JPH0211854A - ピストンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアルミニューム合金製のピストン、特に、ピス
トンリング溝の形成されたリングキャリヤを鋳込んだピ
ストンの製造方法に関する。

（従来の技術） 従来、内燃機関のピストンとして、高速化に対応すへく
軽量化を図り易いアルミニューム合金製のピストンが多
用されている。

このピストンはシリンダ内壁とピストン外周壁間のガス
漏れを防ぐべく、ピストン外周面にピストンリングを嵌
合させる。ところが、ピストンがアルミ合金で製造され
ている場合、この外周面に環状に形成されたリング溝に
直接ピストンリングを嵌着して使用すると、早期にリン
グ溝にへたりが生しることより、通常は鉄系、あるいは
母材より硬質の対摩耗性の良いアルミ系の各リングキャ
リヤを介してピストンリングが嵌着されている。

ところで、リングキャリヤをアルミニューム合金のピス
トン本体に鋳込んだ場合、両金属のなじみが良くないと
、経時的に両金属の界面間に剥離が生し、この間にやが
て、高圧ガスの吹き抜けを生じさせるような隙間が生じ
るという憂いがある。

そこで、従来のリングキャリヤは鋳込みに先立ち、母材
との間で拡散接合し易い金属膜を前以て表面処理により
生成していた。例えば第４図に示すように、ピストンの
本体１の外周壁面２の上側にニレジスト製のリングキャ
リヤ３を鋳込む場合、その外表面に母材であるアルミ合
金に拡散接合し易い被膜層４を生成している。

（発明が解決しようとする課題） ところで、上述の被膜層４としては、鉄系リングキャリ
ヤであれば、アルミ被膜をアルフィン処理により生成し
、アルミ合金系リングキャリヤであれば、超音波アルミ
はんだめっき処理を行って被膜を生成していた。

しかし、これらの処理は特別の表面処理装置を必要とし
、特に、コスト低減を図る上で問題となっていた。

本発明の目的は、簡易な処理によりリングキャリヤとピ
ストン本体側の対向載量に高圧ガスの吹き抜けが生じる
ことを防止できるピストンの製造方法を提供することを
目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するため、本発明は、ピストン本体が
アルミニューム合金で鋳造されると共に壁面１１に周知
の構成のトップリング１２とセカンドリング１３とオイ
ルリング１４とをこの順に上方より配設しており、各リ
ングはそれぞれリングキャリヤ１５，１６．１７を介し
て本体１０に嵌着されている。

ここで、各リングキャリヤ１５，１６．１７は共にニレ
ジスト製であり、それぞれはアルミ合金のピストン本体
１ｏに鋳込まれている。

このようなピストンの製造方法を説明する。

ここではまず、鋳造工程において第３図（ａ）に示すよ
うな鋳造装置１８を用いアルミ合金製のピストン本体１
０を鋳造する。

ここで、この鋳造装置１８は固定型１９と、その上位値
で左右に移動する一対の分離型２０とを有し、各分離型
は図示しない型締め手段により型締め位置ＰＯと型開き
位置Ｐ１とに切り替え移動される。固定型１９には図示
しない離型手段が装着され、これが適時に鋳造されたピ
ストンを固定型１９側より離脱させるよう作動する。

この固定型１９には溶湯供給手段２１に達する注湯口３
１が形成されている。この溶湯供給手段２１はダ同ピス
トン本体の外周壁面にピストンリング溝の形成されたリ
ングキャリヤが鋳込まれたピストンの製造方法であって
、上記ピストン本体の鋳造後に、上記ピストン本体の中
央に向かう押圧力を発する押圧力付与手段を用い、上記
リングキャリヤの外周面とピストン本体の外周面との互
いに隣り合う両環状境界域を連続して加圧して塑性加工
し、上記開環状境界載量の隙間を閉鎖したことを特徴と
する。

（作　　用） ピストン本体の外周壁面にピストンリング溝の形成され
たリングキャリヤを鋳込み、その後に、押圧力付与手段
を用い、リングキャリヤの外周面とピストン本体の外周
面との互いに隣り合う両環状境界域を連続して加圧して
塑性加工し、これにより、開環状境界載量の隙間を閉鎖
処理することができる。

（実　施　例） 第１図に示したピストンは本発明方法により製造されて
いる。このピストンはその本体１０の外周イカスト用の
圧送ポンプを駆動して鋳込み温度に達しているアルミ合
金の溶湯を高圧で圧送する周知の構成をとる。

このような鋳造装置１８では、まず型開きされ、図示し
ない中子や３つのリングキャリヤ１５，１６．１７が所
定位置にセットされる。そして型締め、注湯がなされ、
冷却処理後に型開きが成され、ピストン本体ｌＯが鋳造
される。

この鋳造工程の後に、第２図（ｂ）に示すようなピスト
ン外径仕上げ加工機２１が利用されて、ピストンの外周
壁面１１が旋削仕上げ加工される。この場合、バイト２
３と一体のスタイラス２４がマスターカム２２をならい
、その曲率に沿ってピストンの外周壁面１１が旋削され
る。

この後、第３図（ｃ）に示すような塑性加工機２５が用
いられ、ピストン本体１０の外周壁面１１が環状に加圧
加工処理される。

この塑性加工機２５はピストン本体１０を支持する固定
台２６と、その上位値に図示しない枠体を介して上下動
可能に支持された加工機本体２７とで構成される。加工
機本体２７は回転軸２８に回転基体２９を一体結合し、
その回転基体に３つのローラ３０（一つのみ示した）を
付勢手段３１を介してそれぞれ支持している。付勢手段
３１は水平に回転するローラ３０を枢支する摺動部材３
２と、同部材３２を回転軸２８側に弾性力に応じて押圧
付勢するばね３３とで構成されている。

この場合、第２図に示すように１、ピストン本体ＩＯの
外周面１１とリングキャリヤ１２の外周面との互いに隣
り合う両環状境界域ａ、ｂに対向する上下方向位置Ｈ１
に３つのローラ３０がセットされる。

同時に、回転軸２８が図示しない回転源により回転され
、これにより、ピストンの中央方向に押圧付勢されてい
る各ローラ３０が連続して両環状境界域ａ、ｂを加圧し
て塑性加工し、即ち、つぶし、上記開環状対向載量の隙
間発生可能部ｔの外周端側を閉鎖処理する。

なお、この加工機本体２７は、その日−ラ位置を下げて
、各ピストン本体１０の外周面１１とリングキャリヤ１
３、あるいは１４の外周面との互いに隣合う

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法により製造されたピストンの側面図
、第２図は同上ピストンの要部拡大断面図、第３図（ａ
）、（ｂ）、（ｃ）は同上ピストンの製造工程を説明す
る図、第４図は従来方法により製造されたピストンの要
部拡大断面図である。 １０・・・ピストン本体、１１・・・外周面、１５．１
６．１７・・・リングキャリヤ、２５・・・塑性加工機
、ａ、ｂ・・・環状境界域、ｔ・・・隙間。 両環状境界域ａ、ｂを加圧し、各リングキャリヤと外周
面１１との開環状対向載量の隙間発生可能部ｔの外周端
側をつぶし、それぞれ閉鎖処理する。 このように製造されたピストンは使用初期は基より、経
時的に例え開環状対向域ａ、ｂ間の隙間発生可能部ｔの
内側部分に隙間が生じても、その隙間の入口及び出口側
部分にあたる両環状境界域ａ、ｂ近傍を加圧して塑性加
工しているので、隙間が確実につぶされている。このた
め、ここを通してリングキャリヤの回りを上下方向に迂
回して高圧気体が吹き抜けるということを確実に防止出
来る。 （発明の効果） 以上のように、本発明方法によれば、リングキャリヤの
外周面とピストン本体の外周面との互いに隣り合う両環
状境界域間の隙間を塑性加工により閉鎖処理したので、
この両環状境界域間に例え隙間が生しても、ここを高圧
ガスが吹き抜けることを確実に防止出来る。特に、この
方法は簡素な処理で済むのでコスト低減を図り易い。 弧

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ピストン本体がアルミニューム合金で鋳造されると共に
   同ピストン本体の外周壁面にピストンリング溝の形成さ
   れたリングキャリヤが鋳込まれたピストンの製造方法に
   おいて、上記ピストン本体の鋳造後に、上記ピストン本
   体の中央に向かう押圧力を発する押圧力付与手段を用い
   、上記リングキャリヤの外周面とピストン本体の外周面
   との互いに隣り合う両環状境界域を連続して加圧して塑
   性加工し、上記両環状境界域間の隙間を閉鎖したことを
   特徴とするピストンの製造方法。