JPH0754996A - ピストンピン - Google Patents
ピストンピンInfo
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- JPH0754996A JPH0754996A JP35104593A JP35104593A JPH0754996A JP H0754996 A JPH0754996 A JP H0754996A JP 35104593 A JP35104593 A JP 35104593A JP 35104593 A JP35104593 A JP 35104593A JP H0754996 A JPH0754996 A JP H0754996A
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- Japan
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- pin
- piston pin
- piston
- coating layer
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 実用時における騒音の発生を抑えることがで
き、更には軽量化と強度的な信頼性を同時に達成し得る
セラミックス製のピストンピンを提供する。 【構成】 シリンダー５内でピストン３とコンロッド４
を接続するピストンピン１であって、両端を解放した円
筒形のセラミックス製のピン本体の内周面に厚さ１０〜
５００μｍのセラミックスのコーティング層を設ける
か、又は前記ピン本体の円筒内に吸音材２を挿入固定し
てなるピストンピン１。
き、更には軽量化と強度的な信頼性を同時に達成し得る
セラミックス製のピストンピンを提供する。 【構成】 シリンダー５内でピストン３とコンロッド４
を接続するピストンピン１であって、両端を解放した円
筒形のセラミックス製のピン本体の内周面に厚さ１０〜
５００μｍのセラミックスのコーティング層を設ける
か、又は前記ピン本体の円筒内に吸音材２を挿入固定し
てなるピストンピン１。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の動弁機構に
おいてピストンとコンロッドを接続するために用いられ
るセラミックス製のピストンピンに関する。
おいてピストンとコンロッドを接続するために用いられ
るセラミックス製のピストンピンに関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車エンジンのような内燃機関は、ガ
ソリン等と空気の混合燃料をシリンダー内で燃焼させ、
その爆発に伴う膨張力でシリンダー内に気密に挿入した
ピストンを往復運動させることにより、吸排気弁から燃
焼ガスを排気し且つ混合燃料を吸気すると同時に、ピス
トンに接続したコンロッド又は連接棒を介してクランク
軸を回転させるようになっている。
ソリン等と空気の混合燃料をシリンダー内で燃焼させ、
その爆発に伴う膨張力でシリンダー内に気密に挿入した
ピストンを往復運動させることにより、吸排気弁から燃
焼ガスを排気し且つ混合燃料を吸気すると同時に、ピス
トンに接続したコンロッド又は連接棒を介してクランク
軸を回転させるようになっている。
【０００３】ピストンピンはピストンとコンロッドを接
続する部品であり、ピストンと共に高速で往復運動を行
う。従って、ピストンピンを軽量化することにより、燃
費や馬力の向上及び慣性重量低減による騒音低下を図る
ことが出来るので、ピストンピンの材質を従来から使用
されてきた鋳鉄よりも軽量の窒化ケイ素等のセラミック
スに代えることが検討されている。
続する部品であり、ピストンと共に高速で往復運動を行
う。従って、ピストンピンを軽量化することにより、燃
費や馬力の向上及び慣性重量低減による騒音低下を図る
ことが出来るので、ピストンピンの材質を従来から使用
されてきた鋳鉄よりも軽量の窒化ケイ素等のセラミック
スに代えることが検討されている。
【０００４】しかし、ピストンピンをセラミックスで構
成した場合、ピストンピンが通常の中実形状又は中空形
状のいずれであっても、ピストンピンは実用時に１００
〜２００℃まで温度上昇するので、鋳鉄等の金属が使わ
れているピストン又はコンロッドとの接続部においてセ
ラミックスと金属の熱膨張係数の違いによるクリアラン
スが大きくなり、この接続部で大きな振動音が発生する
欠点があった。
成した場合、ピストンピンが通常の中実形状又は中空形
状のいずれであっても、ピストンピンは実用時に１００
〜２００℃まで温度上昇するので、鋳鉄等の金属が使わ
れているピストン又はコンロッドとの接続部においてセ
ラミックスと金属の熱膨張係数の違いによるクリアラン
スが大きくなり、この接続部で大きな振動音が発生する
欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、かかる従来
の事情に鑑み、実用時における騒音の発生を抑えること
ができ、更には軽量化と強度的な信頼性を同時に達成し
得る、セラミックス製のピストンピンを提供することを
目的とする。
の事情に鑑み、実用時における騒音の発生を抑えること
ができ、更には軽量化と強度的な信頼性を同時に達成し
得る、セラミックス製のピストンピンを提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が提供するピストンピンは、両端を解放した
円筒形のセラミックスからなるピン本体と、ピン本体の
内周面に設けた厚さ１０〜５００μｍのセラミックスの
コーティング層とからなるか、又は両端を解放した円筒
形のセラミックスからなるピン本体と、ピン本体の円筒
内に挿入固定した吸音材とからなっている。
め、本発明が提供するピストンピンは、両端を解放した
円筒形のセラミックスからなるピン本体と、ピン本体の
内周面に設けた厚さ１０〜５００μｍのセラミックスの
コーティング層とからなるか、又は両端を解放した円筒
形のセラミックスからなるピン本体と、ピン本体の円筒
内に挿入固定した吸音材とからなっている。
【０００７】
【作用】前記のごとく、セラミックス製のピストンピン
では、鋳鉄等の金属が使われているピストン又はコンロ
ッドとの接続部においてセラミックスと金属の熱膨張係
数の違いによるクリアランスが大きくなるため、この接
続部で振動音が発生することが避けられないが、本発明
によれば、円筒形のピストンピンの内側に設けたセラミ
ックスのコーティング層又は吸音材が振動音を効果的に
吸収し、低騒音化を図ることができる。
では、鋳鉄等の金属が使われているピストン又はコンロ
ッドとの接続部においてセラミックスと金属の熱膨張係
数の違いによるクリアランスが大きくなるため、この接
続部で振動音が発生することが避けられないが、本発明
によれば、円筒形のピストンピンの内側に設けたセラミ
ックスのコーティング層又は吸音材が振動音を効果的に
吸収し、低騒音化を図ることができる。
【０００８】セラミックスのコーティング層による振動
音の吸収は、セラミックスのピン本体とコーティング層
との界面における振動の屈折や、固有振動数の違う両者
の接合による振動の吸収等により達成されるものと考え
られる。かかる振動の屈折や吸収は、コーティング層を
設けたピストンピンの内部摩擦が大きいほど顕著になる
ことが判明し、特に内部摩擦が５×１０-4以上であるこ
とが好ましい。
音の吸収は、セラミックスのピン本体とコーティング層
との界面における振動の屈折や、固有振動数の違う両者
の接合による振動の吸収等により達成されるものと考え
られる。かかる振動の屈折や吸収は、コーティング層を
設けたピストンピンの内部摩擦が大きいほど顕著になる
ことが判明し、特に内部摩擦が５×１０-4以上であるこ
とが好ましい。
【０００９】コーティング層を構成するセラミックスと
しては、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2等の酸化物、Ｂ
Ｎ、ＣｒＮ、ＴｉＮ、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4等の窒化物、Ｓ
ｉＣ、ＴｉＣ、Ｂ4Ｃ等の炭化物などを用いることがで
き、ピン本体のセラミックスと同一でも別種のセラミッ
クスであっても良い。又、セラミックスのコーティング
層の形成には、ＰＶＤ法やＣＶＤ法等の気相合成法、溶
射法等の融液法、電解析出法やゾルゲル法等の溶液法を
用いることができる。
しては、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2等の酸化物、Ｂ
Ｎ、ＣｒＮ、ＴｉＮ、ＡｌＮ、Ｓｉ3Ｎ4等の窒化物、Ｓ
ｉＣ、ＴｉＣ、Ｂ4Ｃ等の炭化物などを用いることがで
き、ピン本体のセラミックスと同一でも別種のセラミッ
クスであっても良い。又、セラミックスのコーティング
層の形成には、ＰＶＤ法やＣＶＤ法等の気相合成法、溶
射法等の融液法、電解析出法やゾルゲル法等の溶液法を
用いることができる。
【００１０】セラミックスのコーティング層の厚さは１
０〜５００μｍの範囲とする。その理由は、コーティン
グ層の厚さが１０μｍ未満では吸音効果が殆ど得られ
ず、逆に厚さが５００μｍを越えるとピン本体との密着
性が低下し、熱応力等によって剥離する危険があるから
である。尚、コーティング層の密着性を向上させるため
には、ピン本体の内周面にピーニング処理又はエッチン
グ処理等の前処理を施すことが好ましい。
０〜５００μｍの範囲とする。その理由は、コーティン
グ層の厚さが１０μｍ未満では吸音効果が殆ど得られ
ず、逆に厚さが５００μｍを越えるとピン本体との密着
性が低下し、熱応力等によって剥離する危険があるから
である。尚、コーティング層の密着性を向上させるため
には、ピン本体の内周面にピーニング処理又はエッチン
グ処理等の前処理を施すことが好ましい。
【００１１】一方、ピン本体の円筒内に吸音材を設けた
ピストンピンでは、吸音材が振動音を直接吸収する。従
って、使用する吸音材は音の吸収率に優れた材料である
ことが必要であるが、本発明においては軽量で且つ耐熱
性や耐油性に優れ、高速の往復運動によっても破損した
り崩れたりしないことが必要であり、更にはピン本体に
用いたセラミックスと熱膨張係数がほぼ等しい材料であ
ることが好ましい。
ピストンピンでは、吸音材が振動音を直接吸収する。従
って、使用する吸音材は音の吸収率に優れた材料である
ことが必要であるが、本発明においては軽量で且つ耐熱
性や耐油性に優れ、高速の往復運動によっても破損した
り崩れたりしないことが必要であり、更にはピン本体に
用いたセラミックスと熱膨張係数がほぼ等しい材料であ
ることが好ましい。
【００１２】かかる吸音材としては、ロックウールやグ
ラスウール、及びＡｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ等のセラ
ミックス繊維、炭素繊維、又は芳香族ポリアミドや芳香
族ポリイミド等の耐熱性合成樹脂繊維を、耐熱性バイン
ダー、例えばコロイダルシリカ等で円柱状に成形した繊
維の結合体か、若しくはＡｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ等
のセラミックス粉末を低密度の円柱状に焼結したセラミ
ックスの多孔体を用いることができる。これらの吸音材
は予め円柱状に形成しておき、ピン本体の円筒内に圧入
するか又は耐熱性で且つ耐油性の接着剤等を用いて固定
する。
ラスウール、及びＡｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ等のセラ
ミックス繊維、炭素繊維、又は芳香族ポリアミドや芳香
族ポリイミド等の耐熱性合成樹脂繊維を、耐熱性バイン
ダー、例えばコロイダルシリカ等で円柱状に成形した繊
維の結合体か、若しくはＡｌ2Ｏ3、Ｓｉ3Ｎ4、ＳｉＣ等
のセラミックス粉末を低密度の円柱状に焼結したセラミ
ックスの多孔体を用いることができる。これらの吸音材
は予め円柱状に形成しておき、ピン本体の円筒内に圧入
するか又は耐熱性で且つ耐油性の接着剤等を用いて固定
する。
【００１３】尚、本発明におけるピストンピンのピン本
体の材質は、従来からピストンピンの軽量化を目的に検
討されてきたセラミックス焼結体、例えばＳｉ3Ｎ4等の
窒化物、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物、ＳｉＣやＢ4Ｃ等の炭化
物、又はこれらの複合体等を用いることができるが、軽
量化、強度特性、耐久性及び信頼性等を考慮するとＳｉ
3Ｎ4又はサイアロンが好ましい。又、ピン本体の外周面
及び内周面を研削加工して、焼結肌に存在する欠陥を除
去することが好ましい。
体の材質は、従来からピストンピンの軽量化を目的に検
討されてきたセラミックス焼結体、例えばＳｉ3Ｎ4等の
窒化物、Ａｌ2Ｏ3等の酸化物、ＳｉＣやＢ4Ｃ等の炭化
物、又はこれらの複合体等を用いることができるが、軽
量化、強度特性、耐久性及び信頼性等を考慮するとＳｉ
3Ｎ4又はサイアロンが好ましい。又、ピン本体の外周面
及び内周面を研削加工して、焼結肌に存在する欠陥を除
去することが好ましい。
【００１４】本発明のピストンピンにおいては、ピン本
体の形状は両端を解放した円筒形であれば良く、例えば
図２に示すように中空部が同一内径の直円筒形を基本と
するが、ピストンピンにかかる負荷に耐え得る形状であ
れば多少の形状の変更は可能であり、本発明の範囲に含
まれる。
体の形状は両端を解放した円筒形であれば良く、例えば
図２に示すように中空部が同一内径の直円筒形を基本と
するが、ピストンピンにかかる負荷に耐え得る形状であ
れば多少の形状の変更は可能であり、本発明の範囲に含
まれる。
【００１５】
【実施例】実施例１ ピン本体の素材として、直円筒形のＳｉ3Ｎ4焼結体、Ｂ
4Ｃ焼結体、及び平均粒径５０ｎｍのＳｉＣ粒子を２重
量％添加したＳｉ3Ｎ4焼結体を用意し、各焼結体の内外
周面及び両側面を研削して、図２に示すような外径Ｄ1
＝１８ｍｍ、内径Ｄ2＝５ｍｍ、長さＬ1＝５５ｍｍのピ
ン本体を複数作製した。ちなみに、上記各焼結体は相対
密度がいずれも１００％であり、ＪＩＳ Ｒ１６０１に
基づく曲げ強度がＳｉ3Ｎ4焼結体で１５５ｋｇ／ｍ
ｍ2、Ｂ4Ｃ焼結体で６０ｋｇ／ｍｍ2及びＳｉＣ添加Ｓ
ｉ3Ｎ4焼結体で１６５ｋｇ／ｍｍ2であった。
4Ｃ焼結体、及び平均粒径５０ｎｍのＳｉＣ粒子を２重
量％添加したＳｉ3Ｎ4焼結体を用意し、各焼結体の内外
周面及び両側面を研削して、図２に示すような外径Ｄ1
＝１８ｍｍ、内径Ｄ2＝５ｍｍ、長さＬ1＝５５ｍｍのピ
ン本体を複数作製した。ちなみに、上記各焼結体は相対
密度がいずれも１００％であり、ＪＩＳ Ｒ１６０１に
基づく曲げ強度がＳｉ3Ｎ4焼結体で１５５ｋｇ／ｍ
ｍ2、Ｂ4Ｃ焼結体で６０ｋｇ／ｍｍ2及びＳｉＣ添加Ｓ
ｉ3Ｎ4焼結体で１６５ｋｇ／ｍｍ2であった。
【００１６】上記の各ピン本体の内周面にピーニング処
理を施した後、ＣＶＤ法により内周面にＴｉＮ、Ｓｉ3
Ｎ4、ＳｉＯ2及びＺｒＯ2のコーティング層をそれぞれ
形成した。得られた各ピストンピンの内部摩擦を測定す
るため、各ピン本体と同じ焼結体からなる板状の素材の
表面に上記の各コーティング層を同様に形成した試験片
を作製し、振動型内部摩擦測定装置を用い振動数２０,
０００Ｈｚ及び振幅０.１μｍの条件で内部摩擦を測定
した。
理を施した後、ＣＶＤ法により内周面にＴｉＮ、Ｓｉ3
Ｎ4、ＳｉＯ2及びＺｒＯ2のコーティング層をそれぞれ
形成した。得られた各ピストンピンの内部摩擦を測定す
るため、各ピン本体と同じ焼結体からなる板状の素材の
表面に上記の各コーティング層を同様に形成した試験片
を作製し、振動型内部摩擦測定装置を用い振動数２０,
０００Ｈｚ及び振幅０.１μｍの条件で内部摩擦を測定
した。
【００１７】又、上記と同じ直円筒形のＳｉ3Ｎ4焼結
体、Ｂ4Ｃ焼結体、及び平均粒径５０ｎｍのＳｉＣ粒子
を２重量％添加したＳｉ3Ｎ4焼結体から作製した各ピン
本体の円筒内に、吸音材として、グラスウール又はＳｉ
3Ｎ4繊維をコロイダルシリカで円柱状に結合したグラス
ウール結合体又はＳｉ3Ｎ4繊維結合体、及びＳｉ3Ｎ4粉
末又はＳｉＣ粉末を円柱状に低密度で焼結したＳｉ3Ｎ4
多孔体又はＳｉＣ多孔体を、それぞれ圧入して固定し
た。これらの吸音材を圧入したピストンピンの内部摩擦
については、上記装置による測定が困難であるため測定
しなかった。
体、Ｂ4Ｃ焼結体、及び平均粒径５０ｎｍのＳｉＣ粒子
を２重量％添加したＳｉ3Ｎ4焼結体から作製した各ピン
本体の円筒内に、吸音材として、グラスウール又はＳｉ
3Ｎ4繊維をコロイダルシリカで円柱状に結合したグラス
ウール結合体又はＳｉ3Ｎ4繊維結合体、及びＳｉ3Ｎ4粉
末又はＳｉＣ粉末を円柱状に低密度で焼結したＳｉ3Ｎ4
多孔体又はＳｉＣ多孔体を、それぞれ圧入して固定し
た。これらの吸音材を圧入したピストンピンの内部摩擦
については、上記装置による測定が困難であるため測定
しなかった。
【００１８】この様にして得られた本発明の各ピストン
ピンを、図１に示すように、市販の２０００ｃｃ自動車
用ガソリンエンジンから流用したエンジンダイナモに組
み込んだ。即ち、鋳鉄製のピストン３とコンロッド４と
を、内周面にセラミックスのコーティング層を有するか
又は円筒内に吸音材２を圧入固定した上記セラミックス
製のピストンピン１を用いて接続し、これらを吸排気弁
６を備えたシリンダー５内に気密に挿入した。その後、
機関換算回転数２０００ｒｐｍで運転を行い、１ｍ離れ
た地点において放射音を測定した。
ピンを、図１に示すように、市販の２０００ｃｃ自動車
用ガソリンエンジンから流用したエンジンダイナモに組
み込んだ。即ち、鋳鉄製のピストン３とコンロッド４と
を、内周面にセラミックスのコーティング層を有するか
又は円筒内に吸音材２を圧入固定した上記セラミックス
製のピストンピン１を用いて接続し、これらを吸排気弁
６を備えたシリンダー５内に気密に挿入した。その後、
機関換算回転数２０００ｒｐｍで運転を行い、１ｍ離れ
た地点において放射音を測定した。
【００１９】比較のために、従来の鋳鉄からなる直円筒
形のピストンピン、並びに上記と同じＳｉ3Ｎ4焼結体等
からなる直円筒形のピン本体のみからなりセラミックス
のコーティング層及び吸音材のいずれの吸音構造も有し
ないピストンピンを作製し、これら比較例のピストンピ
ンについても上記と同様に内部摩擦の測定を行い、更に
上記と同じエンジンダイナモに組み込み、同様の条件下
に放射音を測定した。得られた測定結果を表１に示す。
形のピストンピン、並びに上記と同じＳｉ3Ｎ4焼結体等
からなる直円筒形のピン本体のみからなりセラミックス
のコーティング層及び吸音材のいずれの吸音構造も有し
ないピストンピンを作製し、これら比較例のピストンピ
ンについても上記と同様に内部摩擦の測定を行い、更に
上記と同じエンジンダイナモに組み込み、同様の条件下
に放射音を測定した。得られた測定結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】 試料 内部摩擦 騒音レベルNo. ピン本体 吸 音 構 造 (×10-4) (dB(A)) 1＊ 鋳鉄 なし ９.０ ７５ 2＊ Si3N4焼結体 なし ４.５ ８３ 3＊ B4C焼結体 なし ３.８ ８５ 4＊ SiC＋Si3N4焼結体 なし ４.８ ８３ 5＊ Si3N4焼結体 TiNコーティンク゛層(5μｍ) ４.８ ８２ 6 Si3N4焼結体 TiNコーティンク゛層(10μｍ) ６.２ ７９ 7 Si3N4焼結体 TiNコーティンク゛層(50μｍ) ７.３ ７８ 8 Si3N4焼結体 TiNコーティンク゛層(100μｍ) ８.２ ７６ 9 Si3N4焼結体 TiNコーティンク゛層(200μｍ) ８.５ ７５ 10 Si3N4焼結体 TiNコーティンク゛層(400μｍ) ８.５ ７５ 11＊ Si3N4焼結体 TiNコーティンク゛層(600μｍ) ８.６ ７７ 12 B4C焼結体 TiNコーティンク゛層(200μｍ) ６.５ ７８ 13 SiC＋Si3N4焼結体 TiNコーティンク゛層(200μｍ) ８.８ ７５ 14 Si3N4焼結体 Si3N4コーティンク゛層(200μｍ) ７.８ ７６ 15 Si3N4焼結体 SiO2コーティンク゛層(200μｍ) ８.３ ７６ 16 Si3N4焼結体 ZrO2コーティンク゛層(200μｍ) ７.９ ７７ 17 Si3N4焼結体 グラスウール結合体 − ７６ 18 Si3N4焼結体 Si3N4繊維結合体 − ７７ 19 Si3N4焼結体 SiC多孔体 − ７７ 20 Si3N4焼結体 Si3N4多孔体 − ７７ 21 B4C焼結体 Si3N4多孔体 − ７９ 22 SiC＋Si3N4焼結体 Si3N4多孔体 − ７７ （注）表中の＊を付した試料は比較例である。試料Ｎ
ｏ.１１は騒音レベルの測定試験中にコーティング層の
一部に剥離が発生した。
ｏ.１１は騒音レベルの測定試験中にコーティング層の
一部に剥離が発生した。
【００２１】上記表１から、比較例である試料Ｎｏ.２
〜５の吸音構造を持たない円筒形のセラミックス製の各
ピストンピンは、従来の円筒形の鋳鉄からなる試料Ｎ
ｏ.１のピストンピンよりも騒音レベルが高くなってい
るのに対して、試料Ｎｏ.６〜１０及び１２〜２２の円
筒形のピン本体に吸音構造を備えた本発明のピストンピ
ンは、いずれも騒音レベルが従来の円筒形の鋳鉄からな
るピストンピン（試料Ｎｏ.１）とほぼ等しく、振動音
の発生が抑えられていることが判る。これは、コーティ
ング層を１０μｍ以上に施すことによる内部摩擦の増大
が振動の減衰をもたらし、或は内部に挿入した吸音材が
振動音を吸収した結果である。
〜５の吸音構造を持たない円筒形のセラミックス製の各
ピストンピンは、従来の円筒形の鋳鉄からなる試料Ｎ
ｏ.１のピストンピンよりも騒音レベルが高くなってい
るのに対して、試料Ｎｏ.６〜１０及び１２〜２２の円
筒形のピン本体に吸音構造を備えた本発明のピストンピ
ンは、いずれも騒音レベルが従来の円筒形の鋳鉄からな
るピストンピン（試料Ｎｏ.１）とほぼ等しく、振動音
の発生が抑えられていることが判る。これは、コーティ
ング層を１０μｍ以上に施すことによる内部摩擦の増大
が振動の減衰をもたらし、或は内部に挿入した吸音材が
振動音を吸収した結果である。
【００２２】更に、上記本発明の試料Ｎｏ.９のピスト
ンピン、即ち円筒形Ｓｉ3Ｎ4焼結体の内周面にＴｉＮコ
ーティング層を２００μｍ設けたピストンピンをガソリ
ンエンジンに組み込み、そのガソリンエンジンを実車に
搭載して車内及び車外においてピストンピンが原因と思
われる振動音の測定を行ったが、試験直後はもちろん２
万ｋｍ走行後においても、通常の鋳鉄製ピストンピンの
場合を越えるような振動音の発生はなかった。
ンピン、即ち円筒形Ｓｉ3Ｎ4焼結体の内周面にＴｉＮコ
ーティング層を２００μｍ設けたピストンピンをガソリ
ンエンジンに組み込み、そのガソリンエンジンを実車に
搭載して車内及び車外においてピストンピンが原因と思
われる振動音の測定を行ったが、試験直後はもちろん２
万ｋｍ走行後においても、通常の鋳鉄製ピストンピンの
場合を越えるような振動音の発生はなかった。
【００２３】実施例２ 直円筒形の実施例１と同じＳｉ3Ｎ4焼結体の内外周面及
び両側面を研削して、図２に示す、外径Ｄ1＝１８ｍｍ
及び長さＬ1＝５５ｍｍであって、内径Ｄ2を種々変えた
ピン本体を作製した。
び両側面を研削して、図２に示す、外径Ｄ1＝１８ｍｍ
及び長さＬ1＝５５ｍｍであって、内径Ｄ2を種々変えた
ピン本体を作製した。
【００２４】上記のごとく作製した各ピン本体につい
て、スパン４０ｍｍにて３点曲げ試験を実施して破壊荷
重を測定した。実用上ピストンピンにかかる最大荷重は
約２５００ｋｇであるが、その２倍に相当する５０００
ｋｇまでの負荷を加えた。測定結果を表２及び表３に示
す。表２には、外径Ｄ1＝１８ｍｍ、内径Ｄ2＝１２ｍ
ｍ、長さＬ1＝５５ｍｍであって、密度７.８ｇ／ｃｍ3
及び破壊荷重５０００ｋｇの直円筒形の鋳鉄製ピストン
ピンを基準にした各ピン本体の重量低減率も併せて示し
た。
て、スパン４０ｍｍにて３点曲げ試験を実施して破壊荷
重を測定した。実用上ピストンピンにかかる最大荷重は
約２５００ｋｇであるが、その２倍に相当する５０００
ｋｇまでの負荷を加えた。測定結果を表２及び表３に示
す。表２には、外径Ｄ1＝１８ｍｍ、内径Ｄ2＝１２ｍ
ｍ、長さＬ1＝５５ｍｍであって、密度７.８ｇ／ｃｍ3
及び破壊荷重５０００ｋｇの直円筒形の鋳鉄製ピストン
ピンを基準にした各ピン本体の重量低減率も併せて示し
た。
【００２５】
【表２】 （注）表中の「破壊せず」とは、５０００ｋｇまでの負
荷を加えても破壊しないことを意味する。
荷を加えても破壊しないことを意味する。
【００２６】上記の結果から、本発明のセラミックス製
のピストンピンは従来の鋳鉄製のピストンピンに比べて
著しい重量低減を達成できること、例えば５０００ｋｇ
の負荷で破壊しない内径７ｍｍのＳｉ3Ｎ4焼結体製のピ
ン本体は、外径及び長さが同じ直円筒形の鋳鉄製のピス
トンピンと比較して、重量を３７％も低減し得ることが
判る。
のピストンピンは従来の鋳鉄製のピストンピンに比べて
著しい重量低減を達成できること、例えば５０００ｋｇ
の負荷で破壊しない内径７ｍｍのＳｉ3Ｎ4焼結体製のピ
ン本体は、外径及び長さが同じ直円筒形の鋳鉄製のピス
トンピンと比較して、重量を３７％も低減し得ることが
判る。
【００２７】更に、この内径７ｍｍのＳｉ3Ｎ4焼結体製
のピン本体の内周面に、ＣＶＤ法によりＴｉＮコーティ
ング層を２００μｍの厚さに形成した。得られたピスト
ンピンを実施例１と同様にエンジンダイナモに組み込
み、機関換算回転数２０００ｒｐｍで運転して１時間当
たりの燃料消費量を測定した。その結果、従来の鋳鉄製
ピストンピンを組み込んだ場合と比較して燃料消費量が
２.５％低下した。
のピン本体の内周面に、ＣＶＤ法によりＴｉＮコーティ
ング層を２００μｍの厚さに形成した。得られたピスト
ンピンを実施例１と同様にエンジンダイナモに組み込
み、機関換算回転数２０００ｒｐｍで運転して１時間当
たりの燃料消費量を測定した。その結果、従来の鋳鉄製
ピストンピンを組み込んだ場合と比較して燃料消費量が
２.５％低下した。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、実用時における騒音の
発生を従来の鋳鉄製ピストンピン程度に抑えることがで
き、同時に従来の鋳鉄製のピストンピンに比べて大幅な
軽量化を達成でき、更には強度的に優れた信頼性を有す
るセラミックス製のピストンピンを提供することができ
る。
発生を従来の鋳鉄製ピストンピン程度に抑えることがで
き、同時に従来の鋳鉄製のピストンピンに比べて大幅な
軽量化を達成でき、更には強度的に優れた信頼性を有す
るセラミックス製のピストンピンを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一具体例によるピストンピンを組み込
んだエンジンダイナモの概略を示す断面図である。
んだエンジンダイナモの概略を示す断面図である。
【図２】本発明に係わるピン本体の一具体例を示す断面
図である。
図である。
１ ピストンピン ２ 吸音材 ３ ピストン ４ コンロッド ５ シリンダー ６ 吸排気弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山川 晃 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内
Claims (4)
- 【請求項１】 両端を解放した円筒形のセラミックスか
らなるピン本体と、ピン本体の内周面に設けた厚さ１０
〜５００μｍのセラミックスのコーティング層とからな
るピストンピン。 - 【請求項２】 セラミックスからなるピン本体の内周面
にコーティング層を設けたピストンピンの内部摩擦が５
×１０-4以上であることを特徴とする、請求項１に記載
のピストンピン。 - 【請求項３】 両端を解放した円筒形のセラミックスか
らなるピン本体と、ピン本体の円筒内に挿入固定した吸
音材とからなるピストンピン。 - 【請求項４】 吸音材がセラミックス、炭素又は耐熱性
合成樹脂からなる繊維の結合体、若しくはセラミックス
の多孔体であることを特徴とする、請求項３に記載のピ
ストンピン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35104593A JPH0754996A (ja) | 1993-06-11 | 1993-12-28 | ピストンピン |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16615193 | 1993-06-11 | ||
| JP5-166151 | 1993-06-11 | ||
| JP35104593A JPH0754996A (ja) | 1993-06-11 | 1993-12-28 | ピストンピン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0754996A true JPH0754996A (ja) | 1995-02-28 |
Family
ID=26490628
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35104593A Pending JPH0754996A (ja) | 1993-06-11 | 1993-12-28 | ピストンピン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754996A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008098615A1 (en) | 2007-02-14 | 2008-08-21 | Agilent Technologies, Inc. | Hplc pumping apparatus with silicon carbide piston and/or working chamber |
| WO2014034034A1 (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | マツダ株式会社 | エンジンのピストン構造 |
| CN104454223A (zh) * | 2013-09-18 | 2015-03-25 | 马自达汽车株式会社 | 发动机的活塞构造 |
| JP2015158153A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | マツダ株式会社 | エンジンのピストン構造 |
| JP2015158154A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | マツダ株式会社 | エンジンのピストン構造 |
| US9347396B2 (en) | 2013-09-18 | 2016-05-24 | Mazda Motor Corporation | Piston structure for engine |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP35104593A patent/JPH0754996A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008098615A1 (en) | 2007-02-14 | 2008-08-21 | Agilent Technologies, Inc. | Hplc pumping apparatus with silicon carbide piston and/or working chamber |
| WO2014034034A1 (ja) * | 2012-08-29 | 2014-03-06 | マツダ株式会社 | エンジンのピストン構造 |
| JPWO2014034034A1 (ja) * | 2012-08-29 | 2016-08-08 | マツダ株式会社 | エンジンのピストン構造 |
| US9926998B2 (en) | 2012-08-29 | 2018-03-27 | Mazda Motor Corporation | Piston structure for engine |
| CN104454223A (zh) * | 2013-09-18 | 2015-03-25 | 马自达汽车株式会社 | 发动机的活塞构造 |
| US9347396B2 (en) | 2013-09-18 | 2016-05-24 | Mazda Motor Corporation | Piston structure for engine |
| US9556821B2 (en) | 2013-09-18 | 2017-01-31 | Mazda Motor Corporation | Piston structure for engine |
| JP2015158153A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | マツダ株式会社 | エンジンのピストン構造 |
| JP2015158154A (ja) * | 2014-02-24 | 2015-09-03 | マツダ株式会社 | エンジンのピストン構造 |
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