(57)【要約】【課題】  アンダーカット部を別途鍛造成型することで、ピンボス部の強度を維持しながらスカート部のピンボス部側の下端を所望の形状に容易に形成することができ、機械加工を必要最低限にしてコストの削減を図ることができる鍛造ピストンの製造方法を供する。【解決手段】  円柱状の金属素材を鍛造用割型により押出し鍛造してピストン原形品11を成型するピストン原形品成型工程と、ピストン原形品11のピンボス原形部14に逃がし孔15を穿孔する逃がし孔加工工程と、ピンボス原形部14の外周面を側方から鍛造用押型により押圧鍛造してアンダーカット部６を成型するアンダーカット成型工程と、ピンボス原形部14の逃がし孔15に同軸にピン孔５を穿孔するピン孔加工工程とからなり、以上の工程から成型された中間製品を最終製品形状に機械加工してピストンを製造する鍛造ピストンの製造方法および鍛造ピストン。【選択図】  図１４
2005307937.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状の金属素材を鍛造用割型により押出し鍛造してピストンのヘッド部とスカート部からなる有底円筒状をなし内側に１対のピンボス原形部が形成されたピストン原形品を成型するピストン原形品成型工程と、
前記ピストン原形品の１対のピンボス原形部のピン孔が形成される部分に逃がし孔を穿孔する逃がし孔加工工程と、
前記ピストン原形品のピンボス原形部の外周面の前記逃がし孔を中心とする周辺を側方から鍛造用押型により押圧鍛造して凹ませアンダーカット部を成型するアンダーカット成型工程と、
前記ピンボス原形部の前記逃がし孔に同軸にピン孔を穿孔してピンボス部を形成するピン孔加工工程とからなり、
以上の工程から成型された中間製品を最終製品形状に機械加工してピストンを製造することを特徴とする鍛造ピストンの製造方法。
【請求項２】
円柱状の金属素材を鍛造用割型により押出し鍛造してピストンのヘッド部とスカート部からなる有底円筒状をなし内側に１対のピンボス原形部が形成されたピストン原形品を成型するピストン原形品成型工程と、
前記ピストン原形品のピンボス原形部の外周面をピンボス原形部のピン孔が形成される部分に対向した部位に凹部が形成された鍛造用押型により側方から押圧鍛造して凹ませアンダーカット部を成型するアンダーカット成型工程と、
前記ピンボス原形部にピン孔を穿孔してピンボス部を形成するピン孔加工工程とからなり、
以上の工程から成型された中間製品を最終製品形状に機械加工してピストンを製造することを特徴とする鍛造ピストンの製造方法。
【請求項３】
前記アンダーカット成型工程において、
前記鍛造用押型により押圧鍛造されたピンボス原形部のアンダーカット部の凹み面とスカート部の外周面との周方向の境界は滑らかに連続した面を形成することを特徴とする請求項１または請求項２記載の鍛造ピストンの製造方法。
【請求項４】
前記ピストン原形品成型工程において、
成型されるピストン原形品におけるスカート部のピンボス原形部側の端面を平坦に形成することを特徴とする請求項１または請求項２記載の鍛造ピストンの製造方法。
【請求項５】
ヘッド部とスカート部からなる有底円筒状に鍛造成型されたピストン原形品のピン孔周辺を側方から鍛造用押型により押圧鍛造して凹ませアンダーカット部を成型して形成された鍛造ピストンにおいて、
前記アンダーカット部の凹み面とスカート部の外周面との周方向の境界が滑らかに連続した面を形成することを特徴とする鍛造ピストン。
【請求項６】
ヘッド部とスカート部からなる有底円筒状に鍛造成型されたピストン原形品のピン孔周辺を側方から鍛造用押型により押圧鍛造して凹ませアンダーカット部を成型して形成された鍛造ピストンにおいて、
前記アンダーカット部の凹み面にリブが形成されたことを特徴とする鍛造ピストン。
【請求項７】
前記スカート部の外周面に周方向に指向したスリットが形成されたことを特徴とする請求項５または請求項６記載の鍛造ピストン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピンボス部の側方にアンダーカット部を有する鍛造ピストンの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のピストンは高温に曝されるため、特に自動二輪車用内燃機関におけるピストン等は、250℃以上の高温における強度および耐摩耗性が要求される。
そこで高温強度，高温耐摩耗性を考慮してピストンを鍛造で製造することが考えられる。
【０００３】
また、ピストンは、摺動時のパワーロスとブローバイガス対策が必要であり、運転時のバランスもあって、構造的にピストンボス周りの肉抜きなど理想的形状が決まるものであり、そのためピストンの主要なヘッド部，スカート部およびピンボス部とともにピストンボスの外周のアンダーカット部なども要求される。
【０００４】
一般に、鍛造加工を考慮した場合、アンダーカット部を成型するために、素材に延性があり低強度材であることが要求され、ピストンとしての高温強度，高温耐摩耗性と相容れない関係にある。
このように、材料的にもまた構造的にもピストンにおけるアンダーカット部は、鍛造によるピストンの製造を困難にしている。
【０００５】
そこで、ヘッド部，スカート部およびピンボス部を鍛造成型した後に、切削加工によりアンダーカット部を成型することも考えられるが、加工に時間がかかり、生産性が低下する。
【０００６】
そこで、鍛造製法の困難性にもかかわらず、一度にヘッド部，スカート部，ピンボス部の鍛造成型と同時にピンボス部の外側面がその下端部を残して内側にまで凹まされてアンダーカット部も同時に成型される鍛造ピストンの製造方法が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−５８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、ヘッド部，スカート部，ピンボス部とともにアンダーカット部を一度の鍛造工程で同時に鍛造成型するときのアンダーカット部に相当する部分の余肉を逃がすために、スカート部のピンボス部側の下端を所望の形状に形成することが困難であり、余肉分を計算して素材の容量を決定したとしても、高剛性・耐高温性のため延性の低い素材を用いる場合、鍛造不良の発生を細かに監視しなければならず管理工数が増大する。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、アンダーカット部を別途鍛造成型することで、ピンボス部の強度を維持しながらスカート部のピンボス部側の下端を所望の形状に容易に形成することができ、機械加工を必要最低限にしてコストの削減を図ることができる鍛造ピストンの製造方法を供する点にある。
【課題を解決するための手段および作用効果】
【０００９】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、円柱状の金属素材を鍛造用割型により押出し鍛造してピストンのヘッド部とスカート部からなる有底円筒状をなし内側に１対のピンボス原形部が形成されたピストン原形品を成型するピストン原形品成型工程と、前記ピストン原形品の１対のピンボス原形部のピン孔が形成される部分に逃がし孔を穿孔する逃がし孔加工工程と、前記ピストン原形品のピンボス原形部の外周面の前記逃がし孔を中心とする周辺を側方から鍛造用押型により押圧鍛造して凹ませアンダーカット部を成型するアンダーカット成型工程と、前記ピンボス原形部の前記逃がし孔に同軸にピン孔を穿孔してピンボス部を形成するピン孔加工工程とからなり、以上の工程から成型された中間製品を最終製品形状に機械加工してピストンを製造する鍛造ピストンの製造方法とした。
【００１０】
ヘッド部とスカート部およびピンボス原形部を鍛造成型した後、逃がし孔を穿孔してアンダーカット部を鍛造用押型により押圧鍛造するので、高硬度で高耐熱性の材料を使用しながら余肉を逃がし孔に逃してスカート部のピンボス部側の下端を所望の形状に容易に形成することができる。
【００１１】
アンダーカット部を鍛造により形成することで、ファイバーフローを切断することなくピンボス部の強度を維持することができるとともに、機械加工を必要最低限にしてコストの削減を図ることができる
【００１２】
請求項２記載の発明は、円柱状の金属素材を鍛造用割型により押出し鍛造してピストンのヘッド部とスカート部からなる有底円筒状をなし内側に１対のピンボス原形部が形成されたピストン原形品を成型するピストン原形品成型工程と、前記ピストン原形品のピンボス原形部の外周面をピンボス原形部のピン孔が形成される部分に対向した部位に凹部が形成された鍛造用押型により側方から押圧鍛造して凹ませアンダーカット部を成型するアンダーカット成型工程と、前記ピンボス原形部にピン孔を穿孔してピンボス部を形成するピン孔加工工程とからなり、以上の工程から成型された中間製品を最終製品形状に機械加工してピストンを製造することを特徴とする鍛造ピストンの製造方法である。
【００１３】
ヘッド部とスカート部およびピンボス原形部を鍛造成型した後、アンダーカット部を凹部が形成された鍛造用押型により押圧鍛造するので、高硬度で高耐熱性の材料を使用しながら余肉を凹部に逃してスカート部のピンボス部側の下端を所望の形状に容易に形成することができる。
【００１４】
アンダーカット部を鍛造により形成することで、ファイバーフローを切断することなくピンボス部の強度を維持することができるとともに、機械加工を必要最低限にしてコストの削減を図ることができる。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の鍛造ピストンの製造方法において、前記アンダーカット成型工程で、前記鍛造用押型により押圧鍛造されたピンボス原形部のアンダーカット部の凹み面とスカート部の外周面との周方向の境界は滑らかに連続した面を形成することを特徴とする。
【００１６】
アンダーカット部が鍛造用押型により押圧鍛造されるので、アンダーカット部の凹み面とスカート部の外周面との周方向の境界を滑らかに連続した面とすることが容易に効率良く高精度に仕上げることができ、ピストンの剛性，耐摺動摩耗性および熱伝導性の向上を図ることができる。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項１または請求項２記載の鍛造ピストンの製造方法において、前記ピストン原形品成型工程で、成型されるピストン原形品におけるスカート部のピンボス原形部側の端面を平坦に形成することを特徴とする。
【００１８】
ピストン原形品成型工程では、アンダーカット部を形成しないので、スカート部のピンボス原形部側の端面を平坦に形成することが容易に精度良くでき、ピストンの剛性を向上させることができる。
【００１９】
請求項５記載の発明は、ヘッド部とスカート部からなる有底円筒状に鍛造成型されたピストン原形品のピン孔周辺を側方から鍛造用押型により押圧鍛造して凹ませアンダーカット部を成型して形成された鍛造ピストンにおいて、前記アンダーカット部の凹み面とスカート部の外周面との周方向の境界が滑らかに連続した面を形成する鍛造ピストンである。
【００２０】
アンダーカット部が鍛造用押型により押圧鍛造されるので、アンダーカット部の凹み面とスカート部の外周面との周方向の境界が、滑らかに連続した面に容易に効率良く高精度に仕上げられており、ピストンの剛性，耐摺動摩耗性および熱伝導性の向上を図ることができる。
【００２１】
請求項６記載の発明は、ヘッド部とスカート部からなる有底円筒状に鍛造成型されたピストン原形品のピン孔周辺を側方から鍛造用押型により押圧鍛造して凹ませアンダーカット部を成型して形成された鍛造ピストンにおいて、前記アンダーカット部の凹み面にリブが形成された鍛造ピストンである。
【００２２】
鍛造用押型にリブを形成する溝条を形成しておくことで、アンダーカット部の押圧鍛造で溝条に余肉を逃がしながらアンダーカット部の凹み面にリブを形成することができ、同リブによりピン孔周りの剛性の向上を図ることができる。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項５または請求項６記載の鍛造ピストンにおいて、前記スカート部の外周面に周方向に指向したスリットが形成されたことを特徴とする。
【００２４】
ピストンのスカート部の外周面に周方向に指向したスリットを形成することで、スカート部に適当な弾性を与えて熱引きやかじりを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図１９に基づいて説明する。
本実施の形態に係る製造方法により製造された鍛造ピストン１は、自動二輪車に搭載される４ストロークサイクルの内燃機関に使用されるものである。
【００２６】
該鍛造ピストン１の形状を図１ないし図６に図示する。
鍛造ピストン１は、ヘッド部２とスカート部３とから概ね有底円筒状をなし、円筒の内部に一対のピンボス部４，４が形成され、ピンボス部４，４にはピン孔５，５が同軸に穿設されている。
【００２７】
そしてピンボス部４，４のピン孔５，５の外側開口部分が凹んでアンダーカット部６，６が形成されている。
アンダーカット部６，６は、ヘッド部２の外周面に形成されたピストンリング溝２ａとスカート部３の下端部３ａとを上下に残して、その間に凹出されて形成されている。
【００２８】
アンダーカット部６の凹み面６ａには、ピン孔５の両側にそれぞれ２条のリブ７が形成されており、同リブ７によりピン孔５周りの剛性の向上が図られている。
スカート部３のアンダーカット部６がない面に周方向に指向して溝条のスリット８が形成されて、同部分のスカート部３に弾性を与えている。
【００２９】
円筒内の一対のピンボス部４，４は、ピン孔５，５の内側開口端面が所定の空間を介して互いに対向しており、同空間にコネクティングロッドのスモールエンドがピストンピンに軸支されて介装される。
【００３０】
このような鍛造ピストン１を製造する工程を以下説明する。
まず、ピストン原形品成型工程であり、図７を参照して、円柱状の金属素材10を、鍛造用の上下割型21，22により押出し鍛造して概ね有底円筒状をなすピストン原形品11を成型する。
【００３１】
金属素材10は、高Ｓｉアルミニウム合金（または高ＳｉＣアルミニウム合金等）からなり、高硬度で高耐熱性の材料であり、二輪車用内燃機関のピストンとしては適している。  その代わり延性は少なく、鍛造時の変形性に乏しいため、複雑な形状の鍛造は難しい。
【００３２】
上型21は、鍛造ピストン１の略外形が内側に形成された有底円筒状の下方に開口した凹状容器をなし、下型22は、鍛造ピストン１の略内形に形成された凸状ポンチをなし、上型21内に金属素材10を下型22で加圧し、圧入することで、型間の隙間から材料を流出させてヘッド部22とスカート部22とで概ね有底円筒状をなすピストン原形品11を成型する（図８参照）。
【００３３】
なお、下型22の凸状は、概ね円柱状をなし、鍛造ピストン１のピンボス部４，４に対応する対称部分が欠損されており（図７において欠損部22ａ，22ａ）、図８に示すようにピストン原形品11の内側に一対のピンボス原形部14，14を形成する。
【００３４】
図８は、上記のようにして上下割型21，22により金属素材10を鍛造して成型したピストン原形品11を示す。
ヘッド部12とスカート部13とで概ね有底円筒状をなし、円筒部内側に一対のピンボス原形部14，14が形成されている。
なお、ヘッド部12の頂面中央および一対のピンボス原形部14，14の下面に、フラッシュ12ａ，14ａ，14ａが突出している。
【００３５】
このピストン原形品成型工程では、まだアンダーカット部６は成型されていない単純な形状を鍛造成型するものであり、よってアンダーカット部６の余肉を逃がすようなことをしないですむので、材料が高硬度かつ難加工性であってもスカート部13は、その下端部に至るまで所望の形状が精度良く形成される。
特に、成型されるピストン原形品11におけるスカート部13のピンボス原形部４，４側の端面13ｂ，13ｂを平坦に形成している（図８参照）。
【００３６】
次に、上記形状に鍛造成型されたピストン原形品11に逃がし孔を穿孔する逃がし孔加工工程に入る。
図９ないし図１１に図示するように、ピストン原形品11は、一対の固定型31，32に挟まれた状態で、円筒軸線を水平にし、一対のピンボス原形部14，14を上下に位置させて基台30の上に固定されている。
【００３７】
上下に位置するピンボス原形部14，14に形成されることになるピン孔５，５の鉛直方向に指向した中心軸線上に、固定型31の上壁に開口31ａ、固定型32の凸状部に円孔32ａ、基台30に抜け孔30ａがそれぞれ同軸に形成されている。
【００３８】
この中心軸線に沿って上方からマンドレル35が、図９および図１０に示すように加圧下降される。
マンドレル35は、固定型31の開口31ａに侵入し、ピストン原形品11の上側となっているピンボス原形部14を穿孔し、固定型32の円孔32ａを貫通し、さらに下側となっているピンボス原形部14を穿孔する。
【００３９】
こうして図１１に示すように、ピストン原形品11の一対のピンボス原形部14，14に逃がし孔15，15を形成する。
逃がし孔15，15は、後工程で形成されるピン孔５，５の位置にピン孔５，５より小径で形成される。
【００４０】
次に、ピストン原形品11にアンダーカット部６を鍛造成型するアンダーカット成型工程に移る。
図１２ないし図１４に図示するように、ピストン原形品11は、一対の固定型41，42に挟まれた状態で、円筒軸線を水平にし、一対のピンボス原形部14，14を上下に位置させ、穿孔された逃がし孔15，15を鉛直方向に指向させて基台40に固定されている。
【００４１】
固定型41の上壁に矩形孔41ａが形成されており、逃がし孔15がその矩形孔41ａの中央に臨んでいる。
この固定型41の矩形孔41ａの上方に、矩形孔41ａと同じ矩形の断面を有する鍛造用押型45が昇降自在に配置されている（図１２参照）。
押型45の下端面45ａは平坦面の所定４箇所にリブ７を形成する溝条が形成され、平坦面の左右端部が所定形状をなして滑らかに下方へ突出している。
【００４２】
図１３および図１４に示すように、該押型45を下降して矩形孔41ａに嵌挿し、上側となっているピンボス原形部14の外周面を押圧鍛造し、凹ましてアンダーカット部６を成型する。
【００４３】
一方のピンボス原形部14にアンダーカット部６を成型した後、ピストン原形品11を固定型42とともに円筒中心軸線を中心に半回転し、新たに上側となったピンボス原形部14に対して上記と同じようにして押型45によりアンダーカット部６を成型する。
アンダーカット部６の凹み面６ａ（図１を参照）には、押型45の下端面45ａの溝条により、後にピン孔５が形成される逃がし孔15の周りにリブ７が形成され、ピン孔５周りの剛性を高めている。
【００４４】
このアンダーカット部６の鍛造成型に伴い、アンダーカット部６の余肉は先に形成しておいた逃がし孔15および溝条に逃がすことができ、周辺部位に影響を与えることなく、精度良くアンダーカット部６を形成することができる。
また、この逃がし孔15をピン孔の位置に形成することで、余肉部分を最終加工部位にもってくることができ、余肉の体積を高い精度で計量しなくてもよい。
【００４５】
特に、押型45の下端面45ａの形状により、アンダーカット部６の凹み面６ａは、その両端のスカート部３の外周面との周方向の境界６ｂを滑らかな連続した面に形成することができる。
【００４６】
なお、ピストン原形品11の外周面は、最終的に研削加工が施されるので、押型45によりアンダーカット部６を成型した段階では、アンダーカット部６の凹み面６ａとスカート部３の外周面との周方向の境界６ｂに外径加工代（0.25〜１mm程度）分の段差があり、表面研削加工により段差が削られた滑らかな連続した面が形成される。
【００４７】
このように、アンダーカット部６の凹み面６ａとスカート部３の外周面との周方向の境界６ｂを滑らかに連続した面とすることが、鍛造成型により容易に効率良く高精度に仕上げることができ、機械加工で境界を滑らかな連続した面に形成することに比べピストン１の剛性，耐摺動摩耗性および熱伝導性の向上を図ることができる。
【００４８】
また、この押圧鍛造において、アンダーカット部６の下方に残るスカート部３の下端部３ａに影響を与えないので、先のピストン原形品成型工程において下端部に至るまで所望の形状に精度良く形成されたスカート部13は、その形状が容易に維持される。
【００４９】
したがって、ピストン原形品11におけるスカート部13のピンボス原形部４，４側の端面13ｂ，13ｂの平坦面も維持されるので、鍛造ピストン１の剛性を向上させることが可能である。
【００５０】
こうしてピストン原形品11に一対のアンダーカット部６，６を形成した後、一対のピンボス原形部14，14にピン孔５，５を穿孔するピン孔加工工程に移る。
図１５に一部断面で図示するように、ピン孔加工装置50は、側方に凸状を突出させピストン原形品11を内側から固定する固定型51と上下割りに構成されピストン原形品11を外側から固定する上下固定型52，53とでピストン原形品11を円筒中心軸を水平に指向させて固定支持する構造である。
【００５１】
上下固定型52，53の中央を、それぞれ上下に貫通するガイド部材54，55が、昇降自在に嵌合し、同ガイド部材54，55は、その所定位置をそれぞれ上下に同軸に貫通するマンドレル56，57をガイドして昇降させる構造である。
【００５２】
マンドレル56，57を、それぞれ立設する上下支持板58，59とガイド部材54，55との間にスプリング60，61がそれぞれ介装され、ガイド部材54，55と上下固定型52，53との間にもそれぞれスプリング62，63が端部を埋め込まれて介装されている。
上側固定型52は、上側のガイド部材54および上側マンドレル56（支持板58）とともに昇降可能である。
【００５３】
固定型51の凸状は、上下にピンボス原形部14，14に対応する欠損部51ａ，51ａが形成されており、ピストン原形品11はピンボス原形部14，14が上下に位置するように固定型51の凸状に嵌合される。
また、固定型51の上下の欠損部51ａ，51ａを連通する連通空間51ｂがマンドレル56，57と同軸位置に形成されている。
【００５４】
固定型51と下側固定型53とは中心軸を水平にしたピストン原形品11の下半部を挟持するような位置関係にあり、当初上側固定型52は、ガイド部材54およびマンドレル56とともに上方に位置している。
【００５５】
そして、かかる状態にあるピン孔加工装置50に、図１６に図示するようにピストン原形品11を装着する。
すなわち固定型51と下側固定型53にピストン原形品11の下半部を嵌合し挟持させる。
【００５６】
次いで、図１７に図示するように上側固定型52を、ガイド部材54およびマンドレル56とともに下降してピストン原形品11の上半部を固定型51との間で挟む。
【００５７】
次に、上側支持板58をマンドレル56と一体に下降すると、図１８に図示するようにスプリング60を介してガイド部材54が下降してガイド部材54と上側固定型52とがスプリング62が収縮されて一体となると同時に下側のガイド部材55もスプリング63が収縮されて下側固定型53と一体となる。
【００５８】
そして、さらに上側支持板58を下降すると、一体のマンドレル56が、ガイド部材54にガイドされながらスプリング60に抗して下降し、図１９に図示するようにピストン原形品11の上側に位置するピンボス原形部14の先のアンダーカット成型工程で余肉が流入している逃がし孔15をマンドレル56がさらに大きな径で重ねて穿孔し、ピン孔５を形成する。
【００５９】
この上側のマンドレル56による穿孔と同時に、図１９に図示するようにピストン原形品11が固定型51，下側固定型53，ガイド部材55と一体にスプリング61に抗して下降し、下側マンドレル57がガイド部材55から上方にガイドされながら突出するようにしてピストン原形品11の下側のピンボス原形部14の逃がし孔15を重ねて穿孔し、ピン孔５を形成する。
【００６０】
なお、上下のマンドレル56，57による穿孔により削り取られた余肉は、固定型51の連通空間51ｂに流出される。
こうしてピストン原形品11のピンボス原形部14，14にピン孔５，５が穿孔されてピンボス部４，４が形成される。
【００６１】
以上の鍛造加工で、ヘッド部２，スカート部３，ピンボス部４，４，アンダーカット部６，６が形成された鍛造ピストン１の中間製品が成型されるので、後は、機械加工によりヘッド部２の外周面にピストンリング溝２ａおよびスカート部13のピンボス部４側でない面に周方向に指向したスリット８が形成され、フラッシュ12ａ，14ａ，14ａ等を取り除き、外周面を研削加工して最終製品形状の鍛造ピストン１が製造される。
【００６２】
ピストンは、ピンボスが形成されるアンダーカット部周りは高剛性が要求されが、スカート部はピストンの首振りを抑えるべく、その力を受けるので、剛性と弾性のバランスが要求されるが、本鍛造ピストン１は、スカート部13の外周面のうち特にピンボス部４側でない面に端縁に沿って周方向に指向したスリット８を形成することで、効果的な箇所に適当な弾性を備え、熱引きやかじりを改善することができる。
内燃機関の仕様に応じて、スリットを適切な形状に変えることで、スカートの剛性を諸条件に合わせ、自在に設定することができる。
【００６３】
以上のように、最初のピストン原形品成型工程では、アンダーカット部６が成型されないヘッド部12，スカート部13，ピンボス原形部４，４からなる単純な形状を鍛造成型するので、高硬度で高耐熱性の材料を使用しながら所望の形状に精度良く成型することができる。
【００６４】
そして、次の逃がし孔加工工程でピンボス原形部４，４に逃がし孔15，15を穿孔した後に、アンダーカット成型工程に入り押圧鍛造によりアンダーカット部６，６を成型するので、余肉を逃がし孔15，15に逃がすことができ、周辺部位に影響を与えることなく、精度良くアンダーカット部６を形成することができる。
【００６５】
ピストン原形品11におけるスカート部13のピンボス原形部４，４側の端面13ｂ，13ｂの平坦面も維持されるので、鍛造ピストン１の剛性を向上させることが可能である。
このようにアンダーカット部６を押圧鍛造とすることで、アンダーカット部６の凹み面６ａとスカート部３の外周面との周方向の境界６ｂを滑らかに連続した面とすることができ、ピストン１の剛性，耐摺動摩耗性および熱伝導性の向上を図ることができる。
【００６６】
また、アンダーカット部６を鍛造により形成することで、ファイバーフローを切断することなくピンボス部の強度を維持することができるとともに、機械加工を必要最低限にしてコストの削減を図ることができる。
【００６７】
以上の実施の形態におけるアンダーカット部の成型は、前工程で逃がし孔の穿孔を行っていたが、この逃がし孔加工工程を省略できるアンダーカット成型工程について、図２０ないし図２２に基づき説明する。
【００６８】
本アンダーカット成型工程における成型装置は、前記図１２ないし図１４に図示した成型装置と、殆ど同じであり、唯一鍛造用押型が異なり、本鍛造用押型70は、リブを形成する溝条の形成された平坦面をなし左右端部が所定形状をなして滑らかに下方へ突出した下端面70ａの中央に凹部71が形成されている。
【００６９】
したがって、本成型装置において、押型70以外の前記装置と同じ部材は同じ符号を用いる。
なお、一対の固定型41，42に挟まれて装着されるピストン原形品11は、ピンボス原形部14，14に逃がし孔15，15は形成されていない。
【００７０】
以上のような成型装置において、図２０および図２１に示すように、押型70を下降して矩形孔41ａに嵌挿し、上側となっているピンボス原形部14の外周面を押圧鍛造し、凹ましてアンダーカット部６を成型する。
同様に、ピストン原形品11を固定型42とともに円筒中心軸線を中心に半回転し、新たに上側となったピンボス原形部14に対してアンダーカット部６を成型する。
【００７１】
このアンダーカット部６の鍛造成型に伴い、アンダーカット部６の余肉は押型70の凹部71および溝条に逃がすことができ、周辺部位に影響を与えることなく、精度良くアンダーカット部６を形成することができる。
【００７２】
この製造方法は、逃がし孔加工工程を省略できるが、ピストン原形品11のピンボス原形部14，14に余肉の突出が残るので、この位置をピン孔と合わせるように押型の凹部を形成することでピン孔加工時に、これを切除することができ、加工工程を省略できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の一実施の形態に係る製造方法により製造された鍛造ピストンの斜視図である。
【図２】同鍛造ピストンの側面図である。
【図３】同下面図である。
【図４】図３においてIV−IV線で切断した断面図である。
【図５】図３においてＶ−Ｖ線で切断した断面図である。
【図６】図２においてVI−VI線で切断した断面図である。
【図７】ピストン原形品成型工程における上型、下型および金属素材を示す分解斜視図である。
【図８】ピストン原形品の斜視図である。
【図９】逃がし孔加工工程における加工装置の初期の一過程を一部断面として示した斜視図である。
【図１０】次の過程を示す同斜視図である。
【図１１】終期の一過程を示す同斜視図である。
【図１２】アンダーカット成型工程における成型装置の初期の一過程を一部断面として示した斜視図である。
【図１３】次の過程を示す同斜視図である。
【図１４】終期の一過程を示す同斜視図である。
【図１５】ピン孔加工工程におけるピン孔加工装置の一部断面とした斜視図である。
【図１６】同ピン孔加工装置の初期の一過程を一部断面として示した斜視図である。
【図１７】次の一過程を示す同斜視図である。
【図１８】また次の一過程を示す同斜視図である。
【図１９】さらに次の一過程を示す同斜視図である。
【図２０】別の実施の形態に係るアンダーカット成型工程における成型装置の初期の一過程を一部断面として示した斜視図である。
【図２１】次の過程を示す同斜視図である。
【図２２】終期の一過程を示す同斜視図である。
【符号の説明】
【００７４】
１…鍛造ピストン、２…ヘッド部、３…スカート部、４…ピンボス部、５…ピン孔、６…アンダーカット部、７…リブ、８…スリット、
10…金属素材、11…ピストン原形品、12…ヘッド部、13…スカート部、14…ピンボス原形部、15…逃がし孔、
21…上型、22…下型、
30…基台、31，32…固定型、35…マンドレル、
40…基台、41，42…固定型、45…押型、
50…ピン孔加工装置、51…固定型、52…上側固定型、53…下側固定型、54…上側ガイド部材、55…下側ガイド部材、56…上側マンドレル、57…下側マンドレル、60，61，62，63…スプリング、
70…押型、71…凹部。
【図１】
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【図２】
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【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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