JPH0533721A - Ceramic-inserted piston and manufacture therefor - Google Patents

Ceramic-inserted piston and manufacture therefor

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JPH0533721A
JPH0533721A JP21451191A JP21451191A JPH0533721A JP H0533721 A JPH0533721 A JP H0533721A JP 21451191 A JP21451191 A JP 21451191A JP 21451191 A JP21451191 A JP 21451191A JP H0533721 A JPH0533721 A JP H0533721A
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piston
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portion
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ceramic
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JP21451191A
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Sadaaki Hirai
Katsumi Suzuki
Minoru Uda
宇田  実
貞昭 平井
克美 鈴木
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Ngk Insulators Ltd
日本碍子株式会社
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    • Y02T10/125Combustion chambers and charge mixing enhancing inside the combustion chamber

Abstract

PURPOSE:To prevent the rotation of ceramic piston head portion by making the axis-normal section of the outer periphery of the ceramic piston head portion, one which is not in the form of a complete circle, or one which is in the form of a polygon more than square. CONSTITUTION:The outer peripheral portion of a molten-metal-covered ceramic piston head 2 of a ceramic-inserted piston 1 is shaped into the form which is not a complete circle when viewed in a section normal to the axis of the piston head, for example, either a form which is not a complete circle and which is formed with a spherical recess, or a form which is not a complete circle and which is formed, at the rear end, with a spherical deep groove. Or alternatively, the outer peripheral portion of the ceramic piston head 2 is shaped into a form which is square or more polygonal when viewed in a section normal to the axis of the piston head, in other words, a form which is multi-cylindrical. Even when a clearance is produced at the boundary portion between the ceramics and the metal, during the engine operation, as a result of the difference in thermal expansion between the two, the outer piston-head periphery portion configuration serves to prevent the rotation of the piston head portion.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用のセラミック鋳ぐるみピストンとその製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a ceramic insert casting piston for an internal combustion engine.

【0002】 [0002]

【従来の技術】セラミックスは耐熱性はあるが強度が低く、金属は強度は高いが耐熱性が不足するため、内燃機関のピストンヘッドのように苛酷な条件が課される、耐熱性と高強度がともに求められる構造部材にはセラミックスと金属の複合体が用いられるようになってきた。 BACKGROUND OF THE INVENTION Ceramics are refractory is the intensity is low, since the metal strength is high that insufficient heat resistance, harsh conditions are imposed, heat resistance and high strength as in the piston head for an internal combustion engine There has been the structural members required both so complex of ceramics and metals are used. この複合体の一つが鋳ぐるみ体である。 This one composite body is a casting-material. これは、セラミックス成形体を鋳型の所定位置にセットし、金属溶湯を注湯してセラミックス成形体を鋳ぐるむことによって得られる。 This allows the ceramic molded body is set at a predetermined position of the mold, obtained by Guru No possible to cast a ceramic molded body pouring the molten metal.

【0003】従来から使用されている鋳型とこれを用いた鋳ぐるみピストンを得る製造法を図19ないし図21 [0003] and the mold which has been used conventionally 19 to a production method for obtaining the insert casting piston using the same 21
に示す。 To show. 図19に示す鋳型の製造法について以下に記す。 For the preparation of the mold shown in Figure 19 described below. まず、平らな板状の所定の位置に、セラミックピストンヘッド2を入れた模型5を置いて、その周囲に鋳物砂等を固めて上型8を作製する。 First, a predetermined position of the flat plate, at a model 5 containing the ceramic piston head 2, to produce upper die 8 to harden the molding sand or the like around it. 次に、その上型8のセラミックピストンヘッド2が入っている側(燃焼室4のある側)を上に向けて置いて、セラミックキャビティの位置合わせを実施した後、下型7を作製する。 Then, the side of the ceramic piston head 2 of the upper die 8 is on a (by the combustion chamber 4) placed facing upward, after performing the positioning of the ceramic cavity, producing a lower mold 7. ここで、 here,
模型5は鋳ぐるみ金属が目的とする製品の形状となるように形成される。 Model 5 insert casting metal is formed such that the shape of the product of interest. 鋳型の下型7と上型8ができたところで、図20に示すように上型8を持上げて、中の模型5 Now that you have the lower die 7 and the upper die 8 of the mold, to lift the upper die 8 as shown in FIG. 20, model 5 in
を抜きとる。 The withdrawn. 次に、持上げた上型8を元に戻し、模型5 Then, back to the basis of the upper die 8 lifting, model 5
の抜きとられたあとの空間に金属溶湯を注湯し、鋳ぐるみ体を得る。 The molten metal is poured into a space after withdrawn of, get the casting-body. その状況を図21に示す。 The situation shown in Figure 21. なお溶湯は、上型8、下型7の何れから流し込んでもよい。 Incidentally melt, the upper die 8 may cast from any of the lower mold 7. そして、上記のセラミックピストンヘッド2の外周部はピストンヘッドの軸に直角な断面が完全な円状に形成されているのが通常であった。 Then, the outer peripheral portion of the ceramic piston head 2 described above section perpendicular to the axis of the piston head is formed in a perfect circle was normal.

【0004】また、セラミックピストンヘッド2と模型5を下型7上面に置いた図19に示す状況下で、セラミックピストンヘッド2と模型5の位置関係がずれていれば、鋳ぐるみ金属とセラミックピストンヘッド2の燃焼室4との位置関係がずれる。 Further, under the situation shown the ceramic piston head 2 and the model 5 in FIG. 19 placed on the lower die 7 top, if misaligned relationship ceramic piston head 2 and the model 5, insert casting metal and ceramic piston positional relationship between the combustion chamber 4 of the head 2 is shifted. そのため、正確な位置合わせが必要になるが、図15に示すように、セラミックピストンヘッド2の外周部の形状が、軸直角断面でみて完全な円状の場合は、ケガキ線6を目視で合わせる方法を採っていた。 Therefore, it becomes necessary precise alignment, as shown in FIG. 15, the shape of the outer peripheral portion of the ceramic piston head 2, when viewed in cross section perpendicular to the shaft of a complete circle, align the marking line 6 visually the method was taking.

【0005】 [0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで、セラミックピストンヘッド部を溶湯金属で直接鋳ぐるんでなるセラミック鋳ぐるみピストンにおいては、エンジン運転時(高温時)にセラミックと金属の熱膨張差によりセラミックと金属の境界部に隙間が生じるため、図15のように完全な円状を形成した外周部を有するセラミックピストンヘッドを用いた場合、セラミックピストンヘッド2 [0007] Meanwhile, in the ceramic insert casting piston comprising at Gurung cast directly ceramic piston head portion with the molten metal, ceramics and metals by thermal expansion difference between the ceramic and the metal during engine operation (at high temperature) If for generation of a gap in the boundary portion, using a ceramic piston head having an outer peripheral portion forming a complete circular as shown in FIG. 15, the ceramic piston head 2
が図15に示す矢印の方向に回転して動いてしまう可能性がある。 There is a possibility that motion rotating in the direction of the arrow shown in FIG. 15.

【0006】さらに、直噴ディーゼルエンジンに使用されるピストンのように、ピストン中心に対して燃焼室中心が偏心している場合、鋳造時の位置(角度)合わせが必要になってくる。 Furthermore, like a piston to be used in the direct injection diesel engine, when the combustion chamber center relative to the piston center is eccentric, the position at the time of casting (angle) adjustment becomes necessary. しかし、完全な円状を形成した外周部を有するセラミックピストンヘッドを用いた場合は、 However, when using a ceramic piston head having an outer peripheral portion forming a complete circle shape,
模型側に位置決めのための役割を有する構造部を設けることが出来ず、ケガキ線を目視で合わせるだけの方法で位置合わせを行なわなければならないため、位置決め精度が悪く、鋳造時に手間が掛かっていた。 Can not be provided with a structure having a function for positioning the model side, since it must perform the alignment in just the way match visually marking line, poor positioning accuracy, time was applied during casting . また、セラミックピストンヘッドの位置合わせを実施しても、燃焼室形状が円状に形成されている場合は、燃焼室中心を軸としてセラミックピストンヘッドが回転してしまい、位置合わせがずれてしまう可能性がある。 Also, be carried out positioning of the ceramic piston head, when the shape of the combustion chamber is formed in a circular shape, would be a ceramic piston head is rotated combustion chamber center as an axis, it can deviate alignment there is sex.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】従って、本発明は上記課題を解決し、エンジン運転時にセラミックピストンヘッド部が回転して動いてしまうことがなく、また、ピストン中心に対し燃焼室中心が偏心している場合の鋳造時の位置合わせの精度がよく、位置合わせの手間がかからず、そして位置合わせがずれてしまうことのないセラミック鋳ぐるみピストンとその製造法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention is to solve the above problems, without the ceramic piston head portion during engine operation will move to rotate, The combustion chamber center to the piston center decentered good alignment accuracy during the casting when you are, takes the hassle alignment, and the alignment is deviated without ceramic insert casting piston and intended to provide a manufacturing method.

【0008】すなわち、本発明によれば、セラミックピストンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるんでなるピストンであって、該セラミックピストンヘッドの外周部の軸直角断面が完全な円状でない形状および軸直角断面が4角形以上の多角形を呈する形状のうちの1の形状を有するか、 [0008] That is, according to the present invention, there is provided a piston made of Gurung cast ceramic piston head molten metal, the cross section perpendicular to the shaft is not a perfect circular shape and a cross section perpendicular to the shaft of the outer peripheral portion of the ceramic piston head or having one shape out of shape exhibiting square or polygonal,
あるいは、該セラミックピストンヘッドの外周部の軸直角断面が円形状を呈するとともに外周部の少なくとも一箇所に平面部分を有することを特徴とするセラミック鋳ぐるみピストン、が提供される。 Alternatively, the ceramic insert casting piston cross section perpendicular to the shaft of the outer peripheral portion of the ceramic piston head and having a flat portion on at least one portion of the outer peripheral portion with exhibits a circular shape, is provided.

【0009】また、本発明によれば、セラミックピストンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるむセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法において、該セラミックピストンヘッドの外周部を、軸直角断面が完全な円状でない形状および軸直角断面が4角形以上の多角形を呈する形状のうちの1の形状に形成するか、あるいは、軸直角断面が円形状を呈するとともに外周部の少なくとも一箇所に平面部分を形成した形状にして鋳ぐるむことを特徴とするセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法、が提供される。 Further, according to the present invention, in the manufacturing method of the glove free ceramic insert casting piston casting a ceramic piston head molten metal, the outer peripheral portion of the ceramic piston head, the shape and cross section perpendicular to the shaft is not a perfect circle or cross section perpendicular to the shaft is formed in one shape among the shapes exhibiting square or polygonal, or a cross section perpendicular to the shaft in the shape forming the planar portion in at least one position of the outer peripheral portion with exhibits a circular shape method for producing a ceramic insert casting piston, characterized in Guru free that cast, is provided.

【0010】さらに本発明によれば、セラミックピストンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるむセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法において、該セラミックピストンヘッドの外周部を、軸直角断面が完全な円状でない形状および軸直角断面が4角形以上の多角形を呈する形状のうちの1の形状に形成するか、あるいは軸直角断面が円形状を呈するとともに外周部の少なくとも一箇所に平面部分を形成した形状とし、模型側には前記セラミックピストンヘッドの外周部と合致する部分を設けることにより、鋳造時の位置決めを行なうと共に、前記セラミックピストンヘッドの上面の少なくとも一部に凸部を設け、該凸部を鋳型で固定することを特徴とするセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法、が提供される。 [0010] Further according to the invention, in the manufacturing method of the glove free ceramic insert casting piston casting a ceramic piston head molten metal, the outer peripheral portion of the ceramic piston head, a cross section perpendicular to the shaft is not a perfect circular shape and the shaft or formed into a shape of the shaped cross section perpendicular to exhibit a quadrangular or more polygonal or cross section perpendicular to the shaft and a shape forming a flat portion on at least one portion of the outer peripheral portion with exhibits a circular shape, model side wherein by providing a part that matches the outer peripheral portion of the ceramic piston head, with the positioning of the casting, the convex portion provided on at least a portion of the upper surface of the ceramic piston head to secure the convex portion in the mold to method for producing a ceramic insert casting piston, characterized in that, is provided.

【0011】 [0011]

【作用】以下、本発明について更に詳しく説明する。 [Action] will be further described in detail the present invention. 本発明では、セラミック鋳ぐるみピストンにおいて、溶湯金属で鋳ぐるまれるセラミックピストンヘッドの外周部を、以下に示すような特定の形状に形成したことに特徴を有する。 In the present invention, the ceramic casting-piston, having features an outer peripheral portion of the ceramic piston head is insert cast in molten metal, that has been formed into a particular shape, such as shown below. すなわち、セラミックピストンヘッドの外周部が、ピストンヘッドの軸に直角な断面でみて完全な円状でない形状、云いかえると、ピストンヘッド外周部が完全な円筒状ではない形状、セラミックピストンヘッドの外周部が、ピストンヘッドの軸に直角な断面でみて4角形以上の多角形を呈する形状、云いかえると、ピストンヘッド外周部が角筒状を呈する形状、セラミックピストンヘッドの外周部が、ピストンヘッドの軸に直角な断面でみて円形状を呈するとともに、外周部の少なくとも一箇所に平面部分を形成した形状、である。 That is, the outer peripheral portion of the ceramic piston head is shaped not perfectly circular as viewed in cross section perpendicular to the axis of the piston head, Stated another way, the shape piston head outer peripheral portion is not completely cylindrical, outer peripheral portion of the ceramic piston head but shapes exhibiting square or polygonal as viewed in cross section perpendicular to the axis of the piston head, Stated another way, the shape of the piston head peripheral portion exhibits a rectangular tube shape, the outer peripheral portion of the ceramic piston head, the piston head axis in conjunction exhibits a circular shape as viewed in cross section perpendicular, a shape, forming a flat portion on at least one portion of the outer peripheral portion. 上記のように形成されたセラミックピストンヘッドを溶湯金属により鋳ぐるんでセラミック鋳ぐるみピストンを製造することにより、エンジン運転時(高温時)にセラミックスと金属の熱膨張差によりセラミックスと金属の境界部に隙間が生じた場合でも、ピストンヘッド外周部形状が回転止めの役割を果たすためにセラミックピストンヘッド部が回転して動いてしまう可能性がなくなる。 By manufacturing the ceramic insert casting piston ceramic piston head formed as described above in Gurung cast by molten metal, the boundary between the ceramic and the metal by the thermal expansion difference between the ceramic and the metal during engine operation (at high temperature) even if the gap is formed, the piston head peripheral portion shape could ceramic piston head portion will move to rotate is eliminated to serve detent.

【0012】また、本発明では、セラミックピストンヘッドの外周部を上記したような形状とし、模型側にそれと合致する部分(位置決めのための役割を有する構造部)を設けることにより、ケガキ線を目視で合わせるだけの位置合わせを省略することができると共に、より精度の高い位置決めが簡単にでき、鋳造方法が簡便化される。 [0012] In the present invention, by the outer peripheral portion of the ceramic piston head shaped as described above, it provided partial (structure having a role for positioning) that matches with it on the model side, visually marking line it is possible to omit the positioning just fit in, easy and more accurate positioning, casting method is simplified. 更に、セラミックピストンヘッド上面の少なくとも一部に凸部を設け、その凸部を鋳型で固定することにより、燃焼室形状が円形状に形成されている場合においても、位置合わせを実施したセラミックピストンヘッドが回転して動いてしまうことがなくなる。 Further, a convex portion is provided on at least a portion of the ceramic piston head top face, the ceramic piston head by fixing the projecting portions in a mold, the shape of the combustion chamber even when it is formed in a circular shape, which was carried out alignment but it is not necessary to become moving to rotate.

【0013】本発明で用いる鋳ぐるみ金属としては、鋳造時の収縮が小さく融点が比較的低い鋳鉄系合金が望ましく、中でもエンジン使用時を考慮して熱膨張係数が6 [0013] As insert casting metal used in the present invention, shrinkage is small melting point is relatively low iron-based alloy desirably at the time of casting, the thermal expansion coefficients among them considering when the engine use 6
×10 -6 /℃以下の合金が望ましい。 × 10 -6 / ° C. or less of the alloy is desirable. このような鋳鉄系合金として、例えば特願平01-119952 号、あるいは特公昭60-51547号に示された合金を挙げることができる。 Such iron-based alloy, for example, can be exemplified Japanese Patent Application 01-119952, or as shown in JP-B-60-51547 alloy. 具体的には、重量比で (イ)C 0.8 〜 3.0%(更に好ましくは1.5 〜 2.5%)、 Specifically, in a weight ratio of (i) C 0.8 ~ 3.0% (more preferably 1.5 to 2.5%),
Si 0.8 〜 3.0%(更に好ましくは1.5 〜 2.5%)、Mn Si 0.8 ~ 3.0% (more preferably 1.5 ~ 2.5%), Mn
2%以下、 Ni 30〜34%(更に好ましくは31〜32%)、 C 2%, Ni 30 to 34% (more preferably 31-32%), C
o 4 〜 6%、 Mg又はCa 0.02〜0.08%、 残部は不純物を含むFe (ロ)C 0.3 〜 2.0%(更に好ましくは0.8 〜 1.2%)、 o 4 ~ 6%, Mg or Ca 0.02 to 0.08%, the balance contains impurities Fe (b) C 0.3 ~ 2.0% (more preferably 0.8 to 1.2%),
Si 0.3 〜 2.0%(更に好ましくは1.0 〜 1.2%)、 Mn Si 0.3 ~ 2.0% (more preferably 1.0 ~ 1.2%), Mn
1%以下、 Ni 26〜30%(更に好ましくは28〜29%)、 C 1% or less, Ni 26 to 30% (more preferably 28-29%), C
o 12〜16%、 Mg又はCa 0.02〜0.08%、 Nb 0. o 12~16%, Mg or Ca 0.02~0.08%, Nb 0.
2 〜0.8%、 残部は不純物を含むFe の組成を有するものが好ましい。 2 to 0.8%, the balance preferably has a composition of Fe including impurities. また本発明において、ピストンヘッド部に使用するセラミックスとしては、窒化珪素、炭化珪素のいずれかが好ましい。 In the present invention, as the ceramics used for the piston head portion, a silicon nitride, or silicon carbide are preferred.

【0014】 [0014]

【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限られるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, described in more detail with reference to examples of illustrating the invention, the invention is not limited to these examples. 図1は、本発明に係るセラミック鋳ぐるみピストンの一実施例を示す縦断面説明図である。 Figure 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a ceramic insert casting piston according to the present invention. 図中、1はセラミック鋳ぐるみピストン、2はセラミックピストンヘッド、3は鋳ぐるみ金属、4は燃焼室を示しており、セラミックピストンヘッド2が金属3により鋳ぐるまれて鋳ぐるみピストン1を形成してなるものである。 In the figure, 1 is a ceramic casting-piston, 2 ceramic piston head, 3 is insert casting metal, 4 denotes a combustion chamber, the ceramic piston head 2 forms a casting-piston 1 is insert cast by metal 3 it is made of Te. 図2および図3は図1のA−A断面を示しており、 Figures 2 and 3 shows the A-A section of Fig 1,
それぞれセラミックピストンヘッド2の外周部を、軸直角断面が完全な円状でない形状に形成した例であり、図2は、セラミックピストンヘッド2の断面が円形状の外周部に、球面状の凹部21を設けた例を示す。 The outer peripheral portion of the ceramic piston head 2, respectively, an example of forming into a shape cross section perpendicular to the shaft is not a perfect circle, FIG. 2, the outer peripheral portion of the cross section is circular ceramic piston head 2, the spherical recess 21 shown an example in which. また図3 In addition, FIG. 3
は、先端が球面状の深い溝状の凹部31を設けた例を示す。 Shows an example in which the tip has a recess 31 of the spherical deep groove.

【0015】図4および図5は、セラミックピストンヘッド2の外周部の軸直角断面が4角形以上の多角形を呈する形状の場合を示す例であり、図4は4角形、図5は8角形の形状を示している。 [0015] Figures 4 and 5 is an example showing a case shape cross section perpendicular to the shaft of the outer peripheral portion of the ceramic piston head 2 exhibits a quadrangular or polygonal, 4 square, 5 octagon It shows the shape. また、図6および図7は、 Further, FIGS. 6 and 7,
セラミックピストンヘッド2の外周部の軸直角断面が円形状を呈するとともに外周部の少なくとも一箇所に平面部分を有する例であり、図6は1ヶ所に平面部分61 Cross section perpendicular to the shaft of the outer peripheral portion of the ceramic piston head 2 is an example having a flat portion on at least one portion of the outer peripheral portion with exhibits a circular, flat portion 61 in FIG. 6 is one place
を、図7は2ヶ所に平面部分71を有する例を示すものである。 And Figure 7 shows an example having a planar portion 71 in two places. 図8、図10および図12は、それぞれセラミックピストンヘッド2の外周部が、軸直角断面でみて完全な円状でない形状、即ち外周部が完全な円筒状でない形状に形成した他の実施例を示す断面説明図であり、図8は断面円形状の外周部に溝部81を形成した状況を示したものである。 8, 10 and 12, the outer peripheral portion of the ceramic piston head 2, respectively, the shape is not a perfect circle as viewed in cross section perpendicular to the shaft, i.e. an alternative embodiment the outer peripheral portion is formed in a shape not perfectly cylindrical is a cross-sectional view illustrating, FIG. 8 shows the situation of forming the groove 81 in the outer peripheral portion of circular cross-section. なお図9は、図8におけるB−B断面図である。 Note 9 is a sectional view taken along line B-B in FIG. 8. 図10は、セラミックピストンヘッド2の外周部下部に、ピストン中心軸と所定の角度を形成するように平面部101を設けた例である。 10, the outer periphery lower portion of the ceramic piston head 2, an example in which a flat portion 101 to form a piston central axis at a predetermined angle. 図11は図10のC−C断面図である。 Figure 11 is a sectional view taken along line C-C of Figure 10.

【0016】又、図12は、セラミックピストンヘッド2の外周部下部に、ピストン中心軸に平行な平面部と垂直な平面部とから形成される切欠き部121を設けた例であり、図13は図12のD−D断面図である。 [0017] FIG. 12 is the outer periphery lower portion of the ceramic piston head 2, an example in which the notch 121 which is formed from a plane parallel portion and a plane perpendicular section to the piston central axis, FIG. 13 is D-D sectional view of FIG. 12. 次に、 next,
本発明のセラミック鋳ぐるみピストンの好ましい製造方法の例を説明する。 Illustrating an example of a preferred method for producing a ceramic insert casting piston of the present invention. 図14、図17および図18は、本発明のセラミック鋳ぐるみピストン製造に使用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。 14, 17 and 18 are cross-sectional explanatory view showing an example of a manufacturing mold used in the ceramic insert casting piston production of the present invention. まず図14では、 First, in FIG. 14,
平らな板状の所定の位置に、燃焼室4を下に向けその上面(図では下向き)の一部に凸部9を設けたセラミックピストンヘッド2を載置し、このセラミックピストンヘッド2を包むように模型5を置き、さらにこの模型5を包みこむようにその周囲に鋳物砂等を固めて上型8を作製する。 In place of the flat plate, (in the figure downwards) its upper surface facing the combustion chamber 4 down to placing the ceramic piston head 2 provided with the protrusions 9 in a part of, packaging the ceramic piston head 2 unnecessarily Place the model 5, further making the upper die 8 on its periphery so as to wrapping this model 5 harden the molding sand or the like. 次にその上型8のセラミックピストンヘッド2 Then the ceramic piston head 2 of the upper die 8
が入っている側(燃焼室4のある側)を上に向けて置いてから、下型7を作製する。 From place towards the top containing the side (a side of the combustion chamber 4), to produce a lower mold 7. この状態のE−E断面図が図16であり、セラミックピストンヘッド2の外周部および模型5の内周部に平面部61を設けたものである。 E-E sectional view of this state is Fig. 16, in which the flat portion 61 provided on the inner periphery of the outer peripheral portion and the model 5 of the ceramic piston head 2.
そのため、簡単かつ高精度に位置決めができ、従来のようにケガキ線を必要としない。 Therefore, positioning can be easily and highly accurately, conventional do not require marking line as.

【0017】次いで、図17は、上型8を持上げて模型5を抜き取った状況を示す断面説明図であり、図18 [0017] Next, FIG. 17 is a sectional view showing a situation in which withdrawn model 5 to lift the upper die 8, FIG. 18
は、上型8を下型7の上に戻し、金属溶湯を注湯する空間11を形成した状況を示す断面説明図である。 Returns the upper die 8 on the lower mold 7, it is a cross-sectional view showing a situation that a space 11 for pouring the molten metal. 図19 Figure 19
ないし図21の従来の例と異なり、図14、図17および図18においては、セラミックピストンヘッド2の凸部9が鋳型の下型7で固定されている。 Or different from the conventional example of FIG. 21, 14, 17 and 18, the convex portion 9 of the ceramic piston head 2 is fixed in the lower die 7 of the mold. そのため、模型5を抜き取った後の図17および図18に示す段階においても、セラミックピストンヘッド2が移動してずれることがない。 Therefore, even in the stage shown in FIGS. 17 and 18 after withdrawn model 5, never ceramic piston head 2 is displaced to move.

【0018】 [0018]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 As described in the foregoing, according to the present invention,
次の効果が奏される。 The following effects can be attained. (a) 外周部を特定形状に形成したセラミックピストンヘッドを溶湯金属により鋳ぐるんでセラミック鋳ぐるみピストンを製造しているので、エンジン運転時(高温時) (A) Since the ceramic piston head the outer peripheral portion is formed to have a particular shape are manufacturing ceramic insert casting piston Gurung cast by molten metal, during engine operation (at high temperature)
にセラミックスと金属の熱膨張差によりセラミックスと金属の境界部に隙間が生じた場合でも、外周部形状が回転止めの役割を果たし、セラミックピストンヘッド部が回転することがない。 The boundary between the ceramic and the metal by the thermal expansion difference between the ceramic and metal even when the gap is formed, the outer peripheral portion shape serves detent, ceramic piston head portion is prevented from rotating in. (b) セラミックピストンヘッド外周部を特定形状とし、 (B) a ceramic piston head outer peripheral portion to a specific shape,
かつ模型側にそれと合致する部分(位置決めのための役割を有する構造部)を設けることにより、ケガキ線を目視で合わせるだけの位置合わせを省略することができると共に、より精度の高い位置決めが簡単にでき、鋳造方法が簡便化される。 And by providing a partial (structure having a role for positioning) that matches with it on the model side, it is possible to omit the positioning only fit visually marking line, easier and more accurate positioning can, casting method is simplified. また、セラミックピストンヘッド上面の少なくとも一部に凸部を設け、その凸部を鋳型で固定することにより、燃焼室形状が円形状に形成されている場合においても、位置合わせを実施したセラミックピストンヘッドが回転することがない。 Further, a convex portion is provided on at least a portion of the ceramic piston head top face, the ceramic piston head by fixing the projecting portions in a mold, the shape of the combustion chamber even when it is formed in a circular shape, which was carried out alignment There will not be rotated.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明に係るセラミック鋳ぐるみピストンの一実施例を示す縦断面説明図である。 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of a ceramic insert casting piston according to the present invention.

【図2】図1のA−A断面図である。 2 is an A-A sectional view of FIG.

【図3】図1のA−A断面図である。 3 is an A-A sectional view of FIG.

【図4】図1のA−A断面図である。 4 is an A-A sectional view of FIG.

【図5】図1のA−A断面図である。 5 is an A-A sectional view of FIG.

【図6】図1のA−A断面図である。 6 is an A-A sectional view of FIG.

【図7】図1のA−A断面図である。 7 is an A-A sectional view of FIG.

【図8】本発明の他の実施例を示す断面説明図である。 8 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図9】図8のB−B断面図である。 9 is a sectional view taken along line B-B of FIG.

【図10】本発明の他の実施例を示す断面説明図である。 10 is a cross-sectional explanatory view showing another embodiment of the present invention.

【図11】図10のC−C断面図である。 11 is a sectional view taken along line C-C of Figure 10.

【図12】本発明の別の実施例を示す断面説明図である。 12 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.

【図13】図12のD−D断面図である。 13 is a D-D sectional view of FIG. 12.

【図14】本発明のセラミック鋳ぐるみピストン製造に使用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。 14 is a sectional view showing an example of a manufacturing mold used in the ceramic insert casting piston production of the present invention.

【図15】図19のF−F断面図である。 A F-F sectional view of FIG. 15 FIG. 19.

【図16】図14のE−E断面図である。 16 is E-E in cross-sectional view of FIG. 14.

【図17】上型を持上げて模型を抜き取った状況を示す断面説明図である。 17 is a cross-sectional view showing a situation that was drawn model by lifting the upper mold.

【図18】上型を元に戻し、金属溶湯を注湯する空間を形成した状況を示す断面説明図である。 [18] Replace the upper die, it is a cross-sectional view illustrating a situation of forming a space for pouring the molten metal.

【図19】従来のセラミック鋳ぐるみピストン製造に使用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。 19 is a cross-sectional view showing an example of a manufacturing mold used for conventional ceramic insert casting piston production.

【図20】従来のセラミック鋳ぐるみピストン製造に使用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。 20 is a cross-sectional explanatory view showing an example of a manufacturing mold used for conventional ceramic insert casting piston production.

【図21】従来のセラミック鋳ぐるみピストン製造に使用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。 21 is a cross-sectional explanatory view showing an example of a manufacturing mold used for conventional ceramic insert casting piston production.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 セラミック鋳ぐるみピストン、2 セラミックピストンヘッド 3 鋳ぐるみ金属、4 燃焼室、5 模型、6 ケガキ線、7 下型 8 上型、9 凸部、10 燃焼室中心軸 11 金属溶湯を注湯する空間 1 ceramic casting-piston, 2 ceramic piston head 3 insert casting metal, 4 a combustion chamber, 5 models, 6 scribe line, 7 lower die 8 upper mold 9 protrusions, space for pouring the 10 combustion chamber center axis 11 metal melt

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 セラミックピストンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるんでなるピストンであって、該セラミックピストンヘッドの外周部の軸直角断面が完全な円状でない形状および軸直角断面が4角形以上の多角形を呈する形状のうちの1の形状を有することを特徴とするセラミック鋳ぐるみピストン。 The [claimed is: 1. A ceramic piston head a piston made of Gurung cast in molten metal, the cross section perpendicular to the shaft is not a perfect circular shape and a cross section perpendicular to the shaft of the outer peripheral portion of the ceramic piston head ceramic casting-piston and having a shape of a shape exhibiting square or polygonal. 【請求項2】 セラミックピストンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるんでなるピストンであって、該セラミックピストンヘッドの外周部の軸直角断面が円形状を呈するとともに外周部の少なくとも一箇所に平面部分を有することを特徴とするセラミック鋳ぐるみピストン。 2. A ceramic piston head a piston made of Gurung cast in molten metal, the cross section perpendicular to the shaft of the outer peripheral portion of the ceramic piston head has a planar portion at least one place of the outer peripheral portion with exhibits a circular shape ceramic insert casting piston according to claim. 【請求項3】 セラミックピストンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるむセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法において、該セラミックピストンヘッドの外周部を、軸直角断面が完全な円状でない形状および軸直角断面が4角形以上の多角形を呈する形状のうちの1の形状に形成して鋳ぐるむことを特徴とするセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法。 3. A method for producing a ceramic piston head Guru free ceramic insert casting piston cast with molten metal, the outer peripheral portion of the ceramic piston head, a cross section perpendicular to the shaft is not a perfect circular shape and a cross section perpendicular to the shaft 4 square method for producing a ceramic insert casting piston, characterized in forming to casting glove free it to one shape among the shapes exhibiting more polygons. 【請求項4】 セラミックピストンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるむセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法において、該セラミックピストンヘッドの外周部を、軸直角断面が円形状を呈するとともに、外周部の少なくとも一箇所に平面部分を形成して鋳ぐるむことを特徴とするセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法。 4. A method of manufacturing a glove-free ceramic insert casting piston casting a ceramic piston head molten metal, the outer peripheral portion of the ceramic piston head, with a cross section perpendicular to the shaft exhibits a circular shape, in at least one position of the outer peripheral portion method for producing a ceramic insert casting piston, characterized in Guru free that cast to form a planar portion. 【請求項5】 セラミックピストンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるむセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法において、該セラミックピストンヘッドの外周部を、軸直角断面が完全な円状でない形状および軸直角断面が4角形以上の多角形を呈する形状のうちの1の形状に形成するか、あるいは軸直角断面が円形状を呈するとともに外周部の少なくとも一箇所に平面部分を形成した形状とし、 5. A method of manufacturing a glove-free ceramic insert casting piston casting a ceramic piston head molten metal, the outer peripheral portion of the ceramic piston head, a cross section perpendicular to the shaft is not a perfect circular shape and a cross section perpendicular to the shaft 4 square and more polygonal or formed into a shape of a shape exhibiting, or a cross section perpendicular to the shaft to form a flat portion on at least one portion of the outer peripheral portion with exhibits a circular shape,
    模型側には前記セラミックピストンヘッドの外周部と合致する部分を設けることにより、鋳造時の位置決めを行なうと共に、前記セラミックピストンヘッドの上面の少なくとも一部に凸部を設け、該凸部を鋳型で固定することを特徴とするセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法。 By the model side to provide a portion that matches the outer peripheral portion of the ceramic piston head, with the positioning of the casting, the convex portion provided on at least a portion of the upper surface of the ceramic piston head, the convex portion in a mold method for producing a ceramic insert casting piston, characterized in that the fixing.
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