JPS6079142A - 繊維強化プラスチツク製エンジン部品 - Google Patents

繊維強化プラスチツク製エンジン部品

Info

Publication number
JPS6079142A
JPS6079142A JP18639283A JP18639283A JPS6079142A JP S6079142 A JPS6079142 A JP S6079142A JP 18639283 A JP18639283 A JP 18639283A JP 18639283 A JP18639283 A JP 18639283A JP S6079142 A JPS6079142 A JP S6079142A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
coating layer
fiber
reinforced plastic
weight
resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP18639283A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiro Yagi
八木 壽郎
Noriyuki Iwata
典之 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP18639283A priority Critical patent/JPS6079142A/ja
Publication of JPS6079142A publication Critical patent/JPS6079142A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F3/00Pistons 
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02FCYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
    • F02F7/00Casings, e.g. crankcases
    • F02F7/0085Materials for constructing engines or their parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2201/00Metals
    • F05C2201/02Light metals
    • F05C2201/021Aluminium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2251/00Material properties
    • F05C2251/04Thermal properties
    • F05C2251/042Expansivity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/04Composite, e.g. fibre-reinforced
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05CINDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2253/00Other material characteristics; Treatment of material
    • F05C2253/16Fibres

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (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。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、全体或いは一部に繊維強化プラスチックを使
用して形成されたピストンスカートあるいはバルブステ
ム等のエンジン部品に関するものである。
C従来技術) 繊維強化プラスチック製のエンジン部品の従来例として
は例えば、実開昭5J−/乙!;93!;号公報に示さ
れる如くスカート部分をWaS強化プラスチックで形成
したピストンがある。
ところが、繊維強化プラスチックには潤滑性が悪いとい
う材質上の特性があるところから、この繊維強化プラス
チックを上記公知例の如くピストンスカート等の摺動部
に使用した場合には該摺動部における摺動抵抗の増大あ
るいはWIi耗の増大等の不具合が発生することになる
【発明の目的) 本発明は、全体又は一部を繊維強化プラスチックを材料
として製作されるエンジン部品において、該繊維強化プ
ラスチツク部分の潤滑性と耐jI!耗性の向上を図るこ
とを目的としてなされたものである。
(発明の構成) 本発明の繊維強化プラスチツク製エンジン部品は、繊維
強化プラスチックで形成された基体の外表面を、樹脂中
にフッ素樹脂又は二硫化モリプデンと鱗片状の軟質金属
とをそれぞれ適量づつ添加してなる被8[で被覆するこ
とにより該m錐強化プラスチック製基体の摺動面におけ
る潤滑性と耐摩耗性の向上を図るとともに、該被覆層自
体の熱膨張に対する強度を維持しようとするものであり
、その場合における被lII層の材料組成を樹11M 
30〜70重量%に対してフッ素樹脂又は二硫化モリブ
デンを70〜30重量%、鱗片状の軟質金属を20〜1
10重量%にそれぞれ特定したことを特徴とするもので
ある。
(実施例) 第1図には、本発明をエンジンのピストンのスカート部
に適用した場合の実施例が示されてvする。
図駅のピストンlは、耐熱金属製のト・ツブ部2とwA
#、強化プラスチック製基体tの外表面を後述する被覆
層Sで被覆してなるスカートs3を結合して構成されて
いる。このピストン/のスカート部3は、準摺動部分で
あり特に潤滑性及び耐摩耗性が要求されるところである
が、この実施側番とお&)では第1図及び第2図に示す
如くピストン/のスカート部基体グの外表面を、後述す
る如<tttui性と耐摩耗性並びに耐熱膨張性に優れ
た材質よりなるJlfffW製の被覆層!によって被覆
することによりエンジン部品として要求される潤滑性と
耐M耗性並びに耐熱膨張性(iljJ久牲)を確保して
いる。
以下、この被覆層Sの素材特性並びに組識構成を説明す
ると、本発明者らは潤滑性と耐M耗性並びに耐熱膨張性
に優れ且つ繊維強化プラスチツク製基体に対する結合力
の良好な被覆材を研究する中で、先ず潤滑性及び耐摩耗
性並びに繊維強化プラスチツク製基体に対する結合性を
良好ならしめるためには繊維強化プラスチツク製基体と
の結合剤として作用するエポキシ樹脂等の素材樹脂に適
量のフッ素M脂、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤を添
加するのが好適であり、また被atjii自体の耐熱膨
張性を良好ならしめるためには上記素材樹脂中に適量の
鱗片状の軟質金属を添加して該軟質金属によって被覆層
の熱膨張を抑制し、これによって被覆層と繊維強化プラ
スチ・ツク製基体との熱膨張差に起因するクラックの発
生を可及的龜こ抑制するようにするのが好適であること
に想到し、各種試験の結果、上記目的を達成するための
被覆層としての素材適性を有する葉材&脂と各種添加剤
の種類並びにその最適添加量を見出した。
即ち、本発明者らは、各M試料について数多くの試験を
行った後、上記目的達成のために適用可能な素材M 脂
としてエポキシ81N1ポリイミド樹脂、ポリエーテル
エーテルケトン1dB Ha及びフェノールM脂の11
種類の樹脂を選定し、また上記素材111脂中に添加す
べき軟質金属としてアルミニウムと銅の2種類の軟質金
属を選定し、さらに上記素材I11!111W中に添加
すべき固体潤滑剤としてフッ素樹脂と二硫化モリブデン
の2稙の固体潤滑剤をそれぞれ選定した。
次に、被覆材としての最適特性が得られるような上記素
材樹脂と軟質金属と固体潤滑剤の含有比率を見い出すた
めに、上記各素材樹脂、軟質金属及び固体潤滑剤のうち
から、素UN脂としてエポキシN側(第2図において符
号6)を、ldC質金属としてSOOメツシュ以下の鱗
片状に細分されたアルミニウムC第2図において符号7
)を、また固体潤滑剤として0.!; −2μの粒径を
をするフッ素樹脂(第2図において符号ざ)を採用し、
これら各添加物の含有比率及び層厚さの異なる被覆層5
を多数用意した。次にこれらの各被覆層S嘗S・・でス
カート部基体tの外表面を被覆してなるピストンスカー
ト3を装着したピストンlを用いてモータリングテスト
を行ない、該被覆層jに異常摩滅、剥離現象あるいはク
ラック発生等の異常が現出するまでの運転時間を調べ、
該運転時間の長短によって被覆層Sの材質の良否を判定
した。
そのテスト結果を第3図に示している。
尚、113図のテスト結果は、エポキシ樹脂をjOI量
%、炭素繊維を50重量%とし且つ繊維巻付角を4Zj
′′として形成した繊維強化プラスチック製のスカート
部基体tに、層厚さ!;Oμの被覆層5を形成した場合
のテスト結果である。又、第3図において曲線Aはアル
ミニウム添加量を被覆層全体重量に対してION量%と
じた場合の特性線図であり、以下曲線B1曲線C1曲1
a o s曲線ピはそれぞれアルミニウム添加量を、2
oMm%、30重量%、110重量%及び3O重量%と
した場合における特性線図である。
第3図のテスト結果から前記目的を達成するために最適
な被覆層の組成を決定するのであるが、この場合、現在
実用化されている各種エンジンのうち100時間をこえ
て連続運転されるものはごく限られた特殊な用途のもの
であって自動車用エンジン等の一般的用途のエンジンは
その大部分が100時間以内の範囲内でしか連続運転さ
れないものであることに鑑み、本発明者らは本発明の目
的に合致する被覆層を決定する基準としてピストンスカ
ート3の被覆層Sに前述の如き異常摩滅、剥離現象ある
いはクラック発生等をみることなく供試エンジンを10
0時間以上連続運転し得た場合に、その素材組成を有す
る被覆層をもって前記ピストンスカート用の被覆層とし
て適用し得るものと判断することにした。このような判
断基準にもとずいて第3図のテスト結果を考察したとこ
ろ、フッ素梗脂の添加量が70〜30重量%、鱗片状ア
ルミニウムの添加量が2O−ION量%、エポキシ樹脂
が30重量%(フッ素樹脂が30重重量%t状アルミニ
ウムが40重量%時)〜70重量%(フッgasが10
重量%、鱗片状アルミニウムが20重量%時)の含有比
率範囲内であるような組成を有するm脂被覆層が本発明
の目的を達するための被覆層夕として好適であるという
ことが判明した。
このようにエポキシ樹脂30〜70重量%中に、鱗片状
アルミニウムが20〜to重量%またフッ素樹脂が10
〜30重量%添加された被覆層Sの場合に本発明の目的
に合致する好結果が得られたのは、この含有比率時にお
いて、エポキシ樹脂とスカート部基体(繊維強化プラス
チック)との結合力と、鱗片状のアルミニウムによる被
覆層クラック抑制作用C即ち、鱗片状アルミニウムによ
って被覆層Sを構成するエポキシ樹脂の熱膨張を抑えて
該エポキシ樹脂イ熱膨張係数α= 30 X / 0−
’ン@C)とスカート部基体を構成する繊維強化プラス
チック(熱膨張係数α=lOxlO,!/℃)との熱膨
張差によるクラック発生を防ぐ作用)と、フッ素樹脂に
よる潤滑性及び耐摩耗性の増進作用とが相互にうまくか
み合い上記の如き好結果が得られるものと推量される。
尚、エポキシ樹脂(素材樹脂)と鱗片状のアルミニウム
(軟質金属)とフッ素樹脂(固体潤滑剤)相互間の含有
比率が上記最適含有比率より逸脱した場合には、それぞ
れ下記する如き不具合が発生した。
即ち、エポキシ樹脂量が30重量%以下である場合には
被覆層3と繊維強化プラスチック製スカート部基体tと
の結合力が低下して被覆層jの剥l1iyA象が発生し
易くなり、逆にエポキシM脂量が70重量%以上である
場合にはlla強化プラスチック製スカート部基体tと
被覆層Sとの結合力は良好であるが他の添加剤の添加量
が少なくなるため被覆層jにクラックが発生することが
ある。
又、鱗片状アルミニウムの量が20重量%以下である場
合には、該鱗片状アルミニウムによる被覆層のクラック
抑制作用があまり期待できず、その結果、被M層にクラ
ックが発生したり該被覆層の剥M現象が発生するという
不具合があり、また鱗片状アルミニウムの量がl/−O
Mfjt1%以上になると該鱗片状アルミニウムによる
クラック抑制作用が頭打ち状態となり、逆にスカート部
基体tに対する被覆層Sの結合力が低下して該被覆層5
がスカート部基体tから剥離し易くなるという不具合が
ある。
さらに、フッ素樹脂が70重量%以下である場合には該
フッ素樹脂による潤滑作用が不十分で被覆層Sの摩耗が
大となって耐久性の面で問題があり、またフッ素樹脂景
が30重量%をこえると該フッ素樹脂による潤滑作用が
頭打ち状態なるばかりでなく、逆にスカート部基体tに
対する結合力が低下して被覆層夕が剥離し易くなる。
又、被覆層Sの厚さについては、上記と同様のテストを
被覆層!の厚さを変えて色々行なってみた結果、厚さt
−20μ〜100μの場合に最も好結果が得られ、これ
に対して厚さt<20μの場合には該被覆層のIWIに
よって短時間で繊維強化プラスチック基体表面が露出し
て被覆効果が減殺され、又、厚さt>100μの湯合に
は被覆層とシリンダ摺動面との間の摩耗により該被覆層
に過大応力が発生して該被覆層が剥離し易くなるという
テスト結果が得られた。
尚、本発明は、上記実施例の如くピストンスカートだけ
でなく吸・排気弁のステム部等の他のエンジン部品に対
しても適用できることは勿論である。
(発明の効果) 本発明の繊維強化プラスチック飄エンジン部品は、m維
強化プラスチック製基体の外表面に1フツ素樹脂あるい
は二硫化モリブデン等の固体潤滑剤とND部分の熱膨張
を抑制してクラックの発生を防ぐ如く作用する鱗片状の
軟質金属とを添加したlll1脂製の被覆層を形成して
該被覆層によって繊維強化プラスチツク製部品の潤滑性
と耐JII耗性並びに該被覆層自体の耐久性の向上を図
るようにしているため、繊維強化プラスチックの樹臓部
をそのままシリンダ等の摺動面に接触させるようにし−
//− た従来のエンジン部品C例えば、実開昭56−7乙59
35号公報)に比してその摺動抵抗の軽減と耐摩耗性及
び耐久性の向上を図り得るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例に係る1m維強化プラスチック
製エンジン部品の一部切戦正面図、第2図は第7図の1
m拡大図、第3図は!/図に示されたエンジン部品の繊
維強化プラスチック展基体の外表面を被覆する被覆層の
特性線図である。 3−・−讐・ピストンスカート ド・・・・スカート部基体 !−・・・・被覆層 2ζ ・ ・ ・ ・ −mi N 7・・・・・鋳片状軟質金属 l・・・・・フッ素樹脂又は二硫化モリブデン出 願 
人 東洋工業株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. /、全体或いは一部が繊維強化プラスチックを基体とし
    て形成されたエンジン部品であって、樹脂30〜70重
    量%中に、鱗片駄の軟質金属20〜to重量%とフッ素
    樹脂または二硫化モリブデン10〜30重量%とを添加
    してなる被覆層で上記繊維強化プラスチツク製基体の外
    表面が被覆されていることを特徴とする繊維強化プラス
    チツク製エンジン部品。
JP18639283A 1983-10-04 1983-10-04 繊維強化プラスチツク製エンジン部品 Pending JPS6079142A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18639283A JPS6079142A (ja) 1983-10-04 1983-10-04 繊維強化プラスチツク製エンジン部品

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18639283A JPS6079142A (ja) 1983-10-04 1983-10-04 繊維強化プラスチツク製エンジン部品

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6079142A true JPS6079142A (ja) 1985-05-04

Family

ID=16187591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18639283A Pending JPS6079142A (ja) 1983-10-04 1983-10-04 繊維強化プラスチツク製エンジン部品

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6079142A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4868067A (en) * 1985-09-17 1989-09-19 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Cooperating slidable aluminum alloy members
EP1519029A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-30 Twinbird Corporation Stirling cycle engine
JP2009074539A (ja) * 2007-08-24 2009-04-09 Nippon Piston Ring Co Ltd ピストンリング

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4868067A (en) * 1985-09-17 1989-09-19 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Cooperating slidable aluminum alloy members
EP1519029A1 (en) * 2003-09-25 2005-03-30 Twinbird Corporation Stirling cycle engine
CN100404837C (zh) * 2003-09-25 2008-07-23 珍巴多工业股份有限公司 斯特林循环发动机
JP2009074539A (ja) * 2007-08-24 2009-04-09 Nippon Piston Ring Co Ltd ピストンリング

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101384841B (zh) 活塞环
KR101580345B1 (ko) 베어링
JP3054589B2 (ja) すべり軸受の軸受構造
JP5001646B2 (ja) 平軸受
JP5248379B2 (ja) 複層被膜組成物が施された内燃機関のピストン及び該ピストンの表面処理方法
CN101435381B (zh) 活塞环
JPH0797517A (ja) 摺動用樹脂組成物
EP1925656A2 (en) Low friction sliding mechanism
JP3875481B2 (ja) 金属ガスケット用複合素材
CN101429904B (zh) 活塞环
JP4993908B2 (ja) 樹脂組成物、摺動部材及び摺動装置
US3793195A (en) Coated bearing surfaces
JPS6263628A (ja) アルミニウム合金製摺動部材の組合せ
JPH0235868B2 (ja)
JP2001065753A (ja) 油井管用ねじ継手
JPH0617831A (ja) すべり軸受
JP2000240657A (ja) すべり軸受
CN104603483B (zh) 用于内燃机的轴承
JP2012017742A (ja) 複層被膜組成物が施された内燃機関のピストン
JP3217920B2 (ja) ピストンリング
CN114616404B (zh) 包含聚合物上覆层的滑动元件
JP3613500B2 (ja) ピストンリング用被覆材
JPS6261810B2 (ja)
JP3217596B2 (ja) すべり軸受
JPH1194084A (ja) 摺動部用被覆材およびピストンリング