JPS62230470A - 溶湯鍛造金型によるピストンの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は溶湯鍛造用金型にて自動車用ピストンを製造す
る方法に関するもので、ピストンの頂部に欠陥がなく、
かつ燃焼室等を有するピストンの製造に利用されるもの
である。

（従来の技術） 本発明に係る従来技術としては特開昭５８−１９６１５
８号「溶湯鍛造用金型」の公報がある。

これを第６図（イ）により説明すれば、Ａは溶湯鍛造用
金型で溶湯をキャビティー３１へ充填し、１次加工Ｐに
て加圧後、２次加圧プランジャー３２によりキャビティ
ー下側より２次加工Ｑを作用させ、圧力を溶湯の広範囲
に分散させて、特に押湯効果によりピストン頂部の巣孔
、引け、の発生を防止するもので、プランジャーの加圧
面をキャビティー側へ湾曲面形状とした溶湯鍛造用金型
が開示されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかし前記溶湯鍛造金型にてピストンを製造する場合に （１）キャビティー３１内の溶湯は１次加工Ｐの作用に
より溶湯は直ちに凝固を開始し、２次加圧プランジャー
３２の側壁３４にＸ印で示す溶湯の固相が生成する。次
にピストンの肉厚部の収縮巣を除去するため、押湯効果
として、２次加工Ｑによって１次加圧が押し戻されない
様に１次加圧終了後、キャビティー内の凝固が相当進行
した状態で２次加工Ｑを開始するが、２次加圧プランジ
ャー３３が前進時にスリーブ３４の側壁に生成した固相
も押すことになり、第６図（ロ）のＸ印で示す固相が半
溶融のピストン３５の頂部３６にリング状３７となって
食い込み、表面欠陥の大きな原因となっている。

（２）キャビティー３１の中心軸に沿って頂面中央部に
２次加圧プランジャー３３が設けであるため、ピストン
頂面に燃焼室を形成したり、バルブ逃がし等の形状を有
するピストンでは鋳造後ＮＣ加工等の切削加工によりこ
の形状をつくり必要があり大幅なコストアップになると
いう問題点がある。

本発明は溶湯鍛造用金型にてピストンを製造する場合に
、キャビティー下側に２次加圧用のプランジャーを設は
押湯を行ってもピストン表面に凝固の進行にともなう固
相がピストンの肉厚部に侵入せず、従ってピストンに表
面欠陥が発生しなく、更にピストン頂面に燃焼室または
パルプ逃げなどの凹部を鋳造することにより、後加工の
必要のないピストンの製造方法を技術的課題とするもの
である。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 上記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は、
次のようである。すなわち、溶湯鍛造金型にてピストン
を製造する場合に、溶湯をキャビティーに充填後加圧す
る１次加圧と、押湯効果により鋳巣を防止するためにキ
ャビティーに設けた２次加圧プランジャーにより２次加
圧する溶湯にいて、キャビティーの下側に２次加圧用プ
ランジャーを配置し、キャビティーに溶湯が充填されて
１次加圧を行い、１０秒以内に前記２次加圧プランジャ
ーにて２次加圧を行うものである。また前記キャビティ
ーの下側に設けた２次加圧プランジャーの位置はキャビ
ティーの中央下側を避けて一方片側部に設け、ピストン
の頂部に燃焼室又はパルプ逃げ室のような凹部を有する
ピストンを製造するものである。

（作用） 前記技術的手段は次のように作用する。すなわちキャビ
ティーに溶湯を充填後、１次加圧終了後１０秒以内に、
好ましくは数秒以内に、キャビティーの下側に設けた２
次加圧プランジャーにより２次加圧を行うことにより充
分に押湯効果が発揮できる。１次加圧完了後１０秒以上
経過して２次加圧を行えば溶湯が２次加圧プランジャー
側壁により冷却が行われ固相が発生する。また前記２次
加圧プランジャー側壁に生成したリング状の固相は、そ
の厚みが前記数秒の時間ではｌ　ｍｍ以下であるために
２次加圧プランジャーが作用しても軸径が小さいために
固相はそのまま２次加圧スリーブ側壁に残ることになり
、固相はピストン頂部へ侵入しない。また、２次加圧プ
ランジャーを予めピストン中央部を避けて一方片側に配
置することによりピストン頂部に燃焼室又はパルプ逃げ
室に相当する凹部を形成するピストンが製造できるもの
である。

（実施例） 以下実施例について説明する。

第１図（イ）、（ロ）において１はピストンで。

２はピストンの頂面、３はスクイズ加圧部、４はセンタ
ー加工部の凸部であり、５はピストン頂面に配置した凹
状の燃焼室である。

第２図は溶湯鍛造金型で、１０は上型、１１は下型で１
２はスリーブ、１３はプランジャーチップ、１４はカウ
ンタチップで、１５は溶湯注入口。

１６はゲート　１７はキャビティー、１Ｂは先端が罪状
の移動中子、１９は２次加圧用プランジャーで、２０は
２次加圧用スリーブである。

前記構成においてその作用を述べれば、（１）上型ｌＯ
と下型１１が型締されカウンターチップ１４が上昇して
ゲート１６の上部１６ａの定位置で停止しゲート１６を
閉状態とし、湯口１５より注湯しスリーブ１２に充填後
、プランジャーチップ１３が下降し、続いてカウンター
チップ１４とプランジャーチップ１３が下降し、ゲート
１６を経て溶湯はキャビティー１７に入り、前記プラン
ジャーチップ１３の加圧により１次加工Ｐが完了する。

この状態を第２図に示す。

（２）第２次加圧については第３図に示す。すなわち第
１次加圧終了後数秒間経過した時点では、第２次加圧ス
リーブ側壁２０ａ及び２次加圧プランジャー１９ａの前
面には最低１　ｍｍの固相Ｓが生じる。

（３）製品であるピストンの収縮巣発生部へ収縮巣の発
生を無くするために２次加圧プランジャー１９が上昇し
２次加工Ｑが完了する。これを第４図に示す。これによ
り溶湯は矢印２０に示ずようにピストン頂部方向へ侵入
する。２次加圧プランジャー１９の直径をαφ、スクイ
ズ加工部先端のボスの直径をβφとし、β≧α＋２１の
大きさとし、スクイズ加工部をテーパー状とすれば、２
次加圧プランジャー１９が上昇してもＸ印で示す固相Ｓ
はリング状となってそのまま、２次加圧用スリーブ側壁
に残る。２次加圧プランジャー１９の前面にある固相Ｒ
８が上昇してＲ２の位置に保持されても最終加工におい
て、スクイズ加工部は鎖線の位置２１で切断されるため
にまったく問題はない。

以上の方法にてピストン頂部方向へは固相Ｓがまったく
無いピストンを製造できる。また２次加圧プランジャー
の位置、すなわちピストンのスクイズ加工部がピストン
の中央をさけて片側部に設けであるために第１図に示す
凹部の燃焼室５を設けることができ、第５図に示すディ
ーゼルエンジン用ピストンのパルプ逃し室の凹部７．８
も簡単に鋳造時に形成できるものである。

〔発明の効果〕

本発明は次の効果を有する。すなわち、２次加圧スリー
ブの側壁に生成した固相が成長する前に２次加圧を開始
すれば、２次加圧スリーブ内に生成した固相の製品部へ
の食い込みはないが、溶湯が溶けているために２次加圧
によって１次加圧プランジャーチップを押し戻す力が作
用し、１次加圧プランジャーチップが押し戻され、押湯
効果がなくなるか、又は１次加圧プランジャーチップが
２次加圧によって押し戻されない様に増強しなければな
らないという問題点がある。しかし、本発明では２次加
圧スリーブ側壁に固相が生成されても製品部への食い込
みがないので２次加圧の開始時間を早める必要もな（、
従って設備も小さく安価である。また２次加圧スリーブ
の側壁に生成された固相を押すことがないために２次加
圧プランジャーの力を効率的に溶湯へ伝えることができ
るため押湯効果を十分に発揮でき、収縮巣等の鋳造欠陥
が除去されて機械的性質の優れた製品が成形でき、更に
頂面形状を避けた位置からの加圧により、頂面形状の鋳
造により形成が可能になり切削加工を大幅に低減できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はピストンの説明図で、　（イ）は平面図。 （ロ）は（イ）のａ　”−ａ断面図、第２図は本実施例
の溶湯鍛造金型の断面図、第３図は第２次加圧直前の要
部の断面図、第４図は第２次加圧中の要部の断面図、第
５図はピストンの平面図、第６図は従来例の説明図で（
イ）は溶湯鍛造金型の断面図、　（ロ）は半溶隔状態の
ピストン要部の断面図である。 ■・・・ピストン、５・・・燃焼室、７．８・・・バル
ブ逃げ室、１７・・・キャビティー、１９・・・２次加
圧プランジャー、Ｒ，Ｓ・・・固相

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）溶湯をキャビティーに充填後加圧する１次加圧と
   、押湯効果により鋳巣を防止するためにキャビティーに
   設けた２次加圧用プランジャーにより２次加圧すること
   によりピストンを鋳造する溶湯鍛造金型において、キャ
   ビティーの下側に２次加圧用プランジャーを配置し、１
   次加圧後１０秒以内に２次加圧を行う溶湯鍛造金型によ
   るピストンの製造方法。
2. （２）前記キャビティーの下側に設けた２次加圧プラン
   ジャーは、キャビティーの中央下側を避けて、一方片側
   部に設けて、ピストンの頂部に燃焼室又はバルブ逃げ室
   の凹部を有するピストンを製造する特許請求の範囲第１
   項に示す溶湯鍛造金型によるピストンの製造方法。