JPH1122544A - 耐摩環およびその製造方法ならびに耐摩環を装着したピストン - Google Patents
耐摩環およびその製造方法ならびに耐摩環を装着したピストンInfo
- Publication number
- JPH1122544A JPH1122544A JP19647497A JP19647497A JPH1122544A JP H1122544 A JPH1122544 A JP H1122544A JP 19647497 A JP19647497 A JP 19647497A JP 19647497 A JP19647497 A JP 19647497A JP H1122544 A JPH1122544 A JP H1122544A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- ring groove
- annular piece
- wear
- annular
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 製造性がよく、熱伝導性が良好な焼結合金製
耐摩環を提供する。また、冷却路を有する耐摩環を提供
する。 【解決手段】 アルミニウム合金製ピストン１のリング
溝部に鋳包まれてトップリング溝３を形成する焼結合金
製耐摩環１０は、リング溝上面とリング溝底面上部を形
成する上環状片１１と、リング溝下面とリング溝底面下
部を形成する下環状片１２とを接合して構成し、かつ、
銅合金で溶浸する。銅合金の溶浸工程で接合と溶浸を同
時に行える。耐摩環は、上環状片および下環状片の各接
合面に形成した環状凹部で冷却空洞を形成することがで
き、また、内周面に形成した環状凹部に環状パイプを配
置固定して冷却空洞を形成することもできる。
耐摩環を提供する。また、冷却路を有する耐摩環を提供
する。 【解決手段】 アルミニウム合金製ピストン１のリング
溝部に鋳包まれてトップリング溝３を形成する焼結合金
製耐摩環１０は、リング溝上面とリング溝底面上部を形
成する上環状片１１と、リング溝下面とリング溝底面下
部を形成する下環状片１２とを接合して構成し、かつ、
銅合金で溶浸する。銅合金の溶浸工程で接合と溶浸を同
時に行える。耐摩環は、上環状片および下環状片の各接
合面に形成した環状凹部で冷却空洞を形成することがで
き、また、内周面に形成した環状凹部に環状パイプを配
置固定して冷却空洞を形成することもできる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用ピスト
ンのリング溝部に鋳包む焼結合金製耐摩環に関する。
ンのリング溝部に鋳包む焼結合金製耐摩環に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルミニウム合金製ピストンのトップリ
ング溝部の耐熱性・耐摩耗性を向上する技術として、 １．耐摩環をピストンのリング溝部に鋳包む技術 ２．リング溝部をＦＲＭとする技術 ３．電子ビームによってピストンのリング溝部を高合金
化する技術 ４．ピストンのリング溝部を陽極酸化する技術 等がある。
ング溝部の耐熱性・耐摩耗性を向上する技術として、 １．耐摩環をピストンのリング溝部に鋳包む技術 ２．リング溝部をＦＲＭとする技術 ３．電子ビームによってピストンのリング溝部を高合金
化する技術 ４．ピストンのリング溝部を陽極酸化する技術 等がある。
【０００３】上記１．の耐摩環材料はニレジスト鋳鉄が
一般的である。このニレジスト鋳鉄製耐摩環は、重量が
大きく、材料費や機械加工費が高く、また熱伝導性が悪
いのでトップリング位置を上げることが困難になる。こ
の場合、未燃焼ガスが多くなるので、排ガス対策上不利
である。
一般的である。このニレジスト鋳鉄製耐摩環は、重量が
大きく、材料費や機械加工費が高く、また熱伝導性が悪
いのでトップリング位置を上げることが困難になる。こ
の場合、未燃焼ガスが多くなるので、排ガス対策上不利
である。
【０００４】上記欠点を解消するために、耐摩環を焼結
合金製とする提案がある（特公昭５７−３２７４３号、
特開平８−３３２５６２号）。
合金製とする提案がある（特公昭５７−３２７４３号、
特開平８−３３２５６２号）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、耐摩環
を焼結合金製とする上記技術は、耐摩環を一体焼結する
ので、粉末の圧粉成形や機械加工でリング溝部形状の耐
摩環を形成することが困難であった。このため、ピスト
ンのリング溝部に焼結合金製耐摩環は使用されていな
い。
を焼結合金製とする上記技術は、耐摩環を一体焼結する
ので、粉末の圧粉成形や機械加工でリング溝部形状の耐
摩環を形成することが困難であった。このため、ピスト
ンのリング溝部に焼結合金製耐摩環は使用されていな
い。
【０００６】本発明の目的は、製造性がよく、熱伝導性
が良好な焼結合金製耐摩環を提供することである。本発
明のさらに別の目的は、冷却路を有する耐摩環を提供す
ることである。
が良好な焼結合金製耐摩環を提供することである。本発
明のさらに別の目的は、冷却路を有する耐摩環を提供す
ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、ピストンのリ
ング溝部に鋳包む焼結合金製の耐摩環において、前記耐
摩環は、リング溝上面とリング溝底面上部を形成する上
環状片と、リング溝下面とリング溝底面下部を形成する
下環状片とが接合された構造を有しており、かつ、銅合
金で溶浸されていることを特徴とする。
ング溝部に鋳包む焼結合金製の耐摩環において、前記耐
摩環は、リング溝上面とリング溝底面上部を形成する上
環状片と、リング溝下面とリング溝底面下部を形成する
下環状片とが接合された構造を有しており、かつ、銅合
金で溶浸されていることを特徴とする。
【０００８】ピストンのリング溝部を冷却するために、
耐摩環には冷却路が設けられるのが望ましく、下記の構
成を備えているのがよい。
耐摩環には冷却路が設けられるのが望ましく、下記の構
成を備えているのがよい。
【０００９】すなわち、前記上環状片および下環状片の
各接合面に環状凹部が形成され、これらの環状凹部が組
み合わされて冷却空洞を形成し、かつ、この冷却空洞に
連通する入口孔が前記上下の環状片のいずれかに形成さ
れているとともに、前記冷却空洞に連通する出口孔が前
記上下の環状片のいずれかに形成される。
各接合面に環状凹部が形成され、これらの環状凹部が組
み合わされて冷却空洞を形成し、かつ、この冷却空洞に
連通する入口孔が前記上下の環状片のいずれかに形成さ
れているとともに、前記冷却空洞に連通する出口孔が前
記上下の環状片のいずれかに形成される。
【００１０】あるいは、次のように構成してもよい。す
なわち、前記上環状片および下環状片の内周面と接合面
とが交わる各稜部に切り欠きが形成され、これらの切り
欠きが組み合わされて形成された環状凹部に環状の冷却
用パイプが配置され、この冷却用パイプに入口孔と出口
孔とが形成される。
なわち、前記上環状片および下環状片の内周面と接合面
とが交わる各稜部に切り欠きが形成され、これらの切り
欠きが組み合わされて形成された環状凹部に環状の冷却
用パイプが配置され、この冷却用パイプに入口孔と出口
孔とが形成される。
【００１１】本発明の耐摩環は、上環状片と下環状片と
が接合されている構造を有しているため、上下の環状片
をそれぞれ圧粉成形し、焼結で製造できる。したがっ
て、製造性がよい。上下の環状片は圧粉成形金型から容
易に抜くことができ、完成寸法に近い素材を製造でき
る。そのため、重量が少なく、機械加工費も少なくでき
る。
が接合されている構造を有しているため、上下の環状片
をそれぞれ圧粉成形し、焼結で製造できる。したがっ
て、製造性がよい。上下の環状片は圧粉成形金型から容
易に抜くことができ、完成寸法に近い素材を製造でき
る。そのため、重量が少なく、機械加工費も少なくでき
る。
【００１２】そして、本発明の耐摩環は銅合金の溶浸工
程で溶浸と上下の環状片の接合を同時に行うことができ
る。溶浸工程でスケルトンの空孔が銅合金で溶浸され
て、熱伝導性が向上し、鋳包み性のよい耐摩環が得られ
る。
程で溶浸と上下の環状片の接合を同時に行うことができ
る。溶浸工程でスケルトンの空孔が銅合金で溶浸され
て、熱伝導性が向上し、鋳包み性のよい耐摩環が得られ
る。
【００１３】また、本発明の耐摩環に上述したようにし
て冷却路を形成するようにすれば、可溶性中子を用いて
冷却空洞を形成する鋳造法によらず、容易に冷却路を形
成することができる。本発明は、耐摩環に冷却路が設け
られているので、鋳包みの際の取扱いが容易であり、ピ
ストンのリング溝部を直接冷却できる利点の他、コンパ
クトにできてピストン設計上の自由度が大きくなる。
て冷却路を形成するようにすれば、可溶性中子を用いて
冷却空洞を形成する鋳造法によらず、容易に冷却路を形
成することができる。本発明は、耐摩環に冷却路が設け
られているので、鋳包みの際の取扱いが容易であり、ピ
ストンのリング溝部を直接冷却できる利点の他、コンパ
クトにできてピストン設計上の自由度が大きくなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１〜図３により、本発明の一実
施形態を説明する。
施形態を説明する。
【００１５】ピストン１はアルミニウム合金製で、外周
面２に形成されているトップリング溝３にトップリング
４が装着されている。５はトップリング４が摺動するシ
リンダ６の内壁面である。
面２に形成されているトップリング溝３にトップリング
４が装着されている。５はトップリング４が摺動するシ
リンダ６の内壁面である。
【００１６】トップリング溝３は耐摩環１０が鋳包まれ
て構成されている。耐摩環１０は外周に切欠部が形成さ
れている断面コ字状の環状部材であり、ピストン１のリ
ング溝部に鋳包まれてトップリング溝３の上面と下面と
底面とを形成している。
て構成されている。耐摩環１０は外周に切欠部が形成さ
れている断面コ字状の環状部材であり、ピストン１のリ
ング溝部に鋳包まれてトップリング溝３の上面と下面と
底面とを形成している。
【００１７】耐摩環１０は焼結合金製で、銅合金で溶浸
されている。焼結合金の組成は例えばＣ０．５％以下、
Ｃｒ５〜７％、Ｍｏ１〜５％、Ｃｏ２〜１０％、Ｎｉ１
〜２０％、Ｖ０．２〜０．８％、残りＦｅおよび不純物
からなっている。
されている。焼結合金の組成は例えばＣ０．５％以下、
Ｃｒ５〜７％、Ｍｏ１〜５％、Ｃｏ２〜１０％、Ｎｉ１
〜２０％、Ｖ０．２〜０．８％、残りＦｅおよび不純物
からなっている。
【００１８】以下、耐摩環の詳細な構造を説明する。
【００１９】耐摩環１０は、リング溝上面とリング溝底
面上部とを形成する断面Ｌ字状の上環状片１１と、リン
グ溝下面とリング溝底面下部とを形成する断面Ｌ字状の
下環状片１２とが接合されて形成されている。
面上部とを形成する断面Ｌ字状の上環状片１１と、リン
グ溝下面とリング溝底面下部とを形成する断面Ｌ字状の
下環状片１２とが接合されて形成されている。
【００２０】上環状片１１は、外周下部に切り欠き１３
が形成されている断面Ｌ字状の環状部材であり、上面１
４と２つの下面１５，１６と内周面１７と２つの外周面
１８，１９とを有している。上面１４はピストン１のリ
ング溝部の上壁面と接合する面であり、リング溝底面側
の端部は水平面に形成され、残りの面は外周側に向かっ
て切り欠き１３側に傾斜している円錐面に形成されてい
る。上面１４の端部の水平面は耐摩環の製造時に圧粉成
形体を積層しやすくする。２つの下面１５，１６のう
ち、切り欠き１３に臨んでいる下面１５は水平面に形成
されてリング溝上面になり、下側の下面１６は水平な接
合面を形成している。内周面１７はピストン１のリング
溝部の底壁面と接合する面で垂直面に形成されている。
２つの外周面１８，１９のうち、外側の外周面１８は垂
直面に形成されてピストン１の外周面になり、切り欠き
１３に臨んでいる外周面１９は垂直面に形成されてリン
グ溝底面になる。
が形成されている断面Ｌ字状の環状部材であり、上面１
４と２つの下面１５，１６と内周面１７と２つの外周面
１８，１９とを有している。上面１４はピストン１のリ
ング溝部の上壁面と接合する面であり、リング溝底面側
の端部は水平面に形成され、残りの面は外周側に向かっ
て切り欠き１３側に傾斜している円錐面に形成されてい
る。上面１４の端部の水平面は耐摩環の製造時に圧粉成
形体を積層しやすくする。２つの下面１５，１６のう
ち、切り欠き１３に臨んでいる下面１５は水平面に形成
されてリング溝上面になり、下側の下面１６は水平な接
合面を形成している。内周面１７はピストン１のリング
溝部の底壁面と接合する面で垂直面に形成されている。
２つの外周面１８，１９のうち、外側の外周面１８は垂
直面に形成されてピストン１の外周面になり、切り欠き
１３に臨んでいる外周面１９は垂直面に形成されてリン
グ溝底面になる。
【００２１】下環状片１２は上環状片１１と上下対称に
形成されている。すなわち、下環状片１２は外周上部に
切り欠き２０が形成されている断面Ｌ字状の環状部材で
あり、下面２１と２つの上面２２，２３と内周面２４と
２つの外周面２５，２６とを有している。下面２１はピ
ストン１のリング溝部の下壁面と接合する面であり、リ
ング溝底面側の端部は水平面に形成され、残りの面は外
周側に向かって切り欠き２０側に傾斜している円錐面に
形成されている。２つの上面２２，２３のうち、切り欠
き２０に臨んでいる上面２２は水平面に形成されてリン
グ溝下面になり、上側の上面２３は水平な接合面を形成
している。内周面２４はピストン１のリング溝部の底壁
面と接合する面で垂直面に形成されている。２つの外周
面２５，２６のうち、外側の外周面２５は垂直面に形成
されてピストン１の外周面になり、切り欠き２０に臨ん
でいる外周面２６は垂直面に形成されてリング溝底面に
なる。
形成されている。すなわち、下環状片１２は外周上部に
切り欠き２０が形成されている断面Ｌ字状の環状部材で
あり、下面２１と２つの上面２２，２３と内周面２４と
２つの外周面２５，２６とを有している。下面２１はピ
ストン１のリング溝部の下壁面と接合する面であり、リ
ング溝底面側の端部は水平面に形成され、残りの面は外
周側に向かって切り欠き２０側に傾斜している円錐面に
形成されている。２つの上面２２，２３のうち、切り欠
き２０に臨んでいる上面２２は水平面に形成されてリン
グ溝下面になり、上側の上面２３は水平な接合面を形成
している。内周面２４はピストン１のリング溝部の底壁
面と接合する面で垂直面に形成されている。２つの外周
面２５，２６のうち、外側の外周面２５は垂直面に形成
されてピストン１の外周面になり、切り欠き２０に臨ん
でいる外周面２６は垂直面に形成されてリング溝底面に
なる。
【００２２】上環状片１１と下環状片１２は上下対称に
配置され、上環状片１１の下面（接合面）１６と下環状
片１２の上面（接合面）２３とが接合されて耐摩環１０
が形成され、上環状片１１と下環状片１２の外周側の切
り欠き１３，２０は合体してリング溝を構成する。
配置され、上環状片１１の下面（接合面）１６と下環状
片１２の上面（接合面）２３とが接合されて耐摩環１０
が形成され、上環状片１１と下環状片１２の外周側の切
り欠き１３，２０は合体してリング溝を構成する。
【００２３】以下、上記焼結合金製耐摩環１０の製造方
法を説明する。
法を説明する。
【００２４】Ｆｅ粉、フェロクロム粉末、フェロモリブ
デン粉末、フェロバナジウム粉末およびＣｏ粉末、Ｎｉ
粉末を上述した組成範囲となるように混合して、上環状
片１１（下環状片１２）の形状に圧粉成形する。
デン粉末、フェロバナジウム粉末およびＣｏ粉末、Ｎｉ
粉末を上述した組成範囲となるように混合して、上環状
片１１（下環状片１２）の形状に圧粉成形する。
【００２５】次に、粉末成形体としての上環状片１１と
下環状片１２を、上環状片１１の下面（接合面）１６と
下環状片１２の上面（接合面）２３との間に環状の溶浸
用銅合金板２７を介装して積層し、さらにこの積層品を
多数組、環状の溶浸用銅合金板２８を介装して上下に積
層し、焼結と同時に銅合金溶浸する。この溶浸工程で、
上環状片１１の下面（接合面）１６と下環状片１２の上
面（接合面）２３が接合されるとともに、上下の環状片
１１，１２が銅合金で溶浸される。焼結および銅合金溶
浸後、耐摩環１０同士を分離する。
下環状片１２を、上環状片１１の下面（接合面）１６と
下環状片１２の上面（接合面）２３との間に環状の溶浸
用銅合金板２７を介装して積層し、さらにこの積層品を
多数組、環状の溶浸用銅合金板２８を介装して上下に積
層し、焼結と同時に銅合金溶浸する。この溶浸工程で、
上環状片１１の下面（接合面）１６と下環状片１２の上
面（接合面）２３が接合されるとともに、上下の環状片
１１，１２が銅合金で溶浸される。焼結および銅合金溶
浸後、耐摩環１０同士を分離する。
【００２６】なお、耐摩環１０同士は上環状片１１の上
面１４端部と下環状片１２の下面２１端部の水平面部分
が銅合金で接合されるが、前記水平面部分の長さは短
く、さらに溶浸用銅合金の量を所要量に比べて過大にな
らないようにすれば、溶浸後、耐摩環１０同士は容易に
分離可能である。
面１４端部と下環状片１２の下面２１端部の水平面部分
が銅合金で接合されるが、前記水平面部分の長さは短
く、さらに溶浸用銅合金の量を所要量に比べて過大にな
らないようにすれば、溶浸後、耐摩環１０同士は容易に
分離可能である。
【００２７】上記耐摩環１０をピストン１に鋳包むに
は、耐摩環１０を予熱し、圧力鋳造機のピストン金型に
セットして、アルミニウム合金を注湯、充填後、加圧し
て、凝固後、取り出せばよい。
は、耐摩環１０を予熱し、圧力鋳造機のピストン金型に
セットして、アルミニウム合金を注湯、充填後、加圧し
て、凝固後、取り出せばよい。
【００２８】図４および図５は本発明の別の実施形態２
を示している。本実施形態２の耐摩環１０Ａは、前記実
施形態１で説明した耐摩環１０の内周側に全周にわたっ
て冷却空洞形成部分が突出形成されているものである。
を示している。本実施形態２の耐摩環１０Ａは、前記実
施形態１で説明した耐摩環１０の内周側に全周にわたっ
て冷却空洞形成部分が突出形成されているものである。
【００２９】すなわち、本実施形態２の耐摩環１０Ａの
上環状片１１Ａは、前記実施形態１で説明した上環状片
１１の内周面の全周にわたって下面（接合面）１６が内
周側に延長するようにして冷却空洞形成部分３０が突出
形成されており、この環状の冷却空洞形成部分３０の下
面（接合面）１６に環状凹部３１が形成されている。な
お、冷却空洞形成部分３０の上面１４ａは前記実施形態
１で説明した上環状片１１の上面１４の水平面よりも少
し下側に位置されている。
上環状片１１Ａは、前記実施形態１で説明した上環状片
１１の内周面の全周にわたって下面（接合面）１６が内
周側に延長するようにして冷却空洞形成部分３０が突出
形成されており、この環状の冷却空洞形成部分３０の下
面（接合面）１６に環状凹部３１が形成されている。な
お、冷却空洞形成部分３０の上面１４ａは前記実施形態
１で説明した上環状片１１の上面１４の水平面よりも少
し下側に位置されている。
【００３０】下環状片１２Ａは、上環状片１１Ａと上下
対称に形成されている。すなわち、下環状片１２Ａは、
前記実施形態１で説明した下環状片１２の内周面の全周
にわたって上面（接合面）２３が内周側に延長するよう
にして冷却空洞形成部分３２が突出形成されており、こ
の環状の冷却空洞形成部分３２の上面（接合面）２３に
環状凹部３３が形成されている。冷却空洞形成部分３２
の下面２１ａは前記実施形態１で説明した下環状片１２
の下面２１の水平面よりも少し上側に位置されている。
なお、下環状片１２Ａには冷却空洞形成部分３２の環状
凹部３３にそれぞれ連通する冷却液の入口孔３４と出口
孔３５とが、円周上の所定位置に冷却空洞形成部分３２
を軸方向に貫通するように形成されており、この部分が
上環状片１１Ａと相違している。
対称に形成されている。すなわち、下環状片１２Ａは、
前記実施形態１で説明した下環状片１２の内周面の全周
にわたって上面（接合面）２３が内周側に延長するよう
にして冷却空洞形成部分３２が突出形成されており、こ
の環状の冷却空洞形成部分３２の上面（接合面）２３に
環状凹部３３が形成されている。冷却空洞形成部分３２
の下面２１ａは前記実施形態１で説明した下環状片１２
の下面２１の水平面よりも少し上側に位置されている。
なお、下環状片１２Ａには冷却空洞形成部分３２の環状
凹部３３にそれぞれ連通する冷却液の入口孔３４と出口
孔３５とが、円周上の所定位置に冷却空洞形成部分３２
を軸方向に貫通するように形成されており、この部分が
上環状片１１Ａと相違している。
【００３１】上環状片１１Ａと下環状片１２Ａは上下対
称に配置され、上環状片１１Ａの下面（接合面）１６と
下環状片１２Ａの上面（接合面）２３とが接合されて耐
摩環１０Ａが形成され、上環状片１１Ａと下環状片１２
Ａの外周側の切り欠き１３，２０は合体してリング溝を
構成し、さらに、上環状片１１Ａと下環状片１２Ａの内
周側の環状凹部３１，３３は合体して冷却空洞３６を構
成する。
称に配置され、上環状片１１Ａの下面（接合面）１６と
下環状片１２Ａの上面（接合面）２３とが接合されて耐
摩環１０Ａが形成され、上環状片１１Ａと下環状片１２
Ａの外周側の切り欠き１３，２０は合体してリング溝を
構成し、さらに、上環状片１１Ａと下環状片１２Ａの内
周側の環状凹部３１，３３は合体して冷却空洞３６を構
成する。
【００３２】耐摩環１０Ａは、前記実施形態１で説明し
たのと同じようにして製造する。すなわち、粉末成形体
としての上環状片１１Ａと下環状片１２Ａを、上環状片
１１Ａの下面（接合面）１６と下環状片１２Ａの上面
（接合面）２３との間に環状の溶浸用銅合金板を介装し
て積層し、さらにこの積層品を多数組、環状の溶浸用銅
合金板を介装して上下に積層し、焼結と同時に銅合金溶
浸する。この溶浸工程で、上環状片１１Ａの下面（接合
面）１６と下環状片１２Ａの上面（接合面）２３が接合
されるとともに、上下の環状片１１Ａ，１２Ａが銅合金
で溶浸される。焼結および銅合金溶浸後、耐摩環１０Ａ
同士を分離する。
たのと同じようにして製造する。すなわち、粉末成形体
としての上環状片１１Ａと下環状片１２Ａを、上環状片
１１Ａの下面（接合面）１６と下環状片１２Ａの上面
（接合面）２３との間に環状の溶浸用銅合金板を介装し
て積層し、さらにこの積層品を多数組、環状の溶浸用銅
合金板を介装して上下に積層し、焼結と同時に銅合金溶
浸する。この溶浸工程で、上環状片１１Ａの下面（接合
面）１６と下環状片１２Ａの上面（接合面）２３が接合
されるとともに、上下の環状片１１Ａ，１２Ａが銅合金
で溶浸される。焼結および銅合金溶浸後、耐摩環１０Ａ
同士を分離する。
【００３３】上記耐摩環１０Ａをピストン１に鋳包む際
は、耐摩環１０Ａの冷却空洞３６に連通している入口孔
３４と出口孔３５にそれぞれスチール製の冷却用パイプ
の一端を差し込み、それを予熱し、圧力鋳造機のピスト
ン金型にセットする。次に、アルミニウム合金を注湯、
充填後、加圧して、凝固後、取り出せばよい。
は、耐摩環１０Ａの冷却空洞３６に連通している入口孔
３４と出口孔３５にそれぞれスチール製の冷却用パイプ
の一端を差し込み、それを予熱し、圧力鋳造機のピスト
ン金型にセットする。次に、アルミニウム合金を注湯、
充填後、加圧して、凝固後、取り出せばよい。
【００３４】図４に上記冷却用パイプが示されている。
ただし、図４は入口側の冷却用パイプ３７を示してお
り、一端は入口孔３４に接続し、他端はピストン１の中
空部内に突出配置されている。出口側の冷却用パイプも
入口側の冷却用パイプ３７と同じように構成され、一端
は出口孔３５に接続し、他端はピストン１の中空部内に
突出配置されている。４０はセカンドリング溝４１に装
着されているセカンドリングであり、４２はオイルリン
グ溝４３に装着されている組合せオイルリングである。
ただし、図４は入口側の冷却用パイプ３７を示してお
り、一端は入口孔３４に接続し、他端はピストン１の中
空部内に突出配置されている。出口側の冷却用パイプも
入口側の冷却用パイプ３７と同じように構成され、一端
は出口孔３５に接続し、他端はピストン１の中空部内に
突出配置されている。４０はセカンドリング溝４１に装
着されているセカンドリングであり、４２はオイルリン
グ溝４３に装着されている組合せオイルリングである。
【００３５】したがって、冷却油が図示外の冷却油供給
手段により、入口側の冷却用パイプ３７を通じて冷却空
洞３６内に送り込まれると、冷却油は冷却空洞３６内を
流れてピストン１のトップリング溝３を冷却した後、出
口側の冷却用パイプからピストン１の中空部内に排出す
る。スケルトンの空孔は銅合金の溶浸工程で溶浸され封
孔されるので、冷却空洞３６からトップリング溝３へ冷
却油が漏れることはない。
手段により、入口側の冷却用パイプ３７を通じて冷却空
洞３６内に送り込まれると、冷却油は冷却空洞３６内を
流れてピストン１のトップリング溝３を冷却した後、出
口側の冷却用パイプからピストン１の中空部内に排出す
る。スケルトンの空孔は銅合金の溶浸工程で溶浸され封
孔されるので、冷却空洞３６からトップリング溝３へ冷
却油が漏れることはない。
【００３６】図６および図７は本発明のさらに別の実施
形態３を示している。本実施形態３の耐摩環１０Ｂは、
前記実施形態１で説明した耐摩環１０の内周側に全周に
わたって環状の冷却用パイプ５０が配置されているもの
である。
形態３を示している。本実施形態３の耐摩環１０Ｂは、
前記実施形態１で説明した耐摩環１０の内周側に全周に
わたって環状の冷却用パイプ５０が配置されているもの
である。
【００３７】すなわち、本実施形態３の耐摩環１０Ｂの
上環状片１１Ｂは、前記実施形態１で説明した上環状片
１１の内周面１７と下面（接合面）１６とが交わる稜部
に全周にわたって断面円弧状の切り欠き５１が形成され
ている。
上環状片１１Ｂは、前記実施形態１で説明した上環状片
１１の内周面１７と下面（接合面）１６とが交わる稜部
に全周にわたって断面円弧状の切り欠き５１が形成され
ている。
【００３８】下環状片１２Ｂは、上環状片１１Ｂと上下
対称に形成されている。すなわち、下環状片１２Ｂは、
前記実施形態１で説明した下環状片１２の内周面２４と
上面（接合面）２３とが交わる稜部に全周にわたって断
面円弧状の切り欠き５２が形成されている。なお、下環
状片１２Ｂの内周面には、後述する入口用冷却パイプと
出口用冷却パイプが配置するための断面半円状の軸方向
溝が円周上の所定位置に２箇所形成されている。図７に
入口用冷却パイプが配置するための軸方向溝５３が示さ
れており、出口用冷却パイプが配置するための軸方向溝
も同じように構成されている。
対称に形成されている。すなわち、下環状片１２Ｂは、
前記実施形態１で説明した下環状片１２の内周面２４と
上面（接合面）２３とが交わる稜部に全周にわたって断
面円弧状の切り欠き５２が形成されている。なお、下環
状片１２Ｂの内周面には、後述する入口用冷却パイプと
出口用冷却パイプが配置するための断面半円状の軸方向
溝が円周上の所定位置に２箇所形成されている。図７に
入口用冷却パイプが配置するための軸方向溝５３が示さ
れており、出口用冷却パイプが配置するための軸方向溝
も同じように構成されている。
【００３９】上環状片１１Ｂと下環状片１２Ｂは上下対
称に配置され、上環状片１１Ｂの下面（接合面）１６と
下環状片１２Ｂの上面（接合面）２３とが接合されて耐
摩環１０Ｂが形成され、上環状片１１Ｂと下環状片１２
Ｂの外周側の切り欠き１３，２０は合体してリング溝を
構成し、さらに、上環状片１１Ｂと下環状片１２Ｂの内
周側の切り欠き５１，５２が合体して断面半円状の環状
凹部が構成され、その環状凹部に環状のスチール製冷却
用パイプ５０が配置される。冷却用パイプ５０には円周
上の所定位置の下面に入口孔５４と出口孔５５とが形成
されている。
称に配置され、上環状片１１Ｂの下面（接合面）１６と
下環状片１２Ｂの上面（接合面）２３とが接合されて耐
摩環１０Ｂが形成され、上環状片１１Ｂと下環状片１２
Ｂの外周側の切り欠き１３，２０は合体してリング溝を
構成し、さらに、上環状片１１Ｂと下環状片１２Ｂの内
周側の切り欠き５１，５２が合体して断面半円状の環状
凹部が構成され、その環状凹部に環状のスチール製冷却
用パイプ５０が配置される。冷却用パイプ５０には円周
上の所定位置の下面に入口孔５４と出口孔５５とが形成
されている。
【００４０】耐摩環１０Ｂは、前記実施形態１で説明し
たのと同じようにして製造する。すなわち、粉末成形体
としての上環状片１１Ｂと下環状片１２Ｂを、上環状片
１０Ｂの下面（接合面）１６と下環状片１２Ｂの上面
（接合面）２３との間に環状の溶浸用銅合金板を介装し
て積層する。この際、内周側に形成される環状凹部に環
状の冷却用パイプ５０を配置する。冷却用パイプ５０は
スチール製のパイプを環状に成形し、合口を溶接した
後、入口孔５４と出口孔５５を孔あけ加工して形成され
る。そして、上記積層品を多数組、環状の溶浸用銅合金
板を介装して上下に積層し、焼結と同時に銅合金溶浸す
る。この溶浸工程で、上環状片１０Ｂの下面（接合面）
１６と下環状片１２Ｂの上面（接合面）２３が接合され
るとともに、上下の環状片１１Ｂ，１２Ｂが銅合金で溶
浸される。焼結および銅合金溶浸後、耐摩環１０Ｂ同士
を分離する。以上により、内周に環状の冷却用パイプ５
０が配置固定されている耐摩環１０Ｂが製造される。
たのと同じようにして製造する。すなわち、粉末成形体
としての上環状片１１Ｂと下環状片１２Ｂを、上環状片
１０Ｂの下面（接合面）１６と下環状片１２Ｂの上面
（接合面）２３との間に環状の溶浸用銅合金板を介装し
て積層する。この際、内周側に形成される環状凹部に環
状の冷却用パイプ５０を配置する。冷却用パイプ５０は
スチール製のパイプを環状に成形し、合口を溶接した
後、入口孔５４と出口孔５５を孔あけ加工して形成され
る。そして、上記積層品を多数組、環状の溶浸用銅合金
板を介装して上下に積層し、焼結と同時に銅合金溶浸す
る。この溶浸工程で、上環状片１０Ｂの下面（接合面）
１６と下環状片１２Ｂの上面（接合面）２３が接合され
るとともに、上下の環状片１１Ｂ，１２Ｂが銅合金で溶
浸される。焼結および銅合金溶浸後、耐摩環１０Ｂ同士
を分離する。以上により、内周に環状の冷却用パイプ５
０が配置固定されている耐摩環１０Ｂが製造される。
【００４１】上記耐摩環１０Ｂをピストン１に鋳包む際
は、耐摩環１０Ｂの内周に配置されている環状パイプ５
０の入口孔５４と出口孔５５にそれぞれスチール製の冷
却用パイプの一端を差し込み、それを予熱し、圧力鋳造
機のピストン金型にセットする。次に、アルミニウム合
金を注湯、充填後、加圧して、凝固後、取り出せばよ
い。
は、耐摩環１０Ｂの内周に配置されている環状パイプ５
０の入口孔５４と出口孔５５にそれぞれスチール製の冷
却用パイプの一端を差し込み、それを予熱し、圧力鋳造
機のピストン金型にセットする。次に、アルミニウム合
金を注湯、充填後、加圧して、凝固後、取り出せばよ
い。
【００４２】各冷却用パイプは上記実施形態２で説明し
たと同じように、入口側の冷却用パイプは一端が入口孔
５４に接続し、他端はピストン１の中空部内に突出配置
され、出口側の冷却用パイプは一端が出口孔５５に接続
し、他端はピストン１の中空部内に突出配置される。図
６において、４０はセカンドリング溝４１に装着されて
いるセカンドリングであり、４２はオイルリング溝４３
に装着されている組合せオイルリングである。
たと同じように、入口側の冷却用パイプは一端が入口孔
５４に接続し、他端はピストン１の中空部内に突出配置
され、出口側の冷却用パイプは一端が出口孔５５に接続
し、他端はピストン１の中空部内に突出配置される。図
６において、４０はセカンドリング溝４１に装着されて
いるセカンドリングであり、４２はオイルリング溝４３
に装着されている組合せオイルリングである。
【００４３】したがって、冷却油が図示外の冷却油供給
手段により、入口側の冷却用パイプを通じて環状の冷却
用パイプ５０内に送り込まれると、冷却油は環状の冷却
用パイプ５０内を流れてピストン１のトップリング溝３
を冷却した後、出口側の冷却用パイプからピストン１の
中空部内に排出する。
手段により、入口側の冷却用パイプを通じて環状の冷却
用パイプ５０内に送り込まれると、冷却油は環状の冷却
用パイプ５０内を流れてピストン１のトップリング溝３
を冷却した後、出口側の冷却用パイプからピストン１の
中空部内に排出する。
【００４４】なお、以上の実施形態で示したように、上
環状片と下環状片を上下対称に構成すると、１種類の焼
結素材を上環状片と下環状片の両方に使用可能である。
環状片と下環状片を上下対称に構成すると、１種類の焼
結素材を上環状片と下環状片の両方に使用可能である。
【００４５】また、上記実施形態では、焼結と銅合金溶
浸を同時に行っているが、焼結工程と銅合金溶浸工程を
分離して行ってもよい。
浸を同時に行っているが、焼結工程と銅合金溶浸工程を
分離して行ってもよい。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、製
造性がよく、熱伝導性が良好な焼結合金製耐摩環を提供
することができる。また、冷却路を有する耐摩環を提供
することができる。
造性がよく、熱伝導性が良好な焼結合金製耐摩環を提供
することができる。また、冷却路を有する耐摩環を提供
することができる。
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】（ａ）は図１に示す耐摩環の平面図、（ｂ）は
（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。
（ａ）におけるＸ−Ｘ線断面図である。
【図３】上下の環状片と溶浸用銅合金板との積層状態を
示す縦断面図である。
示す縦断面図である。
【図４】本発明の別の実施形態を示す縦断面図である。
【図５】（ａ）は図４に示す耐摩環の底面図、（ｂ）は
（ａ）におけるＹ−Ｙ線断面図である。
（ａ）におけるＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態を示す縦断面図で
ある。
ある。
【図７】（ａ）は図６に示す耐摩環の底面図、（ｂ）は
（ａ）におけるＺ−Ｚ線断面図である。
（ａ）におけるＺ−Ｚ線断面図である。
１…ピストン、２…外周面、３…トップリング溝、４…
トップリング、５…シリンダ内壁面、６…シリンダ、１
０，１０Ａ，１０Ｂ…耐摩環、１１，１１Ａ，１１Ｂ…
上環状片、１２，１２Ａ，１２Ｂ…下環状片、１３…切
り欠き、１４…上面、１５，１６…下面、１７…内周
面、１８，１９…外周面、２０…切り欠き、２１…下
面、２２，２３…上面、２４…内周面、２５，２６…外
周面、２７，２８…溶浸用銅合金板、３０，３２…冷却
空洞形成部分、３１，３３…環状凹部、３４…入口孔、
３５…出口孔、３６…冷却空洞、３７…冷却用パイプ、
４０…セカンドリング、４１…セカンドリング溝、４２
…組合せオイルリング、４３…オイルリング溝、５０…
冷却用パイプ、５１，５２…切り欠き、５３…軸方向
溝、５４…入口孔、５５…出口孔。
トップリング、５…シリンダ内壁面、６…シリンダ、１
０，１０Ａ，１０Ｂ…耐摩環、１１，１１Ａ，１１Ｂ…
上環状片、１２，１２Ａ，１２Ｂ…下環状片、１３…切
り欠き、１４…上面、１５，１６…下面、１７…内周
面、１８，１９…外周面、２０…切り欠き、２１…下
面、２２，２３…上面、２４…内周面、２５，２６…外
周面、２７，２８…溶浸用銅合金板、３０，３２…冷却
空洞形成部分、３１，３３…環状凹部、３４…入口孔、
３５…出口孔、３６…冷却空洞、３７…冷却用パイプ、
４０…セカンドリング、４１…セカンドリング溝、４２
…組合せオイルリング、４３…オイルリング溝、５０…
冷却用パイプ、５１，５２…切り欠き、５３…軸方向
溝、５４…入口孔、５５…出口孔。
Claims (7)
- 【請求項１】 ピストンのリング溝部に鋳包む焼結合金
製の耐摩環において、前記耐摩環は、リング溝上面とリ
ング溝底面上部を形成する上環状片と、リング溝下面と
リング溝底面下部を形成する下環状片とが接合された構
造を有しており、かつ、銅合金で溶浸されていることを
特徴とする耐摩環。 - 【請求項２】 前記上環状片および下環状片の各接合面
に環状凹部が形成され、これらの環状凹部が組み合わさ
れて冷却空洞を形成しており、かつ、この冷却空洞に連
通する入口孔が前記上下の環状片のいずれかに形成され
ているとともに、前記冷却空洞に連通する出口孔が前記
上下の環状片のいずれかに形成されていることを特徴と
する請求項１記載の耐摩環。 - 【請求項３】 前記上環状片および下環状片の内周面と
接合面とが交わる各稜部に切り欠きが形成され、これら
の切り欠きが組み合わされて形成された環状凹部に環状
の冷却用パイプが配置されており、この冷却用パイプに
入口孔と出口孔とが形成されていることを特徴とする請
求項１記載の耐摩環。 - 【請求項４】 請求項１記載の耐摩環がリング溝部に鋳
包まれていることを特徴とするアルミニウム合金製ピス
トン。 - 【請求項５】 請求項２記載の耐摩環がリング溝部に鋳
包まれているとともに、この耐摩環の冷却空洞に連通し
ている入口孔に一端部が接続し他端部がピストンの中空
部内に臨んでいる冷却用パイプと、前記耐摩環の冷却空
洞に連通している出口孔に一端部が接続し他端部がピス
トンの中空部内に臨んでいる冷却用パイプとがピストン
内部に鋳包まれていることを特徴とするアルミニウム合
金製ピストン。 - 【請求項６】 請求項３記載の耐摩環がリング溝部に鋳
包まれているとともに、この耐摩環の内周に配置されて
いる環状の冷却用パイプの入口孔に一端部が接続し他端
部がピストンの中空部内に臨んでいる冷却用パイプと、
前記環状の冷却用パイプの出口孔に一端部が接続し他端
部がピストンの中空部内に臨んでいる冷却用パイプとが
ピストン内部に鋳包まれていることを特徴とするアルミ
ニウム合金製ピストン。 - 【請求項７】 リング溝上面とリング溝底面上部を形成
する上環状片と、リング溝下面とリング溝底面下部を形
成する下環状片とをそれぞれ焼結により形成し、これら
を銅合金の溶浸工程で接合して、焼結合金製耐摩環を製
造することを特徴とする耐摩環の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19647497A JP3842387B2 (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 耐摩環およびその製造方法ならびに耐摩環を装着したピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19647497A JP3842387B2 (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 耐摩環およびその製造方法ならびに耐摩環を装着したピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1122544A true JPH1122544A (ja) | 1999-01-26 |
| JP3842387B2 JP3842387B2 (ja) | 2006-11-08 |
Family
ID=16358411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19647497A Expired - Fee Related JP3842387B2 (ja) | 1997-07-07 | 1997-07-07 | 耐摩環およびその製造方法ならびに耐摩環を装着したピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3842387B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100444863B1 (ko) * | 2002-02-19 | 2004-08-21 | 현대자동차주식회사 | 피스톤 링의 구조 |
-
1997
- 1997-07-07 JP JP19647497A patent/JP3842387B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100444863B1 (ko) * | 2002-02-19 | 2004-08-21 | 현대자동차주식회사 | 피스톤 링의 구조 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3842387B2 (ja) | 2006-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8950375B2 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
| JP2007270813A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JP2007270812A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| EP0744541B1 (en) | Process for producing engine cylinder blocks | |
| US9765728B2 (en) | Piston for an internal combustion engine | |
| US4599772A (en) | Method for reinforcement of pistons of aluminum or aluminum alloy | |
| CN100503143C (zh) | 内燃机活塞的制造方法 | |
| JPS6158955A (ja) | ピストンの製作法 | |
| CN109154250A (zh) | 活塞及其制造方法 | |
| EP1052435B1 (en) | Piston ring carrier with cooling cavity and method of manufacturing the same | |
| JP3705676B2 (ja) | 内燃機関用ピストンの製造方法 | |
| US6240827B1 (en) | Composite piston for reciprocating machine | |
| JPH1122544A (ja) | 耐摩環およびその製造方法ならびに耐摩環を装着したピストン | |
| US6508162B2 (en) | Dual alloy piston and method of manufacture | |
| JP2009287486A (ja) | 内燃機関のピストン | |
| JPH024763B2 (ja) | ||
| EP0870919B1 (en) | Piston for an internal combustion engine and a method for producing same | |
| JP3626827B2 (ja) | シリンダライナ | |
| CN109622975A (zh) | 一种粉末冶金组合烧结式柱塞泵缸体及其制备方法 | |
| KR101424007B1 (ko) | 디젤 엔진 피스톤용 오일 갤러리 접합 소결 인서트링 및 이의 제조 방법과 이를 이용한 오일 갤러리 접합 소결 인서트링 일체형 피스톤 | |
| JP2001329305A (ja) | 多孔質金属焼結体よりなる耐摩環 | |
| JPS6246803Y2 (ja) | ||
| JP2003090432A (ja) | 冷却空洞付き耐摩環およびその製造方法 | |
| JP2000145539A (ja) | 冷却空洞付きピストン耐摩環およびその製造方法 | |
| JP3883656B2 (ja) | 耐摩環およびそれを装着したピストン |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060317 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060328 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060523 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060808 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Effective date: 20060810 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 3 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090818 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100818 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100818 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110818 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |