JPS6249073A - 内燃機関のピストンピン - Google Patents
内燃機関のピストンピンInfo
- Publication number
- JPS6249073A JPS6249073A JP18576385A JP18576385A JPS6249073A JP S6249073 A JPS6249073 A JP S6249073A JP 18576385 A JP18576385 A JP 18576385A JP 18576385 A JP18576385 A JP 18576385A JP S6249073 A JPS6249073 A JP S6249073A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- plating layer
- aluminum alloy
- light metal
- pin
- 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
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- 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。
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〕
本発明は自動車や自動二輪車等に搭載される内燃機関の
ピストンピンに関するものである。
ピストンピンに関するものである。
近年、高回転、高出力の内燃機関が広く開発されており
、ピストン、ピストンピン、コンロッドなどの可動部分
の軽量化が強（要請されるようになったきた。すなわち
、これら可動部分の軽量化は内燃機関の出力を向上する
と共に、騒音の低減にも大きく寄与するからである。
、ピストン、ピストンピン、コンロッドなどの可動部分
の軽量化が強（要請されるようになったきた。すなわち
、これら可動部分の軽量化は内燃機関の出力を向上する
と共に、騒音の低減にも大きく寄与するからである。
そのため、従来、ピストンピンを機械的強度を有するク
ロムモリブデン’Ｅ （ＳＣＭ４１５．ＳＣＭ４２０）
などから円筒状に形成することにより、重量が嵩むのを
抑えるようにしている。
ロムモリブデン’Ｅ （ＳＣＭ４１５．ＳＣＭ４２０）
などから円筒状に形成することにより、重量が嵩むのを
抑えるようにしている。
しかしながら、ピストンピンに対してはピストンが繰り
返し受ける爆発荷重が全て作用するため、比重が大きな
鉄鋼材料からピストンピンを形成するのでは、軽量化に
限界あり問題となっている。
返し受ける爆発荷重が全て作用するため、比重が大きな
鉄鋼材料からピストンピンを形成するのでは、軽量化に
限界あり問題となっている。
そこで、鉄鋼材料に替わり得るものとしてアルミニウム
合金、マグネシウム合金などの軽合金を採用することが
考えられるが、これら軽合金は機械的強度が低いばかり
でなく、硬度が小さく他の部品との摺動によって摩耗が
促進されるため、実際的でない。
合金、マグネシウム合金などの軽合金を採用することが
考えられるが、これら軽合金は機械的強度が低いばかり
でなく、硬度が小さく他の部品との摺動によって摩耗が
促進されるため、実際的でない。
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、軽量で
機械的強度を有し、しかも耐摩耗性を有するピストンピ
ンを提供するものである。本発明に係る内＠機関のピス
トンピンは、強化繊維を７Ｈ合した軽金属から形成する
と共に、その外周面にめっき層を設けたものである。
機械的強度を有し、しかも耐摩耗性を有するピストンピ
ンを提供するものである。本発明に係る内＠機関のピス
トンピンは、強化繊維を７Ｈ合した軽金属から形成する
と共に、その外周面にめっき層を設けたものである。
本発明においては、強化繊維で軽金属の強度を向上する
と共に、めっき層で外周面の硬度を向上する。
と共に、めっき層で外周面の硬度を向上する。
以下、本発明の一実施例を図により詳細に説明する。第
１図は本発明に係る内燃機関のピストンピンを示す断面
図で、同図において符号１で示すものは自動車や自動二
輪車に搭載される内燃機関のビス１−ンビンを示し、こ
のピストンピン１は、軽金属であるアルミニウム合金２
から円柱状に形成されている。このアルミニウム合金２
内には強化繊維としてアルミナ（Ａ７！２０３）からな
る多数の長繊維３・・が混合されている。これら長繊維
３・・はピストンピン１の軸線方向と平行となるように
配列されている。これは長繊維３・・で強化したアルミ
ニウム合金２では、長繊維３・・自身の高強度・高弾性
率が直接効果を上げるからである。
１図は本発明に係る内燃機関のピストンピンを示す断面
図で、同図において符号１で示すものは自動車や自動二
輪車に搭載される内燃機関のビス１−ンビンを示し、こ
のピストンピン１は、軽金属であるアルミニウム合金２
から円柱状に形成されている。このアルミニウム合金２
内には強化繊維としてアルミナ（Ａ７！２０３）からな
る多数の長繊維３・・が混合されている。これら長繊維
３・・はピストンピン１の軸線方向と平行となるように
配列されている。これは長繊維３・・で強化したアルミ
ニウム合金２では、長繊維３・・自身の高強度・高弾性
率が直接効果を上げるからである。
製造方法について説明すると、まず長繊維３・・をはん
だ等をバインダとして空隙を有する状態に固体化する。
だ等をバインダとして空隙を有する状態に固体化する。
次いで、この長繊維３・・を金型内に配置した後、アル
ミニウム合金２を高圧で鋳込んで長繊維３・・間に含浸
させる。そして、冷却固化したアルミニウム合金２を熱
処理した後、所要な寸法形状に切削加工する。実施例で
は母材としてアルミニウム合金（Ｊ ｌ５Ａ６０６１）
が用いられており、長繊維３・・は混合後の体積に対し
て５０％となる割合で混合されている。
ミニウム合金２を高圧で鋳込んで長繊維３・・間に含浸
させる。そして、冷却固化したアルミニウム合金２を熱
処理した後、所要な寸法形状に切削加工する。実施例で
は母材としてアルミニウム合金（Ｊ ｌ５Ａ６０６１）
が用いられており、長繊維３・・は混合後の体積に対し
て５０％となる割合で混合されている。
４はアルミニウム合金２の外周面に設けられた分散めっ
き層である。この分散めっき層４は、リンを添加したス
ルファミン酸ニッケル浴をヘースとした電着分散ニッケ
ルーリンめっき法により設けられている。すなわち、分
散めっき層４は電着ニッケルーリン層からなり、この層
中には高硬度を有する炭化ケイ素（Ｓ ｉ Ｃ）が均一
に分散された状態で共析されている。分散めっき層４の
厚さは少なくとも１０μ以上であることが望ましく、実
施例では３０μとされている。
き層である。この分散めっき層４は、リンを添加したス
ルファミン酸ニッケル浴をヘースとした電着分散ニッケ
ルーリンめっき法により設けられている。すなわち、分
散めっき層４は電着ニッケルーリン層からなり、この層
中には高硬度を有する炭化ケイ素（Ｓ ｉ Ｃ）が均一
に分散された状態で共析されている。分散めっき層４の
厚さは少なくとも１０μ以上であることが望ましく、実
施例では３０μとされている。
このように構成された内燃機関のピストンピンにおいて
は、アルミニウム合金２内に長繊維３・・が混合されて
いるので、長繊維３・・でアルミニウム合金２の縦弾性
係数を大きくし、機械的強度を向北させることができる
。実施例では縦弾性係数が１．６４ ｘ １０’ ｋｇ
／龍２にまで向上している。その結果、従来のピストン
ピンに比較して３０〜４０％の軽量化がはかられている
。また、外周面を分散めっき層４で被覆することができ
るので、分散めっき層４、特に共析された炭化ケイ素の
寄与によってピストンおよびコンロノドと摺接する外周
面の硬度を向上させることができる。
は、アルミニウム合金２内に長繊維３・・が混合されて
いるので、長繊維３・・でアルミニウム合金２の縦弾性
係数を大きくし、機械的強度を向北させることができる
。実施例では縦弾性係数が１．６４ ｘ １０’ ｋｇ
／龍２にまで向上している。その結果、従来のピストン
ピンに比較して３０〜４０％の軽量化がはかられている
。また、外周面を分散めっき層４で被覆することができ
るので、分散めっき層４、特に共析された炭化ケイ素の
寄与によってピストンおよびコンロノドと摺接する外周
面の硬度を向上させることができる。
第２図は他の実施例を示す断面図であり、この実施例に
おいては、円柱状あるいは円筒状を呈するアルミニウム
合金２に強化繊維として炭化ケイ素ウィスカ１０・・・
が混合されている。製造について説明すると、まずウィ
スカ１０・・・の成形体であるプレフォームを作製する
。次いで、ウィスカ１０・・・とアルミニウム合金２と
のぬれ性を高めるために表面処理を施し、高圧でアルミ
ニウム合金２を鋳込んで複合材料化する。ここで、製品
形状を直接作製する以外に、ビレット等の中間製品形状
を作製し、押し出し、圧延などの２次加工をして製品化
するようにしてもよい。
おいては、円柱状あるいは円筒状を呈するアルミニウム
合金２に強化繊維として炭化ケイ素ウィスカ１０・・・
が混合されている。製造について説明すると、まずウィ
スカ１０・・・の成形体であるプレフォームを作製する
。次いで、ウィスカ１０・・・とアルミニウム合金２と
のぬれ性を高めるために表面処理を施し、高圧でアルミ
ニウム合金２を鋳込んで複合材料化する。ここで、製品
形状を直接作製する以外に、ビレット等の中間製品形状
を作製し、押し出し、圧延などの２次加工をして製品化
するようにしてもよい。
すなわち、第３図は中間製品を押し出して作製したピス
トンピン１を示す断面図である。押し出し力［Ｉ−Ｌに
おいては押し出し時に押し出し方向に沿ってウィスカ１
０・・・を配列させることができ、ピストンピン１の曲
げ応力方向に対して強度が向上する。また、外周面付近
は最も大きな加工力を受けるため、ウィスカＩＯ・・・
の配向は最も強く、かつ表層部分が塑性流動するため、
ウィスカ１０・・・の密度が高くなり、疲労強度が向」
二する。
トンピン１を示す断面図である。押し出し力［Ｉ−Ｌに
おいては押し出し時に押し出し方向に沿ってウィスカ１
０・・・を配列させることができ、ピストンピン１の曲
げ応力方向に対して強度が向上する。また、外周面付近
は最も大きな加工力を受けるため、ウィスカＩＯ・・・
の配向は最も強く、かつ表層部分が塑性流動するため、
ウィスカ１０・・・の密度が高くなり、疲労強度が向」
二する。
第４図は第２図および第３図に示すピストンピン１の外
周面付近を拡大して示す断面図で、ピストンピン１の外
周面には硬質クロムめっき層１１が設けられている。こ
の硬質クロムめっき層１１は、フッ化水素酸等を用いウ
ィスカ１０・・・を除去した後に施されている。そのた
め、硬質クロムめっき層１１は、ウィスカ１０・・・が
除去された空隙１２に入り込んでいる。１３は空隙１２
に対応して硬質クロムめっき層１１の表面に形成された
凹部である。
周面付近を拡大して示す断面図で、ピストンピン１の外
周面には硬質クロムめっき層１１が設けられている。こ
の硬質クロムめっき層１１は、フッ化水素酸等を用いウ
ィスカ１０・・・を除去した後に施されている。そのた
め、硬質クロムめっき層１１は、ウィスカ１０・・・が
除去された空隙１２に入り込んでいる。１３は空隙１２
に対応して硬質クロムめっき層１１の表面に形成された
凹部である。
この実施例においては、ウィスカ１０・・・でアルミニ
ウム合金２の強度が向上され、硬質クロムめっき層１１
で外周面の硬度が向上されている。
ウム合金２の強度が向上され、硬質クロムめっき層１１
で外周面の硬度が向上されている。
また、硬質クロムめっき層１１の空隙１２への入り込み
がアンカー効果となるため、付着強度が大きくなる。さ
らに、凹部１３が潤滑油溜りとして機能するため、摺動
特性が良くなる。
がアンカー効果となるため、付着強度が大きくなる。さ
らに、凹部１３が潤滑油溜りとして機能するため、摺動
特性が良くなる。
なお、上記実施例においては軽金属としてアルミニウム
合金２を用いた例について説明したが本発明はこれに限
定されるものではなく、マグネシウム合金を用いてもよ
い。
合金２を用いた例について説明したが本発明はこれに限
定されるものではなく、マグネシウム合金を用いてもよ
い。
以上説明したように本発明によれば、強化繊維を混合し
た軽金属から形成すると共に、その外周面にめっき層を
設けたから、強化繊維で軽金属の縦弾性係数を大きくし
、めっき層で他の部材と摺接する外周面を被覆すること
ができる。
た軽金属から形成すると共に、その外周面にめっき層を
設けたから、強化繊維で軽金属の縦弾性係数を大きくし
、めっき層で他の部材と摺接する外周面を被覆すること
ができる。
したがって、軽金属のａ波曲強度を向ヒさせ、外周面の
硬度を向上させることができるから、軽星で機械的強度
を有し、しかも耐摩耗性を有するピストンピンを得るこ
とができる。
硬度を向上させることができるから、軽星で機械的強度
を有し、しかも耐摩耗性を有するピストンピンを得るこ
とができる。
第１図は本発明に係る内燃機関のピストンピンを示す断
面図、第２図は他の実施例を示すビス］・ンピンの断面
図、第３図は中間製品を押し出して作製したピストンピ
ンを示す断面図、第４図はピストンピンの外周面付近を
拡大して示す断面図である。 １・・・・ピストンピン、２・・・・アルミニウム合金
、３・・・・長繊維、４・・・・分散めっき層、１０・
・・・ウィスカ、１１・・・・硬質クロムめっき層。
面図、第２図は他の実施例を示すビス］・ンピンの断面
図、第３図は中間製品を押し出して作製したピストンピ
ンを示す断面図、第４図はピストンピンの外周面付近を
拡大して示す断面図である。 １・・・・ピストンピン、２・・・・アルミニウム合金
、３・・・・長繊維、４・・・・分散めっき層、１０・
・・・ウィスカ、１１・・・・硬質クロムめっき層。
Claims (1)
- 強化繊維を混合した軽金属から形成すると共に、その外
周面にめっき層を設けてなる内燃機関のピストンピン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18576385A JPS6249073A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 内燃機関のピストンピン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18576385A JPS6249073A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 内燃機関のピストンピン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6249073A true JPS6249073A (ja) | 1987-03-03 |
Family
ID=16176444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18576385A Pending JPS6249073A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 内燃機関のピストンピン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6249073A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2373562A (en) * | 2001-03-23 | 2002-09-25 | Alireza Veshagh | Gudgeon pin with a fused surface metal coating on a ceramic-reinforced metallic core |
| US8807199B2 (en) | 2004-04-08 | 2014-08-19 | Composite Metal Technology Ltd. | Liquid pressure forming |
-
1985
- 1985-08-26 JP JP18576385A patent/JPS6249073A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2373562A (en) * | 2001-03-23 | 2002-09-25 | Alireza Veshagh | Gudgeon pin with a fused surface metal coating on a ceramic-reinforced metallic core |
| GB2373562B (en) * | 2001-03-23 | 2004-07-21 | Alireza Veshagh | Gudgeon pin comprising metallic core reinforced with ceramic and with fused hard outer metal coating |
| US8807199B2 (en) | 2004-04-08 | 2014-08-19 | Composite Metal Technology Ltd. | Liquid pressure forming |
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