JP3391054B2 - リエントラント型ピストンの製造方法 - Google Patents
リエントラント型ピストンの製造方法Info
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0603—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston at least part of the interior volume or the wall of the combustion space being made of material different from the surrounding piston part, e.g. combustion space formed within a ceramic part fixed to a metal piston head
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関のピストン構造
に係り、特に、直射式ディーゼルエンジン等に採用され
ているリエントラント型ピストン及びその製造方法に関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、ＣＯ2 による地球温暖化防止、地
域環境保全、燃費の向上等の観点から自動車の排ガス、
特に、ディーゼルエンジンにおける燃焼改善の要求が高
まっている。この対策の一つとして、例えば直射式ディ
ーゼルエンジンのピストンに形成された燃焼室の形状を
リエントラント型にする方法がある。このリエントラン
ト型ピストンはアルミニウム等の軽量材で形成されたピ
ストン本体の頂部に燃焼室を形成し、この燃焼室入口の
リップ先端部を先細りにシャープにしてスキッシュ流及
び逆スキッシュ流の乱れを増大させ、燃料と空気との混
合を均一化して、燃焼状態を良好にしたものである。し
かしながら、このリエントラント型ピストンは、その先
端部が先細りになっていることから、熱的負荷に対し、
耐久性が劣る欠点があるため、リップ部の（先端）形状
を充分に鋭角にすることが困難であり、充分な性能を引
き出すに至っていない。そのため、このリップ先端部を
強化する方法として、リップ部を耐蝕性に優れたニレ
ジスト鋳鉄で形成し、これをピストン本体に鋳包む方
法、リップ部を耐熱性に優れたセラミック材で形成
し、これをピストン本体に鋳包む方法、ピストン材質
自体を耐熱アルミ材料に代える方法、ピストン材質を
他の耐熱材質に代える方法、等が提案されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
方法でもあっても以下のような欠点を有している。 【０００４】ニレジスト鋳鉄を鋳包む方法の場合、ニ
レジスト鋳鉄自体がアルミニウムと同等の熱膨張係数
（２１×１０-6／℃）をもつ材料であるため、アルミニ
ウムとの界面の熱膨張差に基づく剥離、亀裂の危険度は
少ないが、鋳包みに際し、被鋳包み材の表面のフラック
ス処理及び鋳包み直前のアルミ溶湯への浸漬処理が必要
であり、管理に手間がかかる欠点がある。また、耐摩耗
性に関してはピストンのリンググルーブ部で実績はある
ものの、熱的すなわち熱疲労、熱衝撃性能に対しては充
分な効果が期待できない。 【０００５】耐熱セラミック材を鋳包む方法では、耐
熱セラミック材自体が比重面でアルミニウムに近い３．
２ｇ／ｃｍ3 と軽量であるが、形状を作り込むための切
削加工性に劣り、量産性が悪いといった欠点がある。ま
た、アルミニウムとの界面はセラミックス材とアルミニ
ウムとのアンカー効果による機械的結合になり、信頼性
にかける。 【０００６】ピストン材質自体を耐熱アルミ材料に代
える方法の場合、例えば現在ピストン用としてはＪＩＳ
ＡＣ８Ａ−Ｔ５材を使用するのが一般的であり、ま
た、この材料よりもさらに熱的に強い、高温強度の優れ
たアルミ材の開発も一部みられるが、これらは合金成分
として耐熱性の良いＮｉやＣｒ等の添加材をハイレベル
に合金化したものであるため、ピストン形状に鋳造する
際、鋳造性が悪く不良率が大きいだけでなく、所望する
充分な高温強度を得ることができない。 【０００７】ピストン材質自体を他の耐熱材質に代え
る方法としては鋳鉄及び鋳鋼製のものが一部あるが、こ
れらはアルミニウムと比べ重量面で重くなり、また、形
状見直しによる開発時間が長くなり、しかもそれに有す
る費用も膨大なものなる。 【０００８】そこで、本発明は上記問題点を有効に解決
するために案出されたものであり、その主な目的は熱疲
労、熱衝撃に対する充分な熱的強度及び信頼性を備えた
新規なリエントラント型ピストン及びその製造方法を提
供するものである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第一の本発明はピストン本体頂部に多孔質体を鋳包ん
でリップ部を形成する、リエントラント型ピストンの製
造方法において、高分子粉末の表面の一部にＴｉＡｌ微
細粉末を付着させて複合カプセル体を形成し、該複合カ
プセル体とＴｉＡｌ微細粉末とを、上記複合カプセル体
の割合が上記リップ部先端部から上記ピストン本体との
接触界面側に向かって徐々に増加するように配置圧粉し
てバルク体を形成し、該バルク体を加熱して複合カプセ
ル体内高分子粉末を除去して上記リップ部先端部から上
記ピストン本体との接触界面側に向かって徐々に空洞率
が大きくなる連続空洞部を有する多孔質体を形成し、該
多孔質体をアルミニウムの溶湯で鋳包んで、上記多孔質
体の連続空洞部に上記アルミニウムの溶湯を浸入させる
ものである。 【００１０】 【作用】本発明によれば、ピストン本体がアルミニウ
ム、リップ部先端部が高温強度に優れたＴｉＡｌで形成
されるため、従来通りピストン本体の軽量化は勿論、燃
焼室のリップ部先端部が熱疲労、熱衝撃性能に対して充
分な効果が発揮できる。また、リップ部とピストン本体
の結合部はＴｉＡｌ焼結体とアルミニウムとで形成され
てその明確な接触界面がなく、しかも機械的な結合によ
らないため、リップ部がピストン本体から剥離したり亀
裂が生じたりすることがない。また、本発明の製造方法
は、連続空洞が形成されたＴｉＡｌの多孔質体をアルミ
ニウム溶湯で鋳包んで製造する方法であるため、従来法
のような切削加工やフラックス処理等の煩わしい作業が
不要となり、容易に製造することができる。また、上述
したような空洞率が徐々に変化した複雑な構成の多孔質
体は、従来周知の複合カプセル技術を応用することで容
易に得ることができる。 【００１１】 【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。 【００１２】図１は本発明に係るリエントラント型ピス
トンの一実施例を示したものである。図示するように、
このリエントラント型ピストンはアルミニウム鋳造体か
らなるピストン本体１頂部の略中央部に、これを穿って
燃焼室２が形成されており、さらに、この燃焼室２の開
口縁部には、上記ピストン本体１の半径方向内方に先細
りに伸びた環状のリップ部３が備えられている。このリ
ップ部３の組成は図２に示すように、その先端部側が略
１００％ＴｉＡｌ成分であるが、上記ピストン本体１側
になるに従ってこのＴｉＡｌ成分が徐々に減少して代り
にアルミニウム成分が徐々に増加した傾斜成分組成とな
っている。このリップ部３は図４に示すようなＴｉＡｌ
焼結体４の多孔質体からなっており、連続した空洞部５
の存在率がその先端部からピストン本体１との接触界面
側に向かって徐々に大きくなっている。すなわち、Ｔｉ
Ａｌの密度は連続空洞部５の存在率に反比例して徐々に
小さくなっている。 【００１３】次に、このリエントラント型ピストンの製
造方法の一実施例を説明する。 【００１４】図３及び図６に示すように、粒径が１〜３
ｍｍ程度のＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）等の高
分子材料の粉末を母粒子６とし、この母粒子６の表面
に、粒径が１０〜１００μｍ程度の耐熱強度に優れるＴ
ｉＡｌ粉末からなる子粒子７を付着させてカプセル化
し、複合カプセル粉体８を形成する。尚、このカプセル
化は静電気付着法や機械的衝撃法などの従来の周知のカ
プセル化技術で容易に達成できる。 【００１５】次に、この複合カプセル粉体８と予め用意
したＴｉＡｌ金属間化合物の子粒子末７（１０〜１００
μｍの粒径）をリップ部３と同形状のキャビティを備え
た金型（図示せず）内に配置圧粉してバルク体（図示せ
ず）を形成した後、これを約３００℃で仮焼きし、複合
カプセル粉体８を構成する高分子成分、すなわち母粒子
６のみを除去し、その後これをさらに約９００℃で焼結
して固形化し、多孔質のＴｉＡｌ焼結体４を形成する。
尚、この時バルク体の圧粉強度を確保するためにステア
リン酸亜鉛を数％加えると圧粉強度が向上する。 【００１６】次に、このＴｉＡｌ焼結体４を図６に示す
ようなピストン本体１と同形状のキャビティ９が形成さ
れた金型１０のリップ部３に配置した後、上金型１０ａ
に形成された湯道１１，１１よりアルミニウム溶湯を流
し込むと、このＴｉＡｌ焼結体４がピストン本体１に鋳
包まれて一体化されると共に、ＴｉＡｌとアルミニウム
が傾斜成分となったリップ部３が形成される。また、こ
の鋳造時に、下金型１０ｂに形成された吸引孔１２から
キャビティ９内の空気を、ＴｉＡｌ焼結体４を介して吸
引しても良い。すなわち、ＴｉＡｌ焼結体４中の連続空
洞部５の孔径は母粒子６の大きさを変えるだけで任意に
設定することができるが、この孔径を大きく設定すると
アルミニウム溶湯の浸入は容易となる反面、強度が低下
する傾向にあり、反対に、連続空洞部５の孔径を小さく
すると強度は向上するがアルミニウム溶湯の浸入が困難
となり、良好なリップ部３が得られない。従って、この
鋳造時に、例えば０．１〜０．３Ｋｇ／ｃｍ3 程度の吸
引圧力でキャビティ９内の空気を吸引すれば、ピストン
本体１の鋳造自体も迅速に行われると共に、連続空洞部
５の孔径が小さい場合でもＴｉＡｌ焼結体４に達したア
ルミニウム溶湯がその連続空洞部５に容易に浸入して、
その内部に充填されることになる。 【００１７】そして、このようなリップ部３を備えたリ
エントラント型ピストンはその燃焼室２の開口縁先端部
がＴｉＡｌ成分１００％となるため、優れた耐熱性を備
えることになり熱的疲労、熱衝撃性能に対して充分な効
果を発揮することができる。また、このリップ部３の接
触界面側はピストン本体１のアルミニウム成分の一部が
浸入した状態となっているため、リップ部３との接触界
面が不明確となって強固に連結されることとなり、亀裂
や脱落等の不都合が未然に防止される。尚、本発明方法
のポイントとしては、ＴｉＡｌ焼結体４を製造する場合
において、空洞部５にアルミ溶湯が確実に浸入するよう
に、空洞部５を連続させて形成することにある。この為
には、ＴｉＡｌ微細粉末からなる子粒子７を母粒子６と
なる高分子材の表面に全域に亘ってカプセル化するので
はなく、母粒子６の表面積の５０〜８０％の面積率で子
粒子７を付着させることが肝要である。また、このＴｉ
Ａｌ焼結体４を上述したような傾斜成分にするような方
法ではなく、ピストン本体１との接触界面側のみに連続
空洞部５を形成し、その先端部位をＴｉＡｌのバルク材
のみになるような構成にしても良く、この場合も上記と
同様に効果が得られる。そして、これの作り方としては
予め作製した（ＴｉＡｌの場合精密鋳造；ロストワック
ス法が切削加工を省ける為にコスト面で有利）ＴｉＡｌ
のバルク材に上記複合カプセル粉体８を一体焼結するこ
とで容易にできる。また、焼結法としては一般の焼結法
を用いても良いが、放電焼結であるプラズマ焼結法を用
いれば、さらに焼結時間を短縮することもできる。ま
た、このＴｉＡｌ焼結体４を鋳包む際に、これを予め約
２００℃程度に予熱しておけば、連続空洞部５へのアル
ミニウム溶湯の浸入が容易となり、さらに不良率が少な
く製造することができる。 【００１８】 【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下の如
く優れた効果を有する。 【００１９】ピストン本体がアルミニウム、リップ部
先端部が高温強度に優れたＴｉＡｌで形成されるため、
従来通りピストン本体の軽量化は勿論、燃焼室のリップ
部先端部が熱疲労、熱衝撃に対して強度が向上する。 【００２０】リップ部とピストン本体の結合部はＴｉ
Ａｌ焼結体とアルミニウムとで形成されてその明確な接
触界面がなく、しかも機械的な結合によらないため、リ
ップ部がピストン本体から剥離したり亀裂が生じたりす
ることがなくなり、信頼性が向上する。 【００２１】本発明の製造方法は、連続空洞が形成さ
れたＴｉＡｌの多孔質焼結体をアルミニウム溶湯で鋳包
んで製造する方法であるため、従来法のような切削加工
やフラックス処理等の煩わしい作業が不要となり、製造
コストの低減が達成できる。
に係り、特に、直射式ディーゼルエンジン等に採用され
ているリエントラント型ピストン及びその製造方法に関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】近年、ＣＯ2 による地球温暖化防止、地
域環境保全、燃費の向上等の観点から自動車の排ガス、
特に、ディーゼルエンジンにおける燃焼改善の要求が高
まっている。この対策の一つとして、例えば直射式ディ
ーゼルエンジンのピストンに形成された燃焼室の形状を
リエントラント型にする方法がある。このリエントラン
ト型ピストンはアルミニウム等の軽量材で形成されたピ
ストン本体の頂部に燃焼室を形成し、この燃焼室入口の
リップ先端部を先細りにシャープにしてスキッシュ流及
び逆スキッシュ流の乱れを増大させ、燃料と空気との混
合を均一化して、燃焼状態を良好にしたものである。し
かしながら、このリエントラント型ピストンは、その先
端部が先細りになっていることから、熱的負荷に対し、
耐久性が劣る欠点があるため、リップ部の（先端）形状
を充分に鋭角にすることが困難であり、充分な性能を引
き出すに至っていない。そのため、このリップ先端部を
強化する方法として、リップ部を耐蝕性に優れたニレ
ジスト鋳鉄で形成し、これをピストン本体に鋳包む方
法、リップ部を耐熱性に優れたセラミック材で形成
し、これをピストン本体に鋳包む方法、ピストン材質
自体を耐熱アルミ材料に代える方法、ピストン材質を
他の耐熱材質に代える方法、等が提案されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
方法でもあっても以下のような欠点を有している。 【０００４】ニレジスト鋳鉄を鋳包む方法の場合、ニ
レジスト鋳鉄自体がアルミニウムと同等の熱膨張係数
（２１×１０-6／℃）をもつ材料であるため、アルミニ
ウムとの界面の熱膨張差に基づく剥離、亀裂の危険度は
少ないが、鋳包みに際し、被鋳包み材の表面のフラック
ス処理及び鋳包み直前のアルミ溶湯への浸漬処理が必要
であり、管理に手間がかかる欠点がある。また、耐摩耗
性に関してはピストンのリンググルーブ部で実績はある
ものの、熱的すなわち熱疲労、熱衝撃性能に対しては充
分な効果が期待できない。 【０００５】耐熱セラミック材を鋳包む方法では、耐
熱セラミック材自体が比重面でアルミニウムに近い３．
２ｇ／ｃｍ3 と軽量であるが、形状を作り込むための切
削加工性に劣り、量産性が悪いといった欠点がある。ま
た、アルミニウムとの界面はセラミックス材とアルミニ
ウムとのアンカー効果による機械的結合になり、信頼性
にかける。 【０００６】ピストン材質自体を耐熱アルミ材料に代
える方法の場合、例えば現在ピストン用としてはＪＩＳ
ＡＣ８Ａ−Ｔ５材を使用するのが一般的であり、ま
た、この材料よりもさらに熱的に強い、高温強度の優れ
たアルミ材の開発も一部みられるが、これらは合金成分
として耐熱性の良いＮｉやＣｒ等の添加材をハイレベル
に合金化したものであるため、ピストン形状に鋳造する
際、鋳造性が悪く不良率が大きいだけでなく、所望する
充分な高温強度を得ることができない。 【０００７】ピストン材質自体を他の耐熱材質に代え
る方法としては鋳鉄及び鋳鋼製のものが一部あるが、こ
れらはアルミニウムと比べ重量面で重くなり、また、形
状見直しによる開発時間が長くなり、しかもそれに有す
る費用も膨大なものなる。 【０００８】そこで、本発明は上記問題点を有効に解決
するために案出されたものであり、その主な目的は熱疲
労、熱衝撃に対する充分な熱的強度及び信頼性を備えた
新規なリエントラント型ピストン及びその製造方法を提
供するものである。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第一の本発明はピストン本体頂部に多孔質体を鋳包ん
でリップ部を形成する、リエントラント型ピストンの製
造方法において、高分子粉末の表面の一部にＴｉＡｌ微
細粉末を付着させて複合カプセル体を形成し、該複合カ
プセル体とＴｉＡｌ微細粉末とを、上記複合カプセル体
の割合が上記リップ部先端部から上記ピストン本体との
接触界面側に向かって徐々に増加するように配置圧粉し
てバルク体を形成し、該バルク体を加熱して複合カプセ
ル体内高分子粉末を除去して上記リップ部先端部から上
記ピストン本体との接触界面側に向かって徐々に空洞率
が大きくなる連続空洞部を有する多孔質体を形成し、該
多孔質体をアルミニウムの溶湯で鋳包んで、上記多孔質
体の連続空洞部に上記アルミニウムの溶湯を浸入させる
ものである。 【００１０】 【作用】本発明によれば、ピストン本体がアルミニウ
ム、リップ部先端部が高温強度に優れたＴｉＡｌで形成
されるため、従来通りピストン本体の軽量化は勿論、燃
焼室のリップ部先端部が熱疲労、熱衝撃性能に対して充
分な効果が発揮できる。また、リップ部とピストン本体
の結合部はＴｉＡｌ焼結体とアルミニウムとで形成され
てその明確な接触界面がなく、しかも機械的な結合によ
らないため、リップ部がピストン本体から剥離したり亀
裂が生じたりすることがない。また、本発明の製造方法
は、連続空洞が形成されたＴｉＡｌの多孔質体をアルミ
ニウム溶湯で鋳包んで製造する方法であるため、従来法
のような切削加工やフラックス処理等の煩わしい作業が
不要となり、容易に製造することができる。また、上述
したような空洞率が徐々に変化した複雑な構成の多孔質
体は、従来周知の複合カプセル技術を応用することで容
易に得ることができる。 【００１１】 【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。 【００１２】図１は本発明に係るリエントラント型ピス
トンの一実施例を示したものである。図示するように、
このリエントラント型ピストンはアルミニウム鋳造体か
らなるピストン本体１頂部の略中央部に、これを穿って
燃焼室２が形成されており、さらに、この燃焼室２の開
口縁部には、上記ピストン本体１の半径方向内方に先細
りに伸びた環状のリップ部３が備えられている。このリ
ップ部３の組成は図２に示すように、その先端部側が略
１００％ＴｉＡｌ成分であるが、上記ピストン本体１側
になるに従ってこのＴｉＡｌ成分が徐々に減少して代り
にアルミニウム成分が徐々に増加した傾斜成分組成とな
っている。このリップ部３は図４に示すようなＴｉＡｌ
焼結体４の多孔質体からなっており、連続した空洞部５
の存在率がその先端部からピストン本体１との接触界面
側に向かって徐々に大きくなっている。すなわち、Ｔｉ
Ａｌの密度は連続空洞部５の存在率に反比例して徐々に
小さくなっている。 【００１３】次に、このリエントラント型ピストンの製
造方法の一実施例を説明する。 【００１４】図３及び図６に示すように、粒径が１〜３
ｍｍ程度のＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）等の高
分子材料の粉末を母粒子６とし、この母粒子６の表面
に、粒径が１０〜１００μｍ程度の耐熱強度に優れるＴ
ｉＡｌ粉末からなる子粒子７を付着させてカプセル化
し、複合カプセル粉体８を形成する。尚、このカプセル
化は静電気付着法や機械的衝撃法などの従来の周知のカ
プセル化技術で容易に達成できる。 【００１５】次に、この複合カプセル粉体８と予め用意
したＴｉＡｌ金属間化合物の子粒子末７（１０〜１００
μｍの粒径）をリップ部３と同形状のキャビティを備え
た金型（図示せず）内に配置圧粉してバルク体（図示せ
ず）を形成した後、これを約３００℃で仮焼きし、複合
カプセル粉体８を構成する高分子成分、すなわち母粒子
６のみを除去し、その後これをさらに約９００℃で焼結
して固形化し、多孔質のＴｉＡｌ焼結体４を形成する。
尚、この時バルク体の圧粉強度を確保するためにステア
リン酸亜鉛を数％加えると圧粉強度が向上する。 【００１６】次に、このＴｉＡｌ焼結体４を図６に示す
ようなピストン本体１と同形状のキャビティ９が形成さ
れた金型１０のリップ部３に配置した後、上金型１０ａ
に形成された湯道１１，１１よりアルミニウム溶湯を流
し込むと、このＴｉＡｌ焼結体４がピストン本体１に鋳
包まれて一体化されると共に、ＴｉＡｌとアルミニウム
が傾斜成分となったリップ部３が形成される。また、こ
の鋳造時に、下金型１０ｂに形成された吸引孔１２から
キャビティ９内の空気を、ＴｉＡｌ焼結体４を介して吸
引しても良い。すなわち、ＴｉＡｌ焼結体４中の連続空
洞部５の孔径は母粒子６の大きさを変えるだけで任意に
設定することができるが、この孔径を大きく設定すると
アルミニウム溶湯の浸入は容易となる反面、強度が低下
する傾向にあり、反対に、連続空洞部５の孔径を小さく
すると強度は向上するがアルミニウム溶湯の浸入が困難
となり、良好なリップ部３が得られない。従って、この
鋳造時に、例えば０．１〜０．３Ｋｇ／ｃｍ3 程度の吸
引圧力でキャビティ９内の空気を吸引すれば、ピストン
本体１の鋳造自体も迅速に行われると共に、連続空洞部
５の孔径が小さい場合でもＴｉＡｌ焼結体４に達したア
ルミニウム溶湯がその連続空洞部５に容易に浸入して、
その内部に充填されることになる。 【００１７】そして、このようなリップ部３を備えたリ
エントラント型ピストンはその燃焼室２の開口縁先端部
がＴｉＡｌ成分１００％となるため、優れた耐熱性を備
えることになり熱的疲労、熱衝撃性能に対して充分な効
果を発揮することができる。また、このリップ部３の接
触界面側はピストン本体１のアルミニウム成分の一部が
浸入した状態となっているため、リップ部３との接触界
面が不明確となって強固に連結されることとなり、亀裂
や脱落等の不都合が未然に防止される。尚、本発明方法
のポイントとしては、ＴｉＡｌ焼結体４を製造する場合
において、空洞部５にアルミ溶湯が確実に浸入するよう
に、空洞部５を連続させて形成することにある。この為
には、ＴｉＡｌ微細粉末からなる子粒子７を母粒子６と
なる高分子材の表面に全域に亘ってカプセル化するので
はなく、母粒子６の表面積の５０〜８０％の面積率で子
粒子７を付着させることが肝要である。また、このＴｉ
Ａｌ焼結体４を上述したような傾斜成分にするような方
法ではなく、ピストン本体１との接触界面側のみに連続
空洞部５を形成し、その先端部位をＴｉＡｌのバルク材
のみになるような構成にしても良く、この場合も上記と
同様に効果が得られる。そして、これの作り方としては
予め作製した（ＴｉＡｌの場合精密鋳造；ロストワック
ス法が切削加工を省ける為にコスト面で有利）ＴｉＡｌ
のバルク材に上記複合カプセル粉体８を一体焼結するこ
とで容易にできる。また、焼結法としては一般の焼結法
を用いても良いが、放電焼結であるプラズマ焼結法を用
いれば、さらに焼結時間を短縮することもできる。ま
た、このＴｉＡｌ焼結体４を鋳包む際に、これを予め約
２００℃程度に予熱しておけば、連続空洞部５へのアル
ミニウム溶湯の浸入が容易となり、さらに不良率が少な
く製造することができる。 【００１８】 【発明の効果】以上要するに本発明によれば、以下の如
く優れた効果を有する。 【００１９】ピストン本体がアルミニウム、リップ部
先端部が高温強度に優れたＴｉＡｌで形成されるため、
従来通りピストン本体の軽量化は勿論、燃焼室のリップ
部先端部が熱疲労、熱衝撃に対して強度が向上する。 【００２０】リップ部とピストン本体の結合部はＴｉ
Ａｌ焼結体とアルミニウムとで形成されてその明確な接
触界面がなく、しかも機械的な結合によらないため、リ
ップ部がピストン本体から剥離したり亀裂が生じたりす
ることがなくなり、信頼性が向上する。 【００２１】本発明の製造方法は、連続空洞が形成さ
れたＴｉＡｌの多孔質焼結体をアルミニウム溶湯で鋳包
んで製造する方法であるため、従来法のような切削加工
やフラックス処理等の煩わしい作業が不要となり、製造
コストの低減が達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】リップ部を示す断面図である。
【図３】母粒子、子粒子及び複合カプセル粉末を示す概
略図である。 【図４】リップ部を構成するＴｉＡｌ焼結体の構造を示
す部分拡大断面図である。 【図５】本発明方法の一実施例を示す説明図である。 【図６】本発明方法に係る鋳造方法を示す説明図であ
る。 【符号の説明】 １ ピストン本体 ２ 燃焼室 ３ リップ部 ４ ＴｉＡｌ焼結体 ５ 連続空洞部 ６ 母粒子 ７ 子粒子 ８ 複合カプセル粉体 １０ 金型
略図である。 【図４】リップ部を構成するＴｉＡｌ焼結体の構造を示
す部分拡大断面図である。 【図５】本発明方法の一実施例を示す説明図である。 【図６】本発明方法に係る鋳造方法を示す説明図であ
る。 【符号の説明】 １ ピストン本体 ２ 燃焼室 ３ リップ部 ４ ＴｉＡｌ焼結体 ５ 連続空洞部 ６ 母粒子 ７ 子粒子 ８ 複合カプセル粉体 １０ 金型
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平４−97964（ＪＰ，Ａ)
実開 平１−80650（ＪＰ，Ｕ)
実開 平１−103738（ＪＰ，Ｕ)
実開 昭64−27455（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
F02F 3/00 302
F02F 3/00
F02F 3/00 301
F02B 23/06
F02F 3/26
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 ピストン本体頂部に多孔質体を鋳包んで
リップ部を形成する、リエントラント型ピストンの製造
方法において、高分子粉末の表面の一部にＴｉＡｌ微細
粉末を付着させて複合カプセル体を形成し、該複合カプ
セル体とＴｉＡｌ微細粉末とを、上記複合カプセル体の
割合が上記リップ部先端部から上記ピストン本体との接
触界面側に向かって徐々に増加するように配置圧粉して
バルク体を形成し、該バルク体を加熱して複合カプセル
体内高分子粉末を除去して上記リップ部先端部から上記
ピストン本体との接触界面側に向かって徐々に空洞率が
大きくなる連続空洞部を有する多孔質体を形成し、該多
孔質体をアルミニウムの溶湯で鋳包んで、上記多孔質体
の連続空洞部に上記アルミニウムの溶湯を浸入させるこ
とを特徴とするリエントラント型ピストンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21610493A JP3391054B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | リエントラント型ピストンの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21610493A JP3391054B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | リエントラント型ピストンの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0771317A JPH0771317A (ja) | 1995-03-14 |
| JP3391054B2 true JP3391054B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=16683312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21610493A Expired - Fee Related JP3391054B2 (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | リエントラント型ピストンの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3391054B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP21610493A patent/JP3391054B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0771317A (ja) | 1995-03-14 |
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