JP2005002861A - Piston structure - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンを鋳鋼により全体を接合部のない一体構造としたピストン構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般的に、自動車等に用いられているエンジンのピストンはアルミ合金製のものが主流であった。しかるに、近年におけるエンジンの馬力やトルクの向上或は排気ガスの低減により、燃焼圧力が高まる傾向にあり、アルミ合金製のピストンでは高熱負荷に耐えられなくなってきている。
【0003】
そこで、エンジンの馬力やトルクの向上或は排気ガスの低減による燃焼圧力の高まりに対応するため、最近では、鋳鉄製或は球状黒鉛鋳鉄製のピストン、鍛造鋼製のピストン、図2に示すごとく、鍛造鋼製のピストン上部材aと、球状黒鉛鋳鉄製の、スカート部及びピンボス部を含むピストン下部材bとを溶接cにより接合したピストン(特許文献1参照)、図3に示すごとく、耐熱鋼製のピストン上部材dと、鋳鋼製のピンボス部材eと、鋳鉄製のスカート部材fとを備え、ピストン上部材dとピンボス部材eを拡散接合し、ピンボス部材eとスカート部材fを電子ビーム溶接により接合したピストン(特許文献2参照)、図4に示すごとく、鋼製のピストン上部材gと、鋼製の、スカート部及びピンボス部を含むピストン下部材hとを摩擦溶接接合したピストン(特許文献3参照)等が使用若しくは提案されている。
【0004】
【特許文献1】
特開昭55−153838号公報
【特許文献2】
特開平7−293326号公報
【特許文献3】
米国特許第6526871号明細書
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
鋳鉄製或は球状黒鉛鋳鉄製のピストンは、アルミ合金製のピストンよりも強度は向上するが、高熱負荷に耐えるには未だ不十分である。又、鍛造鋼製のピストンは、強度が向上して高熱負荷に耐えるが、各部の肉厚は厚くなるため、大型化すると共に重量が嵩み、機械加工工数も多くなるため、コストアップを招来する。
【0006】
図2に示すピストンは、強度が向上して高熱負荷に耐えるが、大型化すると共に重量が嵩み、加工工数も多くなるため、コストアップを招来する。又、図3に示すピストンは、強度が向上して高熱負荷に耐えるが、三つの部品を拡散接合及び電子ビーム溶接により接合しているため、工数が掛り、コストアップを招来する。更に、図4に示すピストンは、強度が向上して高熱負荷に耐えるが、大型化すると共に重量が嵩み、更に加工工数も多くなるため、コストアップを招来し、しかも、ピストン上部材gとピストン下部材hとの接合部にばりiが生じ、このばりiが運転中に冷却油路jに脱落して運転に支障が生じる虞があるため、製品としての信頼性が低い。
【0007】
本発明は、上述の実情に鑑み、強度が高くて高熱負荷に耐えることができると共に、小型で薄肉の軽量化を可能にしたピストン構造を提供することを目的としてなしたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明のピストン構造は、ピストンを鋳鋼により全体を接合部のない一体構造としたため、強度が高くて高熱負荷に耐えることができると共に、小型且つ薄肉とすることができ、軽量化が可能となる。又、接合工程を不要にしたので低コストで信頼性の高い製品とすることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1は本発明を実施する形態の一例である。本図示例の特徴は、ピストン全体を、溶融した鋼を鋳型に鋳込んで形成された鋳鋼により、接合部を有することなく、一体に形成した点である。図中、1はピストン、2はピストン1の頂部に形成されて燃焼室の一部を形成する凹部、3はピストン1の上部外周に形成されたピストンリング用の溝、4はピストン1下部に形成されたスカート部、5はピストンピンが挿通されるピンボス、6は冷却用油路である。
【0010】
本図示例のピストン構造におけるピストン1は接合部のない鋳鋼製であるため、強度が高くて高熱負荷に耐えることができると共に、小型且つ薄肉とすることができるため、軽量化することができる。又、接合工程を不要にしたので低コストで信頼性の高い製品とすることができる。
【0011】
なお、本発明のピストン構造は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【0012】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明のピストン構造はピストンを鋳鋼により、接合部を有することのない一体構造としたので強度が高くて高熱負荷に耐えることができると共に、小型且つ薄肉とすることができ、軽量化が可能となり、又、接合工程を不要にしたので低コストで信頼性の高い製品とすることができる、という優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のピストン構造の実施の形態の一例の縦断面図である。
【図2】従来のピストンの一例の縦断面図である。
【図3】従来のピストンの他の例の縦断面図である。
【図4】従来のピストンの又他の例の縦断面図である。
【符号の説明】
1 ピストン[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a piston structure in which a piston is made of cast steel and has an integral structure with no joints.
[0002]
[Prior art]
Generally, the pistons of engines used in automobiles and the like are mainly made of aluminum alloys. However, combustion pressure tends to increase due to recent improvements in engine horsepower and torque, or exhaust gas reduction, and aluminum alloy pistons cannot withstand high heat loads.
[0003]
Therefore, in order to cope with an increase in combustion pressure due to an improvement in engine horsepower and torque or a reduction in exhaust gas, recently, a piston made of cast iron or spheroidal graphite cast iron, a piston made of forged steel, as shown in FIG. The piston upper member a made of forged steel and the piston lower member b made of spheroidal graphite cast iron including the skirt portion and the pin boss portion are joined by welding c (see Patent Document 1), as shown in FIG. A piston upper member d made of steel, a pin boss member e made of cast steel, and a skirt member f made of cast iron are provided, the piston upper member d and the pin boss member e are diffusion-bonded, and the pin boss member e and the skirt member f are connected to an electron beam. A piston joined by welding (see Patent Document 2), as shown in FIG. 4, a steel piston upper member g and a steel piston lower member h including a skirt portion and a pin boss portion are ground. Such welding the piston (see Patent Document 3) have been used or proposed.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 55-1553838 [Patent Document 2]
JP-A-7-293326 [Patent Document 3]
US Pat. No. 6,526,871
[Problems to be solved by the invention]
Cast iron or spheroidal graphite cast iron pistons are stronger than aluminum alloy pistons, but are still insufficient to withstand high heat loads. Forged steel pistons have improved strength and can withstand high heat loads, but the thickness of each part increases, resulting in increased size, increased weight, and increased man-hours for machining, leading to increased costs. To do.
[0006]
The piston shown in FIG. 2 has improved strength and can withstand a high heat load. However, the piston is increased in size and weight, and the number of processing steps increases, resulting in an increase in cost. Further, although the piston shown in FIG. 3 has improved strength and can withstand high heat load, since the three parts are joined by diffusion joining and electron beam welding, the number of steps is increased and the cost is increased. Further, the piston shown in FIG. 4 has improved strength and can withstand a high heat load, but it increases in size and weight, and further increases the number of processing steps, leading to an increase in cost, and the piston upper member g and Since a flash i is generated at the joint with the piston lower member h, and the flash i may drop into the cooling oil passage j during operation, the operation may be hindered. Therefore, the reliability as a product is low.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has an object to provide a piston structure that is high in strength and can withstand a high heat load, and that is small and can be reduced in weight and thickness.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In the piston structure of the present invention, since the piston is made of cast steel and has an integrated structure without a joint, the piston structure is high in strength and can withstand a high heat load, and can be small and thin, and can be reduced in weight. . In addition, since the joining process is unnecessary, a product with low cost and high reliability can be obtained.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is an example of an embodiment for carrying out the present invention. The feature of this illustrated example is that the entire piston is integrally formed of cast steel formed by casting molten steel into a mold without having a joint. In the figure, 1 is a piston, 2 is a recess formed at the top of the
[0010]
Since the
[0011]
It should be noted that the piston structure of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
[0012]
【The invention's effect】
As described above, since the piston structure of the present invention is made of cast steel and has an integral structure without a joint portion as described above, it has high strength and can withstand high heat loads, and can be made small and thin. Thus, it is possible to reduce the weight, and it is possible to obtain an excellent effect that a joining process is not required and a highly reliable product can be obtained at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an example of an embodiment of a piston structure of the present invention.
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an example of a conventional piston.
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of another example of a conventional piston.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of still another example of a conventional piston.
[Explanation of symbols]
1 piston
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003166223A JP2005002861A (en) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | Piston structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003166223A JP2005002861A (en) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | Piston structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005002861A true JP2005002861A (en) | 2005-01-06 |
Family
ID=34092443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003166223A Pending JP2005002861A (en) | 2003-06-11 | 2003-06-11 | Piston structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005002861A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104153909A (en) * | 2014-08-28 | 2014-11-19 | 河南柴油机重工有限责任公司 | Intensive-cooling steel piston of gas engine |
US8910609B2 (en) | 2012-01-27 | 2014-12-16 | Brp-Powertrain Gmbh & Co. Kg | Piston for an internal combustion engine |
CN111622858A (en) * | 2019-02-28 | 2020-09-04 | 强莉莉 | Reducing steel piston and reducing steel piston forming device and forming method |
-
2003
- 2003-06-11 JP JP2003166223A patent/JP2005002861A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8910609B2 (en) | 2012-01-27 | 2014-12-16 | Brp-Powertrain Gmbh & Co. Kg | Piston for an internal combustion engine |
CN104153909A (en) * | 2014-08-28 | 2014-11-19 | 河南柴油机重工有限责任公司 | Intensive-cooling steel piston of gas engine |
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