JPS63170546A - 内燃機関のピストン - Google Patents
内燃機関のピストンInfo
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- JPS63170546A JPS63170546A JP3387A JP3387A JPS63170546A JP S63170546 A JPS63170546 A JP S63170546A JP 3387 A JP3387 A JP 3387A JP 3387 A JP3387 A JP 3387A JP S63170546 A JPS63170546 A JP S63170546A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J1/00—Pistons; Trunk pistons; Plungers
- F16J1/08—Constructional features providing for lubrication
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
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- F02F1/002—Integrally formed cylinders and cylinder heads
-
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- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Lubricants (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〕
この発明は、内燃機関の作動中においてシリンダ面と摺
動するピストンの摺動面およびピストン溝とピストンリ
ングの接触面の摩耗防止のための表面処理に関するもの
である。
動するピストンの摺動面およびピストン溝とピストンリ
ングの接触面の摩耗防止のための表面処理に関するもの
である。
従来、内燃機関のピストンは主として鉄系鋳造材を成形
して生産されていたが、近来の内燃機関の回転数の上昇
にともなって軽量化が必要とな呪アルミニウム系合金材
によって形成されたピストンの外周面（５ング溝を含め
て）を例えばニッケル、硬質クロム、鉄等のめっきを施
し、アルミニウム系合金の欠点である硬度の低さを補な
って高速に長時間シリンダ面と摺動するピストンの摺動
面の耐摩耗性の向上を図ってきた。
して生産されていたが、近来の内燃機関の回転数の上昇
にともなって軽量化が必要とな呪アルミニウム系合金材
によって形成されたピストンの外周面（５ング溝を含め
て）を例えばニッケル、硬質クロム、鉄等のめっきを施
し、アルミニウム系合金の欠点である硬度の低さを補な
って高速に長時間シリンダ面と摺動するピストンの摺動
面の耐摩耗性の向上を図ってきた。
上記のような従来のアルミニウムあるいはアルミニラム
系合金を素材とした部材の摺動面に対する処理方法であ
るピストンの外周面をニッケル等のめつき加工を行なっ
て摺動面を硬化させる方法は、周知のようにアルミニウ
ム系を基材にしためつき加工の場合のめつき層の基材に
対する固着性が劣るので、めっき工程前の基材への下地
処理に費用を要し、またこの下地処理を行なってもピス
トンのような高温下にお−いて過酷な条件下で作動する
部材の場合は、作動中の熱膨張等によってめっき層がア
ルミニウム系基材より剥離してしまうようなことがある
。 。
系合金を素材とした部材の摺動面に対する処理方法であ
るピストンの外周面をニッケル等のめつき加工を行なっ
て摺動面を硬化させる方法は、周知のようにアルミニウ
ム系を基材にしためつき加工の場合のめつき層の基材に
対する固着性が劣るので、めっき工程前の基材への下地
処理に費用を要し、またこの下地処理を行なってもピス
トンのような高温下にお−いて過酷な条件下で作動する
部材の場合は、作動中の熱膨張等によってめっき層がア
ルミニウム系基材より剥離してしまうようなことがある
。 。
この発明に係る内燃機関のピストンは、高硅素含有のア
ルミニウム系合金によって形成され、一つはこのピスト
ンの少なくともトップリング溝を含む上部外周面を陽極
酸化処理することであり、もう一つはこの陽極酸化処理
によって生成した微細孔中に潤滑性物質を充てんさせる
ことにある。
ルミニウム系合金によって形成され、一つはこのピスト
ンの少なくともトップリング溝を含む上部外周面を陽極
酸化処理することであり、もう一つはこの陽極酸化処理
によって生成した微細孔中に潤滑性物質を充てんさせる
ことにある。
〔実施例１〕
ｊ１１図および第２図はこの発明の一実施例を説明する
ための通常の内燃機関における気筒部の全体構成を示す
断面図である。
ための通常の内燃機関における気筒部の全体構成を示す
断面図である。
図において、１はシリンダ、２は燃焼室、３はこの燃焼
室２内の吸入、爆発等の作動に応じてシリンダ１の内壁
と外周部゛を摺動するアルミニウム系合金で形成された
ピストン、４はピストンスカート、５はピストンクラウ
ン、６はトップピストンリング溝、Ｔはセカンドピスト
ンリング溝、８はサードピストンリング溝、９〜１１は
前記リング溝に嵌合されたピストンリング、１２はコネ
クティングロッド、ｔ３ａり２ンクシヤフトである。
室２内の吸入、爆発等の作動に応じてシリンダ１の内壁
と外周部゛を摺動するアルミニウム系合金で形成された
ピストン、４はピストンスカート、５はピストンクラウ
ン、６はトップピストンリング溝、Ｔはセカンドピスト
ンリング溝、８はサードピストンリング溝、９〜１１は
前記リング溝に嵌合されたピストンリング、１２はコネ
クティングロッド、ｔ３ａり２ンクシヤフトである。
上記のような構成の内燃機関の気筒において、ピストン
３はＪＩＳ−ＡＣ８Ａ 、 ８ＢのＡ１Ａ１−８ｉ−Ｃ
ｕ−Ｎｉ−系合金である高珪素含有（８〜１３チ）のア
ルミニウム系合金、ムｃｓｃ （Ｄ ＡＸ−８ｉ−Ｃｕ
−Ｍｇ 系高硅素含有（８〜１１チ）合金或いはＡＣ４
Ａ 、 ４Ｃ等のＡｌ−８１−Ｍｇ系高硅素含有（６〜
１０％）合金等を用い、このピストン３を所定の形状：
：旋削、研削等によって加工し、これを陽極としてアル
マイト処理を行うことにより、第３図に示すようにピス
トン３の表面にアルマイト層１４が生成し、またこのア
ルマイト層１４の生成とともに同図の１５で示す微細孔
（ＰＯＲＩ！＋ ）が生成される。
３はＪＩＳ−ＡＣ８Ａ 、 ８ＢのＡ１Ａ１−８ｉ−Ｃ
ｕ−Ｎｉ−系合金である高珪素含有（８〜１３チ）のア
ルミニウム系合金、ムｃｓｃ （Ｄ ＡＸ−８ｉ−Ｃｕ
−Ｍｇ 系高硅素含有（８〜１１チ）合金或いはＡＣ４
Ａ 、 ４Ｃ等のＡｌ−８１−Ｍｇ系高硅素含有（６〜
１０％）合金等を用い、このピストン３を所定の形状：
：旋削、研削等によって加工し、これを陽極としてアル
マイト処理を行うことにより、第３図に示すようにピス
トン３の表面にアルマイト層１４が生成し、またこのア
ルマイト層１４の生成とともに同図の１５で示す微細孔
（ＰＯＲＩ！＋ ）が生成される。
次いで、上記のアルマイト処理後のピストン３を陽極と
して、例えばテトラチオモリブデン酸アンモニウムのよ
うな金属のチオ酸塩の水溶液内において二次電解を行う
ことにより、微細孔１５内に１６で示す微粒状の二硫化
モリブデン等の金属硫化物結晶が着出して充てんされる
。この場合、微細孔１５内に充てんされる二硫化モリブ
デン１６は、前述したとおりピストン３の素材が高硅素
含有のアルミニウム系合金であるので、二次電解時の硅
素の作用による荷出結晶に対する結合能力が高いために
強固な固着力で充てんされることになる。
して、例えばテトラチオモリブデン酸アンモニウムのよ
うな金属のチオ酸塩の水溶液内において二次電解を行う
ことにより、微細孔１５内に１６で示す微粒状の二硫化
モリブデン等の金属硫化物結晶が着出して充てんされる
。この場合、微細孔１５内に充てんされる二硫化モリブ
デン１６は、前述したとおりピストン３の素材が高硅素
含有のアルミニウム系合金であるので、二次電解時の硅
素の作用による荷出結晶に対する結合能力が高いために
強固な固着力で充てんされることになる。
以上のように加工、処理されたピストン３は、通常の内
燃機関のシリンダ内の高温（約４００ ｔ）下で、第１
図におけるシリンダ菖の内周面と高速かつ長時間の摺動
が行なわれても、固体潤滑体である二硫化モリブデン１
６とエンジンオイルとの協同作用による優れた潤滑性能
によって、これらの摺動面における喰いつき、コジレあ
るいはカジリ等の発生さらには二硫化モリブデン１６の
剥離の恐れが皆無となり、長期間の使用に耐える内燃機
関を得ることができる。
燃機関のシリンダ内の高温（約４００ ｔ）下で、第１
図におけるシリンダ菖の内周面と高速かつ長時間の摺動
が行なわれても、固体潤滑体である二硫化モリブデン１
６とエンジンオイルとの協同作用による優れた潤滑性能
によって、これらの摺動面における喰いつき、コジレあ
るいはカジリ等の発生さらには二硫化モリブデン１６の
剥離の恐れが皆無となり、長期間の使用に耐える内燃機
関を得ることができる。
なお、上記実施例ではピストン３のアルマイト処理後に
、テトラチオモリブデン酸アンモニウム水溶液内で二次
電解を行い、微細孔１５内に硫化モリブデンの結晶１６
を析出する例について説明したが、本発明はこの例だけ
には限定されず、例えばアルマイト処理後に第４図に示
すように電気泳動あるいは熱浴浸漬法Ｃ；よって、ピス
トン３の外周面および微細孔１５内にポリテトラフルオ
ロエチレン（デュポン社商品名テフロン）等のフッ素系
樹脂１７．を充てん生成させるようにしても、上記実施
例と同様の効果を奏する。
、テトラチオモリブデン酸アンモニウム水溶液内で二次
電解を行い、微細孔１５内に硫化モリブデンの結晶１６
を析出する例について説明したが、本発明はこの例だけ
には限定されず、例えばアルマイト処理後に第４図に示
すように電気泳動あるいは熱浴浸漬法Ｃ；よって、ピス
トン３の外周面および微細孔１５内にポリテトラフルオ
ロエチレン（デュポン社商品名テフロン）等のフッ素系
樹脂１７．を充てん生成させるようにしても、上記実施
例と同様の効果を奏する。
〔実施例２コ
本発明の第１番目の発明ζ＝ついて第５図を用いて説明
する。
する。
この例は、高硅素含有アルミニウム合金製のビストン３
のトップリング溝６およびそれを含む上部外周面１８に
硬質アルマイト層１４を形成したものであるが、このよ
うな処理によって、ピストンリング溝特にトップリング
溝６とピストンリング９とによる摩耗の問題が減少され
、ピストンすべてを潤滑処理しなくてもかなりの摩耗が
改善することが確認された。このことは、この種ピスト
ンに於てはピストンリング溝特にトップリング溝がピス
トンの上下作動による加重を受けていたものと考えられ
、アルマイト層の形成は少なくともこれ等の部分に行な
われていないとその効果を生じ難いとも言える。当然に
すべてが処理されればより効果を生ずることは言うまで
もない。
のトップリング溝６およびそれを含む上部外周面１８に
硬質アルマイト層１４を形成したものであるが、このよ
うな処理によって、ピストンリング溝特にトップリング
溝６とピストンリング９とによる摩耗の問題が減少され
、ピストンすべてを潤滑処理しなくてもかなりの摩耗が
改善することが確認された。このことは、この種ピスト
ンに於てはピストンリング溝特にトップリング溝がピス
トンの上下作動による加重を受けていたものと考えられ
、アルマイト層の形成は少なくともこれ等の部分に行な
われていないとその効果を生じ難いとも言える。当然に
すべてが処理されればより効果を生ずることは言うまで
もない。
この発明は以上説明したとおり、内燃機関艦＝おけるピ
ストンをこれの所定通りの形状に加工後、少なくともト
ップピストンリング溝を含む上部外周面をアルマイト処
理、さらにはそのアルマイト層を二次電解あるいは電気
泳動等の処理によって潤滑性物質を充てんするようにし
たので、長期間の使用に耐えかつ始動性の優れた内燃機
関が得られる効果がある。
ストンをこれの所定通りの形状に加工後、少なくともト
ップピストンリング溝を含む上部外周面をアルマイト処
理、さらにはそのアルマイト層を二次電解あるいは電気
泳動等の処理によって潤滑性物質を充てんするようにし
たので、長期間の使用に耐えかつ始動性の優れた内燃機
関が得られる効果がある。
第１図および第２図はこの発明の一実施例を説明するた
めの通常の内燃機関における気筒部の全体構成を示す断
面図、第３図はこの発明の一実施例による二次電解で二
硫化モリブデンをピストンに固着させた要部断面図、第
４図はこの発明の他の実施例の電気泳動等によってポリ
テトラプルオロエチレンをピストンに固着させた要部断
面図である。第５図はこの発明のさらに他の実施例を示
すもので、トップリング溝を含むピストン上部外周部に
アルマイト層を形成させた場合の要部概略断面図である
。 図において、１はシリンダ、３はピストン、１４はアル
マイト層、１５は微細孔、１６は二硫化モリブデン、１
７はポリテトラフルオロエチレン層なお、図中の同一符
号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 竹 内 守 第３図 第４図
めの通常の内燃機関における気筒部の全体構成を示す断
面図、第３図はこの発明の一実施例による二次電解で二
硫化モリブデンをピストンに固着させた要部断面図、第
４図はこの発明の他の実施例の電気泳動等によってポリ
テトラプルオロエチレンをピストンに固着させた要部断
面図である。第５図はこの発明のさらに他の実施例を示
すもので、トップリング溝を含むピストン上部外周部に
アルマイト層を形成させた場合の要部概略断面図である
。 図において、１はシリンダ、３はピストン、１４はアル
マイト層、１５は微細孔、１６は二硫化モリブデン、１
７はポリテトラフルオロエチレン層なお、図中の同一符
号は同一または相当部分を示す。 代理人 弁理士 竹 内 守 第３図 第４図
Claims (4)
- （１）高硅素含有のアルミニウム系合金で形成された内
燃機関のピストンの少なくともトップリング溝を含む上
部外周面が陽極酸化処理されてなることを特徴とする内
燃機関のピストン。 - （２）高硅素含有のアルミニウム系合金で形成された内
燃機関のピストンの少なくともトップリング溝を含む上
部外周面が陽極酸化処理されかつこの陽極酸化処理によ
って生成された微細孔中には潤滑性物質が充てんされて
なることを特徴とする内燃機関のピストン。 - （３）前記潤滑性物質の充てんが、金属のチオ酸塩の水
溶液内における二次電解処理によって金属硫化物として
充てんされていることを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の内燃機関のピストン。 - （４）前記潤滑性物質の充てんが、電気泳動、熱浴浸漬
等によってフッ素系樹脂が充てんされていることを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の内燃機関のピストン
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000033A JP2549516B2 (ja) | 1987-01-05 | 1987-01-05 | 内燃機関のピストンおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62000033A JP2549516B2 (ja) | 1987-01-05 | 1987-01-05 | 内燃機関のピストンおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63170546A true JPS63170546A (ja) | 1988-07-14 |
| JP2549516B2 JP2549516B2 (ja) | 1996-10-30 |
Family
ID=11463034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62000033A Expired - Lifetime JP2549516B2 (ja) | 1987-01-05 | 1987-01-05 | 内燃機関のピストンおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2549516B2 (ja) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2001278163A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-10 | Honda Motor Co Ltd | 自動二輪車用サスペンションの連結機構 |
| KR100675213B1 (ko) * | 1999-10-20 | 2007-01-26 | 도와 마이닝 가부시끼가이샤 | 내 용착성이 우수한 슬라이딩부재 및 그 제조방법 |
| CN1303259C (zh) * | 2004-08-31 | 2007-03-07 | 东南大学 | 二硫化钼及镍磷复合沉积液及其电沉积方法 |
| DE112007002854T5 (de) | 2006-11-24 | 2009-10-29 | Kabushiki Kaisha Riken | Kolbenring |
| JP2010249008A (ja) * | 2009-04-15 | 2010-11-04 | Toyota Motor Corp | エンジン燃焼室構造 |
| WO2011071049A1 (ja) | 2009-12-08 | 2011-06-16 | 株式会社リケン | ピストンリング及びピストン装置 |
| WO2013065652A1 (ja) | 2011-10-31 | 2013-05-10 | 株式会社リケン | ピストンリング |
| WO2013073587A1 (ja) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | 独立行政法人海洋研究開発機構 | バルブ |
| WO2013038249A3 (en) * | 2011-09-12 | 2013-08-01 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine and method for manufacturing the same |
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