JP2738119B2 - 軽量ピストン - Google Patents
軽量ピストンInfo
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- JP2738119B2 JP2738119B2 JP2069017A JP6901790A JP2738119B2 JP 2738119 B2 JP2738119 B2 JP 2738119B2 JP 2069017 A JP2069017 A JP 2069017A JP 6901790 A JP6901790 A JP 6901790A JP 2738119 B2 JP2738119 B2 JP 2738119B2
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- resin
- lightweight
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- 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
- F02F3/0015—Multi-part pistons
- F02F3/003—Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping
-
- 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
- F02F2200/00—Manufacturing
- F02F2200/04—Forging of engine parts
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ピストンスカートが耐熱性樹脂の焼結体に
て形成されている軽量ピストンに関する。
て形成されている軽量ピストンに関する。
（従来の技術） ピストンがシリンダ内部を往復する、いわゆるレシプ
ロエンジンでは、ピストン及びコンロッドの往復慣性質
量を低減することは、エンジンの最高回転数の増加に伴
なう出力増大や、クランクシャフトと軸受との間にて発
生するいわゆるメタル打音の低減に対して効果が非常に
大であることが知られている。
ロエンジンでは、ピストン及びコンロッドの往復慣性質
量を低減することは、エンジンの最高回転数の増加に伴
なう出力増大や、クランクシャフトと軸受との間にて発
生するいわゆるメタル打音の低減に対して効果が非常に
大であることが知られている。
そこで、ピストンをアルミニウム合金にて作成し、上
記往復慣性質量を低減することが実施されている。
記往復慣性質量を低減することが実施されている。
また、ピストンの質量を更に低減させるために、マグ
ネシウム合金にてピストンを作成することも実施されて
いる。
ネシウム合金にてピストンを作成することも実施されて
いる。
そして更には、ピストンの一部を樹脂等にて作成し、
ピストンの質量をより一層低減させるものが提案されて
いる。
ピストンの質量をより一層低減させるものが提案されて
いる。
例えば、ピストンスカートを繊維強化樹脂にて作成
し、該繊維強化樹脂からなるピストンスカートにセラミ
ック等の耐熱性に優れた材料にて作成されたピストンヘ
ッドを接続した複合ピストンが、特公平１−54541号公
報に記載されている。
し、該繊維強化樹脂からなるピストンスカートにセラミ
ック等の耐熱性に優れた材料にて作成されたピストンヘ
ッドを接続した複合ピストンが、特公平１−54541号公
報に記載されている。
また、繊維強化樹脂にて作成されたピストンスカート
外周面に潤滑性に優れた潤滑層を被着させ、ピストンの
潤滑性と耐摩耗性を向上させた繊維強化樹脂製ピストン
が、特願昭60−79142号公報に記載されている。
外周面に潤滑性に優れた潤滑層を被着させ、ピストンの
潤滑性と耐摩耗性を向上させた繊維強化樹脂製ピストン
が、特願昭60−79142号公報に記載されている。
（発明が解決しようとする課題） 上記各公報に記載されているピストンスカートを形成
する繊維強化樹脂は、マトリクスである樹脂の耐熱温度
が200℃程度しかない。
する繊維強化樹脂は、マトリクスである樹脂の耐熱温度
が200℃程度しかない。
よって、エンジンを長時間運転させるとマトリクスで
ある樹脂が変性し強度が低下するという問題がある。
ある樹脂が変性し強度が低下するという問題がある。
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ピスト
ンスカートが従来の繊維強化樹脂より耐熱性に優れた樹
脂にて作成された軽量ピストンを提供しようとするもの
である。
ンスカートが従来の繊維強化樹脂より耐熱性に優れた樹
脂にて作成された軽量ピストンを提供しようとするもの
である。
（課題を解決するための手段） 本発明によれば、樹脂からなり表面が金属被膜にて被
覆された粉体粒子の焼結体からなるピストンスカート
と、耐熱性材料からなり該ピストンスカートに連結され
たピストンヘッドとからなることを特徴とする軽量ピス
トンを提供できる。
覆された粉体粒子の焼結体からなるピストンスカート
と、耐熱性材料からなり該ピストンスカートに連結され
たピストンヘッドとからなることを特徴とする軽量ピス
トンを提供できる。
（作用） 本発明の軽量ピストンでは、樹脂からなり表面が金属
被膜にて被覆された粉体粒子をプラズマ焼結することに
よって作成される耐熱性焼結体にてピストンスカートを
作成するので、エンジンを長時間運転してもピストンス
カートの強度が低下しない。
被膜にて被覆された粉体粒子をプラズマ焼結することに
よって作成される耐熱性焼結体にてピストンスカートを
作成するので、エンジンを長時間運転してもピストンス
カートの強度が低下しない。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明す
る。
る。
第１図は、耐熱焼結体を作成する工程を示す図であ
る。
る。
円筒状の型１内部に嵌入された第１電極２と第２電極
３との間に複合粉体４を充填する。
３との間に複合粉体４を充填する。
尚、該第１電極２と第２電極３とは共に黒鉛もしくは
超強合金により作成されている。
超強合金により作成されている。
該複合粉体４は、アクリル樹脂からなる粉体粒子表面
に、アルミニウムを置換鍍金法にて被着させたものであ
る。
に、アルミニウムを置換鍍金法にて被着させたものであ
る。
ところで、該アクリル樹脂に代え、ポリオレフィン樹
脂、塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル樹脂、フェノー
ル樹脂、シリコン樹脂及びフッ素樹脂の内のいづれかを
用いてもよく、また表面に被着させるアルミニウムの代
わりに銅を被着させてもよい。
脂、塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル樹脂、フェノー
ル樹脂、シリコン樹脂及びフッ素樹脂の内のいづれかを
用いてもよく、また表面に被着させるアルミニウムの代
わりに銅を被着させてもよい。
また、被着方法は、上記置換鍍金法のみに限定するも
のではなく、無電解鍍金法、マグネトロン型スパッタリ
ング法、あるいは粉末流動層方式電気鍍金法により被覆
してもよい。
のではなく、無電解鍍金法、マグネトロン型スパッタリ
ング法、あるいは粉末流動層方式電気鍍金法により被覆
してもよい。
本図に示す状態にて、第１電極２と第２電極３とに約
1000KVの電圧で、2000cpmのパルス数のパルス電圧を印
加する。
1000KVの電圧で、2000cpmのパルス数のパルス電圧を印
加する。
そして、該パルス電圧印加と共に、第１電極２と第２
電極３とにより、約1000kg/cm2の圧縮応力を混合粉体４
に作用させ、30〜100秒間該状態を保持する。
電極３とにより、約1000kg/cm2の圧縮応力を混合粉体４
に作用させ、30〜100秒間該状態を保持する。
すると、混合粉体４の粉体粒子間にてプラズマ放電が
発生し、粉体粒子表面に被着しているアルミニウムの表
面の酸化被膜等が除去されるので、該粉体粒子は相互に
強固に結合する。
発生し、粉体粒子表面に被着しているアルミニウムの表
面の酸化被膜等が除去されるので、該粉体粒子は相互に
強固に結合する。
尚、該プラズマ焼結中は混合粉体４の温度は100℃程
度までしか上昇しないので、核となっているアクリル樹
脂が変性、あるいは揮散することはない。
度までしか上昇しないので、核となっているアクリル樹
脂が変性、あるいは揮散することはない。
次の工程を第２図により説明する。
第２図は、鍛造工程を示す図である。
上記第１図に示した工程にて作成された、耐熱焼結体
５を100〜200℃程度に加熱し、窒化珪素等の耐熱高強度
材料の焼結体からなるピストンヘッド６と共に、プレス
ガイド７内に配設する。
５を100〜200℃程度に加熱し、窒化珪素等の耐熱高強度
材料の焼結体からなるピストンヘッド６と共に、プレス
ガイド７内に配設する。
そして、パンチ８を図の下方向へ移動させ、台９とで
鍛造し軽量ピストン11を製造する。
鍛造し軽量ピストン11を製造する。
次の工程を第３図により説明する。
第３図は、仕上工程を示す図である。
11は上記のごとく本発明による軽量ピストンであり、
上記ピストンヘッド６、及び上記耐熱焼結体５からなる
ピストンスカート10から構成されている。
上記ピストンヘッド６、及び上記耐熱焼結体５からなる
ピストンスカート10から構成されている。
そして、上記第２図にて示した鍛造工程終了後に、ピ
ストンスカート10の外周面に、リング溝12、及びピスト
ンピンが嵌入される穴13を機械加工にて設けた状態を示
している。
ストンスカート10の外周面に、リング溝12、及びピスト
ンピンが嵌入される穴13を機械加工にて設けた状態を示
している。
該軽量ピストン11は上記のごとく、ピストンスカート
10を構成する樹脂粉末粒子の表面がアルミニウムもしく
は銅で被覆されているので、樹脂のみ、あるいは繊維強
化樹脂の場合より耐熱性が向上している。
10を構成する樹脂粉末粒子の表面がアルミニウムもしく
は銅で被覆されているので、樹脂のみ、あるいは繊維強
化樹脂の場合より耐熱性が向上している。
よって、該軽量ピストン11は、エンジンの長時間運転
にも充分堪えうるものである。
にも充分堪えうるものである。
尚、以上にて本発明の実施例について詳細に説明した
が、本発明の精神から逸れないかぎりで、種々の異なる
実施例は容易に構成できるから、本発明は前記特許請求
の範囲において記載した限定以外、特定の実施例に制約
されるものではない。
が、本発明の精神から逸れないかぎりで、種々の異なる
実施例は容易に構成できるから、本発明は前記特許請求
の範囲において記載した限定以外、特定の実施例に制約
されるものではない。
（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、樹脂からなり
表面が金属被膜にて被覆された粉体粒子をプラズマ焼結
することによって作成される耐熱性焼結体にてピストン
スカートを作成するので、エンジンを長時間運転しても
ピストンスカートの強度が低下せず、よって実際にエン
ジンに適用することができ、かつエンジンの出力を増大
させ、メタル打音を低減させることができる軽量ピスト
ンを提供できる。
表面が金属被膜にて被覆された粉体粒子をプラズマ焼結
することによって作成される耐熱性焼結体にてピストン
スカートを作成するので、エンジンを長時間運転しても
ピストンスカートの強度が低下せず、よって実際にエン
ジンに適用することができ、かつエンジンの出力を増大
させ、メタル打音を低減させることができる軽量ピスト
ンを提供できる。
第１図は、耐熱焼結体を作成する工程を示す図、第２図
は、鍛造工程を示す図、第３図は、仕上工程を示す図で
ある。 ６……ピストンヘッド、10……ピストンスカート、11…
…軽量ピストン。
は、鍛造工程を示す図、第３図は、仕上工程を示す図で
ある。 ６……ピストンヘッド、10……ピストンスカート、11…
…軽量ピストン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｆ 3/00 ３０２ Ｆ０２Ｆ 3/00 ３０２Ａ Ｆ１６Ｊ 1/01 Ｆ１６Ｊ 1/01
Claims (5)
- 【請求項１】樹脂からなり表面が金属被膜にて被覆され
た粉体粒子の焼結体からなるピストンスカートと、耐熱
性材料からなり該ピストンスカートに連結されたピスト
ンヘッドとからなることを特徴とする軽量ピストン。 - 【請求項２】上記樹脂は、ポリオレフィン樹脂、塩化ビ
ニル樹脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、フェ
ノール樹脂、シリコン樹脂及びフッ素樹脂の内の少なく
とも１種類であることを特徴とする請求項（１）記載の
軽量ピストン。 - 【請求項３】上記金属被膜はアルミニウム及び銅の内の
少なくとも一方であることを特徴とする請求項（１）記
載の軽量ピストン。 - 【請求項４】上記耐熱性材料はセラミック焼結体である
ことを特徴とする請求項（１）記載の軽量ピストン。 - 【請求項５】上記ピストンスカートを形成する焼結体
は、プラズマ焼結法により作成された焼結体であること
を特徴とする請求項（１）記載の軽量ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2069017A JP2738119B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | 軽量ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2069017A JP2738119B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | 軽量ピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03267552A JPH03267552A (ja) | 1991-11-28 |
| JP2738119B2 true JP2738119B2 (ja) | 1998-04-08 |
Family
ID=13390405
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2069017A Expired - Fee Related JP2738119B2 (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | 軽量ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2738119B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1905996B1 (de) * | 2006-09-26 | 2011-01-05 | ThyssenKrupp Metalúrgica Campo Limpo Ltda. | Verfahren zum Herstellen eines Kolbens für Verbrennungsmotoren und Kolben für einen Verbrennungsmotor |
| JP5008627B2 (ja) * | 2008-09-17 | 2012-08-22 | 本田技研工業株式会社 | ピストンおよびその製造方法 |
| EP2971716A1 (de) * | 2013-03-15 | 2016-01-20 | KS Kolbenschmidt GMBH | Zweiteiliger stahlkolben, fügeprozess |
| PL229399B1 (pl) | 2013-03-28 | 2018-07-31 | Genicore Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia | Urządzenie z wielkoprądowym łącznikiem elektronicznym dla konsolidacji materiałów proszkowych oraz sposób konsolidacji materiałów proszkowych za pomocą urządzenia z wielkoprądowym łącznikiem elektronicznym |
-
1990
- 1990-03-19 JP JP2069017A patent/JP2738119B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03267552A (ja) | 1991-11-28 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |