JPH0569980B2 - - Google Patents
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- JPH0569980B2 JPH0569980B2 JP6432884A JP6432884A JPH0569980B2 JP H0569980 B2 JPH0569980 B2 JP H0569980B2 JP 6432884 A JP6432884 A JP 6432884A JP 6432884 A JP6432884 A JP 6432884A JP H0569980 B2 JPH0569980 B2 JP H0569980B2
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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
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-
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- F02F3/0015—Multi-part pistons
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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-
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
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- F05C2201/02—Light metals
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の対象〕
本発明は、内燃エンジン用ピストンに関するも
のであり、更に詳細にはピストンリング溝部の耐
摩耗性向上とピストン頂部の耐熱強度向上とを計
つた、内燃エンジン用ピストンに関するものであ
る。
のであり、更に詳細にはピストンリング溝部の耐
摩耗性向上とピストン頂部の耐熱強度向上とを計
つた、内燃エンジン用ピストンに関するものであ
る。
従来、ピストンリング溝部の耐摩耗性を改善す
る技術は種々知られている。例えば、特開昭58−
93948号公報には、アルミニウム合金の如き軽金
属または軽合金にて構成されたピストンリング溝
のうち、最も過酷な条件下に曝されるトツプリン
グ溝周辺を、耐摩耗性の高い無機質繊維にて複合
強化したアルミニウム合金を溶湯鋳造法等により
アルミニウム母材に鋳ぐるむ、という技術が開示
されている。
る技術は種々知られている。例えば、特開昭58−
93948号公報には、アルミニウム合金の如き軽金
属または軽合金にて構成されたピストンリング溝
のうち、最も過酷な条件下に曝されるトツプリン
グ溝周辺を、耐摩耗性の高い無機質繊維にて複合
強化したアルミニウム合金を溶湯鋳造法等により
アルミニウム母材に鋳ぐるむ、という技術が開示
されている。
上記した従来技術に於いては、無機質繊維にて
複合強化されたトツプリング溝周辺は耐摩耗性が
向上するが、しかし高温強度については、一般ア
ルミニウム合金のみで形成されるピストンの場合
とほどんど変わらない。即ち、耐摩耗性の高い無
機質繊維にて、ピストンリング溝部とピストン頂
部とを溶湯鋳造法等により複合強化したとして
も、ピストン頂部の耐熱強度は十分確保すること
ができない。この様に上記した従来技術に於いて
は、ピストンリング溝部周辺の耐摩耗性とピスト
ン頂部の高温強度を同時に達成できるものではな
い。その為、エンジン性能を向上させるのにピス
トン頂面に加わる熱負荷を増大させようとする場
合には、つまりピストン頂面に加わる燃焼圧力が
増大する場合には、ピストン頂部の強度を向上さ
せる必要がある。その結果、ピストン頂部の肉厚
を増やして強度の向上を計ると、ピストンの重量
が増大するという問題があつた。
複合強化されたトツプリング溝周辺は耐摩耗性が
向上するが、しかし高温強度については、一般ア
ルミニウム合金のみで形成されるピストンの場合
とほどんど変わらない。即ち、耐摩耗性の高い無
機質繊維にて、ピストンリング溝部とピストン頂
部とを溶湯鋳造法等により複合強化したとして
も、ピストン頂部の耐熱強度は十分確保すること
ができない。この様に上記した従来技術に於いて
は、ピストンリング溝部周辺の耐摩耗性とピスト
ン頂部の高温強度を同時に達成できるものではな
い。その為、エンジン性能を向上させるのにピス
トン頂面に加わる熱負荷を増大させようとする場
合には、つまりピストン頂面に加わる燃焼圧力が
増大する場合には、ピストン頂部の強度を向上さ
せる必要がある。その結果、ピストン頂部の肉厚
を増やして強度の向上を計ると、ピストンの重量
が増大するという問題があつた。
そこで本発明は、ピストン頂部の肉厚を増やさ
ずピストン頂部の強度を向上させることを、その
技術的課題とする。
ずピストン頂部の強度を向上させることを、その
技術的課題とする。
上記技術的課題を解決するために講じた技術的
手段は、ピストン本体のアツパー部分を急冷凝固
アルミニウム粉末合金より形成し、ピストンリン
グ溝周辺にオイルギヤラリーを設ける、ことであ
る。
手段は、ピストン本体のアツパー部分を急冷凝固
アルミニウム粉末合金より形成し、ピストンリン
グ溝周辺にオイルギヤラリーを設ける、ことであ
る。
急冷凝固アルミニウム粉末合金とは、溶融アル
ミニウム合金を急冷凝固することにより、シリコ
ンや鉄等の合金元素を析出させることなく過飽和
に固溶させてアルミニウム母相を硬くした高シリ
コン含有アルミニウム合金であり、その組成は均
一でしかも結晶粒径が非常に小さいので、従来の
アルミニウム合金鋳物では得られないような優れ
た耐摩耗性と耐熱強度を有している。この急冷凝
固アルミニウム粉末合金を、ピストンリング溝部
及びピストン頂部を含むアツパー部分の部材とし
て使用することにより、ピストンリング溝部周辺
の耐摩耗性とピストン頂部の耐摩耗強度とを同時
に向上させることができる。且つ、ピストン頂面
に加わる熱負荷を増大させてエンジン性能を向上
させた場合でも、ピストン頂部の肉厚を増加する
必要はなく、逆にピストン頂部肉厚の薄肉化が可
能となり軽量化が図れる。また、ピストン頂面に
加わる熱負荷を増大させた場合には、ピストン頂
面の高熱がピストンリング溝周辺に伝達される
が、ピストンリング溝周辺にオイル冷却用通路で
あるオイルギヤラリーが設けられており、且つピ
ストンリング溝周辺は耐熱強度に優れた部材から
成つているので、ピストンリング溝周辺の温度が
上昇することはない。仮に、ピストンリング溝周
辺の温度がピストン頂面の高熱の影響で上昇した
としても、ピストンリング溝周辺の材料強度が低
下することはない。
ミニウム合金を急冷凝固することにより、シリコ
ンや鉄等の合金元素を析出させることなく過飽和
に固溶させてアルミニウム母相を硬くした高シリ
コン含有アルミニウム合金であり、その組成は均
一でしかも結晶粒径が非常に小さいので、従来の
アルミニウム合金鋳物では得られないような優れ
た耐摩耗性と耐熱強度を有している。この急冷凝
固アルミニウム粉末合金を、ピストンリング溝部
及びピストン頂部を含むアツパー部分の部材とし
て使用することにより、ピストンリング溝部周辺
の耐摩耗性とピストン頂部の耐摩耗強度とを同時
に向上させることができる。且つ、ピストン頂面
に加わる熱負荷を増大させてエンジン性能を向上
させた場合でも、ピストン頂部の肉厚を増加する
必要はなく、逆にピストン頂部肉厚の薄肉化が可
能となり軽量化が図れる。また、ピストン頂面に
加わる熱負荷を増大させた場合には、ピストン頂
面の高熱がピストンリング溝周辺に伝達される
が、ピストンリング溝周辺にオイル冷却用通路で
あるオイルギヤラリーが設けられており、且つピ
ストンリング溝周辺は耐熱強度に優れた部材から
成つているので、ピストンリング溝周辺の温度が
上昇することはない。仮に、ピストンリング溝周
辺の温度がピストン頂面の高熱の影響で上昇した
としても、ピストンリング溝周辺の材料強度が低
下することはない。
ピストンリング溝周辺にオイルギヤラリーが設
けられているので、該ギヤラリー内の冷却オイル
の作用でピストン頂部が冷却され、ピストン頂部
の材料強度が向上する。従つて、ピストン頂部肉
厚の薄肉化が可能となり軽量化が達成できる。同
時に、ピストンリング溝周辺も冷却されるので、
オイルリング溝周辺の温度も下降する。従つて、
オイルリング溝の摩耗量が減少して、エンジンオ
イルの消費量を抑制することができる。
けられているので、該ギヤラリー内の冷却オイル
の作用でピストン頂部が冷却され、ピストン頂部
の材料強度が向上する。従つて、ピストン頂部肉
厚の薄肉化が可能となり軽量化が達成できる。同
時に、ピストンリング溝周辺も冷却されるので、
オイルリング溝周辺の温度も下降する。従つて、
オイルリング溝の摩耗量が減少して、エンジンオ
イルの消費量を抑制することができる。
以下、本発明を具体化した一実施例について、
添付図面に基づいて説明する。
添付図面に基づいて説明する。
図面に示される内燃エンジン用ピストン１０に
於いて、そのピストン本体１１は、ピストンリン
グ溝１２とピストン頂部１３を含むアツパー部分
１４と、スカート部１５とピンボス部１６を含む
ロアー部分１７とから構成される。ピストンリン
グ溝にはトツプリング溝を成すものでピストン圧
縮リング（図示せず）が嵌合される。セカンドピ
ストンリング溝１８とオイルリング１９はロアー
部分１７に形成され、該ピストンリング溝１８に
はピストン圧縮リング（図示せず）が、オイルリ
ング溝１９にはオイルリング（図示せず）が夫々
嵌合される。ピンボス部１６には、ピストンピン
（図示せず）が挿入される。
於いて、そのピストン本体１１は、ピストンリン
グ溝１２とピストン頂部１３を含むアツパー部分
１４と、スカート部１５とピンボス部１６を含む
ロアー部分１７とから構成される。ピストンリン
グ溝にはトツプリング溝を成すものでピストン圧
縮リング（図示せず）が嵌合される。セカンドピ
ストンリング溝１８とオイルリング１９はロアー
部分１７に形成され、該ピストンリング溝１８に
はピストン圧縮リング（図示せず）が、オイルリ
ング溝１９にはオイルリング（図示せず）が夫々
嵌合される。ピンボス部１６には、ピストンピン
（図示せず）が挿入される。
アツパー部分１４は急冷凝固アルミニウム粉末
合金より成り、一方ロアー部分１７は一般アルミ
ニウム合金鋳物より成る。両部分１４，１７は電
子ビーム溶接２０により一体に接合され、該接合
によりピストンリング溝１２，１８周辺にオイル
ギヤラリー２１が構成される。オイルギヤラリー
２１は冷却オイル用の通路で、該冷却オイルの作
用でピストンオイル溝１２，１８周辺及びピスト
ン頂部１３が冷却される。
合金より成り、一方ロアー部分１７は一般アルミ
ニウム合金鋳物より成る。両部分１４，１７は電
子ビーム溶接２０により一体に接合され、該接合
によりピストンリング溝１２，１８周辺にオイル
ギヤラリー２１が構成される。オイルギヤラリー
２１は冷却オイル用の通路で、該冷却オイルの作
用でピストンオイル溝１２，１８周辺及びピスト
ン頂部１３が冷却される。
急冷凝固アルミニウム粉末合金は、耐摩耗性と
耐熱強度に優れた材料であり、この粉末合金の採
用により、ピストンリング溝部１２の耐摩耗性と
ピストン頂部１３の耐熱強度とを同時に向上させ
ることができる。
耐熱強度に優れた材料であり、この粉末合金の採
用により、ピストンリング溝部１２の耐摩耗性と
ピストン頂部１３の耐熱強度とを同時に向上させ
ることができる。
尚、本実施例に於いては、電子ビーム溶接によ
るアツパー部分１４とロアー部分１７との接合面
が、トツプリング溝１２とセカンドリング溝１８
との間に位置しているが、この接合面を、セカン
ドリング溝１８とオイルリング溝１９との間に、
或いはオイルリング溝１９の下方部に位置させる
ことは、必要に応じて任意に行うことができる。
るアツパー部分１４とロアー部分１７との接合面
が、トツプリング溝１２とセカンドリング溝１８
との間に位置しているが、この接合面を、セカン
ドリング溝１８とオイルリング溝１９との間に、
或いはオイルリング溝１９の下方部に位置させる
ことは、必要に応じて任意に行うことができる。
図面は本発明に従つた内燃エンジン用ピストン
の一実施例を示す断面図である。 １０……内燃エンジン用ピストン、１１……ピ
ストン本体、１２……ピストンリング溝、１３…
…ピストン頂部、１４……アツパー部分、１５…
…スカート部、１６……ピンボス部、１７……ロ
アー部分、２０……電子ビーム溶接、２１……オ
イルギヤラリー。
の一実施例を示す断面図である。 １０……内燃エンジン用ピストン、１１……ピ
ストン本体、１２……ピストンリング溝、１３…
…ピストン頂部、１４……アツパー部分、１５…
…スカート部、１６……ピンボス部、１７……ロ
アー部分、２０……電子ビーム溶接、２１……オ
イルギヤラリー。
Claims (1)
- １ ピストンリング溝部及びピストン頂部を含む
アツパー部分と、スカート部及びピンボス部を含
むロアー部分との接合によりピストン本体を構成
し、前記アツパー部分を急冷凝固アルミニウム粉
末合金より形成し、前記ピストンリング溝周辺に
オイルギヤラリーを設けることを特徴とする内燃
エンジン用ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6432884A JPS60206959A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 内燃エンジン用ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6432884A JPS60206959A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 内燃エンジン用ピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60206959A JPS60206959A (ja) | 1985-10-18 |
| JPH0569980B2 true JPH0569980B2 (ja) | 1993-10-04 |
Family
ID=13255058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6432884A Granted JPS60206959A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 内燃エンジン用ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60206959A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63255550A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-21 | Hino Motors Ltd | エンジンのピストン |
| JPH03290047A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-19 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 内燃機関のピストン |
| BR9005370A (pt) * | 1990-10-18 | 1992-06-16 | Metal Leve Sa | Processo de fabricacao de embolo refrigerado |
| CN102310259A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-01-11 | 桐乡市易锋机械厂 | 活塞电子束焊接方法 |
| US20150337959A1 (en) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | Federal-Mogul Corporation | Piston with keystone second ring groove for high temperature internal combustion engines |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP6432884A patent/JPS60206959A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60206959A (ja) | 1985-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |