JP2808147B2 - 冷却空洞付きピストン及びその製造方法 - Google Patents
冷却空洞付きピストン及びその製造方法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
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
- F02F3/22—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
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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において、該ピストン
を冷却するための冷却油の通路をピストンヘッド部に設
ける、いわゆる冷却空洞付きピストンに関する。
を冷却するための冷却油の通路をピストンヘッド部に設
ける、いわゆる冷却空洞付きピストンに関する。
（従来の技術） 近時、エンジンの高出力化は小型エンジンにもおよ
び、このため、該小型エンジンのピストンにおいても、
ピストンヘッド部やリングランド部には高い熱負荷が加
わる。従来、小型エンジンのピストンの冷却には、冷却
油を直接ピストンの裏面に吹き付ける方法が一般的であ
るが、この方法は、構造的に簡単であるという利点を有
するものの、ピストンの肉厚が大きいと十分の冷却効果
を上げることができないという問題がある。
び、このため、該小型エンジンのピストンにおいても、
ピストンヘッド部やリングランド部には高い熱負荷が加
わる。従来、小型エンジンのピストンの冷却には、冷却
油を直接ピストンの裏面に吹き付ける方法が一般的であ
るが、この方法は、構造的に簡単であるという利点を有
するものの、ピストンの肉厚が大きいと十分の冷却効果
を上げることができないという問題がある。
そこで、小型エンジンにおいても、冷却効果を上げる
ためにピストンヘッド部内に冷却油の通路を設けるもの
が期待されるようになった。この構造をもつピストン
は、従来比較的大型のエンジンに用いられており、冷却
油の通路を形成する手段としては、例えば、冷却パイプ
をコイル状にして鋳ぐるむものや、食塩のごとき溶解性
物質でつくった溶出中子を用いて形成するもの（特開昭
59−56966）などが知られている。
ためにピストンヘッド部内に冷却油の通路を設けるもの
が期待されるようになった。この構造をもつピストン
は、従来比較的大型のエンジンに用いられており、冷却
油の通路を形成する手段としては、例えば、冷却パイプ
をコイル状にして鋳ぐるむものや、食塩のごとき溶解性
物質でつくった溶出中子を用いて形成するもの（特開昭
59−56966）などが知られている。
（発明が解決しようとする課題） 前記のコイル状の冷却パイプを鋳ぐるむものは、コイ
ルの高さが高くなるためピストンヘッド部の肉厚がかな
り大きなピストンでなければならないと共に、冷却パイ
プ内への送油機構が複雑になる難点があり、塩中子のご
とき溶出中子を用いるものは、中子が弱く、中子の製作
時や鋳型組み立て時に破損しやすい上に、塩の溶出作業
の工程が必要になり、溶出した塩の処理もしなければな
らないという問題がある。
ルの高さが高くなるためピストンヘッド部の肉厚がかな
り大きなピストンでなければならないと共に、冷却パイ
プ内への送油機構が複雑になる難点があり、塩中子のご
とき溶出中子を用いるものは、中子が弱く、中子の製作
時や鋳型組み立て時に破損しやすい上に、塩の溶出作業
の工程が必要になり、溶出した塩の処理もしなければな
らないという問題がある。
したがって、本発明は、構造及び製造が簡単で小型の
ピストンに適用できる冷却空洞を持つピストンを得るこ
とを課題とする。
ピストンに適用できる冷却空洞を持つピストンを得るこ
とを課題とする。
（課題を解決するための手段） 前記課題を達成するための手段のうち、第１の手段
は、請求項１に記載したとおり、ピストンヘッド部に金
属パイプを鋳ぐるんで形成した冷却空洞を有する、軽金
属製の内燃機関用の冷却空洞付きピストンにおいて、該
金属パイプは、エンドレスのパイプリングであって、該
パイプリングは、その内側面をピンボスの中心線に直交
する中心線を横切る２箇所の部分で、ピストンの内面に
露出させて鋳ぐるまれており、かつ鋳造後ピストン内面
側からパイプリング内に開口された冷却口の入口及び出
口を有することを特徴とする、冷却空洞付きピストンで
ある。
は、請求項１に記載したとおり、ピストンヘッド部に金
属パイプを鋳ぐるんで形成した冷却空洞を有する、軽金
属製の内燃機関用の冷却空洞付きピストンにおいて、該
金属パイプは、エンドレスのパイプリングであって、該
パイプリングは、その内側面をピンボスの中心線に直交
する中心線を横切る２箇所の部分で、ピストンの内面に
露出させて鋳ぐるまれており、かつ鋳造後ピストン内面
側からパイプリング内に開口された冷却口の入口及び出
口を有することを特徴とする、冷却空洞付きピストンで
ある。
次に第２の手段は、請求項２に記載したとおり、請求
項１において、パイプリングの内面又は外面の少なくと
も一方を梨地としたことを特徴とする、冷却空洞付きピ
ストンである。
項１において、パイプリングの内面又は外面の少なくと
も一方を梨地としたことを特徴とする、冷却空洞付きピ
ストンである。
また、第３の手段は、前記ピストンを製造するための
方法であり、請求項３に記載したとおり、ピストンを鋳
造するための中子の端部の両側面にパイプリングの内側
面に係合する凹面を設け、該凹面でパイプリングを保持
して外型内に位置させ、鋳型空間内に溶接軽金属を注入
して、該パイプリングにおける中子で保持した部分以外
の部分をピストンヘッド部内に鋳ぐるむことを特徴とす
る、冷却空洞付きピストンの製造方法である。
方法であり、請求項３に記載したとおり、ピストンを鋳
造するための中子の端部の両側面にパイプリングの内側
面に係合する凹面を設け、該凹面でパイプリングを保持
して外型内に位置させ、鋳型空間内に溶接軽金属を注入
して、該パイプリングにおける中子で保持した部分以外
の部分をピストンヘッド部内に鋳ぐるむことを特徴とす
る、冷却空洞付きピストンの製造方法である。
（作用） 請求項１の手段によれば、冷却空洞を形成するための
パイプリングが、その内側のピンボスの中心線に直交す
る中心線を横切る２箇所の部分でピストンの内面に露出
させて鋳ぐるまれているから、ピストンが薄肉のもので
あっても、断面積が比較的大きいパイプリングを使用で
き、大きい冷却空洞を形成することができる。また、パ
イプリングのピストンの内面に露出した部分を、ピスト
ン内面側から冷却油で直接冷却することができる。更
に、ピストンのピンボスを避けてピストン内面にパイプ
リングを露出させるから、ピンボス部の強度を低下させ
ることなく冷却面を大きくすることができる。
パイプリングが、その内側のピンボスの中心線に直交す
る中心線を横切る２箇所の部分でピストンの内面に露出
させて鋳ぐるまれているから、ピストンが薄肉のもので
あっても、断面積が比較的大きいパイプリングを使用で
き、大きい冷却空洞を形成することができる。また、パ
イプリングのピストンの内面に露出した部分を、ピスト
ン内面側から冷却油で直接冷却することができる。更
に、ピストンのピンボスを避けてピストン内面にパイプ
リングを露出させるから、ピンボス部の強度を低下させ
ることなく冷却面を大きくすることができる。
請求項２の手段によれば、パイプリング表面に形成し
た梨地によって表面積が増大され、冷却作用が大にな
る。
た梨地によって表面積が増大され、冷却作用が大にな
る。
また請求項３の手段によれば、パイプリングの保持手
段を中子で兼用することができ、且つパイプリングの一
部をピストン内部に露出させることができるから、前記
請求項1,2のピストンを簡単に製造することができる。
段を中子で兼用することができ、且つパイプリングの一
部をピストン内部に露出させることができるから、前記
請求項1,2のピストンを簡単に製造することができる。
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。第
１図ないし第３図で１は本発明の軽金属製のピストンで
あり、２はそのピストンヘッド部、３は該ピストンヘッ
ド部２の側面のリングランド、４はスカート部、５はピ
ンボス、６はピン受け穴である。ピストンヘッド部２の
頂部及びリングランド３の内面側には、第４図に示すパ
イプリング７が鋳ぐるまれている。
１図ないし第３図で１は本発明の軽金属製のピストンで
あり、２はそのピストンヘッド部、３は該ピストンヘッ
ド部２の側面のリングランド、４はスカート部、５はピ
ンボス、６はピン受け穴である。ピストンヘッド部２の
頂部及びリングランド３の内面側には、第４図に示すパ
イプリング７が鋳ぐるまれている。
該パイプリング７は、アルミニウム又はアルミニウム
合金製のパイプをリング状に曲げて両端をろう付け7aし
たものであり、リングの外径D1は、リングランド３の肉
厚Ｔによって決められ、パイプ径ｄは、必要とする冷却
油路断面積とパイプ肉厚で決まり、リング内径D2は該D1
とｄによって決められるが、該D2は、パイプリング７の
内側面８の少なくとも一部がピストンの内面に若干露出
できる大きさであり、適当な大きさの露出部分を形成す
るために、パイプ断面を縦長または横長の略楕円にする
場合がある。
合金製のパイプをリング状に曲げて両端をろう付け7aし
たものであり、リングの外径D1は、リングランド３の肉
厚Ｔによって決められ、パイプ径ｄは、必要とする冷却
油路断面積とパイプ肉厚で決まり、リング内径D2は該D1
とｄによって決められるが、該D2は、パイプリング７の
内側面８の少なくとも一部がピストンの内面に若干露出
できる大きさであり、適当な大きさの露出部分を形成す
るために、パイプ断面を縦長または横長の略楕円にする
場合がある。
パイプの内面及び外面は、平滑であってもよいが、内
面及び外面の一方又は両方を梨地とすることもでき、梨
地にすると表面積が増加し伝熱性が良くなって冷却効果
が向上し、ピストン地金との結合力も増加する。地金と
の結合力は、鋳造に先立って表面にハンダ層を設けてお
けばさらに向上する。
面及び外面の一方又は両方を梨地とすることもでき、梨
地にすると表面積が増加し伝熱性が良くなって冷却効果
が向上し、ピストン地金との結合力も増加する。地金と
の結合力は、鋳造に先立って表面にハンダ層を設けてお
けばさらに向上する。
該リング７は、ピンボス5,5間の空間９を形成するた
めの中子10（第５図）の頂部に設けられた凹面11,11に
嵌着され、該凹面11,11は、ピンボスの中心線O1と直交
する中心線O2上に位置付けされているから、外型12内に
組み合わせて鋳造すると、凹面11,11に接していた部分
以外は地金で鋳ぐるまれ、該接していた部分は、露出部
8a,8bとなって残る。
めの中子10（第５図）の頂部に設けられた凹面11,11に
嵌着され、該凹面11,11は、ピンボスの中心線O1と直交
する中心線O2上に位置付けされているから、外型12内に
組み合わせて鋳造すると、凹面11,11に接していた部分
以外は地金で鋳ぐるまれ、該接していた部分は、露出部
8a,8bとなって残る。
凹面11,11の係合代は僅かであるから、強制的に中子
を引き抜くことにより露出部8a,8bを弾性変形させて離
型することができる。そして、適所に冷却油の入口13及
び出口14を穿孔すれば、冷却空洞15ができあがる。この
中子10は金型であるが、ピンボス５がピストンヘッド部
２の肉と連続していない場合は、リング内側面８全周が
露出する構造にすることができ、この場合、中子に砂型
を用いると離型が容易に行なわれる。
を引き抜くことにより露出部8a,8bを弾性変形させて離
型することができる。そして、適所に冷却油の入口13及
び出口14を穿孔すれば、冷却空洞15ができあがる。この
中子10は金型であるが、ピンボス５がピストンヘッド部
２の肉と連続していない場合は、リング内側面８全周が
露出する構造にすることができ、この場合、中子に砂型
を用いると離型が容易に行なわれる。
（発明の効果） 以上の説明から明らかなとおり、請求項１の手段によ
れば、ピストン内に鋳ぐるませるパイプリングが、その
内側面のピンボスの中心線に直交する中心線を横切る２
箇所の部分でピストンの内面に露出させて鋳ぐるまれて
いるから、ピストンが薄肉であっても断面積の大きいパ
イプリングを鋳ぐるむことができて大量の冷却油を流通
させることができ、また、露出部分を外面から直接冷却
することができるから、ピストンを充分に冷却すること
ができる効果を有する。更に、ピストンのピンボス部で
はパイプリングを露出させていないから、該ピンボス部
の強度を低下させない利点がある。
れば、ピストン内に鋳ぐるませるパイプリングが、その
内側面のピンボスの中心線に直交する中心線を横切る２
箇所の部分でピストンの内面に露出させて鋳ぐるまれて
いるから、ピストンが薄肉であっても断面積の大きいパ
イプリングを鋳ぐるむことができて大量の冷却油を流通
させることができ、また、露出部分を外面から直接冷却
することができるから、ピストンを充分に冷却すること
ができる効果を有する。更に、ピストンのピンボス部で
はパイプリングを露出させていないから、該ピンボス部
の強度を低下させない利点がある。
請求項２の手段によれば、パイプリングの表面を梨地
面とすることにより冷却面を増大させたから、簡単な手
段で充分な冷却を行なわせることができる利点がある。
面とすることにより冷却面を増大させたから、簡単な手
段で充分な冷却を行なわせることができる利点がある。
また、請求項３の手段によれば、パイプリングをピス
トン内に鋳ぐるむ際に、ピストンの内面を形成する中子
を利用して、該中子の端部の両側面でパイプリングを保
持させるから、特別の部材を用いることなくパイプリン
グを保持することができ、同時にパイプリングにピスト
ン内面に露出する露出面を形成できるから、塩中子のよ
うな手数のかかる手段を用いる必要がなく、鋳造を極め
て簡単に行うことができる優れた効果を奏する。
トン内に鋳ぐるむ際に、ピストンの内面を形成する中子
を利用して、該中子の端部の両側面でパイプリングを保
持させるから、特別の部材を用いることなくパイプリン
グを保持することができ、同時にパイプリングにピスト
ン内面に露出する露出面を形成できるから、塩中子のよ
うな手数のかかる手段を用いる必要がなく、鋳造を極め
て簡単に行うことができる優れた効果を奏する。
第１図は本発明の実施例の縦断面図、第２図は第１図と
90度異なる位置の縦断面図、第３図は背面図、第４図
（ａ）（ｂ）はパイプリングの平面図および縦断面図、
第５図は鋳型の縦断面図である。 1,16……ピストン ２……シリンダヘッド ３……リングランド 7,18……パイプリング ８……内周面 10……中子 11……凹面 15……冷却空洞
90度異なる位置の縦断面図、第３図は背面図、第４図
（ａ）（ｂ）はパイプリングの平面図および縦断面図、
第５図は鋳型の縦断面図である。 1,16……ピストン ２……シリンダヘッド ３……リングランド 7,18……パイプリング ８……内周面 10……中子 11……凹面 15……冷却空洞
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F02M 3/22 F02M 3/00 301 F02M 3/00 F02M 3/16
Claims (3)
- 【請求項１】ピストンヘッド部に金属パイプを鋳ぐるん
で形成した冷却空洞を有する、軽金属製の内燃機関用の
冷却空洞付きピストンにおいて、該金属パイプは、エン
ドレスのパイプリングであって、該パイプリングは、そ
の内側面をピンボスの中心線に直交する中心線を横切る
２箇所の部分で、ピストンの内面に露出させて鋳ぐるま
れており、かつ鋳造後ピストン内面側からパイプリング
内に開口された冷却油の入口及び出口を有することを特
徴とする、冷却空洞付きピストン。 - 【請求項２】請求項１において、パイプリングの内面又
は外面の少なくとも一方を梨地としたことを特徴とす
る、冷却空洞付きピストン。 - 【請求項３】ピストンを鋳造するための中子の端部の両
側面にパイプリングの内側面に係合する凹面を設け、該
凹面でパイプリングを保持して外型内に位置させ、鋳型
空間内に溶融軽金属を注入して、該パイプリングにおけ
る中子で保持した部分以外の部分をピストンヘッド部内
に鋳ぐるむことを特徴とする、冷却空洞付きピストンの
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1270310A JP2808147B2 (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 冷却空洞付きピストン及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1270310A JP2808147B2 (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 冷却空洞付きピストン及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03134253A JPH03134253A (ja) | 1991-06-07 |
| JP2808147B2 true JP2808147B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=17484496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1270310A Expired - Fee Related JP2808147B2 (ja) | 1989-10-19 | 1989-10-19 | 冷却空洞付きピストン及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2808147B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014185522A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-10-02 | Hitachi Automotive Systems Ltd | 内燃機関のピストン |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5519490A (en) * | 1978-07-31 | 1980-02-12 | Toshiba Corp | Speed control unit of rolling mills |
| JPS56122751U (ja) * | 1980-02-18 | 1981-09-18 | ||
| JPS57109250U (ja) * | 1980-12-25 | 1982-07-06 | ||
| JPS57158957U (ja) * | 1981-04-01 | 1982-10-06 | ||
| US4454996A (en) * | 1983-01-27 | 1984-06-19 | Allied Corporation | Combination ribbon string-up and winder apparatus |
| JPS6199569A (ja) * | 1984-10-23 | 1986-05-17 | Showa Alum Corp | アルミニウム及びその合金のろう付け方法 |
| JPS634354U (ja) * | 1986-06-27 | 1988-01-12 | ||
| JP2546259B2 (ja) * | 1987-03-12 | 1996-10-23 | アイシン精機株式会社 | 内燃機関用ピストンの製造方法 |
-
1989
- 1989-10-19 JP JP1270310A patent/JP2808147B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03134253A (ja) | 1991-06-07 |
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