(57)【要約】【課題】本発明は、ピストンの肉厚部分にできる鋳巣をなくし、信頼性が高く、安価なアルミニウム合金等からなるピストンおよびピストンの製造方法に関するものである。【解決手段】本発明のピストンの粗材は、たとえば、アルミニウム合金、マグネシウム合金等を鋳造し成形する。その後、鋳巣の発生し易いシールリング溝、および、ボール穴近傍の肉厚部位を部分加熱（たとえば、レーザービーム、電子ビーム、アーク放電、摩擦等により）し、前記部位を改質し、有害な鋳巣を無くした後、シールリング溝およびボール穴、または、シールリング溝を加工成形する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱によって改質された改質部と、
前記改質部に設けられたシールリング溝およびボール穴、または、シーリング溝と、
から少なくとも構成されていることを特徴とするピストン。
【請求項２】
所定の部位を加熱によって改質し、
前記改質された部位にシールリング溝およびボール穴、または、シールリング溝を成形したことを特徴とするピストンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンの肉厚部分にできる鋳巣をなくし、信頼性が高く、安価なアルミニウム合金等からなるピストンおよびピストンの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来のピストンにおける鋳造素材の鋳巣を説明するための断面図である。図４において、ピストン４２０は、たとえば、アルミニウム合金等を所定の形状をした鋳型に入れて、鋳造される。ピストン４２０は、前記鋳造工程において、肉厚部分４２５、４２６、４２９に鋳巣が発生し易い。
【０００３】
図５は従来のピストンにおける鋳巣発生部分にシールリングを嵌合するシールリング溝、および、ボールを嵌入するボール穴を成形した例を説明するための断面図である。前記ピストン４２０は、図示されていないハウジングとの間にシールリングを設け、また、ボール穴４２７に図示されていないボールを嵌入し、油圧室に所定の圧力がかかっても、油が洩れないようにしている。前記シールリングを嵌合させるシールリング溝４２１、４２３、および、ボールを嵌入させるボール穴４２７は、前記ピストン４２０の肉厚部分４２５、４２６、４２９に成形される。前記肉厚部分４２５、４２６、４２９には、鋳巣が発生し易い。
【０００４】
また、特開２００４−５０２７７号広報に記載されている鋳物の欠陥補修方法は、たとえば、アルミ鋳物の鋳巣などの凹みを可視光または近赤外光を照射することにより、速やかに硬化する樹脂組成物を充填して補修している。また、特開２００２−６０９７０号広報に記載されている金属部分の改質方法は、金属部材の表面に成形された凹部に保持された第１金属および第２金属の粉末を反応させることにより前記金属部材を改質している。
【特許文献１】特開２００４−５０２７７号広報
【特許文献２】特開２００２−６０９７０号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１および特許文献２に記載された発明は、いずれもピストンの
シールリング溝部、および、ボール穴部に発生する鋳巣を、容易な手段で、安価に無害化できるという効果を期待することができない。また、図４および図５に示された従来例におけるピストンは、肉厚部分に鋳巣が発生し易いため、シールリング溝部、および、ボール穴部に発生する鋳巣の発見に多大の設備と労力が必要であり、高価な製品になっていた。また、鋳巣発生品は品質不良品として廃棄処分となるため、資源の無駄使いがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上のような課題を解決するために、本発明は、ピストン鋳造素材のシールリング溝およびボール穴、または、シールリング溝の成形部位近傍を部分加熱による溶解・再結晶、または、塑性流動によって改質し、有害な鋳巣をなくし、しかる後に、シールリング溝およびボール穴、または、シールリング溝を成形することにより、信頼性の高いピストン、および、そのピストンの製造方法を提供する。
【０００７】
（第１発明）
第１発明のピストンは、加熱によって改質された改質部と、前記改質部に設けられたシールリング溝およびボール穴、または、シールリング溝とから少なくとも構成されていることを特徴とする。
【０００８】
（第２発明）
第２発明におけるピストンの製造方法は、所定の部位を加熱によって改質し、前記改質された部位にシールリング溝およびボール穴、または、シールリング溝を成形したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ピストンにおける肉厚部位の金属組織を加熱により、溶解・再結晶、または、塑性流動により改質することで、前記部位の有害な鋳巣を無くしているため、前記鋳巣を発見するための高額な施設、あるいは人手が不要となり、安価なピストンを作製することができる。また、本発明は、前記鋳巣を無くすことができるため、不良品の廃棄が無くなり、資源の節約となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１発明）
第１発明のピストンは、たとえば、アルミニウム合金、マグネシウム合金等を材料として鋳造されている。前記鋳造品は、肉厚部分に鋳巣が発生し易い。前記鋳巣を無くすために、前記ピストンは、所定部分が加熱されて、鋳巣がなくなるように改質された改質部となっている。前記改質部には、シールリング溝およびボール穴、または、シールリング溝が形成されている。
【００１１】
（第２発明）
第２発明におけるピストンの製造方法は、ピストン粗材を鋳造成形後、鋳巣の発生し易い肉厚部位（後に、シールリング溝およびボール穴、または、シールリング溝を成形する部位）を、たとえば、アーク放電、レーザービーム、電子ビーム、摩擦等により、部分的に加熱し、有害な鋳巣がなくなるように改質する。その後、前記改質された肉厚部位に、シールリング溝およびボール穴、または、シールリング溝を加工成形する。
【実施例１】
【００１２】
図１は本発明の一実施例で、ピストンを説明するための断面図である。図１において、たとえば、クラッチは、ハウジング１１０と、ピストン２２０と、前記ハウジング１１０と、ピストン２２０との間に形成されるピストン作動油圧室１１５とから少なくとも構成されている。前記ピストン２２０は、たとえば、アルミニウム合金、あるいは、マグネシウム合金等が所定の形状をした鋳型に入れられて鋳造される。前記ピストン２２０は、前記ハウジング１１０とピストン２２０の間をシールするシールリング３３１、３３２を嵌合するシールリング溝２２１、２２３が成形される。また、前記ピストン２２０は、ボール３３３を嵌入するボール穴２２７が成形される。
【００１３】
前記クラッチは、ハウジング１１０とピストン２２０の間を前記シールリング溝２２１、２２３に嵌合されたシールリング３３１、３３２によって、また、前記ボール穴２２７に嵌入されたボール３３３によって、ピストン作動油圧室１１５の油に所定の圧力がかかっても、洩れないようにしている。前記作動油圧室１１５には、給油口１１３から油が供給される。前記ハウジング１１０とピストン２２０との間には、摩擦機能構成部品１４１、１４２、１４３、１４４、および、ピストンリターン機能構成部品１５１、１５２、１５３が設けられている。前記ハウジング１１０のスプライン１１１は、摩擦機能構成部品１４１、１４３がスプライン嵌合している。前記摩擦機能構成部品１４２は、ハブ１６０とスプライン嵌合している。前記ハウジング１１０は、スプライン１１２でシャフト１７０と嵌合し、回転駆動される。
【００１４】
図２は本発明の一実施例で、シールリング溝、および、ボール穴を成形する前の状態を説明するためのピストンの断面図である。図３は本発明の一実施例で、シールリング溝、および、ボール穴を成形した後の状態を説明するための断面図である。図２および図３において、ピストン２２０は、シールリング溝２２１、２２３、および、ボール穴２２７を成形する位置の近傍を予めアーク放電、レーザービーム、電子ビーム、摩擦等により加熱して、改質部２２２、２２４、２２８を成形する。前記改質部２２２、２２４、２２８は、加熱による溶解・再結晶、または、塑性流動により、鋳巣の無い改質組織になる。
【００１５】
前記改質された改質部２２２、２２４、２２８は、材料の組織が改質されているため、シールリング溝２２１、２２３、および、ボール穴２２７が成形された近傍に鋳巣が無くなる。前記シールリング溝２２１、２２３、および、ボール穴２２７は、鋳巣が無いため、シールリング３３１、３３２、および、ボール３３３が嵌合され、油圧が負荷された際に、油漏れなどの不具合を発生させることがない。以上、前記実施例は、シールリング溝およびボール穴の場合について説明したが、シールリング溝のみの場合にも適用される。
【００１６】
以上、本実施例を詳述したが、本発明は、前記本実施例に限定されるものではない。そして、本発明は、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明のピストンの材質、改質する際のアーク放電装置、レーザービーム装置、電子ビーム装置、あるいは摩擦装置は、公知または周知の装置を使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例で、ピストンを説明するための断面図である。（実施例１）
【図２】本発明の一実施例で、シールリング溝、および、ボール穴を成形する前の状態を説明するためのピストン断面図である。
【図３】本発明の一実施例で、シールリング溝、および、ボール穴を成形した後の状態を説明するためのピストン断面図である。
【図４】従来のピストンにおける鋳造粗材に発生する鋳巣を説明するための断面図である。
【図５】従来のピストンにおける鋳巣の発生部分にシールリング溝、および、ボール穴を成形した例を説明するための断面図である。
【符号の説明】
【００１８】
１１０・・・・ハウジング
１１１、１１２・・・・スプライン
１１３・・・・給油口
１１５・・・・ピストン作動油室
２２０・・・・ピストン
２２１、２２３・・・・シールリング溝
２２７・・・・ボール穴
２２２、２２４、２２８・・・・改質部
３３１、３３２・・・・シールリング
３３３・・・・ボール
１４１、１４２、１４３、１４４・・・・摩擦機能構成部品
１５１、１５２、１５３・・・・ピストンリターン機能構成部品
１６０・・・・ハブ
１７０・・・・シャフト
４２０・・・・ピストン
４２１、４２３・・・・シールリング溝
４２７・・・・ボール穴
４２５、４２６、４２９・・・・肉厚部分
【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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