JPS60206959A - 内燃エンジン用ピストン - Google Patents
内燃エンジン用ピストンInfo
- Publication number
- JPS60206959A JPS60206959A JP6432884A JP6432884A JPS60206959A JP S60206959 A JPS60206959 A JP S60206959A JP 6432884 A JP6432884 A JP 6432884A JP 6432884 A JP6432884 A JP 6432884A JP S60206959 A JPS60206959 A JP S60206959A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- ring groove
- section
- piston ring
- oil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
- F02F3/22—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston the fluid being liquid
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02F3/003—Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- 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
- F02F3/003—Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping
- F02F2003/0061—Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping by welding
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の対象〕
本発明は、内燃エンジン用ピストンに関するものであり
、更にｉ′を細にはピストンリング溝部の−（摩耗性向
上とピストン頂部の耐熱強度向上とを計った、内燃エン
ジン用ピストンに関するものである。
、更にｉ′を細にはピストンリング溝部の−（摩耗性向
上とピストン頂部の耐熱強度向上とを計った、内燃エン
ジン用ピストンに関するものである。
従来、ピストンリング溝部の耐摩耗性を改善する技術は
種々知られている。例えば、特開昭５８−９３９４８号
公報には、アルミニウム合金の如き軽金属または軽合金
にて構成されたピストンリング溝のうち、最も過酷な条
件下に曝されるトップリング溝周辺を、耐摩耗性の高い
無機質繊維にて複合強化したアルミニウム合金を溶湯鋳
造法等によりアルミニウム母材に鋳ぐるむ、という技術
が開示されている。
種々知られている。例えば、特開昭５８−９３９４８号
公報には、アルミニウム合金の如き軽金属または軽合金
にて構成されたピストンリング溝のうち、最も過酷な条
件下に曝されるトップリング溝周辺を、耐摩耗性の高い
無機質繊維にて複合強化したアルミニウム合金を溶湯鋳
造法等によりアルミニウム母材に鋳ぐるむ、という技術
が開示されている。
〔従来技術の問題点及びその技術的分析〕上記した従来
技術に於いては、無機質繊維にて複合強化されたトップ
リング溝周辺は耐摩耗性が向上するが、しかし高温強度
については、一般アルミニウム合金のみで形成されるピ
ストンの場合とほどんど変わらない。即ち、耐摩耗性の
高い無機質繊維にて、ピストンリング溝部とピストン頂
部とを溶湯鋳造法等により複合強化したとしても、ピス
トン頂部の耐熱強度は十分確保することができない。こ
の様に上記した従来技術に於いては、ピストンリング溝
部周辺の耐摩耗性とピストン頂部の高温強度を同時に達
成できるものではない。その為、エンジン性１ｊヒを向
上させるのにピストン頂面に加わる熱負荷を増大させよ
うとする場合には、フまりピストン頂面に加わる燃焼圧
力が増大する場合には、ピストン頂部の強度を向上させ
る必要がある。その結果、ピストン頂部の肉ｊソを増や
して強度の向上を計ると、ピストンの重量が増大すると
いう問題があった。
技術に於いては、無機質繊維にて複合強化されたトップ
リング溝周辺は耐摩耗性が向上するが、しかし高温強度
については、一般アルミニウム合金のみで形成されるピ
ストンの場合とほどんど変わらない。即ち、耐摩耗性の
高い無機質繊維にて、ピストンリング溝部とピストン頂
部とを溶湯鋳造法等により複合強化したとしても、ピス
トン頂部の耐熱強度は十分確保することができない。こ
の様に上記した従来技術に於いては、ピストンリング溝
部周辺の耐摩耗性とピストン頂部の高温強度を同時に達
成できるものではない。その為、エンジン性１ｊヒを向
上させるのにピストン頂面に加わる熱負荷を増大させよ
うとする場合には、フまりピストン頂面に加わる燃焼圧
力が増大する場合には、ピストン頂部の強度を向上させ
る必要がある。その結果、ピストン頂部の肉ｊソを増や
して強度の向上を計ると、ピストンの重量が増大すると
いう問題があった。
そこで本発明は、ピストン頂部の肉厚を増やさずピスト
ン頂部の強度を向上させることを、その技術的課題とす
る。
ン頂部の強度を向上させることを、その技術的課題とす
る。
上記技術的課題を解決するために講した技術的手段は、
ピストン本体のアッパ一部分を急冷凝固アルミニウム粉
末合金より形成し、ピストンリング溝周辺にオイルギヤ
ラリ−を設ける、ことである。
ピストン本体のアッパ一部分を急冷凝固アルミニウム粉
末合金より形成し、ピストンリング溝周辺にオイルギヤ
ラリ−を設ける、ことである。
急冷凝固アルミニウム粉末合金とは、溶融アルミニウム
合金を急冷凝固することにより、シリコンや鉄等の合金
元素を析出させることなく過飽和に固溶させてアルミニ
ウム母相を硬くした高シリコン含有アルミニウム合金で
あり、その組成は均一でしかも結晶粒径が非常に小さい
ので、従来のアルミニウム合金鋳物では得られないよう
な優れた耐摩耗性と耐熱強度を有している。この急冷凝
固アルミニウム粉末合金を、ピストンリング溝部及びピ
ストン頂部を含むアッパ一部分の部材として使用するこ
とにより、ピストンリング溝部周辺の耐摩耗性とピスト
ン頂部の耐摩耗強度とを同時に向上させることができる
。且つ、ピストン頂面に加わる熱負荷を増大させてエン
ジン性能を向上させた場合でも、ピストン頂部の肉厚を
増加する必要はなく、逆にピストン頂部肉厚の薄肉化が
可能となり軽量化が図れる。また、ピストン頂面に加わ
る熱負荷を増大させた場合には、ピストン頂面の高熱が
ピストンリング溝周辺に伝達されるが、ピストンリング
溝周辺にオイル冷却用通路であるオイルギヤラリ−が設
けられており、且つピストンリング溝周辺は耐熱強度に
優れた部材から成つているので、ピストンリング溝周辺
の温度が上昇することはない。仮に、ピストンリング溝
周辺の温度がピストン頂面の高熱の影響で上昇したとし
ても、ピストンリング溝周辺の材料強度が低下すること
ばない。
合金を急冷凝固することにより、シリコンや鉄等の合金
元素を析出させることなく過飽和に固溶させてアルミニ
ウム母相を硬くした高シリコン含有アルミニウム合金で
あり、その組成は均一でしかも結晶粒径が非常に小さい
ので、従来のアルミニウム合金鋳物では得られないよう
な優れた耐摩耗性と耐熱強度を有している。この急冷凝
固アルミニウム粉末合金を、ピストンリング溝部及びピ
ストン頂部を含むアッパ一部分の部材として使用するこ
とにより、ピストンリング溝部周辺の耐摩耗性とピスト
ン頂部の耐摩耗強度とを同時に向上させることができる
。且つ、ピストン頂面に加わる熱負荷を増大させてエン
ジン性能を向上させた場合でも、ピストン頂部の肉厚を
増加する必要はなく、逆にピストン頂部肉厚の薄肉化が
可能となり軽量化が図れる。また、ピストン頂面に加わ
る熱負荷を増大させた場合には、ピストン頂面の高熱が
ピストンリング溝周辺に伝達されるが、ピストンリング
溝周辺にオイル冷却用通路であるオイルギヤラリ−が設
けられており、且つピストンリング溝周辺は耐熱強度に
優れた部材から成つているので、ピストンリング溝周辺
の温度が上昇することはない。仮に、ピストンリング溝
周辺の温度がピストン頂面の高熱の影響で上昇したとし
ても、ピストンリング溝周辺の材料強度が低下すること
ばない。
ピストンリング溝周辺にオイルギヤラリ−が設けられて
いるので、該ギヤラリ−内の冷却オイルの作用でピスト
ン頂部が冷却され、ピストン頂部の材料強度が向上する
。従って、ピストン頂部肉厚の薄肉化が可能となり軽量
化が達成できる。同時に、ピストンリング溝周辺も冷却
されるので、オイルリング溝周辺の温度も下降する。従
って、オイルリング溝の摩耗量が減少して、エンジンオ
イルの消費量を抑制することができる。
いるので、該ギヤラリ−内の冷却オイルの作用でピスト
ン頂部が冷却され、ピストン頂部の材料強度が向上する
。従って、ピストン頂部肉厚の薄肉化が可能となり軽量
化が達成できる。同時に、ピストンリング溝周辺も冷却
されるので、オイルリング溝周辺の温度も下降する。従
って、オイルリング溝の摩耗量が減少して、エンジンオ
イルの消費量を抑制することができる。
以下、本発明を具体化した一実施例に９いて、添付図面
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
図面に示される内燃エンジン用ピストン１０に於いて、
そのピストン本体１１は、ピストンリング溝１２とピス
トン頂部１３を含むアッパ一部分１４と、スカート部１
５とビンボス部１６を含むロア一部分１７とから構成さ
れる。ピストンリング溝にはトップリング溝を成すもの
でピストン圧縮リング（図示せず）が嵌合される。セカ
ンドピストンリング１Ｊ１１８とオイルリング１９ばロ
ア一部分１７に形成され、該ピストンリング溝１８には
ピストン圧縮リング（図示せず）が、オイルリング溝１
９にはオイルリング（図示せず）が夫々嵌合される。ピ
ン・ボス部１６には、ピストンピン（図示せず）が挿入
される。
そのピストン本体１１は、ピストンリング溝１２とピス
トン頂部１３を含むアッパ一部分１４と、スカート部１
５とビンボス部１６を含むロア一部分１７とから構成さ
れる。ピストンリング溝にはトップリング溝を成すもの
でピストン圧縮リング（図示せず）が嵌合される。セカ
ンドピストンリング１Ｊ１１８とオイルリング１９ばロ
ア一部分１７に形成され、該ピストンリング溝１８には
ピストン圧縮リング（図示せず）が、オイルリング溝１
９にはオイルリング（図示せず）が夫々嵌合される。ピ
ン・ボス部１６には、ピストンピン（図示せず）が挿入
される。
アッパ一部分１４は急冷凝固アルミニウム粉末合金より
成り、一方ロア一部分１７は一般アルミニウム合金鋳物
より成る。画部分１４．１７は電子ビーム溶接２０によ
り一体に接合され、該接合によりピストンリング溝１２
．１８周辺にオイルギヤラリ−２１が構成される。オイ
ルギヤラリ−２１は冷却オイル用の通路で、該冷却オイ
ルの作用でピストンオイル４１２．１８周辺及びピスト
ン頂部１３が冷却される。
成り、一方ロア一部分１７は一般アルミニウム合金鋳物
より成る。画部分１４．１７は電子ビーム溶接２０によ
り一体に接合され、該接合によりピストンリング溝１２
．１８周辺にオイルギヤラリ−２１が構成される。オイ
ルギヤラリ−２１は冷却オイル用の通路で、該冷却オイ
ルの作用でピストンオイル４１２．１８周辺及びピスト
ン頂部１３が冷却される。
急冷凝固アルミニウム粉末合金は、耐摩耗性と耐熱強度
に優れた材料であり、この粉末合金の採用により、ピス
トンリング溝部１２の耐摩耗性とピストン頂部１３の耐
熱強度とを同時に向上させることができる。
に優れた材料であり、この粉末合金の採用により、ピス
トンリング溝部１２の耐摩耗性とピストン頂部１３の耐
熱強度とを同時に向上させることができる。
尚、本実施例に於いては、電子ビーム溶接によるアッパ
一部分１４とロア一部分１７との接合面か、トップリン
グ溝１２とセカンドリング溝１８との間に位置している
が、この接合面を、セカンドリング溝１８とオイルリン
グ溝１９との間に、或いはオイルリング溝１９の下方部
に位置させることは、必要に応じて任意に行うことがで
きる。
一部分１４とロア一部分１７との接合面か、トップリン
グ溝１２とセカンドリング溝１８との間に位置している
が、この接合面を、セカンドリング溝１８とオイルリン
グ溝１９との間に、或いはオイルリング溝１９の下方部
に位置させることは、必要に応じて任意に行うことがで
きる。
図面は本発明に従った内燃エンジン用ピストンの一実施
例を示す断面図である。 １０・・・Ｉ’［エンジン用ピストン、１１・・・ピス
トン本体、１２・・・ピストンリング溝。 ■３・・・ピストン頂部、１４・・・アッパ一部分、１
５・・・スカート部、１６・・・ピンポス部、１７・・
・ロア一部分、２０・・・電子ビーム溶接、２１・・・
オイルギヤラリ− 特許出願人 アイシン精梧株式書社 代表者中井令夫 トコタ自動車株式会社 代表者森田正俊
例を示す断面図である。 １０・・・Ｉ’［エンジン用ピストン、１１・・・ピス
トン本体、１２・・・ピストンリング溝。 ■３・・・ピストン頂部、１４・・・アッパ一部分、１
５・・・スカート部、１６・・・ピンポス部、１７・・
・ロア一部分、２０・・・電子ビーム溶接、２１・・・
オイルギヤラリ− 特許出願人 アイシン精梧株式書社 代表者中井令夫 トコタ自動車株式会社 代表者森田正俊
Claims (1)
- ビスＩ・ンリング溝部及びピストン頂部を含むアッパ一
部分と、スカート部及びピンボス部を含むＩ：Ｊア一部
分との接合によりピストン本体を構成し、前記アッパ一
部分を急冷凝固アルミニウム粉末合金より形成し、前記
ピストンリング溝周辺にオイルギヤラリ−を設けること
を特徴とする内燃エンジン用ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6432884A JPS60206959A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 内燃エンジン用ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6432884A JPS60206959A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 内燃エンジン用ピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60206959A true JPS60206959A (ja) | 1985-10-18 |
| JPH0569980B2 JPH0569980B2 (ja) | 1993-10-04 |
Family
ID=13255058
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6432884A Granted JPS60206959A (ja) | 1984-03-30 | 1984-03-30 | 内燃エンジン用ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60206959A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63255550A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-21 | Hino Motors Ltd | エンジンのピストン |
| JPH03290047A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-19 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 内燃機関のピストン |
| FR2668088A1 (fr) * | 1990-10-18 | 1992-04-24 | Metal Leve Sa | Procede pour la fabrication d'une tete de piston refroidie. |
| CN102310259A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-01-11 | 桐乡市易锋机械厂 | 活塞电子束焊接方法 |
| US11560947B2 (en) * | 2014-05-23 | 2023-01-24 | Tenneco Inc. | Piston with keystone second ring groove for high temperature internal combustion engines |
-
1984
- 1984-03-30 JP JP6432884A patent/JPS60206959A/ja active Granted
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63255550A (ja) * | 1987-04-14 | 1988-10-21 | Hino Motors Ltd | エンジンのピストン |
| JPH03290047A (ja) * | 1990-04-04 | 1991-12-19 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 内燃機関のピストン |
| FR2668088A1 (fr) * | 1990-10-18 | 1992-04-24 | Metal Leve Sa | Procede pour la fabrication d'une tete de piston refroidie. |
| CN102310259A (zh) * | 2011-08-25 | 2012-01-11 | 桐乡市易锋机械厂 | 活塞电子束焊接方法 |
| US11560947B2 (en) * | 2014-05-23 | 2023-01-24 | Tenneco Inc. | Piston with keystone second ring groove for high temperature internal combustion engines |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0569980B2 (ja) | 1993-10-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |