JPS63215363A - 内燃機関用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） 本発明は内燃機関用ピストンの製造方法に関するもので
あり、特にトップリング溝の内方周辺に無機繊維集合体
を複合強化し、且つ冷却用空洞が形成されるピストンの
製造方法として利用される。

（従来の技術） 本発明に係る従来技術としては、特開昭６０−１６６１
５８号公報に記載されるものがある。

この従来技術は、高圧鋳造によりトップリング溝内方周
辺に無機繊維集合体、または、多孔賞金−属成形体等の
強化部材を複合し、トップリング溝の強化を図り、且つ
、トップリング溝内近傍に油冷却用空洞を有するピスト
ンの製造方法において、前記油冷却用空洞を形成するた
め、無機繊維集合体の内側に塩中子が接着されるととも
に、塩中子の下面にピン孔を設け、ピストンを鋳造する
ための中子を兼用するパンチ型の上面に３本の支柱と、
この支柱の先端に前記塩中子のピン孔に嵌合するピンを
形成し、このビンを塩中子のビン孔と嵌合することによ
ってパンチ型に保持され、この状態で鋳造し、鋳造後、
塩中子を溶解させることにより前記油冷却用空洞が形成
されるようにしたものである。

（発明が解決しようとする問題点） しかし、上記製造方法においては無機繊維集合体と母材
であるアルミニュームとの複合化の為にピストン全体を
高圧鋳造で成形する必要があり、また冷却用空洞成形用
の塩中子の位置決めのため、無機繊維集合体と塩中子と
を接着し、その状態で型内にセットし鋳造した後、製品
状態となるには後工程で塩中子を溶かし出す必要がある
。

また高圧鋳造の場合、製品内側形状は型の都合上、１型
で成形できる形状にする必要があり、そのためスカート
部下端の肉厚をスカート上部より薄くせざるを得ないた
め、横方向に受ける荷重が弱くなり勝ちで、これを解消
するのにスカート部下端を厚肉に強化するとスカート部
上方に無駄な駄肉（ぜい肉）がつき製品重量が増大し、
且つピン穴上部に黒皮で面取りが取れないため応力が集
中する形状となり、加工でビン穴内側周辺のエツジ部分
を削除して応力を緩和させる必要があった。

本発明は上記問題に鑑み、塩中子を用いずに冷却用空洞
を形成し、且つトップリング溝周辺内方を無機繊維集合
体にて強化し、軽量で応答性のよいピストンを得ること
を、その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、
トップリング溝及び冷却用空洞の上半部−を形成するピ
ストン上半部と、該ピストン上半部に接合されて前記冷
却用空洞を形成する冷却用空洞の下半部及びスカート部
を有するピストン下半部とに分割され、前記ピストン上
半部は成形時、前記トップリング溝内方周辺が強化され
る無機繊維集合体を配置し高圧鋳造にて成形され、一方
前記ピストン下半部は重力鋳造にて成形され、成形後、
前記ピストン上半部と該ピストン下半部とを溶接にて接
合し一体化されることにより、前記トップリング溝内方
周辺を強化し、且つ冷却用空洞が形成される、方法にし
たことである。

（作用） 上記手段により、冷却用空洞は塩中子を用いることなく
、それによって、成形特塩中子と無機繊維集合体との接
着、及び成形後の塩中子を溶かし出す工程も不要となる
。またピストン下半部は重力鋳造で成形されるため、ス
カート部の下方に強度補強が必要な部分のみ肉付けする
ことができ、更にピンボス上方の肉抜き、ビン穴内側上
方の黒皮面取りも可能となり、・重量を軽減させるとと
もに後の機械加工が無くてもビン穴上方に応力集中が起
こらないピストンとすることが可能である。

（実施例） 以下、本発明の実施例について図面に基づき説明する。

第１図〜第３図において、ピストン１０はピストン上半
部２０と、ピストン下半部３０とが夫々別体にて成形さ
れ、両部材２０及び３０を接合したものである。

ピストン上半部２０は高圧鋳造にて成形され、頂面２１
には燃焼室２２が形成される。また内方下面には冷却用
空洞４０を形成するための冷却用空洞の上半部２３と、
リブ５０を形成する上半部２４とが形成され、更に前記
リブ５０の駄肉を削除した抜孔５０ａの上半部２７が形
成される。またトップリング溝２５を形成する内方周辺
に無機繊維集合体２６が成形特型内に配置され、アルミ
ニューム母材と複合化し、且つトップリング溝２５の内
方周辺を強化している。

一方前記ピストン下半部３０は重力鋳造にて成形され、
内方上面には前記ピストン上半部２０側に向って突出し
、前記冷却用空洞４０の上半部２３と接合されて冷却用
空洞４０を形成する冷却用空洞の下半部３１と、前記リ
ブ５０の上半部２４と接合されるリブ５０の下半部３２
．およびこれに連なるビン孔３３と、外周にスカート部
３４が形成され、更にスカート部３４の内周下端は補強
用リプ３５が形成される。また前記リブ５０の下半部３
２はリブ５０の駄肉を削除するため下部抜孔３６か形成
される。

上記ピストン１０を形成するピストン上半部２０および
ピストン下半部３０は、第１図、図中２点鎖線で示すよ
うにピン６３にて位置決めされた後、電子ビーム溶接に
て接合される。即ち、図中６１はピストン上半部２０の
素材外周形状を示し、６２はピストン下半部３０の素材
外周形状を示したものであり、６４は溶接時、ピストン
上半部２０と下半部３０との位相を決めるノックピン用
の孔であり、このノックビン用孔６４にノックピン６３
を嵌合させることによってピストン上半部２０と下半部
３０の接合面６５はズレなく位置決めされ、且つ溶接す
ることができる。またこのノックビン６３の位置は、粗
材のゲート部の必要余肉を利用し設けることにより、粗
材の重量増をを防止できるが、必要に応じてピストン上
半部２０と下半部３０の接合面６５内の任意の位置に適
宜設定してもよい。

上記によってピストン上半部２０と下半部３０はズレな
く接合され、この接合によって前記冷却用空洞４０が形
成されるとともに、抜き孔５０’ａを有するリプ５０も
同時に形成される。また接合後、前記２点鎖線で示され
た素材は機械加工によって実線のところ迄削除され、更
にピストン上半部２０の外周部にはトップリング溝２５
．ピストン下半部３０の外周部上方には第２リング溝３
７゜オイルリング溝３８が形成される。また前記冷却用
空洞４０にオイルを流出入させるオイル流入口３９、オ
イル流出口（図示しない）が孔明けされる。

〔発明の効果〕

″　以上の如（、ピストンをトップリング溝と冷却用空
洞の上半部を形成するピストン上半部と、ピストン上半
部と接合されて冷却用空洞を形成する冷却用空洞の下半
部を形成するピストン下半部とに分割し、ピストン上半
部を高圧鋳造、ピストン下半部を重力鋳造にて成形し、
両部材を接合して一体化することにより、冷却用空洞が
形成されるようにしたことから、冷却用空洞を形成する
塩中子が不要となり、また従来無機繊維集合体を塩中子
に接着していた工程、及び塩中子を溶かし出す工程も不
要であり、更に塩中子の溶かし出しをチェックする検査
工程も不要となる。また従来リプに形成されていた駄肉
部が型抜きによって削除することができ、それによって
軽量化され、ピストンの応答性が上り、エンジン性能が
向上する。

また高圧鋳造用の型部分は、その鋳造方法に耐え得るよ
うに強固な型が必要であるが、本発明の高圧鋳造で成形
する部分は小さく、円盤状に近い簡単な型であるため型
費も少なく、多数個取りが出来、工数的にも有利となる
等、低コストで応答性のよいピストンが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例によるピストンを示し第３図のＢ
−Ｂ視断面図、第２図は第３図のＡ−Ａ視断面図、第３
図は平面図である。 １０　・　・　・ピストン。 ２０・・・ピストン上半部。 ２３・・・冷却用空洞の上半部。 ２５・・・トップリング溝。 ２６・・・無機繊維集合体。 ３０・・・ピストン下半部。 ３１・・・冷却空洞の下半部。 ３４・・・スカート部。 ４０・・・冷却用空洞。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トップリング溝の内方周辺に無機繊維集合体を複合強化
   し、且つ冷却用空洞が形成される内燃機関用ピストンの
   製造方法において、前記ピストンは、前記トップリング
   溝及び前記冷却用空洞の上半部を形成するピストン上半
   部と、該ピストン上半部と接合されて前記冷却用空洞を
   形成する冷却用空洞の下半部及びスカート部を有するピ
   ストン下半部とに分割され、前記ピストン上半部は成形
   時、前記トップリング溝内方周辺が強化される無機繊維
   集合体を配置し高圧鋳造にて成形され、一方前記ピスト
   ン下半部は重力鋳造にて成形され、成形後、前記ピスト
   ン上半部と前記ピストン下半部とを溶接にて接合し一体
   化されることにより、前記トップリング溝内方周辺を強
   化し、且つ冷却用空洞が形成される、内燃機関用ピスト
   ンの製造方法。