JPH0994721A - 内燃機関のピストン加工方法及びピストン - Google Patents
内燃機関のピストン加工方法及びピストンInfo
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- JPH0994721A JPH0994721A JP25327095A JP25327095A JPH0994721A JP H0994721 A JPH0994721 A JP H0994721A JP 25327095 A JP25327095 A JP 25327095A JP 25327095 A JP25327095 A JP 25327095A JP H0994721 A JPH0994721 A JP H0994721A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピストン冠面にアルマイト処理や肉厚の増大
を行わなくても、かかるピストン冠面に形成されたキャ
ビティに亀裂発生のおそれがないピストン加工方法及び
ピストンを提供することを課題とする。 【解決手段】 ピストン１のピストン冠面２にキャビテ
ィ３を加工するにあたって、まず、ピストン冠面２に燃
焼圧力Ｐｇが作用する方向から荷重を与え、また、ピス
トンピン孔４に燃焼圧力Ｐｇに対抗する方向、具体的に
は、ピストンピン孔４からピストン冠面２に向かう方向
（図では、上方向）に荷重を与えた後、キャビティ３の
切削加工を行う。なお、ピストン冠面２に与える荷重
は、機関最大燃焼圧力Ｐｇmax の略１／２の大きさが好
ましく、また、その荷重を与える部分は、図１（ａ）の
斜線部に示すように、キャビティ３及び内部にピストン
ピン孔４が位置する部分を除いたピストン冠面２全体に
与えられるものとする。
を行わなくても、かかるピストン冠面に形成されたキャ
ビティに亀裂発生のおそれがないピストン加工方法及び
ピストンを提供することを課題とする。 【解決手段】 ピストン１のピストン冠面２にキャビテ
ィ３を加工するにあたって、まず、ピストン冠面２に燃
焼圧力Ｐｇが作用する方向から荷重を与え、また、ピス
トンピン孔４に燃焼圧力Ｐｇに対抗する方向、具体的に
は、ピストンピン孔４からピストン冠面２に向かう方向
（図では、上方向）に荷重を与えた後、キャビティ３の
切削加工を行う。なお、ピストン冠面２に与える荷重
は、機関最大燃焼圧力Ｐｇmax の略１／２の大きさが好
ましく、また、その荷重を与える部分は、図１（ａ）の
斜線部に示すように、キャビティ３及び内部にピストン
ピン孔４が位置する部分を除いたピストン冠面２全体に
与えられるものとする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ピストン冠面にキ
ャビティを有する内燃機関のピストンに関し、特に、機
関稼働時にキャビティに発生する応力を低減する技術に
関する。
ャビティを有する内燃機関のピストンに関し、特に、機
関稼働時にキャビティに発生する応力を低減する技術に
関する。
【０００２】
【従来の技術】現在では、内燃機関のピストンとしては
多種多様なものがあるが、例えば、実開昭６３−１５０
０５６号公報に開示されているような、ディーゼルエン
ジンのピストンとしてそのピストン冠面に燃焼室として
のキャビティ（くぼみ）を形成したものがある。
多種多様なものがあるが、例えば、実開昭６３−１５０
０５６号公報に開示されているような、ディーゼルエン
ジンのピストンとしてそのピストン冠面に燃焼室として
のキャビティ（くぼみ）を形成したものがある。
【０００３】ところで、機関稼働時には燃焼圧力及び熱
負荷がピストン冠面に加わるため、ピストン冠面に形成
されたキャビティに応力が集中し、かかるキャビティに
亀裂が発生するおそれがあった。そこで、かかるキャビ
ティの亀裂発生を防止するため、一般的に、ピストン冠
面の強度を向上すべくピストン冠面へのアルマイト処理
や、ピストン冠面の肉厚増大が行われている。
負荷がピストン冠面に加わるため、ピストン冠面に形成
されたキャビティに応力が集中し、かかるキャビティに
亀裂が発生するおそれがあった。そこで、かかるキャビ
ティの亀裂発生を防止するため、一般的に、ピストン冠
面の強度を向上すべくピストン冠面へのアルマイト処理
や、ピストン冠面の肉厚増大が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルマ
イト処理は慨して高価であり、ピストンのコストを上昇
させる要因となっていた。また、ピストン冠面にアルマ
イト処理を行ったとしても、現状では、機関稼働時の燃
焼熱によるアルマイト処理表面温度の上昇に起因する空
気充填効率低下（機関出力低下）、アルマイト処理表面
の表面粗度悪化に起因するエミッションの悪化、及び、
アルマイト皮膜の膜厚ばらつきに起因する圧縮比ばらつ
きの拡大（エミッション悪化）等の問題点が依然存在し
ていた。
イト処理は慨して高価であり、ピストンのコストを上昇
させる要因となっていた。また、ピストン冠面にアルマ
イト処理を行ったとしても、現状では、機関稼働時の燃
焼熱によるアルマイト処理表面温度の上昇に起因する空
気充填効率低下（機関出力低下）、アルマイト処理表面
の表面粗度悪化に起因するエミッションの悪化、及び、
アルマイト皮膜の膜厚ばらつきに起因する圧縮比ばらつ
きの拡大（エミッション悪化）等の問題点が依然存在し
ていた。
【０００５】また、ピストン冠面肉厚の増大により、往
復運動部分の慣性重量が増大するため、コンロッド、ク
ランクシャフトの強度向上をしなければならないという
問題もあった。そこで、本発明は以上のような従来の問
題点に鑑み、ピストン冠面にアルマイト処理や肉厚の増
大を行わなくても、かかるピストン冠面に形成されたキ
ャビティに亀裂発生のおそれがないピストン加工方法及
びピストンを提供することを課題とする。
復運動部分の慣性重量が増大するため、コンロッド、ク
ランクシャフトの強度向上をしなければならないという
問題もあった。そこで、本発明は以上のような従来の問
題点に鑑み、ピストン冠面にアルマイト処理や肉厚の増
大を行わなくても、かかるピストン冠面に形成されたキ
ャビティに亀裂発生のおそれがないピストン加工方法及
びピストンを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、ピストン冠面にキャビティを形成加工する内
燃機関のピストン加工方法において、ピストン冠面に機
関燃焼圧力が作用する方向から荷重を与えた状態で、前
記キャビティの形成加工を行うようにした。請求項２記
載の発明は、前記荷重を、内部にピストンピン孔が位置
する部分を除いたピストン冠面に与えるようにした。
の発明は、ピストン冠面にキャビティを形成加工する内
燃機関のピストン加工方法において、ピストン冠面に機
関燃焼圧力が作用する方向から荷重を与えた状態で、前
記キャビティの形成加工を行うようにした。請求項２記
載の発明は、前記荷重を、内部にピストンピン孔が位置
する部分を除いたピストン冠面に与えるようにした。
【０００７】請求項３記載の発明は、前記荷重を、機関
最大燃焼圧力の略１／２の大きさとした。請求項４記載
の発明は、前記荷重に加え、ピストンピン孔からピスト
ン冠面方向に荷重を与えるようにした。請求項５記載の
発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関
のピストン加工方法によって製造される内燃機関のピス
トンとした。
最大燃焼圧力の略１／２の大きさとした。請求項４記載
の発明は、前記荷重に加え、ピストンピン孔からピスト
ン冠面方向に荷重を与えるようにした。請求項５記載の
発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関
のピストン加工方法によって製造される内燃機関のピス
トンとした。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、添付された図面を参照して
本発明を詳述する。図１は、本発明に係る内燃機関のピ
ストン加工方法の概要を示している。ピストン１のピス
トン冠面２にキャビティ３を加工するにあたって、ま
ず、ピストン冠面２に燃焼圧力Ｐｇが作用する方向から
荷重を与え、また、ピストンピン孔４に燃焼圧力Ｐｇに
対抗する方向、具体的には、ピストンピン孔４からピス
トン冠面２に向かう方向（図では、上方向）に荷重を与
えた後、キャビティ３の切削加工を行う。なお、ピスト
ン冠面２に与える荷重は、機関最大燃焼圧力Ｐｇmax の
略１／２の大きさが好ましく、また、その荷重を与える
部分は、図１（ａ）の斜線部に示すように、キャビティ
３及び内部にピストンピン孔４が位置する部分を除いた
ピストン冠面２全体に与えられるものとする。
本発明を詳述する。図１は、本発明に係る内燃機関のピ
ストン加工方法の概要を示している。ピストン１のピス
トン冠面２にキャビティ３を加工するにあたって、ま
ず、ピストン冠面２に燃焼圧力Ｐｇが作用する方向から
荷重を与え、また、ピストンピン孔４に燃焼圧力Ｐｇに
対抗する方向、具体的には、ピストンピン孔４からピス
トン冠面２に向かう方向（図では、上方向）に荷重を与
えた後、キャビティ３の切削加工を行う。なお、ピスト
ン冠面２に与える荷重は、機関最大燃焼圧力Ｐｇmax の
略１／２の大きさが好ましく、また、その荷重を与える
部分は、図１（ａ）の斜線部に示すように、キャビティ
３及び内部にピストンピン孔４が位置する部分を除いた
ピストン冠面２全体に与えられるものとする。
【０００９】かかる切削加工を行うピストン加工装置の
一実施形態として、図２に示すようなものがある。ピス
トン加工装置は、大別して、実際にキャビティ３の切削
加工を行う加工部と、ピストン１に荷重を与えつつ固定
する治具部から構成されている。この各部の詳細を説明
すると、加工部は、ＮＣ加工機１０と実際にキャビティ
３の切削を行うバイト（切削工具）１１から構成されて
おり、また、治具部は、ピストン冠面２を支持する治具
１２、ピストンピン孔４に挿入されピストンピン孔４を
介してピストン１を支持する円柱形状の部分を有する治
具１３、治具１３をピストン冠面２の方向に押しつける
ことでピストン１に荷重を与える油圧シリンダ１４、油
圧シリンダ１４に作動源としてのオイルを供給するオイ
ルタンク（図示せず）、油圧ポンプ１５及び油圧配管１
６等を含んで構成される。ここで、治具１２におけるピ
ストン冠面２の支持構造は、図１（ａ）の斜線部が示す
ような範囲、つまり、キャビティ３及び内部にピストン
ピン孔４が位置する部分を除いた面を支持するようにな
っている。また、本実施例では、治具１３はピストンピ
ン孔４の断面形状に合わせた円柱形状をなしているが、
このような形状に関わらず、ピストンピン孔４を介して
ピストン冠面２の方向に荷重を加えられる形状をなして
いれば良い。
一実施形態として、図２に示すようなものがある。ピス
トン加工装置は、大別して、実際にキャビティ３の切削
加工を行う加工部と、ピストン１に荷重を与えつつ固定
する治具部から構成されている。この各部の詳細を説明
すると、加工部は、ＮＣ加工機１０と実際にキャビティ
３の切削を行うバイト（切削工具）１１から構成されて
おり、また、治具部は、ピストン冠面２を支持する治具
１２、ピストンピン孔４に挿入されピストンピン孔４を
介してピストン１を支持する円柱形状の部分を有する治
具１３、治具１３をピストン冠面２の方向に押しつける
ことでピストン１に荷重を与える油圧シリンダ１４、油
圧シリンダ１４に作動源としてのオイルを供給するオイ
ルタンク（図示せず）、油圧ポンプ１５及び油圧配管１
６等を含んで構成される。ここで、治具１２におけるピ
ストン冠面２の支持構造は、図１（ａ）の斜線部が示す
ような範囲、つまり、キャビティ３及び内部にピストン
ピン孔４が位置する部分を除いた面を支持するようにな
っている。また、本実施例では、治具１３はピストンピ
ン孔４の断面形状に合わせた円柱形状をなしているが、
このような形状に関わらず、ピストンピン孔４を介して
ピストン冠面２の方向に荷重を加えられる形状をなして
いれば良い。
【００１０】次に、このようなピストン加工装置を用い
てキャビティを加工した場合の作用・効果を従来技術と
比較しつつ説明する。ピストン１のキャビティ３の切削
加工を行う際に加えていた荷重を除荷すると、キャビテ
ィ３には、図３（ａ）に示すような残留応力（引張応力
及び圧縮応力）が発生する。この残留応力は、ピストン
ピン孔４と平行方向には圧縮応力、ピストンピン孔４と
直角方向には引張応力となっている。これは、機関停止
状態におけるキャビティ３の応力分布に相当する。
てキャビティを加工した場合の作用・効果を従来技術と
比較しつつ説明する。ピストン１のキャビティ３の切削
加工を行う際に加えていた荷重を除荷すると、キャビテ
ィ３には、図３（ａ）に示すような残留応力（引張応力
及び圧縮応力）が発生する。この残留応力は、ピストン
ピン孔４と平行方向には圧縮応力、ピストンピン孔４と
直角方向には引張応力となっている。これは、機関停止
状態におけるキャビティ３の応力分布に相当する。
【００１１】このようなピストン１を有する機関を稼働
すると、燃焼圧力Ｐｇがピストン冠面２に作用するた
め、キャビティ３には、ピストンピン孔４と平行方向に
は引張応力が、ピストンピン孔４と直角方向には圧縮応
力が発生するが、機関停止状態における応力（図３
（ａ）参照）と相殺されるため図３（ｂ）のような応力
分布となる。
すると、燃焼圧力Ｐｇがピストン冠面２に作用するた
め、キャビティ３には、ピストンピン孔４と平行方向に
は引張応力が、ピストンピン孔４と直角方向には圧縮応
力が発生するが、機関停止状態における応力（図３
（ａ）参照）と相殺されるため図３（ｂ）のような応力
分布となる。
【００１２】なお、キャビティ３を切削加工する際にピ
ストン冠面２に与えていた荷重を機関燃焼圧力Ｐｇmax
の略１／２にすることで、機関稼働状態におけるキャビ
ティ３に発生する平均応力を略０にすることができる。
ここで、従来のキャビティ加工方法によって製造された
ピストン１におけるキャビティ３の応力分布について説
明する。
ストン冠面２に与えていた荷重を機関燃焼圧力Ｐｇmax
の略１／２にすることで、機関稼働状態におけるキャビ
ティ３に発生する平均応力を略０にすることができる。
ここで、従来のキャビティ加工方法によって製造された
ピストン１におけるキャビティ３の応力分布について説
明する。
【００１３】従来では、本発明のようにキャビティ３を
加工する際にピストン１に荷重を加えていないので、図
４（ａ）に示すように機関停止状態では、キャビティ３
には残留応力が発生していない。このようなピストン１
を有する機関を稼働すると、燃焼圧力Ｐｇがピストン冠
面２に作用するため、キャビティ３には、ピストンピン
孔４と平行方向には引張応力が、ピストンピン孔４と直
角方向には圧縮応力が発生する。しかし、機関停止状態
では残留応力が発生していないため、前述した本発明の
ように応力が相殺されず、図４（ｂ）のような応力分布
となる。
加工する際にピストン１に荷重を加えていないので、図
４（ａ）に示すように機関停止状態では、キャビティ３
には残留応力が発生していない。このようなピストン１
を有する機関を稼働すると、燃焼圧力Ｐｇがピストン冠
面２に作用するため、キャビティ３には、ピストンピン
孔４と平行方向には引張応力が、ピストンピン孔４と直
角方向には圧縮応力が発生する。しかし、機関停止状態
では残留応力が発生していないため、前述した本発明の
ように応力が相殺されず、図４（ｂ）のような応力分布
となる。
【００１４】ところで、以上説明した本発明及び従来の
ピストン１におけるキャビティ３に発生した圧縮応力
を、応力−ひずみ線図に示すと図５のようになる。図５
において、実線が本発明に係る応力、点線が従来に係る
応力の特性を示す。本発明に係る加工方法を適用したピ
ストン１においては、機関停止状態でキャビティ３のピ
ストンピン孔４と直角方向に引張残留応力が発生してお
り（点Ａ）、機関稼働状態で燃焼圧力Ｐｇに起因する圧
縮応力を相殺している（点Ｂ）。つまり、応力を相殺し
合うことで、キャビティ３のピストンピン孔４と直角方
向に発生する平均応力を略０に、また、最大応力の大き
さを低減することができる。そのため、ピストン１に発
生するひずみが弾性限度内にあり、塑性変形による永久
ひずみを伴わず、直線ＡＢのような特性を示す。
ピストン１におけるキャビティ３に発生した圧縮応力
を、応力−ひずみ線図に示すと図５のようになる。図５
において、実線が本発明に係る応力、点線が従来に係る
応力の特性を示す。本発明に係る加工方法を適用したピ
ストン１においては、機関停止状態でキャビティ３のピ
ストンピン孔４と直角方向に引張残留応力が発生してお
り（点Ａ）、機関稼働状態で燃焼圧力Ｐｇに起因する圧
縮応力を相殺している（点Ｂ）。つまり、応力を相殺し
合うことで、キャビティ３のピストンピン孔４と直角方
向に発生する平均応力を略０に、また、最大応力の大き
さを低減することができる。そのため、ピストン１に発
生するひずみが弾性限度内にあり、塑性変形による永久
ひずみを伴わず、直線ＡＢのような特性を示す。
【００１５】一方、従来の加工方法を適用したピストン
１においては、機関停止状態ではキャビティ３のピスト
ンピン孔４と直角方向に引張残留応力が発生していない
ので（点Ａ' ）、機関稼働状態で燃焼圧力Ｐｇに起因す
る応力を相殺することができない（点Ｂ' ）。そのた
め、ピストン１に発生するひずみが弾性限度を越え、塑
性変形による永久ひずみを伴ってしまい（点Ｃ' ）、曲
線Ａ' Ｂ' Ｃ' に示すようにヒステリシスループを描い
てしまう。
１においては、機関停止状態ではキャビティ３のピスト
ンピン孔４と直角方向に引張残留応力が発生していない
ので（点Ａ' ）、機関稼働状態で燃焼圧力Ｐｇに起因す
る応力を相殺することができない（点Ｂ' ）。そのた
め、ピストン１に発生するひずみが弾性限度を越え、塑
性変形による永久ひずみを伴ってしまい（点Ｃ' ）、曲
線Ａ' Ｂ' Ｃ' に示すようにヒステリシスループを描い
てしまう。
【００１６】なお、図中のσ、σ’は、夫々本発明及び
従来の場合における応力最大振幅を示している。従っ
て、従来の加工方法を適用したピストン１では、ピスト
ン冠面２にアルマイト処理等を施してその強度の向上を
図らなければ、燃焼圧力Ｐｇが繰り返し作用すると亀裂
が発生してしまうことになる。
従来の場合における応力最大振幅を示している。従っ
て、従来の加工方法を適用したピストン１では、ピスト
ン冠面２にアルマイト処理等を施してその強度の向上を
図らなければ、燃焼圧力Ｐｇが繰り返し作用すると亀裂
が発生してしまうことになる。
【００１７】しかし、本発明に係る加工方法を適用した
ピストン１では、燃焼圧力Ｐｇが繰り返し作用しても圧
縮応力によるひずみのヒステリシスループを描くことは
ない。また、従来のようなアルマイト処理が不要となる
ので、ピストンのコストを低減すると共に、さらなる機
関出力向上に対応することもできる。さらに、ピストン
冠面にアルマイト処理を行った場合に発生する不具合、
例えば、アルマイト処理を施したピストン冠面表面温度
の上昇に起因する空気充填効率の低下（機関出力低
下）、アルマイト処理表面粗度の悪化に起因するエミッ
ションの悪化、及び、アルマイト膜厚のばらつきに起因
する圧縮比ばらつきの拡大（エミッション悪化）等を同
時に解消することができる。
ピストン１では、燃焼圧力Ｐｇが繰り返し作用しても圧
縮応力によるひずみのヒステリシスループを描くことは
ない。また、従来のようなアルマイト処理が不要となる
ので、ピストンのコストを低減すると共に、さらなる機
関出力向上に対応することもできる。さらに、ピストン
冠面にアルマイト処理を行った場合に発生する不具合、
例えば、アルマイト処理を施したピストン冠面表面温度
の上昇に起因する空気充填効率の低下（機関出力低
下）、アルマイト処理表面粗度の悪化に起因するエミッ
ションの悪化、及び、アルマイト膜厚のばらつきに起因
する圧縮比ばらつきの拡大（エミッション悪化）等を同
時に解消することができる。
【００１８】次に、キャビティ３のピストンピン孔４と
平行方向の応力を検証する。図６は、疲労限度線図を示
しており、本発明に係る加工方法を適用したピストン１
のキャビティ３のピストンピン孔４と平行方向の応力
は、平均応力が略０であるので点Ｄのように疲労破壊と
変形に対して安全な領域（以下、安全領域と称する。）
内にあり、一方、従来の加工方法を適用したピストン１
は、図５の曲線Ａ' Ｂ' Ｃ' が示す特性から明らかなよ
うに平均応力が略０とはならず、むしろ大きな値となる
ので、点Ｅのように安全領域外になってしまう。
平行方向の応力を検証する。図６は、疲労限度線図を示
しており、本発明に係る加工方法を適用したピストン１
のキャビティ３のピストンピン孔４と平行方向の応力
は、平均応力が略０であるので点Ｄのように疲労破壊と
変形に対して安全な領域（以下、安全領域と称する。）
内にあり、一方、従来の加工方法を適用したピストン１
は、図５の曲線Ａ' Ｂ' Ｃ' が示す特性から明らかなよ
うに平均応力が略０とはならず、むしろ大きな値となる
ので、点Ｅのように安全領域外になってしまう。
【００１９】従って、従来の加工方法を適用したピスト
ン１では、ピストン冠面２の肉厚増大を施してその強度
の向上を図らなければ、燃焼圧力Ｐｇが繰り返し作用す
ると疲労破壊が生じ、亀裂が発生してしまうことにな
る。しかし、以上説明したように本発明に係る加工方法
を適用したピストン１では、燃焼圧力Ｐｇが繰り返し作
用しても常に安全領域内にあるため、疲労破壊による亀
裂が発生することはない。
ン１では、ピストン冠面２の肉厚増大を施してその強度
の向上を図らなければ、燃焼圧力Ｐｇが繰り返し作用す
ると疲労破壊が生じ、亀裂が発生してしまうことにな
る。しかし、以上説明したように本発明に係る加工方法
を適用したピストン１では、燃焼圧力Ｐｇが繰り返し作
用しても常に安全領域内にあるため、疲労破壊による亀
裂が発生することはない。
【００２０】また、ピストン冠面２の肉厚増大が不要と
なるので、ピストン全高を小さくすることが可能とな
り、エンジン全体の小型化、軽量化を行うことができ
る。
なるので、ピストン全高を小さくすることが可能とな
り、エンジン全体の小型化、軽量化を行うことができ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、キャビティを形成加工する際に、ピストン
冠面に機関燃焼圧力が作用する方向から荷重を与えてい
るのでピストンに残留応力が発生し、機関稼働状態にお
ける燃焼圧力により発生する応力と相殺されるため、ピ
ストン冠面の強度を向上することができる。また、従来
のように、ピストン冠面の強度を向上するためにアルマ
イト処理を行う必要がなくなり、ピストンのコストの低
減と共に、アルマイト処理によるエミッションの悪化、
機関出力の低下等の不具合を解消することができる。
明によれば、キャビティを形成加工する際に、ピストン
冠面に機関燃焼圧力が作用する方向から荷重を与えてい
るのでピストンに残留応力が発生し、機関稼働状態にお
ける燃焼圧力により発生する応力と相殺されるため、ピ
ストン冠面の強度を向上することができる。また、従来
のように、ピストン冠面の強度を向上するためにアルマ
イト処理を行う必要がなくなり、ピストンのコストの低
減と共に、アルマイト処理によるエミッションの悪化、
機関出力の低下等の不具合を解消することができる。
【００２２】さらに、ピストン冠面の肉厚増大が不要と
なり、エンジンの小型、軽量化が可能となる。請求項２
記載の発明によれば、内部にピストンピン孔が位置する
部分を除いたピストン冠面に荷重を与えた状態でキャビ
ティの形成加工を行うので、機関稼働状態における燃焼
圧力によって発生する応力を効率良く相殺する残留応力
が発生できる。
なり、エンジンの小型、軽量化が可能となる。請求項２
記載の発明によれば、内部にピストンピン孔が位置する
部分を除いたピストン冠面に荷重を与えた状態でキャビ
ティの形成加工を行うので、機関稼働状態における燃焼
圧力によって発生する応力を効率良く相殺する残留応力
が発生できる。
【００２３】請求項３記載の発明によれば、ピストン冠
面に与える荷重を機関最大燃焼圧力の略１／２の大きさ
としたので、機関稼働状態における平均応力を略０にす
ることができる。請求項４記載の発明によれば、ピスト
ン冠面に与える荷重に加えて、ピストンピン孔からピス
トン冠面方向に荷重を与えるようにしたから、機関稼働
状態における燃焼圧力によって発生する応力を効率良く
相殺する残留応力が発生できる。
面に与える荷重を機関最大燃焼圧力の略１／２の大きさ
としたので、機関稼働状態における平均応力を略０にす
ることができる。請求項４記載の発明によれば、ピスト
ン冠面に与える荷重に加えて、ピストンピン孔からピス
トン冠面方向に荷重を与えるようにしたから、機関稼働
状態における燃焼圧力によって発生する応力を効率良く
相殺する残留応力が発生できる。
【００２４】請求項５記載の発明によれば、請求項１〜
４記載のピストン加工方法を適用したピストンは、機関
稼働状態におけるキャビティの強度が向上し、さらなる
機関出力向上に対応することができる。また、従来のよ
うなキャビティ冠面のアルマイト処理を行っていないの
で、アルマイト処理によるエミッションの悪化、機関出
力の低下等の不具合を解消することもできる。
４記載のピストン加工方法を適用したピストンは、機関
稼働状態におけるキャビティの強度が向上し、さらなる
機関出力向上に対応することができる。また、従来のよ
うなキャビティ冠面のアルマイト処理を行っていないの
で、アルマイト処理によるエミッションの悪化、機関出
力の低下等の不具合を解消することもできる。
【００２５】さらに、ピストン冠面の肉厚増大が不要と
なり、エンジンの小型、軽量化が可能となる。
なり、エンジンの小型、軽量化が可能となる。
【図１】 本発明に係るピストン加工方法の説明図で、
（ａ）はピストン冠面から見た図、（ｂ）はピストン側
面から見た図
（ａ）はピストン冠面から見た図、（ｂ）はピストン側
面から見た図
【図２】 本発明に係るピストン加工方法を行う加工装
置の一実施形態
置の一実施形態
【図３】 本発明に係るキャビティに発生する応力分布
を示し、（ａ）は機関停止状態における応力分布図、
（ｂ）は機関稼働状態における応力分布図
を示し、（ａ）は機関停止状態における応力分布図、
（ｂ）は機関稼働状態における応力分布図
【図４】 従来のキャビティに発生する応力分布を示
し、（ａ）は機関停止状態における応力分布図、（ｂ）
は機関稼働状態における応力分布図
し、（ａ）は機関停止状態における応力分布図、（ｂ）
は機関稼働状態における応力分布図
【図５】 応力−ひずみ線図
【図６】 疲労限度線図
１ ピストン ２ ピストン冠面 ３ キャビティ ４ ピストンピン孔
Claims (5)
- 【請求項１】ピストン冠面にキャビティを形成加工する
内燃機関のピストン加工方法において、 ピストン冠面に機関燃焼圧力が作用する方向から荷重を
与えた状態で、前記キャビティの形成加工を行うことを
特徴とする内燃機関のピストン加工方法。 - 【請求項２】前記荷重は、内部にピストンピン孔が位置
する部分を除いたピストン冠面に与えられることを特徴
とする請求項１記載の内燃機関のピストン加工方法。 - 【請求項３】前記荷重は、機関最大燃焼圧力の略１／２
の大きさであることを特徴とする請求項１又は２記載の
内燃機関のピストン加工方法。 - 【請求項４】前記荷重に加え、ピストンピン孔からピス
トン冠面方向に荷重を与えることを特徴とする請求項１
〜３のいずれか１つに記載の内燃機関のピストン加工方
法。 - 【請求項５】請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃
機関のピストン加工方法によって製造された内燃機関の
ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25327095A JPH0994721A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 内燃機関のピストン加工方法及びピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25327095A JPH0994721A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 内燃機関のピストン加工方法及びピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0994721A true JPH0994721A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17248952
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25327095A Pending JPH0994721A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 内燃機関のピストン加工方法及びピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0994721A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109211553A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-15 | 滨州学院 | 活塞销孔疲劳试验装置和方法 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP25327095A patent/JPH0994721A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109211553A (zh) * | 2018-09-30 | 2019-01-15 | 滨州学院 | 活塞销孔疲劳试验装置和方法 |
| CN109211553B (zh) * | 2018-09-30 | 2023-05-09 | 滨州学院 | 活塞销孔疲劳试验装置和方法 |
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