JP5658188B2 - Mold for manufacturing piston and piston manufacturing method - Google Patents
Mold for manufacturing piston and piston manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- JP5658188B2 JP5658188B2 JP2012041878A JP2012041878A JP5658188B2 JP 5658188 B2 JP5658188 B2 JP 5658188B2 JP 2012041878 A JP2012041878 A JP 2012041878A JP 2012041878 A JP2012041878 A JP 2012041878A JP 5658188 B2 JP5658188 B2 JP 5658188B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- core mold
- mold
- axis
- groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
本発明は、ピストン製造用金型及びピストン製造方法に関する。 The present invention relates to a piston manufacturing mold and the piston production method.
従来、2サイクルエンジンとして、例えば、以下の特許文献1に記載の2サイクルエンジンが知られている。この2サイクルエンジンでは、掃気工程において、シリンダブロックの燃焼室から排気口を介して排出される排気中の炭化水素(HC;Hydro Curbon)を低減することを目的の一つとした構造を採用している。
Conventionally, as a 2-cycle engine, for example, a 2-cycle engine described in
具体的には、特許文献1の2サイクルエンジンでは、シリンダブロックに対して、排気口が、ピストンの周方向において、その開口中心がピストンピン(出力軸)から一方に略90°ずれた位置に配置されるように設けられている。また、シリンダブロックに対して、吸入口が、周方向において、ピストンピンから他方に略90°ずれた位置(排気口と対向する位置)に設けられている。
Specifically, in the two-cycle engine of
また、シリンダブロックに対して、燃焼室と連通する一対の第1の掃気口が、ピストンの軸線方向において、排気口と略同様な位置に設けられている。この一対の第1の掃気口の一方は、周方向において、ピストンピンから排気口側にずれた位置に配置され、一対の第1の掃気口の他方は、ピストンの軸線と排気口の開口中心とを結ぶ線(以下、第1の直線という)を対称軸として、第1の掃気口の一方と略線対称に配置されている。 Further, a pair of first scavenging ports communicating with the combustion chamber with respect to the cylinder block are provided at substantially the same positions as the exhaust ports in the axial direction of the piston. One of the pair of first scavenging ports is disposed at a position shifted from the piston pin to the exhaust port side in the circumferential direction, and the other of the pair of first scavenging ports is an axis of the piston and an opening center of the exhaust port. And a line connecting the two (hereinafter, referred to as a first straight line) with respect to one of the first scavenging ports as a symmetry axis.
また、シリンダブロックに対して、燃焼室と連通する一対の第2の掃気口が、軸線方向において、第1の掃気口から下死点寄りの位置に設けられている。この一対の第2の掃気口の一方は、周方向において、ピストンピンから吸入口側にずれた位置に配置され、一対の第2の掃気口の他方は、第1の直線を対象軸として、第2の掃気口の一方と略線対称に配置されている。第2の掃気口は、燃焼室とは別のクランク室と連通しており、クランク室内の燃料含有ガス(以下、ガスAという)を第2の掃気口から燃料室へ流入させることを可能にしている。 In addition, a pair of second scavenging ports communicating with the combustion chamber are provided at positions closer to the bottom dead center from the first scavenging port in the axial direction with respect to the cylinder block. One of the pair of second scavenging ports is arranged at a position shifted from the piston pin to the suction port side in the circumferential direction, and the other of the pair of second scavenging ports has the first straight line as the target axis. It arrange | positions substantially symmetrically with one side of the 2nd scavenging opening. The second scavenging port communicates with a crank chamber different from the combustion chamber, and allows a fuel-containing gas (hereinafter referred to as gas A) in the crank chamber to flow into the fuel chamber from the second scavenging port. ing.
燃焼室の内部を摺動するピストンの摺動面に対して、上死点近辺において排気口と各第1の掃気口とを互いに連通させる一対の排気循環溝(溝部)が、第1の直線を対象軸として、略線対称に設けられている。これにより、上死点近辺において、上述のガスAよりも燃料重量濃度の小さいガス(以下、ガスBという)を排気口から排気循環溝を介して第1の掃気口へ導入して充填することを可能にしている。 A pair of exhaust circulation grooves (grooves) that connect the exhaust port and each of the first scavenging ports to each other near the top dead center with respect to the sliding surface of the piston that slides inside the combustion chamber is a first straight line. Is substantially symmetrical with respect to the target axis. Thus, in the vicinity of the top dead center, a gas having a fuel weight concentration smaller than that of the gas A (hereinafter referred to as gas B) is introduced from the exhaust port through the exhaust circulation groove to the first scavenging port and filled. Is possible.
このような特許文献1の2サイクルエンジンでは、まず、ピストンが上死点近辺に位置する際に、排気循環溝により排気口と第1の掃気口とを互いに連通させて、排気口のガスBを、低圧になっている第1の掃気口に導入して充填する。続いて、ピストンが上死点から下死点に移動する際に、第2の掃気口からガスAを燃焼室に流入させるに先立って、第1の掃気口に充填した燃料重量濃度の小さいガスBを燃焼室に流入させて排気口から排出することで、排気中のHCを低減することを可能にしている。
In such a two-cycle engine of
ところで、上述のような2サイクルエンジンでは、レイアウトの関係上、排気口の開口中心をピストンピンから90°ずれた位置以外の位置に配置する必要がある場合等、レイアウトの柔軟性が求められる場合がある。 By the way, in the two-cycle engine as described above, layout flexibility is required, for example, when it is necessary to arrange the opening center of the exhaust port at a position other than a position shifted by 90 ° from the piston pin because of layout. There is.
本発明は、このような課題を解決するために成されたものであり、レイアウトの柔軟性を高めることができるピストンの製造用金型及びピストン製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and an object thereof is to provide a manufacturing mold and the piston production method of Lupi piston can increase the flexibility of layout.
本発明に係るピストン製造用金型及びピストン製造方法により得られるピストン(1)は、シリンダブロック(101)に対して、燃焼室(102)と連通する排気口(103)と、燃焼室(102)と連通し周方向に互いに離間配置された一対の第一掃気口(104,104)と、燃焼室(102)と連通すると共にクランク室と連通し周方向に互いに離間配置された一対の第二掃気口(105,105)と、が設けられた2サイクルエンジン(100)に適用され、内周面(12)から径方向内側に突出し、ピストンピンが挿入される一対のピンボス(2a,2b)と、シリンダブロック(101)と摺接する摺接面(11)に設けられ、排気口(103)と第一掃気口(104,104)とを連通する一対の溝部(3a,3b)と、を備え、一対の溝部(3a,3b)は、ピストン(1)の軸線(A)と直交し且つピストンピンの軸線(B)と直交する仮想線(C)を軸として、非対称に配置されている。 The piston (1) obtained by the piston manufacturing die and the piston manufacturing method according to the present invention has an exhaust port (103) communicating with the combustion chamber (102) and the combustion chamber (102) with respect to the cylinder block (101). ) And a pair of first scavenging ports (104, 104) spaced apart from each other in the circumferential direction and a pair of first scavenging ports (104, 104) communicating with the combustion chamber (102) and spaced apart from each other in the circumferential direction. The second scavenging port (105, 105) is applied to a two-cycle engine (100) provided with a pair of pin bosses (2a, 2b) that protrude radially inward from the inner peripheral surface (12) and into which a piston pin is inserted. 2b) and a pair of grooves (3a, 3b) provided on the sliding contact surface (11) in sliding contact with the cylinder block (101) and communicating the exhaust port (103) and the first scavenging ports (104, 104). And The pair of grooves (3a, 3b) are arranged asymmetrically with an imaginary line (C) perpendicular to the axis (A) of the piston (1) and perpendicular to the axis (B) of the piston pin. .
上記ピストン(1)では、排気口(103)と第一掃気口(104,104)とを連通する一対の溝部(3a,3b)が、ピストン(1)の軸線(A)と直交し且つピストンピンの軸線(B)と直交する仮想線(C)を軸として、非対称に配置されている。従って、例えば排気口(103)の開口中心がピストンピンから90°ずれた位置以外の位置に配置され、上記仮想線(C)上に排気口(103)の開口中心が位置しないような2サイクルエンジン(100)の場合に、仮想線(C)を軸として非対称に配置された一対の溝部(3a,3b)により、排気口(103)と第一掃気口(104,104)とを連通することが可能となる。従って、レイアウトの柔軟性を高めることができる。 In the piston (1), a pair of grooves (3a, 3b) communicating the exhaust port (103) and the first scavenging port (104, 104) are orthogonal to the axis (A) of the piston (1) and They are arranged asymmetrically with an imaginary line (C) orthogonal to the axis (B) of the piston pin as an axis. Therefore, for example, two cycles in which the opening center of the exhaust port (103) is arranged at a position other than the position shifted by 90 ° from the piston pin and the opening center of the exhaust port (103) is not positioned on the virtual line (C). In the case of the engine (100), the exhaust port (103) and the first scavenging port (104, 104) communicate with each other by a pair of grooves (3a, 3b) arranged asymmetrically about the virtual line (C). It becomes possible to do. Accordingly, the flexibility of layout can be increased.
ところで、特許文献1に記載のピストンを成形する際には、例えば以下のような方法が考えられる。すなわち、ピストンの摺接面を形成するための二つ割の外型(主型)と、ピストンの内周面を形成するための中子金型とを準備する。外型には、溝部を形成するための凸部を設け、中子金型には、溝部と対応してピストンの内周面から内側に突出する突出部を形成するための凹部を設ける。また、中子金型は、一方のピンボス側の内周面を形成し、ピストンの軸線方向から見た場合に略弓形状を呈す第一中子金型と、他方のピンボス側の内周面を形成し、ピストンの軸線方向から見た場合に略弓形状を呈す第二中子金型と、第一中子金型及び第二中子金型に挟まれる中央中子金型と、に分割する。そして、金型間に材料を流し込んで硬化させた後に、まず、中央中子金型をピストンの軸線方向に沿って抜き取り、続いて、第一中子金型がピンボス及び突出部と干渉しないように、第一中子金型を中央中子金型が抜き取られた後の空間にずらしてからピストンの軸線方向に沿って抜き取り、続いて、第二中子金型がピンボス及び突出部と干渉しないように、第二中央金型を中央中子金型及び第一中子金型が抜き取られた後の空間にずらしてから、ピストンの軸線方向に沿って抜き取り、離型する。
By the way, when molding the piston described in
しかし、このような方法では、特に上述したピストンを製造する際には、以下のような問題が生じる。すなわち、上述したピストンでは、一対の溝部が仮想線に対して非対称に配置されているため、必ず一方の溝部が他方の溝部に比して仮想線に対して近い位置に配置される。そうすると、他方の溝部側の内周面を形成する中子金型をずらした際に、この中子金型が、一方の溝部に対応する突出部と干渉しやすくなるため、離型が困難になるおそれがある。これに対し、他方の溝部側の内周面を形成する中子金型の弓形状の角部を切欠いて切欠き部を設けることにより、上記突出部との干渉を回避することも考えられるが、この場合、製造されるピストンの内周面に駄肉が生じることとなる。駄肉が生じると、ピストンの重量が重くなる、エンジンの振動が増加する、成形時にピストンの内周面に空洞(ひけ巣)が発生しやすくなる、といった問題が生じる。そこで、本発明者は、鋭意研究の結果、上述したピストンの製造に適したピストン製造用金型及びピストン製造方法を想到するに至った。 However, such a method causes the following problems particularly when the above-described piston is manufactured. That is, in the above-described piston, since the pair of groove portions are arranged asymmetrically with respect to the imaginary line, one groove portion is always arranged closer to the imaginary line than the other groove portion. Then, when the core mold for forming the inner peripheral surface on the other groove side is shifted, the core mold easily interferes with the protruding portion corresponding to the one groove, so that it is difficult to release the mold. There is a risk. On the other hand, it is also conceivable to avoid interference with the protrusion by providing a notch by notching the corner of the arcuate shape of the core mold that forms the inner peripheral surface on the other groove side. In this case, waste meat is produced on the inner peripheral surface of the manufactured piston. When the sagging occurs, there are problems that the weight of the piston increases, the vibration of the engine increases, and a cavity (sink nest) tends to occur on the inner peripheral surface of the piston during molding. Therefore, as a result of intensive studies, the present inventor has come up with a piston manufacturing die and a piston manufacturing method suitable for manufacturing the above-described piston.
本発明に係るピストン製造用金型(50)は、上述のピストン(1)を製造するためのピストン製造用金型(50)であって、ピストン(1)において、一対の溝部(3a,3b)のうち仮想線(C)に近い一方の溝部(3a)側の摺接面(11)を形成する第一外型(61)と、ピストン(1)において他方の溝部(3b)側の摺接面(11)を形成する第二外型(62)と、第一外型(61)と対向して配置され、ピストン(1)において一方の溝部(3a)側の内周面(12)を形成する第一中子金型(71)と、第二外型(62)と対向して配置されると共に第一中子金型(71)と離間して配置され、ピストン(1)において他方の溝部(3b)側の内周面(12)を形成する第二中子金型(72)と、第一中子金型(71)と第二中子金型(72)との間に挟まれる中央中子金型(73)と、を備え、第二中子金型(72)には、離型の際に、一方の溝部(3a)に対応してピストン(1)の内周面(12)から内側に突出した第一突出部(4a)との干渉を防止するための逃げ部(72b)が設けられており、逃げ部(72b)は、第二中子金型(72)において、中央中子金型(73)と当接する面とされている。 The piston manufacturing die according to the present invention (50) is a piston manufacturing mold for manufacturing a piston (1) described above (50), in the piston (1), a pair of grooves (3a, 3b), the first outer mold (61) that forms the sliding contact surface (11) on the one groove (3a) side close to the virtual line (C), and the other groove (3b) side in the piston (1) The second outer mold (62) forming the sliding contact surface (11) and the first outer mold (61) are arranged opposite to each other, and the inner peripheral surface (12) on the one groove (3a) side in the piston (1). ) Forming the first core mold (71) and the second outer mold (62), and spaced apart from the first core mold (71), the piston (1) , The second core mold (72) forming the inner peripheral surface (12) on the other groove (3b) side, the first core mold (71) and the second A central core mold (73) sandwiched between the core mold (72), and the second core mold (72) has one groove (3a) at the time of mold release. Corresponding to the first projecting portion (4a) projecting inward from the inner peripheral surface (12) of the piston (1) is provided with a relief portion (72b), and the relief portion (72b ) Is a surface in contact with the central core mold (73) in the second core mold (72).
また、本発明に係るピストン製造方法は、上述のピストン(1)を製造するためのピストン製造方法であって、上述のピストン製造用金型(50)を準備し、第一外型(61)及び第二外型(62)と、第一中子金型(71)、第二中子金型(72)及び中央中子金型(73)との間に、溶融した材料を流し込み、材料が固まった後に、中央中子金型(73)を、ピストン(1)の軸線(A)に沿って抜き取り、第一中子金型(71)をピストン(1)の軸線(A)方向から見た場合に、一方の溝部(3a)側のピンボス(2a)、及び、第一突出部(4a)と重なり合いが生じないように、第一中子金型(71)を中央中子金型(73)が抜き取られた後の空間に移動させた後、第一中子金型(71)をピストン(1)の軸線(A)に沿って抜き取り、第二中子金型(72)をピストン(1)の軸線(A)方向から見た場合に、他方の溝部(3b)側のピンボス(2a)、及び、他方の溝部(3b)に対応してピストン(1)の内周面(12)から内側に突出した第二突出部(4b)と重なり合いが生じないように、且つ、逃げ部(72b)において第一突出部(4a)と重なり合いが生じないように、第二中子金型(72)を中央中子金型(73)及び第一中子金型(71)が抜き取られた後の空間に移動させた後、第二中子金型(72)をピストン(1)の軸線(A)に沿って抜き取る。 Further, the piston production method according to the present invention, there is provided a piston production method for producing a piston (1) above, to prepare the above-mentioned piston manufacturing mold (50), a first outer mold (61 ) And the second outer mold (62) and the first core mold (71), the second core mold (72), and the central core mold (73), the molten material is poured, After the material has hardened, the central core mold (73) is extracted along the axis (A) of the piston (1), and the first core mold (71) is oriented in the axis (A) direction of the piston (1). When viewed from above, the first core mold (71) is placed in the central core so that it does not overlap with the pin boss (2a) on the one groove (3a) side and the first protrusion (4a). After the mold (73) is moved to the space after being extracted, the first core mold (71) is moved along the axis (A) of the piston (1). When the second core mold (72) is viewed from the direction of the axis (A) of the piston (1), the pin boss (2a) on the other groove (3b) side and the other groove (3b) are removed. Correspondingly, the second projecting portion (4b) projecting inward from the inner peripheral surface (12) of the piston (1) does not overlap with the first projecting portion (4a) in the escape portion (72b). After the second core mold (72) is moved to the space after the central core mold (73) and the first core mold (71) are extracted so as not to overlap, The core mold (72) is extracted along the axis (A) of the piston (1).
これらの本発明では、中子金型が、ピストン(1)において一方の溝部(3a)側の内周面(12)を形成する第一中子金型(71)と、ピストン(1)において他方の溝部(3b)側の内周面(12)を形成する第二中子金型(72)と、第一中子金型(71)と第二中子金型(72)との間に挟まれる中央中子金型(73)と、に分割され、仮想線(C)に近い一方の溝部(3a)に対応する第一突出部(4a)との干渉を防止するための逃げ部(72b)が、第二中子金型(72)において中央中子金型(73)と当接する面とされていることにより、製造されるピストン(1)の内周面(12)と逃げ部(72b)とが当接しないようにされていると共に、製造されるピストン(1)に駄肉が生じることがない。従って、レイアウトの柔軟性を高めることができると共に、駄肉を生じることなく容易に離型できる。 In these present inventions, the core mold includes a first core mold (71) that forms an inner peripheral surface (12) on the one groove (3a) side in the piston (1), and a piston (1). Between the second core mold (72) forming the inner peripheral surface (12) on the other groove (3b) side, between the first core mold (71) and the second core mold (72) A center core mold (73) sandwiched between the first projecting portion (4a) corresponding to one groove portion (3a) close to the imaginary line (C). (72b) is a surface that comes into contact with the central core mold (73) in the second core mold (72), and thus escapes from the inner peripheral surface (12) of the manufactured piston (1). The portion (72b) does not come into contact with the piston (1) to be manufactured, and no waste occurs. Therefore, the flexibility of the layout can be increased, and the mold can be easily released without causing any waste.
本発明によれば、レイアウトの柔軟性を高めることができるピストンの製造用金型及びピストン製造方法を提供することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to provide a manufacturing mold and the piston production method of a piston which can enhance the flexibility of layout.
以下、図面を参照しつつ本発明のピストン製造用金型及びピストン製造方法に係る実施形態について詳細に説明する。 It will now be described in detail embodiments of the piston manufacturing mold and the piston production method of the present invention with reference to accompanying drawings.
[2サイクルエンジン]
まず、本実施形態に係るピストンが適用される2サイクルエンジンについて説明する。図1は、本発明のピストン製造用金型及びピストン製造方法により得られるピストンに係る一実施形態をシリンダブロックと共に示す断面図である。
[2-cycle engine]
First, a two-cycle engine to which the piston according to this embodiment is applied will be described. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a piston obtained by a piston manufacturing die and a piston manufacturing method according to the present invention together with a cylinder block.
図1に示すように、2サイクルエンジン100では、ピストン1がその軸線A方向(図1において紙面垂直方向)に沿ってシリンダブロック101の燃焼室102内を往復運動する。この2サイクルエンジン100では、シリンダブロック101に対して、それぞれ燃焼室102と連通する排気口103、一対の第一掃気口104,104、及び、一対の第二掃気口105,105が設けられている。
As shown in FIG. 1, in the two-
排気口103は、ガスを排気するための開口であり、2サイクルエンジン100のレイアウトの都合上、その開口中心103aは、ピストンピンの軸線Bから90°ずれた位置以外の位置に配置されている。より具体的には、ピストン1の軸線Aと直交し、且つ、ピストン1に挿入されるピストンピン(不図示)の軸線Bと直交する線を、仮想線Cと定義した場合に、ピストン1の軸線Aと排気口103の開口中心103aとを結ぶ直線Eは、仮想線Cと所定角度α(α≠0)をなしている。
The
第一掃気口104は、燃焼室102内にガスを導入して掃気を行うためのものであり、ピストン1の軸線A方向において、排気口103と略同様な位置に設けられている。一対の第一掃気口104,104は、ピストン1の周方向において、直線Eを対称軸として略線対称の位置に配置されている。
The
第二掃気口105は、燃焼室102内にガスを導入して掃気を行うためのものであり、ピストン1の軸線A方向において、第一掃気口104よりもやや下死点寄りの位置に設けられている。一対の第二掃気口105は、ピストン1の周方向において、一対の第一掃気口104,104よりも排気口103から離れた位置に設けられ、直線Eを対称軸として略線対称に配置されている。各第二掃気口105は、燃焼室102とは別のクランク室(不図示)と連通されており、クランク室内の燃料含有ガス(以下、ガスAという)を燃料室へ流入させることを可能にしている。
The
このような2サイクルエンジン100では、上死点に近いクランク角範囲において、後述するピストン1の排気循環溝3a,3bにより、排気口103と各第一掃気口104とがそれぞれ互いに連通され、これにより、ガスAよりも燃料重量濃度の小さいガス(以下、ガスBという)が、排気口103から排気循環溝3a,3bを介して各第一掃気口104に充填される。そして、ピストンが上死点から下死点に移動する際に、第二掃気口105からガスAが燃焼室102に流入されるに先立って、第一掃気口104に充填された燃料重量濃度の小さいガスBが燃焼室102に流入されて排気口103から排出されることで、排気中のHCが低減されるようになっている。
In such a two-
[ピストン]
次に、上述のような構成の2サイクルエンジン100に適用される本実施形態に係るピストン1について説明する。図2は図1中のピストンの正面図、図3は図1中のピストンの右側面図、図4は図1中のピストンの底面図、図5は図3中のV-V矢視図、図6は図2中のVI-VI矢視図である。
[piston]
Next, the
図2〜5に示すように、ピストン1は、ピストンヘッド側が有底とされた略円筒状を呈している。ピストン1の摺接面11には、ピストンヘッド側の部分に、ピストンリング溝13,13が周方向に沿って設けられている。図5に示すように、ピストン1の内周面12は、ピストンヘッド側の部分12aにおいて、スカート側の部分12bよりも縮径されている。図4に示すように、このようなピストン1は、一対のピンボス2a,2bと、一対の排気循環溝(溝部)3a,3bとを備えている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
ピンボス2a、2bは、ピストンピンを回転可能に支持するものであり、ピストン1の内周面12から径方向内側に突出している。ピンボス2a、2bは、ピストン1の周方向において、互いに対向するように180°離間して設けられている。ピンボス2aは、仮想線Cで分割される内周面12のうち、詳しくは後述する一方の排気循環溝3a側の内周面に設けられ、ピンボス2bは、仮想線Cで分割される内周面12のうち、詳しくは後述する他方の排気循環溝3b側の内周面に設けられている。ピンボス2a,2bには、ピストンピンが挿入されるピストンピン孔21a,21bがそれぞれ設けられている。
The
排気循環溝3a,3bは、上述したように、2サイクルエンジン100において、排気口103と第一掃気口104とを連通させるものであり(図1参照)、ピストン1の摺接面11において、スカート側の部分に凹設されている(図3参照)。排気循環溝3a,3bは、ピストン1の円周方向において、仮想線Cを軸として非対称に配置されており(図4参照)、一方の排気循環溝3aが、他方の排気循環溝3bよりも仮想線Cに近い位置に配置されている。これにより、上述の2サイクルエンジン100のように、排気口103の開口中心103aがピストンピンの軸線Bから90°ずれた位置以外の位置に配置されている場合に(すなわち、直線Eと仮想線Cとが所定角度αをなしている場合に)、排気口103と各第一掃気口104とを連通させることが可能となっている(図1参照)。
As described above, the
ピストン1の内周面12には、一方の排気循環溝3aと対応して径方向内側に突出する第一突出部4aが設けられていると共に、他方の排気循環溝3bと対応して径方向内側に突出する第二突出部4bが設けられている。なお、図6に示すように、排気循環溝3aと第一突出部4aとの間の厚さは、その上方の部分の厚さよりも厚くされている。排気循環溝3bと第二突出部4bとの間の厚さについても、同様である。
The inner
ここで、図4に示すように、ピストンピンの軸線B方向において、内周面12のピストンヘッド側の部分12aからピンボス2bの先端部までの距離は、距離daとされている。また、ピストンピンの軸線B方向において、ピンボス2bの先端部から第一突出部4aの仮想線C寄りの端部までの距離は、距離dbとされている。本実施形態に係るピストン1では、上述のように、一方の排気循環溝3aが他方の排気循環溝3bよりも仮想線Cに近い位置に配置されているため、排気循環溝3aに対応した第一突出部4aと、排気循環溝3b側のピンボス2bとが、比較的近接して配置されている。このため、ピストン1では、距離db<距離daとなっている。
Here, as shown in FIG. 4, in the direction of the axis B of the piston pin, the distance from the piston
[ピストン製造用金型]
次に、上述のピストン1を製造するためのピストン製造用金型について説明する。図7は本発明のピストン製造用金型に係る一実施形態を示す断面図、図8は図7中のVIII-VIII矢視図、図9は図7中のIX-IX矢視図であり排気循環溝3a,3bが形成される部分の断面図、図10は図8中のX-X矢視図でありピンボス2a,2bが形成される部分の断面図、図11は図8中のXI-XI矢視図でありピストンヘッド側の断面図である。
[Mold for piston production]
Next, a piston manufacturing die for manufacturing the above-described
図7,8に示すように、ピストン製造用金型50は、ピストン1の摺接面11を形成する主型(外型)60と、ピストン1の内周面12を形成する中子金型70とを有している。
As shown in FIGS. 7 and 8, the
主型60の内部には、ピストン1が形成される形成部60aと、溶融された金属等の材料が注入される湯口60bと、注入初期段階の材料が溜められるオーバーフロー60cとが設けられている。主型60は、ピストンピンの軸線Bの方向に沿って、第一主型(第一外型)61と、第二主型(第二外型)62とに分割されている(図8参照)。
Inside the
図9に示すように、第一主型61は、ピストン1において、仮想線Cで分割される摺接面11のうち、仮想線Cに近い一方の排気循環溝3a側の摺接面11を形成する。第二主型62は、ピストン1において、仮想線Cで分割される摺接面11のうち、他方の排気循環溝3b側の摺接面11を形成する。
As shown in FIG. 9, the first
第一主型61には、排気循環溝3aを形成するための突起状の第一突起部63が設けられており、第二主型62には、排気循環溝3bを形成するための突起状の第二突起部64が設けられている。また、図10に示すように、第一主型61には、ピストンピン孔21a(図4参照)を形成するための突起部が設けられており、第二主型62には、ピストンピン孔21b(図4参照)を形成するための突起部が設けられている。
The first
中子金型70は、図8に示すように、ピストンピンの軸線Bの方向に沿って、第一中子金型71と、第二中子金型72と、中央中子金型73とに分割されている。図9に示すように、第一中子金型71は、第一主型61と対向して配置され、ピストン1において、仮想線Cで分割される内周面12のうち、排気循環溝3a側の内周面12を形成する。第二中子金型72は、第二主型62と対向して配置されると共に第一中子金型71と離間して配置され、ピストン1において、仮想線Cで分割される内周面12のうち、他方の排気循環溝3b側の内周面12を形成する。中央中子金型73は、第一中子金型71と第二中子金型72との間に挟まれ、ピストン1の内周面12のうち、第一中子金型71及び第二中子金型72に形成される部分以外の部分(仮想線C寄りの部分)を形成する。中央中子金型73は、さらに、仮想線Cの方向に沿って、第三中子金型73aと、第四中子金型73bと、第五中子金型73cとに分割されている。
As shown in FIG. 8, the
第三中子金型73aは、中央中子金型73のうち、仮想線Cの方向において、中央部分に位置している。第四中子金型73bは、中央中子金型73のうち、仮想線Cの方向において、排気循環溝3a,3bが形成される側に位置している。第五中子金型73cは、中央中子金型73のうち、仮想線Cの方向において、第四中子金型73bの逆側に位置している。図10に示すように、第一中子金型71及び第二中子金型72には、それぞれピンボス2a,2bを形成するための凹部が対向して設けられている。図11に示すように、第一中子金型71、第二中子金型72、第三中子金型73a、第四中子金型73b及び第五中子金型73cからなる中子金型70において、ピストン1の内周面12におけるピストヘッド側の部分12aを形成する箇所は、スカート側の部分12bを形成する箇所(図9参照)よりも、その外径が小さくされている。
The
図9に示すように、第一中子金型71及び第四中子金型73bには、これらに跨って、第一突出部4a(図4参照)を形成するための第一凹部74が設けられている。第二中子金型72及び第四中子金型73bには、これらに跨って、第二突出部4b(図4参照)を形成するための第二凹部75が設けられている。
As shown in FIG. 9, the first core die 71 and the fourth core die 73 b have a
図9〜11に示すように、第二中子金型72における第三中子金型73a及び第四中子金型73bとの当接面72aにおいて、排気循環溝3a,3bが形成される側の部分には凹部が設けられており、当該凹部が、離型の際に、ピストン1の内周面12から内側に突出した第一突出部4a(図4参照)との干渉を防止するための逃げ部72bとされている(詳しくは後述)。一方、第三中子金型73aにおける第二中子金型72との当接面には、逃げ部72bに合致する突出部が設けられている。また、第四中子金型73bは、ピストンピンの軸線B方向(図10参照)における幅が第五中子金型73cよりも大きくされている。このような構成により、逃げ部72bは第三中子金型73a及び第四中子金型73bと当接する面とされており、その結果、製造されるピストン1の内周面12と第二中子金型72の逃げ部72bとが当接しないようにされている。
As shown in FIGS. 9 to 11,
[ピストンの製造方法]
次に、上述のピストン製造用金型50を用いて、ピストン1を製造するピストンの製造方法について説明する。
[Piston manufacturing method]
Next, a piston manufacturing method for manufacturing the
図12は本発明のピストン製造方法に係る一実施形態のフローを示す断面図であり、図12(a)は材料が固化した時点の断面図、図12(b)は第三中子金型73aを抜き取った後の断面図、図12(c)は第五中子金型73cを抜き取った後の断面図、図12(d)は第四中子金型73bを抜き取った後の断面図である。まず、ピストン製造用金型50を準備し、第一主型61及び第二主型62と、第一中子金型71、第二中子金型72及び中央中子金型73との間に、溶融した金属等の材料を流し込む。
12 is a cross-sectional view showing a flow of one embodiment according to the piston manufacturing method of the present invention, FIG. 12 (a) is a cross-sectional view when the material is solidified, and FIG. 12 (b) is a third core mold. FIG. 12C is a cross-sectional view after extracting the
図12(a)に示すように、溶融した材料が固化したら、続いて、図12(b),(c)に示すように、ピストン1の軸線Aに沿って、成形されたピストン1から第三中子金型73a、第五中子金型73cの順番でこれらを抜き取る。続いて、図12(d)に示すように、第四中子金型73bをピストン1の軸線A方向から見た場合に、第一突出部4a及び第二突出部4bと重なり合いが生じないように、第四中子金型73bを第三中子金型73aが抜き取られた後の空間に移動させた後、ピストン1の軸線Aに沿って、ピストン1から第四中子金型73bを抜き取る。
When the melted material is solidified as shown in FIG. 12 (a), then, from the molded
図13は図12に続くフローを示す断面図であり、図13(a)は第一中子金型71をずらした状態の断面図、図13(b)は第一中子金型71を抜き取った後の断面図、図13(c)は第二中子金型72をずらした状態の断面図、図13(d)は第二中子金型72を抜き取った後の断面図である。図13(a)に示すように、第一中子金型71をピストン1の軸線A方向から見た場合に、ピンボス2a及び第一突出部4aと重なり合いが生じないように、第一中子金型71を第三中子金型73a、第四中子金型73b及び第五中子金型73cが抜き取られた後の空間に移動させる。その後、図13(b)に示すように、ピストン1の軸線Aに沿って、ピストン1から第一中子金型71を抜き取る。
13 is a cross-sectional view showing a flow subsequent to FIG. 12, where FIG. 13 (a) is a cross-sectional view showing a state in which the
続いて、図13(c)に示すように、第二中子金型72をピストン1の軸線A方向から見た場合に、ピンボス2b及び第二突出部4bと重なり合いが生じないように、且つ、逃げ部72bにおいて第一突出部4aと重なり合いが生じないように、第二中子金型72を第三中子金型73a、第四中子金型73b、第五中子金型73c及び第一中子金型71が抜き取られた後の空間に移動させる。
Subsequently, as shown in FIG. 13 (c), when the
ここで、第二中子金型72に逃げ部72bが設けられていない場合(図13(c)中の角部Fまで第二中子金型72がある場合)に、第二中子金型72と第一突出部4aとが干渉しないようにするためには、ピストンピンの軸線Bに沿った第二中子金型72の幅dcと、上述の距離dbとの関係が、距離db>幅dcである必要がある。しかし、本実施形態に係るピストン1では、上述のように距離db<距離daであり、また、距離daと幅dcとの関係は距離da<幅dcとなっているため、距離db<幅dcとなる。このような構造に鑑みて、本実施形態に係るピストン製造用金型50では、第二中子金型72と第一突出部4aとの干渉を防止すべく、逃げ部72bが設けられている。
Here, when the
その後、図13(d)に示すように、ピストン1の軸線Aに沿って、ピストン1から第二中子金型72を抜き取る。さらに、中子金型70の離型の後に、主型60を離型することで離型作業が終了する。
Thereafter, as shown in FIG. 13 (d), the
以上、本実施形態に係るピストン1では、排気口103と各第一掃気口104とを連通する一対の排気循環溝3a,3bが、ピストン1の軸線Aと直交し且つピストンピンの軸線Bと直交する仮想線Cを軸として、非対称に配置されているため、排気口103の開口中心103aがピストンピンから90°ずれた位置以外の位置に配置され、仮想線C上に排気口103の開口中心103aが位置しないような2サイクルエンジン100の場合に、仮想線Cを軸として非対称に配置された一対の排気循環溝3a,3bにより、排気口103と各第一掃気口104とを連通することが可能となる。従って、レイアウトの柔軟性を高めることができる。
As described above, in the
また、本実施形態に係るピストン製造用金型50及びこれを用いたピストンの製造方法では、中子金型70が、ピストン1において一方の排気循環溝3a側の内周面12を形成する第一中子金型71と、ピストン1において他方の排気循環溝3b側の内周面12を形成する第二中子金型72と、第一中子金型と第二中子金型との間に挟まれる中央中子金型73と、に分割され、仮想線Cに近い一方の排気循環溝3aに対応する第一突出部4aとの干渉を防止するための逃げ部72bが、第二中子金型72において中央中子金型73と当接する面とされていることにより、製造されるピストン1の内周面12と逃げ部72bとが当接しないようにされていると共に、製造されるピストン1に駄肉が生じることがない。従って、レイアウトの柔軟性を高めることができると共に、駄肉を生じることなく容易に離型できる。
In the
以上、本発明のピストン製造用金型及びピストン製造方法に係る実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、中央中子金型73は、第三中子金型73a、第四中子金型73b及び第五中子金型73cに分割されているが、排気循環溝3a,3bを形成するための第一凹部74及び第二凹部75が第四中子金型73bに跨って設けられておらず、ピストン1の軸線Aに沿って第四中子金型73bをそのまま抜き取ることが可能な場合には、中央中子金型73は分割されていなくてもよい。
Having described the embodiment of the piston production mold and the piston production method of the present invention, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the
1…ピストン、2a,2b…ピンボス、3a,3b…排気循環溝(溝部)、4a…第一突出部、4b…第二突出部、11…摺接面、12…内周面、50…ピストン製造用金型、61…第一主型(第一外型)、62…第二主型(第二外型)、71…第一中子金型、72…第二中子金型、72a…当接面、72b…逃げ部、73…中央中子金型、100…2サイクルエンジン、101…シリンダブロック、102…燃焼室、103…排気口、104…第一掃気口、105…第二掃気口、A…ピストンの軸線、B…ピストンピンの軸線、C…仮想線。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
内周面(12)から径方向内側に突出し、ピストンピンが挿入される一対のピンボス(2a,2b)と、
前記シリンダブロック(101)と摺接する摺接面(11)に設けられ、前記排気口(103)と前記第一掃気口(104,104)とを連通する一対の溝部(3a,3b)と、を備え、
前記一対の溝部(3a,3b)は、ピストン(1)の軸線(A)と直交し且つ前記ピストンピンの軸線(B)と直交する仮想線(C)を軸として、非対称に配置されているピストン(1)を、製造するためのピストン製造用金型(50)であって、
前記ピストン(1)において前記一対の溝部(3a,3b)のうち前記仮想線(C)に近い一方の溝部(3a)側の摺接面(11)を形成する第一外型(61)と、
前記ピストン(1)において他方の溝部(3b)側の摺接面(11)を形成する第二外型(62)と、
前記第一外型(61)と対向して配置され、前記ピストン(1)において前記一方の溝部(3a)側の内周面(12)を形成する第一中子金型(71)と、
前記第二外型(62)と対向して配置されると共に前記第一中子金型(71)と離間して配置され、前記ピストン(1)において前記他方の溝部(3b)側の内周面(12)を形成する第二中子金型(72)と、
前記第一中子金型(71)と前記第二中子金型(72)との間に挟まれる中央中子金型(73)と、を備え、
前記第二中子金型(72)には、離型の際に、前記一方の溝部(3a)に対応して前記ピストン(1)の内周面(12)から内側に突出した第一突出部(4a)との干渉を防止するための逃げ部(72b)が設けられており、
前記逃げ部(72b)は、前記第二中子金型(72)において、前記中央中子金型(73)と当接する面とされている、ピストン製造用金型(50)。 An exhaust port (103) communicating with the combustion chamber (102) with respect to the cylinder block (101) and a pair of first scavenging ports (104) communicating with the combustion chamber (102) and spaced apart from each other in the circumferential direction. , 104) and a pair of second scavenging ports (105, 105) communicating with the combustion chamber (102) and spaced apart from each other in the circumferential direction through the crank chamber (100) ) it is applied to,
A pair of pin bosses (2a, 2b) that protrude radially inward from the inner peripheral surface (12) and into which a piston pin is inserted;
A pair of grooves (3a, 3b) provided on a sliding contact surface (11) in sliding contact with the cylinder block (101) and communicating the exhaust port (103) and the first scavenging port (104, 104); With
The pair of grooves (3a, 3b) are arranged asymmetrically with an imaginary line (C) perpendicular to the axis (A) of the piston (1) and perpendicular to the axis (B) of the piston pin. A piston manufacturing mold (50) for manufacturing the piston (1) ,
A first outer mold (61) that forms a sliding contact surface (11) on the side of one groove (3a) close to the virtual line (C) of the pair of grooves (3a, 3b) in the piston (1); ,
A second outer mold (62) that forms a sliding contact surface (11) on the other groove (3b) side in the piston (1);
A first core mold (71) disposed opposite to the first outer mold (61) and forming an inner peripheral surface (12) on the one groove (3a) side in the piston (1);
Arranged opposite the second outer mold (62) and spaced apart from the first core mold (71), the inner circumference of the piston (1) on the other groove (3b) side A second core mold (72) forming a surface (12);
A central core mold (73) sandwiched between the first core mold (71) and the second core mold (72);
The second core mold (72) has a first protrusion that protrudes inwardly from the inner peripheral surface (12) of the piston (1) corresponding to the one groove (3a) at the time of mold release. An escape portion (72b) for preventing interference with the portion (4a) is provided,
In the second core mold (72), the escape portion (72b) is a surface for making contact with the central core mold (73), and a piston manufacturing mold (50).
前記第一外型(61)及び前記第二外型(62)と、前記第一中子金型(71)、前記第二中子金型(72)及び前記中央中子金型(73)との間に、溶融した材料を流し込み、
前記材料が固まった後に、前記中央中子金型(73)を、前記ピストン(1)の軸線(A)に沿って抜き取り、
前記第一中子金型(71)を前記ピストン(1)の軸線(A)方向から見た場合に、前記一方の溝部(3a)側のピンボス(2a)、及び、前記第一突出部(4a)と重なり合いが生じないように、前記第一中子金型(71)を前記中央中子金型(73)が抜き取られた後の空間に移動させた後、前記第一中子金型(71)を前記ピストン(1)の軸線(A)に沿って抜き取り、
前記第二中子金型(72)を前記ピストン(1)の軸線(A)方向から見た場合に、前記他方の溝部(3b)側のピンボス(2a)、及び、前記他方の溝部(3b)に対応して前記ピストン(1)の内周面(12)から内側に突出した第二突出部(4b)と重なり合いが生じないように、且つ、前記逃げ部(72b)において前記第一突出部(4a)と重なり合いが生じないように、前記第二中子金型(72)を前記中央中子金型(73)及び前記第一中子金型(71)が抜き取られた後の空間に移動させた後、前記第二中子金型(72)を前記ピストン(1)の軸線(A)に沿って抜き取る、ピストン製造方法。 Prepare piston manufacturing mold (50) according to 請 Motomeko 1,
The first outer mold (61) and the second outer mold (62), the first core mold (71), the second core mold (72), and the central core mold (73). Pour molten material between and
After the material has hardened, the central core mold (73) is extracted along the axis (A) of the piston (1),
When the first core mold (71) is viewed from the direction of the axis (A) of the piston (1), the pin boss (2a) on the one groove (3a) side, and the first protrusion ( 4a), the first core mold (71) is moved to the space after the central core mold (73) is removed, so that the first core mold (71) does not overlap. (71) is extracted along the axis (A) of the piston (1),
When the second core mold (72) is viewed from the direction of the axis (A) of the piston (1), the pin boss (2a) on the other groove (3b) side and the other groove (3b) ) And the second protrusion (4b) protruding inwardly from the inner peripheral surface (12) of the piston (1) so as not to overlap with each other and the first protrusion at the escape portion (72b). The space after the central core mold (73) and the first core mold (71) are extracted from the second core mold (72) so as not to overlap with the portion (4a). And moving the second core mold (72) along the axis (A) of the piston (1).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012041878A JP5658188B2 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Mold for manufacturing piston and piston manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012041878A JP5658188B2 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Mold for manufacturing piston and piston manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013177849A JP2013177849A (en) | 2013-09-09 |
| JP5658188B2 true JP5658188B2 (en) | 2015-01-21 |
Family
ID=49269704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012041878A Active JP5658188B2 (en) | 2012-02-28 | 2012-02-28 | Mold for manufacturing piston and piston manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5658188B2 (en) |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913322Y2 (en) * | 1977-08-02 | 1984-04-20 | ヤマハ発動機株式会社 | 2 cycle engine piston |
| JPH07232237A (en) * | 1994-02-25 | 1995-09-05 | Unisia Jecs Corp | Mold for piston |
| JP3189684B2 (en) * | 1996-06-04 | 2001-07-16 | トヨタ自動車株式会社 | Piston casting method |
| JP2001140651A (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-22 | Maruyama Mfg Co Ltd | 2 cycle engine |
| JP2011027019A (en) * | 2009-07-24 | 2011-02-10 | Yamabiko Corp | Two-cycle engine |
-
2012
- 2012-02-28 JP JP2012041878A patent/JP5658188B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013177849A (en) | 2013-09-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5563726B1 (en) | Gravity mold | |
| EP1993756B1 (en) | Method for producing cylinder head and cylinder head | |
| CN101548088B (en) | Cylinder block and method of manufacturing same | |
| JP2004098067A (en) | Insert core and method of manufacturing cylinder for internal combustion engine using the same | |
| JP4741479B2 (en) | Pistons for internal combustion engines and casting methods for making pistons | |
| JP2017537251A (en) | Die casting system with ceramic mold for forming components usable in gas turbine engines | |
| JP5658188B2 (en) | Mold for manufacturing piston and piston manufacturing method | |
| JP2014018833A (en) | Method for manufacturing shaft component | |
| US10639824B2 (en) | Die assembly for intake port insert | |
| JP4185822B2 (en) | Method for manufacturing cylinder for internal combustion engine | |
| KR101499760B1 (en) | A mold for gravity pressure casting | |
| CN101349212B (en) | Cylinder body of engine and method of manufacturing the same | |
| WO2016088455A1 (en) | Piston for internal combustion engine, and production method and production device for piston for internal combustion engine | |
| US20040060684A1 (en) | Process for producing a cylinder block with a sleeve | |
| KR101755252B1 (en) | eco mold device for producing piston and mold device for producing piston and piston producing method | |
| JP2005180389A (en) | Insert core and method for manufacturing cylinder for internal combustion engine using the same | |
| JP7628471B2 (en) | Manufacturing method of casting core assembly and molding | |
| JP2602686B2 (en) | Method of manufacturing piston for internal combustion engine | |
| JP2013015080A (en) | Piston for engine | |
| JP5848800B2 (en) | Sand core for cylinder block manufacturing | |
| JP2017150460A (en) | Engine member, internal combustion engine equipped with the same, and method of manufacturing engine member | |
| WO2016088454A1 (en) | Piston for internal combustion engine, and production method and production device for piston for internal combustion engine | |
| JP2006291919A (en) | Processing method of piston for internal combustion engine | |
| JP6044612B2 (en) | Cylinder block | |
| JP5588904B2 (en) | Cylinder block and cylinder block manufacturing method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131001 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140522 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140527 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140612 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141125 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141127 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5658188 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |