JPH1085924A - ディーゼル機関用シリンダピストンの鋳造方法 - Google Patents
ディーゼル機関用シリンダピストンの鋳造方法Info
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- JPH1085924A JPH1085924A JP24663596A JP24663596A JPH1085924A JP H1085924 A JPH1085924 A JP H1085924A JP 24663596 A JP24663596 A JP 24663596A JP 24663596 A JP24663596 A JP 24663596A JP H1085924 A JPH1085924 A JP H1085924A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0448—Steel
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリンダピストンの鋳造工程において、従
来、引巣の発生を抑えるためため、押湯を施していたの
で、鋳造項耐全体の中の鋳造物の歩留りが低く、生産効
率が悪くて、コスト高を招いていた。 【解決手段】 ピストンの燃焼面側頂部の外周面の稜線
より内側全面を頂部冷し金型３にて、ピストンの頂部稜
線より下側の側面全面を側面冷し金型４にて、そして、
ピストンピン孔内面またはスカート側端面をピストンピ
ン冷し金型５または５’にて成形し、各冷し金型３・４
・５は、鋳造するシリンダピストンの各部肉厚部の１／
２〜２倍の厚さとし、押湯を不要とした。
来、引巣の発生を抑えるためため、押湯を施していたの
で、鋳造項耐全体の中の鋳造物の歩留りが低く、生産効
率が悪くて、コスト高を招いていた。 【解決手段】 ピストンの燃焼面側頂部の外周面の稜線
より内側全面を頂部冷し金型３にて、ピストンの頂部稜
線より下側の側面全面を側面冷し金型４にて、そして、
ピストンピン孔内面またはスカート側端面をピストンピ
ン冷し金型５または５’にて成形し、各冷し金型３・４
・５は、鋳造するシリンダピストンの各部肉厚部の１／
２〜２倍の厚さとし、押湯を不要とした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、球状黒鉛鋳鉄、ね
ずみ鋳鉄、鋳鋼等の鋳造時の凝固に伴う熱収縮性の大き
い材料によるディーゼル機関用シリンダピストンの鋳造
方法であって、引巣発生を防止するとともに鋳造歩留り
を向上させるための方法である。
ずみ鋳鉄、鋳鋼等の鋳造時の凝固に伴う熱収縮性の大き
い材料によるディーゼル機関用シリンダピストンの鋳造
方法であって、引巣発生を防止するとともに鋳造歩留り
を向上させるための方法である。
【０００２】
【従来の技術】高速化の要望が高いディーゼル機関の中
で、往復運動するピストンは、振動低減のために軽量化
が求められる一方、燃焼熱による熱負荷も非常に過酷な
状態を求められる。従って、昨今、従来のアルミ鋳物に
代わって、球状黒鉛鋳鉄や鋼製等の耐熱性の高い材料よ
りなるピストンが採用されつつある。特に、球状黒鉛鋳
鉄は、ピストンのスカート部分から燃焼面頂部まで一体
形の物が成形可能であるため、普及が著しい。しかし、
球状黒鉛鋳鉄は、非常に引巣が発生しやすい鋳鉄であ
り、特にピストンのような複雑な形状をした鋳物では、
引巣の発生は、信頼性の面で問題がある。そこで、従来
のピストンの鋳造方法においては、引巣の発生しやすい
ピストンピンボス周辺や厚肉部のピストンリング付近
に、引巣防止のため、多くの押湯を施していた。
で、往復運動するピストンは、振動低減のために軽量化
が求められる一方、燃焼熱による熱負荷も非常に過酷な
状態を求められる。従って、昨今、従来のアルミ鋳物に
代わって、球状黒鉛鋳鉄や鋼製等の耐熱性の高い材料よ
りなるピストンが採用されつつある。特に、球状黒鉛鋳
鉄は、ピストンのスカート部分から燃焼面頂部まで一体
形の物が成形可能であるため、普及が著しい。しかし、
球状黒鉛鋳鉄は、非常に引巣が発生しやすい鋳鉄であ
り、特にピストンのような複雑な形状をした鋳物では、
引巣の発生は、信頼性の面で問題がある。そこで、従来
のピストンの鋳造方法においては、引巣の発生しやすい
ピストンピンボス周辺や厚肉部のピストンリング付近
に、引巣防止のため、多くの押湯を施していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような引
巣防止のために施す押湯の重量は、製品部分よりもはる
かに重くなり、押湯も含めて出来上がった鋳物の中で、
鋳物製品自体の歩留りは３０％を割ることもあり、鋳ば
りの除去工程が煩雑となり、製造効率が悪く、コスト高
の要因ともなる。
巣防止のために施す押湯の重量は、製品部分よりもはる
かに重くなり、押湯も含めて出来上がった鋳物の中で、
鋳物製品自体の歩留りは３０％を割ることもあり、鋳ば
りの除去工程が煩雑となり、製造効率が悪く、コスト高
の要因ともなる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、球状黒鉛鋳
鉄、ねずみ鋳鉄、鋳鋼等の鋳造時の凝固に伴う熱収縮性
の大きい材料によるディーゼル機関用シリンダピストン
の鋳造方法における、以上のような課題を解決すべく、
次のような手段を用いるものである。まず、ピストンの
燃焼面側頂部の外周面の稜線より内側全面、及びピスト
ンの頂部稜線より下側の側面全面と、ピストンピンボス
内面或いはスカート側端面とを、鋳鉄製または鋼製の冷
し金型の鋳型により成形する。
鉄、ねずみ鋳鉄、鋳鋼等の鋳造時の凝固に伴う熱収縮性
の大きい材料によるディーゼル機関用シリンダピストン
の鋳造方法における、以上のような課題を解決すべく、
次のような手段を用いるものである。まず、ピストンの
燃焼面側頂部の外周面の稜線より内側全面、及びピスト
ンの頂部稜線より下側の側面全面と、ピストンピンボス
内面或いはスカート側端面とを、鋳鉄製または鋼製の冷
し金型の鋳型により成形する。
【０００５】また、該冷し金型において、ピストンの燃
焼面側頂部用型は全面一体形とし、側面部用型は円周状
で二以上に分割されるものとし、注湯時には隙間なく連
続して一体構造であるものとする。
焼面側頂部用型は全面一体形とし、側面部用型は円周状
で二以上に分割されるものとし、注湯時には隙間なく連
続して一体構造であるものとする。
【０００６】更に、該冷し金型の厚さをピストン鋳造部
の肉厚部分の１／２〜２倍とする。
の肉厚部分の１／２〜２倍とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、添付の図
面にて説明する。図１は本発明のシリンダピストン鋳造
方法に用いる上部鋳型１Ｕの上面を示す斜視図、図２は
同じく下部鋳型１Ｄの底面を示す斜視図、図３は同じく
鋳型１及び中子砂を除去した後の鋳物の斜視図、図４は
冷し金型の厚みを下限値とし、側面冷し金型を二分割と
した場合の鋳型１中における一個のシリンダピストン鋳
造部分の底面一部断面図、図５は側面部とスカート部と
が連続しない形状のシリンダピストンを鋳造する場合で
あって、ピストンピンボス冷し金型５をピストンピンボ
ス内周に配設した場合における図４中Ｘ−Ｘ線断面図、
図６は同じくＹ−Ｙ線断面図、図７は冷し金型の厚みを
上限値とし、側面冷し金型を二分割とした場合の鋳型１
中における一個のシリンダピストン鋳造部分の底面一部
断面図、図８は図５及び図６と同形状のシリンダピスト
ンを鋳造する場合であって、ピストンピンボス冷し金型
５をピストンピンボス内周に配設した場合における図７
中Ｘ−Ｘ線断面図、図９は同じくＹ−Ｙ線断面図、図１
０は側面冷し金型を四分割とした場合の鋳型１中におけ
る一個のシリンダピストン鋳造部分の底面一部断面図、
図１１は側面部とスカート部とが連続しない形状のシリ
ンダピストンを鋳造する場合であって、ピストンピンボ
ス冷し金型５’をスカート部の内側面に配設した場合に
おける図１０中Ｘ−Ｘ線断面図、図１２は同じくＹ−Ｙ
線断面図、図１３は側面部とスカート部とが連続した形
状のシリンダピストンを鋳造する場合であって、ピスト
ンピンボス冷やし金型５をピストンピンボス内周に配設
した場合における図１０中Ｘ−Ｘ線断面図、図１４は同
じくＹ−Ｙ線断面図、図１５は側面部とスカート部とが
連続した形状のシリンダピストンを鋳造する場合であっ
て、ピストンピンボス冷やし金型５’をスカート部の内
側面に配設した場合における図１０中Ｘ−Ｘ線断面図、
図１６は同じくＹ−Ｙ線断面図、図１７は従来の押湯式
シリンダピストン鋳造方法に用いる上部鋳型８Ｕの上面
を示す斜視図、図１８は同じく下部鋳型８Ｄの底面を示
す斜視図、図１９は同じく鋳型８及び中子砂を除去した
後の鋳物の斜視図である。なお、図１１乃至図１５にお
いて、上部鋳型１Ｕ及び下部鋳型１Ｄは省略している。
また、図６、図９、図１１乃至図１６における側面冷し
金型４の無地部分（ハッチングしていない部分）は、分
割端面が示されている。
面にて説明する。図１は本発明のシリンダピストン鋳造
方法に用いる上部鋳型１Ｕの上面を示す斜視図、図２は
同じく下部鋳型１Ｄの底面を示す斜視図、図３は同じく
鋳型１及び中子砂を除去した後の鋳物の斜視図、図４は
冷し金型の厚みを下限値とし、側面冷し金型を二分割と
した場合の鋳型１中における一個のシリンダピストン鋳
造部分の底面一部断面図、図５は側面部とスカート部と
が連続しない形状のシリンダピストンを鋳造する場合で
あって、ピストンピンボス冷し金型５をピストンピンボ
ス内周に配設した場合における図４中Ｘ−Ｘ線断面図、
図６は同じくＹ−Ｙ線断面図、図７は冷し金型の厚みを
上限値とし、側面冷し金型を二分割とした場合の鋳型１
中における一個のシリンダピストン鋳造部分の底面一部
断面図、図８は図５及び図６と同形状のシリンダピスト
ンを鋳造する場合であって、ピストンピンボス冷し金型
５をピストンピンボス内周に配設した場合における図７
中Ｘ−Ｘ線断面図、図９は同じくＹ−Ｙ線断面図、図１
０は側面冷し金型を四分割とした場合の鋳型１中におけ
る一個のシリンダピストン鋳造部分の底面一部断面図、
図１１は側面部とスカート部とが連続しない形状のシリ
ンダピストンを鋳造する場合であって、ピストンピンボ
ス冷し金型５’をスカート部の内側面に配設した場合に
おける図１０中Ｘ−Ｘ線断面図、図１２は同じくＹ−Ｙ
線断面図、図１３は側面部とスカート部とが連続した形
状のシリンダピストンを鋳造する場合であって、ピスト
ンピンボス冷やし金型５をピストンピンボス内周に配設
した場合における図１０中Ｘ−Ｘ線断面図、図１４は同
じくＹ−Ｙ線断面図、図１５は側面部とスカート部とが
連続した形状のシリンダピストンを鋳造する場合であっ
て、ピストンピンボス冷やし金型５’をスカート部の内
側面に配設した場合における図１０中Ｘ−Ｘ線断面図、
図１６は同じくＹ−Ｙ線断面図、図１７は従来の押湯式
シリンダピストン鋳造方法に用いる上部鋳型８Ｕの上面
を示す斜視図、図１８は同じく下部鋳型８Ｄの底面を示
す斜視図、図１９は同じく鋳型８及び中子砂を除去した
後の鋳物の斜視図である。なお、図１１乃至図１５にお
いて、上部鋳型１Ｕ及び下部鋳型１Ｄは省略している。
また、図６、図９、図１１乃至図１６における側面冷し
金型４の無地部分（ハッチングしていない部分）は、分
割端面が示されている。
【０００８】まず、本発明のシリンダピストン鋳造に用
いる鋳型１の構成であるが、図１及び図２等図示の上部
鋳型１Ｕと下部鋳型１Ｄの上下分割構造となっており、
両鋳型１Ｕ・１Ｄを密着させた状態において、各鋳型１
Ｕ・１Ｄに垂直方向にピストン成形筒部１Ｕａ及び１Ｄ
ａがそれぞれ四箇所設けられており、該上部鋳型１Ｕに
おいて、各ピストン成形筒部１Ｕａの上部が開口してい
て、圧入蓋２を施蓋できるようになっている。また、各
ピストン成形筒部１Ｕａ・１Ｄａには、それぞれシリン
ダピストンのスカート外端面部を成形するスカート成形
筒部１Ｕｂ・１Ｄｂを、水平方向に形成している。上部
鋳型１Ｕには湯口１ｃと、それに続く湯道１ｄが形成さ
れており、上部・下部両鋳型１Ｕ・１Ｄを合わせると、
該湯道１ｄと各ピストン成形筒部１ａ（１Ｕａ・１Ｄａ
を合わせたもの）との間に、下部鋳型に成形する堰１ｅ
が連接される状態となり、各ピストン成形筒部１ａ・１
ａ・・・に鋳物用の鉄湯を流し込む構造としている。
いる鋳型１の構成であるが、図１及び図２等図示の上部
鋳型１Ｕと下部鋳型１Ｄの上下分割構造となっており、
両鋳型１Ｕ・１Ｄを密着させた状態において、各鋳型１
Ｕ・１Ｄに垂直方向にピストン成形筒部１Ｕａ及び１Ｄ
ａがそれぞれ四箇所設けられており、該上部鋳型１Ｕに
おいて、各ピストン成形筒部１Ｕａの上部が開口してい
て、圧入蓋２を施蓋できるようになっている。また、各
ピストン成形筒部１Ｕａ・１Ｄａには、それぞれシリン
ダピストンのスカート外端面部を成形するスカート成形
筒部１Ｕｂ・１Ｄｂを、水平方向に形成している。上部
鋳型１Ｕには湯口１ｃと、それに続く湯道１ｄが形成さ
れており、上部・下部両鋳型１Ｕ・１Ｄを合わせると、
該湯道１ｄと各ピストン成形筒部１ａ（１Ｕａ・１Ｄａ
を合わせたもの）との間に、下部鋳型に成形する堰１ｅ
が連接される状態となり、各ピストン成形筒部１ａ・１
ａ・・・に鋳物用の鉄湯を流し込む構造としている。
【０００９】シリンダピストンの鋳造方法について、図
１乃至図６より説明する。下部鋳型１Ｄのピストン成形
筒部１Ｄａの底部はピストン頂部となるようにしてい
る。鋳造に際しては、まず、下部鋳型１Ｄにおけるピス
トン成形筒部１Ｄａ内側にて、底部には、図４等図示の
頂部冷し金型３を内装し、また、側面部に該当する部分
に円周状に側面冷し金型４を内装する。側面冷し金型４
は、図４及び図７の如く二分割、或いは図１０の如く四
分割として、鋳造に際して該ピストン成形筒部１ａ内に
内装した側面冷し金型４は隙間のない状態にする。
１乃至図６より説明する。下部鋳型１Ｄのピストン成形
筒部１Ｄａの底部はピストン頂部となるようにしてい
る。鋳造に際しては、まず、下部鋳型１Ｄにおけるピス
トン成形筒部１Ｄａ内側にて、底部には、図４等図示の
頂部冷し金型３を内装し、また、側面部に該当する部分
に円周状に側面冷し金型４を内装する。側面冷し金型４
は、図４及び図７の如く二分割、或いは図１０の如く四
分割として、鋳造に際して該ピストン成形筒部１ａ内に
内装した側面冷し金型４は隙間のない状態にする。
【００１０】なお、以後の実施例の中で図５、図６、図
８、図９図示の実施例（側面部とスカート部とが連続し
ない形状のシリンダピストンを鋳造する場合であって、
後記ピストンピンボス冷し金型５をピストンピンボス内
周に配設した場合）では二分割状の側面冷し金型４を、
図１１乃至図１６図示の実施例（側面部とスカート部と
が連続しない形状のシリンダピストンを鋳造する場合で
あって、後記ピストンピンボス冷し金型５をピストンピ
ンボス内周に配設した場合、及び、側面図とスカート部
とが連続した形状のシリンダピストンを鋳造する場合）
では四分割状の側面冷し金型４を用いるものとしている
が、それぞれ、二分割を四分割に、また、四分割を二分
割に置き換えてもよく、或いは、それ以外の分割態様
（例えば３分割）にしてもよい。いずれにしても、鋳造
段階で、分割した側面冷し金型４・４・・・が隙間なく
鋳造しようとするシリンダピストンの外周を囲んでいる
ことが重要である。
８、図９図示の実施例（側面部とスカート部とが連続し
ない形状のシリンダピストンを鋳造する場合であって、
後記ピストンピンボス冷し金型５をピストンピンボス内
周に配設した場合）では二分割状の側面冷し金型４を、
図１１乃至図１６図示の実施例（側面部とスカート部と
が連続しない形状のシリンダピストンを鋳造する場合で
あって、後記ピストンピンボス冷し金型５をピストンピ
ンボス内周に配設した場合、及び、側面図とスカート部
とが連続した形状のシリンダピストンを鋳造する場合）
では四分割状の側面冷し金型４を用いるものとしている
が、それぞれ、二分割を四分割に、また、四分割を二分
割に置き換えてもよく、或いは、それ以外の分割態様
（例えば３分割）にしてもよい。いずれにしても、鋳造
段階で、分割した側面冷し金型４・４・・・が隙間なく
鋳造しようとするシリンダピストンの外周を囲んでいる
ことが重要である。
【００１１】こうして、下部鋳型１Ｄにおいて、ピスト
ン成形筒部１ａ内に冷し金型３・４を内装すると、上部
鋳型１Ｕを下部鋳型１Ｄの上面に密着させる。そして、
側面部とスカート部とが連続しない形状のシリンダピス
トンを鋳造する場合において図５及び図６（図８及び図
９）の如く、また、側面部とスカート部とが連続した形
状のシリンダピストンを鋳造する場合において、図１３
及び図１４の如く、ピストンピンボス冷し金型５を、該
ピストン成形筒部１ａ内に内装する後記ピストンピンボ
ス成形用の中子砂６ｂに筒状に外装する。
ン成形筒部１ａ内に冷し金型３・４を内装すると、上部
鋳型１Ｕを下部鋳型１Ｄの上面に密着させる。そして、
側面部とスカート部とが連続しない形状のシリンダピス
トンを鋳造する場合において図５及び図６（図８及び図
９）の如く、また、側面部とスカート部とが連続した形
状のシリンダピストンを鋳造する場合において、図１３
及び図１４の如く、ピストンピンボス冷し金型５を、該
ピストン成形筒部１ａ内に内装する後記ピストンピンボ
ス成形用の中子砂６ｂに筒状に外装する。
【００１２】或いは、側面部とスカート部とが連続しな
い形状のシリンダピストンを鋳造する場合において図１
１及び図１２の如く、また、側面部とスカート部とが連
続した形状のシリンダピストンを鋳造する場合において
図１５及び図１６の如く、ピストンピンボス冷し金型
５’をスカート成形部分の内端部に配設する。
い形状のシリンダピストンを鋳造する場合において図１
１及び図１２の如く、また、側面部とスカート部とが連
続した形状のシリンダピストンを鋳造する場合において
図１５及び図１６の如く、ピストンピンボス冷し金型
５’をスカート成形部分の内端部に配設する。
【００１３】こうして、冷し金型３・４・５（または
５’）を配設するとともに、該上部鋳型１Ｕにおけるピ
ストン成形筒部１ａの上端開口部より中子砂６を入れ、
該ピストン成形筒部１ａ内及び該スカート成形筒部１ｂ
内に配設し、上端開口部に圧入蓋２を施蓋する。中子砂
６には、ジルコンサンド、クロマイトサンド、及び珪砂
の混合砂と、スチールサンドとの重量比を、３：１〜
２：１として混合した冷却能力の高い砂を使用としてい
る。中子砂６は、コンロッド嵌入孔を形成する中子砂６
ａ、スカート部のピストンピンボスを形成する中子砂６
ｂ、スカート成形筒部１ｂ（１Ｕｂ・１Ｄｂを合わせた
もの）の中に充填して、スカート両外側面を形成する中
子砂６ｃ、そして、ピストン内の冷却水ジャケットを形
成する中子砂６ｄを一セットとして、鋳型１Ｕ・１Ｄ内
に配設するものである。
５’）を配設するとともに、該上部鋳型１Ｕにおけるピ
ストン成形筒部１ａの上端開口部より中子砂６を入れ、
該ピストン成形筒部１ａ内及び該スカート成形筒部１ｂ
内に配設し、上端開口部に圧入蓋２を施蓋する。中子砂
６には、ジルコンサンド、クロマイトサンド、及び珪砂
の混合砂と、スチールサンドとの重量比を、３：１〜
２：１として混合した冷却能力の高い砂を使用としてい
る。中子砂６は、コンロッド嵌入孔を形成する中子砂６
ａ、スカート部のピストンピンボスを形成する中子砂６
ｂ、スカート成形筒部１ｂ（１Ｕｂ・１Ｄｂを合わせた
もの）の中に充填して、スカート両外側面を形成する中
子砂６ｃ、そして、ピストン内の冷却水ジャケットを形
成する中子砂６ｄを一セットとして、鋳型１Ｕ・１Ｄ内
に配設するものである。
【００１４】このような状態に鋳型をセットしておき、
図１図示の湯口１ｃより、球状黒鉛鋳鉄、ねずみ鋳鉄、
鋳鋼等の熱収縮性の大きい鋳物用材料Ａを注湯すると、
湯道１ｄ及び堰１ｅを介して、各ピストン成形筒部１ａ
内に該材料Ａが流れ込み、該ピストン形成筒部１ａ、冷
し金型３・４・５（または５’）、及び中子砂６により
シリンダピストンＰが成形される。鋳物が充分に冷えた
後、鋳型１Ｕ・１Ｄ、冷し金型３・４・５（または
５’）、及び中子砂６（６ａ・６ｂ・６ｃ・６ｄ）を除
去すると、図３図示の如く、四個のシリンダピストンＰ
が水平状の鋳ばり７にて連接された状態の鋳物が出来上
がっている。この状態から鋳ばり７を除去すれば、シリ
ンダピストンＰの完成品が出来上がる。
図１図示の湯口１ｃより、球状黒鉛鋳鉄、ねずみ鋳鉄、
鋳鋼等の熱収縮性の大きい鋳物用材料Ａを注湯すると、
湯道１ｄ及び堰１ｅを介して、各ピストン成形筒部１ａ
内に該材料Ａが流れ込み、該ピストン形成筒部１ａ、冷
し金型３・４・５（または５’）、及び中子砂６により
シリンダピストンＰが成形される。鋳物が充分に冷えた
後、鋳型１Ｕ・１Ｄ、冷し金型３・４・５（または
５’）、及び中子砂６（６ａ・６ｂ・６ｃ・６ｄ）を除
去すると、図３図示の如く、四個のシリンダピストンＰ
が水平状の鋳ばり７にて連接された状態の鋳物が出来上
がっている。この状態から鋳ばり７を除去すれば、シリ
ンダピストンＰの完成品が出来上がる。
【００１５】以上のようにして鋳造されたシリンダピス
トンＰは、正確な形状に仕上げることが要求される頂部
の燃焼面、シリンダライナとの間で摺動摩擦を生じさせ
る側面部、また、ピストンピンが円滑に回動することが
要求されるピストンピンボス部について、冷し金型３・
４・５（５’）により急冷させ、指向性凝固を図ること
により、引巣が発生することなく成形されている。
トンＰは、正確な形状に仕上げることが要求される頂部
の燃焼面、シリンダライナとの間で摺動摩擦を生じさせ
る側面部、また、ピストンピンが円滑に回動することが
要求されるピストンピンボス部について、冷し金型３・
４・５（５’）により急冷させ、指向性凝固を図ること
により、引巣が発生することなく成形されている。
【００１６】同様に引巣を発生させずに鋳造を行う方策
として、従来、押湯を導入した鋳造方法がある。図１７
及び図１８には、そのための鋳型、図１９にはこの鋳造
方法によって生ずる鋳物を図示している。鋳型は、図１
７図示の上部鋳型８Ｕと、図１８図示の下部鋳型８Ｄの
上下分割構造であり、鋳型８Ｕ・８Ｄにおいて形成され
る各ピストン成形筒部８ａの周囲には、放射状に多数の
押湯８ｂを形成して、鋳物に空気が混入することによる
引巣の発生を防止するようにしている。
として、従来、押湯を導入した鋳造方法がある。図１７
及び図１８には、そのための鋳型、図１９にはこの鋳造
方法によって生ずる鋳物を図示している。鋳型は、図１
７図示の上部鋳型８Ｕと、図１８図示の下部鋳型８Ｄの
上下分割構造であり、鋳型８Ｕ・８Ｄにおいて形成され
る各ピストン成形筒部８ａの周囲には、放射状に多数の
押湯８ｂを形成して、鋳物に空気が混入することによる
引巣の発生を防止するようにしている。
【００１７】このような構造の鋳型８Ｕ・８Ｄにて成形
された鋳物は、図１９の如く、押湯部分９ａも含めた鋳
ばり９の部分が多く、かつ、複雑な形状をしており、鋳
物全体の中の製品であるシリンダピストンＰの歩留りは
３０％以下になっている。これでは、鋳ばり９の除去が
煩雑であり、また、歩留りが少ない点で、生産効率がよ
くない。
された鋳物は、図１９の如く、押湯部分９ａも含めた鋳
ばり９の部分が多く、かつ、複雑な形状をしており、鋳
物全体の中の製品であるシリンダピストンＰの歩留りは
３０％以下になっている。これでは、鋳ばり９の除去が
煩雑であり、また、歩留りが少ない点で、生産効率がよ
くない。
【００１８】この点で、図３図示の、本発明の鋳造方法
によりできる鋳物を見てみると、製品であるシリンダピ
ストンＰの歩留りは７０％程度にのぼり、生産効率が高
く、また、鋳ばり７が少ない上に、簡単な形状となって
いるため、この除去作業も容易である。
によりできる鋳物を見てみると、製品であるシリンダピ
ストンＰの歩留りは７０％程度にのぼり、生産効率が高
く、また、鋳ばり７が少ない上に、簡単な形状となって
いるため、この除去作業も容易である。
【００１９】なお、冷し金型を作成する上で、重要なの
は、製作するシリンダピストンの肉厚との関係での冷し
金型の厚みである。解析の結果、冷し金型の厚みが、そ
れに隣接させる鋳物の肉厚の１／２〜２倍の厚みであれ
ば、引巣を回避できることが判った。そこで、鋳造する
シリンダピストンの中で、頂部肉厚をｔ、側面肉厚を
Ｔ、また、ピストンピンボス冷し金型５を用いる場合に
おいて、ピストンピンボスの肉厚をｔ’とすれば、頂部
冷し金型３の肉厚を、ｔ／２〜２ｔ、側面冷し金型４の
肉厚を、Ｔ／２〜２Ｔ、ピストンピンボス冷し金型５の
肉厚を、ｔ’／２〜２ｔ’に設定すればよい。
は、製作するシリンダピストンの肉厚との関係での冷し
金型の厚みである。解析の結果、冷し金型の厚みが、そ
れに隣接させる鋳物の肉厚の１／２〜２倍の厚みであれ
ば、引巣を回避できることが判った。そこで、鋳造する
シリンダピストンの中で、頂部肉厚をｔ、側面肉厚を
Ｔ、また、ピストンピンボス冷し金型５を用いる場合に
おいて、ピストンピンボスの肉厚をｔ’とすれば、頂部
冷し金型３の肉厚を、ｔ／２〜２ｔ、側面冷し金型４の
肉厚を、Ｔ／２〜２Ｔ、ピストンピンボス冷し金型５の
肉厚を、ｔ’／２〜２ｔ’に設定すればよい。
【００２０】側面部とスカート部とが連続しない形状の
シリンダピストンを鋳造する場合であって、後記ピスト
ンピンボス冷し金型５をピストンピンボス内周に配設し
た場合の鋳造方法において、図４乃至図６は、各金型３
・４・５の肉厚を下限値（それぞれｔ／２、Ｔ／２、
ｔ’／２）とした場合、図７乃至図９は、各金型３・４
・５の肉厚を上限値（それぞれ２ｔ、２Ｔ、２ｔ’）と
した場合を示している。
シリンダピストンを鋳造する場合であって、後記ピスト
ンピンボス冷し金型５をピストンピンボス内周に配設し
た場合の鋳造方法において、図４乃至図６は、各金型３
・４・５の肉厚を下限値（それぞれｔ／２、Ｔ／２、
ｔ’／２）とした場合、図７乃至図９は、各金型３・４
・５の肉厚を上限値（それぞれ２ｔ、２Ｔ、２ｔ’）と
した場合を示している。
【００２１】
【発明の効果】本発明は、球状黒鉛鋳鉄、ねずみ鋳鉄、
鋳鋼等の鋳造時の凝固に伴う熱収縮性の大きい材料によ
るディーゼル機関用シリンダピストンの鋳造方法に関し
て、以上のような方法を用いることにより、次のような
効果を奏する。まず、請求項１記載の如き方法を用いる
ことにより、ピストンの燃焼面側頂部の外周面の稜線よ
り内側全面、及びピストンの頂部稜線より下側の側面全
面と、ピストンピンボス付近の如く、引巣の発生しやす
い部分において、冷し金型の急冷効果による指向性凝固
により、引巣の発生を回避できる。従って、引巣のな
い、精度の高いシリンダピストンを成形することができ
る。
鋳鋼等の鋳造時の凝固に伴う熱収縮性の大きい材料によ
るディーゼル機関用シリンダピストンの鋳造方法に関し
て、以上のような方法を用いることにより、次のような
効果を奏する。まず、請求項１記載の如き方法を用いる
ことにより、ピストンの燃焼面側頂部の外周面の稜線よ
り内側全面、及びピストンの頂部稜線より下側の側面全
面と、ピストンピンボス付近の如く、引巣の発生しやす
い部分において、冷し金型の急冷効果による指向性凝固
により、引巣の発生を回避できる。従って、引巣のな
い、精度の高いシリンダピストンを成形することができ
る。
【００２２】また、従来は、このような引巣の発生を回
避すべく、押湯を施していたが、本発明の方法では、こ
のような押湯が不要であり、鋳造後にできる鋳ばりを含
めた鋳物全体の中の製品部分の歩留りが飛躍的に高くな
り、鋳ばりの除去作業も容易化され、生産効率が向上
し、低コスト化に貢献する。
避すべく、押湯を施していたが、本発明の方法では、こ
のような押湯が不要であり、鋳造後にできる鋳ばりを含
めた鋳物全体の中の製品部分の歩留りが飛躍的に高くな
り、鋳ばりの除去作業も容易化され、生産効率が向上
し、低コスト化に貢献する。
【００２３】このような冷し金型による鋳造方法を用い
る中で、冷し金型の構造は、請求項２の如くすることに
より、鋳造段階において、冷し金型の配設部分には、冷
し金型同士の隙間がない状態となり、成形精度を高める
のである。また、側面部用の冷し金型は、二分割以上に
分割することで、配設や除去作業が容易となる。
る中で、冷し金型の構造は、請求項２の如くすることに
より、鋳造段階において、冷し金型の配設部分には、冷
し金型同士の隙間がない状態となり、成形精度を高める
のである。また、側面部用の冷し金型は、二分割以上に
分割することで、配設や除去作業が容易となる。
【００２４】更に、請求項３の如く、冷し金型の厚さ
を、ピストン鋳造部の肉厚部分の１／２〜２倍とするこ
とで、該冷し金型による鋳造部分に引巣を発生させない
効果を得ることができるのである。
を、ピストン鋳造部の肉厚部分の１／２〜２倍とするこ
とで、該冷し金型による鋳造部分に引巣を発生させない
効果を得ることができるのである。
【図１】本発明のシリンダピストン鋳造方法に用いる上
部鋳型１Ｕの上面を示す斜視図である。
部鋳型１Ｕの上面を示す斜視図である。
【図２】同じく下部鋳型１Ｄの底面を示す斜視図であ
る。
る。
【図３】同じく鋳型１及び中子砂を除去した後の鋳物の
斜視図である。
斜視図である。
【図４】冷し金型の厚みを下限値とし、側面冷し金型を
二分割とした場合の鋳型１中における一個のシリンダピ
ストン鋳造部分の底面一部断面図である。
二分割とした場合の鋳型１中における一個のシリンダピ
ストン鋳造部分の底面一部断面図である。
【図５】側面部とスカート部とが連続しない形状のシリ
ンダピストンを鋳造する場合であって、ピストンピンボ
ス冷し金型５をピストンピンボス内周に配設した場合に
おける図４中Ｘ−Ｘ線断面図である。
ンダピストンを鋳造する場合であって、ピストンピンボ
ス冷し金型５をピストンピンボス内周に配設した場合に
おける図４中Ｘ−Ｘ線断面図である。
【図６】同じくＹ−Ｙ線断面図である。
【図７】冷し金型の厚みを上限値とし、側面冷し金型を
二分割とした場合の鋳型１中における一個のシリンダピ
ストン鋳造部分の底面一部断面図である。
二分割とした場合の鋳型１中における一個のシリンダピ
ストン鋳造部分の底面一部断面図である。
【図８】図５及び図６と同形状のシリンダピストンを鋳
造する場合であって、ピストンピンボス冷し金型５をピ
ストンピンボス内周に配設した場合における図７中Ｘ−
Ｘ線断面図である。
造する場合であって、ピストンピンボス冷し金型５をピ
ストンピンボス内周に配設した場合における図７中Ｘ−
Ｘ線断面図である。
【図９】同じくＹ−Ｙ線断面図である。
【図１０】側面冷し金型を四分割とした場合の鋳型１中
における一個のシリンダピストン鋳造部分の底面一部断
面図である。
における一個のシリンダピストン鋳造部分の底面一部断
面図である。
【図１１】側面部とスカート部とが連続しない形状のシ
リンダピストンを鋳造する場合であって、ピストンピン
ボス冷し金型５’をスカート部の内側面に配設した場合
における図１０中Ｘ−Ｘ線断面図である。
リンダピストンを鋳造する場合であって、ピストンピン
ボス冷し金型５’をスカート部の内側面に配設した場合
における図１０中Ｘ−Ｘ線断面図である。
【図１２】同じくＹ−Ｙ線断面図である。
【図１３】側面部とスカート部とが連続した形状のシリ
ンダピストンを鋳造する場合であって、ピストンピンボ
ス冷やし金型５をピストンピンボス内周に配設した場合
における図１０中Ｘ−Ｘ線断面図である。
ンダピストンを鋳造する場合であって、ピストンピンボ
ス冷やし金型５をピストンピンボス内周に配設した場合
における図１０中Ｘ−Ｘ線断面図である。
【図１４】同じくＹ−Ｙ線断面図である。
【図１５】側面部とスカート部とが連続した形状のシリ
ンダピストンを鋳造する場合であって、ピストンピンボ
ス冷やし金型５’をスカート部の内側面に配設した場合
における図１０中Ｘ−Ｘ線断面図である。
ンダピストンを鋳造する場合であって、ピストンピンボ
ス冷やし金型５’をスカート部の内側面に配設した場合
における図１０中Ｘ−Ｘ線断面図である。
【図１６】同じくＹ−Ｙ線断面図である。
【図１７】従来の押湯式シリンダピストン鋳造方法に用
いる上部鋳型８Ｕの上面を示す斜視図である。
いる上部鋳型８Ｕの上面を示す斜視図である。
【図１８】同じく下部鋳型８Ｄの底面を示す斜視図であ
る。
る。
【図１９】同じく鋳型８及び中子砂を除去した後の鋳物
の斜視図である。
の斜視図である。
１ 鋳型 １Ｕ 上部鋳型 １Ｄ 下部鋳型 １Ｕａ・１Ｄａ ピストン成形筒部 １Ｕｂ・１Ｄｂ スカート成形筒部 １ｃ 湯口 １ｄ 湯道 １ｅ 堰 ２ 厚入蓋 ３ 頂部冷し金型 ４ 側面冷し金型 ５ ピストンピンボス冷し金型 ５’ ピストンピンボス冷し金型 ６ 中子砂 ７ 鋳ばり
Claims (3)
- 【請求項１】 球状黒鉛鋳鉄、ねずみ鋳鉄、鋳鋼等の鋳
造時の凝固に伴う熱収縮性の大きい材料によるディーゼ
ル機関用シリンダピストンの鋳造方法において、ピスト
ンの燃焼面側頂部の外周面の稜線より内側全面、及びピ
ストンの頂部稜線より下側の側面全面と、ピストンピン
ボス内面或いはスカート側端面とを、鋳鉄製または鋼製
の冷し金型により成形することを特徴とするディーゼル
機関用シリンダピストンの鋳造方法。 - 【請求項２】 球状黒鉛鋳鉄、ねずみ鋳鉄、鋳鋼等の鋳
造時の凝固に伴う熱収縮性の大きい材料によるディーゼ
ル機関用シリンダピストンの鋳造方法において、ピスト
ンの燃焼面側頂部の外周面の稜線より内側全面、及びピ
ストンの頂部稜線より下側の側面全面と、ピストンピン
ボス内面或いはスカート側端面とを、鋳鉄製または鋼製
の冷し金型により成形する鋳造方法であって、ピストン
の燃焼面側頂部用型は全面一体形とし、側面部用型は円
周状で二以上に分割されるものとし、注湯時には隙間な
く連続して一体構造であることを特徴とするディーゼル
機関用シリンダピストンの鋳造方法。 - 【請求項３】 球状黒鉛鋳鉄、ねずみ鋳鉄、鋳鋼等の鋳
造時の凝固に伴う熱収縮性の大きい材料によるディーゼ
ル機関用シリンダピストンの鋳造方法において、ピスト
ンの燃焼面側頂部の外周面の稜線より内側全面、及びピ
ストンの頂部稜線より下側の側面全面と、ピストンピン
ボス内面或いはスカート側端面とを、鋳鉄製または鋼製
の冷し金型により成形する鋳造方法であって、該冷し金
型の厚さを、ピストン鋳造部の肉厚部分の１／２〜２倍
とすることを特徴とするディーゼル機関用シリンダピス
トンの鋳造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24663596A JPH1085924A (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | ディーゼル機関用シリンダピストンの鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24663596A JPH1085924A (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | ディーゼル機関用シリンダピストンの鋳造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1085924A true JPH1085924A (ja) | 1998-04-07 |
Family
ID=17151345
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24663596A Pending JPH1085924A (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | ディーゼル機関用シリンダピストンの鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1085924A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007099919A1 (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Daikin Industries, Ltd. | 圧縮機の摺動部品、摺動部品基体、スクロール部品及び圧縮機 |
| JP2008095677A (ja) * | 2006-03-01 | 2008-04-24 | Daikin Ind Ltd | 圧縮機の摺動部品、摺動部品基体、スクロール部品、スクロール部品基体、シリンダブロック、シリンダブロック基体、ピストン、ピストン基体、ローラー、ローラー基体、および圧縮機 |
| CN100404169C (zh) * | 2005-12-30 | 2008-07-23 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 铝合金柴油机机座铸造模具及铸造方法 |
| EP2295777A1 (en) | 2003-03-31 | 2011-03-16 | Hitachi Metals, Ltd. | Internal engine piston and its production method |
| CN107191287A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-22 | 湖南江滨机器（集团）有限责任公司 | 一种活塞及活塞制造方法 |
| JP2022159263A (ja) * | 2022-05-19 | 2022-10-17 | 和明 濱田 | ピストンの複数個取りのダイキャスティング金型 |
-
1996
- 1996-09-18 JP JP24663596A patent/JPH1085924A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2295777A1 (en) | 2003-03-31 | 2011-03-16 | Hitachi Metals, Ltd. | Internal engine piston and its production method |
| CN100404169C (zh) * | 2005-12-30 | 2008-07-23 | 广西玉柴机器股份有限公司 | 铝合金柴油机机座铸造模具及铸造方法 |
| WO2007099919A1 (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-07 | Daikin Industries, Ltd. | 圧縮機の摺動部品、摺動部品基体、スクロール部品及び圧縮機 |
| AU2007219764B2 (en) * | 2006-02-28 | 2010-09-02 | Daikin Industries, Ltd. | Compressor slider, slider preform, scroll part and compressor |
| US8366425B2 (en) | 2006-02-28 | 2013-02-05 | Daikin Industries, Ltd. | Compressor slider, slider preform, scroll part, and compressor |
| JP2008095677A (ja) * | 2006-03-01 | 2008-04-24 | Daikin Ind Ltd | 圧縮機の摺動部品、摺動部品基体、スクロール部品、スクロール部品基体、シリンダブロック、シリンダブロック基体、ピストン、ピストン基体、ローラー、ローラー基体、および圧縮機 |
| CN107191287A (zh) * | 2017-06-06 | 2017-09-22 | 湖南江滨机器（集团）有限责任公司 | 一种活塞及活塞制造方法 |
| JP2022159263A (ja) * | 2022-05-19 | 2022-10-17 | 和明 濱田 | ピストンの複数個取りのダイキャスティング金型 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040721 |
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| A02 | Decision of refusal |
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