JPS6115232Y2 - - Google Patents
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- JPS6115232Y2 JPS6115232Y2 JP10575180U JP10575180U JPS6115232Y2 JP S6115232 Y2 JPS6115232 Y2 JP S6115232Y2 JP 10575180 U JP10575180 U JP 10575180U JP 10575180 U JP10575180 U JP 10575180U JP S6115232 Y2 JPS6115232 Y2 JP S6115232Y2
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- Japan
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- piston
- plating layer
- head
- iron
- iron plating
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Landscapes
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は高出力、低燃費指向のエンジンに適し
た軽合金ピストンに関するもので、ピストン頭部
の耐熱性、耐圧性を増し、ピストン頭部が焼損す
る不具合（バーニングトラブル）を回避すること
を目的としている。
た軽合金ピストンに関するもので、ピストン頭部
の耐熱性、耐圧性を増し、ピストン頭部が焼損す
る不具合（バーニングトラブル）を回避すること
を目的としている。
一般に小型エンジンの分野においては、最近の
高出力、低燃費指向により、ピストン頭部がさら
される火炎の温度は高く、燃焼室内圧力も高くな
るため、素材の生地がピストン頭部に露出したア
ルミ合金ピストンでは、耐熱面で限界となり、バ
ーニングトラブルが発生し易い。この対策として
従来アルミ合金ピストンの頭部に耐熱金属板又は
セラミツク材を鋳込み又は接着剤により設けたも
のは知られているが、剥がれ易く、薄く出来ない
ためコストが高くなり、重量も増す。又セラミツ
クの場合は熱伝導率が低いため、燃焼室の冷却が
悪くなる。従来又アルミ合金ピストンの摺接面
（円筒形外周面）に鉄メツキを施し、鉄メツキの
上にFe3O4又はFeSの表面処理を施したものも知
られている。その場合ピストン頂部にも付随的に
鉄メツキが付着している。このようにピストンの
摺接面に鉄メツキを施すと、特に鋳鉄ライナ、ク
ロムメツキシリンダに対し純鉄はなじみにくく、
スカツフイングを起し易いため、シリンダとの対
スカツフイング対策として表面処理が必要とな
り、メツキのコストが増大する。又ピストン摺接
面に特殊な表面処理を施しても、摺動による剥離
を完全に防止することは困難である。
高出力、低燃費指向により、ピストン頭部がさら
される火炎の温度は高く、燃焼室内圧力も高くな
るため、素材の生地がピストン頭部に露出したア
ルミ合金ピストンでは、耐熱面で限界となり、バ
ーニングトラブルが発生し易い。この対策として
従来アルミ合金ピストンの頭部に耐熱金属板又は
セラミツク材を鋳込み又は接着剤により設けたも
のは知られているが、剥がれ易く、薄く出来ない
ためコストが高くなり、重量も増す。又セラミツ
クの場合は熱伝導率が低いため、燃焼室の冷却が
悪くなる。従来又アルミ合金ピストンの摺接面
（円筒形外周面）に鉄メツキを施し、鉄メツキの
上にFe3O4又はFeSの表面処理を施したものも知
られている。その場合ピストン頂部にも付随的に
鉄メツキが付着している。このようにピストンの
摺接面に鉄メツキを施すと、特に鋳鉄ライナ、ク
ロムメツキシリンダに対し純鉄はなじみにくく、
スカツフイングを起し易いため、シリンダとの対
スカツフイング対策として表面処理が必要とな
り、メツキのコストが増大する。又ピストン摺接
面に特殊な表面処理を施しても、摺動による剥離
を完全に防止することは困難である。
本考案は軽合金ピストンの頭部（頂部）と円筒
外周面（摺接面）の内、頭部のみを鉄のメツキ層
で被覆し該メツキ層がピストン頭部の周辺で厚
く、中央部で薄く、又は無くなるようにしたこと
を特徴としており、次に図面により説明する。
外周面（摺接面）の内、頭部のみを鉄のメツキ層
で被覆し該メツキ層がピストン頭部の周辺で厚
く、中央部で薄く、又は無くなるようにしたこと
を特徴としており、次に図面により説明する。
本考案の開発過程にあるピストンの縦断面を示
す第１図において、１はアルミ合金ピストンの本
体で、頭部１ａの頂面に鉄メツキ層２が施してあ
り、円筒形外周面３（摺接面）はアルミ合金肌面
でできている。鉄メツキ層２を設けるには、外周
面３の機械加工を行う前に全体に鉄メツキを施
し、その後外周面３を所定の形状に仕上げる。鉄
メツキ層２の厚さは、例えば直径68mmのピストン
の場合５μ〜15μが適しており、厚さを増すこと
はバーニングトラブル防止の面では好ましいが、
重く、高価になるため、上限は15μ程度でよい。
即ち５μ〜15μは耐久性を充分確保できる範囲を
実験により求めた数値である。第１図の構造によ
ると、鉄メツキ層２は頭部のみに施されているた
め、シリンダとのスカツフイング対策のための表
面処理は不必要となり、前記従来例（鉄メツキ上
にFe3O4又はFeSの表面処理を施すもの）に比べ
てコストが安くなる。つまり摺動面は従来のまま
のアルミ合金肌面でよくなり、耐熱、耐圧効果は
大きく、従来のアルミ合金ピストンに比較して、
燃費率を20％程度低下させることが可能となる。
す第１図において、１はアルミ合金ピストンの本
体で、頭部１ａの頂面に鉄メツキ層２が施してあ
り、円筒形外周面３（摺接面）はアルミ合金肌面
でできている。鉄メツキ層２を設けるには、外周
面３の機械加工を行う前に全体に鉄メツキを施
し、その後外周面３を所定の形状に仕上げる。鉄
メツキ層２の厚さは、例えば直径68mmのピストン
の場合５μ〜15μが適しており、厚さを増すこと
はバーニングトラブル防止の面では好ましいが、
重く、高価になるため、上限は15μ程度でよい。
即ち５μ〜15μは耐久性を充分確保できる範囲を
実験により求めた数値である。第１図の構造によ
ると、鉄メツキ層２は頭部のみに施されているた
め、シリンダとのスカツフイング対策のための表
面処理は不必要となり、前記従来例（鉄メツキ上
にFe3O4又はFeSの表面処理を施すもの）に比べ
てコストが安くなる。つまり摺動面は従来のまま
のアルミ合金肌面でよくなり、耐熱、耐圧効果は
大きく、従来のアルミ合金ピストンに比較して、
燃費率を20％程度低下させることが可能となる。
第２図は本考案による実施例を示しており、鉄
メツキ層２の周辺部２ａを厚く、中心部２ｂを薄
くしており、ピストン頭部のバーニングを効果的
に防止することができる。第２図において４は燃
焼室、５は点火栓で点火栓５から最も離れた燃焼
室周辺は、ピストンが図示の上死点にある時狭い
スキツシユ部分４ａとなるため、一般には着火時
点火栓５から伝播する火炎がスキツシユ部分４ａ
に到達する以前に自己発火によるノツクが発生し
たり、局部的に圧力と温度が上昇しやすい場合で
あり、又上記局部的な圧力や高温により、スキツ
シユ部分４ａに面したピストン頭部が焼損して凹
凸が生ずるとプレイグニシヨン（高出力高回転エ
ンジンにおいて最大出力時にはシリンダ−ピスト
ンが高温高圧になつた場合に正規の点火時期より
も早く着火する現象）を生じ易くなるのである
が、第２図のように鉄メツキ層２の周辺部２ａを
厚く形成すると、スキツシユ部分４ａに面したピ
ストン頭部のバーニングを可及的に防止すること
ができ、又中心部２ｂが薄く形成されているため
メツキ時間を短縮できる、又軽量化を図りうる利
点がある。さらに第６図の実施例に示すように、
中央部のメツキ層を無くし軽合金地肌のままとし
た場合、一般に貴金属を除いて融点の高い金属は
軽合金より熱伝導率が低く、ピストン頭部を該融
点の高い金属で覆つた場合熱伝導が若干阻害され
るため、燃焼室の冷却が悪くなる恐れがあるが、
第６図に示した実施例を採用した場合、燃焼室を
効果的に冷却することができる。
メツキ層２の周辺部２ａを厚く、中心部２ｂを薄
くしており、ピストン頭部のバーニングを効果的
に防止することができる。第２図において４は燃
焼室、５は点火栓で点火栓５から最も離れた燃焼
室周辺は、ピストンが図示の上死点にある時狭い
スキツシユ部分４ａとなるため、一般には着火時
点火栓５から伝播する火炎がスキツシユ部分４ａ
に到達する以前に自己発火によるノツクが発生し
たり、局部的に圧力と温度が上昇しやすい場合で
あり、又上記局部的な圧力や高温により、スキツ
シユ部分４ａに面したピストン頭部が焼損して凹
凸が生ずるとプレイグニシヨン（高出力高回転エ
ンジンにおいて最大出力時にはシリンダ−ピスト
ンが高温高圧になつた場合に正規の点火時期より
も早く着火する現象）を生じ易くなるのである
が、第２図のように鉄メツキ層２の周辺部２ａを
厚く形成すると、スキツシユ部分４ａに面したピ
ストン頭部のバーニングを可及的に防止すること
ができ、又中心部２ｂが薄く形成されているため
メツキ時間を短縮できる、又軽量化を図りうる利
点がある。さらに第６図の実施例に示すように、
中央部のメツキ層を無くし軽合金地肌のままとし
た場合、一般に貴金属を除いて融点の高い金属は
軽合金より熱伝導率が低く、ピストン頭部を該融
点の高い金属で覆つた場合熱伝導が若干阻害され
るため、燃焼室の冷却が悪くなる恐れがあるが、
第６図に示した実施例を採用した場合、燃焼室を
効果的に冷却することができる。
第３図に示すように、本体１のアルミ地と鉄メ
ツキ層２との間に亜鉛メツキ層６を介在させる
と、鉄メツキ層２の密着性を増し、振動、ヒート
サイクルによる剥離を効果的に防止することがで
きる。
ツキ層２との間に亜鉛メツキ層６を介在させる
と、鉄メツキ層２の密着性を増し、振動、ヒート
サイクルによる剥離を効果的に防止することがで
きる。
第４図のように第１ランド７と第２ランド８
（円筒形外周面）の間に段差L1を設け、両ランド
７，８間のリング溝９にＬ形ピストンリング１０
を嵌める形状のピストンの場合、第２ランド８以
下の外周面を機械加工する際、第１ランド７に鉄
メツキ層２を残すことができ、第１ランド７とＬ
形ピストンリング１０の間の狭い隙間１１部分の
過熱によるバーニングを確実に防止することがで
きる。１２はシリンダ内面である。
（円筒形外周面）の間に段差L1を設け、両ランド
７，８間のリング溝９にＬ形ピストンリング１０
を嵌める形状のピストンの場合、第２ランド８以
下の外周面を機械加工する際、第１ランド７に鉄
メツキ層２を残すことができ、第１ランド７とＬ
形ピストンリング１０の間の狭い隙間１１部分の
過熱によるバーニングを確実に防止することがで
きる。１２はシリンダ内面である。
第５図のように第１ランド１３と第２ランド８
（円筒形外周面）の間に段差L2を設けておくと、
円筒形外周面を機械加工した時第１ランド１３上
に鉄メツキ層２が残り、従来と同形状のピストン
リング１４を使用した場合に、第１ランド１３と
シリンダ内面１２との間におけるバーニングの発
生も防止し得る。
（円筒形外周面）の間に段差L2を設けておくと、
円筒形外周面を機械加工した時第１ランド１３上
に鉄メツキ層２が残り、従来と同形状のピストン
リング１４を使用した場合に、第１ランド１３と
シリンダ内面１２との間におけるバーニングの発
生も防止し得る。
以上説明したように本考案は軽合金ピストンの
頭部１ａと円筒形外周面３の内、頭部１ａのみを
鉄のメツキ層２で被覆し、該メツキ層２がピスト
ン頭部１ａの周辺で厚く、中央部で薄く、又は無
くなつていることを特徴としているので、次のよ
うな効果が得られる。即ち第２図において点火栓
５から最も離れた燃焼室周辺は、ピストンが図示
の上死点にある時狭いスキツシユ部分４ａとなる
ため、一般には着火時点火栓５から伝播する火炎
がスキツシユ部分４ａに到達する以前に自己発火
によるノツクが発生したり、局部的に圧力と温度
が上昇しやすい場所であり、又上記局部的な圧力
や高温により、スキツシユ部分４ａに面したピス
トン頭部が焼損して凹凸が生ずるとプレイグニシ
ヨンを生じ易くなるのであるが、第２図のように
鉄メツキ層２の周辺部２ａを厚く形成しているの
で、スキツシユ部分４ａに面したピストン頭部の
バーニングを可及的に防止することができる。又
中心部２ｂが薄く形成されているためメツキ時間
を短縮でき、又軽量化を図り得る利点がある。更
に第６図の実施例に示すように、中央部のメツキ
層を無くし軽合金地肌のままとした場合、一般に
貴金属を除いて融点の高い金属は軽合金より熱伝
導率が低く、ピストン頭部を該融点の高い金属で
覆つた場合熱伝導が若干阻害されるため、燃焼室
の冷却が悪くなる恐れがあるが、第６図のように
構成すると、燃焼室を効果的に冷却することがで
きる。更に本考案によると鉄メツキ層２は鋳込み
又は接着剤により設けたものではないから、剥が
れにくく、しかも周辺部を厚く中央部で薄くなる
ような加工が容易であり、コストと重量が共に低
減する。又鉄メツキ層２はセラミツク等に比べて
熱伝導率が高いため、スキツシユ部分４ａにおけ
る焼損を防止しながら、しかも燃焼室の冷却を促
進することができる。しかも本考案によるとピス
トンの摺接面３には鉄メツキ層は設けられていな
いため、特に鋳鉄ライナ、クロムメツキシリンダ
に対し軽合金ピストンの素材がなじみ易く、スカ
ツフイングが起こりにくくなる。更に本考案にお
いてはピストン頭部１ａの耐熱層が鉄メツキ層２
で形成されているため、ピストンが素材の時に全
面にメツキを施し、その後加工するという加工方
法がとれ、マスキング等の工程が不必要であり、
製造コストが安い。又上記方法を採用することに
より、鉄メツキ層２の周辺部の密着性も均一に強
くできる利点がある。
頭部１ａと円筒形外周面３の内、頭部１ａのみを
鉄のメツキ層２で被覆し、該メツキ層２がピスト
ン頭部１ａの周辺で厚く、中央部で薄く、又は無
くなつていることを特徴としているので、次のよ
うな効果が得られる。即ち第２図において点火栓
５から最も離れた燃焼室周辺は、ピストンが図示
の上死点にある時狭いスキツシユ部分４ａとなる
ため、一般には着火時点火栓５から伝播する火炎
がスキツシユ部分４ａに到達する以前に自己発火
によるノツクが発生したり、局部的に圧力と温度
が上昇しやすい場所であり、又上記局部的な圧力
や高温により、スキツシユ部分４ａに面したピス
トン頭部が焼損して凹凸が生ずるとプレイグニシ
ヨンを生じ易くなるのであるが、第２図のように
鉄メツキ層２の周辺部２ａを厚く形成しているの
で、スキツシユ部分４ａに面したピストン頭部の
バーニングを可及的に防止することができる。又
中心部２ｂが薄く形成されているためメツキ時間
を短縮でき、又軽量化を図り得る利点がある。更
に第６図の実施例に示すように、中央部のメツキ
層を無くし軽合金地肌のままとした場合、一般に
貴金属を除いて融点の高い金属は軽合金より熱伝
導率が低く、ピストン頭部を該融点の高い金属で
覆つた場合熱伝導が若干阻害されるため、燃焼室
の冷却が悪くなる恐れがあるが、第６図のように
構成すると、燃焼室を効果的に冷却することがで
きる。更に本考案によると鉄メツキ層２は鋳込み
又は接着剤により設けたものではないから、剥が
れにくく、しかも周辺部を厚く中央部で薄くなる
ような加工が容易であり、コストと重量が共に低
減する。又鉄メツキ層２はセラミツク等に比べて
熱伝導率が高いため、スキツシユ部分４ａにおけ
る焼損を防止しながら、しかも燃焼室の冷却を促
進することができる。しかも本考案によるとピス
トンの摺接面３には鉄メツキ層は設けられていな
いため、特に鋳鉄ライナ、クロムメツキシリンダ
に対し軽合金ピストンの素材がなじみ易く、スカ
ツフイングが起こりにくくなる。更に本考案にお
いてはピストン頭部１ａの耐熱層が鉄メツキ層２
で形成されているため、ピストンが素材の時に全
面にメツキを施し、その後加工するという加工方
法がとれ、マスキング等の工程が不必要であり、
製造コストが安い。又上記方法を採用することに
より、鉄メツキ層２の周辺部の密着性も均一に強
くできる利点がある。
第１図は本考案の開発過程にある軽合金ピスト
ンの縦断面図、第２図は本考案の実施例を示す縦
断面図、第３図、第４図、第５図、第６図は更に
別の実施例を示すための縦断面図、第７図は第６
図の平面図である。１……アルミ合金ピストン本
体（軽合金ピストン）、１ａ……頭部、２……鉄
メツキ層、３……円筒形外周面。
ンの縦断面図、第２図は本考案の実施例を示す縦
断面図、第３図、第４図、第５図、第６図は更に
別の実施例を示すための縦断面図、第７図は第６
図の平面図である。１……アルミ合金ピストン本
体（軽合金ピストン）、１ａ……頭部、２……鉄
メツキ層、３……円筒形外周面。
Claims (1)
- 軽合金ピストンの頭部１ａと円筒形外周面３の
内、頭部１ａのみを鉄のメツキ層２で被覆し、該
メツキ層２がピストン頭部１ａの周辺で厚く、中
央部で薄く、又は無くなつていることを特徴とす
る軽合金ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10575180U JPS6115232Y2 (ja) | 1980-07-25 | 1980-07-25 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10575180U JPS6115232Y2 (ja) | 1980-07-25 | 1980-07-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5728147U JPS5728147U (ja) | 1982-02-15 |
| JPS6115232Y2 true JPS6115232Y2 (ja) | 1986-05-12 |
Family
ID=29467111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10575180U Expired JPS6115232Y2 (ja) | 1980-07-25 | 1980-07-25 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6115232Y2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2678250B2 (ja) * | 1988-11-24 | 1997-11-17 | 本田技研工業株式会社 | ピストンの表面処理方法 |
| JP2509018Y2 (ja) * | 1989-09-05 | 1996-08-28 | セイコーエプソン株式会社 | 時計の暦車 |
| JP5673160B2 (ja) * | 2011-02-02 | 2015-02-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関とその製造方法 |
| AT517589B1 (de) * | 2015-07-03 | 2017-03-15 | Ge Jenbacher Gmbh & Co Og | Kolben für eine Brennkraftmaschine |
-
1980
- 1980-07-25 JP JP10575180U patent/JPS6115232Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5728147U (ja) | 1982-02-15 |
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