JPH06159133A - ピストン - Google Patents
ピストンInfo
- Publication number
- JPH06159133A JPH06159133A JP33955492A JP33955492A JPH06159133A JP H06159133 A JPH06159133 A JP H06159133A JP 33955492 A JP33955492 A JP 33955492A JP 33955492 A JP33955492 A JP 33955492A JP H06159133 A JPH06159133 A JP H06159133A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- steel
- engine
- aluminum
- skirt
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0448—Steel
Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 機関の燃費を向上するとともに、耐久性、軽
量性、オイル消費性、ブローバイガス低減性を向上する
こと。 【構成】 ピストンヘッド２１とピストンリング部２２
とボス部２３とを備えたピストン本体部２０を鋼材にて
形成するとともに、ピストンスカート部３０を鋼材にて
形成し、ピストン本体部２０におけるピストンリング部
２２の下端外周部にピストンスカート部３０を接合して
なるもの。
量性、オイル消費性、ブローバイガス低減性を向上する
こと。 【構成】 ピストンヘッド２１とピストンリング部２２
とボス部２３とを備えたピストン本体部２０を鋼材にて
形成するとともに、ピストンスカート部３０を鋼材にて
形成し、ピストン本体部２０におけるピストンリング部
２２の下端外周部にピストンスカート部３０を接合して
なるもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のピストンに関
する。
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ピストンとして、アルミニウムピ
ストン、或いはセラミックピストンがある。
ストン、或いはセラミックピストンがある。
【０００３】アルミニウムピストンは、断熱度が低く、
冷却性が高いため、高負荷領域での機関の燃費を向上可
能とする（図２のａ）。
冷却性が高いため、高負荷領域での機関の燃費を向上可
能とする（図２のａ）。
【０００４】セラミックピストンは、断熱度が高いた
め、機関の冷却損失が高い軽負荷領域での機関の燃費を
向上可能とする（図２のｂ）。
め、機関の冷却損失が高い軽負荷領域での機関の燃費を
向上可能とする（図２のｂ）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来のア
ルミニウムピストン、セラミックピストンでは、自動車
用内燃機関等で実用上の使用頻度の高い中負荷領域（図
２のＮ）での機関の燃費を悪くする。
ルミニウムピストン、セラミックピストンでは、自動車
用内燃機関等で実用上の使用頻度の高い中負荷領域（図
２のＮ）での機関の燃費を悪くする。
【０００６】即ち、アルミニウムピストンは、冷却性が
高いため、機関の冷却損失が高い軽負荷〜中負荷領域で
の機関の燃費を悪くする（図２のａ）。
高いため、機関の冷却損失が高い軽負荷〜中負荷領域で
の機関の燃費を悪くする（図２のａ）。
【０００７】また、セラミックピストンは、断熱度が高
いため、中負荷〜高負荷領域での機関の燃費を悪くする
（図２のｂ）。
いため、中負荷〜高負荷領域での機関の燃費を悪くする
（図２のｂ）。
【０００８】尚、ピストンには、機関の燃費向上の他、
耐久性、軽量性、オイル消費性、ブローバイガス低減性
を具備することが望まれる。
耐久性、軽量性、オイル消費性、ブローバイガス低減性
を具備することが望まれる。
【０００９】本発明は、機関の燃費を向上するととも
に、耐久性、軽量性、オイル消費性、ブローバイガス低
減性を向上することを目的とする。
に、耐久性、軽量性、オイル消費性、ブローバイガス低
減性を向上することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、ピストンヘッ
ドとピストンリング部とボス部とを備えたピストン本体
部を鋼材にて形成するとともに、ピストンスカート部を
鋼材にて形成し、ピストン本体部におけるピストンリン
グ部の下端外周部にピストンスカート部を接合してなる
ようにしたものである。
ドとピストンリング部とボス部とを備えたピストン本体
部を鋼材にて形成するとともに、ピストンスカート部を
鋼材にて形成し、ピストン本体部におけるピストンリン
グ部の下端外周部にピストンスカート部を接合してなる
ようにしたものである。
【００１１】
【作用】 ピストンの全体が鋼材にて形成される。ここで、鋼の
断熱度は、断熱度の低いアルミニウムと、断熱度の高い
セラミックとの中間に位置する。このため、鋼ピストン
を用いた機関の燃費は、軽負荷〜高負荷領域の全域で、
アルミニウムピストンとセラミックピストンを用いた機
関に比して、平均的燃費を示す。そして、特に、自動車
用内燃機関等で実用上の使用頻度の高い中負荷領域（図
２のＮ）では、鋼ピストンはアルミニウムピストンやセ
ラミックピストンに比して、機関の燃費を最も向上可能
とする（図２のｃ）。
断熱度は、断熱度の低いアルミニウムと、断熱度の高い
セラミックとの中間に位置する。このため、鋼ピストン
を用いた機関の燃費は、軽負荷〜高負荷領域の全域で、
アルミニウムピストンとセラミックピストンを用いた機
関に比して、平均的燃費を示す。そして、特に、自動車
用内燃機関等で実用上の使用頻度の高い中負荷領域（図
２のＮ）では、鋼ピストンはアルミニウムピストンやセ
ラミックピストンに比して、機関の燃費を最も向上可能
とする（図２のｃ）。
【００１２】ピストン本体部のうちのピストンヘッド
が鋼材にて形成されているから、耐熱強度が高く、耐ノ
ッキング性が向上する。また、融点が高く、異常燃焼に
対する耐久性も高い。また、耐熱強度、耐熱たわみが高
いから、ヘッド肉厚Ｔtop を例えば 2.5〜3.0mm （アル
ミニウムピストンでは 6〜7mm ）に低減でき、軽量性も
向上できる。
が鋼材にて形成されているから、耐熱強度が高く、耐ノ
ッキング性が向上する。また、融点が高く、異常燃焼に
対する耐久性も高い。また、耐熱強度、耐熱たわみが高
いから、ヘッド肉厚Ｔtop を例えば 2.5〜3.0mm （アル
ミニウムピストンでは 6〜7mm ）に低減でき、軽量性も
向上できる。
【００１３】ピストン本体部のうちのピストンリング
部が鋼材にて形成されているから、ランド、リング溝の
耐摩耗性、耐熱強度、耐熱たわみが高く、ランド厚Ｌ1
〜Ｌ3 は例えばＬ1 ＝7mm （アルミニウムピストンでは
2〜2.5mm ）、Ｌ2 ＝4mm （アルミニウムピストンでは
1.5〜2.0mm ）、Ｌ3 ＝3mm （アルミニウムピストンで
は 1.0〜1.5mm ）に減縮できる。このため、ピストンの
全高ひいては機関高を低くでき、軽量性を向上できる。
部が鋼材にて形成されているから、ランド、リング溝の
耐摩耗性、耐熱強度、耐熱たわみが高く、ランド厚Ｌ1
〜Ｌ3 は例えばＬ1 ＝7mm （アルミニウムピストンでは
2〜2.5mm ）、Ｌ2 ＝4mm （アルミニウムピストンでは
1.5〜2.0mm ）、Ｌ3 ＝3mm （アルミニウムピストンで
は 1.0〜1.5mm ）に減縮できる。このため、ピストンの
全高ひいては機関高を低くでき、軽量性を向上できる。
【００１４】また、ピストンリング部のランド、リング
溝の高温での寸法安定性が良いため、オイルリング、コ
ンプレッションリング等を安定的に維持でき、リークオ
イル量を低減してオイル消費性を向上でき、かつブロー
バイガス量を低減してブローバイガス低減性を向上でき
る。
溝の高温での寸法安定性が良いため、オイルリング、コ
ンプレッションリング等を安定的に維持でき、リークオ
イル量を低減してオイル消費性を向上でき、かつブロー
バイガス量を低減してブローバイガス低減性を向上でき
る。
【００１５】ピストンスカート部が鋼材にて形成され
ているから、耐熱強度、耐熱たわみが高く、スカート肉
厚Ｔs を例えば 0.3〜1.5mm （アルミニウムピストンで
は 2〜3mm ）に低減でき、軽量性を向上できる。このと
き、スカート肉厚Ｔs を薄肉にしてもピストンスカート
部の高温での寸法安定性が良いため、リークオイル量を
低減してオイル消費性を向上でき、かつブローバイガス
量を低減してブローバイガス低減性を向上できる。
ているから、耐熱強度、耐熱たわみが高く、スカート肉
厚Ｔs を例えば 0.3〜1.5mm （アルミニウムピストンで
は 2〜3mm ）に低減でき、軽量性を向上できる。このと
き、スカート肉厚Ｔs を薄肉にしてもピストンスカート
部の高温での寸法安定性が良いため、リークオイル量を
低減してオイル消費性を向上でき、かつブローバイガス
量を低減してブローバイガス低減性を向上できる。
【００１６】尚、ピストンスカート部は、ピストン本体
部と分離して加工されるものとなるから、ピストン本体
部に比して上述の如くに極めて薄肉軽量化できるものと
なる。
部と分離して加工されるものとなるから、ピストン本体
部に比して上述の如くに極めて薄肉軽量化できるものと
なる。
【００１７】
【実施例】図１は本発明のピストンの一例を示す模式
図、図２は燃費と負荷との関係を示す線図である。
図、図２は燃費と負荷との関係を示す線図である。
【００１８】ピストン１０は、ピストン本体部２０とピ
ストンスカート部３０との接合体である。尚、図１にお
いて、１１はピストンピン、１２は連接棒である。
ストンスカート部３０との接合体である。尚、図１にお
いて、１１はピストンピン、１２は連接棒である。
【００１９】ピストン本体部２０は、ピストンヘッド２
１とピストンリング部２２とボス部２３とを備え、鋼材
にて形成される。ピストン本体部２０を形成する鋼材と
しては、機械構造用炭素鋼、合金鋼、鍛鋼、或いは鋳鋼
等を採用でき、それら鋼材は切削、鍛造、或いは鋳造等
により加工される。
１とピストンリング部２２とボス部２３とを備え、鋼材
にて形成される。ピストン本体部２０を形成する鋼材と
しては、機械構造用炭素鋼、合金鋼、鍛鋼、或いは鋳鋼
等を採用でき、それら鋼材は切削、鍛造、或いは鋳造等
により加工される。
【００２０】ピストンスカート部３０も鋼材にて形成さ
れる。ピストンスカート部３０を形成する鋼材として
は、機械構造用炭素鋼、或いは合金鋼を採用でき、それ
ら鋼材からなる鋼板の円筒成形、鋼管の切削等により加
工される。尚、ピストンスカート部３０のボス部２３に
相対する両面にはピストンピン挿入孔３１が開設され
る。ピストンピン挿入孔３１はスカート部３０の少なく
とも一面に設けるものであれば足りるが、重量バラン
ス、熱的バランスの点で両面に設けるのが良い。
れる。ピストンスカート部３０を形成する鋼材として
は、機械構造用炭素鋼、或いは合金鋼を採用でき、それ
ら鋼材からなる鋼板の円筒成形、鋼管の切削等により加
工される。尚、ピストンスカート部３０のボス部２３に
相対する両面にはピストンピン挿入孔３１が開設され
る。ピストンピン挿入孔３１はスカート部３０の少なく
とも一面に設けるものであれば足りるが、重量バラン
ス、熱的バランスの点で両面に設けるのが良い。
【００２１】そして、ピストン１０にあっては、ピスト
ン本体部２０におけるピストンリング部２２の下端外周
部に設けた接合段差部２４に、ピストンスカート部３０
の上端部を、ビーム溶接、レーザー溶接、ロー付等にて
接合して構成される。
ン本体部２０におけるピストンリング部２２の下端外周
部に設けた接合段差部２４に、ピストンスカート部３０
の上端部を、ビーム溶接、レーザー溶接、ロー付等にて
接合して構成される。
【００２２】従って、ピストン１０によれば、下記〜
の作用がある。
の作用がある。
【００２３】ピストン１０の全体が鋼材にて形成され
る。ここで、鋼の断熱度は、断熱度の低いアルミニウム
と、断熱度の高いセラミックとの中間に位置する。この
ため、鋼ピストン１０を用いた機関の燃費は、軽負荷〜
高負荷領域の全域で、アルミニウムピストンとセラミッ
クピストンを用いた機関に比して、平均的燃費を示す。
そして、特に、自動車用内燃機関等で実用上の使用頻度
の高い中負荷領域（図２のＮ）では、鋼ピストン１０は
アルミニウムピストンやセラミックピストンに比して、
機関の燃費を最も向上可能とする（図２のｃ）。
る。ここで、鋼の断熱度は、断熱度の低いアルミニウム
と、断熱度の高いセラミックとの中間に位置する。この
ため、鋼ピストン１０を用いた機関の燃費は、軽負荷〜
高負荷領域の全域で、アルミニウムピストンとセラミッ
クピストンを用いた機関に比して、平均的燃費を示す。
そして、特に、自動車用内燃機関等で実用上の使用頻度
の高い中負荷領域（図２のＮ）では、鋼ピストン１０は
アルミニウムピストンやセラミックピストンに比して、
機関の燃費を最も向上可能とする（図２のｃ）。
【００２４】ピストン本体部２０のうちのピストンヘ
ッド２１が鋼材にて形成されているから、耐熱強度が高
く、耐ノッキング性が向上する。また、融点が高く、異
常燃焼に対する耐久性も高い。また、耐熱強度、耐熱た
わみが高いから、ヘッド肉厚Ｔtop を例えば 2.5〜3.0m
m （アルミニウムピストンでは 6〜7mm ）に低減でき、
軽量性も向上できる。
ッド２１が鋼材にて形成されているから、耐熱強度が高
く、耐ノッキング性が向上する。また、融点が高く、異
常燃焼に対する耐久性も高い。また、耐熱強度、耐熱た
わみが高いから、ヘッド肉厚Ｔtop を例えば 2.5〜3.0m
m （アルミニウムピストンでは 6〜7mm ）に低減でき、
軽量性も向上できる。
【００２５】ピストン本体部２０のうちのピストンリ
ング部２２が鋼材にて形成されているから、ランド２２
Ａ、リング溝２２Ｂの耐摩耗性、耐熱強度、耐熱たわみ
が高く、ランド厚Ｌ1 〜Ｌ3 は例えばＬ1 ＝7mm （アル
ミニウムピストンでは 2〜2.5mm ）、Ｌ2 ＝4mm （アル
ミニウムピストンでは 1.5〜2.0mm ）、Ｌ3 ＝3mm （ア
ルミニウムピストンでは 1.0〜1.5mm ）に減縮できる。
このため、ピストン１０の全高ひいては機関高を低くで
き、軽量性を向上できる。
ング部２２が鋼材にて形成されているから、ランド２２
Ａ、リング溝２２Ｂの耐摩耗性、耐熱強度、耐熱たわみ
が高く、ランド厚Ｌ1 〜Ｌ3 は例えばＬ1 ＝7mm （アル
ミニウムピストンでは 2〜2.5mm ）、Ｌ2 ＝4mm （アル
ミニウムピストンでは 1.5〜2.0mm ）、Ｌ3 ＝3mm （ア
ルミニウムピストンでは 1.0〜1.5mm ）に減縮できる。
このため、ピストン１０の全高ひいては機関高を低くで
き、軽量性を向上できる。
【００２６】また、ピストンリング部２２のランド２２
Ａ、リング溝２２Ｂの高温での寸法安定性が良いため、
オイルリング、コンプレッションリング等を安定的に維
持でき、リークオイル量を低減してオイル消費性を向上
でき、かつブローバイガス量を低減してブローバイガス
低減性を向上できる。
Ａ、リング溝２２Ｂの高温での寸法安定性が良いため、
オイルリング、コンプレッションリング等を安定的に維
持でき、リークオイル量を低減してオイル消費性を向上
でき、かつブローバイガス量を低減してブローバイガス
低減性を向上できる。
【００２７】ピストンスカート部３０が鋼材にて形成
されているから、耐熱強度、耐熱たわみが高く、スカー
ト肉厚Ｔs を例えば 0.3〜1.5mm （アルミニウムピスト
ンでは 2〜3mm ）に低減でき、軽量性を向上できる。こ
のとき、スカート肉厚Ｔs を薄肉にしてもピストンスカ
ート部３０の高温での寸法安定性が良いため、リークオ
イル量を低減してオイル消費性を向上でき、かつブロー
バイガス量を低減してブローバイガス低減性を向上でき
る。
されているから、耐熱強度、耐熱たわみが高く、スカー
ト肉厚Ｔs を例えば 0.3〜1.5mm （アルミニウムピスト
ンでは 2〜3mm ）に低減でき、軽量性を向上できる。こ
のとき、スカート肉厚Ｔs を薄肉にしてもピストンスカ
ート部３０の高温での寸法安定性が良いため、リークオ
イル量を低減してオイル消費性を向上でき、かつブロー
バイガス量を低減してブローバイガス低減性を向上でき
る。
【００２８】尚、ピストンスカート部３０は、ピストン
本体部２０と分離して加工されるものとなるから、ピス
トン本体部２０に比して上述の如くに極めて薄肉軽量化
できるものとなる。
本体部２０と分離して加工されるものとなるから、ピス
トン本体部２０に比して上述の如くに極めて薄肉軽量化
できるものとなる。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、機関の燃
費を向上するとともに、耐久性、軽量性、オイル消費
性、ブローバイガス低減性を向上することができる。
費を向上するとともに、耐久性、軽量性、オイル消費
性、ブローバイガス低減性を向上することができる。
【図１】図１は本発明のピストンの一例を示す模式図で
ある。
ある。
【図２】図２は燃費と負荷との関係を示す線図である。
１０ ピストン ２０ ピストン本体部 ２１ ピストンヘッド ２２ ピストンリング部 ２３ ボス部 ３０ ピストンスカート部
Claims (1)
- 【請求項１】 ピストンヘッドとピストンリング部とボ
ス部とを備えたピストン本体部を鋼材にて形成するとと
もに、ピストンスカート部を鋼材にて形成し、ピストン
本体部におけるピストンリング部の下端外周部にピスト
ンスカート部を接合してなることを特徴とするピスト
ン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33955492A JPH06159133A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33955492A JPH06159133A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06159133A true JPH06159133A (ja) | 1994-06-07 |
Family
ID=18328573
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33955492A Pending JPH06159133A (ja) | 1992-11-27 | 1992-11-27 | ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06159133A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5505171A (en) * | 1993-12-04 | 1996-04-09 | St. John's Works | Reinforced insert for a metal piston |
-
1992
- 1992-11-27 JP JP33955492A patent/JPH06159133A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5505171A (en) * | 1993-12-04 | 1996-04-09 | St. John's Works | Reinforced insert for a metal piston |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020122 |