內(nèi)燃機用活塞的制造裝置及該活塞的制造方法
【專利摘要】提供一種無論保持銷的外徑有無精度都能夠可靠地保持耐磨環(huán)的活塞的制造裝置及其制造方法。具有：下金屬模，其在內(nèi)部形成有活塞形成用的腔體(13)，并且在腔體的端部具有開口部；上金屬模(11)，其以能夠開閉腔體的開口部的方式可動；三根保持銷(19～21)，其旋轉(zhuǎn)自如地支承在該上金屬模的各支承孔(11a～11c)，各前端部(22～24)從上金屬模的下表面突出，在所述各前端部，形成有從前端緣(22b～24b)沿軸心方向向上方以缺口形式形成為半缺狀的平坦狀的保持面(22c～24c)和在該各保持面從上端沿徑向形成的臺階面(22d～24d)，通過使所述各保持銷向同一方向同步旋轉(zhuǎn)，利用所述各保持面在三點將耐磨環(huán)(5)保持為挾持狀態(tài)。
【專利說明】
內(nèi)燃機用活塞的制造裝置及該活塞的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種通過鑄造形成的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置和使用該制造裝置的活塞制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]眾所周知，在所謂的柴油發(fā)動機用的活塞中，出于輕量化的要求而利用鋁合金材料形成活塞母材，但由于施加于該活塞上端部具有的冠部的燃燒壓力高，所以若在所述冠部的外周像汽油發(fā)動機那樣形成活塞環(huán)槽并在此直接設(shè)置活塞環(huán)，則存在活塞環(huán)槽破損的隱患。因此，在所述冠部的內(nèi)部埋設(shè)鑄鐵制的耐磨環(huán)，在該強度高的耐磨環(huán)的外周形成活塞環(huán)槽。
[0003]并且，作為具有所述耐磨環(huán)的活塞的制造裝置，有以下專利文獻I記載的制造裝置。簡單來說，該制造裝置具有在內(nèi)部具有活塞成形用的腔體的下金屬模和開閉該下金屬模的腔體開口部的上金屬模，在該上金屬模上設(shè)置有從徑向外側(cè)保持所述耐磨環(huán)的一根保持銷，另一方面，在所述耐磨環(huán)的外周部所具有的凸緣部，形成有供所述保持銷的前端部插入卡止的保持孔。另外，在所述上金屬模，利用與所述保持銷同向下方延伸設(shè)置的三根定位銷對所述耐磨環(huán)進行徑向定位。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:(日本)特開2011 —1889號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0008]但是，在所述以往的活塞的制造裝置中，由于是通過將設(shè)置于上金屬模的一根保持銷向所述耐磨環(huán)的保持孔中插入卡止來進行所述耐磨環(huán)的保持，所以在所述保持銷的外徑、保持孔的內(nèi)徑的精度低下的情況下，存在耐磨環(huán)以所述保持銷為中心傾斜、或者因卡止不良而導致脫落的隱患，導致保持出現(xiàn)不穩(wěn)定。
[0009]本發(fā)明是鑒于所述以往的活塞制造裝置的技術(shù)問題而想出的，提供一種無論保持銷的外徑有無精度，都能夠可靠地保持耐磨環(huán)的活塞制造裝置及該活塞的制造方法。
[0010]解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
[0011 ]技術(shù)方案I記載的發(fā)明的特征尤其在于，具有:主金屬模，其在內(nèi)部形成有活塞形成用的腔體，并且在該腔體的端部具有開口部;可動金屬模，其以能夠開閉所述腔體的開口部的方式可動；多個保持銷，其從所述可動金屬模突出的前端部能夠插入配置到所述腔體內(nèi)而保持所述耐磨環(huán)；
[0012]多個所述保持銷中的至少一個保持銷被設(shè)置為能夠相對于所述可動金屬模繞軸旋轉(zhuǎn)，并且在所述前端部形成有通過旋轉(zhuǎn)位置的變化而與所述耐磨環(huán)抵接而進行保持的保持部。
[0013]發(fā)明效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明，僅通過使支承于可動金屬模的保持銷旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度即可保持耐磨環(huán)，因此無論保持銷的外徑有無精度，都能夠可靠地保持耐磨環(huán)。因此，可利用保持銷得到穩(wěn)定的保持性。
【附圖說明】
[0015]圖1是表示本發(fā)明的柴油發(fā)動機用活塞在進行鑄造、加工后的狀態(tài)的縱剖視圖。
[0016]圖2是表示本發(fā)明的鑄造(制造)裝置的簡要結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
[0017]圖3是表示同一鑄造裝置在工作初期的狀態(tài)的縱剖視圖。
[0018]圖4是表示在同一鑄造裝置的上金屬模上保持耐磨環(huán)的狀態(tài)的縱剖視圖。
[0019]圖5是表示使同一鑄造裝置的上金屬模下降移動而將耐磨環(huán)定位在腔體內(nèi)的狀態(tài)的縱剖視圖。
[0020]圖6是表示向同一鑄造裝置的腔體內(nèi)注入了熔融金屬的狀態(tài)的縱剖視圖。
[0021 ]圖7是表示同一鑄造裝置的脫模工作狀態(tài)的縱剖視圖。
[0022]圖8是表示從腔體中取出的活塞母材的縱剖視圖。
[0023]圖9是圖10的A—A剖視圖，表示利用本實施方式的保持機構(gòu)保持耐磨環(huán)的狀態(tài)。
[0024]圖10是表示利用本實施方式的保持機構(gòu)保持耐磨環(huán)的狀態(tài)的仰視圖。
[0025]圖11中，(A)是本實施方式的保持銷的主要部分立體圖，(B)是同一保持銷的仰視圖。
[0026]圖12是圖13的B— B剖視圖，表示利用本發(fā)明的第二實施方式的保持機構(gòu)保持耐磨環(huán)的狀態(tài)。
[0027]圖13是表示利用本實施方式的保持機構(gòu)保持耐磨環(huán)的狀態(tài)的仰視圖。
[0028]圖14中，(A)是本實施方式的保持銷的主要部分立體圖，(B)是同一保持銷的仰視圖。
[0029]圖15是圖16的C一C剖視圖，表示利用本發(fā)明的第三實施方式的保持機構(gòu)保持耐磨環(huán)的狀態(tài)。
[0030]圖16是表示利用本實施方式的保持機構(gòu)保持耐磨環(huán)的狀態(tài)的仰視圖。
[0031 ]圖17中，(A)是本實施方式的保持銷的主要部分立體圖，(B)是同一保持銷的仰視圖。
【具體實施方式】
[0032]以下，基于附圖-對本發(fā)明的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置和利用該制造裝置的制造方法的實施方式進行詳細描述。注意，本實施方式的活塞是應(yīng)用于往復式柴油內(nèi)燃發(fā)動機的活塞。
[0033]〔第一實施方式〕
[0034]所述活塞I整體由作為母材的AC8AA1— Si系的鋁合金一體鑄造，如圖1所示，具有冠部2、一對推力側(cè)裙部及反推力側(cè)裙部3和一對圍裙部4，冠部2形成為大致圓筒狀，在冠面2a上劃分出燃燒室，一對推力側(cè)裙部及反推力側(cè)裙部3為圓弧狀，一體地設(shè)置于該冠部2的下端外周緣，一對圍裙部4經(jīng)由各連結(jié)部位與該各裙部3的圓周方向兩側(cè)端連結(jié)。此外，在該圍裙部4 一體地形成有支承未圖示的活塞銷的兩端部的銷凸臺部4a。
[0035]所述冠部2呈壁厚形成得較厚的圓盤狀，在冠面2a上形成有構(gòu)成燃燒室的截面呈大致倒M狀的凹部，在剛從后述的鑄造模具中取出后如圖所示形成為大徑狀，且在冠面2a上一體地設(shè)置有通過冒口形成的未圖示的突起部。該突起部和大徑的外周部事后根據(jù)基準實施切削、研磨等機械加工而在外周面形成保持壓力環(huán)、油環(huán)等三個活塞環(huán)的活塞環(huán)槽。
[0036]另外，在冠部2的內(nèi)部埋設(shè)有耐磨環(huán)5，在該耐磨環(huán)5的內(nèi)周側(cè)形成有使冷卻用油在內(nèi)部循環(huán)的環(huán)狀空洞部6。
[0037]所述耐磨環(huán)5是用于在對前述冠部2的外周部進行研磨后，形成保持最上端側(cè)的所述壓力環(huán)的活塞環(huán)槽的部件，通過耐蝕高鎳鑄鐵(二 V夕X卜鋳鉄)一體形成為圓環(huán)狀。
[0038]如圖1所示，所述環(huán)狀空洞部6與所述耐磨環(huán)5和活塞I的中心軸線X同軸配置，從所述耐磨環(huán)5的內(nèi)周面向徑向內(nèi)側(cè)隔著規(guī)定間隙寬幅長度(距離)配置，并且相比耐磨環(huán)5的內(nèi)周面更靠內(nèi)側(cè)配置。
[0039]所述耐磨環(huán)5和環(huán)狀空洞部6內(nèi)部的冷卻用油，為了吸收燃燒室的高熱量并與外部進行高效的熱交換，最好盡可能地靠近離燃燒室較近的冠部2的內(nèi)部上端側(cè)。
[0040]接著，對鑄造所述活塞I的裝置進行說明。
[0041]該鑄造裝置如圖2?圖7所示地構(gòu)成，主要由作為主金屬模的下金屬模10、作為可動金屬模的上金屬模U、保持機構(gòu)12和作為控制機構(gòu)的未圖示的控制單元構(gòu)成，下金屬模10固定于未圖示的基臺，在中央具有作為型芯的突部15，上金屬模11以能夠上下移動的方式設(shè)置在該下金屬模10的上方位置，保持機構(gòu)12與該上金屬模11連動并且保持所述耐磨環(huán)5，控制單元控制所述上金屬模11和保持機構(gòu)12的上下移動及可動時機等。
[0042]所述下金屬模10的突部15由能夠向規(guī)定方向分解的多個金屬模部件構(gòu)成，所述下金屬模10在內(nèi)部的大致中央形成有活塞成形用的腔體13，并且在內(nèi)側(cè)部形成有截面為大致L形狀的澆注口 14。
[0043]所述腔體13是由外周側(cè)的隔壁部1a和大致圓柱狀的所述突部15等分隔而成，所述突部15在下部中央成形活塞I的所述裙部3和圍裙部4并且對活塞I的內(nèi)部進行成形，利用該突部15，使得在鑄造時，所述活塞I的冠部2處于重力方向的上側(cè)。
[0044]另外，在所述突部15的上端外周部，大致垂直地突出設(shè)置有多個支承突起16，在腔體13內(nèi)，將用于形成所述環(huán)狀空洞部6的截面為橢圓形的鹽型芯17預先固定支承在該各支承突起16的上端部。
[0045]所述上金屬模11被可動機構(gòu)18支承為從上方開閉所述腔體13的上端開口部13a，并且所述上金屬模11的下部Ila形成為對所述活塞冠部2的冠面2a和凹部等進行成形的形狀。所述可動機構(gòu)18由例如液壓缸構(gòu)成，具有固定于未圖示的懸吊基臺的缸體18a和經(jīng)由該缸體18a內(nèi)的活塞進行伸縮移動(上下移動)的活塞桿18b，所述上金屬模11的上部的大致中央部固定在該活塞桿18b的前端部。
[0046]如圖9及圖10所示，所述保持機構(gòu)12具有旋轉(zhuǎn)自如地支承于上金屬模11的三根保持銷19、20、21和向正反方向驅(qū)動該各保持銷19?21而使之繞軸同步旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度的未圖示的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部。
[0047]所述各保持銷19?21形成為橫截面為圓形的沿上下方向長的桿狀，以沿上下方向貫通三個支承孔lla、llb、llc的內(nèi)部的方式配置，并且上下方向的移動被所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部限制，所述三個支承孔lla、llb、llc沿上下方向貫通形成于上金屬模11外周部側(cè)的周向的大致120°的角度位置。
[0048]該三根保持銷19?21的從所述各支承孔I Ia?I Ic的上端開口向上方突出的各上端部19a?21a被所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部夾緊，并且同樣且同時地被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。另外，各前端部22?24是從所述各支承孔Ila?Ilc向下方(朝向腔體)突出的保持部，該各前端部22?24的外周面22a?24a形成為越向前端越細的形狀的錐面，并且前端側(cè)沿軸心方向形成半缺狀。
[0049]S卩，如圖11的(A)、(B)所示，該各前端部22?24分別形成有從前端緣22b?24b沿軸心方向切成半缺L形狀的缺口部25a?25c。因此，所述各前端部22?24利用缺口部25a?25c在前端側(cè)形成沿軸向的矩形的保持面22c?24c和從該保持面22c?24c的上端緣沿水平徑向的臺階面22d?24d。
[0050]所述各保持面22c?24c形成為平坦的長方形狀，另一方面，所述臺階面22d?24d形成為大致半圓形狀。
[0051]并且，在各保持銷19?21插入支承于上金屬模11的各支承孔IIa?I Ic的狀態(tài)下，如圖9及圖10所示，所述各保持面22c?24c被定位為相比所述耐磨環(huán)5的外周面5a稍靠外偵U，另一方面，所述臺階面22d?24d隔著微小的間隙與所述耐磨環(huán)5的上表面對置。也就是說，將相對于耐磨環(huán)5打開的狀態(tài)下的所述各保持面22c?24c連結(jié)的圓弧軌跡P的直徑長度D被設(shè)定為，比耐磨環(huán)5的外周面5a的直徑長度Dl稍大。
[0052]此外，所述各保持銷19?21處于始終支承于所述上金屬模11的支承孔Ila?Ilc的狀態(tài)。
[0053 ]所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部由電動馬達、對該電動馬達的轉(zhuǎn)速進行減速的減速器和將由該減速器減速后的旋轉(zhuǎn)力經(jīng)由各上端部19a?21a向所述各保持銷19?21傳遞的傳遞部等構(gòu)成。
[0054]所述控制單元對設(shè)置于所述可動機構(gòu)18的液壓回路的未圖示的電磁閥等進行開閉控制而進行向缸體18a內(nèi)給排液壓的控制，由此使活塞桿I Sb出現(xiàn)伸縮行程而控制上金屬模11的上下移動位置。此時，根據(jù)熔融金屬Q(mào)向所述腔體13內(nèi)的注入量，經(jīng)由活塞桿18b控制上金屬模11的下降移動時期的時機等。另外，向所述保持機構(gòu)12的電動馬達輸出控制電流，以相同方向且以相同轉(zhuǎn)矩控制各保持銷19?21的旋轉(zhuǎn)角度。
[0055]并且，如圖9所示，為了利用所述保持機構(gòu)12保持耐磨環(huán)5，首先，在預先利用所述保持機構(gòu)12進行保持前，將耐磨環(huán)5預先定位并且載置保持在基臺26上。
[0056]接著，利用可動機構(gòu)18使位于耐磨環(huán)5的上方位置的上金屬模11下降移動，將所述各保持面22c?24c定位配置為與耐磨環(huán)5的外周面5a分別隔著規(guī)定間隙對置。之后，利用所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部使所述各保持銷19?21向圖9及圖10的箭頭方向同步旋轉(zhuǎn)，如此則所述保持面22c?24c的各一端緣22e?24e以規(guī)定轉(zhuǎn)矩壓接于耐磨環(huán)5的外周面5a。由此，所述耐磨環(huán)5變?yōu)樵谒龈饕欢司?2e?24e這三點被可靠地保持的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，利用可動機構(gòu)18和未圖示的移動機構(gòu)向上方移動上金屬模11且將耐磨環(huán)5也配置在所述下金屬模10的上方規(guī)定位置，或者拆下所述基臺26，從而將所述上金屬模11與耐磨環(huán)5—起配置在所述下金屬模1的上方規(guī)定位置。
[0057]〔活塞的制造工序〕
[0058]接著，對利用所述鑄造裝置制造(鑄造)活塞I的工序順序進行說明。注意，作為利用該鑄造裝置的鑄造法，采用所謂的重力供給法。
[0059]首先，最初，如圖3所示，在所述腔體13內(nèi)的各支承突起16的上端部固定支承鹽型芯17(第一工序，鹽型芯固定工序)。該鹽型芯17預先預熱到約720°C的溫度。
[0060]另一方面，所述耐磨環(huán)5是預先在760°C溫度的AC3A的氧化鋁熔融金屬中浸泡十分鐘并取出的部件，在整個表面上形成有AC3A的表面處理層。利用上金屬模11的三根保持銷19?21通過前述方法保持該耐磨環(huán)5，并且將該耐磨環(huán)5定位在下金屬模10的上方位置(第二工序，保持工序)。
[0061]注意，之所以在所述耐磨環(huán)5上預先形成純度高的AC3A的氧化鋁表面層，是因為:由于其與鐵的反應(yīng)良好，因此能夠提高所述注入的熔融金屬Q(mào)與耐磨環(huán)5的緊貼性。
[0062]接著，如圖4所示，利用前述方法預先將耐磨環(huán)5保持在保持機構(gòu)12，在該狀態(tài)下，如圖5所示，利用可動機構(gòu)18使上金屬模11下降至規(guī)定位置而進行合模(第三工序，合模工序)。由此，封閉所述腔體13的開口部13a，并且將所述耐磨環(huán)5配置在鹽型芯17上方的規(guī)定位置。
[0063]之后，如圖6所示，將約720°C的AC8A(鋁合金)的熔融金屬Q(mào)從澆注口 14的漏斗狀開口端14a注入腔體13內(nèi)，注入該熔融金屬Q(mào)直到所述鹽型芯17和耐磨環(huán)5全部被浸泡，在腔體
13內(nèi)充滿熔融金屬Q(mào)時結(jié)束澆注。由此，耐磨環(huán)5與活塞母材結(jié)合(第四工序，結(jié)合工序)。
[0064]之后，在所述熔融金屬Q(mào)冷卻固化后，如圖7所示，利用可動機構(gòu)18使上金屬模11向上方移動而從下金屬模10脫模(第五工序，脫模工序)。
[0065]接著，如圖8所示，分解下金屬模10的各金屬模部件并從腔體13內(nèi)取出活塞母材I’(第六工序，取出工序)。
[0066]接著，通過磨削、研磨等機械加工使所述活塞母材I’成形為規(guī)定的形狀，并且向所述鹽型芯17的內(nèi)部注入水而使該鹽型芯17溶解，形成圖1所示的環(huán)狀空洞部6(第七工序)。
[0067]通過這一系列的作業(yè)工序，完成活塞母材I’的鑄造作業(yè)，之后，對活塞母材I’的外形進行磨削、研磨加工而在所述耐磨環(huán)5的外周等處加工出活塞環(huán)槽等并進行精加工。
[0068]在本實施方式中，通過使所述保持機構(gòu)的三根保持銷19?21旋轉(zhuǎn)，能夠可靠且牢固地保持向腔體13內(nèi)收納前的耐磨環(huán)5。因此，能夠穩(wěn)定地保持耐磨環(huán)5，所以能夠避免以往那種耐磨環(huán)5以保持銷為中心傾斜、或者因卡止不良而導致脫落的情況。
[0069]另外，在本實施方式中，由于三根保持銷19?21經(jīng)由所述各支承孔Ila?Ilc配置在上金屬模11的周向的120°位置，所以在利用各保持面22c?24c的各端緣22e?24e保持所述耐磨環(huán)5的外周面5a時，可自動地進行耐磨環(huán)5的徑向的定位。因此，不需要另行設(shè)置徑向的定位機構(gòu)，所以可抑制鑄造(制造)裝置的成本飛漲。
[0070]另外，保持所述耐磨環(huán)5的保持機構(gòu)12主要僅使用支承于上金屬模11的三根保持銷19?21，結(jié)構(gòu)簡單，因此該保持機構(gòu)12的制造作業(yè)容易。
[0071 ]而且，在本實施方式中，所述保持機構(gòu)12僅設(shè)置在上金屬模11，在下金屬模10沒有設(shè)置任何機構(gòu)，因此在這一點上也謀求了裝置的簡化。
[0072]而且，由于將所述耐磨環(huán)5保持于上金屬模11，并且將支承困難的所述鹽型芯17預先配置固定在腔體13內(nèi)，所以提高了鑄造作業(yè)效率。
[0073]另外，能夠利用保持機構(gòu)12穩(wěn)定地保持所述耐磨環(huán)5，因此在向所述腔體13內(nèi)注入熔融金屬Q(mào)時，可抑制耐磨環(huán)5發(fā)生傾斜等，周圍的熔融金屬Q(mào)的流動性良好，可抑制流動性不良、冷隔的發(fā)生。
[0074]而且，由于所述各保持銷19?21的各前端部22?24形成為越向前端越細的形狀，所以在圖7所示的上金屬模11的脫模工序時，當保持著耐磨環(huán)5的各保持銷19?21也一邊解除保持一邊一起上升時，能夠使各前端部22?24各自的錐狀的外周面22a?24a從固化的熔融金屬Q(mào)容易地拔出。因此，可謀求鑄造作業(yè)效率的提高。
[0075]〔第二實施方式〕
[0076]圖12?圖14表示第二實施方式的制造裝置的保持機構(gòu)12，上金屬模11與第一實施方式的上金屬模相同，但保持機構(gòu)12的三根保持銷19?21的前端部22?24的結(jié)構(gòu)不同。
[0077]S卩，如圖14所示，所述保持銷19?21的各前端部32?34的外周面32a?34a形成為越向前端越細的形狀的錐面，并且橫截面形狀形成為橢圓形狀。該各前端部32?34的各外周面32a?34a的橢圓形狀橫截面形成為以保持銷19?21的軸線Y為中心沿徑向延伸的形狀。因此，所述各外周面32a?34a的各一側(cè)面32c?34c與另一側(cè)面32d?34d分別形成為圓弧狀對稱形狀。
[0078]利用控制單元驅(qū)動所述各保持銷19?21旋轉(zhuǎn)等所述其他結(jié)構(gòu)與第一實施方式相同。
[0079]因此，與前述相同，為了利用保持機構(gòu)12保持耐磨環(huán)5，利用可動機構(gòu)18使位于載置在基臺26上的耐磨環(huán)5的上方位置的上金屬模11下降移動，將所述各前端部32?34的外周面32a?34a的例如一側(cè)面32c?34c定位配置為與耐磨環(huán)5的外周面5a分別隔著規(guī)定間隙對置。之后，利用所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部使所述各保持銷19?21向圖12及圖13的箭頭方向同步旋轉(zhuǎn)，如此則所述各一側(cè)面32c?34c的各一端面以規(guī)定轉(zhuǎn)矩壓接于耐磨環(huán)5的外周面5a。由此，所述耐磨環(huán)5變?yōu)樵谒龈饕粋?cè)面32c?34c的各一端面這三點被可靠地保持的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，利用可動機構(gòu)18和未圖示的移動機構(gòu)向上方移動上金屬模11且將耐磨環(huán)5也配置在所述下金屬模10的上方規(guī)定位置，或者拆下所述基臺26，從而將所述上金屬模11與耐磨環(huán)5—起配置在所述下金屬模10的上方規(guī)定位置。
[0080]之后，與前述相同，上金屬模11利用可動機構(gòu)18下降而在腔體13內(nèi)沿上下方向被定位并且被保持在規(guī)定位置，從而用于鑄造，并且通過所述各鑄造工序來鑄造活塞母材I’。
[0081]因此，該實施方式也可得到保持機構(gòu)12對耐磨環(huán)5的可靠且穩(wěn)定的保持等與第一實施方式相同的作用效果。
[0082]〔第三實施方式〕
[0083 ]圖15?圖17表示第三實施方式的制造裝置的保持機構(gòu)12，三根保持銷19?21的前端部42?44的結(jié)構(gòu)不同。
[0084]S卩，所述保持銷19?21的各前端部42?44的外周面42a?44a形成為越向前端越細的形狀的錐面，另外橫截面形狀形成為橢圓形狀，這與第二實施方式相同，但該各前端部42?44的軸線Z相對于保持銷19?21的本體的軸線Y向徑向偏心。該各前端部42?44的各外周面42a?44a的橢圓形狀橫截面形成為以偏心的軸線Z為中心沿徑向延伸的形狀。另外，所述各外周面42a?44a的各一側(cè)面42c?44c與另一側(cè)面42d?44d分別形成為圓弧狀對稱形狀，并且所述各一側(cè)面42c?44c的周向中心位置形成為位于所述各保持銷19?21的軸線Y上。
[0085]另外，所述保持銷19?21的各前端部42?44只要使軸線Z相對于保持銷19?21的本體的軸線Y向徑向偏心即可，例如，也可以使截面為圓形狀。在該情況下，由于截面為圓形狀，所以容易拔出保持銷19?21，提高了保持銷19?21的品質(zhì)。
[0086]另外，如圖15及圖16所示，所述上金屬模11在所述各支承孔Ila?Ilc的周向之間、也就是120°的位置形成有三個固定用孔Ild?llf，并且進行耐磨環(huán)5的軸向和徑向的定位的三根定位銷50、51、52被壓入固定到該各固定用孔Ild?Ilf中。
[0087]所述各定位銷50?52的前端部53?55的外周面53a?55a形成為越向前端越細的錐狀，并且各內(nèi)側(cè)面53b?55b從各上端緣到各前端緣形成為圓弧狀，該各內(nèi)側(cè)面53b?55b的曲率半徑形成為與所述耐磨環(huán)5的外周面5a的曲率半徑大致相同。連結(jié)所述各內(nèi)側(cè)面53a?56c的圓弧軌跡的直徑D形成為比所述耐磨環(huán)5的外周面5a的直徑Dl稍大，以便能夠在三點進行徑向定位。
[0088]此外，各定位銷50?52的其他結(jié)構(gòu)與第一實施方式的保持銷相同，因此省略具體說明。
[0089]另外，利用控制單元驅(qū)動所述各保持銷19?21旋轉(zhuǎn)等所述其他結(jié)構(gòu)與所述各實施方式相同。
[0090]因此，與前述相同，為了利用保持機構(gòu)12保持耐磨環(huán)5，利用可動機構(gòu)18使位于預先載置在基臺26上的耐磨環(huán)5的上方位置的上金屬模11下降移動，如此則所述各定位銷50?52的各內(nèi)側(cè)面55b?55b在周向的120°位置與耐磨環(huán)5的外周面5a抵接，并且各臺階面也與耐磨環(huán)5的外周面5a附近的外表面抵接。由此，可進行耐磨環(huán)5的徑向和軸向的定位。
[0091]同時，所述各保持銷19?21的各前端部42?44的外周面42a?44a的例如一側(cè)面42c?44c與耐磨環(huán)5的外周面5a分別隔著規(guī)定間隙對置配置。
[0092]之后，利用所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動部使所述各保持銷19?21向圖15及圖16的箭頭方向同步旋轉(zhuǎn)，如此則所述各一側(cè)面42c?44c的各一端緣以規(guī)定轉(zhuǎn)矩壓接于耐磨環(huán)5的外周面5a。由此，所述耐磨環(huán)5變?yōu)樵谒龈饕粋?cè)面42c?44c的各一端面這三點被可靠地保持的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，利用可動機構(gòu)18和未圖示的移動機構(gòu)向上方移動上金屬模11且將耐磨環(huán)5也配置在所述下金屬模10的上方規(guī)定位置，或者拆下所述基臺26，從而將所述上金屬模11與耐磨環(huán)5—起配置在所述下金屬模10的上方規(guī)定位置。
[0093]之后，與前述相同，上金屬模11利用可動機構(gòu)18下降而在腔體13內(nèi)沿上下方向被定位并且被保持在規(guī)定位置，從而用于鑄造，并且通過所述各鑄造工序來鑄造活塞母材I’。
[0094]因此，該實施方式也可得到保持機構(gòu)12對耐磨環(huán)5的可靠且穩(wěn)定的保持等與所述各實施方式相同的作用效果。
[0095]另外，在本實施方式中，由于利用所述三根定位銷50?52進行耐磨環(huán)5的徑向和軸向的定位，所以能夠提高耐磨環(huán)5的位置精度并得到所述各保持銷42?44的更良好的保持性，并且可得到腔體13內(nèi)的更穩(wěn)定的位置保持狀態(tài)。
[0096]本發(fā)明不限于所述各實施方式的結(jié)構(gòu)，例如也可以設(shè)置兩根所述保持銷，利用所述三根定位銷進行定位并利用兩根保持銷進行保持。
[0097]另外，還可以將保持銷的前端部的形狀設(shè)為其他不同形狀，例如形成為正方形橫截面、三角形橫截面等。
[0098]另外，上金屬模1、下金屬模11的結(jié)構(gòu)也可以根據(jù)活塞I的樣式、大小自由地改變。
[0099]另外，活塞I不僅能夠應(yīng)用于所述柴油發(fā)動機的活塞，還能夠應(yīng)用于汽油發(fā)動機的活塞。
【主權(quán)項】
1.一種內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其為在冠部埋設(shè)有活塞環(huán)槽形成用的耐磨環(huán)的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于，具有: 主金屬模，其在內(nèi)部形成有活塞形成用的腔體，并且具有開口部； 可動金屬模，其以能夠開閉所述腔體的開口部的方式可動； 多個保持銷，其從所述可動金屬模朝向所述腔體突出； 多個所述保持銷中的至少一個保持銷被設(shè)置為能夠相對于所述可動金屬模繞軸旋轉(zhuǎn)，并且，在該保持銷的前端部，形成有通過旋轉(zhuǎn)角度位置的變化而與所述耐磨環(huán)抵接保持的保持部。2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于， 所述保持部的橫截面形狀形成為非正圓形狀。3.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于， 所述保持部以橫截面積朝向前端緣逐漸變小的方式形成為錐狀。4.如權(quán)利要求3所述的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于， 所述保持銷具有能夠旋轉(zhuǎn)地支承于所述可動金屬模的內(nèi)部的主銷部和一體地設(shè)置于該主銷部的前端部的所述保持部， 所述內(nèi)燃機用活塞的制造裝置具有旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使所述主銷部和保持部一起被向軸的周向驅(qū)動旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度，并且，所述保持部在與主銷部的邊界部附近以缺口形式形成有臺階部。5.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于， 所述保持部從所述主銷部側(cè)到前端形成為越向前端越細的形狀。6.如權(quán)利要求4所述的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于， 所述主銷部與保持部之間的所述臺階部形成為平面狀。7.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于， 所述保持部的橫截面形狀形成為半圓形狀。8.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于， 所述保持部的橫截面形狀形成為橢圓形狀。9.如權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于， 多個所述保持銷全部被設(shè)置為能夠旋轉(zhuǎn)，并且在保持所述耐磨環(huán)時，使全部的保持銷同步旋轉(zhuǎn)。10.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于， 所述保持部以軸心從所述保持銷的旋轉(zhuǎn)中心軸向徑向偏移的方式形成。11.如權(quán)利要求10所述的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于， 所述保持部形成為相對于自身的旋轉(zhuǎn)中心軸偏移的圓形橫截面。12.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于， 設(shè)置有在利用所述保持銷保持耐磨環(huán)時，將該耐磨環(huán)水平定位的定位機構(gòu)。13.如權(quán)利要求12所述的內(nèi)燃機用活塞的制造裝置，其特征在于， 所述定位機構(gòu)具有從所述耐磨環(huán)的一端面的直角方向與所述耐磨環(huán)的所述一端面的多個部位抵接的定位銷。14.一種內(nèi)燃機用活塞的制造方法，其為在冠部埋設(shè)有活塞環(huán)槽形成用的耐磨環(huán)的內(nèi)燃機用活塞的制造方法，其特征在于，具有: 通過使能夠旋轉(zhuǎn)地設(shè)置于可動金屬模的多個保持銷旋轉(zhuǎn)規(guī)定角度，使各該保持銷的前端部處具有的保持部的外緣與所述耐磨環(huán)抵接而進行保持的保持工序； 在將由所述保持銷保持在所述可動金屬模的所述耐磨環(huán)配置在形成于主金屬模的內(nèi)部的活塞形成用的腔體內(nèi)的規(guī)定位置后，將可動金屬模與所述主金屬模合模的工序； 向整個所述腔體內(nèi)填充注入熔融金屬而使所述耐磨環(huán)與活塞母材結(jié)合成一體的工序； 在使所述熔融金屬冷卻凝固后，將所述可動金屬模開模的工序； 在該可動金屬模開模后，將結(jié)合了所述耐磨環(huán)的活塞母材從所述腔體內(nèi)取出的工序。15.如權(quán)利要求14所述的內(nèi)燃機用活塞的制造方法，其特征在于， 所述保持部的橫截面形狀形成為非正圓形狀，或者，所述保持部的橫截面相對于所述保持銷的旋轉(zhuǎn)中心軸偏移地形成。
【文檔編號】F16J9/00GK105917107SQ201480073559
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2014年12月25日
【發(fā)明人】高橋智, 高橋智一
【申請人】日立汽車系統(tǒng)株式會社