JPH0613138B2 - ピストン用シエル鋳型 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、エンジンのピストンを鋳造するのに用いるピ
ストン用シェル鋳型に関する。

（従来技術） 従来、エンジンのピストンを鋳造するピストン用鋳型
は、一般にピストンのトップ面及び外周面を形成する主
型とピストン内の空洞部を形成する中子とから構成さ
れ、上記中子を主型内に挿入し中子の外端部に突設した
巾木を主型に片持状に支持し、上記の主型と中子とでピ
ストン用鋳型を形成していた。

上記のように、中子を巾木により主型に片持状に支持す
る場合には、中子を完全に固定するのが難しいため主型
に対して移動し易く、鋳型の精度が低下して製造品の寸
法精度が悪化するという欠点がある。

（発明の目的） 本発明は、上記諸欠点に鑑みてなされたもので、製作が
容易で寸法精度に優れたピストン用シェル鋳型を提供す
ることを目的とする。

（発明の構成） 本発明に係るピストン用シェル鋳型は、ピストン内部の
下部空洞部を形成する第１シェル中子と、ピストン内部
の上部空洞部とピストンボス部の外面とピストンスカー
ト部の外周面を形成する半割状の第２シェル中子と、上
記第１シェル中子と第２シェル中子との一方に一体的に
設けられピストンピン孔を形成する突部と、ピストント
ップ面及びピストンリングベルト外周面を形成し下端部
が第２シェル中子と互いに嵌合される第３シェル中子
と、第１シェル中子と第２シェル中子と突部とにわたっ
て貫通状形成された貫通孔に吹込み成形により形成され
た第１連結中子と、第２シェル中子と第３シェル中子と
の嵌合部外周に吹込み成形により形成された環状の第２
連結中子とを備えたものである。

（発明の効果） 本発明のピストン用シェル鋳型においては、以上のよう
に金型を用いて精密に製作される第１シェル中子と半割
状の第２シェル中子と第３シェル中子とを組合せてピス
トン用鋳造空洞を形成するので、寸法・形状精度の高い
ピストン用鋳型が得られるうえ、上記第１〜第３シェル
中子は金型を用いて安価に量産し得るので、このピスト
ン用シェル鋳型を安価に製作することができる。

上記第１シェル中子・第２シェル中子・第３シェル中子
を接着剤等で連結する場合には、各中子間の寸法がその
接着剤の量によりばらつき鋳物寸法精度が悪くなるけれ
ども、本発明のピストン用シェル鋳型においては、第１
シェル中子と第２シェル中子とに貫通状に形成された貫
通孔に吹込み成形により形成された第１連結中子により
第１シェル中子と第２シェル中子とを強力に連結し、且
つ第２シェル中子と第３シェル中子との嵌合部外周に吹
込み成形により形成された環状の第２連結中子により半
割状の第２シェル中子同士及び第２シェル中子と第３シ
ェル中子とを直接かつ強力に連結するので、第１シェル
中子・第２シェル中子・第３シェル中子が相互に移動す
ることなく正しい位置関係に保持されるから、寸法・形
状精度の高いピストン用鋳型となる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

このピストン用シェル鋳型Ｍは、第１図に示すように第
１シェル中子１と、半割状の第２シェル中子２と第３シ
ェル中子３と、第１連結中子４と、環状の第２連結中子
５とから構成され、内部にピストン鋳造空洞６が形成さ
れる。

上記第１〜第３シェル中子１・２・３はコーテッドサン
ドを金型で加熱成形して製作されるものである。

上記ピストン用シェル鋳型Ｍは、鋳鉄製ピストンを鋳造
するためのもので、このピストンは燃焼室凹部６ａを有
する頂部と頂部の外周部のリングベルト部６ｂとリング
ベルト部６ｂの下端部の第１図における前後２個所部分
から下方へ延びる１対のスカート部と頂部の下方に一体
形成された左右１対のピンボス部６ｃとその他リブなど
を基本構成とするものである。

上記第１シェル中子１は、ピストン内部の下部空洞部を
形成するもので、その左側部及び右側部にはピンボス部
６ｃの中央のピン孔６ｄを形成する突部１ａが水平に突
設され、この突部１ａの外面は抜き勾配となるように外
方に向かって細くテーパ状になっている。

上記第２シェル中子２は略円筒状体の鉛直面を境にして
半割状にしたもので、この第２シェル中子２はピストン
内部の上部空洞部及びピンボス部６ｃの外側面部分及び
スカート部の外周面を形状するものである。上記第２シ
ェル中子２の分割面はピストンピンの中央部においてピ
ストンピンに直交する面であり、第２シェル中子２の左
右の内側部には上記突部１ａの先端部と夫々嵌合する凹
部２ａが設けられ、第１シェル中子１及びその左右の突
部１ａ及び第２シェル中子２の左右の中段部とにわたっ
て貫通孔７が形成される。この貫通孔７のうち第２シェ
ル中子２の貫通孔部分は外方に向かってテーパ状に拡大
するテーパ孔７ａに形成されている。

上記第２シェル中子２の上部外周側にはピストンのリン
グベルト６ｂ下端を形成する環状面２ｂ及びこの環状面
の外周側には環状面２ｂから段落ちしている環状嵌合部
８が形成され、その円筒周面が第３シェル中子３の内周
面と同径となっている。

上記第３シェル中子３は、ピストンのトップ面及び燃焼
室凹部６ａ及びリングベルト６ｂの外周面を形成するも
ので、その下端部の環状嵌合部９が第２シェル中子２の
環状嵌合部８に外嵌し、両嵌合部８・９の環状端面同士
が隙間無く当接し合うとともに、上記環状嵌合部９の外
周側には、所定高さ範囲にわたって第２シェル中子２の
外周面と同径で且つ第３シェル中子３の外周面よりも一
段小径の同筒状連結用受面１０が形成される。

上記貫通孔７内に形成される第１連結中子４は、第１シ
ェル中子１と第２シェル中子２とを強力に連結するため
のもので、この第１連結中子４を形成する場合、第３図
に示すように第１〜第３シェル中子１・２・３を組合せ
て金型１１内にセットし、吹込口１２から結合剤を含ん
だ砂を吹込んで貫通孔７内に充填後、ＣＯ_２やガスやア
ミンガスを貫通孔７内に吹込み、化学反応にて硬化させ
て形成する。

上記第１連結中子４の左右両端部はテーパ孔７ａ内にテ
ーパ状に形成されるので、第２シェル中子２が外れない
ようになる。

上記第２連結中子５は、第２シェル中子２と第３シェル
中子３の嵌合部８・９の外周側に形成される矩形断面状
の環状体であり、これは半割状の第２シェル中子２同士
及び第２シェル中子２と第３シェル中子３とを強力に連
結するためのものである。

この第２連結中子５は第１連結中子４を成形する際に、
吹込口１３から環状空洞１４へ上記同様砂とガスを吹込
んで化学反応により硬化させて形成する。

上記のように吹込み成形にて第１・第２連結中子４・５
を形成後、ピストン用シェル鋳型Ｍを金型１１外へ取り
出し、第１図のように湯口１５からピストン鋳造空洞６
へ溶湯を注入することによりピストンが鋳造される。

尚、上記においては、第１シェル中子１に突部１ａを一
体形成したが、この突部１ａは第２シェル中子２の左右
の両側部に一体形成しもよいことは勿論であり、その場
合突部のテーパ状外面は逆向きのテーパとし、突部の先
端部を第１シェル中子１の凹部に嵌合することになる。

上記のピストン用シェル鋳型Ｍにおいては、ピストン鋳
造空洞６を形成する鋳型部材を、全て金型を用いて高精
度に成形される第１〜第３シェル中子１・２・３で構成
するとともに、それらを相互に嵌合させて相互の位置関
係を保持し、且つ第１及び第２連結中子４・５でそれら
を強力に連結するので、ピストン鋳造空洞６の寸法・形
状精度が非常に高くなり、その結果ピストン鋳造品の寸
法、形状精度が著しく改善される。

上記第１及び第２連結中子４・５は、接着剤等と異なり
注湯時にもその連結力が低下することはないし、これら
第１及び第２連結中子４・５により十分強力な連結力が
得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の実施例を示すもので、第１図はピスト
ン用シェル鋳型の縦断面図、第２図は第２シェル中子を
分解した状態における第１シェル中子と第２シェル中子
の平面図、第３図は連結中子成形金型内に組込んだ連結
中子成形前のシェル鋳型の縦断面図である。 Ｍ……ピストン用シェル鋳型、１……第１シェル中子、
１ａ……突部、２……第２シェル中子、３……第３シェ
ル中子、４……第１連結中子、５……第２連結中子、６
ｃ……ピンボス部、６ｄ……ピン孔、７……貫通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストン内部の下部空洞部を形成する第１
   シェル中子と、ピストン内部の上部空洞部とピストンピ
   ンボス部の外面とピストンスカート部の外周面を形成す
   る半割状の第２シェル中子と、上記第１シェル中子と第
   ２シェル中子との一方に一体的に設けられピストンピン
   孔を形成する突部と、ピストントップ面及びピストンリ
   ングベルト外周面を形成し下端部が第２シェル中子と互
   いに嵌合される第３シェル中子と、第１シェル中子と第
   ２シェル中子と突部とにわたって貫通状に形成された貫
   通孔に吹込み成形により形成された第１連結中子と、第
   ２シェル中子と第３シェル中子との嵌合部外周に吹込み
   成形により形成された環状の第２連結中子とを備えたこ
   とを特徴とするピストン用シェル鋳型。