JPH1015655A - ピストン成形用金型 - Google Patents
ピストン成形用金型Info
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- JPH1015655A JPH1015655A JP19276296A JP19276296A JPH1015655A JP H1015655 A JPH1015655 A JP H1015655A JP 19276296 A JP19276296 A JP 19276296A JP 19276296 A JP19276296 A JP 19276296A JP H1015655 A JPH1015655 A JP H1015655A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金型の剛性を高くする必要があると共に、鋳
造精度の優れた鋳物が得られない。 【解決手段】 冠面５ａに山形の隆起部９を備えたピス
トン５を成形するピストン成形用金型１において、前記
金型１の一部として、ピストン１の冠面５ａの形状を形
成する形成面１１を備えた冠面金型２を設け、該冠面金
型２を焼結体によって形成する。前記冠面金型２を、該
冠面金型２によって形成される山形の隆起部９の稜線１
３の一部に沿って２分割した。
造精度の優れた鋳物が得られない。 【解決手段】 冠面５ａに山形の隆起部９を備えたピス
トン５を成形するピストン成形用金型１において、前記
金型１の一部として、ピストン１の冠面５ａの形状を形
成する形成面１１を備えた冠面金型２を設け、該冠面金
型２を焼結体によって形成する。前記冠面金型２を、該
冠面金型２によって形成される山形の隆起部９の稜線１
３の一部に沿って２分割した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関用ピスト
ン等の製造に施用して良好なピストン成形用金型に関す
る。
ン等の製造に施用して良好なピストン成形用金型に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、効率を高めるために、シリンダ内
に燃料を直接噴射する形式の内燃機関が開発されてお
り、この内燃機関には、冠面に山形の隆起部を備えたピ
ストンが採用される（例えば特開平６−８１６５１号公
報参照）。前記ピストンは冠面の山形の隆起部の形状を
精度よく鋳出すために、所定形状のキャビティを形成し
た金型内に充填された溶融金属（溶湯）を加圧して鋳造
する加圧鋳造法によって形成される（例えば特開昭５７
−５０２６６号公報参照）。
に燃料を直接噴射する形式の内燃機関が開発されてお
り、この内燃機関には、冠面に山形の隆起部を備えたピ
ストンが採用される（例えば特開平６−８１６５１号公
報参照）。前記ピストンは冠面の山形の隆起部の形状を
精度よく鋳出すために、所定形状のキャビティを形成し
た金型内に充填された溶融金属（溶湯）を加圧して鋳造
する加圧鋳造法によって形成される（例えば特開昭５７
−５０２６６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来例にあっては、金型全体がクロム−タングステン−バ
ナジューム系やクロム−モリブデン−バナジューム系な
どの型鋼によって形成されているため、鋳造時に、溶解
時に吸収されたガスや鋳込時に巻き込まれたガス等のガ
ス抜けが悪く、精度の良い製品形状が得られなくなる虞
がある。
来例にあっては、金型全体がクロム−タングステン−バ
ナジューム系やクロム−モリブデン−バナジューム系な
どの型鋼によって形成されているため、鋳造時に、溶解
時に吸収されたガスや鋳込時に巻き込まれたガス等のガ
ス抜けが悪く、精度の良い製品形状が得られなくなる虞
がある。
【０００４】これを対策するためには、金型内の溶湯へ
の加圧力を増加させることが考えられるが、そうする
と、金型の剛性を高くする必要があることはことはもと
より、鋳造機全体の剛性を高くする必要があり、鋳造機
全体が大型化し、高価となる虞がある。
の加圧力を増加させることが考えられるが、そうする
と、金型の剛性を高くする必要があることはことはもと
より、鋳造機全体の剛性を高くする必要があり、鋳造機
全体が大型化し、高価となる虞がある。
【０００５】本発明は上記従来の実情に鑑みて案出され
たもので、金型及び鋳造機等の剛性を格別高くする必要
がなく、鋳造精度の優れた鋳物を得ることが可能なピス
トン成形用金型を提供することを目的とする。
たもので、金型及び鋳造機等の剛性を格別高くする必要
がなく、鋳造精度の優れた鋳物を得ることが可能なピス
トン成形用金型を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
発明は、冠面に山形の隆起部を備えたピストンを成形す
るピストン成形用金型において、前記金型の一部とし
て、ピストンの冠面形状を形成する形成面を備えた冠面
金型を設け、この冠面金型を焼結体によって形成すると
共に、前記冠面金型が、該冠面金型によって形成される
山形の隆起部の稜線の少なくとも一部に沿って分割され
た構成にしてある。
発明は、冠面に山形の隆起部を備えたピストンを成形す
るピストン成形用金型において、前記金型の一部とし
て、ピストンの冠面形状を形成する形成面を備えた冠面
金型を設け、この冠面金型を焼結体によって形成すると
共に、前記冠面金型が、該冠面金型によって形成される
山形の隆起部の稜線の少なくとも一部に沿って分割され
た構成にしてある。
【０００７】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成のうち、前記冠面金型の形成面に、耐熱
性材料による被膜を施した構成にしてある。
載の発明の構成のうち、前記冠面金型の形成面に、耐熱
性材料による被膜を施した構成にしてある。
【０００８】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成のうち、前記冠面金型の形成面に、耐摩
耗性材料による被膜を施した構成にしてある。
載の発明の構成のうち、前記冠面金型の形成面に、耐摩
耗性材料による被膜を施した構成にしてある。
【０００９】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載の発明の構成のうち、前記冠面金型の形成面に、耐溶
損性材料による被膜を施した構成にしてある。
載の発明の構成のうち、前記冠面金型の形成面に、耐溶
損性材料による被膜を施した構成にしてある。
【００１０】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至請求項４記載の発明の構成のうち、前記冠面金型に、
熱処理を施した構成にしてある。
至請求項４記載の発明の構成のうち、前記冠面金型に、
熱処理を施した構成にしてある。
【００１１】本発明においては、金型内へ溶融金属（以
下、溶湯と称す）が充填され、この充填された溶湯を所
定圧力で加圧して鋳造される。このとき、前記金型の一
部、即ち冠面金型が焼結体によって形成されていること
により、ガス抜けが容易となる。このため、ブローホー
ル等の鋳造欠陥が生じることを未然に防止することがで
きると共に、格別溶湯への加圧力を高くすることなし
に、精度の良い製品形状が得られる。
下、溶湯と称す）が充填され、この充填された溶湯を所
定圧力で加圧して鋳造される。このとき、前記金型の一
部、即ち冠面金型が焼結体によって形成されていること
により、ガス抜けが容易となる。このため、ブローホー
ル等の鋳造欠陥が生じることを未然に防止することがで
きると共に、格別溶湯への加圧力を高くすることなし
に、精度の良い製品形状が得られる。
【００１２】ここで、前記金型の一部を構成する冠面金
型は、焼結体で形成されているために型鋼に比較して機
械的強度が弱く、鋳造時、とくに冠面に形成した山形の
隆起部の稜線を形成する部分において応力が集中し、型
割れを生じる虞がある。しかしながら、本発明において
はこれを有利に防止する。即ち、前記冠面金型が、この
冠面金型によって形成される山形の隆起部の稜線の少な
くとも一部に沿って分割してあることにより、鋳造時の
応力集中を避けることができ、型割れを防止できる。
型は、焼結体で形成されているために型鋼に比較して機
械的強度が弱く、鋳造時、とくに冠面に形成した山形の
隆起部の稜線を形成する部分において応力が集中し、型
割れを生じる虞がある。しかしながら、本発明において
はこれを有利に防止する。即ち、前記冠面金型が、この
冠面金型によって形成される山形の隆起部の稜線の少な
くとも一部に沿って分割してあることにより、鋳造時の
応力集中を避けることができ、型割れを防止できる。
【００１３】したがって、金型及び鋳造機等の剛性を格
別高くする必要がなく、鋳造精度の優れた鋳物（ピスト
ン）を得ることができる。
別高くする必要がなく、鋳造精度の優れた鋳物（ピスト
ン）を得ることができる。
【００１４】また、請求項２乃至請求項４記載の発明に
おいて、冠面金型の形成面に形成する、耐熱性、耐摩耗
性、耐溶損性の被膜としては、例えば窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）を３〜５μの厚さでコーティングすることによって
形成する。これによって、溶湯が冠面金型に直接接触し
ないから、ヒートショックによる熱応力の発生を可及的
に防止して、型割れを防止できる。
おいて、冠面金型の形成面に形成する、耐熱性、耐摩耗
性、耐溶損性の被膜としては、例えば窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）を３〜５μの厚さでコーティングすることによって
形成する。これによって、溶湯が冠面金型に直接接触し
ないから、ヒートショックによる熱応力の発生を可及的
に防止して、型割れを防止できる。
【００１５】また、請求項５記載の発明において、熱処
理は、例えば窒化処理を施す。これによって、冠面金型
の機械的強度を増加させることができ、金型の耐久性を
向上させることができる。
理は、例えば窒化処理を施す。これによって、冠面金型
の機械的強度を増加させることができ、金型の耐久性を
向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳述する。
に基づいて詳述する。
【００１７】図１は本発明の実施の形態を示すピストン
成形用金型の断面摸式図、図２は冠面金型を図１のＡ方
向から見た拡大矢視図である。図において１はピストン
成形用金型（以下、金型と称す）で、この金型１は冠面
金型２と、外型３と、中子４とを有している。前記金型
１内には鋳物粗材としてのピストン５のキャビティ６が
形成してある。尚、７は前記冠面金型２と外型３との間
に配置されたリング金型、８は冠面金型２及びリング金
型７の上側に配置された押え板である。
成形用金型の断面摸式図、図２は冠面金型を図１のＡ方
向から見た拡大矢視図である。図において１はピストン
成形用金型（以下、金型と称す）で、この金型１は冠面
金型２と、外型３と、中子４とを有している。前記金型
１内には鋳物粗材としてのピストン５のキャビティ６が
形成してある。尚、７は前記冠面金型２と外型３との間
に配置されたリング金型、８は冠面金型２及びリング金
型７の上側に配置された押え板である。
【００１８】前記冠面金型２は、耐熱性を有するステン
レス鋼やダイス鋼の粉体を用いて、直径が２０〜２００
μ程度の気孔を有するポーラス状に焼結成形され、ピス
トン５の冠面部分を形成するように賦形されている。即
ち、前記鋳物粗材としてのピストン５は、その冠面５ａ
に山形の隆起部９を備えていると共に、この隆起部９の
略中央部に半球状の窪み１０を備えており、冠面金型２
は、ピストン５の冠面５ａに山形の隆起部９及び窪み１
０等の冠面形状を形成する形成面１１を備えている。
レス鋼やダイス鋼の粉体を用いて、直径が２０〜２００
μ程度の気孔を有するポーラス状に焼結成形され、ピス
トン５の冠面部分を形成するように賦形されている。即
ち、前記鋳物粗材としてのピストン５は、その冠面５ａ
に山形の隆起部９を備えていると共に、この隆起部９の
略中央部に半球状の窪み１０を備えており、冠面金型２
は、ピストン５の冠面５ａに山形の隆起部９及び窪み１
０等の冠面形状を形成する形成面１１を備えている。
【００１９】また、前記冠面金型２は、この冠面金型２
によって形成される山形の隆起部９の稜線１３の少なく
とも一部、この実施の形態においては、窪み１０で分離
された直線状の２箇所の稜線１３に沿って、直線状の分
割線１４をもって２分割してある。
によって形成される山形の隆起部９の稜線１３の少なく
とも一部、この実施の形態においては、窪み１０で分離
された直線状の２箇所の稜線１３に沿って、直線状の分
割線１４をもって２分割してある。
【００２０】また、前記冠面金型２の形成面１１には、
窒化処理が施されていると共に、窒化チタン（ＴｉＮ）
を３〜５μの厚さでコーティングすることにより、被膜
１５が形成してある。尚、この厚さは前記冠面金型２の
気孔を閉塞しないように選択される。
窒化処理が施されていると共に、窒化チタン（ＴｉＮ）
を３〜５μの厚さでコーティングすることにより、被膜
１５が形成してある。尚、この厚さは前記冠面金型２の
気孔を閉塞しないように選択される。
【００２１】前記外型３には、前記キャビティ６内に連
通する湯口１６が形成してある。前記湯口１６は、とり
べ１７等から溶湯１８を受ける漏斗状の湯だまり１９
と、この湯だまり１９に連通する縦湯口２０と、この縦
湯口２０とキャビティ６内とを連通する湯道２１及び図
外の堰から構成してある。前記湯口１６の湯だまり１９
は通常の重力鋳造の場合と同様に、キャビティ６よりも
上側に配置してある。
通する湯口１６が形成してある。前記湯口１６は、とり
べ１７等から溶湯１８を受ける漏斗状の湯だまり１９
と、この湯だまり１９に連通する縦湯口２０と、この縦
湯口２０とキャビティ６内とを連通する湯道２１及び図
外の堰から構成してある。前記湯口１６の湯だまり１９
は通常の重力鋳造の場合と同様に、キャビティ６よりも
上側に配置してある。
【００２２】斯かる構成の装置において、溶湯１８がと
りべ１７等から湯口１６に注がれ、金型１のキャビティ
６内に充填される（鋳込工程）。前記キャビティ６内へ
の溶湯１８の充填は、大気圧の下で行われる。したがっ
て、キャビティ６内に充填された溶湯１８に与えられる
力は、キャビティ６よりも上側に位置する湯口１６内の
溶湯に作用する重力よってのみ与えられることになる。
りべ１７等から湯口１６に注がれ、金型１のキャビティ
６内に充填される（鋳込工程）。前記キャビティ６内へ
の溶湯１８の充填は、大気圧の下で行われる。したがっ
て、キャビティ６内に充填された溶湯１８に与えられる
力は、キャビティ６よりも上側に位置する湯口１６内の
溶湯に作用する重力よってのみ与えられることになる。
【００２３】次に、前記鋳込工程の後に、前記金型１の
キャビティ６内の溶湯を加圧して溶湯を凝固させる（加
圧工程）。この加圧工程の加圧は、この実施の形態にお
いて２〜５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で行われる。
キャビティ６内の溶湯を加圧して溶湯を凝固させる（加
圧工程）。この加圧工程の加圧は、この実施の形態にお
いて２〜５ｋｇ／ｃｍ2 の圧力で行われる。
【００２４】前記鋳込工程及び加圧工程において、溶解
時に吸収されたガスや鋳込時に巻き込まれたガス等は、
ポーラス状に形成された冠面金型２の気孔から排出され
る。このため、ブローホール等の鋳造欠陥が生じること
を未然に防止することができると共に、格別溶湯への加
圧力を高くすることなしに、前記冠面金型２による賦形
の精度、即ち冠面５ａの形状精度の高い鋳物（ピストン
５）を得ることができる。
時に吸収されたガスや鋳込時に巻き込まれたガス等は、
ポーラス状に形成された冠面金型２の気孔から排出され
る。このため、ブローホール等の鋳造欠陥が生じること
を未然に防止することができると共に、格別溶湯への加
圧力を高くすることなしに、前記冠面金型２による賦形
の精度、即ち冠面５ａの形状精度の高い鋳物（ピストン
５）を得ることができる。
【００２５】ここで、前記冠面金型２が、この冠面金型
２によって形成される山形の隆起部９の稜線１３の一部
に沿って分割してあることにより、鋳造時の応力集中を
避けることができ、型割れを防止できる。
２によって形成される山形の隆起部９の稜線１３の一部
に沿って分割してあることにより、鋳造時の応力集中を
避けることができ、型割れを防止できる。
【００２６】したがって、金型１及び鋳造機等の剛性を
格別高くする必要がなく、鋳造精度の優れた鋳物（ピス
トン５）を得ることができる。
格別高くする必要がなく、鋳造精度の優れた鋳物（ピス
トン５）を得ることができる。
【００２７】また、前記冠面金型２の形成面１１に窒化
チタン（ＴｉＮ）の被膜を形成してあることにより、溶
湯が冠面金型に直接接触しないから、ヒートショックに
よる熱応力の発生を可及的に防止して、型割れを防止で
きる。
チタン（ＴｉＮ）の被膜を形成してあることにより、溶
湯が冠面金型に直接接触しないから、ヒートショックに
よる熱応力の発生を可及的に防止して、型割れを防止で
きる。
【００２８】また、前記冠面金型２の形成面１１に窒化
処理が施してあるから、この冠面金型２の機械的強度を
増加させることができ、金型１の耐久性を向上させるこ
とができる。
処理が施してあるから、この冠面金型２の機械的強度を
増加させることができ、金型１の耐久性を向上させるこ
とができる。
【００２９】以上、実施の形態を図面に基づいて説明し
たが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものでは
なく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、前記金型２は、直線状に２分割することに限ら
ず、稜線１３に沿って曲線状に、或いは３個以上に分割
することが可能である。
たが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものでは
なく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
例えば、前記金型２は、直線状に２分割することに限ら
ず、稜線１３に沿って曲線状に、或いは３個以上に分割
することが可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、金型及び鋳造機等の剛性を格別高くする必要が
なく、鋳造精度の優れた鋳物を得ることが可能な鋳造方
法が得られる。
よれば、金型及び鋳造機等の剛性を格別高くする必要が
なく、鋳造精度の優れた鋳物を得ることが可能な鋳造方
法が得られる。
【図１】本発明の実施の形態を示すピストン成形用金型
の断面模式図である。
の断面模式図である。
【図２】冠面金型を図１のＡ方向から見た拡大矢視図で
ある。
ある。
１ ピストン成形用金型 ２ 冠面金型 ５ ピストン ５ａ 冠面 ９ 隆起部 １１ 形成面 １３ 稜線 １４ 分割線 １５ 被膜
Claims (5)
- 【請求項１】 冠面に山形の隆起部を備えたピストンを
成形するピストン成形用金型において、前記金型の一部
として、ピストンの冠面形状を形成する形成面を備えた
冠面金型を設け、該冠面金型を焼結体によって形成する
と共に、前記冠面金型が、該冠面金型によって形成され
る山形の隆起部の稜線の少なくとも一部に沿って分割さ
れていることを特徴とする、ピストン成形用金型。 - 【請求項２】 前記冠面金型の形成面には、耐熱性材料
による被膜が施されてなることを特徴とする、請求項１
記載のピストン成形用金型。 - 【請求項３】 前記冠面金型の形成面には、耐摩耗性材
料による被膜が施されてなることを特徴とする、請求項
１記載のピストン成形用金型。 - 【請求項４】 前記冠面金型の形成面には、耐溶損性材
料による被膜が施されてなることを特徴とする、請求項
１記載のピストン成形用金型。 - 【請求項５】 前記冠面金型には熱処理が施されてなる
ことを特徴とする、請求項１乃至請求項４記載のピスト
ン成形用金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19276296A JPH1015655A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | ピストン成形用金型 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19276296A JPH1015655A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | ピストン成形用金型 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1015655A true JPH1015655A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=16296632
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19276296A Pending JPH1015655A (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | ピストン成形用金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1015655A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009166064A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Hitachi Ltd | 内燃機関用ピストンの鋳造方法およびその装置 |
-
1996
- 1996-07-04 JP JP19276296A patent/JPH1015655A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009166064A (ja) * | 2008-01-15 | 2009-07-30 | Hitachi Ltd | 内燃機関用ピストンの鋳造方法およびその装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040413 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040810 |