JPH06218521A - 内燃機関のピストン - Google Patents
内燃機関のピストンInfo
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- JPH06218521A JPH06218521A JP5010380A JP1038093A JPH06218521A JP H06218521 A JPH06218521 A JP H06218521A JP 5010380 A JP5010380 A JP 5010380A JP 1038093 A JP1038093 A JP 1038093A JP H06218521 A JPH06218521 A JP H06218521A
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- 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
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
- B23P15/10—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass pistons
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J9/00—Piston-rings, e.g. non-metallic piston-rings, seats therefor; Ring sealings of similar construction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B1/00—Engines characterised by fuel-air mixture compression
- F02B1/02—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition
- F02B1/04—Engines characterised by fuel-air mixture compression with positive ignition with fuel-air mixture admission into cylinder
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- 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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- 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
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
- Y10T29/49249—Piston making
- Y10T29/49256—Piston making with assembly or composite article making
- Y10T29/49259—Piston making with assembly or composite article making with fiber reinforced structure
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ピストンの製造コストの低廉化と軽量化を確
保しつつ耐摩耗性と耐凝着性を満足する。 【構成】 アルミニウム合金製からなるピストン本体１
のリングランド部３に３つのピストンリング溝が形成さ
れた内燃機関のピストンである。前記ピストンリング溝
４，５，６のトップリング溝４内に、炭化珪素ＳｉＣの
粒子を含有したアルミニウム合金材の耐摩環１１を鋳ぐ
るむ構成とした。
保しつつ耐摩耗性と耐凝着性を満足する。 【構成】 アルミニウム合金製からなるピストン本体１
のリングランド部３に３つのピストンリング溝が形成さ
れた内燃機関のピストンである。前記ピストンリング溝
４，５，６のトップリング溝４内に、炭化珪素ＳｉＣの
粒子を含有したアルミニウム合金材の耐摩環１１を鋳ぐ
るむ構成とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車等の内燃機関の
ピストンの改良に関する。
ピストンの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、近時、自動車用内燃機関
のピストンにあっては、高出力化高性能化の要請に伴い
軽量化を図るべくその材質を鋳鉄に代えてアルミニウム
合金で形成され、シリンダボアの内壁面と対向する外周
面に、ピストンリングが装着される複数のピストンリン
グ溝が形成されている。また、このピストンリング溝の
うち燃焼室に最も近いトップリング溝は、特に高温に晒
され、かつ燃焼圧力を直接受けるため、ピストンリング
（トップリング）との摩耗が激しい。このため、トップ
リング溝とトップリングとの間には、アルミ凝着が発生
し易くなる。
のピストンにあっては、高出力化高性能化の要請に伴い
軽量化を図るべくその材質を鋳鉄に代えてアルミニウム
合金で形成され、シリンダボアの内壁面と対向する外周
面に、ピストンリングが装着される複数のピストンリン
グ溝が形成されている。また、このピストンリング溝の
うち燃焼室に最も近いトップリング溝は、特に高温に晒
され、かつ燃焼圧力を直接受けるため、ピストンリング
（トップリング）との摩耗が激しい。このため、トップ
リング溝とトップリングとの間には、アルミ凝着が発生
し易くなる。
【０００３】そこで、斯かるアルミ凝着を防止する種々
の技術が開発されており、例えば（１）トップリング溝
の表面部に無機繊維集合体を複合させて強化するもの
（特開昭５９−２０１９５３号公報）や、（２）Ｉｎ−
ＳｉｔｕプロセスによるハイブリッドＭＭＣ（金属基複
合材料）をピストンへ応用するもの（自動車技術１９８
９−５．ＮＯ８９１０５６）、（３）トップリング溝の
表面部にニッケル多孔体を複合させて強化するもの（特
公平３−３０７０８号公報）などがある。また、（４）
トップリング溝の表面部をアルマイト処理層により強化
したり（特開平１−１９０９５１号公報）、（５）トッ
プリング溝の表面部に銅などを電子ビームで溶融拡散さ
せることにより合金層を形成するもの（三菱自動車１９
８８，ＮＯ１「テクニカルレビュー」）があり、更に
は、（６）トップリング溝部分にニレジスト鋳鉄をアル
フィン処理してアルミニウム合金に鋳ぐるんでリング支
持部材とするものなど、多くの改良技術が提示されてい
る。
の技術が開発されており、例えば（１）トップリング溝
の表面部に無機繊維集合体を複合させて強化するもの
（特開昭５９−２０１９５３号公報）や、（２）Ｉｎ−
ＳｉｔｕプロセスによるハイブリッドＭＭＣ（金属基複
合材料）をピストンへ応用するもの（自動車技術１９８
９−５．ＮＯ８９１０５６）、（３）トップリング溝の
表面部にニッケル多孔体を複合させて強化するもの（特
公平３−３０７０８号公報）などがある。また、（４）
トップリング溝の表面部をアルマイト処理層により強化
したり（特開平１−１９０９５１号公報）、（５）トッ
プリング溝の表面部に銅などを電子ビームで溶融拡散さ
せることにより合金層を形成するもの（三菱自動車１９
８８，ＮＯ１「テクニカルレビュー」）があり、更に
は、（６）トップリング溝部分にニレジスト鋳鉄をアル
フィン処理してアルミニウム合金に鋳ぐるんでリング支
持部材とするものなど、多くの改良技術が提示されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】然し乍ら、前記各従来
例には、以下のような欠点がある。即ち、（１），
（２），（３）の従来例にあっては、無機繊維材等の材
料上の点からその成形法として高圧凝固法を用いなけれ
ばならない。したがって、製造コストの上昇が余儀なく
されるばかりか、ピストンの形状が制約されてしまう。
例には、以下のような欠点がある。即ち、（１），
（２），（３）の従来例にあっては、無機繊維材等の材
料上の点からその成形法として高圧凝固法を用いなけれ
ばならない。したがって、製造コストの上昇が余儀なく
されるばかりか、ピストンの形状が制約されてしまう。
【０００５】また、（４）の従来例にあっては、アルマ
イト処理層によりピストンリングとの耐凝着性は向上す
るものの、耐摩耗性が不十分になる。更に、（５）の従
来例は、逆に耐凝着性が不足する惧れがある。
イト処理層によりピストンリングとの耐凝着性は向上す
るものの、耐摩耗性が不十分になる。更に、（５）の従
来例は、逆に耐凝着性が不足する惧れがある。
【０００６】また、（６）の従来例は、最も古くから行
われている技術であり、耐摩耗性や耐凝着性は確保でき
るものの、鋳鉄製であるため、重量の増加が余儀なくさ
れる。
われている技術であり、耐摩耗性や耐凝着性は確保でき
るものの、鋳鉄製であるため、重量の増加が余儀なくさ
れる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の各従来
例における実情に鑑みて案出されたもので、予め炭化珪
素（ＳｉＣ）粒子を含有したアルミ合金の耐摩環を形成
し、この耐摩環をアルミ合金製ピストンの鋳造時にトッ
プリング溝内に鋳ぐるむようにした。
例における実情に鑑みて案出されたもので、予め炭化珪
素（ＳｉＣ）粒子を含有したアルミ合金の耐摩環を形成
し、この耐摩環をアルミ合金製ピストンの鋳造時にトッ
プリング溝内に鋳ぐるむようにした。
【０００８】
【作用】前記構成の本発明によれば、耐摩環自体は、材
料上の点から鋳造等によって成形できると共に、該耐摩
環を単にピストン成形時に鋳ぐるむだけであるため、そ
の製造コストの低廉化が図れる。また、前記耐摩耗環内
のＳｉＣ粒子によってピストンリングに対する耐摩耗性
が向上すると共に、耐凝着性も向上する。
料上の点から鋳造等によって成形できると共に、該耐摩
環を単にピストン成形時に鋳ぐるむだけであるため、そ
の製造コストの低廉化が図れる。また、前記耐摩耗環内
のＳｉＣ粒子によってピストンリングに対する耐摩耗性
が向上すると共に、耐凝着性も向上する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。
する。
【００１０】図１〜図２は本発明に係るピストンの断面
図を示し、このピストンは、ピストン本体１がアルミ合
金製（ＪＩＳＡＣ８Ａ−Ｔ６）で略円筒状に形成され、
燃焼室に臨む冠部２と、該冠部２の下部に有するリング
ランド部３の外周面に形成された３つのピストンリング
溝４，５，６と、該各トップ，セカンド，オイルリング
溝４〜６に嵌着されるピストンリング７，８，９と、各
リング溝４〜６下部のスカート部１０とを備えている。
図を示し、このピストンは、ピストン本体１がアルミ合
金製（ＪＩＳＡＣ８Ａ−Ｔ６）で略円筒状に形成され、
燃焼室に臨む冠部２と、該冠部２の下部に有するリング
ランド部３の外周面に形成された３つのピストンリング
溝４，５，６と、該各トップ，セカンド，オイルリング
溝４〜６に嵌着されるピストンリング７，８，９と、各
リング溝４〜６下部のスカート部１０とを備えている。
【００１１】前記トップリング溝４は、冠部２の頂面か
ら９mm離れた位置を中心に、幅４mm，深さ８mmに形成さ
れていると共に、この表面部のみが後述の成形方法で成
形された耐摩環１１によって形成されている。
ら９mm離れた位置を中心に、幅４mm，深さ８mmに形成さ
れていると共に、この表面部のみが後述の成形方法で成
形された耐摩環１１によって形成されている。
【００１２】この耐摩環１１は、炭化珪素（ＳｉＣ）の
粒子を含有したアルミニウム合金で構成され、前記ピス
トン本体１内にトップリング溝４の表面部を構成すべく
鋳ぐるまれている。
粒子を含有したアルミニウム合金で構成され、前記ピス
トン本体１内にトップリング溝４の表面部を構成すべく
鋳ぐるまれている。
【００１３】以下、前記耐摩環１１の具体的な製造方法
について説明する。即ち、まず、最大径で数μｍから数
十μｍのＳｉＣ粒子を１０〜２０％含有したアルミニウ
ム合金鋳造インゴットを、アルゴンガス等の不活性雰囲
気中で溶解し、９９３Ｋに保持した後、機械撹拌を行い
ＳｉＣ粒子をアルミニウム合金材内に均一に分散させ
る。
について説明する。即ち、まず、最大径で数μｍから数
十μｍのＳｉＣ粒子を１０〜２０％含有したアルミニウ
ム合金鋳造インゴットを、アルゴンガス等の不活性雰囲
気中で溶解し、９９３Ｋに保持した後、機械撹拌を行い
ＳｉＣ粒子をアルミニウム合金材内に均一に分散させ
る。
【００１４】その後、図３に示す下鋳型１２内に、Ｓｉ
Ｃ粒子を含有したアルミニウム合金溶湯１３を注入して
上鋳型１４で圧力を加えて凝固させる。次に、冷却後、
下鋳型１２内から耐摩環１１の粗形材を取り出した後、
押し湯を切断し、必要に応じて機械加工を行えば、耐摩
環１１の成形作業が完了する。
Ｃ粒子を含有したアルミニウム合金溶湯１３を注入して
上鋳型１４で圧力を加えて凝固させる。次に、冷却後、
下鋳型１２内から耐摩環１１の粗形材を取り出した後、
押し湯を切断し、必要に応じて機械加工を行えば、耐摩
環１１の成形作業が完了する。
【００１５】尚、前記耐摩環１１の粗形材は、前記重力
鋳造法の他に、ダイキャスト法や溶湯鋳造法を用いるこ
とも可能である。更に、別の方法として、粉末鍛造法が
ある。これは、ＳｉＣ粒子とアルミニウム合金粒子を混
合した後、金型内に充填して上鋳型１４で圧力を加えて
成形する。そして、加熱した後に鍛造成形を加えて密度
を上げる。また、密度が上昇しない場合は、再度加熱後
に鋳造を繰り返すと密度が上昇する。この方法によれ
ば、最終製品形状に仕上がるため、その後の機械加工が
不要になり、作業性が向上する。
鋳造法の他に、ダイキャスト法や溶湯鋳造法を用いるこ
とも可能である。更に、別の方法として、粉末鍛造法が
ある。これは、ＳｉＣ粒子とアルミニウム合金粒子を混
合した後、金型内に充填して上鋳型１４で圧力を加えて
成形する。そして、加熱した後に鍛造成形を加えて密度
を上げる。また、密度が上昇しない場合は、再度加熱後
に鋳造を繰り返すと密度が上昇する。この方法によれ
ば、最終製品形状に仕上がるため、その後の機械加工が
不要になり、作業性が向上する。
【００１６】そして、このようにして成形した耐摩環１
１を、ピストン本体１に鋳ぐみ固定する。この鋳ぐるみ
条件の一例を示せば、耐摩環１１の予熱温度は６７３
Ｋ，ピストン本体１の注湯温度は９９３Ｋ，鋳型温度は
４７３Ｋ，耐摩環１１の化成処理はパーカライジング
（株）のパルコール３７５６の溶液を３１３Ｋに加熱
し、６０秒間浸漬する。
１を、ピストン本体１に鋳ぐみ固定する。この鋳ぐるみ
条件の一例を示せば、耐摩環１１の予熱温度は６７３
Ｋ，ピストン本体１の注湯温度は９９３Ｋ，鋳型温度は
４７３Ｋ，耐摩環１１の化成処理はパーカライジング
（株）のパルコール３７５６の溶液を３１３Ｋに加熱
し、６０秒間浸漬する。
【００１７】ここで、耐摩環１１にあらかじめ化成処理
を施す理由は、アルミニウム系材料の場合には、表面に
緻密な酸化膜が強固に形成されているため、溶湯との接
触界面は十分に溶着することができず、そのため溶湯に
よって形成されるピストン本体１のアルミニウム層部分
と、アルミニウム合金の耐摩環１１との接合が不十分に
なる。また、溶湯の加熱度を上げたり、また耐摩環１１
を十分に予熱した場合などには溶着する現象が認められ
るが、その条件範囲は極めて狭く、均一に接着すること
がむずかしいのが実情である。
を施す理由は、アルミニウム系材料の場合には、表面に
緻密な酸化膜が強固に形成されているため、溶湯との接
触界面は十分に溶着することができず、そのため溶湯に
よって形成されるピストン本体１のアルミニウム層部分
と、アルミニウム合金の耐摩環１１との接合が不十分に
なる。また、溶湯の加熱度を上げたり、また耐摩環１１
を十分に予熱した場合などには溶着する現象が認められ
るが、その条件範囲は極めて狭く、均一に接着すること
がむずかしいのが実情である。
【００１８】特に、耐摩環１１を予熱することにより酸
化膜が厚くなり、接着が増々困難になる惧れがある。
化膜が厚くなり、接着が増々困難になる惧れがある。
【００１９】そこで、前記のように予め化成処理を行う
と、予熱により化成処理層は酸化するが、耐摩環１１の
アルミニウム合金材までは酸化されず、上述の化成処理
層の酸化物もピストン本体１のアルミニウム合金の溶湯
により容易に除去される為、ピストン本体１のアルミニ
ウム合金と耐摩環１１のアルミニウム合金とを高い接合
強度で接着させることが可能となる。
と、予熱により化成処理層は酸化するが、耐摩環１１の
アルミニウム合金材までは酸化されず、上述の化成処理
層の酸化物もピストン本体１のアルミニウム合金の溶湯
により容易に除去される為、ピストン本体１のアルミニ
ウム合金と耐摩環１１のアルミニウム合金とを高い接合
強度で接着させることが可能となる。
【００２０】以下、前述のような工程で成形された耐摩
環１１の耐摩耗性と耐凝着性及び機械加工性についての
特性変化を実験した結果を述べる。
環１１の耐摩耗性と耐凝着性及び機械加工性についての
特性変化を実験した結果を述べる。
【００２１】まず、マトリックスのアルミニウム合金の
成分を表に示す。この実験においては、鋳造法で製作し
た試料を用いた。またＳｉＣ粒子の添加量は、０，５，
１０，１５，２０，２５，３０重量％として７種の材料
について評価した。
成分を表に示す。この実験においては、鋳造法で製作し
た試料を用いた。またＳｉＣ粒子の添加量は、０，５，
１０，１５，２０，２５，３０重量％として７種の材料
について評価した。
【００２２】
【表１】
【００２３】そして、耐摩耗性の評価方法は、図４に示
す装置を用いて行った。即ち、図外のモータで回転する
回転台１５上にピストンリング７を固定して、この上部
にヒータ１６の下端に固定されたテストピース１７を押
し付けて摩耗させる。このテストピース１７は、ピスト
ン本体１のリング溝から切り出した耐摩環である。この
方法における温度，潤滑状態等の試験条件は実際のエン
ジンのピストンと相関性のあるものとした。評価は、試
験後の摩耗深さで行った。
す装置を用いて行った。即ち、図外のモータで回転する
回転台１５上にピストンリング７を固定して、この上部
にヒータ１６の下端に固定されたテストピース１７を押
し付けて摩耗させる。このテストピース１７は、ピスト
ン本体１のリング溝から切り出した耐摩環である。この
方法における温度，潤滑状態等の試験条件は実際のエン
ジンのピストンと相関性のあるものとした。評価は、試
験後の摩耗深さで行った。
【００２４】また、耐凝着性の評価方法は、図５に示す
装置を用いて行い、ピストン本体１のトップリング溝４
下面にピストンリング７を押し当てて、アクチュエータ
１８，１９を介して矢印一方向にのみ摺動させる加速試
験法によった。評価は、リング溝４のピストンリング７
摺動面積にたいする凝着摩耗した面積の割合で行った。
装置を用いて行い、ピストン本体１のトップリング溝４
下面にピストンリング７を押し当てて、アクチュエータ
１８，１９を介して矢印一方向にのみ摺動させる加速試
験法によった。評価は、リング溝４のピストンリング７
摺動面積にたいする凝着摩耗した面積の割合で行った。
【００２５】機械加工性の評価は、直径７０mmの円柱粗
材を以下の加工条件で加工し、工具の摩耗量が０.３mm
になるまでの加工数で評価した。切削速度：２００m/mi
n，切り込み量：０.３mm，送り量：０.０３mm（１回転
毎），工具：気相合成ダイヤモンド工具（旭ダイヤ
（株）製）前記各評価結果を表２に示す。
材を以下の加工条件で加工し、工具の摩耗量が０.３mm
になるまでの加工数で評価した。切削速度：２００m/mi
n，切り込み量：０.３mm，送り量：０.０３mm（１回転
毎），工具：気相合成ダイヤモンド工具（旭ダイヤ
（株）製）前記各評価結果を表２に示す。
【００２６】ここで、耐摩耗性は、ＳｉＣ粒子が無添加
（Ｏ）の摩耗量を１００とした割合を示す。数値が小さ
い程摩耗しないことを示す。
（Ｏ）の摩耗量を１００とした割合を示す。数値が小さ
い程摩耗しないことを示す。
【００２７】耐凝着性は、ＳｉＣ粒子が無添加の凝着し
た面積を１００とした割合を示す。数値が小さい程凝着
しないことを示す。
た面積を１００とした割合を示す。数値が小さい程凝着
しないことを示す。
【００２８】機械加工性は、ＳｉＣ粒子の無添加の粗材
を、工具としてＣＰＸを使って加工した場合の工具寿命
を１００とした。但し、ＳｉＣ粒子が添加された粗材は
気相合成ダイヤモンド工具で加工している。
を、工具としてＣＰＸを使って加工した場合の工具寿命
を１００とした。但し、ＳｉＣ粒子が添加された粗材は
気相合成ダイヤモンド工具で加工している。
【００２９】
【表２】
【００３０】上記表２から明らかなように、ＳｉＣ粒子
の添加量が５重量％でも無添加の場合に比べて耐摩耗性
は著しく向上し、１０重量％でほぼその効果は一定とな
る。
の添加量が５重量％でも無添加の場合に比べて耐摩耗性
は著しく向上し、１０重量％でほぼその効果は一定とな
る。
【００３１】一方、耐凝着性も同様な傾向にあり、Ｓｉ
Ｃ粒子の添加量が５重量％でも無添加に比べて著しく向
上していることがわかる。しかし、１０重量％以上では
凝着の発生はない。
Ｃ粒子の添加量が５重量％でも無添加に比べて著しく向
上していることがわかる。しかし、１０重量％以上では
凝着の発生はない。
【００３２】また、機械加工性は、ＳｉＣ粒子の添加量
が５重量％でも無添加に比べて加工性が悪くなる。更
に、添加量の増加に伴って加工性は悪化してゆき、３０
重量％では工具の刃先に欠けが生じて加工不能である。
が５重量％でも無添加に比べて加工性が悪くなる。更
に、添加量の増加に伴って加工性は悪化してゆき、３０
重量％では工具の刃先に欠けが生じて加工不能である。
【００３３】以上の実験から、最適なＳｉＣ粒子の添加
量は５重量％から２５重量％までで、望ましくは１０重
量％から２０重量％であることがわかる。
量は５重量％から２５重量％までで、望ましくは１０重
量％から２０重量％であることがわかる。
【００３４】以上説明してきたＳｉＣ粒子を添加したア
ルミニウム合金で形成された耐摩環１１を、アルミニウ
ム合金のピストン本体１内に鋳ぐるんだピストンを、内
燃機関に組み込んで試験を行った。ここで、耐摩環１１
のＳｉＣ粒子の添加量は１０重量％に設定した。尚、比
較のために前述のような耐摩環をピストン本体に鋳ぐる
まないピストンの試験も行った。
ルミニウム合金で形成された耐摩環１１を、アルミニウ
ム合金のピストン本体１内に鋳ぐるんだピストンを、内
燃機関に組み込んで試験を行った。ここで、耐摩環１１
のＳｉＣ粒子の添加量は１０重量％に設定した。尚、比
較のために前述のような耐摩環をピストン本体に鋳ぐる
まないピストンの試験も行った。
【００３５】運転条件は、４気筒で排気量が１,６００
ｃｃのガソリン機関を用い油温１５０度，冷却水温度１
２０度にて１００時間の連続運転を行った。
ｃｃのガソリン機関を用い油温１５０度，冷却水温度１
２０度にて１００時間の連続運転を行った。
【００３６】この結果、耐摩環を鋳ぐるまないピストン
は５０μｍの摩耗が発生し、トップリング溝下面の８５
％に凝着の発生が認められたのに対し、前記耐摩環１１
を鋳ぐるんだピストンには、摩耗も凝着も認められなか
った。
は５０μｍの摩耗が発生し、トップリング溝下面の８５
％に凝着の発生が認められたのに対し、前記耐摩環１１
を鋳ぐるんだピストンには、摩耗も凝着も認められなか
った。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
係るピストンによれば、ＳｉＣ粒子を含有したアルミニ
ウム合金製の耐摩環をアルミニウム合金製のピストン本
体に鋳ぐるむ構成としたため、従来のような高圧凝固法
を用いることなく単に溶湯鋳造によって成形できるの
で、製造コストの低廉化が図れる。
係るピストンによれば、ＳｉＣ粒子を含有したアルミニ
ウム合金製の耐摩環をアルミニウム合金製のピストン本
体に鋳ぐるむ構成としたため、従来のような高圧凝固法
を用いることなく単に溶湯鋳造によって成形できるの
で、製造コストの低廉化が図れる。
【００３８】また、前記特異な構造の耐摩環により、軽
量化が確保できることは勿論のこと、耐摩性及び耐凝着
性の向上が図れる。
量化が確保できることは勿論のこと、耐摩性及び耐凝着
性の向上が図れる。
【図１】本考案の実施例を示すピストンの要部断面図。
【図２】本実施例のピストンの縦断面図。
【図３】本実施例の耐摩環の金型成形を示す説明図。
【図４】耐摩耗性のテスト状態を示す説明図。
【図５】耐凝着性のテスト状態を示す説明図。
１…ピストン本体 ２…冠部 ３…リングランド部 ４…トップリング溝 ７…トップリング １１…耐摩環
Claims (1)
- 【請求項１】 アルミニウム合金製からなるピストン本
体の外周に複数のピストンリング溝が形成されてなる内
燃機関のピストンにおいて、前記ピストンリング溝の少
なくともトップリング溝内に、炭化珪素の粒子を含有し
たアルミニウム合金材の耐摩環を鋳ぐるんだことを特徴
とする内燃機関のピストン。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5010380A JPH06218521A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 内燃機関のピストン |
| DE4402090A DE4402090C2 (de) | 1993-01-26 | 1994-01-25 | Kolben für Verbrennungsmotoren |
| US08/186,523 US5507258A (en) | 1993-01-26 | 1994-01-26 | Pistons for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5010380A JPH06218521A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 内燃機関のピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06218521A true JPH06218521A (ja) | 1994-08-09 |
Family
ID=11748528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5010380A Pending JPH06218521A (ja) | 1993-01-26 | 1993-01-26 | 内燃機関のピストン |
Country Status (3)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH06218521A (ja) |
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-
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1994
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- 1994-01-26 US US08/186,523 patent/US5507258A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| US5507258A (en) | 1996-04-16 |
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| DE4402090C2 (de) | 1999-01-14 |
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