(57)【要約】【課題】内燃機関用ピストンの鋳造において、製品部の鋳造欠陥を大幅に低減しつつ、かつ堰切断機や湯道切断機を使用せずとも製品部の身食いを発生させずに堰折りを可能とすることを目的とする。【解決手段】本発明は、ピストンスカート部３を備えた内燃機関用ピストン１を鋳造するための金型であって、内燃機関用ピストン１に対応する形状の空間によって構成される製品部１２と、ピストンスカート部３と対応する位置において製品部１２に連結される湯道１３と、湯道１３と製品部１２との連結箇所に所定の開口幅で形成される堰１４と、を備え、堰１４は、内縁部を谷部１６とするＶ字型に設けられ、谷部１６は、下方向に行くに従って製品部１２から離間するように設けられるとともに、上側部分１８と上側部分１８よりも幅広に開口された下側部分１９との間に段差部２０が形成されるように設けられていることを特徴とする。【選択図】図１
2012096266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンスカート部を備えた内燃機関用ピストンを鋳造するための金型であって、
前記内燃機関用ピストンに対応する形状の空間によって構成される製品部と、前記ピストンスカート部と対応する位置において前記製品部に連結される湯道と、該湯道と前記製品部との連結箇所に所定の開口幅で形成される堰と、を備え、
該堰は、内縁部を谷部とするＶ字型に設けられ、
該谷部は、下方向に行くに従って前記製品部から離間するように設けられるとともに、上側部分と該上側部分よりも幅広に開口された下側部分との間に段差部が形成されるように設けられていることを特徴とする内燃機関用ピストンの鋳造金型。
【請求項２】
ピストンスカート部を備えた内燃機関用ピストンを鋳造するための金型であって、
前記内燃機関用ピストンに対応する形状の空間によって構成される製品部と、前記ピストンスカート部と対応する位置において前記製品部に連結される湯道と、該湯道と前記製品部との連結箇所に所定の開口幅で形成される堰と、を備え、
該堰は、内縁部を谷部とするＶ字型に設けられ、
該谷部は、下方向に行くに従って前記製品部から離間するとともに開口幅が広くなるように設けられていることを特徴とする内燃機関用ピストンの鋳造金型。
【請求項３】
前記堰と前記製品部との境界線と前記谷部との間には矩面が形成され、該矩面は、下方向に向かって幅が広くなるように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関用ピストンの鋳造金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、自動二輪車等の内燃機関に用いられるピストンを鋳造するための金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関用ピストン（以下、「ピストン」と略称する。）は、上面をピストン冠面とするピストンヘッドと、このピストンヘッドの外周から下方に延設されてピストンの周面を構成するピストンスカート部と、を備えており、アルミ合金等から鋳造される。
【０００３】
このような内燃機関用ピストンの鋳造に用いられる金型として、特許文献１には、ピストンに対応する形状の空間によって構成される製品部（キャビティ６）と、ピストンスカート部と対応する位置において製品部に連結されるとともに湯口が設けられた湯道と、を備えた金型が開示されている。この従来術においては、湯口に注入された溶湯を、湯道を介して製品部内に導入することで、ピストンを成形可能としている。
【０００４】
また、特許文献１に記載の金型には、堰が設けられている。この堰は、湯道と製品部との連結箇所に、湯道を狭めるようにして形成されるのが通常であり、ピストンの鋳造後には、湯道内で固化した溶湯（以下、「廃材」と称す。）とピストンを、堰を折ったり破断したりすることで分離している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下、湯道に堰を設けない、若しくは堰の開口幅を広くする場合と、堰の開口幅を狭くする場合に分けて、従来技術の問題点を説明する。
【０００７】
まず、湯道に堰を設けない、若しくは堰の開口幅を広くする場合には、製品部における溶湯の流れが層流になりやすいという利点がある。一方で、堰の上側から流入する多量の溶湯が、まずピストン冠面に流れ込んだ後、堰の下側から流入する溶湯と合流することになるため、この合流時にエアーの巻込みが発生してしまうという問題がある。また、湯口から注入された溶湯に含まれる酸化膜や凝固片が堰を通過して製品部に流入しやすくなり、これに伴って、鋳造欠陥となる酸化膜や凝固片の巻込みが製品部内において発生するという問題がある。
【０００８】
更に、堰を設けない、若しくは堰の開口幅を広くするのに伴って、堰に対応する部分の廃材の厚みが太くなる。これに伴って、ピストンと廃材を分離する際に堰を折りにくくなるとともに、たとえ切欠きを入れてから堰折りを行ったとしても、破断面が製品部内に進行してピストンの一部が侵食され、いわゆる「身食い」が発生する。この身食いを回避しつつ廃材をピストンから除去するには、堰切断機や湯道切断機の使用が必須となり、廃材とピストンの分離作業が煩雑化する、という問題がある。
【０００９】
これに対して、堰の開口幅を狭くする場合には、上記した「身食い」の発生を抑制することができ、堰切断機や湯道切断機を使用せずに堰折りを行うことが可能となる。しかしながら、堰の幅が狭くなると、製品部内における溶湯の流れは乱流となり、これに伴って、鋳造欠陥となるエアーの巻き込みが発生するという問題がある。また、堰の幅が狭くなると、堰に対応する部分における溶湯の凝固が速くなるため、湯口から製品部への溶湯の供給が早く途切れ、ピストンスカート部にいわゆる「引け巣」が発生してしまうという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は上記の事情を考慮し、内燃機関用ピストンの鋳造において、製品部の鋳造欠陥を大幅に低減しつつ、かつ堰切断機や湯道切断機を使用せずとも製品部の身食いを発生させずに堰折りを可能とするような金型を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、ピストンスカート部を備えた内燃機関用ピストンを鋳造するための金型であって、前記内燃機関用ピストンに対応する形状の空間によって構成される製品部と、前記ピストンスカート部と対応する位置において前記製品部に連結される湯道と、該湯道と前記製品部との連結箇所に所定の開口幅で形成される堰と、を備え、該堰は、内縁部を谷部とするＶ字型に設けられ、該谷部は、下方向に行くに従って前記製品部から離間するように設けられるとともに、上側部分と該上側部分よりも幅広に開口された下側部分との間に段差部が形成されるように設けられていることを特徴とする。
【００１２】
上記の如く、堰の谷部の下側部分を上側部分よりも幅広に開口することにより、多くの溶湯が堰の下側から製品部内に層流で流れ、この下側からの溶湯を補う分だけの溶湯が堰の上側から製品部内に流入するようになる。これに伴って、ピストン冠面に流入する溶湯の量を減少させることが可能となり、製品部内における溶湯の合流を抑制し、製品部内におけるエアーの巻込みを大幅に低減させることができる。さらに、堰の上側部分が堰の下側部分よりも幅狭となることで、堰を設けない場合や堰を一律に幅広にする場合よりも堰が絞られるため、堰の湯口側で酸化膜や凝固片をトラップする効果も得られる。
【００１３】
また、堰の谷部の上側部分と下側部分との間に段差部を設けることで、堰の谷部の開口幅を上側から下側に向かって徐々に広げる場合と比較して、上側部分に対する下側部分の開口面積を、より大きくすることが可能となる。そのため、より多量の溶湯を谷部の下側から製品部内に導入することが可能となり、ピストン冠面に流入する溶湯の量を一層減少させて、上記したエアーの巻き込みの低減効果を一層増大させることが可能となる。
【００１４】
また、堰の谷部が、下方向に行くに従って前記製品部から離間するように設けられているため、谷部の下方向に行くに従って、堰折りの際の製品部への身食いの虞を軽減することが可能となる。そのため、上記のように堰の谷部の下側部分を堰の谷部の上側部分よりも幅広に開口する構成を採用しても、製品部に身食いが発生することなく堰折りを行うことが可能となり、身食いの無い健全な製品を得ることが可能となる。従って、身食いを抑制するために堰切断機や湯道切断機を用いる必要もなくなり、廃材とピストンの分離を簡易な方法で行うことが可能となる。
【００１５】
本発明は、ピストンスカート部を備えた内燃機関用ピストンを鋳造するための金型であって、前記内燃機関用ピストンに対応する形状の空間によって構成される製品部と、前記ピストンスカート部と対応する位置において前記製品部に連結される湯道と、該湯道と前記製品部との連結箇所に所定の開口幅で形成される堰と、を備え、該堰は、内縁部を谷部とするＶ字型に設けられ、該谷部は、下方向に行くに従って前記製品部から離間するとともに開口幅が広くなるように設けられていることを特徴とする。
【００１６】
上記の如く、下方向に行くに従って谷部の開口幅を広くすることにより、多くの溶湯が堰の下側から製品部内に層流で流れ、この下側からの溶湯を補う分だけの溶湯が、堰の上側から製品部内に流入するようになる。これに伴って、ピストン冠面に流入する溶湯の量を減少させることが可能となり、製品部内における溶湯の合流を抑制し、製品部内におけるエアーの巻込みを大幅に低減させることができる。さらに、堰の上側部分が堰の下側部分よりも幅狭となることで、堰を設けない場合や堰を一律に幅広にする場合よりも堰が絞られるため、堰の湯口側で酸化膜や凝固片をトラップする効果も得られる。
【００１７】
また、下方向に行くに従って谷部の開口幅を広くすることにより、谷部の上側部分と下側部分とを段差状に形成する場合と比較して、溶湯の流れが滑らかになる。
【００１８】
また、堰の谷部が、下方向に行くに従って前記製品部から離間するように設けられているため、谷部の下方向に行くに従って、堰折りの際の製品部への身食いの虞を軽減することが可能となる。そのため、上記のように下方向に行くに従って谷部の開口幅を広くする構成を採用しても、製品部に身食いが発生することなく堰折りを行うことが可能となり、身食いの無い健全な製品を得ることが可能となる。従って、身食いを抑制するために堰切断機や湯道切断機を用いる必要もなくなり、廃材とピストンの分離を簡易な方法で行うことが可能となる。
【００１９】
また、前記堰と前記製品部との境界線と前記谷部との間には矩面が形成され、該矩面は、下方向に向かって幅が広くなるように形成されていても良い。
【００２０】
このような構成を採用することにより、湯道から導入される溶湯が広範囲に渡り下側から層流で製品部内に流入するため、エアーの巻込みを抑制する効果を一層大きくし、エアーの巻き込みを最小限に抑制できる。また、通常ピストンスカート部に頻発する引け巣を、最終加工で除去される廃材部分に集中して発生させることができ、引け巣の無い健全な製品を得られる効果も有る。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、内燃機関用ピストンの鋳造において、製品部の鋳造欠陥を大幅に低減しつつ、かつ堰切断機や湯道切断機を使用せずとも製品部の身食いを発生させずに堰折りを可能とするような金型を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる鋳造金型を用いて鋳造されるピストンを示す斜視図である。
【図２】図１のピストンスカート部周辺の拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る鋳造金型の側断面図である。
【図４】図３の堰周辺の拡大図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る金型において、堰の形状を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る鋳造金型において、堰周辺を示す平断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る金型において、堰の変形例を示す模式図である。
【図８】本発明の第２の実施形態にかかる金型において、（ａ）は、堰の形状を示す模式図であり、（ｂ）及び（ｃ）は、堰の変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
＜第１の実施形態＞
以下、図面に基づき、本発明の好適な実施形態について説明する。本実施形態及び後述する第２の実施形態では、自動車の内燃機関用ピストン１（以下、「ピストン１」と略称する。）の重力鋳造に用いられる金型（以下、「鋳造金型」と称す。）に本発明を適用した場合について説明する。
【００２４】
まず、図１、図２を用いて、鋳造金型１１によって形成されるピストン１の概略について説明する。なお、図１、図２は、鋳造金型１１によって形成されるピストン１を示す斜視図であり、ピストン１の外部形状は、鋳造金型１１の内部形状と対応している。そこで、説明の便のため、ピストン１の各部に対応する鋳造金型１１の各部の番号を、図１、図２に２点鎖線の引き出し線で付する。
【００２５】
ピストン１は、アルミ合金材等により略有蓋円筒形状に一体形成されている。図１に示されるように、ピストン１は、上端部に設けられたピストンヘッド部２と、ピストンヘッド部２の外周から下方に延設されてピストン１の周面を構成するピストンスカート部３と、ピストンヘッド部２の下方に設けられてピストンピン（図示せず）を貫挿させるためのピン孔４を備えたピンボス部５と、を備えている。なお、図１、図２において、ピストンスカート部３の一側（図示では右側）に連結されているのは、後述する堰折りや最終加工によってピストン１から分離される廃材６である。
【００２６】
ピストンヘッド２の上面であるピストン冠面７の中央には突起８が設けられ、突起８の周囲には、内燃機関の吸気バルブ及び排気バルブ（いずれも図示せず）と対応する位置にバルブリセス１０が凹設されている。ピストンヘッド２の周面には、複数本のピストンリング（図示略）が設けられている。
【００２７】
次に、図１〜図７を用いて、第１の実施形態に係る鋳造金型１１について説明する。
【００２８】
図３に最も良く示されるように、鋳造金型１１の内部には、ピストン１に対応する形状の空間によって構成される製品部１２と、製品部１２に連結される湯道１３と、湯道１３と製品部１２との連結箇所に形成される堰１４と、が設けられている。なお、図３では、鋳造金型１１が一体のように表示されているが、製品部１２を構成する鋳造金型１１と湯道１３を構成する鋳造金型１１は、縦割りの別体の鋳造金型１１によって構成されている。また、製品部１２を構成する鋳造金型１１は、互いに分離可能な複数の部分型や中子を組み合わせて構成されており、溶湯が冷却凝固した後には、製品部１２を構成する鋳造金型１１を分解して製品としてのピストン１を取り出せるようになっている。
【００２９】
湯道１３の上方には、溶湯を湯道１３に導入するための湯口１５が設けられている。湯道１３の下部は、製品部１２の方向に略直角に湾曲した形状を成しており、湯道１３の下端部を、ピストン１のピストンスカート部３（図１、図２参照）と対応する位置において製品部１２と連結させることにより、湯口１５と製品部１２が湯道１３を介して連通するようになっている。製品部１２付近の湯道１３の上端面と下端面は、それぞれ面取りされてＶ字状を成している。なお、図１、図２では、Ｖ字状を成す湯道１３の上端面と下端面の手前側の面だけが表示されている。
【００３０】
堰１４は、湯道１３を狭めるようにして所定の開口幅で設けられる。堰１４は、湯道１３の両側から内方に向かってＶ字状に設けられており、内縁部に設けられた谷部１６において、最も開口幅が狭くなっている。谷部１６は、鉛直方向に対して所定の角度で傾斜しており、下方向に行くに従って製品部１２の外周縁１７から離間するように設けられている（図４参照）。
【００３１】
図５に最も良く示されるように、谷部１６は、上側部分１８と、上側部分１８よりも幅広に開口される下側部分１９と、上側部分１８と下側部分１９の間に設けられた段差部２０と、により構成されている。なお、図５、図７においては、谷部１６における堰１４の開口形状が太線で表示されている。湯道１３の両側にそれぞれ形成された一方の上側部分１８と他方の上側部分１８、一方の下側部分１９と他方の下側部分１９は、互いに平行に設けられている。
【００３２】
図１、図２に示されるように、堰１４と製品部１２との境界線２１（以下、単に「境界線２１」と称す。）の上部２２及び下部２３はＲ形状を成し、湯道１３の上端面、下端面と対応してＶ字状を成している。境界線２１の両側部２４は、下方に向かって直線状に広がるように設けられている。境界線２１の両側部２４の上部と谷部１６の上側部分１８との間、境界線２１の両側部２４の下部と谷部１６の下側部分１９との間には、矩面としての上側矩面２５、下側矩面２６が、段差部２０の上下にそれぞれ設けられている。上側矩面２５、下側矩面２６は、下方向に向かって幅が広くなるように形成されている。なお、図１、図２では、堰１４の両側に設けられる上側矩面２５、下側矩面２６のうち、手前側の上側矩面２５、下側矩面２６のみが表示されている。
【００３３】
上側矩面２５、下側矩面２６によって両側から挟まれる空間には、堰１４の谷部１６と製品部１２との間に、肉盛り部２７が形成されている。前述の如く上側矩面２５、下側矩面２６がともに下方に向かって幅が広くなるように形成されていることに伴って、図６に示されるように、肉盛り部２７の上面２８は肉盛り部２７の下面３０よりも面積が小さくなっている。なお、図６では、肉盛り部２７の上面２８の外周と下面３０の外周が、それぞれ太線で表示されている。
【００３４】
上述の如く構成された鋳造金型１１を用いてピストン１を重力鋳造するには、ピストンヘッド２に対応する部分が上、ピストンスカート部３に対応する部分が下になるように鋳造金型１１を設置し、湯口１５からアルミの溶湯を注入する。この溶湯は、湯道１３と堰１４を通り、製品部１２に流入し、製品部１２内で冷却凝固される。この冷却凝固が完了したら、鋳造金型１１を分解してピストン１を取り出す。この鋳造金型１１から取り出された直後のピストン１には、湯道１３において冷却凝固された廃材６が、ピストンスカート部３に連結されている（図１、図２参照）。この廃材６をピストン１から分離するには、堰１４の谷部１６に対応する位置において廃材６を折り（この工程を、以下「堰折り」と称す。）、その後、堰１４の肉盛り部２７に対応する廃材６を、最終加工によりピストン１から除去する。
【００３５】
本実施形態においては上記の如く、堰１４の谷部１６の下側部分１９を堰１４の谷部１６の上側部分１８よりも幅広に開口しているため、上述の如く溶湯を製品部１２に注入する際に、多くの溶湯が下側から層流で流れ、下側の溶湯を補う分だけの溶湯が上側から流入するようになる。これに伴って、ピストン冠面７に流入する溶湯の量を減少させることが可能となり、製品部１２内における溶湯の合流を抑制し、製品部１２内におけるエアーの巻込みを大幅に低減させることができる。さらに、堰１４の上側部分１８が堰１４の下側部分１９よりも幅狭となることで、堰１４を設けない場合や堰１４を一律に幅広にする場合よりも堰１４が絞られるため、堰１４の湯口１５側で酸化膜や凝固片をトラップする効果も得られる。
【００３６】
また、堰１４の谷部１６の上側部分１８と下側部分１９との間に段差部２０を設けることで、堰１４の谷部１６の開口幅を上側から下側に向かって徐々に広げる場合と比較して、上側部分１８に対する下側部分１９の開口面積を、より大きくすることが可能となる。そのため、より多量の溶湯を谷部１６の下側から製品部１２内に導入することが可能となり、ピストン冠面７に流入する溶湯の量を一層減少させて、上記したエアーの巻き込みの低減効果を一層増大させることが可能となる。
【００３７】
また、堰１４の谷部１６が、下方向に行くに従って製品部１２から離間するように設けられているため、谷部１６の下方向に行くに従って、堰折りの際の製品部１２への身食いの虞を軽減することが可能となる。そのため、上記のように堰１４の谷部１６の下側部分１９を堰１４の谷部１６の上側部分１８よりも幅広に開口する構成を採用しても、製品部１２に身食いが発生することなく堰折りを行うことが可能となり、身食いの無い健全な製品を得ることが可能となる。従って、身食いを抑制するために堰切断機や湯道切断機を用いる必要もなくなり、廃材６とピストン１との分離を簡易な方法で行うことが可能となる。
【００３８】
また、谷部１６と製品部１２の間に形成される上側矩面２５及び下側矩面２６が、下方向に向かって幅が広くなるように形成されているのに伴って、肉盛り部２７は、上面２８の面積が下面３０の面積よりも小さくなっている（図６参照）。これにより、湯道１３から導入される溶湯が広範囲に渡り下側から層流で製品部１２内に流入するため、エアーの巻込みを抑制する効果を一層大きくし、エアーの巻き込みを最小限に抑制できる。また、通常ピストンスカート部３に頻発する引け巣を、肉盛り部２７に対応する部分の廃材６に集中して発生させることができ、この部分は最終加工で除去されるため、引け巣の無い健全な製品を得られる効果も有る。
【００３９】
また、本実施形態では、製品部１２付近の湯道１３の上端面と下端面が面取りされているため、前記したような本実施形態による効果を損なうことなく、加工性や歩留まりを向上させることが可能となる。
【００４０】
なお、本実施形態では、製品部１２付近の湯道１３の上端面と下端面をそれぞれＶ字状に面取りし、これに対応して、境界線２１の上部２２と下部２３もＶ字状を成している（図５参照）。一方で、他の異なる実施形態では、図７（ａ）に示されるように、湯道１３の上端面と下端面を弧状に面取りし、これに対応して、境界線２１の上部２２と下部２３も弧状を成すように構成されても良いし、図７（ｂ）に示されるように、面取りを行わなくても良い。
【００４１】
また、本実施形態では、境界線２１の両側部２４が、下方に向かって直線状に広がるように設けられている（図５参照）。一方で、他の異なる実施形態では、図７（ｃ）に示されるように、境界線２１の両側部２４が外方に向かって湾曲しながら広がるように構成しても良いし、図７（ｄ）に示されるように、境界線２１の両側部２４が内方に向かって湾曲しながら広がるように構成しても良い。
【００４２】
また、製品部１２の外周縁１７に対する谷部１６の傾斜角度（図４参照）は０．１°〜２０°とし、好ましくは０．５°〜１０°とする。外周縁１７に対する谷部１６の傾斜角度が０．１°未満だと、上記した堰折り時に製品部１２に身食いが発生する。一方で、２０°より大きいと、加工部が多くなり歩留まりの悪化を招き、加工に時間がかかる。
【００４３】
また、図５に示されるように、堰１４の上端部３１の高さは、製品部１２の上端部３２とピストンピンの中心３３の間とするのが好ましい。堰１４の上端部３１の高さがピストンピンの中心３３より下方になると、堰１４の開口面積が狭くなって製品部１２に流入する単位時間当たりの溶湯の流量が少なくなるため、溶湯の流量不足や温度低下による湯廻り不良が発生する。また、ピストンスカート部３にも引け巣が発生する。
【００４４】
また、堰１４の下端部３４の高さは、製品部１２の下端部３５とピストンピンの中心３３との間とするのが好ましい。堰１４の下端部３４の高さが、ピストンピンの中心３３より上方になると、製品部１２は乱流となりエアーの巻込みが発生する。また、製品部１２の下部に引け巣が発生する。
【００４５】
堰１４の下側部分１９の開口幅ａは、堰１４の上側部分１８の開口幅ｂの１．１倍〜１０倍とし、好ましくは１．５倍〜５倍とする。下側部分１９の開口幅ａが上側部分１８の開口幅ｂの１．１倍未満だと、堰１４の上側部分１８からの溶湯流量が下側部分１９からの溶湯流量に対して多くなり過ぎる。結果として、上側部分１８からピストン冠面７に多くの溶湯が流れてしまい、エアーの巻込みが発生する。一方で、下側部分１９の開口幅ａが上側部分１８の開口幅ｂの１０倍より大きいと、堰１４の上側部分１８からの溶湯流量が下側部分１９に対して少なくなり過ぎる。結果として、下側部分１９からの溶湯を補うのに必要な溶湯量に対して上側部分１８からの溶湯の流入量が不足し、湯廻り不良や引け巣が発生する。また、上側部分１８の堰１４が薄いため、溶湯充填後すぐに堰１４で溶湯が凝固して引け巣が発生する。
【００４６】
堰１４の下側部分１９の高さｃは、堰１４全体の高さｄの０．１倍〜０．９倍とし、好ましくは０．３倍〜０．７倍とする（図５参照）。堰１４の下側部分１９の高さｃが堰１４全体の高さｄの０．１倍未満だと、開口幅の小さい上側部分１８の割合が大きくなりすぎるため、製品部１２で乱流が発生してエアーを巻込む。一方で、堰１４の下側部分１９の高さｃが堰１４全体の高さｄの０．９倍より大きいと、開口幅の大きい下側部分１９が高い位置まで設けられるため、下側部分１９からもピストン冠面７に溶湯が流れてしまいエアーを巻込む。
【００４７】
境界線２１の下縁部の形成幅ｅ（面取り前）は、谷部１６の下側部分１９の開口幅ａの１．１倍〜２０倍とし、好ましくは１．５倍〜１０倍とする。境界線２１の下縁部の形成幅ｅを谷部１６の下側部分１９の開口幅ａの１．１倍よりも小さくすると、堰折り時に製品部１２に身食いが発生する。境界線２１の下縁部の形成幅ｅを谷部１６の下側部分１９の形成幅ａの２０倍よりも大きくすると、加工部が多くなり歩留まりの悪化を招き、加工に時間がかかる。
【００４８】
境界線２１の上縁部（面取り前）の形成幅ｆは、谷部１６の上側部分１８の開口幅ｂの１．１倍〜２０倍とし、好ましくは１．５倍〜１０倍とする。境界線２１の上縁部の形成幅ｆを谷部１６の上側部分１８の開口幅ｂの１．１倍未満とすると、上記した堰折り時に製品部１２に身食いが発生する。一方で、境界線２１の上縁部の形成幅ｆを谷部１６の上側部分１８の開口幅ｂの２０倍よりも大きくすると、加工部が多くなり歩留まりの悪化を招き、加工に時間がかかる。
【００４９】
図６に示されるように、製品部１２の外周縁１７から谷部１６の上側部分１８までの水平方向の間隔ｇは０．１ｍｍ〜２０ｍｍとし、好ましくは０．５ｍｍ〜１０ｍｍとする。上記の間隔が０．１ｍｍ未満だと、肉盛り部２７が小さいため前述した肉盛り部２７による効果が得られない。また、堰折り時に製品部１２に身食いが発生する。上記の間隔が２０ｍｍよりも大きいと、加工部が多くなり歩留まりの悪化を招き、加工に時間がかかる。
【００５０】
＜第２の実施形態＞
次に、図８を用いて、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、図８では、谷部１６の開口形状が太線で表示されている。
【００５１】
前記第１の実施形態では、堰１４の上側部分１８と下側部分１９との間に段差部２０が形成されていたが、第２の実施形態では、図８（ａ）に示されるように、堰１４が、下方向に行くに従って開口幅が徐々に広くなるように設けられている。このような構成を採用することにより、谷部１６の上側部分１８と下側部分１９との間に段差部２０を形成する場合と比較して、溶湯の流れが滑らかになる。
【００５２】
なお、本実施形態では、谷部１６の両側を外方に向かってＲ形状に膨らませているが、他の異なる実施形態においては図８（ｂ）に示されるように、谷部１６の両側を内方に向かってＲ形状にへこませても良い。また、図８（ｃ）に示されるように、谷部１６の両側を直線状とすることで、谷部１６の開口形状を等脚台形状としても良い。この場合には、前述の如く谷部１６の両側を湾曲させる場合と同様の効果を得られ、さらに堰１４を作成する際の加工が容易になる。
【符号の説明】
【００５３】
１  内燃機関用ピストン
３  ピストンスカート部
１１  鋳造金型
１２  製品部
１３  湯道
１４  堰
１６  谷部
１８  上側部分
１９  下側部分
２０  段差部
２１  境界線
２５  上側矩面（矩面）
２６下側矩面（矩面）
【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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