JPH08165531A - ピストンの鋳造方法 - Google Patents
ピストンの鋳造方法Info
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- JPH08165531A JPH08165531A JP30788794A JP30788794A JPH08165531A JP H08165531 A JPH08165531 A JP H08165531A JP 30788794 A JP30788794 A JP 30788794A JP 30788794 A JP30788794 A JP 30788794A JP H08165531 A JPH08165531 A JP H08165531A
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Classifications
-
- 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
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- F05C2201/021—Aluminium
-
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】ピストンヘッドでの熱膨脹・熱収縮の抑制及び
圧力変動による変形の抑制のさらなる改善を実現可能な
ピストンの鋳造方法を提供する。 【構成・作用】ＪＩＳＡ−３９０の溶湯を繊維集積体内
に浸漬させ、初晶珪素６を濾過する。ピストンヘッドの
中央域の繊維集積体側には高濃度の初晶珪素６が凝集さ
れてリッチ層８が形成され、繊維集積体から遠ざかるに
従って初晶珪素６の濃度が低いプアー層９が形成され
る。ピストンヘッドの中央域は、Ａ−３９０からなるマ
トリックスと、このマトリックス中に分散されたアルミ
ナ短繊維とからなるＦＲＭを構成する。
圧力変動による変形の抑制のさらなる改善を実現可能な
ピストンの鋳造方法を提供する。 【構成・作用】ＪＩＳＡ−３９０の溶湯を繊維集積体内
に浸漬させ、初晶珪素６を濾過する。ピストンヘッドの
中央域の繊維集積体側には高濃度の初晶珪素６が凝集さ
れてリッチ層８が形成され、繊維集積体から遠ざかるに
従って初晶珪素６の濃度が低いプアー層９が形成され
る。ピストンヘッドの中央域は、Ａ−３９０からなるマ
トリックスと、このマトリックス中に分散されたアルミ
ナ短繊維とからなるＦＲＭを構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関、往復動型圧
縮機、往復動型ポンプ等に用いられるピストンの鋳造方
法に関する。
縮機、往復動型ポンプ等に用いられるピストンの鋳造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、特公昭５２−２７６０８号公報、
特開昭５７−１０１６４１号公報、特開昭５７−９８６
４７号公報に耐摩耗性アルミニウム合金材の鋳造方法が
開示されている。これらの鋳造方法では、過共晶アルミ
ニウム−珪素合金の溶湯を遠心鋳造することにより、耐
摩耗性アルミニウム合金材を得ている。
特開昭５７−１０１６４１号公報、特開昭５７−９８６
４７号公報に耐摩耗性アルミニウム合金材の鋳造方法が
開示されている。これらの鋳造方法では、過共晶アルミ
ニウム−珪素合金の溶湯を遠心鋳造することにより、耐
摩耗性アルミニウム合金材を得ている。
【０００３】こうして得られた耐摩耗性アルミニウム合
金材では、比重差及び遠心力で初晶珪素が円筒状に凝集
するため、円筒状の耐摩耗面をもつ耐摩耗摺動部材とし
て利用可能である。また、本出願人は、特開昭６０−６
３３４４号公報において、過共晶アルミニウム−珪素合
金製の耐摩耗摺動部材を提案した。この耐摩耗摺動部材
を鋳造する場合、まず圧力鋳造可能な鋳造金型と、アル
ミナ短繊維等の補強繊維が集積された繊維集積体と、過
共晶アルミニウム−珪素合金の溶湯を用意する。鋳造金
型には、軸方向に延在するキャビティが形成されてい
る。そして、キャビティを構成する一端面に繊維集積体
を配置し、キャビティ内に溶湯を注湯して圧力鋳造し、
繊維集積体内に溶湯を浸漬させる。このとき、繊維集積
体が溶湯内の初晶珪素を濾過するため、繊維集積体側に
は高濃度の初晶珪素が凝集される。溶湯の凝固後、過共
晶アルミニウム−珪素合金からなるマトリックスと、こ
のマトリックス中に分散された補強繊維とからなる元の
繊維集積体の部分が除去され、耐摩耗摺動部材が得られ
る。
金材では、比重差及び遠心力で初晶珪素が円筒状に凝集
するため、円筒状の耐摩耗面をもつ耐摩耗摺動部材とし
て利用可能である。また、本出願人は、特開昭６０−６
３３４４号公報において、過共晶アルミニウム−珪素合
金製の耐摩耗摺動部材を提案した。この耐摩耗摺動部材
を鋳造する場合、まず圧力鋳造可能な鋳造金型と、アル
ミナ短繊維等の補強繊維が集積された繊維集積体と、過
共晶アルミニウム−珪素合金の溶湯を用意する。鋳造金
型には、軸方向に延在するキャビティが形成されてい
る。そして、キャビティを構成する一端面に繊維集積体
を配置し、キャビティ内に溶湯を注湯して圧力鋳造し、
繊維集積体内に溶湯を浸漬させる。このとき、繊維集積
体が溶湯内の初晶珪素を濾過するため、繊維集積体側に
は高濃度の初晶珪素が凝集される。溶湯の凝固後、過共
晶アルミニウム−珪素合金からなるマトリックスと、こ
のマトリックス中に分散された補強繊維とからなる元の
繊維集積体の部分が除去され、耐摩耗摺動部材が得られ
る。
【０００４】こうして得られた耐摩耗摺動部材では、元
の繊維集積体の部分を除去して得られる耐摩耗面に高濃
度の初晶珪素が凝集され、残部の母材には耐摩耗面から
遠ざかるに従って低濃度になる初晶珪素が存在すること
となる。このため、平面状の耐摩耗面において高い耐摩
耗性を発揮できるとともに、耐摩耗面から遠ざかるに従
って初晶珪素を低濃度で含有する母材において強靱性及
び高被削性を発揮することができる。
の繊維集積体の部分を除去して得られる耐摩耗面に高濃
度の初晶珪素が凝集され、残部の母材には耐摩耗面から
遠ざかるに従って低濃度になる初晶珪素が存在すること
となる。このため、平面状の耐摩耗面において高い耐摩
耗性を発揮できるとともに、耐摩耗面から遠ざかるに従
って初晶珪素を低濃度で含有する母材において強靱性及
び高被削性を発揮することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、特公昭５２−
２７６０８号公報等の遠心鋳造により得られる耐摩耗摺
動部材は、そのままでは円筒状であるため、これを内燃
機関等のピストンにそのまま採用することはできない。
一方、特開昭６０−６３３４４号公報の耐摩耗摺動部材
は、そのまま柱状のものが得られるため、これを内燃機
関等のピストンに採用することも考えられる。そして、
この耐摩耗摺動部材は、耐摩耗面に近づくに従って熱膨
脹係数が小さくなるため、耐摩耗面をピストンヘッドと
した場合、最も加熱・冷却が繰り返されやすいピストン
ヘッドでの熱膨脹・熱収縮を抑制でき、ボア内で優れた
摺動性を発揮し得るとも考えられる。さらに、この耐摩
耗摺動部材は、耐摩耗面が高濃度の初晶珪素を凝集して
高強度にされているため、耐摩耗面をピストンヘッドと
した場合、最も圧力変動を受けるピストンヘッドでの変
形を抑制でき、ボア内で優れた耐久性を発揮し得るとも
考えられる。
２７６０８号公報等の遠心鋳造により得られる耐摩耗摺
動部材は、そのままでは円筒状であるため、これを内燃
機関等のピストンにそのまま採用することはできない。
一方、特開昭６０−６３３４４号公報の耐摩耗摺動部材
は、そのまま柱状のものが得られるため、これを内燃機
関等のピストンに採用することも考えられる。そして、
この耐摩耗摺動部材は、耐摩耗面に近づくに従って熱膨
脹係数が小さくなるため、耐摩耗面をピストンヘッドと
した場合、最も加熱・冷却が繰り返されやすいピストン
ヘッドでの熱膨脹・熱収縮を抑制でき、ボア内で優れた
摺動性を発揮し得るとも考えられる。さらに、この耐摩
耗摺動部材は、耐摩耗面が高濃度の初晶珪素を凝集して
高強度にされているため、耐摩耗面をピストンヘッドと
した場合、最も圧力変動を受けるピストンヘッドでの変
形を抑制でき、ボア内で優れた耐久性を発揮し得るとも
考えられる。
【０００６】しかしながら、この耐摩耗摺動部材では、
溶湯の凝固後、元の繊維集積体の部分を除去している。
このため、ピストンヘッドでの熱膨脹・熱収縮の抑制及
び圧力変動による変形の抑制のさらなる改善を望んだ場
合、耐摩耗面の熱膨脹係数が母材側のそれと比較して未
だ十分に小さくなっていないとともに、耐摩耗面の強
度、特に剪断強度が未だ十分でない。
溶湯の凝固後、元の繊維集積体の部分を除去している。
このため、ピストンヘッドでの熱膨脹・熱収縮の抑制及
び圧力変動による変形の抑制のさらなる改善を望んだ場
合、耐摩耗面の熱膨脹係数が母材側のそれと比較して未
だ十分に小さくなっていないとともに、耐摩耗面の強
度、特に剪断強度が未だ十分でない。
【０００７】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たものであって、ピストンヘッドでの熱膨脹・熱収縮の
抑制及び圧力変動による変形の抑制のさらなる改善を実
現可能なピストンの鋳造方法を提供することを目的とす
る。
たものであって、ピストンヘッドでの熱膨脹・熱収縮の
抑制及び圧力変動による変形の抑制のさらなる改善を実
現可能なピストンの鋳造方法を提供することを目的とす
る。
【０００８】
（１）請求項１のピストンの鋳造方法は、軸方向に延在
するピストン形状のキャビティをもち、圧力鋳造可能な
鋳造金型と、該キャビティより小径に補強繊維が集積さ
れた繊維集積体と、過共晶アルミニウム−珪素合金の溶
湯を用意する第１工程と、該キャビティを構成するピス
トンヘッド側の一端面の中央に該繊維集積体を配置する
第２工程と、該キャビティ内に該溶湯を注湯して圧力鋳
造し、該繊維集積体内に該溶湯を浸漬させる第３工程
と、を有することを特徴とする。
するピストン形状のキャビティをもち、圧力鋳造可能な
鋳造金型と、該キャビティより小径に補強繊維が集積さ
れた繊維集積体と、過共晶アルミニウム−珪素合金の溶
湯を用意する第１工程と、該キャビティを構成するピス
トンヘッド側の一端面の中央に該繊維集積体を配置する
第２工程と、該キャビティ内に該溶湯を注湯して圧力鋳
造し、該繊維集積体内に該溶湯を浸漬させる第３工程
と、を有することを特徴とする。
【０００９】補強繊維としては、アルミナ短繊維、カー
ボン繊維、炭化珪素繊維、アルミナ−シリカ繊維、ガラ
ス繊維、炭化珪素ウィスカ、透過性セラミックス繊維等
を採用することができる。繊維集積体は、体積含有率
（Ｖｆ）が１０〜３０％かつ厚さが１０〜２０ｍｍのも
のであることが好ましい。Ｖｆが３０％を超えるか又は
厚さが２０ｍｍを超えれば、溶湯が浸透しにくい。逆
に、Ｖｆが１０％を下回るか又は厚さが１０ｍｍを下回
れば、繊維集積体が圧力鋳造時の圧力に耐えられず、変
形しやすい。
ボン繊維、炭化珪素繊維、アルミナ−シリカ繊維、ガラ
ス繊維、炭化珪素ウィスカ、透過性セラミックス繊維等
を採用することができる。繊維集積体は、体積含有率
（Ｖｆ）が１０〜３０％かつ厚さが１０〜２０ｍｍのも
のであることが好ましい。Ｖｆが３０％を超えるか又は
厚さが２０ｍｍを超えれば、溶湯が浸透しにくい。逆
に、Ｖｆが１０％を下回るか又は厚さが１０ｍｍを下回
れば、繊維集積体が圧力鋳造時の圧力に耐えられず、変
形しやすい。
【００１０】（２）請求項２のピストンの鋳造方法は、
請求項１記載のピストンの鋳造方法において、繊維集積
体は補強繊維が一方向に略配向されたものであることを
特徴とする。 （３）請求項３のピストンの鋳造方法は、請求項２記載
のピストンの鋳造方法において、第２工程は一方向が軸
方向となるように行うことを特徴とする。
請求項１記載のピストンの鋳造方法において、繊維集積
体は補強繊維が一方向に略配向されたものであることを
特徴とする。 （３）請求項３のピストンの鋳造方法は、請求項２記載
のピストンの鋳造方法において、第２工程は一方向が軸
方向となるように行うことを特徴とする。
【００１１】
（１）各請求項１の鋳造方法においても、特開昭６０−
６３３４４号公報記載の鋳造方法と同様、まず第１工程
として、圧力鋳造可能な鋳造金型と、補強繊維が集積さ
れた繊維集積体と、過共晶アルミニウム−珪素合金の溶
湯を用意する。但し、鋳造金型のキャビティはピストン
形状であり、繊維集積体はキャビティより小径のもので
ある。
６３３４４号公報記載の鋳造方法と同様、まず第１工程
として、圧力鋳造可能な鋳造金型と、補強繊維が集積さ
れた繊維集積体と、過共晶アルミニウム−珪素合金の溶
湯を用意する。但し、鋳造金型のキャビティはピストン
形状であり、繊維集積体はキャビティより小径のもので
ある。
【００１２】そして、第２工程として、キャビティを構
成するピストンヘッド側の一端面の中央に繊維集積体を
配置する。この後、第３工程として、同方法と同様、キ
ャビティ内に溶湯を注湯して圧力鋳造し、繊維集積体内
に溶湯を浸漬させる。このとき、繊維集積体が溶湯内の
初晶珪素を濾過するため、繊維集積体側には高濃度の初
晶珪素が凝集される。溶湯の凝固後、元の繊維集積体の
部分は、過共晶アルミニウム−珪素合金からなるマトリ
ックスと、このマトリックス中に分散された補強繊維と
からなる繊維強化金属（ＦＲＭ）を構成する。この元の
繊維集積体の部分、つまりＦＲＭは除去しない。こうし
て柱状のピストンが得られる。
成するピストンヘッド側の一端面の中央に繊維集積体を
配置する。この後、第３工程として、同方法と同様、キ
ャビティ内に溶湯を注湯して圧力鋳造し、繊維集積体内
に溶湯を浸漬させる。このとき、繊維集積体が溶湯内の
初晶珪素を濾過するため、繊維集積体側には高濃度の初
晶珪素が凝集される。溶湯の凝固後、元の繊維集積体の
部分は、過共晶アルミニウム−珪素合金からなるマトリ
ックスと、このマトリックス中に分散された補強繊維と
からなる繊維強化金属（ＦＲＭ）を構成する。この元の
繊維集積体の部分、つまりＦＲＭは除去しない。こうし
て柱状のピストンが得られる。
【００１３】このピストンは、繊維集積体がキャビティ
より小径のものであることから、ピストンヘッドのＦＲ
Ｍに隣接する外域に高濃度の初晶珪素が凝集され、残部
の母材にはＦＲＭから遠ざかるに従って低濃度になる初
晶珪素が存在する。このため、このピストンは、ピスト
ンヘッドの中央域がＦＲＭで形成され、ピストンヘッド
の外域及びその近傍が初晶珪素を高濃度に凝集させたリ
ッチ層で形成され、ピストンスカートが初晶珪素を低濃
度に凝集させたプアー層で形成される。
より小径のものであることから、ピストンヘッドのＦＲ
Ｍに隣接する外域に高濃度の初晶珪素が凝集され、残部
の母材にはＦＲＭから遠ざかるに従って低濃度になる初
晶珪素が存在する。このため、このピストンは、ピスト
ンヘッドの中央域がＦＲＭで形成され、ピストンヘッド
の外域及びその近傍が初晶珪素を高濃度に凝集させたリ
ッチ層で形成され、ピストンスカートが初晶珪素を低濃
度に凝集させたプアー層で形成される。
【００１４】このため、このピストンは、ＦＲＭに近づ
くに従って熱膨脹係数が小さくなり、かつＦＲＭで最も
熱膨脹係数が小さくなる。また、このピストンは、ピス
トンヘッドの中央域が高強度のＦＲＭであるとともに、
ＦＲＭとの境界がボアとの摺動面に存在せず、かつＦＲ
Ｍの近傍が初晶珪素により高強度にされてＦＲＭを強固
に支持している。
くに従って熱膨脹係数が小さくなり、かつＦＲＭで最も
熱膨脹係数が小さくなる。また、このピストンは、ピス
トンヘッドの中央域が高強度のＦＲＭであるとともに、
ＦＲＭとの境界がボアとの摺動面に存在せず、かつＦＲ
Ｍの近傍が初晶珪素により高強度にされてＦＲＭを強固
に支持している。
【００１５】なお、このピストンは、同方法により得ら
れた摺動部材と同様、ピストンスカートのピストンヘッ
ド側において高い耐摩耗性を発揮できるとともに、ピス
トンヘッドの反対側において強靱性及び高被削性を発揮
する。 （２）請求項２の鋳造方法では、補強繊維が一方向に略
配向された繊維集積体を採用している。このため、得ら
れたピストンは、ピストンヘッドの中央域を形成するＦ
ＲＭが一方向の引張に対して高強度にされる。
れた摺動部材と同様、ピストンスカートのピストンヘッ
ド側において高い耐摩耗性を発揮できるとともに、ピス
トンヘッドの反対側において強靱性及び高被削性を発揮
する。 （２）請求項２の鋳造方法では、補強繊維が一方向に略
配向された繊維集積体を採用している。このため、得ら
れたピストンは、ピストンヘッドの中央域を形成するＦ
ＲＭが一方向の引張に対して高強度にされる。
【００１６】（３）請求項３の鋳造方法では、一方向が
軸方向となるように第２工程を行う。このため、得られ
たピストンは、ＦＲＭにおいて補強繊維が軸方向に略配
向されるため、ＦＲＭが軸方向の引張に対して高強度に
される。
軸方向となるように第２工程を行う。このため、得られ
たピストンは、ＦＲＭにおいて補強繊維が軸方向に略配
向されるため、ＦＲＭが軸方向の引張に対して高強度に
される。
【００１７】
【実施例】以下、各請求項の発明を内燃機関のピストン
の製造方法に具体化した実施例１〜５を図面を参照しつ
つ説明する。 （実施例１）実施例１では請求項１を具体化している。
の製造方法に具体化した実施例１〜５を図面を参照しつ
つ説明する。 （実施例１）実施例１では請求項１を具体化している。
【００１８】「第１工程」まず、図１に示すように、上
型１と下型２とを有し、上型１内に摺動可能にプランジ
ャ３が設けられた鋳造金型を用意する。上型１と下型２
とには軸方向に延在するピストン形状のキャビティＣが
形成されている。また、アルミナ短繊維（ＩＣＩ（株）
社製「サフィール」）が集積された厚さ１５ｍｍの繊維
集積体５を用意する。この繊維集積体５はアルミナ短繊
維をキャビティＣよりやや小径にＶｆ２０％でランダム
に配向させたものである。
型１と下型２とを有し、上型１内に摺動可能にプランジ
ャ３が設けられた鋳造金型を用意する。上型１と下型２
とには軸方向に延在するピストン形状のキャビティＣが
形成されている。また、アルミナ短繊維（ＩＣＩ（株）
社製「サフィール」）が集積された厚さ１５ｍｍの繊維
集積体５を用意する。この繊維集積体５はアルミナ短繊
維をキャビティＣよりやや小径にＶｆ２０％でランダム
に配向させたものである。
【００１９】さらに、過共晶アルミニウム−珪素合金と
して、ＪＩＳ−Ａ３９０の溶湯（８５０℃）を用意す
る。 「第２工程」下型２のキャビティＣを構成する下端面２
ａの中央に繊維集積体５を配置する。
して、ＪＩＳ−Ａ３９０の溶湯（８５０℃）を用意す
る。 「第２工程」下型２のキャビティＣを構成する下端面２
ａの中央に繊維集積体５を配置する。
【００２０】「第３工程」キャビティＣ内に溶湯を注湯
し、プランジャ３をキャビティＣ側に移動させることに
より圧力鋳造し、繊維集積体５内に溶湯を浸漬させる。
このとき、図２に示すように、繊維集積体５が溶湯内の
初晶珪素６を濾過するため、繊維集積体５側には高濃度
の初晶珪素６が凝集される。溶湯の凝固後、元の繊維集
積体５の部分は、ＪＩＳ−Ａ３９０からなるマトリック
スと、このマトリックス中に分散されたアルミナ短繊維
とからなるＦＲＭ７を構成する。この元の繊維集積体
５、つまりＦＲＭ７の部分は除去しない。こうして円柱
状のピストンが得られる。
し、プランジャ３をキャビティＣ側に移動させることに
より圧力鋳造し、繊維集積体５内に溶湯を浸漬させる。
このとき、図２に示すように、繊維集積体５が溶湯内の
初晶珪素６を濾過するため、繊維集積体５側には高濃度
の初晶珪素６が凝集される。溶湯の凝固後、元の繊維集
積体５の部分は、ＪＩＳ−Ａ３９０からなるマトリック
スと、このマトリックス中に分散されたアルミナ短繊維
とからなるＦＲＭ７を構成する。この元の繊維集積体
５、つまりＦＲＭ７の部分は除去しない。こうして円柱
状のピストンが得られる。
【００２１】このピストンの断面の１００倍の顕微鏡写
真を図３に示す。このピストンは、繊維集積体５がキャ
ビティＣより小径のものであり、ピストンヘッドの中央
域がＦＲＭ７で形成され、ピストンヘッドの外域及びそ
の近傍が初晶珪素６を高濃度に凝集させた厚さ１０ｍｍ
程度のリッチ層８で形成され、ピストンスカートが初晶
珪素６を低濃度に存在させたプアー層９で形成される。
真を図３に示す。このピストンは、繊維集積体５がキャ
ビティＣより小径のものであり、ピストンヘッドの中央
域がＦＲＭ７で形成され、ピストンヘッドの外域及びそ
の近傍が初晶珪素６を高濃度に凝集させた厚さ１０ｍｍ
程度のリッチ層８で形成され、ピストンスカートが初晶
珪素６を低濃度に存在させたプアー層９で形成される。
【００２２】ＦＲＭ７の熱膨脹係数αは１６×１０-6／
℃、リッチ層８の熱膨脹係数αが１７×１０-6／℃、プ
アー層９の熱膨脹係数αが１８×１０-6／℃であった。
このため、このピストンは、ＦＲＭ７に近づくに従って
熱膨脹係数αが小さくなり、かつＦＲＭ７で最も熱膨脹
係数αが小さくなるため、最も加熱・冷却が繰り返され
やすいピストンヘッドでの熱膨脹・熱収縮をさらに抑制
でき、図示しないボア内で優れた摺動性を発揮し得るこ
とがわかる。
℃、リッチ層８の熱膨脹係数αが１７×１０-6／℃、プ
アー層９の熱膨脹係数αが１８×１０-6／℃であった。
このため、このピストンは、ＦＲＭ７に近づくに従って
熱膨脹係数αが小さくなり、かつＦＲＭ７で最も熱膨脹
係数αが小さくなるため、最も加熱・冷却が繰り返され
やすいピストンヘッドでの熱膨脹・熱収縮をさらに抑制
でき、図示しないボア内で優れた摺動性を発揮し得るこ
とがわかる。
【００２３】また、このピストンは、ピストンヘッドの
中央域がＦＲＭ７であることから、最も圧力変動を受け
るピストンヘッドでの変形を抑制できる。同時に、この
ピストンは、ＦＲＭ７とリッチ層８との境界がボアとの
摺動面に存在せず、かつＦＲＭ７の近傍が高強度にされ
てＦＲＭ７を強固に支持している。このため、このピス
トンは、ボア内で優れた耐久性を発揮し得ることがわか
る。
中央域がＦＲＭ７であることから、最も圧力変動を受け
るピストンヘッドでの変形を抑制できる。同時に、この
ピストンは、ＦＲＭ７とリッチ層８との境界がボアとの
摺動面に存在せず、かつＦＲＭ７の近傍が高強度にされ
てＦＲＭ７を強固に支持している。このため、このピス
トンは、ボア内で優れた耐久性を発揮し得ることがわか
る。
【００２４】なお、このピストンは、上記特開昭６０−
６３３４４号公報記載の摺動部材と同様、ピストンスカ
ートのピストンヘッド側において高い耐摩耗性を発揮
し、ボア内でピッチ、ロール等の繰り返しに十分耐え得
るものである。また、ピストンヘッドの反対側において
強靱性及び高被削性を発揮し、図示しない斜板等との組
付け用の加工を容易に行うことができる。
６３３４４号公報記載の摺動部材と同様、ピストンスカ
ートのピストンヘッド側において高い耐摩耗性を発揮
し、ボア内でピッチ、ロール等の繰り返しに十分耐え得
るものである。また、ピストンヘッドの反対側において
強靱性及び高被削性を発揮し、図示しない斜板等との組
付け用の加工を容易に行うことができる。
【００２５】（実施例２）実施例２でも請求項１を具体
化している。すなわち、過共晶アルミニウム−珪素合金
として、ＪＩＳ−ＡＣ８Ａ９８ｗｔ％＋Ｓｉｗｔ２％の
溶湯（８５０℃）を用意する。他の構成は実施例１と同
一であり、同種の構成については同一符合を付して説明
を省略する（以下同様。）。
化している。すなわち、過共晶アルミニウム−珪素合金
として、ＪＩＳ−ＡＣ８Ａ９８ｗｔ％＋Ｓｉｗｔ２％の
溶湯（８５０℃）を用意する。他の構成は実施例１と同
一であり、同種の構成については同一符合を付して説明
を省略する（以下同様。）。
【００２６】こうして得られたピストンでは、ＦＲＭ７
の熱膨脹係数αは１７×１０-6／℃、リッチ層８の熱膨
脹係数αが１８×１０-6／℃、プアー層９の熱膨脹係数
αが１９×１０-6／℃であった。したがって、このピス
トンにおいても実施例１と同様の作用及び効果を奏する
ことができる。
の熱膨脹係数αは１７×１０-6／℃、リッチ層８の熱膨
脹係数αが１８×１０-6／℃、プアー層９の熱膨脹係数
αが１９×１０-6／℃であった。したがって、このピス
トンにおいても実施例１と同様の作用及び効果を奏する
ことができる。
【００２７】（実施例３）実施例３でも請求項１を具体
化している。すなわち、繊維集積体５として、カーボン
繊維（東レ（株）社製「トレカＭ０４０」）が集積され
た厚さ１５ｍｍのものを用意する。この繊維集積体５は
カーボン繊維をＶｆ２０％でランダムに配向させたもの
である。他の構成は実施例１と同一である。
化している。すなわち、繊維集積体５として、カーボン
繊維（東レ（株）社製「トレカＭ０４０」）が集積され
た厚さ１５ｍｍのものを用意する。この繊維集積体５は
カーボン繊維をＶｆ２０％でランダムに配向させたもの
である。他の構成は実施例１と同一である。
【００２８】こうして得られたピストンでは、ＦＲＭ７
の熱膨脹係数αは１０×１０-6／℃、リッチ層８の熱膨
脹係数αが１７×１０-6／℃、プアー層９の熱膨脹係数
αが１８×１０-6／℃であった。したがって、このピス
トンにおいても実施例１と同様の作用及び効果を奏する
ことができる。
の熱膨脹係数αは１０×１０-6／℃、リッチ層８の熱膨
脹係数αが１７×１０-6／℃、プアー層９の熱膨脹係数
αが１８×１０-6／℃であった。したがって、このピス
トンにおいても実施例１と同様の作用及び効果を奏する
ことができる。
【００２９】（実施例４）実施例４では請求項１、２を
具体化している。すなわち、繊維集積体５として、アル
ミナ短繊維が一方向に略配向されたものを用意する。そ
して、第２工程で繊維集積体５を配置する際、アルミナ
短繊維を軸方向と直交させる。他の構成は実施例１と同
一である。
具体化している。すなわち、繊維集積体５として、アル
ミナ短繊維が一方向に略配向されたものを用意する。そ
して、第２工程で繊維集積体５を配置する際、アルミナ
短繊維を軸方向と直交させる。他の構成は実施例１と同
一である。
【００３０】こうして図４に示すピストンを得る。この
ピストンでは、ＦＲＭ７の軸直角方向の熱膨脹係数αは
１６×１０-6／℃、リッチ層８の熱膨脹係数αが１７×
１０ -6／℃、プアー層９の熱膨脹係数αが１８×１０-6
／℃であった。したがって、このピストンにおいても実
施例１と同様の作用及び効果を奏することができる。
ピストンでは、ＦＲＭ７の軸直角方向の熱膨脹係数αは
１６×１０-6／℃、リッチ層８の熱膨脹係数αが１７×
１０ -6／℃、プアー層９の熱膨脹係数αが１８×１０-6
／℃であった。したがって、このピストンにおいても実
施例１と同様の作用及び効果を奏することができる。
【００３１】また、このピストンは、アルミナ短繊維が
一方向に略配向された繊維集積体５を採用しているた
め、ピストンヘッドの中央域を形成するＦＲＭ７が軸直
角の引張に対して高強度にされ、ピストンヘッドでの変
形を抑制しやすい。 （実施例５）実施例５では請求項１〜３を具体化してい
る。
一方向に略配向された繊維集積体５を採用しているた
め、ピストンヘッドの中央域を形成するＦＲＭ７が軸直
角の引張に対して高強度にされ、ピストンヘッドでの変
形を抑制しやすい。 （実施例５）実施例５では請求項１〜３を具体化してい
る。
【００３２】すなわち、繊維集積体５として、アルミナ
短繊維が一方向に略配向されたものを用意する。そし
て、第２工程で繊維集積体５を配置する際、アルミナ短
繊維を軸方向と略平行にする。他の構成は実施例１と同
一である。こうして図５に示すピストンを得る。このピ
ストンでは、ＦＲＭ７の軸方向の熱膨脹係数αは１３×
１０-6／℃、リッチ層８の熱膨脹係数αが１７×１０-6
／℃、プアー層９の熱膨脹係数αが１８×１０-6／℃で
あった。
短繊維が一方向に略配向されたものを用意する。そし
て、第２工程で繊維集積体５を配置する際、アルミナ短
繊維を軸方向と略平行にする。他の構成は実施例１と同
一である。こうして図５に示すピストンを得る。このピ
ストンでは、ＦＲＭ７の軸方向の熱膨脹係数αは１３×
１０-6／℃、リッチ層８の熱膨脹係数αが１７×１０-6
／℃、プアー層９の熱膨脹係数αが１８×１０-6／℃で
あった。
【００３３】したがって、このピストンにおいても実施
例１と同様の作用及び効果を奏することができる。ま
た、このピストンは、ＦＲＭ７においてアルミナ繊維が
軸方向に略配向されるため、ＦＲＭ７が軸方向の引張に
対して高強度にされ、ピストンヘッドでの剪断による変
形を抑制しやすい。
例１と同様の作用及び効果を奏することができる。ま
た、このピストンは、ＦＲＭ７においてアルミナ繊維が
軸方向に略配向されるため、ＦＲＭ７が軸方向の引張に
対して高強度にされ、ピストンヘッドでの剪断による変
形を抑制しやすい。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述したように、各請求項１〜３の
鋳造方法では、各請求項記載の構成を採用しているた
め、ピストンヘッドでの熱膨脹・熱収縮の抑制及び圧力
変動による変形の抑制のさらなる改善を実現可能なピス
トンを鋳造することができる。特に、請求項２の鋳造方
法では、補強繊維として一方向に略配向された繊維集積
体を採用しているため、得られたピストンがピストンヘ
ッドでの変形を抑制しやすい。
鋳造方法では、各請求項記載の構成を採用しているた
め、ピストンヘッドでの熱膨脹・熱収縮の抑制及び圧力
変動による変形の抑制のさらなる改善を実現可能なピス
トンを鋳造することができる。特に、請求項２の鋳造方
法では、補強繊維として一方向に略配向された繊維集積
体を採用しているため、得られたピストンがピストンヘ
ッドでの変形を抑制しやすい。
【００３５】また、請求項３の鋳造方法では、補強繊維
が軸方向に略配向された繊維集積体を採用しているた
め、得られたピストンがピストンヘッドでの剪断による
変形を抑制しやすい。したがって、この鋳造方法により
得られたピストンを往復動型圧縮機等に採用すれば、よ
り優れた摺動性及び耐久性を発揮することができる。
が軸方向に略配向された繊維集積体を採用しているた
め、得られたピストンがピストンヘッドでの剪断による
変形を抑制しやすい。したがって、この鋳造方法により
得られたピストンを往復動型圧縮機等に採用すれば、よ
り優れた摺動性及び耐久性を発揮することができる。
【図１】実施例１〜５に係り、鋳造金型等の断面図であ
る。
る。
【図２】実施例１に係り、ピストンの模式断面図であ
る。
る。
【図３】実施例１に係り、ピストンの断面の金属組織を
示す１００倍の顕微鏡写真である。
示す１００倍の顕微鏡写真である。
【図４】実施例４に係り、ピストンの模式断面図であ
る。
る。
【図５】実施例５に係り、ピストンの模式断面図であ
る。
る。
Ｃ…キャビティ ２ａ…下端面（一端面） １…
上型 ２…下型 ５…繊維集積体
上型 ２…下型 ５…繊維集積体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０４Ｂ 1/00 1/34 Ｆ１６Ｊ 1/01
Claims (3)
- 【請求項１】軸方向に延在するピストン形状のキャビテ
ィをもち、圧力鋳造可能な鋳造金型と、該キャビティよ
り小径に補強繊維が集積された繊維集積体と、過共晶ア
ルミニウム−珪素合金の溶湯を用意する第１工程と、 該キャビティを構成するピストンヘッド側の一端面の中
央に該繊維集積体を配置する第２工程と、 該キャビティ内に該溶湯を注湯して圧力鋳造し、該繊維
集積体内に該溶湯を浸漬させる第３工程と、を有するこ
とを特徴とするピストンの鋳造方法。 - 【請求項２】繊維集積体は補強繊維が一方向に略配向さ
れたものであることを特徴とする請求項１記載のピスト
ンの鋳造方法。 - 【請求項３】第２工程は一方向が軸方向となるように行
うことを特徴とする請求項２記載のピストンの鋳造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30788794A JP3674970B2 (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | ピストンの鋳造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30788794A JP3674970B2 (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | ピストンの鋳造方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005016996A Division JP2005213650A (ja) | 2005-01-25 | 2005-01-25 | ピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08165531A true JPH08165531A (ja) | 1996-06-25 |
| JP3674970B2 JP3674970B2 (ja) | 2005-07-27 |
Family
ID=17974367
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30788794A Expired - Fee Related JP3674970B2 (ja) | 1994-12-12 | 1994-12-12 | ピストンの鋳造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3674970B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110195196A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-03 | 东北大学 | 一种[碳纤维网-富硅/贫硅]层状铝基复合相变储能材料及其制备装置和方法 |
-
1994
- 1994-12-12 JP JP30788794A patent/JP3674970B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110195196A (zh) * | 2019-07-04 | 2019-09-03 | 东北大学 | 一种[碳纤维网-富硅/贫硅]层状铝基复合相变储能材料及其制备装置和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3674970B2 (ja) | 2005-07-27 |
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|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041203 |
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