JPH0624263U - 内燃機関用ピストン構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストンピン孔或いはピストンピンの加工工
数を軽減し、且つピストンピンとピストンピン孔との間
に適正なプロファイルを形成して両者間のクリアランス
量を必要最小限に抑さえ、また、均一な面圧化および潤
滑特性の向上を図って、ピストンピンの打音や局部的摩
耗の問題を解決する。 【構成】 ピストンピン孔３２の内周面又はピストンピ
ン３３の外周にエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコ
ン樹脂、ポリイミド系樹脂のうちいずれか１種からなる
耐熱性樹脂に燐片状アルミニウムおよびフッ素樹脂粉末
を分散させてなる被覆材をコーティングして被覆層３４
を形成し、該被覆層３４には、その中央部分がピストン
本体３１の外側および内側より漸次層厚となるテーパー
部３６を形成した。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、内燃機関用ピストン構造、特にレシプロエンジンのピストン構造の 改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種のピストン構造においては、ピストン本体の外表面とシリンダ内壁面と の間とともに、ピストンピンとピストンピン孔とのクリアランスを極力縮小させ ることがエンジン騒音の低減に有効である反面、これらクリアランスを一定以上 縮小すると、摺動抵抗が増し、焼き付きをもたらすということが知られている。

【０００３】 従来、このような点に鑑み、例えば、特公平１−３１０２６号公報には、ピス トン本体のスカート部外表面にエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂の 耐熱性樹脂に燐片状アルミニウムおよびフッ素樹脂粉末を分散させてなる被覆材 をコーティングして被覆層を形成して、エンジンのラップ運転によりこの被覆層 に短時間のラッピングにより最適なプロファイルを形成し、形成後のピストンク リアランスを縮小して、摺動抵抗の増大を抑え、耐摩耗性を向上させるとともに スラップ音の低減を図ったものが開示されている。

【０００４】 しかし、この特公平１−３１０２６号公報記載の技術では、ピストンピンとピ ストンピン孔との摺動抵抗縮小および耐摩耗性向上のための考慮は何らされてい なかった。

【０００５】 そこで、この点に鑑みて、ピストンピンとピストンピン孔との摺動抵抗を縮小 させて、ピストンピンの焼き付きを防止すべく、従来より種々の試みがなされて いる。例えば、実開昭６１−８２５０３号公報においては、図３に示すように、 ピストン本体１に設けられたピストンピン孔２の内径が、このピストンピン孔２ の中央部分からピストン本体１の外側および内側に向かって漸次大きくなるテー パー部２ａに形成して構成したものが開示されている。これは、内燃機関の運転 中に、ピストンピン孔２に嵌合するピストンピン（不図示）がこれに嵌合するコ ネクティングロッド（不図示）によってピストンピン孔２の中央部を中心として 弓なり現象を起こすことに鑑み、この弓なり現象によりピストンピン孔２の中央 部分にピストンピンが強く衝接するため、この部位での両者のクリアランスを縮 小して、摺動抵抗の増大を抑え、耐摩耗性を向上させるとともにスラップ音の低 減を図り、ピストンピンの外側と内側とは、クリアランスを大きめにしてピスト ンピンおよびピストンピン孔２の潤滑性をより考慮したものである。

【０００６】 また、実開平３−５６８５１号公報には、図４に示すように、ピストン本体１ １のピストンピン孔の内周面もしくはピストンピン１３の外周面のいずれか一方 に二硫化モリブデン等の固体潤滑剤をコーティングして被覆層１４を形成したも のが開示されており、これは、ピストンピン孔１２とピストンピン１３との潤滑 特性を考慮したものである。なお、１７は、ピストンピン１３に嵌合したコネク ティングロッドを示す。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来のうち、前者の技術では、ピストン本体１に設 けたピストンピン孔２を形成した後、改めてこのピストン孔２内周を機械加工等 によりテーパー状に形成する必要があり、このため、テーパー加工工数が非常に かかることとなり、またピストンピンとピストンピン孔とが直接衝接することと なることから潤滑特性の向上を考慮しておらず、摺動抵抗が増大する傾向にあっ た。

【０００８】 また、後者の技術における被覆層１４は、固体潤滑材をコーティングして形成 するため、ピストンピン１３とのクリアランスや接触面圧が均一化されておらず 、ピストンピン１３が打音を発生させたり、ピストンピン孔１２の局部的摩耗が 生じたりする恐れがある。

【０００９】 本考案は、かかる点に鑑み、ピストンピン孔或いはピストンピンの加工工数を 軽減し、且つピストンピンとピストンピン孔との間に適正なプロファイルを形成 して両者間のクリアランス量を必要最小限に抑さえるようにすると共に、均一な 面圧化および潤滑特性の向上を図って、ピストンピンの打音や局部的摩耗の問題 を解決した内燃機関用ピストン構造を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案の内燃機関用ピストン構造は、ピストンピン孔の内周面又は前記ピスト ンピンの外周にエポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド系樹 脂のうちいずれか１種からなる耐熱性樹脂に燐片状アルミニウムおよびフッ素樹 脂粉末を分散させてなる被覆材をコーティングして被覆層を形成し、該被覆層に は、その中央部分が前記ピストン本体の外側および内側より漸次層厚となるテー パー部を形成したことを特徴とする。

【００１１】

【作用】

かかる構成のもとに、ピストンピン孔に被覆層をコーテイングして、この被覆 層は、その中央部分がピストン本体の外側および内側より漸次層厚となるテーパ ー部となり、このテーパー部はコーティング時或いはエンジンのラップ運転時等 に形成することとなり、加工工数の軽減と共に、ピストンピンとピストンピン孔 との間に適正なプロファイルが形成される。ピストンピンの中央部は、ピストン ピン孔との間のクリアランス量を必要最小限に縮小することができ、また局部的 な強い当りのないように均一面圧化された接触面を形成させて、ピストンピンが 内燃機関の運転中に弓なり現象が生じたとしても、ピストンピン打音を発生せず 、ピストンピンの外側と内側は、クリアランス量がより拡大して、しかも、ピス トンピンとピストンピン孔との間にある被覆層と共に、潤滑特性が向上して摺動 抵抗を減少させる。

【００１２】

【実施例】

次に、本考案の一実施例につき、図を用いて説明する。

【００１３】 図１は、本考案の一実施例を採用した内燃機関用ピストン構造による一側部の ピストンピン孔部分を拡大縦断面図であり、３１はピストン本体を示し、このピ ストン本体３１は、互いに対向するピントンボス部３５を有し、ピストンボス部 ３５には、図示しないコネクティングロッド連結用のピストンピン３３を挿入す るピストンピン孔３２が形成されている。

【００１４】 該ピストンピンボス部３２の内周には、被覆材をコーティングして、被覆層３ ４が形成されている。

【００１５】 前記被覆材は、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド樹 脂のうちいずれか１種からなる耐熱性樹脂３５〜７５重量％中に、燐片状アルミ ニウム１０〜４０重量％とフッ素樹脂粉末１５〜５５重量％とを分散させてなる ものである。

【００１６】 また前記被覆層３４は、コーティング時或いはエンジンのラップ運転により、 その中央部分が前記ピストン本体３１の外側および内側より漸次層厚となるテー パー部３６が形成されている。

【００１７】 上記の実施例においては、ピストンピン孔３２にコーティングした被覆層３４ は、コーティング時或いはエンジンのラップ運転によりテーパー部３６を形成す ることとなり、従来のピストンピン孔３２自体にテーパー部３６を形成するもの に比して、加工工数が軽減できると共に、ピストンピン３３とピストンピン孔３ ２との間に適正なプロファイルが形成できる。この結果、ピストンピン３３の中 央部は、ピストンピン孔３２との間のクリアランス量を必要最小限に縮小するこ とができ、またピストンピン３３に内燃機関の運転中に弓なり現象が生じたとし ても、ピストンピン３３の打音を発生させない。また、ピストンピン３３の外側 と内側は、クリアランス量がより拡大して、ピストンピン３３とピストンピン孔 ３２との間にある被覆層３４の存在と共に、潤滑特性が向上して摺動抵抗を減少 させる。更に被覆層３４を構成する被覆材に、エポキシ樹脂等の耐熱性樹脂を主 体とした材料を使用する結果、ピストンピン３３とピストンピン孔３２との間に は、局部的な強い当りのない均一面圧化された接触面が形成されることとなり、 ピストンピン３３の焼き付きを防止できる。

【００１８】 図２は、本考案の他の実施例を示すピストンピン３３の半断面した正面図であ り、上記図１の実施例においては、被覆層３４をピストンピン孔３２側に形成し たが、図２の実施例では、被覆層３４ａを、ピストンピン３３の外周側に形成す べく、図１の実施例と同様な材料からなる被覆材がコーティングし、コーティン グ時或いはエンジンのラップ運転により、その中央部分がピストン本体３１の外 側および内側より漸次層厚となるテーパー部３６ａが形成されている。

【００１９】 尚、本実施例においても、前記実施例と同様にピストンピン３３とピストンピ ン孔３２との間には局部的な強い当りのない均一面圧化された接触面が形成され ることとなり、ピストンピン３３の焼き付きを防止できる。

【００２０】

【考案の効果】

以上の構成にかかる本考案の内燃機関用ピストン構造は、ピストンピン孔また はピストンピンにコーティングした被覆層は、コーティング時或いはエンジンの ラップ運転によりテーパー部を形成することとなり、従来のピストンピン孔自体 にテーパー部を形成するものに比して、加工工数が軽減できると共に、ピストン ピンとピストンピン孔との間に適正なプロファイルが形成できる。この結果、ピ ストンピンの中央部は、ピストンピン孔との間のクリアランス量を必要最小限に 縮小することができ、またピストンピンに内燃機関の運転中に弓なり現象が生じ たとしても、ピストンピンの打音を発生させない。また、ピストンピンの外側と 内側は、クリアランス量がより拡大して、ピストンピンとピストンピン孔との間 にある被覆層の存在と共に、潤滑特性が向上して摺動抵抗を減少させる。更に被 覆層を構成する被覆材に、エポキシ樹脂等の耐熱性樹脂を主体とした材料を使用 する結果、ピストンピンとピストンピン孔との間には、局部的な強い当りのない 均一面圧化された接触面が形成されることとなり、ピストンピンの焼き付きを防 止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を採用した内燃機関用ピスト
ン構造による一側部のピストンピン孔部分を拡大した縦
断面図である。

【図２】本考案の他の実施例を採用した内燃機関用ピス
トン構造によるピストンピンを半断面した正面図であ
る。

【図３】従来の一技術を示す内燃機関用ピストン構造の
縦断面図である。

【図４】従来の他の技術を示す内燃機関用ピストン構造
の縦断面図である。

【符号の説明】

３１ ピストン本体 ３２ ピストンピン孔 ３３ ピストンピン ３４ 被覆層 ３４ａ 被覆層 ３５ ピストンピンボス部 ３６ テーパー部 ３６ａ テーパー部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストン本体のピストンピン孔に、コネ
   クティングロッド連結用のピストンピンを挿入する内燃
   機関用ピストン構造において、前記ピストンピン孔の内
   周面又は前記ピストンピンの外周面にエポキシ樹脂、フ
   ェノール樹脂、シリコン樹脂、ポリイミド系樹脂のうち
   いずれか１種からなる耐熱性樹脂に燐片状アルミニウム
   およびフッ素樹脂粉末を分散させてなる被覆材をコーテ
   ィングして被覆層を形成し、該被覆層に、その中央部分
   が前記ピストン本体の外側および内側より漸次層厚とな
   るテーパー部を形成したことを特徴とする内燃機関用ピ
   ストン構造。