JP2011208793A

JP2011208793A - 内燃機関用ピストンピン

Info

Publication number: JP2011208793A
Application number: JP2010080016A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Sato; 栄一佐藤; Yasushi Takahashi; 恭高橋
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2011-10-20

Abstract

【課題】内燃機関用中実ピストンピンにおいて、表面処理に際して、１本ずつ治具に挟んで処理で、１バッチに処理可能な本数が少なく、能率が低かった。そこで、複数個の中実ピストンピンに、同時に表面処理を施す手段を提供する。
【解決手段】ピストンピン１の中心部を中実に形成するとともに、両端面に間隔保持用治具３が係合する凹部２を形成した。間隔保持用治具３は、上下に円錐を重ねた形状、即ちそろばん玉形状、を呈している。ピストンピン１の凹部２は円柱状の穴よりなり、端部に間隔保持用治具３と係合する円錐状の面取り部が形成されている。ピストンピン１と間隔保持用治具３とを交互に表面処理用治具４に装着して表面処理を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、内燃機関用ピストンピン１に関するものであり、特にその表面処理の手段に関するものである。

一般の鋼鉄製ピストンピンは中空形状であるから、ピストンピンに表面処理を施す場合は、特許文献１に開示されているように、ピストンピンの中空部を貫通する棒材に複数個のピストンピンを積み重ねて表面処理を施すことができる。

ピストンピン軽量化のために、Ｔｉ-Ａｌ合金のような材料でピストンピンを作成する場合は、この材料はクラックの発生の可能性があるため、中空形状にすると中空部内にクラックが生じていても点検が難しいので、Ｔｉ-Ａｌ合金製ピストンピンは中実に製作される。

中実ピストンピンに表面処理を施す場合は、これまで、複数個のピストンピンを積み重ねて表面処理を施すための手段がなかったため、１本ずつ治具に挟んで処理されていたので１バッチに処理可能な本数が少なく、能率が低かった。

特開２００４−５９９３５号公報（図１、図２）

本発明は、中実ピストンピンに表面処理を施すに際して、１本ずつ治具に挟んで処理するのではなく、複数個の中実ピストンピンに、同時に表面処理を施す手段を提供しようとするものである。

本発明は上記課題を解決したものであって、請求項１に記載の発明は、
内燃機関用ピストンピン１において、ピストンピン１の中心部を中実に形成するとともに、両端面に間隔保持用治具が係合する凹部２を形成したことを特徴とする内燃機関用ピストンピンに関するものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関用ピストンピン１において、
上記間隔保持用治具３は、上下に円錐を重ねた形状、即ちそろばん玉形状、を呈していることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用ピストンピン１において、
上記ピストンピン１の上記凹部２は円柱状の穴よりなり、端部に上記間隔保持用治具３と係合する円錐状の面取り部２ａが形成されていることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れかに記載の内燃機関用ピストンピン１において、
上記凹部２の直径Ｅはピストンピン１の直径Ｄの１／３より小さいことを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の内燃機関用ピストンピン１において、
上記ピストンピン１は、Ｔｉ−Ａｌ合金で形成されていることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れかに記載の内燃機関用ピストンピン１において、
上記ピストンピン１は、セラミックスにて形成されていることを特徴とするものである。

請求項１の発明において、
ピストンピン１の軽量化を図ることができるとともに、上記凹部２に嵌る間隔保持用治具を入れて複数個のピストンピン１を重ねて、一度に複数個の表面処理を行うことができる。

請求項２の発明において、
間隔保持用治具３を作るための加工が容易であり、装着が容易である。

請求項３の発明において、
間隔保持用治具３を装着した際の安定性が良い。

請求項４の発明において、凹部２の加工が容易である。また、凹部２の周囲部の強度を確保することができる。

請求項５の発明において、ピストンピン１の軽量化を図ることができる。

請求項６の発明において、ピストンピン１の一層の軽量化を図ることができる。また、ピストンピン１の強度を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る内燃機関用ピストンピン１の図面であり、図（ａ）は側面図、図（ｂ）は軸方向から見た図である。上記間隔保持用治具３の断面図であり、図（ａ）は側面図、図（ｂ）は軸方向から見た図である。上記ピストンピン１と間隔保持用治具３とを積み重ねた状態の図である。表面処理用治具４に、ピストンピン１と間隔保持用治具３を装着した状態の図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る内燃機関用ピストンピン１の図面であり、図（ａ）は側面図、図（ｂ）は軸方向から見た図である。図（ａ）の上半部は断面、下半部は外観を示している。このピストンピン１は、Ｔｉ-Ａｌ金属間化合物で成形されている。これは、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）を合成反応温度以下で急冷凝固させ、アルミニウム粉末冶金で利用される粉末合金の固化成形技術を用いてチタンとアルミニウムの緻密な混合材料を製作し、この混合材にピストンピン１の形状を付与した後、反応焼結法によってピストンピン本体を製造したものである。なお、ピストンピンは溶製材から押し出し成形しても良い。ピストンピン１の両端部の凹部は、上記形状付与時に形状を付与するか、又は機械加工によって形成する。上記凹部２は円柱状の穴であり、端部に間隔保持用治具３と係合する円錐状の面取り部２ａが形成されている。これは、間隔保持用治具３を装着した時の安定性を良くするためである。

上記ピストンピン１は、Ｔｉ−Ａｌ合金で形成されているので、軽量である。上記ピストンピン１の端部の凹部２の直径Ｅは、ピストンピン１の直径Ｄの１／３より小さい。したがって、凹部２の加工が容易であり、穴の周囲部の強度を確保することができる。なお、上記ピストンピン１は、SiC（炭化珪素）、SiN（窒化珪素）等の硬度の高いセラミックスで形成されていても良い。これによって、ピストンピン１の一層の軽量化を図り、また、ピストンピン１の強度を高めることができる。

図２は、上記ピストンピン１の表面処理を行なうに際して用いる間隔保持用治具３の断面図であり、図（ａ）は側面図、図（ｂ）は軸方向から見た図である。この治具は、鋼材またはアルミ合金材を用いて、機械加工または鍛造で製作されるそろばん玉形状のものである。間隔保持用治具３の形状としては、ピストンピン１の端面にフィットする鍋蓋のような形状（円板の中央部両側に円筒状突起のあるもの）が、ピストンピン１を積み重ねる時、安定が良いが、そろばん玉形状の治具３は、ピストンピン１と接触する面積が小さいので、表面処理の際に、ピストンピン１と治具３とが癒着する可能性が小さい。また、ピストンピン１端部の穴の径が異なるピストンピン１との係合も可能であるので、この形状の間隔保持用治具３の汎用性は高い。

図３は、上記ピストンピン１と間隔保持用治具３とを積み重ねた状態の図である。間隔保持用治具３はピストンピン１の凹部２の円柱状の穴に当接して安定良く積み重ねられる。

一般の鋼材製ピストンピンは中空形状であり、中心貫通孔を備えているから、ピストンピンに表面処理を施す場合は、ピストンピンの中空部を貫通する棒材に複数個のピストンピンを積み重ねて表面処理を施すことができる。

本実施形態のピストンピン１は、軽量化のために、Ｔｉ-Ａｌ合金で作成されている。この材料は、クラックの発生の可能性があるため、中空形状にすると中空部内にクラックが生じていても点検が難しい。このため、本実施形態のピストンピン１は中実に製作されている。

中実ピストンピン１には、これまで、複数個のピストンピンを積み重ねて表面処理を施す手段がなかったため、表面処理を施す場合は、１本ずつ治具に挟んで処理されていたので１バッチに処理可能な本数が少なく、能率が低かった。

図４は、上記ピストンピン１の表面処理を行なうために、表面処理用治具４にピストンピン１と間隔保持用治具３とを装着した状態の図である。表面処理は、耐磨耗性向上のために行われるものであり、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）が真空蒸着される。上記のピストンピン１の形状、間隔保持用治具３の形状、及び表面処理用治具４の構成によって、複数個のピストンピン１を重ねて、一度に表面処理を行うことが可能となった。

以上詳述したように、上記実施形態においては次のような効果がもたらされる。
（１）内燃機関用ピストンピン１の中心部を中実に形成するとともに、両端面に間隔保持用治具３が係合する凹部２を形成したので、ピストンピン１の軽量化を図ることができるとともに、上記凹部２に嵌る間隔保持用治具３を入れて複数個のピストンピン１を重ねて、一度に表面処理を行うことができる。
（２）上記間隔保持用治具３は、上下に円錐を重ねた形状、即ちそろばん玉形状、を呈しているので、間隔保持用治具３を作るための加工が容易であり、装着が容易である。
（３）上記ピストンピン１の上記凹部２は円柱状の穴よりなり、端部に上記間隔保持用治具３と係合する円錐状の面取り部２ａが形成されているので、間隔保持用治具３を装着した際の安定性が良い。
（４）上記凹部２の直径Ｅはピストンピン１の直径Ｄの１／３より小さい。このため、凹部２の加工が容易であり、また、凹部２の周囲の強度を確保することができる。
（５）上記ピストンピン１は、Ｔｉ−Ａｌ合金で形成されているので、軽量である。
（６）上記ピストンピン１は、セラミックスで形成されていても良い。これによって、一層軽量化を図ることができると共に、ピストンピン１の強度を高めることができる。

１…ピストンピン、２…凹部、２ａ…面取り部、３…間隔保持用治具、４…表面処理用治具、Ｄ…ピストンピンの直径、Ｅ…凹部の直径

Claims

内燃機関用ピストンピン(１)において、ピストンピン(１)の中心部を中実に形成するとともに、両端面に間隔保持用治具(３)が係合する凹部(２)を形成したことを特徴とする内燃機関用ピストンピン(１)。
上記間隔保持用治具(３)は、上下に円錐を重ねた形状、即ちそろばん玉形状、を呈していることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用ピストンピン。
上記ピストンピン(１)の上記凹部(２)は円柱状の穴よりなり、端部に上記間隔保持用治具(３)と係合する円錐状の面取り部(２ａ)が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の内燃機関用ピストンピン。
上記凹部(２)の直径(Ｅ)はピストンピン(１)の直径(Ｄ)の１／３より小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載の内燃機関用ピストンピン。
上記ピストンピン(１)は、Ｔｉ−Ａｌ合金で形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の内燃機関用ピストンピン。
上記ピストンピン(１)は、セラミックスにて形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載の内燃機関用ピストンピン。