JPS6072656A - ピストンの製造方法 - Google Patents
ピストンの製造方法Info
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- JPS6072656A JPS6072656A JP18084583A JP18084583A JPS6072656A JP S6072656 A JPS6072656 A JP S6072656A JP 18084583 A JP18084583 A JP 18084583A JP 18084583 A JP18084583 A JP 18084583A JP S6072656 A JPS6072656 A JP S6072656A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/0009—Cylinders, pistons
- B22D19/0027—Cylinders, pistons pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
- F02F3/22—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
-
- 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
-
- 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
- F05C2253/00—Other material characteristics; Treatment of material
- F05C2253/04—Composite, e.g. fibre-reinforced
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、エンジンを構成するピストンの製造に適用
され、とくにシリンダとの間で良好な摺動状態が得られ
るように内部に冷却孔を設けたピストンの製造方法に関
する。
され、とくにシリンダとの間で良好な摺動状態が得られ
るように内部に冷却孔を設けたピストンの製造方法に関
する。
ｒづ■ＪＬ十にイト；１
従、来、冷却孔を有するピストンを製造する方法として
は、例えば第１図および第２図に示す方法があった。図
において、１はピストン成形型、２はピストン成形型１
の上部に保持された翻摩性環状部材、６は耐摩性環状部
材２に近接して配設した環状場製中子、４は鋳抜きピン
であって、基部中子３は鋳抜きピン４の上部で保持され
る。上記耐摩性環状部材２は、ディーゼル機関やターボ
過給式機関においてピストンのトップリング溝の摩耗を
低減させるために設けているもので、例えばニレジスト
鋳鉄などから形成され、鋳造の際に鋳包まれるものであ
る。また、基部中子６は、第２図に断面で示すような環
状形をなすものであり、例えば表１に示す成分でかつ粒
径が２００〜５００ＩＬｍのものをプレスによってリン
グ状に圧粉成形したにち、表１の場合に７００°Ｃ×２
０分′ｈｎ性の４６ネ古に上（１田めナーもの力ミイφ
ＩＪＩさハ、る−表 １ そこで、ピストン成形型１内に耐摩性環状部材２を配設
すると共に環状基製中子３を鋳抜きピン４の上部で保持
させた状態にしたのち、ピストン成形型１内に合金溶湯
５（例えばアルミニウム合金溶湯ＪＩＳ ＡＣ８Ａ、Ａ
Ｃ８Ｂ等）を注入して重力鋳造を行う。この重力鋳造に
よって、耐摩性環状部材２および環状基製中子３が合金
溶湯５によって鋳包まれ、凝固後にピストン成形型１内
より鋳造体を取り出し、次いで鋳抜きピン４によって形
成された開口部６より水流を供給して環装中子３を溶解
し、第３図に示すように、上部に冷却孔８が形成された
ピストン２を得る。なお、このピストン２には、その後
燃焼室１ｏやピストンリング溝等が形成される。
は、例えば第１図および第２図に示す方法があった。図
において、１はピストン成形型、２はピストン成形型１
の上部に保持された翻摩性環状部材、６は耐摩性環状部
材２に近接して配設した環状場製中子、４は鋳抜きピン
であって、基部中子３は鋳抜きピン４の上部で保持され
る。上記耐摩性環状部材２は、ディーゼル機関やターボ
過給式機関においてピストンのトップリング溝の摩耗を
低減させるために設けているもので、例えばニレジスト
鋳鉄などから形成され、鋳造の際に鋳包まれるものであ
る。また、基部中子６は、第２図に断面で示すような環
状形をなすものであり、例えば表１に示す成分でかつ粒
径が２００〜５００ＩＬｍのものをプレスによってリン
グ状に圧粉成形したにち、表１の場合に７００°Ｃ×２
０分′ｈｎ性の４６ネ古に上（１田めナーもの力ミイφ
ＩＪＩさハ、る−表 １ そこで、ピストン成形型１内に耐摩性環状部材２を配設
すると共に環状基製中子３を鋳抜きピン４の上部で保持
させた状態にしたのち、ピストン成形型１内に合金溶湯
５（例えばアルミニウム合金溶湯ＪＩＳ ＡＣ８Ａ、Ａ
Ｃ８Ｂ等）を注入して重力鋳造を行う。この重力鋳造に
よって、耐摩性環状部材２および環状基製中子３が合金
溶湯５によって鋳包まれ、凝固後にピストン成形型１内
より鋳造体を取り出し、次いで鋳抜きピン４によって形
成された開口部６より水流を供給して環装中子３を溶解
し、第３図に示すように、上部に冷却孔８が形成された
ピストン２を得る。なお、このピストン２には、その後
燃焼室１ｏやピストンリング溝等が形成される。
このような環状基製中子３を用いるピストン２の製造方
法は、特開昭５６−ｔｘ７ｓＧｎ号公報においても開示
されている。
法は、特開昭５６−ｔｘ７ｓＧｎ号公報においても開示
されている。
しかしながら、このような従来のピストンの製造方法で
は、重力鋳造によって製造しているため例えば通常のア
ルミニウム合金を用いた場合にピストン２を構成する合
金の強度か２５〜３０Ｋｇｆ／ｍｍ２程度であり、加え
て冷却孔８を形成させているため強度確保の上からピス
トンクラウン部の肉厚を大きくする必要があり、それゆ
えピストン重量が増大するという問題点があった。
は、重力鋳造によって製造しているため例えば通常のア
ルミニウム合金を用いた場合にピストン２を構成する合
金の強度か２５〜３０Ｋｇｆ／ｍｍ２程度であり、加え
て冷却孔８を形成させているため強度確保の上からピス
トンクラウン部の肉厚を大きくする必要があり、それゆ
えピストン重量が増大するという問題点があった。
一方、鋳造合金の強度を高めるために、合金溶湯を高圧
力下で凝固させるいわゆる高圧鋳造法が知られているが
、この高圧鋳造法によって従来技術の場合と同様にして
環装中子３をそのまま合金溶湯中に鋳包むようにした場
合には、環装中子３が破壊したり、あるいは環装中子３
の間隙部分に合金溶湯が浸透したりして、所望の冷却孔
８を形成することが困難であるという問題点があった。
力下で凝固させるいわゆる高圧鋳造法が知られているが
、この高圧鋳造法によって従来技術の場合と同様にして
環装中子３をそのまま合金溶湯中に鋳包むようにした場
合には、環装中子３が破壊したり、あるいは環装中子３
の間隙部分に合金溶湯が浸透したりして、所望の冷却孔
８を形成することが困難であるという問題点があった。
（発明の目的）
この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、高圧鋳造法によって内部に所望形状の冷却孔を
有するピストンの製造が可能であり、高圧鋳造によって
溶湯を加圧することにより凝固組織の微細化が可能であ
って強度の向上が得られ、その分だけとくにピストンク
ラウン部の肉厚の低減が可能であるためピストン重量の
増大を防止することができるピストンの製造方法を提供
することを目的としている。
もので、高圧鋳造法によって内部に所望形状の冷却孔を
有するピストンの製造が可能であり、高圧鋳造によって
溶湯を加圧することにより凝固組織の微細化が可能であ
って強度の向上が得られ、その分だけとくにピストンク
ラウン部の肉厚の低減が可能であるためピストン重量の
増大を防止することができるピストンの製造方法を提供
することを目的としている。
（発明の構成）
この発明は、内部に冷却孔を有するピストンを製造する
に際し、ピストン成形型内の前記冷却孔形成位置に、管
状体からなる中子部材を配設したのち、前記ピストン成
形型内に溶湯をより好ましくは高圧鋳造し、凝固後に前
記管状体内部とピストン外部とをつなぐ連通孔を形成す
るようにしたことを特徴としている。
に際し、ピストン成形型内の前記冷却孔形成位置に、管
状体からなる中子部材を配設したのち、前記ピストン成
形型内に溶湯をより好ましくは高圧鋳造し、凝固後に前
記管状体内部とピストン外部とをつなぐ連通孔を形成す
るようにしたことを特徴としている。
この発明において使用されるピストン成形型は、製造し
ようとするピストンの形状に対応した鋳造空間を有する
ものであると共に、所定圧力による鋳造に耐え得る強度
を有するのものである。
ようとするピストンの形状に対応した鋳造空間を有する
ものであると共に、所定圧力による鋳造に耐え得る強度
を有するのものである。
また、管状体からなる中子部材は、ビスＩ・ンの内部に
冷却孔が形成されるように設けるものであり、鋳造の間
に管状体としての形状が維持される融点および肉厚等を
有するのもが使用され、また管状体内部が中空状態とな
っているもののほか、管状体内部が易溶融物質例えば溶
融塩、低融点金属などで充満されたものを使用する。
冷却孔が形成されるように設けるものであり、鋳造の間
に管状体としての形状が維持される融点および肉厚等を
有するのもが使用され、また管状体内部が中空状態とな
っているもののほか、管状体内部が易溶融物質例えば溶
融塩、低融点金属などで充満されたものを使用する。
そして、中子部材をピストン成形型内の冷却孔形成位置
に配設したのち、ピストン成形型内に溶湯例えば鋳造用
アルミニウム合金溶湯を高圧鋳造し、凝固後に前記管状
体内部とピストン外部とをつなぐ連通孔を形成する。そ
して、管状体内部が易溶融物質で充満されていた場合に
は、例えば易溶融物質が溶融塩である場合に前記連通孔
より水流を供給して上記溶融塩を溶解除去し、他方低融
点金属である場合にはピストンの加熱（ピストンに対す
る熱処理と兼用させてもよい）によって溶融除去し、内
部に冷却孔を有するピストンを得る。なお、最終製品と
してのピストンにはキャビティ燃焼室やピストンリング
溝などが形成される。
に配設したのち、ピストン成形型内に溶湯例えば鋳造用
アルミニウム合金溶湯を高圧鋳造し、凝固後に前記管状
体内部とピストン外部とをつなぐ連通孔を形成する。そ
して、管状体内部が易溶融物質で充満されていた場合に
は、例えば易溶融物質が溶融塩である場合に前記連通孔
より水流を供給して上記溶融塩を溶解除去し、他方低融
点金属である場合にはピストンの加熱（ピストンに対す
る熱処理と兼用させてもよい）によって溶融除去し、内
部に冷却孔を有するピストンを得る。なお、最終製品と
してのピストンにはキャビティ燃焼室やピストンリング
溝などが形成される。
（実施例１）
第４図はこの発明の実施例１において使用したピストン
成形型を示す図であって、このピストン成形型１１は、
固定型１２と、可動型１３とを組み合わせたものであり
、固定型１２にはプランジャ１斗を上下動可能に備え、
可動型１３は型１３ａ、１３ｂに分割構成されていてそ
の内部にピストン形状に対応する鋳造空間１５および湯
道１６を有し、さらに、鋳抜きピン１７および耐摩性環
状部材嵌合溝１８を有している。
成形型を示す図であって、このピストン成形型１１は、
固定型１２と、可動型１３とを組み合わせたものであり
、固定型１２にはプランジャ１斗を上下動可能に備え、
可動型１３は型１３ａ、１３ｂに分割構成されていてそ
の内部にピストン形状に対応する鋳造空間１５および湯
道１６を有し、さらに、鋳抜きピン１７および耐摩性環
状部材嵌合溝１８を有している。
また、第５図はこの発明において使用する中子部材を示
す図であって、この中子部材２１はｗ４管からなる管状
体２２を環状に曲げてその端部な接合部２２ｂで互いに
接合することにより管状体内子部材２１を第４図に示す
ように耐摩性環状部材２３に対してほぼ同心状に溶接部
２４を介して接合したものを用いる。なお、この耐摩性
環状部材２３は、ピストントップリング溝の耐摩耗性を
高めるために設けるものである。
す図であって、この中子部材２１はｗ４管からなる管状
体２２を環状に曲げてその端部な接合部２２ｂで互いに
接合することにより管状体内子部材２１を第４図に示す
ように耐摩性環状部材２３に対してほぼ同心状に溶接部
２４を介して接合したものを用いる。なお、この耐摩性
環状部材２３は、ピストントップリング溝の耐摩耗性を
高めるために設けるものである。
次に、ピストンの製造にあたっては、中子部材２１を接
合固定した耐摩性環状部材２３を前記中子部材２１と共
に３５０°Ｃ程度に予熱したのち、ピストン成形型１１
の嵌合溝１８内に嵌合し、次いで鋳造空間１５内に湯道
１６を経てアルミニウム合金溶湯（ＪＩＳ ＡＣ８Ａ；
湯温７８０°Ｃ）を注入し、ｌ ５００ Ｋｇｆ／ｃｍ
２の圧力でプランジャ１４により矢印Ａ方向に加圧しつ
つ凝固させた。
合固定した耐摩性環状部材２３を前記中子部材２１と共
に３５０°Ｃ程度に予熱したのち、ピストン成形型１１
の嵌合溝１８内に嵌合し、次いで鋳造空間１５内に湯道
１６を経てアルミニウム合金溶湯（ＪＩＳ ＡＣ８Ａ；
湯温７８０°Ｃ）を注入し、ｌ ５００ Ｋｇｆ／ｃｍ
２の圧力でプランジャ１４により矢印Ａ方向に加圧しつ
つ凝固させた。
次に、ピストン成形型１１内より鋳造体を取り出した後
、鋳抜きピン１７によって形成されたピストン内部の鋳
抜き孔２５と管状体内部２２ｂとの間に機械加工によっ
て連通孔２６を形成し、この連通孔２６によって管状体
内部２２ｂにより形成された冷却孔２７をピストン外部
と連通させ、第６図に示すように、上部に冷却孔２７を
有するピストン３０を製作した。なお、このピストン３
０にはその後キャビティ燃焼室２８やピストンリング溝
などが形成される。
、鋳抜きピン１７によって形成されたピストン内部の鋳
抜き孔２５と管状体内部２２ｂとの間に機械加工によっ
て連通孔２６を形成し、この連通孔２６によって管状体
内部２２ｂにより形成された冷却孔２７をピストン外部
と連通させ、第６図に示すように、上部に冷却孔２７を
有するピストン３０を製作した。なお、このピストン３
０にはその後キャビティ燃焼室２８やピストンリング溝
などが形成される。
このように、冷却孔２７を有するピストン３０を製造す
る際において、従来のように、基部中子（３）を直接合
金溶湯（５）にさらすことがないため、中子（３）が破
壊したりあるいは溶湯（５）が中子粒子の開陳部分に浸
透したりする不具合が解消され、所望形状の冷却孔２７
が形成されると共に、高圧鋳造が可能であるため、合金
の強度を例えばアルミニウム合金の場合に従来の重力鋳
造における２５〜３０Ｋｇｆ／ｌｌｌｌ１１２から３５
〜３８ Ｋｇｆ／關２程度にまで高めることができ、冷
却孔２７を設けたことによる強度低下をかなり補うこと
が可能となる。
る際において、従来のように、基部中子（３）を直接合
金溶湯（５）にさらすことがないため、中子（３）が破
壊したりあるいは溶湯（５）が中子粒子の開陳部分に浸
透したりする不具合が解消され、所望形状の冷却孔２７
が形成されると共に、高圧鋳造が可能であるため、合金
の強度を例えばアルミニウム合金の場合に従来の重力鋳
造における２５〜３０Ｋｇｆ／ｌｌｌｌ１１２から３５
〜３８ Ｋｇｆ／關２程度にまで高めることができ、冷
却孔２７を設けたことによる強度低下をかなり補うこと
が可能となる。
（実施例２）
第７図ないし第９図はこの発明の実施例２を示す図であ
って、中子部材２１の他の例を示していス− すなわち、第７図（ａ）に示す上パンチ３１と下パンチ
３２との間で環状の薄鋼板３３を渫絞り成形したのち、
下パンチ３２に設けたノックアウトピン３４によって第
７図（ｂ）に示すように深絞り薄鋼板３４を取り出し、
次いで第８図に示すように前記深絞り薄鋼板３４．３４
を対向させて管状体２２とし、この管状体２２の継目部
分を全周溶接して管状体内部２２ｂを密閉し且つ複数の
リブ２１ａを有する中子部材２１を製作し、次に、この
中子部材２１を第９図に示すように耐摩性環状部材２３
に対し溶接部２４を介して接合固定した。
って、中子部材２１の他の例を示していス− すなわち、第７図（ａ）に示す上パンチ３１と下パンチ
３２との間で環状の薄鋼板３３を渫絞り成形したのち、
下パンチ３２に設けたノックアウトピン３４によって第
７図（ｂ）に示すように深絞り薄鋼板３４を取り出し、
次いで第８図に示すように前記深絞り薄鋼板３４．３４
を対向させて管状体２２とし、この管状体２２の継目部
分を全周溶接して管状体内部２２ｂを密閉し且つ複数の
リブ２１ａを有する中子部材２１を製作し、次に、この
中子部材２１を第９図に示すように耐摩性環状部材２３
に対し溶接部２４を介して接合固定した。
続いて、中子部材２１および環状部材２３を第４図に示
したピストン成形型１１内に配設したのち、実施例１と
同様にアルミニウム合金溶湯を注入し、プランジャ１４
により加圧することによって高圧鋳造し、次いで、機械
加工によって管状体内部２２ｂとピストン３０の外部と
をつなぐ連通孔２６を形成した。
したピストン成形型１１内に配設したのち、実施例１と
同様にアルミニウム合金溶湯を注入し、プランジャ１４
により加圧することによって高圧鋳造し、次いで、機械
加工によって管状体内部２２ｂとピストン３０の外部と
をつなぐ連通孔２６を形成した。
この実施例２によっても内部に冷却孔２７を有するピス
トン３０を製造することが可能であるが、この場合に中
子部材２１は複数のリブ２１ａを有しているため、中子
部材２１を構成する管状体２２ （３４，３４）の肉厚
を減少させることが可能であるという利点を有している
。
トン３０を製造することが可能であるが、この場合に中
子部材２１は複数のリブ２１ａを有しているため、中子
部材２１を構成する管状体２２ （３４，３４）の肉厚
を減少させることが可能であるという利点を有している
。
（実施例３）
この実施例では、第７図に示した上パンチ３１と下パン
チ３２との間で深絞り成形した薄鋼板３４を使用し、こ
の薄鋼板３４を３００ ’Ｏに予熱したのち、第１０図
（ａ）に示すように、例えば表１に示した成分を有しか
つ８５０°Ｃに溶解した溶融塩３７を前記深絞り薄鋼板
３４内に鋳込んで凝固させ、次に第１０図（ｂ）に示す
ように、同じく溶融塩３７を鋳造した後凝固させた別の
深絞り薄鋼板３４を上下反対にした状態で被せたのち、
継目部分を全周溶接し、管状体２２の内部２２ｂに易溶
融物質として溶融塩３７を充填させた中子部材２１を製
作した場合を示している。
チ３２との間で深絞り成形した薄鋼板３４を使用し、こ
の薄鋼板３４を３００ ’Ｏに予熱したのち、第１０図
（ａ）に示すように、例えば表１に示した成分を有しか
つ８５０°Ｃに溶解した溶融塩３７を前記深絞り薄鋼板
３４内に鋳込んで凝固させ、次に第１０図（ｂ）に示す
ように、同じく溶融塩３７を鋳造した後凝固させた別の
深絞り薄鋼板３４を上下反対にした状態で被せたのち、
継目部分を全周溶接し、管状体２２の内部２２ｂに易溶
融物質として溶融塩３７を充填させた中子部材２１を製
作した場合を示している。
そこで、このように構成した第１０図に示す中子部材２
１を第９図に示したと同様にして耐摩性環状部材２３に
溶接部２４を介して固定したのち、第１１図に示すよう
に、前記第４図に示したと同じ構成を有するピストン成
形型１１内の所定位置に配設したのち、ピストン成形型
１１内にアルミニウム合金溶湯（ＪＩＳ ＡＣ８Ａ；湯
温７８０°Ｃ）を注入して１５００ｋｇｆ ７ｃｍ２の
圧力でプランジャ１４により加圧して凝固させた。
１を第９図に示したと同様にして耐摩性環状部材２３に
溶接部２４を介して固定したのち、第１１図に示すよう
に、前記第４図に示したと同じ構成を有するピストン成
形型１１内の所定位置に配設したのち、ピストン成形型
１１内にアルミニウム合金溶湯（ＪＩＳ ＡＣ８Ａ；湯
温７８０°Ｃ）を注入して１５００ｋｇｆ ７ｃｍ２の
圧力でプランジャ１４により加圧して凝固させた。
次いで、ピストン成形型１１より鋳造体を取り出したの
ち、鋳抜きピン１７によって形成された鋳抜き孔２５と
管状体内部２２ｂとの間を機械加工によって形成した連
通孔２６でつなぎ、その後、連通孔２６より水流を供給
して中子部材２１内の溶融塩３７を溶解流出させること
により冷却孔２７を形成した。
ち、鋳抜きピン１７によって形成された鋳抜き孔２５と
管状体内部２２ｂとの間を機械加工によって形成した連
通孔２６でつなぎ、その後、連通孔２６より水流を供給
して中子部材２１内の溶融塩３７を溶解流出させること
により冷却孔２７を形成した。
このようにしたときでも所望形状の冷却孔２７を有する
ピストン３０を製造することができ、とくにこの場合に
は中子部材２１の管状体内部２２ｂが溶融塩３７によっ
て充満されているため、管状体２２が薄肉材料から形成
されているときでも高圧鋳造の際に変形が生ずるのを防
ぐことが可能であり、所定の開口断面形状の冷却孔２７
を形成させることが可能である。
ピストン３０を製造することができ、とくにこの場合に
は中子部材２１の管状体内部２２ｂが溶融塩３７によっ
て充満されているため、管状体２２が薄肉材料から形成
されているときでも高圧鋳造の際に変形が生ずるのを防
ぐことが可能であり、所定の開口断面形状の冷却孔２７
を形成させることが可能である。
（実施例４）
この実施例では、第１−図（ａ）に示すように、銅製管
（外径９ｍｍ、内径８．５ｍ＋ｎ）を曲げ加工してその
端部をろう付けすると共に上面側に孔部２２ｃを設けた
管状体２２を耐摩性環状部材２３に溶接部２４を介して
固定し、次いで、これらを第１２図（ｂ）に示すように
、溶融塩３７を入れた容器３８内に浸漬して孔部２２ｃ
より溶融塩３７を管状体２２の内部２２ｂに充填した。
（外径９ｍｍ、内径８．５ｍ＋ｎ）を曲げ加工してその
端部をろう付けすると共に上面側に孔部２２ｃを設けた
管状体２２を耐摩性環状部材２３に溶接部２４を介して
固定し、次いで、これらを第１２図（ｂ）に示すように
、溶融塩３７を入れた容器３８内に浸漬して孔部２２ｃ
より溶融塩３７を管状体２２の内部２２ｂに充填した。
次に、前記孔部２２ｃをろう付３２により封じることに
よって、第１２図（ｃ）に示すように耐摩性環状部材２
３に固定しかつ内部に溶融塩３７を充満させた状態の中
子部材２１を得た。
よって、第１２図（ｃ）に示すように耐摩性環状部材２
３に固定しかつ内部に溶融塩３７を充満させた状態の中
子部材２１を得た。
次に、第１１図に示したと同様にして上記中子部材２１
を耐摩性環状部材２３と共に鋳造空間１５内の所定位置
に設置したのち、アルミニウム合金溶湯を注入してプラ
ンジャ１４により１５００ｋｇｆ ７ｃｍ２の圧力で加
圧し、凝固後に取り出して鋳抜きピン１７によって形成
された鋳抜き孔２５と管状体内部２２ｂとの間を連通孔
２６によって連通させ、この連通孔２６より水流を供給
して中子部材２１内の溶融塩３７を溶出させ、内部に冷
却孔２７を有するピストン３０を得た。
を耐摩性環状部材２３と共に鋳造空間１５内の所定位置
に設置したのち、アルミニウム合金溶湯を注入してプラ
ンジャ１４により１５００ｋｇｆ ７ｃｍ２の圧力で加
圧し、凝固後に取り出して鋳抜きピン１７によって形成
された鋳抜き孔２５と管状体内部２２ｂとの間を連通孔
２６によって連通させ、この連通孔２６より水流を供給
して中子部材２１内の溶融塩３７を溶出させ、内部に冷
却孔２７を有するピストン３０を得た。
（実施例５）
この実施例では、第１３図（ａ）に示すように、銅製管
（外径８ｍｍ、肉厚Ｑ、５ｍｍ）を曲げ加工してその端
部をろう付すると共に上面側に孔部２２ｄを設けた管状
体２２をｉ＋１１）！ｉ’！性環状部材２３に溶接部２
４を介して固定し、次いで、前記管状体２２を１２０°
Ｃに予熱した状ｙルにして、この管状体２２の内部に前
記孔部２２ｄより鋳込み治具４１を用いて表２に示す成
分の易溶融物質とじて表 ２ （重量％） そして、上記合金４７が凝固したのち、第１３図（ｂ）
に示すように、孔部２２ｄに各々銅片４２を打ち込んで
封じて中子部材２１を作成した。
（外径８ｍｍ、肉厚Ｑ、５ｍｍ）を曲げ加工してその端
部をろう付すると共に上面側に孔部２２ｄを設けた管状
体２２をｉ＋１１）！ｉ’！性環状部材２３に溶接部２
４を介して固定し、次いで、前記管状体２２を１２０°
Ｃに予熱した状ｙルにして、この管状体２２の内部に前
記孔部２２ｄより鋳込み治具４１を用いて表２に示す成
分の易溶融物質とじて表 ２ （重量％） そして、上記合金４７が凝固したのち、第１３図（ｂ）
に示すように、孔部２２ｄに各々銅片４２を打ち込んで
封じて中子部材２１を作成した。
次に、このように構成した第１３図に示す中子部材２１
を耐摩性環状部材２３とともに、第１４図に示すように
、第４図および第１１図に示したと同じ構成を有するピ
ストン成形型１１内の所定位置に配設したのち、ピスト
ン成形型１１内にアルミニウム合金溶湯（ＪＩＳ ＡＣ
８Ａ：溶湯温度７５０°Ｃ）を注入して１５００ ｋｇ
ｆ ７ｃｍ２の圧力でプランジャ１４により加圧して凝
固させた。
を耐摩性環状部材２３とともに、第１４図に示すように
、第４図および第１１図に示したと同じ構成を有するピ
ストン成形型１１内の所定位置に配設したのち、ピスト
ン成形型１１内にアルミニウム合金溶湯（ＪＩＳ ＡＣ
８Ａ：溶湯温度７５０°Ｃ）を注入して１５００ ｋｇ
ｆ ７ｃｍ２の圧力でプランジャ１４により加圧して凝
固させた。
次いで、ピストン成形型１１より鋳造体を取り出したの
ち、鋳抜きピン１７によって形成された鋳抜き孔２５と
管状体内部２２ｂとの間を機械加工にて形成した連通孔
２６で連通した。
ち、鋳抜きピン１７によって形成された鋳抜き孔２５と
管状体内部２２ｂとの間を機械加工にて形成した連通孔
２６で連通した。
次いで、上記鋳造体（ピストン粗形体）に対しＴ５熱処
理（２００°ＯＸ８時間）を施した。この熱処理に際し
ては、鋳造体をそのクラウン部が上方になるように設置
し、Ｔ５熱処理の間に前記易溶融合金４７が溶解して前
記連通孔２６より流出させ、管状体内部２２ｂが中空状
となった冷却孔２７を有するピストン３０を製作した。
理（２００°ＯＸ８時間）を施した。この熱処理に際し
ては、鋳造体をそのクラウン部が上方になるように設置
し、Ｔ５熱処理の間に前記易溶融合金４７が溶解して前
記連通孔２６より流出させ、管状体内部２２ｂが中空状
となった冷却孔２７を有するピストン３０を製作した。
なお、上記流下した易溶融合金４７は回収して再度第１
３図（ａ）に示す工程において使用した。
３図（ａ）に示す工程において使用した。
このようにしたときでも、内部に冷却孔２７を有するピ
ストン３０を製作することが可能であり、中空状の中子
部材２１を用いた場合よりも高圧鋳造の間における変形
が生じがたいため、債状体２２の肉厚を小さなものとす
ることが可能であり、また管状体内部２２ｂに溶融塩３
７を充填する場合のように、溶融塩３７の取り扱いが面
倒であったり、当該溶融塩３７によって処理装置類が腐
食を生じたり、環境を悪化したりするおそれがないとい
う利点がある。
ストン３０を製作することが可能であり、中空状の中子
部材２１を用いた場合よりも高圧鋳造の間における変形
が生じがたいため、債状体２２の肉厚を小さなものとす
ることが可能であり、また管状体内部２２ｂに溶融塩３
７を充填する場合のように、溶融塩３７の取り扱いが面
倒であったり、当該溶融塩３７によって処理装置類が腐
食を生じたり、環境を悪化したりするおそれがないとい
う利点がある。
（実施例６）
この実施例では、第１３図（ａ）に示したと同じ形状の
銅製管からなる管状体２２を耐摩性環状部材２３にシ酋
１発部２４を介して固定したものを使用し、この環状体
２２を８０°Ｃに予熱した状態にして、同じく鋳込み治
具４１を用いて表３に示す成分の易溶融合金４７を鋳込
んだ。
銅製管からなる管状体２２を耐摩性環状部材２３にシ酋
１発部２４を介して固定したものを使用し、この環状体
２２を８０°Ｃに予熱した状態にして、同じく鋳込み治
具４１を用いて表３に示す成分の易溶融合金４７を鋳込
んだ。
表 ３
そして、上記合金４７が凝固したのち銅片４２を打ち込
んで封じることにより中子部材゛２１を作成したのち、
８１４図に示すようにピストン成形型１１内に設置し、
次いでピストン成形型１１内に鋳造用マグネシウム合金
溶湯（ＪＩＳ ＭＣ２；溶湯温度６２０°Ｃ）を注入し
てプランジャ１４により１５００ｋｇｆ ／ａｍ２の圧
力で加圧しつつ凝固させた。その後、実施例５と同様に
連通孔２６を形成したのち、易溶融合金４７を前記連通
孔２６より溶解流出させて冷却孔２７を形成した。
んで封じることにより中子部材゛２１を作成したのち、
８１４図に示すようにピストン成形型１１内に設置し、
次いでピストン成形型１１内に鋳造用マグネシウム合金
溶湯（ＪＩＳ ＭＣ２；溶湯温度６２０°Ｃ）を注入し
てプランジャ１４により１５００ｋｇｆ ／ａｍ２の圧
力で加圧しつつ凝固させた。その後、実施例５と同様に
連通孔２６を形成したのち、易溶融合金４７を前記連通
孔２６より溶解流出させて冷却孔２７を形成した。
この易溶融合金４７の溶解流出は、鋳造体の溶体化処理
（４１０°Ｃ×１０時間）の際に兼ねて実施した。
（４１０°Ｃ×１０時間）の際に兼ねて実施した。
なお、実施例５，６において、易溶融合金４７の融点は
ピストン構成金属の融点以下であり、より好ましくはピ
ストン構成金属の熱処理温度以下である。ここでいう熱
処理は、ピストン構成金属の鋳造組織を改質させるため
、あるいは鋳造応力を解消させるために行うものであり
、種々の温度が選択される。
ピストン構成金属の融点以下であり、より好ましくはピ
ストン構成金属の熱処理温度以下である。ここでいう熱
処理は、ピストン構成金属の鋳造組織を改質させるため
、あるいは鋳造応力を解消させるために行うものであり
、種々の温度が選択される。
（発明の効果）
以上説明してきたように、この発明によれば、内部に冷
却孔を有するピストンを製造するに際し、ピストン成形
型内の前記冷却孔形成位置に、管状体からなる中子部材
を配設したのち、次いで前記ピストン成形型内に溶湯を
鋳造し、凝固後に前記管状体内部とピストン外部とをつ
なぐ連通孔を形成するようにしたから、環装中子を単体
で用いたときのように、塩粒子中に合金溶湯が浸透して
冷却孔の形状が悪くなり、塩の除去が良好になされなく
なるという問題を解消することができると共に、高圧鋳
造法によって鋳造したときでも中子の破損を防止するこ
とができるため、高圧鋳造法によって内部に所定形状の
冷却孔を有するピストンの製造が可能であり、高圧鋳造
によって溶湯を加圧するため凝固組織の微細化が可能で
あり、強度の向」二が得られるので、冷却孔を設けたこ
とによるピストンクラウン部の肉厚増大をできるだけ小
さくおさえることができ、ピストン重量の増大を最小限
にとどめることが可能であるなどの非常に優れた効果を
有している。
却孔を有するピストンを製造するに際し、ピストン成形
型内の前記冷却孔形成位置に、管状体からなる中子部材
を配設したのち、次いで前記ピストン成形型内に溶湯を
鋳造し、凝固後に前記管状体内部とピストン外部とをつ
なぐ連通孔を形成するようにしたから、環装中子を単体
で用いたときのように、塩粒子中に合金溶湯が浸透して
冷却孔の形状が悪くなり、塩の除去が良好になされなく
なるという問題を解消することができると共に、高圧鋳
造法によって鋳造したときでも中子の破損を防止するこ
とができるため、高圧鋳造法によって内部に所定形状の
冷却孔を有するピストンの製造が可能であり、高圧鋳造
によって溶湯を加圧するため凝固組織の微細化が可能で
あり、強度の向」二が得られるので、冷却孔を設けたこ
とによるピストンクラウン部の肉厚増大をできるだけ小
さくおさえることができ、ピストン重量の増大を最小限
にとどめることが可能であるなどの非常に優れた効果を
有している。
第１図はピストン成形型内に環装中子を配設した従来の
ピストン製造方法によるピストン成形型の縦断面図、第
２図は第１図の環装中子の断面説明図、第３図は第１図
のピストン成形型により製造したピストンの縦断面図、
第４図はピストン成形型内に中子部材を配設したこの発
明の実施例によるピストン成形型の縦断面図、第５図は
第４図のピストン成形型内に配設した中子部材の部分切
欠斜視図、第６図は第４図のピストン成形型によって製
造したピストンの縦断面図、第７図ないし第９図はこの
発明の他の実施例における中子部材の製作および固定要
領を示し、第７図（＋ａ）（ｂ）は薄板の深絞り要領、
第８図は深絞り薄板の重ね要領および第９図は中子部材
の固定要領を各々示す断面説明図、第１０図（ａ）（ｂ
）はこの発明のさらに他の実施例における中子部材の製
作要領を示す断面説明図、第１１図はピストン成形型内
に第１０図に示す中子部材を配設した状態を示す縦断面
図、第１２図（ａ） （ｂ） （ｃ）はこの発明のさら
に他の実施例における中子部材の製作要領を示す断面説
明図、第１３図（ａ）（ｂ）はこの発明のさらに他の実
施例における中子部材の製作要領を示す断面説明図、第
１４図はピストン成形型内に第１３図に示す中子部材を
配設した状態を示す縦断面図である。 １１・・・ピストン成形型、 １５・・・鋳造空間、 ２１・・・中子部材、 ２２・・・管状体、 ２２ｂ・・・管状体内部、 ２６・・・連通孔、 ２７・・・冷却孔、 ３０・・・ピストン、 ３７・・・溶融塩（易溶融物質） ４７・・・合金（易溶融物質）。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 小 塩 豊 第５図 ＠Ｇ図 ２乙 第７図 （３） （ｂ） 第８図 第９図 １ ２ｂ ７ 第１２図 第１３因 ２
ピストン製造方法によるピストン成形型の縦断面図、第
２図は第１図の環装中子の断面説明図、第３図は第１図
のピストン成形型により製造したピストンの縦断面図、
第４図はピストン成形型内に中子部材を配設したこの発
明の実施例によるピストン成形型の縦断面図、第５図は
第４図のピストン成形型内に配設した中子部材の部分切
欠斜視図、第６図は第４図のピストン成形型によって製
造したピストンの縦断面図、第７図ないし第９図はこの
発明の他の実施例における中子部材の製作および固定要
領を示し、第７図（＋ａ）（ｂ）は薄板の深絞り要領、
第８図は深絞り薄板の重ね要領および第９図は中子部材
の固定要領を各々示す断面説明図、第１０図（ａ）（ｂ
）はこの発明のさらに他の実施例における中子部材の製
作要領を示す断面説明図、第１１図はピストン成形型内
に第１０図に示す中子部材を配設した状態を示す縦断面
図、第１２図（ａ） （ｂ） （ｃ）はこの発明のさら
に他の実施例における中子部材の製作要領を示す断面説
明図、第１３図（ａ）（ｂ）はこの発明のさらに他の実
施例における中子部材の製作要領を示す断面説明図、第
１４図はピストン成形型内に第１３図に示す中子部材を
配設した状態を示す縦断面図である。 １１・・・ピストン成形型、 １５・・・鋳造空間、 ２１・・・中子部材、 ２２・・・管状体、 ２２ｂ・・・管状体内部、 ２６・・・連通孔、 ２７・・・冷却孔、 ３０・・・ピストン、 ３７・・・溶融塩（易溶融物質） ４７・・・合金（易溶融物質）。 特許出願人 日産自動車株式会社 代理人弁理士 小 塩 豊 第５図 ＠Ｇ図 ２乙 第７図 （３） （ｂ） 第８図 第９図 １ ２ｂ ７ 第１２図 第１３因 ２
Claims (2)
- （１）内部に冷却孔を有するピストンを製造するに際し
、ピストン成形型内の前記冷却孔形成位置に、管状体か
らなる中子部材を配設したのち、前記ピストン成形型内
に溶湯を鋳造し、凝固後に前記管状体内部とピストン外
部とをつなぐ連通孔を形成することを特徴とするピスト
ンの製造方法。 - （２）管状体内部が易溶融物質で充満された中子部材を
用いる特許請求の範囲第（１）項記載のビス！・ンの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18084583A JPS6072656A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ピストンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18084583A JPS6072656A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ピストンの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6072656A true JPS6072656A (ja) | 1985-04-24 |
Family
ID=16090359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18084583A Pending JPS6072656A (ja) | 1983-09-30 | 1983-09-30 | ピストンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6072656A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006056185A1 (de) * | 2004-11-25 | 2006-06-01 | Mahle International Gmbh | Kolben mit einem kühlkanal für einen verbrennungsmotor und verfahren zur herstellung des kolbens |
-
1983
- 1983-09-30 JP JP18084583A patent/JPS6072656A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006056185A1 (de) * | 2004-11-25 | 2006-06-01 | Mahle International Gmbh | Kolben mit einem kühlkanal für einen verbrennungsmotor und verfahren zur herstellung des kolbens |
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