JP2899362B2 - ピストンブランク材の生産のための重力鋳造型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はピストンブランク材の重力鋳込みのための型
特に一般に内燃機関及びコンプレッサのための重力鋳込
みのための型に係わっている。

従来の技術と発明が解決しようとする問題点 重力鋳込みによるピストンブランク材は現在の所複数
片割り片装置により生産されている。このような型に
は、普通全体に円筒形凹軸線を貫通する直径平面にそっ
て２つの部分に分割される全体に矩形状の部分と、外部
王冠特色の形成のための別の中子片と、内部複数片折り
たたみ式中子及び任意なるもガジョンピンボス中子が設
けられている。

このような型組立体に伴う問題点には、大型断面の送
り装置を使用し冷却収縮有孔率を最小限におさえる必要
と、これは必ずしも旨くは行かない例として型構成部品
の不良係合噛合わせに帰因する不精密にもとづく不完全
な金属利用度及びスクラップ鋳造ブランク材の発生があ
げられる。

通常の鋳造型で生産されるブランク材の場合、最初に
厚みが最大約25mmになる押し湯を鋸で引き落とし、次に
から砂を除いた鋳肌を掃除して試し旋削にかける。試し
旋削により余分の金属が除去され、次の機械工程のため
の適宜正確な外面が得られこれは又有孔度のチェックに
用いられる。

から砂を除き鋳肌を掃除した後における普通のブラン
ク材は注湯量の40％から50％の分だけしか利用されてい
ない。機械加工後、試し旋削に用いられる十分な加減に
より最終的金属利用度は僅か25％から35％に過ぎない。

さまざまなピストンの特徴部の方位における不精密は
噛み合い係合部分間における必要間隙、残余の型フラッ
シュ、型部品の正確な噛合わせを阻止する異物により発
生する。

本発明の目的は、高い寸法的精度と大きい金属利用度
を有し金属湯道装置のみの除去後１回だけの仕上げ機械
加工工程に従うピストンブランク材のための鋳造型を得
ることにある。

鋳造技術分野の当業者には明白な如く湯道装置は鋳造
型において独特なものであり鋳造型における押し湯とは
異なっている。

後に説明する本発明の実施例に用いられている符号を
参考のために付記して記載すると、本発明は、ほぼ円筒
形の空胴部を備えた単一ボディ部分10と、該ボディ部分
10に対し固定された王冠形成部分30とを有する、ピスト
ンブランク材の生産のための重力鋳造型において、前記
空胴部内へ溶融金属が接近するための、前記ボディ部分
10を貫通する少なくとも１つの開口18と、該少なくとも
１つの開口18と協働する溶融金属案内装置にして、２つ
の相互係合する湯道ブロック部品22,24を有し、これら
が単一のボディ部分10と係合して溶融金属案内装置を形
成する位置、及び前記単一のボディ部分10から引き抜か
れる位置の間の方向26,28に滑動する前記溶融金属案内
装置と、前記王冠形成部分30と協働する押し湯部32と、
それぞれが要請された位置に滑動係合されるガジョンピ
ンボスコア（gudgeon pin boss core）40,44と、複数片
からなる組立て式の内部コア52,54,56とを含み、この複
数片折りたたみ型内部コア52,54,56が前記ボディ部分10
内の定位置に置かれた時に、前記空胴部、前記王冠形成
部分30、前記ガジョンピンボスコア40,44、及び前記内
部コア52,54,56のそれぞれの表面により境界が定められ
る３次元のピストン形状の空胴部14を画成しており、前
記ボディ部分10を貫通する開口18が低断面積の細長い隙
間であって、この隙間は前記ピストン形状の空胴部14の
軸線に並行に延びていることを特徴とする。

好適には型空胴内に通ずる一本の湯道開口部が形成さ
れる。この開口の形態は、鋳物上の固形金属湯道装置が
切断ではなく裂けることができるように小横断面積の割
れ目の形態をとるのが好ましい。湯道が一本以上の場合
それらは全部同じであることが好ましい。このようにし
てから砂除去の鋳肌掃除のコストが著しく低減される。

例えばカートリッジヒータの形態をした型加熱装置が
クラウンフィーダ近くに設けられるのが好ましい。フィ
ーダは一回の外部機械加工工程中取外しできる比較的小
型の切頭円錐形突起の形態をしており王冠の中心に設け
られるのが好ましい。ピストン鋳造品に通常用いられる
アルミ合金の場合加熱装置はピストン鋳物の残余の凝固
中約600℃の温度域にフィーダを維持する。発熱目的の
ため発熱油を循環させたり若しくは冷却のため水を循環
させるためその他の空洞部を型ボディ内に構成でき、こ
れらの適宜使用は鋳物の条件及び形状いかんに依存す
る。

内部中子は普通の複数片構造のもので良く、周知装置
により型空洞部内で組立分解される。

ガジョンピンボスコアもピストンサイドパネル特性を
具えることができる。ピストンサイドパネルはガジョン
ピン孔近くに横たわる外部ピストン域であり、多くのさ
まざまな形態をとる。このようにして鋳込まれたピスト
ンの１例には、サイドパネル域がピストンのスラスト及
びカウンタスラスト面の間に延びるほぼ平面状パネルに
形成されがちないわゆる「スリッパ」型式のピストンが
あげられる。外部サイドパネル特性にはリブ及びフラン
ジ形状域が含まれる。

本発明の型を利用して、から砂を除き鋳はぎを掃除し
たあらかじめ機械加工を施した鋳物の状態で85％から90
％の金属利用度でピストンが確実にかつ反復して生産さ
れた。

外径にわたり1.5mmの最大機械加工代をもつ良好な孔
のない鋳物が未加工鋳放し状態に保たれかつ僅か2.5mm
の壁厚みをもつサイドパネル特性を具えて生産された。

未加工王冠部とプラス又はマイナス0.25mmの公差をも
つ厚さ4.25mmの普通の王冠壁厚みを有するピストンが主
として王冠及び型ボディが互いに固定され組立上何等の
寸法的不精密が発生しなかった理由でゼロのスクラップ
比率で公差内の繰返し生産された。

本発明のより良き理解のため添付図面に基づいてその
一例について例示的に以下の如く説明する。

実施例 同じ特徴部には共通の参照番号を付けた添付図面にお
いて、重力鋳造型には全体として内面円筒形の型ボディ
10が形成され、このボディ（即ち、ボディ部分）はピス
トン鋳造体（又は、３次元のピストン形状の空胴部）14
のピストンリングベルト域12と少なくともピストンスカ
ートのスラスト面16を形成している。ボディ10には巾の
せまい軸方向に向けられた隙間（即ち、開口）18が内部
型壁を通じて２つの相互係合する湯道ブロック部品22,2
4のためのＶ字形ハウジング20に拡げられ、これら部品
は26,28の方向に滑動しボディ10に相互係合しかつボデ
ィから引き抜かれる。これら部品22,24は、溶融金属案
内装置を構成する。ボディ10のトップにはねじせボディ
10に堅く取付けた王冠形成部分30が設けられ、王冠部分
30にが中心の切頭円錐形の押し湯部32と電気カートリッ
ジヒータ36を受けるための孔34が形成されている。ボデ
ィ10にはガジョンピンボス40及びサイドパネル特徴部42
中子44のためのガイド・スライドウエイを形成する横方
向延長部38が形成されている。ストップ具48,46がベー
ス組立体47及び58上と中子44上にそれぞれ設けられ軸線
50の方向に滑動する中子の位置を制限しかつコントロー
ルする。ピストン鋳造体14の内腔部は本例の場合中央プ
レート組立体52と２つのサイドピース54,56よりなる複
数片折りたたみ型中子（即ち、内部コア）により形成さ
れる。内部中子は周知の操作装置（図示省略）により堅
固なベース組立体58内で動かされ、中子44は湯道ブロッ
ク22,24と同様にニューマチック又は油圧の装置により
駆動される。型ボディ10及び王冠部30組立体はニューマ
チック又は油圧の装置により上昇下降させられる。電気
カートリッジヒータが電力供給部に接続されている。

作動時、コア片52,54,56が組立てられ、型ボディ・王
冠組立体がベース58上に下げられ、コア44がストップ4
6,48に当接する位置に滑り込まさり、湯道ブロック22,2
4が型ボディ10と相互係合させられる。王冠部分30はヒ
ータ36により鋳造金属が例えばローエックス（Lo−eX）
（商標名）のアルミニウムシリコン合金の場合約600℃
の温度に加熱される。溶湯は湯道ブロック22,24により
形成された空洞部内に注入され、金属は型空所及び押し
湯部32に一杯となる。このように形成された小量の押し
湯は鋳造体14の残余が凝固する迄溶融状態に保たれる。
鋳造体14が、湯道ブロック22,24を引き抜き、中子44を
抜き、型ボディ・王冠組立体10,30を垂直方向に引き出
すことにより型から取り出され、鋳造体は最終的には除
かれ鋳物を解放する組立内部コアにより定位置に保持さ
れる。

湯道が単に薄い断面の金属により鋳造体14に接続され
ているので湯道は単に打ち砕かれる。鋳造体14には嵩が
はる押し湯部がなく、外部表面は余分の金属を除く先行
試し旋削工程のための鋳造体のそれ以上のから砂除去の
鋳肌掃除の必要を伴わずに一回きりの機械下降を実施す
ることができる。

本発明による型は必要な場合、例えば熱膨張コントロ
ール部材をピストン内に鋳込み有する鋳造物を生産する
適宜操作設備に関連して用いることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第２図に示す型の矢印方向に見た線AA′にそう
型の左側半分を示し、他方右側半分は第２図の型の平面
図、 第２図は線BB′にそう矢印方向に見た第１図の型の立面
断面図、 第３図は矢印方向に見た線CC′にそう第１図の型の側面
断面図をそれぞれ示す。 10……単一ボディ部分、14……三次元ピストン形状空胴
部、18……少なくとも１つの開口、22,24……溶解金属
案内装置、30……クラウン形成部分、32……湯道、36…
…加熱装置、40,44……ガジョンピンボスコア、42,44…
…ピストンサイドパネル特徴、52,54,56……取外し可能
の中子。

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ほぼ円筒形の空胴部を備えた単一ボディ部
   分（10）と、該ボディ部分（10）に対し固定された王冠
   形成部分（30）とを有する、ピストンブランク材の生産
   のための重力鋳造型において、 前記空胴部内へ溶融金属が接近するための、前記ボディ
   部分（10）を貫通する少なくとも１つの開口（18）と、 該少なくとも１つの開口（18）と協働する溶融金属案内
   装置にして、２つの相互係合する湯道ブロック部品（2
   2,24）を有し、これらが単一のボディ部分（10）と係合
   して溶融金属案内装置を形成する位置、及び前記単一の
   ボディ部分（10）から引き抜かれる位置の間の方向（2
   6,28）に滑動する前記溶融金属案内装置と、 前記王冠形成部分（30）と協働する押し湯部（32）と、 それぞれが要請された位置に滑動係合されるガジョンピ
   ンボスコア（40,44）と、 複数片からなる組立て式の内部コア（52,54,56）とを含
   み、 この内部コア（52,54,56）が前記ボディ部分（10）内の
   定位置に置かれた時に、前記空胴部、前記王冠形成部分
   （30）、前記ガジョンピンボスコア（40,44）、及び前
   記内部コア（52,54,56）のそれぞれの表面により境界が
   定められる３次元のピストン形状の空胴部（14）を画成
   しており、 前記ボディ部分（10）を貫通する開口（18）が低断面積
   の細長い隙間であって、この隙間は前記ピストン形状の
   空胴部（14）の軸線に並行に延びていることを特徴とす
   る重力鋳造型。
2. 【請求項２】前記王冠形成部分（30）に加熱装置（36）
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項による
   型。
3. 【請求項３】加熱流体又は冷却流体の循環のための通路
   及び空胴部を有することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項又は第２項による型。
4. 【請求項４】前記ガジョンピンボスコア（40,44）がピ
   ストンサイドパネル特徴（42,44）をも形成することを
   特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項までのいづ
   れか一つの項による型。