JP2899412B2 - ピストンを鋳造する方法および装置 - Google Patents
ピストンを鋳造する方法および装置Info
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- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D29/00—Removing castings from moulds, not restricted to casting processes covered by a single main group; Removing cores; Handling ingots
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D15/00—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor
- B22D15/02—Casting using a mould or core of which a part significant to the process is of high thermal conductivity, e.g. chill casting; Moulds or accessories specially adapted therefor of cylinders, pistons, bearing shells or like thin-walled objects
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D30/00—Cooling castings, not restricted to casting processes covered by a single main group
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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
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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
- F02F2200/00—Manufacturing
- F02F2200/06—Casting
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- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は物品、特に内燃機関および圧縮機に使用され
るピストンを重力ダイカストする方法および装置に関す
る。
るピストンを重力ダイカストする方法および装置に関す
る。
内燃機関および圧縮機に使用されるアルミニウム合金
製のピストンを製造する１つの方法は、通常は鋼鉄で構
成される永久的な組立式（マルチピース）鋳造型で実行
される周知の重力ダイカスト技術である。
製のピストンを製造する１つの方法は、通常は鋼鉄で構
成される永久的な組立式（マルチピース）鋳造型で実行
される周知の重力ダイカスト技術である。
ピストンはデザインが極めて多種多様であるが、一般
的には比較的薄い金属部分の肉厚を有するスカート部分
と、比較的厚い金属部分の肉厚を有するクラウン部分と
を含んで構成される。これらのスカート金属部分および
クラウン金属部分の相対的な肉厚も、問題とするピスト
ンの形式に応じて相違する。これらの２つの部分の肉厚
の差は、ガソリンエンジンに使用される小さな単一金属
材料のピストンでは最少となり、クラウンに燃焼ボウル
を具備し、また例えば鋳鉄のピストンリング溝補強材を
具備した大きなディーゼルエンジンのピストンでは最大
となる。
的には比較的薄い金属部分の肉厚を有するスカート部分
と、比較的厚い金属部分の肉厚を有するクラウン部分と
を含んで構成される。これらのスカート金属部分および
クラウン金属部分の相対的な肉厚も、問題とするピスト
ンの形式に応じて相違する。これらの２つの部分の肉厚
の差は、ガソリンエンジンに使用される小さな単一金属
材料のピストンでは最少となり、クラウンに燃焼ボウル
を具備し、また例えば鋳鉄のピストンリング溝補強材を
具備した大きなディーゼルエンジンのピストンでは最大
となる。
従来の鋳造型構造は、型の直径面上に分割線を有する
２つの型半体を含んで構成された鋳造型を使用してい
る。これらの型半体は一般に円筒形のピストンの外面形
状を形成し、組立式の折りたたみ可能な内側コアーがピ
ストンの内面形状を形成し、型半体の頂面上に係止され
た頂部プレートもしくはコアーがピストンクラウンの表
面形状を形成する。ガジオンピン（ピストンピン）のボ
スにピン孔を形成するためのコアーピンのようなその他
の型構成部材もまた備え得る。更に、ピストンリング溝
補強材などの鋳包み部材もまた備え得るのであり、これ
らは備えられるならば型半体が閉じられる前に頂部プレ
ートによってその閉じた型半体内に配置される。
２つの型半体を含んで構成された鋳造型を使用してい
る。これらの型半体は一般に円筒形のピストンの外面形
状を形成し、組立式の折りたたみ可能な内側コアーがピ
ストンの内面形状を形成し、型半体の頂面上に係止され
た頂部プレートもしくはコアーがピストンクラウンの表
面形状を形成する。ガジオンピン（ピストンピン）のボ
スにピン孔を形成するためのコアーピンのようなその他
の型構成部材もまた備え得る。更に、ピストンリング溝
補強材などの鋳包み部材もまた備え得るのであり、これ
らは備えられるならば型半体が閉じられる前に頂部プレ
ートによってその閉じた型半体内に配置される。
本願明細書でこの後で、また請求の範囲の欄で、頂部
プレートもしくはコアーのようなクラウン形成部分と、
スカート形成部分とを有して構成された鋳造型が参照さ
れる。しかしながらクラウン形成型部分はクラウンに連
接するスカート領域を形成することにも使用でき、ある
いはスカート形成型部分はスカートに連接するクラウン
領域を形成することにも使用できる。特に、本願明細書
および請求の範囲の欄では便宜的に、「スカート形成型
部分」の用語はピストンスカートの少なくとも主要領域
を形成する構成要素である型部分を表現することに使用
され、また、「クラウン形成型部分」の用語はクラウン
の少なくとも主要領域を形成する構成要素である型部分
を表現することに使用される。
プレートもしくはコアーのようなクラウン形成部分と、
スカート形成部分とを有して構成された鋳造型が参照さ
れる。しかしながらクラウン形成型部分はクラウンに連
接するスカート領域を形成することにも使用でき、ある
いはスカート形成型部分はスカートに連接するクラウン
領域を形成することにも使用できる。特に、本願明細書
および請求の範囲の欄では便宜的に、「スカート形成型
部分」の用語はピストンスカートの少なくとも主要領域
を形成する構成要素である型部分を表現することに使用
され、また、「クラウン形成型部分」の用語はクラウン
の少なくとも主要領域を形成する構成要素である型部分
を表現することに使用される。
スカートおよびクラウンの金属部分の肉厚に差がある
ことにより、それぞれのピストン部分の完全な凝固を得
る時間は相違する。比較的薄い部分のスカート部分は最
初に冷えて固まるが、厚い部分のクラウン部分は凝固す
るまでに長い時間がかかる。これまでは、従来の鋳造型
によるピストン製造速度はクラウン部分が凝固するまで
に必要とされる時間で左右され、完全に凝固するまで鋳
造型から鋳造物を取出すことはできなかった。
ことにより、それぞれのピストン部分の完全な凝固を得
る時間は相違する。比較的薄い部分のスカート部分は最
初に冷えて固まるが、厚い部分のクラウン部分は凝固す
るまでに長い時間がかかる。これまでは、従来の鋳造型
によるピストン製造速度はクラウン部分が凝固するまで
に必要とされる時間で左右され、完全に凝固するまで鋳
造型から鋳造物を取出すことはできなかった。
従来の鋳造型の更に他の欠点は、鋳造型の頂部を閉じ
る頂部プレートもしくはコアーが、例えば鋳バリのよう
な介在異物や型半体の整合不良により、型閉じでしばし
ば整合不良を生じることである。この結果、鋳放しピス
トンの頂面は例えば鋳放しリング溝補強材やピストンピ
ンボスのようなその他のピストンの形状に対して位置精
度が悪化する。鋳放しクラウン面はしばしばピストンを
機械加工するための基準として使用されるので、このよ
うな鋳造精度不良は仕上げ機械加工の施されたピストン
に寸法的な精度不良を生じることになる。
る頂部プレートもしくはコアーが、例えば鋳バリのよう
な介在異物や型半体の整合不良により、型閉じでしばし
ば整合不良を生じることである。この結果、鋳放しピス
トンの頂面は例えば鋳放しリング溝補強材やピストンピ
ンボスのようなその他のピストンの形状に対して位置精
度が悪化する。鋳放しクラウン面はしばしばピストンを
機械加工するための基準として使用されるので、このよ
うな鋳造精度不良は仕上げ機械加工の施されたピストン
に寸法的な精度不良を生じることになる。
鋳造ピストンの強度特性を改善するために、鋳造ピス
トンは時には鋳造型から取出した直後に急冷処理を施さ
れる。鋳造型から鋳造物を取出す前にピストンの全部分
が完全に凝固したことを保証できるように十分な時間に
わたって待つことが必要であったので、鋳造物の少なく
とも一部の温度はその急冷処理が別途実施されるほどに
は有効とならないレベルにまで降下している。
トンは時には鋳造型から取出した直後に急冷処理を施さ
れる。鋳造型から鋳造物を取出す前にピストンの全部分
が完全に凝固したことを保証できるように十分な時間に
わたって待つことが必要であったので、鋳造物の少なく
とも一部の温度はその急冷処理が別途実施されるほどに
は有効とならないレベルにまで降下している。
本発明の目的は、新規且つ有利な鋳造方法および装置
を提供することである。
を提供することである。
本発明の第１の見地によれば、一般に比較的薄い金属
部分の肉厚を有するスカート部分と、一般に比較的厚い
金属部分の肉厚を有するクラウン部分とを含むピストン
を鋳造する製造する方法であり、スカート形成型部分か
ら分離可能なクラウン形成型部分を有する鋳造型内に溶
融金属を注入する段階を含む鋳造方法であって、鋳造型
のスカート形成部分を鋳造物から分離できるようにする
程度に鋳造物を凝固させ、ピストンのクラウン部分が部
分的に凝固した状態である間に前記鋳造型部分を分離し
て鋳造物が鍛造型のクラウン形成型部分で保持されるよ
うにし、引き続く処理段階を経た後に鋳造型のクラウン
形成型部分から凝固したピストンを取出すことを特徴と
するピストン鋳造物の製造方法が提供される。
部分の肉厚を有するスカート部分と、一般に比較的厚い
金属部分の肉厚を有するクラウン部分とを含むピストン
を鋳造する製造する方法であり、スカート形成型部分か
ら分離可能なクラウン形成型部分を有する鋳造型内に溶
融金属を注入する段階を含む鋳造方法であって、鋳造型
のスカート形成部分を鋳造物から分離できるようにする
程度に鋳造物を凝固させ、ピストンのクラウン部分が部
分的に凝固した状態である間に前記鋳造型部分を分離し
て鋳造物が鍛造型のクラウン形成型部分で保持されるよ
うにし、引き続く処理段階を経た後に鋳造型のクラウン
形成型部分から凝固したピストンを取出すことを特徴と
するピストン鋳造物の製造方法が提供される。
本発明の方法の１つの利点は、前記引き続く処理段階
に急冷が使用されるとき、ピストン材料特性が改善され
ることである。１つの急冷技術は指向性のある送風急冷
を使用することである。ピストン下側で送風急冷を行う
ことが、クラウン部分の未凝固金属をクラウンに向う方
向での凝固を促進する。より速い凝固速度の結果とし
て、溶湯中の或る種の合金成分の含有により改善された
特性を有するいっそう健全な鋳造物が製造されることに
なる。従って、析出熱処理の可能な合金に対する引き続
く析出熱処理がピストン合金特性の改善に更に有効とな
る。
に急冷が使用されるとき、ピストン材料特性が改善され
ることである。１つの急冷技術は指向性のある送風急冷
を使用することである。ピストン下側で送風急冷を行う
ことが、クラウン部分の未凝固金属をクラウンに向う方
向での凝固を促進する。より速い凝固速度の結果とし
て、溶湯中の或る種の合金成分の含有により改善された
特性を有するいっそう健全な鋳造物が製造されることに
なる。従って、析出熱処理の可能な合金に対する引き続
く析出熱処理がピストン合金特性の改善に更に有効とな
る。
本発明の第２の見地によれば、一般に比較的薄い金属
部分の肉厚を有するスカート部分と、一般に比較的厚い
金属部分の肉厚を有するクラウン部分とをそれぞれ有す
るピストンを鋳造する装置であり、溶融金属の注入手段
と、クラウン形成型部分およびスカート形成型部分を有
するピストン鋳造型とを含み、これらのクラウン形成型
部分およびスカート形成型部分は、ピストンのクラウン
部分が部分的に溶融された状態にある間に互いに分離で
きるような構造とされ、また、スカート形成型部分はこ
の部分的に溶融状態にある鋳造物を鋳造型のクラウン形
成型部分によって保持させて残したまま取外し可能とさ
れた装置であって、ピストン鋳造型の複数のクラウン形
成型部分および単一の共通のスカート形成型部分が備え
られ、また、複数のクラウン形成型部分と組合わされて
これらのクラウン形成型部分を単一の共通のスカート形
成型部分に連続して組付けるように運ぶ操作手段を有す
ることを特徴とする鋳造装置が提供される。
部分の肉厚を有するスカート部分と、一般に比較的厚い
金属部分の肉厚を有するクラウン部分とをそれぞれ有す
るピストンを鋳造する装置であり、溶融金属の注入手段
と、クラウン形成型部分およびスカート形成型部分を有
するピストン鋳造型とを含み、これらのクラウン形成型
部分およびスカート形成型部分は、ピストンのクラウン
部分が部分的に溶融された状態にある間に互いに分離で
きるような構造とされ、また、スカート形成型部分はこ
の部分的に溶融状態にある鋳造物を鋳造型のクラウン形
成型部分によって保持させて残したまま取外し可能とさ
れた装置であって、ピストン鋳造型の複数のクラウン形
成型部分および単一の共通のスカート形成型部分が備え
られ、また、複数のクラウン形成型部分と組合わされて
これらのクラウン形成型部分を単一の共通のスカート形
成型部分に連続して組付けるように運ぶ操作手段を有す
ることを特徴とする鋳造装置が提供される。
これまではピストンの生産量はピストンクラウンおよ
び（または）押湯の溶融金属が冷えて固まるまでにかか
る時間で制御されていた。しかしながら部分的に凝固し
た鋳造物を鋳造型の単一の共通のスカート形成型部分か
ら取外して、その最初の鋳造物のクラウン部分の凝固
を、その鋳造物が複数のクラウン形成型部分の１つと組
合わされて保持されている間に完了させ、備えられてい
る他のクラウン形成型部分の少なくとも１つが単一の共
通のスカート形成型部分と組合わされて、更に他のピス
トン鋳造物が製造されるときに、この製造はその装置の
ピストン製造量を増大させるうえで有利となる。
び（または）押湯の溶融金属が冷えて固まるまでにかか
る時間で制御されていた。しかしながら部分的に凝固し
た鋳造物を鋳造型の単一の共通のスカート形成型部分か
ら取外して、その最初の鋳造物のクラウン部分の凝固
を、その鋳造物が複数のクラウン形成型部分の１つと組
合わされて保持されている間に完了させ、備えられてい
る他のクラウン形成型部分の少なくとも１つが単一の共
通のスカート形成型部分と組合わされて、更に他のピス
トン鋳造物が製造されるときに、この製造はその装置の
ピストン製造量を増大させるうえで有利となる。
この装置の好ましい実施例では、鋳造型は、その組付
完成状態においてクラウン形成型部分およびスカート形
成型部分が互いに正確に位置して鋳造ピストン形状の軸
線方向精度を確保することを保証するために、整合手段
と組合わされる。鋳造型のスカート形成型部分がピスト
ン空間の直径位置で分けられた２つの型半体を含んで形
成されるときは、この鋳造型半体はスカート形成型部分
およびクラウン形成型部分を正確な相対位置に位置決め
するために鋳造キャビティ内側のクラウン形成型部分位
置決め手段と、クラウン形成型部分の外面上に備えられ
た密接に協動する位置決め手段とを有する。上述の整合
手段は型半体が閉じられたときに形成されるテーパー形
の横断面を有する内部環状空間と、クラウン形成型部分
上の協動する下部フランジとを含んで構成され、クラウ
ン形成型部分およびスカート形成型部分はスカート形成
型半体を閉じることで互いにロックされる。
完成状態においてクラウン形成型部分およびスカート形
成型部分が互いに正確に位置して鋳造ピストン形状の軸
線方向精度を確保することを保証するために、整合手段
と組合わされる。鋳造型のスカート形成型部分がピスト
ン空間の直径位置で分けられた２つの型半体を含んで形
成されるときは、この鋳造型半体はスカート形成型部分
およびクラウン形成型部分を正確な相対位置に位置決め
するために鋳造キャビティ内側のクラウン形成型部分位
置決め手段と、クラウン形成型部分の外面上に備えられ
た密接に協動する位置決め手段とを有する。上述の整合
手段は型半体が閉じられたときに形成されるテーパー形
の横断面を有する内部環状空間と、クラウン形成型部分
上の協動する下部フランジとを含んで構成され、クラウ
ン形成型部分およびスカート形成型部分はスカート形成
型半体を閉じることで互いにロックされる。
環状のNi−レジスト（Ni−Resist）（トレードマー
ク）のような鋳放しピストンリング溝補強材を有するピ
ストンの場合は、本発明の装置はクラウン形成型部分を
リングキャリア位置決め保持手段に備えることで変更で
きる。
ク）のような鋳放しピストンリング溝補強材を有するピ
ストンの場合は、本発明の装置はクラウン形成型部分を
リングキャリア位置決め保持手段に備えることで変更で
きる。
周知の自動化された溶融金属の計量注入手段もまた本
発明の方法および装置と共に有利に使用され得る。
発明の方法および装置と共に有利に使用され得る。
本発明をより完全に理解するために、例を説明だけの
ために図面を参照して以下に記載する。図面において、 第１図は、本発明の方法および装置に使用されるピス
トン鋳造型の概略表示による直径面での横断面を示し、 第２図は、第１図のピストン鋳造型の横断面に対し90
゜の角度での直径面における横断面を示し、 第３図は、本発明によるピストンクラウン形成型部分
により保持された部分的に凝固したピストン鋳造物を示
し、 第４図は、ピストンリング溝補強材をそれぞれ有する
ピストンを鋳造するように変更した鋳造型を示し、 第５図は、本発明による、第４図の鋳造型を含む装置
の平面図を示し、および 第６図は、第５図の装置の立面図を示す。
ために図面を参照して以下に記載する。図面において、 第１図は、本発明の方法および装置に使用されるピス
トン鋳造型の概略表示による直径面での横断面を示し、 第２図は、第１図のピストン鋳造型の横断面に対し90
゜の角度での直径面における横断面を示し、 第３図は、本発明によるピストンクラウン形成型部分
により保持された部分的に凝固したピストン鋳造物を示
し、 第４図は、ピストンリング溝補強材をそれぞれ有する
ピストンを鋳造するように変更した鋳造型を示し、 第５図は、本発明による、第４図の鋳造型を含む装置
の平面図を示し、および 第６図は、第５図の装置の立面図を示す。
第１図〜第２図を参照すれば、鋳造型組立体が全体的
且つまた概略的に10で示されており、この組立体10はピ
ストン14の外側スカート形状を作り出す雌型のスカート
形成型部分12、ピストン内側の形状を形成する雄型のコ
アー部材16、および頂部コアー18と別称されるクラウン
形成型部分を含んでいる。スカート形成部分12はそれ自
体が２つの型半体20,22を含んで構成され、これらの型
半体は図２に示された断面でピストン空間の直径に沿っ
て分割される。これら２つの型半体20,22は、空気圧ま
たは液圧作動のシリンダー（第５図および第６図に示さ
れる）の作動によって鋳造型テーブル基盤26上を矢印24
で示された方向にスライドされる。符号16で代表されて
示されているのは、通常の組立式の収縮可能なコアーで
あり、凝固したピストンスカート部分28から取出せ、例
えばピストンピンボスと組合う再入可能な角度を有す
る。各型半体20,22には半円形の凹部30が形成され、各
凹部はテーパー形32,34の横断面を有し、これらの半体2
0,22が互いに組合わされたときに凹部30が円形凹部36を
構成する。凹部36は頂部コアー18上の外側フランジ38と
協働し、型半体20,22が組合わされたときにフランジ38
上で閉じ合って、頂部コアーが型部分12に対して軸線方
向に正確に位置決めされるようになされる。頂部コアー
18は凹部40を有し、この凹部はピストンクラウン42の少
なくとも実質的部分を形成している。型部分12と頂部コ
アー18との間の鋳造キャビティの割り線はピストン軸線
44に直角な半径面に位置し、線46で示されている。頂部
コアー18はまた第１図に点線で示された溶融金属の押湯
48も具備している。50で全体的に示された通常の型リン
グが備えられており、これは鋳造型キャビティが閉じら
れることでコアー部材16を正確に軸線方向に位置決めす
るのに使用される。移動アーム52が頂部コアー18に連結
され、このアームは鋳造型10で頂部コアーを位置決めす
るために、また頂部コアーおよびピストン鋳造部分14を
型開きされた型半体20,22から引き離すように持ち上げ
るために、移動可能とされる。
且つまた概略的に10で示されており、この組立体10はピ
ストン14の外側スカート形状を作り出す雌型のスカート
形成型部分12、ピストン内側の形状を形成する雄型のコ
アー部材16、および頂部コアー18と別称されるクラウン
形成型部分を含んでいる。スカート形成部分12はそれ自
体が２つの型半体20,22を含んで構成され、これらの型
半体は図２に示された断面でピストン空間の直径に沿っ
て分割される。これら２つの型半体20,22は、空気圧ま
たは液圧作動のシリンダー（第５図および第６図に示さ
れる）の作動によって鋳造型テーブル基盤26上を矢印24
で示された方向にスライドされる。符号16で代表されて
示されているのは、通常の組立式の収縮可能なコアーで
あり、凝固したピストンスカート部分28から取出せ、例
えばピストンピンボスと組合う再入可能な角度を有す
る。各型半体20,22には半円形の凹部30が形成され、各
凹部はテーパー形32,34の横断面を有し、これらの半体2
0,22が互いに組合わされたときに凹部30が円形凹部36を
構成する。凹部36は頂部コアー18上の外側フランジ38と
協働し、型半体20,22が組合わされたときにフランジ38
上で閉じ合って、頂部コアーが型部分12に対して軸線方
向に正確に位置決めされるようになされる。頂部コアー
18は凹部40を有し、この凹部はピストンクラウン42の少
なくとも実質的部分を形成している。型部分12と頂部コ
アー18との間の鋳造キャビティの割り線はピストン軸線
44に直角な半径面に位置し、線46で示されている。頂部
コアー18はまた第１図に点線で示された溶融金属の押湯
48も具備している。50で全体的に示された通常の型リン
グが備えられており、これは鋳造型キャビティが閉じら
れることでコアー部材16を正確に軸線方向に位置決めす
るのに使用される。移動アーム52が頂部コアー18に連結
され、このアームは鋳造型10で頂部コアーを位置決めす
るために、また頂部コアーおよびピストン鋳造部分14を
型開きされた型半体20,22から引き離すように持ち上げ
るために、移動可能とされる。
作動において、鋳造型は型半体20,22を互いに引き離
すように矢印24の方向へまず移動させて組立てられる。
次に頂部コアー18および内部コアー16が組立体でのそれ
ぞれの最終位置に近い位置に移動される。その後型半体
20,22が閉じられ、コアー16および18は所要位置に正確
に調整される。計量された量の例えばアルミニウムけい
素合金のような軽合金が自動化された注入容器54から湯
道55を経て鋳造キャビティ内に注入されるる比較的薄い
スカート位置の金属部分60がまず始めに冷えて固まり、
比較的厚いクラウン部分42の金属部分は凝固に長い時間
を必要とする。
すように矢印24の方向へまず移動させて組立てられる。
次に頂部コアー18および内部コアー16が組立体でのそれ
ぞれの最終位置に近い位置に移動される。その後型半体
20,22が閉じられ、コアー16および18は所要位置に正確
に調整される。計量された量の例えばアルミニウムけい
素合金のような軽合金が自動化された注入容器54から湯
道55を経て鋳造キャビティ内に注入されるる比較的薄い
スカート位置の金属部分60がまず始めに冷えて固まり、
比較的厚いクラウン部分42の金属部分は凝固に長い時間
を必要とする。
説明のためだけで第１図および第２図にピストン鋳造
物14は完成された鋳造型12内で完全に凝固したとして示
されている。次に型半体20,22は互いから引き離され
て、ピストンのスカート部分28から離脱できる。ピスト
ン14は頂部コアー18で保持され、アーム52により鋳造位
置から離れるように移動される。引き続く処理段階が次
に鋳造物に対して実施され、その間鋳造物は頂部コアー
18で保持される。例えば、鋳造物14は第３図に示すよう
にジェット64から鋳造物の開口端部へ向けての送風で急
冷される。この処理段階の後、ピストンは頂部コアーか
ら取外される。
物14は完成された鋳造型12内で完全に凝固したとして示
されている。次に型半体20,22は互いから引き離され
て、ピストンのスカート部分28から離脱できる。ピスト
ン14は頂部コアー18で保持され、アーム52により鋳造位
置から離れるように移動される。引き続く処理段階が次
に鋳造物に対して実施され、その間鋳造物は頂部コアー
18で保持される。例えば、鋳造物14は第３図に示すよう
にジェット64から鋳造物の開口端部へ向けての送風で急
冷される。この処理段階の後、ピストンは頂部コアーか
ら取外される。
この代わりに、また第３図に示されるように、型半体
20,22はスカート部分28およびこれに連接したクラウン
部分42の領域だけが凝固して、残りのクラウン部分はま
だ溶融状態にあるときにピストンスカート部分から引き
離される。部分的に凝固したピストンをその金属を押し
つぶすことなく頂部コアー18に保持するのに十分なだ
け、少なくともクラウンの領域がこの段階で凝固され
る。頂部コアー18は部分的に凝固したピストン14ととも
にアーム52で移動され、次の処理段階で液状金属62の残
る部分が鋳造型組立体16,20,22との係止から離れた場所
で冷えて固まるようにされる。クラウン部分の残る部分
の凝固を助成するために、第３図に示すようにジェット
64からの送風が鋳造物の開口端部の中へ向けて与えられ
得る。しかしながらこのような送風急冷の使用は本質的
なことではない。
20,22はスカート部分28およびこれに連接したクラウン
部分42の領域だけが凝固して、残りのクラウン部分はま
だ溶融状態にあるときにピストンスカート部分から引き
離される。部分的に凝固したピストンをその金属を押し
つぶすことなく頂部コアー18に保持するのに十分なだ
け、少なくともクラウンの領域がこの段階で凝固され
る。頂部コアー18は部分的に凝固したピストン14ととも
にアーム52で移動され、次の処理段階で液状金属62の残
る部分が鋳造型組立体16,20,22との係止から離れた場所
で冷えて固まるようにされる。クラウン部分の残る部分
の凝固を助成するために、第３図に示すようにジェット
64からの送風が鋳造物の開口端部の中へ向けて与えられ
得る。しかしながらこのような送風急冷の使用は本質的
なことではない。
第４図はピストンリング溝補強材70を有するピストン
を製造するように変更されたピストン鋳造型を示す。図
示した補強材はNi−レジスト（Ni−Resist）（トレード
マーク）の形式の鋳鉄製のピストンリング担持体であ
り、これは周知のアルフィン（Alfin）（トレードマー
ク）の方法によってまず予熱され、そして溶融アルミニ
ウムの浴槽内に浸漬して被覆される。この加熱され被覆
されたピストンリング担持体70は、頂部コアー18が型半
体20,22に組付られるより前に頂部コアー18内に配置さ
れる。このリング70は２つ（またはそれ以上）のフィン
ガー72,74で所定位置に保持されるのであり、フィンガ
ーはヨーク78に作用する空気圧シリンダーおよびラム
（図示せず）で矢印76の方向に押圧され、また、これら
のフィンガーは頂部コアー18に機械加工されたスロット
ル80,82内で揺動される。鋳造型構造の残りの部分およ
び作動は第１図および第２図、または第３図を参照して
上述で説明したことと本質的に同じである。フィンガー
72,74は、その斜面86および頂部コアーの斜面88が係合
してフィンガーを矢印90の方向に外方へ揺動させるま
で、矢印84の方向に下方へ向けて押圧されて、完全に凝
固した鋳造物から等しく離脱される。
を製造するように変更されたピストン鋳造型を示す。図
示した補強材はNi−レジスト（Ni−Resist）（トレード
マーク）の形式の鋳鉄製のピストンリング担持体であ
り、これは周知のアルフィン（Alfin）（トレードマー
ク）の方法によってまず予熱され、そして溶融アルミニ
ウムの浴槽内に浸漬して被覆される。この加熱され被覆
されたピストンリング担持体70は、頂部コアー18が型半
体20,22に組付られるより前に頂部コアー18内に配置さ
れる。このリング70は２つ（またはそれ以上）のフィン
ガー72,74で所定位置に保持されるのであり、フィンガ
ーはヨーク78に作用する空気圧シリンダーおよびラム
（図示せず）で矢印76の方向に押圧され、また、これら
のフィンガーは頂部コアー18に機械加工されたスロット
ル80,82内で揺動される。鋳造型構造の残りの部分およ
び作動は第１図および第２図、または第３図を参照して
上述で説明したことと本質的に同じである。フィンガー
72,74は、その斜面86および頂部コアーの斜面88が係合
してフィンガーを矢印90の方向に外方へ揺動させるま
で、矢印84の方向に下方へ向けて押圧されて、完全に凝
固した鋳造物から等しく離脱される。
第５図および第６図は本発明によるピストン100を鋳
造する大幅に自動化された装置を示す。この装置は交互
に使用される２つの頂部コアー18,102を含み、各々の頂
部コアーは第４図を参照して説明された構造の鋳造型の
部分を含んで構成される。この装置はまた、空気圧シリ
ンダーにより軸106のまわりで傾動されて湯道を注入容
器54に対する所定位置に運ぶように作られたフレーム10
4を含む。これは注入容器の移動量を最少限にし、従っ
て装置を簡潔にする。鋳造型組立体10はフレーム104の
上面を構成する基盤テーブル26の上をスライドする。型
半体20,22はシリンダー112,114の作動でスライドして係
合される。アーム116は軸118のまわりに回転でき、２つ
の頂部コアー18,102をそれぞれ端部に１つずつ配置して
有する。頂部コアーはピストンリング溝補強材70の位置
決め保持のために組合わされたフィンガー72,74を有す
る。アーム116は180゜にわたって回転でき、シリンダー
120で高さの位置決めもできる。各々の頂部コアー18,10
2はアーム116のモーター122,124で垂直面内を90゜にわ
たって回転され得る。ピンボス支柱装填アーム126は鋼
鉄製の支柱インサート（図示せず）を鋳造型キャビティ
の内部に装填するために任意に備えられる。
造する大幅に自動化された装置を示す。この装置は交互
に使用される２つの頂部コアー18,102を含み、各々の頂
部コアーは第４図を参照して説明された構造の鋳造型の
部分を含んで構成される。この装置はまた、空気圧シリ
ンダーにより軸106のまわりで傾動されて湯道を注入容
器54に対する所定位置に運ぶように作られたフレーム10
4を含む。これは注入容器の移動量を最少限にし、従っ
て装置を簡潔にする。鋳造型組立体10はフレーム104の
上面を構成する基盤テーブル26の上をスライドする。型
半体20,22はシリンダー112,114の作動でスライドして係
合される。アーム116は軸118のまわりに回転でき、２つ
の頂部コアー18,102をそれぞれ端部に１つずつ配置して
有する。頂部コアーはピストンリング溝補強材70の位置
決め保持のために組合わされたフィンガー72,74を有す
る。アーム116は180゜にわたって回転でき、シリンダー
120で高さの位置決めもできる。各々の頂部コアー18,10
2はアーム116のモーター122,124で垂直面内を90゜にわ
たって回転され得る。ピンボス支柱装填アーム126は鋼
鉄製の支柱インサート（図示せず）を鋳造型キャビティ
の内部に装填するために任意に備えられる。
作動において、ピストンリング溝補強材70は位置
「Ａ」で頂部コアーに装填される。この装填されてコア
ーは軸118のまりを位置「Ｂ」へ向けて揺動され、型半
体20,22がコアー18のまわりにて閉じるようになされる
位置に降下される。機械フレーム104は次に軸106のまわ
りを傾動され、鋳造型が注入容器54から充填されるよう
にする（第１図および第２図を参照）。
「Ａ」で頂部コアーに装填される。この装填されてコア
ーは軸118のまりを位置「Ｂ」へ向けて揺動され、型半
体20,22がコアー18のまわりにて閉じるようになされる
位置に降下される。機械フレーム104は次に軸106のまわ
りを傾動され、鋳造型が注入容器54から充填されるよう
にする（第１図および第２図を参照）。
鋳造物のスカート部分がまず凝固し、その部分的に凝
固した鋳造物が開かれた型半体20,22から取出されるよ
うになされる（第３図を参照して上述で説明したよう
に）。
固した鋳造物が開かれた型半体20,22から取出されるよ
うになされる（第３図を参照して上述で説明したよう
に）。
鋳造物100は位置「Ａ」に揺動させて戻され、同時に
補強材70を備えた別の頂部コアー102が位置「Ｂ」にて
鋳造型の上方に位置決めされる。「Ａ」では鋳造物がジ
ェット64からの送風で冷却される。「Ｂ」では第２の鋳
造物が注入され、部分的に凝固される第１の鋳造物は
「Ａ」で十分に凝固され、頂部コアー18から解放される
のであり、この頂部コアーはその後他のリング溝補強材
70を受取る。上述した装置のこの作動およびシーケンス
は周知の制御装置に制御されて作動される。
補強材70を備えた別の頂部コアー102が位置「Ｂ」にて
鋳造型の上方に位置決めされる。「Ａ」では鋳造物がジ
ェット64からの送風で冷却される。「Ｂ」では第２の鋳
造物が注入され、部分的に凝固される第１の鋳造物は
「Ａ」で十分に凝固され、頂部コアー18から解放される
のであり、この頂部コアーはその後他のリング溝補強材
70を受取る。上述した装置のこの作動およびシーケンス
は周知の制御装置に制御されて作動される。
装置の頂部コアーおよび共通のスカート形成型部分の
組合わせは、第４図に示されたものの代わりに第１図〜
第３図に示された構造を有することができる。２つより
多い頂部コアーが装置に備えられ、それと組合わされた
操作手段は、頂部コアーが装置の単一の共通のスカート
形成型部分に連続的に組付けられるように運ばれるよう
になされる。
組合わせは、第４図に示されたものの代わりに第１図〜
第３図に示された構造を有することができる。２つより
多い頂部コアーが装置に備えられ、それと組合わされた
操作手段は、頂部コアーが装置の単一の共通のスカート
形成型部分に連続的に組付けられるように運ばれるよう
になされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−174775（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−10574（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許3472308（ＵＳ，Ａ) 英国公開2163374（ＧＢ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22D 15/00 - 15/04 B22D 29/04 F02F 3/00 - 3/28
Claims (4)
- 【請求項１】全体的に比較的薄い金属部分の肉厚を有す
るスカート部分と、全体的に比較的厚い金属部分の肉厚
を有するクラウン部分とを含む重力ダイカストによりピ
ストンを鋳造する方法であり、スカート形成型部分から
分離可能なクラウン形成型部分を有する鋳造型内に溶融
金属を注入する段階を含む鋳造方法であって、鋳造型の
スカート形成型部分を鋳造物から分離できるようにする
程度に鋳造物を凝固させ、ピストンのクラウン部分が部
分的に凝固した状態である間に前記鋳造型部分を分離し
て鋳造物が鍛造型のクラウン形成型部分で保持されるよ
うにし、引き続く冷却処理段階を経た後に鋳造型のクラ
ウン形成型部分から凝固したピストンを取出すことを特
徴とするピストンを鋳造する方法。 - 【請求項２】請求項１に記載の方法であって、前記引き
続く処理段階でピストン鋳造物が送風により冷却される
ことを特徴とするピストンを鋳造する方法。 - 【請求項３】全体的に比較的薄い金属部分の肉厚を有す
るスカート部分と、全体的に比較的厚い金属部分の肉厚
を有するクラウン部分とをそれぞれ有する重力ダイカス
トによりピストンを鋳造する装置であり、溶融金属の注
入手段と、クラウン形成型部分およびスカート形成型部
分を有するピストン鋳造型とを含み、これらのクラウン
形成型部分およびスカート形成型部分は、ピストンのク
ラウン部分が部分的に溶融された状態にある間に互いに
分離できるような構造とされ、また、スカート形成型部
分はこの部分的に溶融状態にある鋳造物を鋳造型のクラ
ウン形成型部分によって保持させて残したまま取外し可
能とされた装置であって、ピストン鋳造型の複数のクラ
ウン形成型部分および単一の共通のスカート形成型部分
が備えられ、また、複数のクラウン形成型部分と組合わ
されてこれらのクラウン形成型部分を単一の共通のスカ
ート形成型部分に連続して組付けるように運ぶ操作手段
を有することを特徴とするピストンを鋳造する装置。 - 【請求項４】請求項３に記載の装置であって、スカート
形成型部分がピストン空間の直径で分割された２つの型
半体を含み、これらの半体はスカート形成型部分および
クラウン形成型部分を正確な相対位置に位置決めするた
めに型キャビティ内側のクラウン形成型部分位置決め手
段を有し、かつクラウン形成型部分の外面上の協働する
位置決め手段に係合することを特徴とするピストンを鋳
造する装置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB909027466A GB9027466D0 (en) | 1990-12-19 | 1990-12-19 | Method and apparatus for casting articles |
| GB9027466.3 | 1990-12-19 | ||
| PCT/GB1991/002229 WO1992011104A1 (en) | 1990-12-19 | 1991-12-13 | Method and apparatus for casting articles |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06503273A JPH06503273A (ja) | 1994-04-14 |
| JP2899412B2 true JP2899412B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=10687202
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4501733A Expired - Lifetime JP2899412B2 (ja) | 1990-12-19 | 1991-12-13 | ピストンを鋳造する方法および装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5388632A (ja) |
| EP (1) | EP0563099B1 (ja) |
| JP (1) | JP2899412B2 (ja) |
| KR (1) | KR100193730B1 (ja) |
| BR (1) | BR9107240A (ja) |
| DE (1) | DE69124804T2 (ja) |
| GB (2) | GB9027466D0 (ja) |
| WO (1) | WO1992011104A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3189684B2 (ja) * | 1996-06-04 | 2001-07-16 | トヨタ自動車株式会社 | ピストンの鋳造方法 |
| WO1999050005A1 (en) | 1998-03-27 | 1999-10-07 | Tesma International Inc. | Apparatus for die casting an internal passageway and a product manufactured therewith |
| GB2351930B (en) * | 1999-07-15 | 2003-09-24 | Sternford Ltd | A method and a mould for moulding an article |
| JP4492014B2 (ja) * | 2001-09-17 | 2010-06-30 | 株式会社豊田自動織機 | ダイカスト装置 |
| ITTO20040471A1 (it) * | 2004-07-09 | 2004-10-09 | Global Foundry Systems Srl | Metodo e impianto automatizzato per la produzione di pistoni |
| US8621753B2 (en) * | 2008-08-15 | 2014-01-07 | Stanley Black & Decker, Inc. | Utility knife with blade storage system |
| DE102010003345B4 (de) | 2010-03-26 | 2012-02-23 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Gießen eines Kolbens für einen Verbrennungsmotor |
| KR102007692B1 (ko) | 2011-04-15 | 2019-08-06 | 테네코 인코퍼레이티드 | 피스톤 및 피스톤을 제작하는 방법 |
| EP2527060A1 (de) * | 2011-05-24 | 2012-11-28 | Georg Fischer Automobilguss GmbH | Giessverfahren für Dauerformen |
| EP2898209A1 (en) * | 2012-09-18 | 2015-07-29 | Federal-Mogul Corporation | Steel piston with counter-bore design |
| CN105917107B (zh) * | 2014-03-13 | 2018-08-24 | 日立汽车系统株式会社 | 内燃机用活塞的制造装置及该活塞的制造方法 |
| WO2015181229A1 (de) * | 2014-05-27 | 2015-12-03 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Schichtweise herstellungsverfahren beim laserschmelzen (sls) von schwerkraft-kokillenguss |
| CN110142247B (zh) * | 2019-05-27 | 2022-02-22 | 徐州国隆电力配件铸造有限公司 | 一种耐磨性钢球铸造生产线辅助装箱装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB310663A (en) * | 1928-05-03 | 1929-05-02 | Foerderanlagen Ernst Heckel Mi | Process for producing steel castings |
| US2229027A (en) * | 1938-03-02 | 1941-01-21 | Parker James Edward | Method of and means for casting and using molten metal |
| US3472308A (en) * | 1966-08-29 | 1969-10-14 | Multifastener Corp | Method and apparatus for permanent mold casting |
| GB2163374B (en) * | 1984-08-25 | 1987-10-14 | Litya Akademii Nauk Uk Ssr I | Machine for casting pistons |
| SE452960B (sv) * | 1985-06-17 | 1988-01-04 | Mogilevskij Otdel Fiz T I | Forfarande for framstellning av helgjutna gjutstycken av gjutjern och kokillmaskin for genomforande av forfarandet |
| CA1315955C (en) * | 1987-01-12 | 1993-04-13 | Masatoshi Kawaguchi | Mold casting process and apparatus, and method for producing mechanical parts |
-
1990
- 1990-12-19 GB GB909027466A patent/GB9027466D0/en active Pending
-
1991
- 1991-12-13 KR KR1019930701799A patent/KR100193730B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-12-13 WO PCT/GB1991/002229 patent/WO1992011104A1/en active IP Right Grant
- 1991-12-13 BR BR919107240A patent/BR9107240A/pt not_active IP Right Cessation
- 1991-12-13 GB GB9126459A patent/GB2250938B/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-13 US US08/070,337 patent/US5388632A/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-13 JP JP4501733A patent/JP2899412B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-13 EP EP92900700A patent/EP0563099B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-12-13 DE DE69124804T patent/DE69124804T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB9027466D0 (en) | 1991-02-06 |
| GB2250938A (en) | 1992-06-24 |
| BR9107240A (pt) | 1993-11-23 |
| KR100193730B1 (ko) | 1999-06-15 |
| GB9126459D0 (en) | 1992-02-12 |
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| US5388632A (en) | 1995-02-14 |
| JPH06503273A (ja) | 1994-04-14 |
| DE69124804T2 (de) | 1997-10-02 |
| EP0563099B1 (en) | 1997-02-26 |
| KR930703098A (ko) | 1993-11-29 |
| WO1992011104A1 (en) | 1992-07-09 |
| DE69124804D1 (de) | 1997-04-03 |
| GB2250938B (en) | 1994-08-17 |
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