JPS6125796B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は内燃機関や圧縮機等に使用され、摺
動面にメツキ層が形成されたピストンに関するも
のである。

内燃機関や圧縮機等に主として使用されるピス
トンにおいては、ピストンの軽量化のためにピス
トンをアルミ合金で作ることがあるが、このよう
な場合、ピストンの潤滑性を向上させる目的でそ
の摺動面に鉄メツキ層を生成させるために電気メ
ツキを行なうことがある。この場合に、このピス
トンをそのまゝの状態でメツキ液中に浸漬し電気
メツキを行なうと、ピストン下端部に電気力線が
集中するために、この電気力線が集中する部分が
特に厚くメツキされ、ピストン下端部に断面がこ
ぶ状のメツキ層が形成される。第１図はピストン
の一部断面側面図、第２図はピストン下端部にこ
ぶ状のメツキ層が形成される様子を示す説明図で
ある。これらの図において符号１はピストン、２
はアルミ合金製のピストン素材、３はピストン１
のスカート、４は陽極である。これらピストン１
と陽極４とは鉄イオンを含むメツキ液中に浸漬さ
れた状態で、陽極４にプラスがまたピストン素材
２にはマイナスの電圧がそれぞれ印加される。こ
の時電気力線５は陽極４からピストン素材２に向
かうか、この電気力線５はピストン・スカート３
の下端などの突出した角に集中し、この部分の電
気力線５密度が高くなる性質を有するため、ピス
トン・スカート３の下端には第２図のように断
面、がこぶ状の鉄メツキから成るメツキ層６が形
成されるのである。なお第１図中符号７はコネク
テイング・ロツドである。

そこで、ピストン下端部への電気力線の集中を
防ぐために、ピストン下端にピストン下端の外径
よりも大きい外形を有する電気的に絶縁性の遮へ
い板を当接させ、この状態でメツキ液中に浸漬し
て電気メツキを行ない、ピストンの摺動面に均一
な厚さのメツキ層を形成する方法が従来より行な
われている。また電気力線が集中する部分の近傍
にメツキが施されるピストンと同極に接続された
補助陰極を配置し、電気力線の一部をこの補助陰
極に逃がしたり、反対に電気力線がまばらになる
部分の近傍に補助陽極を配置し電気力線の密度を
上げることによつてメツキ層の厚さを調節する方
法も従来より知られている。

一方、ピストンはその長期の摺動によつてピス
トンの下端から次第に摩耗が進行してゆく。第３
図は従来のピストン・スカート３をピストン径方
向Ａに拡大して示す縦断面図であり、そのピスト
ン素材２のピストン・スカート３はその下部の外
側壁外径が略一定で、しかもメツキ層６の厚さも
ほぼ均一になるように形成されていた。このよう
なピストン１を長期間使用すると、そのスカート
３の外側壁である摺動面は、第２図ａ，ｂ，ｃで
示す破線の順に次第に摩耗してゆく。すなわちこ
れらの破線ａ，ｂ，ｃはそれぞれ摩耗曲線を表わ
している。この図からも明らかなように、摩耗は
ピストン・スカート３の下端が最も激しく、長期
の使用によりその部分からピストン素材２が露出
してくる。このためこの露出部分が直接不図示の
シリンダ・ライナに摺接し、潤滑性が低下するば
かりでなく、シリンダライナの材質との関係によ
つては焼着けが発生する心配もあり得る。

この発明はこのような事情に鑑みなされたもの
であり、長期の使用によつてもピストン素材が露
出せず耐久性に優れたピストンを提供することを
目的とするものである。この目的のためにこの発
明はピストン・スカートの外側壁がほぼ摩耗曲線
に沿うように下端へ接近するにつれて次第に縮径
したピストン素材に、このピストン・スカートの
下端へ近づくにつれてメツキ層を次第に厚く形成
し、摩耗の激しい部分のメツキ層の厚さを厚くし
たものである。以下図面に基づいてこの発明を詳
細に説明する。

第４図はこの発明の一実施例をピストン径方向
Ａに拡大して示す縦断側面図である。この図にお
いて第３図と対応する部分には同一符号を付す。
第４図におけるピストン素材２のスカート３は、
その下端へ接近するにつれて次第に縮径するよう
に形成されている。そしてこのスカート３の外側
壁に形成されたメツキ層６は、スカート３の下端
に近づくにつれて次第に厚くなるように形成され
ている。第４図において破線ａ，ｂ，ｃは摩耗曲
線を表わし、前記スカート３の外側壁は、この摩
耗曲線ａ，ｂ，ｃのうちいずれかに沿うように形
成され、この実施例では摩耗曲線ｃに沿うように
形成されている。

次にこのピストン１の電気メツキ方法を第５，
６図に基いて説明する。第５図はメツキ層が形成
される様子を示す説明図、第６図は同じくピスト
ンと遮へい板の斜視図である。これらの図におい
８は絶縁板からなる遮へい板であり、この遮へい
板８はピストン素材２の下端外径より大きい外径
を有し環状に形成されている。この遮へい板８は
第６図に示すように、ピストン素材の下端にそれ
ぞれの中心線が略一致するように当接された状態
において、第５図に示すように鉄イオンをを有す
るメツキ液中に浸漬される。そして前記したよう
に陽極４にプラス電圧を、またピストン素材２に
マイナス電圧を印加する。このように遮へい板８
を付加することにより電気力線５の分布が第５図
に示すようになる。すなわちスカート３の下端へ
接近するにつれて次第に電気力線５の密度が上が
り、メツキ層６の厚さはこの電気力線５の密度に
対応してスカート３の下端に接近するにつれて次
第に厚くなる。しかもスカート３の下端には遮へ
い板８が当接しているので、第２図に示すものの
ような断面がこぶ状のメツキ層が形成されること
が無い。遮へい板８の外径を変化させることによ
つて、メツキ層の厚さの変化を調節することがで
き、例えばこの外径を大きくすれば、スカート３
の高い位置からメツキ層６の厚みが次第に増え、
メツキ層が厚くなる範囲が広がる。

以上の実施例では遮へい板８を用いて電気メツ
キを行なう方法を採用しているが、この発明はこ
れに限定されるものではなく補助陰極や補助陽極
を用いる方法によつても目的を達成できる。また
この実施例はアルミ合金製のピストン素材２に鉄
メツキを施すものであるが、この発明は鉄メツキ
以外のメツキ、例えばクロムメツキやニツケルメ
ツキ等を行なう場合にも適用可能である。なおこ
の実施例における遮へい板８に使用される絶縁板
には、例えばガラス、塩化ビニル、ゴム、ベーク
ライト、プラスチツク等種々の材料が使用でき
る。この実施例では摩耗曲線ｃにほぼ沿うように
ピストン素材２のスカート３の外側壁を縮径した
が、ピストン１の許容可能な摩耗量やピストン１
の寿命等を考慮してスカート３の外側壁が沿うべ
き摩耗曲線を決定すればよい。

この発明は以上のようにピストン・スカートの
外側壁がほぼ摩耗曲線に沿うように下端へ接近す
るにつれて次第に縮径したピストン素材に、ピス
トン・スカートの下端へ近づくにつれて次第に厚
くなるようにメツキ層を形成したので、最も摩耗
の激しいピストン・スカートの下端で、メツキ層
が最も厚くなり、しかもこのメツキ層によるピス
トン・スカート外径の拡大がほとんど無い。従つ
てメツキ層の摩耗によつてもピストン素材は露出
しにくくなり、ピストンの寿命が大幅に延びる。

【図面の簡単な説明】

第１図はピストンの一部断面側面図、第２図は
ピストン下端部にこぶ状のメツキ層が形成される
様子を示す説明図、第３図は従来のピストン・ス
カートをピストン径方向へ拡大して示す縦断面図
である。第４図はこの発明に係るピストン・スカ
ートをピストン径方向へ拡大した縦断面図、第５
図はそのメツキ層が形成される様子を示す説明
図、また第６図は同じくピストンと遮へい板の斜
視図である。 １……ピストン、２……ピストン素材、３……
ピストン・スカート、６……メツキ層、８……遮
へい板、ａ，ｂ，ｃ……摩耗曲線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ピストン・スカートの外側壁がほぼ摩耗曲線
   に沿うように下端へ接近するにつれて次第に縮径
   したピストン素材と、前記ピストン・スカートの
   下端へ近づくにつれて次第に厚く形成されたメツ
   キ層とを備えたことを特徴とするピストン。