JPH0343648A - 内燃機関のピストン成型方法 - Google Patents
内燃機関のピストン成型方法Info
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- JPH0343648A JPH0343648A JP1175723A JP17572389A JPH0343648A JP H0343648 A JPH0343648 A JP H0343648A JP 1175723 A JP1175723 A JP 1175723A JP 17572389 A JP17572389 A JP 17572389A JP H0343648 A JPH0343648 A JP H0343648A
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- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 15
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- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 37
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Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
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。
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］
本発明は内燃機関に用いられるピストンの成型方法に係
り、特に、所定径のピストンピン挿入孔を確実且つ容易
に再溶融組織により形成することができるピストン成型
方法に関するものである。
り、特に、所定径のピストンピン挿入孔を確実且つ容易
に再溶融組織により形成することができるピストン成型
方法に関するものである。
［従来の技術］
一般に、内燃機関に用いられるピストンにおいては、中
央部が連接棒に連結されるピストンピンの両端部が、そ
れぞれボス部に形成されたピストンピン挿入孔に挿入支
持されて、燃焼室内でのガス爆発圧力を連接棒に伝達し
得るようになっている。
央部が連接棒に連結されるピストンピンの両端部が、そ
れぞれボス部に形成されたピストンピン挿入孔に挿入支
持されて、燃焼室内でのガス爆発圧力を連接棒に伝達し
得るようになっている。
そのため、上述のようなガス爆発等の際には、上記ピス
トンピンが各ボス部及び連接棒間で曲げ応力を受けるこ
とになり、上記ボス部のヘッド■内面がピストンピンか
ら大きな反力を受け、そのボス部内面が損傷するおそれ
がある。
トンピンが各ボス部及び連接棒間で曲げ応力を受けるこ
とになり、上記ボス部のヘッド■内面がピストンピンか
ら大きな反力を受け、そのボス部内面が損傷するおそれ
がある。
したがって、近年、ピストンにおいては、その製造に際
して上記ボス部のヘッド側内面に再溶融処理が施されて
、上記ボス部内面の機械的性質が改質されている。すな
わち、従来、ピストンは第６図及び第７図に示すように
、粗形材状にピストン本体１が成型された後（第６図及
び第７図（ａ））、そのピストン本体１のピストンピン
挿入孔２．２を区画形成するボス部３，３のヘッド側内
面（第６図のＡ領域）に、直接、電子ビームやレーザビ
ーム等の高エネルギービームが照射されて再溶融組１Ｉ
１４が形成され（第７図（ｂ））、次いで、ピストン本
体１に熱処理及び機械加工が施されて（第７図（Ｃ））
、所定の寸法・形状に成型されていた。
して上記ボス部のヘッド側内面に再溶融処理が施されて
、上記ボス部内面の機械的性質が改質されている。すな
わち、従来、ピストンは第６図及び第７図に示すように
、粗形材状にピストン本体１が成型された後（第６図及
び第７図（ａ））、そのピストン本体１のピストンピン
挿入孔２．２を区画形成するボス部３，３のヘッド側内
面（第６図のＡ領域）に、直接、電子ビームやレーザビ
ーム等の高エネルギービームが照射されて再溶融組１Ｉ
１４が形成され（第７図（ｂ））、次いで、ピストン本
体１に熱処理及び機械加工が施されて（第７図（Ｃ））
、所定の寸法・形状に成型されていた。
［発明が解決しようとする課題］
ところで、従来よりピストンの成型方法にあっては、上
記機械加工によって所定径のピストンピン挿入孔２を得
るためにピストン本体１のボス部３内面には所定の仕上
代（第７図寸法Ｂ）が付設されている。しかしながら、
従来の成型方法ｔこあっては、その仕上代が小さいため
、上記ボス部３内面に直接高エネルギービームを照射す
ると、第７図（ｂ）、 （Ｃ）に示すようにボス部３内
端部が上記仕上代以、上に垂れ込むことになり、その後
機械加工を施しても、再溶融組１１１４により所定径の
ピストンピン挿入孔２を形成することができなくなる問
題を生じていた。
記機械加工によって所定径のピストンピン挿入孔２を得
るためにピストン本体１のボス部３内面には所定の仕上
代（第７図寸法Ｂ）が付設されている。しかしながら、
従来の成型方法ｔこあっては、その仕上代が小さいため
、上記ボス部３内面に直接高エネルギービームを照射す
ると、第７図（ｂ）、 （Ｃ）に示すようにボス部３内
端部が上記仕上代以、上に垂れ込むことになり、その後
機械加工を施しても、再溶融組１１１４により所定径の
ピストンピン挿入孔２を形成することができなくなる問
題を生じていた。
殊に、この再溶融組織４は所定深さが必要とされるため
、上記垂れ込みを生じないように高エネルギービームを
ボス部３内面に照射することは極めて困難となっており
、問題はより深刻となっていた。
、上記垂れ込みを生じないように高エネルギービームを
ボス部３内面に照射することは極めて困難となっており
、問題はより深刻となっていた。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その
目的とするところは、再溶融組織により確実且容易に所
定径のピストンピン挿入孔を形成することができるピス
トン成型方法を提供することにある。
目的とするところは、再溶融組織により確実且容易に所
定径のピストンピン挿入孔を形成することができるピス
トン成型方法を提供することにある。
［課題を解決するための手段］
本発明は上記目的を達成するために、ピストン本体を成
型後、該ピストン本体のピストンピン挿入孔を区画形成
するボス部内に金属ブツシュを配置し、その金属ブツシ
ュと共にボス部を再溶融処理したものである。
型後、該ピストン本体のピストンピン挿入孔を区画形成
するボス部内に金属ブツシュを配置し、その金属ブツシ
ュと共にボス部を再溶融処理したものである。
［作用］
金属ブヅシュと共にボス部を再溶融処理すると、金属ブ
ツシュ及びボス部内面が溶融・凝固されて充分な体積の
再溶融Ｍｉ織がボス部内面に確保されることになる。
ツシュ及びボス部内面が溶融・凝固されて充分な体積の
再溶融Ｍｉ織がボス部内面に確保されることになる。
［実施例］
以下に本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。
一実施例にかかるピストンは第２図及び第３図に示すよ
うに、先ず構造によりピストン本体５が成型された後、
そのピストン本体５のボス部６゜６内面に再溶融処理が
施される。そして、そのピストン本体５に熱処理を経て
機械的加工が施されて、外周面７．頂面８．ピストンピ
ン挿入孔９゜９及びリング溝１０等が所定の形状・寸法
に形成されている。
うに、先ず構造によりピストン本体５が成型された後、
そのピストン本体５のボス部６゜６内面に再溶融処理が
施される。そして、そのピストン本体５に熱処理を経て
機械的加工が施されて、外周面７．頂面８．ピストンピ
ン挿入孔９゜９及びリング溝１０等が所定の形状・寸法
に形成されている。
ピストン本体５は第３図に示すように、その質量による
慣性力を低減すべく、アルミ合金（ＡＪ！−８ｉ系合金
）により略筒形ピストン形状に一体戒型されている。
慣性力を低減すべく、アルミ合金（ＡＪ！−８ｉ系合金
）により略筒形ピストン形状に一体戒型されている。
本発明で特徴とするところは、ピストン本体５の径方向
内方に突設形成され且つピストン挿入孔９．９を区画形
成するボス部６，６内に、それぞれ金属ブツシュ１１を
配置し、その金属ブツシュ１１と共に各ボス部６内面を
再溶融処理したことにある。
内方に突設形成され且つピストン挿入孔９．９を区画形
成するボス部６，６内に、それぞれ金属ブツシュ１１を
配置し、その金属ブツシュ１１と共に各ボス部６内面を
再溶融処理したことにある。
具体的には、第１図（ａ）に示すように、ボス部６内面
の内側端部に、略筒状の金属ブツシュ１１を圧入により
嵌合し、その後、この金属ブツシュ１１の内面側から電
子ビームやレーザビーム等の高エネルギービームをヘッ
ド側つまり頂面８方向に照射して、金属ブツシュ１１及
びボス部６のヘッド側内面を再溶融している。
の内側端部に、略筒状の金属ブツシュ１１を圧入により
嵌合し、その後、この金属ブツシュ１１の内面側から電
子ビームやレーザビーム等の高エネルギービームをヘッ
ド側つまり頂面８方向に照射して、金属ブツシュ１１及
びボス部６のヘッド側内面を再溶融している。
ここに、金属ブツシュ１１は、ボス部６と同材質である
アルミ合金（Ａｊ−３ｔ系合金）により形成されている
。そのため、金属ブツシュ１１及びボス部６内面を再溶
融すると、先ず金属ブツシュ１１が溶融され、次いでボ
ス部６内面が溶融されることになる。そして、このよう
にして溶融された溶融金属は、ボス部６内面に保持され
つつ、その熱がまわりの金属により指向性をもって奪わ
れることによって急冷凝固され、第１図（ｂ）に示すよ
うに微細な組織を有し且つ構造欠陥の少ない再溶融組織
１２がボス部６内面上に形成されることになる。上記溶
融金属は溶融されたボス部６の体積と溶融された金属ブ
ツシュ１１の体積との和に相当する体積を有しているた
め、つまり金属ブツシュ１１により補給された充分な体
積を有しているため、溶融状態が比較的長時間に亘って
維持される溶融金属の表面が垂れ込みを生じても、再溶
融組織１２の表面が上記垂れ込みによってボス部６内面
の仕上げ位置以下になることはない。
アルミ合金（Ａｊ−３ｔ系合金）により形成されている
。そのため、金属ブツシュ１１及びボス部６内面を再溶
融すると、先ず金属ブツシュ１１が溶融され、次いでボ
ス部６内面が溶融されることになる。そして、このよう
にして溶融された溶融金属は、ボス部６内面に保持され
つつ、その熱がまわりの金属により指向性をもって奪わ
れることによって急冷凝固され、第１図（ｂ）に示すよ
うに微細な組織を有し且つ構造欠陥の少ない再溶融組織
１２がボス部６内面上に形成されることになる。上記溶
融金属は溶融されたボス部６の体積と溶融された金属ブ
ツシュ１１の体積との和に相当する体積を有しているた
め、つまり金属ブツシュ１１により補給された充分な体
積を有しているため、溶融状態が比較的長時間に亘って
維持される溶融金属の表面が垂れ込みを生じても、再溶
融組織１２の表面が上記垂れ込みによってボス部６内面
の仕上げ位置以下になることはない。
そしてＩ＆後に、Ｒ械加工によってボス部６内面を仕上
げると、第１図（Ｃ）に示すように再溶融組織１２が確
実にボス部６内面に形成されると共に所定径のピストン
ピン挿入孔９が形成されることになる。
げると、第１図（Ｃ）に示すように再溶融組織１２が確
実にボス部６内面に形成されると共に所定径のピストン
ピン挿入孔９が形成されることになる。
したがって、本実施例によれば、微細組織を有し且つ構
造欠陥の少ない再溶融組織１２により確実且つ容易に所
定径のピストンピン挿入孔９を形成できる。そして、こ
の再溶融組Ｉａ１２はボス部６のヘッド開内面に形成さ
れるため、強度及び靭性なと機械的性質が改善された再
溶融組織１２を介して燃焼室内のガス爆発圧力等がピス
トンピンに伝達され得ることになり、ボス部６内面が損
傷することなく、ボス部６しいてはピストン本体５の耐
久性が向上して高速及び高出力化を図ることができる。
造欠陥の少ない再溶融組織１２により確実且つ容易に所
定径のピストンピン挿入孔９を形成できる。そして、こ
の再溶融組Ｉａ１２はボス部６のヘッド開内面に形成さ
れるため、強度及び靭性なと機械的性質が改善された再
溶融組織１２を介して燃焼室内のガス爆発圧力等がピス
トンピンに伝達され得ることになり、ボス部６内面が損
傷することなく、ボス部６しいてはピストン本体５の耐
久性が向上して高速及び高出力化を図ることができる。
また、上記再溶融処理は、従来と同等の形状に鋳造形成
されたピストン本体５を利用して行うことができるため
、容易に既存のピストン成型方法に適用できる。
されたピストン本体５を利用して行うことができるため
、容易に既存のピストン成型方法に適用できる。
なお、上記実施例においては、金属ブツシュ１１をボス
部６と同等の材質であるアルミ合金により形成したが、
この金属ブツシュ１１はボス部６とは異種の材質により
形成されるものであってもよい、要は、再溶融処理の際
にボス部６内面と共に溶融・凝固され且つ組織の機械的
性質が改質されるものであればよい、そして、この条件
が確保されれば、ピストン本体５はｎ鉄等の鉄系材質に
より成形したものであってもよい。
部６と同等の材質であるアルミ合金により形成したが、
この金属ブツシュ１１はボス部６とは異種の材質により
形成されるものであってもよい、要は、再溶融処理の際
にボス部６内面と共に溶融・凝固され且つ組織の機械的
性質が改質されるものであればよい、そして、この条件
が確保されれば、ピストン本体５はｎ鉄等の鉄系材質に
より成形したものであってもよい。
また、上記実施例においては、略筒状の金属ブツシュ１
１をボス部６内面に圧入して配置したが、ボス部６のヘ
ッド開内面に接して配置できるものであれば金属ブツシ
ュ１１の形状や配置方法は種々変更できる。
１をボス部６内面に圧入して配置したが、ボス部６のヘ
ッド開内面に接して配置できるものであれば金属ブツシ
ュ１１の形状や配置方法は種々変更できる。
さらに、上記実施例においては、ボス部６内面の内方端
部にのみ再溶融処理を施したが、長寸のの金属ブツシュ
１１を利用してボス部６のヘヅド側内面全体に亘って施
してもよい。
部にのみ再溶融処理を施したが、長寸のの金属ブツシュ
１１を利用してボス部６のヘヅド側内面全体に亘って施
してもよい。
第４図には本発明にかかる第２実施例が示されている。
この第２実施例は第４図（ａ）に示すように、金属ブツ
シュ１１を、ボス部６内方端面から所定寸法Ｅだけ突出
させてボス部６内面に圧入し、再溶融処理を施したもの
である。従って、この第２実施例によれば、第４図（ｂ
）に示すように再溶融処理に際して溶融金属の垂れ込み
を減少させることができく垂れ込み量Ｆ＜Ｄ）、ボス部
６内面の仕上代Ｂが極めて小さい場合でも、上記第１実
施例と同等の効果を奏することができる。
シュ１１を、ボス部６内方端面から所定寸法Ｅだけ突出
させてボス部６内面に圧入し、再溶融処理を施したもの
である。従って、この第２実施例によれば、第４図（ｂ
）に示すように再溶融処理に際して溶融金属の垂れ込み
を減少させることができく垂れ込み量Ｆ＜Ｄ）、ボス部
６内面の仕上代Ｂが極めて小さい場合でも、上記第１実
施例と同等の効果を奏することができる。
第５図には本発明にかかる第３実施例が示されている。
この第３実施例は第５図（ａ）に示すように、鍔付ブツ
シュ１３の鍔部１４をボス部６内方端面に当接させて鍔
付ブツシュ１３をボス部６内面に圧入し、再溶融処理を
施したものである。したがって、この第３実施例によれ
ば、第５図（ｂ）に示すように溶融金属の垂れ込みが機
械加工前のボス部６の内面位置まで達することなく、上
記機械加工後には確実にボス部６内面端部に至るまで、
所定径のピストンピン挿入孔９を形成でき且つその表面
には再溶融組織１２を形成できる。加えて、金属ブツシ
ュ１１の軸方向位置決めが容易となる。
シュ１３の鍔部１４をボス部６内方端面に当接させて鍔
付ブツシュ１３をボス部６内面に圧入し、再溶融処理を
施したものである。したがって、この第３実施例によれ
ば、第５図（ｂ）に示すように溶融金属の垂れ込みが機
械加工前のボス部６の内面位置まで達することなく、上
記機械加工後には確実にボス部６内面端部に至るまで、
所定径のピストンピン挿入孔９を形成でき且つその表面
には再溶融組織１２を形成できる。加えて、金属ブツシ
ュ１１の軸方向位置決めが容易となる。
［発明の効果〕
したがって、本発明によれば次のごとく優れた効果を発
揮する。
揮する。
（１）再溶融処理に際してボス部内面と共に金属ブツシ
ュが溶融されるため、確実且つ容易に再溶融組織により
所定径のピストンピン挿入孔を形成することができる。
ュが溶融されるため、確実且つ容易に再溶融組織により
所定径のピストンピン挿入孔を形成することができる。
（２）もって、ボス部内面に加わる力を確実に再７ＩＪ
融組織を介して受けることができ、大きな耐久性を有す
るピストンを成型でき、高速及び高出力化を図ることが
できる。
融組織を介して受けることができ、大きな耐久性を有す
るピストンを成型でき、高速及び高出力化を図ることが
できる。
第１図は本発明の一実施例が適用されたボス部の拡大断
面図であり、（ａ）は金属ブツシュを嵌合した状態、（
ｂ）は再溶融処理後の状態、（Ｃ）は機械加工後の状態
、第２図は一実施例の概略成型方法を示す工程図、第３
図は一実施例においてピストン本体に金属ブツシュを嵌
合した状態を示す正面断面図、第４図は本発明の変形例
が適用されたボス部の拡大断面図、第５図はさらに他の
変形例が適用されたボス部の拡大断面図、第６図は再溶
融処理が施される領域を示す従来のピストン本体の正面
断面図、第７図は従来例が適用されたボス部の拡大断面
図である。 図中、５はピストン本体、６はボス部、９はピストンピ
ン挿入孔、１１は金属ブツシュ、１２は再溶融組織であ
る。
面図であり、（ａ）は金属ブツシュを嵌合した状態、（
ｂ）は再溶融処理後の状態、（Ｃ）は機械加工後の状態
、第２図は一実施例の概略成型方法を示す工程図、第３
図は一実施例においてピストン本体に金属ブツシュを嵌
合した状態を示す正面断面図、第４図は本発明の変形例
が適用されたボス部の拡大断面図、第５図はさらに他の
変形例が適用されたボス部の拡大断面図、第６図は再溶
融処理が施される領域を示す従来のピストン本体の正面
断面図、第７図は従来例が適用されたボス部の拡大断面
図である。 図中、５はピストン本体、６はボス部、９はピストンピ
ン挿入孔、１１は金属ブツシュ、１２は再溶融組織であ
る。
Claims (1)
- １．ピストン本体を成型後、該ピストン本体のピストン
ピン挿入孔を区画形成するボス部内に金属ブッシュを配
置し、その金属ブッシュと共にボス部を再溶融処理した
内燃機関のピストン成型方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1175723A JP2748572B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 内燃機関のピストン成型方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1175723A JP2748572B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 内燃機関のピストン成型方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0343648A true JPH0343648A (ja) | 1991-02-25 |
| JP2748572B2 JP2748572B2 (ja) | 1998-05-06 |
Family
ID=16001112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1175723A Expired - Fee Related JP2748572B2 (ja) | 1989-07-10 | 1989-07-10 | 内燃機関のピストン成型方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2748572B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150174679A1 (en) * | 2012-07-20 | 2015-06-25 | Federal-Mogul Nurnberg Gmbh | Method for producing a piston for an internal combustion engine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01134754U (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-14 |
-
1989
- 1989-07-10 JP JP1175723A patent/JP2748572B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01134754U (ja) * | 1988-03-08 | 1989-09-14 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150174679A1 (en) * | 2012-07-20 | 2015-06-25 | Federal-Mogul Nurnberg Gmbh | Method for producing a piston for an internal combustion engine |
| US10252366B2 (en) * | 2012-07-20 | 2019-04-09 | Federal-Mogul Nurnberg Gmbh | Method for producing a piston for an internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2748572B2 (ja) | 1998-05-06 |
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