JP2001227408A

JP2001227408A - アルミ合金製内燃機関用ピストン

Info

Publication number: JP2001227408A
Application number: JP2000035906A
Authority: JP
Inventors: Hajime Miyasaka; 一宮坂; Haruaki Matsukawa; 治明松川; Ryotaro Takada; 亮太郎高田; Yuji Marui; 勇治丸井
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-14
Filing date: 2000-02-14
Publication date: 2001-08-24
Anticipated expiration: 2020-02-14
Also published as: JP4261009B2

Abstract

(57)【要約】【課題】軽量化や摺動抵抗の減少を図ることができ、
かつ耐久性に優れたアルミ合金製内燃機関用ピストンを
提供する。【解決手段】アルミ合金製内燃機関用ピストン１０
は、スカート部２０，２５を対向する一対で構成し、ス
カート部２０，２５の対向する一端２０ａ，２５ａ同士
及び他端２０ｂ，２５ｂ同士を壁部３０，３２で連結す
ることで、壁部３０，３２とスカート部２０，２５とで
略矩形を形成させ、且つ壁部３０，３２の中央にピンボ
ス部３５，３７を膨出形成し、スカート部２０，２５の
外側表面２１，２６にりん酸塩並びにふっ化物を混合し
た電解液で陽極酸化皮膜５０，５０を備え、陽極酸化皮
膜５０，５０の微細な孔に潤滑剤を含浸させた部材であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアルミ合金で鋳造し
た内燃機関用のピストンに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の燃費やエンジン出力を向上させ
るために、軽量化や摺動抵抗を減少させた内燃機関用の
ピストンが知られている。このピストンの代表的な例と
して、特開平６−３４６７８７号公報「内燃機関のピス
トン」が提案されている。この技術を、次図で詳しく説
明する。

【０００３】図１２は従来の内燃機関用ピストンの側面
図である。ピストン１００は、スカート部１０２，１０
２（奥側のスカート部１０２は図示せず）をピンボス部
１０４，１０４の両側に備え、スカート部１０２の長さ
Ｌ、ピストン１００の外径Ｄおよびスカート部１０４の
投影面積（斜線で示した領域）Ｓの関係を、０．４＞Ｓ
／（Ｄ・Ｌ）となるように設定したものである。このピ
ストン１００によれば、スカート部１０２を全周にわた
って形成しなくてもよいので、スカート部１０２を小さ
くしてピストン１００の軽量化を図り、かつピストン１
００の摺動面積を小さくしてピストン１００の摺動抵抗
の減少を図ることが可能になる。

【０００４】一方、スカート部１０２の投影面積Ｓを小
さくするとスカート部１０２の面圧が高くなり、万一油
膜切れが生じた場合にスカート部１０２にスカッフィン
グ（scuffing:摺動面が溶着を起こすこと）等の不具合
が発生することが考えられる。従って、油膜切れが生じ
た場合でも、スカート部１０２にスカッフィング等の不
具合が発生することを防ぐために、スカート部１０２の
表面に固体潤滑剤（例えば、二硫化モリブデン）をコー
ティングする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、固定潤滑剤は
樹脂ベースの潤滑剤であり耐摩耗性を十分に確保するこ
とが難しく、ピストンの耐久性を十分に高めることがで
きない。従って、軽量化や摺動抵抗の減少を図ることが
でき、かつ耐久性に優れたピストンが望まれていた。

【０００６】そこで、本発明の目的は、軽量化や摺動抵
抗の減少を図ることができ、かつ耐久性に優れたアルミ
合金製内燃機関用ピストンを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の請求項１は、コンロッド側から見たときに、
スカート部を対向する一対で構成し、これら一対のスカ
ート部の対向する端部同士を壁部で連結することで、こ
れら壁部と前記スカート部とで略矩形を形成させ、且つ
前記壁部の中央にピンボス部を膨出形成したアルミ合金
製内燃機関用ピストンであって、前記スカート部の外側
表面にりん酸塩並びにふっ化物を混合した電解液で陽極
酸化皮膜を備え、陽極酸化皮膜の微細な孔に潤滑剤を含
浸させたことを特徴とする。

【０００８】一対のスカート部の対向する端部同士を壁
部で連結して壁部及びスカート部で略矩形を形成するこ
とで、スカート部の幅をピンボス部の幅より小さくして
スカート部を幅狭まとする。従って、スカート部を軽量
にしてアルミ合金製内燃機関用ピストンの軽量化を図
る。また、スカート部及び壁部で略矩形を形成すること
により、スカート部を壁部で補強し、スカート部の剛性
を高める。

【０００９】さらに、スカート部の外側表面にりん酸塩
並びにふっ化物を混合した電解液で陽極酸化皮膜を備
え、陽極酸化皮膜の微細な孔に潤滑剤を含浸させた。り
ん酸塩には陽極酸化皮膜の微細な孔の孔径を大きくする
作用があり、ふっ化物には陽極酸化皮膜を平坦にする作
用がある。従って、平坦な陽極酸化皮膜の微細な孔に多
量の潤滑剤を含浸させ、潤滑剤を孔内に確実に固着させ
る。このため、陽極酸化皮膜で耐摩耗性を高めるととも
に潤滑剤で摺動抵抗を減らすことができる。

【００１０】請求項２において、ピンボス部の下端をス
カート部の下端より延したことを特徴とする。ピンボス
部の下端をスカート部の下端より延すことにより、スカ
ート部の形状をより小さく軽量にして、アルミ合金製内
燃機関用ピストンの軽量化を十分に図る。

【００１１】請求項３において、壁部がスカート部に交
わる部位において、この部位の内壁を円弧状に形成した
ことを特徴とする。壁部がスカート部に交わる部位の閉
壁を円弧状に形成することで、スカート部の端部に応力
が集中することを防ぎ、スカート部の剛性をより高め
る。

【００１２】請求項４において、スカート部の肉厚を壁
部の肉厚より薄くしたことを特徴とする。スカート部の
肉厚を壁部の肉厚より薄く設定することにより、スカー
ト部をより軽量にして、アルミ合金製内燃機関用ピスト
ンの軽量化を十分に図る。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。図１は本発明に係るアルミ合金
製内燃機関用ピストン（第１実施の形態）の斜視図であ
る。アルミ合金製内燃機関用ピストン１０は、Ｓｉ（シ
リコン）系アルミニウム合金で形成した部材であって、
ピストン頭部１２にピストンリング溝１３，１４及びオ
イルリング溝１５を形成し、オイルリング溝１５の下側
に一対のスカート部２０，２５を形成し、一対のスカー
ト部２０，２５の間に一対のピンボス部３５，３７（ピ
ンボス部３７は図２参照）を形成した部材である。以
下、アルミ合金製内燃機関用ピストン１０についてさら
に詳しく説明する。

【００１４】図２は図１の２矢視図であり、アルミ合金
製内燃機関用ピストンをコンロッド側から見た状態を示
す。アルミ合金製内燃機関用ピストン１０は、コンロッ
ド（図示しない）側から見たときに、一対のスカート部
２０，２５を対向する一対で構成し、これら一対のスカ
ート部２０，２５の対向する端部（一端）２０ａ，２５
ａ同士を壁部３０で連結し、スカート部２０，２５の対
向する端部（他端）２０ｂ，２５ｂ同士を壁部３２で連
結することで、これら壁部３０，３２とスカート部２
０，２５とで略矩形を形成させ、且つ壁部３０，３２の
中央にピンボス部３５，３７を膨出形成したものであっ
て、スカート部２０，２５の外側表面２１，２６（網目
で示す領域）にりん酸塩並びにふっ化物を混合した電解
液で陽極酸化皮膜（特殊な陽極酸化皮膜）５０，５０を
備え、特殊な陽極酸化皮膜５０の微細な孔に潤滑剤（図
４に示す）を含浸させた部材である。

【００１５】加えて、アルミ合金製内燃機関用ピストン
１０は、壁部３０，３２がスカート部２０，２５に交わ
る部位（すなわち、スカート部２０，２５の一端２０
ａ，２５ａ及び他端２０ｂ，２５ｂ）において、これら
の部位の内壁４０〜４３を円弧状に形成し、スカート部
２０，２５の肉厚ｔ１を壁部３０，３２の肉厚ｔ２より
薄く設定した。

【００１６】スカート部２０，２５の対向する一端２０
ａ，２５ａを壁部３０で連結し、他端２０ｂ，２５ｂを
壁部３２で連結することで、壁部３０，３２及びスカー
ト部２０，２５で略矩形を形成する。このため、スカー
ト部２０，２５の幅Ｗをピンボス部３５，３７の幅Ｗ１
より小さくすることができる。従って、スカート部２
０，２５を幅狭まとすることで、アルミ合金製内燃機関
用ピストン１０の軽量化を図ることができる。また、ス
カート部２０，２５の肉厚ｔ１を壁部３０，３２の肉厚
ｔ２より薄く設定したので、アルミ合金製内燃機関用ピ
ストン１０をより軽量にすることができる。

【００１７】一方、スカート部２０，２５及び壁部３
０，３２で略矩形を形成することにより、スカート部２
０，２５を壁部３０，３２で補強することができる。従
って、スカート部２０，２５の剛性を高めることができ
る。また、壁部３０，３２がスカート部２０，２５に交
わるスカート部の一端２０ａ，２５ａ及び他端２０ｂ，
２５ｂの内壁４０〜４３を円弧状に形成したので、スカ
ート部の一端２０ａ，２５ａ及び他端２０ｂ，２５ｂに
応力が集中することを防ぐことができる。従って、スカ
ート部２０，２５の剛性をより高めることができる。

【００１８】一対のスカート部２０，２５は、幅Ｗ及び
長さＬ（図１に示す）の網目で示した外側表面２１，２
６に特殊な陽極酸化皮膜５０，５０を備え、特殊な陽極
酸化皮膜５０，５０の微細な孔に潤滑剤を含浸させたも
のである。なお、特殊な陽極酸化皮膜及び潤滑剤につい
ては図４でさらに詳しく説明する。

【００１９】図３は図１の３矢視図であり、スカート部
２０，２５の下端２２，２７（下端２７は図１に示す）
をピンボス部３５，３７の下端３６，３８より延した状
態を示す。スカート部２０，２５の下端２２，２７をピ
ンボス部３５，３７の下端３６，３８より延すことによ
り、アルミ合金製内燃機関用ピストン１０がシリンダ内
を移動している際に、スカート部２０，２５をシリンダ
に接触させることでピストン１０の姿勢を正規の状態に
容易に保つことができる。

【００２０】図４は図３の４−４線断面図であり、スカ
ート部２０の外側表面２１に形成した特殊な陽極酸化皮
膜５０を示す。なお、潤滑剤５４として熱硬化性樹脂を
使用した例を説明する。特殊な陽極酸化皮膜５０は、膜
厚ｔ３が略一定で外側表面２１を平坦に形成し、外側表
面２１に微細な孔５２・・・（・・・は複数個を示す。以下同
様。）を備えたものである。孔５２・・・は孔径ｄ１が比
較的大きい孔である。このため、孔５２・・・に十分な量
の潤滑剤（熱硬化性樹脂）５４を含浸することができ、
含浸した熱硬化性樹脂５４を孔５２・・・内に確実に固着
することができる。

【００２１】このため、熱硬化性樹脂５４を陽極酸化皮
膜５０の微細な孔５２・・・に固着させることで、陽極酸
化皮膜５０で耐摩耗性を高めるとともに、潤滑剤で摺動
抵抗を減らすことができる。加えて、特殊な陽極酸化皮
膜５０は、外側表面２１を平坦にすることで、摺動抵抗
をさらに減らすことができる。

【００２２】以下、図５で普通の陽極酸化皮膜の形成方
法を比較例として説明する。図５（ａ）〜（ｃ）は内燃
機関用ピストンのスカート部に普通の陽極酸化皮膜を形
成した比較例を示す。（ａ）は、硫酸電解液で生成した
普通の陽極酸化皮膜を示す。母材としてのアルミ合金製
内燃機関用ピストンのスカート部１００にＳｉ粒１１１
・・・が分布し、そのうちの表面近傍のＳｉ粒１１２・・・が
陽極酸化皮膜１１３に悪影響を及ぼして、陽極酸化皮膜
１１３が全体的に凹凸となっている。

【００２３】（ｂ）は、（ａ）の拡大図であり、たまた
ま表面に出ていたＳｉ粒１１５の部分には陽極酸化皮膜
を形成できずに大きな窪みＤ１となり、また、表面にご
く近いＳｉ粒１１６の部分には陽極酸化皮膜１１７が形
成できたけれども、膜厚は周囲の陽極酸化皮膜１１３と
比べると小さく、窪みＤ２ができている。すなわち、Ｓ
ｉを含むアルミニウム合金製ピストン１００を硫酸電解
液で陽極酸化処理をしても、平坦な陽極酸化皮膜１１３
が得られないことが分かった。また、硫酸電解液では、
微細な孔１１８・・・の孔径をｄ２とすると、ｄ２は一般
的に１５ｎｍ程度と小さいことが分かった。

【００２４】（ｃ）は、液状の熱硬化性樹脂を微細な孔
１１８・・・に含浸させ、含浸した液状の熱硬化性樹脂を
加熱して硬化樹脂１１９・・・に変えた状態を示す。樹脂
は摩擦抵抗が小さいので、陽極酸化皮膜１１３，１１７
に硬化樹脂１１９・・・を含浸させることで、Ｓｉ系アル
ミニウム合金製ピストンがシリンダ内を高速で往復移動
するときの摺動抵抗は比較的小さくなる。

【００２５】しかし、（ｂ）に示したように、陽極酸化
皮膜１１３に窪みＤ１，Ｄ２が発生して陽極酸化皮膜１
１３を平坦に生成することが困難であり、また、陽極酸
化皮膜１１３に発生した微細な孔１１８・・・の孔径ｄ２
が小さいので陽極酸化皮膜１１３に樹脂１１９を十分に
含有することができない。このため、陽極酸化皮膜１１
３に樹脂１１９を含浸させても摩擦抵抗を所望の値まで
小さくすることはできない。

【００２６】以下、図４の断面拡大図に示した特殊な陽
極酸化皮膜を形成する方法を説明する。図６は本発明に
係るアルミ合金製内燃機関用ピストン（第１実施の形
態）の特殊な陽極酸化皮膜処理方法を説明するフローチ
ャートであり、図中ＳＴ××はステップ番号を示す。ＳＴ１０；アルミ合金製内燃機関用ピストン（すなわ
ち、Ｓｉ系アルミニウム合金としてのＡＣ８Ｃアルミニ
ウム合金製ピストン）のスカート部の外側表面を脱脂す
る。ＳＴ１１；りん酸塩としてのりん酸３ナトリウム及びふ
っ化物としてのふっ化カリウムの混合水溶液中で電気分
解して、スカート部の外側表面に特殊な陽極酸化皮膜を
生成する。この陽極酸化皮膜の表面に微細な孔が生成す
る。

【００２７】ＳＴ１２；ふっ素樹脂を含有する液状の熱
硬化性樹脂を準備し、この液状の熱硬化性樹脂を陽極酸
化皮膜の微細な孔に含浸させる。ＳＴ１３；微細な孔に含浸した液状の熱硬化性樹脂を加
熱することにより硬化させる。これで、本発明に係るア
ルミニウム合金製ピストンの陽極酸化処理が完了する。
以下、Ｓｉ系アルミニウム合金の陽極酸化処理方法のＳ
Ｔ１０〜ＳＴ１３を図７〜図８で詳しく説明する。

【００２８】図７（ａ），（ｂ）は本発明に係るアルミ
合金製内燃機関用ピストン（第１実施の形態）の特殊な
陽極酸化皮膜処理方法の第１説明図である。（ａ）は、
ＳＴ１０（脱脂）後の状態を示す図であり、アルミ合金
製内燃機関用ピストンのスカート部２０の外側表面２１
ａを脱脂した状態を示す。スカート部２０の外側表面２
１ａの近傍にはアルミニウムにＳｉ粒５５，５６，５７
が分散している。

【００２９】（ｂ）は、ＳＴ１１（特殊な陽極酸化皮膜
処理）後の状態を示す図であり、りん酸３ナトリウム及
びふっ化カリウムの混合水溶液中で電気分解して陽極酸
化皮膜５０を生成した状態を示す。りん酸３ナトリウム
の腐食作用でスカート部２０の外側表面２１ａ（（ａ）
に示す）が溶解して、Ｓｉ粒５５，５６，５７が露出す
る。露出したＳｉ粒５５，５６，５７がふっ化カリウム
の作用で溶解して小さくなる。

【００３０】このため、スカート部２０の外側表面２１
ａにＳｉ粒５５，５６，５７が存在するにも拘らず、陽
極酸化皮膜５０が良好に成長する。この結果、陽極酸化
皮膜５０の外側表面２１が揃うので、面粗度は小さくな
り、膜厚ｔ３はほぼ一定となる。また、電解液にはりん
酸３ナトリウムを含むため、りん酸３ナトリウムの孔径
を大きくする作用で、微細な孔５２・・・の孔径ｄ１は略
１００ｎｍと十分に大きくなる。

【００３１】図８（ａ），（ｂ）は本発明に係るアルミ
合金製内燃機関用ピストン（第１実施の形態）の特殊な
陽極酸化皮膜処理方法の第２説明図である。（ａ）は、
ＳＴ１２（樹脂含浸処理）後の状態を示す図であり、ふ
っ素樹脂を含有する液状の熱硬化性樹脂５３を準備し、
この液状の熱硬化性樹脂５３を陽極酸化皮膜５０の孔５
２・・・に含浸した状態を示す。孔５２・・・の孔径ｄ１が１
００ｎｍと大きいので、多量の熱硬化性樹脂５３を孔５
２・・・内に含浸させることができる。なお、熱硬化性樹
脂５３は溶媒希釈しなくても液状をなす樹脂である。

【００３２】（ｂ）は、ＳＴ１３（樹脂硬化処理）後の
状態を示す図であり、オーブンのコイル５８から矢印の
如く熱を伝えることにより液状の熱硬化性樹脂５３を加
熱する。液状の熱硬化性樹脂５３が硬化して熱硬化性樹
脂５４となる。これで、図４に示す特殊な陽極酸化皮膜
５０に熱硬化性樹脂５３を含浸させた状態になる。

【００３３】本発明によれば、りん酸３ナトリウムには
微細な孔５２・・・の孔径を大きくする作用がある。この
ため、陽極酸化皮膜５０の微細な孔５２・・・を大きな孔
径ｄ１にすることができる。従って、陽極酸化皮膜５０
に多量の熱硬化性樹脂５４を含浸することができ、且つ
含浸した熱硬化性樹脂５４を孔５２・・・内に確実に固着
することができる。この結果、摺動抵抗を減らすことが
でき、かつ耐久性を高めることができる。一方、ふっ化
カリウムにはＳｉを溶解する作用と増膜作用とがある。
このため、陽極酸化皮膜５０の外側表面２１を平坦にす
ることができるので、摺動抵抗をより減らすことができ
る。

【００３４】さらに、熱硬化性樹脂５４に含有したふっ
素樹脂は、耐摩耗性や耐熱性に優れており、熱硬化性樹
脂５４を耐摩耗性や耐熱性に優れた樹脂にすることがで
きる。従って、熱硬化性樹脂５４を、例えば１００℃〜
３００℃以上の高温において使用することができるの
で、ピストンのような高温状態で使用する部材に好適で
ある。

【００３５】

【実施例】本発明に係る実施例及び比較例を表１、表２
及び図９に基づいて説明する。共通条件：供試材ＡＣ８Ｃ（ＪＩＳＨ５２０２アルミニウム
合金鋳物）成分は表１に示すが、約１０％のＳｉを含む鋳物であ
る。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】実施例：アルミ合金製内燃機関用ピストン
のスカート部の外側表面を脱脂した後、０．４モル／ｌ
りん酸３ナトリウム及び０．１２５モル／ｌふっ化カリ
ウムの混合電解液で、電解液温度を２２℃、電圧を７０
Ｖとして３０分間電気分解して、スカート部の外側表面
に特殊な陽極酸化皮膜を生成した。特殊な陽極酸化皮膜
の微細な孔は孔径ｄ１（図８（ａ）参照）が１００ｎｍ
と大きく、陽極酸化皮膜の表面最大粗さＲｍａｘは２〜
３μｍと平坦である。なお、Ｒｍａｘは、ＪＩＳＢ０
６０１で定義する表面粗さの最大高さであるが、便宜上
「表面最大粗さＲｍａｘ」を表記した。

【００３９】次に、生成した陽極酸化皮膜を１０ｍｍＨ
ｇの減圧状態で、パーフロロオクチルエチルメタクレー
ト（熱硬化性樹脂）液中に５分間浸漬した後、大気開放
して９８℃の温水に１０分間浸漬した。温水から取り出
した後、オーブンで５分間加熱してパーフロロオクチル
エチルメタクレートを硬化した。この結果、面圧３０ｋ
ｇｆ／ｃｍ²で摩擦係数μを０．００６と小さくするこ
とができた。なお、摩擦係数μについては図９のグラフ
で詳しく説明する。なお、パーフロロオクチルエチルメ
タクレートの化学式は以下の通りである。

【００４０】

【化１】

【００４１】比較例：アルミ合金製内燃機関用ピストン
のスカート部の外側表面を脱脂した後、１５％硫酸の電
解液で、電解液温度を０℃、電圧を１５Ｖとして２０分
間電気分解して、アルミニウム合金製ピストンの表面に
普通の陽極酸化皮膜を生成した。普通の陽極酸化皮膜の
微細な孔は孔径ｄ２（図５（ｂ）参照）が１５ｎｍと小
さく、陽極酸化皮膜の表面最大粗さＲｍａｘは１２〜１
３μｍと凸凹である。

【００４２】次に、生成した陽極酸化皮膜を１０ｍｍＨ
ｇの減圧状態でパーフロロオクチルエチルメタクレート
液中に５分間浸漬した後、大気開放して９８℃の温水に
１０分間浸漬した。温水から取り出した後、オーブンで
５分間加熱してパーフロロオクチルエチルメタクレート
を硬化した。この結果、面圧３０ｋｇｆ／ｃｍ²で摩擦
係数μは０．０７であった。この摩擦係数μは実施例の
０．００６と比較して大きい。なお、摩擦係数μについ
ては図９のグラフで詳しく説明する。

【００４３】図９は本発明に係るアルミ合金製内燃機関
用ピストン（第１実施の形態）の特殊な陽極酸化皮膜の
摩擦係数を示すグラフであり、縦軸は摩擦係数μを示
し、横軸は面圧ｋｇｆ／ｃｍ²を示す。実線は実施例の
グラフを示し、破線は比較例のグラフを示す。実施例お
いて、摩擦係数μは、面圧１０ｋｇｆ／ｃｍ²のとき
０．０１３、面圧２０ｋｇｆ／ｃｍ²のとき０．００
８、面圧３０ｋｇｆ／ｃｍ²のとき０．００６、面圧４
０ｋｇｆ／ｃｍ²のとき０．００８、面圧５０ｋｇｆ／
ｃｍ²のとき０．００６である。実施例によれば、面圧
が１０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ²の範囲で摩擦係数μを０．
０１３以下に小さくすることができる。従って、摺動抵
抗を十分に減少させることができる。

【００４４】一方、比較例において、摩擦係数μは、面
圧１０ｋｇｆ／ｃｍ²のとき０．０６、面圧２０ｋｇｆ
／ｃｍ²のとき０．０６９、面圧３０ｋｇｆ／ｃｍ²のと
き０．０６９、面圧４０ｋｇｆ／ｃｍ²のとき０．０６
２、面圧５０ｋｇｆ／ｃｍ²のとき０．０５４である。
比較例によれば、面圧が１０〜５０ｋｇｆ／ｃｍ²の範
囲で摩擦係数μは０．０５４以上になり、実施例の摩擦
係数μ０．０１３より大きくなる。従って、摺動抵抗を
十分に減少させることはできない。

【００４５】次に、第２実施の形態および第３実施の形
態について説明する。なお、第１実施の形態と同一部材
については同一符号を付して説明を省略する。図１０は
本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピストン（第２実
施の形態）の側面図である。アルミ合金製内燃機関用ピ
ストン６０は、ピンボス部３５の下端３６及びピンボス
部３７の下端３８を一対のスカート部６２（奥側のスカ
ート部は図示しない）の下端６３よりδ寸法延したもの
である。このため、一対のスカート部６２を、第１実施
の形態のスカート部２０，２５より小さくすることがで
きる。従って、アルミ合金製内燃機関用ピストン６０を
よりアルミ合金製内燃機関用ピストン１０より軽量にす
ることができる。

【００４６】図１１は本発明に係るアルミ合金製内燃機
関用ピストン（第３実施の形態）の側面図である。アル
ミ合金製内燃機関用ピストン７０は、スカート部７２を
略逆台形、すなわち下端７３からピストン頭部７４に向
けてスカート幅をＷ３からＷ４に徐々に大きく形成した
ものである。スカート部７２を略逆台形に形成すること
により、スカート部７２の剛性を高めることができる。

【００４７】なお、前記実施の形態では、りん酸塩とし
てりん酸３ナトリウムを使用した例を示したが、その他
にりん酸ナトリウムなどを使用してもよい。また、ふっ
化物としてふっ化カリウムを使用した例を示したが、そ
の他にふっ化ナトリウムなどを使用してもよく、アルカ
リ金属系ふっ化物であれば同等の作用効果がある。

【００４８】さらに、液状の熱硬化性樹脂としてパーフ
ロロオクチルエチルメタクレート液を使用した例を説明
したが、ふっ素を含んだその他の熱硬化性樹脂を使用し
てもよい。なお、潤滑剤として熱硬化性樹脂を使用した
例を説明したが、光硬化性樹脂などのその他の樹脂を使
用しても同様の効果を得ることができる。また、光硬化
性樹脂は、例えば紫外線硬化性樹脂や可視光硬化性樹脂
が該当する。

【００４９】

【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１は、一対のスカート部の対向する端部同
士を壁部で連結して壁部及びスカート部で略矩形を形成
することにより、スカート部の幅をピンボス部の幅より
小さくしてスカート部を幅狭まとすることができる。従
って、スカート部を軽量にすることができるので、アル
ミ合金製内燃機関用ピストンの軽量化を図ることができ
る。また、スカート部及び壁部で略矩形を形成すること
により、スカート部を壁部で補強することができる。従
って、スカート部の剛性を高めることができる。

【００５０】さらに、スカート部の外側表面にりん酸塩
並びにふっ化物を混合した電解液で陽極酸化皮膜を備
え、陽極酸化皮膜の微細な孔に潤滑剤を含浸させた。り
ん酸塩には陽極酸化皮膜の孔を大きくする作用がある。
このため、陽極酸化皮膜の微細な孔に多量の潤滑剤を含
浸させることができ、かつ多量の潤滑剤を微細な孔に確
実に固着することができる。従って、陽極酸化皮膜で耐
摩耗性を高めるとともに潤滑剤で潤滑性を高めることが
できるので、摺動抵抗を確実に減少させて耐久性を高め
ることができる。加えて、ふっ化物には陽極酸化皮膜を
平坦にする作用がある。従って、スカート部の外側表面
を平坦にすることができるので、摺動抵抗をより減少さ
せることができる。

【００５１】請求項２は、ピンボス部の下端をスカート
部の下端より延した。このため、スカート部をより小さ
く軽量にすることができる。従って、アルミ合金製内燃
機関用ピストンの軽量化を十分に図ることができる。

【００５２】請求項３は、壁部がスカート部に交わる部
位において、この部位の内壁を円弧状に形成した。この
ため、スカート部の端部に応力が集中することを防ぐこ
とができる。従って、スカート部の剛性をより高めるこ
とができる。

【００５３】請求項４は、スカート部の肉厚を壁部の肉
厚より薄くした。このため、スカート部をより軽量にす
ることができる。従って、アルミ合金製内燃機関用ピス
トンの軽量化を十分に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピストン
（第１実施の形態）の斜視図

【図２】図１の２矢視図

【図３】図１の３矢視図

【図４】図３の４−４線断面図

【図５】内燃機関用ピストンのスカート部に普通の陽極
酸化皮膜を形成した比較例

【図６】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピストン
（第１実施の形態）の特殊な陽極酸化皮膜処理方法を説
明するフローチャート

【図７】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピストン
（第１実施の形態）の特殊な陽極酸化皮膜処理方法の第
１説明図

【図８】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピストン
（第１実施の形態）の特殊な陽極酸化皮膜処理方法の第
２説明図

【図９】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピストン
（第１実施の形態）の特殊な陽極酸化皮膜の摩擦係数を
示すグラフ

【図１０】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピスト
ン（第２実施の形態）の側面図

【図１１】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピスト
ン（第３実施の形態）の側面図

【図１２】従来の内燃機関用ピストンの側面図

【符号の説明】

１０，６０，７０…アルミ合金製内燃機関用ピストン、
２０，２５，６２，７２…スカート部、２０ａ，２５ａ
…端部（一端）、２０ｂ，２５ｂ…端部（他端）、２
１，２６…外側表面、３０，３２…壁部、３５，３７…
ピンボス部、３６，３８…ピンボス部の下端、４０〜４
３…内壁、５０…陽極酸化皮膜、５２…微細な孔、５４
…潤滑剤、６３…スカート部の下端、ｔ１…スカート部
の肉厚、ｔ２…内壁の肉厚。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ１６Ｊ 1/01 Ｆ１６Ｊ 1/01 1/08 1/08 (72)発明者高田亮太郎埼玉県狭山市新狭山１丁目10番地１ホンダエンジニアリング株式会社内 (72)発明者丸井勇治埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内Ｆターム(参考） 3J044 AA02 AA06 AA12 BA04 BB12 BB40 BC04 CA13 DA09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】コンロッド側から見たときに、スカート
部を対向する一対で構成し、これら一対のスカート部の
対向する端部同士を壁部で連結することで、これら壁部
と前記スカート部とで略矩形を形成させ、且つ前記壁部
の中央にピンボス部を膨出形成したアルミ合金製内燃機
関用ピストンであって、前記スカート部の外側表面にりん酸塩並びにふっ化物を
混合した電解液で陽極酸化皮膜を備え、陽極酸化皮膜の
微細な孔に潤滑剤を含浸させたことを特徴とするアルミ
合金製内燃機関用ピストン。
【請求項２】前記ピンボス部の下端をスカート部の下
端より延したことを特徴とする請求項１記載のアルミ合
金製内燃機関用ピストン。
【請求項３】前記壁部がスカート部に交わる部位にお
いて、この部位の内壁を円弧状に形成したことを特徴と
する請求項１記載のアルミ合金製内燃機関用ピストン。
【請求項４】前記スカート部の肉厚を壁部の肉厚より
薄くしたことを特徴とする請求項１記載のアルミ合金製
内燃機関用ピストン。