【考案の詳細な説明】[Detailed explanation of the idea]
〔産業上の利用分野〕
本考案は、ピストン、より詳しくはピストンの
ピストン軸線に直交する方向に内設されたピスト
ンピンにブツシユを介して連接棒が内設される内
燃機関用のピストンに関する。
〔従来の技術〕
従来内燃機関用ピストンの燃焼室面について
は、表面処理をしないものと、燃焼室面のトツプ
ランド領域の外周部を除いた全面を表面処理した
ものとがあつた。
〔考案が解決しようとする問題点〕
このような従来例にあつては、前者にあつては
亀裂が発生する場合があり、また後者にあつて
は、例えば硬質アルマイトで表面処理したもので
は、その多孔構造が圧縮応力に強く抵抗しえて
も、引つ張り応力部では破壊する等表面処理をし
た効果が十分に発揮されないか、場合によつて
は、その破壊で弊害を起すことさえあつた。
本考案は上記の事情に鑑みてなされたものであ
つて、硬質アルマイトの特性が内燃機関用ピスト
ンの燃焼室面で十分に発揮されるよう工夫とたも
のである。
〔問題点を解決するための手段の概要〕
本考案では、内燃機関のピストンの燃焼室面に
おいて、ピストンピンの方向と直角なスラスト・
反スラスト方向に沿つてのみ硬質アルマイト層を
形成することによつて、ピストンの燃焼室面の応
力レベルの最適化を図るものである。
〔実施例〕
以下に本考案を実施例に基づいて説明する。始
めに、ピストン燃焼室面にクラツクを発生する原
因となる熱応力および機械応力についてその分布
状況を考察してみる。
(1) 熱応力
第１図に示すように燃焼室面リム部１の内側Ａ
点では高温となり外側Ｂ点では逆に冷やされるか
ら温度差が生じ、この結果、円周方向の熱応力が
発生する。
この結果、
内側Ａ，Ｃ点には円周方向に圧縮応力
外側Ｂ，Ｄ点には円周方向に引張応力
(2) 機械応力
Pmaxが負荷された時のピストン燃焼室面の変
形を考えると、連接棒に連結されたピストンピン
の剛性が高いため、ピストン燃焼室面はピストン
ピンを支点として、スラスト・反スラスト方向側
が圧縮応力を受けて変形すると考えられ、ピスト
ンピン方向Ｓでの円周方向と、スラスト・反スラ
スト方向T1，T2とでは応力が逆になる。この結
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a piston, and more particularly to a piston for an internal combustion engine, in which a connecting rod is installed inside the piston pin via a bush in a direction perpendicular to the piston axis. [Prior Art] Conventionally, the combustion chamber surface of a piston for an internal combustion engine is either not surface-treated or the entire surface of the combustion chamber surface is treated except for the outer periphery of the topplund region. [Problems to be solved by the invention] In the former case, cracks may occur, and in the latter case, for example, if the surface is treated with hard alumite, Even if the porous structure can strongly resist compressive stress, the effect of surface treatment may not be fully demonstrated, such as destruction in tensile stress areas, or in some cases, such destruction may even cause adverse effects. . The present invention has been developed in view of the above circumstances, and has been devised so that the characteristics of hard alumite can be fully exhibited on the surface of the combustion chamber of a piston for an internal combustion engine. [Summary of means for solving the problem] In the present invention, a thrust force perpendicular to the direction of the piston pin is generated on the combustion chamber surface of the piston of the internal combustion engine.
By forming a hard alumite layer only along the anti-thrust direction, the stress level on the combustion chamber surface of the piston is optimized. [Example] The present invention will be described below based on an example. First, let's consider the distribution of thermal stress and mechanical stress that cause cracks on the piston combustion chamber surface. (1) Thermal stress Inside A of the rim part 1 of the combustion chamber surface as shown in Fig. 1
Since the temperature is high at the point B and the outside point B is cooled, a temperature difference occurs, and as a result, a thermal stress is generated in the circumferential direction. As a result, compressive stress is applied to the inner points A and C in the circumferential direction, tensile stress is applied to the outer points B and D in the circumferential direction (2) Considering the deformation of the piston combustion chamber surface when mechanical stress Pmax is applied. , since the piston pin connected to the connecting rod has high rigidity, it is thought that the piston combustion chamber surface deforms due to compressive stress on the thrust and anti-thrust directions with the piston pin as a fulcrum, and the circumference in the piston pin direction S The stress is opposite in the thrust/anti-thrust directions T 1 and T 2 . This conclusion
〔考案の効果〕[Effect of idea]
本考案は以上詳述したように、ピストンの燃焼
室面のスラスト・反スラスト方向T1，T2に沿つ
てのみ硬質アルマイト層を形成処理することで、
ピストンの燃焼室面に生じていたクラツクの発生
を防止できるうえ、従来、燃焼室面を全面的に処
理していた際に、ピストンピンＳ方向の外側で、
硬質アルマイト層の対引張応力特性の低さから生
じることのあつた処理層の破壊によるトラブル発
生を防止することができる。
As detailed above, the present invention forms a hard alumite layer only along the thrust/anti-thrust directions T 1 and T 2 on the combustion chamber surface of the piston.
In addition to preventing the occurrence of cracks that occur on the piston's combustion chamber surface, when conventionally the combustion chamber surface was treated entirely,
It is possible to prevent troubles caused by destruction of the treated layer, which may occur due to the low tensile stress characteristics of the hard alumite layer.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]
第１図はピストン燃焼室面に作用する熱応力の
分布図、第２図はピストン燃焼室に作用する機械
応力の分布図、第３図は熱応力と機械応力の合成
応力の分布図、第４図は本考案の一実施例の縦断
面図、第５図は第４図をＺ方向からみた上面図、
第６図は第５図のT1−T2線に沿う縦断面図であ
る。
２はピストン、３は硬質アルマイト層。
Figure 1 is a distribution diagram of thermal stress acting on the piston combustion chamber surface, Figure 2 is a distribution diagram of mechanical stress acting on the piston combustion chamber, Figure 3 is a distribution diagram of the combined stress of thermal stress and mechanical stress, and Figure 3 is a distribution diagram of the combined stress of thermal stress and mechanical stress. Figure 4 is a longitudinal sectional view of one embodiment of the present invention, Figure 5 is a top view of Figure 4 viewed from the Z direction,
FIG. 6 is a longitudinal sectional view taken along the line T 1 -T 2 in FIG. 5. FIG. 2 is the piston, 3 is the hard alumite layer.