JPH0569240A - デイーゼルエンジン用ピストンの中空耐摩環の形成方法 - Google Patents
デイーゼルエンジン用ピストンの中空耐摩環の形成方法Info
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- JPH0569240A JPH0569240A JP3258574A JP25857491A JPH0569240A JP H0569240 A JPH0569240 A JP H0569240A JP 3258574 A JP3258574 A JP 3258574A JP 25857491 A JP25857491 A JP 25857491A JP H0569240 A JPH0569240 A JP H0569240A
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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-
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディーゼルエンジン用ピストンの中空耐摩環
の改善された形成方法を提供する。 【構成】 リング溝部２２をニレジスト材を鋳造して形
成し；ステンレス鋼板を曲げ加工して冷却油環部２１を
形成し；リング溝部２２と冷却油環部２１とを溶接接合
して耐摩環２０を形成し；耐摩環２０にアルフィン処理
を施し；アルミ合金を鋳造する際に処理された耐摩環２
０を該軽合金で鋳包んでピストンを形成する各工程から
なり：溶融部の中心２７がリング溝部２２と冷却油環部
２１との境界から一定の距離（Ｌ）、好ましくは０．３
〜１．０ｍｍをおいたリング溝部２２側にあり且つ溶融
部の中心２７の深さ（Ｓ）が冷却油環部２１の厚さ
（ｔ）の約１／２以下となるようにプラズマ等で溶接す
る。 【効果】 溶接接合部において発生するブローホールに
よる悪影響を押さえることができた。
の改善された形成方法を提供する。 【構成】 リング溝部２２をニレジスト材を鋳造して形
成し；ステンレス鋼板を曲げ加工して冷却油環部２１を
形成し；リング溝部２２と冷却油環部２１とを溶接接合
して耐摩環２０を形成し；耐摩環２０にアルフィン処理
を施し；アルミ合金を鋳造する際に処理された耐摩環２
０を該軽合金で鋳包んでピストンを形成する各工程から
なり：溶融部の中心２７がリング溝部２２と冷却油環部
２１との境界から一定の距離（Ｌ）、好ましくは０．３
〜１．０ｍｍをおいたリング溝部２２側にあり且つ溶融
部の中心２７の深さ（Ｓ）が冷却油環部２１の厚さ
（ｔ）の約１／２以下となるようにプラズマ等で溶接す
る。 【効果】 溶接接合部において発生するブローホールに
よる悪影響を押さえることができた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジン用
ピストンの耐摩環の改善された形成方法に関する。より
詳細には、ピストンリング用の溝を形成するリング溝部
を鋳造して形成し；曲げ成形により冷却油環部を形成
し、形成したリング溝部と冷却油環部を溶接接合して耐
摩環を形成する方法における、改善された溶接接合方法
に関する。
ピストンの耐摩環の改善された形成方法に関する。より
詳細には、ピストンリング用の溝を形成するリング溝部
を鋳造して形成し；曲げ成形により冷却油環部を形成
し、形成したリング溝部と冷却油環部を溶接接合して耐
摩環を形成する方法における、改善された溶接接合方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジン用のピストンは、高
温の燃焼ガスによる高い爆発圧力を受けて作動する。従
って、ピストン用材料には、軽くて丈夫で、熱膨張率が
低く、熱伝導率がよい上に、シリンダーとの接触による
摩擦に耐えるべく高い耐摩耗性が要求される。しかも、
ピストンは高速往復運動をするため、ピストン用材料の
慣性質量をなるべく小さくする必要がある。そのため、
最近では、従来使用されてきた鋳鉄製にかわり、アルミ
合金等の軽合金が多く用いられている。
温の燃焼ガスによる高い爆発圧力を受けて作動する。従
って、ピストン用材料には、軽くて丈夫で、熱膨張率が
低く、熱伝導率がよい上に、シリンダーとの接触による
摩擦に耐えるべく高い耐摩耗性が要求される。しかも、
ピストンは高速往復運動をするため、ピストン用材料の
慣性質量をなるべく小さくする必要がある。そのため、
最近では、従来使用されてきた鋳鉄製にかわり、アルミ
合金等の軽合金が多く用いられている。
【０００３】また、ピストンとしての機能を最大限に発
揮せしめるべく、材質だけでなく種々の形状上の特徴
を、ディーゼルエンジン用のピストンは有している。具
体的には、燃焼に都合の良いように、ピストン頭部をい
ろいろな形状に凹ませて吸入空気に強い渦流を与えたり
している。更に、気密保持、潤滑油かき落とし、放熱作
用等のために、ピストンリングがピストンの頭部に設け
られている。該ピストンリングは、具体的には、切口を
もつ３本の鉄の輪であって、ピストン頭部に巻つけらて
てピストンと一緒に往復運動する。上記のような構成上
の特徴を有するディーゼルエンジン用ピストンの断面を
図に示すと、図１のようになる。
揮せしめるべく、材質だけでなく種々の形状上の特徴
を、ディーゼルエンジン用のピストンは有している。具
体的には、燃焼に都合の良いように、ピストン頭部をい
ろいろな形状に凹ませて吸入空気に強い渦流を与えたり
している。更に、気密保持、潤滑油かき落とし、放熱作
用等のために、ピストンリングがピストンの頭部に設け
られている。該ピストンリングは、具体的には、切口を
もつ３本の鉄の輪であって、ピストン頭部に巻つけらて
てピストンと一緒に往復運動する。上記のような構成上
の特徴を有するディーゼルエンジン用ピストンの断面を
図に示すと、図１のようになる。
【０００４】ところで、図１にも示されているように、
ピストンリングを装着するために、通常、ピストンリン
グ用溝をピストンに形成する。該溝は、高圧力を受ける
ために優れた耐摩耗性を持つことが求められる。特に、
ピストンの頂部に一番近い第１リング溝は、直接燃焼ガ
スと触れるので高い耐熱性をも要求される。
ピストンリングを装着するために、通常、ピストンリン
グ用溝をピストンに形成する。該溝は、高圧力を受ける
ために優れた耐摩耗性を持つことが求められる。特に、
ピストンの頂部に一番近い第１リング溝は、直接燃焼ガ
スと触れるので高い耐熱性をも要求される。
【０００５】従って、従来、耐摩環は鋳物製であった。
また、耐摩環には冷却油環を備える必要がある場合に
は、耐摩環を全部鋳物製とすると冷却油環をも鋳造して
つくることになる。冷却油環は中子を用いて鋳造するた
め、鋳造後に中子砂をきれいに取り除いて内部を清浄に
する必要があり、著しく手間がかかる。
また、耐摩環には冷却油環を備える必要がある場合に
は、耐摩環を全部鋳物製とすると冷却油環をも鋳造して
つくることになる。冷却油環は中子を用いて鋳造するた
め、鋳造後に中子砂をきれいに取り除いて内部を清浄に
する必要があり、著しく手間がかかる。
【０００６】このため、最近では、ニレジスト材で鋳物
のリング溝部２２を形成し、ステンレス鋼板をプレス曲
げ成形して冷却油環部２１を形成し、両者をレーザ、電
子ビーム、プラズマ溶接等の方法で溶接接合して中に冷
却油の通路２５を含む、図２に示されるような耐摩環２
０を形成し、該耐摩環をアルミ合金等の軽合金で鋳包ん
で、ピストンをつくっていた。そして、特にアルミ合金
で鋳包む前に溶着をよくするために、アルフィン処理膜
２６を施していた。この方法では、冷却油環を鋳物部と
プレス成形部とを接合することによって形成しているの
で、従来行っていた鋳物砂をきれいに取り除くような後
処理は必要としない。しかし、アルフィン処理を施すと
きに溶融アルミニウムに耐摩環を浸漬させることになる
ため、溶接時に溶接接合部内に発生したブローホール
（複数のブローホールが外部まで連通し易い）を通じて
内部の空気がもれ、その結果として、アルフィン処理膜
が一部未被覆の部分が生じ、アルミ合金の溶湯で鋳包ん
だときに該アルミ合金との密着性が悪くなると同時にピ
ストン本体にも空気もれによる欠陥が生じ易いという欠
点がある。密着性はピストンの耐用年数に大きく影響を
与えるため、ディーゼルエンジンのピストンの製造分野
においては、かかる密着性の向上が求められていた。
のリング溝部２２を形成し、ステンレス鋼板をプレス曲
げ成形して冷却油環部２１を形成し、両者をレーザ、電
子ビーム、プラズマ溶接等の方法で溶接接合して中に冷
却油の通路２５を含む、図２に示されるような耐摩環２
０を形成し、該耐摩環をアルミ合金等の軽合金で鋳包ん
で、ピストンをつくっていた。そして、特にアルミ合金
で鋳包む前に溶着をよくするために、アルフィン処理膜
２６を施していた。この方法では、冷却油環を鋳物部と
プレス成形部とを接合することによって形成しているの
で、従来行っていた鋳物砂をきれいに取り除くような後
処理は必要としない。しかし、アルフィン処理を施すと
きに溶融アルミニウムに耐摩環を浸漬させることになる
ため、溶接時に溶接接合部内に発生したブローホール
（複数のブローホールが外部まで連通し易い）を通じて
内部の空気がもれ、その結果として、アルフィン処理膜
が一部未被覆の部分が生じ、アルミ合金の溶湯で鋳包ん
だときに該アルミ合金との密着性が悪くなると同時にピ
ストン本体にも空気もれによる欠陥が生じ易いという欠
点がある。密着性はピストンの耐用年数に大きく影響を
与えるため、ディーゼルエンジンのピストンの製造分野
においては、かかる密着性の向上が求められていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】それ故、本発明は、溶
接接合部に発生したブローホールが上記の様な悪影響を
及ぼさなくするため、ニレジスト鋳物製のリング溝部
と；ステンレス鋼製の冷却油環部との溶接接合に改善を
加えた方法を提供することを目的とする。
接接合部に発生したブローホールが上記の様な悪影響を
及ぼさなくするため、ニレジスト鋳物製のリング溝部
と；ステンレス鋼製の冷却油環部との溶接接合に改善を
加えた方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、以下のような手順で中空耐摩環を溶接接合する方
法を提供する。すなわち、本発明は、ディーゼルエンジ
ン用ピストンの中空耐摩環の形成方法であって： １）ニレジスト材を鋳造してリング溝部２２を形成し； ２）ステンレス鋼板を曲げ加工して冷却油環部２１を形
成し； ３）リング溝部２２と冷却油環部２１とを溶接接合して
耐摩環２０を形成し； ４）耐摩環２０にアルフィン処理を施し； ５）アルミ合金を鋳造する際に処理された耐摩環２０を
該アルミ合金で鋳包んでピストンを形成する各工程から
なり、３）の工程において、溶融部の中心２７がリング
溝部２２と冷却油環部２１との境界から一定の距離
（Ｌ）をおいたリング溝部２２側にあり且つ溶融部の中
心２７の深さ（Ｓ）が冷却油環部２１の厚さ（ｔ）の約
１／２以下となるように溶接することを特徴とする、前
記方法を提供する。
めに、以下のような手順で中空耐摩環を溶接接合する方
法を提供する。すなわち、本発明は、ディーゼルエンジ
ン用ピストンの中空耐摩環の形成方法であって： １）ニレジスト材を鋳造してリング溝部２２を形成し； ２）ステンレス鋼板を曲げ加工して冷却油環部２１を形
成し； ３）リング溝部２２と冷却油環部２１とを溶接接合して
耐摩環２０を形成し； ４）耐摩環２０にアルフィン処理を施し； ５）アルミ合金を鋳造する際に処理された耐摩環２０を
該アルミ合金で鋳包んでピストンを形成する各工程から
なり、３）の工程において、溶融部の中心２７がリング
溝部２２と冷却油環部２１との境界から一定の距離
（Ｌ）をおいたリング溝部２２側にあり且つ溶融部の中
心２７の深さ（Ｓ）が冷却油環部２１の厚さ（ｔ）の約
１／２以下となるように溶接することを特徴とする、前
記方法を提供する。
【０００９】また、本発明の好適な実施態様において
は、更に、溶融部の中心２７がリング溝部２１と冷却油
環部２１との境界から０．３〜１ｍｍをおいたリング溝
部２２側にあるように溶接する。
は、更に、溶融部の中心２７がリング溝部２１と冷却油
環部２１との境界から０．３〜１ｍｍをおいたリング溝
部２２側にあるように溶接する。
【００１０】
【実施例】ニレジスト材を鋳造して鋳物製のリング環部
をつくり、ステンレス鋼板をプレス機で曲げ成形して冷
却油環部をつくった。次に、リング環部と冷却油環部と
を、溶融部の中心がその境界から鋳物側に約０．５ｍｍ
ずれたところに形成されるように、溶接して耐摩環を製
造した。
をつくり、ステンレス鋼板をプレス機で曲げ成形して冷
却油環部をつくった。次に、リング環部と冷却油環部と
を、溶融部の中心がその境界から鋳物側に約０．５ｍｍ
ずれたところに形成されるように、溶接して耐摩環を製
造した。
【００１１】図５及び図６は、結果として得られた耐摩
環の構造を写した写真である。図５から明らかなよう
に、ブローホールは発生するがニレジスト本体の中に閉
じ込められる。更に、４００倍に拡大して写した両接合
面の隙間を示した図６から明らかなように、両接合面の
隙間に溶融金属が流れ込んで隙間を埋め一種のロー付け
の如き接合がなされ、両接合面の密着が良好になってい
ることが確認され、内部の空気のもれを防止することが
できた。
環の構造を写した写真である。図５から明らかなよう
に、ブローホールは発生するがニレジスト本体の中に閉
じ込められる。更に、４００倍に拡大して写した両接合
面の隙間を示した図６から明らかなように、両接合面の
隙間に溶融金属が流れ込んで隙間を埋め一種のロー付け
の如き接合がなされ、両接合面の密着が良好になってい
ることが確認され、内部の空気のもれを防止することが
できた。
【００１２】
【発明の効果】本発明の方法により製造したディーゼル
エンジン用ピストンの耐摩環は、鋳物部分とステンレス
鋼部分を溶接接合してつくるため手間がかからず、更
に、溶接接合部におけるブローホールによる空気のもれ
を防止することが可能である。その結果として、本発明
の方法を使用すると、ピストン製造の生産性を高めつ
つ、耐摩環とピストンの密着性の良好なピストンを製造
することができる。
エンジン用ピストンの耐摩環は、鋳物部分とステンレス
鋼部分を溶接接合してつくるため手間がかからず、更
に、溶接接合部におけるブローホールによる空気のもれ
を防止することが可能である。その結果として、本発明
の方法を使用すると、ピストン製造の生産性を高めつ
つ、耐摩環とピストンの密着性の良好なピストンを製造
することができる。
【図１】ディーゼルエンジン用ピストンの構成断面を示
す。
す。
【図２】溶接して組立てた耐摩環の構造を示す。
【図３】従来の方法によって溶接して組み立てた耐摩環
の断面を示す。
の断面を示す。
【図４】本発明の方法によって溶接して組み立てた耐摩
環の断面を示す。
環の断面を示す。
【図５】実施例において製造した耐摩環の一部の金属組
織を示す５０倍の写真である。
織を示す５０倍の写真である。
【図６】実施例において製造した耐摩環の接合面の金属
組織を示す４００倍の写真である。
組織を示す４００倍の写真である。
１ ピストン本体 ２ キャビティ ３ ピンボス ４ 第１リング溝 ５ 冷却油穴 １０ ピストン ２０ 耐摩環 ２１ 冷却油環部（ステンレス） ２２ 第１ピストンリング用耐摩環（ニレジスト） ２３ 溶融部 ２４ ブローホール ２５ 冷却油の通路（空洞） ２６ アルフィン処理膜 ２７ 溶融部の中心 ２８ ロー付けの如き接合がなされる箇所
Claims (2)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジン用ピストンの中空耐
摩環の形成方法であって： １）ニレジスト材を鋳造してリング溝部２２を形成し； ２）ステンレス鋼板を曲げ加工して冷却油環部２１を形
成し； ３）リング溝部２２と冷却油環部２１とを溶接接合して
耐摩環２０を形成し； ４）耐摩環２０にアルフィン処理を施し； ５）アルミ合金を鋳造する際に処理された耐摩環２０を
該軽合金で鋳包んでピストンを形成する各工程からな
り、 ３）の工程において、溶融部の中心２７がリング溝部２
２と冷却油環部２１との境界から一定の距離（Ｌ）をお
いたリング溝部２２側にあり且つ溶融部の中心２７の深
さ（Ｓ）が冷却油環部２１の厚さ（ｔ）の約１／２以下
となるように溶接することを特徴とする、前記方法。 - 【請求項２】 溶融部の中心２７がリング溝部２２と冷
却油環部２１との境界から０．３〜１．０ｍｍをおいた
リング溝部２２側にあり且つ溶融部の中心２７の深さ
（Ｓ）が冷却油環部２１の厚さ（ｔ）の約１／２以下と
なるように溶接することを特徴とする、請求項１に記載
の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25857491A JP2659636B2 (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | ディーゼルエンジン用ピストンの中空耐摩環の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25857491A JP2659636B2 (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | ディーゼルエンジン用ピストンの中空耐摩環の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0569240A true JPH0569240A (ja) | 1993-03-23 |
| JP2659636B2 JP2659636B2 (ja) | 1997-09-30 |
Family
ID=17322142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25857491A Expired - Lifetime JP2659636B2 (ja) | 1991-09-10 | 1991-09-10 | ディーゼルエンジン用ピストンの中空耐摩環の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2659636B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7003878B2 (en) | 2001-01-11 | 2006-02-28 | Mahle Gmbh | Method for producing a ring support with a sheet metal cooling channel welded thereon |
| JP2008522086A (ja) * | 2004-11-30 | 2008-06-26 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 内燃機関用のピストン |
| JP2010144580A (ja) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Toyota Motor Corp | ピストン冷却流路形成用環状体、ピストン用クーリングチャンネル形成方法、及び内燃機関用ピストン |
| CN106925963A (zh) * | 2017-03-01 | 2017-07-07 | 中国电子科技集团公司第十六研究所 | 一种压缩活塞的加工方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2005040A1 (de) * | 2006-04-08 | 2008-12-24 | KS Kolbenschmidt GmbH | Kolben für eine brennkraftmaschine mit zwei ringnuten, wobei eine ringnut einen ringträger aufweist |
| CN109604961B (zh) * | 2018-12-25 | 2021-04-06 | 中车戚墅堰机车有限公司 | 280系列机体与油底壳互换性工艺加工方法 |
-
1991
- 1991-09-10 JP JP25857491A patent/JP2659636B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7003878B2 (en) | 2001-01-11 | 2006-02-28 | Mahle Gmbh | Method for producing a ring support with a sheet metal cooling channel welded thereon |
| JP2008522086A (ja) * | 2004-11-30 | 2008-06-26 | マーレ インターナショナル ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 内燃機関用のピストン |
| JP2010144580A (ja) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Toyota Motor Corp | ピストン冷却流路形成用環状体、ピストン用クーリングチャンネル形成方法、及び内燃機関用ピストン |
| CN106925963A (zh) * | 2017-03-01 | 2017-07-07 | 中国电子科技集团公司第十六研究所 | 一种压缩活塞的加工方法 |
| CN106925963B (zh) * | 2017-03-01 | 2018-08-10 | 中国电子科技集团公司第十六研究所 | 一种压缩活塞的加工方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2659636B2 (ja) | 1997-09-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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