooling effect is not impaired, and the assembling can be performed at low cost. It is an object to provide a piston for an internal combustion engine with a possible cooling cavity and a method for producing the same.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも頂
面を備えるとともに、頂面側の外周面に嵌着用凹部が形
成されている本体部と、外周面上にピストンリング溝が
形成され、前記本体部の嵌着用凹部に嵌着されるリング
キャリヤと、前記本体部の嵌着用凹部と前記リングキャ
リヤの内周面との接合部において少なくとも一方に形成
されている周溝から成る冷却用空洞と、前記嵌着用凹部
に形成されている保持溝に保持され、かつ前記リングキ
ャリヤに連結されている脱落防止用リングと、を具備す
る内燃機関用ピストンに関するものである。
According to the present invention, there is provided a main body having at least a top surface and a recess for fitting formed on the outer peripheral surface on the top surface side, and a piston ring groove formed on the outer peripheral surface, A cooling cavity comprising a ring carrier fitted into the fitting recess of the main body, and a circumferential groove formed at least at a joint between the fitting recess of the main body and the inner peripheral surface of the ring carrier. And a drop-off prevention ring held in a holding groove formed in the fitting recess and connected to the ring carrier.

【0016】前記本体部が鋳鉄から成り、前記リングキ
ャリヤと前記脱落防止用リングとが鋼から成るものであ
ってよい。また前記リングキャリヤと前記脱落防止用リ
ングとが前記リングキャリヤの外周側から照射されるエ
ネルギビームによって溶着されて連結されていてよい。
[0016] The main body may be made of cast iron, and the ring carrier and the falling-off prevention ring may be made of steel. Further, the ring carrier and the falling-off prevention ring may be welded and connected by an energy beam irradiated from an outer peripheral side of the ring carrier.

【0017】また別の発明は、少なくとも頂面を備える
とともに、頂面側の外周面に嵌着用凹部が形成されてい
る本体部と、外周面上にピストンリング溝が形成される
とともに、円周方向に複数のセグメントに分割され、前
記本体部の嵌着用凹部に装着された状態で分割位置が溶
融接合されているリングキャリヤと、前記本体部の嵌着
用凹部と前記リングキャリヤの内周面との接合部におい
て前記嵌着用凹部の外周面に形成されている周溝から成
る冷却用空洞と、前記リングキャリヤの内周面に形成さ
れており、前記周溝のエッジと係合される脱落防止用突
部と、を具備する内燃機関用ピストンに関するものであ
る。
According to still another aspect of the present invention, there is provided a main body having at least a top surface, a fitting concave portion formed on an outer peripheral surface on the top surface side, a piston ring groove formed on the outer peripheral surface, and a circumference. The ring carrier is divided into a plurality of segments in the direction, the split position is melted and joined in a state where the ring carrier is mounted in the fitting recess of the main body, the fitting recess of the main body and the inner peripheral surface of the ring carrier. A cooling cavity formed of a peripheral groove formed on the outer peripheral surface of the fitting concave portion at a joint portion of the ring carrier, and a fall prevention formed in the inner peripheral surface of the ring carrier and engaged with an edge of the peripheral groove. And a projection for an internal combustion engine, comprising:

【0018】前記リングキャリヤの分割位置における溶
融接合が溶接によって行なわれるとともに、溶融部が前
記周溝から成る冷却用空洞内部にはみ出さないように溶
接深さが調整されていてよい。また前記周溝よりも上側
の位置において、前記リングキャリヤが本体部に円周方
向に沿って溶融接合されていてよい。さらにはまた前記
嵌着用凹部の外周面であって前記周溝よりも頂面側に保
持されている脱落防止用リングに前記リングキャリヤが
連結されていてよい。
The fusion bonding of the ring carrier at the division position may be performed by welding, and the welding depth may be adjusted so that the fusion portion does not protrude into the cooling cavity formed by the peripheral groove. Further, at a position above the peripheral groove, the ring carrier may be melt-bonded to the main body along the circumferential direction. Further, the ring carrier may be connected to a drop-off prevention ring that is held on the outer peripheral surface of the fitting concave portion on the top surface side with respect to the peripheral groove.

【0019】さらに別の発明は、少なくとも頂面を備え
るとともに、頂面側の外周面に嵌着用凹部が形成されて
いる本体部と、外周面上にピストンリング溝が形成さ
れ、前記本体部の嵌着用凹部に嵌着されるリングキャリ
ヤと、前記本体部の嵌着用凹部と前記リングキャリヤの
内周面との接合部において少なくとも一方に形成されて
いる周溝から成る冷却用空洞と、前記嵌着用凹部または
前記リングキャリヤの内周面に形成されており、前記リ
ングキャリヤが脱落するのを防止する脱落防止用段部
と、を具備する内燃機関用ピストンに関するものであ
る。
Still another aspect of the present invention is directed to a main body having at least a top surface and having a fitting recess formed on the outer peripheral surface on the top surface side, and a piston ring groove formed on the outer peripheral surface. A cooling cavity comprising a ring carrier fitted in the fitting recess, a circumferential groove formed in at least one of a joint portion between the fitting recess of the main body portion and an inner peripheral surface of the ring carrier; The present invention relates to a piston for an internal combustion engine, comprising: a wearing recess or an inner peripheral surface of the ring carrier, and a falling-off preventing step portion for preventing the ring carrier from falling off.

【0020】前記冷却用空洞を形成する周溝が前記本体
部の嵌着用凹部に形成されるとともに、前記脱落防止用
段部が前記リングキャリヤの内周面に形成され、前記脱
落防止用段部が前記冷却用空洞を形成する周溝の上縁に
係合されていてよい。また前記本体部の嵌着用凹部に前
記リングキャリヤが焼嵌めによって嵌着されていてよ
い。
A circumferential groove forming the cooling cavity is formed in the fitting recess of the main body, and the falling-off preventing step is formed on the inner peripheral surface of the ring carrier, and the falling-off preventing step is provided. May be engaged with the upper edge of the circumferential groove forming the cooling cavity. The ring carrier may be fitted into the fitting recess of the main body by shrink fitting.

【0021】製造方法に関する発明は、少なくとも頂面
を有する本体部の頂面側外周面上に嵌着用凹部を形成す
るとともに、前記嵌着用凹部に保持溝を形成し、前記保
持溝に脱落防止用リングを嵌込んだ後に前記嵌着用凹部
にリングキャリヤを嵌着し、前記保持溝に保持されてい
る脱落防止用リングと対応する部位において前記リング
キャリヤの外周側からエネルギビームを照射し、前記脱
落防止用リングと前記リングキャリヤとを溶融接合する
ようにし、前記嵌着用凹部と前記リングキャリヤの内周
面との接合部において少なくとも一方に形成されている
周溝によって内部に冷却用空洞を形成するようにしたこ
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。
The invention relating to a manufacturing method is characterized in that a fitting recess is formed at least on a top outer peripheral surface of a main body having a top surface, a holding groove is formed in the fitting recess, and the holding groove is formed to prevent falling off. After the ring is fitted, a ring carrier is fitted into the fitting recess, and an energy beam is irradiated from the outer peripheral side of the ring carrier at a portion corresponding to the fall prevention ring held in the holding groove, and The prevention ring and the ring carrier are fusion-bonded, and a cooling cavity is formed inside by a circumferential groove formed on at least one of the joints between the fitting recess and the inner peripheral surface of the ring carrier. The present invention relates to a method for manufacturing a piston for an internal combustion engine, characterized in that it has been made as above.

【0022】また別の製造方法に関する発明は、少なく
とも頂面を有する本体部の頂面側外周面上に嵌着用凹部
を形成するとともに、前記嵌着用凹部の外周面上に冷却
用空洞を構成する周溝を形成し、円周方向に複数のセグ
メントに分割され、かつ内周面に脱落防止用突部を有す
るリングキャリヤを前記嵌着用凹部に装着するととも
に、前記脱落防止用突部を前記周溝のエッジと係合さ
せ、前記リングキャリヤの分割位置を溶融接合するよう
にした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。
According to the invention relating to another manufacturing method, a fitting recess is formed at least on a top outer peripheral surface of a main body having a top surface, and a cooling cavity is formed on the outer circumferential surface of the fitting recess. A ring carrier, which is formed into a circumferential groove, is divided into a plurality of segments in the circumferential direction, and has a projection for preventing falling off on the inner peripheral surface, is attached to the fitting recess, and the projection for preventing falling is fitted to the periphery. The present invention relates to a method for manufacturing a piston for an internal combustion engine, wherein the piston is engaged with an edge of a groove to melt-join a split position of the ring carrier.

【0023】さらに別の製造方法に関する発明は、少な
くとも頂面を有する本体部の頂面側外周面上に嵌着用凹
部を形成するとともに、前記嵌着用凹部の外周面上に冷
却用空洞を構成する周溝を形成し、前記嵌着用凹部の外
周部であって前記周溝よりも上側の領域を締代用突部と
し、前記嵌着用凹部に嵌着されるリングキャリヤの内周
面にその肩部が前記周溝の上側のエッジと係合される脱
落防止用段部を形成し、前記リングキャリヤを加熱して
膨張させた状態で前記脱落防止用段部が前記締代用突部
を乗越えて前記周溝の上側のエッジと係合するようにし
て該リングキャリヤを前記嵌着用凹部に焼嵌めによって
嵌着し、常温になると前記リングキャリヤが前記締代用
突部の部分で前記嵌着用凹部に締着されるとともに、前
記脱落防止用段部の肩部が前記周溝の上側のエッジに係
止されて固着されるようにした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。
According to still another aspect of the invention, a fitting recess is formed on an outer peripheral surface of a main body having at least a top surface on a top surface side, and a cooling cavity is formed on an outer peripheral surface of the fitting concave portion. A peripheral groove is formed, and a region on an outer peripheral portion of the fitting concave portion and above the peripheral groove is defined as a protrusion for interference, and a shoulder portion is formed on an inner peripheral surface of the ring carrier fitted in the fitting concave portion. Forms a fall prevention step that is engaged with the upper edge of the circumferential groove, and the fall prevention step climbs over the interference projection in a state where the ring carrier is heated and expanded. The ring carrier is fitted into the fitting recess by shrink fitting so as to engage with the upper edge of the peripheral groove, and when the temperature reaches room temperature, the ring carrier is fastened to the fitting recess at the portion of the interference projection. To be worn and to prevent the dropout A process for producing a piston for an internal combustion engine, wherein the shoulder portion is to be fixed is engaged with the upper edge of the circumferential groove.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】図1〜図3は本発明の一実施の形
態に係る内燃機関用ピストンを示すものであって、この
ピストンは本体部10がダクタイル鋳鉄によって鋳造さ
れた一体型ピストンの改良に関するものである。このピ
ストンの本体部10は頂面11に臨んで凹部から成る燃
焼室12を備えるとともに、外周側の部分であってその
下端側の部分がスカート部15から構成されている。そ
してスカート部15の内側において円周方向に180°
離れた位置には一対のピンボス16が形成されるととも
に、これらのピンボス16にはピン穴17が形成されて
いる。
1 to 3 show an internal combustion engine piston according to an embodiment of the present invention. This piston is an integral type piston whose main body 10 is cast from ductile cast iron. It is about improvement. The main body 10 of the piston includes a combustion chamber 12 formed of a concave portion facing the top surface 11, and a portion on the outer peripheral side and a lower end side thereof is constituted by a skirt portion 15. 180 ° in the circumferential direction inside the skirt portion 15
A pair of pin bosses 16 are formed at distant positions, and pin holes 17 are formed in these pin bosses 16.

【0025】本体部10の頂面11側の外周面上には嵌
着用凹部21が形成されている。嵌着用凹部21は頂面
の外周縁に沿って断面L字状に除去して形成されてお
り、しかもこのような嵌着用凹部21の外周面に開口す
るように周溝22が形成されている。周溝22は冷却用
空洞を形成するためのものである。そしてこのような冷
却用空洞22を備える嵌着用凹部にはその外周側にリン
グ状をなすリングキャリヤ23が嵌着されて取付けられ
ている。リングキャリヤ23上には上から順に3つのピ
ストンリング溝25、26、27がそれぞれ形成される
ようになっている。
A fitting recess 21 is formed on the outer peripheral surface of the main body 10 on the top surface 11 side. The fitting recess 21 is formed by removing an L-shaped cross section along the outer peripheral edge of the top surface, and a peripheral groove 22 is formed so as to open on the outer peripheral surface of such fitting recess 21. . The peripheral groove 22 is for forming a cooling cavity. A ring carrier 23 having a ring shape is fitted and attached to an outer peripheral side of the fitting concave portion having the cooling cavity 22. On the ring carrier 23, three piston ring grooves 25, 26, 27 are formed in order from the top.

【0026】リングキャリヤ23はその脱落を防止する
ために脱落防止用リング30を備えている。すなわち嵌
着用凹部21の外周面上の所定の位置には図3に示すよ
うに保持溝31が形成されるとともに、この保持溝31
に保持されている脱落防止用リング30がリングキャリ
ヤ23に溶着されて結合されており、このような脱落防
止用リング30によってリングキャリヤ23の脱落が防
止されるようになっている。
The ring carrier 23 has a falling-off prevention ring 30 for preventing the ring carrier 23 from falling off. That is, the holding groove 31 is formed at a predetermined position on the outer peripheral surface of the fitting recess 21 as shown in FIG.
The falling-off prevention ring 30 held by the ring carrier 23 is welded and connected to the ring carrier 23, and the falling-off prevention ring 30 prevents the ring carrier 23 from falling off.

【0027】次にこのようなピストンの製造方法を順に
説明する。まず本体部10をダクタイル鋳鉄によって製
造する。そしてこの本体部10の外周面上に嵌着用凹部
21および保持溝31をそれぞれ機械加工によって形成
する。なお周溝22は予め鋳出しによって形成しておい
てもよいが、後から機械加工によって形成してもよい。
そしてとくに保持溝31には、例えば図4に示すように
この保持溝31の高さ方向の寸法と同じ幅か若干大きな
厚みをもつ2つ割りの脱落防止用リング30を押込む。
そして保持溝31に押込まれた脱落防止用リング30の
外周部が嵌着用凹部21の外周面と連続する周面になる
ように加工を施す。
Next, a method for manufacturing such a piston will be described in order. First, the main body 10 is manufactured from ductile cast iron. The fitting recess 21 and the holding groove 31 are formed on the outer peripheral surface of the main body 10 by machining. The peripheral groove 22 may be formed by casting in advance, or may be formed by machining later.
Then, into the holding groove 31, for example, as shown in FIG. 4, a two-piece drop prevention ring 30 having the same width as the height direction dimension of the holding groove 31 or a slightly larger thickness is pushed.
Then, processing is performed so that the outer peripheral portion of the falling-off prevention ring 30 pushed into the holding groove 31 becomes a peripheral surface that is continuous with the outer peripheral surface of the fitting concave portion 21.

【0028】次いでリングキャリヤ23を嵌着用凹部2
1に押込む。なお通常嵌着用凹部21の外周面に対する
リングキャリヤ23の内周面の寸法公差は締り嵌めにな
っているために、圧入によって嵌着させる。そしてこの
後に脱落防止用リング30と対応する高さにおいてリン
グキャリヤ23の外周側から電子ビーム、レーザビーム
等のエネルギビームを照射してリングキャリヤ23の溶
解部33とこの溶解部33と対応する脱落防止用リング
30の外周側の部分とを同時に溶解して溶融接合する。
なおこの溶融接合の際に、とくに本体部10の保持溝3
1の底部と脱落防止用リング30の内周側の部分とが溶
融接合しないように条件を設定して行なう。
Next, the ring carrier 23 is fitted with the concave portion 2.
Push into 1. Since the dimensional tolerance of the inner peripheral surface of the ring carrier 23 with respect to the outer peripheral surface of the normal fitting concave portion 21 is a tight fit, the ring carrier 23 is fitted by press fitting. Thereafter, an energy beam, such as an electron beam or a laser beam, is irradiated from the outer peripheral side of the ring carrier 23 at a height corresponding to the falling prevention ring 30 to melt the melting portion 33 of the ring carrier 23 and the falling portion corresponding to the melting portion 33. The portion on the outer peripheral side of the prevention ring 30 is simultaneously melted and fused.
In addition, at the time of this fusion bonding, the holding groove 3
The conditions are set so that the bottom portion 1 and the portion on the inner peripheral side of the falling-off prevention ring 30 are not melt-bonded.

【0029】このようにして本体部10に脱落防止用リ
ング30とリングキャリヤ23とを結合した後に、仕上
げ加工を行なってピストンに仕上げる。
After the drop-prevention ring 30 and the ring carrier 23 are connected to the main body 10 in this manner, finishing is performed to finish the piston.

【0030】このようなピストンのリングキャリヤ23
と脱落防止用リング30は炭素鋼あるいは合金鋼の何れ
であってもよく、適宜選択可能である。
The ring carrier 23 of such a piston
The drop prevention ring 30 may be made of either carbon steel or alloy steel, and can be appropriately selected.

【0031】上記実施の形態における脱落防止用リング
30は図4に示すように180°ずつに分割されたリン
グ30を用いるようにしているが、このようなリングに
代えて図5に示すように、完全な円から成るリング30
を用いるようにしてもよい。この場合には本体部10の
鋳造時に予め本体部10の所定の位置に鋳包むようにす
ることが好ましい。また脱落防止用リング30は、保持
溝31内において上下方向に動かないように固定できれ
ばよく、その断面形状は矩形、円形、楕円等の任意の形
状であってよい。
As shown in FIG. 4, the ring 30 for preventing falling off in the above-described embodiment uses a ring 30 divided at 180 °, but instead of such a ring, as shown in FIG. A ring 30 consisting of a perfect circle
May be used. In this case, it is preferable that the main body 10 is cast in advance at a predetermined position when the main body 10 is cast. The drop-prevention ring 30 may be any shape as long as it can be fixed in the holding groove 31 so as not to move in the vertical direction, and its cross-sectional shape may be any shape such as a rectangle, a circle, and an ellipse.

【0032】また図3に示すように、上記実施の形態に
おいては単一の保持溝31に押込まれる脱落防止用リン
グ30を用い、このような脱落防止用リング30を冷却
用空洞22を構成する周溝22の上側に配するようにし
ているが、図6に示すように冷却用空洞22を構成する
周溝22の上下の部分にそれぞれ保持溝31を形成し、
これらの保持溝31にそれぞれ脱落防止用リング30を
装着するようにしてもよい。この場合においても脱落防
止用リング30はその外側からエネルギビームによって
溶着され、リングキャリヤ23に連結されており、これ
によってリングキャリヤ23の脱落の防止が図られてい
る。
As shown in FIG. 3, in the above embodiment, a drop-off prevention ring 30 pushed into a single holding groove 31 is used, and such a drop-off prevention ring 30 constitutes a cooling cavity 22. 6, the holding grooves 31 are formed at upper and lower portions of the circumferential groove 22 constituting the cooling cavity 22, respectively, as shown in FIG.
Each of the holding grooves 31 may be provided with a drop prevention ring 30. Also in this case, the falling-off prevention ring 30 is welded from the outside by an energy beam and connected to the ring carrier 23, thereby preventing the falling off of the ring carrier 23.

【0033】上記のような構成に係る本実施の形態の内
燃機関用ピストンは、嵌着用凹部21の外周面に開放さ
れている周溝22がリングキャリヤ23によって閉塞さ
れ、冷却用空洞22を構成しているために、運転中に冷
却用空洞22から冷却油が必要以上に流出することがな
く、このピストンを十分に冷却できるようになる。また
このような構造は、嵌着用凹部21の外周面上に加工し
て冷却用空洞22を形成することが可能になるととも
に、冷却用空洞22が小さい場合でも自由に形成するこ
とができ、また冷却用空洞の位置精度も大幅に向上する
ようになる。
In the piston for an internal combustion engine according to the present embodiment having the above-described configuration, the circumferential groove 22 opened on the outer peripheral surface of the fitting concave portion 21 is closed by the ring carrier 23 to form the cooling cavity 22. Therefore, the cooling oil does not flow out of the cooling cavity 22 more than necessary during operation, and the piston can be sufficiently cooled. In addition, such a structure makes it possible to form the cooling cavity 22 by processing on the outer peripheral surface of the fitting concave portion 21, and it can be formed freely even when the cooling cavity 22 is small. The positioning accuracy of the cooling cavity is also greatly improved.

【0034】一般に本体部10に対してリングキャリヤ
23を鋼製の別部材から製作し、後から溶接しようとす
ると、本体部10を構成するダクタイル鋳鉄には炭素が
多く含まれているために、溶融部が急冷されて炭化物を
含む脆い組織、すなわちチルが生成し、接合強度が弱
く、ピストンとして使用できなくなる。そこで本実施の
形態においては、脱落防止用リング30を保持溝31に
嵌込み、この脱落防止用リング30のみをリングキャリ
ヤ23に溶接するようにしているために、ダクタイル鋳
鉄と鋼とを溶接するときに現われる上記の問題を解消す
ることが可能になる。
In general, when the ring carrier 23 is manufactured from a separate steel member for the main body 10 and welding is to be performed later, ductile cast iron forming the main body 10 contains a large amount of carbon. The melted portion is quenched to form a brittle structure containing carbides, ie, chill, and the bonding strength is weak, so that it cannot be used as a piston. Therefore, in the present embodiment, since the fall prevention ring 30 is fitted into the holding groove 31 and only the fall prevention ring 30 is welded to the ring carrier 23, the ductile cast iron and the steel are welded. The above-mentioned problem that sometimes appears can be solved.

【0035】また嵌着用凹部21に対するリングキャリ
ヤ23の嵌合いを締り嵌めにしているために、ピストン
頂面11の燃焼ガスが冷却用空洞22内に漏れることが
なくなる。また本体部10、リングキャリヤ23、およ
び脱落防止用リング30がともに密着し、リングキャリ
ヤ23と嵌着用凹部21との間に生ずる摩擦力が、リン
グキャリヤ23と脱落防止用リング30との溶接接合力
に加算して作用するために、リングキャリヤ23が嵌着
用凹部21から外れることが確実に回避できるようにな
る。
Further, since the fitting of the ring carrier 23 to the fitting recess 21 is tight, the combustion gas on the piston top surface 11 does not leak into the cooling cavity 22. Further, the main body 10, the ring carrier 23, and the drop-prevention ring 30 are in close contact with each other, and the frictional force generated between the ring carrier 23 and the fitting concave portion 21 causes the welding connection between the ring carrier 23 and the drop-prevention ring 30. Since the ring carrier 23 acts in addition to the force, the ring carrier 23 can be reliably prevented from coming off the fitting recess 21.

【0036】また本実施の形態に係るピストンによれ
ば、外周側からエネルギビームを照射して脱落防止用リ
ング30をリングキャリヤ23に溶融接合するようにし
ているために、溶接時の入力熱による局部的変形が防止
でき、冷却用空洞22の内部へ溶融部がはみ出すことが
なく、溶接粉が冷却用空洞22内に侵入することもな
い。このために冷却不良の発生が防止される。
According to the piston according to the present embodiment, the falling-off prevention ring 30 is melt-bonded to the ring carrier 23 by irradiating the energy beam from the outer peripheral side. Local deformation can be prevented, the molten portion does not protrude into the cooling cavity 22, and welding powder does not enter the cooling cavity 22. For this reason, occurrence of cooling failure is prevented.

【0037】またエネルギビームの照射条件を制御する
ことによって、リングキャリヤ23と脱落防止用リング
30の溶着の際に、ダクタイル鋳鉄から成る本体部10
がチル化することがないために、後から熱処理によって
チル化した部分を焼戻す必要もなくなる。なおエネルギ
ビームの照射に代えて、リングキャリヤ23と脱落防止
用リング30とをTIG溶接によって結合するようにし
てもよい。
By controlling the irradiation conditions of the energy beam, the main body 10 made of ductile cast iron can be used when the ring carrier 23 and the drop-prevention ring 30 are welded.
Is not chilled, so that it is not necessary to temper the portion chilled by the heat treatment later. Instead of the energy beam irradiation, the ring carrier 23 and the drop prevention ring 30 may be joined by TIG welding.

【0038】またこのような内燃機関用ピストンによれ
ば、砂中子等を用いて冷却用空洞22を形成する必要が
なくなるために、砂中子を用意することによるコストア
ップや冷却用空洞22の位置精度の悪化を回避できるよ
うになる。また砂中子型の周辺の鋳造欠陥が回避される
とともに、鋳造欠陥を確認することも必要でなくなり、
検査工程を省略できるようになる。さらにはまた燃焼室
12の形状や位置等の設計上の制約と鋳造後に砂中子を
除去する繁雑な作業等の問題が回避されることになる。
According to such a piston for an internal combustion engine, it is not necessary to form the cooling cavity 22 using a sand core or the like. Can be avoided from being deteriorated. In addition, casting defects around the sand core type are avoided, and it is not necessary to check for casting defects.
The inspection step can be omitted. In addition, problems such as design restrictions such as the shape and position of the combustion chamber 12 and complicated work for removing the sand core after casting are avoided.

【0039】次にさらに別の実施の形態を図7〜図11
によって説明する。この実施の形態においては、本体部
10の頂面側の外周面に形成されている嵌着用凹部21
に嵌着されるリングキャリヤ23をとくに図7および図
8に示すように円周方向に複数のセグメントに、例えば
180°ずつの一対のセグメントに分割するとともに、
それらの内周面に脱落防止用突部35を形成するように
している。
Next, still another embodiment will be described with reference to FIGS.
It will be explained by. In this embodiment, the fitting recess 21 formed on the outer peripheral surface on the top surface side of the main body 10 is provided.
7 and 8, the ring carrier 23 is divided into a plurality of segments in a circumferential direction, for example, into a pair of 180 ° segments.
A drop-off preventing projection 35 is formed on the inner peripheral surface.

【0040】そして一対のリングキャリヤ23を嵌着用
凹部21の外周面側においてその両側から嵌着用凹部2
1に嵌着するようにしている。このときにリングキャリ
ヤ23の脱落防止用突部35が嵌着用凹部21の外周面
に形成されている周溝22の上下のエッジの部分にそれ
ぞれ図9に示すように係合されることになる。このよう
にして嵌着用凹部21の外周面上に一対のリングキャリ
ヤ23を装着したならば、この後に図10に示すよう
に、一対のリングキャリヤ23の円周方向の両端の接合
部を互いに例えばエネルギビームの照射によって溶接す
る。
The pair of ring carriers 23 are fitted on the outer peripheral surface side of the fitting recess 21 from both sides thereof.
1. At this time, the protrusions 35 for preventing the falling off of the ring carrier 23 are engaged with the upper and lower edges of the circumferential groove 22 formed on the outer peripheral surface of the fitting recess 21 as shown in FIG. . When the pair of ring carriers 23 is mounted on the outer peripheral surface of the fitting concave portion 21 in this way, as shown in FIG. Welding by energy beam irradiation.

【0041】このときにエネルギビームの照射を制御
し、これによって接合面における溶接部37が図11に
示すように周溝22の内部に溶融部がはみ出さないよう
に溶接を行なうことが好ましい。このように分割位置を
互いに溶接によって接合すると、一対のリングキャリヤ
23はその分割位置が接合されるために円形のリングキ
ャリヤ23になるとともに、嵌着用凹部21に嵌着され
た状態になる。しかも脱落防止用突部35が周溝22の
エッジの部分に係合されているために、リングキャリヤ
23の脱落が防止される。
At this time, it is preferable to control the irradiation of the energy beam so as to perform welding so that the welded portion 37 on the joint surface does not protrude into the peripheral groove 22 as shown in FIG. When the division positions are joined to each other by welding as described above, the pair of ring carriers 23 are joined to each other to form a circular ring carrier 23 and are fitted to the fitting recess 21. Moreover, since the falling-off preventing projection 35 is engaged with the edge of the peripheral groove 22, the ring carrier 23 is prevented from falling off.

【0042】この後に図9に示すように、リングキャリ
ヤ23の外周面上において円周方向に沿って水平方向か
らエネルギビームを照射し、溶接による溶解部36の部
分において全周に亘るように、このリングキャリヤ23
を嵌着用凹部21の外周面上であって周溝22よりも上
側の部分に溶接する。これによってピストンの頂面側の
空間と周溝22によって形成される冷却用空洞との間の
シールが確実に行なわれるようになる。
Thereafter, as shown in FIG. 9, an energy beam is irradiated from the horizontal direction along the circumferential direction on the outer peripheral surface of the ring carrier 23, so that the entire portion of the welded portion 36 is welded. This ring carrier 23
Is welded to a portion on the outer peripheral surface of the fitting concave portion 21 and above the peripheral groove 22. This ensures a seal between the space on the top side of the piston and the cooling cavity formed by the circumferential groove 22.

【0043】このように本実施の形態においては、冷却
用空洞を形成する周溝22に係合されるような脱落防止
用突部35を内周面に有するリングキャリヤ23のセグ
メントを本体部10の嵌着用凹部21に装着した後に、
リングキャリヤ23の各分割位置の突合わせ部をエネル
ギビームで溶接して図9および図10に示すように一体
化する。このときに溶接部37を図11に斜めのハッチ
ングで示すように調整することによって、溶接の際の溶
融金属のはみ出し部分が冷却用空洞22内に侵入するの
を防止することが可能になる。またリングキャリヤ23
の分割位置の溶接を突合わせ電気抵抗溶接で実施すれ
ば、突合わせ部全体を溶接接合することができる。
As described above, in the present embodiment, the segment of the ring carrier 23 having the projection 35 for preventing falling off on the inner peripheral surface to be engaged with the peripheral groove 22 forming the cooling cavity is used as the main body 10. After fitting in the fitting recess 21 of
The butted portions of the ring carrier 23 at the respective divided positions are welded with an energy beam to be integrated as shown in FIGS. At this time, by adjusting the welded portion 37 as shown by oblique hatching in FIG. 11, it is possible to prevent the protruding portion of the molten metal at the time of welding from entering the cooling cavity 22. Ring carrier 23
If the welding at the divided positions is performed by butt electric resistance welding, the entire butt portion can be welded and joined.

【0044】また外周側から図9において符号36で示
すようにエネルギビームを当ててリングキャリヤ23の
外周と本体部10の嵌着用凹部21の外周側の部分とを
溶接することによって、運転時における燃焼ガスの冷却
用空洞22内への漏れを防止するようにしている。この
ときにリングキャリヤ23の本体部10からの脱落は脱
落防止用突部35によって防止されるために、溶接によ
る溶解部36と溶融接合される嵌着用凹部21の外周側
の部分がチル化して脆くなってもリングキャリヤ21が
脱落することがない。
Also, as shown by reference numeral 36 in FIG. 9, the outer periphery of the ring carrier 23 and the outer periphery of the fitting recess 21 of the main body 10 are welded to each other by applying an energy beam from the outer periphery to thereby reduce the operating time. Leakage of the combustion gas into the cooling cavity 22 is prevented. At this time, the ring carrier 23 is prevented from falling off from the main body 10 by the protrusion 35 for preventing the ring carrier 23 from coming off, so that the outer peripheral portion of the fitting concave portion 21 that is melt-joined to the melting portion 36 by welding is chilled. Even if it becomes brittle, the ring carrier 21 does not fall off.

【0045】次に上記実施の形態の変形例を図12およ
び図13によって説明する。この実施の形態において
は、さらに脱落防止用リング30を付加するようにした
ものである。すなわち嵌着用凹部21の外周面上に周溝
22を形成するとともに、さらにその上側には保持溝に
よって脱落防止用リング30を装着しておき、このよう
な状態において複数個、例えば2個に分割されたリング
キャリヤ23を嵌着用凹部21の外周面に装着し、分割
位置をエネルギビームによって溶融接合するようにした
ものである。
Next, a modification of the above embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a drop-off prevention ring 30 is further added. That is, a peripheral groove 22 is formed on the outer peripheral surface of the fitting concave portion 21, and a retaining groove 30 is mounted on the peripheral groove 22 by a holding groove, and divided into a plurality of, for example, two in this state. The ring carrier 23 thus mounted is mounted on the outer peripheral surface of the fitting concave portion 21, and the division position is melt-bonded by an energy beam.

【0046】このように互いに分割位置が溶融接合され
るセグメントから成るリングキャリヤ23に脱落防止用
リング30を組合わせるようにすると、外周側からリン
グキャリヤ23を本体部10側に溶接する際に、本体部
10が局部的にチル化することが防止されるようにな
る。またエンジンの運転時において燃焼室12に発生す
る燃焼ガスが冷却用空洞22内に侵入することが上記脱
落防止用リング30とリングキャリヤ23とを接合する
溶解部36によって確実に防止されるようになる。
When the ring carrier 23 composed of segments whose fusion positions are melt-joined to each other is combined with the ring 30 for preventing falling as described above, when the ring carrier 23 is welded to the main body 10 from the outer peripheral side, The main body 10 is prevented from being locally chilled. Also, it is ensured that the combustion gas generated in the combustion chamber 12 during the operation of the engine is prevented from entering the cooling cavity 22 by the melting portion 36 joining the drop-off prevention ring 30 and the ring carrier 23. Become.

【0047】次にさらに別の実施の形態を図14〜図1
6によって説明する。この実施の形態は溶着の方法を用
いることなく、焼嵌めの方法によってリングキャリヤ2
3を本体部10の嵌着用凹部21に嵌着させるととも
に、脱落防止用段部38と締代用突部43との係合によ
ってリングキャリヤ23の脱落を防止するようにしたも
のである。
Next, still another embodiment will be described with reference to FIGS.
6 will be described. In this embodiment, the ring carrier 2 is shrink-fitted without using a welding method.
3 is fitted into the fitting concave portion 21 of the main body 10 and the ring carrier 23 is prevented from falling off by the engagement of the drop-off preventing step 38 and the interference projection 43.

【0048】図14に示すようにダクタイル鋳鉄製のピ
ストン本体部10を鋳造した後に、頂面11および嵌着
用凹部21を所定の寸法に加工する。なおここでも周溝
22は鋳出しまたは機械加工によって形成すればよい。
これに対して鋼製のリングキャリヤ23を所定の寸法に
加工するとともに、その内周部には図15および図16
に示すように脱落防止用段部38を形成しておく。
As shown in FIG. 14, after casting the piston body 10 made of ductile cast iron, the top surface 11 and the fitting recess 21 are machined to predetermined dimensions. Here, the peripheral groove 22 may be formed by casting or machining.
On the other hand, the ring carrier 23 made of steel is machined to a predetermined size, and the inner periphery thereof is formed as shown in FIGS.
As shown in FIG. 7, a step 38 for preventing falling off is formed.

【0049】このような状態においてリングキャリヤ2
3の全体を約500℃に加熱し、リングキャリヤ23の
脱落防止用段部38の内周面が本体部10の締代用突部
43の外周面上を通過する寸法にした後に、リングキャ
リヤ23を嵌着用凹部21に図16に示すように嵌合す
る。
In such a state, the ring carrier 2
3 is heated to about 500 ° C. so that the inner peripheral surface of the step 38 for preventing the falling off of the ring carrier 23 passes over the outer peripheral surface of the interference projection 43 of the main body 10. Is fitted into the fitting recess 21 as shown in FIG.

【0050】嵌合した後にリングキャリヤ23が常温に
なったときに、締代用突部43の部分における嵌着用凹
部21とリングキャリヤ23の内周面との間は締りばめ
となり、ピストン本体部10とリングキャリヤ23とが
一体化する。このときにリングキャリヤ23の内周側で
あって嵌着用凹部21上に形成されている周溝22によ
って冷却用空洞が形成される。このようにしてリングキ
ャリヤ23が焼嵌めで取付けられたピストンは、その後
に所定の機械加工が施されてエンジン内に組込まれるこ
とになる。
When the temperature of the ring carrier 23 becomes room temperature after the fitting, the interference fit between the fitting recess 21 at the portion of the interference projection 43 and the inner peripheral surface of the ring carrier 23 forms a tight fit. 10 and the ring carrier 23 are integrated. At this time, a cooling cavity is formed by the peripheral groove 22 formed on the fitting recess 21 on the inner peripheral side of the ring carrier 23. The piston to which the ring carrier 23 is attached by shrink fitting in this manner is subjected to predetermined machining and then incorporated into the engine.

【0051】このように本実施の形態に係るピストンに
おいては、ピストン本体10と同一または異種金属製の
リングキャリヤ23を本体部10の嵌着用凹部21に焼
嵌めして取付ける。ここで締代用突部43の部分におけ
るリングキャリヤ23と嵌着用凹部21との間の締代は
1〜100μmの範囲内が好ましく、1〜40μmの範
囲内がより好ましい。このような締代用突部43とリン
グキャリヤ23の内周面との間の締代は、冷却用空洞2
2とピストンの頂面との間の気密を保つための軽い締代
であってよい。なお冷却用空洞22の下側の部位におけ
る嵌着用凹部21の外周面とリングキャリヤ23の内周
面との間の嵌合は締り嵌めであっても、すきま嵌めであ
ってもよい。
As described above, in the piston according to the present embodiment, the ring carrier 23 made of the same or different metal as the piston body 10 is attached to the fitting recess 21 of the body 10 by shrink fitting. Here, the interference between the ring carrier 23 and the fitting recess 21 at the interference protrusion 43 is preferably in the range of 1 to 100 μm, more preferably in the range of 1 to 40 μm. The interference between the interference projection 43 and the inner peripheral surface of the ring carrier 23 is caused by the cooling cavity 2.
There may be a light interference between the 2 and the top surface of the piston to keep the air tight. The fitting between the outer peripheral surface of the fitting recess 21 and the inner peripheral surface of the ring carrier 23 at the lower side of the cooling cavity 22 may be a tight fit or a clearance fit.

【0052】焼嵌めした後は図16に示すように、この
リングキャリヤ23の内周面に設けられている脱落防止
用段部38の上端側の肩部39が嵌着用凹部21の外周
面に形成されている締代用突部43の下端に係合される
ことによってリングキャリヤ23が本体部10に確実に
一体化される。本体部10とリングキャリヤ23との材
料の組合わせによって、上記の締代用突部43の外周部
の寸法および脱落防止用段部38の内周部の寸法を設定
する必要がある。さらに上記の材料の組合わせによって
焼嵌めの温度も適正に選択される。
After shrink fitting, as shown in FIG. 16, a shoulder 39 on the upper end side of a drop-off prevention step 38 provided on the inner peripheral surface of the ring carrier 23 is attached to the outer peripheral surface of the fitting recess 21. The ring carrier 23 is surely integrated with the main body 10 by being engaged with the lower end of the formed interference projection 43. It is necessary to set the size of the outer peripheral portion of the above-mentioned interference projection 43 and the size of the inner peripheral portion of the drop prevention step 38 by combining the materials of the main body 10 and the ring carrier 23. Furthermore, the shrink fitting temperature is properly selected by the combination of the above materials.

【0053】このような内燃機関用ピストンによれば、
リングキャリヤ23の本体部10の嵌着用凹部21に対
する焼嵌めで周溝22が閉じられて冷却用空洞が形成さ
れるとともに、締代用突部43の締付け力と抜け止め用
の段部38による係止力とにより、ピストン本体部10
とリングキャリヤ23とが強固に結合されることにな
る。
According to such a piston for an internal combustion engine,
The circumferential groove 22 is closed by shrink fitting of the ring carrier 23 into the fitting concave portion 21 of the main body portion 10 to form a cooling cavity, and the tightening force of the interference projection 43 and the engagement of the retaining step portion 38 are reduced. By the stopping force, the piston body 10
And the ring carrier 23 are firmly connected.

【0054】また冷却用空洞22を構成する凹部の外金
型による鋳出しが可能になり、そのために冷却用空洞2
2を鋳出しによって形成する場合に、その鋳造欠陥が少
なくなって、冷却用空洞22の位置精度および形状精度
が改善されることになる。
Further, the recess forming the cooling cavity 22 can be cast by an outer mold, and therefore, the cooling cavity 2 can be cast.
When 2 is formed by casting, casting defects are reduced, and the positional accuracy and the shape accuracy of the cooling cavity 22 are improved.

【0055】リングキャリヤ23を単に焼嵌めによって
結合しただけでは、オーバーラン時の慣性力に対抗でき
ないが、脱落防止用段部38を設け、このような段部3
8の肩部39を締代用突部43の下端のエッジに係合さ
せることによって、仮に締り嵌め力を越える慣性力が作
用しても、本体部10の嵌着用凹部21からリングキャ
リヤ23が脱落することがなくなる。
Although the ring carrier 23 is simply joined by shrink fitting, the inertia force at the time of overrun cannot be countered, but a step 38 for preventing falling off is provided.
By engaging the shoulder 39 of FIG. 8 with the edge of the lower end of the interference projection 43, the ring carrier 23 falls out of the fitting recess 21 of the main body 10 even if an inertia force exceeding the interference force acts. Will not be done.

【0056】また冷却用空洞を形成するために従来の方
法において用いられていた中子とこれを支持する部分と
が不要になるために、冷却油の入口穴と出口穴とを効果
的な位置に配置できるようになる。また冷却用空洞を形
成する中子とこれを支持する部分が不要になるために、
鋳造コストが大幅に削減されることになる。
Also, since the core used in the conventional method for forming the cooling cavity and the portion for supporting the core are not required, the inlet hole and the outlet hole for the cooling oil are effectively positioned. Can be placed in In addition, since the core that forms the cooling cavity and the part that supports it are not necessary,
Casting costs will be significantly reduced.

【0057】さらにピストン本体部10とリングキャリ
ヤ23とを別々の材料で製作することが可能になるため
に、本体部10に適した材料とリングキャリヤ23に適
した材料とをそれぞれ互いに独立に選択することが可能
になる。例えばリングキャリヤ23として耐摩耗性に優
れたニレジスト鋳鉄等の材料を使用することにより、従
来の一体型ピストンでは得られないピストン性能が実現
されることになる。
Further, since the piston body 10 and the ring carrier 23 can be made of different materials, a material suitable for the body 10 and a material suitable for the ring carrier 23 are independently selected from each other. It becomes possible to do. For example, by using a material such as niresist cast iron having excellent wear resistance as the ring carrier 23, a piston performance that cannot be obtained with a conventional integrated piston is realized.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明は、少なくとも頂面を備えるとと
もに、頂面側の外周面に嵌着用凹部が形成されている本
体部と、外周面上にピストンリング溝が形成され、本体
部の嵌着用凹部に嵌着されるリングキャリヤと、本体部
の嵌着用凹部とリングキャリヤの内周面との接合部にお
いて少なくとも一方に形成されている周溝から成る冷却
用空洞と、嵌着用凹部に形成されている保持溝に保持さ
れ、かつリングキャリヤに連結されている脱落防止用リ
ングと、を具備する内燃機関用ピストンに関するもので
ある。
According to the present invention, there is provided a main body having at least a top surface and a fitting recess formed on the outer peripheral surface on the top surface side, and a piston ring groove formed on the outer peripheral surface to fit the main body. A ring carrier to be fitted in the fitting recess, a cooling cavity comprising a circumferential groove formed in at least one of the joints between the fitting recess in the main body portion and the inner peripheral surface of the ring carrier, and a cooling cavity formed in the fitting recess. And a drop-off prevention ring held in the holding groove and connected to the ring carrier.

【0059】従ってこのようなピストンによれば、リン
グキャリヤを嵌着用凹部に嵌着して取付けることにより
冷却用空洞が簡単に形成されることになり、しかもリン
グキャリヤの脱落が脱落防止用リングによって確実に防
止されることになる。
Therefore, according to such a piston, the cooling cavity is easily formed by fitting the ring carrier into the fitting recess, and the ring carrier is prevented from falling off by the falling prevention ring. It will surely be prevented.

【0060】本体部が鋳鉄から成り、リングキャリヤと
脱落防止用リングとがともに鋼から成る構成によれば、
鋳鉄から成る本体部を溶融接合することなくしかもリン
グキャリヤに脱落防止用リングを連結して本体部からの
脱落防止を図ることが可能になる。
According to the configuration in which the main body is made of cast iron, and the ring carrier and the falling-off prevention ring are both made of steel,
It is possible to prevent the main body portion made of cast iron from being dropped from the main body portion without melting and joining the ring carrier to the ring carrier.

【0061】リングキャリヤと脱落防止用リングとがリ
ングキャリヤの外周側から照射されるエネルギビームに
よって溶着されて連結されている構成によれば、組立て
た後にエネルギビームによって溶融接合することによ
り、リングキャリヤと脱落防止用リングとを溶着して連
結することが可能になる。
According to the configuration in which the ring carrier and the drop-prevention ring are welded and connected by the energy beam irradiated from the outer periphery of the ring carrier, the ring carrier is melt-bonded by the energy beam after the assembly. And the drop-off prevention ring can be welded and connected.

【0062】別の発明は、少なくとも頂面を備えるとと
もに、頂面側の外周面に嵌着用凹部が形成されている本
体部と、外周面上にピストンリング溝が形成されるとと
もに、円周方向に複数のセグメントに分割され、本体部
の嵌着用凹部に装着された状態で分割位置が溶融接合さ
れているリングキャリヤと、本体部の嵌着用凹部とリン
グキャリヤの内周面との接合部において嵌着用凹部の外
周面に形成されている周溝から成る冷却用空洞と、リン
グキャリヤの内周面に形成されており、周溝のエッジと
係合される脱落防止用突部とを具備する内燃機関用ピス
トンに関するものである。
According to another aspect of the present invention, there is provided a main body having at least a top surface, a fitting recess formed on an outer peripheral surface on the top surface side, a piston ring groove formed on the outer peripheral surface, and a circumferential direction. The ring carrier is divided into a plurality of segments, and the split position is melt-joined in a state where the ring carrier is attached to the fitting recess of the main body, and the joint between the fitting recess of the main body and the inner peripheral surface of the ring carrier. A cooling cavity comprising a peripheral groove formed on the outer peripheral surface of the fitting concave portion, and a falling-off preventing protrusion formed on the inner peripheral surface of the ring carrier and engaged with an edge of the peripheral groove. The present invention relates to a piston for an internal combustion engine.

【0063】従ってこのようなピストンによれば、複数
個に分割されたリングキャリヤを嵌着用凹部に装着して
分割位置を溶融接合することによって冷却用空洞が簡単
に形成されることになり、しかもリングキャリヤの脱落
がその内周面に形成されている脱落防止用突部によって
確実に防止されることになる。
Therefore, according to such a piston, the cooling cavity can be easily formed by mounting the ring carrier divided into a plurality of parts into the fitting recess and melting and joining the divided positions. The falling off of the ring carrier is reliably prevented by the falling-off preventing projection formed on the inner peripheral surface thereof.

【0064】リングキャリヤの分割位置における溶融接
合が溶接によって行なわれるとともに、溶融部が周溝か
ら成る冷却用空洞内部へはみ出さないように溶接深さが
調整される構成によれば、リングキャリヤの溶融接合の
際の漏れやはみ出しが冷却用空洞に侵入するのが防止さ
れる。
According to the structure in which the fusion bonding at the split position of the ring carrier is performed by welding and the welding depth is adjusted so that the fusion portion does not protrude into the cooling cavity formed by the circumferential groove, Leakage or protrusion during fusion bonding is prevented from entering the cooling cavity.

【0065】周溝よりも上側の位置において、リングキ
ャリヤが本体部に円周方向に沿って溶融接合されている
構成によれば、燃焼ガスが冷却用空洞内に侵入すること
が防止される。
According to the configuration in which the ring carrier is melted and joined to the main body along the circumferential direction at a position above the circumferential groove, the combustion gas is prevented from entering the cooling cavity.

【0066】嵌着用凹部の外周面であって周溝よりも頂
面側に保持されている脱落防止用リングにリングキャリ
ヤが連結されている構成によれば、リングキャリヤを本
体側に溶融接合する際に脱落防止用リングを利用するこ
とが可能になり、このために本体部側がチル化して脆く
なることが防止される。
According to the configuration in which the ring carrier is connected to the falling-off prevention ring held on the outer peripheral surface of the fitting concave portion and on the top surface side with respect to the peripheral groove, the ring carrier is fusion-bonded to the main body side. In this case, it is possible to use a drop-prevention ring, thereby preventing the main body from being chilled and becoming brittle.

【0067】さらに別の発明は、少なくとも頂面を備え
るとともに、頂面側の外周面に嵌着用凹部が形成されて
いる本体部と、外周面上にピストンリング溝が形成さ
れ、本体部の嵌着用凹部に嵌着されるリングキャリヤ
と、本体部の嵌着用凹部とリングキャリヤの内周面との
接合部において少なくとも一方に形成されている周溝か
ら成る冷却用空洞と、嵌着用凹部またはリングキャリヤ
の内周面に形成されており、リングキャリヤが脱落する
のを防止する脱落防止用段部と、を具備する内燃機関用
ピストンに関するものである。
According to still another aspect of the present invention, there is provided a main body having at least a top surface and having a fitting recess formed on the outer peripheral surface on the top surface side, and a piston ring groove formed on the outer peripheral surface to fit the main body. A ring carrier to be fitted into the fitting recess, a cooling cavity comprising a circumferential groove formed on at least one of the joining portions of the fitting recess of the main body and the inner peripheral surface of the ring carrier, and a fitting recess or ring. The present invention relates to a piston for an internal combustion engine, comprising: a drop prevention step formed on an inner peripheral surface of a carrier to prevent a ring carrier from falling.

【0068】従ってこのようなピストンによれば、嵌着
用凹部にリングキャリヤを嵌着することによって冷却用
空洞が簡単に形成されるとともに、リングキャリヤの脱
落が脱落防止用段部によって確実に防止されることにな
る。
Therefore, according to such a piston, the cooling cavity is easily formed by fitting the ring carrier into the fitting concave portion, and the falling off of the ring carrier is reliably prevented by the falling prevention step. Will be.

【0069】冷却用空洞を形成する周溝が本体部の嵌着
用凹部に形成されるとともに、脱落防止用段部がリング
キャリヤの内周面に形成され、脱落防止用段部が冷却用
空洞を形成する周溝の上縁に係合されている構成によれ
ば、脱落防止用段部が冷却用空洞の周溝の上縁に当接し
てリングキャリヤの脱落が防止される。
A circumferential groove forming the cooling cavity is formed in the fitting concave portion of the main body, and a step for preventing falling is formed on the inner peripheral surface of the ring carrier, and the step for preventing falling forms the cooling cavity. According to the configuration in which the ring carrier is engaged with the upper edge of the peripheral groove to be formed, the falling-off preventing step comes into contact with the upper edge of the peripheral groove of the cooling cavity, thereby preventing the ring carrier from falling off.

【0070】本体部の嵌着用凹部にリングキャリヤが焼
嵌めによって嵌着されている構成によれば、焼嵌めによ
ってリングキャリヤが本体部の嵌着用凹部に締りばめで
嵌着固定されることになる。
According to the configuration in which the ring carrier is fitted to the fitting recess of the main body by shrink fitting, the ring carrier is fitted and fixed to the fitting recess of the main body by shrink fitting by shrink fitting. .

【0071】製造方法に関する発明は、少なくとも頂面
を有する本体部の頂面側外周面上に嵌着用凹部を形成す
るとともに、嵌着用凹部に保持溝を形成し、保持溝に脱
落防止用リングを嵌込んだ後に嵌着用凹部にリングキャ
リヤを嵌着し、保持溝に保持されている脱落防止用リン
グと対応する部位においてリングキャリヤの外周側から
エネルギビームを照射し、脱落防止用リングとリングキ
ャリヤとを溶融接合するようにし、嵌着用凹部とリング
キャリヤの内周面との接合部において少なくとも一方に
形成されている周溝によって内部に冷却用空洞を形成す
るようにしたものである。
The invention relating to a manufacturing method is characterized in that a fitting recess is formed at least on the outer peripheral surface on the top surface side of a main body having a top surface, a holding groove is formed in the fitting recess, and a drop-off prevention ring is provided in the holding groove. After the fitting, the ring carrier is fitted into the fitting concave portion, and an energy beam is irradiated from the outer periphery of the ring carrier at a portion corresponding to the falling-off prevention ring held in the holding groove, and the falling-off prevention ring and the ring carrier are applied. Are melt-bonded, and a cooling cavity is formed inside by a circumferential groove formed on at least one of the joints between the fitting recess and the inner peripheral surface of the ring carrier.

【0072】従ってこのような製造方法によれば、冒頭
の発明に係る冷却効果に優れた内燃機関用ピストンを低
コストで効率的に製作することが可能になる。
Therefore, according to such a manufacturing method, the piston for an internal combustion engine having an excellent cooling effect according to the first invention can be efficiently manufactured at low cost.

【0073】また別の製造方法に関する発明は、少なく
とも頂面を有する本体部の頂面側外周面上に嵌着用凹部
を形成するとともに、嵌着用凹部の外周面上に冷却用空
洞を構成する周溝を形成し、円周方向に複数のセグメン
トに分割され、かつ内周面に脱落防止用突部を有するリ
ングキャリヤを嵌着用凹部に装着するとともに、脱落防
止用突部を周溝のエッジと係合させ、リングキャリヤの
分割位置を溶融接合するようにしたものである。
According to another invention relating to another manufacturing method, a fitting recess is formed at least on a top outer peripheral surface of a main body having a top surface, and a cooling cavity is formed on the outer peripheral surface of the fitting recess. A groove is formed, a ring carrier that is divided into a plurality of segments in the circumferential direction, and has a projection for preventing falling on the inner peripheral surface is mounted in the fitting recess, and the projection for preventing falling is formed with the edge of the circumferential groove. The ring carrier is melt-joined at the split position.

【0074】従ってこのような方法によれば、上述の別
の発明に係る冷却効果に優れた内燃機関用ピストンを低
コストで効率的に製作することが可能になる。
Therefore, according to such a method, it is possible to efficiently manufacture the piston for an internal combustion engine according to the another aspect of the present invention having an excellent cooling effect at a low cost.

【0075】さらに別の製造方法に関する発明は、少な
くとも頂面を有する本体部の頂面側外周面上に嵌着用凹
部を形成するとともに、嵌着用凹部の外周面上に冷却用
空洞を構成する周溝を形成し、嵌着用凹部の外周部であ
って周溝よりも上側の領域を締代用突部とし、嵌着用凹
部に嵌着されるリングキャリヤの内周面にその肩部が周
溝の上側のエッジと係合される脱落防止用段部を形成
し、リングキャリヤを加熱して膨張させた状態で脱落防
止用段部が締代用突部を乗越えて周溝の上側のエッジと
係合するようにしてリングキャリヤを嵌着用凹部に焼嵌
めによって嵌着し、常温になるとリングキャリヤが締代
用突部の部分で嵌着用凹部に締着されるとともに、脱落
防止用段部の肩部が周溝の上側のエッジに係止されて固
着されるようにしたものである。
The invention relating to still another manufacturing method is characterized in that a fitting recess is formed at least on a top outer peripheral surface of a main body having a top surface, and a cooling cavity is formed on the outer peripheral surface of the fitting recess. A groove is formed, and an outer peripheral portion of the fitting recess and a region above the circumferential groove is used as a closing protrusion, and a shoulder portion of the circumferential groove is formed on an inner circumferential surface of the ring carrier fitted in the fitting recess. A drop-prevention step that is engaged with the upper edge is formed, and the drop-prevention step crosses over the interference projection and engages with the upper edge of the circumferential groove when the ring carrier is heated and expanded. Then, the ring carrier is fitted into the fitting recess by shrink-fitting, and when the temperature reaches room temperature, the ring carrier is fastened to the fitting recess at the portion of the protruding portion for tightening, and the shoulder portion of the drop-off prevention step portion is formed. The upper edge of the circumferential groove is locked and fixed Than it is.

【0076】従ってこのような発明によれば、上記別の
発明に係る冷却効果に優れたピストンを低コストで効率
的に製作することが可能になる。
Therefore, according to such an invention, it is possible to efficiently manufacture the piston excellent in the cooling effect according to the another invention at a low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】内燃機関用ピストンの縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a piston for an internal combustion engine.

【図2】同ピストンのピンボスの中心線に沿った縦断面
図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view taken along a center line of a pin boss of the piston.

【図3】リングキャリヤの取付けを示す要部拡大縦断面
図である。
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view of a main part showing attachment of a ring carrier.

【図4】脱落防止用リングの斜視図である。FIG. 4 is a perspective view of a drop prevention ring.

【図5】別の脱落防止用リングの斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of another drop-off prevention ring.

【図6】別の実施の形態の要部拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged sectional view of a main part of another embodiment.

【図7】別の実施の形態に係る内燃機関用ピストンの分
解状態の縦断面図である。
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing an exploded state of a piston for an internal combustion engine according to another embodiment.

【図8】同リングキャリヤの斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of the ring carrier.

【図9】同内燃機関用ピストンの組立てられた状態の縦
断面図である。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view of the assembled state of the internal combustion engine piston.

【図10】同平面図である。FIG. 10 is a plan view of the same.

【図11】リングキャリヤの突合わせ位置における溶接
の状態を示す接合面の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of a joining surface showing a state of welding at a butt position of the ring carrier.

【図12】変形例の内燃機関用ピストンを示す縦断面図
である。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view showing a piston for an internal combustion engine according to a modification.

【図13】同ピストンに用いられるリングキャリヤと脱
落防止用リングとを示す分解斜視図である。
FIG. 13 is an exploded perspective view showing a ring carrier and a drop-off prevention ring used for the piston.

【図14】さらに別の実施の形態の内燃機関用ピストン
を示す分解縦断面図である。
FIG. 14 is an exploded longitudinal sectional view showing a piston for an internal combustion engine according to still another embodiment.

【図15】リングキャリヤの斜視図である。FIG. 15 is a perspective view of a ring carrier.

【図16】リングキャリヤの取付けを示す拡大縦断面図
である。
FIG. 16 is an enlarged longitudinal sectional view showing attachment of a ring carrier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 本体部 11 頂面 12 燃焼室(凹部) 15 スカート部 16 ピンボス 17 ピン穴 21 嵌着用凹部 22 周溝(冷却用空洞) 23 リングキャリヤ 25〜27 ピストンリング溝 30 脱落防止用リング 31 保持溝 33 溶接による溶解部 35 脱落防止用突部 36 溶接による溶解部 37 溶接部 38 脱落防止用段部 39 肩部 40 逃げ溝 43 締代用突部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Main body part 11 Top surface 12 Combustion chamber (recess) 15 Skirt part 16 Pin boss 17 Pin hole 21 Fitting concave part 22 Circumferential groove (Cooling cavity) 23 Ring carrier 25-27 Piston ring groove 30 Drop prevention ring 31 Holding groove 33 Dissolution part by welding 35 Protrusion for drop-off prevention 36 Dissolution part by welding 37 Welded part 38 Step part for prevention of drop-off 39 Shoulder 40 Escape groove 43 Protrusion for tightening allowance

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】少なくとも頂面を備えるとともに、頂面側
の外周面に嵌着用凹部が形成されている本体部と、 外周面上にピストンリング溝が形成され、前記本体部の
嵌着用凹部に嵌着されるリングキャリヤと、 前記本体部の嵌着用凹部と前記リングキャリヤの内周面
との接合部において少なくとも一方に形成されている周
溝から成る冷却用空洞と、 前記嵌着用凹部に形成されている保持溝に保持され、か
つ前記リングキャリヤに連結されている脱落防止用リン
グと、 を具備する内燃機関用ピストン。
1. A main body having at least a top surface and a fitting recess formed on an outer peripheral surface on a top surface side, and a piston ring groove formed on an outer peripheral surface, wherein a fitting recess of the main body is formed. A ring carrier to be fitted; a cooling cavity comprising a circumferential groove formed in at least one of a joining portion between the fitting recess of the main body portion and an inner peripheral surface of the ring carrier; and a cooling cavity formed in the fitting recess. A drop-off prevention ring held in the holding groove and connected to the ring carrier.
【請求項2】前記本体部が鋳鉄から成り、前記リングキ
ャリヤと前記脱落防止用リングとが鋼から成ることを特
徴とする請求項1に記載の内燃機関用ピストン。
2. A piston for an internal combustion engine according to claim 1, wherein said main body is made of cast iron, and said ring carrier and said falling-off prevention ring are made of steel.
【請求項3】前記リングキャリヤと前記脱落防止用リン
グとが前記リングキャリヤの外周側から照射されるエネ
ルギビームによって溶着されて連結されていることを特
徴とする請求項1または請求項2に記載の内燃機関用ピ
ストン。
3. The ring carrier according to claim 1, wherein the ring carrier and the falling-off prevention ring are welded and connected by an energy beam irradiated from an outer peripheral side of the ring carrier. Pistons for internal combustion engines.
【請求項4】少なくとも頂面を備えるとともに、頂面側
の外周面に嵌着用凹部が形成されている本体部と、 外周面上にピストンリング溝が形成されるとともに、円
周方向に複数のセグメントに分割され、前記本体部の嵌
着用凹部に装着された状態で分割位置が溶融接合されて
いるリングキャリヤと、 前記本体部の嵌着用凹部と前記リングキャリヤの内周面
との接合部において前記嵌着用凹部の外周面に形成され
ている周溝から成る冷却用空洞と、 前記リングキャリヤの内周面に形成されており、前記周
溝のエッジと係合される脱落防止用突部と、 を具備する内燃機関用ピストン。
4. A body having at least a top surface and having a fitting recess formed on the outer peripheral surface on the top surface side, a piston ring groove formed on the outer peripheral surface, and a plurality of circumferentially extending piston ring grooves. A ring carrier that is divided into segments and is melt-joined at a dividing position in a state where the ring carrier is attached to the fitting concave portion of the main body portion; and a joint portion between the fitting concave portion of the main body portion and the inner peripheral surface of the ring carrier. A cooling cavity formed of a peripheral groove formed on an outer peripheral surface of the fitting concave portion; and a falling-off preventing protrusion formed on an inner peripheral surface of the ring carrier and engaged with an edge of the peripheral groove. A piston for an internal combustion engine, comprising:
【請求項5】前記リングキャリヤの分割位置における溶
融接合が溶接によって行なわれるとともに、溶融部が前
記周溝から成る冷却用空洞内部へはみ出さないように溶
接深さが調整されることを特徴とする請求項4に記載の
内燃機関用ピストン。
5. The fusion welding of the ring carrier at a split position is performed by welding, and a welding depth is adjusted so that a fusion portion does not protrude into a cooling cavity formed by the peripheral groove. The piston for an internal combustion engine according to claim 4, wherein
【請求項6】前記周溝よりも上側の位置において、前記
リングキャリヤが本体部に円周方向に沿って溶融接合さ
れていることを特徴とする請求項4に記載の内燃機関用
ピストン。
6. The piston for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the ring carrier is fusion-bonded to the main body along the circumferential direction at a position above the circumferential groove.
【請求項7】前記嵌着用凹部の外周面であって前記周溝
よりも頂面側に保持されている脱落防止用リングに前記
リングキャリヤが連結されていることを特徴とする請求
項4に記載の内燃機関用ピストン。
7. The ring carrier according to claim 4, wherein the ring carrier is connected to a fall-off prevention ring which is held on the outer peripheral surface of the fitting recess and on the top surface side with respect to the peripheral groove. A piston for an internal combustion engine according to the above.
【請求項8】少なくとも頂面を備えるとともに、頂面側
の外周面に嵌着用凹部が形成されている本体部と、 外周面上にピストンリング溝が形成され、前記本体部の
嵌着用凹部に嵌着されるリングキャリヤと、 前記本体部の嵌着用凹部と前記リングキャリヤの内周面
との接合部において少なくとも一方に形成されている周
溝から成る冷却用空洞と、 前記嵌着用凹部または前記リングキャリヤの内周面に形
成されており、前記リングキャリヤが脱落するのを防止
する脱落防止用段部と、 を具備する内燃機関用ピストン。
8. A main body having at least a top surface and having a fitting recess formed on an outer peripheral surface on the top surface side, and a piston ring groove formed on the outer peripheral surface. A ring carrier to be fitted, a cooling cavity comprising a circumferential groove formed in at least one of a joint portion between the fitting recess of the main body portion and an inner peripheral surface of the ring carrier; A piston for an internal combustion engine, comprising: a step formed on an inner peripheral surface of a ring carrier for preventing the ring carrier from falling off.
【請求項9】前記冷却用空洞を形成する周溝が前記本体
部の嵌着用凹部に形成されるとともに、前記脱落防止用
段部が前記リングキャリヤの内周面に形成され、前記脱
落防止用段部が前記冷却用空洞を形成する周溝の上縁に
係合されていることを特徴とする請求項8に記載の内燃
機関用ピストン。
9. A peripheral groove forming the cooling cavity is formed in a fitting recess of the main body, and a step for preventing falling is formed on an inner peripheral surface of the ring carrier. The piston for an internal combustion engine according to claim 8, wherein a step is engaged with an upper edge of a peripheral groove forming the cooling cavity.
【請求項10】前記本体部の嵌着用凹部に前記リングキ
ャリヤが焼嵌めによって嵌着されていることを特徴とす
る請求項8または請求項9に記載の内燃機関用ピスト
ン。
10. The piston for an internal combustion engine according to claim 8, wherein the ring carrier is fitted in the fitting concave portion of the main body by shrink fitting.
【請求項11】少なくとも頂面を有する本体部の頂面側
外周面上に嵌着用凹部を形成するとともに、前記嵌着用
凹部に保持溝を形成し、 前記保持溝に脱落防止用リングを嵌込んだ後に前記嵌着
用凹部にリングキャリヤを嵌着し、 前記保持溝に保持されている脱落防止用リングと対応す
る部位において前記リングキャリヤの外周側からエネル
ギビームを照射し、前記脱落防止用リングと前記リング
キャリヤとを溶融接合するようにし、 前記嵌着用凹部と前記リングキャリヤの内周面との接合
部において少なくとも一方に形成されている周溝によっ
て内部に冷却用空洞を形成するようにしたことを特徴と
する内燃機関用ピストンの製造方法。
11. A fitting recess is formed at least on a top outer peripheral surface of a main body having a top surface, a holding groove is formed in the fitting recess, and a drop-prevention ring is fitted into the holding groove. After that, a ring carrier is fitted into the fitting concave portion, and an energy beam is irradiated from an outer peripheral side of the ring carrier at a portion corresponding to the fall prevention ring held in the holding groove, and the fall prevention ring is The ring carrier is melt-bonded, and a cooling cavity is formed inside by a circumferential groove formed on at least one of a joint portion between the fitting recess and an inner peripheral surface of the ring carrier. A method for manufacturing a piston for an internal combustion engine, comprising:
【請求項12】少なくとも頂面を有する本体部の頂面側
外周面上に嵌着用凹部を形成するとともに、前記嵌着用
凹部の外周面上に冷却用空洞を構成する周溝を形成し、 円周方向に複数のセグメントに分割され、かつ内周面に
脱落防止用突部を有するリングキャリヤを前記嵌着用凹
部に装着するとともに、前記脱落防止用突部を前記周溝
のエッジと係合させ、 前記リングキャリヤの分割位置を溶融接合するようにし
たことを特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法。
12. A fitting recess is formed on an outer peripheral surface on a top surface side of a main body having at least a top surface, and a circumferential groove forming a cooling cavity is formed on an outer peripheral surface of the fitting concave portion. A ring carrier divided into a plurality of segments in the circumferential direction and having a projection for preventing falling on the inner peripheral surface is mounted in the fitting recess, and the projection for preventing falling is engaged with an edge of the circumferential groove. A method for manufacturing a piston for an internal combustion engine, wherein the ring carrier is welded at a split position.
【請求項13】少なくとも頂面を有する本体部の頂面側
外周面上に嵌着用凹部を形成するとともに、前記嵌着用
凹部の外周面上に冷却用空洞を構成する周溝を形成し、 前記嵌着用凹部の外周部であって前記周溝よりも上側の
領域を締代用突部とし、 前記嵌着用凹部に嵌着されるリングキャリヤの内周面に
その肩部が前記周溝の上側のエッジと係合される脱落防
止用段部を形成し、 前記リングキャリヤを加熱して膨張させた状態で前記脱
落防止用段部が前記締代用突部を乗越えて前記周溝の上
側のエッジと係合するようにして該リングキャリヤを前
記嵌着用凹部に焼嵌めによって嵌着し、 常温になると前記リングキャリヤが前記締代用突部の部
分で前記嵌着用凹部に締着されるとともに、前記脱落防
止用段部の肩部が前記周溝の上側のエッジに係止されて
固着されるようにしたことを特徴とする内燃機関用ピス
トンの製造方法。
13. A fitting recess is formed on an outer peripheral surface on a top surface of a main body having at least a top surface, and a peripheral groove forming a cooling cavity is formed on an outer peripheral surface of the fitting concave portion. An outer peripheral portion of the fitting recess and a region above the peripheral groove is defined as a protrusion for interference, and a shoulder portion of the ring carrier to be fitted into the fitting concave portion has an upper portion above the peripheral groove. Forming a fall prevention step to be engaged with the edge, wherein the fall prevention step crosses over the interference projection in a state where the ring carrier is heated and expanded to form an upper edge of the circumferential groove; The ring carrier is fitted into the fitting recess by shrink fitting so as to engage with each other. When the temperature of the ring carrier reaches room temperature, the ring carrier is fastened to the fitting recess at the portion of the interference protrusion, and The shoulder of the preventing step is the upper edge of the circumferential groove A method for manufacturing a piston for an internal combustion engine, wherein the piston is locked and fixed to a piston.
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