JPH02211359A - セラミックスクラウンピストン及びその製造法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセラミックスクラウンをピストン頭部に機械的
手段により結合したセラミックスクラウンピストンとそ
の製造方法に関するものである。

ジルコニア、窒化けい素、炭化けい素等のセラミックス
は機械的強度、耐熱性、耐摩耗性にすぐれているため、
ガスタービンエンジン部品、エンジン部品等の高温構造
材料あるいは耐摩耗材料として注目されている。しかし
、セラミックスは一般に硬くて、脆いため金属材料に比
較して成形加工性が劣る。また、靭性に乏しいため衝撃
力τこ対する抵抗が弱い。このため、セラミックス材料
のみでエンジン部品のような機械部品を形成することは
難かしく、一般には金属製部材とセラミックス製部材と
を結合した複合構造体としての形で用いられる。

エンジン部品として使用されるセラミックスクラウンピ
ストンの金属製部材とセラミックス製部材の機械的結合
構造としては焼ばめ構造（冷しぼめ構造も含む）が知ら
れている。このようなセラミックスクラウンピストンの
結合構造の例としては、例えば金属製ピストン本体とセ
ラミックス製ピストンクラウンからなる断熱エンジン用
ピストンの結合構造として、セラミックス製ピストンク
ラウンの周囲に金属製リングを焼ばめし、その金属製リ
ングの周囲にピストン本体を鋳造した構造（特開昭５６
−１２２６５９号公報）あるいはカムとの摺接面をセラ
ミックスとしたタペットの結合構造として、鋳鉄製タペ
ットのカムとの摺接面にセラミックス製部材を焼ばめし
た構造（Ｗ　Ｏ８２１０１０３４号公報）等がある。し
かし焼ばめ構造（冷しぼめも含む）にはつぎのような欠
点がある。

（１）結合部材の加工に高精度が必要である。すなわち
、焼ばめ構造は結合部材の一方を加熱ないしは冷却して
、両部材間に嵌合可能な寸法差を生ぜしめ、その寸法差
を利用して両部材を嵌合してなるものであるから、両部
材の加工精度によって、焼ばめ温度での寸法差および焼
ばめ後の締め代が決まる。加工精度が悪い場合には、焼
ばめ温度での寸法差の変動や締め代の変動が太き（なり
、安定した焼ばめができないばかりか焼ばめ部の結合力
も一定しなくなる。

（２）寸法の小さな部品の結合ができない。すなわち、
焼はめ温度での焼ばめ部材の熱膨張量は部材寸法に比例
する。小さい寸法の部材について嵌合可能な寸法差を生
せしめるためには、焼ばめ温度を高くしなければならな
い。焼ばめ温度が高くなると、金属製部材の金属組織の
変化、相変態、軟化が生じたり、あるいはセラミックス
製部材との温度差が大きくなりすぎてセラミックス製部
材に熱衝撃破壊が生ずるので好ましくない。このため焼
ばめ可能な寸法に制約がある。

本発明の特徴とする所は次の通りである。

第１発明 セラミックス製部材がピストンクラウンの一部、金属製
部材がピストン本体の一部であって、前記金属製ピスト
ン本体の中心に設けられた凹部又は貫通孔に、セラミッ
クス製ピストンクラウンの中央に設けられた凸部が圧入
してなるセラミックスクラウンを金属ピストンの頂部に
結合した結合体において、該金属製ピストン本体の凹部
先端面とセラミックス製ピストンクラウンの凸部底面の
間に、室温において下記の関係 （隙間の大きさ）〉（圧入部を構成する金属とセラミッ
クスとの熱膨張係数の 差）×（圧入距離）×（最高 使用温度） を満足する大きさの隙間を有して一体的に結合されてい
ることを特徴とするセラミックスクラウンピストン。

第２発明 セラミックス製部材がピストンクラウンの一部、金属製
部材がピストン本体の一部であって、前記金属製ピスト
ン本体の中心に設けられた凹部又は貫通孔に、セラミッ
クス製ピストンクラウンの中央に設けられた凸部が圧入
してなるセラミックスクラウンを金属ピストンの頂部に
結合するセラミックスクラウンピストンの製造法におい
て、セラミックス製部材に設けた凸部の直径を金属製部
材に設けた凹部の内径より０．５％〜５％大きくすると
ともに、該凹部に対し凸部を金属製部材の焼なまし温度
以下および室温または結合部が使用中にさらされる最高
温度以上の温度で圧入するに際し、該金属製ピストン本
体の凹部先端面とセラミックス製ピストンクラウンの凸
部底面の間に、室温において下記の関係 （隙間の大きさ）〉（圧入部を構成する金属とセラミッ
クスとの熱膨張係 数の差）×（圧入距離） ×（最高使用温度） を満足する大きさの隙間を形成して一体的に結合するこ
とを特徴とするセラミックスクラウンピストンの製造法
。

第３発明 金属製部材とセラミックス製部材とを一体的に結合する
方法において、セラミックス製部材に設けた凸部の直径
を金属製部材に設けた凹部の内径より０．５％〜５％大
きくするとともに、該凹部に対し凸部を金属製部材の焼
なまし温度以下および室温または結合部が使用中にさら
される最高温度以上の温度で圧入することを特徴とする
セラミックスクラウンピストンの製造法。

第４発明 セラミックス製部材がピストンクラウンの一部、金属製
部材がピストン本体の一部であって、前記金属製ピスト
ン本体の中心に設けられた凹部又は貫通孔に、セラミッ
クス製ピストンクラウンの中央に設けられた凸部が圧入
してなるセラミックスクラウンを金属ピストンの頂部に
結合する結合体の製造法において、セラミックス製部材
に設けた凸部の直径を金属製部材に設けた凹部の内径よ
り０．５％〜５％大きくするとともに、該凹部に対し凸
部を金属製部材の焼なまし温度以下および室温または結
合部が使用中にさらされる最高使用温度以上の温度で圧
太し、圧入後所定の寸法に仕上げた金属製部材表面の一
部あるいは全部を浸炭、窒化、表面焼入れ、メツキのい
ずれかの方法で硬化させること及び該金属製ピストン本
体の凹部先端面とセラミックス製ピストンクラウンの凸
部底面の間に、室温において下記の関係 （隙間の大きさ）〉（圧入部を構成する金属とセラミン
クスとの熱膨張係数の 差）×（圧入距離）×（最高 使用温度） を満足する大きさの隙間を形成して一体的に結合するこ
とを特徴とするセラミッククラウンピストンの製造法。

ここでいう圧入とは、セラミックス製部材に設けた凸部
を、その凸部直径より小径の金属製部材に設けた凹部に
荷重をかけて強制的に押し込んで嵌合することである。

本発明のセラミックスクラウンピストンは金属製部材に
設けられた凹部に、セラミックス製部材に設けられた凸
部で、金属製部材上の凹部より大径の凸部が強制的に押
込まれて得られる。この場合に、セラミックス製部材の
凸部と金属製部材の凹部の寸法差が金属製部材の塑性変
形および弾性変形によって吸収されるように金属製部材
の凹部の形状、寸法、肉厚などを決定するので、圧入部
の凹部と凸部の仕上げ寸法公差は厳しくする必要はない
。

圧入時のセラミックス製部材の凸部と金属製部材の凹部
の寸法差は凸部直径が凹部内径より０．５％〜５％大き
くするのが好ましく、金属製部材の変形量や圧入に要す
る荷重を少な（するため０．５％〜１％大きくするのが
とくに好ましい。この寸法差が０．５％以下では圧入部
の結合力が不足し、使用中に結合部が抜けるので好まし
くない。寸法差が５％以上になると圧入に必要な荷重が
大きくなりすぎて、圧入時にセラミックス製部材の凸部
が折損するので好ましくない。

圧入は室温で行ってもよいし、金属製部材を加熱するか
、あるいは金属製部材とセラミックス製部材の両方を加
熱して行ってもよい。加熱する場合の温度は金属製部材
の焼なまし温度以下で結合部が使用中にさらされる最高
温度以上の温度が望ましい。圧入温度が金属製部材の焼
なまし温度以上の温度の場合は、圧入によって金属製部
材の凹部に発生した内部応力と歪が緩和され、圧入部の
結合力が減少するので好ましくない。また、金属製部材
とセラミックス製部材の両方を加熱して圧入を行う場合
に、圧入を使用温度以下の温度で行うと、使用中の温度
上昇により圧入部の結合力が低下するので好ましくない
。

本発明のセラミックスクラウンピストンでは金属製部材
とセラミックス製部材の圧入時に金属製部材の凹部が変
形することが必要である。このため、金属製部材として
は、焼なまし処理後使用するのが望ましい。硬化処理し
た金属製部材を使用する場合には金属製部材の凹部が変
形できる寸法、形状にする必要がある。

圧入後の金属製部材に耐摩耗性が要求される場合には、
金属製部材の全表面あるいは一部表面を浸炭、窒化、表
面焼入れ、メツキなどの方法で硬化される。金属製部材
表面の硬化処理は圧入前に実施してもよい。

図面により本発明をさらに詳しく説明する。

第１図ないし第２図は本発明のセラミックスクラウンピ
ストンの一興体例の構造を示したものである。第１図は
セラミックス製部材１に設けられた凸部４が金属製部材
２に設けられた凹部３に強制的に圧入した場合のセラミ
ックスクラウンピストンの縦断面図、第２図は使用温度
において、セラミックス製部材上の凸部４の底面７と金
属製部材上の凹部３の端面６との間に隙間５が存在する
ように、強制的に圧入した場合のセラミックスクラウン
ピストンの圧入部の縦断面図である。両部材の圧入を容
易にするため、セラミックス製部材上の凸部先端と、金
属製部材上の凹部入口にはテーパーを付けてもよい。

本発明のセラミックスクラウンピストンを構成する金属
とセラミックスの熱膨張係数は等しいことが望ましい。

しかし、一般には金属の熱膨張係数の方がセラミックス
の熱膨張係数より大きい。

したがって、室温でセラミックス製部材の凸部４の底面
７と金属製部材の凹部３の端面６の間に隙間が存在しな
い場合には、圧入部の温度が上昇すると、金属製部材と
セラミックス製部材の熱膨張差のためセラミックス部材
が破損する。これをさけるため、本発明のセラミックス
クラウンピストンでは隙間５を設けることが重要である
。

本発明では、この隙間の間に、弾性体あるいは圧入後の
金属部材の仕上げ加工により生じたぼりなどセラミック
ス製部材と金属製部材の熱膨張差による応力で実質的に
変形可能な物体が存在する場合も隙間が存在するものと
みなす。

隙間５の大きさはつぎの関係を満足する大きさであれば
よい。（隙間５の大きさ）〉（圧入部を構造する金属部
材とセラミックス部材の熱膨張係数差）×（圧入距離）
×（最高使用温度）この隙間はスペーサーの利用あるい
は圧入を圧入部の最高使用温度以上の温度で行うことな
どにより得られる。

第２図はセラミックス製部材１の凸部４が、胴部の一端
に胴部直径より大径のフランジ部９を有する円筒状金属
製部材２の凹部３に圧入してなるセラミックスクラウン
ピストンとを結合する構造の一例を示すものである。こ
のフランジ９によって、本発明のセラミックスクラウン
ピストンの金属製部材の胴部に他の金属製部材を組込ん
で胴部端部に設けたネジ８で締めた場合に、ネジの締め
つけによって生ずる軸力や本発明のセラミックスクラウ
ンピストンの胴部の熱膨張とこの胴部上に組込まれた他
の金属製部材の熱膨張差による応力がセラミックス製部
材に作用しないようにする。

第３図、第４図、第５図は金属製部材２に設けられた貫
通孔３に、この貫通孔より大径のセラミックスクラウン
１の凸部４を圧入してなるセラミックスクラウンピスト
ンの胴部外周に設けたネジ２Ａを利用して、ピストン又
はタペット等の他の金属製部材と結合した本発明のセラ
ミックスクラウンピストンの一応用例を示す断熱エンジ
ン用ピストンならびにタペットである。

第３図は金属製ピストン１９のピストンクラウン１９Ａ
の一部に本発明のセラミックスクラウンピストンがはめ
込み可能な一部貫通孔からなる空所を設け、この空所に
セラミックスクラウンピストンをはめ込んで、貫通孔に
設けたネジ１９Ａとセラミックスクラウンピストンに設
けたネジ２Ａとで固定したところのピストンクラウンが
セラミックスよりなり、ピストン本体が金属からなる断
熱エンジン用ピストンである。

第４図は金属製タペット２０のカムとの摺接面に本発明
のセラミックスクラウンピストンがはめ込み可能な空所
を設け、その空所内に本発明のセラミックスクラウンピ
ストンをはめ込んで、空所内に設けたネジ２ＯＡとセラ
ミックスクラウンピストンに設けたネジ２Ａとで固定し
たカムとの摺接面２１がセラミックスからなるタペット
である。

第５図は金属製タペット２３のカムとの摺接面に本発明
のセラミックスクラウンピストンがはめ込み可能な貫通
孔を設け、その貫通孔に本発明のセラミックスクラウン
ピストンをはめ込んで、貫通孔に設けたネジ２３Ａとセ
ラミックスクラウンピストンの外周に設けたネジ２Ａと
で固定した、カムとの摺接面２１およびブツシュロッド
当接面２２がセラミックスからなるタペットである。

本発明のセラミックスクラウンピストンを構成するセラ
ミックス材料は窒化けい素、炭化けい素、部分安定化ジ
ルコニア、アルミナ、へりリア等から本発明のセラミッ
クスクラウンピストンの使用目的に応じて選択すればよ
い。また、カムとの摺接面をセラミックスとしたタペッ
トを本発明のセラミックスクラウンピストンで作る場合
には、セラミックス材料として高強度、高靭性の部分安
定化ジルコニアが望ましい。さらにまた、本発明のセラ
ミックスクラウンピストンでピストンクラウンがセラミ
ックスである断熱エンジン用ピストンを作る場合には、
セラミックス材料として熱膨張係数がピストン本体を構
成する鋳鉄に近い部分安定化ジルコニアが望ましい。

実施例１ 常圧焼結法で作製した窒化けい素丸棒から直径３．１　
ａｍ、長さ２０ｍｍの凸部を有するセラミックス製部材
を作製した。また、焼なましたクロムモリブデン鋼（Ｊ
　Ｉ　Ｓ−３距離５−３Ｃ丸棒の一端に内径３．０　ｍ
ｍ、深さ２５ｍｍの凹部と残りの一端にネジ部を設けた
胴径５ｍｍの金属製部材を作製した。この金属製部材の
凹部にセラミックス製部材の凸部を２０°Ｃで圧入し、
金属製部材凹部先端とセラミックス製部材凸部底面の隙
間（第６図のＣ）が０．２ｍｍ（結合体Ａ）とＯｍｍ（
結合体Ｂ）である第６図に示す形状のセラミックスクラ
ウンピストンを作製した。このセラミックスクラウンピ
ストンを加熱炉に入れて、３００°Ｃまで昇温したとこ
る結合体Ａには何ら異常は認められなかった。しかし、
結合体Ｂは昇温途中の２００　’Ｃでセラミックス製部
材Ｒ部から破損した。

実施例２ 実施例１と同じ方法で作った結合体Ａを圧力２Ｔｏｒｒ
、窒素８部、水素２部の混合雰囲気中で５３０　”Ｃ，
１０時間、イオン窒化処理を行った。イオン窒化処理に
より金属製部材の表面硬度（ビッカース硬さ）がイオン
窒化処理前のＨＶ１５０からＨシ８６０まで上昇すると
ともに、表面から０．１６ｎ＋＋ｎの深さの位置でもＨ
ｖ５００を示した。このイオン窒化処理によってもセラ
ミックス製部材と金属製部材との圧入部には何の異常も
認められなかった。

実施例３ 常圧焼結法で作製した窒化けい素丸棒から第１表に示す
直径で長さ２０１の凸部を有するセラミックス製部材を
作製した。また、焼なましたアルミニウムクロムモリブ
デンｍ　（Ｊ　Ｔ　Ｓ−３ＡＣ５−３ＡＣ丸棒の一端に
第１表に示す直径の凹部、残りの一端にネジを設けた金
属製部材を作製した。

この金属製部材の凹部にセラミックス製部材の凸部を第
１表に示す条件で圧入して第６図に示す形状のセラミッ
クスクラウンピストンを作製した。

このセラミックスクラウンピストンを第７図に示すよう
な治具を用い、第７図に図示の部分を加熱炉に入れて、
第１表に示す温度に加熱し、上下方向に引抜いて結合部
の引抜に要する荷重を測定した。得られた結果を第１表
に示した。

Ｎｏ、　１とＮｏ、　２はセラミックス製部材が第６図
Ｒ部で破損したので、結合部の引抜に要する荷重（結合
力）がセラミックス製部材のＲ部の破断荷重以上である
ことは明らかである。

第１表から明らかなように、本発明のセラミックスクラ
ウンピストンとの結合体は３００　’Ｃにおいても大き
な結合力を有している。

これに対して、本発明の範囲外のものを示した比較例で
は、金属製部材の凹部にセラミックス製部材の凸部が圧
入不可能であったり、圧入が可能でも結合力の弱いもの
しか得られない。比較例Ｎα１０１〜ＮＯ，１０３はそ
れぞれ金属製部材の硬さ、金属製部材上の凹部外壁の厚
さ、セラミックス製部材上の凸部寸法と金属製部材上の
凹部寸法の差がいずれも本発明の範囲より大きいため、
圧入時にセラミックス製部材の凸部が破損したものであ
る。

また、比較例Ｎｏ、１０４とＮα１０５はそれぞれ圧入
温度より引抜試験温度が高温の場合とセラミックス製部
材の凸部寸法と金属製部材の凹部寸法の差が本発明の範
囲より小さい場合の例であるが、この場合には結合力が
弱くて低い荷重で結合部が抜けたものである。

実施例４ ５．２％のＹ、Ｏ，を含む部分安定化ジルコニアセラミ
ックスで、板面中央に直径１５ｍｍ、長さ１５ｍ５の凸
部を有する直径６９ｍｍ、厚さ３■の円板を作製した。

また、球状黒鉛鋳鉄でフランジ部外径３５＋＋ｕ＋＋、
胴部外径２５ｎｖ＋、凹部内径１４．８ｍｍ、全長１０
ｍｍの金属製部材を作製した。金属製部材の凹部にジル
コニアセラミックスの凸部を５００°Ｃで圧入してセラ
ミックスクラウンピストンを作製した。

一方、直径７０ｍｍの球状黒鉛鋳鉄製ピストンのピスト
ンクラウンの一部にこのセラミックスクラウンピストン
がはめ込み可能な一部貫通孔からなる空所を設けた。つ
いで、貫通孔に設けたネジとセラミックスクラウンピス
トンの金属製部材胴部上のネジとを固定し、第３図に示
す形状のピストンクラウンの一部が部分安定化ジルコニ
アセラミックス、ピストン本体が球状黒鉛鋳鉄である断
熱エンジン用ピストンを作製した。このピストンは直径
７０１、ストローク７５１、回転数２２００　ｒ　ｐ　
ｍのディーゼルエンジンで１０時間運転しても何ら異常
は認められなかった。

以上述べたことから明らかなとおり、本発明のセラミッ
クスクラウンピストンはセラミックス製部材に設けた凸
部をその凸部直径より小径の金属製部材に設けた凹部に
、荷重をかけて強制的に押し込むとともに、本発明のセ
ラミックスクラウンピストンとの結合体の使用温度にお
いて、セラミックス製部材上の凸部底面と金属製部材上
の凹部端面との間に隙間を設けて嵌合するものであるか
ら、セラミックス製部材と金属製部材の加工精度は焼ば
めの場合のような高精度を必要とせず、結合体の寸法上
の制約もない。さらにまた、圧入部のセラミックスと金
属の熱膨張係数の差による破損も防止できる。

また、金属製ピストンのピストンクラウンに、本発明の
金属とセラミックスとの結合体のはめ込み可能な空所を
設け、この空所内に設けたネジと、本発明の金属とセラ
ミックスとの結合体の金属製部材の胴部に設けたネジと
を固定したピストンクラウンの一部がセラミックス、ピ
ストン本体が金属からなる断熱エンジン用ピストンは高
温の燃焼ガスにさらされるピストンクラウンを断熱性の
高いセラミックスとすることができるので、容易に断熱
効果の高いピストンを作ることもできる。

また、タペットも本発明のセラミックスクラウンピスト
ンをはめ込んで、カムとの摺接面をセラミックスとする
ことができるので、耐摩耗性にすぐれたタペットとする
ことができる。

このように、本発明の金属とセラミックスとの結合体よ
りなるセラミックスクラウンは本発明の金属とセラミッ
クスとの結合体そのもの、あるいは他の金属製部材と組
合せて使用することにより、セラミックスの耐熱性、断
熱性、高温強度ならびに耐摩耗性を生かしてターボチャ
ージャー、ピストン、タペット、吸気弁、排気弁、ロッ
カーアーム、カムなどのエンジン部品その他高温や繰り
返し荷重を受ける構造体部品として使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第２図は本発明のセラミックスクラウンピ
ストンの一興体例の構造の断面図を示す説明図、 第３図は本発明のセラミックスクラウンピストンを他の
金属製部材と組合せて使用する具体的である断熱エンジ
ン用ピストンの断面を示す説明図、第４図ないし第５図
は本発明のセラミックスクラウンピストンを他の金属製
部材と組合せて使用する他の具体例であるタペットの断
面を示す説明図、 第６図は本発明のセラミックスクラウンピストンの他の
具体例の構造の断面を示す説明図、第７図はセラミック
スクラウンピストンの引抜試験の方法を示す説明図であ
る。 １・・・セラミックス製部材 ２・・・金属製部材　　　　２Ａ・・・ネジ３・・・金
属製部材上の凹部 ４・・・セラミックス製部材上の凸部 ５・・・凹部端面と凸部底面の隙間 ６・・・凹部の端面　　　　７・・・凸部底面８・・・
金属製部材の胴部に設けたネジ９・・・フランジ １１・・・タービンホイール側回転軸 １２・・・コンプレッサーホイール側回転軸１３・・・
コンプレッサーホイール側回転軸先端の凹部１４・・・
タービンホイール側回転軸先端の凸部１５・・・凹部端
面と凸部底面の隙間 １６・・・タービンホイール　１７・・・フランジ１８
・・・ネジ１９・・・金属製ピストン１９’Ａ・・・ネ
ジ ２０．２３・・・金属製タペット ２ＯＡ、２３Ａ・・・ネジ　　　　２１・・・カムとの
摺接面２２・・・ブツシュロッド当接面 ３１・・・プルロッド　　　　３２・・・引抜用ツヵミ
具特許出願人　　日本碍子株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セラミックス製部材がピストンクラウンの一部、金
   属製部材がピストン本体の一部であって、前記金属製ピ
   ストン本体の中心に設けられた凹部又は貫通孔に、セラ
   ミックス製ピストンクラウンの中央に設けられた凸部が
   圧入してなるセラミックスクラウンを金属ピストンの頂
   部に結合した結合体において、該金属製ピストン本体の
   凹部先端面とセラミックス製ピストンクラウンの凸部底
   面の間に、室温において下記の関係 （隙間の大きさ）＞（圧入部を構成する金属とセラミッ
   クスとの熱膨脹係数の差）×（圧入距離）×（最高使用
   温度） を満足する大きさの隙間を有して一体的に結合されてい
   ることを特徴とするセラミックスクラウンピストン。 ２、セラミックス製ピストンクラウンが窒化けい素、金
   属製ピストンが浸炭、窒化、表面焼入れのいずれか１つ
   の方法で表面硬化処理可能な鋼であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のセラミッククラウンピスト
   ン。 ３、金属製部材の凹部側胴部の一部に金属製部材胴部直
   径より大径のフランジ部が形成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載のセラミックスクラウン
   ピストン。 ４、セラミックス製部材が部分安定化ジルコニア、金属
   製部材が鋳鉄であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のセラミックスセラミックスクラウンピストン
   。 ５、セラミックス製部材がピストンクラウンの一部、金
   属製部材がピストン本体の一部であって、前記金属製ピ
   ストン本体の中心に設けられた凹部又は貫通孔に、セラ
   ミックス製ピストンクラウンの中央に設けられた凸部が
   圧入してなるセラミックスクラウンを金属ピストンの頂
   部に結合する結合体の製造法において、セラミックス製
   部材に設けた凸部の直径を金属製部材に設けた凹部の内
   径より０．５％〜５％大きくするとともに、該凹部に対
   し凸部を金属製部材の焼なまし温度以下および室温また
   は結合部が使用中にさらされる最高温度以上の温度で圧
   入するに際し、該金属製ピストン本体の凹部先端面とセ
   ラミックス製ピストンクラウンの凸部底面の間に、室温
   において下記の関係 （隙間の大きさ）＞（圧入部を構成する金属とセラミッ
   クスとの熱膨脹係数の差）×（圧入距離）×（最高使用
   温度） を満足する大きさの隙間を形成して一体的に結合するこ
   とを特徴とするセラミッククラウンピストンの製造法。 ６、金属製部材とセラミックス製部材とを一体的に結合
   する方法において、セラミックス製部材に設けた凸部の
   直径を金属製部材に設けた凹部の内径より０．５％〜５
   ％大きくするとともに、該凹部に対し凸部を金属製部材
   の焼なまし温度以下および室温または結合部が使用中に
   さらされる最高温度以上の温度で圧入することを特徴と
   するセラミックスクラウンピストンの製造法。 ７、セラミックス製部材がピストンクラウンの一部、金
   属製部材がピストン本体の一部であって、前記金属製ピ
   ストン本体の中心に設けられた凹部又は貫通孔に、セラ
   ミックス製ピストンクラウンの中央に設けられた凸部が
   圧入してなるセラミックスクラウンを金属ピストンの頂
   部に結合する結合体の製造法において、セラミックス製
   部材に設けた凸部の直径を金属製部材に設けた凹部の内
   径より０．５％〜５％大きくするとともに、該凹部に対
   し凸部を金属製部材の焼なまし温度以下および室温また
   は結合部が使用中にさらされる最高温度以上の温度で圧
   入し、圧入後所定の寸法に仕上げた金属製部材表面の一
   部あるいは全部を浸炭、窒化、表面焼入れ、メッキのい
   ずれかの方法で硬化させること及び該金属製ピストン本
   体の凹部先端面とセラミックス製ピストンクラウンの凸
   部底面の間に、室温において下記の関係 （隙間の大きさ）＞（圧入部を構成する金属とセラミッ
   クスとの熱膨脹係数の差）×（圧入距離）×（最高使用
   温度） を満足する大きさの隙間を形成して一体的に結合するこ
   とを特徴とするセラミックスクラウンピストンの製造法
   。