JPH0533723A - Metal-flow connection structure and manufacture thereof - Google Patents

Metal-flow connection structure and manufacture thereof

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JPH0533723A
JPH0533723A JP20883191A JP20883191A JPH0533723A JP H0533723 A JPH0533723 A JP H0533723A JP 20883191 A JP20883191 A JP 20883191A JP 20883191 A JP20883191 A JP 20883191A JP H0533723 A JPH0533723 A JP H0533723A
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ring
coupling
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Abstract

PURPOSE:To provide a metal-flow connection structure connecting a metallic member and a ceramic member and capable of being applied to, for example, a heatinsulation piston. CONSTITUTION:This metal-flow connection structure is one wherein a ceramic- made mount portion 1 is fitted into a mount hole 3 formed in a metallic wall portion 2; a groove portion 6 of the mount portion 1, large-diameter hole 5 and mount hole 3 define a space portion in which a metallic connection ring 10 is made plastically deformable; and a ceramic-made embedding member 15 is embedded into the connection ring 10. After the connection ring 10 is hardened, it is not necessary to remove from the connection ring 10 the embedding member 15 which is a pusher ring demounted from the press, but a mere removal of the upside located press alone sufficiently serves the purpose. Accordingly, performance of the manufacturing process is very easy, and the connection ring 10 is plastically deformed and is securely fitted into the groove portion 6 of the mount portion 1, thus firmly fixing the mount portion 1 to the wall portion 2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、断熱ピストン等に適
用されるセラミック製部品と金属製部品とを結合リング
で結合するメタルフロー結合構造及びその製造法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal flow connecting structure for connecting a ceramic part and a metal part, which are applied to a heat insulating piston or the like, with a connecting ring, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、金属部品とセラミックス部品とを
メタルフロー金属材料を塑性変形させて結合するメタル
フロー結合構造の製造法は開示されている。従来のメタ
ルフロー結合構造の製造法を、図5、図6及び図7を参
照して説明する。該メタルフロー結合構造は、断熱ピス
トンにおけるセラミック製ピストンヘッド21と金属製
ピストンスカート22とを結合するのに適用した例であ
る。断熱ピストンは、金属製部品である上端の壁部2の
中央に形成した取付孔3を形成したアルミニウム、FC
等の金属材料から製作したピストンスカート22と、該
取付孔3に嵌合する下部中央に突出した取付部1を有す
る窒化ケイ素、サーメット等のセラミック材料から製作
したピストンヘッド21とを有し、金属製部品であるピ
ストンスカート22とセラミック製部品であるピストン
ヘッド21とは金属製結合リング10の塑性変形で固定
されている。取付孔3の形状は、大径孔5と該大径孔5
と連通する小径孔4から成り、大径孔5と小径孔4とは
互いに軸心が整合している。取付部1には、大径孔5に
対向する壁面である外周面13に周方向溝部6が形成さ
れている。また、取付部1と上端の壁部2との間の断熱
性を確保するため、取付部1の外周面と壁部2の大径孔
5の壁面とで形成される空間部には、部分安定化ジルコ
ニア等のセラミックスから成る低熱伝導材から成る断熱
部材7,8が配置されている。
2. Description of the Related Art Heretofore, there has been disclosed a method for manufacturing a metal flow joint structure in which a metal component and a ceramic component are plastically deformed to be coupled to each other by metal deformation. A conventional method of manufacturing a metal flow coupling structure will be described with reference to FIGS. 5, 6 and 7. The metal flow connection structure is an example applied to connect the ceramic piston head 21 and the metal piston skirt 22 in the heat insulating piston. The adiabatic piston is made of aluminum, FC having a mounting hole 3 formed in the center of the upper wall 2 which is a metal part.
A piston skirt 22 made of a metal material such as, and a piston head 21 made of a ceramic material such as silicon nitride or cermet having a mounting portion 1 protruding in the lower center and fitted into the mounting hole 3. The piston skirt 22 that is a component and the piston head 21 that is a ceramic component are fixed by plastic deformation of the metal coupling ring 10. The mounting hole 3 has a large-diameter hole 5 and the large-diameter hole 5
The small-diameter hole 4 communicates with the large-diameter hole 5 and the small-diameter hole 4, and their axes are aligned with each other. The mounting portion 1 has a circumferential groove portion 6 formed on an outer peripheral surface 13 which is a wall surface facing the large diameter hole 5. Further, in order to ensure heat insulation between the mounting portion 1 and the upper-end wall portion 2, the space portion formed by the outer peripheral surface of the mounting portion 1 and the wall surface of the large-diameter hole 5 of the wall portion 2 has a part. Heat insulating members 7 and 8 made of a low heat conductive material made of ceramics such as stabilized zirconia are arranged.

【0003】上記断熱ピストンにおいて、取付部1の外
周面13と壁部2の大径孔5の壁面とで形成される空間
部及び取付部1に形成した周方向溝部6とに、メタルフ
ロー金属から成る結合リング10を塑性変形で嵌入させ
るには、高周波コイルによる高周波誘導加熱装置等の加
熱手段9によって結合リング10を加熱して昇温し、結
合リング10を塑性変形可能な状態にする。次いで、プ
ッシュリング等のプレス11によって結合リング10を
押圧して結合リング10を塑性変形させ、結合リング1
0を取付部1に形成した周方向溝部6に塑性変形させて
嵌入し、取付部1を上端壁部2に固定する。
In the above heat insulating piston, a metal flow metal is provided in the space formed by the outer peripheral surface 13 of the mounting portion 1 and the wall surface of the large diameter hole 5 of the wall portion 2 and the circumferential groove portion 6 formed in the mounting portion 1. In order to insert the coupling ring 10 made of (1) by plastic deformation, the coupling ring 10 is heated by the heating means 9 such as a high-frequency induction heating device using a high-frequency coil to raise the temperature, so that the coupling ring 10 is in a plastically deformable state. Then, the coupling ring 10 is pressed by a press 11 such as a push ring to plastically deform the coupling ring 10 and
0 is plastically deformed and fitted into the circumferential groove portion 6 formed in the mounting portion 1, and the mounting portion 1 is fixed to the upper end wall portion 2.

【0004】また、断熱ピストンの構造として、特開昭
63−255551号公報に開示されたものがある。該
断熱ピストンの構造は、セラミック製ピストンクラウン
と金属製ピストンスカートとの中央部及び外周部を嵌合
状態に結合し、前記ピストンクラウンと前記ピストンス
カートとの対向面に断熱シール材を介在させ、前記ピス
トンクラウンが圧力を受けた時、前記ピストンクラウン
の外周部が外側に変形するように構成したものである。
また、前記断熱シール材はチタン酸カリウムとグラスフ
ァイバとの混合材で構成されている。更に、前記断熱シ
ール材には、嵌合状態の部分にカーボンが混合されてい
る。
Further, as a structure of the heat insulating piston, there is one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-255551. The structure of the adiabatic piston is such that a ceramic piston crown and a metal piston skirt are joined together in a central portion and an outer peripheral portion in a fitted state, and a heat insulating seal material is interposed between opposed surfaces of the piston crown and the piston skirt, When the piston crown receives pressure, the outer peripheral portion of the piston crown is deformed outward.
The heat insulating seal material is made of a mixed material of potassium titanate and glass fiber. Further, carbon is mixed in the fitted portion of the heat insulating seal material.

【0005】また、金属とセラミックスとの接合用治具
として、実開昭62−93344号公報に開示されたも
のがある。該接合用治具は、金属とセラミックスとの間
隙に塑性流動材を介在せしめ、塑性流動材装着部の金属
及びセラミックスの少なくとも一方側にフロー溝を刻設
し、この塑性流動材を加熱加圧して変形させてフロー溝
内に流動させ、金属とセラミックスとを結合するもので
ある。また、接合用治具は、加圧媒体の先端は塑性流動
材に対して一番荷重のかかる押圧面をフロー溝最近傍側
に位置するように形成し、他の面は上記荷重に対する逃
面に形成したものである。
A jig for joining metal and ceramics is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-93344. The joining jig has a plastic fluid material interposed in the gap between the metal and the ceramic, and a flow groove is formed on at least one side of the metal and the ceramic in the plastic fluid material mounting portion, and the plastic fluid material is heated and pressed. Is deformed to flow in the flow groove to bond the metal and the ceramic. In addition, the joining jig is formed so that the tip of the pressurizing medium is positioned so that the pressing surface that is most loaded with respect to the plastic fluid material is located in the vicinity of the flow groove, and the other surface is a relief surface for the above load. It was formed in.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ピスト
ンスカート等の金属製部品に断熱部材7,8を介在して
ピストンヘッド等のセラミック製部品をメタルフロー金
属から成る結合リング10を塑性変形させて結合する場
合に、結合リング10を高周波コイル等の加熱手段9で
加熱して昇温し、結合リング10を塑性変形可能にし、
プッシュリング等のプレス11によって結合リング10
を押圧して塑性変形した場合に、図6に示すように、プ
レス11の先端部は結合リング10内へ埋め込まれた状
態になる。そして、メタルフロー終了時には、メタルフ
ロー金属は冷却して硬化するが、その時、メタルフロー
金属即ち結合リング10の収縮によって、プレス11の
先端部が割れたり、或いはプレス11の先端部が結合リ
ング10に固着状態になって抜けなくなるという問題が
ある。
However, a ceramic component such as a piston head is plastically deformed by a metallic ring such as a piston skirt with the heat insulating members 7 and 8 interposed therebetween to plastically deform the metallic ring. In this case, the coupling ring 10 is heated by the heating means 9 such as a high-frequency coil to raise its temperature to make the coupling ring 10 plastically deformable,
Connecting ring 10 by press 11 such as push ring
When is pressed and plastically deformed, as shown in FIG. 6, the tip portion of the press 11 is embedded in the coupling ring 10. At the end of the metal flow, the metal flow metal is cooled and hardened. At that time, the tip of the press 11 is cracked or the tip of the press 11 is broken by the contraction of the metal flow metal, that is, the coupling ring 10. There is a problem that it becomes stuck and cannot come off.

【0007】上記のような現象は、前掲実開昭62−9
3344号公報に開示された金属とセラミックスとの接
合用治具についても、同様な現象が発生するという問題
を有している。
The above-mentioned phenomenon is caused by the above-mentioned actual exploitation 62-9.
The jig for joining metal and ceramics disclosed in Japanese Patent No. 3344 also has a problem that a similar phenomenon occurs.

【0008】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、ピストンヘッド等のセラミック製
部品とピストンスカート等の金属製部品とを連結する場
合に、メタルフロー金属の結合リングを塑性変形させる
ため押圧するプレスを二分割の押圧部品で製作し、結合
リングに接触する側に位置する押圧部品を埋込部材とし
て構成し、該埋込部材を塑性変形可能な状態の結合リン
グ内に埋め込んで埋没させ、結合リング自体の外形容積
を拡大して結合リングをセラミック製部品に形成した溝
部に嵌入させ、押圧部品の割れ或いは押圧部品の結合リ
ングへの固着等を防止したセラミック製部品と金属製部
品とを結合するメタルフロー結合構造及びその製造法を
提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, and when connecting a ceramic part such as a piston head and a metal part such as a piston skirt, a metal flow metal coupling ring is used. The press for pressing for plastic deformation is made of two-piece pressing parts, and the pressing part positioned on the side that contacts the connecting ring is configured as an embedding member, and the embedding member is inside the connecting ring in a plastically deformable state. Ceramic part that prevents the cracking of the pressed part or the sticking of the pressed part to the connecting ring by inserting the connecting ring into the groove formed in the ceramic part by expanding the outer volume of the connecting ring itself. A metal flow connection structure for connecting a metal part and a metal part and a method for manufacturing the same.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、取付孔を備えた金属製部品、前記取付孔に
嵌合し且つ壁面に溝部を形成した取付部を有するセラミ
ック製部品、前記溝部及び前記取付孔と前記取付部とで
形成される空間部に塑性変形で配置した金属製結合リン
グ及び前記結合リングの塑性変形時に前記結合リングに
埋め込んだセラミック製埋込部材を有することを特徴と
するメタルフロー結合構造に関する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
The present invention is formed of a metal component having a mounting hole, a ceramic component having a mounting portion that fits in the mounting hole and has a groove portion on a wall surface, the groove portion, the mounting hole and the mounting portion. The present invention relates to a metal flow coupling structure having a metal coupling ring disposed in a space by plastic deformation and a ceramic embedding member embedded in the coupling ring when the coupling ring is plastically deformed.

【0010】また、このメタルフロー結合構造におい
て、前記金属製部品はピストンスカートであり且つ前記
セラミック製部品はピストンヘッドである断熱ピストン
に適用したものである。
In this metal flow coupling structure, the metal part is a piston skirt and the ceramic part is a heat insulating piston which is a piston head.

【0011】或いは、この発明は、取付孔を備えた金属
製部品を製作すると共に、壁面に溝部を形成した取付部
を有するセラミック製部品を製作する工程、前記取付孔
に前記取付部を嵌合して前記取付部の外周面と前記取付
孔の内周面との間に形成される空間部に結合リングを配
置すると共に該結合リング上にセラミック製埋込部材を
配置する工程、前記結合リングを加熱して塑性変形可能
な状態にする工程、及びプレスによって前記埋込部材を
前記結合リング内に埋め込み且つ前記結合リングを塑性
変形させて前記取付部の前記溝部に嵌入させる工程、か
ら成るメタルフロー結合構造の製造法に関する。
Alternatively, according to the present invention, a step of manufacturing a metal part having a mounting hole and a ceramic part having a mounting portion having a groove portion on a wall surface, and fitting the mounting portion into the mounting hole. And disposing a coupling ring in a space formed between the outer peripheral surface of the mounting portion and the inner peripheral surface of the mounting hole, and disposing a ceramic embedding member on the coupling ring. And a step of embedding the embedding member in the coupling ring by pressing and plastically deforming the coupling ring to be fitted into the groove of the mounting portion. The present invention relates to a method for manufacturing a flow coupling structure.

【0012】[0012]

【作用】この発明によるメタルフロー結合構造及びその
製造法は、以上のように構成されており、次のように作
用する。このメタルフロー結合構造は、金属製部品に形
成した取付孔にセラミック製部品の取付部を嵌合し、前
記取付部の溝部及び前記取付孔と前記取付部とで形成さ
れる空間部に金属製結合リングを塑性変形可能にしてセ
ラミック製埋込部材を前記結合リング中に埋め込んで製
造するものであり、プレスから分割したプッシャリング
である前記埋込部材は、前記結合リングが硬化した後
に、前記結合リングから取り除く必要がなく、単に上側
に位置するプレスのみを取り除けばよく、製造工程が極
めて容易であり、確実に前記結合リングを塑性変形させ
て前記取付部と前記壁部とを強固に固定できる。
The metal flow connection structure and the manufacturing method thereof according to the present invention are constructed as described above, and operate as follows. In this metal flow coupling structure, a mounting portion of a ceramic component is fitted into a mounting hole formed in a metal component, and a metal portion is formed in a groove portion of the mounting portion and a space formed by the mounting hole and the mounting portion. The coupling ring is plastically deformable to embed a ceramic embedding member in the coupling ring, and the embedding member is a pusher ring divided from a press, after the coupling ring is hardened, the It is not necessary to remove from the coupling ring, only the press located on the upper side needs to be removed, the manufacturing process is extremely easy, and the coupling ring is securely plastically deformed to firmly fix the mounting portion and the wall portion. it can.

【0013】しかも、前記埋込部材はセラミックスであ
るので、メタルフロー時に融解することがなく、塑性変
形状態のメタルフロー金属に容易に入り込むことがで
き、前記結合リングを塑性変形させる。しかも、前記埋
込部材は前記結合リングから取り出す必要がないので、
プレスは前記結合リングに直接入り込むことがないの
で、該プレスの先端部が金属の収縮力で割れたり損傷し
たりせず、また、前記プレスが前記結合リングに固着す
ることがないので、前記プレスを前記結合リングから容
易に引き離すことができる。
Moreover, since the embedding member is made of ceramics, it does not melt at the time of metal flow and can easily enter the metal flow metal in a plastically deformed state, thereby plastically deforming the coupling ring. Moreover, since it is not necessary to take out the embedding member from the coupling ring,
Since the press does not directly enter the coupling ring, the tip of the press is not cracked or damaged by the shrinkage force of the metal, and the press does not stick to the coupling ring. Can be easily separated from the coupling ring.

【0014】[0014]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるメタ
ルフロー結合構造の製造法の実施例を説明する。図1は
この発明によるメタルフロー結合構造の製造法を達成す
るための製造工程の実施例を説明する断面図、図2は図
1の要部の一部拡大断面図、図3はこの発明によるメタ
ルフロー結合構造の製造法を達成するための引き続く製
造工程の実施例を説明する断面図、及び図4は図3の要
部の一部拡大断面図である。図1、図2、図3及び図4
に示す部品に付した符号については、図5、図6及び図
7に示す部品と同一部品には同一の符号を付している。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for manufacturing a metal flow coupling structure according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view for explaining an embodiment of a manufacturing process for achieving a method for manufacturing a metal flow joint structure according to the present invention, FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of an essential part of FIG. 1, and FIG. 3 is according to the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an example of a subsequent manufacturing process for achieving the manufacturing method of the metal flow coupling structure, and FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 1, 2, 3 and 4
Regarding the reference numerals assigned to the parts shown in FIG. 5, the same parts as the parts shown in FIGS. 5, 6 and 7 are given the same reference numerals.

【0015】この発明によるメタルフロー結合構造の製
造法は、金属製部品とセラミック製部品とをメタルフロ
ー金属で結合する場合に広範囲に適用できるものである
が、この実施例では、この発明によるメタルフロー結合
構造及びその製造法をシリンダ内を往復運動するピスト
ンヘッドとピストンスカートとを結合するのに適用した
例を示すものである。即ち、ピストンヘッドの中央に設
けた下方に突出するセラミック製部品である取付部1
を、ピストンスカートの金属製部品である壁部2に形成
した取付孔3に嵌合して固定するものである。ピストン
ヘッドに設けた取付部1は、窒化ケイ素、炭化ケイ素、
サーメット等のセラミック材料或いは複合材料で製作さ
れている。また、ピストンスカートに設けた壁部2は、
アルミニウム合金、FC等の金属材料から製作されてい
る。
The method for manufacturing the metal flow joint structure according to the present invention can be widely applied to the case where metal parts and ceramic parts are joined by metal flow metal. In this embodiment, the metal according to the present invention is used. 1 shows an example in which a flow coupling structure and its manufacturing method are applied to couple a piston head and a piston skirt that reciprocate in a cylinder. That is, the mounting portion 1 which is a ceramic part provided in the center of the piston head and protruding downward.
Is fitted and fixed in a mounting hole 3 formed in the wall portion 2 which is a metal part of the piston skirt. The mounting portion 1 provided on the piston head is made of silicon nitride, silicon carbide,
It is made of ceramic material such as cermet or composite material. Also, the wall portion 2 provided on the piston skirt is
It is made of metal materials such as aluminum alloy and FC.

【0016】ピストンヘッドは、燃焼室を備えたクラウ
ン部の周囲から下方に伸びる外周リング部及びクラウン
部の中央付近から下方に伸びる取付部1を有している。
ピストンスカートは、中央に取付孔3を形成した壁部2
を有している。また、ピストンヘッドの取付部1の外周
面には、メタルフロー金属即ち結合リング10が嵌入す
るための僅かに半径方向内向きに凹んだ周方向溝部6が
形成されている。ピストンヘッドとピストンスカートと
は、セラミックスから成る断熱部材7,8を介在してメ
タルフロー金属の塑性変形によって周方向溝部6に嵌入
される結合リング10によって固定されている。
The piston head has an outer peripheral ring portion extending downward from the periphery of the crown portion having the combustion chamber and a mounting portion 1 extending downward from the vicinity of the center of the crown portion.
The piston skirt has a wall 2 with a mounting hole 3 formed in the center.
have. Further, on the outer peripheral surface of the mounting portion 1 of the piston head, there is formed a circumferential groove portion 6 which is recessed slightly inward in the radial direction for fitting the metal flow metal, that is, the coupling ring 10. The piston head and the piston skirt are fixed by a coupling ring 10 which is fitted into the circumferential groove portion 6 by plastic deformation of the metal flow metal with heat insulating members 7 and 8 made of ceramics interposed.

【0017】また、このメタルフロー結合構造では、金
属製部品の壁部2の大径孔5とセラミック製部品の取付
部1の外周面13との間に部分安定化ジルコニア等のセ
ラミックスから成る断熱部材8を介在させると共に、壁
部2の大径孔5と金属製結合リング10の外周面16と
の間に部分安定化ジルコニア等のセラミックスから成る
断熱部材7を介在させている。セラミック製部品の取付
部1と金属製部品の壁部2との間の断熱性を大幅に向上
させることができる。場合によっては、断熱ピストンで
は、ピストンスカートの取付孔3の小径孔4とピストン
ヘッドの取付部1の外周面13との間に環状隙間12
(図2又は図4参照)を形成することによって、環状隙
間12によるエアギャップが存在することによって、セ
ラミック製部品のピストンヘッドと金属製部品のピスト
ンスカートとの間の断熱性を大幅に向上させることがで
きる。或いは、図示していないが、壁部2に形成した小
径孔4と取付部1の外周面13との間の環状隙間12
に、チタン酸アルミニウム等の断熱シートを介在させる
こともでき、同様に両者間の断熱性を向上させることが
できる。
Further, in this metal flow coupling structure, a heat insulation made of ceramics such as partially stabilized zirconia is provided between the large diameter hole 5 of the wall part 2 of the metal part and the outer peripheral surface 13 of the mounting part 1 of the ceramic part. In addition to interposing the member 8, a heat insulating member 7 made of ceramics such as partially stabilized zirconia is interposed between the large diameter hole 5 of the wall portion 2 and the outer peripheral surface 16 of the metal coupling ring 10. It is possible to greatly improve the heat insulating property between the mounting portion 1 of the ceramic component and the wall portion 2 of the metal component. In some cases, in the heat insulating piston, an annular gap 12 is formed between the small diameter hole 4 of the mounting hole 3 of the piston skirt and the outer peripheral surface 13 of the mounting portion 1 of the piston head.
By forming (see FIG. 2 or FIG. 4), an air gap due to the annular gap 12 is present, so that the heat insulation between the piston head of the ceramic part and the piston skirt of the metal part is significantly improved. be able to. Alternatively, although not shown, an annular gap 12 between the small diameter hole 4 formed in the wall portion 2 and the outer peripheral surface 13 of the mounting portion 1
Alternatively, a heat insulating sheet such as aluminum titanate can be interposed, and similarly the heat insulating property between the two can be improved.

【0018】このメタルフロー結合構造について、取付
部1と壁部2とは、次のようにして結合即ち固定するこ
とができる。取付部1を壁部2に形成した取付孔3の大
径孔5との間に空間部を形成する状態に嵌合し、取付部
1と壁部2とをベース(図示せず)上に設定する。壁部
2に形成した取付孔3の大径孔5と小径孔4との間に形
成される半径方向段面17上に即ち取付部1の外周面1
3と大径孔5の壁面との間に断熱部材8を載置すると共
に、取付孔3の大径孔5の壁面に接触して断熱部材7を
配置する。更に、図1及び図2に示すように、取付部1
の外周面13と断熱部材7,8とで形成される空間部
に、メタルフロー金属材料から成る結合リング10を嵌
合し、更に、結合リング10の上に窒化ケイ素等のセラ
ミックスから成る埋込部材15を配置する(図1参
照)。取付部1と壁部2とに対して断熱部材7,8、結
合リング10及び埋込部材15を設定した後に、更に、
図1及び図2に示すように、埋込部材15を押圧するた
めのプレス11を設定すると共に、結合リング10を塑
性変形可能な状態に加熱するため高周波コイル等の加熱
手段である高周波誘導加熱装置9を設定する。
In this metal flow connection structure, the mounting portion 1 and the wall portion 2 can be connected or fixed as follows. The mounting portion 1 is fitted in a state where a space is formed between the mounting portion 1 and the large diameter hole 5 of the mounting hole 3 formed in the wall portion 2, and the mounting portion 1 and the wall portion 2 are mounted on a base (not shown). Set. On the radial step surface 17 formed between the large diameter hole 5 and the small diameter hole 4 of the mounting hole 3 formed in the wall portion 2, that is, the outer peripheral surface 1 of the mounting portion 1.
The heat insulating member 8 is placed between the wall surface of the large diameter hole 5 and the wall surface of the large diameter hole 5, and the heat insulating member 7 is placed in contact with the wall surface of the large diameter hole 5 of the mounting hole 3. Further, as shown in FIG. 1 and FIG.
A coupling ring 10 made of a metal flow metal material is fitted in a space formed by the outer peripheral surface 13 of the and the heat insulating members 7, 8 and further embedded on the coupling ring 10 made of ceramics such as silicon nitride. The member 15 is arranged (see FIG. 1). After setting the heat insulating members 7 and 8, the coupling ring 10 and the embedding member 15 with respect to the mounting portion 1 and the wall portion 2,
As shown in FIGS. 1 and 2, a press 11 for pressing the embedding member 15 is set, and high-frequency induction heating which is a heating means such as a high-frequency coil for heating the coupling ring 10 to a plastically deformable state. Set up device 9.

【0019】この状態で、高周波誘導加熱装置9に通電
し、該高周波誘導加熱装置9によってメタルフロー金属
即ち結合リング10を加熱して昇温し、該結合リング1
0を塑性変形可能な状態に軟化させる。結合リング10
を軟化させて塑性変形可能な状態になった時に、プレス
11を作動して降下させ、プレス11によって埋込部材
15を押し下げ、図3及び図4に示すように、該埋込部
材15を結合リング10内へ埋め込む。この時、埋込部
材15の先端をテーパ面等により先尖りに形成しておけ
ば、埋込部材15の結合リング10への侵入が良好に達
成できることは勿論である。
In this state, the high frequency induction heating device 9 is energized, and the metal flow metal, that is, the coupling ring 10 is heated by the high frequency induction heating device 9 to raise the temperature, and the coupling ring 1
0 is softened to a plastically deformable state. Coupling ring 10
When it is softened to be in a plastically deformable state, the press 11 is operated and lowered, the embedding member 15 is pushed down by the press 11, and the embedding member 15 is joined as shown in FIGS. 3 and 4. It is embedded in the ring 10. At this time, it is needless to say that if the tip of the embedding member 15 is formed into a pointed shape by a tapered surface or the like, the embedding member 15 can be satisfactorily penetrated into the coupling ring 10.

【0020】そこで、結合リング10内へ埋込部材15
が侵入するに従って結合リング10は塑性変形して外形
体積を膨張させ、言い換えれば、埋込部材15が占める
体積分だけ結合リング10は膨張し、結合リング10の
塑性変形による膨張した部分が取付部1の周方向溝部6
内に侵入して突出部14となって嵌入される。次いで、
高周波誘導加熱装置9の通電を停止し、プレス11を上
昇させる。軟化していた結合リング10は冷却して硬化
する。従って、硬化した結合リング10は、突出部14
が係止片となって取付部1が壁部2に固定されることに
なる。
Therefore, the embedding member 15 is inserted into the coupling ring 10.
As the joint ring 10 invades, the joint ring 10 plastically deforms to expand the outer volume, in other words, the joint ring 10 expands by the volume occupied by the embedding member 15, and the portion of the joint ring 10 expanded by the plastic deformation expands. 1 circumferential groove 6
It intrudes into the inside and is fitted as the protruding portion 14. Then
The energization of the high frequency induction heating device 9 is stopped and the press 11 is raised. The softened coupling ring 10 cools and hardens. Therefore, the cured coupling ring 10 has a protrusion 14
Serves as a locking piece, and the mounting portion 1 is fixed to the wall portion 2.

【0021】[0021]

【発明の効果】この発明によるメタルフロー結合構造及
びその製造法は、以上のように構成したので、次のよう
な効果を有する。このメタルフロー結合構造は、取付孔
を備えた金属製部品、前記取付孔に嵌合し且つ壁面に溝
部を形成した取付部を有するセラミック製部品、前記溝
部及び前記取付孔と前記取付部とで形成される空間部に
塑性変形で配置した金属製結合リング、及び前記結合リ
ングの塑性変形時に前記結合リングに埋め込んだセラミ
ック製埋込部材を有するので、前記埋込部材は前記結合
リング内で良好な埋め込み状態で維持され、前記埋込部
材による前記結合リングの塑性変形で前記溝部に入り込
んだ半径方向内向きに突出した突出部は前記取付部を強
固に係止する。
Since the metal flow coupling structure and the manufacturing method thereof according to the present invention are configured as described above, they have the following effects. This metal flow coupling structure includes a metal part having a mounting hole, a ceramic part having a mounting part that fits in the mounting hole and has a groove formed on a wall surface, the groove part, the mounting hole and the mounting part. Since the metal coupling ring disposed by plastic deformation in the formed space portion and the ceramic embedding member embedded in the coupling ring when the coupling ring is plastically deformed, the embedding member is good in the coupling ring. In such a state that the embedded member is maintained in a state of being embedded, the protrusion that protrudes inward in the radial direction and that has entered the groove due to the plastic deformation of the coupling ring by the embedded member firmly locks the attachment portion.

【0022】また、このメタルフロー結合構造を断熱ピ
ストンに適用した場合には、ピストンヘッドとピストン
スカートとを強固に結合することができ、良好な断熱ピ
ストンを提供できる。その場合には、断熱ピストンで
は、前記金属製部品はピストンスカートであり且つ前記
セラミック製部品はピストンヘッドである。
When this metal flow connection structure is applied to a heat insulating piston, the piston head and the piston skirt can be firmly connected, and a good heat insulating piston can be provided. In that case, in the adiabatic piston, the metallic part is the piston skirt and the ceramic part is the piston head.

【0023】また、このメタルフロー結合構造の製造法
は、取付孔に取付部を嵌合して前記取付部の外周面と前
記取付孔の内周面との間に形成される空間部に対して結
合リングを配置すると共に該結合リング上にセラミック
製埋込部材を配置し、前記結合リングを加熱して塑性変
形可能な状態にしてプレスによって前記埋込部材を前記
結合リング内に埋め込み且つ前記結合リングを塑性変形
させて前記取付部の前記溝部に嵌入させたので、プレス
は前記結合リングには直接押し込まれることがなく、該
プレスから分割された前記結合リングに接触する側に位
置する前記埋込部材が塑性変形可能な状態の前記結合リ
ング内に埋め込んで埋没され、前記結合リング自体の外
形容積を拡大して即ち前記結合リングを塑性変形で前記
取付部に形成した前記溝部に嵌入させ、突出部を形成し
て係止部を構成する。
Further, according to the method of manufacturing the metal flow coupling structure, the mounting portion is fitted in the mounting hole and the space portion formed between the outer peripheral surface of the mounting portion and the inner peripheral surface of the mounting hole is inserted into the space portion. A coupling ring and a ceramic embedding member on the coupling ring. The coupling ring is heated to make it plastically deformable, and the embedding member is embedded in the coupling ring by pressing and Since the coupling ring is plastically deformed and fitted into the groove portion of the attachment portion, the press is not directly pushed into the coupling ring, and is located on the side in contact with the coupling ring divided from the press. The embedding member is embedded and embedded in the coupling ring in a plastically deformable state, and the outer shape volume of the coupling ring itself is expanded, that is, the coupling ring is formed in the mounting portion by plastic deformation. Serial is fitted in the groove to form a locking portion to form a protrusion.

【0024】従って、前記プレスの先端部は前記結合リ
ングへは突き刺さっていないので、前記プレスは直ちに
前記結合リングから引き離すことができ、前記プレスの
先端部の割れは発生せず、或いは前記プレスの先端部は
前記結合リングに固着することもなく、抜き取ることが
できなくなることはない。
Therefore, since the tip of the press does not pierce the coupling ring, the press can be immediately separated from the coupling ring, and the tip of the press does not crack, or the press of the press does not occur. The tip portion does not stick to the coupling ring and cannot be removed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明によるメタルフロー結合構造及びその
製造法の実施例を説明するための製造工程を示す断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process for explaining an embodiment of a metal flow coupling structure and a manufacturing method thereof according to the present invention.

【図2】図1の要部を示す一部拡大断面図である。FIG. 2 is a partially enlarged sectional view showing a main part of FIG.

【図3】この発明によるメタルフロー結合構造及びその
製造法の実施例を説明するための引き続く製造工程を示
す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing successive manufacturing steps for explaining an embodiment of the metal flow coupling structure and the manufacturing method thereof according to the present invention.

【図4】図3の要部を示す一部拡大断面図である。FIG. 4 is a partially enlarged cross-sectional view showing a main part of FIG.

【図5】従来のメタルフロー結合構造の製造法の一例の
製造工程を説明するための断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing process of an example of a conventional method for manufacturing a metal flow coupling structure.

【図6】図5に示す製造工程に引き続く工程を説明する
ための断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a step that follows the manufacturing step shown in FIG.

【図7】メタルフロー結合構造を適用できる断熱ピスト
ンを示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing an adiabatic piston to which a metal flow coupling structure can be applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 取付部(セラミック製部品) 2 壁部(金属製部品) 3 取付孔 4 小径孔 5 大径孔 6 周方向溝部 7 断熱部材 8 断熱部材 9 高周波誘導加熱装置(加熱手段) 10 結合リング 11 プレス 14 突出部 15 埋込部材 1 Mounting part (ceramic parts) 2 walls (metal parts) 3 mounting holes 4 small hole 5 large hole 6 circumferential groove 7 Insulation member 8 Thermal insulation member 9 High frequency induction heating device (heating means) 10 coupling ring 11 Press 14 Projection 15 Embedded member

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 取付孔を備えた金属製部品、前記取付孔
に嵌合し且つ壁面に溝部を形成した取付部を有するセラ
ミック製部品、前記溝部及び前記取付孔と前記取付部と
で形成される空間部に塑性変形で配置した金属製結合リ
ング、及び前記結合リングの塑性変形時に前記結合リン
グに埋め込んだセラミック製埋込部材を有することを特
徴とするメタルフロー結合構造。
1. A metal component having a mounting hole, a ceramic component having a mounting portion that fits into the mounting hole and has a groove portion formed on a wall surface, the groove portion, the mounting hole and the mounting portion. A metal flow coupling structure, comprising: a metal coupling ring disposed in a space portion by plastic deformation; and a ceramic embedding member embedded in the coupling ring when the coupling ring is plastically deformed.
【請求項2】 前記金属製部品はピストンスカートであ
り且つ前記セラミック製部品はピストンヘッドである断
熱ピストンに適用した請求項1に記載のメタルフロー結
合構造。
2. The metal flow joint structure according to claim 1, wherein the metal part is a piston skirt and the ceramic part is a heat insulating piston which is a piston head.
【請求項3】 取付孔を備えた金属製部品を製作すると
共に、壁面に溝部を形成した取付部を有するセラミック
製部品を製作する工程、前記取付孔に前記取付部を嵌合
して前記取付部の外周面と前記取付孔の内周面との間に
形成される空間部に対して結合リングを配置すると共に
該結合リング上にセラミック製埋込部材を配置する工
程、前記結合リングを加熱して塑性変形可能な状態にす
る工程、 及びプレスによって前記埋込部材を前記結合リング内に
埋め込み且つ前記結合リングを塑性変形させて前記取付
部の前記溝部に嵌入させる工程から成ることを特徴とす
るメタルフロー結合構造の製造法。
3. A step of manufacturing a metal part having a mounting hole and a ceramic part having a mounting portion having a groove formed on a wall surface, the mounting portion being fitted into the mounting hole. Arranging a coupling ring in a space formed between the outer peripheral surface of the coupling part and the inner peripheral surface of the mounting hole, and arranging a ceramic embedding member on the coupling ring, heating the coupling ring To make it plastically deformable, and embedding the embedding member in the coupling ring by pressing and plastically deforming the coupling ring to fit it into the groove of the attachment portion. Method for manufacturing metal flow coupling structure.
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