JP2001271704A - アルミ合金製内燃機関用ピストン - Google Patents
アルミ合金製内燃機関用ピストンInfo
- Publication number
- JP2001271704A JP2001271704A JP2000085049A JP2000085049A JP2001271704A JP 2001271704 A JP2001271704 A JP 2001271704A JP 2000085049 A JP2000085049 A JP 2000085049A JP 2000085049 A JP2000085049 A JP 2000085049A JP 2001271704 A JP2001271704 A JP 2001271704A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide film
- anodic oxide
- top ring
- ring groove
- aluminum alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/06—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used
- C25D11/08—Anodisation of aluminium or alloys based thereon characterised by the electrolytes used containing inorganic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D11/00—Electrolytic coating by surface reaction, i.e. forming conversion layers
- C25D11/02—Anodisation
- C25D11/04—Anodisation of aluminium or alloys based thereon
- C25D11/18—After-treatment, e.g. pore-sealing
- C25D11/24—Chemical after-treatment
- C25D11/246—Chemical after-treatment for sealing layers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
- F16J9/12—Details
- F16J9/22—Rings for preventing wear of grooves or like seatings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃焼室内からクランクケース内に洩れるブロ
ーバイガスの量を大きく減らすことができるアルミ合金
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、複数本のリング溝１２，１４，１５のうち、燃焼室
に一番近いトップリング溝１２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を形成し、陽
極酸化皮膜５０の微細な孔に熱硬化性樹脂を含浸させ
た。従って、トップリング溝１２のシール性を高めるこ
とができる。
ーバイガスの量を大きく減らすことができるアルミ合金
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、複数本のリング溝１２，１４，１５のうち、燃焼室
に一番近いトップリング溝１２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を形成し、陽
極酸化皮膜５０の微細な孔に熱硬化性樹脂を含浸させ
た。従って、トップリング溝１２のシール性を高めるこ
とができる。
Description
【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。
た内燃機関用のピストンに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車の内燃機関の性能を向上させるた
めに、ピストンリング溝及びピストンリング間の隙間の
シール性を高めることにより、燃焼室内からクランクケ
ース内に洩れるブローバイガスの量を減少させたピスト
ンが知られている。このピストンに関しては、例えば実
公昭４７−１５５２２号公報「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。
めに、ピストンリング溝及びピストンリング間の隙間の
シール性を高めることにより、燃焼室内からクランクケ
ース内に洩れるブローバイガスの量を減少させたピスト
ンが知られている。このピストンに関しては、例えば実
公昭４７−１５５２２号公報「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は従来のピストンの断面図である。
アルミ合金製のピストン１２０は、トップリング溝１２
１に陽極酸化皮膜１２２を形成し、陽極酸化皮膜１２２
の微細な孔に４ふっ化エチレン樹脂を含浸させたもので
ある。４ふっ化エチレン樹脂を含浸させることで、トッ
プリング溝１２１に燃焼生成物が付着することを防止す
る。このため、トップリング溝１２１及びトップリング
１２５間の隙間のシール性を高めることができる。従っ
て、例えばエンジンの圧縮工程でピストン１２０が矢印
ａの如く上昇する際に、トップリング１２５はピストン
１２０及びシリンダ１２７間の隙間をシールし、かつト
ップリング溝１２１及びトップリング１２５間の隙間を
シールする。
アルミ合金製のピストン１２０は、トップリング溝１２
１に陽極酸化皮膜１２２を形成し、陽極酸化皮膜１２２
の微細な孔に４ふっ化エチレン樹脂を含浸させたもので
ある。４ふっ化エチレン樹脂を含浸させることで、トッ
プリング溝１２１に燃焼生成物が付着することを防止す
る。このため、トップリング溝１２１及びトップリング
１２５間の隙間のシール性を高めることができる。従っ
て、例えばエンジンの圧縮工程でピストン１２０が矢印
ａの如く上昇する際に、トップリング１２５はピストン
１２０及びシリンダ１２７間の隙間をシールし、かつト
ップリング溝１２１及びトップリング１２５間の隙間を
シールする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、アルミ合金に
はＳｉ粒子（図示しない）が含まれており、このＳｉ粒
子がトップリング溝１２１の表面に露出していると、Ｓ
ｉ粒子に陽極酸化皮膜１２２を形成することはできな
い。陽極酸化皮膜１２２はＳｉ粒の部分が凹んだ状態に
なり、陽極酸化皮膜１２２の皮膜面が凹凸状になる。こ
のため、トップリング溝１２１の皮膜面にトップリング
が接触しても皮膜面とトップリングとの間に隙間ができ
てしまい、トップリング溝１２１及びトップリング１２
５間の隙間のシール性が低下する。従って、燃焼室内か
らクランクケース内に矢印ｂの如く洩れるブローバイガ
スの量を大きく減らすことはできない。
はＳｉ粒子（図示しない）が含まれており、このＳｉ粒
子がトップリング溝１２１の表面に露出していると、Ｓ
ｉ粒子に陽極酸化皮膜１２２を形成することはできな
い。陽極酸化皮膜１２２はＳｉ粒の部分が凹んだ状態に
なり、陽極酸化皮膜１２２の皮膜面が凹凸状になる。こ
のため、トップリング溝１２１の皮膜面にトップリング
が接触しても皮膜面とトップリングとの間に隙間ができ
てしまい、トップリング溝１２１及びトップリング１２
５間の隙間のシール性が低下する。従って、燃焼室内か
らクランクケース内に矢印ｂの如く洩れるブローバイガ
スの量を大きく減らすことはできない。
【０００５】そこで、本発明の目的は、燃焼室内からク
ランクケース内に洩れるブローバイガスの量を大きく減
らすことができる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。
ランクケース内に洩れるブローバイガスの量を大きく減
らすことができる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。
【０００６】
【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、複数本のリング溝を備えたアル
ミ合金製内燃機関用ピストンにおいて、前記リング溝の
うち、燃焼室に一番近いトップリング溝に、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形成
し、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。
に本発明の請求項１は、複数本のリング溝を備えたアル
ミ合金製内燃機関用ピストンにおいて、前記リング溝の
うち、燃焼室に一番近いトップリング溝に、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形成
し、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。
【０００７】トップリング溝に、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形成し、陽極酸化
皮膜の微細な孔に潤滑剤を含浸させた。ふっ化物には陽
極酸化皮膜を平坦にする作用があるので、トップリング
溝の壁面を平坦にして、トップリング溝及びトップリン
グ間の隙間のシール性を確保する。加えて、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
る。このため、平坦な陽極酸化皮膜の微細な孔に多量の
潤滑剤を含浸させることが可能になる。潤滑剤は燃焼生
成物を付着させない性質を備えているので、トップリン
グ溝に燃焼生成物が付着することを防ぐ。このため、ト
ップリング溝を平坦に維持してトップリング溝及びトッ
プリング間の隙間のシール性を確保する。
物を混合した電解液で陽極酸化皮膜を形成し、陽極酸化
皮膜の微細な孔に潤滑剤を含浸させた。ふっ化物には陽
極酸化皮膜を平坦にする作用があるので、トップリング
溝の壁面を平坦にして、トップリング溝及びトップリン
グ間の隙間のシール性を確保する。加えて、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
る。このため、平坦な陽極酸化皮膜の微細な孔に多量の
潤滑剤を含浸させることが可能になる。潤滑剤は燃焼生
成物を付着させない性質を備えているので、トップリン
グ溝に燃焼生成物が付着することを防ぐ。このため、ト
ップリング溝を平坦に維持してトップリング溝及びトッ
プリング間の隙間のシール性を確保する。
【０００８】
【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の断面図である。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１１に
複数本のリング溝（トップリング溝１２，セカンドリン
グ溝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１７，１７を形成
し、一対のスカート部１７，１７の間に一対のピンボス
部１８，１８（手前側のピンボス部１８は図示しない）
を形成した部材である。
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の断面図である。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１１に
複数本のリング溝（トップリング溝１２，セカンドリン
グ溝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１７，１７を形成
し、一対のスカート部１７，１７の間に一対のピンボス
部１８，１８（手前側のピンボス部１８は図示しない）
を形成した部材である。
【０００９】図２は図１の２部拡大図であり、アルミ合
金製内燃機関用ピストン１０の複数本のリング溝（トッ
プリング溝１２、セカンドリング溝１４、オイルリング
溝１５）のうち、燃焼室２０に一番近いトップリング溝
１２に、りん酸塩並びにふっ化物を混合した電解液で特
殊な陽極酸化皮膜５０を形成し、図３に示すように陽極
酸化皮膜５０の微細な孔５２・・・（・・・は複数個を示す）
に潤滑剤（熱硬化性樹脂）５４・・・を含浸させた状態を
示す。
金製内燃機関用ピストン１０の複数本のリング溝（トッ
プリング溝１２、セカンドリング溝１４、オイルリング
溝１５）のうち、燃焼室２０に一番近いトップリング溝
１２に、りん酸塩並びにふっ化物を混合した電解液で特
殊な陽極酸化皮膜５０を形成し、図３に示すように陽極
酸化皮膜５０の微細な孔５２・・・（・・・は複数個を示す）
に潤滑剤（熱硬化性樹脂）５４・・・を含浸させた状態を
示す。
【００１０】図３は図２の３部拡大図であり、トップリ
ング溝１２（図２に示す）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ｔ１が略一定で皮膜面５０ａを平坦に形成し、皮膜面
５０ａ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。
ング溝１２（図２に示す）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ｔ１が略一定で皮膜面５０ａを平坦に形成し、皮膜面
５０ａ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。
【００１１】以下、図４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４（ａ）〜（ｃ）は内燃
機関用ピストンのトップリング溝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１
００のトップリング溝１０２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。
法を比較例として説明する。図４（ａ）〜（ｃ）は内燃
機関用ピストンのトップリング溝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１
００のトップリング溝１０２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。
【００１２】（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を含むトップリング溝１０２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１１
８・・・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。
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を含むトップリング溝１０２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１１
８・・・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。
【００１３】（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。しか
し、（ｂ）に示すように陽極酸化皮膜１１３に窪みＤ
１，Ｄ２が発生して陽極酸化皮膜１１３を平坦に生成す
ることが困難であり、トップリング溝の壁面は凹凸状に
なる。従って、トップリング溝及びトップリング間の隙
間のシール性を高め難い。加えて、（ｂ）に示すように
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、ブローバイ
ガスを付着させないという硬化樹脂１１９の性質を十分
に活用することができない。従って、トップリング溝に
ブローバイガスが付着することを十分に防ぐことはでき
ない。
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。しか
し、（ｂ）に示すように陽極酸化皮膜１１３に窪みＤ
１，Ｄ２が発生して陽極酸化皮膜１１３を平坦に生成す
ることが困難であり、トップリング溝の壁面は凹凸状に
なる。従って、トップリング溝及びトップリング間の隙
間のシール性を高め難い。加えて、（ｂ）に示すように
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、ブローバイ
ガスを付着させないという硬化樹脂１１９の性質を十分
に活用することができない。従って、トップリング溝に
ブローバイガスが付着することを十分に防ぐことはでき
ない。
【００１４】以下、図３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５は本発明に
係るアルミ合金製内燃機関用ピストンの特殊な陽極酸化
皮膜処理方法を説明するフローチャートであり、図中Ｓ
Ｔ××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）のトップリング溝を脱脂する。ト
ップリング溝以外をマスクする。なお、アルミ合金製内
燃機関用ピストンの全表面に陽極酸化皮膜を形成する場
合はマスクをしない。 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、トップリング溝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。
極酸化皮膜を形成する方法を説明する。図５は本発明に
係るアルミ合金製内燃機関用ピストンの特殊な陽極酸化
皮膜処理方法を説明するフローチャートであり、図中Ｓ
Ｔ××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）のトップリング溝を脱脂する。ト
ップリング溝以外をマスクする。なお、アルミ合金製内
燃機関用ピストンの全表面に陽極酸化皮膜を形成する場
合はマスクをしない。 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、トップリング溝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。
【００１５】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６〜図７で詳しく説明する。
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６〜図７で詳しく説明する。
【００１６】図６（ａ），（ｂ）は本発明に係るアルミ
合金製内燃機関用ピストン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１０のトップリング溝１２の表面１３を脱脂した状態
を示す。トップリング溝の壁面近傍にはアルミニウムに
Ｓｉ粒５５，５６，５７が分散している。
合金製内燃機関用ピストン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１０のトップリング溝１２の表面１３を脱脂した状態
を示す。トップリング溝の壁面近傍にはアルミニウムに
Ｓｉ粒５５，５６，５７が分散している。
【００１７】（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
の腐食作用でトップリング溝１２の表面１３（（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。
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
の腐食作用でトップリング溝１２の表面１３（（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。
【００１８】このため、トップリング溝１２の表面１３
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の皮膜面５０ａが揃うので、面粗度は小さくな
り、膜厚ｔ１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。
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の皮膜面５０ａが揃うので、面粗度は小さくな
り、膜厚ｔ１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。
【００１９】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５２・・・に含浸した状
態を示す。孔５２・・・の孔径ｄ１が１００ｎｍと大きい
ので、多量の熱硬化性樹脂５３を孔５２・・・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。
合金製内燃機関用ピストン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５２・・・に含浸した状
態を示す。孔５２・・・の孔径ｄ１が１００ｎｍと大きい
ので、多量の熱硬化性樹脂５３を孔５２・・・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。
【００２０】（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３に示す特殊な陽極酸化皮膜
５０に熱硬化性樹脂５４を含浸させた状態になる。
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３に示す特殊な陽極酸化皮膜
５０に熱硬化性樹脂５４を含浸させた状態になる。
【００２１】本発明によれば、トップリング溝１２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を形成し、陽極酸化皮膜５０の微細な孔５２・・・
に潤滑剤５４・・・を含浸させた。ふっ化物には陽極酸化
皮膜５０を平坦にする作用があり、図２に示すトップリ
ング溝１２の壁面（すなわち、陽極酸化皮膜５０の皮膜
表面５０ａ）を平坦にする。
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を形成し、陽極酸化皮膜５０の微細な孔５２・・・
に潤滑剤５４・・・を含浸させた。ふっ化物には陽極酸化
皮膜５０を平坦にする作用があり、図２に示すトップリ
ング溝１２の壁面（すなわち、陽極酸化皮膜５０の皮膜
表面５０ａ）を平坦にする。
【００２２】また、りん酸塩には陽極酸化皮膜５０の微
細な孔５２・・・の孔径ｄ１を大きくする作用がある。こ
のため、平坦な陽極酸化皮膜５０の微細な孔５２・・・に
多量の熱硬化性樹脂５４・・・を含浸させることが可能に
なる。熱硬化性樹脂５４は燃焼生成物を付着させない性
質を備えているので、図２に示すトップリング溝１２に
燃焼生成物が付着することを防ぐ。従って、トップリン
グ溝１２の皮膜表面５０ａを平坦に維持する。
細な孔５２・・・の孔径ｄ１を大きくする作用がある。こ
のため、平坦な陽極酸化皮膜５０の微細な孔５２・・・に
多量の熱硬化性樹脂５４・・・を含浸させることが可能に
なる。熱硬化性樹脂５４は燃焼生成物を付着させない性
質を備えているので、図２に示すトップリング溝１２に
燃焼生成物が付着することを防ぐ。従って、トップリン
グ溝１２の皮膜表面５０ａを平坦に維持する。
【００２３】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。
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。
【００２４】
【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８、図９に基づいて説明する。 共通条件： 供試材 ＡＣ８Ｃ（ＪＩＳ Ｈ ５２０２ 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。
及び図８、図９に基づいて説明する。 共通条件： 供試材 ＡＣ８Ｃ（ＪＩＳ Ｈ ５２０２ 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。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】実施例：アルミ合金製内燃機関用ピストン
のトップリング溝を脱脂した後、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７０Ｖとし
て３０分間電気分解して、トップリング溝に特殊な陽極
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７（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、ＪＩＳ Ｂ ０６０１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。
のトップリング溝を脱脂した後、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７０Ｖとし
て３０分間電気分解して、トップリング溝に特殊な陽極
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７（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、ＪＩＳ Ｂ ０６０１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。
【００２８】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８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。
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８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。
【００２９】
【化１】
【００３０】比較例：アルミ合金製内燃機関用ピストン
のトップリング溝を脱脂した後、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トップリン
グ溝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４（ｂ）参照）が１５ｎ
ｍと小さく、陽極酸化皮膜の表面最大粗さＲｍａｘは１
２〜１３μｍと凸凹である。
のトップリング溝を脱脂した後、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トップリン
グ溝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４（ｂ）参照）が１５ｎ
ｍと小さく、陽極酸化皮膜の表面最大粗さＲｍａｘは１
２〜１３μｍと凸凹である。
【００３１】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８のグラフで詳しく説明する。
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８のグラフで詳しく説明する。
【００３２】図８は本発明に係るアルミ合金製内燃機関
用ピストン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２０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2のとき０．００８、面圧３０ｋｇｆ／ｃｍ2
のとき０．００６、面圧４０ｋｇｆ／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。
用ピストン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２０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2のとき０．００８、面圧３０ｋｇｆ／ｃｍ2
のとき０．００６、面圧４０ｋｇｆ／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。
【００３３】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。
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。
【００３４】図９は本発明に係るアルミ合金製内燃機関
用ピストンの特殊な陽極酸化皮膜の耐面圧を示すグラフ
であり、縦軸は耐面圧ｋｇｆ／ｃｍ2を示し、横軸は温
度℃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。ここで、耐面圧の測定方法について
説明する。先ず、ピストン母材と同じ材質のアルミ合金
片に特殊な陽極酸化皮膜を形成した試験片と、ピストン
リングと同じ材質で形成した加圧部材とを準備する。こ
の試験片を、加熱炉を備えた油圧加振機にセットし、試
験片の特殊な陽極酸化皮膜に加圧部材で荷重をかけ、こ
の荷重を所定の周波数で変化させて片振り圧縮試験を行
い、規定時間後の摩耗量を測定し、この摩耗量に基づい
て特殊な陽極酸化皮膜の耐面圧を求めた。なお、普通の
陽極酸化皮膜の耐面圧も同様に求めた。
用ピストンの特殊な陽極酸化皮膜の耐面圧を示すグラフ
であり、縦軸は耐面圧ｋｇｆ／ｃｍ2を示し、横軸は温
度℃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。ここで、耐面圧の測定方法について
説明する。先ず、ピストン母材と同じ材質のアルミ合金
片に特殊な陽極酸化皮膜を形成した試験片と、ピストン
リングと同じ材質で形成した加圧部材とを準備する。こ
の試験片を、加熱炉を備えた油圧加振機にセットし、試
験片の特殊な陽極酸化皮膜に加圧部材で荷重をかけ、こ
の荷重を所定の周波数で変化させて片振り圧縮試験を行
い、規定時間後の摩耗量を測定し、この摩耗量に基づい
て特殊な陽極酸化皮膜の耐面圧を求めた。なお、普通の
陽極酸化皮膜の耐面圧も同様に求めた。
【００３５】一般に、ピストンの温度分布はトップラン
ドが最も高く略３００℃になる。実施例によれば、陽極
酸化皮膜５０の皮膜面５０ａを平坦にできるので陽極酸
化皮膜５０の耐面圧を高めることができる。具体的に
は、温度が３００℃まで上がっても耐面圧を略２９ｋｇ
ｆ／ｃｍ2に高めることができる。これに対して、比較
例によれば、陽極酸化皮膜１１３の皮膜面が凹凸状にな
り、耐面圧は凹部で規定される。従って、陽極酸化皮膜
１１３の耐面圧を高め難い。具体的には、温度が３００
℃まで上がると耐面圧は略１９ｋｇｆ／ｃｍ2まで下が
る。以下、陽極酸化皮膜の耐面圧を高くした効果を図１
０で説明する。
ドが最も高く略３００℃になる。実施例によれば、陽極
酸化皮膜５０の皮膜面５０ａを平坦にできるので陽極酸
化皮膜５０の耐面圧を高めることができる。具体的に
は、温度が３００℃まで上がっても耐面圧を略２９ｋｇ
ｆ／ｃｍ2に高めることができる。これに対して、比較
例によれば、陽極酸化皮膜１１３の皮膜面が凹凸状にな
り、耐面圧は凹部で規定される。従って、陽極酸化皮膜
１１３の耐面圧を高め難い。具体的には、温度が３００
℃まで上がると耐面圧は略１９ｋｇｆ／ｃｍ2まで下が
る。以下、陽極酸化皮膜の耐面圧を高くした効果を図１
０で説明する。
【００３６】図１０は本発明に係るアルミ合金製内燃機
関用ピストンの第１作用説明図であり、（ａ）は実施例
を示し、（ｂ）は比較例を示す。（ａ）において、エン
ジンの膨張工程でピストン１０が矢印の如く下降す
る。このときのピストン１０の温度は略３００℃であ
る。トップリング２２がシリンダ２８に接触しているの
で、トップリング２２がトップリング溝１２の上壁（陽
極酸化皮膜５０の皮膜面５０ａ）に当って上壁を押圧す
る。陽極酸化皮膜５０は、図９に示すように温度３００
℃において、耐面圧が十分に高いので、トップランド２
６の厚さＨを小さく抑えても、トップリング溝１２の隅
部１２ａから亀裂が発生することはない。
関用ピストンの第１作用説明図であり、（ａ）は実施例
を示し、（ｂ）は比較例を示す。（ａ）において、エン
ジンの膨張工程でピストン１０が矢印の如く下降す
る。このときのピストン１０の温度は略３００℃であ
る。トップリング２２がシリンダ２８に接触しているの
で、トップリング２２がトップリング溝１２の上壁（陽
極酸化皮膜５０の皮膜面５０ａ）に当って上壁を押圧す
る。陽極酸化皮膜５０は、図９に示すように温度３００
℃において、耐面圧が十分に高いので、トップランド２
６の厚さＨを小さく抑えても、トップリング溝１２の隅
部１２ａから亀裂が発生することはない。
【００３７】（ｂ）において、エンジンの膨張工程でピ
ストン１００が矢印の如く下降する。このときのピス
トン１００の温度は略３００℃である。トップリング１
０４がシリンダ１０７に接触しているので、トップリン
グ１０４がトップリング溝１０２の上壁（陽極酸化皮膜
１１３の皮膜面１１３ａ）に当って上壁を押圧する。陽
極酸化皮膜１１３は、図９に示すように温度３００℃に
おいて、耐面圧を高めることはできない。このため、ト
ップランド１０５の厚さを（ａ）と同様にＨに設定する
と、トップリング溝１０２の隅部１０２ａから亀裂１０
６が発生する。従って、トップランド１０５の厚さをＨ
より大きなＨ１に設定する必要がある。以下、（ａ）の
トップランド２６の厚さＨを小さく抑えた効果を図１１
で説明する。
ストン１００が矢印の如く下降する。このときのピス
トン１００の温度は略３００℃である。トップリング１
０４がシリンダ１０７に接触しているので、トップリン
グ１０４がトップリング溝１０２の上壁（陽極酸化皮膜
１１３の皮膜面１１３ａ）に当って上壁を押圧する。陽
極酸化皮膜１１３は、図９に示すように温度３００℃に
おいて、耐面圧を高めることはできない。このため、ト
ップランド１０５の厚さを（ａ）と同様にＨに設定する
と、トップリング溝１０２の隅部１０２ａから亀裂１０
６が発生する。従って、トップランド１０５の厚さをＨ
より大きなＨ１に設定する必要がある。以下、（ａ）の
トップランド２６の厚さＨを小さく抑えた効果を図１１
で説明する。
【００３８】図１１は本発明に係るアルミ合金製内燃機
関用ピストンの第２作用説明図である。図１０（ａ）で
示したようにトップリング２６の厚さＨを小さくでき
る。ここで、トップリング２６の厚さＨ及びトップリン
グ２６とシリンダ２８との隙間Ｓで規制される領域Ｅ
（以下、「デッドスペースＥ」という）を小さくでき
る。このため、エンジンの圧縮工程においてピストン１
０が上死点に到達したときにデッドスペースＥに溜まる
燃焼生成物の量を減らすことができる。従って、デッド
スペースＥから矢印の如く流れるブローバイガスを減
らすことができる。
関用ピストンの第２作用説明図である。図１０（ａ）で
示したようにトップリング２６の厚さＨを小さくでき
る。ここで、トップリング２６の厚さＨ及びトップリン
グ２６とシリンダ２８との隙間Ｓで規制される領域Ｅ
（以下、「デッドスペースＥ」という）を小さくでき
る。このため、エンジンの圧縮工程においてピストン１
０が上死点に到達したときにデッドスペースＥに溜まる
燃焼生成物の量を減らすことができる。従って、デッド
スペースＥから矢印の如く流れるブローバイガスを減
らすことができる。
【００３９】また、陽極酸化皮膜５０の皮膜面５０ａが
平坦で、かつ平坦な陽極酸化皮膜５０に多量の熱硬化性
樹脂５４（図３に示す）を含浸させた。このため、トッ
プリング溝１２の皮膜面５０ａに燃焼生成物が付着する
ことを防ぐ。従って、トップリング溝１２の皮膜面５０
ａを平坦に維持して、トップリング溝１２及びトップリ
ング２２間の隙間のシール性を確保することができる。
従って、矢印の如く流れたブローバイガスを矢印の
如く殆ど流れないようにすることができる。この結果、
クランクケース側に洩れるブローバイガスの量を減少さ
せることができるので、自動車の内燃機関の性能を大き
く高めることができる。
平坦で、かつ平坦な陽極酸化皮膜５０に多量の熱硬化性
樹脂５４（図３に示す）を含浸させた。このため、トッ
プリング溝１２の皮膜面５０ａに燃焼生成物が付着する
ことを防ぐ。従って、トップリング溝１２の皮膜面５０
ａを平坦に維持して、トップリング溝１２及びトップリ
ング２２間の隙間のシール性を確保することができる。
従って、矢印の如く流れたブローバイガスを矢印の
如く殆ど流れないようにすることができる。この結果、
クランクケース側に洩れるブローバイガスの量を減少さ
せることができるので、自動車の内燃機関の性能を大き
く高めることができる。
【００４０】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。
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。
【００４１】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。
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。
【００４２】
【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、トップリング溝に、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形成し、陽
極酸化皮膜の微細な孔に潤滑剤を含浸させた。ふっ化物
には陽極酸化皮膜を平坦にする作用があり、トップリン
グ溝の壁面を平坦にすることができる。このため、トッ
プリング溝及びトップリング間の隙間のシール性を確保
することができる。
する。請求項１は、トップリング溝に、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形成し、陽
極酸化皮膜の微細な孔に潤滑剤を含浸させた。ふっ化物
には陽極酸化皮膜を平坦にする作用があり、トップリン
グ溝の壁面を平坦にすることができる。このため、トッ
プリング溝及びトップリング間の隙間のシール性を確保
することができる。
【００４３】加えて、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る。このため、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るこ
とができる。潤滑剤は燃焼生成物を付着させない性質を
備えているので、トップリング溝に燃焼生成物が付着す
ることを防ぐことができる。従って、トップリング溝の
壁面を平坦に維持して、トップリング溝及びトップリン
グ間の隙間のシール性を確保することができる。この結
果、燃焼室内からクランクケース内に洩れるブローバイ
ガスの量を減少させることができるので、自動車の内燃
機関の性能を大きく高めることができる。
な孔の孔径を大きくする作用がある。このため、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るこ
とができる。潤滑剤は燃焼生成物を付着させない性質を
備えているので、トップリング溝に燃焼生成物が付着す
ることを防ぐことができる。従って、トップリング溝の
壁面を平坦に維持して、トップリング溝及びトップリン
グ間の隙間のシール性を確保することができる。この結
果、燃焼室内からクランクケース内に洩れるブローバイ
ガスの量を減少させることができるので、自動車の内燃
機関の性能を大きく高めることができる。
【図１】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピストン
の断面図
の断面図
【図２】図１の２部拡大図
【図３】図２の３部拡大図
【図４】内燃機関用ピストンのトップリング溝に普通の
陽極酸化皮膜を形成した比較例
陽極酸化皮膜を形成した比較例
【図５】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピストン
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
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６】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピストン
の特殊な陽極酸化皮膜処理方法の第１説明図
の特殊な陽極酸化皮膜処理方法の第１説明図
【図７】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピストン
の特殊な陽極酸化皮膜処理方法の第２説明図
の特殊な陽極酸化皮膜処理方法の第２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
の特殊な陽極酸化皮膜の摩擦係数を示すグラフ
の特殊な陽極酸化皮膜の摩擦係数を示すグラフ
【図９】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピストン
の特殊な陽極酸化皮膜の耐面圧を示すグラフ
の特殊な陽極酸化皮膜の耐面圧を示すグラフ
【図１０】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピスト
ンの第１作用説明図
ンの第１作用説明図
【図１１】本発明に係るアルミ合金製内燃機関用ピスト
ンの第２作用説明図
ンの第２作用説明図
【図１２】従来のピストンの断面図
１０…アルミ合金製内燃機関用ピストン、１２…リング
溝（トップリング溝）、１４…リング溝（セカンドリン
グ溝）、１５…リング溝（オイルリング溝）、２６…ト
ップランド、５０…陽極酸化皮膜、５０ａ…皮膜面、５
２…微細な孔、５４…潤滑剤（熱硬化性樹脂）。
溝（トップリング溝）、１４…リング溝（セカンドリン
グ溝）、１５…リング溝（オイルリング溝）、２６…ト
ップランド、５０…陽極酸化皮膜、５０ａ…皮膜面、５
２…微細な孔、５４…潤滑剤（熱硬化性樹脂）。
───────────────────────────────────────────────────── 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 AA12 AA14 BA04 BB11 BB40 BC03 DA09
Claims (1)
- 【請求項１】 複数本のリング溝を備えたアルミ合金製
内燃機関用ピストンにおいて、前記リング溝のうち、燃
焼室に一番近いトップリング溝に、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形成し、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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000085049A JP3789718B2 (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | アルミ合金製内燃機関用ピストン及びアルミ合金製内燃機関用ピストンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000085049A JP3789718B2 (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | アルミ合金製内燃機関用ピストン及びアルミ合金製内燃機関用ピストンの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001271704A true JP2001271704A (ja) | 2001-10-05 |
| JP3789718B2 JP3789718B2 (ja) | 2006-06-28 |
Family
ID=18601437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000085049A Expired - Fee Related JP3789718B2 (ja) | 2000-03-24 | 2000-03-24 | アルミ合金製内燃機関用ピストン及びアルミ合金製内燃機関用ピストンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3789718B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1657326A1 (en) | 2004-11-16 | 2006-05-17 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Aluminium- or magnesium-piston containing 12-25% Silicon, the surface of which is oxidised by microarc-oxidation |
| US7323221B2 (en) * | 2001-12-22 | 2008-01-29 | Leybold Vakuum Gmbh | Coating of objects |
| US7838120B2 (en) | 2004-08-20 | 2010-11-23 | Suzuki Motor Corporation | Anodic oxide film |
-
2000
- 2000-03-24 JP JP2000085049A patent/JP3789718B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7323221B2 (en) * | 2001-12-22 | 2008-01-29 | Leybold Vakuum Gmbh | Coating of objects |
| US7838120B2 (en) | 2004-08-20 | 2010-11-23 | Suzuki Motor Corporation | Anodic oxide film |
| DE102005039614B4 (de) | 2004-08-20 | 2019-05-16 | Suzuki Motor Corp. | Verfahren zur Anodisierung und dadurch hergestellte anodische Oxidschicht sowie ein Aluminium- oder Aluminiumlegierungs-Element |
| EP1657326A1 (en) | 2004-11-16 | 2006-05-17 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Aluminium- or magnesium-piston containing 12-25% Silicon, the surface of which is oxidised by microarc-oxidation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3789718B2 (ja) | 2006-06-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4898659B2 (ja) | ディーゼルエンジン用高強度鋼シリンダライナー | |
| EP0937889B1 (en) | Reciprocating engine having an aluminum engine block and an aluminum piston | |
| US20080236386A1 (en) | Piston | |
| JP2005504884A (ja) | 陽極酸化マグネシウム又はマグネシウム合金製ピストン及びその製造方法 | |
| JP3751498B2 (ja) | アルミ合金製内燃機関用ピストン | |
| JP7411171B2 (ja) | 内燃機関用ピストンの製造方法 | |
| JP2549516B2 (ja) | 内燃機関のピストンおよびその製造方法 | |
| JP4379852B2 (ja) | アルミ合金製内燃機関用ピストン | |
| JP2001271704A (ja) | アルミ合金製内燃機関用ピストン | |
| GB2351681A (en) | Anodizing Si-based aluminum alloy | |
| US20070102300A1 (en) | Method for ceramic electroplating a cylinder assembly of an internal combustion engine | |
| JP2009529097A (ja) | 熱負荷および腐食を受ける機能部材の被膜 | |
| JP4256050B2 (ja) | アルミ合金製内燃機関用ピストン及びその製造方法 | |
| JP2003013799A (ja) | アルミ合金製内燃機関用ピストン及びその製造方法 | |
| JP4261016B2 (ja) | アルミ合金製内燃機関用ピストン | |
| JPH0579564A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JP2001279495A (ja) | アルミ合金製内燃機関用ピストン | |
| JP2003013801A (ja) | アルミ合金製内燃機関用ピストンの製造方法 | |
| JP2001227408A (ja) | アルミ合金製内燃機関用ピストン | |
| JP2001192891A (ja) | アルミニウム合金部品及びその製造方法 | |
| JPH08151953A (ja) | 内燃機関用ピストンおよびその製造方法 | |
| EP3992333A1 (en) | Piston for internal combustion engine and manufacturing method for the same | |
| JP2005201099A (ja) | 内燃機関用ピストン及びシリンダー | |
| JP2006037933A (ja) | 高Ｃｒ鋼製ピストン | |
| RU41340U1 (ru) | Прокладка головки цилиндров двигателя внутреннего сгорания |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050808 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050823 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051017 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060328 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060329 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090407 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100407 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110407 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |