JP6387114B2 - 内燃機関用ピストンと、このピストンの製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
前記樹脂系材料は、ガラス転移温度が350℃以上であることを特徴としている。
〔多孔質部材の製造方法〕
以下、前記多孔質部材6の製造方法の概略を説明すると、まず、水に溶けないガラスの粉末である第1粉体8と、水溶性の粉末(塩化ナトリウム粉末)としての第2粉体9を混合し、この混合粉を型に入れて所定圧で加圧成形した後、所定の焼結温度TBによって焼結させる。なお、この焼結温度TBは、第2粉体9の焼結温度TAよりも低い。
〔実施例〕
以下、多孔質部材6の具体的な製造方法について説明する。
〔ピストンの鋳造方法〕
したがって、前記金型10を用いてピストン1を鋳造するには、モールド型11の前記湯道29から前記キャビティ22内へアルミ合金の溶湯を注入する(注入工程)と共に、吸引排出部20内を負圧にする。この際、前記キャビティ22に対する溶湯の供給は、キャビティ22の下部側に行われ、前記吸引排出部20を減圧し負圧にすることにより、前記キャビティ22内の気体は、前記内トップコア23を透過して外部へ排出されるものである。
〔ワニス含浸装置〕
前記ワニス含浸装置は、図7に示すように、ピストン母材1’の凹部2bに形成された前記円筒部2dの上端面に載置保持された有蓋円筒状のカップ状部材である真空容器30と、該真空容器30の内部を負圧状態にする負圧導入機構31と、前記低熱伝導率部5の外面にワニスを供給するワニス供給機構32と、から構成されている。
〔第2実施形態〕
図9は第2実施形態を示し、真空容器30の上壁部30bに形成された第1固定用孔30cに、予めパイプ接続用のコネクタ44を取り付けられている。一方、前記第2固定用孔30dの孔縁の上部には、円筒状の支持部材45aと該支持部材45aの上端面に載置固定されて中央に前記ワニス供給パイプ41の下端部が挿通支持される支持孔を有する支持片45bが設けられている。また、前記支持部材45aと支持片45bは真空容器30に対して所定のシール部材によって液密的に当接していると共に、前記支持孔の孔縁もワニス供給パイプ41の下端部との間がシールされている。
〔第3実施形態〕
図10は第3実施形態を示し、前記第1、第2実施形態では、個々のピストン母材1’にワニス含浸装置を接続するようになっているが、この実施形態では、並行に並べられた4個のピストン母材1’の各円筒部2dの上面に、予め一体に結合された4つの真空容器30…を同時に載置固定し、該各真空容器30…の第1固定用孔30c…に、一つの真空導入機構31の4つに分岐形成された真空パイプ35の他端部35b…を接続する共に、一つのワニス供給機構32の4つに分岐形成されたワニス導入パイプ41の下端部41b…を接続したものである。
Claims (14)
- 冠面の所定位置に、ピストン母材よりも熱伝導率の低い低熱伝導率部が設けられている内燃機関用ピストンであって、
前記低熱伝導率部は、前記ピストン母材よりも熱伝導率の低い多孔質部材と、該多孔質部材の空孔内に含浸された含浸剤と、を有し、
該含浸剤は、機関駆動中の前記ピストンの使用環境下において前記空孔内に保持されていると共に、樹脂系材料によって形成され、
前記樹脂系材料は、ガラス転移温度が350℃以上であることを特徴とする内燃機関用ピストン。 - 請求項1に記載の内燃機関用ピストンにおいて、
前記樹脂系材料は、ポリイミドまたはポリアミドイミドを含む材料であることを特徴とする内燃機関用ピストン。 - 請求項1に記載の内燃機関用ピストンにおいて、
前記多孔質部材は、ベースの材料がガラス材によって形成され、内部に前記ピストン母材の一部が含浸されていると共に、前記ガラス材とピストン母材との間に、水溶性でかつ前記ガラス材よりも融点が高い材料を溶解して形成された前記空孔内に前記含浸剤が含浸されていることを特徴とする内燃機関用ピストン。 - 請求項3に記載の内燃機関用ピストンにおいて、
前記多孔質部材は、ホウ珪酸ガラスであることを特徴とする内燃機関用ピストン。 - 請求項3に記載の内燃機関用ピストンにおいて、
前記ピストン母材は、アルミニウム合金材であることを特徴とする内燃機関用ピストン。 - 請求項3に記載の内燃機関用ピストンにおいて、
前記水溶性でかつガラス材よりも融点が高い材料は、塩化ナトリウムであることを特徴とする内燃機関用ピストン。 - 請求項1に記載の内燃機関用ピストンにおいて、
前記含浸剤は、無機質系材料であることを特徴とする内燃機関用ピストン。 - 冠面の所定位置に、ピストン母材よりも熱伝導率の低い低熱伝導率部が設けられている内燃機関用ピストンの製造方法であって、
前記ピストン母材の冠面に前記低熱伝導率部を一体に成形した後に、前記ピストン母材よりも熱伝導率の低い多孔質部材の表面を含む所定領域を減圧させる第1工程と、
前記第1工程の減圧中に、前記多孔質部材の複数の空孔に含浸剤を含浸させる第2工程と、
前記第2工程後に、前記所定領域を大気開放しこの大気圧によって前記複数の空孔内に含浸された含浸剤を充填させる第3工程と、
を備え、
前記含浸剤は、ポリイミドまたはポリアミドイミドを含むワニスであることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法。 - 請求項8に記載の内燃機関用ピストンの製造方法において、
前記第3工程後に、前記所定領域を加熱して溶媒を蒸発させて固形成分にする第4工程と、を有することを特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法。 - 請求項9に記載の内燃機関用ピストンの製造方法において、
前記第4工程における加熱処理温度は、100〜150℃の温度であることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法。 - 請求項10に記載の内燃機関用ピストンの製造方法において、
前記加熱処理の時間は30〜60分であることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法。 - 請求項11に記載の内燃機関用ピストンの製造方法において、
前記加熱処理は、130℃の温度で30分間行うことを特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法。 - 請求項8に記載の内燃機関用ピストンの製造方法において、
前記第1工程の前工程として、
前記ピストン母材よりも熱伝導率が低く、かつ熱によって軟化する第1粉体と、水溶性で、かつ前記第1粉体よりも融点温度が高い第2粉体とを攪拌混合することによって混合粉を生成する混合工程と、
前記混合粉体を加圧成形した後に焼成する焼成工程と、
該焼成工程後に、前記第2粉体を液体で溶解させて前記多孔質部材を形成する溶解工程と、
前記多孔質部材を金型内に設置した後に、前記多孔質部材を吸引または溶湯を加圧しながら前記金型内に注入してピストンを成形する共に前記多孔質部材の複数の空孔内にピストン母材を含浸させる注入工程と、
冷却された後に前記金型から取り出されたピストンの冠面を切削加工する切削工程と、
を有することを特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法。 - 請求項13に記載の内燃機関用ピストンの製造方法において、
前記第1粉体は、ホウ珪酸ガラスである一方、前記第2粉体は、塩化ナトリウムであることを特徴とする内燃機関用ピストンの製造方法。
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