(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冠面（１２）に開口した凹部（１３）を冠部（１１ａ）に有し且つその凹部（１３）の周壁（１３ａ）の少なくとも一部をアンダーカット形状となるように傾斜させた内燃機関用ピストンを鋳造成形するための製造装置であって、
前記凹部（１３）の周壁（１３ａ）の一部を形成するための周壁形成部（３４，３５）、前記凹部（１３）の底面（１３ｂ）の一部を形成するための底面形成部（３６，３７）、及び前記冠面（１２）の一部を形成するための冠面形成部（３８，３９）を下端部に各々有して前記凹部（１３）の周方向に分割される複数のサイド金型（２２〜２５）と、
それらのサイド金型（２２〜２５）の前記底面形成部（３６，３７）と協働して前記底面（１３ｂ）全体を形成することを可能として前記底面（１３ｂ）の中央部を形成する底面中央形成部（４０）を下端部に有するとともに前記各サイド金型（２２〜２５）で囲まれる位置に配置されて上下に移動可能なセンター金型（２６）と、
前記複数のサイド金型（２２〜２５）を囲繞して固定配置されるガイドリング（２１）とを備え、
前記各サイド金型（２２〜２５）の内側面には、位置決め用当接端壁（４７，４８）を下端に有するとともにスライド用係合端壁（４９，５０）を上端に有して上下に延びるガイド凹部（５１，５２）がそれぞれ設けられ、前記センター金型（２６）には、前記各サイド金型（２２〜２５）の前記ガイド凹部（５１，５２）に移動可能に挿入される複数の突部（５３）が突設され、
前記ガイドリング（２１）には、前記各ガイド凹部（５１，５２）の前記位置決め用当接端壁（４７，４８）に前記各突部（５３）が当接するのに応じて前記各サイド金型（２２〜２５）を位置決めするとともに前記各ガイド凹部（５１，５２）の前記スライド用係合端壁（４９，５０）に前記突部（５３）を当接させて前記センター金型（２６）が上昇するのに応じて前記各サイド金型（２２〜２５）を縮径方向に移動させつつ上方にスライドさせるようにガイドするガイド面（５４，５５）が、前記凹部（１３）の周壁（１３ａ）の少なくとも一部の傾斜角度よりも急角度の傾斜角度を有するとともに上方に向かうにつれてセンター金型（２６）に近接するように傾斜して設けられ、
前記センター金型（２６）が降下して前記複数の突部（５３）が前記複数のサイド金型（２２〜２５）のガイド凹部（５１，５２）下端の前記位置決め用当接端壁（４７，４８）に当接することで各サイド金型（２２〜２５）が位置決めされた状態より、該センター金型（２６）が上昇して前記各突部（５３）が各サイド金型（２２〜２５）のガイド凹部（５１，５２）上端のスライド用係合端壁（４９，５０）に当接し更に上昇するのに応じて、各サイド金型（２２〜２５）が縮径方向に移動しつつ上方にスライドすることで離型作動可能となることを特徴とする、内燃機関用ピストンの製造装置。
【請求項２】
前記サイド金型（２２〜２５）は前記センター金型（２６）の周囲に４個配列されていて、そのうち、該センター金型（２６）の軸線（Ｃ）と直交して当該軸線を通る第１直線（Ｌ１）上で前記センター金型（２６）の両側に第１および第２のサイド金型（２２，２３）が配置されると共に、前記軸線（Ｃ）を通り且つ第１直線（Ｌ１）と直交する第２直線（Ｌ２）上で前記センター金型（２６）の両側に、第１および第２のサイド金型（２２，２３）よりも大きく形成される第３および第４のサイド金型（２４，２５）が配置され、前記ピストン（１１）の冠面（１２）に配置されるバルブリセス（１４，１５）を形成するリセス形成用突部（４１，４２）が、第３および第４のサイド金型（２４，２５）の前記冠面形成部（３９）に突設されることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関用ピストンの製造装置。
【請求項３】
冠面（１２）に開口した凹部（１３）を冠部（１１ａ）に有し且つその凹部（１３）の周壁（１３ａ）の少なくとも一部をアンダーカット形状となるように傾斜させた内燃機関用ピストンを鋳造成形するための製造装置であって、
前記凹部（１３）の周壁（１３ａ）の一部を形成するための周壁形成部（３４，３５）、前記凹部（１３）の底面（１３ｂ）の一部を形成するための底面形成部（３６，３７）、及び前記冠面（１２）の一部を形成するための冠面形成部（３８，３９）を下端部に各々有して前記凹部（１３）の周方向に分割される複数のサイド金型（２２〜２５）と、
それらのサイド金型（２２〜２５）の前記底面形成部（３６，３７）と協働して前記底面（１３ｂ）全体を形成することを可能として前記底面（１３ｂ）の中央部を形成する底面中央形成部（４０）を下端部に有するとともに前記各サイド金型（２２〜２５）で囲まれる位置に配置されて上下に移動可能なセンター金型（２６）とを備え、
前記複数のサイド金型（２２〜２５）は、前記センター金型（２６）を間に挟んで互いに並列する第１および第２のサイド金型（２２，２３）を含み、
前記第１および第２のサイド金型（２２，２３）の並列方向で前記センター金型（２６）の両側部には、そのセンター金型（２６）の上昇時に該第１および第２のサイド金型（２２，２３）をセンター金型（２６）に追従上昇させるべく該第１および第２のサイド金型（２２，２３）に係合し得る第１および第２の突部（５３）がそれぞれ突設され、
前記第１および第２のサイド金型（２２，２３）の外側面には、該第１および第２のサイド金型（２２，２３）を前記追従上昇に応じて相互に接近移動させつつ上方にガイドするようにして該第１および第２のサイド金型（２２，２３）の離型作動を可能とした、固定の第１および第２のガイド面（５４，５５）がそれぞれスライド可能に接触していることを特徴とする、内燃機関用ピストンの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冠面に開口した凹部を冠部に有して鋳造成形される内燃機関用ピストン、ならびに該ピストンを製造するための製造装置の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
直噴型内燃機関で用いられるピストンの冠部に、側壁の少なくとも一部がアンダーカット形状となるようにした凹部を形成するにあたり、鋳造後に機械加工を施すようにしたものが特許文献１で知られている。
【特許文献１】特開平１０−６１４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、上記特許文献１で開示されるように、機械加工を施すものでは製造コストの増大を招くだけでなく、凹部の形状自由度も狭められる。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、製造コストの低減を図るとともに凹部の形状自由度を増大した内燃機関用ピストン、ならびにその内燃機関用ピストンを適切に製造し得る内燃機関用ピストンの製造装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、冠面に開口した凹部を冠部に有し且つその凹部の周壁の少なくとも一部をアンダーカット形状となるように傾斜させた内燃機関用ピストンを鋳造成形するための製造装置であって、
前記凹部の周壁の一部を形成するための周壁形成部、前記凹部の底面の一部を形成するための底面形成部、及び前記冠面の一部を形成するための冠面形成部を下端部に各々有して前記凹部の周方向に分割される複数のサイド金型と、それらのサイド金型の前記底面形成部と協働して前記底面全体を形成することを可能として前記底面の中央部を形成する底面中央形成部を下端部に有するとともに前記各サイド金型で囲まれる位置に配置されて上下に移動可能なセンター金型と、前記複数のサイド金型を囲繞して固定配置されるガイドリングとを備え、前記各サイド金型の内側面には、位置決め用当接端壁を下端に有するとともにスライド用係合端壁を上端に有して上下に延びるガイド凹部がそれぞれ設けられ、前記センター金型には、前記各サイド金型の前記ガイド凹部に移動可能に挿入される複数の突部が突設され、前記ガイドリングには、前記各ガイド凹部の前記位置決め用当接端壁に前記各突部が当接するのに応じて前記各サイド金型を位置決めするとともに前記各ガイド凹部の前記スライド用係合端壁に前記突部を当接させて前記センター金型が上昇するのに応じて前記各サイド金型を縮径方向に移動させつつ上方にスライドさせるようにガイドするガイド面が、前記凹部の周壁の少なくとも一部の傾斜角度よりも急角度の傾斜角度を有するとともに上方に向かうにつれてセンター金型に近接するように傾斜して設けられ、前記センター金型が降下して前記複数の突部が前記複数のサイド金型のガイド凹部下端の前記位置決め用当接端壁に当接することで各サイド金型が位置決めされた状態より、該センター金型が上昇して前記各突部が各サイド金型のガイド凹部上端のスライド用係合端壁に当接し更に上昇するのに応じて、各サイド金型が縮径方向に移動しつつ上方にスライドすることで離型作動可能となることを特徴とする。
【０００６】
さらに請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に加えて、前記サイド金型は前記センター金型の周囲に４個配列されていて、そのうち、該センター金型の軸線と直交して当該軸線を通る第１直線上で前記センター金型の両側に第１および第２のサイド金型が配置されると共に、前記軸線を通り且つ第１直線と直交する第２直線上で前記センター金型の両側に、第１および第２のサイド金型よりも大きく形成される第３および第４のサイド金型が配置され、前記ピストンの冠面に配置されるバルブリセスを形成するリセス形成用突部が、第３および第４のサイド金型の前記冠面形成部に突設されることを特徴とする。
【０００７】
さらに請求項３記載の発明は、冠面に開口した凹部を冠部に有し且つその凹部の周壁の少なくとも一部をアンダーカット形状となるように傾斜させた内燃機関用ピストンを鋳造成形するための製造装置であって、
前記凹部の周壁の一部を形成するための周壁形成部、前記凹部の底面の一部を形成するための底面形成部、及び前記冠面の一部を形成するための冠面形成部を下端部に各々有して前記凹部の周方向に分割される複数のサイド金型と、それらのサイド金型の前記底面形成部と協働して前記底面全体を形成することを可能として前記底面の中央部を形成する底面中央形成部を下端部に有するとともに前記各サイド金型で囲まれる位置に配置されて上下に移動可能なセンター金型とを備え、前記複数のサイド金型は、前記センター金型を間に挟んで互いに並列する第１および第２のサイド金型を含み、前記第１および第２のサイド金型の並列方向で前記センター金型の両側部には、そのセンター金型の上昇時に該第１および第２のサイド金型をセンター金型に追従上昇させるべく該第１および第２のサイド金型に係合し得る第１および第２の突部がそれぞれ突設され、前記第１および第２のサイド金型の外側面には、該第１および第２のサイド金型を前記追従上昇に応じて相互に接近移動させつつ上方にガイドするようにして該第１および第２のサイド金型の離型作動を可能とした、固定の第１および第２のガイド面がそれぞれスライド可能に接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、周壁の少なくとも一部をアンダーカット形状となるように傾斜させた凹部が金型で形成されるので、凹部の形状自由度を増大することができるとともにピストンに施されるべき機械加工工数を低減して製造コストの低減を図ることができ、しかも溶湯が冷たい金型に触れることで生じる表面チル層を凹部の表面に形成することでピストンの耐久性向上を図ることができる。また凹部を形成する複数の金型のうち前記凹部の周壁を形成する金型に冠面形成部を設けることで、金型分割数を極力少なくし、分割金型相互の形状寸法誤差を小さくして凹部を精度良く形成し、機関性能向上に寄与することができる。さらに複数のサイド金型と、それらのサイド金型で囲まれるセンター金型とで凹部を形成するとともに、センター金型の上下移動により、各サイド金型を位置決めするとともに離型作動せしめるようにして、金型構造を簡素化することができる。
【０００９】
また特に請求項１の発明によれば、センター金型が降下して複数の突部が複数のサイド金型のガイド凹部の下端の位置決め用当接端壁に当接することで各サイド金型が位置決めされ、センター金型が上昇して前記各突部が各サイド金型のガイド凹部の上端のスライド用係合端壁に当接してさらに上昇することで各サイド金型が縮径方向に移動しつつ上方にスライドすることになり、各サイド金型がセンター金型の上昇移動に応じて円滑にかつ速やかに離型作動するので、センター金型の移動速度を速めても凹部の表面精度を維持することができるので製品の品質向上および製造コスト低減を図ることができる。
【００１０】
また特に請求項２の発明によれば、内燃機関のバルブを大型化するのに対応してバルブリセスが大きくなっても隣接する金型間にバルブリセスが跨がらないようにしてバルブリセスの形状精度を高め、ひいては機関性能向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１２】
図１〜図６は本発明の一実施例を示すものであり、図１は内燃機関用ピストンの縦断面図であって図２の１−１線に沿う断面図、図２は図１の２矢視平面図、図３は製造装置の縦断面図であって図４の３−３線に沿う断面図、図４は図３の４−４線断面図、図５は製造装置の一部を製造過程の途中で示す斜視図、図６は製造過程を順次示すための図３に対応した断面図である。
【００１３】
先ず図１および図２において、このピストン１１は、直噴型内燃機関に用いられるようにして鋳造成形されるものであり、その冠部１１ａの略中央部には、冠面１２に開口する凹部１３が設けられ、該凹部１３の周壁１３ａの少なくとも一部、この実施例では周壁１３ａの全てがアンダーカット形状となるように傾斜して形成され、凹部１３の底面１３ｂはその中央部に向かうにつれて凹部１３の深さが浅くなるように形成される。
【００１４】
また前記凹部１３の周囲で前記冠部１１ａには、冠面１２からわずかに凹んだ吸気バルブ用のバルブリセス１４，１４と、冠面１２からわずかに凹んだ排気バルブ用のバルブリセス１５，１５とが、それぞれ一対ずつ設けられる。
【００１５】
図３〜図５において、前記ピストン１１を鋳造成形するための製造装置は、前記ピストン１１の内面側を形成する突部１６ａを有する下金型１６と、前記ピストン１１の側壁外面を形成するようにして前記突部１６を挿入せしめる側壁形成孔１８を下部に有するとともに該側壁形成孔１８の上端との間に環状の段部２０を形成して側壁形成孔１８よりも大径に形成される支持孔１９を上部に有して前記下金型１６上に配置される上金型１７と、前記段部２０に下端を当接させるようにして支持孔１９内に挿入、固定されるガイドリング２１と、周方向に複数たとえば４つに分割されてガイドリング２１内に配置される第１〜第４のサイド金型２２，２３，２４，２５と、それらのサイド金型２２〜２５で囲まれるセンター金型２６とを備え、前記センター金型２６の上下移動に応じた前記各サイド金型２２〜２５の位置決めならびに前記各サイド金型２２〜２５の位置決め状態からの離型作動を可能として構成される。而してピストン１１を鋳造形成するためのキャビティ２７が、前記下金型１６、上金型１７、ガイドリング２１、第１〜第４のサイド金型２２〜２５およびセンター金型２６により形成される。
【００１６】
センター金型２６は上下に延びるとともに上下に移動可能であり、このセンター金型２６の周囲に、該センター金型２６の軸線Ｃと直交して当該軸線Ｃを通る第１直線Ｌ１上で前記センター金型２６の両側に配置される第１および第２のサイド金型２２，２３と、前記軸線Ｃを通るともに第１直線ＬＩと直交する第２直線Ｌ２上で前記センター金型２６の両側に配置されるとともに第１および第２のサイド金型２２，２３よりも大きく形成される第３および第４のサイド金型２４，２５とが配置され、第１および第２のサイド金型２２，２３はセンター金型２６の軸線Ｃに関して対称に形成され、第３および第４のサイド金型２４，２５はセンター金型２６の軸線Ｃに関して対称に形成される。
【００１７】
前記ガイドリング２１には、第１および第２のサイド金型２２，２３をスライド可能に嵌合せしめる第１および第２の嵌合溝２８，２９と、第３および第４のサイド金型２４，２５をスライド可能に嵌合せしめるようにして第１および第２の嵌合溝２８，２９と直交する第３および第４の嵌合溝３０，３１とが、ガイドリング２１の上下両端に開口して上下に延びるように形成される。
【００１８】
第１および第２のサイド金型２２，２３は、前記凹部１３の周壁１３ａの一部を形成する周壁形成部３４、前記凹部１３の底面１３ｂの一部を形成するための底面形成部３６および前記冠面１３の一部を形成する冠面形成部３８を下端部にそれぞれ有し、第３および第４のサイド金型２４，２５は、前記凹部１３の周壁１３ａの一部を形成する周壁形成部３５、前記凹部１３の底面１３ｂの一部を形成するための底面形成部３７および前記冠面１３の一部を形成する冠面形成部３９を下端部にそれぞれ有しており、前記ピストン１１の冠面１２は、前記各サイド金型２２〜２５の冠面形成部３８…，３９…およびガイドリング２１の下面の一部で協働して形成され、前記凹部１３の周壁１３ａは、第１および第２のサイド金型２２，２３の周壁形成部３４…、ならびに第３および第４のサイド金型２４，２５の周壁形成部３５…で協働して形成される。
【００１９】
しかも前記ピストン１１の冠面１２に配置される吸気バルブ用のバルブリセス１４…を形成するリセス形成用突部４１，４１が第３のサイド金型２４の前記冠面形成部３９から突設され、排気バルブ用のバルブリセス１５…を形成するリセス形成用突部４２，４２が第４のサイド金型２５の前記冠面形成部３９から突設される。
【００２０】
前記センター金型２６の下端には、第１〜第４のサイド金型２２〜２５の前記底面形成部と協働して前記凹部１３の底面１３ｂ全体を形成することを可能として前記底面１３ｂの中央部を形成する底面中央形成部４０が設けられる。
【００２１】
前記センター金型２６の少なくとも下部は、第１〜第４のサイド金型２２〜２５に個別に対応した４つの傾斜面４３，４４，４５，４６を有して四角柱状に形成されており、各傾斜面４３〜４６は上方に向かうにつれてセンター金型２６の軸線から遠ざかるように形成され、センター金型２６の少なくとも下部は下方に進むにつて細狭まりとなる。また第１〜第４のサイド金型２２〜２５の内側面も、前記センター金型２６の各傾斜面４３〜４６に対応するように傾斜して形成される。
【００２２】
第１および第２のサイド金型２２，２３の内側面には、位置決め用当接端壁４７…を下端に有するとともにスライド用係合端壁４９…を上端に有して上下に延びるガイド凹部５１…がそれぞれ設けられ、第３および第４のサイド金型２４，２５の内側面にも、位置決め用当接端壁４８…を下端に有するとともにスライド用係合端壁５０…を上端に有して上下に延びるガイド凹部５２…がそれぞれ設けられる。一方、前記センター金型２６の前記各傾斜面４３〜４６には、第１〜第４のサイド金型２２〜２５の前記各ガイド凹部５１…，５２…に移動可能に挿入される突部５３…が、センター金型２６の軸線に沿う位置を同一としてそれぞれ突設される。
【００２３】
第１ガイド凹部５１…は、位置決め用端壁４７…およびスライド用係合端壁４９…で上下両端位置が定められて上下に延びるガイド溝部５１ａ…と、ガイド溝部５１ａ…の上端に通じて水平に延びるガイド孔部５１ｂ…とから成り、また第２ガイド凹部５２…は、位置決め用端壁４８…およびスライド用係合端壁５０…で上下両端位置が定められて上下に延びるガイド溝部５２ａ…と、ガイド溝部５２ａ…の上端に通じて水平に延びるガイド孔部５２ｂ…とから成る。
【００２４】
ガイド溝部５１ａ…，５２ａ…は、前記突部５３…を上下にスライド可能に挿入せしめるようにして第１〜第４のサイド金型２２〜２５の内側面に設けられ、ガイド孔部５１ｂ…，５２ｂ…は、前記スライド用係合端壁４９…，５０…に当接した前記突部５３…をスライド可能に嵌入せしめることを可能として第１〜第４のサイド金型２２〜２５に設けられる。而して前記スライド用係合端壁４９…，５０…に前記突部５３…が当接した状態で、前記ガイド孔５１ｂ…，５２ｂ…に前記突部５３…がスライド可能に嵌入することにより、第１〜第４のスライド金型２２〜２５をセンター金型２６の軸線Ｃに近接する側に移動することが可能となる。
【００２５】
しかも第１〜第４のサイド金型２２〜２５を上金型１７の段部２０に当接させて下限位置に配置した状態で、第１〜第４のサイド金型２２〜２５の位置決め用当接端壁４７…，４８…はセンター金型２６の軸線に沿う方向で同一位置となるのに対し、第１および第２のサイド金型２２，２３のスライド用係合端壁４９…は、第３および第４のサイド金型２４，２５のスライド用係合端壁５０…よりも下方位置にある。すなわち第３および第４のサイド金型２４，２５のガイド凹部５２…は、第１および第２のサイド金型２２，２３のガイド凹部５１…よりも上方に長く形成される。
【００２６】
さらにガイドリング２１における第１および第２の嵌合溝２８，２９において第１および第２のサイド金型２２，２３の外側面に対向する部分には、ピストン１１の冠部１１ａにおける凹部１３の周壁１３ａの傾斜角度よりも急角度で傾斜しつつ上方に向かうにつれてセンター金型２６に近接するように傾斜したガイド面５４…がそれぞれ設けられ、第３のよび第４の嵌合溝３０，３１において第３および第４のサイド金型２４，２５の外側面に対向する部分には、ピストン１１の冠部１１ａにおける凹部１３の周壁１３ａの傾斜角度よりも急角度で傾斜しつつ上方に向かうにつれてセンター金型２６に近接するように傾斜したガイド面５５…がそれぞれ設けられ、各サイド金型２２〜２５の外側面もそれらのガイド面５４…，５５…に摺接するように傾斜して形成される。
【００２７】
このような製造装置において、センター金型２６を降下させて各突部５３…を第１〜第４のサイド金型２２〜２３におけるガイド凹部５１…，５２…の位置決め用当接端壁４７…，４８…に当接させた状態では、各サイド金型２２〜２５が、その内側面をセンター金型２６の各傾斜面４３〜４６に当接させるとともに外側面をガイド面５４…，５５…にそれぞれ当接されるようにして位置決めされ、図３で示すように、下金型１６、上金型１７、ガイドリング２１、第１〜第４のサイド金型２２〜２５およびセンター金型２６によりキャビティ２７が形成され、そのキャビティ２７内に溶湯を注湯することでピストン１１が鋳造成形される。この際、ピストン１１の凹部１３は、各サイド金型２２〜２５の周壁形成部３４…，３５…および底面形成部３６…、３７…と、センター金型２６の底面中央形成部４０とで形成されることなる。
【００２８】
前記ピストン１１の鋳造成形後には、図６（ａ）で示すように、先ずセンター金型２６を上昇せしめ、第１および第２のサイド金型２２，２３に対応した突部５３…を第１および第２のサイド金型２２，２３におけるガイド凹部５１…のスライド用係合端壁４９…に当接させ、図６（ｂ）で示すようにさらに上昇させる。そうすると第１および第２のサイド金型２２，２３には上向きの力が作用するが、第１および第２のサイド金型２２，２３の外側面を摺接させているガイド面５４…が上方に向かうにつれてセンター金型２６側に近づくように傾斜しているので、第１および第２のサイド金型２２，２３は、その下端部を縮径方向すなわち相互に近接させる方向に移動させつつ上方にスライドすることになり、しかもガイド面５４…が凹部１３の周壁１３ａの傾斜角度よりも急角度の傾斜角度を有するものであるので、第１および第２のサイド金型２２，２３の下端部は、キャビティ２７内で形成されているピストン１１の凹部１３の周壁１３ａから周壁形成部３４…を離脱させるようにして、センター金型２６が上昇するのに応じて生じた空間側に移動する。
【００２９】
次いでセンター金型２６をさらに上昇させると、図６（ｃ）で示すように、第３および第４のサイド金型２４，２５に対応した突部５３…が第３および第４のサイド金型２４，２５におけるガイド凹部５２…のスライド用係合端壁５０…に当接し、センター金型２６の上昇に応じて、第３および第４のサイド金型２４，２５には上向きの力が作用する。しかも第３および第４のサイド金型２４，２５の外側面を摺接させているガイド面５５…が上方に向かうにつれてセンター金型２６側に近づくように傾斜しているので、第３および第４のサイド金型２４，２５は、その下端部を縮径方向すなわち相互に近接させる方向に移動させつつ上方にスライドすることになり、しかもガイド面５５…が凹部１３の周壁１３ａの傾斜角度よりも急角度の傾斜角度を有するものであるので、第３および第４のサイド金型２４，２５の下端部は、キャビティ２７内で形成されているピストン１１の凹部１３の周壁１３ａから周壁形成部３５…を離脱させるようにして、センター金型２６が上昇するのに応じて生じた空間側に移動する。
【００３０】
次にこの実施例の作用について説明すると、ピストン１１の冠部１１ａには、冠面１２に開口した凹部１３が設けられるのであるが、この凹部１３は、ピストン１１の鋳造成形時に、その周壁１３ａの少なくとも一部（この実施例では全部）をアンダーカット形状となるように傾斜させて、第１〜第４のサイド金型２２〜２５およびセンター金型２６によって形成されるので、凹部１３の形状自由度を増大することができるとともにピストン１１に施されるべき機械加工工数を低減して製造コストの低減を図ることができる。しかも溶湯が冷たい金型に触れることで生じる表面チル層を凹部１３の表面に形成することでピストン１１の耐久性向上を図ることができる。
【００３１】
また前記ピストン１１を製造するための製造装置は、前記凹部１３を形成する第１〜第４のサイド金型２２〜２５およびセンター金型２６を備え、それらの金型２２〜２６のうち凹部１３の周壁１３ａを形成する第１〜第４のサイド金型２２〜２５に、ピストン１１の冠面１２を形成する冠面形成部３８…，３９…が設けられるので、金型分割数を極力少なくし、分割金型相互の形状寸法誤差を小さくして凹部１３を精度良く形成し、機関性能向上に寄与することができる。
【００３２】
また前記製造装置は、凹部１３の周壁１３ａの一部を形成する周壁形成部３４…，３５…、前記凹部１３の底面１３ｂの一部を形成するための底面形成部３６…，３７…および前記冠面１２の一部を形成する冠面形成部３８…，３９…を下端部にそれぞれ有して前記凹部１３の周方向に分割される第１〜第４のサイド金型２２〜２５と、それらのサイド金型２２〜２５の前記底面形成部３８…、３９…と協働して前記底面１３ｂ全体を形成することを可能として前記底面１３ｂの中央部を形成する底面中央形成部４０を下端部に有するとともに前記各サイド金型２２〜２５で囲まれる位置に配置されて上下に移動可能なセンター金型２６とを備えており、センター金型２６の上下移動に応じた前記各サイド金型２２〜２５の位置決めならびに前記各サイド金型２２〜２５の位置決め状態からの離型作動を可能として構成されるので、金型構造を簡素化することができる。
【００３３】
また各サイド金型２２〜２５の内側面には、位置決め用当接端壁４７…，４８…を下端に有するとともにスライド用係合端壁４９…，５０…を上端に有して上下に延びるガイド凹部５１…，５２…がそれぞれ設けられ、前記センター金型２６には、前記各サイド金型２２〜２５の前記ガイド凹部５１…，５２…に移動可能に挿入される複数の突部５３…が突設され、前記各サイド金型２２〜２５を囲繞して固定配置されるガイドリング２１に、前記各ガイド凹部５１…，５２…の前記位置決め用当接端壁４７…，４８…に前記各突部５３…が当接するのに応じて前記各サイド金型２２〜２５を位置決めするとともに前記各ガイド凹部５１…、５２…の前記スライド用係合端壁４９…，５０…に前記突部５３…を当接させて前記センター金型２６が上昇するのに応じて前記各サイド金型２２〜２５を縮径方向に移動させつつ上方にスライドさせるようにガイドするガイド面５４…，５５…が、前記凹部１３の周壁１３ａの少なくとも一部の傾斜角度よりも急角度の傾斜角度を有するとともに上方に向かうにつれてセンター金型２６に近接するように傾斜して設けられるものであり、センター金型２６が降下して複数の突部５３…が複数のサイド金型２２〜２５のガイド凹部５１…，５２…の下端の位置決め用当接端壁４７…，４８…に当接することで各サイド金型２２〜２５が位置決めされ、センター金型２６が上昇して前記各突部５３…が各サイド金型２２〜２５のガイド凹部５１…，５２…の上端のスライド用係合端壁４９…，５０…に当接してさらに上昇することで各サイド金型２２〜２５が縮径方向に移動しつつ上方にスライドすることになり、各サイド金型２２〜２５がセンター金型２６の上昇移動に応じて円滑にかつ速やかに離型作動するので、センター金型２６の移動速度を速めても凹部１３の表面精度を維持することができるので製品の品質向上および製造コスト低減を図ることができる。
【００３４】
しかもセンター金型２６の周囲に、該センター金型２６の軸線Ｃと直交して当該軸線を通る第１直線Ｌ１上で前記センター金型２６の両側に配置される第１および第２のサイド金型２２，２３と、前記軸線Ｃを通るともに第１直線Ｌ１と直交する第２直線Ｌ２上で前記センター金型２６の両側に配置されるとともに第１および第２のサイド金型２２，２３よりも大きく形成される第３および第４のサイド金型２４，２５とが配置され、ピストン１１の冠面１２に配置されるバルブリセス１４…，１５…を形成するリセス形成用突部４１…，４２…が、第３および第４のサイド金型２４，２５の前記冠面形成部３９…から突設されるので、内燃機関の吸気用および排気用バルブを大型化するのに対応してバルブリセス１４…，１５…が大きくなっても隣接する金型間にバルブリセス１４…、１５…が跨がらないようにしてバルブリセス１４…，１５…の形状精度を高め、ひいては機関性能向上に寄与することができる。
【００３５】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００３６】
たとえば上記実施例では、第１〜第４のサイド金型２２〜２５の内側面に設けられるガイド凹部５１…，５２…を、ガイド溝部５１ａ…，５２ａ…と、ガイド溝部５１ａ，５２ａ…の上端に通じて水平に延びるガイド孔部５１ｂ…，５２ｂ…とから成るものとしたが、スライド用係合端壁４９…，５０…に突部５３…が当接した状態で第１〜第４のサイド金型２２〜２５をセンター金型２６の軸線に近接させる側にスライドさせることが可能であれば、ガイド孔部を有しない溝状として前記ガイド凹部を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】内燃機関用ピストンの縦断面図であって図２の１−１線に沿う断面図である。
【図２】図１の２矢視平面図である。
【図３】製造装置の縦断面図であって図４の３−３線に沿う断面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】製造装置の一部を製造過程の途中で示す斜視図である。
【図６】製造過程を順次示すための図３に対応した断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１１・・・ピストン
１１ａ・・・冠部
１２・・・冠面
１３・・・凹部
１３ａ・・・周壁
１３ｂ・・・底面
１４，１５・・・バルブリセス
２２・・・第１のサイド金型
２３・・・第２のサイド金型
２４・・・第３のサイド金型
２５・・・第４のサイド金型
２６・・・センター金型
３４，３５・・・周壁形成部
３６，３７・・・底面形成部
３８，３９・・・冠面形成部
４０・・・底面中央形成部
４１，４２・・・リセス形成用突部
４７，４８・・・位置決め用当接端壁
４９，５０・・・スライド用係合端壁
５１，５２・・・ガイド凹部
５３・・・突部
５４，５５・・・ガイド面
Ｃ・・・センター金型の軸線
Ｌ１・・・第１直線
Ｌ２・・・第２直線
【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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