JPH04311654A - 内燃機関のピストン構造 - Google Patents
内燃機関のピストン構造Info
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- JPH04311654A JPH04311654A JP3079000A JP7900091A JPH04311654A JP H04311654 A JPH04311654 A JP H04311654A JP 3079000 A JP3079000 A JP 3079000A JP 7900091 A JP7900091 A JP 7900091A JP H04311654 A JPH04311654 A JP H04311654A
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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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-
- 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
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のピストン構
造に関し、特に、遮熱性及び耐熱性を向上したピストン
構造に関する。
造に関し、特に、遮熱性及び耐熱性を向上したピストン
構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関のピストンとして、特開昭５９
−１３８７５６号公報（従来例１）に示されるように、
ピストン頂部に燃焼室となる凹部を設けたものがある。 図４はこのようなピストンの一例を示しており、燃焼室
となる凹部１を形成した耐熱材料からなる部材２を軽合
金３で鋳ぐるむことによってピストン本体を形成するよ
うにしている。又、鋳造時に、ソルト（型）を一体に鋳
込み、その後除去することによって、冷却油が流通する
冷却孔４を設けるようにしている。
−１３８７５６号公報（従来例１）に示されるように、
ピストン頂部に燃焼室となる凹部を設けたものがある。 図４はこのようなピストンの一例を示しており、燃焼室
となる凹部１を形成した耐熱材料からなる部材２を軽合
金３で鋳ぐるむことによってピストン本体を形成するよ
うにしている。又、鋳造時に、ソルト（型）を一体に鋳
込み、その後除去することによって、冷却油が流通する
冷却孔４を設けるようにしている。
【０００３】又、従来、実開昭５９−１７２２５１号公
報（従来例２）に示されるように、ピストン冷却用のオ
イルクールチャンネルを通る面とピストン頂部の燃焼室
形成用の凹部壁面とで形成されるピストン部位を、その
他のピストン本体母材よりも熱伝導率の良好な材料で構
成したピストンが知られている。尚、このピストンにお
いては、ピストン本体とピストン頂部との接合面に夫々
環状の溝を予め設けておき、両者を電子ビーム溶接、摩
擦溶接等により接合するようにしている。
報（従来例２）に示されるように、ピストン冷却用のオ
イルクールチャンネルを通る面とピストン頂部の燃焼室
形成用の凹部壁面とで形成されるピストン部位を、その
他のピストン本体母材よりも熱伝導率の良好な材料で構
成したピストンが知られている。尚、このピストンにお
いては、ピストン本体とピストン頂部との接合面に夫々
環状の溝を予め設けておき、両者を電子ビーム溶接、摩
擦溶接等により接合するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のピストンにあっては、次のような問題点があっ
た。即ち、従来例１のものでは、耐熱材料からなる部材
２を軽合金３で鋳包んだだけであり、耐熱材料からなる
部材２を軽合金３とは接合状態にはないため、冷却孔４
を耐熱材料からなる部材２の裏面まで至らせると、耐熱
材料からなる部材２を軽合金３との間に冷却油が入り込
んで焼付きを引き起こす。この結果、冷却孔４は軽合金
３の途中までしか延びておらず、この結果、冷却孔４に
冷却油を流通させても、耐熱材料からなる部材２と軽合
金３との間の熱抵抗が大きく、耐熱材料からなる部材２
が効果的に冷却されない。
な従来のピストンにあっては、次のような問題点があっ
た。即ち、従来例１のものでは、耐熱材料からなる部材
２を軽合金３で鋳包んだだけであり、耐熱材料からなる
部材２を軽合金３とは接合状態にはないため、冷却孔４
を耐熱材料からなる部材２の裏面まで至らせると、耐熱
材料からなる部材２を軽合金３との間に冷却油が入り込
んで焼付きを引き起こす。この結果、冷却孔４は軽合金
３の途中までしか延びておらず、この結果、冷却孔４に
冷却油を流通させても、耐熱材料からなる部材２と軽合
金３との間の熱抵抗が大きく、耐熱材料からなる部材２
が効果的に冷却されない。
【０００５】又、耐熱材料からなる部材２と冷却孔４を
形成するための型とを別々の個所にセットして、一体的
な鋳造を行うため、鋳造時に耐熱材料からなる部材２と
ソルトとを別々に支持する必要があり、鋳造治具の構成
が複雑となる。一方、従来例２のものでは、ピストン本
体とピストン頂部との接合面に予め環状の溝を設ける必
要があり、しかもピストン本体とピストン頂部とを電子
ビーム溶接、摩擦溶接等により接合する構成であって、
鋳造により一体化する構成ではないため、製作工数が多
く、製作性に劣り、製作コストが嵩む。
形成するための型とを別々の個所にセットして、一体的
な鋳造を行うため、鋳造時に耐熱材料からなる部材２と
ソルトとを別々に支持する必要があり、鋳造治具の構成
が複雑となる。一方、従来例２のものでは、ピストン本
体とピストン頂部との接合面に予め環状の溝を設ける必
要があり、しかもピストン本体とピストン頂部とを電子
ビーム溶接、摩擦溶接等により接合する構成であって、
鋳造により一体化する構成ではないため、製作工数が多
く、製作性に劣り、製作コストが嵩む。
【０００６】そこで、本発明は以上のような従来の問題
点に鑑み、燃焼室を有したピストン冠面を構成する耐熱
材料をその他のピストン本体母材を構成する軽合金で一
体に鋳包み成形してなる内燃機関のピストン構造におい
て、耐熱材料の冷却性を向上すると共に、鋳造治具の構
成の簡略化を図り、しかも、製作性の向上を図ることを
目的とする。
点に鑑み、燃焼室を有したピストン冠面を構成する耐熱
材料をその他のピストン本体母材を構成する軽合金で一
体に鋳包み成形してなる内燃機関のピストン構造におい
て、耐熱材料の冷却性を向上すると共に、鋳造治具の構
成の簡略化を図り、しかも、製作性の向上を図ることを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このため、本発明の内燃
機関のピストン構造は、燃焼室となる凹部を有したピス
トン冠面を構成する耐熱材料をその他のピストン本体母
材を構成する軽合金で一体に鋳包み成形してなる内燃機
関のピストン構造において、前記ピストン冠面とピスト
ン本体母材との合わせ面の前記燃焼室頂部に近い部位に
形成される環状の冷却液通路部と、前記合わせ面の前記
通路部の両側部位に介在される耐熱材料と軽合金との結
合層と、ピストン本体母材裏面から前記冷却液通路部へ
と貫通する冷却液入口・出口孔と、を設け、前記冷却液
通路部を、鋳造時にピストン冠面裏面に一体化された型
を鋳造後に冷却液入口・出口孔から除去することによっ
て形成し、前記結合層を、前記鋳造前にピストン冠面裏
面に一体化された結合層形成材料により形成し、かつ前
記冷却液入口・出口孔を、前記鋳造後の切削加工により
形成した。
機関のピストン構造は、燃焼室となる凹部を有したピス
トン冠面を構成する耐熱材料をその他のピストン本体母
材を構成する軽合金で一体に鋳包み成形してなる内燃機
関のピストン構造において、前記ピストン冠面とピスト
ン本体母材との合わせ面の前記燃焼室頂部に近い部位に
形成される環状の冷却液通路部と、前記合わせ面の前記
通路部の両側部位に介在される耐熱材料と軽合金との結
合層と、ピストン本体母材裏面から前記冷却液通路部へ
と貫通する冷却液入口・出口孔と、を設け、前記冷却液
通路部を、鋳造時にピストン冠面裏面に一体化された型
を鋳造後に冷却液入口・出口孔から除去することによっ
て形成し、前記結合層を、前記鋳造前にピストン冠面裏
面に一体化された結合層形成材料により形成し、かつ前
記冷却液入口・出口孔を、前記鋳造後の切削加工により
形成した。
【０００８】又、上記のピストン構造において、前記冷
却液通路部を、ピストン冠面に一体化された型によって
形成する構成に代えて、前記合わせ面にピストン冠面に
一体化される結合層形成材料のない部分を設け、かつ鋳
造時に燃焼室側に取り付けた加熱手段により前記結合層
形成材料のない部分が最後に凝固して空隙部となるよう
に温度制御して加熱して形成する構成とした。
却液通路部を、ピストン冠面に一体化された型によって
形成する構成に代えて、前記合わせ面にピストン冠面に
一体化される結合層形成材料のない部分を設け、かつ鋳
造時に燃焼室側に取り付けた加熱手段により前記結合層
形成材料のない部分が最後に凝固して空隙部となるよう
に温度制御して加熱して形成する構成とした。
【０００９】
【作用】かかる構成において、例えば、低負荷時には冷
却液通路部に冷却液を流通させず、空気層による遮熱を
行わせ、熱効率を向上させる。高出力時に耐熱材料の耐
熱使用限界を越える条件となる場合には、冷却液通路部
に冷却液を流通させて、ピストン冠面を冷却する。この
場合、冷却液通路部が耐熱材料の裏面まで延びているた
め、冷却液が該耐熱材料裏面に直接接触するため、耐熱
材料の冷却を効果的に行える。そして、ピストン冠面の
軽合金との合わせ面のうち冷却液通路部の両側部位には
耐熱材料−アルミの拡散結合層を形成しているため、耐
熱材料と軽合金との間に冷却液が入り込むことがなく、
冷却液の焼付きの問題は生じない。
却液通路部に冷却液を流通させず、空気層による遮熱を
行わせ、熱効率を向上させる。高出力時に耐熱材料の耐
熱使用限界を越える条件となる場合には、冷却液通路部
に冷却液を流通させて、ピストン冠面を冷却する。この
場合、冷却液通路部が耐熱材料の裏面まで延びているた
め、冷却液が該耐熱材料裏面に直接接触するため、耐熱
材料の冷却を効果的に行える。そして、ピストン冠面の
軽合金との合わせ面のうち冷却液通路部の両側部位には
耐熱材料−アルミの拡散結合層を形成しているため、耐
熱材料と軽合金との間に冷却液が入り込むことがなく、
冷却液の焼付きの問題は生じない。
【００１０】又、ピストン冠面と軽合金とを鋳造により
一体化することができ、冷却液通路部を鋳造時に同時に
形成することができ、しかも、耐熱材料と冷却液通路部
を形成するための型とを同じ個所にセットして、一体的
な鋳造を行えるため、鋳造時に耐熱材料と型とを別々に
支持する必要がなく、鋳造治具の構成が簡単となる。前
記冷却液通路部を、加熱手段により結合層形成材料のな
い部分が最後に凝固して空隙部となるように温度制御し
て加熱して形成する構成とすれば、所謂鋳造による「ヒ
ケ」の現象を利用して、冷却液通路部を簡単に形成する
ことができる。
一体化することができ、冷却液通路部を鋳造時に同時に
形成することができ、しかも、耐熱材料と冷却液通路部
を形成するための型とを同じ個所にセットして、一体的
な鋳造を行えるため、鋳造時に耐熱材料と型とを別々に
支持する必要がなく、鋳造治具の構成が簡単となる。前
記冷却液通路部を、加熱手段により結合層形成材料のな
い部分が最後に凝固して空隙部となるように温度制御し
て加熱して形成する構成とすれば、所謂鋳造による「ヒ
ケ」の現象を利用して、冷却液通路部を簡単に形成する
ことができる。
【００１１】
【実施例】以下、添付された図面を参照して本発明を詳
述する。図１に示すピストンは、燃焼室となる凹部５を
有したピストン冠面６を構成する耐熱材料としての例え
ばチタン（Ｓｉ３ Ｎ４ ）を、その他のピストン本体
母材７を構成する軽合金としての例えばアルミ合金で一
体に鋳包み成形した構成である。
述する。図１に示すピストンは、燃焼室となる凹部５を
有したピストン冠面６を構成する耐熱材料としての例え
ばチタン（Ｓｉ３ Ｎ４ ）を、その他のピストン本体
母材７を構成する軽合金としての例えばアルミ合金で一
体に鋳包み成形した構成である。
【００１２】かかるピストンにおいて、前記ピストン冠
面６（チタン）とピストン本体母材７（アルミ合金）と
の合わせ面の燃焼室５頂部に近い部位には環状の冷却液
通路部としての冷却油通路部８が形成される。又、前記
合わせ面の前記冷却液通路部８の両側部位にはチタンと
アルミ合金との結合層９が介在される。更に、ピストン
本体母材７裏面から前記冷却油通路部８へと貫通する冷
却油入口・出口孔１０が設けられている。
面６（チタン）とピストン本体母材７（アルミ合金）と
の合わせ面の燃焼室５頂部に近い部位には環状の冷却液
通路部としての冷却油通路部８が形成される。又、前記
合わせ面の前記冷却液通路部８の両側部位にはチタンと
アルミ合金との結合層９が介在される。更に、ピストン
本体母材７裏面から前記冷却油通路部８へと貫通する冷
却油入口・出口孔１０が設けられている。
【００１３】ここで、前記冷却油通路部８は、鋳造時に
ピストン冠面６裏面に一体化されたソルト（型）１１を
鋳造後に冷却油入口・出口孔１０から除去することによ
って形成される。又、前記結合層９は、前記鋳造時にピ
ストン冠面６裏面を結合層形成材料としてのアルミ溶湯
に浸すことにより形成される。更に、前記冷却油入口・
出口孔１０は、前記鋳造後のドリル等を用いた切削加工
によって形成される。
ピストン冠面６裏面に一体化されたソルト（型）１１を
鋳造後に冷却油入口・出口孔１０から除去することによ
って形成される。又、前記結合層９は、前記鋳造時にピ
ストン冠面６裏面を結合層形成材料としてのアルミ溶湯
に浸すことにより形成される。更に、前記冷却油入口・
出口孔１０は、前記鋳造後のドリル等を用いた切削加工
によって形成される。
【００１４】次に、かかるピストンの製作手順について
説明する。まず、チタン製のピストン冠面６の裏面、つ
まりアルミ合金からなるピストン本体母材７との合わせ
面の冷却油通路部８形成位置にソルト１１を一体化させ
、ピストン冠面６のアルミ合金を接合させない部分をマ
スキングした後、該ピストン冠面６をアルミ溶湯に数分
間浸しておく。これにより、ピストン冠面６のピストン
本体母材７との合わせ面の冷却油通路部８の両側部位に
はチタン−アルミの拡散結合層（アルミナイズ層）９が
形成される。
説明する。まず、チタン製のピストン冠面６の裏面、つ
まりアルミ合金からなるピストン本体母材７との合わせ
面の冷却油通路部８形成位置にソルト１１を一体化させ
、ピストン冠面６のアルミ合金を接合させない部分をマ
スキングした後、該ピストン冠面６をアルミ溶湯に数分
間浸しておく。これにより、ピストン冠面６のピストン
本体母材７との合わせ面の冷却油通路部８の両側部位に
はチタン−アルミの拡散結合層（アルミナイズ層）９が
形成される。
【００１５】次に、チタン製のピストン冠面６をアルミ
合金で一体に鋳包み成形するべく、アルミ合金の鋳造を
行う。かかる鋳造後には、ピストン本体母材７の裏面か
らドリルによって、冷却油入口・出口孔１０となる穴を
冷却油通路部８へと貫通して明ける。そして、この穴か
ら前記ソルト１１を取り出し、ピストンを完成させる。
合金で一体に鋳包み成形するべく、アルミ合金の鋳造を
行う。かかる鋳造後には、ピストン本体母材７の裏面か
らドリルによって、冷却油入口・出口孔１０となる穴を
冷却油通路部８へと貫通して明ける。そして、この穴か
ら前記ソルト１１を取り出し、ピストンを完成させる。
【００１６】以上のピストン構造においては、低負荷時
には冷却油通路部８に冷却油を流通させず、空気層によ
る遮熱を行わせ、熱効率を向上させる。高出力時にチタ
ンの耐熱使用限界を越える条件となる場合には、冷却油
通路部８に冷却油を流通させて、ピストン冠面６を冷却
する。この場合、冷却油通路部８がピストン冠面６の裏
面まで延びているため、冷却油が該ピストン冠面６裏面
に直接接触するため、ピストン冠面６の冷却を効果的に
行える。そして、ピストン冠面６のアルミ合金との合わ
せ面のうち冷却油通路部８の両側部位にはチタン−アル
ミの拡散結合層９を形成しているため、ピストン冠面６
とピストン本体母材７との合わせ面に冷却油が入り込む
ことがなく、焼付きの問題は生じない。
には冷却油通路部８に冷却油を流通させず、空気層によ
る遮熱を行わせ、熱効率を向上させる。高出力時にチタ
ンの耐熱使用限界を越える条件となる場合には、冷却油
通路部８に冷却油を流通させて、ピストン冠面６を冷却
する。この場合、冷却油通路部８がピストン冠面６の裏
面まで延びているため、冷却油が該ピストン冠面６裏面
に直接接触するため、ピストン冠面６の冷却を効果的に
行える。そして、ピストン冠面６のアルミ合金との合わ
せ面のうち冷却油通路部８の両側部位にはチタン−アル
ミの拡散結合層９を形成しているため、ピストン冠面６
とピストン本体母材７との合わせ面に冷却油が入り込む
ことがなく、焼付きの問題は生じない。
【００１７】又、かかる構成によると、ピストン冠面６
とピストン本体母材７とを鋳造により一体化することが
でき、冷却油通路部８を鋳造時に同時に形成することが
でき、しかも、チタンと冷却油通路部８を形成するため
のソルトとを同じ個所にセットして、一体的な鋳造を行
えるため、鋳造時にチタンとソルトとを別々に支持する
必要がなく、鋳造治具の構成が簡単となる。
とピストン本体母材７とを鋳造により一体化することが
でき、冷却油通路部８を鋳造時に同時に形成することが
でき、しかも、チタンと冷却油通路部８を形成するため
のソルトとを同じ個所にセットして、一体的な鋳造を行
えるため、鋳造時にチタンとソルトとを別々に支持する
必要がなく、鋳造治具の構成が簡単となる。
【００１８】従って、製作工数が少なく、製作性に優れ
、製作コストの低減を図ることができる。上記実施例に
おいては、冷却油通路部８のような細い部材を形成する
のに最適な型としてソルト１１を使用したが、砂型であ
っても良いし、又、ソルト１１を使用せずにこの通路部
を形成することもできる。
、製作コストの低減を図ることができる。上記実施例に
おいては、冷却油通路部８のような細い部材を形成する
のに最適な型としてソルト１１を使用したが、砂型であ
っても良いし、又、ソルト１１を使用せずにこの通路部
を形成することもできる。
【００１９】即ち、図２において、前記ピストン冠面６
とピストン本体母材７との合わせ面に、アルミ溶湯に浸
さない部分を設け、かつ鋳造時に燃焼室５側に取り付け
た加熱手段により前記アルミ溶湯に浸さない部分が最後
に凝固するように温度制御することによって冷却油通路
部１３を形成する。かかるピストンの具体的な製作手順
について説明する。
とピストン本体母材７との合わせ面に、アルミ溶湯に浸
さない部分を設け、かつ鋳造時に燃焼室５側に取り付け
た加熱手段により前記アルミ溶湯に浸さない部分が最後
に凝固するように温度制御することによって冷却油通路
部１３を形成する。かかるピストンの具体的な製作手順
について説明する。
【００２０】まず、先の実施例と同様に、チタン製のピ
ストン冠面６の裏面、つまりアルミ合金製のピストン本
体母材７との合わせ面の冷却油通路部１３８を形成する
部位とアルミ合金を接合させない部分をマスキングした
後、ピストン冠面６をアルミ溶湯に数分間浸しておく。 これにより、ピストン冠面６のピストン本体母材７との
合わせ面のうち冷却油通路部１３形成部位の両側部位に
はチタン−アルミの拡散結合層９が形成される。
ストン冠面６の裏面、つまりアルミ合金製のピストン本
体母材７との合わせ面の冷却油通路部１３８を形成する
部位とアルミ合金を接合させない部分をマスキングした
後、ピストン冠面６をアルミ溶湯に数分間浸しておく。 これにより、ピストン冠面６のピストン本体母材７との
合わせ面のうち冷却油通路部１３形成部位の両側部位に
はチタン−アルミの拡散結合層９が形成される。
【００２１】次に、チタン製のピストン冠面６をアルミ
合金で一体に鋳包み成形するべく、アルミ合金の鋳造を
行うが、この際に燃焼室５側に加熱手段としてのヒータ
１２を配設し、冷却油通路部１３形成部位が最後に凝固
するように、温度制御を行う。これによって、冷却油通
路部１３形成部位に空隙部が形成される。
合金で一体に鋳包み成形するべく、アルミ合金の鋳造を
行うが、この際に燃焼室５側に加熱手段としてのヒータ
１２を配設し、冷却油通路部１３形成部位が最後に凝固
するように、温度制御を行う。これによって、冷却油通
路部１３形成部位に空隙部が形成される。
【００２２】かかる鋳造後には、ピストン本体母材７の
裏面からドリルによって、冷却油入口・出口孔１０とな
る穴を冷却油通路部１３となる空隙部１４へと貫通して
明ける。以上のピストン構造においては、ソルトを使用
せず、所謂鋳造による「ヒケ」の現象を利用して、冷却
油通路部１３を形成するようにしているため、特に、製
作費用の低減をより効果的に図れる。
裏面からドリルによって、冷却油入口・出口孔１０とな
る穴を冷却油通路部１３となる空隙部１４へと貫通して
明ける。以上のピストン構造においては、ソルトを使用
せず、所謂鋳造による「ヒケ」の現象を利用して、冷却
油通路部１３を形成するようにしているため、特に、製
作費用の低減をより効果的に図れる。
【００２３】図３は本発明の更に他の実施例を示すもの
である。即ち、この実施例においては、ピストン冠面６
を形成する耐熱材料としてセラミック（窒化ケイ素）を
使用する。この場合、セラミック製のピストン冠面１５
とアルミ合金製のピストン本体母材７との合わせ面のう
ち、ヤング率，熱膨張の関係上、最も収縮の大きい外周
部位に熱的緩衝層としてのメタライズ層１６を形成し、
ピストン本体母材７外周部位に該メタライズ層１６に接
してセラミックとアルミの中間の熱膨張率を有する金属
１７を接合する。又、ピストン冠面１５の裏面のソルト
１１取付部とその両側部位にも、メタライズ層１６を形
成し、該メタライズ層１６の上からソルトを一体化する
。又、冷却油通路部８形成部位の両側部位と、金属とア
ルミ合金との間には夫々チタン−アルミの拡散結合層９
を形成する。
である。即ち、この実施例においては、ピストン冠面６
を形成する耐熱材料としてセラミック（窒化ケイ素）を
使用する。この場合、セラミック製のピストン冠面１５
とアルミ合金製のピストン本体母材７との合わせ面のう
ち、ヤング率，熱膨張の関係上、最も収縮の大きい外周
部位に熱的緩衝層としてのメタライズ層１６を形成し、
ピストン本体母材７外周部位に該メタライズ層１６に接
してセラミックとアルミの中間の熱膨張率を有する金属
１７を接合する。又、ピストン冠面１５の裏面のソルト
１１取付部とその両側部位にも、メタライズ層１６を形
成し、該メタライズ層１６の上からソルトを一体化する
。又、冷却油通路部８形成部位の両側部位と、金属とア
ルミ合金との間には夫々チタン−アルミの拡散結合層９
を形成する。
【００２４】製作手順は先の実施例と同様に、チタン製
のピストン冠面１５とアルミ合金製のピストン本体母材
７との合わせ面の冷却油通路部８を形成する部位とアル
ミ合金を接合させない部分とをマスキングした後、該ピ
ストン冠面１５をアルミ溶湯に数分間浸しておき、その
後、ピストン冠面１５をアルミ合金で一体に鋳包み成形
するべく、アルミ合金の鋳造を行う。
のピストン冠面１５とアルミ合金製のピストン本体母材
７との合わせ面の冷却油通路部８を形成する部位とアル
ミ合金を接合させない部分とをマスキングした後、該ピ
ストン冠面１５をアルミ溶湯に数分間浸しておき、その
後、ピストン冠面１５をアルミ合金で一体に鋳包み成形
するべく、アルミ合金の鋳造を行う。
【００２５】かかる実施例によると、冷却油通路部８が
ピストン冠面１５の裏面に直接面して設けられず、メタ
ライズ層１６が介在するため、冷却油通路部８に導かれ
た冷却油がピストン冠面１５の裏面に直接接触しない。 このように冷却油がピストン冠面１５の裏面に直接接触
しない構成としたのは、セラミックの場合、その耐熱限
界が１０００°Ｃを越えるため、急激に冷却油で冷却す
ると、熱衝撃によって割れ等の破損を生じるという理由
からである。
ピストン冠面１５の裏面に直接面して設けられず、メタ
ライズ層１６が介在するため、冷却油通路部８に導かれ
た冷却油がピストン冠面１５の裏面に直接接触しない。 このように冷却油がピストン冠面１５の裏面に直接接触
しない構成としたのは、セラミックの場合、その耐熱限
界が１０００°Ｃを越えるため、急激に冷却油で冷却す
ると、熱衝撃によって割れ等の破損を生じるという理由
からである。
【００２６】尚、以上のように、特定の実施例を参照し
て本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、当該技術分野における熟練者等により、本発
明に添付された特許請求の範囲から逸脱することなく、
種々の変更及び修正が可能であるとの点に留意すべきで
ある。
て本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、当該技術分野における熟練者等により、本発
明に添付された特許請求の範囲から逸脱することなく、
種々の変更及び修正が可能であるとの点に留意すべきで
ある。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
燃焼室となる凹部を有したピストン冠面を構成する耐熱
材料を、その他のピストン本体母材を構成する軽合金で
一体に鋳包み成形してなる内燃機関のピストンにおいて
、前記耐熱材料に型を一体化して鋳造することで冷却液
通路部を設け、該通路部の両側部位に耐熱材料と軽合金
との結合層を設けるようにしたから、耐熱材料の冷却効
果が大幅に向上し、しかも製作性の向上を図れ、製作コ
ストの低減を図ることができる。
燃焼室となる凹部を有したピストン冠面を構成する耐熱
材料を、その他のピストン本体母材を構成する軽合金で
一体に鋳包み成形してなる内燃機関のピストンにおいて
、前記耐熱材料に型を一体化して鋳造することで冷却液
通路部を設け、該通路部の両側部位に耐熱材料と軽合金
との結合層を設けるようにしたから、耐熱材料の冷却効
果が大幅に向上し、しかも製作性の向上を図れ、製作コ
ストの低減を図ることができる。
【００２８】又、前記冷却液通路部を、ピストン冠面に
一体化された型によって形成する構成に代えて、前記合
わせ面にピストン冠面に一体化される結合層形成材料の
ない部分を設け、かつ鋳造時に燃焼室側に取り付けた加
熱手段により前記結合層形成材料のない部分が最後に凝
固して空隙部となるように温度制御して加熱して形成す
る構成とすれば、型が不要となり、製作コストの低減を
より効果的に図ることができる。
一体化された型によって形成する構成に代えて、前記合
わせ面にピストン冠面に一体化される結合層形成材料の
ない部分を設け、かつ鋳造時に燃焼室側に取り付けた加
熱手段により前記結合層形成材料のない部分が最後に凝
固して空隙部となるように温度制御して加熱して形成す
る構成とすれば、型が不要となり、製作コストの低減を
より効果的に図ることができる。
【図１】 本発明に係るピストン構造の一実施例を示
す縦断面図
す縦断面図
【図２】 他の実施例の縦断面図
【図３】 更に他の実施例の縦断面図
【図４】 従
来のピストン構造の一例を示す縦断面図
来のピストン構造の一例を示す縦断面図
５ 凹部（燃焼室）
６ ピストン冠面
７ ピストン本体母材
８ 冷却油通路部
９ 拡散結合層
１０ 冷却油入口・出口孔
１１ ソルト（型）
１２ ヒータ
１３ 冷却油通路部
１４ 空隙部
１５ ピストン冠面
Claims (2)
- 【請求項１】燃焼室となる凹部を有したピストン冠面を
構成する耐熱材料をその他のピストン本体母材を構成す
る軽合金で一体に鋳包み成形してなる内燃機関のピスト
ン構造において、前記ピストン冠面とピストン本体母材
との合わせ面の前記燃焼室頂部に近い部位に形成される
環状の冷却液通路部と、前記合わせ面の前記通路部の両
側部位に介在される耐熱材料と軽合金との結合層と、ピ
ストン本体母材裏面から前記冷却液通路部へと貫通する
冷却液入口・出口孔と、を設け、前記冷却液通路部を、
鋳造時にピストン冠面裏面に一体化された型を鋳造後に
冷却液入口・出口孔から除去することによって形成し、
前記結合層を、前記鋳造前にピストン冠面裏面に一体化
された結合層形成材料により形成し、かつ前記冷却液入
口・出口孔を、前記鋳造後の切削加工により形成したこ
とを特徴とする内燃機関のピストン構造。 - 【請求項２】請求項１記載の内燃機関のピストン構造に
おいて、前記冷却液通路部を、ピストン冠面に一体化さ
れた型によって形成する構成に代えて、前記合わせ面に
ピストン冠面に一体化される結合層形成材料のない部分
を設け、かつ鋳造時に燃焼室側に取り付けた加熱手段に
より前記結合層形成材料のない部分が最後に凝固して空
隙部となるように温度制御して加熱して形成する構成と
したことを特徴とする内燃機関のピストン構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3079000A JPH04311654A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 内燃機関のピストン構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3079000A JPH04311654A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 内燃機関のピストン構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311654A true JPH04311654A (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=13677641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3079000A Pending JPH04311654A (ja) | 1991-04-11 | 1991-04-11 | 内燃機関のピストン構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04311654A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009000420A1 (de) * | 2007-06-22 | 2008-12-31 | Daimler Ag | Kolben für eine brennkraftmaschine und verfahren zu dessen herstellung |
| CN103221673A (zh) * | 2010-11-17 | 2013-07-24 | 戴姆勒股份公司 | 冷却通道活塞及其制造方法 |
-
1991
- 1991-04-11 JP JP3079000A patent/JPH04311654A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009000420A1 (de) * | 2007-06-22 | 2008-12-31 | Daimler Ag | Kolben für eine brennkraftmaschine und verfahren zu dessen herstellung |
| CN103221673A (zh) * | 2010-11-17 | 2013-07-24 | 戴姆勒股份公司 | 冷却通道活塞及其制造方法 |
| JP2013545924A (ja) * | 2010-11-17 | 2013-12-26 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 冷却用ダクトピストン及びその製造方法 |
| US9429100B2 (en) | 2010-11-17 | 2016-08-30 | Daimler Ag | Cooling duct piston and method for producing the same |
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