JPS6149156A - 内燃機関用のアルミニウムからなるピストン及びその製造方法 - Google Patents

内燃機関用のアルミニウムからなるピストン及びその製造方法

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JPS6149156A JP60175970A JP17597085A JPS6149156A JP S6149156 A JPS6149156 A JP S6149156A JP 60175970 A JP60175970 A JP 60175970A JP 17597085 A JP17597085 A JP 17597085A JP S6149156 A JPS6149156 A JP S6149156A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ピストン頂面に配置された燃焼室トレーを有
し、そのピストン頂面へ移行する縁部中でアルミニウム
が繊維補強されているピストン、およびその製造法に関
する。
従来の技術 ピストン頂面の燃焼室トレー（Ｂｒｅｎｎｒａｕｍ−ｍ
ｕｌｄｅｎ）は、その縁に亀裂の入る惧れがあることが
公知である。従ってすでに、トレー縁をこのような亀裂
から保護する種々の方法がある。従ってトレー縁の範囲
内に、加熱下にアルミニウムよりも亀裂発生のわずかな
材料より成るリングが嵌込まれることがある。このリン
グは、ピストンのアルミニウム基材中へ突入する突起に
よるかまたは他のアンダーカット構造ζこより固定され
ることができる。しかしまたこのリングは、多孔質金属
より成っていてもよく、かツヒストンヲタイカスト法（
Ｆ　ＩＬｉＢｉｇｐｒｅｓｓ−ｖｅｒ　ｆａｈｒｅｎ　
）で製造する際にアルミニウム基材で充填および結合さ
れてもよい。またこの場合すでに、繊維材料より成る補
強リングが使用されている〔ハイ・スビーｐ−ジーゼル
・リポ−ト　誌　（Ｚｅｉｔｓｃｈｒｉｆｔ　　：　　
Ｈｉｇｈ　　５ｐｅｅｄＤｉｅｓｅｌ　Ｒｅｐｏｒｔ　
）１９８３年５／６月号、４０〜４１頁〕。
繊維材料、但しこれが例えば酸化アルミニウムまたは炭
化珪素より成る短繊維であることができる繊維材料より
成るリングを使用した場合、繊維環状体の密度の選択に
応じ、亀裂傾向が極めて顕著に低減されることができる
と判明した。従来より、とりわけ環状体の密度について
は、トレー縁の亀裂発生がピストン負荷の大きい場合で
も十分な確度で回避されることのでき本発明の課題は、
前記ピストンをさらに改善することである。
問題点を解決するための手段 本発明によればこの課ｍは、トレー縁の補強範囲の構造
を、繊維により補強された範囲内で、補強アルミニウム
材料の、ピン軸方向の範囲内の単位容積当りの繊維分量
が、連接棒揺動面の範囲内よりも大であるように形成す
ることにより解決される。
意外にも、このような構造で、トレー縁の全周縁にわた
り亀裂が確実に回避されることができると判明した。と
りわけ、極端な試験条件下にさらに亀裂が形成されるこ
とのあった場合でも、このような亀裂をとくに生じた周
縁部を見出すことはできなかった。従って本発明によれ
ば、その構造中の補強が、種々の周縁範囲中に存在する
応力にそれぞれ最適に抵抗しうることに成功した。それ
というのも、この［・シー縁は、連接棒揺動面の範囲内
で第１に大きい耐１名皿変化性を有し、かつこれに対し
ピン軸の方向；こ第１に大きい疲れ強さを有する必要の
あることが公知であるからである。本発明によれば、人
きい疲れ強さを得るため、補強区間中で相対的に大きい
分量の繊維材料が必要であるが、但しこの分量は耐温度
変化性の点で最適ではないと判明した。すなわち、耐温
度変化性１では、補強部中の繊維分量がわずかでおる場
合に最良の価が得ら：Ｆ１．る。この結果は全く意外で
ある、それというのも、従来より補強部中の大きい繊維
分量が亀裂回避の点で殊に良好な結果を生じると思われ
ていたからである。従って一般に、装入すべき１裁維分
量の限界と見做されたのは、丁度にさらにアルミニウム
基材による十分かつ完全な浸透が保証されるような分量
である。
実施５１１ 以下に、本発明を図面実施ｆＰＩＪにつき詳説する。
ピストン１は、ＡＩＳ　ｉ−またはＡｌＣｕ合金より成
りかつ燃焼室トレー２を有する。燃焼室トレー２の縁３
が繊維補強されている。この繊維補強が以下のように形
成される。
差当り、酸化アルミニウムーまたは炭化珪素短繊維より
成るリングが形成される。このリングの場合、繊維密度
がその周縁および高さにわたり同じ大きさである。この
繊維材料より成るリングが、アルミニウム基材で充填さ
れ、出来上ったピストン１にトレー縁３を形成する。繊
維材料より成るリングのアルミニウム基材による充填は
、リングを＠型中へ入れかつ引（光きア／Ｉ／　ミニラ
ム材料ヲ、ピストンのｂｙ−３ｕを有するこの鋳型中へ
ダイカスト法（ＦＩＶＢｉｇｐｒｅｓｓｖｅ−ｒｆａｈ
ｒｅｎ）で装入することにより行なわれる。この方法で
、繊維材料より成るリングが、実際にピストンを製造す
る際にトレー縁３中へ成形封入される。ピン軸方同日の
範囲内のトレー縁において、連接棒揺動面Ａに隣接する
トレー縁におけるよりも大きい繊維密度を得るため、差
当り同じ密度を有する繊維材料製リングが、まだ鋳型中
へ装入さｆ′Ｌない前に、大きい繊維密度の得られるべ
き範囲内で、所望の大きい密度価に圧縮される。この場
合、リングの該当する範囲内の圧縮が、半径方向または
軸方向もしくはこれら２つの方向にさえ行なわれること
ができる。第５図に、大きい繊維密度を有する範囲がそ
れぞれ軸方向にわずかな断面に圧縮されたリングの展開
図を示す。リングにわたる繊維密度の分配は、それぞれ
ピン軸方向日周り４５°の範囲内で、出来上った圧縮挿
入されたリング中の繊維分遣が繊維−アルミニウム複合
材料に対し２０Ｘであるとともに、それぞれ連接棒揺動
面周り４５°の範囲内の繊維−アルミニウム複合材料中
の相応する織方、１分量が１０％であるにすぎず、すな
わち半分程度の価であるにすぎない。圧切されて出来上
ったピストンにおいて、繊維材料より成るリングは、全
て範囲内でそのはじめに存在した気孔に完全にアルミニ
ウム材料が充填されている。
【図面の簡単な説明】
第１図および第２図は本発明によるピストン図は本発明
によるピストンの他の実施レリの構造を示すそれぞれ平
面図およびそのＩＹ−■線による縦断面図、および第５
図はリング状繊維補強材の１実施例の構造を示す展開側
面図である。 １・・・本発明によるピストン、２・・・燃１１　室１
−　Ｌ／−１３・・・トレーの縁、Ａ・・・連接棒揺動
面、Ｂ・・ピン軸方向

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ピストン頂面に配置された燃焼室トレー（２）を有
    し、そのピストン頂面へ移行する縁部（３）中でアルミ
    ニウム材料が繊維補強されているピストンにおいて、繊
    維により補強された範囲内で、補強アルミニウム材料の
    、ピン軸方向（Ｂ）の範囲内の単位容積当りの繊維分量
    が、連接棒揺動面（Ａ）の範囲内よりも大であることを
    特徴とする内燃機関用のアルミニウム製ピストン。 ２、繊維補強のために、酸化アルミニウム （Ａｌ＿２Ｏ＿３）または炭化珪素（ＳｉＣ）より成る
    短繊維が使用されることを特徴とする、特許請求の範囲
    第１項記載の内燃機関用のアルミニウム製ピストン。 ３、補強アルミニウム材料の、ピン軸方向（Ｂ）の範囲
    内の単位容積当り繊維分量が、連接棒揺動面（Ａ）の範
    囲内の約２倍程度の大きさであることを特徴とする、特
    許請求の範囲第１項または第２項のいずれかに記載の内
    燃機関用のアルミニウム製ピストン。 ４、補強アルミニウム材料の、連接棒揺動面（Ａ）の範
    囲内の単位容積当り繊維分量が約５〜１５％であること
    を特徴とする、特許請求の範囲第１項から第３項までの
    いずれか１項に記載の内燃機関用のアルミニウム製ピス
    トン。 ５、繊維分量の異なる周縁範囲が、連接棒揺動面（Ａ）
    周りでもまたピン軸方向（Ｂ）周りでもそれぞれ両方向
    に最低３０°延びていることを特徴とする、特許請求の
    範囲第１項から第４項までのいずれか１項に記載の内燃
    機関用のアルミニウム製ピストン。 ６、異なる繊維分量を有する周縁範囲が、同じ大きさで
    ありかつそれぞれピン軸方向（Ｂ）および連接棒揺動面
    （Ａ）に対称であることを特徴とする、特許請求の範囲
    第１項から第５項までのいずれか１項に記載の内燃機関
    用のアルミニウム製ピストン。 ７、ピストン頂面に配置された燃焼室トレー（２）を有
    し、そのピストン頂面へ移行す る縁部（３）中でアルミニウム材料が繊維補強され、繊
    維により補強された範囲内で、補強アルミニウム材料の
    、ピン軸方向（Ｂ）の範囲内の単位容積当りの繊維分量
    が、連接棒揺動面（Ａ）の範囲内よりも大であるピスト
    ンを製造するため、繊維補強範囲が前圧縮された繊維製
    リングより成り、このリング中へアルミニウムを、ダイ
    カスト法により行なわれるピストン製造中に浸透させる
    方法において、差当り繊維材料から、周囲に同じ繊維密
    度を有するリングが圧縮成形され、かつ引続きこのリン
    グが、アルミニウムで鋳造被覆する前に、ピン軸方向（
    Ｂ）に隣接する範囲内で、その位置に所望の大きい繊維
    密度を得るためわずかな高さおよび／またはわずかな半
    径方向巾に後圧縮されることを特徴とする内燃機関用の
    アルミニウム製ピストンの製造法。
JP60175970A 1984-08-16 1985-08-12 内燃機関用のアルミニウムからなるピストン及びその製造方法 Expired - Lifetime JPH061063B2 (ja)

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