JPH02169848A - 内燃機関のピストン - Google Patents
内燃機関のピストンInfo
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- JPH02169848A JPH02169848A JP32372988A JP32372988A JPH02169848A JP H02169848 A JPH02169848 A JP H02169848A JP 32372988 A JP32372988 A JP 32372988A JP 32372988 A JP32372988 A JP 32372988A JP H02169848 A JPH02169848 A JP H02169848A
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Classifications
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/0015—Multi-part pistons
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-
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- F02F3/26—Pistons having combustion chamber in piston head
-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
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-
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
ニの発明はアルミニウムピストンの頂部を繊維強化金属
で構成し、た内燃機関のピストンに関する。
で構成し、た内燃機関のピストンに関する。
［従来の技術］
近来の内燃機関においてシリンダライナを鋳鉄で、ピス
トンをアルミニウム合金で形成する場合、両者の線膨張
係数差を考慮し冷間時のピストンとシリンダライナとの
半径方向のクリアランスを例えば１間程度にしてピスト
ン実働時のピストンとライナとの干渉を防止している。
トンをアルミニウム合金で形成する場合、両者の線膨張
係数差を考慮し冷間時のピストンとシリンダライナとの
半径方向のクリアランスを例えば１間程度にしてピスト
ン実働時のピストンとライナとの干渉を防止している。
（線膨張係数は、鋳鉄で膨張係数は約１１ Ｘ １０−
’、／’Ｃアルミニウム合金は約２０ Ｘ １０−’、
／’Ｃである。）し、かじ、このクリアランスは■冷間
時のピストンスラップ音が大となり機関騒音が大きくす
る。■デッドクリアランスとなり燃焼効率か低下する■
燃焼ガスの吹き抜けやオイル消費が大きくなり燃費も悪
化する等の問題が発生する。
’、／’Ｃアルミニウム合金は約２０ Ｘ １０−’、
／’Ｃである。）し、かじ、このクリアランスは■冷間
時のピストンスラップ音が大となり機関騒音が大きくす
る。■デッドクリアランスとなり燃焼効率か低下する■
燃焼ガスの吹き抜けやオイル消費が大きくなり燃費も悪
化する等の問題が発生する。
この種の課題に対応した提案とし、ては、クラウン部及
びトップランド部が一体のカップ状の成形体をセラミッ
ク短繊維で成形し１、この成形体をアルミニウムピスト
ンに鋳込んで形成しな「内燃機関用ピストン」 （特開
昭６０−１７３３４６号公報）が知られてる。
びトップランド部が一体のカップ状の成形体をセラミッ
ク短繊維で成形し１、この成形体をアルミニウムピスト
ンに鋳込んで形成しな「内燃機関用ピストン」 （特開
昭６０−１７３３４６号公報）が知られてる。
［発明が解決しようとする課題］
し５かし、強化短繊維の方向を単純にランダムで形成す
ると成形体の熱膨張係数が測定方向の方向によって一定
せず、その信頼性上から課題となりている。
ると成形体の熱膨張係数が測定方向の方向によって一定
せず、その信頼性上から課題となりている。
［課題を解決するための手段］
この発明は上記課題を解決することを目的とし、アルミ
ニウムピストンの頂部を連続強化繊維巻図体にアルミニ
ウムを含浸させた繊維強化金属で形成すると共に、この
頂部とピストンのスカート部との界面に強化短繊維のマ
ットにアルミニウムを含浸させた繊維強化金属体を介在
させた内燃機関のピストンを構成したものである。
ニウムピストンの頂部を連続強化繊維巻図体にアルミニ
ウムを含浸させた繊維強化金属で形成すると共に、この
頂部とピストンのスカート部との界面に強化短繊維のマ
ットにアルミニウムを含浸させた繊維強化金属体を介在
させた内燃機関のピストンを構成したものである。
［作用］
アルミニウムピストンの頂部を繊維強化金属で形成し頂
部とアルミニウムピストンのスカート部との界面に両者
を接続する強化繊維金属体を介在させると頂部とスカー
トの界面の熱歪がＰＩｌｆｆＩされ界面の熱応力が緩和
される。
部とアルミニウムピストンのスカート部との界面に両者
を接続する強化繊維金属体を介在させると頂部とスカー
トの界面の熱歪がＰＩｌｆｆＩされ界面の熱応力が緩和
される。
［実施例コ
以下にこの発明の好適一実施例を添付図面に基づいて説
明する。
明する。
この実施例にあってピストン１の頂部２は第１図に示す
ように繊維強化金属（ＦＲＭ）で構成される。
ように繊維強化金属（ＦＲＭ）で構成される。
実施例にあって頂部２は半径方向の外縁部分及びトップ
ランドを構成するリンク形状の繊維強化金属体４と、こ
の繊維強化金属体４と一木に嵌合されてピストン１の軸
心上に上部か開放されたキャビティ３を区画形成する半
径方向内方の繊維強化金属体５と、これら繊維強化金属
体４．５の下面に一体的に接合する繊維強化金属体６と
から（１す成される。
ランドを構成するリンク形状の繊維強化金属体４と、こ
の繊維強化金属体４と一木に嵌合されてピストン１の軸
心上に上部か開放されたキャビティ３を区画形成する半
径方向内方の繊維強化金属体５と、これら繊維強化金属
体４．５の下面に一体的に接合する繊維強化金属体６と
から（１す成される。
繊維強化金属体４は、カーボン、ＳｉＣ等の連続繊維を
軸方向に対して所定の角度θをもってワインディングし
、アルミニウムを含浸させて形成する。実施例にあって
繊維強化金属体４の体積含有率Ｖｆは例えば０，３〜０
．５ ＜３０〜５０％）に設定し、繊維強化金属体４
の線膨張係数ρが５〜８×１０−’、／”Ｃ程度（アル
ミニウムの１．／２〜１／３以下）となるようにする、
つまり冷間時のピストン１における上記シリンダライナ
とのクリアランスを大中に縮小する。
軸方向に対して所定の角度θをもってワインディングし
、アルミニウムを含浸させて形成する。実施例にあって
繊維強化金属体４の体積含有率Ｖｆは例えば０，３〜０
．５ ＜３０〜５０％）に設定し、繊維強化金属体４
の線膨張係数ρが５〜８×１０−’、／”Ｃ程度（アル
ミニウムの１．／２〜１／３以下）となるようにする、
つまり冷間時のピストン１における上記シリンダライナ
とのクリアランスを大中に縮小する。
繊維強化金属体５は繊維表面に予めアルミニウムを蒸着
した強化繊維のグリホームワイヤをワインディング成形
したＩａＩ維強化金属体で、繊維の体積含有率Ｖｆは０
．１〜０．２程度とする。この繊維強化金属体５は線膨
張係数ρが１４〜１６×１０−’、／”Ｃ程度であるか
、体積含有率Ｖｆカ０．１〜０．２程度と低いため機械
加工が容易で鋳造後の燃焼室の加工が容易になり、アル
ミニウム母材それ自体と比較し、て強度が高く、燃焼室
周りの強度を増加させる５ 繊維強化金属体６は体積含有率Ｖｆが０．１前後で、線
膨ｌＩｌ係数ρが１５〜１７ Ｘ １０−’、／’Ｃ程
度となるように、強化短繊維で円盤状に形成され、上記
繊維強化金属体４．５と、アルミニウムからなるスカー
ト部８の界面に繊維強化金属体６を設けて界面に発生す
る熱歪を緩和し、接続の耐久性信頼性を向上するように
しである。
した強化繊維のグリホームワイヤをワインディング成形
したＩａＩ維強化金属体で、繊維の体積含有率Ｖｆは０
．１〜０．２程度とする。この繊維強化金属体５は線膨
張係数ρが１４〜１６×１０−’、／”Ｃ程度であるか
、体積含有率Ｖｆカ０．１〜０．２程度と低いため機械
加工が容易で鋳造後の燃焼室の加工が容易になり、アル
ミニウム母材それ自体と比較し、て強度が高く、燃焼室
周りの強度を増加させる５ 繊維強化金属体６は体積含有率Ｖｆが０．１前後で、線
膨ｌＩｌ係数ρが１５〜１７ Ｘ １０−’、／’Ｃ程
度となるように、強化短繊維で円盤状に形成され、上記
繊維強化金属体４．５と、アルミニウムからなるスカー
ト部８の界面に繊維強化金属体６を設けて界面に発生す
る熱歪を緩和し、接続の耐久性信頼性を向上するように
しである。
二のように構成するとピストンのデッドクリアランス低
減による燃焼効率アップ、ブローバイガス、オイル消費
の低減、燃費向上、キャピテイの加工性向上、燃焼室周
りの耐久性アップ等の優れた効果をマ゛）る。
減による燃焼効率アップ、ブローバイガス、オイル消費
の低減、燃費向上、キャピテイの加工性向上、燃焼室周
りの耐久性アップ等の優れた効果をマ゛）る。
次に上記ピストン１の製造例を説明する。
第２１２１に示すようにまずアルミニウムの芯材ｌＯに
プリホームワイヤ１１をワインディングして芯材１０周
りに上記繊維強化金属体５を形成する。次に繊維強化金
属体５の外１！１而に強化繊維１２をワインディングし
て繊維強化金属体５の外周面に繊維強（ヒ金属体４を形
成する。この後、繊維強化金属ｆ＋１１．５の上記スカ
ートＳ側に強（ヒ；ｑ繊維を三次元方向（樅１横、高さ
方向）に折込んで形成した繊維強化金だ１１水６たる７
７１〜材１３を置いた状態で、加圧ｒ］造型にセットし
型内にアルミニウム溶湯を注ぎ、高圧鋳造にてピストン
１を製造する。
プリホームワイヤ１１をワインディングして芯材１０周
りに上記繊維強化金属体５を形成する。次に繊維強化金
属体５の外１！１而に強化繊維１２をワインディングし
て繊維強化金属体５の外周面に繊維強（ヒ金属体４を形
成する。この後、繊維強化金属ｆ＋１１．５の上記スカ
ートＳ側に強（ヒ；ｑ繊維を三次元方向（樅１横、高さ
方向）に折込んで形成した繊維強化金だ１１水６たる７
７１〜材１３を置いた状態で、加圧ｒ］造型にセットし
型内にアルミニウム溶湯を注ぎ、高圧鋳造にてピストン
１を製造する。
［発明の効果］
以上説明したことから明らかなようにこの発明によれば
次の如き１（れな効果を発揮する。
次の如き１（れな効果を発揮する。
アルミニウムピストンの頂部を連続強化繊維巻回体にア
ルミニウムを含浸させた繊維強化金属で形成すると共に
、この頂部とピストンのスカート部との界面に強化短繊
維のマットにアルミニウムを含浸させた繊維強化金属体
を介在したから頂部とスカートの界面の熱歪をＭｌし、
て界面の熱応力を緩和し１、界面の亀裂を防止できる９
ルミニウムを含浸させた繊維強化金属で形成すると共に
、この頂部とピストンのスカート部との界面に強化短繊
維のマットにアルミニウムを含浸させた繊維強化金属体
を介在したから頂部とスカートの界面の熱歪をＭｌし、
て界面の熱応力を緩和し１、界面の亀裂を防止できる９
第１図はこの発明の好適一実施例を示す断面図、第２図
はピストンの製造例を示す断面図である。 図中、１はピストン、２は頂部、４，５．６は繊維強化
金属体である９ 第１ 特許出願人 いすず自動車株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄 第２図
はピストンの製造例を示す断面図である。 図中、１はピストン、２は頂部、４，５．６は繊維強化
金属体である９ 第１ 特許出願人 いすず自動車株式会社 代理人弁理士 絹 谷 信 雄 第２図
Claims (1)
- １、アルミニウムピストンの頂部を連続強化繊維巻回体
にアルミニウムを含浸させた繊維強化金属で形成すると
共に、この頂部とピストンのスカート部との界面に強化
短繊維のマットにアルミニウムを含浸させた繊維強化金
属体を介在したことを特徴とする内燃機関のピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63323729A JP2623799B2 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 内燃機関のピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63323729A JP2623799B2 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 内燃機関のピストン |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02169848A true JPH02169848A (ja) | 1990-06-29 |
| JP2623799B2 JP2623799B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=18157958
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63323729A Expired - Lifetime JP2623799B2 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 内燃機関のピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2623799B2 (ja) |
-
1988
- 1988-12-23 JP JP63323729A patent/JP2623799B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2623799B2 (ja) | 1997-06-25 |
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