JPH03267552A

JPH03267552A - 軽量ピストン

Info

Publication number: JPH03267552A
Application number: JP6901790A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kamimura; 正上村; Akira Tsujimura; 辻村　明
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1990-03-19
Filing date: 1990-03-19
Publication date: 1991-11-28
Anticipated expiration: 2013-04-08
Also published as: JP2738119B2

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、ピストンスカートが耐熱性樹脂の焼結体にて
形成されている軽量ピストンに関する。

（従来の技術）ピストンがシリンダ内部を往復する、いわゆるレシプロ
エンジンでは、ピストン及びコンロッドの往復慣性質量
を低減することは、エンジンの最高回転数の増加に伴な
う出力増大や、クランクシャフトと軸受との間にて発生
するいわゆるメタル打音の低減に対して効果が非常に犬
であることが知られている。

そこで、ピストンをアルミニウム合金にて作成し、上記
往復慣性質量を低減することが実施されている。

また、ピストンの質量を更に低減させるために、マグネ
シウム合金にてピストンを作成することも実施されてい
る。

そして更には、ピストンの一部を樹脂等にて作成し、ピ
ストンの質量をより一層低減させるものが提案されてい
る。

例えば、ピストンスカートを繊維強化樹脂にて作成し、
該繊維強化樹脂からなるピストンスカートにセラミック
等の耐熱性に優れた材料にて作成されたピストンヘッド
を接続した複合ピストンが、特公平１−５４５４１号公
報に記載されている。

また、繊維強化樹脂にて作成されたピストンスカート外
周面に潤滑性に優れた潤滑層を被着させ、ピストンの潤
滑性と耐摩耗性を向上させた繊維強化樹脂製ピストンが
、特願昭６０−７９１４２号公報に記載されている。

（発明が解決しようとする課題）上記各公報に記載されているピストンスカートを形成す
る繊維強化樹脂は、マトリクスである樹脂の耐熱温度が
２００℃程度しかない。

よって、エンジンを長時間運転させるとマトリクスであ
る樹脂が変性し強度が低下するという問題がある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ピストン
スカートが従来の繊維強化樹脂より耐熱性に優れた樹脂
にて作成された軽量ピストンを提供しようとするもので
ある。

（課題を解決するための手段）本発明によれば、樹脂からなり表面が金属被膜にて被覆
された粉体粒子の焼結体からなるピストンスカートと、
耐熱性材料からなり該ピストンスカートに連結されたピ
ストンヘッドとからなることを特徴とする軽量ピストン
を提供できる。

（作用）本発明の軽量ピストンでは、樹脂からなり表面が金属被
膜にて被覆された粉体粒子をプラズマ焼結することによ
って作成される耐熱性焼結体にてピストンスカートを作
成するので、エンジンを長時間運転してもピストンスカ
ートの強度が低下しない。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に従って詳細に説明する。

第１図は、耐熱焼結体を作成する工程を示す図である。

円筒状の型１内部に嵌入された第１電極２と第２電極３
との間に複合粉体４を充填する。

尚、該第１電極２と第２電極３とは共に黒鉛もしくは超
強合金により作成されている。

該複合粉体４は、アクリル樹脂からなる粉体粒子表面に
、アルミニウムを置換鍍金法にて被着させたものである
。

ところで、該アクリル樹脂に代え、ポリオレフィン樹脂
、塩化ビニル樹脂、アクリロニトリル樹脂、フェノール
樹脂、シリコン樹脂及びフッ素樹脂の内のいづれかを用
いてもよく、また表面に被着させるアルミニウムの代わ
りに銅を被着させてもよい。

また、被着方法は、上記置換鍍金法のみに限定するもの
ではなく、無電解鍍金法、マグネトロン型スパッタリン
グ法、あるいは粉末流動層方式電気鍍金法により被覆し
てもよい。

本図に示す状態にて、第１電極２と第２電極３とに約１
０００ＫＶの電圧で、２０００ｃｐｍのパルス数のパル
ス電圧を印加する。

そして、該パルス電圧印加と共に、第１電極２と第２電
極３とにより、約１０００ｋｇ／ｃｒｎ’の圧縮応力を
混合粉体４に作用させ、３０〜１００秒間該状態を保持
する。

すると、混合粉体４の粉体粒子間にてプラズマ放電が発
生し、粉体粒子表面に被着しているアルミニムの表面の
酸化被膜等が除去されるので、該粉体粒子は相互に強固
に結合する。

尚、該プラズマ焼結中は混合粉体４の温度は１００℃程
度までしか上昇しないので、核となっているアクリル樹
脂が変性、あるいは揮散することはない。

次の工程を第２図により説明する。

第２図は、鍛造工程を示す図である。

上記第１図に示した工程にて作成された、耐熱焼結体５
を１００〜２００℃程度に加熱し、窒化珪素等の耐熱高
強度材料の焼結体からなるピストンヘッド６と共に、プ
レスガイド７内に配設する。

そして、バンチ８を図の下方向へ移動させ、台９とで鍛
造し軽量ピストン１１を製造する。

次の工程を第３図により説明する。

第３図は、仕上工程を示す図である。

１１は上記のごとく本発明による軽量ピストンであり、
上記ピストンヘッド６、及び上記耐熱焼結体５からなる
ピストンスカート１０から構成されている。

そして、上記第２図にて示した鍛造工程終了後に、ピス
トンスカート１０の外周面に、リング溝１２、及びピス
トンピンが嵌入される穴１３を機械加工にて設けた状態
を示している。

該軽量ピストン１１は上記のごとく、ピストンスカート
１０を構成する樹脂粉末粒子の表面がアルミニウムもし
くは銅で被覆されているので、樹脂のみ、あるいは繊維
強化樹脂の場合より耐熱性が向上している。

よって、該軽量ピストン１１は、エンジンの長時間運転
にも充分基えつるものである。

尚、以上にて本発明の実施例について詳細に説明したが
、本発明の精神から逸れないかぎりで、種々の異なる実
施例は容易に構成できるから、本発明は前記特許請求の
範囲において記載した限定以外、特定の実施例に制約さ
れるものではない（発明の効果）以上説明したように、本発明によれば、樹脂からなり表
面が金属被膜にて被覆された粉体粒子をプラズマ焼結す
ることによって作成される耐熱性焼結体にてピストンス
カートを作成するので、エンジンを長時間運転してもピ
ストンスカートの強度が低下せず、よって実際にエンジ
ンに適用することができ、かつエンジンの出力を増大さ
せ、メタル打音を低減させることができる軽量ピストン
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、耐熱焼結体を作成する工程を示す図、第２図
は、鍛造工程を示す図、第３図は、仕上工程を示す図で
ある。６・・・ピストンヘッド、１０・・・ピストンスカート
、１１・・・軽量ピストン。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）樹脂からなり表面が金属被膜にて被覆された粉体
粒子の焼結体からなるピストンスカートと、耐熱性材料
からなり該ピストンスカートに連結されたピストンヘッ
ドとからなることを特徴とする軽量ピストン。
（２）上記樹脂は、ポリオレフィン樹脂、塩化ビニル樹
脂、アクリル樹脂、アクリロニトリル樹脂、フェノール
樹脂、シリコン樹脂及びフッ素樹脂の内の少なくとも１
種類であることを特徴とする請求項（１）記載の軽量ピ
ストン。
（３）上記金属被膜はアルミニウム及び銅の内の少なく
とも一方であることを特徴とする請求項（１）記載の軽
量ピストン。
（４）上記耐熱性材料はセラミック焼結体であることを
特徴とする請求項（１）記載の軽量ピストン。
（５）上記ピストンスカートを形成する焼結体は、プラ
ズマ焼結法により作成された焼結体であることを特徴と
する請求項（１）記載の軽量ピストン。