WO2015136818A1 - 内燃機関用ピストンの製造装置及びこのピストン製造方法 - Google Patents

内燃機関用ピストンの製造装置及びこのピストン製造方法 Download PDF

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piston
holding
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wear
combustion engine
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PCT/JP2014/084266
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高橋　智一
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • F02F2003/0007—Monolithic pistons; One piece constructions; Casting of pistons

Definitions

  • the present invention relates to an internal combustion engine piston manufacturing apparatus formed by casting and a piston manufacturing method using the manufacturing apparatus.
  • the piston base material is formed of an aluminum alloy material in order to reduce the weight, but the combustion pressure applied to the crown portion at the upper end of the piston is high. For this reason, if a piston ring groove is formed on the outer periphery of the crown portion like a gasoline engine and a piston ring is directly provided there, the piston ring groove may be damaged. For this reason, a cast-iron wear-resistant ring is embedded in the crown portion, and a piston ring groove is formed on the outer periphery of the high-strength wear-resistant ring.
  • Patent Document 1 As a manufacturing apparatus of the piston provided with the above-mentioned wear-resistant ring, there is one described in Patent Document 1 below. Briefly, it comprises a lower mold having a cavity for piston molding inside, and an upper mold for opening and closing the cavity opening of the lower mold, and the upper mold has a diameter of the wear-resistant ring. While one holding pin is provided to be held from the outside in the direction, a holding hole into which the tip end portion of the holding pin is inserted and locked is formed in the flange portion provided on the outer peripheral portion of the wear-resistant ring. Further, the wear-resistant ring is positioned in the radial direction by three positioning pins that extend downward on the upper mold in the same manner as the holding pins.
  • the wear-resistant ring is held by inserting and locking one holding pin provided in the upper mold into the holding hole of the wear-resistant ring. Therefore, when the accuracy of the outer diameter of the holding pin or the inner diameter of the holding hole is lowered, the wear-resistant ring may be tilted around the holding pin or may be dropped due to poor locking. Yes, causing instability of retention.
  • the present invention has been devised in view of the technical problem of the conventional piston manufacturing apparatus, and can manufacture a piston capable of reliably holding a wear-resistant ring regardless of the accuracy of the outer diameter of the holding pin.
  • An apparatus and a manufacturing method thereof are provided.
  • a cavity for forming a piston is formed inside, a main mold having an opening at the end of the cavity, and the opening of the cavity can be opened and closed.
  • a movable mold, and a plurality of holding pins provided so that a tip portion protruding from the movable mold is inserted and arranged in the cavity so as to hold the wear-resistant ring,
  • At least one of the plurality of holding pins is provided so as to be rotatable about an axis with respect to the movable mold, and a holding portion that holds the tip end portion in contact with the wear-resistant ring according to a rotation position. It is characterized by being formed.
  • the wear-resistant ring is held only by rotating the holding pin supported by the movable mold by a predetermined angle, the wear-resistant ring is surely secured regardless of the accuracy of the outer diameter of the holding pin. It becomes possible to hold on. Therefore, stable holding properties can be obtained by the holding pins.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 10 showing a state in which the wear-resistant ring is held by a holding mechanism provided in the present embodiment. It is a bottom view which shows the state which hold
  • A is a perspective view of a main part of a holding pin used in the present embodiment, and B is a bottom view of the holding pin.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
  • FIG. 13 showing a state in which the wear-resistant ring is held by the holding mechanism provided for the second embodiment of the present invention. It is a bottom view which shows the state which hold
  • A is a perspective view of a main part of a holding pin used in the present embodiment, and B is a bottom view of the holding pin.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 16 showing a state in which the wear-resistant ring is held by the holding mechanism provided for the third embodiment of the present invention. It is a bottom view which shows the state which hold
  • A is a perspective view of a main part of a holding pin used in the present embodiment, and B is a bottom view of the holding pin.
  • the piston 1 as a whole is integrally cast with an AC8A Al—Si aluminum alloy as a base material, and is formed in a substantially cylindrical shape as shown in FIG. 1 to define a combustion chamber on the crown surface 2a.
  • a crown portion 2 a pair of arc-shaped thrust side skirt portions and anti-thrust side skirt portions 3 integrally provided on the outer peripheral edge of the lower end of the crown portion 2, and each circumferential end of each skirt portion 3.
  • the apron portion 4 is integrally formed with a pin boss portion 4a that supports both end portions of a piston pin (not shown).
  • the crown portion 2 has a disk shape formed with a relatively large thickness, and is formed with a concave portion having an approximately M-shaped cross section constituting a combustion chamber on the crown surface 2a, and is taken out from a casting mold to be described later.
  • a projection not shown in the figure which is formed in a large diameter and is formed with a hot water on the crown surface 2a, is integrally provided.
  • This protrusion and large-diameter outer periphery are subsequently machined and ground according to standards to form piston ring grooves that hold three piston rings such as pressure rings and oil rings on the outer peripheral surface. It has become so.
  • a wear-resistant ring 5 is embedded in the crown 2, and an annular cavity 6 for circulating cooling oil is formed on the inner peripheral side of the wear-resistant ring 5.
  • the wear-resistant ring 5 is for forming a piston ring groove for holding the pressure ring on the uppermost side after the outer peripheral portion of the crown portion 2 is polished, and is formed integrally with an annular ring by Ni-resist cast iron. ing.
  • the annular cavity 6 is arranged coaxially with the wear resistant ring 5 and the central axis X of the piston 1, and has a predetermined gap width length from the inner peripheral surface of the wear resistant ring 5 to the radially inner side. They are arranged with a distance (distance) and are arranged on the inner side of the inner peripheral surface of the wear-resistant ring 5.
  • the cooling oil inside the wear-resistant ring 5 and the annular cavity 6 is as close as possible to the inner upper end of the crown 2 close to the combustion chamber in order to absorb the high heat of the combustion chamber and efficiently exchange heat with the outside. It is desirable to approach closely.
  • the casting apparatus is configured as shown in FIGS. 2 to 7, is fixed to a base outside the figure, and has a lower mold 10 that is a main mold having a projection 15 as a core in the center, An upper mold 11 that is a movable mold provided in a position above the lower mold 10 so as to be movable up and down, a holding mechanism 12 that holds the wear ring 5 while interlocking with the upper mold 11, and the upper mold It mainly comprises a mold 11 and a control unit (not shown) which is a control mechanism for controlling the vertical movement and movable timing of the holding mechanism 12.
  • the lower mold 10 is composed of a plurality of mold members whose protrusions 15 can be disassembled in a predetermined direction, and a piston molding cavity 13 is formed at the center of the inside, and a substantially L-shaped cross section at the inner side.
  • a pouring gate 14 having a shape is formed.
  • the cavity 13 is separated by a partition wall portion 10a on the outer peripheral side, a substantially cylindrical protrusion 15 that forms the inside of the piston 1 while forming the skirt portion 3 and apron portion 4 of the piston 1 at the center of the lower portion.
  • the crown portion 2 of the piston 1 is configured to be on the upper side in the gravity direction at the time of casting through the protrusion 15.
  • a plurality of support protrusions 16 are provided on the outer periphery of the upper end of the protrusion 15 so as to protrude substantially perpendicularly, and an elliptical cross section for forming the annular cavity 6 at the upper end of each support protrusion 16.
  • a shaped salt core 17 is fixedly supported in the cavity 13 in advance.
  • the upper mold 11 is supported by a movable mechanism 18 so as to open and close the upper end opening 13a of the cavity 13 from above, and the lower part 11a is formed into a shape that molds the crown surface 2a of the piston crown 2 and a recess.
  • the movable mechanism 18 is constituted by, for example, a hydraulic cylinder, and includes a cylinder 18a fixed to a suspension base (not shown), and a piston rod 18b that expands and contracts (moves up and down) via a piston in the cylinder 18a.
  • the upper center of the upper mold 11 is fixed to the tip of the piston rod 18b.
  • the holding mechanism 12 includes three holding pins 19, 20, and 21 rotatably supported by the upper mold 11 and the holding pins 19 to 21 in forward and reverse directions. And a rotation drive unit (not shown) for synchronously rotating around the axis by a predetermined angle.
  • Each of the holding pins 19 to 21 is formed in a vertically long rod shape having a circular cross section and is formed to penetrate in the vertical direction at an angular position of approximately 120 ° in the circumferential direction on the outer peripheral side of the upper mold 11.
  • the three support holes 11a, 11b, and 11c are disposed so as to penetrate in the vertical direction, and the movement in the vertical direction is restricted by the rotation driving unit.
  • each of the front end portions 22 to 24 which are holding portions protruding downward (toward the cavity) from the support holes 11a to 11c has outer peripheral surfaces 22a to 24a formed into tapered tapered surfaces, and The front end side is formed in a half shape along the axial direction.
  • each of the tip portions 22 to 24 is formed by the cutout portions 25a to 25c in the horizontal radial direction from the rectangular holding surfaces 22c to 24c along the axial direction on the tip side and the upper end edges of the holding surfaces 22c to 24c. Stepped surfaces 22d to 24d are formed along.
  • the holding surfaces 22c to 24c are formed in a flat rectangular shape, while the stepped surfaces 22d to 24d are formed in a substantially semicircular shape. 9 and 10, the holding surfaces 22c to 24c are positioned slightly outside the outer peripheral surface 5a of the wear-resistant ring 5 in a state where the support holes 11a to 11c are inserted and supported. On the other hand, the step surfaces 22d to 24d are opposed to the upper surface of the wear-resistant ring 5 with a small gap. That is, the diameter length D of the circular arc path P connecting the holding surfaces 22c to 24c in the open state with respect to the wear-resistant ring 5 is slightly larger than the diameter length D1 of the outer peripheral surface 5a of the wear-resistant ring 5. Is set to
  • the holding pins 19 to 21 are always supported by the support holes 11a to 11c of the upper mold 11.
  • the rotational drive unit includes an electric motor, a speed reducer that reduces the rotational speed of the electric motor, and a rotational force reduced by the speed reducer via the upper end portions 19a to 21a to the holding pins 19 to 21. It is composed of a transmission section and the like for transmission.
  • the control unit controls opening / closing of a solenoid valve (not shown) provided in the hydraulic circuit of the movable mechanism 18 to control supply / discharge of hydraulic pressure into the cylinder 18a, thereby extending and retracting the piston rod 18b. Accordingly, the vertical movement position of the upper mold 11 is controlled. At this time, the timing of the downward movement timing of the upper mold 11 is controlled via the piston rod 18b according to the injection amount of the molten metal Q into the cavity 13. Further, a control current is output to the electric motor of the holding mechanism 12 to control the rotation angle of the holding pins 19 to 21 in the same direction and with the same rotational torque.
  • the wear-resistant ring 5 is first placed on the base 26 in advance before being held by the holding mechanism 12 in advance. It is held in place.
  • the upper mold 11 located above the wear-resistant ring 5 is moved downward by the movable mechanism 18 and the holding surfaces 22c to 24c are positioned so as to face the outer peripheral surface 5a of the wear-resistant ring 5 with a predetermined gap. Deploy. Thereafter, when the holding pins 19 to 21 are synchronously rotated in the direction of the arrows in FIG. 9 and FIG. 10 by the rotation driving unit, the one end edges 22e to 24e of the holding surfaces 22c to 24c are The surface 5a is pressed with a predetermined rotational torque. As a result, the wear-resistant ring 5 is securely held at the three points of the one end edges 22e to 24e.
  • the salt core 17 is fixedly supported on the upper end portions of the support protrusions 16 in the cavity 13 (first step, salt core fixing step).
  • the salt core 17 is preheated to a temperature of about 720 ° C. in advance.
  • the wear-resistant ring 5 was previously taken out by being immersed in a molten AC3A alumina at a temperature of 760 ° C. for 10 minutes, and an AC3A surface treatment layer was formed on the entire surface.
  • the wear-resistant ring 5 is held by the three holding pins 19 to 21 of the upper mold 11 by the method described above, and is positioned at an upper position of the lower mold 10 (second process, holding process).
  • the fact that the high-purity AC3A alumina surface layer is formed in advance on the wear-resistant ring 5 improves the adhesion between the injected molten metal Q and the wear-resistant ring 5 because of its good reaction with iron. Because it can.
  • the wear-resistant ring 5 is held in advance by the holding mechanism 12 by the above-described method, and in this state, the upper mold 11 is lowered to a predetermined position by the movable mechanism 18 as shown in FIG. Then, mold clamping is performed (third process, mold clamping process). Thus, the opening 13 a of the cavity 13 is sealed, and the wear-resistant ring 5 is disposed at a predetermined position above the salt core 17.
  • a melt Q of AC8A (aluminum alloy) at about 720 ° C. is injected into the cavity 13 from the funnel-shaped opening end 14 a of the pouring port 14, and It is poured until the entire wear-resistant ring 5 is immersed, and the pouring is finished when the molten metal Q is filled in the cavity 13.
  • the wear-resistant ring 5 is coupled to the piston base material (fourth process, coupling process).
  • the upper mold 11 is moved upward by the movable mechanism 18 and released from the lower mold 10 (fifth process, mold release process).
  • each mold member of the lower mold 10 is disassembled and the piston base material 1 ′ is taken out from the cavity 13 (sixth step, take-out step).
  • the piston base material 1 ′ is molded into a predetermined shape by machining such as grinding or polishing, and water is injected into the salt core 17 to melt the salt core 17.
  • the annular cavity 6 shown in FIG. 1 is formed (seventh step).
  • the casting operation of the piston base material 1 ′ is completed by these series of work steps. Thereafter, the outer shape of the piston base material 1 ′ is ground and polished to form a piston ring groove on the outer periphery of the wear-resistant ring 5. Finish.
  • the wear-resistant ring 5 before being accommodated in the cavity 13 can be reliably and firmly held by rotating the three holding pins 19 to 21 of the holding mechanism. For this reason, since the stable holding
  • the three holding pins 19 to 21 are disposed at 120 ° positions in the circumferential direction of the upper mold 11 through the support holes 11a to 11c.
  • the wear ring 5 is automatically positioned in the radial direction. Accordingly, there is no need to provide a separate radial positioning mechanism, so that an increase in the cost of the casting (manufacturing) apparatus is suppressed.
  • the holding mechanism 12 for holding the wear-resistant ring 5 has a simple structure mainly using only the three holding pins 19 to 21 supported by the upper mold 11. Therefore, the manufacturing of the holding mechanism 12 is performed. Work is easy.
  • the holding mechanism 12 is simply provided in the upper mold 11 and no means is provided in the lower mold 10, so that the apparatus can be simplified in this respect as well.
  • the wear-resistant ring 5 is held in the upper mold 11 and the salt core 17 that is difficult to support is disposed and fixed in the cavity 13 in advance, the casting work efficiency is improved.
  • the wear-resistant ring 5 can be stably held by the holding mechanism 12, when the molten metal Q is injected into the cavity 13, the occurrence of the inclination of the wear-resistant ring 5 is suppressed, so Is improved, and the occurrence of poor hot water and hot water boundaries is suppressed.
  • the wear-resistant ring 5 is held at the time of releasing the upper mold 11 shown in FIG.
  • the holding pins 19 to 21 are lifted together while releasing the holding, the respective tapered outer peripheral surfaces 22a to 24a of the tip portions 22 to 24 can be easily pulled out from the solidified melt Q. it can. Therefore, the casting work efficiency can be improved.
  • 12 to 14 show a holding mechanism 12 used in the manufacturing apparatus of the second embodiment.
  • the upper mold 11 is the same as that of the first embodiment, but the three holding pins 19 of the holding mechanism 12 are used.
  • the structures of the tip portions 22 to 24 of ⁇ 21 are different.
  • the outer peripheral surfaces 32a to 34a of the tip portions 32 to 34 are formed as tapered surfaces with a tapered tip, and the cross-sectional shape of the holding pins 19 to 21 is an elliptical shape. Is formed.
  • the elliptical cross sections of the outer peripheral surfaces 32a to 34a of the tip portions 32 to 34 are formed so as to extend along the radial direction about the axis Y of the holding pins 19 to 21. Accordingly, the one side surface 32c to 34c and the other side surface 32d to 34d of each of the outer peripheral surfaces 32a to 34a are each formed in an arcuate symmetrical shape.
  • the other configuration is the same as that of the first embodiment, such as rotating the holding pins 19 to 21 by a control unit.
  • the upper die 11 placed on the base 26 and positioned above the wear-resistant ring 5 is moved downward by the movable mechanism 18. Then, for example, one side surfaces 32c to 34c of the outer peripheral surfaces 32a to 34a of the tip portions 32 to 34 are positioned and arranged so as to face the outer peripheral surface 5a of the wear-resistant ring 5 with a predetermined gap. Thereafter, when the holding pins 19 to 21 are synchronously rotated in the direction of the arrows in FIGS. 12 and 13 by the rotation drive unit, each one end surface of each one side surface 32c to 34c is the outer peripheral surface 5a of the wear resistant ring 5.
  • the wear-resistant ring 5 is securely held at three points on each end surface of each one side surface 32c to 34c.
  • the wear-resistant ring 5 is also disposed at a predetermined position above the lower mold 10 or the base 26 is removed.
  • the upper mold 11 and the wear-resistant ring 5 are arranged at a predetermined position above the lower mold 10.
  • the upper die 11 is lowered by the movable mechanism 18 and is held in a predetermined position while being positioned in the vertical direction in the cavity 13 and used for casting. 1 'will be cast.
  • this embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment, such as the reliable and stable holding of the holding mechanism 12 with respect to the wear resistant ring 5.
  • [Third Embodiment] 15 to 17 show the holding mechanism 12 used in the manufacturing apparatus of the third embodiment, and the structures of the tip portions 42 to 44 of the three holding pins 19 to 21 are different.
  • the outer peripheral surfaces 42a to 44a of the respective tip portions 42 to 44 are formed as tapered surfaces with a tapered tip, and the cross-sectional shape is formed into an elliptical shape in the second embodiment.
  • the axis Z of each of the tip portions 42 to 44 is eccentric in the radial direction from the axis Y of the main body of the holding pins 19 to 21.
  • the elliptical cross sections of the outer peripheral surfaces 42a to 44a of the tip portions 42 to 44 are formed so as to extend along the radial direction about the eccentric axis Z.
  • the one side surfaces 42c to 44c and the other side surfaces 42d to 44d of the respective outer peripheral surfaces 42a to 44a are formed in a circularly symmetrical shape, and the circumferential center positions of the one side surfaces 42c to 44c are
  • the holding pins 19 to 21 are formed so as to be positioned on the axis Y.
  • the tip end portions 42 to 44 of the holding pins 19 to 21 only have to have an axis Z eccentric in the radial direction with respect to the axis Y of the main body of the holding pins 19 to 21.
  • the cross section may be circular. . In this case, since the cross section is circular, the holding pins 19 to 21 can be easily pulled out, and the quality of the holding pins 19 to 21 is improved.
  • the upper die 11 has three fixing holes 11d to 11f formed between the support holes 11a to 11c in the circumferential direction, that is, at a position of 120 °.
  • three positioning pins 50, 51, and 52 for positioning the wear-resistant ring 5 in the axial direction and the radial direction are press-fitted and fixed in the fixing holes 11d to 11f.
  • Each of the positioning pins 50 to 52 has an outer peripheral surface 53a to 55a formed in a tapered shape at the distal end portions 53 to 55, and each inner side surface 53b to 55b extends from each upper end edge to each distal end edge in an arc shape.
  • the radius of curvature of each of the inner side surfaces 53b to 55b is substantially the same as the radius of curvature of the outer peripheral surface 5a of the wear-resistant ring 5.
  • the diameter D of the arc locus connecting the inner side surfaces 53a to 56c is slightly larger than the diameter D1 of the outer peripheral surface 5a of the wear-resistant ring 5 so that the radial positioning can be performed at three points.
  • each positioning pin 50-52 is the same as the holding pin of 1st Embodiment, concrete description is abbreviate
  • the holding pins 19 to 21 are rotationally driven by a control unit.
  • the upper mold 11 located above the wear-resistant ring 5 placed in advance on the base 26 is moved downward by the movable mechanism 18.
  • the inner side surfaces 55b to 55b of the positioning pins 50 to 52 abut against the outer peripheral surface 5a of the wear-resistant ring 5 at a position of 120 ° in the circumferential direction, and each stepped surface is also near the outer peripheral surface 5a of the wear-resistant ring 5. Abuts the outer surface.
  • the wear-resistant ring 5 is positioned in the radial direction and the axial direction.
  • one side surfaces 42c to 44c of the outer peripheral surfaces 42a to 44a of the respective tip portions 42 to 44 of the holding pins 19 to 21 are arranged to face the outer peripheral surface 5a of the wear-resistant ring 5 with a predetermined gap.
  • the upper die 11 is lowered by the movable mechanism 18 and is held in a predetermined position while being positioned in the vertical direction in the cavity 13 and used for casting. 1 'will be cast.
  • this embodiment also provides the same operational effects as those of the above-described embodiments, such as the reliable and stable holding of the holding mechanism 12 with respect to the wear-resistant ring 5.
  • the wear-resistant ring 5 is positioned in the radial direction and the axial direction by the three positioning pins 50 to 52, so that the position accuracy of the wear-resistant ring 5 is improved and the holding pins 42 are arranged. As a result, it is possible to obtain a better holding property according to ⁇ 44 and to obtain a more stable position holding state in the cavity 13.
  • the holding pin is configured by two pieces, and is held by the two holding pins while being positioned using the three positioning pins. It is also possible.
  • the shape of the tip of the holding pin can be made a different shape, for example, it can be formed into a square cross section or a triangle cross section.
  • the structure of the upper and lower molds 10 and 11 can be freely changed according to the specifications and size of the piston 1.
  • the piston 1 can be applied not only to the diesel engine but also to the piston of a gasoline engine.

Abstract

　保持ピンの外径の精度の有無に拘わらず、耐摩環を確実に保持することが可能なピストン製造装置及びこの製造方法を提供する。　内部にピストン形成用のキャビティ（１３）が形成されていると共に、キャビティの端部に開口部を有する下金型と、キャビティの開口部を開閉可能に可動する上金型（１１）と、この上金型の各支持孔（１１ａ～１１ｃ）に回転自在に支持されて、各先端部（２２～２４）が上金型の下面から突出した３本の保持ピン（１９～２１）と、を備え、前記各先端部には、先端縁（２２ｂ～２４ｂ）から上方に軸心方向に沿って半割状に切欠形成された平坦状の保持面（２２ｃ～２４ｃ）と、該各保持面に上端から径方向に形成された段差面（２２ｄ～２４ｄ）が形成され、前記各保持ピンを同一方向へ同期回転させることによって、前記各保持面によって耐摩環（５）を３点で挟持状態に保持した。

Description

内燃機関用ピストンの製造装置及びこのピストン製造方法
　本発明は、鋳造によって形成される内燃機関用ピストンの製造装置と、この製造装置を用いたピストン製造方法に関する。
　周知のように、いわゆるディーゼル機関用のピストンにあっては、軽量化の要請からピストン母材をアルミニウム合金材によって形成しているが、このピストンの上端部に有する冠部に掛かる燃焼圧力が高いことから、前記冠部の外周にガソリン機関のようにピストンリング溝を形成し、ここに直接ピストンリングを設けると、ピストンリング溝が破損するおそれがある。このため、前記冠部の内部に鋳鉄製の耐摩環を埋設し、この強度の高い耐摩環の外周にピストンリング溝を形成するようになっている。
　そして、前記耐摩環を備えたピストンの製造装置としては、以下の特許文献１に記載されたものがある。概略を説明すると、内部にピストン成形用のキャビティを有する下金型と、該下金型のキャビティ開口部を開閉する上金型と、を備え、この上金型には、前記耐摩環を径方向外側から保持する一本の保持ピンが設けられている一方、前記耐摩環の外周部に有するフランジ部には、前記保持ピンの先端部が挿通係止される保持孔が形成されている。また、前記耐摩環は、前記上金型に前記保持ピンと同じく下方へ延設された３本の位置決めピンによって径方向の位置決めがされるようになっている。
特開２０１１－１８８９号公報
　しかしながら、前記従来のピストンの製造装置にあっては、前記耐摩環の保持を、上金型に設けられた１本の保持ピンを前記耐摩環の保持孔に挿通係止して行うようになっていることから、前記保持ピンの外径や保持孔の内径の精度が低下している場合には、耐摩環が前記保持ピンを中心として傾くとか、あるいは係止不良によって脱落してしまうおそれがあり、保持の不安定化を招いている。
　本発明は、前記従来のピストン製造装置の技術的課題に鑑みて案出されたもので、保持ピンの外径の精度の有無に拘わらず、耐摩環を確実に保持することが可能なピストン製造装置及びこの製造方法を提供する。
　請求項１に記載の発明は、とりわけ、内部にピストン形成用のキャビティが形成されていると共に、該キャビティの端部に開口部を有する主金型と、前記キャビティの開口部を開閉可能に可動する可動金型と、前記可動金型から突出した先端部が前記キャビティ内に挿入配置されて前記耐摩環を保持可能に設けられた複数の保持ピンと、を備え、
　前記複数の保持ピンのうち少なくとも一つは、前記可動金型に対して軸周りに回転可能に設けられていると共に、前記先端部に、回転位置によって前記耐摩環に当接して保持する保持部が形成されていることを特徴としている。
　本発明によれば、可動金型に支持された保持ピンを所定角度回転させるだけで耐摩環を保持するようにしたことから、保持ピンの外径の精度の有無に拘わらず、耐摩環を確実に保持することが可能になる。したがって、保持ピンによって安定した保持性が得られる。
本発明に供されるディーゼル機関用ピストンの鋳造し、加工した後の状態を示す縦断面図である。 本発明の鋳造（製造）装置の概略を示す縦断面図である。 同鋳造装置の作動初期の状態を示す縦断面図である。 同鋳造装置の上金型に耐摩環を保持した状態を示す縦断面図である。 同鋳造装置の上金型を下降移動させて耐摩環をキャビティ内に位置決めした状態を示す縦断面図である。 同鋳造装置のキャビティ内に溶湯を注入した状態を示す縦断面図である。 同鋳造装置の離型作動状態を示す縦断面図である。 キャビティから取り出されたピストン母材を示す縦断面図である。 本実施形態に供される保持機構によって耐摩環を保持した状態を示す図１０のＡ－Ａ線断面図である。 本実施形態に供される保持機構によって耐摩環を保持した状態を示す底面図である。 Ａは本実施形態に供される保持ピンの要部斜視図、Ｂは同保持ピンの底面図である。 本発明の第２実施形態に供される保持機構によって耐摩環を保持した状態を示す図１３のＢ－Ｂ線断面図である。 本実施形態に供される保持機構によって耐摩環を保持した状態を示す底面図である。 Ａは本実施形態に供される保持ピンの要部斜視図、Ｂは同保持ピンの底面図である。 本発明の第３実施形態に供される保持機構によって耐摩環を保持した状態を示す図１６のＣ－Ｃ線断面図である。 本実施形態に供される保持機構によって耐摩環を保持した状態を示す底面図である。 Ａは本実施形態に供される保持ピンの要部斜視図、Ｂは同保持ピンの底面図である。
　以下、本発明に係る内燃機関用ピストンの製造装置と、この製造装置による製造方法の実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、本実施形態に供されるピストンは、レシプロ・ディーゼル内燃機関に適用したものである。
　〔第１実施形態〕
　前記ピストン１は、全体が母材としてＡＣ８Ａ　Ａｌ－Ｓｉ系のアルミニウム合金によって一体に鋳造され、図１に示すように、ほぼ円筒状に形成されて、冠面２ａ上に燃焼室を画成する冠部２と、該冠部２の下端外周縁に一体に設けられた円弧状の一対のスラスト側スカート部及び反スラスト側スカート３と、該各スカート部３の円周方向の両側端に各連結部位を介して連結された一対のエプロン部４と、を備えている。なお、このエプロン部４には、図外のピストンピンの両端部を支持するピンボス部４ａが一体に形成されている。
　前記冠部２は、比較的肉厚に形成された円盤状を呈し、冠面２ａ上に燃焼室を構成する断面ほぼ逆Ｍ状の凹部が形成されていると共に、後述する鋳造型から取り出された直後には図示のように大径状に形成され、かつ冠面２ａ上に押し湯で形成された図外の突起部が一体に設けられるようになっている。この突起部や大径な外周部は、事後的に基準にしたがって切削・研磨などの機械加工がなされて外周面にプレッシャリングやオイルリングなどの３つのピストンリングを保持するピストンリング溝が形成されるようになっている。
　また、冠部２の内部には、耐摩環５が埋設されていると共に、該耐摩環５の内周側には内部に冷却用オイルを循環させる環状空洞部６が形成されている。
　前記耐摩環５は、前述した冠部２の外周部の研磨後に、最上端側の前記プレッシャリングを保持するピストンリング溝を形成するためのものであって、ニレジスト鋳鉄によって円環状一体に形成されている。
　前記環状空洞部６は、図１に示すように、前記耐摩環５とピストン１の中心軸線Ｘと同軸上に配置されて前記耐摩環５の内周面から径方向内側へ所定の隙間幅長さ（距離)をもって配置されていると共に、耐摩環５の内周面よりも内側に配置されている。
　前記耐摩環５と環状空洞部６内部の冷却用オイルは、燃焼室の高熱を吸収して外部との熱交換を効率良く行うために、燃焼室に近い冠部２の内部上端側に可及的に近づけことが望ましい。
　次に、前記ピストン１を鋳造する装置について説明する。
　この鋳造装置としては、図２～図７に示すように構成され、図外の基台に固定され、中央に中子である突部１５を有する主金型である下金型１０と、該下金型１０の上方位置に上下動可能に設けられた可動金型である上金型１１と、該上金型１１と連動しつつ前記耐摩環５を保持する保持機構１２と、前記上金型１１と保持機構１２の上下動及び可動タイミングなどを制御する制御機構である図外のコントロールユニットと、から主として構成されている。
　前記下金型１０は、突部１５が所定方向へ分解可能な複数の金型部材によって構成され、内部ほぼ中央にピストン成形用のキャビティ１３が形成されていると共に、内側部に断面ほぼＬ字形状の注湯口１４が形成されている。
　前記キャビティ１３は、外周側の隔壁部１０ａや、下部中央にピストン１の前記スカート部３やエプロン部４を成形しつつピストン１の内部を成形するほぼ円柱状の前記突部１５などによって隔成されて、この突部１５を介して鋳造時に前記ピストン１の冠部２が重力方向の上側となるように構成されている。
　また、前記突部１５の上端外周部には、複数の支持突起１６がほぼ垂直に突設されており、この各支持突起１６の上端部に、前記環状空洞部６を形成するための断面楕円形のソルト中子１７をキャビティ１３内で予め固定支持するようになっている。
　前記上金型１１は、可動機構１８によって前記キャビティ１３の上端開口部１３ａを上方から開閉するように支持され、下部１１ａが前記ピストン冠部２の冠面２ａや凹部などを成形する形状に形成されている。前記可動機構１８は、例えば油圧シリンダによって構成され、図外の吊下げ基台に固定されたシリンダ１８ａと、該シリンダ１８ａ内のピストンを介して伸縮動(上下動)するピストンロッド１８ｂと、を備え、このピストンロッド１８ｂの先端部に前記上金型１１の上部のほぼ中央部が固定されている。
　前記保持機構１２は、図９及び図１０に示すように、上金型１１に回転自在に支持された３本の保持ピン１９、２０、２１と、該各保持ピン１９～２１を正逆方向へ所定角度だけ軸周りに同期回転駆動させる図外の回転駆動部と、を備えている。
　前記各保持ピン１９～２１は、横断面円形状の上下方向に長いロッド状に形成されて、上金型１１の外周部側の周方向のほぼ１２０°の角度位置に上下方向へ貫通形成された３つの支持孔１１ａ、１１ｂ、１１ｃの内部を上下方向へ貫通配置されていると共に、上下方向の移動が前記回転駆動部によって規制されている。
　この３本の保持ピン１９～２１は、前記各支持孔１１ａ～１１ｃの上端開口から上方へ突出した各上端部１９ａ～２１ａが前記回転駆動部によってクランプされつつ同一かつ同時に回転駆動されるようになっている。また、前記各支持孔１１ａ～１１ｃから下方へ（キャビティに向けて）突出した保持部である各先端部２２～２４は、外周面２２ａ～２４ａが先細り状のテーパ面に形成されていると共に、先端側が軸心方向に沿って半割り状に形成されている。
　すなわち、この各先端部２２～２４は、図１１Ａ、Ｂに示すように、先端縁２２ｂ～２４ｂから軸心方向に沿って半割Ｌ字形状に切り欠かれた切欠部２５ａ～２５ｃがそれぞれ形成されている。したがって、前記各先端部２２～２４は、切欠部２５ａ～２５ｃによって、先端側に軸方向に沿った矩形状の保持面２２ｃ～２４ｃと、該保持面２２ｃ～２４ｃの上端縁から水平径方向に沿った段差面２２ｄ～２４ｄが形成されている。
　前記各保持面２２ｃ～２４ｃは、平坦な長方形状に形成されている一方、前記段差面２２ｄ～２４ｄは、ほぼ半円形状に形成されている
　そして、各保持ピン１９～２１が上金型１１の各支持孔１１ａ～１１ｃに挿通支持されている状態では、図９及び図１０に示すように、前記各保持面２２ｃ～２４ｃは、前記耐摩環５の外周面５ａよりも僅かに外側に位置するように位置決めされるようになっている一方、前記段差面２２ｄ～２４ｄは、前記耐摩環５の上面に微小な隙間をもって対峙している。つまり、耐摩環５に対して開いた状態での前記各保持面２２ｃ～２４ｃを結ぶ円弧軌跡Ｐの直径長さＤは耐摩環５の外周面５ａの直径長さＤ１よりも僅かに大きくなるように設定されている。
　なお、前記各保持ピン１９～２１は、前記上金型１１の支持孔１１ａ～１１ｃに常時支持された状態になっている。
　前記回転駆動部は、電動モータと、該電動モータの回転速度を減速する減速機と、該減速機で減速された回転力を前記各保持ピン１９～２１に各上端部１９ａ～２１ａを介して伝達する伝達部となどから構成されている。
　前記コントロールユニットは、前記可動機構１８の油圧回路に設けられた図外の電磁弁などを開閉制御してシリンダ１８ａ内への油圧の給排制御を行い、これによってピストンロッド１８ｂの伸縮ストロークを行わせて上金型１１の上下移動位置を制御するようになっている。このとき、前記キャビティ１３内への溶湯Ｑの注入量に応じてピストンロッド１８ｂを介して上金型１１の下降移動時期のタイミングなどを制御するようになっている。また、前記保持機構１２の電動モータに制御電流を出力して各保持ピン１９～２１を同方向でかつ同一の回転トルクで回転角度を制御するようになっている。
　そして、前記保持機構１２によって耐摩環５を保持するには、図９に示すように、まず予め前記保持機構１２によって保持される前に耐摩環５を、予め基台２６上に位置決めしながら載置保持してある。
　次に、耐摩環５の上方位置にある上金型１１を可動機構１８によって下降移動させて、前記各保持面２２ｃ～２４ｃを耐摩環５の外周面５ａに所定隙間をもってそれぞれ対向するように位置決め配置する。その後、前記各保持ピン１９～２１を、前記回転駆動部によって、図９及び図１０の矢印方向へ同期回転させると、前記保持面２２ｃ～２４ｃの各一端縁２２ｅ～２４ｅが耐摩環５の外周面５ａに所定の回転トルクで圧接する。これによって、前記耐摩環５は、前記各一端縁２２ｅ～２４ｅの３点で確実に保持された状態になる。この状態で、上金型１１が可動機構１８や図外の移動機構によって上方へ移動されつつ耐摩環５も前記下金型１０の上方所定位置に配置されるか、あるいは前記基台２６が取り外されることによって前記上金型１１が耐摩環５と共に前記下金型１０の上方所定位置に配置されるようになっている。
〔ピストンの製造工程〕
　次に、前記鋳造装置を用いてピストン１を製造（鋳造）する工程手順について説明する。なお、この鋳造装置での鋳造法としては、いわゆるグラビティフィールド法が採られている。
　まず、最初に、図３に示すように、前記キャビティ１３内の各支持突起１６の上端部に、ソルト中子１７を固定支持する（第１工程、ソルト中子固定工程）。このソルト中子１７は、予め約７２０℃の温度に予熱されている。
　一方、前記耐摩環５は、予め７６０℃の温度のＡＣ３Ａのアルミナ溶湯に１０分間浸漬されて取り出されたもので、表面全体にＡＣ３Ａの表面処理層が形成されている。この耐摩環５を、前述した方法によって上金型１１の３本の保持ピン１９～２１で保持させると共に、下金型１０の上方位置に位置決めする（第２工程、保持工程）。
　なお、前記耐摩環５に、純度の高いＡＣ３Ａのアルミナ表面層を予め形成しておくのは、鉄との反応が良いことから、前記注入された溶湯Ｑと耐摩環５との密着性を高めることができるためである。
　続いて、図４に示すように、前述した方法によって保持機構１２に耐摩環５を予め保持させ、この状態で、図５に示すように、可動機構１８によって上金型１１を所定位置まで下降させて型締めを行う（第３工程、型締工程）。これによって、前記キャビティ１３の開口部１３ａを封止すると共に、前記耐摩環５をソルト中子１７の上方の所定位置に配置させる。
　その後、図６に示すように、約７２０℃のＡＣ８Ａ(アルミニウム合金)の溶湯Ｑを注湯口１４のロート状開口端１４ａからキャビティ１３内に注入して、該溶湯Ｑが前記ソルト中子１７と耐摩環５全体が浸漬されるまで注入して、キャビティ１３内に溶湯Ｑが充填された時点で注湯を終了する。これによって、ピストン母材に耐摩環５が結合される(第４工程、結合工程)。
　その後、前記溶湯Ｑが冷却固化した後に、図７に示すように、上金型１１を可動機構１８によって上方へ移動させて下金型１０から離型させる（第５工程、離型工程）。
　続いて、図８に示すように、下金型１０の各金型部材を分解してキャビティ１３内からピストン母材１’を取り出す(第６工程、取り出し工程)。
　次に、前記ピストン母材１’を研削や研磨などの機械加工によって所定の形状に成形すると共に、前記ソルト中子１７の内部に水を注入して該ソルト中子１７を溶解して、図１に示した環状空洞部６を形成する(第７工程)。
　これら一連の作業工程によってピストン母材１’の鋳造作業が完了するが、この後、ピストン母材１’の外形を研削、研磨加工して前記耐摩環５の外周などにピストンリング溝などを行って仕上げ加工する。
　そして、本実施形態では、キャビティ１３内に収容される前の耐摩環５を、前記保持機構の３本の保持ピン１９～２１を回転させることによって確実かつ強固に保持することができる。このため、耐摩環５の安定した保持が可能になることから、従来のように、耐摩環５が保持ピンを中心として傾いてしまったり、係止不良によって脱落してしまうといった事態を回避することが可能になる。
　また、本実施形態では、３本の保持ピン１９～２１は、前記各支持孔１１ａ～１１ｃを介して上金型１１の周方向の１２０°位置に配置されていることから、前記耐摩環５の外周面５ａを各保持面２２ｃ～２４ｃの各端縁２２ｅ～２４ｅで保持すると、自動的に耐摩環５の径方向の位置決めが行われる。したがって、別途、径方向の位置決め機構を設ける必要がないので、鋳造（製造）装置のコストの高騰が抑制される。
　また、前記耐摩環５を保持する保持機構１２は、主として上金型１１に支持された３本の保持ピン１９～２１を用いるだけで簡単な構造になっているため、かかる保持機構１２の製造作業が容易である。
　さらに、本実施形態では、前記保持機構１２は、単に上金型１１に設けるだけで、下金型１０には何らかの手段を設けることがないことから、この点でも装置の簡素化が図れる。
　さらに、前記耐摩環５を上金型１１に保持し、支持の困難な前記ソルト中子１７をキャビティ１３内に予め配置固定したため、鋳造作業能率が向上する。
　また、前記耐摩環５を保持機構１２によって安定に保持できることによって、前記キャビティ１３内への溶湯Ｑの注入時において、耐摩環５の傾きなどの発生が抑制されて、周りの溶湯Ｑの湯回りが良好になって、湯回り不良や湯境の発生が抑制される。
　しかも、前記各保持ピン１９～２１の各先端部２２～２４が、先端先細り状に形成されていることから、図７に示す上金型１１の離型工程時において、耐摩環５を保持していた各保持ピン１９～２１も保持を解除しつつ一緒に上昇する際に、各先端部２２～２４のそれぞれのテーパ状の外周面２２ａ～２４ａが固化した溶湯Ｑから容易に抜け出させることができる。したがって、鋳造作業能率の向上が図れる。
〔第２実施形態〕
　図１２～図１４は第２実施形態の製造装置に供される保持機構１２を示し、上金型１１は第１実施形態のものと同じであるが、保持機構１２の３本の保持ピン１９～２１の先端部２２～２４の構造が異なっている。
　すなわち、前記保持ピン１９～２１は、図１４に示すように、各先端部３２～３４の外周面３２ａ～３４ａが先端先細り状のテーパ面として形成されていると共に、横断面形状が楕円形状に形成されている。この各先端部３２～３４の各外周面３２ａ～３４ａの横断面楕円形状は、保持ピン１９～２１の軸線Ｙを中心として径方向に沿って延出した形に形成されている。したがって、前記各外周面３２ａ～３４ａの各一側面３２ｃ～３４ｃと他側面３２ｄ～３４ｄはそれぞれ円弧状の対称形状に形成されている。
　前記各保持ピン１９～２１を、コントロールユニットによって回転駆動させるなど、前記他の構成は第１実施形態と同じである。
　したがって、前述と同じように、保持機構１２によって耐摩環５を保持するには、基台２６上に載置された耐摩環５の上方位置にある上金型１１を可動機構１８によって下降移動させて、前記各先端部３２～３４の外周面３２ａ～３４ａの例えば一側面３２ｃ～３４ｃを耐摩環５の外周面５ａに所定隙間をもってそれぞれ対向するように位置決め配置する。その後、前記各保持ピン１９～２１を、前記回転駆動部によって、図１２及び図１３の矢印方向へ同期回転させると、前記各一側面３２ｃ～３４ｃの各一端面が耐摩環５の外周面５ａに所定の回転トルクで圧接する。これによって、前記耐摩環５は、前記各一側面３２ｃ～３４ｃの各一端面の３点で確実に保持された状態になる。この状態で、上金型１１が可動機構１８や図外の移動機構によって上方へ移動されつつ耐摩環５も前記下金型１０の上方所定位置に配置されるか、あるいは前記基台２６が取り外されることによって前記上金型１１が耐摩環５と共に前記下金型１０の上方所定位置に配置される。
　その後、前述と同様に上金型１１が可動機構１８によって下降してキャビティ１３内で上下方向へ位置決めされつつ所定位置に保持されて、鋳造に供されると共に、前記各鋳造工程によってピストン母材１’が鋳造されることになる。
　したがって、この実施形態も、耐摩環５に対する保持機構１２の確実かつ安定した保持が得られるなど、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
〔第３実施形態〕
　図１５～図１７は第３実施形態の製造装置に供される保持機構１２を示し、３本の保持ピン１９～２１の先端部４２～４４の構造が異なっている。
　すなわち、前記保持ピン１９～２１は、各先端部４２～４４の外周面４２ａ～４４ａが先端先細り状のテーパ面として形成され、また横断面形状が楕円形状に形成されていることは第２実施形態と同じであるが、該各先端部４２～４４の軸線Ｚが保持ピン１９～２１の本体の軸線Ｙと径方向へ偏心している。この各先端部４２～４４の各外周面４２ａ～４４ａの横断面楕円形状は、偏心した軸線Ｚを中心として径方向に沿って延出した形に形成されている。また、前記各外周面４２ａ～４４ａの各一側面４２ｃ～４４ｃと他側面４２ｄ～４４ｄはそれぞれ円弧状の対称形状に形成されていると共に、前記各一側面４２ｃ～４４ｃの周方向中心位置が前記各保持ピン１９～２１の軸線Ｙ上に位置するように形成されている。
　また、前記保持ピン１９～２１の各先端部４２～４４は、軸線Ｚが保持ピン１９～２１の本体の軸線Ｙと径方向へ偏心していればよく、例えば断面が円形状であっても良い。この場合、断面が円形状なので保持ピン１９～２１を引き抜き易く、保持ピン１９～２１の品質が向上する。
　また、前記上金型１１は、図１５及び図１６に示すように、前記各支持孔１１ａ～１１ｃの周方向の間、つまり１２０°の位置に３つの固定用孔１１ｄ～１１ｆが形成されていると共に、該各固定用孔１１ｄ～１１ｆに耐摩環５の軸方向と径方向の位置決めを行う３本の位置決めピン５０、５１，５２が圧入固定されている。
　前記各位置決めピン５０～５２は、先端部５３～５５の外周面５３ａ～５５ａが先細りテーパ状に形成されていると共に、各内側面５３ｂ～５５ｂが各上端縁から各先端縁に掛けて円弧状に形成されており、この各内側面５３ｂ～５５ｂの曲率半径が前記耐摩環５の外周面５ａの曲率半径とほぼ同一に形成されている。前記各内側面５３ａ～５６ｃを結ぶ円弧軌跡の直径Ｄは、３点で径方向の位置決めが可能なように前記耐摩環５の外周面５ａの直径Ｄ１よりも僅かに大きく形成されている。
　なお、各位置決めピン５０～５２のその他の構成は第１実施形態の保持ピンと同じであるから具体的な説明は省略する。
　また、前記各保持ピン１９～２１を、コントロールユニットによって回転駆動させるなど、前記他の構成は前記各実施形態と同じである。
　したがって、前述と同じように、保持機構１２によって耐摩環５を保持するには、基台２６上に予め載置された耐摩環５の上方位置にある上金型１１を可動機構１８によって下降移動させると、前記各位置決めピン５０～５２の各内側面５５ｂ～５５ｂが耐摩環５の外周面５ａに周方向の１２０°位置で当接すると共に、各段差面も耐摩環５の外周面５ａ近傍の外面に当接する。これによって、耐摩環５は、径方向と軸方向の位置決めが行われる。
　同時に、前記各保持ピン１９～２１の各先端部４２～４４の外周面４２ａ～４４ａの例えば一側面４２ｃ～４４ｃが、耐摩環５の外周面５ａに所定隙間をもってそれぞれ対向配置される。
　その後、前記各保持ピン１９～２１を、前記回転駆動部によって、図１５及び図１６の矢印方向へ同期回転させると、前記各一側面４２ｃ～４４ｃの各一端縁が耐摩環５の外周面５ａに所定の回転トルクで圧接する。これによって、前記耐摩環５は、前記各一側面４２ｃ～４４ｃの各一端面の３点で確実に保持された状態になる。この状態で、上金型１１が可動機構１８や図外の移動機構によって上方へ移動されつつ耐摩環５も前記下金型１０の上方所定位置に配置されるか、あるいは前記基台２６が取り外されることによって前記上金型１１が耐摩環５と共に前記下金型１０の上方所定位置に配置される。
　その後、前述と同様に上金型１１が可動機構１８によって下降してキャビティ１３内で上下方向へ位置決めされつつ所定位置に保持されて、鋳造に供されると共に、前記各鋳造工程によってピストン母材１’が鋳造されることになる。
　したがって、この実施形態も、耐摩環５に対する保持機構１２の確実かつ安定した保持が得られるなど、前記各実施形態と同様の作用効果が得られる。
　また、本実施形態では、前記３本の位置決めピン５０～５２によって、耐摩環５の径方向と軸方向の位置決めを行うようにしたため、耐摩環５の位置精度が向上して前記各保持ピン４２～４４によるさらに良好な保持性を得ることができると共に、キャビティ１３内でのさらなる安定した位置保持状態が得られる。
　本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば前記保持ピンを２本で構成し、前記３本の位置決めピンを利用して位置決めしつつ２本の保持ピンで保持することも可能である。
　また、保持ピンの先端部の形状をさらに異なった形状とし、例えば横断面正方形や横断面三角形などに形成することも可能である。
　また、上下金型１０，１１の構造もピストン１に仕様や大きさに応じて自由に変更することが可能である。
　また、ピストン１を前記ディーゼル機関ばかりかガソリン機関のピストンに適用することも可能である。

Claims (15)

  1. 　冠部にピストンリング溝形成用の耐摩環が埋設されている内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    　内部にピストン形成用のキャビティが形成されていると共に、開口部を有する主金型と、
    　前記キャビティの開口部を開閉可能に可動する可動金型と、
    　前記可動金型から前記キャビティに向けて突出した複数の保持ピンと、
    　を備え、
    　前記複数の保持ピンのうち少なくとも一つは、前記可動金型に対して軸周りに回転可能に設けられていると共に、該保持ピンの先端部に、回転角度位置によって前記耐摩環に当接保持する保持部が形成されていることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  2. 　請求項１に記載の内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    　前記保持部は横断面形状が非真円形状に形成されていることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  3. 　請求項２に記載の内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    　前記保持部は、先端縁に向かって横断面積が漸次小さくなるようにテーパ状に形成されていることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  4. 　請求項３に記載の内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    　前記保持ピンは、前記可動金型の内部に回転可能に支持された主ピン部と、該主ピン部の先端部に一体に設けられた前記保持部と、を有し、
    　前記主ピン部と保持部を一緒に軸周方向へ所定角度回転駆動させる回転機構を有すると共に、前記保持部は、主ピン部との境界部付近に段差部が切欠形成されていることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  5. 　請求項４に記載の内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    　前記保持部は、前記主ピン部側から先端に掛けて先端先細り状に形成されていることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  6. 請求項４に記載の内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    前記主ピン部と保持部の間の前記段差部は平面状に形成されていることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  7. 請求項２に記載の内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    前記保持部は、横断面形状が半円形状に形成されていることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  8. 請求項２に記載の内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    前記保持部は、横断面形状が楕円形状に形成されていることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  9. 請求項２に記載の内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    前記複数の保持ピンは、全てが回転可能に設けられていると共に、前記耐摩環を保持する際には、全ての保持ピンを同期回転させることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  10. 請求項１に記載の内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    前記保持部は、軸心が前記保持ピンの回転中心軸から径方向に偏倚して形成されていることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  11. 請求項１０に記載の内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    前記保持部は、自身の回転中心軸に対して偏倚した横断面円形状に形成されていることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  12. 請求項１に記載の内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    前記保持ピンによって耐摩環を保持する際に、該耐摩環を水平に位置決めする位置決め機構を設けたことを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  13. 請求項１２に記載の内燃機関用ピストンの製造装置であって、
    前記位置決め機構は、前記耐摩環の一端面の複数箇所に前記一端面の直角方向から当接する位置決めピンを有することを特徴とする内燃機関用ピストンの製造装置。
  14. 冠部にピストンリング溝形成用の耐摩環が埋設されている内燃機関用ピストンの製造方法であって、
    可動金型に回転可能に設けられた複数の保持ピンを所定角度回転させることによって、該各保持ピンの先端部に有する保持部の外縁が前記耐摩環に当接して保持する保持工程と、
    前記可動金型に前記保持ピンによって保持された前記耐摩環を、主金型の内部に形成されたピストン形成用のキャビティ内の所定位置に配置した後、前記主金型に可動金型を型締めする工程と、
    前記キャビティ内全体に溶湯を注入充填してピストン母材に前記耐摩環を一体的に結合させる工程と、
    前記溶湯を冷却して凝固させた後に、前記可動金型を型開きする工程と、
    該可動金型の型開き後に、前記耐摩環が結合されたピストン母材を前記キャビティ内から取り出す工程と、
    を備えたことを特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法。
  15. 請求項１４に記載の内燃機関用ピストンの製造方法であって、
    前記保持部は、横断面形状が非真円形状に形成されているか、もしくは前記保持ピンの回転中心軸に対して横断面が偏倚して形成されていることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法。
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