JP2899467B2 - ピストンの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも一つのピス
トン・リング溝補強部材を有するピストンの製造方法に
関する。
トン・リング溝補強部材を有するピストンの製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】トッ
プ・ピストン・リング溝位置にピストン・リング溝補強
部材を有するピストンは周知されている。この種の部材
は、ピストン・リング溝と、協働するピストン・リング
との間の相互摩耗を低減させるために用いられる。アル
ミニウム合金に関する限り、ピストン・リング溝補強部
材はしばしば、ピストン材料とピストン・リング溝補強
部材の材料との間の線熱膨張係数の差を最小化すべく、
「耐Ｎｉ（Ｎｉ−ｒｅｓｉｓｔ）」（商標名）のような
鋳鉄で作られる。ピストン生産の場合、ピストン・リン
グ溝補強部材は通常、穴型ダイ成形部材内に位置し、溶
融アルミニウム合金がピストン・リング溝補強部材の回
りへ注ぎ込まれる。ピストンが重力ダイ鋳造または圧力
鋳造される場合、このピストン・リング溝補強部材はし
ばしば、それを溶融アルミニウムの浴内で予熱して界面
にアルミニウムと鉄との金属間化合物を包含する湿潤層
を生成させる、周知の「アルフィン（Ａｌｆｉｎ）」
（商標名）プロセスによって前処理される。これについ
ての問題点は、ピストン材料とピストン・リング溝補強
部材との間に形成された結合が極めて不確実であり、例
えば高く定格を定められたディーゼル機関における結合
の使用中の故障が珍しくないことである。
プ・ピストン・リング溝位置にピストン・リング溝補強
部材を有するピストンは周知されている。この種の部材
は、ピストン・リング溝と、協働するピストン・リング
との間の相互摩耗を低減させるために用いられる。アル
ミニウム合金に関する限り、ピストン・リング溝補強部
材はしばしば、ピストン材料とピストン・リング溝補強
部材の材料との間の線熱膨張係数の差を最小化すべく、
「耐Ｎｉ（Ｎｉ−ｒｅｓｉｓｔ）」（商標名）のような
鋳鉄で作られる。ピストン生産の場合、ピストン・リン
グ溝補強部材は通常、穴型ダイ成形部材内に位置し、溶
融アルミニウム合金がピストン・リング溝補強部材の回
りへ注ぎ込まれる。ピストンが重力ダイ鋳造または圧力
鋳造される場合、このピストン・リング溝補強部材はし
ばしば、それを溶融アルミニウムの浴内で予熱して界面
にアルミニウムと鉄との金属間化合物を包含する湿潤層
を生成させる、周知の「アルフィン（Ａｌｆｉｎ）」
（商標名）プロセスによって前処理される。これについ
ての問題点は、ピストン材料とピストン・リング溝補強
部材との間に形成された結合が極めて不確実であり、例
えば高く定格を定められたディーゼル機関における結合
の使用中の故障が珍しくないことである。
【０００３】例えば、プラズマ溶射のような物理的な付
着プロセスによりステンレス鋼粉末などの層でピストン
・リング溝補強部材が最初にコーティングされる、アル
フィン（Ａｌｆｉｎ）技法をしのぐ改善が英国特許明細
書ＧＢ−Ａ−２，２２１，１７６号に開示されている。
記載された技法には、少なくとも鋳造ピストンの本体内
に包有されるピストン・リング溝補強部材の面をコーテ
ィングする段階が包含されている。使用された鋳造技法
は、例えばスクイズ鋳造によるなどの圧力鋳造である。
この方法に伴う問題点は、個々のピストン・リング溝補
強部材が、断面で見て少なくとも三つの面部分に溶射さ
れる必要があることで、それらの面部分は、軸線方向へ
隔置された、半径方向に向かう上方および下方の面部分
と、半径方向に向かうこの二つの面部分を接合する半径
方向に内方の、軸線方向に向かう面部分とである。この
技法はピストン・リング溝補強部材またはプラズマ溶射
設備の何れかの操作を必要とし、時間と材料とを浪費
し、従って比較的に経費がかかる。
着プロセスによりステンレス鋼粉末などの層でピストン
・リング溝補強部材が最初にコーティングされる、アル
フィン（Ａｌｆｉｎ）技法をしのぐ改善が英国特許明細
書ＧＢ−Ａ−２，２２１，１７６号に開示されている。
記載された技法には、少なくとも鋳造ピストンの本体内
に包有されるピストン・リング溝補強部材の面をコーテ
ィングする段階が包含されている。使用された鋳造技法
は、例えばスクイズ鋳造によるなどの圧力鋳造である。
この方法に伴う問題点は、個々のピストン・リング溝補
強部材が、断面で見て少なくとも三つの面部分に溶射さ
れる必要があることで、それらの面部分は、軸線方向へ
隔置された、半径方向に向かう上方および下方の面部分
と、半径方向に向かうこの二つの面部分を接合する半径
方向に内方の、軸線方向に向かう面部分とである。この
技法はピストン・リング溝補強部材またはプラズマ溶射
設備の何れかの操作を必要とし、時間と材料とを浪費
し、従って比較的に経費がかかる。
【０００４】しかし、この記載された方法では、当初の
アルフィン（Ａｌｆｉｎ）技法を超える１００％までの
結合強さの増大や結合の使用中の耐久性の結果的な増大
は得られない。
アルフィン（Ａｌｆｉｎ）技法を超える１００％までの
結合強さの増大や結合の使用中の耐久性の結果的な増大
は得られない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】ここで本出願人等は、ピ
ストン本体内に包有されるピストン・リング溝補強部材
のあらゆる面部分を、あらゆる用途においてコーティン
グする必要はないことを見いだした。本出願人等は、当
初のアルフィン（Ａｌｆｉｎ）技法のそれを超えるピス
トン・リング溝補強部材とピストン本体との間の、結合
の使用中の耐久性の可成りの向上を確保するため、軸線
方向に向かう面部分をコーティングすることのみが必要
であることを知った。
ストン本体内に包有されるピストン・リング溝補強部材
のあらゆる面部分を、あらゆる用途においてコーティン
グする必要はないことを見いだした。本出願人等は、当
初のアルフィン（Ａｌｆｉｎ）技法のそれを超えるピス
トン・リング溝補強部材とピストン本体との間の、結合
の使用中の耐久性の可成りの向上を確保するため、軸線
方向に向かう面部分をコーティングすることのみが必要
であることを知った。
【０００６】後に説明する本発明の実施例に使用されて
いる符号を参考のために付記して記述すれば、本発明に
よれば、少なくとも一つのピストン・リング溝補強部材
１２を有するピストンの製造方法であって、前記の少な
くとも一つのピストン・リング溝補強部材１２は半径方
向へ延びる上方面部分および下方面部分１４、１６と、
前記ピストンの外形の半径方向内方にあって、軸線方向
へ延びる面部分１８と、前記の半径方向へ延びる上方面
部分および下方面部分１４、１６間にあって、前記ピス
トン・リング溝補強部材１２に設けられた少なくとも一
つの溝２２とを有し、前記方法は、物理的な付着技法に
よって、前記ピストン・リング溝補強部材１２の軸線方
向へ延びる面部分１８のみに微粒子材料をコーティング
して多孔接着補助層２４を含む被覆を形成する段階と、
前記のコーティングされたピストン・リング溝補強部材
１２を溶融アルミニウムの浴内で、該浴の温度と同じ温
度にするに十分な時間予熱して、前記溶融アルミニウム
で前記の半径方向へ延びる上方面部分および下方面部分
１４，１６を湿潤させ、前記溶融アルミニウムと前記の
半径方向へ延びる上方面部分および下方面部分１４，１
６との界面にアルミニウムと鉄との金属間化合物を形成
する段階と、前記のコーティングされ且つ予熱されたピ
ストン・リング溝補強部材１２をピストン鋳造型内に置
く段階と、アルミニウム合金を含む溶融ピストン本体材
料４２を前記ピストン・リング溝補強部材１２の前記の
半径方向へ延びる上方面部分および下方面部分１４、１
６と前記の軸線方向へ延びる面部分１８との回りへ注ぎ
込む段階と、前記溶融ピストン本体材料４２を付加圧力
の下に凝固させて前記溶融ピストン本体材料４２を前記
多孔接着補助層２４へ溶侵させる段階とを含むことを特
徴とするピストンの製造方法が提供される。
いる符号を参考のために付記して記述すれば、本発明に
よれば、少なくとも一つのピストン・リング溝補強部材
１２を有するピストンの製造方法であって、前記の少な
くとも一つのピストン・リング溝補強部材１２は半径方
向へ延びる上方面部分および下方面部分１４、１６と、
前記ピストンの外形の半径方向内方にあって、軸線方向
へ延びる面部分１８と、前記の半径方向へ延びる上方面
部分および下方面部分１４、１６間にあって、前記ピス
トン・リング溝補強部材１２に設けられた少なくとも一
つの溝２２とを有し、前記方法は、物理的な付着技法に
よって、前記ピストン・リング溝補強部材１２の軸線方
向へ延びる面部分１８のみに微粒子材料をコーティング
して多孔接着補助層２４を含む被覆を形成する段階と、
前記のコーティングされたピストン・リング溝補強部材
１２を溶融アルミニウムの浴内で、該浴の温度と同じ温
度にするに十分な時間予熱して、前記溶融アルミニウム
で前記の半径方向へ延びる上方面部分および下方面部分
１４，１６を湿潤させ、前記溶融アルミニウムと前記の
半径方向へ延びる上方面部分および下方面部分１４，１
６との界面にアルミニウムと鉄との金属間化合物を形成
する段階と、前記のコーティングされ且つ予熱されたピ
ストン・リング溝補強部材１２をピストン鋳造型内に置
く段階と、アルミニウム合金を含む溶融ピストン本体材
料４２を前記ピストン・リング溝補強部材１２の前記の
半径方向へ延びる上方面部分および下方面部分１４、１
６と前記の軸線方向へ延びる面部分１８との回りへ注ぎ
込む段階と、前記溶融ピストン本体材料４２を付加圧力
の下に凝固させて前記溶融ピストン本体材料４２を前記
多孔接着補助層２４へ溶侵させる段階とを含むことを特
徴とするピストンの製造方法が提供される。
【０００７】軸線方向へ延びる面部分は、ピストン軸線
に関して規定され、この面部分は、例えば平面状でも曲
面状でも良く、または二つ以上の小平面を備えても良
く、また、半径方向へ延びる上方面部分および下方の面
部分との接合部に隣接する区域を包含するように選定さ
れても良い。ピストン・リング溝補強部材は、例えば、
断面において丸みを付しても良く、また、これら面部分
の間における境界を明確に定めなくても良い。この場
合、これら面部分は、間に明確に定められた境界のな
い、円形断面の外周から成る弧を含むこともできる。
に関して規定され、この面部分は、例えば平面状でも曲
面状でも良く、または二つ以上の小平面を備えても良
く、また、半径方向へ延びる上方面部分および下方の面
部分との接合部に隣接する区域を包含するように選定さ
れても良い。ピストン・リング溝補強部材は、例えば、
断面において丸みを付しても良く、また、これら面部分
の間における境界を明確に定めなくても良い。この場
合、これら面部分は、間に明確に定められた境界のな
い、円形断面の外周から成る弧を含むこともできる。
【０００８】ピストン・リング溝補強部材は円形断面で
あっても良く、また、単一のピストン・リング溝補強部
材を以て二つのピストン・リング溝を補強するような形
状であっても良い。
あっても良く、また、単一のピストン・リング溝補強部
材を以て二つのピストン・リング溝を補強するような形
状であっても良い。
【０００９】多孔接着補助層の厚さは、なるべくなら
０．０２５ｍｍから０．３ｍｍ、更になるべくなら０．
０５ｍｍから０．１５ｍｍの範囲内にあることが望まし
いが、特に決定的と見なすべきものではない。
０．０２５ｍｍから０．３ｍｍ、更になるべくなら０．
０５ｍｍから０．１５ｍｍの範囲内にあることが望まし
いが、特に決定的と見なすべきものではない。
【００１０】より厚くした場合には結合強さの増加が全
く無い割りに付着の費用が不必要に増大し、より薄い厚
さにした場合には結合強さが十分でない。
く無い割りに付着の費用が不必要に増大し、より薄い厚
さにした場合には結合強さが十分でない。
【００１１】半径方向へ延びる上方面部分および下方面
部分は、微粒子材料のコーティングの実施後ピストン本
体の鋳造部分へ、これら面部分の界面にアルミニウムと
鉄との金属間化合物を包含する湿潤層を設けることによ
り結合できる。上記の情況にあっては、実際上、半径方
向へ延びる二つの面部分がアルフィン（Ａｌｆｉｎ）技
法によって処理される。従って、コーティングされたピ
ストン・リング溝補強部材がピストン鋳造型内へ置かれ
る前にこのピストン・リング溝補強部材が溶融アルミニ
ウムの浴内へ浸せきされて、半径方向へ延びる上方面部
分および下方面部分を湿潤させる。コーティングされた
ピストン・リング溝補強部材は、溶融アルミニウムの浴
の温度と同じ温度になるまで溶融アルミニウムの浴内へ
浸せきされることにより、ピストン鋳造型内へ置かれる
前にこれを予熱することができる。
部分は、微粒子材料のコーティングの実施後ピストン本
体の鋳造部分へ、これら面部分の界面にアルミニウムと
鉄との金属間化合物を包含する湿潤層を設けることによ
り結合できる。上記の情況にあっては、実際上、半径方
向へ延びる二つの面部分がアルフィン（Ａｌｆｉｎ）技
法によって処理される。従って、コーティングされたピ
ストン・リング溝補強部材がピストン鋳造型内へ置かれ
る前にこのピストン・リング溝補強部材が溶融アルミニ
ウムの浴内へ浸せきされて、半径方向へ延びる上方面部
分および下方面部分を湿潤させる。コーティングされた
ピストン・リング溝補強部材は、溶融アルミニウムの浴
の温度と同じ温度になるまで溶融アルミニウムの浴内へ
浸せきされることにより、ピストン鋳造型内へ置かれる
前にこれを予熱することができる。
【００１２】本出願人等は、多くの場合アルフィン（Ａ
ｌｆｉｎ）形式の結合が、圧縮および引張りには適して
いながら、せん断については劣っていることを見いだし
た。従って半径方向へ向けられる面部分はアルフィン
（Ａｌｆｉｎ）結合ができるが、軸線方向へ向けられる
面部分は、英国特許明細書ＧＢ−Ａ−２，２２１，１７
６号に記載された形式の改良された結合技法を必要とす
る。結合におけるひび割れ開始は通常、軸線方向へ向け
られた面部分で生起され、半径方向へ向けられた面部分
に伝搬し得ることが見いだされている。
ｌｆｉｎ）形式の結合が、圧縮および引張りには適して
いながら、せん断については劣っていることを見いだし
た。従って半径方向へ向けられる面部分はアルフィン
（Ａｌｆｉｎ）結合ができるが、軸線方向へ向けられる
面部分は、英国特許明細書ＧＢ−Ａ−２，２２１，１７
６号に記載された形式の改良された結合技法を必要とす
る。結合におけるひび割れ開始は通常、軸線方向へ向け
られた面部分で生起され、半径方向へ向けられた面部分
に伝搬し得ることが見いだされている。
【００１３】前記の微粒子材料は、酸化および／または
腐食に耐える、例えばステンレス鋼、例えば３１６Ｌ
型、が好ましい。溶融アルミニウムの浴内での予熱が用
いられる場合には耐食性が必要とされよう。
腐食に耐える、例えばステンレス鋼、例えば３１６Ｌ
型、が好ましい。溶融アルミニウムの浴内での予熱が用
いられる場合には耐食性が必要とされよう。
【００１４】多孔接着補助層は、例えば、多孔鉄材料で
あっても良く、多孔性は沈積の方法によって生起され
る。
あっても良く、多孔性は沈積の方法によって生起され
る。
【００１５】コーティングを物理的に付着させる方法に
は、例えばアーク溶射、またはプラズマ溶射、または火
炎溶射が包含される。
は、例えばアーク溶射、またはプラズマ溶射、または火
炎溶射が包含される。
【００１６】なるべくなら、環状リングの形状の二つ以
上のピストン・リング溝補強部材が軸線方向の積重ねを
なして一緒に保持されて、半径方向に内方の、軸線方向
へ延びる面部分にコーティングされることが望ましい。
軸線方向へ向けられた面部分のコーティングは例えば、
積重ねとプラズマ・スプレーガンとを相互に回転させな
がら、積重ねに対して相互に軸線方向へスプレーガンを
通過させることによって遂行できる。ピストン・リング
溝補強部材の積重ねを同時にコーティングできるので、
コーティング段階の経費と不便さとを大いに低減でき、
従ってピストン製造の費用が一層経済的になる。
上のピストン・リング溝補強部材が軸線方向の積重ねを
なして一緒に保持されて、半径方向に内方の、軸線方向
へ延びる面部分にコーティングされることが望ましい。
軸線方向へ向けられた面部分のコーティングは例えば、
積重ねとプラズマ・スプレーガンとを相互に回転させな
がら、積重ねに対して相互に軸線方向へスプレーガンを
通過させることによって遂行できる。ピストン・リング
溝補強部材の積重ねを同時にコーティングできるので、
コーティング段階の経費と不便さとを大いに低減でき、
従ってピストン製造の費用が一層経済的になる。
【００１７】
【実施例】本発明を更に充分理解できるように、ここで
添付図面につき、例示のみのために諸例を説明する。
添付図面につき、例示のみのために諸例を説明する。
【００１８】ここで図面の図１から図６について説明す
るが、これらおよび後続の諸図における同様の主要部分
は共通の参照数字を備えている。
るが、これらおよび後続の諸図における同様の主要部分
は共通の参照数字を備えている。
【００１９】図１には、一般に「リング・キャリア」と
して周知されているピストン・リング溝補強部材１２が
示されている。この例の場合リング・キャリアは、「耐
Ｎｉ（Ｎｉ−ｒｅｓｉｓｔ）」（商標名）のようなオー
ステナイト鋳鉄で作られ、一般に、図４のピストン断面
に示す如きトップリング位置に置かれている。ピストン
・リング溝補強部材１２は形が環状をなし、半径方向に
向けられた上方面部分１４、半径方向へ向けられた下方
面部分１６、軸線方向に向けられた、半径方向内方の面
部分１８および、一つ以上のピストン・リング溝２２が
通常連続して形成される、軸線方向に向けられた、半径
方向外方の面部分２０を有する。以下、用語「面部分」
を「面」と略記する。軸線方向に向けられた面１８には
多孔接着補助層２４がコーティングされるが、ここで
「接着補助」とは、続いて鋳込まれるピストン材料への
ピストン・リング溝補強部材の接着を補助することを示
している。この例の場合、多孔接着補助層は、プラズマ
溶射により０．１ｍｍの厚さに沈積された３１６Ｌステ
ンレス鋼粉末であっても良い。面１８は、プラズマ沈積
のための在来の方法で作ることができ、一つの方法に
は、面にきれいなつや消しの外観を生成するためにグリ
ットブラストが後に続く脱脂の段階が包含されている。
して周知されているピストン・リング溝補強部材１２が
示されている。この例の場合リング・キャリアは、「耐
Ｎｉ（Ｎｉ−ｒｅｓｉｓｔ）」（商標名）のようなオー
ステナイト鋳鉄で作られ、一般に、図４のピストン断面
に示す如きトップリング位置に置かれている。ピストン
・リング溝補強部材１２は形が環状をなし、半径方向に
向けられた上方面部分１４、半径方向へ向けられた下方
面部分１６、軸線方向に向けられた、半径方向内方の面
部分１８および、一つ以上のピストン・リング溝２２が
通常連続して形成される、軸線方向に向けられた、半径
方向外方の面部分２０を有する。以下、用語「面部分」
を「面」と略記する。軸線方向に向けられた面１８には
多孔接着補助層２４がコーティングされるが、ここで
「接着補助」とは、続いて鋳込まれるピストン材料への
ピストン・リング溝補強部材の接着を補助することを示
している。この例の場合、多孔接着補助層は、プラズマ
溶射により０．１ｍｍの厚さに沈積された３１６Ｌステ
ンレス鋼粉末であっても良い。面１８は、プラズマ沈積
のための在来の方法で作ることができ、一つの方法に
は、面にきれいなつや消しの外観を生成するためにグリ
ットブラストが後に続く脱脂の段階が包含されている。
【００２０】図２に示す如き複数のピストン・リング溝
補強部材１２にコーティングを施すため、駆動装置（図
示せず）により矢印３０の方向へピストン・リング溝補
強部 材１２の積重ね２７が回転される間にプラズマ・ス
プレーガン２６が、矢印２８で示す如き軸線方向へ上下
にこの積重ねを通過する。プラズマ・スプレーガン２６
の通過数は、面１８上に生成することを望まれる多孔接
着補助層２４の厚さに依存する。ピストン・リング溝補
強部材１２は、それらの間の接合部３２（図３参照）に
おける比較的に薄い多孔接着補助層２４のもろさのた
め、互いに容易に分離できる。
補強部材１２にコーティングを施すため、駆動装置（図
示せず）により矢印３０の方向へピストン・リング溝補
強部 材１２の積重ね２７が回転される間にプラズマ・ス
プレーガン２６が、矢印２８で示す如き軸線方向へ上下
にこの積重ねを通過する。プラズマ・スプレーガン２６
の通過数は、面１８上に生成することを望まれる多孔接
着補助層２４の厚さに依存する。ピストン・リング溝補
強部材１２は、それらの間の接合部３２（図３参照）に
おける比較的に薄い多孔接着補助層２４のもろさのた
め、互いに容易に分離できる。
【００２１】次いでピストン・リング溝補強部材１２は
予熱され、図５および図６に示すピストン鋳造型の雌形
部分４０内へ置かれる。スクイズされた鋳造ピストン素
材４６を生成するため、雄形ダイ部材４４で閉鎖される
型内へ溶融ピストン本体材料４２が注ぎ込まれる。この
段階において、溶融ピストン本体材料４２が多孔接着補
助層２４へ溶浸するようにされる。
予熱され、図５および図６に示すピストン鋳造型の雌形
部分４０内へ置かれる。スクイズされた鋳造ピストン素
材４６を生成するため、雄形ダイ部材４４で閉鎖される
型内へ溶融ピストン本体材料４２が注ぎ込まれる。この
段階において、溶融ピストン本体材料４２が多孔接着補
助層２４へ溶浸するようにされる。
【００２２】前記の予熱は、コーティングされたピスト
ン・リング溝補強部材１２を溶融アルミニウムの浴（図
示せず）内へ浸せきして行ない、これにより面１４，１
６を湿潤させ、それとの界面にアルミニウムと鉄との金
属間化合物を形成する。ピストン本体の残部内へピスト
ン・リング溝補強部材１２が鋳込まれた後、面１４，１
６は、界面におけるアルミニウムと鉄との金属間化合物
の、面上での存在により、ピストン本体の残部へ部分４
８（図７に示す）で結合するようにされる。なお、ピス
トン・リング溝補強部材１２は、浴の温度と同じ温度に
なるように浴内へ浸せきさせて前記の予熱を行なう。次
いで、依然高温のピストン・リング溝補強部材１２が、
ピストン鋳造型の雌形部分４０内へ置かれる。
ン・リング溝補強部材１２を溶融アルミニウムの浴（図
示せず）内へ浸せきして行ない、これにより面１４，１
６を湿潤させ、それとの界面にアルミニウムと鉄との金
属間化合物を形成する。ピストン本体の残部内へピスト
ン・リング溝補強部材１２が鋳込まれた後、面１４，１
６は、界面におけるアルミニウムと鉄との金属間化合物
の、面上での存在により、ピストン本体の残部へ部分４
８（図７に示す）で結合するようにされる。なお、ピス
トン・リング溝補強部材１２は、浴の温度と同じ温度に
なるように浴内へ浸せきさせて前記の予熱を行なう。次
いで、依然高温のピストン・リング溝補強部材１２が、
ピストン鋳造型の雌形部分４０内へ置かれる。
【００２３】図７にはまた、寸法が、面２０における二
つのピストン・リング溝２２の形成を許容するに充分な
大きさである別の実施例のピストン・リング溝補強部材
１２も示されている。応力集中およびその結果生ずるひ
び割れ開始の低減のためには、諸図に示す如く、面１
４，１６，１８の接合部に丸コーナ５０を設けることが
望ましい。従って、軸線方向へ延びる面１８のみが多孔
接着補助層２４をコーティングされることを規定する場
合、この用語は諸面間の接合部における何れかの丸みを
も包含していることが暗に含まれている。この原則は更
に図８に例示されており、ここでは、ピストン・リング
溝補強部材の断面形状が円形にされ、半径方向および軸
線方向に向けられた諸面間には、明確に描かれた接合部
や境界が全くない。従って、「軸線方向に向けられた
面」とは何かを規定する主要な基準は、半径方向に付着
される、コーティング技法によりコーティングされ得る
区域である。
つのピストン・リング溝２２の形成を許容するに充分な
大きさである別の実施例のピストン・リング溝補強部材
１２も示されている。応力集中およびその結果生ずるひ
び割れ開始の低減のためには、諸図に示す如く、面１
４，１６，１８の接合部に丸コーナ５０を設けることが
望ましい。従って、軸線方向へ延びる面１８のみが多孔
接着補助層２４をコーティングされることを規定する場
合、この用語は諸面間の接合部における何れかの丸みを
も包含していることが暗に含まれている。この原則は更
に図８に例示されており、ここでは、ピストン・リング
溝補強部材の断面形状が円形にされ、半径方向および軸
線方向に向けられた諸面間には、明確に描かれた接合部
や境界が全くない。従って、「軸線方向に向けられた
面」とは何かを規定する主要な基準は、半径方向に付着
される、コーティング技法によりコーティングされ得る
区域である。
【００２４】図９には、ピストン・リング溝補強部材１
２がスペーサ６０により隔離されて、密接に隣接する接
合部３２（図３）を無くすことによりピストン・リング
溝補強部材の更に容易な分離を可能にさせる代替積重ね
配列の一部分が示されている。
２がスペーサ６０により隔離されて、密接に隣接する接
合部３２（図３）を無くすことによりピストン・リング
溝補強部材の更に容易な分離を可能にさせる代替積重ね
配列の一部分が示されている。
【図１】ピストン・リング溝補強部材の断面図。
【図２】コーティングされているピストン・リング溝補
強部材の積重ねの略斜視図。
強部材の積重ねの略斜視図。
【図３】図２の積重ねの一部分の断面図。
【図４】ピストン・リング溝補強部材を有するピストン
の、互いに垂直な２平面内の軸線方向断面図。
の、互いに垂直な２平面内の軸線方向断面図。
【図５】スクイズ鋳造型の略断面図。
【図６】スクイズ鋳造型の略断面図。
【図７】別の実施例のピストン・リング溝補強部材を有
するピストンの一部分の断面図。
するピストンの一部分の断面図。
【図８】また別の実施例のピストン・リング溝補強部材
を有する、図７と類似の断面図。
を有する、図７と類似の断面図。
【図９】代替積重ね配列の、図３と類似の断面図。
１２ ピストン・リング溝補強部材 １４ 上方面部分 １６ 下方面部分 １８ 内方の面部分 ２０ 外方の面部分 ２２ ピストン・リング溝 ２４ 多孔接着補助層 ２７ 積重ね
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−107868（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−62833（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭47−18167（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16J 1/00 - 10/04 F02F 3/00
Claims (8)
- 【請求項１】 少なくとも一つのピストン・リング溝補
強部材（１２）を有するピストンの製造方法であって、
前記の少なくとも一つのピストン・リング溝補強部材
（１２）は半径方向へ延びる上方面部分および下方面部
分（１４、１６）と、前記ピストンの外形の半径方向内
方にあって、軸線方向へ延びる面部分（１８）と、前記
の半径方向へ延びる上方面部分および下方面部分１４、
１６間にあって、前記ピストン・リング溝補強部材（１
２）に設けられた少なくとも一つの溝（２２）とを有
し、 前記方法は、物理的な付着技法によって、前記ピストン
・リング溝補強部材（１２）の軸線方向へ延びる面部分
（１８）のみに微粒子材料をコーティングして多孔接着
補助層（２４）を含む被覆を形成する段階と、前記のコ
ーティングされたピストン・リング溝補強部材（１２）
を溶融アルミニウムの浴内で、該浴の温度と同じ温度に
するに十分な時間予熱して、前記溶融アルミニウムで前
記の半径方向へ延びる上方面部分および下方面部分（１
４，１６）を湿潤させ、前記溶融アルミニウムと前記の
半径方向へ延びる上方面部分および下方面部分（１４，
１６）との界面にアルミニウムと鉄との金属間化合物を
形成する段階と、前記のコーティングされ且つ予熱され
たピストン・リング溝補強部材（１２）をピストン鋳造
型内に置く段階と、アルミニウム合金を含む溶融ピスト
ン本体材料（４２）を前記ピストン・リング溝補強部材
（１２）の前記の半径方向へ延びる上方面部分および下
方面部分（１４、１６）と前記の軸線方向へ延びる面部
分（１８）との回りへ注ぎ込む段階と、前記溶融ピスト
ン本体材料（４２）を付加圧力の下に凝固させて前記溶
融ピストン本体材料（４２）を前記多孔接着補助層（２
４）へ溶侵させる段階とを含むことを特徴とするピスト
ンの製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の製造方法において、前
記多孔接着補助層（２４）の厚さが０．０２５〜０．３
ｍｍの範囲内にあることを特徴とする製造方法。 - 【請求項３】 請求項２に記載の製造方法において、前
記多孔接着補助層（２４）の厚さが０．０５〜０．１５
ｍｍの範囲内にあることを特徴とする製造方法。 - 【請求項４】 請求項１から請求項３の何れか一つの項
に記載の製造方法において、前記のコーティングされた
ピストン・リング溝補強部材（１２）が、前記浴の温度
と同じ温度になるまで前記コーティングされたピストン
・リング溝補強部材（１２）を溶融アルミニウムの前記
浴内へ浸せきさせることにより、前記ピストン鋳造型内
へ置く前に予熱することを特徴とする製造方法。 - 【請求項５】 請求項１から請求項４の何れか一つの項
に記載の製造方法において、前記微粒子材料が耐酸化性
であることを特徴とする製造方法。 - 【請求項６】 請求項１から請求項５の何れか一つの項
に記載の製造方法において、前記多孔接着補助層（２
４）が多孔鉄材料から成ることを特徴とする製造方法。 - 【請求項７】 請求項１から請求項６の何れか一つの項
に記載の製造方法において、前記物理的な付着技法がプ
ラズマ溶射、または火炎溶射、またはアーク溶射である
ことを特徴とする製造方法。 - 【請求項８】 請求項１から請求項７の何れか一つの項
に記載の製造方法において、複数の前記ピストン・リン
グ溝補強部材（１２）が軸線方向に向けられた積重ね
（２７）をなして一緒に保持されて、複数の前記ピスト
ン・リング溝補強部材（１２）の前記の軸線方向へ延び
る面部分（１８）に前記多孔接着補助層（２４）を含む
被覆が形成されることを特徴とする製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB919102324A GB9102324D0 (en) | 1991-02-02 | 1991-02-02 | Pistons |
| GB91023242 | 1991-02-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04330353A JPH04330353A (ja) | 1992-11-18 |
| JP2899467B2 true JP2899467B2 (ja) | 1999-06-02 |
Family
ID=10689481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4016809A Expired - Lifetime JP2899467B2 (ja) | 1991-02-02 | 1992-01-31 | ピストンの製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5301599A (ja) |
| EP (1) | EP0498479B1 (ja) |
| JP (1) | JP2899467B2 (ja) |
| BR (1) | BR9200333A (ja) |
| DE (1) | DE69202873T2 (ja) |
| GB (2) | GB9102324D0 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JPH07293325A (ja) * | 1994-04-20 | 1995-11-07 | Aisin Seiki Co Ltd | 内燃機関のピストン |
| JP3547098B2 (ja) * | 1994-06-06 | 2004-07-28 | トヨタ自動車株式会社 | 溶射方法、溶射層を摺動面とする摺動部材の製造方法、ピストンおよびピストンの製造方法 |
| DE19501416A1 (de) * | 1995-01-19 | 1996-07-25 | Kolbenschmidt Ag | Geschmiedeter oder gegossener Kolbenkopf eines mehrteiligen Kolbens |
| JP3349020B2 (ja) * | 1995-08-14 | 2002-11-20 | 日野自動車株式会社 | 薄板リング成形体の製造方法及び装置 |
| JP2001090654A (ja) * | 1999-09-21 | 2001-04-03 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 斜板式圧縮機用ピストンの本体部材製造方法 |
| DE10045174B4 (de) * | 2000-09-13 | 2004-03-11 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Verfahren zur Herstellung eines Kolbens |
| GB0031187D0 (en) * | 2000-12-21 | 2001-01-31 | Deeke Georg W | An internal combustion engine |
| US6675761B2 (en) * | 2002-01-30 | 2004-01-13 | Caterpillar Inc | Ring band for a piston |
| DE102005042857A1 (de) | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Ks Kolbenschmidt Gmbh | Kolben für eine Brennkraftmaschine |
| DE102008054718B4 (de) * | 2008-12-16 | 2012-11-22 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Gießform für den Schwerkraftguss und Schwerkraftgießverfahren |
| JP5337142B2 (ja) * | 2010-12-28 | 2013-11-06 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 内燃機関のピストンと該ピストンの製造法及び摺動部材 |
| WO2013139402A1 (de) * | 2012-03-23 | 2013-09-26 | Sulzer Metco Ag | Thermisches beschichten eines bauteilstapels sowie bauteilstapel |
| CA2821094C (en) * | 2012-09-19 | 2020-10-27 | Sulzer Metco Ag | Thermal coating of a component stack and of component stacks |
| CN103821629A (zh) * | 2013-11-25 | 2014-05-28 | 马勒技术投资(中国）有限公司 | 一种适应高爆压的汽油机活塞 |
| GB2521004B (en) * | 2013-12-06 | 2020-03-25 | Mahle Int Gmbh | Bearing element and method for manufacturing a bearing element |
| US20230279555A1 (en) * | 2022-03-02 | 2023-09-07 | Halliburton Energy Services, Inc. | High-Pressure, Low-Temperature Coating For Hydrogen Service Environments |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2550879A (en) * | 1949-11-10 | 1951-05-01 | Fairchild Engine & Airplane | Bimetallic piston |
| US2905512A (en) * | 1958-04-24 | 1959-09-22 | Ramsey Corp | Coated piston ring |
| DE1224104B (de) * | 1964-03-11 | 1966-09-01 | Mahle Kg | Nach dem Warmfliesspressverfahren hergestellter Kolben |
| US3539192A (en) * | 1968-01-09 | 1970-11-10 | Ramsey Corp | Plasma-coated piston rings |
| GB8818214D0 (en) * | 1988-07-30 | 1988-09-01 | T & N Technology Ltd | Pistons |
| GB8919466D0 (en) * | 1989-08-26 | 1989-10-11 | Wellworthy Ltd | Pistons |
-
1991
- 1991-02-02 GB GB919102324A patent/GB9102324D0/en active Pending
-
1992
- 1992-01-18 DE DE69202873T patent/DE69202873T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-01-18 EP EP92200144A patent/EP0498479B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-01-20 GB GB9201102A patent/GB2252391B/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-01-24 US US07/825,051 patent/US5301599A/en not_active Expired - Fee Related
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- 1992-01-31 BR BR929200333A patent/BR9200333A/pt not_active IP Right Cessation
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|---|---|
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| DE69202873T2 (de) | 1995-11-23 |
| GB2252391A (en) | 1992-08-05 |
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