JPH11226721A - ピストンの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易に、かつ、低コストで、充分な強度を有
するピストンを製造する。 【解決手段】 リング溝部材１４を予め加熱して、リン
グ溝部材１４の表面１４ａに酸化被膜４０を生成させ
る。その後、リング溝部材１４を鋳型３２内に配置し
て、この酸化被膜４０が活性状態にある間に、ピストン
本体１２を形成する溶融金属Ｍを、鋳型３２内に流し込
んで、その溶湯流により酸化被膜４０を剥離、除去し
て、リング溝部材１４をピストン本体１２により鋳包み
してピストンを製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、自動車の
ディーゼルエンジン等に用いられるピストン、特に、ピ
ストン本体と、強度や耐摩耗性等を向上させるためピス
トン本体に鋳包みされ、ピストンリングが嵌合されるべ
きリング溝部材とから成るいわゆる鋳包み型ピストンの
製造方法の改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、様々な部品において、その軽量化
が進み、例えば、自動車のディーゼルエンジン用のピス
トンについても、アルミニウム合金（以下、単に、『ア
ルミニウム』と称する。）から形成されたピストン等が
用いられることが多くなった。この場合、図９に示すよ
うに、ピストン１０は、ピストンリング１を介して図示
しないシリンダ内を摺動するため、このピストンリング
１が嵌合するピストン１０のリング溝１６には、充分な
強度、耐摩耗性が要求される。

【０００３】しかし、上記のように、ピストン１０をア
ルミニウムから形成すると、軽量化や熱伝達性の向上は
図ることができるものの、このリング溝１６の強度や耐
摩耗性を充分に確保することができない問題がある。こ
のため、一般に、アルミニウムからピストン１０を形成
する場合には、図９に示すように、このピストンリング
１が嵌合するリング溝１６部分を、例えば、オーステナ
イト球状黒鉛鋳鉄等の鉄系金属材料等の充分な強度を有
する材料から形成された別部品（即ち、リング溝部材１
４）とし、このリング溝部材１４を、アルミニウムから
成るピストン本体１２により鋳包みして、部分的にリン
グ溝１６の強度を向上しつつ、軽量化を図ることが行わ
れていた。

【０００４】この場合、ピストン本体１２とリング溝部
材１４とを結合させるため、かねてより広く用いられて
いる手段として、従来は、（１）鋳包みの前処理（鋳包
み材であるリング溝部材１４の表面処理）として、リン
グ溝部材１４を、溶融アルミニウム内に浸漬することに
より予熱して、図９に示すように、この鋳包み材である
リング溝部材１４の表面１４ａにリング溝部材１４の金
属材料とアルミニウムとの金属間化合物から成る中間層
４２（接着層）を形成し、この中間層４２を介して鋳包
みすることにより、この金属間化合物から成る中間層４
２をもってアルムニウムから成るピストン本体１２と、
リング溝部材１４との結合性を高めることが行われてい
た（いわゆるアルフィン処理）。

【０００５】しかし、この従来技術では、アルミニウム
とリング溝部材１４の金属材料との界面が脆弱で、結合
が必ずしも強固なものではないため、境界部が充分な強
度を有しない問題があった。また、この中間層４２を形
成するためリング溝部材１４を溶融アルミニウムにより
予熱する際に、リング溝部材１４の表面１４ａに酸化被
膜４０が形成され、この酸化被膜４０等の不純物が存在
したまま、鋳包みすると、ピストン本体１２とリング溝
部材１４との結合が一層不安定となり、ピストン１０の
強度が低下することがあった。加えて、予めピストン本
体１２とは別に形成されたリング溝部材１４の表面１４
ａには、この酸化被膜４０のみならず、注湯までの後工
程で更に塵や埃等の不純物が付着して、これらの塵等に
よっても、リング溝部材１４の表面１４ａが汚染され
て、結合強度に影響を与えるおそれがあった。一方で、
これらの酸化被膜４０等の不純物を除去する作業を別途
行うと手間がかかる。

【０００６】そのため、この一般的なアルフィン処理の
問題点を考慮し、（２）中間層４２を、アルミニウムと
リング溝部材１４の金属材料の金属間化合物ではなく、
ある程度、耐酸化性を有する、例えば、ニッケル自溶性
合金や、すず（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属材料から
形成し、その後予熱して鋳包みする手段も提案されてい
る。この手段においては、これらの中間層４２となる金
属は、アーク溶射、プラズマ溶射等の溶射、又は、めっ
き、浸漬等の方法で、鋳包み材であるリング溝部材１４
の表面１４ａに施される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この（２）の
従来技術のように、異種材料を中間層４２とすると、溶
射等により形成される中間層４２の表面が不均一であっ
たりすると、ピストン本体１２とリング溝部材１４との
境界面の強度や脆性に悪影響を及ぼすおそれがある。ま
た、このように中間層４２を異種金属から形成しても、
中間層４２の施工後、注湯までの後工程で不純物が付着
するおそれがある点では、上記のアルフィン処理と変わ
りがない。

【０００８】また、中間層４２として異種材料を使用す
ると、その分コストが嵩む問題が生じる。このコストの
増大は、中間層４２の表面を均一化するため、中間層４
２として、上記の耐酸化性の金属層に加えて更にクロム
層等を設けた場合には、一層顕著となる。

【０００９】更に、以上の（１）、（２）のいずれの従
来技術においても、中間層４２を設けるため、その分、
製造工程が複雑となり手間がかかる問題を生じていた。
加えて、いずれの従来技術でも、酸化被膜４０（不純
物）の介在を防止するためには、例えば、上記（２）の
従来技術のように、中間層４２として耐酸化性材料を使
用したり、また、鋳包み材であるリング溝部材１４を不
活性ガス雰囲気下において予熱する必要が生じる等の問
題があり、また、このことが、手間やコストを一層要す
る原因ともなっていた。その一方で、これらの酸化防止
のための手段を講じないと、上記（１）の従来技術のよ
うに、ピストン本体１２とリング溝部材１４との間に酸
化被膜４０による不純物が介在することになり、結合強
度が低下する問題が生じる。

【００１０】また、上記のように、アルムニウムから成
るピストン本体１２と、部分強化のためのリング溝部材
１４という異なる２つの材料の金属を結合させたいわゆ
る鋳包み型結合ピストン１０においては、２つの部材の
材料の物理的性質の相違により、鋳包み製造後に、ピス
トン本体１２やリング溝部材１４のそれぞれに残留応力
が生じ、高温下において、高速で摺動するピストン１０
全体の強度が低下する問題も有していた。

【００１１】一方、以上のようなアルミニウムから成る
ピストン１０ではなく、従来より用いられている鋳鉄か
ら成るピストン１０においては、ある程度充分な耐摩耗
性、強度を有するために、アルミニウムから成るピスト
ン１０と異なり、図１０に示すように、特に部分強化の
ためのリング溝部材１４の如き部材は使用されておら
ず、ピストン本体１２自体にリング溝１６を直接形成し
ていた。

【００１２】もっとも、このような鋳鉄ピストン１０に
おいても、ピストン１０は、過酷な使用条件において
は、図示しないシリンダ内を高速で摺動するうちに、リ
ング溝１６部分が摩耗・変形したり、場合によっては、
破壊へと至り、その結果、エンジンオイルの消費量が不
必要に増大したり、また、ピストン１０の耐久性へ影響
を与えるおそれがある。このため、従来から、図１０に
示す鋳鉄ピストン１０においても、ピストンリング１が
嵌合されるリング溝１６部分を、焼入れにより部分強化
することが行われていた。

【００１３】しかし、このように焼入れ等の熱処理を必
要とすると、手間がかかると共にコストが上昇する問題
が生じると同時に、そもそも焼入れ深さにはある程度限
界があるため、充分に強化を行うことが必ずしもできな
かった。特に、近年においては、エンジンの排気ガス対
策や性能の向上に伴い、鋳鉄から成るピストン１０であ
っても必ずしも充分な強度を有するとはいえず、より一
層強度を向上させることが必要となってきた。

【００１４】この場合、図９に示すアルミニウムから成
るピストン１０と同様に、リング溝部材１４等を使用し
て強度を向上することが考えられるが、従来の鋳包み型
のアルミニウムから成るピストン１０と同様の方法によ
り、鋳包みすると、上記と同様に、製造に手間やコスト
を要したり、また、酸化被膜４０等による結合性の低下
等の問題が生じる。

【００１５】本発明の課題は、上記の問題点を解決する
ため、簡易に、かつ、低コストで、充分な強度を有する
鋳包み型ピストンを製造することができるピストンの製
造方法を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題を
解決するための第１の手段として、ピストンリングが嵌
合されるべきリング溝部材をピストン本体に鋳包みして
ピストンを製造する方法において、リング溝部材を予め
加熱してリング溝部材の表面に酸化被膜を生成させた
後、このリング溝部材を鋳型内に配置してリング溝部材
の表面の酸化被膜が活性状態にある間にピストン本体を
形成する溶融金属を鋳型内に流し込んで、リング溝部材
がピストン本体により鋳包みされたピストンを製造する
ことを特徴とするピストンの製造方法を提供するもので
ある。

【００１７】このように、リング溝部材に酸化被膜を生
成させ、この酸化被膜が活性状態にあるうちに、ピスト
ン本体を形成する溶融金属を鋳型内に流し込んで鋳包み
すると、活性状態にあるリング溝部材表面の酸化被膜は
脆いことから、鋳型内に流し込まれたピストン本体を形
成する溶融金属の溶湯流により、この酸化被膜がリング
溝部材の表面から機械的に剥離されるため、リング溝部
材を酸化被膜その他の不純物が存在しない無垢の表面を
もってピストン本体に溶着させることができ、ピストン
本体と鋳包み材であるリング溝部材との結合強度を向上
させて、充分な強度を有する鋳包み型ピストンを製造す
ることができる。

【００１８】この場合、特に、ピストン本体とリング溝
部材とを結合させるために、中間層を施したり、また、
中間層を形成するための異種材料金属を使用する必要が
ないため、ピストンの製造に手間とコストがかからず、
簡易に、かつ、低コストで製造することができる。

【００１９】更に、鋳包み材であるリング溝部材の表面
に敢えて酸化被膜を生成させて、この酸化被膜を、その
活性状態を利用して溶湯流により鋳包みと同時に剥離
し、除去するため、特に、耐酸化性を有する金属材料
や、不活性ガスなどを使用して、酸化被膜の生成を防
止、考慮したり、あるいは鋳包み工程とは別の工程を設
けて酸化被膜を除去する必要がないにもかかわらず、ピ
ストン本体とリング溝部材との間に不純物が介在しない
結合面を得ることができ、簡易に、かつ、低コストで、
充分な結合強度を確保することができる。

【００２０】なお、この第１の課題解決手段において
は、鋳包み材であるリング溝部材としては、充分な耐摩
耗性、耐熱性、強度を有する金属材料であれば、例え
ば、オーステナイト球状黒鉛鋳鉄等の種々の材料を使用
することができるが、特に、ニッケルクロムモリブデン
鋼（以下、単に『ＳＮＣＭ』と略称する。）を使用する
ことが望ましい。このＳＮＣＭは、充分な耐摩耗性や強
度等を有しているため、リング溝部材に適していると同
時に、特に、以下に述べるように、本発明において、リ
ング溝部材の材料として使用するのに、好適だからであ
る。

【００２１】即ち、特に、上記第１の課題解決手段にお
いて、上記のようにリング溝部材をＳＮＣＭから形成す
る場合には、リング溝部材を、３５０℃から４５０℃で
予め加熱してリング溝部材の表面に酸化被膜を生成させ
ることにより、酸化被膜を適切に活性状態とすることが
でき、この酸化被膜を、ピストン本体を形成する溶融金
属の溶湯流により、リング溝部材の表面から確実に剥
離、除去させることができる。

【００２２】本発明は、上記の課題を解決するための第
２の手段として、ピストンリングが嵌合されるべきリン
グ溝部材をピストン本体に鋳包みしてピストンを製造す
る方法において、ピストン本体を形成する溶融金属の凝
固後の冷却速度に合致した焼入れ条件を有する材料から
形成されたリング溝部材を鋳型内に配置してピストン本
体を形成する溶融金属を鋳型内に流し込み、この鋳型内
に流し込まれたピストン本体を形成する溶融金属により
リング溝部材を加熱した後、リング溝部材をピストン本
体を形成する溶融金属が凝固した後に冷却して焼入れし
て、リング溝部材がピストン本体により鋳包みされたピ
ストンを製造することを特徴とするピストンの製造方法
を提供するものである。

【００２３】このように、鋳包み材であるリング溝部材
を、ピストン本体を形成する溶融金属の凝固後の冷却速
度に合致した焼入れ条件を有する材料から形成すると共
に、溶融しているピストン本体を形成する高温の溶融金
属により加熱した後、冷却して焼入れすると、鋳包みと
同時に適切に焼きを入れて熱処理を行うことができるた
め、鋳包み工程とは別にピストンを加熱する等の焼入れ
工程を設定する必要がなく、手間や時間、コストのいず
れも削減することができ、簡易に、かつ、低コストで、
リング溝部の強度が高いピストンを製造することができ
る。

【００２４】特に、この場合、リング溝部材をピストン
本体の凝固後に冷却して焼入れし、リング溝部材として
この凝固後の冷却速度に合致した焼入れ条件を持つ高強
度材を使用しているため、熱処理後の冷却速度の差によ
り生じる残留応力の発生もある程度抑制することができ
ると共に、全体で強度を有するリング溝部材を使用する
ため、特に鋳鉄から成るピストンにおいて焼入れ深さに
限界があった従来技術に比べてリング溝部分全体の強度
を向上させることができ、リング溝の強度を充分に向上
させることができ、充分な強度を有する鋳包み型ピスト
ンを製造することができる。

【００２５】なお、本発明において、「ピストン本体を
形成する溶融金属の凝固後の冷却速度に合致した焼入れ
条件を有する材料」とは、ピストン本体の凝固後の冷却
速度として設定された、ある冷却速度による冷却で焼入
れ硬化する材料を意味し、凝固後のピストン本体の冷却
速度との関係で相対的に選択、決定することができる。
したがって、このリング溝部材の材料としては、充分な
耐摩耗性等を有することを前提とした上で、ピストン本
体の凝固後の冷却速度に合致した焼入れ条件を有する材
料であれば、種々の材料を使用することができる。即
ち、各種金属材料は、各材質毎に、その特性に応じて、
焼入れ硬化するための冷却速度が異なるため、例えば、
ピストン本体を凝固後強制冷却する場合には、その設定
した強制冷却速度に合致した焼入れ条件を有する材料を
選択し、また、ピストン本体を自然冷却する場合には、
空冷により焼入れ硬化する材料を選択して、リング溝部
材を形成することができる。換言すれば、このリング溝
部材の材質に応じて、凝固後の冷却速度を設定すること
もできる。

【００２６】この場合、上記第２の課題解決手段におい
て、リング溝部材をＳＮＣＭから形成し、リング溝部材
をピストン本体の凝固後その自然冷却と共に空気焼入れ
すると、このＳＮＣＭは、充分な耐摩耗性・強度を有す
ると同時に、空冷で焼きが入り空気焼入れする場合の凝
固後の冷却速度（空冷）に合致した焼入れ条件を有する
ため、空冷で適切に焼きが入り、鋳包み工程とは別に焼
入れ工程を設定する必要がなくなると共に、残留応力の
発生も抑制することができ、簡易に、かつ低コストで、
充分な強度を有するピストンを製造することができる。
特に、このように空冷とすると、焼入れのための加熱は
勿論、冷却する工程も省略することができる。

【００２７】本発明は、上記の課題を解決するための第
３の手段として、ピストンリングが嵌合されるべきリン
グ溝部材をピストン本体に鋳包みしてピストンを製造す
る方法において、ピストン本体の凝固後の冷却速度に合
致した焼入れ条件を有する材料から形成されたリング溝
部材を予め加熱してリング溝部材の表面に酸化被膜を生
成させた後、このリング溝部材を鋳型内に配置してリン
グ溝部材の表面の酸化被膜が活性状態にある間にピスト
ン本体を形成する溶融金属を鋳型内に流し込み、その
後、リング溝部材をピストン本体を形成する溶融金属が
凝固した後に冷却して焼入れして、リング溝部材がピス
トン本体により鋳包みされたピストンを製造することを
特徴とするピストンの製造方法を提供するものである。

【００２８】この第３の課題解決手段は、いわば、上記
の第１と第２の手段を組合せたものである。従って、第
１と第２の手段の両方の作用・効果、利点を同時に達成
することができ、より一層、簡易に、かつ、低コスト
で、更なる強度を有する鋳包み型ピストンを製造するこ
とができる。

【００２９】また、この第３の課題解決手段において
も、上記第１又は第２の課題解決手段と同様に、リング
溝部材をニッケルクロムモリブデン鋼から形成し、リン
グ溝部材を、３５０℃から４５０℃で予め加熱してリン
グ溝部材の表面に酸化被膜を生成させ、リング溝部材を
ピストン本体を形成する溶融金属の自然冷却と共に冷却
して空気焼入れすることができる。

【００３０】なお、以上のいずれの課題解決手段におい
ても、ピストン本体を形成する溶融金属としては、アル
ミニウムや球状黒鉛鋳鉄（以下、単に『ＦＣＤ』と略称
する。）等を使用することができ、これにより、目的・
用途や必要性等に応じて、軽量化や、充分な強度の向上
等を適切に図ることができる。特に、ＦＣＤを使用する
と、鋳鉄から成るピストンにおいて鋳包みを行うことに
より、従来技術と比べて、特に、中間層の形成や焼入れ
等の面倒な熱処理を要することなく、ピストンの更なる
強度の向上を図ることができる。

【００３１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、図
面を参照しながら詳細に説明すると、図１及び図２は本
発明の方法により製造されたピストン１０を示し、この
ピストン１０は、ピストン本体１２と、ピストンリング
１が嵌合されるべきリング溝部材１４とから成ってい
る。このピストン１０は、図５及び図６に示すように、
リング溝部材１４を、ピストン本体１２に鋳包みして製
造される。

【００３２】この鋳包みは、図３乃至図６に示すよう
に、予めピストン本体１２とは別に形成されたリング溝
部材１４を、鋳型３２内の所定の箇所に配置した上で、
ピストン本体１２を形成する溶融金属Ｍ（ピストン本体
１２となる溶融金属）を、この鋳型３２内に流し込むこ
とにより行う。その後、この溶融金属Ｍを凝固させるこ
とによりピストン本体１２が形成されると同時に、リン
グ溝部材１４がこのピストン本体１２により鋳包みされ
て、図１に示すピストン１０が形成される。

【００３３】この場合における本発明のピストン１０の
製造方法の具体的な実施の形態を以下に述べる。初め
に、第１の実施の形態においては、まず、図３に示すよ
うに、リング溝部材１４を、適宜な方法により、予め、
ピストン本体１２とは別に、所定のリング状に形成す
る。次いで、このリング溝部材１４の形成時等にリング
溝部材１４の表面１４ａに強固に付着した酸化スケール
等を、ショットブラスト処理等により除去して、リング
溝部材１４の表面１４ａを清浄する。

【００３４】この鋳包み材であるリング溝部材１４は、
第１の実施の形態においては、ピストン本体１２の材料
となる金属との組合せを考慮した上で、従来からリング
溝部材として使用されている金属材料、例えば、オース
テナイト球状黒鉛鋳鉄等の、ある程度の耐摩耗性、強
度、耐熱性を有する種々の材料から形成することができ
るが、本発明においては、特に、ＳＮＣＭを使用するこ
とが望ましい。これは、このＳＮＣＭが、充分な耐摩耗
性や強度等を有しているため、リング溝部材に適してい
ると同時に、ＳＮＣＭを使用すると、後述するように、
ピストン本体１２とリング溝部材１４とを適切に結合さ
せることができ、本発明において、リング溝部材１４と
して使用するのに好適だからである。

【００３５】なお、このリング溝部材１４は、図２
（Ａ）に示すように、このリング溝部材１４の内部をオ
イルが循環する中空のリング溝部材１４であってもよい
し、図２（Ｂ）に示すように、中実のリング溝部材１４
であってもよい。また、このリング溝部材１４に形成さ
れ、図２に示すように、ピストンリング１が嵌合される
リング溝１６は、このリング溝部材１４の形成時に同時
に（鋳包み前に）形成することもできるし、また、鋳包
み後にリング溝部材１６を切削加工すること等により形
成することもできる。なお、図示の実施の形態では、３
つのリング溝１６が形成されているのが示されている
が、必ずしも３つに限定されるものではなく、必要に応
じて他の適宜な数のリング溝１６を形成することができ
るのは勿論である。これらのことは、後に述べる本発明
の第２、第３の実施の形態においても同様である。

【００３６】次いで、以上のようにして形成されたリン
グ溝部材１４を、上記のショットブラストによる処理
後、図４に示すように、表面１４ａに不純物が付着しな
いように直ちに、加熱炉３０内に配置して、鋳包み前に
予め加熱して、リング溝部材１４の表面１４ａに酸化被
膜４０を生成させる。具体的には、リング溝部材１４全
体が、加熱炉３０内温度に均一に加熱されるまで加熱炉
３０内に保持する。この間に、リング溝部材１４の表面
１４ａには、薄い酸化被膜４０が生成される。

【００３７】この場合、酸化被膜４０は、最終的には、
後述するように、ピストン本体１２を形成する溶融金属
Ｍの溶湯流によりリング溝部材１４の表面１４ａから剥
離・除去されるため、この剥離・除去や設計寸法等に悪
影響を与えないように、その生成状態や厚み等がある程
度適切となるように生成することが望ましい。

【００３８】そのためには、具体的には、例えば、上述
したように、リング溝部材１４をＳＮＣＭから形成する
ことにより対応することができる。即ち、このＳＮＣＭ
から形成されたリング溝部材１４を使用する場合には、
予め、３５０℃から４５０℃に予熱された加熱炉３０に
より、ＳＮＣＭから形成されたリング溝部材１４全体
を、加熱炉３０内温度である３５０℃から４５０℃に均
一に加熱することにより、生成される酸化被膜４０を適
切に活性状態とすることができ、この酸化被膜４０を、
後述するように、ピストン本体１２を形成する溶融金属
Ｍの溶湯流により、リング溝部材１４の表面１４ａから
確実に剥離、除去させることができる。

【００３９】また、この場合、本発明では、鋳包み材で
あるリング溝部材１４の表面１４ａに敢えて酸化被膜４
０を生成させて、この酸化被膜４０を、後述するよう
に、その活性状態を利用して溶湯流により鋳包みと同時
に剥離し、除去するため、リング溝部材１４を通常の大
気中で予熱すれば良く、特に、耐酸化性を有する金属材
料や、酸化防止のための不活性ガス等を使用して、酸化
被膜４０の生成を防止、考慮したり、あるいは生成され
た酸化被膜４０を敢えて鋳包み工程とは別の工程を設け
て除去する必要がないにもかかわらず、後述するよう
に、ピストン本体１２とリング溝部材１４との間に不純
物が介在しない結合面を得ることができ、簡易に、か
つ、低コストで、充分な結合強度を確保することができ
る。

【００４０】即ち、図４に示すように、加熱炉３０によ
り、リング溝部材１４を予熱する場合には、この加熱炉
３０内の雰囲気は、通常の大気でよく、加熱炉３０内の
雰囲気を、特に不活性ガス等に置換する必要がないた
め、余分な作業・配慮を必要としない。なお、図４に示
す実施の形態では、加熱炉３０により、リング溝部材１
４を予熱したが、本発明においては、リング溝部材１４
は大気中で予熱すれば足りるため、上記のように、ＳＮ
ＣＭから成るリング溝部材１４を使用する場合において
３５０℃から４５０℃でリング溝部材１４を加熱してそ
の表面１４ａに酸化被膜４０を適切に生成させることが
できれば、必ずしも、加熱炉３０には限定されず、他の
適宜な予熱手段を用いることができる。

【００４１】その後は、このリング溝部材１４の表面１
４ａに生成された酸化被膜４０が活性状態にあるうち
に、リング溝部材１４を、加熱炉３０より取り出し、図
５に示すように、予め用意された所定の形状の鋳型３２
内の所定の箇所に配置する。この場合、酸化被膜４０が
活性状態にあるうちに、リング溝部材１４を鋳型３０内
に配置する必要があるため、リング溝部材１４は、加熱
炉３０からの取り出し後、直ちに鋳型３２内に配置され
る。したがって、この迅速な処理によっても、予熱後鋳
型３２内に配置するまでの間やその後のピストン本体１
２を形成する溶融金属Ｍの流し込みまでの間の後工程に
おいて、リング溝部材１４の表面１４ａへの塵や埃等の
不純物の付着をある程度抑制することができる。

【００４２】その後は、上記のように、鋳型３２内に配
置したリング溝部材１４の表面１４ａに生成された酸化
被膜４０が活性状態にある間に、図６に示すように、ピ
ストン本体１２を形成する溶融金属Ｍを鋳型３２内に流
し込む。

【００４３】この場合、活性状態にあるリング溝部材１
４の表面１４ａの酸化被膜４０は脆いことから、図７に
示すように、鋳型３２内に流し込まれたピストン本体１
２を形成する溶融金属Ｍの溶湯流により、この酸化被膜
４０がリング溝部材１４の表面１４ａから機械的に剥離
される。このため、その後、この溶融金属Ｍが凝固する
ことにより、図２に示すように、リング溝部材１４を酸
化被膜４０その他の塵や埃等の不純物が存在しない無垢
の表面をもってピストン本体１２に溶着させることがで
き、ピストン本体１２と鋳包み材であるリング溝部材１
４との結合強度を向上させて、充分な強度を有する鋳包
み型ピストン１０を製造することができる。

【００４４】特に、ピストン本体１２とリング溝部材１
４とを結合させるために、図９に示す従来技術のよう
に、中間層４２を施したり、また、中間層４２を形成す
るための異種材料金属を使用する必要がないため、ピス
トン１０の製造に手間とコストがかからず、簡易に、か
つ、低コストで強度の高いピストン１０を製造すること
ができる。

【００４５】なお、ピストン本体１２は、本発明におい
ては、後に述べる第２、第３の実施の形態を含め、いず
れの形態においても、アルミニウムやＦＣＤ等の金属材
料から形成することができる。即ち、ピストン本体１２
を形成する溶融金属Ｍとしては、アルミニウムやＦＣＤ
等を溶融させたものを使用することができ、これによ
り、目的・用途や必要性等に応じて、軽量化や、充分な
強度の向上等を適切に図ることができる。特に、ＦＣＤ
を使用すると、従来取り立てて鋳包み処理を行っていな
かった鋳鉄から成るピストン１０において鋳包みを行う
ことにより、従来技術と比べて、特に、中間層４２の形
成（第１の実施の形態や、後述する第３の実施の形態の
場合）や焼入れ等の面倒な熱処理（後述する第２、第３
の実施の形態の場合）を要することなく、ピストン１０
の更なる強度の向上を図ることができる。

【００４６】もっとも、この場合、前述したように、ピ
ストン本体１２を形成する溶融金属Ｍの種類に応じて、
リング溝部材１４の材質も決定することが望ましい。具
体的には、リング溝部材１４は、強度・耐摩耗性の向上
のために行うものであることから、ピストン本体１２を
アルミニウムから形成する場合には、リング溝部材１４
の材料としては、このアルミニウムよりも強度・耐摩耗
性において優れるＳＮＣＭ、ＦＣＤのいずれも使用する
ことができ、ピストン本体１２をＦＣＤから形成する場
合には、強度・耐摩耗性の向上という観点からは同じ材
質を鋳包みする技術的意味は少ないことから、リング溝
部材１４は、ＦＣＤよりも強度、耐摩耗性において優れ
るＳＮＣＭを選択することが望ましい。

【００４７】次に、本発明のピストンの製造方法の第２
の実施の形態について以下に具体的に述べると、まず、
第１の実施の形態と同様、図３に示すように、リング溝
部材１４を、適宜な方法により、予め、ピストン本体１
２とは別に、所定のリング状に形成する。この場合、こ
の第２の実施の形態においては、このリング溝部材１４
を、ピストン本体１２の溶融金属の凝固後の冷却速度に
合致した焼入れ条件を有する材料から形成する。

【００４８】このピストン本体１２を形成する溶融金属
の凝固後の冷却速度に合致した焼入れ条件を有する材料
とは、前述したように、ピストン本体１２の凝固後の冷
却速度として設定された、ある冷却速度による冷却で焼
入れ硬化する材料を意味し、凝固後のピストン本体１２
の冷却速度との関係で相対的に選択、決定することがで
きる。したがって、このリング溝部材１４の材料として
は、充分な耐摩耗性等を有することを前提とした上で、
ピストン本体１２の凝固後の冷却速度に合致した焼入れ
条件を有する材料であれば、種々の材料を使用すること
ができる。

【００４９】即ち、各種金属材料は、各材質毎に、その
特性に応じて、焼入れ硬化するための冷却速度が異なる
ため、例えば、ピストン本体１２を凝固後強制冷却する
場合には、その設定した強制冷却速度に合致した焼入れ
条件を有する材料を選択し、また、ピストン本体１２を
自然冷却する場合には、空冷により焼入れ硬化する材料
を選択して、リング溝部材１４を形成することができ
る。換言すれば、このリング溝部材１４の材質に応じ
て、凝固後の冷却速度を設定することもできる。

【００５０】なお、この場合、この第２の実施の形態に
おいては、鋳包み後のピストン本体１２とリング溝部材
１４との結合性を考慮して、リング溝部材１４の表面
に、図９に示すような中間層４２を形成してもよいが、
後述する第３の実施の形態によれば、この中間層４２の
形成も不要となる。

【００５１】次いで、上記のリング溝部材１４を、第１
の実施の形態と同様に、ショットブラスト処理等により
表面１４ａを清浄する過程を経て、予め用意された所定
の形状の鋳型３２内の所定の箇所に配置した上で、図６
に示すように、ピストン本体１２を形成する溶融金属Ｍ
をこの鋳型３２内に流し込む。

【００５２】この場合、この第２の実施の形態において
は、この鋳型３２内に流し込まれたピストン本体１２を
形成する溶融金属Ｍによりリング溝部材１４を加熱した
後、リング溝部材１４をピストン本体１２を形成する溶
融金属Ｍが凝固した後に冷却して焼入れする。

【００５３】具体的には、例えば、溶融金属Ｍの鋳型３
２内への流し込み（注湯）後、図８（Ａ）に示すよう
に、この溶融金属Ｍが凝固した後、図８（Ｂ）に示すよ
うに、ピストン１０を鋳型３２内より直ちに取り出し
て、冷却する。この場合、リング溝部材１４は、ピスト
ン本体１２の凝固後の冷却速度に合致した焼入れ条件を
有する材料から形成されているため、このように、ピス
トン本体１２を形成する溶融金属Ｍが凝固した後に冷却
して焼入れすると、鋳包みと同時に適切に焼きを入れて
熱処理を行うことができるため、鋳包み工程とは別に焼
入れ工程を設定する必要がなく、手間や時間、コストの
いずれも削減することができ、簡易に、かつ、低コスト
で、リング溝部１６の強度が高いピストン１０を製造す
ることができる。

【００５４】即ち、本発明では、リング溝部材１４とし
てピストン本体１２の凝固後の冷却速度に合致した焼入
れ条件を有する材料を使用しているため、鋳包みの際の
融点以上の温度で加熱されて溶融し高温状態にある溶融
金属Ｍによる加熱を焼入れ処理のための加熱として利用
して、焼入れ硬化させることができ、従来技術のよう
に、鋳包み後、リング溝１６部分を別工程で加熱等して
焼入れ処理をするのではなく、鋳包みと同時に焼入れ処
理も行うことができる。

【００５５】また、この場合、リング溝部材１４をピス
トン本体１２が凝固した後に冷却して焼入れし、リング
溝部材１４としてこの凝固後の冷却速度に合致した焼入
れ条件を持つ高強度材を使用しているため、熱処理後の
冷却速度の差により生じる残留応力の発生もある程度抑
制することができると共に、全体で強度を有するリング
溝部材１４を使用するため、特にＦＣＤから成るピスト
ン１０において焼入れ深さに限界があった従来技術に比
べてリング溝１６部分全体の強度を向上させることがで
き、リング溝１６の強度を充分に向上させることがで
き、充分な強度を有する鋳包み型ピストン１０を製造す
ることができる。

【００５６】なお、この場合、ピストン本体１２を形成
する金属としては、アルムニウム又はＦＣＤのいずれを
用いても、鋳包みのために溶融させるに際しては、これ
らの金属材料はその融点以上の温度で加熱され、例え
ば、アルミニウムであれば、約７００℃以上に、また、
ＦＣＤであれば、約１３５０℃以上に保持されているた
め、充分にリング溝部材１４の焼入れのための加熱とし
て利用することができる。

【００５７】このピストン本体１２の凝固後の冷却及び
リング溝部材１４の冷却は、強制冷却により行い、リン
グ溝部材１４としてその強制冷却の冷却速度に合致した
焼入れ条件を有する材料から形成することもできるが、
ピストン本体１２を自然冷却し、リング溝部材１４をこ
のピストン本体１２の自然冷却と共に大気放冷して空気
焼入れすることが望ましい。このように、自然冷却によ
る空気焼入れとすると、リング溝部材の焼入れのための
加熱工程は勿論のこと、焼入れのための冷却工程を特別
に行う必要がなくなり、ピストン１０の強度をより一層
簡易に向上させることができる。

【００５８】このように、リング溝部材１４をピストン
本体１２の自然冷却と共に焼入れする場合（即ち、リン
グ溝部材１４を空気焼入れする場合）には、このピスト
ン本体１２の凝固後の冷却速度に合致した焼入れ条件を
有する材料（即ち、空冷で焼入れ硬化する材料）とし
て、上記のＳＮＣＭを使用することができる。リング溝
部材１４を、このＳＮＣＭから形成すると、ＳＮＣＭ
は、充分な耐摩耗性・強度を有すると同時に、空冷で焼
きが入りピストン本体１２の自然冷却と共に空気焼入れ
する場合の凝固後の冷却速度（空冷）に合致した焼入れ
条件を有するため、空冷で適切に焼入れ硬化し、鋳包み
工程とは別に焼入れ工程を設定する必要がなくなると共
に、残留応力の発生も抑制することができ、簡易に、か
つ、低コストで、充分な強度を有するピストン１０を製
造することができる。

【００５９】従って、この第２の実施の形態において、
リング溝部材１４を空気焼入れする場合には、ピストン
本体１２を形成する溶融金属Ｍとして、アルミニウム又
はＦＣＤのいずれを使用する場合であっても、このリン
グ溝部材１４の材料としては、ＳＮＣＭその他の空冷で
焼入れ硬化する材料を使用する。なお、これとは異な
り、ピストン本体１２及びリング溝部材１４を強制冷却
してリング溝部材１４を焼入れする場合には、ピストン
本体１２を形成する溶融金属Ｍとして、アルミニウム、
ＦＣＤのいずれを使用する場合にも、第１の実施の形態
と同様にこれらの金属材料よりも耐摩耗性や強度におい
て優れる材料の中から、更に、ピストン本体１２の凝固
後の冷却速度に合致した焼入れ条件を有する材料を適宜
選択して使用することができる。

【００６０】なお、上記では、ピストン本体１２の凝固
後直ちに大気放冷して自然冷却により空気焼入れした
が、併せて、内部残留応力を充分に除去するため、臨界
温度以下の温度、即ち、例えば、ピストン本体１２を形
成する材料としてＦＣＤを使用した場合には、約５００
℃前後で一定時間加熱することにより焼なまし（焼鈍）
して大気放冷することもできる。この場合でも、鋳包み
工程とは別に焼入れ後、焼鈍する場合に比べて、処理工
程が少ない分、簡易にリング溝１６の強度が高いピスト
ン１０を得ることができる。

【００６１】更に、本発明の第３の実施の形態として、
上記の第１と第２の実施の形態を組合せて実施する形態
を挙げることができる。即ち、具体的には、まず、図３
に示すように、リング溝部材１４を、第２の実施の形態
と同様に（この第３の実施の形態においても、強制冷
却、自然冷却は問わないが、以下の第３の実施の形態の
説明においては、上記の望ましいといえる自然冷却によ
る空気焼入れを例に挙げて述べる）、例えば、ＳＮＣＭ
等の空冷で焼入れ硬化する材料から、予め別部品として
形成する。次いで、第１の実施の形態と同様に、このリ
ング溝部材１４を、ショットブラスト処理等により表面
１４ａを清浄した後、図４に示すように、表面１４ａに
不純物が付着しないように直ちに、加熱炉３０内に配置
して、リング溝部材１４全体が、加熱炉３０内温度（上
記の通り、リング溝部材１４としてＳＮＣＭを使用する
場合には、酸化被膜４０を適切に生成、活性させるため
に、望ましくは、３５０℃から４５０℃）に均一に加熱
されるまで加熱炉３０内に保持することにより、鋳包み
前に予め加熱して、リング溝部材１４の表面１４ａに酸
化被膜４０を生成させる。

【００６２】その後、第１の実施の形態と同様に、この
リング溝部材１４の表面１４ａに生成された酸化被膜４
０が活性状態にあるうちに、リング溝部材１４を、加熱
炉３０より取り出し、図５に示すように、予め用意され
た所定の形状の鋳型３２内の所定の箇所に直ちに配置
し、上記のように、鋳型３２内に配置したリング溝部材
１４の表面１４ａに生成された酸化被膜４０が活性状態
にある間に、図６に示すように、ピストン本体１２を形
成する溶融金属Ｍを鋳型３２内に流し込む。

【００６３】この場合、図７に示すように、第１の実施
の形態と同様、ピストン本体１２を形成する溶融金属Ｍ
の溶湯流により、この酸化被膜４０がリング溝部材１４
の表面１４ａから機械的に剥離され、リング溝部材１４
を酸化被膜４０その他の塵や埃等の不純物が存在しない
無垢の表面をもってピストン本体１２に溶着させること
ができる。

【００６４】同時に、この場合、第２の実施の形態と同
様に、この鋳型３２内に流し込まれたピストン本体１２
を形成する溶融金属Ｍによりリング溝部材１４を加熱
し、その後、図８に示すように、この溶融金属Ｍが凝固
した後、ピストン１０を鋳型３２内より直ちに取り出し
て、大気放冷して、このピストン本体１２の自然冷却と
共に、加熱されたリング溝部材１４を空冷して空気焼入
れする。これにより、第２の実施の形態と同様、空冷で
焼入れ硬化するＳＮＣＭ等の材料から形成されているリ
ング溝部材１４に、鋳包みと同時に適切に焼きを入れて
熱処理を行うことができる。

【００６５】以上により、ピストン本体１２を形成する
溶融金属Ｍの溶湯流により酸化被膜４０が除去されると
共に鋳包みと同時に適切に熱処理を行うことができるの
で、中間層４２の形成や別工程での面倒な熱処理などを
することなく、より一層、簡易に、かつ、低コストで、
図１及び図２に示すピストン本体１２とリング溝部材１
４との結合強度及びリング溝部分１６の強度が高い充分
な強度を有する鋳包み型ピストン１０を製造することが
できる。

【００６６】

【実施例】更に、上記の第２の実施の形態によりピスト
ン１０を製造した本発明の実施例について説明する。具
体的には、リング溝部材１４の材料として、空冷で焼入
れ硬化する材料であるＳＮＣＭ６３０Ｈ（ＪＩＳ Ｇ
４１０３の種類記号）を使用し、また、ピストン本体１
２をの材料（溶融金属Ｍ）としてＦＣＤ５００（ＪＩＳ
Ｇ ５５０２の種類記号）を使用して、上記第２の実
施の形態（自然冷却）により、図１及び図２に示すピス
トン１０を製造した。

【００６７】その結果、製造されたピストン１０の各部
材の硬度（Ｈｖ）を測定したところ、ＦＣＤ５００から
形成されたピストン本体１２の硬度Ｈｖは２５０程度で
あった。一方、鋳包み前には硬度Ｈｖが２３０程度であ
ったＳＮＣＭ６３０Ｈから形成されたリング溝部材１４
にあっては、本発明の第２の実施の形態の製造方法によ
り、その硬度Ｈｖが５５０程度にまで向上した。これに
より、リング溝１６部分の強化のために鋳包み工程とは
別に特別に面倒な熱処理をすることなく、ピストン１０
のリング溝１６部分を強化することができることが確認
された。

【００６８】

【発明の効果】本発明によれば、上記のように、リング
溝部材に酸化被膜を生成させ、この酸化被膜が活性状態
にあるうちに直ちに、ピストン本体を形成する溶融金属
を鋳型内に流し込んで鋳包みするため、活性状態にあっ
て脆いリング溝部材表面の酸化被膜が、鋳型内に流し込
まれたピストン本体を形成する溶融金属の溶湯流によ
り、リング溝部材の表面から機械的に剥離されるため、
リング溝部材を酸化被膜等の不純物が存在しない無垢の
表面をもってピストン本体に溶着させることができるの
で、ピストン本体と鋳包み材であるリング溝部材との結
合強度を向上させて、充分な強度を有する鋳包み型ピス
トンを製造することができる実益がある。

【００６９】同時に、本発明によれば、上記のように、
特に、ピストン本体とリング溝部材とを結合させるため
に、中間層を施したり、また、中間層を形成するための
異種材料金属を使用する必要がないため、ピストンの製
造に手間とコストがかからず、簡易に、かつ、低コスト
でピストンを製造することができる実益がある。

【００７０】更に、この場合、本発明によれば、上記の
ように、酸化被膜の生成を防止、考慮したり、生成され
た酸化被膜を鋳包み工程とは別の工程を設けて除去する
必要がなく、むしろ、鋳包み材であるリング溝部材の表
面に、敢えて酸化被膜を生成させて、この酸化被膜の活
性状態を利用して溶湯流により鋳包みと同時に剥離し、
除去されるため、特に、耐酸化性を有する金属材料や、
不活性ガスなどを使用する必要がないにもかかわらず、
ピストン本体とリング溝部材との間に不純物が介在しな
い結合面を得ることができ、簡易に、かつ、低コスト
で、充分な結合強度を確保することができる実益があ
る。

【００７１】加えて、この場合、本発明によれば、上記
のようにリング溝部材を予め加熱してリング溝部材の表
面に酸化被膜を生成させる場合において、このリング溝
部材をＳＮＣＭから形成し、このリング溝部材を３５０
℃から４５０℃で予熱しているため、酸化被膜を適切に
活性状態とすることができ、この酸化被膜を、ピストン
本体を形成する溶融金属の溶湯流により、リング溝部材
の表面から確実に剥離、除去させることができると共
に、このＳＮＣＭは充分な耐摩耗性や強度を有している
ため、充分な強度を有するピストンを製造することがで
きる実益がある。

【００７２】また、本発明によれば、上記のように、鋳
包み材であるリング溝部材を、ピストン本体を形成する
溶融金属の凝固後の冷却速度に合致した焼入れ条件を有
する材料から形成すると共に、溶融しているピストン本
体を形成する高温の溶融金属により加熱した後、冷却し
て焼入れするため、鋳包みと同時に適切に焼きを入れて
熱処理を行うことができるので、鋳包み工程とは別に焼
入れ工程を設定する必要がなく、手間や時間、コストの
いずれも削減することができ、簡易に、かつ、低コスト
で、リング溝部の強度が高いピストンを製造することが
できる実益がある。

【００７３】特に、この場合、本発明によれば、上記の
ように、リング溝部材をピストン本体の凝固後に冷却し
て焼入れし、リング溝部材としてこの凝固後の冷却速度
に合致した焼入れ条件を持つ高強度材を使用しているた
め、熱処理後の冷却速度の差により生じる残留応力の発
生もある程度抑制することができると共に、全体で強度
を有するリング溝部材を使用するため、特に鋳鉄から成
るピストンにおいて焼入れ深さに限界があった従来技術
に比べてリング溝部分全体の強度を向上させることがで
き、従って、リング溝の強度を充分に向上させることが
でき、充分な強度を有する鋳包み型ピストンを製造する
ことができる実益がある。

【００７４】同様に、この場合において、本発明によれ
ば、上記のように、リング溝部材を空冷で焼入れ硬化す
るＳＮＣＭから形成し、リング溝部材をピストン本体の
凝固後、その自然冷却と共に空気焼入れしているため、
空冷で適切に焼きが入るので、鋳包み工程とは別に焼入
れ工程、特に焼入れのための加熱工程は勿論のこと、特
別な冷却工程も設定する必要がなくなると共に、残留応
力の発生も抑制することができ、簡易に、かつ低コスト
で、充分な強度を有するピストンを製造することができ
る実益がある。

【００７５】更に、本発明によれば、上記のように、ピ
ストン本体を形成する溶融金属の凝固後の冷却速度に合
致した焼入れ条件を有する材料から形成された鋳包み材
であるリング溝部材の表面に予熱により酸化被膜を生成
させた後、リング溝部材を鋳型内に配置して、リング溝
部材の表面の酸化被膜が活性状態にある間に、鋳型内に
溶融しているピストン本体を形成する高温の溶融金属を
流し込んだ後、リング溝部材をこの溶融金属が凝固した
後に冷却して焼入れするため、溶湯流により酸化被膜が
除去されると共に鋳包みと同時に適切に熱処理を行うこ
とができるので、中間層の形成や別工程での面倒な熱処
理等をすることなく、より一層、簡易に、かつ、低コス
トで、ピストン本体とリング溝部材との結合強度及びリ
ング溝部分の強度が高い充分な強度を有する鋳包み型ピ
ストンを製造することができる実益がある。

【００７６】この場合、本発明によれば、上記のよう
に、リング溝部材を空冷で焼入れ硬化するＳＮＣＭから
形成し、リング溝部材を、３５０℃から４５０℃で予め
加熱してリング溝部材の表面に酸化被膜を生成させると
共に、リング溝部材をピストン本体を形成する溶融金属
の自然冷却と共に冷却して空気焼入れしているため、酸
化被膜を適切に生成させることができると共に、鋳包み
工程とは別途に、焼入れのための加熱、冷却工程を設け
る必要がなく、より一層簡易に充分な強度を有するピス
トンを製造することができる実益がある。

【００７７】加えて、本発明によれば、上記のように、
ピストン本体を形成する溶融金属の材料としてＦＣＤを
使用した場合には、特に鋳鉄から成る従来技術のピスト
ンと異なり、リング溝部材の鋳包みを行うことにより、
この従来技術と比べて、中間層の形成や焼入れ等の面倒
な熱処理を要することなく、ピストンの更なる強度の向
上を図ることができる実益がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法により製造されたピストンの
概略斜視図である。

【図２】本発明の製造方法により製造されたピストンの
概略断面図である。

【図３】本発明に用いられるリング溝部材の斜視図であ
る。

【図４】本発明に用いられるリング溝部材を加熱炉によ
り鋳包み前に予め加熱する状態を示す概略図である。

【図５】本発明に用いられるリング溝部材を鋳型内に配
置した状態を示す概略斜視図である。

【図６】本発明に用いられるリング溝部材が配置された
鋳型内にピストン本体を形成する溶融金属を流し込んで
鋳包みする状態を示す概略斜視図である。

【図７】リング溝部材の表面に生成された酸化被膜が剥
離、除去される状態を示す鋳型内の一部断面図である。

【図８】リング溝部材をピストン本体を形成する溶融金
属の凝固と共に冷却して空気焼入れする状態を示した概
略斜視図である。

【図９】従来技術の製造方法により製造されたピストン
の概略断面図である。

【図１０】他の従来技術の製造方法により製造されたピ
ストンの概略断面図である。

【符号の説明】

１ ピストンリング １０ ピストン １２ ピストン本体 １４ リング溝部材 １４ａ リング溝部材の表面 １６ リング溝 ３０ 加熱炉 ３２ 鋳型 ４０ 酸化被膜 ４２ 中間層 Ｍ ピストン本体を形成する溶融金属

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｊ 1/01 Ｆ１６Ｊ 1/01 9/00 9/00 Ａ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンリングが嵌合されるべきリング
   溝部材をピストン本体に鋳包みしてピストンを製造する
   方法において、前記リング溝部材を予め加熱して前記リ
   ング溝部材の表面に酸化被膜を生成させた後、前記リン
   グ溝部材を鋳型内に配置して前記リング溝部材の表面の
   酸化被膜が活性状態にある間に前記ピストン本体を形成
   する溶融金属を前記鋳型内に流し込んで、前記リング溝
   部材が前記ピストン本体により鋳包みされたピストンを
   製造することを特徴とするピストンの製造方法。
2. 【請求項２】 ピストンリングが嵌合されるべきリング
   溝部材をピストン本体に鋳包みしてピストンを製造する
   方法において、前記ピストン本体を形成する溶融金属の
   凝固後の冷却速度に合致した焼入れ条件を有する材料か
   ら形成された前記リング溝部材を鋳型内に配置して前記
   ピストン本体を形成する溶融金属を前記鋳型内に流し込
   み、前記鋳型内に流し込まれた前記ピストン本体を形成
   する溶融金属により前記リング溝部材を加熱した後、前
   記リング溝部材を前記ピストン本体を形成する溶融金属
   が凝固した後に冷却して焼入れして、前記リング溝部材
   が前記ピストン本体により鋳包みされたピストンを製造
   することを特徴とするピストンの製造方法。
3. 【請求項３】 ピストンリングが嵌合されるべきリング
   溝部材をピストン本体に鋳包みしてピストンを製造する
   方法において、前記ピストン本体を形成する溶融金属の
   凝固後の冷却速度に合致した焼入れ条件を有する材料か
   ら形成された前記リング溝部材を予め加熱して前記リン
   グ溝部材の表面に酸化被膜を生成させた後、前記リング
   溝部材を鋳型内に配置して前記リング溝部材の表面の酸
   化被膜が活性状態にある間に前記ピストン本体を形成す
   る溶融金属を前記鋳型内に流し込み、その後、前記リン
   グ溝部材を前記ピストン本体を形成する溶融金属が凝固
   した後に冷却して焼入れして、前記リング溝部材が前記
   ピストン本体により鋳包みされたピストンを製造するこ
   とを特徴とするピストンの製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１に記載のピストンの製造方法で
   あって、前記リング溝部材をニッケルクロムモリブデン
   鋼から形成し、前記リング溝部材を、３５０℃から４５
   ０℃で予め加熱して前記リング溝部材の表面に酸化被膜
   を生成させることを特徴とするピストンの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項２に記載のピストンの製造方法で
   あって、前記リング溝部材をニッケルクロムモリブデン
   鋼から形成して、前記リング溝部材を前記ピストン本体
   を形成する溶融金属の自然冷却と共に冷却して空気焼入
   れすることを特徴とするピストンの製造方法。
6. 【請求項６】 請求項３に記載のピストンの製造方法で
   あって、前記リング溝部材をニッケルクロムモリブデン
   鋼から形成し、前記リング溝部材を、３５０℃から４５
   ０℃で予め加熱して前記リング溝部材の表面に酸化被膜
   を生成させ、前記リング溝部材を前記ピストン本体を形
   成する溶融金属の自然冷却と共に冷却して空気焼入れす
   ることを特徴とするピストンの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１乃至請求項６のいずれかに記載
   のピストンの製造方法において、前記ピストン本体を形
   成する溶融金属として球状黒鉛鋳鉄を使用することを特
   徴とするピストンの製造方法。