JPS5893839A - Combination of member - Google Patents
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- JPS5893839A JPS5893839A JP19192181A JP19192181A JPS5893839A JP S5893839 A JPS5893839 A JP S5893839A JP 19192181 A JP19192181 A JP 19192181A JP 19192181 A JP19192181 A JP 19192181A JP S5893839 A JPS5893839 A JP S5893839A
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、互いに当接して相対的に摺動する二つの部材
の組合せに係り、更に詳細には一方の部材が複合材料に
て構成され他方の部材が鋼にて構成された二つの部材の
組合せに係る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a combination of two members that abut each other and slide relative to each other, and more specifically, one member is made of a composite material and the other member is made of steel. It relates to a combination of two configured members.
各種機械の構成要素や部材に於ては、部分的に特別な機
械的特性を要求されることが多い。例えば、自動車用エ
ンジンに於ては、エンジンの性能に対する要求が高くな
るにつれて、ピストンの如き部材はその比強度や剛性が
優れていることに加えて、その摺動面が耐摩耗性に優れ
ていることが強く要請されるようになってきた。かかる
部材の比強度や耐摩耗性等を向上させる一つの手段とし
て、それらの部材を各種の無機質繊緒等を強化材とし・
アルミニウム合金の如き軽金属をマトリックスとする複
合材料にて構成することが試られている。かかる繊維強
化金属複合材料の一つとして、アルミナ貿ｌ１１１１を
強化材とし、アルミニウム、マグネシウム、又はそれら
の合金をマトリックスとする繊維強化金属複合材料は既
に知られており、かかる繊維強化金属複合材料によれば
、それらにて構成された部材の比強度や耐摩耗性等を向
上させることができる。Components and members of various machines often require special mechanical properties. For example, in automobile engines, as demands for engine performance become higher, members such as pistons not only have excellent specific strength and rigidity, but also require that their sliding surfaces have excellent wear resistance. There is now a strong demand to be present. As a means of improving the specific strength and abrasion resistance of such members, these members can be reinforced with various inorganic fibers, etc.
Attempts have been made to construct the device using a composite material with a light metal such as an aluminum alloy as a matrix. As one such fiber-reinforced metal composite material, a fiber-reinforced metal composite material using alumina trade l1111 as a reinforcing material and aluminum, magnesium, or an alloy thereof as a matrix is already known. Accordingly, it is possible to improve the specific strength, abrasion resistance, etc. of a member made of them.
しかし、互いに当接して相対的に摺動する二つの部材の
組合せに於て、その一方の部材を上述の如き繊維強化金
属複合材料にて構成した場合には、その他方の部材の材
質によってはその他方の部材の摩耗が著しく増大し、従
ってそれらを互いに当接して相対的に雪動する摺動部材
の組合せとして使用することはできない。However, in a combination of two members that are in contact with each other and slide relative to each other, if one of the members is made of a fiber-reinforced metal composite material as described above, depending on the material of the other member, The wear of the other member increases significantly, so that they cannot be used as a combination of sliding members that abut each other and slide relative to each other.
本願発明者等は、互いに当接して相対的に摺動する二つ
の部材の組合せで□あって、その一方の部材がアルミナ
繊維を強化材としアルミニウム合金の如き軽金属をマト
リックスとする繊維強化金属複合材料にて構成され、そ
の他方の部材が鋼にて構成された部材の組合せに於て、
それら両方の部材の摩耗量を最小限に抑えるためには、
それらの材質の組合せとしては如何なるものが適切であ
るかについて種々の実験的研究を行なった結果、それぞ
れ特定の組成及び特定の性質を有するものでなければな
らないことを見出した。The inventors of the present application have proposed a combination of two members that come into contact with each other and slide relative to each other, one of which is a fiber-reinforced metal composite made of alumina fibers as a reinforcement and a light metal such as an aluminum alloy as a matrix. In a combination of members made of one material and the other member made of steel,
In order to minimize the amount of wear on both parts,
As a result of conducting various experimental studies on the appropriate combination of these materials, it was found that each material must have a specific composition and specific properties.
本発明は、本願発明者等が行なった上述の如き実験的研
究の結果得られた知見に基き、一方の部材がアルミナ繊
維を強化材としアルミニウム合金の如き軽金属をマトリ
ックスと・する繊維強化金属複合材料にて構成され、そ
の他方の部材が鋼にて構成された互いに当接して相対的
に摺動する二つの部材の組合せであって、それら両方の
部材の互いに他に対する摺動面に於ける耐摩耗性が改善
された二つの部材の組合せを提供することを目的として
いる。The present invention is based on the knowledge obtained as a result of the above-mentioned experimental research conducted by the inventors of the present invention, and is based on the findings obtained from the above-mentioned experimental research conducted by the inventors of the present invention. A combination of two members, one made of steel and the other made of steel, that come into contact with each other and slide relative to each other, and the sliding surfaces of both members relative to each other The aim is to provide a combination of two parts with improved wear resistance.
かかる目的は、本発明によれば、互いに当接して相対的
に摺動する第一の部材と第二の部材との組合せにして、
前記第一の部材の少なくとも前記第二の部材に対する震
動面部は５０ｗｔ％以上のアルミナと残部としてのシリ
カとよりなりαアルミナ含有率が５〜５５ｗｔ％である
アルミナ繊維を強化材としアルミニウム、マグネシウム
、それらの合金よりなる群より選択された金属をマトリ
ックスとする複合材料にて構成されており、前記第二の
部材の少なくとも前記第一の部材に対する震動面部は硬
さＨｖ （１’０ｋａ） −２５＜）以上の鋼にて構成
されていることを特徴とする部材の組合せによって達成
される。According to the present invention, this object is achieved by combining a first member and a second member that abut each other and slide relative to each other,
The vibrating surface portion of the first member relative to at least the second member is made of alumina of 50 wt% or more and silica as the balance, and is reinforced with alumina fiber having an α-alumina content of 5 to 55 wt%, aluminum, magnesium, It is made of a composite material having a matrix of metals selected from the group consisting of alloys thereof, and at least the vibrating surface portion of the second member relative to the first member has a hardness Hv (1'0ka) -25 <) This is achieved by a combination of members characterized by being made of the above steels.
本発明によれば一１互いに当接して相対的に摺動する二
つの部材の組合せであって、それら両方の部材の互いに
他に対する摺動面は耐摩耗性に優れており、従ってそれ
ら両方の部材のそれぞれの摺動面に於ける摩耗量を最小
限に抑えることができ、しかもその一方の部材は比強度
や剛性などにも優れている如き部材の組合せを得ること
ができる。According to the present invention, 11 is a combination of two members that abut each other and slide relative to each other, and the sliding surfaces of both members relative to each other have excellent wear resistance. It is possible to obtain a combination of members in which the amount of wear on each sliding surface of the members can be minimized, and one of the members has excellent specific strength and rigidity.
本発明の一つの詳細な特徴によれば、前記アルミナ繊維
はそのαアルミナ含有串（アルミナ繊維中の全アルミナ
の■量に対するαアルミナの重量の割合）が１０〜４５
ｗｔ％であるのが好ましい。According to one detailed feature of the invention, the alumina fibers have an alpha alumina content (ratio of alpha alumina weight to total alumina in the alumina fibers) of 10 to 45.
Preferably, it is wt%.
また本発明の他の一つの詳細な特徴によれば、鋼の硬さ
はＨｖ （１’０ｋｏ）−３５０以上であることが好
ましい。According to another detailed feature of the present invention, the hardness of the steel is preferably Hv (1'0 ko) -350 or higher.
また本発明の更に他の一つの詳細な特徴によれば、前記
他方の部材はピストンリングであり、前記一方の部材は
該ピストンリングを受入れるリング溝部が繊維強化金属
複合材料にて構成されたエンジン用ピストンであってよ
い。かかるピストンとピストンリングとの組合せによれ
ば、ピストンのリング溝壁面及びピストンリング上下面
両方の摩耗量を最小限に抑えることができ、これにより
長期に厘りエンジンの正常な作動を確保することができ
る。According to yet another detailed feature of the present invention, the other member is a piston ring, and the one member is an engine engine in which a ring groove portion for receiving the piston ring is made of a fiber-reinforced metal composite material. It may be a piston for use. According to such a combination of a piston and a piston ring, it is possible to minimize the amount of wear on both the piston ring groove wall surface and the piston ring upper and lower surfaces, thereby ensuring normal operation of the engine over a long period of time. I can do it.
以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳報に説明する。In the following, the invention will be explained in more detail by way of example embodiments, with reference to the attached figures.
まず、互いに当接して相対的に摺動する二つの部材の組
合せであって、その一方の部材がアルミナ繊維を強化材
としアルミニウム合金の如き軽金属をマトリックスとす
る繊維強化金属複合材料にて構成されており、その他方
の部材が鋼にて構成された部材の組合せに於て、それぞ
れの部材の材質が如何なるものであるのが適切であるか
について本願発明者等が行なった摩耗試験について説明
する。First, it is a combination of two members that come into contact with each other and slide relative to each other, one of which is made of a fiber-reinforced metal composite material with alumina fiber as a reinforcement and a light metal such as an aluminum alloy as a matrix. In a combination of members in which the other member is made of steel, the inventors of the present invention will explain the wear tests conducted to determine the appropriate material for each member. .
繊維径３．０μのアルミナ繊維（９５ｖｔ％Ａ１ｔ Ｏ
ｓ 、 ５ｗｔ％ＳＩ Ｏｔ ） ’ｔカサＷｉＫｏ、
１５ Ｑ／ ｃｍ’にて無作為に配向した繊維成形体
を強化材とし、アルミニウム合金（ＪＩＳｊｌ格ＡＣ８
Ａ＞をマトリックスとする複合材料をＳｔ；ｔ、、、大
きさが１６ｘ６ｘ１０−であり、その一つの面（１６ｓ
ｅｘ １０嘗論）を試験面とするブロック試験片を作成
した。この場合アルミナ繊維のαアルミナ含有率がＯｆ
ｔ％、５ｗｔ％、３’Ｑｗｔ％、５５ｖｔ％、７０實ｔ
％である５種類のブロック試験片を作成した。Alumina fiber (95vt%A1tO) with a fiber diameter of 3.0μ
s, 5wt%SI Ot)'tCasaWiKo,
15 Q/cm' randomly oriented fiber molded body is used as a reinforcement material, and an aluminum alloy (JIS jl rating AC8
A> is a composite material whose matrix is St;t,, the size is 16x6x10-, and one side (16s
A block test piece was prepared using the test surface as the test surface. In this case, the α-alumina content of the alumina fiber is
t%, 5wt%, 3'Qwt%, 55vt%, 70t
% of five types of block test pieces were created.
また比較用として、繊維にて強化されていないアルミニ
ウム合金（ＪＩｓｊｌｌｌＡｃ８Ａ）のみよりなる上述
のブロック試験片と同一寸法のブロック試験片を作成し
た。In addition, for comparison, a block test piece having the same dimensions as the above-mentioned block test piece was prepared, which was made only of an aluminum alloy (JIsjllllAc8A) that was not reinforced with fibers.
これらの試験片を順次＊＊＊粍試験機にセットし、相手
部材である外径３５ｍｍ、内径３’Ｏｗｇ＋、幅１０−
一の鋼（ＪＩＳＩＩ格８ＵＳ４２０Ｊ２＞−の円筒試験
片の外周面と接触させ、それら試験片の接触部に常温の
ｍｔ＊油（キャッスルモータオイル５Ｗ−３０＞を供給
しつつ、押圧力６０ｋａ、回転数１６’０ｒｌ）園にて
円筒試験片を１時間回転させる摩耗試験を行なった。尚
この摩耗試験に於ては、熱処理により円筒試験片の硬さ
ＨＶ（１０ｋＧ）を２’ＯＤ、２５’０１３５０，５０
’Ｏの４段階に設定し、以下の表１に示すブロック試験
片と円筒試験片との組合せＡ〜■について試験を行なっ
た。These test pieces were sequentially set in the *** tester, and the mating parts, which had an outer diameter of 35 mm, an inner diameter of 3'Owg+, and a width of 10-
Contact with the outer circumferential surface of a cylindrical test piece made of No. 1 steel (JISII grade 8US420J2>-), and while supplying room temperature mt* oil (castle motor oil 5W-30>) to the contact area of the test piece, a pressing force of 60 ka and rotation. A wear test was conducted in which the cylindrical test piece was rotated for 1 hour at a laboratory (Several 16'0rl).In this wear test, the hardness HV (10kG) of the cylindrical test piece was changed to 2'OD, 25' by heat treatment. 01350,50
Tests were conducted on combinations A to ■ of block test pieces and cylindrical test pieces shown in Table 1 below.
注：１）αアルミナ含有皐°０豐ｔ％
２）αアルミナ含有率Ｓｗｔ％
３）αアルミナ含有率３０ｗｔ％
４）αアルミナ含有率５５ｗｔ％
５）αアルミナ含有率７’□ｖｔ％
上述の摩耗試験の結果を第１図に示す。尚第１図に於て
、上半分はブロック試談片の摩耗量（摩耗痕深さμ）を
表しており、・下半分は相手材である円筒試験片の摩耗
量（摩耗減量麿り）を表しており、記号Ａ〜■はそれぞ
れ１掲の表１に於ける試験片の組合せＡ〜■に対応して
いる。Note: 1) α-alumina content: 0 t% 2) α-alumina content: Swt% 3) α-alumina content: 30 wt% 4) α-alumina content: 55 wt% 5) α-alumina content: 7'□vt% As mentioned above The results of the wear test are shown in Figure 1. In Figure 1, the upper half shows the wear amount (wear scar depth μ) of the block test piece, and the lower half shows the wear amount (wear loss reduction) of the cylindrical test piece, which is the mating material. The symbols A to ■ correspond to the test piece combinations A to ■ in Table 1, respectively.
この１１１図より、アルミニウム合金のみよりなるブロ
ック試験片（Ｉ）はその摩耗量が非常に大きいのに対し
、強化繊維にて強化されたアルミニウム合金よりなるブ
ロック試験片（Ａ−Ｈ）は、何れもアルミニウム合金の
みよりなるブロック試験片（１）に比べその摩耗量が非
常に小さいことが解る。また相手材としての円筒試験片
の摩耗につ慎では、αアルミナ含有率がそれぞれ’Ｏｆ
ｔ％、７０ｗｔ％である組合せＡ及びＥの円筒試験片及
び鋼の硬さの低い組合せＨの円筒試験片は、組合せＩの
円筒試験片よりその摩耗量が大きいのに対し、αアルミ
ナ含有率が５’ｌｌｔ％、５５ｗｔ％であり硬さＨｖ（
１’０ｋｏ）が５ ’Ｏ’Ｏｔ’ある組合せＢ及びＤｌ
及びαアルミナ含有率が３ｏｗｔ％であり硬さｌ−１ｖ
（１０ｋＯ）がそれぞれ５’Ｏ’０，３５’０１２５”
Ｏである組合せＣ，Ｆ、Ｇの円筒試験片の摩耗量は、組
合せＩの場合と同等若しくはそれよりも極く僅かに大き
い程度に抑えられていることが解る。From this Figure 111, it can be seen that the block test piece (I) made only of aluminum alloy has a very large amount of wear, while the block test piece (A-H) made of aluminum alloy reinforced with reinforcing fibers has a very large amount of wear. It can be seen that the amount of wear is very small compared to the block specimen (1) made only of aluminum alloy. In addition, in order to prevent wear of the cylindrical test piece as a counterpart material, the α-alumina content was 'Of'.
The cylindrical specimens of combinations A and E, which have a lower steel hardness, and the cylindrical specimens of combination H, which have a lower steel hardness, have a greater wear amount than the cylindrical specimens of combination I, whereas the α-alumina content is 5'llt% and 55wt%, and the hardness Hv (
Combinations B and Dl where 1'0ko) is 5'O'Ot'
and α alumina content is 3wt% and hardness l-1v
(10kO) are respectively 5'O'0 and 35'0125"
It can be seen that the wear amount of the cylindrical test pieces of combinations C, F, and G, which is O, is suppressed to the same level as that of combination I, or to a very slightly larger extent than that of combination I.
また、８０ｗｔ％以上のアルミナと残部としてのシリカ
とよりなる種々のαアルミナ組成のアルミナ繊維を強化
材とし、アルミニウム、マグネシウム、マグネシウム合
金をマトリックスとする複合材料にてブロック試験片を
作成し、また炭素鋼などにて円筒試験片を作成して、上
述の摩耗試験と同様の摩耗試験を行なったところ、第１
図に示す結果と実質的に同様の傾向を示す試験結果を得
た。In addition, block test specimens were prepared using composite materials containing aluminum, magnesium, and magnesium alloy as a matrix, using alumina fibers of various α-alumina compositions as reinforcement materials, and containing 80 wt% or more of alumina and the balance of silica. When a cylindrical test piece was made of carbon steel etc. and a wear test similar to the above wear test was conducted, the first
Test results were obtained that showed a trend substantially similar to the results shown in the figure.
これらの摩耗試験の結果より、互いに当接して相対的に
摺動する二つの部材の組合せであって、その一方の部材
がアルミナ繊維を強化材とし、アルミニウム合金の如き
軽金属をマトリックスとする複合材料にて構成されてお
り、その他方の部材が鋼材にて構成されている如き二つ
の部材の組合せに於ては、前記一方の部材を構成する複
合材料は８’０１ｌＴｔ％以上のアルミナと残部として
のシリカとよりなりαアルミナ含有率が５〜５５ｗｔ％
、好ましくは１０〜４５ｗｔ％であるアルミナ繊維を強
化材とし、アルミニウム、マグネシウム、それらの合金
よりなる群より選択された金属をマトリックスとする複
合材料であり、前記他方の部材を構成する鋼はその硬さ
Ｈｖ（１’０ｋａ）が２５０以上、好ましくは３５０以
上の鋼であることが好ましいことが解る。Based on the results of these wear tests, we found that this is a composite material that is a combination of two members that touch each other and slide relative to each other, one of which is reinforced with alumina fibers and has a matrix of light metal such as aluminum alloy. In a combination of two members, where the other member is made of steel, the composite material that makes up one of the members contains alumina of 8'011Tt% or more and the remainder. The alpha alumina content is 5 to 55 wt%.
, preferably 10 to 45 wt% of alumina fiber as a reinforcing material, and a matrix of a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, and alloys thereof, and the steel constituting the other member is It can be seen that it is preferable to use steel with a hardness Hv (1'0 ka) of 250 or more, preferably 350 or more.
次にエンジン用ピストンとピストンリングとの組合せに
対し適用された本発明による部材の組合せの具体的実施
例について説明する。Next, a specific example of a combination of members according to the present invention applied to a combination of an engine piston and a piston ring will be described.
第２図は上述の実施例を示す解重的縦断面図、第３図は
その要部を示す解重的拡大部分縦断面図、第４図はピス
トンリング（トップリング）を拡大して示す解重的部分
縦断面図である。これらの図に於て、１はピストンであ
り、アルミニウム合金（ＪＩＳＩＩ格ＡＣ８Ａ）にて構
成されている。ピストン１の側部外周面２には、燃焼ガ
スがピストン１とシリンダブロック３のシリンダ壁面と
の間を経てエンジンのｍ焼室より濡洩するのを防止する
コンブレツシコ“シリンダ４及び５を受入れる二つのリ
ング溝６及び７と、余分のオイルを掻落すオイルリング
８を受入れるリング溝９とが形成されている。図示の実
施例に於ては、ピストン１の側部外局面２に沿うピスト
ンヘッド１０よりトップリング溝６の下１ｉ１１の下方
までの部分は、繊１１１１３．０μ、αアルミナ含有率
３０ｗｔ％のアルミナ繊維（９５ｗｔ％Ａｌ ！ Ｏｓ
１５１ｆｔ％８１０！ ）をカサ密度０．１５ｏ／ｃ
■３にて無作為に配向してなる繊維成形体を強化材とし
、ピストン１の他の部分を構成するアルミニウム合金ｌ
ｌ８１格ＡＣ８Ａ）をマトリックスとする複合材料１２
にて構成されている。この複合材料１２はトップリング
４を受入れるトップリング溝６の壁面を郭定しており、
またピストンの側部外周面２に露出する部分にてトップ
ランド１３及びセカンドランド１４の一部を郭定してい
る。Fig. 2 is an exploded vertical cross-sectional view showing the above-mentioned embodiment, Fig. 3 is an enlarged vertical cross-sectional view of the main part thereof, and Fig. 4 is an enlarged view of the piston ring (top ring). FIG. In these figures, 1 is a piston, which is made of aluminum alloy (JISII rating AC8A). The side outer circumferential surface 2 of the piston 1 has two cylinders 4 and 5 for receiving combustible cylinders 4 and 5, which prevent combustion gas from leaking from the combustion chamber of the engine through the space between the piston 1 and the cylinder wall surface of the cylinder block 3. Two ring grooves 6 and 7 and a ring groove 9 for receiving an oil ring 8 for scraping off excess oil are formed. The part from 10 to the bottom of top ring groove 6 1i11 is made of alumina fiber with fiber 11113.0 μ and α alumina content of 30 wt% (95 wt% Al!Os).
151ft%810! ) with a bulk density of 0.15o/c
■The aluminum alloy l which constitutes the other parts of the piston 1, using the fiber molded body randomly oriented in 3 as a reinforcing material.
Composite material 12 with 181 rating AC8A) as a matrix
It is composed of. This composite material 12 defines the wall surface of the top ring groove 6 that receives the top ring 4,
Further, a top land 13 and a part of a second land 14 are defined in the portion exposed on the side outer circumferential surface 2 of the piston.
尚、かかるピストンはそれを鋳造するための鋳型のモー
ルドキャピテイ底壁上に繊維成形体を載習し、その鋳型
内に溶融アルミニウム合金を注湯し、その鋳型に液密的
に嵌合するプランジャによりアルミニウム合金を加圧し
つつ凝固させてビストン予成形体とし、それを熱処理（
Ｔ６処１りＬ。In addition, such a piston is made by placing a fiber molded body on the bottom wall of a mold cavity of a mold for casting the piston, pouring molten aluminum alloy into the mold, and fitting the piston into the mold in a fluid-tight manner. The aluminum alloy is solidified while being pressurized by a plunger to form a piston preform, which is then heat treated (
T6 place 1riL.
た後所定の寸法に加工し、更にリング溝６．７．９を形
成することによって製造されてよい。The ring groove 6.7.9 may be manufactured by processing the ring groove 6.7.9 into a predetermined size and then forming the ring groove 6.7.9.
上述の如きピストン１と互いに当接して相対的に摺動す
るトップリング４は、ステンレス鋼（ＪＩｓ規格５ＵＳ
４２０Ｊ２、硬さＨｖ（１’０ｋａ）−４２’Ｏ）にて
構成されている。特に図示の実施例は７ｍのキーストン
リングとして構成されており、そのシリンダブロック３
のシリンダ壁面との摺動面部にモリブデン溶射層１５が
形成されたものである。The top ring 4, which contacts and slides relative to the piston 1 as described above, is made of stainless steel (JIs standard 5US).
420J2, hardness Hv(1'0ka)-42'O). In particular, the illustrated embodiment is constructed as a 7 m keystone ring, the cylinder block 3 of which
A molybdenum sprayed layer 15 is formed on the sliding surface with the cylinder wall surface.
上述の如く構成されたビス“トンとピストンリングとを
４気筒４サイクルデイーゼルエンジンに組込み、下記の
表２に示す試験条件にて摩耗試験を行なった。The screwton and piston ring constructed as described above were assembled into a four-cylinder, four-stroke diesel engine, and a wear test was conducted under the test conditions shown in Table 2 below.
魚λ」」（１麦五−
使用エンジン： ４気筒４サイクル
デーイーゼルエンジン
シリンダボア径： ９０■■
ストローク： ８６１１
圧縮比： ２１．５
排気量： ２１８８ｃｃ−
使用燃料二 軽油
エンジン回転数： ５２０’０ｒｐ−エンジン負荷：
フルロード
試験時間： ５０’ＯＩＩ ｒｌＪこの摩耗試
験の結果、トップリング溝６の上面１６及び下面１１の
摩耗量は共に４．５μであり、トップリング４の下＠１
−７の摩耗量は４μであることが解った。この試験結果
より、上述の実施例によるピストンとピストンリングと
の組合せによれば、現在汎用されているアルミニウム合
金（ＪＴＳｆＩ４格ＡＣ８Ａ）製のピストンと鋳鉄−の
ピストンリング又は上下面がクロムめっきされた鋳鉄製
ピストンリングとの組合せに比較して、リング溝の摩耗
量は１１５に低減され、またピストンリング上下面の摩
耗量は１／２に低減されることが解る。``Fish λ'' (1 barley 5- Engine used: 4-cylinder 4-cycle easel engine Cylinder bore diameter: 90■■ Stroke: 8611 Compression ratio: 21.5 Displacement: 2188cc- Fuel used 2 Diesel engine speed: 520'0rp -Engine load:
Full load test time: 50'OII rlJ As a result of this wear test, the amount of wear on the top surface 16 and bottom surface 11 of the top ring groove 6 is both 4.5μ, and the bottom of the top ring 4 @1
It was found that the wear amount of -7 was 4μ. From this test result, according to the combination of the piston and piston ring according to the above-mentioned example, a piston made of an aluminum alloy (JTSfI4 rating AC8A), which is currently widely used, and a piston ring made of cast iron, or the upper and lower surfaces are chromium plated. It can be seen that, compared to the combination with a cast iron piston ring, the wear amount of the ring groove is reduced to 115, and the wear amount of the upper and lower surfaces of the piston ring is reduced to 1/2.
以上に於ては本発明をピストンとピストンリングとの組
合せに対し適用された一つの実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、互いに当接して相対的に摺動する他の部材の組合せ
にも適用可能であることが理解されよう。Although the present invention has been described above in detail with respect to one embodiment applied to a combination of a piston and a piston ring, the present invention is not limited to such an embodiment. It will be appreciated that other combinations of sliding members are also applicable.
第１図は本願発明者等が行なった摩耗試験の結果を示す
グラフ、第２図はピストンとピストンリングとの組合せ
に対し適用された本発明による部材の組合せの一つの実
施例を示す解重的縦断面図□、第３図は第２図に示され
た実施例の要部を示す解重的拡大部分縦断面図、第４図
はピストンリング（トップリング）を拡大して示す解重
的部分縦断面図である。
１・・・ピストン、２・・・側部外周面、３・・・シリ
ンダボア径、４−・・トップリング、５・・・セカンド
リング。
６・・・トップリング溝、７・・・セカンドリング溝、
８・・・オイルリング、９・・・リング溝、１０・・・
ピストンヘッド、１１・・・トップリング溝の下面、１
２・・・複合材料、１３・・・トップランド、１４・・
・セカンドランド、１５・・・モリブデン溶射層、１６
・・・トップリング溝の上面、１７・・・トップリング
の下面時 許 出 願 人 トヨタ自動車工業株式会社
代 理 人 弁理士 明 石
昌 毅第１図Fig. 1 is a graph showing the results of a wear test conducted by the inventors of the present application, and Fig. 2 is a graph showing an example of a combination of members according to the present invention applied to a combination of a piston and a piston ring. Fig. 3 is an enlarged partial vertical sectional view showing the main parts of the embodiment shown in Fig. 2, and Fig. 4 is an enlarged longitudinal sectional view showing the piston ring (top ring). FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Piston, 2... Side outer peripheral surface, 3... Cylinder bore diameter, 4... Top ring, 5... Second ring. 6...Top ring groove, 7...Second ring groove,
8...Oil ring, 9...Ring groove, 10...
Piston head, 11... Bottom surface of top ring groove, 1
2...Composite material, 13...Topland, 14...
・Second land, 15...Molybdenum sprayed layer, 16
...Top ring groove top surface, 17...Top ring bottom surface Applicant Toyota Motor Corporation Representative Patent Attorney Takeshi Akishi Figure 1
Claims (1)
二の部材との組合せにして、前記第一の部材の少なくと
も前記第二の部材に対する摺動面部はａｏｗｔ％以上の
アルミナと残部としてのシリカとよりなりαアルミナ含
有率が５〜５５ｗｔ％であるアルミナ繊維を強化材とし
アルミニウム、マグネシウム、それらの合金よりなる群
より選択された金属をマトリックスとする複合材料にて
構成されており、前記第二の部材の少なくとも前記第一
の部材に対する摺動面部は硬さＨｖ （１’０ｋａ）
−２５０以上の鋼にて構成されていることを特徴とす
る部材の組合せ。 （２、特許請求の範囲第１項の部材の組合せに於て前記
アルミナ繊維のαアルミナ含有率は１０〜４５ｗｔ％で
あることを特徴とする部材の組合せ。 （３）特許請求の範囲第１項又は第２項の部材の組合せ
に於て、前記鋼の硬さはＨｖ （１’０ｋａ） −３５
０以上であることを特徴とする部材の組合せ。 （４）特許請求の範囲第１項乃至第３項の部材の組合せ
に於て、前記第一の部材はエンジン用ピストンであり、
前記第二の部材はピストンリングであることを特徴とす
る部材の組合せ。Scope of Claims: (1) A combination of a first member and a second member that abut each other and slide relative to each other, and at least a sliding surface portion of the first member relative to the second member. is composed of alumina of more than awt% and silica as the balance, alumina fiber with an α-alumina content of 5 to 55wt% is used as a reinforcing material, and a metal selected from the group consisting of aluminum, magnesium, and alloys thereof is used as a matrix. It is made of a composite material, and at least the sliding surface portion of the second member relative to the first member has a hardness Hv (1'0 ka).
- A combination of members characterized by being made of steel of 250 or higher. (2. A combination of members according to claim 1, wherein the alumina content of the alumina fibers is 10 to 45 wt%. (3) Claim 1 In the combination of the members in item 2 or item 2, the hardness of the steel is Hv (1'0ka) -35
A combination of members characterized in that the number is 0 or more. (4) In the combination of members according to claims 1 to 3, the first member is an engine piston;
A combination of members, characterized in that the second member is a piston ring.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP19192181A JPS5893839A (en) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | Combination of member |
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|---|---|---|---|
| JP19192181A JPS5893839A (en) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | Combination of member |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS5893839A true JPS5893839A (en) | 1983-06-03 |
| JPS6150129B2 JPS6150129B2 (en) | 1986-11-01 |
Family
ID=16282653
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Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06167015A (en) * | 1992-12-01 | 1994-06-14 | Kajima Corp | Pile head processing partition member in case-in-place concrete pile |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4985439A (en) * | 1972-08-30 | 1974-08-16 | ||
| US3853688A (en) * | 1971-06-23 | 1974-12-10 | Du Pont | Continuous filaments and yarns |
| JPS5527176A (en) * | 1977-03-03 | 1980-02-27 | Int Flavors & Fragrances Inc | Perfume composition*detergent and soap containing said composition |
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-
1981
- 1981-11-30 JP JP19192181A patent/JPS5893839A/en active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3853688A (en) * | 1971-06-23 | 1974-12-10 | Du Pont | Continuous filaments and yarns |
| JPS4985439A (en) * | 1972-08-30 | 1974-08-16 | ||
| JPS5527176A (en) * | 1977-03-03 | 1980-02-27 | Int Flavors & Fragrances Inc | Perfume composition*detergent and soap containing said composition |
| JPS5698453A (en) * | 1980-01-08 | 1981-08-07 | Hitachi Metals Ltd | Steel piston ring material |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6263628A (en) * | 1985-09-17 | 1987-03-20 | Honda Motor Co Ltd | Combination of sliding member made of aluminum alloy |
| JPH0218373B2 (en) * | 1985-09-17 | 1990-04-25 | Honda Motor Co Ltd | |
| JPS6386833A (en) * | 1986-09-30 | 1988-04-18 | Honda Motor Co Ltd | Fiber-reinforced light alloy member |
| JPS6382051U (en) * | 1986-11-19 | 1988-05-30 | ||
| JPH0513969Y2 (en) * | 1986-11-19 | 1993-04-14 | ||
| US6358628B1 (en) * | 1993-05-13 | 2002-03-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Slide member made of an aluminum alloy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6150129B2 (en) | 1986-11-01 |
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