JP2000234561A

JP2000234561A - 内燃機関用ピストン

Info

Publication number: JP2000234561A
Application number: JP11033200A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Kamei; 謙一郎亀井; Hiroshi Asai; 浩浅井; Hirosuke Yabe; 弘裕矢部; Yoshihiro Yamada; 美廣山田
Original assignee: Unisia Jecs Corp
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 1999-02-10
Filing date: 1999-02-10
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】金型及び鋳造機等の剛性を格別高くする必要
がなく、冠面部の形状が精度よく得られ、冠面部の機械
加工を廃止することが可能な内燃機関用ピストンを提供
する。【解決手段】鋳造のキャビティ５を形成する金型２１
のうち、ピストン１の冠面部２を形成する金型（上型）
２２を、気孔率が３〜３０％である多孔質材料で形成す
る。前記キャビティ２５内に充填した溶湯３０を０．０
１〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関用ピストン
に関し、とりわけ、冠面部に燃焼室等が凹凸状に形成さ
れてなる内燃機関用ピストンに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、効率を高めるために、シリンダ内
に燃料を直接噴射する形式の内燃機関が開発されてお
り、この内燃機関には、冠面部に窪み状の燃焼室やバル
ブリセスが凹凸状に形成されてなるピストンが採用され
る。

【０００３】前記ピストンは金型に形成したキャビティ
内で鋳造されるのであるが、冠面部の燃焼室やバルブリ
セスは、その容積が機関の性能に大きな影響を与えると
ころから、形状を精度よく得るために、鋳造後に機械加
工される場合がある。

【０００４】しかしながら、前記冠面部の燃焼室やバル
ブリセスを機械加工するためには、多くの加工工数を必
要とし、製造コストが増加することになる。

【０００５】そこで、特開昭５７−５０２６６号公報に
は、前記ピストンを鋳造するキャビティを形成した金型
内に大気圧以上の圧力で溶湯（溶融金属）を充填し、そ
の後、更に高圧力を加えて溶湯を加圧凝固させることに
よって、冠面部の形状が精度よく得られ、冠面部の機械
加工を廃止可能なピストンが提案されている。

【０００６】また、特公平３−２１２５７号公報には鋳
造製品を精度よく形成するための改良された金型が提案
されており、この金型は、一部が多孔性燒結体から形成
され、この多孔性燒結体の気孔率が１８〜５０％として
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭５８−５０２６６号公報記載の従来例にあっては、
圧力を加えつつ溶湯を充填すると共に、３０Ｋｇ／ｃｍ
２以上の高圧力で加圧するから、金型の剛性を高くする
必要があることはもとより、鋳造機全体の剛性を高くす
る必要があり、鋳造機全体が大型化し、高価となる虞が
ある。

【０００８】また、前記特公平３−２１２５７号公報記
載の従来例にあっては、大気圧の下における鋳造であっ
て、多孔質燒結体の保温性に着目して溶湯の充填性を上
げることによって製品精度を向上させようとするもので
ある。このため、前記金型の気孔率については研究され
ているが、キャビティ内に充填した溶湯に圧力を加える
ことについて考慮されところはなく、更なる精度要求に
対しては満足できない虞がある。

【０００９】発明者らの研究によれば、前記冠面部の形
状を精度よく得るためには、この冠面部を形成する金型
を多孔質材料から形成し、溶湯に所定の圧力を加えるこ
とが極めて有効であって、多孔質材料の気孔率と加圧力
を所定の値とすることによって精度の高い内燃機関用ピ
ストンを得ることに成功した。

【００１０】本発明は前記研究の結果案出されたもの
で、金型及び鋳造機等の剛性を格別高くする必要がな
く、冠面部の形状が精度よく得られ、冠面部の機械加工
を廃止することが可能な内燃機関用ピストンを形供する
ことを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
発明は、金型に形成したキャビティ内で鋳造され、冠面
部に燃焼室等が凹凸状に形成されてなる内燃機関用ピス
トンにおいて、前記キャビティを形成する金型のうち、
ピストンの冠面部を形成する金型を気孔率が３〜３０％
である多孔質材料から形成し、このキャビティ内に充填
した溶湯を０．０１〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２の圧力で加圧
して鋳造された構成にしてある。

【００１２】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成のうち、前記ピストンの冠面部を形成す
る金型を気孔率が３％〜５％未満である多孔質材料から
形成し、加圧力を０．１〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２とした構
成にしてある。

【００１３】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成のうち、前記ピストンの冠面部を形成す
る金型を気孔率が５％〜１５％未満である多孔質材料か
ら形成し、加圧力を０．０５〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２とし
た構成にしてある。

【００１４】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成のうち、前記ピストンの冠面部を形成す
る金型を気孔率が１５％〜１８％未満である多孔質材料
から形成し、加圧力を０．０２〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２と
した構成にしてある。

【００１５】また、請求項５記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成のうち、前記ピストンの冠面部を形成す
る金型を気孔率が１８％〜２０％未満である多孔質材料
から形成し、加圧力を０．０１〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２と
した構成にしてある。

【００１６】また、請求項６記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成のうち、前記ピストンの冠面部を形成す
る金型を気孔率が２０％〜２５％である多孔質材料から
形成し、加圧力を０．０１〜１．５Ｋｇ／ｃｍ２とした
構成にしてある。

【００１７】また、請求項７記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成のうち、前記ピストンの冠面部を形成す
る金型を気孔率が２５％を超え３０％である多孔質材料
から形成し、加圧力を０．０１〜１．０Ｋｇ／ｃｍ２と
した構成にしてある。

【００１８】ここで、前記多孔質材料は、ステンレス鋼
やダイス鋼の粉体を用いて、所定の気孔率、即ち３〜３
０％の気孔率を持つ密度に燒結成形される。また、前記
多孔質材料の所定位置に、ガス抜き機構を設けることも
任意に可能である。

【００１９】斯かる構成において、前記金型のキャビテ
ィ内に溶湯（溶融金属）が充填される。前記キャビティ
内への溶湯の充填は大気圧の下で行われ、格別加圧され
ない。即ち、通常の所謂重力鋳造の鋳造方案が採用さ
れ、キャビティ内に充填された溶湯に与えられる力は、
キャビティよりも上側に位置する湯口や押湯に作用する
重力によってのみ与えられる。

【００２０】次に、前記キャビティ内の溶湯を所定の圧
力で加圧する。前記溶湯への加圧圧力は、多孔質材料の
気孔率に応じて０．０１〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２の範囲内
で選択される。

【００２１】前記溶湯への加圧は、押湯や湯口に所定の
圧力を加えることによって行われるのを可とし、加圧媒
体として具体的には空気または各種の不活性ガスが採用
されるか、またはプランジャ等によって機械的に加圧さ
れ、好ましくは溶湯が凝固するまで継続される。

【００２２】また、前記溶湯への加圧開始時期は、溶湯
のキャビティ内への充填直後か、好ましくはキャビティ
表面の溶湯が凝固し始めた時期とされる。前記キャビテ
ィの表面の溶湯が凝固し始めた時期は、キャビティの表
面近傍に極めて薄い凝固層が形成されるか、或いは凝固
層が形成されない所謂粥状凝固で、固液共存相の状態が
好ましく、具体的には溶湯の充填後の基準時期からの経
過時間によって決定可能である。

【００２３】鋳造完了後、前記金型内から取出されたピ
ストンには、冠面部を除いて、胴部に及びピストンピン
孔等に適宜機械加工が施される。

【００２４】これによって、精度のよいピストン、とり
わけ燃焼室の周縁のシャープエッジ形状を含めて、冠面
部の形状の精度がよい内燃機関用ピストンが得られ、冠
面部の機械加工が廃止される。ここに、前記キャビティ
内の溶湯は比較的低い圧力で加圧される。

【００２５】したがって、前記金型及び鋳造機等の剛性
を格別高くする必要がなく、冠面部の形状が精度よく得
られ、冠面部の機械加工を廃止することが可能な内燃機
関用ピストンが得られる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳述する。

【００２７】図１は本発明の実施の形態を示す内燃機関
用ピストンの断面図、図２は本発明の内燃機関用ピスト
ンの鋳造装置を示す断面模式図、図３は図２のＡ−Ａ線
断面図、図４は上型の別の実施の形態を示す断面図、図
５は気孔率と加圧力との組合せによって得られた製品を
評価した図表である。

【００２８】図において１は内燃機関用ピストン（以
下、ピストンと称す）で、このピストン１はアルミニウ
ム合金材料、例えばＪＩＳＡＣ８Ａ材から形成され
る。前記ピストン１は、図１において最上端の冠面部２
と、この冠面部２に続くリングランド部３と、このリン
グランド部３に続くスカート部４とを備えている。

【００２９】前記リングランド部３には、この実施の形
態において３本のピストンリング溝５，６，７が形成し
てある。これらピストンリング溝５，６，７のうち、冠
面部２側近くに位置する２本のピストンリング溝５，６
がコンプレッションリング溝で、スカート部４側に隣接
して形成されたピストンリング溝７がオイルリング溝と
なっている。

【００３０】８は前記スカート部４の内周側に突出して
形成されたピンボス部で、このピンボス部８はピストン
１の軸芯線の両側に対峙して形成してある。

【００３１】前記ピンボス部８には、両端が開放するピ
ストンピン孔９が形成してあり、このピストンピン孔９
はその軸芯線がピストン１の軸芯線に対して略直角とな
るように形成してある。

【００３２】また、前記ピストンピン孔９内には中空円
筒状のピストンピン１０が挿入され、このピストンピン
１０にコネクティングロッド１１が連結される。

【００３３】前記ピストン１の冠面部２には窪み状の燃
焼室１２が形成してある。前記燃焼室１２が窪み状に形
成してあることによって、この燃焼室１２の周縁には凸
部１３が形成されている。このため、前記ピストン１の
冠面部２は凹凸状に形成されることになる。

【００３４】次に、前記ピストン１の鋳造装置について
説明する。

【００３５】図２乃至図４において、２１は金型で、こ
の金型２１は上型２２と、下型２３と、中子２４とを有
している。前記金型２１内にはピストン１のキャビティ
２５が形成してある。

【００３６】２６は前記上型２２と下型２３との間に配
置されたリング金型である。また、２７はピストン１の
ピン孔９部分を形成するピン中子である。

【００３７】前記上型２２は、ピストン１の冠面部２を
形成するように賦形されており、耐熱性を有するステン
レス鋼やダイス鋼の粉体を用いて、３〜３０％の気孔率
を持つ密度に、ポーラス状に燒結成形してある。また、
前記上型２２には、図４に示すように、形状の精度を求
める位置にガス抜き機構２２ａを形成することが可能で
ある。前記ガス抜き機構２２ａは幅が０．０３〜０．１
ｍｍの溝から形成される。なお、前記上型２２のキャビ
ティ２５を形成する表面に、珪藻土質等の塗型を施すか
否かは任意に可能である。

【００３８】前記下型２３には、キャビティ２５内に連
通する湯口２８が形成してある。前記湯口２８は、とり
べ２９等から溶湯３０を受ける漏斗状の湯溜まり３１
と、この湯溜まり３１に連通する縦湯口３２と、この縦
湯口３２とキャビティ２５内とを連通する湯道３３及び
この湯道３３内に設けられた堰３４とから構成してあ
る。前記湯口２８の湯溜まり３１は通常の重力鋳造の場
合と同様に、キャビティ２５よりも上側に配置してあ
る。

【００３９】また、前記下型２３内には、ピストン（鋳
物）の肉厚部分を形成するキャビティ２５に臨んで保温
中子３５が配置されており、この保温中子３５によって
形成された空間に、押湯３６が形成してある。なお、前
記押湯３６は、好ましくは金型２１の軸芯線に対して対
象な位置の２箇所に設けられる。

【００４０】前記中子２４は、型ばらしを容易にするた
めに、この実施の形態において芯中子２４ａと、周中子
２４ｂとから形成してある。

【００４１】３８は湯口２８の封止装置で、この封止装
置３８は湯溜まり３１の開口端に接して湯口２８を封止
するする湯口封止板３９と、この湯口封止板３９を移動
させるシリンダ装置４０とから構成してある。

【００４２】４１は加圧装置である。前記加圧装置４１
は、下型２３及び保温中子３５に貫通して形成した貫通
孔４２に配管４３を接続し、この配管４３を通じて図外
の気体供給源から加圧気体が導かれるようにしてあり、
これによって、押湯３６に加圧気体を作用させ、キャビ
ティ２５内に充填された溶湯３０を所定の圧力で加圧す
るようになっている。このため、前記配管４３の途中に
は圧力調整弁４４及び開閉弁（図示せず）が設けられて
いる。また、前記貫通孔４２内には、燒結材料から形成
されて通気性を有するベント４５が設けられている。

【００４３】前記加圧装置４１は、押湯３６が金型２１
の対象位置の２箇所に設けられている場合に、それぞれ
の押湯３６に対応して設けられる。また、前記キャビテ
ィ２５内に充填された溶湯３０を加圧する気体として
は、空気または各種の不活性ガスが採用される。

【００４４】斯かる構成において、前記ピストン１は、
アルミニウム合金材料、例えばＪＩＳＡＣ８Ａ材を鋳
造して、次のようにして得られる。

【００４５】先ず、前記溶湯３０がとりべ２９から湯口
２８に注がれ、金型２１のキャビティ２５内に充填され
る。前記キャビティ２５内への溶湯３０の充填は、大気
圧の下で行われる。したがって、前記キャビティ２５内
に充填された溶湯３０に与えれられる圧力は、キャビテ
ィ２５よりも上側に位置する湯口２８内の溶湯３０及び
押湯３６に作用する重力によってのみ与えられることに
なる。

【００４６】前記キャビティ２５内への溶湯３０の充填
完了後、封止装置３８で湯口２８を封止する。具体的に
は、前記封止装置３８のシリンダ装置４０で湯口封止板
３９を下動させ、この湯口封止板３９を湯溜まり３１の
開口端に当接させることによって、湯口２８を封止す
る。

【００４７】その後、前記キャビティ２５内の溶湯３０
を所定の圧力で加圧する。具体的には、前記加圧装置４
１の配管４３を通じて図外の気体供給源から供給される
加圧気体の圧力を、圧力調整弁４４による調整の下に押
湯３６に作用させ、キャビティ２５内に充填された溶湯
３０を所定の圧力で加圧する。

【００４８】前記溶湯３０への加圧開始時期は、溶湯３
０のキャビティ２５内への充填直後か、好ましくはキャ
ビティ２５の表面の溶湯３０が凝固し始めた時期とされ
る。前記キャビティ２５の表面の溶湯３０が凝固し始め
た時期は、キャビティ２５の表面近傍に極めて薄い凝固
層が形成されるか、或いは凝固層が形成されない所謂粥
状凝固で、固液共存相の状態が好ましく、具体的には溶
湯の充填後５秒程度の間に開始される。

【００４９】前記溶湯３０への加圧力は、多孔質材料か
らなる上型２２の気孔率に応じて０．０１〜２．０Ｋｇ
／ｃｍ２の範囲で選択される。

【００５０】即ち、発明者らの研究によれば、図５に示
すように、加圧力が小さくなると、前記上型２２の気孔
率が小さい場合には型の形状が正しく転写されず、形状
不良となる。一方、加圧力が大きくなると形状不良は解
消されるが、型の隙間や上型２２の気孔内にバリが生じ
る虞があると共に、キャビティ２５内に塗型を施した場
合に、この塗型の損傷が生じる虞がある。とりわけ、加
圧力が２Ｋｇ／ｃｍ２を超えると塗型の損傷が多くなる
傾向にある。

【００５１】そこで、前記上型２２の気孔率が３％〜５
％未満である場合には、０．１〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２で
加圧される。また、前記上型２２の気孔率が５％〜１５
％未満である場合は０．０５〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２で加
圧される。また、前記上型２２の気孔率が１５％〜１８
％未満である場合は、０．０２〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２で
加圧される。また、前記上型２２の気孔率が１８％〜２
０％未満である場合は０．０１〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２で
加圧される。また、前記上型２２の気孔率が２０％〜２
５％である場合は０．０１〜１．５Ｋｇ／ｃｍ２で加圧
される。また、前記上型２２の気孔率が２５％を超え３
０％である場合は０．０１〜１．０Ｋｇ／ｃｍ２で加圧
される。

【００５２】前記溶湯３０への加圧は、この溶湯３０が
凝固するまで実行される。この場合に、前記押湯３６
は、従来からの鋳造方案が教えるところによって、キャ
ビティ２５内の溶湯３０が凝固するときの収縮によって
ピストン（鋳物）１に空洞が生じることを防止するため
に設けられている。したがって、前記押湯３６は空洞の
発生しやすいところ、即ちピストン１の肉厚部分を形成
するキャビティ２５に臨んで設けられており、この押湯
３６はキャビティ２５内よりも後に凝固するから、押湯
３６に加圧気体を作用させることによってキャビティ２
５内の溶湯３０が効果的に加圧されるのである。

【００５３】前記溶湯３０が加圧されることによって、
キャビティ２５内の空気の一部または全部は、所定の気
孔率を有する上型２２の気孔から排出されると共に、上
型２２にガス抜き機構２２ａ（図４参照）が設けられて
いる場合にはこのガス抜き機構２２ａからも排出され、
溶湯３０がキャビティ２５内に充填される。

【００５４】鋳造完了後、前記金型２１内から取出され
たピストン１には、冠面部２を除いて、リングランド部
３、スカート部４、ピストンリング溝５，６，７、ピス
トンピン孔９等の機械加工が施される。

【００５５】これによって、精度のよいピストン１、と
りわけ燃焼室１２の周縁における凸部１３のシャープエ
ッジ形状を含めて、冠面部２の形状の精度がよいピスト
ン１が得られ、冠面部２の機械加工が廃止される。ここ
に、前記キャビティ２５内の溶湯３０は比較的低い圧力
で加圧される。

【００５６】したがって、前記金型２１及び鋳造機等の
剛性を格別高くする必要がなく、冠面部２の形状が精度
よく得られ、冠面部２の機械加工を廃止することが可能
な内燃機関用ピストン１が得られる。

【００５７】以上、実施の形態を図面に基づいて説明し
たが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものでは
なく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、前記加圧装置４１の配管４３を押湯３６の保温
中子３５に接続して、この押湯３６を介してキャビティ
２５内の溶湯を加圧する形態について述べたが、加圧装
置４１の配管４３を封止装置３８の湯口封止板３９に接
続し、湯口２８を介してキャビティ２５内の溶湯３０を
加圧するようにしてもよい。

【００５８】また、前記加圧装置２４として、加圧気体
を用いる方法について述べたが、プランジャ等を用い
て、このこプランジャを押湯３６や湯口２８に機械的に
挿入することによって加圧するようにしてもよい。

【００５９】図６乃至図８は本発明の別の実施の形態を
示す図面で、この実施の形態が前記実施の形態と変わる
ところは、機械加工を施す前の状態で、ピストン１の冠
面部２の所定位置に、機械加工のためのセンターボスを
５１を設けた点である。

【００６０】即ち、図６乃至図８に示す実施の形態にお
いては、前記冠面部２の所定位置、好ましくはピストン
１の軸芯線に略一致する位置に、ピストン１の加工を容
易にするためのセンターボス５１が形成してある。前記
センターボス５１には図外のセンター穴等が設けられ、
このセンター穴はピストン１の機械加工のために利用さ
れる。

【００６１】また、前記センターボス５１は、ピストン
１の機械加工完了後、切除される（図８参照）。前記セ
ンターボス５１を切除するに際して、ピストン１の冠面
部２が加工されることはない。

【００６２】なお、その他の構成については前記実施の
形態と同様であるから、同一構成部分には同一符号を付
し、その重複する説明を省略する。

【００６３】斯かる構成においても、精度のよいピスト
ン１、とりわけ燃焼室１２の周縁における凸部１３のシ
ャープエッジ形状を含めて、冠面部２の形状の精度がよ
いピストン１が得られ、冠面部２の機械加工が廃止され
る。ここに、鋳造キャビティ内の溶湯は前記実施の形態
と同様に、比較的低い圧力で加圧可能である。

【００６４】したがって、斯かる構成においても、金型
及び鋳造機等の剛性を格別高くする必要がなく、冠面部
２の形状が精度よく得られ、冠面部２の機械加工を廃止
することが可能な内燃機関用ピストン１が得られるのに
加え、センターボス５１をピストン１の機械加工に利用
することが可能となる。

【００６５】

【実施例】具体的に次のような条件で実験した結果、良
好な製品が得られた。

【００６６】即ち、図５に示すように、前記上型２２の
気孔率が３％である場合には０．１〜３．０Ｋｇ／ｃｍ
２で加圧することによって良好な製品が得られた。しか
し、前記キャビティ２５内に塗型を用いた場合に、圧力
が２．０Ｋｇ／ｃｍ２を超えると塗型の損傷が若干見ら
れた。

【００６７】前記上型２２の気孔率が５％である場合に
は０．０５〜３．０Ｋｇ／ｃｍ２で加圧することによっ
て良好な製品が得られた。しかし、前記キャビティ２５
内に塗型を用いた場合に、圧力が２．０Ｋｇ／ｃｍ２を
超えると塗型の損傷が若干見られた。

【００６８】前記上型２２の気孔率が１０％である場合
は０．０５〜２．５Ｋｇ／ｃｍ２で加圧することによっ
て良好な製品が得られた。しかし、前記キャビティ２５
内に塗型を用いた場合に、圧力が２．０Ｋｇ／ｃｍ２を
超えると塗型の損傷が若干見られた。

【００６９】前記上型２２の気孔率が１５％である場合
は０．０２〜２．５Ｋｇ／ｃｍ２で加圧することによっ
て良好な製品が得られた。しかし、前記キャビティ２５
内に塗型を用いた場合に、圧力が２．０Ｋｇ／ｃｍ２を
超えると塗型の損傷が若干見られた。

【００７０】前記上型２２の気孔率が１７％である場合
は０．０２〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２で加圧することによっ
て良好な製品が得られた。また、前記キャビティ２５内
に塗型を用いた場合にも、塗型の損傷は見られなかっ
た。

【００７１】前記上型２２の気孔率が１８％である場合
及び２０％である場合には０．０１〜２．０Ｋｇ／ｃｍ
２で加圧することによって良好な製品が得られた。ま
た、前記キャビティ２５内に塗型を用いた場合にも、塗
型の損傷は見られなかった。

【００７２】前記上型２２の気孔率が２５％である場合
は０．０１〜１．５Ｋｇ／ｃｍ２で加圧することによっ
て良好な製品が得られた。また、前記キャビティ２５内
に塗型を用いた場合にも、塗型の損傷は見られなかっ
た。

【００７３】前記上型２２の気孔率が３０％である場合
は０．０１〜１．０Ｋｇ／ｃｍ２で加圧することによっ
て良好な製品が得られた。また、前記キャビティ２５内
に塗型を用いた場合にも、塗型の損傷は見られなかっ
た。

【００７４】前記上型２２の気孔率が４０％である場合
は０．０１〜０．０２Ｋｇ／ｃｍ２で加圧することによ
って良好な製品が得られた。また、前記キャビティ２５
内に塗型を用いた場合にも、塗型の損傷は見られなかっ
た。

【００７５】前記上型２２の気孔率が５０％である場合
は０．０１Ｋｇ／ｃｍ２で加圧することによって良好な
製品が得られた。また、前記キャビティ２５内に塗型を
用いた場合にも、塗型の損傷は見られなかった。

【００７６】また、前記上型２２の気孔率が何れの場合
にあっても、加圧力を加えない場合には形状不良が生じ
た。この場合に、前記ピストン１の凸部１３を形成する
上型２２の隅部の先端Ｒ形状を０．５Ｒとし、この型形
状に対する製品の先端Ｒ形状が０．５〜０．７Ｒの範囲
内にあるもの、即ち転写率が７１．７％までのものを良
品とし、Ｒ形状が０．７Ｒを超えるものを形状不良と判
定した。

【００７７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、金型及び鋳造機等の剛性を格別高くする必要が
なく、冠面部の形状が精度よく得られ、冠面部の機械加
工を廃止することが可能な内燃機関用ピストンが得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す内燃機関用ピストン
の断面図である。

【図２】本発明の内燃機関用ピストンの鋳造装置を示す
断面模式図である。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】上型の別の実施の形態を示す断面図である。

【図５】気孔率と加圧力との組合せによって得られた製
品を評価した図表である。

【図６】本発明の別の実施の形態を示す内燃機関用ピス
トンの平面図である。

【図７】図６のＡ−Ａ線断面図である。

【図８】センターボスを切除した状態を示す図６と同様
の断面図である。

【符号の説明】

１ピストン２冠面部１２燃焼室２１金型２２上型（金型）２３下型（金型）２４中子（金型）２５キャビティ３０溶湯４１加圧装置

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｆ 3/26 Ｆ０２Ｆ 3/26 ＺＦ１６Ｊ 1/01 Ｆ１６Ｊ 1/01 (72)発明者矢部弘裕神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内 (72)発明者山田美廣神奈川県厚木市恩名1370番地株式会社ユニシアジェックス内Ｆターム(参考） 3J044 AA18 CA01 CA03 CA40 DA09 EA01 4E093 KB05 NA01 NB08 UA06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金型に形成したキャビティ内で鋳造さ
れ、冠面部に燃焼室等が凹凸状に形成されてなる内燃機
関用ピストンにおいて、前記キャビティを形成する金型
のうち、ピストンの冠面部を形成する金型を気孔率が３
〜３０％である多孔質材料から形成し、このキャビティ
内に充填した溶湯を０．０１〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２の圧
力で加圧して鋳造されてなることを特徴とする、内燃機
関用ピストン。
【請求項２】前記ピストンの冠面部を形成する金型を
気孔率が３％〜５％未満である多孔質材料から形成し、
加圧力を０．１〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２としたことを特徴
とする、請求項１記載の内燃機関用ピストン。
【請求項３】前記ピストンの冠面部を形成する金型を
気孔率が５％〜１５％未満である多孔質材料から形成
し、加圧力を０．０５〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２としたこと
を特徴とする、請求項１記載の内燃機関用ピストン。
【請求項４】前記ピストンの冠面部を形成する金型を
気孔率が１５％〜１８％未満である多孔質材料から形成
し、加圧力を０．０２〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２としたこと
を特徴とする、請求項１記載の内燃機関用ピストン。
【請求項５】前記ピストンの冠面部を形成する金型を
気孔率が１８％〜２０％未満である多孔質材料から形成
し、加圧力を０．０１〜２．０Ｋｇ／ｃｍ２としたこと
を特徴とする、請求項１記載の内燃機関用ピストン。
【請求項６】前記ピストンの冠面部を形成する金型を
気孔率が２０％〜２５％である多孔質材料から形成し、
加圧力を０．０１〜１．５Ｋｇ／ｃｍ２としたことを特
徴とする、請求項１記載の内燃機関用ピストン。
【請求項７】前記ピストンの冠面部を形成する金型を
気孔率が２５％を超え３０％である多孔質材料から形成
し、加圧力を０．０１〜１．０Ｋｇ／ｃｍ２としたこと
を特徴とする、請求項１記載の内燃機関用ピストン。