JP2008267599A - Piston, and its manufacturing method - Google Patents

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Kenichi Mitsui
研一 三井
Tatsuo Suzuki
達雄 鈴木
Tadanobu Ota
忠伸 太田
Takao Suzuki
孝男 鈴木
Hiroshi Onaka
博史 大中
Yasunori Uchida
安則 内田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a piston equipped with a low-thermal-conductivity sheet capable of suppressing dew condensation of fuel by preventing the temperature of a piston top surface from being excessively lowered during low temperature of the piston, and of suppressing oil deterioration and knocking by preventing the temperature of the piston top surface from excessively rising during high temperature of the piston, and capable of preventing breakage or the like of the low-thermal-conductivity sheet due to difference of a coefficient of thermal expansion, and easily manufacturable. <P>SOLUTION: This piston includes: a piston body 10 having the piston top surface 1a facing a combustion chamber 2; an elastic adhesive layer 11 formed on the piston top surface 1a, and formed of a heat-resistant resin; and the low-thermal-conductivity sheet 12 formed on the elastic adhesive layer 11, and having thermal conductivity lower than that of the piston body 10. The elastic adhesive layer 11 is formed of polyimide, and the low-thermal-conductivity sheet 12 is made of a titanium sheet. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はピストン及びその製造方法に関し、詳しくは内燃機関の燃焼室に面する頂面における構造を改良したピストン及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a piston and a manufacturing method thereof, and more particularly to a piston having an improved structure on a top surface facing a combustion chamber of an internal combustion engine and a manufacturing method thereof.

自動車エンジン等の内燃機関の始動時や低負荷時において、燃焼室に面するピストン頂面の温度が低いと、燃焼室内の燃料が液体状態でピストン頂面に付着して未燃焼ガスになる場合があり、ＨＣエミッションや燃費の悪化を招くことがある。   When the temperature of the piston top surface facing the combustion chamber is low when starting an internal combustion engine such as an automobile engine or when the load is low, the fuel in the combustion chamber adheres to the piston top surface in a liquid state and becomes unburned gas May cause deterioration of HC emissions and fuel consumption.

一方、エンジン温度が高くなる高負荷時において、ピストン頂面の温度が過度に高くなると、エンジンオイルの劣化が進みやすく、また、燃焼室内の混合気が過熱されてノッキングが起こりやすくなる。さらには、燃焼室内の空気量が減少し、エンジンの出力低下を招くおそれがある。   On the other hand, when the temperature of the piston top surface becomes excessively high at a high load when the engine temperature becomes high, deterioration of the engine oil tends to proceed, and the air-fuel mixture in the combustion chamber is overheated and knocking easily occurs. Furthermore, the amount of air in the combustion chamber is reduced, which may cause a reduction in engine output.

ここに、特許文献１には、燃焼室に面するピストン頂面等に、低い熱拡散率を有する低熱拡散率塗膜を形成したピストンが開示されている。この低熱拡散率塗膜は、チタニウム・アルミナイド、酸化ジルコニウムやステンレス鋼等の粉末塗膜材料をプラズマ中に注入しつつ塗布するプラズマスプレーにより、ピストン頂面に形成されたものである。   Here, Patent Document 1 discloses a piston in which a low thermal diffusivity coating film having a low thermal diffusivity is formed on the top surface of the piston facing the combustion chamber. This low thermal diffusivity coating film is formed on the top surface of the piston by plasma spray in which a powder coating material such as titanium / aluminide, zirconium oxide or stainless steel is applied while being injected into the plasma.

このピストンでは、ピストン頂面に形成された低熱拡散率塗膜により、例えばピストンに貯蔵された熱が燃焼室内の混合気に放出されることを抑えることができる。このため、エンジン温度が高くなる高負荷時において、エンジンオイルの劣化を抑えたり、燃焼室内の混合気が過熱されることを抑えてノッキングの発生を防止したり、あるいは出力低下を抑えたりすることができる。   In this piston, the low thermal diffusivity coating film formed on the piston top surface can suppress, for example, the release of heat stored in the piston to the air-fuel mixture in the combustion chamber. Therefore, when the engine temperature is high, the engine oil is prevented from deteriorating, the air-fuel mixture in the combustion chamber is prevented from overheating to prevent knocking, or the output is reduced. Can do.

また、特許文献２に開示されたピストンでは、ピストン頂面に凹部が形成され、この凹部が、セラミックス焼結体よりなる表面層と、この表面層の外周面側を囲繞する非金属無機多孔体（多孔質セラミックス成形体やセラミックスファイバー成形体等）よりなる断熱弾性層と、この断熱弾性層を鋳ぐるむピストン本体を形成する金属鋳造体とからなる三層構造とされている。
特開平８−１００６５９号公報 特開平１−１７０７４５号公報 Further, in the piston disclosed in Patent Document 2, a concave portion is formed on the top surface of the piston, and the concave portion surrounds a surface layer made of a ceramic sintered body and an outer peripheral surface side of the surface layer. It has a three-layer structure composed of a heat insulating elastic layer made of (a porous ceramic formed body, a ceramic fiber formed body, etc.) and a metal cast body forming a piston body that casts the heat insulating elastic layer.
Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-100659 JP-A-1-170745

しかしながら、上記特許文献１に記載された従来のピストンでは、チタニウム・アルミナイドや酸化ジルコニウム等よりなる低熱拡散率塗膜とピストン母材との熱膨張率の差により、ピストン頂面に形成された低熱拡散率塗膜が破損したり、剥離したりするおそれがあった。   However, in the conventional piston described in the above-mentioned Patent Document 1, due to the difference in thermal expansion coefficient between the low thermal diffusivity coating film made of titanium, aluminide, zirconium oxide or the like and the piston base material, low heat The diffusivity coating film may be damaged or peeled off.

また、プラズマスプレーによって低熱拡散率塗膜が形成された上記従来のピストンでは、プラズマ発生装置が必要であったり、あるいは所定厚さの塗膜を形成するための条件設定が面倒であったりするため、製造面での難しさがあった。   In addition, in the above-described conventional piston in which a low thermal diffusivity coating film is formed by plasma spray, a plasma generator is necessary, or setting conditions for forming a coating film with a predetermined thickness is troublesome. There were difficulties in manufacturing.

一方、上記特許文献２に記載された従来のピストンでは、ピストン本体を鋳造する際に断熱弾性層を金属鋳造体で鋳ぐるむ必要があるため、その製造が面倒であり、またピストン本体に対する表面層や断熱弾性層の接合性についての信頼性が充分ではなかった。   On the other hand, in the conventional piston described in the above-mentioned Patent Document 2, it is necessary to cast the heat insulating elastic layer with a metal casting when casting the piston main body. The reliability of the bondability of the layer and the heat insulating elastic layer was not sufficient.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、ピストン低温時にピストン頂面の温度が過度に低くなることを防止して、燃料の結露を抑えることができるとともに、ピストン高温時にピストン頂面の温度が過度に高くなることを防止して、オイル劣化、ノッキングや内燃機関の出力低下を抑えることができる低熱伝導率シートを備えたピストンであって、熱膨張率の違いにより低熱伝導率シートが破損等することがなく、しかもその製造が容易なピストンを提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to prevent the temperature of the piston top surface from becoming excessively low when the piston is low in temperature, thereby suppressing fuel dew condensation, and at the time of high piston temperature, A piston with a low thermal conductivity sheet that prevents excessively high temperature and can suppress oil deterioration, knocking and output reduction of the internal combustion engine, and the low thermal conductivity sheet is caused by the difference in thermal expansion coefficient. An object of the present invention is to provide a piston that is not damaged and that is easy to manufacture.

また、本発明は、ピストン本体に対する低熱伝導率シートの接合性についての信頼性を向上させることを他の目的とする。   Another object of the present invention is to improve the reliability of the bondability of the low thermal conductivity sheet to the piston body.

（１）請求項１に記載されたピストンは、燃焼室に面するピストン頂面を有するピストン本体と、前記ピストン頂面に形成された耐熱樹脂よりなる弾性接着剤層と、前記弾性接着剤層上に形成され、前記ピストン本体よりも低い熱伝導率を有し、該熱伝導率が５〜４０Ｗ／ｍ・Ｋの低熱伝導率シートと、を備えていることを特徴とする。   (1) The piston described in claim 1 is a piston body having a piston top surface facing the combustion chamber, an elastic adhesive layer made of a heat-resistant resin formed on the piston top surface, and the elastic adhesive layer. And a low thermal conductivity sheet having a thermal conductivity lower than that of the piston body and having a thermal conductivity of 5 to 40 W / m · K.

請求項１に記載のピストンでは、燃焼室に面するピストン頂面に低熱伝導率シートが弾性接着剤層により接着されている。この低熱伝導率シートは４０Ｗ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率を有し断熱層として機能する。このため、エンジンの始動時（燃焼室内やピストンの温度が低いコールドスタート時）や低負荷時に、燃焼室からの熱により温度が上昇した低熱伝導率シートからピストン本体への熱伝導を抑えることができ、ピストン頂面のうち低熱伝導率シートの部分を速やかに昇温させることができる。したがって、エンジンの始動時や低負荷時に、ピストン頂面の温度が過渡に低いことにより燃焼室内の燃料が液体状態でピストン頂面に付着して未燃焼ガスになることを防止することができる。よって、請求項１に記載のピストンによると、ＨＣエミッションや燃費の悪化を防ぐことが可能となる。   In the piston according to claim 1, the low thermal conductivity sheet is bonded to the top surface of the piston facing the combustion chamber with an elastic adhesive layer. This low thermal conductivity sheet has a thermal conductivity of 40 W / m · K or less and functions as a heat insulating layer. For this reason, it is possible to suppress heat conduction from the low thermal conductivity sheet, whose temperature has been increased by heat from the combustion chamber, to the piston body when starting the engine (at the time of cold start where the temperature of the combustion chamber or the piston is low) or at low load. It is possible to quickly raise the temperature of the low thermal conductivity sheet portion of the piston top surface. Therefore, it is possible to prevent the fuel in the combustion chamber from adhering to the piston top surface in a liquid state and becoming unburned gas due to the transiently low temperature of the piston top surface at the time of engine start or low load. Therefore, according to the piston of the first aspect, it becomes possible to prevent deterioration of HC emission and fuel consumption.

一方、低熱伝導率シートは５Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する。このため、低熱伝導率シートが加熱されたとき、この低熱伝導率シートから弾性接着剤層を介してピストン本体に適度に放熱されるため、低熱伝導率シートの温度は過度に高くならない。したがって、エンジンの高負荷時に、エンジンオイルの劣化、ノッキングの発生及び出力低下を抑えることが可能となる。   On the other hand, the low thermal conductivity sheet has a thermal conductivity of 5 W / m · K or more. For this reason, when the low thermal conductivity sheet is heated, heat is appropriately radiated from the low thermal conductivity sheet to the piston body via the elastic adhesive layer, so that the temperature of the low thermal conductivity sheet does not become excessively high. Accordingly, it is possible to suppress deterioration of engine oil, occurrence of knocking, and reduction in output when the engine is heavily loaded.

そして、請求項１に記載のピストンでは、低熱伝導率シートが弾性接着剤層により接着されており、低熱伝導率シートとピストン本体との間に弾性接着剤層が介在している。この弾性接着剤層は、弾性変形することにより、低熱伝導率シートとピストン本体との熱膨張率の違いによる両者の相対的な熱変形を吸収する。このため、熱膨張率の違いによりピストン本体に対して低熱伝導率シートが相対的に変形したとしても、低熱伝導率シートが破壊したり、剥離したりすることを抑えることが可能となる。   In the piston according to the first aspect, the low thermal conductivity sheet is bonded by the elastic adhesive layer, and the elastic adhesive layer is interposed between the low thermal conductivity sheet and the piston body. This elastic adhesive layer absorbs relative thermal deformation of the low thermal conductivity sheet and the piston main body due to the difference in thermal expansion coefficient by elastic deformation. For this reason, even if the low thermal conductivity sheet is relatively deformed with respect to the piston body due to the difference in thermal expansion coefficient, it is possible to prevent the low thermal conductivity sheet from being broken or peeled off.

しかも、請求項１に記載のピストンは、低熱伝導率シートを接着剤によりピストン本体に接着するという極めて簡単な方法により製造することができる。   And the piston of Claim 1 can be manufactured by the very simple method of adhere | attaching a low thermal conductivity sheet | seat on a piston main body with an adhesive agent.

（２）請求項２に記載のピストンは、請求項１に記載のピストンにおいて、前記ピストン本体は前記ピストン頂面に設けられた凹部と該凹部の底面に設けられた突起部とを有し、前記突起部は該突起部の外周側面に設けられた係合凹部を有し、前記弾性接着剤層は前記突起部の頂面に形成された頂面部と前記外周側面に形成された側面部とを有し、前記低熱伝導率シートは前記弾性接着剤層の前記頂面部を覆う頂面被覆部と該弾性接着剤層の前記側面部を覆う側面被覆部とを有する有底筒状を呈していることに特徴がある。   (2) The piston according to claim 2 is the piston according to claim 1, wherein the piston main body has a recess provided on the top surface of the piston and a protrusion provided on the bottom surface of the recess. The protrusion has an engagement recess provided on the outer peripheral side surface of the protrusion, and the elastic adhesive layer has a top surface portion formed on the top surface of the protrusion and a side surface portion formed on the outer peripheral side surface. The low thermal conductivity sheet has a bottomed cylindrical shape having a top surface covering portion covering the top surface portion of the elastic adhesive layer and a side surface covering portion covering the side surface portion of the elastic adhesive layer. It is characterized by being.

この構成によると、弾性接着剤層の頂面部が低熱伝導率シートの頂面被覆部により覆われるとともに、弾性接着剤層の側面部が低熱伝導率シートの側面被覆部により覆われているため、弾性接着剤層が燃焼室に露出することを良好に抑えることができる。このため、燃焼室の熱により弾性接着剤層が劣化したり、あるいは燃焼室内で燃焼する火炎により弾性接着剤層が燃えて炭化したりすることを良好に抑えることが可能となる。   According to this configuration, the top surface portion of the elastic adhesive layer is covered with the top surface covering portion of the low thermal conductivity sheet, and the side surface portion of the elastic adhesive layer is covered with the side surface covering portion of the low thermal conductivity sheet. It is possible to satisfactorily suppress the elastic adhesive layer from being exposed to the combustion chamber. For this reason, it becomes possible to satisfactorily suppress the elastic adhesive layer from being deteriorated by the heat of the combustion chamber, or the elastic adhesive layer from being burned and carbonized by the flame burning in the combustion chamber.

（３）請求項３に記載のピストンは、請求項２に記載のピストンにおいて、前記弾性接着剤層が前記係合凹部と係合する係合凸部を有していることに特徴がある。   (3) A piston according to a third aspect is characterized in that in the piston according to the second aspect, the elastic adhesive layer has an engaging convex portion that engages with the engaging concave portion.

この構成によると、弾性接着剤層の係合凸部と突起部の係合凹部との機械的な係合により、ピストン本体から弾性接着剤層が剥離することを良好に抑えることが可能となる。   According to this configuration, it is possible to satisfactorily prevent the elastic adhesive layer from being peeled off from the piston body due to the mechanical engagement between the engaging convex portion of the elastic adhesive layer and the engaging concave portion of the protrusion. .

（４）請求項４に記載のピストンは、請求項２〜３のいずれか一つに記載のピストンにおいて、前記低熱伝導率シートが、前記側面被覆部から内方に折り曲げられて前記係合凹部と係合する曲折係合部を有していることに特徴がある。   (4) The piston according to claim 4 is the piston according to any one of claims 2 to 3, wherein the low thermal conductivity sheet is bent inward from the side surface covering portion to form the engaging recess. It has the feature that it has the bending engagement part engaged with.

この構成によると、低熱伝導率シートの曲折係合部とピストン本体の突起部の係合凹部とが機械的に係合するので、この機械的係合力によりピストン本体から低熱伝導率シートが剥離することを良好に抑えることができる。   According to this configuration, the bent engagement portion of the low thermal conductivity sheet mechanically engages with the engagement concave portion of the protrusion of the piston main body, so that the low thermal conductivity sheet peels from the piston main body due to the mechanical engagement force. This can be suppressed satisfactorily.

また、ピストン本体の凹部の底面に低熱伝導率シートを弾性接着剤層により接着した後、低熱伝導率シートの曲折係合部となる部分をかしめ等により内方に折り曲げて係合凹部と係合させるという簡単な手法により、ピストン本体と低熱伝導率シートとを機械的に係合させることができる。   Also, after bonding the low thermal conductivity sheet to the bottom surface of the concave portion of the piston body with an elastic adhesive layer, the portion that becomes the bent engagement portion of the low thermal conductivity sheet is bent inward by caulking etc. to engage with the engagement concave portion The piston body and the low thermal conductivity sheet can be mechanically engaged with each other by a simple method.

（５）請求項５記載のピストンは、請求項２〜４のいずれか一つに記載のピストンにおいて、前記ピストン本体と前記低熱伝導率シートとの間に前記弾性接着剤層が介在して該ピストン本体と該低熱伝導率シートとが離れていることに特徴がある。   (5) The piston according to claim 5 is the piston according to any one of claims 2 to 4, wherein the elastic adhesive layer is interposed between the piston main body and the low thermal conductivity sheet. The piston body and the low thermal conductivity sheet are separated from each other.

この構成によると、ピストン本体と前記低熱伝導率シートとの間に介在する弾性接着剤層の存在により、ピストン本体と低熱伝導率シートとが離れており、両者が非接触状態にある。このため、例えばエンジンの始動時に低熱伝導率シートからピストン本体への熱伝導を防止することができ、その結果低熱伝導率シートを速やかに昇温させることが可能となる。   According to this configuration, the piston main body and the low thermal conductivity sheet are separated from each other due to the presence of the elastic adhesive layer interposed between the piston main body and the low thermal conductivity sheet, and both are in a non-contact state. For this reason, for example, when the engine is started, heat conduction from the low thermal conductivity sheet to the piston body can be prevented, and as a result, the low thermal conductivity sheet can be quickly heated.

（６）請求項６に記載のピストンは、請求項１に記載のピストンにおいて、前記ピストン本体が前記ピストン頂面に設けられた凹部を有し、前記弾性接着剤層が前記凹部の底面に形成され、かつ前記ピストン本体及び前記低熱伝導率シートのうちの一方が他方に係合する係合部を有していることに特徴がある。   (6) The piston according to claim 6 is the piston according to claim 1, wherein the piston body has a recess provided on the top surface of the piston, and the elastic adhesive layer is formed on the bottom surface of the recess. And one of the piston main body and the low thermal conductivity sheet has an engaging portion that engages with the other.

この構成によると、ピストン本体及び低熱伝導率シートのうちの一方に設けられた係合部が他方と機械的に係合するので、この機械的係合力によりピストン本体から低熱伝導率シートが剥離することを良好に抑えることができる。   According to this configuration, since the engaging portion provided on one of the piston main body and the low thermal conductivity sheet mechanically engages with the other, the low thermal conductivity sheet is peeled from the piston main body by the mechanical engagement force. This can be suppressed satisfactorily.

（７）請求項７に記載のピストンは、請求項６に記載のピストンにおいて、前記係合部がかしめ加工により形成されたかしめ部よりなることに特徴がある。   (7) The piston according to claim 7 is characterized in that, in the piston according to claim 6, the engaging portion is formed by a caulking portion formed by caulking.

この構成によると、ピストン本体の凹部の底面に低熱伝導率シートを弾性接着剤層により接着した後、ピストン本体及び低熱伝導率シートのうちの一方をかしめ加工して他方と係合するかしめ部を該一方に形成するという簡単な手法により、ピストン本体と低熱伝導率シートとを機械的に係合させることができる。   According to this configuration, after the low thermal conductivity sheet is bonded to the bottom surface of the concave portion of the piston main body with the elastic adhesive layer, one of the piston main body and the low thermal conductivity sheet is caulked to be engaged with the other caulking portion. The piston body and the low thermal conductivity sheet can be mechanically engaged with each other by a simple method of forming the one.

（８）請求項８に記載のピストンは、請求項６に記載のピストンにおいて、前記ピストン本体が前記凹部の内周側面に設けられた係合凹部を有し、かつ前記低熱伝導率シートが、外周端から外方に突出して前記係合凹部と係合する突出係合部を有していることに特徴がある。   (8) The piston according to claim 8 is the piston according to claim 6, wherein the piston main body has an engagement recess provided on an inner peripheral side surface of the recess, and the low thermal conductivity sheet is It has a feature in that it has a projecting engagement portion that projects outward from the outer peripheral end and engages with the engagement recess.

この構成によると、ピストン本体の凹部の底面に低熱伝導率シートを弾性接着剤層により接着させる際に、低熱伝導率シートの突出係合部をピストン本体の係合凹部に係合させるという簡単な手法により、ピストン本体と低熱伝導率シートとを機械的に係合させることができる。   According to this configuration, when the low thermal conductivity sheet is bonded to the bottom surface of the recess of the piston body by the elastic adhesive layer, the projecting engagement portion of the low thermal conductivity sheet is engaged with the engagement recess of the piston body. By this method, the piston main body and the low thermal conductivity sheet can be mechanically engaged.

（９）請求項９に記載のピストンは、請求項１〜８のいずれか一つに記載のピストンにおいて、前記ピストン本体又は前記低熱伝導率シートが前記弾性接着剤層との間に空洞部を形成する空洞用凹部を有していることに特徴がある。   (9) The piston according to claim 9 is the piston according to any one of claims 1 to 8, wherein the piston main body or the low thermal conductivity sheet has a cavity between the elastic adhesive layer. It is characterized by having a cavity recess to be formed.

この構成によると、ピストン本体又は前記低熱伝導率シートが前記弾性接着剤層との間に形成された空洞部が空気断熱層として機能する。このため、エンジンの始動時や低負荷時に、ピストン頂面のうち低熱伝導率シートの部分をより速やかに昇温させることができる。   According to this configuration, the cavity formed between the piston main body or the low thermal conductivity sheet and the elastic adhesive layer functions as an air heat insulating layer. For this reason, the temperature of the portion of the low thermal conductivity sheet in the piston top surface can be raised more quickly when the engine is started or when the load is low.

（１０）請求項１０に記載のピストンは、請求項１〜９のいずれ一つに記載のピストンにおいて、前記低熱伝導率シートがチタン、チタン系合金又はステンレス鋼（ＳＵＳ）よりなることに特徴がある。   (10) The piston according to claim 10 is characterized in that, in the piston according to any one of claims 1 to 9, the low thermal conductivity sheet is made of titanium, titanium-based alloy or stainless steel (SUS). is there.

（１１）請求項１１に記載のピストンは、請求項１〜１０のいずれか一つに記載のピストンにおいて、前記弾性接着剤層の熱伝導率が前記低熱伝導率シートの熱伝導率よりも低いことに特徴がある。   (11) The piston according to claim 11 is the piston according to any one of claims 1 to 10, wherein the thermal conductivity of the elastic adhesive layer is lower than the thermal conductivity of the low thermal conductivity sheet. There is a special feature.

（１２）請求項１２に記載のピストンは、請求項１１に記載のピストンにおいて、前記弾性接着剤層がポリイミド若しくはその変性体又はポリベンゾイミダゾール若しくはその変性体よりなることに特徴がある。   (12) The piston according to claim 12 is characterized in that, in the piston according to claim 11, the elastic adhesive layer is made of polyimide or a modified product thereof or polybenzimidazole or a modified product thereof.

（１３）請求項１３に記載のピストンは、請求項１〜１２のいずれか一つに記載のピストンにおいて、前記低熱伝導率シートの厚さが０．１〜０．５ｍｍであることに特徴がある。   (13) The piston according to claim 13 is characterized in that in the piston according to any one of claims 1 to 12, the thickness of the low thermal conductivity sheet is 0.1 to 0.5 mm. is there.

（１４）請求項１４に記載のピストンは、請求項１〜１３のいずれか一つに記載のピストンにおいて、前記弾性接着剤層の厚さが０．０１〜１．０ｍｍであることに特徴がある。   (14) The piston according to claim 14 is the piston according to any one of claims 1 to 13, wherein the elastic adhesive layer has a thickness of 0.01 to 1.0 mm. is there.

（１５）請求項１５に記載のピストンの製造方法は、燃焼室に面するピストン頂面を有するピストン本体と、該ピストン頂面に形成された耐熱樹脂よりなる弾性接着剤層と、該弾性接着剤層上に形成され、前記ピストン本体よりも低い熱伝導率を有し、該熱伝導率が５〜４０Ｗ／ｍ・Ｋの低熱伝導率シートと、を備えるピストンを製造する方法であって、前記ピストン本体に有機溶剤を含む弾性接着剤を塗布する塗布工程と、前記弾性接着剤を所定温度に加熱して前記有機溶剤を蒸発させるプリベイク工程と、プリベイクした前記弾性接着剤の上に前記低熱伝導率シートを配置する配置工程と、プリベイクした前記弾性接着剤を加熱して該弾性接着剤を重合、硬化させて前記弾性接着剤層を形成し、該弾性接着剤層により前記ピストン本体と前記低熱伝導率シートとを接合する接合工程とを備えることを特徴とする。   (15) A method for manufacturing a piston according to claim 15 includes a piston main body having a piston top surface facing the combustion chamber, an elastic adhesive layer made of a heat-resistant resin formed on the piston top surface, and the elastic bonding. And a low thermal conductivity sheet having a thermal conductivity lower than that of the piston body and having a thermal conductivity of 5 to 40 W / m · K. An application step of applying an elastic adhesive containing an organic solvent to the piston body; a pre-baking step of evaporating the organic solvent by heating the elastic adhesive to a predetermined temperature; and the low heat on the pre-baked elastic adhesive An arrangement step of arranging a conductivity sheet; and heating the pre-baked elastic adhesive to polymerize and cure the elastic adhesive to form the elastic adhesive layer, and the elastic adhesive layer forms the piston body and the piston body. Serial characterized in that it comprises a joining step of joining the low thermal conductivity sheet.

このピストンの製造方法によると、弾性接着剤の塗布、弾性接着剤のプリベイク、低熱伝導率シートの配置及び弾性接着剤の加熱、硬化という極めて簡単な手法により請求項１に記載のピストンを製造することができる。   According to this piston manufacturing method, the piston according to claim 1 is manufactured by an extremely simple method of applying an elastic adhesive, pre-baking the elastic adhesive, disposing a low thermal conductivity sheet, and heating and curing the elastic adhesive. be able to.

したがって、本発明のピストンによれば、ピストン本体と低熱伝導率シートとの熱膨張率の違いにより、低熱伝導率シートが破壊したり、剥離したりすることを抑えることが可能となる。また、本発明のピストンは、低熱伝導率シートを接着剤により貼着し、必要に応じてかしめ加工等をするという極めて簡単な方法により製造することができる。   Therefore, according to the piston of the present invention, the low thermal conductivity sheet can be prevented from being broken or peeled off due to the difference in thermal expansion coefficient between the piston body and the low thermal conductivity sheet. The piston of the present invention can be manufactured by an extremely simple method of sticking a low thermal conductivity sheet with an adhesive and caulking or the like as necessary.

さらに、ピストン本体と低熱伝導率シートとを機械的に係合させた場合は、ピストン本体に対する低熱伝導率シートの接合性についての信頼性が向上する。   Furthermore, when the piston main body and the low thermal conductivity sheet are mechanically engaged, the reliability of the bondability of the low thermal conductivity sheet to the piston main body is improved.

以下、本発明の実施形態例について、図面を参照しつつ具体的に説明する。
（実施形態１）
図１の断面図に示される実施形態１の内燃機関用のピストン１は、エンジンのシリンダ（図示せず）内に往復動可能に配設されて用いられるものであり、シリンダとピストン頂面１ａとにより区画形成される燃焼室２内に燃料を直接噴射する直噴式エンジンに用いられるものである。 Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
A piston 1 for an internal combustion engine according to the first embodiment shown in the cross-sectional view of FIG. 1 is disposed and used in a reciprocating manner in a cylinder (not shown) of the engine, and the cylinder and the piston top surface 1a. And is used in a direct injection engine that directly injects fuel into a combustion chamber 2 that is partitioned.

このピストン１は、燃焼室２に面するピストン頂面１ａを有するピストン本体１０と、ピストン頂面１ａに形成された弾性接着剤層１１と、この弾性接着剤層１１上に形成された薄板状の低熱伝導率シート１２とを備えている。   The piston 1 includes a piston main body 10 having a piston top surface 1 a facing the combustion chamber 2, an elastic adhesive layer 11 formed on the piston top surface 1 a, and a thin plate shape formed on the elastic adhesive layer 11. The low thermal conductivity sheet 12 is provided.

ピストン本体１０は、アルミニウム合金よりなり、鋳造により所定形状に形成されたものである。このピストン本体１０のピストン頂面１ａの中央部には、凹状に窪んだ凹部１０ａが設けられている。そして、この凹部１０ａ内に弾性接着剤層１１及び低熱伝導率シート１２が配設されている。   The piston main body 10 is made of an aluminum alloy and is formed into a predetermined shape by casting. A concave portion 10 a that is recessed in a concave shape is provided at the center of the piston top surface 1 a of the piston body 10. And the elastic adhesive layer 11 and the low thermal conductivity sheet | seat 12 are arrange | positioned in this recessed part 10a.

ピストン本体１０の凹部１０ａは、低熱伝導率シート１２の外形状に略対応する底面形状を有している。凹部１０ａの形状は、弾性接着剤層１１及び低熱伝導率シート１２を凹部１０ａの底面に配設させることのできる形状であれば特に限定されない。実施形態１では、低熱伝導率シート１２は薄い円板状の金属シートよりなり、凹部１０ａの底面形状も低熱伝導率シート１２の円形と略同等の直径を有する円形とされている。また、凹部１０ａの深さの値は、弾性接着剤層１１及び低熱伝導率シート１２の合計厚さの値よりも大きくされている。   The recess 10 a of the piston body 10 has a bottom shape that substantially corresponds to the outer shape of the low thermal conductivity sheet 12. The shape of the recess 10a is not particularly limited as long as the elastic adhesive layer 11 and the low thermal conductivity sheet 12 can be disposed on the bottom surface of the recess 10a. In the first embodiment, the low thermal conductivity sheet 12 is made of a thin disk-shaped metal sheet, and the bottom shape of the recess 10 a is a circle having a diameter substantially equal to the circle of the low thermal conductivity sheet 12. Further, the depth value of the recess 10 a is set to be larger than the total thickness value of the elastic adhesive layer 11 and the low thermal conductivity sheet 12.

そして、凹部１０ａの底面全体に形成された弾性接着剤層１１により、低熱伝導率シート１２が凹部１０ａの底面に接着されている。また、凹部１０ａの開口周縁端には、求心方向に突出する環状突部１０ｂが設けられている。環状突部１０ｂは、低熱伝導率シート１２の外周縁部の表面（図１に示す低熱伝導率シート１２の上面）に当接して係合している。この係合部として機能する環状突部１０ｂは、かしめ加工により形成されたかしめ部よりなる。すなわち、環状突部１０ｂは、凹部１０ａの底面に低熱伝導率シート１２を弾性接着剤層１１により接着した後に、凹部１０ａの開口周縁端の全周を求心方向にかしめて塑性変形させることにより形成されたものである。なお、凹部１０ａの開口周縁端の複数箇所を周方向に間隔をおいてかしめることにより、環状突部１０ｂの代わりに、複数個の突部を形成してもよい。   And the low thermal conductivity sheet | seat 12 is adhere | attached on the bottom face of the recessed part 10a with the elastic adhesive bond layer 11 formed in the whole bottom face of the recessed part 10a. Moreover, the annular protrusion 10b which protrudes in a centripetal direction is provided in the opening peripheral edge of the recessed part 10a. The annular protrusion 10b is in contact with and engaged with the surface of the outer peripheral edge of the low thermal conductivity sheet 12 (the upper surface of the low thermal conductivity sheet 12 shown in FIG. 1). The annular protrusion 10b that functions as the engaging portion is formed by a caulking portion formed by caulking. That is, the annular protrusion 10b is formed by bonding the low thermal conductivity sheet 12 to the bottom surface of the recess 10a with the elastic adhesive layer 11, and then plastically deforming the entire periphery of the opening peripheral edge of the recess 10a in the centripetal direction. It has been done. A plurality of protrusions may be formed instead of the annular protrusion 10b by caulking a plurality of locations at the peripheral edge of the opening of the recess 10a in the circumferential direction.

ピストン頂面１ａ等のピストン本体１０の形状は特に限定されず適宜設定可能である。また、ピストン本体１０の材質もアルミニウム合金に限られない。   The shape of the piston body 10 such as the piston top surface 1a is not particularly limited and can be set as appropriate. The material of the piston body 10 is not limited to aluminum alloy.

弾性接着剤層１１は耐熱性樹脂よりなる。弾性接着剤層１１を構成する耐熱性樹脂としては、ピストン１の作動中に溶融又は分解せずに所定の接着力及び弾性力を発揮するものであれば特に限定されない。すなわち、ピストン１の作動中に所定の接着力を発揮することで、低熱伝導率シート１２を凹部１０ａの底面に確実に接着させることができ、かつ、ピストン１の作動中に所定の弾性力を発揮することで、ピストン本体１０と低熱伝導率シート１２との熱膨張率の違いによる両者の相対的な熱変形を吸収しうるような耐熱性樹脂を弾性接着剤層１１に用いることができる。   The elastic adhesive layer 11 is made of a heat resistant resin. The heat resistant resin constituting the elastic adhesive layer 11 is not particularly limited as long as it exhibits a predetermined adhesive force and elastic force without melting or decomposing during the operation of the piston 1. That is, by exhibiting a predetermined adhesive force during the operation of the piston 1, the low thermal conductivity sheet 12 can be reliably adhered to the bottom surface of the recess 10a, and a predetermined elastic force is applied during the operation of the piston 1. When exerted, the elastic adhesive layer 11 can be made of a heat resistant resin that can absorb the relative thermal deformation of the piston main body 10 and the low thermal conductivity sheet 12 due to the difference in thermal expansion coefficient.

また、弾性接着剤層１１の厚さは０．０１〜１．０ｍｍであることが好ましく、０．３〜０．７ｍｍであることがより好ましい。弾性接着剤層１１が薄すぎると、ピストン本体１０と低熱伝導率シート１２との熱膨張率の違いによる両者の相対的な熱変形を有効に吸収し得ない。一方、弾性接着剤層１１が厚すぎると、弾性接着剤層１１が割れ易くなる。   Further, the thickness of the elastic adhesive layer 11 is preferably 0.01 to 1.0 mm, and more preferably 0.3 to 0.7 mm. If the elastic adhesive layer 11 is too thin, the relative thermal deformation of the piston main body 10 and the low thermal conductivity sheet 12 due to the difference in thermal expansion coefficient cannot be effectively absorbed. On the other hand, if the elastic adhesive layer 11 is too thick, the elastic adhesive layer 11 is easily broken.

弾性接着剤層１１を構成する耐熱性樹脂として、具体的には、合成樹脂の中でも特に優れた耐熱性を有するポリイミド又はその変性体を好適に用いることができる。ポリイミド又はその変性体は熱可塑性のものでも熱硬化性のものでもかまわないが、必要な耐熱性を確保する上では、熱硬化性のものが好ましい。弾性接着剤層１１を構成する耐熱性樹脂として他の好ましい例としては、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）又はその変性体を挙げることができる。   Specifically as a heat resistant resin which comprises the elastic adhesive layer 11, the polyimide which has the especially outstanding heat resistance among synthetic resins, or its modified body can be used suitably. The polyimide or a modified product thereof may be thermoplastic or thermosetting, but is preferably thermosetting in order to ensure necessary heat resistance. Another preferred example of the heat resistant resin constituting the elastic adhesive layer 11 is polybenzimidazole (PBI) or a modified product thereof.

弾性接着剤層１１の熱伝導率は低熱伝導率シート１２の熱伝導率よりも低いことが好ましい。具体的には、弾性接着剤層１１の熱伝導率は５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることが好ましく、１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることがより好ましい。弾性接着剤層１１の熱伝導率が高すぎると、例えばエンジンの始動時に弾性接着剤層１１を介して低熱伝導率シート１２からピストン本体１０へ熱が移動し易くなり、ピストン頂面１ａの速やかな昇温を妨げる。   The thermal conductivity of the elastic adhesive layer 11 is preferably lower than the thermal conductivity of the low thermal conductivity sheet 12. Specifically, the thermal conductivity of the elastic adhesive layer 11 is preferably 5 W / m · K or less, and more preferably 1 W / m · K or less. If the thermal conductivity of the elastic adhesive layer 11 is too high, for example, heat will easily move from the low thermal conductivity sheet 12 to the piston body 10 via the elastic adhesive layer 11 at the start of the engine, so that the piston top surface 1a can be quickly moved. Disturbs the temperature rise.

低熱伝導率シート１２は、ピストン本体１０を構成する材料よりも熱伝導率が低く、かつ、ピストン１の作動中に溶融又は分解しない材料よりなる。熱伝導率シート１２の熱伝導率は５〜４０Ｗ／ｍ・Ｋである。熱伝導率シート１２の熱伝導率が５Ｗ／ｍ・Ｋ未満になると、エンジンの高負荷時に、熱伝導率シート１２が放熱しにくく、オイル劣化やノッキング現象が起こりやすくなる。一方、熱伝導率シート１２の熱伝導率は４０Ｗ／ｍ・Ｋを超えると、熱伝導率シート１２が放熱しやすく、未燃焼ガスが発生しやすくなる。   The low thermal conductivity sheet 12 is made of a material having a lower thermal conductivity than the material constituting the piston body 10 and that does not melt or decompose during operation of the piston 1. The thermal conductivity of the thermal conductivity sheet 12 is 5 to 40 W / m · K. When the thermal conductivity of the thermal conductivity sheet 12 is less than 5 W / m · K, the thermal conductivity sheet 12 is difficult to dissipate heat when the engine is heavily loaded, and oil deterioration and knocking phenomenon are likely to occur. On the other hand, if the thermal conductivity of the thermal conductivity sheet 12 exceeds 40 W / m · K, the thermal conductivity sheet 12 is likely to dissipate heat and unburned gas is likely to be generated.

低熱伝導率シート１２を構成する材料としては、例えば金属であってもセラミックスであってもよいが、軽量化や高靭性化等を図る観点より、チタン、チタン系合金又はステンレス鋼（ＳＵＳ）等の金属が好ましい。また、金属の中でも、特にチタン又はチタン系合金は熱伝導率が低く、また比重も小さいので好ましい。   The material constituting the low thermal conductivity sheet 12 may be, for example, a metal or a ceramic, but from the viewpoint of weight reduction, toughness, etc., titanium, a titanium alloy, stainless steel (SUS), or the like. The metals are preferred. Among metals, titanium or a titanium-based alloy is particularly preferable because of its low thermal conductivity and low specific gravity.

低熱伝導率シート１２の厚さは０．１〜０．５ｍｍであることが好ましい。低熱伝導率シート１２が薄すぎると、断熱層としての機能を有効に発揮し得ない。一方、低熱伝導率シート１２が厚すぎると、ピストン自体の高さが高くなるとともに重量が重くなり、燃費への悪影響が出てくる。   The thickness of the low thermal conductivity sheet 12 is preferably 0.1 to 0.5 mm. If the low thermal conductivity sheet 12 is too thin, the function as a heat insulating layer cannot be effectively exhibited. On the other hand, if the low thermal conductivity sheet 12 is too thick, the height of the piston itself is increased and the weight is increased, which adversely affects fuel consumption.

ここに、実施形態１のピストン１では、低熱伝導率シート１２が厚さ０．３ｍｍのチタンシートよりなり、この低熱伝導率シート１２の熱伝導率は２１．９Ｗ／ｍ・Ｋである。また、弾性接着剤層１１は熱硬化性のポリイミドよりなる。そして、この弾性接着剤層１１の厚さは０．０５ｍｍで、弾性接着剤層１１の熱伝導率は０．２Ｗ／ｍ・Ｋである。   Here, in the piston 1 of Embodiment 1, the low thermal conductivity sheet 12 is made of a titanium sheet having a thickness of 0.3 mm, and the thermal conductivity of the low thermal conductivity sheet 12 is 21.9 W / m · K. The elastic adhesive layer 11 is made of thermosetting polyimide. The elastic adhesive layer 11 has a thickness of 0.05 mm, and the elastic adhesive layer 11 has a thermal conductivity of 0.2 W / m · K.

上記構成を有する実施形態１のピストン１は、例えば以下のようにして製造することができる。   The piston 1 of the first embodiment having the above configuration can be manufactured, for example, as follows.

すなわち、図２に示されるように、まず鋳造により所定形状を有するピストン本体１０を形成する（図２（ａ）参照）。そして、ピストン頂面１ａに設けられた凹部１０ａの底面にポリイミド前駆体としての液体モノマー１１ａを所定厚さで塗布してから（図２（ｂ）参照）、１５０℃以上の温度でプリベイクして有機溶剤を蒸発させた後、その上に所定形状の低熱伝導率シート１２を配置する。そして、２００℃以上の高温に加熱することで、ポリイミド前駆体としての液体モノマー１１ａを重合、硬化させて弾性接着剤層１１とする。これにより、弾性接着剤層１１により、低熱伝導率シート１２を凹部１０ａの底面に接着させる（図２（ｃ）参照）。最後に、凹部１０ａの開口周縁端をかしめ加工して、環状突部１０ｂを形成する（図２（ｄ）参照）。   That is, as shown in FIG. 2, first, the piston body 10 having a predetermined shape is formed by casting (see FIG. 2A). And after apply | coating the liquid monomer 11a as a polyimide precursor by predetermined thickness to the bottom face of the recessed part 10a provided in the piston top surface 1a (refer FIG.2 (b)), it prebakes at the temperature of 150 degreeC or more. After evaporating the organic solvent, a low thermal conductivity sheet 12 having a predetermined shape is disposed thereon. And the liquid monomer 11a as a polyimide precursor is superposed | polymerized and hardened by heating to 200 degreeC or more high temperature, and it is set as the elastic adhesive layer 11. FIG. Thereby, the low thermal conductivity sheet 12 is adhered to the bottom surface of the recess 10a by the elastic adhesive layer 11 (see FIG. 2C). Finally, the annular peripheral edge 10b is formed by caulking the opening peripheral edge of the recess 10a (see FIG. 2D).

実施形態１のピストン１では、燃焼室２に面するピストン頂面１ａに配設された低熱伝導率シート１２及び弾性接着剤層１１が断熱層として機能する。このため、ピストン温度が低いエンジンの始動時や低負荷時に、ピストン頂面１ａのうち低熱伝導率シート１２の部分を速やかに昇温させることができ、燃焼室２内の燃料が未燃焼ガスになることを防止することができる。したがって、ＨＣエミッションや燃費の悪化を防ぐことが可能となる。   In the piston 1 of the first embodiment, the low thermal conductivity sheet 12 and the elastic adhesive layer 11 disposed on the piston top surface 1a facing the combustion chamber 2 function as a heat insulating layer. For this reason, the temperature of the low thermal conductivity sheet 12 in the piston top surface 1a can be quickly raised at the start of the engine with a low piston temperature or at a low load, and the fuel in the combustion chamber 2 becomes unburned gas. Can be prevented. Therefore, it becomes possible to prevent HC emission and fuel consumption from deteriorating.

一方、ピストン温度が高くなるエンジンの高負荷時においては、低熱伝導率シート１２が適度に放熱するため、低熱伝導率シート１２の温度が過度に高くならない。したがって、エンジンオイルの劣化やノッキングの発生を抑えることが可能となる。   On the other hand, when the engine temperature is high when the piston temperature is high, the low thermal conductivity sheet 12 radiates heat appropriately, so the temperature of the low thermal conductivity sheet 12 does not become excessively high. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of engine oil and the occurrence of knocking.

そして、実施形態１のピストン１では、低熱伝導率シート１２とピストン本体１０との間に弾性接着剤層１１が介在している。この弾性接着剤層１１は、弾性変形することにより、低熱伝導率シート１２及びピストン本体１０の相対的な熱変形を吸収する。このため、熱膨張率の違いによりピストン本体１０に対して低熱伝導率シート１２が相対的に変形したとしても、低熱伝導率シート１２が破壊したり、剥離したりすることを抑えることが可能となる。   In the piston 1 of the first embodiment, the elastic adhesive layer 11 is interposed between the low thermal conductivity sheet 12 and the piston body 10. The elastic adhesive layer 11 absorbs the relative thermal deformation of the low thermal conductivity sheet 12 and the piston body 10 by elastic deformation. For this reason, even if the low thermal conductivity sheet 12 is relatively deformed with respect to the piston body 10 due to the difference in thermal expansion coefficient, it is possible to suppress the low thermal conductivity sheet 12 from being broken or peeled off. Become.

しかも、実施形態１のピストン１は、低熱伝導率シート１２を接着剤により接着するという極めて簡単な方法により製造することができる。   And the piston 1 of Embodiment 1 can be manufactured by the very simple method of adhere | attaching the low thermal conductivity sheet | seat 12 with an adhesive agent.

また、実施形態１のピストン１では、断熱層として機能する低熱伝導率シート１２がチタンシートよりなるため、例えば塗膜により断熱層を形成する場合と比較して、低熱伝導率シート１２の耐久性を確保するのに有利となり、また低熱伝導率シート１２において均一厚さを確保するのも容易となる。さらに、チタンは金属の中でも特に熱伝導率が低く、また比重も小さい。このため、低熱伝導率シート１２が断熱効果を有効に発揮する。また、低熱伝導率シート１２をピストン頂面１ａに配設することによるピストン１の重量増加を抑えることができる。   Moreover, in the piston 1 of Embodiment 1, since the low thermal conductivity sheet | seat 12 which functions as a heat insulation layer consists of a titanium sheet, compared with the case where a heat insulation layer is formed, for example with a coating film, durability of the low thermal conductivity sheet | seat 12 is sufficient. In addition, it is advantageous to secure a uniform thickness in the low thermal conductivity sheet 12. Furthermore, titanium has a particularly low thermal conductivity and a low specific gravity among metals. For this reason, the low thermal conductivity sheet 12 exhibits a heat insulation effect effectively. Moreover, the weight increase of the piston 1 by arrange | positioning the low thermal conductivity sheet | seat 12 to the piston top surface 1a can be suppressed.

さらに、実施形態１のピストン１では、弾性接着剤層１１の熱伝導率が低熱伝導率シート１２の熱伝導率よりもかなり低くされている。このため、弾性接着剤層１１における断熱効果は、低熱伝導率シート１２の断熱効果よりもかなり大きい。このように断熱効果が大きい弾性接着剤層１１が低熱伝導率シート１２とピストン本体１０との間に介在すると、低熱伝導率シート１２からピストン本体１０への熱移動を弾性接着剤層１１により効果的に防止することができる。したがって、エンジンの始動時に、低熱伝導率シート１２をより速やかに昇温させることができ、未燃焼ガスの発生をより効果的に防止することが可能となる。   Furthermore, in the piston 1 of Embodiment 1, the thermal conductivity of the elastic adhesive layer 11 is considerably lower than the thermal conductivity of the low thermal conductivity sheet 12. For this reason, the heat insulation effect in the elastic adhesive layer 11 is considerably larger than the heat insulation effect of the low thermal conductivity sheet 12. When the elastic adhesive layer 11 having a large heat insulating effect is interposed between the low thermal conductivity sheet 12 and the piston body 10 as described above, the elastic adhesive layer 11 is effective in heat transfer from the low thermal conductivity sheet 12 to the piston body 10. Can be prevented. Therefore, when the engine is started, the temperature of the low thermal conductivity sheet 12 can be raised more quickly, and generation of unburned gas can be more effectively prevented.

加えて、実施形態１のピストン１では、ピストン本体１０の環状突部１０ｂが低熱伝導率シート１２の外周縁部に機械的に係合しているので、この機械的係合力によりピストン本体１０から低熱伝導率シート１２が剥離することを良好に抑えることができる。   In addition, in the piston 1 of the first embodiment, the annular protrusion 10b of the piston body 10 is mechanically engaged with the outer peripheral edge of the low thermal conductivity sheet 12, so that the mechanical engagement force causes the piston body 10 to move away from the piston body 10. It can suppress favorably that the low thermal conductivity sheet 12 peels.

また、実施形態１のピストン１では、弾性接着剤層１１が低熱伝導率シート１２により完全に覆われているため、弾性接着剤層１１が燃焼室の熱により劣化することを良好に抑えることができ、また燃焼室２内で燃焼する火炎が接触することで弾性接着剤層１１が燃えて炭化することを確実に防止することができる。   Moreover, in the piston 1 of Embodiment 1, since the elastic adhesive layer 11 is completely covered with the low thermal conductivity sheet 12, it is possible to satisfactorily prevent the elastic adhesive layer 11 from being deteriorated by the heat of the combustion chamber. Moreover, it can prevent reliably that the elastic adhesive bond layer 11 burns and carbonizes by the flame which burns in the combustion chamber 2 contacting.

（実施形態２）
図３及び図４に示される実施形態２のピストン１は、前記実施形態１のピストン１において、係合部として、かしめ部よりなる環状突部１０ｂをピストン本体１０に形成する代わりに、突出係合部１２１を低熱伝導率シート１２に設け、かつピストン本体１０の凹部１０ａに突出係合部１２１と係合可能な係合凹部１０１を形成したものである。 (Embodiment 2)
The piston 1 of the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4 differs from the piston 1 of the first embodiment in that, instead of forming an annular protrusion 10b formed of a caulking portion on the piston body 10 as an engaging portion, The joint portion 121 is provided in the low thermal conductivity sheet 12, and the engagement recess 101 that can be engaged with the projecting engagement portion 121 is formed in the recess 10 a of the piston body 10.

すなわち、実施形態２のピストン１では、ピストン本体１０の凹部１０ａの内周側面に環状の係合凹部１０１が設けられている。なお、この係合凹部１０１は、低熱伝導率シート１２の突出係合部１２１と係合しうるように設定されていれば環状である必要はない。   That is, in the piston 1 of the second embodiment, the annular engagement recess 101 is provided on the inner peripheral side surface of the recess 10 a of the piston body 10. The engaging recess 101 does not need to be annular if it is set so as to be able to engage with the protruding engaging portion 121 of the low thermal conductivity sheet 12.

また、実施形態２のピストン１では、低熱伝導率シート１２が、低熱伝導率シート１２の外周端から遠心方向に突出する４個の突出係合部１２１を有している。４個の突出係合部１２１は、低熱伝導率シート１２の周方向において等間隔に配設されている。   Further, in the piston 1 of the second embodiment, the low thermal conductivity sheet 12 has four projecting engagement portions 121 that project in the centrifugal direction from the outer peripheral end of the low thermal conductivity sheet 12. The four protruding engagement portions 121 are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the low thermal conductivity sheet 12.

ここに、実施形態２のピストン１では、低熱伝導率シート１２のうち４個の突出係合部１２１のみがピストン本体１０と接触し、かつ低熱伝導率シート１２が弾性接着剤層１１を完全に覆うように、凹部１０ａ、弾性接着剤層１１及び低熱伝導率シート１２の形状や大きさが設定されている。   Here, in the piston 1 of the second embodiment, only the four projecting engagement portions 121 of the low thermal conductivity sheet 12 are in contact with the piston body 10, and the low thermal conductivity sheet 12 completely covers the elastic adhesive layer 11. The shape and size of the concave portion 10a, the elastic adhesive layer 11 and the low thermal conductivity sheet 12 are set so as to cover.

その他の構成は、前記実施形態１と同様である。   Other configurations are the same as those of the first embodiment.

上記構成を有する実施形態２のピストン１は、例えば以下のようにして製造することができる。   The piston 1 of the second embodiment having the above configuration can be manufactured, for example, as follows.

すなわち、鋳造により所定形状に形成されたピストン本体１０の凹部１０ａの底面全体にポリイミド前駆体としての液体モノマーを所定厚さで塗布してから、１５０℃以上の温度でプリベイクして有機溶剤を蒸発させた後、その上に所定形状の低熱伝導率シート１２を配置する。このとき、低熱伝導率シート１２の突出係合部１２１をピストン本体１０の係合凹部１０１に係合させる。そして、２００℃以上の高温に加熱することで、ポリイミド前駆体としての液体モノマーを重合、硬化させて弾性接着剤層１１とする。   That is, a liquid monomer as a polyimide precursor is applied to the entire bottom surface of the recess 10a of the piston body 10 formed into a predetermined shape by casting at a predetermined thickness, and then prebaked at a temperature of 150 ° C. or higher to evaporate the organic solvent. Then, the low thermal conductivity sheet 12 having a predetermined shape is disposed thereon. At this time, the protrusion engagement portion 121 of the low thermal conductivity sheet 12 is engaged with the engagement recess 101 of the piston body 10. And the liquid monomer as a polyimide precursor is superposed | polymerized and hardened by heating to 200 degreeC or more high temperature, and it is set as the elastic adhesive layer 11. FIG.

したがって、実施形態２のピストン１では、ピストン本体１０の凹部１０ａの底面に低熱伝導率シート１２を弾性接着剤層１１により接着させる際に、低熱伝導率シート１２の突出係合部１２１をピストン本体１０の係合凹部１０１に係合させるという簡単な手法により、ピストン本体１０と低熱伝導率シート１２とを機械的に係合させることができる。   Therefore, in the piston 1 of the second embodiment, when the low thermal conductivity sheet 12 is adhered to the bottom surface of the recess 10a of the piston main body 10 by the elastic adhesive layer 11, the protruding engagement portion 121 of the low thermal conductivity sheet 12 is connected to the piston main body. The piston main body 10 and the low thermal conductivity sheet 12 can be mechanically engaged by a simple method of engaging with the ten engagement recesses 101.

また、実施形態２のピストン１では、低熱伝導率シート１２のうち４個の突出係合部１２１のみがピストン本体１０と接触しているので、例えばエンジンの始動時に低熱伝導率シート１２からピストン本体１０への熱伝導を良好に抑えることができ、その結果低熱伝導率シート１２を速やかに昇温させることが可能となる。   Further, in the piston 1 of the second embodiment, since only the four projecting engaging portions 121 of the low thermal conductivity sheet 12 are in contact with the piston main body 10, for example, when starting the engine, from the low thermal conductivity sheet 12 to the piston main body. 10 can be satisfactorily suppressed, and as a result, the low thermal conductivity sheet 12 can be quickly heated.

その他の作用効果は、前記実施形態１と同様である。   Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.

（実施形態３）
図５及び図６に示される実施形態３のピストン１は、前記実施形態１のピストン１において、ピストン本体１０の凹部１０ａの底面形状や弾性接着剤層１１及び低熱伝導率シート１２の形状を変更したものである。 (Embodiment 3)
The piston 1 of Embodiment 3 shown in FIGS. 5 and 6 is different from the piston 1 of Embodiment 1 in the shape of the bottom surface of the recess 10a of the piston body 10 and the shape of the elastic adhesive layer 11 and the low thermal conductivity sheet 12. It is a thing.

すなわち、実施形態３のピストン１では、凹部１０ａの底面に突起部３が設けられている。突起部３は、Ｔ字状の断面形状を有し、凹部１０ａの底面に一体に立設された円柱状首部３１と、円柱状首部３１の先端に連設された円盤状頭部３２とからなる。円柱状首部３１の外径は円盤状頭部３２の外径よりも小さく設定されており、これにより突起部３の外周側面に環状の係合凹部３ａが設けられている。   That is, in the piston 1 of the third embodiment, the protrusion 3 is provided on the bottom surface of the recess 10a. The projecting portion 3 has a T-shaped cross-sectional shape, and includes a columnar neck portion 31 erected integrally with the bottom surface of the recess 10 a and a disk-shaped head portion 32 continuously provided at the tip of the columnar neck portion 31. Become. The outer diameter of the columnar neck portion 31 is set to be smaller than the outer diameter of the disc-shaped head portion 32, whereby an annular engagement recess 3 a is provided on the outer peripheral side surface of the projection portion 3.

また、実施形態３のピストン１では、弾性接着剤層１１が、突起部３の頂面（円盤状頭部３２の頂面）に形成された頂面部１１１と、環状の係合凹部３ａを含む突起部３の外周側面（円柱状首部３１の外周側面及び円盤状頭部３２の外周側面）に形成された側面部１１２とを有している。側面部１１２は、円柱状首部３１の外周側面、すなわち突起部３の係合凹部３ａ内に形成された第１側面部１１２ａと、円盤状頭部３２の外周側面に形成された第２側面部１１２ｂとからなる。側面部１１２の第１側面部１１２ａは、突起部３の環状の係合凹部３ａと係合する環状の係合凸部を構成する。また、突起部３の外表面全体に弾性接着剤層１１が形成されており、突起部３の全体が弾性接着剤層１１により包囲されている。   In the piston 1 of the third embodiment, the elastic adhesive layer 11 includes a top surface portion 111 formed on the top surface of the protrusion 3 (the top surface of the disk-shaped head portion 32), and an annular engagement recess 3a. And a side surface portion 112 formed on the outer peripheral side surface of the protrusion 3 (the outer peripheral side surface of the columnar neck portion 31 and the outer peripheral side surface of the disk-shaped head portion 32). The side surface portion 112 includes an outer peripheral side surface of the columnar neck portion 31, that is, a first side surface portion 112 a formed in the engaging recess 3 a of the protrusion 3 and a second side surface portion formed on the outer peripheral side surface of the disk-shaped head portion 32. 112b. The first side surface portion 112 a of the side surface portion 112 constitutes an annular engagement convex portion that engages with the annular engagement concave portion 3 a of the projection portion 3. An elastic adhesive layer 11 is formed on the entire outer surface of the protruding portion 3, and the entire protruding portion 3 is surrounded by the elastic adhesive layer 11.

さらに、実施形態３のピストン１では、低熱伝導率シート１２が、弾性接着剤層１１の頂面部１１１を覆う頂面被覆部１２２と、弾性接着剤層１１の側面部１１２を覆う側面被覆部１２３とを有する有底筒状を呈している。なお、低熱伝導率シート１２の側面被覆部１２３は、弾性接着剤層１１の側面部１１２のうち第１側面部１１２ａの大部分と第２側面部１１２ｂの全体とを覆っている。すなわち、低熱伝導率シート１２の側面被覆部１２３は、弾性接着剤層１１の側面部１１２の全体を覆っておらず、低熱伝導率シート１２の側面被覆部１２３の先端（有底筒状の開口端）と凹部１０ａの底面との間には間隙がある。したがって、低熱伝導率シート１２とピストン本体１０とは離れており接触していない。   Furthermore, in the piston 1 of Embodiment 3, the low thermal conductivity sheet 12 includes a top surface covering portion 122 that covers the top surface portion 111 of the elastic adhesive layer 11 and a side surface covering portion 123 that covers the side surface portion 112 of the elastic adhesive layer 11. It has a bottomed cylindrical shape having. Note that the side surface covering portion 123 of the low thermal conductivity sheet 12 covers most of the first side surface portion 112 a and the entire second side surface portion 112 b of the side surface portion 112 of the elastic adhesive layer 11. That is, the side surface covering portion 123 of the low thermal conductivity sheet 12 does not cover the entire side surface portion 112 of the elastic adhesive layer 11, and the tip of the side surface covering portion 123 of the low thermal conductivity sheet 12 (a bottomed cylindrical opening). Edge) and the bottom surface of the recess 10a. Therefore, the low thermal conductivity sheet 12 and the piston body 10 are separated and are not in contact with each other.

その他の構成は、前記実施形態１と同様である。   Other configurations are the same as those of the first embodiment.

上記構成を有する実施形態３のピストン１は、例えば以下のようにして製造することができる。   The piston 1 of the third embodiment having the above-described configuration can be manufactured, for example, as follows.

すなわち、鋳造により所定形状に形成されたピストン本体１０の凹部１０ａの底面の所定部及び突起部３の外表面全体にポリイミド前駆体としての液体モノマーを所定厚さで塗布してから、１５０℃以上の温度でプリベイクして有機溶剤を蒸発させた後、その上に所定形状の低熱伝導率シート１２を被せる。そして、２００℃以上の高温に加熱することで、ポリイミド前駆体としての液体モノマーを重合、硬化させて弾性接着剤層１１とする。   That is, a liquid monomer as a polyimide precursor is applied in a predetermined thickness on a predetermined portion of the bottom surface of the recess 10a of the piston body 10 formed into a predetermined shape by casting and the entire outer surface of the protruding portion 3, and then 150 ° C. or more. The organic solvent is evaporated by pre-baking at the temperature, and then the low thermal conductivity sheet 12 having a predetermined shape is placed thereon. And the liquid monomer as a polyimide precursor is superposed | polymerized and hardened by heating to 200 degreeC or more high temperature, and it is set as the elastic adhesive layer 11. FIG.

実施形態３のピストン１では、ピストン本体１０の凹部１０ａに設けられた突起部３の係合凹部３ａ内に弾性接着剤層１１の側面部１１２の第１側面部（係合凸部）１１２ａが形成されているので、突起部３の係合凹部３ａと弾性接着剤層１１の第１側面部（係合凸部）１１２ａとが機械的に係合している。したがって、ピストン本体１０から弾性接着剤層１１が剥離することを良好に抑えることができる。   In the piston 1 of the third embodiment, the first side surface portion (engagement convex portion) 112a of the side surface portion 112 of the elastic adhesive layer 11 is provided in the engagement concave portion 3a of the projection portion 3 provided in the concave portion 10a of the piston main body 10. Since it is formed, the engagement concave portion 3a of the protrusion 3 and the first side surface portion (engagement convex portion) 112a of the elastic adhesive layer 11 are mechanically engaged. Therefore, it is possible to satisfactorily suppress the peeling of the elastic adhesive layer 11 from the piston body 10.

また、実施形態３のピストン１では、弾性接着剤層１１の頂面部１１１が低熱伝導率シート１２の頂面被覆部１２２により完全に覆われるとともに、弾性接着剤層１１の側面部１１２のほぼ全体が低熱伝導率シート１２の側面被覆部１２３により覆われているため、弾性接着剤層１１が燃焼室２に露出することを良好に抑えることができる。このため、燃焼室２の熱により弾性接着剤層１１が劣化したり、あるいは燃焼室２内で燃焼する火炎により弾性接着剤層１１が燃えて炭化したりすることを良好に抑えることが可能となる。   Further, in the piston 1 of the third embodiment, the top surface portion 111 of the elastic adhesive layer 11 is completely covered by the top surface covering portion 122 of the low thermal conductivity sheet 12, and almost the entire side surface portion 112 of the elastic adhesive layer 11. Is covered with the side surface covering portion 123 of the low thermal conductivity sheet 12, it is possible to satisfactorily suppress the elastic adhesive layer 11 from being exposed to the combustion chamber 2. For this reason, it is possible to satisfactorily suppress the elastic adhesive layer 11 from being deteriorated by the heat of the combustion chamber 2 or from being burnt and carbonized by the flame burning in the combustion chamber 2. Become.

さらに、実施形態３のピストン１では、低熱伝導率シート１２とピストン本体１０とが離れており接触していないので、例えばエンジンの始動時に低熱伝導率シート１２から直接ピストン本体１０に熱伝導することがなく、その結果低熱伝導率シート１２をより速やかに昇温させることが可能となる。   Furthermore, in the piston 1 of the third embodiment, since the low thermal conductivity sheet 12 and the piston body 10 are separated from each other and are not in contact with each other, for example, heat conduction from the low thermal conductivity sheet 12 directly to the piston body 10 is performed when the engine is started. As a result, the temperature of the low thermal conductivity sheet 12 can be raised more rapidly.

その他の作用効果は前記実施形態１と同様である。   Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.

（実施形態４）
図７及び図８に示される実施形態４のピストン１は、前記実施形態３のピストン１において、弾性接着剤層１１及び低熱伝導率シート１２の形状を変更したものである。 (Embodiment 4)
The piston 1 of the fourth embodiment shown in FIGS. 7 and 8 is obtained by changing the shapes of the elastic adhesive layer 11 and the low thermal conductivity sheet 12 in the piston 1 of the third embodiment.

すなわち、実施形態４のピストン１では、弾性接着剤層１１の側面部１１２の第１側面部（係合凸部）１１２ａが、円柱状首部３１の外周側面の一部、すなわち突起部３の係合凹部３ａ内の一部に形成されている。具体的には、円柱状首部３１の外周側面のうち円盤状頭部３２側の外周側面のみに弾性接着剤層１１の側面部１１２の第１側面部（係合凸部）１１２ａが形成されている。このため、突起部３の係合凹部３ａ内のうち凹部１０ａの底面側には弾性接着剤層１１の側面部１１２の第１側面部（係合凸部）１１２ａが形成されておらず、第１側面部（係合凸部）１１２ａと凹部１０ａの底面との間には隙間が形成されている。   That is, in the piston 1 of the fourth embodiment, the first side surface portion (engagement convex portion) 112 a of the side surface portion 112 of the elastic adhesive layer 11 is part of the outer peripheral side surface of the columnar neck portion 31, that is, the protrusion 3. It is formed in a part in the joint recess 3a. Specifically, the first side surface portion (engagement convex portion) 112a of the side surface portion 112 of the elastic adhesive layer 11 is formed only on the outer peripheral side surface of the cylindrical neck portion 31 on the disk-shaped head portion 32 side. Yes. For this reason, the 1st side surface part (engagement convex part) 112a of the side part 112 of the elastic adhesive layer 11 is not formed in the bottom face side of the recessed part 10a in the engagement recessed part 3a of the projection part 3, but the 1st A gap is formed between one side surface portion (engagement convex portion) 112a and the bottom surface of the concave portion 10a.

また、実施形態４のピストン１では、低熱伝導率シート１２が、側面被覆部１２３の先端（有底筒状の開口端）から内方に折り曲げられて係合凹部３ａと係合する４個の曲折係合部１２３ａを有している。曲折係合部１２３ａは弾性接着剤層１１の第１側面部（係合凸部）１１２ａを介在させて係合凹部３ａと係合している。４個の曲折係合部１２３ａは、低熱伝導率シート１２の周方向において等間隔に配設されている。なお、低熱伝導率シート１２の側面被覆部１２３は、側面部１１２の外周側面の全体を覆っているが、弾性接着剤層１１の第１側面部（係合凸部）１１２ａの下面（第１側面部１１２ａのうち凹部１０ａの底面側の面）は、４個の曲折係合部１２３ａのみによって部分的に覆われている。また、低熱伝導率シート１２の側面被覆部１２３の先端（有底筒状の開口端）や曲折係合部１２３ａと凹部１０ａの底面との間には間隙があり、低熱伝導率シート１２とピストン本体１０とは接触していない。   Further, in the piston 1 of the fourth embodiment, the low thermal conductivity sheet 12 is bent inward from the front end (bottomed cylindrical opening end) of the side surface covering portion 123 and engaged with the engagement recess 3a. It has a bending engagement part 123a. The bent engaging portion 123a is engaged with the engaging concave portion 3a with the first side surface portion (engaging convex portion) 112a of the elastic adhesive layer 11 interposed therebetween. The four bent engaging portions 123 a are arranged at equal intervals in the circumferential direction of the low thermal conductivity sheet 12. The side surface covering portion 123 of the low thermal conductivity sheet 12 covers the entire outer peripheral side surface of the side surface portion 112, but the lower surface (first surface) of the first side surface portion (engagement convex portion) 112 a of the elastic adhesive layer 11. Of the side surface portion 112a, the surface on the bottom surface side of the recess 10a) is partially covered only by the four bent engaging portions 123a. Further, there is a gap between the front end (bottomed cylindrical opening end) of the side surface covering portion 123 of the low thermal conductivity sheet 12 and the bent engagement portion 123a and the bottom surface of the recess 10a, and the low thermal conductivity sheet 12 and the piston. It is not in contact with the main body 10.

その他の構成は、前記実施形態３と同様である。   Other configurations are the same as those of the third embodiment.

上記構成を有する実施形態４のピストン１は、例えば以下のようにして製造することができる。   The piston 1 of the fourth embodiment having the above configuration can be manufactured, for example, as follows.

すなわち、鋳造により所定形状に形成されたピストン本体１０の凹部１０ａに設けられた突起部３の所定箇所にポリイミド前駆体としての液体モノマーを所定厚さで塗布してから、１５０℃以上の温度でプリベイクして有機溶剤を蒸発させる。そして、図８に示されるように、かしめによる折り曲げ加工により４個の曲折係合部１２３ａとなる４個の小片部１２３ｂが側面被覆部１２２の先端（有底筒状の開口端）から直状に伸びて設けられた所定形状の低熱伝導率シート１２を突起部３の上に被せる。そして、２００℃以上の高温に加熱することで、ポリイミド前駆体としての液体モノマーを重合、硬化させて弾性接着剤層１１とする。最後に、低熱伝導率シート１の４個の小片部１２３ｂをかしめにより内方に折り曲げ加工してかしめ部よりなる曲折係合部１２３ａとして、突起部３の係合凹部３ａに係合させる。   That is, a liquid monomer as a polyimide precursor is applied at a predetermined thickness to a predetermined portion of the protrusion 3 provided in the concave portion 10a of the piston body 10 formed into a predetermined shape by casting, and then at a temperature of 150 ° C. or higher. Pre-bake to evaporate the organic solvent. Then, as shown in FIG. 8, the four small pieces 123b, which become the four bent engaging portions 123a by bending by caulking, are straight from the tip (bottomed cylindrical opening end) of the side surface covering portion 122. A low thermal conductivity sheet 12 having a predetermined shape provided so as to extend over the projection 3 is placed on the projection 3. And the liquid monomer as a polyimide precursor is superposed | polymerized and hardened by heating to 200 degreeC or more high temperature, and it is set as the elastic adhesive layer 11. FIG. Finally, the four small pieces 123b of the low thermal conductivity sheet 1 are bent inward by caulking to be engaged with the engaging recesses 3a of the protrusions 3 as bent engaging portions 123a made of caulked portions.

実施形態４のピストン１では、低熱伝導率シート１２の４個の曲折係合部１２３ａとピストン本体１０の突起部３の係合凹部３ａとが機械的に係合するので、この機械的係合力によりピストン本体１０から低熱伝導率シート１２が剥離することを良好に抑えることができる。   In the piston 1 according to the fourth embodiment, the four bent engagement portions 123a of the low thermal conductivity sheet 12 and the engagement recesses 3a of the protrusion 3 of the piston body 10 are mechanically engaged. Therefore, it is possible to satisfactorily suppress the peeling of the low thermal conductivity sheet 12 from the piston body 10.

また、実施形態４のピストン１では、ピストン本体１０の凹部１０ａの突起部３に低熱伝導率シート１２を弾性接着剤層１１により接着した後、低熱伝導率シート１２の曲折係合部１２３ａとなる部分（小片部１２３ｂ）をかしめにより内方に折り曲げて突起部３の係合凹部３ａと係合させるという簡単な手法により、ピストン本体１０と低熱伝導率シート１２とを機械的に係合させることができる。   In the piston 1 of the fourth embodiment, the low thermal conductivity sheet 12 is bonded to the protrusion 3 of the recess 10 a of the piston body 10 by the elastic adhesive layer 11, and then the bent engagement portion 123 a of the low thermal conductivity sheet 12 is obtained. The piston main body 10 and the low thermal conductivity sheet 12 are mechanically engaged with each other by a simple technique of bending the portion (small piece portion 123b) inward by caulking and engaging with the engaging recess 3a of the protrusion 3. Can do.

その他の作用効果は前記実施形態３と同様である。   Other functions and effects are the same as those of the third embodiment.

（実施形態５）
図９に示される実施形態５のピストン１は、前記実施形態４のピストン１において、弾性接着剤層１１の形状を変更したものである。 (Embodiment 5)
The piston 1 of the fifth embodiment shown in FIG. 9 is obtained by changing the shape of the elastic adhesive layer 11 in the piston 1 of the fourth embodiment.

すなわち、実施形態５のピストン１では、円柱状首部３１の外周側面（突起部３の係合凹部３ａ内）には弾性接着剤層１１が形成されておらず、弾性接着剤層１１の側面部１１２は突起部３の円盤状頭部３２の外周側面に形成された第２側面部１１２ｂのみからなる。 また、実施形態５のピストン１では、低熱伝導率シート１２の４個の曲折係合部１２３ａが、突起部３の円盤状頭部３２の下面（凹部１０の底面側の面）に当接している。すなわち、低熱伝導率シート１２の４個の曲折係合部１２３ａは、弾性接着剤層１１を介在させることなく直接、突起部３の係合凹部３ａに係合している。   That is, in the piston 1 of the fifth embodiment, the elastic adhesive layer 11 is not formed on the outer peripheral side surface of the columnar neck portion 31 (in the engaging recess 3 a of the protrusion 3), and the side surface portion of the elastic adhesive layer 11 is not formed. Reference numeral 112 includes only a second side surface portion 112 b formed on the outer peripheral side surface of the disc-shaped head portion 32 of the protrusion 3. Further, in the piston 1 of the fifth embodiment, the four bent engaging portions 123a of the low thermal conductivity sheet 12 are in contact with the lower surface of the disk-shaped head portion 32 of the protrusion 3 (the surface on the bottom surface side of the concave portion 10). Yes. That is, the four bent engaging portions 123a of the low thermal conductivity sheet 12 are directly engaged with the engaging concave portions 3a of the protruding portions 3 without the elastic adhesive layer 11 interposed therebetween.

その他の構成は、前記実施形態４と同様である。   Other configurations are the same as those of the fourth embodiment.

したがって、実施形態５のピストン１では、低熱伝導率シート１２のうち４個の曲折係合部１２３ａのみがピストン本体１０の突起部３と接触しているので、例えばエンジンの始動時に低熱伝導率シート１２からピストン本体１０への熱伝導を良好に抑えることができ、その結果低熱伝導率シート１２を速やかに昇温させることが可能となる。   Therefore, in the piston 1 of the fifth embodiment, only the four bent engaging portions 123a of the low thermal conductivity sheet 12 are in contact with the protrusions 3 of the piston main body 10, so that, for example, when starting the engine, the low thermal conductivity sheet The heat conduction from 12 to the piston main body 10 can be satisfactorily suppressed, and as a result, the low thermal conductivity sheet 12 can be quickly heated.

なお、実施形態５のピストン１では、低熱伝導率シート１２の曲折係合部１２３ａとピストン本体１０の突起部３とが接触しているので、この接触部を介して低熱伝導率シート１２からピストン本体１０に熱伝導する。   In the piston 1 of the fifth embodiment, the bent engagement portion 123a of the low thermal conductivity sheet 12 and the protrusion 3 of the piston main body 10 are in contact with each other. Conducts heat to the body 10.

その他の作用効果は前記実施形態４と同様である。   Other functions and effects are the same as those of the fourth embodiment.

（実施形態６）
図１０に示される実施形態６のピストン１は、前記実施形態１のピストン１において、凹部１０ａ及び低熱伝導率シート１２の形状を変更したものである。 (Embodiment 6)
The piston 1 of Embodiment 6 shown by FIG. 10 changes the shape of the recessed part 10a and the low heat conductivity sheet | seat 12 in the piston 1 of the said Embodiment 1. FIG.

すなわち、実施形態６のピストン１では、ピストン本体１０の凹部１０ａの底面に凹段部１０ｃが設けられている。凹段部１０ｃは、低熱伝導率シート１２の外形状に対応する底面形状を有する。そして、凹段部１０ｃの底面に弾性接着剤層１１により低熱伝導率シート１２が接着されている。   That is, in the piston 1 of the sixth embodiment, the concave step portion 10 c is provided on the bottom surface of the concave portion 10 a of the piston main body 10. The recessed step portion 10 c has a bottom shape corresponding to the outer shape of the low thermal conductivity sheet 12. And the low thermal conductivity sheet | seat 12 is adhere | attached by the elastic adhesive layer 11 on the bottom face of the recessed step part 10c.

また、低熱伝導率シート１２の下面には複数の空洞用凹部１２ａが形成されている。これにより、低熱伝導率シート１２と弾性接着剤層１１との間に複数の空洞部４が形成されている。   A plurality of cavity recesses 12 a are formed on the lower surface of the low thermal conductivity sheet 12. Thereby, a plurality of cavities 4 are formed between the low thermal conductivity sheet 12 and the elastic adhesive layer 11.

その他の構成は、前記実施形態１と同様である。   Other configurations are the same as those of the first embodiment.

したがって、実施形態６のピストン１では、低熱伝導率シート１２と弾性接着剤層１１との間に形成された複数の空洞部４が空気断熱層として機能する。このため、エンジンの始動時や低負荷時に、低熱伝導率シート１２をより速やかに昇温させることができ、未燃焼ガスの発生をより効果的に防止することが可能となる。   Therefore, in the piston 1 of the sixth embodiment, the plurality of cavities 4 formed between the low thermal conductivity sheet 12 and the elastic adhesive layer 11 function as an air heat insulating layer. For this reason, the temperature of the low thermal conductivity sheet 12 can be raised more quickly when the engine is started or when the load is low, and generation of unburned gas can be more effectively prevented.

また、実施形態６のピストン１では、実施形態１のピストン１と比べて、複数の空洞部４の合計投影面積分だけ、低熱伝導率シート１２と弾性接着剤層１１との接触面積が減少する。このため、低熱伝導率シート１２をより速やかに昇温させる効果を助長することができ、未燃焼ガスの発生をより効果的に防止することが可能となる。   Further, in the piston 1 of the sixth embodiment, compared with the piston 1 of the first embodiment, the contact area between the low thermal conductivity sheet 12 and the elastic adhesive layer 11 is reduced by the total projected area of the plurality of cavities 4. . For this reason, the effect of raising the temperature of the low thermal conductivity sheet 12 more quickly can be promoted, and generation of unburned gas can be more effectively prevented.

その他の作用効果は前記実施形態１と同様である。   Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.

（実施形態７）
図１１に示される実施形態７のピストン１は、前記実施形態５のピストン１において、突起部３の形状を変更したものである。 (Embodiment 7)
The piston 1 of the seventh embodiment shown in FIG. 11 is obtained by changing the shape of the protrusion 3 in the piston 1 of the fifth embodiment.

すなわち、実施形態７のピストン１では、ピストン本体１０の突起部３の頂面に複数の空洞用凹部１０ｄが形成されている。これにより、ピストン本体１０と弾性接着剤層１１との間に複数の空洞部４が形成されている。   That is, in the piston 1 of the seventh embodiment, a plurality of cavity recesses 10 d are formed on the top surface of the protrusion 3 of the piston body 10. Thereby, a plurality of cavities 4 are formed between the piston body 10 and the elastic adhesive layer 11.

その他の構成は、前記実施形態５と同様である。   Other configurations are the same as those of the fifth embodiment.

したがって、実施形態７のピストン１では、ピストン本体１０と弾性接着剤層１１との間に形成された複数の空洞部４が空気断熱層として機能する。このため、エンジンの始動時や低負荷時に、低熱伝導率シート１２をより速やかに昇温させることができ、未燃焼ガスの発生をより効果的に防止することが可能となる。   Therefore, in the piston 1 of the seventh embodiment, the plurality of cavities 4 formed between the piston body 10 and the elastic adhesive layer 11 function as an air heat insulating layer. For this reason, the temperature of the low thermal conductivity sheet 12 can be raised more quickly when the engine is started or when the load is low, and generation of unburned gas can be more effectively prevented.

また、実施形態７のピストン１では、実施形態５のピストン１と比べて、複数の空洞部４の合計投影面積分だけ、ピストン本体１０と低熱伝導率シート１２との接触面積が減少する。このため、低熱伝導率シート１２をより速やかに昇温させる効果を助長することができ、未燃焼ガスの発生をより効果的に防止することが可能となる。   Further, in the piston 1 of the seventh embodiment, the contact area between the piston main body 10 and the low thermal conductivity sheet 12 is reduced by the total projected area of the plurality of cavities 4 as compared with the piston 1 of the fifth embodiment. For this reason, the effect of raising the temperature of the low thermal conductivity sheet 12 more quickly can be promoted, and generation of unburned gas can be more effectively prevented.

その他の作用効果は前記実施形態１と同様である。   Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.

（その他の実施形態）
前述した実施形態１〜７において、弾性接着剤層１１内に気泡や微小な中空ガラス体を混入させることもできる。これにより、弾性接着剤層１１における断熱効果をより増大させることができる。したがって、例えばエンジンの始動時に低熱伝導率シート１２をより速やかに昇温させることが可能となる。 (Other embodiments)
In Embodiments 1 to 7 described above, bubbles and minute hollow glass bodies can be mixed in the elastic adhesive layer 11. Thereby, the heat insulation effect in the elastic adhesive bond layer 11 can be increased more. Therefore, for example, the temperature of the low thermal conductivity sheet 12 can be raised more quickly when the engine is started.

実施形態１に係るピストンの構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a piston according to the first embodiment. 実施形態１に係るピストンの製造工程を説明する断面図であって、（ａ）は鋳造により形成したピストン本体を示し、（ｂ）はピストン本体の凹部にポリイミド前駆体としての液体モノマーを塗布した状態を示し、（ｃ）はポリイミド前駆体としての液体モノマー１１ａを加熱、硬化させて弾性接着剤層により、チタンシートよりなる低熱伝導率シートを凹部に接着させた状態を示し、（ｄ）は凹部の開口周縁端をかしめ加工して、環状突部を形成した状態を示す。It is sectional drawing explaining the manufacturing process of the piston which concerns on Embodiment 1, Comprising: (a) shows the piston main body formed by casting, (b) applied the liquid monomer as a polyimide precursor to the recessed part of the piston main body. (C) shows a state in which the liquid monomer 11a as a polyimide precursor is heated and cured, and a low thermal conductivity sheet made of a titanium sheet is adhered to the recess by an elastic adhesive layer, and (d) shows The state which carried out the crimping process of the opening peripheral edge of a recessed part, and formed the annular protrusion is shown. 実施形態２に係るピストンの構成を示す断面図である。6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a piston according to Embodiment 2. FIG. 実施形態２に係るピストンにおける低熱伝導率シートを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the low thermal conductivity sheet | seat in the piston which concerns on Embodiment 2. FIG. 実施形態３に係るピストンの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the piston which concerns on Embodiment 3. 実施形態３に係るピストンの製造工程を説明する断面図であって、（ａ）は鋳造により形成したピストン本体を示し、（ｂ）はピストン本体の凹部の突起部にポリイミド前駆体としての液体モノマーを塗布した後であって、低熱伝導率シートを突起部に被せる前の状態を示す。It is sectional drawing explaining the manufacturing process of the piston which concerns on Embodiment 3, Comprising: (a) shows the piston main body formed by casting, (b) is the liquid monomer as a polyimide precursor in the projection part of the recessed part of a piston main body. The state after apply | coating and before covering a low thermal conductivity sheet | seat on a projection part is shown. 実施形態４に係るピストンの構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the piston which concerns on Embodiment 4. 実施形態４に係るピストンにおける低熱伝導率シートであって、曲折係合部を折り曲げる前の状態を示す斜視図である。It is a low thermal conductivity sheet | seat in the piston which concerns on Embodiment 4, Comprising: It is a perspective view which shows the state before bending a bending engagement part. 実施形態５に係るピストンの構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a piston according to a fifth embodiment. 実施形態６に係るピストンの構成を示す断面図である。10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a piston according to Embodiment 6. FIG. 実施形態７に係るピストンの構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a piston according to a seventh embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１…ピストン １ａ…頂面
２…燃焼室 １０…ピストン本体
１１…弾性接着剤層 １２…低熱伝導率シート
１０ａ…凹部 ３…突起部
３ａ…係合凹部 １１１…頂面部
１１２…側面部 １１２ａ…第１側面部（係合凸部）
１２１…突出係合部 １２２…頂面被覆部
１２３…側面被覆部 １２３ａ…曲折係合部
４…空洞部 １０ｄ、１２ａ…空洞用凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Piston 1a ... Top surface 2 ... Combustion chamber 10 ... Piston main body 11 ... Elastic adhesive layer 12 ... Low heat conductivity sheet | seat 10a ... Recess 3 ... Projection part 3a ... Engagement recessed part 111 ... Top surface part 112 ... Side surface part 112a ... 1st 1 side part (engagement convex part)
121 ... Projection engagement portion 122 ... Top surface covering portion 123 ... Side surface covering portion 123a ... Bending engagement portion 4 ... Cavity portion 10d, 12a ... Cavity recess

Claims (15)

燃焼室に面するピストン頂面を有するピストン本体と、
前記ピストン頂面に形成された耐熱樹脂よりなる弾性接着剤層と、
前記弾性接着剤層上に形成され、前記ピストン本体よりも低い熱伝導率を有し、該熱伝導率が５〜４０Ｗ／ｍ・Ｋの低熱伝導率シートと、を備えていることを特徴とするピストン。 A piston body having a piston top surface facing the combustion chamber;
An elastic adhesive layer made of a heat-resistant resin formed on the top surface of the piston;
A low thermal conductivity sheet formed on the elastic adhesive layer, having a thermal conductivity lower than that of the piston body, and having a thermal conductivity of 5 to 40 W / m · K. Piston to do. 前記ピストン本体は前記ピストン頂面に設けられた凹部と該凹部の底面に設けられた突起部とを有し、
前記突起部は該突起部の外周側面に設けられた係合凹部を有し、
前記弾性接着剤層は前記突起部の頂面に形成された頂面部と前記外周側面に形成された側面部とを有し、
前記低熱伝導率シートは前記弾性接着剤層の前記頂面部を覆う頂面被覆部と該弾性接着剤層の前記側面部を覆う側面被覆部とを有する有底筒状を呈している請求項１に記載のピストン。 The piston body has a recess provided on the piston top surface and a protrusion provided on the bottom surface of the recess,
The protrusion has an engaging recess provided on the outer peripheral side surface of the protrusion,
The elastic adhesive layer has a top surface portion formed on the top surface of the protrusion and a side surface portion formed on the outer peripheral side surface,
The said low heat conductivity sheet is exhibiting the bottomed cylinder shape which has the top surface coating | coated part which covers the said top surface part of the said elastic adhesive layer, and the side surface coating | coated part which covers the said side part of this elastic adhesive layer. The piston described in 1. 前記弾性接着剤層は前記係合凹部と係合する係合凸部を有している請求項２に記載のピストン。   The piston according to claim 2, wherein the elastic adhesive layer has an engaging convex portion that engages with the engaging concave portion. 前記低熱伝導率シートは、前記側面被覆部の先端から内方に折り曲げられて前記係合凹部と係合する曲折係合部を有している請求項２〜３のいずれか一つに記載のピストン。   The said low heat conductivity sheet | seat has the bending engagement part bent inward from the front-end | tip of the said side surface coating | coated part, and engages with the said engagement recessed part. piston. 前記ピストン本体と前記低熱伝導率シートとの間には前記弾性接着剤層が介在して該ピストン本体と該低熱伝導率シートとが離れている請求項２〜４のいずれか一つに記載のピストン。   The piston body and the low thermal conductivity sheet are separated from each other by interposing the elastic adhesive layer between the piston main body and the low thermal conductivity sheet. piston. 前記ピストン本体は前記ピストン頂面に設けられた凹部を有し、
前記弾性接着剤層は前記凹部の底面に形成され、
前記ピストン本体及び前記低熱伝導率シートのうちの一方は他方に係合する係合部を有している請求項１に記載のピストン。 The piston body has a recess provided in the piston top surface;
The elastic adhesive layer is formed on the bottom surface of the recess,
The piston according to claim 1, wherein one of the piston main body and the low thermal conductivity sheet has an engaging portion that engages with the other. 前記係合部はかしめ加工により形成されたかしめ部よりなる請求項６に記載のピストン。   The piston according to claim 6, wherein the engaging portion includes a caulking portion formed by caulking. 前記ピストン本体は前記凹部の内周側面に設けられた係合凹部を有し、
前記低熱伝導率シートは、該低熱伝導率シートの外周端から外方に突出して前記係合凹部と係合する突出係合部を有している請求項６に記載のピストン。 The piston body has an engagement recess provided on the inner peripheral side surface of the recess,
The piston according to claim 6, wherein the low thermal conductivity sheet has a projecting engagement portion that projects outward from an outer peripheral end of the low thermal conductivity sheet and engages with the engagement recess. 前記ピストン本体又は前記低熱伝導率シートは前記弾性接着剤層との間に空洞部を形成する空洞用凹部を有していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のピストン。   The said piston main body or the said low thermal conductivity sheet | seat has the recessed part for cavities which forms a cavity part between the said elastic adhesive bond layers, The Claim 1 characterized by the above-mentioned. piston. 前記低熱伝導率シートがチタン、チタン系合金又はステンレス鋼よりなる請求項１〜９のいずれか一つに記載のピストン。   The piston according to any one of claims 1 to 9, wherein the low thermal conductivity sheet is made of titanium, a titanium-based alloy, or stainless steel. 前記弾性接着剤層の熱伝導率は前記低熱伝導率シートの熱伝導率よりも低い請求項１〜１０のいずれか一つに記載のピストン。   The piston according to any one of claims 1 to 10, wherein a thermal conductivity of the elastic adhesive layer is lower than a thermal conductivity of the low thermal conductivity sheet. 前記弾性接着剤層がポリイミド若しくはその変性体又はポリベンゾイミダゾール若しくはその変性体よりなる請求項１１に記載のピストン。   The piston according to claim 11, wherein the elastic adhesive layer is made of polyimide or a modified product thereof, or polybenzimidazole or a modified product thereof. 前記低熱伝導率シートの厚さが０．１〜０．５ｍｍである請求項１〜１２のいずれか一つに記載のピストン。   The piston according to any one of claims 1 to 12, wherein the low thermal conductivity sheet has a thickness of 0.1 to 0.5 mm. 前記弾性接着剤層の厚さが０．０１〜１．０ｍｍである請求項１〜１３のいずれか一つに記載のピストン。   The piston according to any one of claims 1 to 13, wherein the elastic adhesive layer has a thickness of 0.01 to 1.0 mm. 燃焼室に面するピストン頂面を有するピストン本体と、該ピストン頂面に形成された耐熱樹脂よりなる弾性接着剤層と、該弾性接着剤層上に形成され、前記ピストン本体よりも低い熱伝導率を有し、該熱伝導率が５〜４０Ｗ／ｍ・Ｋの低熱伝導率シートと、を備えるピストンを製造する方法であって、
前記ピストン本体に有機溶剤を含む弾性接着剤を塗布する塗布工程と、
前記弾性接着剤を所定温度に加熱して前記有機溶剤を蒸発させるプリベイク工程と、
プリベイクした前記弾性接着剤の上に前記低熱伝導率シートを配置する配置工程と、
プリベイクした前記弾性接着剤を加熱して該弾性接着剤を重合、硬化させて前記弾性接着剤層を形成し、該弾性接着剤層により前記ピストン本体と前記低熱伝導率シートとを接合する接合工程とを備えることを特徴とするピストンの製造方法。 A piston body having a piston top surface facing the combustion chamber, an elastic adhesive layer made of a heat-resistant resin formed on the piston top surface, and a heat conduction lower than that of the piston body formed on the elastic adhesive layer A low thermal conductivity sheet having a thermal conductivity of 5 to 40 W / m · K, and a method of manufacturing a piston comprising:
An application step of applying an elastic adhesive containing an organic solvent to the piston body;
A pre-baking step of evaporating the organic solvent by heating the elastic adhesive to a predetermined temperature;
An arrangement step of arranging the low thermal conductivity sheet on the pre-baked elastic adhesive;
A joining step of heating the pre-baked elastic adhesive to polymerize and cure the elastic adhesive to form the elastic adhesive layer, and joining the piston body and the low thermal conductivity sheet by the elastic adhesive layer A method for manufacturing a piston, comprising:
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