JP2020049536A - ピストンの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡便な手法でピストンに耐摩耗性の高いリングキャリアを設ける。【解決手段】ピストン本体１におけるリングランド１１の直上にあたる箇所の外周面をリングランド１１の外周面よりも内方に位置させて段部１２を設け、かつピストン頂面１３よりも上方に突出する突出部１４を設け、リングキャリアとなる耐摩環２をリングランド１１の直上にあたる箇所の外周に嵌合させて段部１２に当接させ、突出部１４を耐摩環２の上に被さるように外方に叩き変形させてトップランド１５を形成することにより、リングキャリア２を有したピストンを製造する。【選択図】図１
Description
本発明は、往復動機関の構成要素となるピストンの製造方法に関する。
従来、往復動内燃機関のピストンは鋳造されることが通例であった。内燃機関の膨脹行程時には、燃焼室が高温かつ高圧となる。そして、ピストンリングを装着しているリング溝、特にトップリングを装着するトップリング溝の部位が摩耗する。そこで、ピストンリング溝の耐摩耗性を向上させるべく、鋳鉄製の耐摩環を鋳込んでリングキャリアとし、その耐摩環の外周にリング溝を形成することが行われる（例えば、下記特許文献を参照）。
高出力の機関に採用するピストンを、鋳造ではなく鍛造により作製することが試みられている。鍛造という工法上、鋳造のように耐摩環をインサートとして鋳込む方法は採用できない。現状では、鍛造したピストンのリング溝及びその周囲をアルマイト処理する等して耐摩耗性を補っている。
しかしながら、耐久性能の面で必ずしも満足のゆくものとは言えない。とりわけ、より一層の軽量化を目論み、ピストンの材料をアルミニウム合金から別の素材、例えばマグネシウム合金に変更しようとすると、マグネシウム合金はアルミニウム合金よりも軟らかいために摩耗の問題が大きくなる。
本発明は、簡便な手法でピストンに耐摩耗性の高いリングキャリアを設けることを所期の目的としている。
本発明に係るピストンの製造方法は、ピストン本体におけるリングランドの直上にあたる箇所の外周面をリングランドの外周面よりも内方に位置させて段部を設け、かつピストン頂面よりも上方に突出する突出部を設け、リングキャリアとなる耐摩環をリングランドの直上にあたる箇所の外周に嵌合させて段部に当接させ、突出部を耐摩環の上に被さるように外方に叩き変形させてトップランドを形成することを特徴とする。
本発明によれば、簡便な手法でピストンに耐摩耗性の高いリングキャリアを設けることができる。
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態では、例えばマグネシウム合金を材料とするピストン本体１を鍛造により作製する。図１に示すように、ピストン本体１における、リングランド１１の直上にあたる箇所の外周面をリングランド１１の外周面よりも内方に位置させて、段部１２を設けておく。段部１２は、ピストンの中心軸回りの円状に一周連続している。
並びに、ピストン本体１に、そのピストン頂面１３よりも上方に突出する突出部１４を設けておく。突出部１４は、ピストンの中心軸回りの円状に一周連続している。
その上で、図２に示すように、例えば鋳鉄を材料とする耐摩環２を、ピストン本体１のリングランド１１の直上にあたる箇所の外周に上方から嵌合させ、かつ段部１２に当接させる。耐摩環２の外周面は、リングランド１１の外周面と面一または略面一となる。
そして、図３に示すように、ピストン本体１の突出部１４を、耐摩環２の上に被さるように外側方及び下方に叩き変形させてトップランド１５を形成する。これにより、トップランド１５とリングランド１１との間に耐摩環２が挟持される。トップランド１５の外周面は、耐摩環２の外周面と面一または略面一となる。
しかる後、図４に示すように、耐摩環２の外周面及びリングランド１１の外周面に、ピストンリングを装着するためのリング溝３１、３２、３３を切削形成する。特に、トップリングを装着するトップリング溝３１は、耐摩環２の外周面に形成する。
但し、ピストン本体１に外嵌する前の耐摩環２に、予めリング溝３１を形成しておいてもよい。また、耐摩環２を外嵌する前のピストン本体１のリングランド１１に、予めリング溝３２、３３を形成しておいてもよい。
トップランド１５を形成するべく、耐摩環２の直上に乗せるように寄せた突出部１４の肉が、元の方向即ち内側方及び上方に戻ろうとするスプリングバックが生じる可能性はある。だが、突出部１４を叩き変形させてトップランド１５を形成する際に、耐摩環２の温度をピストン本体１の母材の融点以上に高温化し、耐摩環２に含まれる元素とピストン本体１の母材とを反応させることで、ピストン本体１と耐摩環２との結合力を上げ、スプリングバックの発生を防止することが可能である。
例えば、ピストン本体１の母材がマグネシウム合金である場合に、予め耐摩環２に銅を含有させておき、耐摩環２を熱して溶融するマグネシウムと銅とをなじませることにより、突出部１４から成形されるトップランド１５及びリングランド１１と耐摩環２とを強固に接合することができる。
本実施形態では、ピストン本体１におけるリングランド１１の直上にあたる箇所の外周面をリングランド１１の外周面よりも内方に位置させて段部１２を設け、かつピストン頂面１３よりも上方に突出する突出部１４を設け、リングキャリアとなる耐摩環２をリングランド１１の直上にあたる箇所の外周に嵌合させて段部１２に当接させ、突出部１４を耐摩環２の上に被さるように外方に叩き変形させてトップランド１５を形成するピストンの製造方法を構成した。
本実施形態によれば、簡便かつ低コストの手法で、鍛造ピストン１に耐摩耗性の高いリングキャリア２を設けることができる。そして、軽量かつ耐久性能に優れたピストンを実現することが可能である。
なお、本発明は以上に詳述した実施形態に限られるものではない。例えば、ピストン本体１の材料は、マグネシウム合金には限定されず、アルミニウム合金であってもよい。
その他、各部の具体的な構成は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
本発明は、往復動機関の構成要素となるピストンの製造に適用することができる。
１…ピストン本体
１１…リングランド
１２…段部
１３…ピストン頂面
１４…突出部
１５…トップランド
２…耐摩環
３１、３２、３３…リング溝
１１…リングランド
１２…段部
１３…ピストン頂面
１４…突出部
１５…トップランド
２…耐摩環
３１、３２、３３…リング溝
Claims (1)
- ピストン本体におけるリングランドの直上にあたる箇所の外周面をリングランドの外周面よりも内方に位置させて段部を設け、
かつピストン頂面よりも上方に突出する突出部を設け、
リングキャリアとなる耐摩環をリングランドの直上にあたる箇所の外周に嵌合させて段部に当接させ、
突出部を耐摩環の上に被さるように外方に叩き変形させてトップランドを形成するピストンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018183788A JP2020049536A (ja) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | ピストンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2018183788A JP2020049536A (ja) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | ピストンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020049536A true JP2020049536A (ja) | 2020-04-02 |
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ID=69995016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2018183788A Pending JP2020049536A (ja) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | ピストンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2020049536A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5323254A (en) * | 1976-08-16 | 1978-03-03 | Toshiba Corp | Amplifier equipment |
| JPS5779231A (en) * | 1980-07-14 | 1982-05-18 | Trw Inc | Manufacture of aluminum alloy piston with reinforced iron ring and piston |
| JP2002539357A (ja) * | 1999-03-12 | 2002-11-19 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 内燃機関のピストンを製造する方法 |
| US20180252181A1 (en) * | 2015-08-26 | 2018-09-06 | Mahle International Gmbh | Method for producing a piston |
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2018
- 2018-09-28 JP JP2018183788A patent/JP2020049536A/ja active Pending
Patent Citations (4)
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