(57)【要約】【課題】従来よりも強度および耐疲労性に優れた鍛造ピストンおよびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明による鍛造ピストンの製造方法は、アルミニウム合金、マグネシウム合金またはチタン合金から形成されたワークピースを用意する工程と、ワークピースに対して所定の方向（鍛造方向）に応力を印加しながら鍛造を行う鍛造工程とを包含する。本発明による鍛造ピストンの製造方法は、さらに鍛造工程の前に、ワークピースのファイバーフローが鍛造方向に対して傾斜するようにワークピースを加工する加工工程を包含する。【選択図】図９
2008036710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム合金、マグネシウム合金またはチタン合金から形成されたワークピースを用意する工程と、
前記ワークピースに対して所定の方向に応力を印加しながら鍛造を行う鍛造工程と、を包含する鍛造ピストンの製造方法であって、
前記鍛造工程の前に、前記ワークピースのファイバーフローが前記所定の方向に対して傾斜するように前記ワークピースを加工する加工工程を包含する、鍛造ピストンの製造方法。
【請求項２】
前記加工工程は、前記ワークピースにねじりを与える工程である請求項１に記載の鍛造ピストンの製造方法。
【請求項３】
前記ワークピースは、連続鋳造または押し出し成形によって形成された棒材である請求項１または２に記載の鍛造ピストンの製造方法。
【請求項４】
アルミニウム合金、マグネシウム合金またはチタン合金から形成された鍛造ピストンであって、
ファイバーフローが半径方向に対して傾斜したピストンヘッドを有する鍛造ピストン。
【請求項５】
前記ピストンヘッドのファイバーフローは渦巻き状である請求項４に記載の鍛造ピストン。
【請求項６】
ファイバーフローが摺動方向に対して傾斜したピストンウォールを有する請求項４または５に記載の鍛造ピストン。
【請求項７】
アルミニウム合金、マグネシウム合金またはチタン合金から形成された鍛造ピストンであって、
ファイバーフローが摺動方向に対して傾斜したピストンウォールを有する鍛造ピストン。
【請求項８】
請求項４から７のいずれかに記載の鍛造ピストンを備えた内燃機関。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関を備えた輸送機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属材料を鍛造することによって形成される鍛造ピストンおよびその製造方法に関する。また、本発明は、そのような鍛造ピストンを備えた内燃機関や輸送機器にも関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関用のピストンとして、鍛造により形成された鍛造ピストンが採用されつつある。鍛造ピストンは、高温における強度、耐摩耗性に優れているので、鍛造ピストンを採用すると、爆発圧力を高くして高出力化を図ったり、ピストンスカートを小さく（あるいは薄く）して軽量化を図ったりすることができる。
【０００３】
例えば特許文献１には、アルミニウム合金から形成された鍛造ピストンが開示されている。図１４（ａ）および（ｂ）に、特許文献１に開示されている鍛造ピストン５１０を模式的に示す。図１４（ａ）および（ｂ）は、それぞれ鍛造ピストン５１０を示す上面図および側面図である。
【０００４】
図１４（ａ）に示すように、この鍛造ピストン５１０では、ピストンヘッド５０１のファイバーフローｆが半径方向に平行に放射状に延びている。ファイバーフローｆは、メタルフローや鍛流線とも呼ばれ、鍛造製品にみられる金属組織の流れである。また、図１４（ｂ）に示すように、ピストンスカート５０５のファイバーフローｆは、摺動方向に平行に延びている。
【特許文献１】特開２０００−１７９３９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている鍛造ピストン５１０では、図１４（ａ）に示したようにピストンヘッド５０１のファイバーフローｆが半径方向に平行である。そのため、内燃機関の性能の向上を目的としていっそうの軽量化を図ると、爆発圧力によってピストンピンに平行な方向あるいは直交する方向にかかる曲げに対する強度が不足する可能性が出てくる。図１５（ａ）および（ｂ）を参照しながら、このような方向に曲げがかかる理由を説明する。
【０００６】
図１５（ａ）に示すように、燃焼による爆発圧力自体は、ピストンヘッド５０１に等方的に印加される。ところが、ピストン５１０には、図１５（ａ）および（ｂ）に示すように、ピストンピンの軸受けとなる肉厚な部分（ピストンボスと呼ばれる。）５０３が設けられている。
【０００７】
そのため、図１６（ａ）および（ｂ）に示すように、ピストン５１０の中心軸を含みピストンピンに平行な断面（つまり肉厚な部分と肉薄な部分の両方が存在する断面）においては、ピストンボス５０３に比べて肉薄な中央部が沈みこむような曲げが発生してしまう。
【０００８】
また、ピストンピンに平行な断面において中央部が沈みこむような曲げが発生するために、図１７（ａ）および（ｂ）に示すように、ピストンピンに直交する断面においても、中央部が沈みこむような曲げが発生してしまう。
【０００９】
本願発明者の検討によれば、ピストン５１０のいっそうの軽量化を図った場合、このような方向における曲げに対し、ファイバーフローｆが半径方向に平行に延びるピストンヘッド５０１では強度が不足することがあった。
【００１０】
また、ピストン５１０の軽量化のために薄肉に形成されるピストンスカート５０５についても、図１４（ｂ）に示したようにファイバーフローｆがピストン５１０の摺動方向と平行に延びていると、いっそうの薄肉化を図った場合には繰り返し加わる衝撃による疲労に対する耐性が不足する可能性が出てくる。
【００１１】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来よりも強度および耐疲労性に優れた鍛造ピストンおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による鍛造ピストンの製造方法は、アルミニウム合金、マグネシウム合金またはチタン合金から形成されたワークピースを用意する工程と、前記ワークピースに対して所定の方向に応力を印加しながら鍛造を行う鍛造工程と、を包含する鍛造ピストンの製造方法であって、前記鍛造工程の前に、前記ワークピースのファイバーフローが前記所定の方向に対して傾斜するように前記ワークピースを加工する加工工程を包含し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１３】
ある好適な実施形態において、前記加工工程は、前記ワークピースにねじりを与える工程である。
【００１４】
ある好適な実施形態において、前記ワークピースは、連続鋳造または押し出し成形によって形成された棒材である。
【００１５】
本発明による鍛造ピストンは、アルミニウム合金、マグネシウム合金またはチタン合金から形成された鍛造ピストンであって、ファイバーフローが半径方向に対して傾斜したピストンヘッドを有し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記ピストンヘッドのファイバーフローは渦巻き状である。
【００１７】
ある好適な実施形態において、本発明による鍛造ピストンは、ファイバーフローが摺動方向に対して傾斜したピストンウォールを有する。
【００１８】
あるいは、本発明による鍛造ピストンは、アルミニウム合金、マグネシウム合金またはチタン合金から形成された鍛造ピストンであって、ファイバーフローが摺動方向に対して傾斜したピストンウォールを有し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１９】
本発明による内燃機関は、上記構成を有する鍛造ピストンを備えている。
【００２０】
本発明による輸送機器は、上記構成を有する内燃機関を備えている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明による鍛造ピストンでは、ピストンヘッドのファイバーフローが半径方向に対して傾斜している（つまり半径方向に対して非平行である）ので、半径方向に平行な方向（ピストンピンに平行な方向や直交する方向）にかかる曲げに対する強度が向上する。
【００２２】
あるいは、本発明による鍛造ピストンでは、ピストンウォールのファイバーフローが摺動方向に対して傾斜している（つまり摺動方向に対して非平行である）ので、摺動方向に平行な方向にかかる曲げに対するピストンスカートの強度が向上し、爆発の度に加わる衝撃による疲労に対する耐性がいっそう向上する。
【００２３】
本発明による鍛造ピストンの製造方法では、鍛造工程の前に、ワークピースのファイバーフローが鍛造方向（鍛造工程において応力を印加する方向）に対して傾斜するように（つまり鍛造方向に対して非平行となるように）ワークピースを加工する加工工程を行うため、得られる鍛造ピストンのファイバーフローを、半径方向や摺動方向に対して傾斜させることができる。そのため、強度および耐疲労性に優れた鍛造ピストンを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、以下ではアルミニウム合金から形成された鍛造ピストンを例として説明を行うが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、マグネシウム合金やチタン合金から形成される鍛造ピストンにも好適に用いられる。
【００２５】
図１に、本実施形態における鍛造ピストン１０を模式的に示す。鍛造ピストン１０は、アルミニウム合金から形成されている。シリコンを含有するアルミニウム合金は、高い強度および高い耐摩耗性を有しているため、鍛造ピストン１０の材料として好適に用いられる。
【００２６】
鍛造ピストン１０は、頂部に位置し、燃焼室に面するピストンヘッド１と、摺動面（シリンダブロックと接触する面）を構成するピストンウォール（ピストン側壁）２とを備えている。鍛造ピストン１０は、さらに、ピストンピンの軸受けとなるピストンボス３を備えている。
【００２７】
ピストンウォール２の上部（ピストンヘッド１に近い部分）には、コンプレッションリングやオイルリングを保持するための溝４が形成されている。ピストンウォール２の裾の部分（ピストンピンよりも下の部分）５は、軽量化のために薄肉に形成されており、ピストンスカートと呼ばれる。
【００２８】
本実施形態における鍛造ピストン１０は、ファイバーフローの方向に特徴を有している。図２、図３（ａ）および（ｂ）に、鍛造ピストン１０のファイバーフローＦを模式的に示す。図２、図３（ａ）および（ｂ）は、それぞれ鍛造ピストン１０の斜視図、上面図および側面図である。なお、図示しているファイバーフローＦの一本一本は、実際には無数に存在する鍛流線を模式的、代表的に示すものである。
【００２９】
図２および図３（ａ）に示すように、ピストンヘッド１のファイバーフローＦは、鍛造ピストン１０の上方（つまり燃焼室側）から見たとき、半径方向（ピストンヘッド１の中心から外側に向かう方向）に対して平行ではなく、傾斜している。より具体的には、ファイバーフローＦは、直線ではなく弧を描いており、鍛造ピストン１０の中心軸を中心とする渦巻き状である。また、図２および図３（ｂ）に示すように、ピストンウォール２のファイバーフローＦは、摺動方向（鍛造ピストン１０がシリンダ内で往復運動する方向）に対して平行ではなく、傾斜している。なお、ピストンヘッド１の複数のファイバーフローＦは、半径方向に対して同じ側に傾斜している（つまり同じ方向性をもって延びている）。また、ピストンウォール２の複数のファイバーフローＦは、摺動方向に対して同じ側に傾斜している（つまり同じ方向性をもって延びている）。
【００３０】
ファイバーフローＦは、既に述べたように鍛造製品における金属組織の流れである。そのため、鍛造製品においては、ファイバーフローＦを横切るように破断を行うことは難しい。これは言い換えると、ある方向に沿った断面を考えたとき、断面を横切るファイバーフローＦの本数が多いほど、その方向にかかる曲げに対して高い強度を有しているということである。
【００３１】
本実施形態における鍛造ピストン１０では、ピストンヘッド１のファイバーフローＦは、半径方向に対して傾斜している（つまり半径方向に対して非平行であり、同じ向きに曲がりながら半径方向に延びている）。そのため、図１４（ａ）に示したようにファイバーフローｆが半径方向に平行である場合に比べ、半径方向に平行な断面を横切るファイバーフローＦの本数が多い。例えば、ピストンピンに平行な方向に沿った断面や、ピストンピンに直交する方向に沿った断面を考えたとき、これらの断面を横切るファイバーフローＦの本数が多く、そのことによって、半径方向に平行な方向（ピストンピンに平行な方向や直交する方向）にかかる曲げに対する強度が向上する。
【００３２】
また、本実施形態における鍛造ピストン１０では、ピストンウォール２のファイバーフローＦは、摺動方向に対して傾斜している（つまり摺動方向に対して非平行であり、同じ向きに曲がりながら摺動方向に延びている）。そのため、図１４（ｂ）に示したようにファイバーフローｆが摺動方向に平行である場合に比べ、摺動方向に平行な断面を横切るファイバーフローＦの本数が多い。そのため、摺動方向に平行な方向にかかる曲げに対するピストンスカート５の強度が向上し、爆発の度に加わる衝撃による疲労に対する耐性が向上する。
【００３３】
上述したように、本実施形態における鍛造ピストン１０では、ファイバーフローＦが半径方向や摺動方向に対して傾斜していることによって、優れた強度や耐疲労性が得られる。
【００３４】
なお、ピストンヘッド１のファイバーフローＦが半径方向に対して傾斜する度合や、ピストンウォール２のファイバーフローＦが摺動方向に対して傾斜する度合は、図２や図３（ａ）および（ｂ）に示した例に限定されない。
【００３５】
例えば、図４に示すように、ファイバーフローＦが半径方向や摺動方向に対してより著しく傾斜していてもよいし、図５に示すように、さらに著しく傾斜していてもよい。半径方向に沿った断面や摺動方向に沿った断面を横切るファイバーフローＦの本数を多くして強度や耐疲労性を向上させる観点からは、ファイバーフローＦの半径方向や摺動方向に対する傾斜角度が大きいことが好ましい。つまり、強度および耐疲労性の点からは、図２に示す例よりも図４に示す例がより好ましく、図５に示す例がさらに好ましい。ファイバーフローＦの半径方向や摺動方向に対する傾斜角度は、具体的には、１０°以上９０°未満であることが好ましい。なお、ファイバーフローＦの半径方向に対する傾斜角度は、例えば図６に示すように、ピストンヘッド１の中心における接線Ｌ１と、ファイバーフローＦの両端（ピストンヘッド１の中心に位置する端および外周に位置する端）を結ぶ直線Ｌ２とのなす角θと定義される。
【００３６】
ただし、ファイバーフローＦの傾斜角度を大きくしすぎると、鍛造ピストン１０が製造しにくくなることがある。そのため、鍛造ピストン１０を簡便に製造する観点からは、ファイバーフローＦの傾斜角度は小さいことが好ましいといえる。つまり、製造のしやすさの点からは、図５に示す例よりも図４に示す例がより好ましく、図２に示す例がさらに好ましいといえる。
【００３７】
ファイバーフローＦのさらに他の例を図７および図８に示す。図７および図８に示す例では、ピストンウォール２のファイバーフローＦは、鍛造ピストン１０の上側から下側に向かって斜めに延びた後、折り返すように下側から上側に向かって斜めに延びている。このようなファイバーフローＦであっても、摺動方向に対して傾斜しているため、同様の効果を得ることができる。
【００３８】
続いて、本実施形態における鍛造ピストン１０の製造方法を図９（ａ）〜（ｇ）を参照しながら説明する。図９（ａ）〜（ｇ）は、鍛造ピストン１０の製造工程を模式的に示す工程図である。
【００３９】
まず、図９（ａ）に示すように、アルミニウム合金から形成されたワークピース１１を用意する。アルミニウム合金としては、例えば、表１に示すような組成のアルミニウム合金Ａ〜Ｅを用いることができる。アルミニウム合金Ａ〜Ｅは、いずれもシリコンを含んでいる。表１中の数値の単位はいずれも質量％であり、残部はアルミニウムである。どのような組成のアルミニウム合金を用いるかは、鍛造ピストン１０に要求される特性に応じて適宜決定される。
【００４０】
【表１】
2008036710.tif 000003
【００４１】
鋳造によりワークピース１１が製造される過程でどのような金属組織となるかが決定され、アルミニウムに添加元素が固溶した基地（マトリックス）中に、シリコン粒子や各種金属間化合物が分散した金属組織が呈される。マトリックスは、等軸晶あるいは樹枝状晶を呈する。また、シリコン粒子は粒状または片状であり、金属間化合物は粒状や針状である。なお、単に鋳造を行った後の材料には、特定方向のファイバーフローは認められない。マトリックスが塑性加工の方向に引き伸ばされ、シリコン粒子や金属間化合物が塑性加工の方向に配列することにより、図１０に拡大して示すようなファイバーフローが形成される。
【００４２】
ワークピース１１の成形は、例えば、連続鋳造や、鋳造されたインゴットの熱間（例えば４００℃程度）での押し出し成形により行われる。ワークピース１１は、例えば、上述した連続鋳造や押し出し成形により形成された棒材（典型的には丸棒材）である。押し出し成形の場合、材料を押し出す方向と平行なファイバーフローを有するワークピース１１が得られる。
【００４３】
なお、既に述べたように、本発明は、マグネシウム合金やチタン合金から形成される鍛造ピストンにも用いられる。マグネシウム合金としては、例えば、表２に示すような組成のマグネシウム合金Ｆ、Ｇ、Ｈを用いることができる。また、チタン合金としては、例えば、表３に示すような組成のチタン合金Ｉ，Ｊを用いることができる。表２および表３中の数値の単位はいずれも質量％であり、残部はそれぞれマグネシウム、チタンである。
【００４４】
【表２】
2008036710.tif 000004
【００４５】
【表３】
2008036710.tif 000005
【００４６】
次に、図９（ｂ）に示すように、ワークピース１１にねじりを与える。このねじり加工により、図１１に模式的に示すように、ワークピース１１のファイバーフローＦにもねじりを与えることができる。表４に、ねじり加工の条件の一例を示す。表４に示しているように、ねじり加工は熱間（典型的には２００℃〜５００℃）で行われる。勿論、ねじり加工の条件は表４に例示したものに限定されるわけではない。ねじり加工は、例えば電気油圧サーボ式ねじり試験機を用いて行うことができる。
【００４７】
【表４】
2008036710.tif 000006
【００４８】
続いて、図９（ｃ）に示すように、ワークピース１１を切断することによって、より小さな（鍛造ピストン１０に対応したサイズの）複数のワークピース１２を形成する。例えば図示しているように、丸棒材１１を切断することによって円盤状のビレット１２を形成する。
【００４９】
次に、図９（ｄ）に示すように、ワークピース（ビレット）１２に対して所定の方向（図中に白い矢印で示す方向）に応力を印加しながら鍛造を行うことによって、図９（ｅ）に示すような鍛造ピストン１０が得られる。この鍛造工程は、熱間（例えば２００℃〜５００℃）で行われ、ワークピース（ビレット）１２を鍛造用下型２１内に配置した後に鍛造用上型２２を下降させることによって行われる。鍛造工程において応力が印加される方向を、以下では「鍛造方向」と称する。
【００５０】
続いて、図９（ｆ）に示すように、鍛造ピストン１０に熱処理を施す。具体的には、寸法を安定させ強度を向上させるためのＴ６あるいはＴ７熱処理を行う。これらの熱処理は、溶体化処理や時効処理を含み、大気中で行われる。好ましい処理条件は、例えば以下の通りである。
溶体化処理：４９０℃で４時間保持後水冷
時効処理：２００℃で４時間保持後空冷
最後に、図９（ｇ）に示すように、機械加工を行うことによって、コンプレッションリング、オイルリングを保持するための溝や、ピストンピンを通すための孔（ピストンピン孔）などを形成する。必要に応じて、さらに表面処理を行ってもよい。
【００５１】
上述した製造方法では、鍛造工程の前に、ワークピース１１にねじりを与える工程を行う。このねじり加工工程を行うことにより、ワークピース１１のファイバーフローを鍛造方向（図９（ｄ）参照）に対して傾斜させる（つまり鍛造方向に対して非平行とする）ことができる。そのため、得られる鍛造ピストン１０のファイバーフローＦを、半径方向や摺動方向に対して傾斜させることができる。また、ねじり加工を行うことにより、ワークピース１１の金属組織にせん断応力を加えることができるので、ワークピース１１に含まれる鋳巣をつぶすとともに、粗大な結晶粒、針状晶を破壊して微細化することができ、それによって、機械的性質、特に、変形能や疲労強度を向上させることが可能となる。
【００５２】
ねじり加工工程におけるねじり量は、所望するファイバーフローＦの傾斜角度に応じて設定すればよい。ねじり回数を多くするほど、ファイバーフローＦの傾斜角度を大きくすることができる。
【００５３】
このように、本実施形態における鍛造ピストン１０の製造方法では、鍛造工程の前に、ワークピース１１のファイバーフローＦが鍛造方向に対して傾斜するようにワークピース１１を加工する加工工程を行うので、強度および耐疲労性に優れた鍛造ピストン１０を製造することができる。
【００５４】
仮に、鍛造工程の前にこのような加工工程を行わない場合には、図１４（ａ）および（ｂ）に示したようにファイバーフローｆが半径方向や摺動方向に対して平行になるので、得られた鍛造ピストンの強度や耐疲労性が十分に高くはない（実用上は十分であるが）ことがある。
【００５５】
なお、本実施形態では、棒材１１に対してねじり加工を施したが、ねじり加工は鍛造工程の前のいずれかの段階で行えばよく、必ずしもワークピースが棒材１１である段階で行う必要はない。ワークピースがビレット１２である段階、つまり、棒材１１を切断してビレット１２を形成した後に、ビレット１２に対してねじり加工を施してもよい。
【００５６】
本実施形態における鍛造ピストン１０は、上述したように高い強度と高い耐疲労性を有しているので、自動車両をはじめとする各種輸送機器の内燃機関（エンジン）に広く用いられる。図１２に、本実施形態における鍛造ピストン１０を備えたエンジン１００の一例を示す。
【００５７】
エンジン１００は、クランクケース１１０、シリンダブロック１２０およびシリンダヘッド１３０を有している。
【００５８】
クランクケース１１０内にはクランクシャフト１１１が収容されている。クランクシャフト１１１は、クランクピン１１２およびクランクウェブ１１３を有している。
【００５９】
クランクケース１１０の上に、シリンダブロック１２０が設けられている。シリンダブロック１２０には、円筒状のシリンダスリーブ１２１がはめ込まれており、鍛造ピストン１０は、シリンダスリーブ１２１内を往復し得るように設けられている。
【００６０】
シリンダブロック１２０の上に、シリンダヘッド１３０が設けられている。シリンダヘッド１３０は、シリンダブロック１２０の鍛造ピストン１０やシリンダスリーブ１２１とともに燃焼室１３１を形成する。シリンダヘッド１３０は、吸気ポート１３２および排気ポート１３３を有している。吸気ポート１３２内には燃焼室１３１内に混合気を供給するための吸気弁１３４が設けられており、排気ポート１３３内には燃焼室１３１内の排気を行うための排気弁１３５が設けられている。
【００６１】
鍛造ピストン１０とクランクシャフト１１１とは、コンロッド３０によって連結されている。具体的には、コンロッド３０の小端部の貫通孔にピストンピン１２３が挿入されているとともに、大端部の貫通孔にクランクピン１１２が挿入されており、そのことによってピストン１２２とクランクシャフト１１１とが連結されている。大端部の貫通孔の内周面とクランクピン１１２との間には、軸受けメタル１１４が設けられている。
【００６２】
図１２に示すエンジン１００は、本実施形態における鍛造ピストン１０を有しているので、軽量化および高出力化を実現でき、さらに、耐久性も高い。
【００６３】
図１３に、図１２に示したエンジン１００を備えた自動二輪車を示す。
【００６４】
図１３に示す自動二輪車では、本体フレーム３０１の前端にヘッドパイプ３０２が設けられている。ヘッドパイプ３０２には、フロントフォーク３０３が車両の左右方向に揺動し得るように取り付けられている。フロントフォーク３０３の下端には、前輪３０４が回転可能なように支持されている。
【００６５】
本体フレーム３０１の後端上部から後方に延びるようにシートレール３０６が取り付けられている。本体フレーム３０１上に燃料タンク３０７が設けられており、シートレール３０６上にメインシート３０８ａおよびタンデムシート３０８ｂが設けられている。
【００６６】
また、本体フレーム３０１の後端に、後方へ延びるリアアーム３０９が取り付けられている。リアアーム３０９の後端に後輪３１０が回転可能なように支持されている。
【００６７】
本体フレーム３０１の中央部には、図１１に示したエンジン１００が保持されている。エンジン１００には、本実施形態における鍛造ピストン１０が用いられている。エンジン１００の前方には、ラジエータ３１１が設けられている。エンジン１００の排気ポートには排気管３１２が接続されており、排気管３１２の後端にマフラー３１３が取り付けられている。
【００６８】
エンジン１００には変速機３１５が連結されている。変速機３１５の出力軸３１６に駆動スプロケット３１７が取り付けられている。駆動スプロケット３１７は、チェーン３１８を介して後輪３１０の後輪スプロケット３１９に連結されている。変速機３１５およびチェーン３１８は、エンジン１００により発生した動力を駆動輪に伝える伝達機構として機能する。
【００６９】
図１３に示した自動二輪車は、本実施形態における鍛造ピストン１０が用いられたエンジン１００を備えているので、優れた性能が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
本発明によると、従来よりも強度および耐疲労性に優れた鍛造ピストンおよびその製造方法が提供される。
【００７１】
本発明による鍛造ピストンは、高い強度および耐疲労性を有しているので、乗用車、バス、トラック、オートバイ、トラクター、飛行機、モーターボート、土木車両などの種々の輸送機器用の内燃機関に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の好適な実施形態における鍛造ピストンを模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の好適な実施形態における鍛造ピストンを模式的に示す斜視図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、本発明の好適な実施形態における鍛造ピストンを模式的に示す上面図および側面図である。
【図４】本発明の好適な実施形態における鍛造ピストンを模式的に示す斜視図である。
【図５】本発明の好適な実施形態における鍛造ピストンを模式的に示す斜視図である。
【図６】ファイバーフローの半径方向に対する傾斜角度を説明するための図である。
【図７】本発明の好適な実施形態における鍛造ピストンを模式的に示す斜視図である。
【図８】本発明の好適な実施形態における鍛造ピストンを模式的に示す斜視図である。
【図９】（ａ）〜（ｇ）は、本発明の好適な実施形態における鍛造ピストンの製造方法を模式的に示す工程図である。
【図１０】ファイバーフローを有する金属組織を拡大して示す図である。
【図１１】ねじり加工によってファイバーフローがねじれる様子を示す図である。
【図１２】本発明の好適な実施形態における鍛造ピストンを備えたエンジンの一例を模式的に示す断面図である。
【図１３】図１２に示すエンジンを備えた自動二輪車を模式的に示す断面図である。
【図１４】（ａ）および（ｂ）は、従来の鍛造ピストンを模式的に示す上面図および側面図である。
【図１５】（ａ）および（ｂ）は、従来の鍛造ピストンを模式的に示す斜視図および上面図である。
【図１６】（ａ）および（ｂ）は、ピストンピンに平行な方向に曲げがかかることを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図１７】（ａ）および（ｂ）は、ピストンピンに直交する方向に曲げがかかることを説明するための図であり、（ｂ）は（ａ）中のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００７３】
１    ピストンヘッド
２    ピストンウォール（ピストン側壁）
３    ピストンボス
４    溝
５    ピストンスカート
１０    鍛造ピストン
１１    ワークピース（棒材）
１２    ワークピース（ビレット）
１００    エンジン
【図１】
2008036710.tif 000007
【図２】
2008036710.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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