JPH08144847A - 鍛造製エンジン用ピストン - Google Patents

鍛造製エンジン用ピストン

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Publication number
JPH08144847A
JPH08144847A JP31415394A JP31415394A JPH08144847A JP H08144847 A JPH08144847 A JP H08144847A JP 31415394 A JP31415394 A JP 31415394A JP 31415394 A JP31415394 A JP 31415394A JP H08144847 A JPH08144847 A JP H08144847A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
piston
forged
skirt
engine
distance
Prior art date
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Pending
Application number
JP31415394A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshikatsu Koike
俊勝 小池
Yutaka Yamagata
裕 山縣
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Yamaha Motor Co Ltd
Original Assignee
Yamaha Motor Co Ltd
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Publication date
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F2200/00Manufacturing
    • F02F2200/04Forging of engine parts

Landscapes

  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】爆発力に対する強度を損なうことなく、ピスト
ンピンボス部の肉盗み加工により軽量化を図り、しかも
加工性に優れる鍛造製エンジン用ピストンを提供する。 【構成】鍛造素材を削り加工して成形した鍛造製エンジ
ン用ピストン1において、ピストンピンボス部4に内側
から加工による肉抜き凹部13を形成し、この肉抜き凹
部13の位置は、ピストン頂部天井部2の付け根部2a
とスカート部3の下端部3aとの距離L2を、肉抜き凹
部13の上端部13aとスカート部3の下端部3aとの
距離L3より大きく設定している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、鍛造素材を削り加工
して成形した鍛造製エンジン用ピストンに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】エンジン用ピストンを鍛造で製造するこ
とが行なわれており、この一例として例えば特開平2−
255241号公報に製造方法が開示され、鍛造素材を
削り加工して鍛造ピストンが成形される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように、鍛造製エ
ンジン用ピストンは、鍛造素材を削り加工して鍛造ピス
トンが成形され、鋳造素材で形成される鋳造製エンジン
用ピストンと比較して強度的に優れており、例えば鍛造
製エンジン用ピストンの肉厚や型の抜き勾配の設定によ
って軽量化が可能になる。
【0004】ところで、このように肉厚や型の抜き勾配
の設定によって、鍛造製エンジン用ピストンの軽量化が
可能になるが、部分的に特に強度が要求される部分があ
るとともに、肉盗みができない部分があり、これらに応
じた肉厚や型の抜き勾配の設定、さらには肉盗み加工等
が必要になる。
【0005】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、請求項1記載の発明は、爆発力に対する強度を損
なうことなく、ピストンピンボス部の肉盗み加工により
軽量化を図り、しかも加工性に優れる鍛造製エンジン用
ピストンを提供することを目的としている。また、請求
項2記載の発明は、鍛造素材の組成の構成と、ピストン
頂部天井部の厚さとピストンボア外径の関係を規定する
ことで、爆発力に対する強度を損なうことなく、軽量化
を図る鍛造製エンジン用ピストンを提供することを目的
としている。請求項3記載の発明は、スカート部のクラ
ンク室側掃気口を形成する切欠部の型の抜き勾配の設定
により、簡単な構造で、切欠部の強度を損なうことなく
軽量化を可能にする鍛造製エンジン用ピストンを提供す
ることを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項1の発明は、鍛造素材を削り加工して成形し
た鍛造製エンジン用ピストンにおいて、ピストンピンボ
ス部に内側から加工による肉抜き凹部を形成し、この肉
抜き凹部の位置は、前記ピストン頂部天井部の付け根部
とスカート部の下端部との距離を、前記肉抜き凹部の上
端部とスカート部の下端部との距離より大きく設定した
ことを特徴としている。
【0007】請求項2の発明は、鍛造素材を削り加工し
て成形した鍛造製エンジン用ピストンにおいて、前記鍛
造素材の組成を、Siが8〜20%、Cuが1〜5%、
Mgが0.2〜2%で、この残り部をAlで構成し、 0.05<H0/D<0.3 ただし、H0はピストン頂部天井部の厚さ、Dはピスト
ンボア外径である、に設定したことを特徴としている。
【0008】請求項3の発明は、鍛造素材を削り加工し
て成形した鍛造製エンジン用ピストンにおいて、スカー
ト部のクランク室側掃気口を形成する切欠部の全周を、
正の型抜き勾配としたことを特徴としている。
【0009】
【作用】請求項1記載の発明では、ピストンピンボス部
に内側から加工による肉抜き凹部を形成し、ピストンピ
ンボス部を軽量化している。この肉抜き凹部の位置は、
ピストン頂部天井部の付け根部とスカート部の下端部と
の距離を、肉抜き凹部の上端部とスカート部の下端部と
の距離より大きく設定し、ピストン頂部天井部との間に
段部を設けることで、爆発力に対する強度を持たせるこ
とができると共に、ピストン頂部天井部に肉抜き凹部が
入り込むことがなく加工性が向上する。
【0010】請求項2の発明では、鍛造素材の組成を、
Siが8〜20%、Cuが1〜5%、Mgが0.2〜2
%で、この残り部をAlで構成し、ピストン頂部天井部
の厚さとピストンボア外径の関係を規定することで、爆
発力に対する強度を損なうことなく、軽量化を図ること
ができる。
【0011】請求項3の発明では、スカート部のクラン
ク室側掃気口を形成する切欠部の型の抜き勾配の設定に
より、簡単な構造で、切欠部の強度を損なうことなく軽
量化が可能である。
【0012】
【実施例】以下、この発明の鍛造製エンジン用ピストン
を図面に基づいて説明する。図1は鍛造製エンジン用ピ
ストンの側面図、図2は図1のII-II線に沿う断面図、
図3は図2のIII-III線に沿う断面図、図4は図2のIV-
IV線に沿う断面図、図5はピストンピンボス部の拡大図
である。
【0013】鍛造製エンジン用ピストン1は、略コップ
状に鍛造された鍛造素材を削り加工して成形され、ピス
トン頂部天井部2、スカート部3、ピストンピンボス部
4及び切欠部5,6,7を有している。鍛造製エンジン
用ピストン1は、ピストン内周8とピストン外周9とで
所定の肉厚に形成され、ピストン内周8の抜き勾配よ
り、加工前素材におけるピストン外周9の抜き勾配を大
きくし、金型の抜き方向は逆になっており、スカート部
3を薄肉にでき、軽量化が可能である。ピストン内周8
の抜き勾配βは1°以下が良い。この実施例では30′
を採用している。また、加工前素材におけるピストン外
周9の抜き勾配は1°30′乃至2°を採用している。
【0014】削り加工された後に、ピストン外周9には
ピストン頂部天井部2側にピストンリング溝10が2箇
所に形成されている。また、ピストン内周8の対向する
位置には、一対のピストンピンボス部4が形成されてお
り、それぞれのピストンピンボス部4の下側に、加工に
より面取り用の肉盗み部11の加工を行なっている。ピ
ストンピンボス部4には、ピストンピン孔12が形成さ
れている。ピストンピン孔12は排気側に距離L1だけ
オフセットされている。距離L1は、スカート部3の側
部3cの側圧を軽減するためのものである。
【0015】ピストンピンボス部4には、内側から加工
による肉抜き凹部13が形成されており、この肉抜き凹
部13の位置は、ピストン頂部天井部2の付け根部2a
とスカート部3の下端部3aとの距離L2を、肉抜き凹
部13の上端部13aとスカート部3の下端部3aとの
距離L3より大きく設定し、ピストン頂部天井部2の付
け根部2aと肉抜き凹部13の上端部13aとの間に段
部14を形成している。
【0016】このように、ピストンピンボス部4に内側
から加工による肉抜き凹部13を形成することで、鍛造
による型抜きのために肉盗みできない部分であるピスト
ンピンボス部4を軽量化することができる。しかも、肉
抜き凹部13の位置は、ピストン頂部天井部2の付け根
部2aとスカート部3の下端部3aとの距離を、肉抜き
凹部13の上端部13aとスカート部3の下端部3aと
の距離より大きく設定し、ピストン頂部天井部2との間
に段部14を設けることで、爆発力に対する強度を持た
せることができると共に、ピストン頂部天井部2に肉抜
き凹部13が入り込むことがなく、軽量化のための加工
性を向上させることができる。
【0017】また、鍛造製エンジン用ピストン1は、鍛
造素材の組成を、Siが8〜20%、Cuが1〜5%、
Mgが0.2〜2%で、この残り部をAlで構成してい
る。そして、0.05<H0/D<0.3に設定してい
る。
【0018】ただし、H0はピストン頂部天井部2の厚
さ、Dはピストンボア外径である。
【0019】ピストンボア外径Dに対するピストン頂部
天井部2の厚さH0の比を、A以下にすると爆発力に対
する強度が低下し、またB以上にすると重量が増加す
る。
【0020】このように、鍛造素材の組成を、Siが8
〜20%、Cuが1〜5%、Mgが0.2〜2%で、こ
の残り部をAlで構成し、ピストン頂部天井部2の厚さ
0とピストンボア外径Dの関係を規定することで、爆
発力に対する強度を損なうことなく、軽量化を図ること
ができる。なお、熱処理等により硬度を、ロックウェル
硬さHRB70〜90にすると、耐摩耗性、靭性の点で
優れたものとすることができる。
【0021】また、鍛造素材を削り加工してスカート部
3が形成され、このスカート部3のクランク室側掃気口
を形成する切欠部5,6の全周5a,6aを、正の型抜
き勾配βとしている。鋳造により形成されるピストンで
は、クランク室側掃気口を形成する切欠部から亀裂が入
ることがあるため、切欠部の周囲を肉厚に形成する必要
があるが、鍛造でで形成する場合には、強度上切欠部
5,6の周囲を肉厚に形成する必要がなく、軽量化が可
能である。このため、スカート部3のクランク室側掃気
口を形成する切欠部5,6の型の抜き勾配を正の型抜き
勾配βに設定することにより、簡単な構造で、切欠部の
強度を損なうことなく軽量化することができる。
【0022】スカート部3は、運転中燃焼室内で混合気
が着火して爆発的に燃焼するときに側圧を受ける側部3
b、運転中に同様に爆発的に燃焼するときに側圧を受け
ない側部3cを有している。また、スカート部3は、掃
気通路のクランク室側開口を確保のための切欠部5,6
と、またピストン重量軽減のための切欠部7とを有して
いる。排気側スカート部3の側圧を受けない側部3cの
肉厚t2より掃気側スカート部3の側圧を受ける側部3
bの肉厚t1を大きくすることで側圧を受けると共に、
肉厚t2を小さくすることで高温になる排気側のスリー
ブ剛性を下げ、シリンダとの当たりを弱くして焼き付き
防止が可能である。肉厚t2は、スカート先端におい
て、最小でも1mm以上としている。この実施例では
1.5〜2mmを採用している。
【0023】次に、鍛造製エンジン用ピストンを用いた
エンジンについて説明する。図6は2サイクルエンジン
の断面図である。
【0024】2サイクルエンジン200は、シリンダ2
01に鍛造製エンジン用ピストン202が往復動可能に
設けられている。鍛造製エンジン用ピストン202のピ
ストンピン203と、クランク軸204のクランクピン
205とはコンロッド206で連結されている。クラン
ク軸204はクランク室207に回動可能に軸支され、
クランク室207に連通した吸気通路208にはリード
バルブ209が設けられている。クランク室207と燃
焼室210とは掃気通路211で連通され、クランク室
207から燃料が送られる。燃焼室210から排気ガス
が排気通路212から排気される。
【0025】図6からも分かるように、鍛造製エンジン
用ピストン202の排気通路212側のスカート部21
1aに燃焼爆発時の側圧が作用する。このため、このス
カート部211aの加工後の肉厚を切欠部11cのある
掃気通路211側のスカート部211bの加工後の肉厚
より厚くしている。
【0026】
【発明の効果】前記したように、請求項1記載の発明
は、ピストンピンボス部に内側から加工による肉抜き凹
部を形成したから、ピストンピンボス部を軽量化するこ
とができる。また、肉抜き凹部の位置は、ピストン頂部
天井部の付け根部とスカート部の下端部との距離を、肉
抜き凹部の上端部とスカート部の下端部との距離より大
きく設定し、ピストン頂部天井部との間に段部を設けた
から、爆発力に対する強度を持たせることができると共
に、ピストン頂部天井部に肉抜き凹部が入り込むことが
なく加工性が向上する。
【0027】請求項2の発明は、鍛造素材の組成を、S
iが8〜20%、Cuが1〜5%、Mgが0.2〜2%
で、この残り部をAlで構成し、ピストン頂部天井部の
厚さとピストンボア外径の関係を規定したから、爆発力
に対する強度を損なうことなく、軽量化を図ることがで
きる。
【0028】請求項3の発明は、スカート部のクランク
室側掃気口を形成する切欠部の型の抜き勾配の設定した
から、簡単な構造で、切欠部の強度を損なうことなく軽
量化が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】鍛造製エンジン用ピストンの側面図である。
【図2】図1のII-II線に沿う断面図である。
【図3】図2のIII-III線に沿う断面図である。
【図4】図2のIV-IV線に沿う断面図である。
【図5】ピストンピンボス部の拡大図である。
【図6】2サイクルエンジンの断面図である。
【符号の説明】
1 鍛造製エンジン用ピストン 2 ピストン頂部天井部 3 スカート部 3a 下端部 4 ピストンピンボス部 13 肉抜き凹部 13a 上端部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】鍛造素材を削り加工して成形した鍛造製エ
    ンジン用ピストンにおいて、ピストンピンボス部に内側
    から加工による肉抜き凹部を形成し、この肉抜き凹部の
    位置は、前記ピストン頂部天井部の付け根部とスカート
    部の下端部との距離を、前記肉抜き凹部の上端部とスカ
    ート部の下端部との距離より大きく設定したことを特徴
    とする鍛造製エンジン用ピストン。
  2. 【請求項2】鍛造素材を削り加工して成形した鍛造製エ
    ンジン用ピストンにおいて、前記鍛造素材の組成を、S
    iが8〜20%、Cuが1〜5%、Mgが0.2〜2%
    で、この残り部をAlで構成し、 0.05<H0/D<0.3 ただし、H0はピストン頂部天井部の厚さ、Dはピスト
    ンボア外径である、に設定したことを特徴とする鍛造製
    エンジン用ピストン。
  3. 【請求項3】鍛造素材を削り加工して成形した鍛造製エ
    ンジン用ピストンにおいて、スカート部のクランク室側
    掃気口を形成する切欠部の全周を、正の型抜き勾配とし
    たことを特徴とする鍛造製エンジン用ピストン。
JP31415394A 1994-11-24 1994-11-24 鍛造製エンジン用ピストン Pending JPH08144847A (ja)

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JP31415394A JPH08144847A (ja) 1994-11-24 1994-11-24 鍛造製エンジン用ピストン

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JP (1) JPH08144847A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005537444A (ja) * 2002-07-11 2005-12-08 マーレ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 内燃機関のためのピストン

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005537444A (ja) * 2002-07-11 2005-12-08 マーレ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 内燃機関のためのピストン

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