JPS61237869A - オ−トサ−ミツク型アルミ合金製ピストン - Google Patents
オ−トサ−ミツク型アルミ合金製ピストンInfo
- Publication number
- JPS61237869A JPS61237869A JP7728985A JP7728985A JPS61237869A JP S61237869 A JPS61237869 A JP S61237869A JP 7728985 A JP7728985 A JP 7728985A JP 7728985 A JP7728985 A JP 7728985A JP S61237869 A JPS61237869 A JP S61237869A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- strut
- piston
- aluminum alloy
- alloy
- cast
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F02F3/02—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion
- F02F3/04—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion having expansion-controlling inserts
- F02F3/047—Pistons having means for accommodating or controlling heat expansion having expansion-controlling inserts the inserts being located around the gudgeon pin bearings
-
- 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)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Powder Metallurgy (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は内燃機関のオートサーミック型アルミ合金製ピ
ストンに関する。
ストンに関する。
内燃機関において、ピストンはシリンダ内を往復して吸
入、圧縮、爆発、排気の各作用を行う。
入、圧縮、爆発、排気の各作用を行う。
このピストンの最も大きな役割は、爆発圧力を受けてそ
の力をコネクティングロッドを経てクランクシャフトに
伝えることである。
の力をコネクティングロッドを経てクランクシャフトに
伝えることである。
アルミ合金製ピストン１ （以下、単にピストンともい
う）は通常第４図に示すように、リングベルト部ａとス
カート部すからなり、このリングベルト部ａにはピスト
ンリングを取り付けるために２〜３本の溝２が形成され
、ピストン中央部（スカート部内）にはピストンピンを
支えるボス３が設けられている。
う）は通常第４図に示すように、リングベルト部ａとス
カート部すからなり、このリングベルト部ａにはピスト
ンリングを取り付けるために２〜３本の溝２が形成され
、ピストン中央部（スカート部内）にはピストンピンを
支えるボス３が設けられている。
このピストンは、エンジンの低温時と高温時とでは、ピ
ストンを構成するアルミ合金の熱膨張によりその容積が
大きく変化する。しかるに、エンジンは通常の使用状態
では高温となっているため、ピストンとこのピストンが
摺動するシリンダボア面とのクリアランス（隙間）は、
エンジン高温時を基準に設定される。従って、エンジン
低温時においては、アルミ合金の低温時と高温時の熱膨
張量の差により、ピストンとシリンダボア面とのクリア
ランスはかなり大きなものとなる。
ストンを構成するアルミ合金の熱膨張によりその容積が
大きく変化する。しかるに、エンジンは通常の使用状態
では高温となっているため、ピストンとこのピストンが
摺動するシリンダボア面とのクリアランス（隙間）は、
エンジン高温時を基準に設定される。従って、エンジン
低温時においては、アルミ合金の低温時と高温時の熱膨
張量の差により、ピストンとシリンダボア面とのクリア
ランスはかなり大きなものとなる。
かかるピストンｌが、第５図に示すように、シリンダボ
ア５内を往復すると、ピストン１はコンロッド６を介し
てクランクシャフト７から水平方向の分力を受ける。こ
の結果、第５図に示すように、ボスと直交する矢印の方
向にスラップ（ＳＬＡＰ）Ｌながら往復動する。このた
め、リングベルト部ａあるいはスカート部すとシリンダ
ボア面８が傾いて直接当たることによりピストン打音（
スランプ音）が発生し、騒音の一因となっている。
ア５内を往復すると、ピストン１はコンロッド６を介し
てクランクシャフト７から水平方向の分力を受ける。こ
の結果、第５図に示すように、ボスと直交する矢印の方
向にスラップ（ＳＬＡＰ）Ｌながら往復動する。このた
め、リングベルト部ａあるいはスカート部すとシリンダ
ボア面８が傾いて直接当たることによりピストン打音（
スランプ音）が発生し、騒音の一因となっている。
かかる問題を解決する対策として、オートサーミンク型
アルミ合金製ピストンが考えられ、既に実用化されてい
る。このオートサーミンク型アルミ合金製ピストンは、
ピストンのボスのまわりに本体のアルミ合金より熱膨張
率の小さい鋼板を鋳込んだものであり、鋼板を鋳込んだ
方向の温度による熱膨張量の変化を少なくすると共に、
ピストンの強度を増すことができる。従って、このオー
トサーミンク型アルミ合金製ピストンを用いることによ
り、ピストンがスラップする方向の、ピストンとシリン
ダボア面とのクリアランスを、エンジン低温時において
従来より小さく設定することができる。このため、特に
エンジン低温時におけるピストン打音を従来より低減す
ることが可能となった。
アルミ合金製ピストンが考えられ、既に実用化されてい
る。このオートサーミンク型アルミ合金製ピストンは、
ピストンのボスのまわりに本体のアルミ合金より熱膨張
率の小さい鋼板を鋳込んだものであり、鋼板を鋳込んだ
方向の温度による熱膨張量の変化を少なくすると共に、
ピストンの強度を増すことができる。従って、このオー
トサーミンク型アルミ合金製ピストンを用いることによ
り、ピストンがスラップする方向の、ピストンとシリン
ダボア面とのクリアランスを、エンジン低温時において
従来より小さく設定することができる。このため、特に
エンジン低温時におけるピストン打音を従来より低減す
ることが可能となった。
ところで、上記従来のオートサーミック型アルミ合金製
ピストンは、ピストン打音は低減できるものの、ストラ
ット材として使用している鋼板の比重が、ア、ル′ミ合
金の約２．７に比べ約７．９と大きく、このためピスト
ンの重量の増加が大きくなる。
ピストンは、ピストン打音は低減できるものの、ストラ
ット材として使用している鋼板の比重が、ア、ル′ミ合
金の約２．７に比べ約７．９と大きく、このためピスト
ンの重量の増加が大きくなる。
この結果、ピストンが往復動する時の機械的損失が大き
くなり、エンジン出力の低下や燃料消費率の増大をもた
らすという問題があった。
くなり、エンジン出力の低下や燃料消費率の増大をもた
らすという問題があった。
このため、ピストンの熱膨張量を小さく抑えると共に、
ピストン全体の軽量化を図る工夫が望まれていた。
ピストン全体の軽量化を図る工夫が望まれていた。
上記問題は、次に述べる本発明のオートサーミンク型ア
ルミ合金製ピストンによって解決される。
ルミ合金製ピストンによって解決される。
即ち、本発明のオートサーミンク型アルミ合金製ピスト
ンは、アルミ合金製ピストンのボスのまわりに、高シリ
コン系アルミ合金の急冷凝固粉末から製造したストラッ
トが鋳込まれていることを特徴としている。
ンは、アルミ合金製ピストンのボスのまわりに、高シリ
コン系アルミ合金の急冷凝固粉末から製造したストラッ
トが鋳込まれていることを特徴としている。
本発明において使用する高シリコン系アルミ合金（以下
、高Ｓｔ系ＡＩ１合金と略す）は、アルミニウム（Ａβ
）にシリコン（Ｓｉ）が重量％で少なくとも３０％以上
含有されていることが必要であり、特にアルミニウムに
対しシリコンが４０％含有されたものが望ましい、この
アルミニウムに対しシリコンを４０％含有した高Ｓｌ系
ＡＩ１合金は、熱膨張係数（１／’Ｃ）が１１．８Ｘ１
０−”であり、鋼の熱膨張係数である１ １．７ Ｘ
１０−’とほぼ同じである。因に、ピストンを構成する
アルミ合金、例えばＡＣ８Ａの熱膨張係数は１９． Ｏ
Ｘ １０″′である。なお、シリコンの含有量が減るに
従って熱膨張係数は大きくなる。また、高３１系Ａｌ１
合金は、原料を溶解したのち、単に空冷しただけでは得
ることができず、成分調製後、急冷することが必要であ
る。
、高Ｓｔ系ＡＩ１合金と略す）は、アルミニウム（Ａβ
）にシリコン（Ｓｉ）が重量％で少なくとも３０％以上
含有されていることが必要であり、特にアルミニウムに
対しシリコンが４０％含有されたものが望ましい、この
アルミニウムに対しシリコンを４０％含有した高Ｓｌ系
ＡＩ１合金は、熱膨張係数（１／’Ｃ）が１１．８Ｘ１
０−”であり、鋼の熱膨張係数である１ １．７ Ｘ
１０−’とほぼ同じである。因に、ピストンを構成する
アルミ合金、例えばＡＣ８Ａの熱膨張係数は１９． Ｏ
Ｘ １０″′である。なお、シリコンの含有量が減るに
従って熱膨張係数は大きくなる。また、高３１系Ａｌ１
合金は、原料を溶解したのち、単に空冷しただけでは得
ることができず、成分調製後、急冷することが必要であ
る。
（作用）
アルミニウムにシリコンが４０％程度含有された高Ｓｔ
系Ａ１１合金は、熱膨張係数が鋼とほぼ同じため、高Ｓ
ｔ系ＡＩ合金製ストラットを鋳込んだピストンは、従来
の鋼板製ストラットを鋳込んだピストンと同様に、ピス
トンとシリンダボア面のクリアランスを小さくしてピス
トン打音の低減を図ることができる。また、この高Ｓｔ
系ＡＮ合金の比重は、鋼の約７．９に対し約２．５と小
さく、ヤング率は１００００ ｋｇ／ａｍ”と鋼の１／
２であるため、ストラットの重量を従来の約２／３に低
減することができる。
系Ａ１１合金は、熱膨張係数が鋼とほぼ同じため、高Ｓ
ｔ系ＡＩ合金製ストラットを鋳込んだピストンは、従来
の鋼板製ストラットを鋳込んだピストンと同様に、ピス
トンとシリンダボア面のクリアランスを小さくしてピス
トン打音の低減を図ることができる。また、この高Ｓｔ
系ＡＮ合金の比重は、鋼の約７．９に対し約２．５と小
さく、ヤング率は１００００ ｋｇ／ａｍ”と鋼の１／
２であるため、ストラットの重量を従来の約２／３に低
減することができる。
次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。
ここで、第１図は本発明の実施例に係るオートサーミン
ク型アルミ合金製ピストンの正面図、第２図は第１図の
■−■線断面図、第３図は本発明の実施例で使用するス
トラットの製造工程を示す工程図である。
ク型アルミ合金製ピストンの正面図、第２図は第１図の
■−■線断面図、第３図は本発明の実施例で使用するス
トラットの製造工程を示す工程図である。
まず、アルミニウムとシリコンが重量比で３：２になる
ように原料を溶解、調製し、この溶解原料をアトマイズ
鋼粉を製造するのと同様な方法で急冷し、シリコンを４
０％含有した高Ｓｉ系Ａｊ！合金粉末を得た。この高ｓ
ｉ系ＡＩ合金粉末を約６００℃で焼結して所定形状のビ
レットとした。
ように原料を溶解、調製し、この溶解原料をアトマイズ
鋼粉を製造するのと同様な方法で急冷し、シリコンを４
０％含有した高Ｓｉ系Ａｊ！合金粉末を得た。この高ｓ
ｉ系ＡＩ合金粉末を約６００℃で焼結して所定形状のビ
レットとした。
このビレットを約４００℃に加熱して押出し加工するこ
とにより、第３図（ａ）に示すように、ストラットの断
面形状をしたプリフォーム９を得た。続いて、このプリ
フォーム９をのこぎり刃等の適宜手段を用いて、第３図
（ｂ）に示すように、所定の肉厚寸法に切断し、ストラ
ットの粗形材１０を得た。
とにより、第３図（ａ）に示すように、ストラットの断
面形状をしたプリフォーム９を得た。続いて、このプリ
フォーム９をのこぎり刃等の適宜手段を用いて、第３図
（ｂ）に示すように、所定の肉厚寸法に切断し、ストラ
ットの粗形材１０を得た。
次いで、この粗形材１０の両端面を曲げ加工することに
より、第３図（Ｃ）に示すような最終形状のストラット
１１を得た。
より、第３図（Ｃ）に示すような最終形状のストラット
１１を得た。
このストラット１１をピストンの製品キャビティを郭定
した金型内に設置し、アルミ合金（ＪＩＳ ＡＣ８Ａ
）を原料として低圧鋳造することにより、第１図、第２
図に示すように、ストラット１１をピストン本体に一体
的に鋳ぐるんだピストン１を得た。なお、第１図、第２
図において、ストラット１１はピストン１のボス３のま
わりに鋳ぐるまれでいる。
した金型内に設置し、アルミ合金（ＪＩＳ ＡＣ８Ａ
）を原料として低圧鋳造することにより、第１図、第２
図に示すように、ストラット１１をピストン本体に一体
的に鋳ぐるんだピストン１を得た。なお、第１図、第２
図において、ストラット１１はピストン１のボス３のま
わりに鋳ぐるまれでいる。
本実施例のオートサーミンク型アルミ合金製ピストンに
よれば、ピストンのボスのまわりに高８１系Ａｎ合金製
ストラットが鋳込まれており、この高ｓｉ系Ａｊ合金は
比重が約２．５と従来の鋼（比重約７．９）の約１／３
であり、ヤング率は１００００ｋｇ、／−ｇと鋼の１／
２であるため、ストラット自体の重量として従来のもの
より約１／３の軽量化が図れる。このため、ピストン全
体としても軽量化が図れ、エンジン性能が向上すると共
に、燃料消費率が改善される。
よれば、ピストンのボスのまわりに高８１系Ａｎ合金製
ストラットが鋳込まれており、この高ｓｉ系Ａｊ合金は
比重が約２．５と従来の鋼（比重約７．９）の約１／３
であり、ヤング率は１００００ｋｇ、／−ｇと鋼の１／
２であるため、ストラット自体の重量として従来のもの
より約１／３の軽量化が図れる。このため、ピストン全
体としても軽量化が図れ、エンジン性能が向上すると共
に、燃料消費率が改善される。
また、本実施例で用いた高ｓｉ系Ａｊ１合金は、熱膨張
係数が従来の鋼板とほぼ同じであるため、エンジン低温
時においてもピストンとシリンブボア面のクリアランス
を小さい状態で維持することができる。従って、ピスト
ン打音の発生は従来のオートサーミンク型アルミ合金製
ピストンと変わることはない。
係数が従来の鋼板とほぼ同じであるため、エンジン低温
時においてもピストンとシリンブボア面のクリアランス
を小さい状態で維持することができる。従って、ピスト
ン打音の発生は従来のオートサーミンク型アルミ合金製
ピストンと変わることはない。
即ち、本実施例のオートサーミンク型アルミ合金製ピス
トンは、ピストン打音の低減という従来の利点を活かし
つつ、軽量化によるエンジン性能の向上や燃料消費率の
改善を図ることができる。
トンは、ピストン打音の低減という従来の利点を活かし
つつ、軽量化によるエンジン性能の向上や燃料消費率の
改善を図ることができる。
更に、本実施例のオートサーミフク型アルミ合金製ピス
トンは、ストラットの基地（マトリックス）が同じアル
ミニウムであるため、ピストン本体とストラットのなじ
み（密着性）がよい。
トンは、ストラットの基地（マトリックス）が同じアル
ミニウムであるため、ピストン本体とストラットのなじ
み（密着性）がよい。
以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲内において種々の実施態様を包含するものである。
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲内において種々の実施態様を包含するものである。
例えば、実施例ではストラットは第３図に示す形状とし
たが、このストラットの形′状は第３図に限定されるも
のではなく、一方向に延在する本体部と鋳ぐるみ時の係
止部を備えたものであれば、任意の形状でよい。
たが、このストラットの形′状は第３図に限定されるも
のではなく、一方向に延在する本体部と鋳ぐるみ時の係
止部を備えたものであれば、任意の形状でよい。
以上より、本発明のオートサーミック型アルミ合金製ピ
ストンによれば、従来の鋼板製ストラットの代わりに高
Ｓｉ系Ａ１合金製ストラットを用いたので、熱膨張量を
従来と同程度に抑えつつ、ストラットの重量を従来の約
２／３に低減することができる。この結果、ピストン全
体としての重量の低減、即ち、軽量化が図れ、ピストン
往復動時の機械的損失を低減でき、エンジン性能の向上
および燃料消費率の向上を図ることができる。
ストンによれば、従来の鋼板製ストラットの代わりに高
Ｓｉ系Ａ１合金製ストラットを用いたので、熱膨張量を
従来と同程度に抑えつつ、ストラットの重量を従来の約
２／３に低減することができる。この結果、ピストン全
体としての重量の低減、即ち、軽量化が図れ、ピストン
往復動時の機械的損失を低減でき、エンジン性能の向上
および燃料消費率の向上を図ることができる。
第１図は本発明の実施例に係るオートサーミンク型アル
ミ合金製ピストンの正面図、 第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、 第３図は本発明の実施例で使用するストラットの製造工
程を示す工程図、 第４図は従来の一般的なピストンを示す正面図、第５図
はピストン打音の発生機構を説明する説明図である。 １・・−−−一−−・ピストン ３・−・−一一一・ボス １１・・−・−・ストラット
ミ合金製ピストンの正面図、 第２図は第１図のｎ−ｎ線断面図、 第３図は本発明の実施例で使用するストラットの製造工
程を示す工程図、 第４図は従来の一般的なピストンを示す正面図、第５図
はピストン打音の発生機構を説明する説明図である。 １・・−−−一−−・ピストン ３・−・−一一一・ボス １１・・−・−・ストラット
Claims (1)
- （１）シリンダ内を往復して吸入、圧縮、爆発、排気の
各作用を行う内燃機関のアルミ合金製ピストンであって
、 このアルミ合金製ピストンのボスのまわりに、高シリコ
ン系アルミ合金の急冷凝固粉末から製造したストラット
が鋳込まれていることを特徴とするオートサーミック型
アルミ合金製ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7728985A JPS61237869A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | オ−トサ−ミツク型アルミ合金製ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7728985A JPS61237869A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | オ−トサ−ミツク型アルミ合金製ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61237869A true JPS61237869A (ja) | 1986-10-23 |
Family
ID=13629714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7728985A Pending JPS61237869A (ja) | 1985-04-11 | 1985-04-11 | オ−トサ−ミツク型アルミ合金製ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61237869A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6385362U (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-03 |
-
1985
- 1985-04-11 JP JP7728985A patent/JPS61237869A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6385362U (ja) * | 1986-11-25 | 1988-06-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4908923A (en) | Method of dimensionally stabilizing interface between dissimilar metals in an internal combustion engine | |
| JPS6233425B2 (ja) | ||
| JPS6198948A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| EP0710729B1 (en) | Fibre-reinforced metal pistons | |
| JPH03229958A (ja) | 内燃機関用クランク軸受部 | |
| JP2525505B2 (ja) | ピストン―シリンダ組立体 | |
| JPS61237869A (ja) | オ−トサ−ミツク型アルミ合金製ピストン | |
| EP0892075A1 (en) | Aluminium alloy for a piston and method of manufacturing a piston | |
| CN109519295A (zh) | 铝汽缸体组件及其制造方法 | |
| JPS59229034A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JP2002130048A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JPS60135651A (ja) | セラミツクス組込型ピストンの製造方法 | |
| JP2572889B2 (ja) | ディーゼルエンジン用ピストンの製造方法 | |
| JP3214657B2 (ja) | 内燃機関のピストン及びその製造方法 | |
| JP3149066B2 (ja) | 内燃エンジン用ピストン | |
| JPH07180606A (ja) | 繊維強化金属製ピストン | |
| JP2890798B2 (ja) | リエントラント型ピストン及びその製造方法 | |
| JPH0134683Y2 (ja) | ||
| JPS60113021A (ja) | 内燃機関の副室用口金部品 | |
| JPS60135653A (ja) | ピストンの製造方法 | |
| JPS59229033A (ja) | 内燃機関用ピストン | |
| JPH01233042A (ja) | コンロッドの金型鋳造方法 | |
| JPS63160746A (ja) | 鋳鉄製ピストンの鋳造法 | |
| JPH0313549Y2 (ja) | ||
| JPH0687647U (ja) | エンジンのシリンダライナ |