JPH0555748B2 - - Google Patents
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- JPH0555748B2 JPH0555748B2 JP62133300A JP13330087A JPH0555748B2 JP H0555748 B2 JPH0555748 B2 JP H0555748B2 JP 62133300 A JP62133300 A JP 62133300A JP 13330087 A JP13330087 A JP 13330087A JP H0555748 B2 JPH0555748 B2 JP H0555748B2
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- heat insulating
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B77/00—Component parts, details or accessories, not otherwise provided for
- F02B77/11—Thermal or acoustic insulation
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- 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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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、断熱エンジン等における断熱ピス
トンの構造に関する。
トンの構造に関する。
従来、セラミツク材を断熱材又は耐熱材として
利用した断熱ピストン等のエンジン部材は、例え
ば、実開昭59−113557号公報、特開昭60−93161
号公報等に開示されている。
利用した断熱ピストン等のエンジン部材は、例え
ば、実開昭59−113557号公報、特開昭60−93161
号公報等に開示されている。
まず、実開昭59−113557号公報に開示されたピ
ストンの構造について、第２図を参照して概説す
る。第２図において、上面に燃焼室２９及び周壁
にピストンリング溝２７を有するセラミツク製ク
ラウン部２１の下面側と周壁に別のピストンリン
グ溝２８を有する金属製スカート部２２の上面側
とで閉鎖空間部２３を形成するように、セラミツ
ク製クラウン部２１と金属製スカート部２２とを
締結ボルト２６によつて結合し、更に金属製スカ
ート部２２の周面に開口するピストンピン嵌挿孔
２４の端部にシール部材２５を嵌着自在としたピ
ストン２０が示されている。
ストンの構造について、第２図を参照して概説す
る。第２図において、上面に燃焼室２９及び周壁
にピストンリング溝２７を有するセラミツク製ク
ラウン部２１の下面側と周壁に別のピストンリン
グ溝２８を有する金属製スカート部２２の上面側
とで閉鎖空間部２３を形成するように、セラミツ
ク製クラウン部２１と金属製スカート部２２とを
締結ボルト２６によつて結合し、更に金属製スカ
ート部２２の周面に開口するピストンピン嵌挿孔
２４の端部にシール部材２５を嵌着自在としたピ
ストン２０が示されている。
また、特開昭60−93161号公報に開示された断
熱ピストンの構造を、第３図を参照して概説す
る。第３図において、断熱ピストンの構造が符号
３０によつて全体的に示されている。この断熱ピ
ストンの構造３０については、ピストンスカート
部を含むピストン本体３２の上端部に嵌合孔３３
を設け、その嵌合孔３３にクラウン３１に形成し
た突部３４を嵌合し、ピストン本体３２の嵌合孔
３３の周囲を加熱加圧し、ピストン本体３２とク
ラウン３１とを接合したものである。
熱ピストンの構造を、第３図を参照して概説す
る。第３図において、断熱ピストンの構造が符号
３０によつて全体的に示されている。この断熱ピ
ストンの構造３０については、ピストンスカート
部を含むピストン本体３２の上端部に嵌合孔３３
を設け、その嵌合孔３３にクラウン３１に形成し
た突部３４を嵌合し、ピストン本体３２の嵌合孔
３３の周囲を加熱加圧し、ピストン本体３２とク
ラウン３１とを接合したものである。
ピストン本体３２はアルミニウム、可鍛鋳鉄等
によつて構成され、またクラウン３１は窒化珪素
等のセラミツクスから構成されている。クラウン
３１の突部３４には燃焼室３７が形成され、また
クラウン３１の外周部には突条３５が形成されて
いる。更に、突部３４と突条３５との間に形成さ
れた空部３８に配置されたセラミツクスフアイバ
又はステンレスメツシユから成る断熱材３６は、
クラウン３１とピストン本体３２とによつて挟持
状態に固定されている。
によつて構成され、またクラウン３１は窒化珪素
等のセラミツクスから構成されている。クラウン
３１の突部３４には燃焼室３７が形成され、また
クラウン３１の外周部には突条３５が形成されて
いる。更に、突部３４と突条３５との間に形成さ
れた空部３８に配置されたセラミツクスフアイバ
又はステンレスメツシユから成る断熱材３６は、
クラウン３１とピストン本体３２とによつて挟持
状態に固定されている。
しかしながら、上記のようなセラミツク材を断
熱材又は耐熱材として利用するピストン等の断熱
エンジン部材において、断熱特性を十分に得るこ
とは極めて困難なことである。セラミツク材が燃
焼室側の高温に晒される状態であり、そのため熱
シヨツクを受け、セラミツク材の強度上の問題が
ある。また、断熱のため壁面のセラミツク材の厚
さを厚くすると、熱容量が大きくなり、吸入行程
時に吸入空気が燃焼室から多く受熱して高温にな
り、その熱が吸気に影響し、吸入効率が低下して
空気が吸入されなくなるという現象が生じる反
面、膨張行程では断熱性を向上させなければなら
ないという問題がある。
熱材又は耐熱材として利用するピストン等の断熱
エンジン部材において、断熱特性を十分に得るこ
とは極めて困難なことである。セラミツク材が燃
焼室側の高温に晒される状態であり、そのため熱
シヨツクを受け、セラミツク材の強度上の問題が
ある。また、断熱のため壁面のセラミツク材の厚
さを厚くすると、熱容量が大きくなり、吸入行程
時に吸入空気が燃焼室から多く受熱して高温にな
り、その熱が吸気に影響し、吸入効率が低下して
空気が吸入されなくなるという現象が生じる反
面、膨張行程では断熱性を向上させなければなら
ないという問題がある。
ところで、前掲実開昭59−113557号公報に開示
されたピストンの構造については、クラウン部２
１はセラミツク材であるが、その厚さは極めて厚
いものであり、従つて熱容量が極めて大きくな
り、上記の問題が生じる。更に、クラウン部２１
そのものに燃焼室２９が形成されており、そのた
め構造上、強度上からもクラウン部２１の厚さを
厚く構成しなければならないという問題点があ
る。
されたピストンの構造については、クラウン部２
１はセラミツク材であるが、その厚さは極めて厚
いものであり、従つて熱容量が極めて大きくな
り、上記の問題が生じる。更に、クラウン部２１
そのものに燃焼室２９が形成されており、そのた
め構造上、強度上からもクラウン部２１の厚さを
厚く構成しなければならないという問題点があ
る。
また、前掲特開昭60−93161号公報に開示され
た断熱ピストンの構造については、クラウン３１
とピストン本体３２との結合部、言い換えれば、
両者間に介在した断熱材３６の結合部のシール機
能が十分でなく、また燃焼室側の断熱性について
もその機能は十分とは言えず、しかもセラミツク
スから成るクラウン３１の厚さは上記のものと同
様に極めて厚く、燃焼室３７側に直接晒される状
態に構成されているので、熱容量が大きいと共
に、熱シヨツクを受けることになつて強度上の問
題点も有している。
た断熱ピストンの構造については、クラウン３１
とピストン本体３２との結合部、言い換えれば、
両者間に介在した断熱材３６の結合部のシール機
能が十分でなく、また燃焼室側の断熱性について
もその機能は十分とは言えず、しかもセラミツク
スから成るクラウン３１の厚さは上記のものと同
様に極めて厚く、燃焼室３７側に直接晒される状
態に構成されているので、熱容量が大きいと共
に、熱シヨツクを受けることになつて強度上の問
題点も有している。
この発明の目的は、上記の問題点を解決するこ
とであり、極めて高度の断熱性を得ると共に、燃
焼ガスに晒されて高温になる燃焼室側に面するピ
ストンヘツドの表面部の熱容量を可及的に小さく
構成し、吸入効率及びサイクル効率を向上させ、
しかも熱シヨツクを受けても強度上の問題が生じ
ることなく、耐熱性、耐腐食性、耐変形性を向上
させ、しかも安定した取付状態を得ることがで
き、更に爆発時にピストンヘツドに作用する圧力
を好ましい状態で受け止めることができる構造に
構成し、ピストンヘツドとピストンスカートとの
間のシール機能を向上させることのできる断熱エ
ンジン等における断熱ピストンの構造を提供する
ことである。
とであり、極めて高度の断熱性を得ると共に、燃
焼ガスに晒されて高温になる燃焼室側に面するピ
ストンヘツドの表面部の熱容量を可及的に小さく
構成し、吸入効率及びサイクル効率を向上させ、
しかも熱シヨツクを受けても強度上の問題が生じ
ることなく、耐熱性、耐腐食性、耐変形性を向上
させ、しかも安定した取付状態を得ることがで
き、更に爆発時にピストンヘツドに作用する圧力
を好ましい状態で受け止めることができる構造に
構成し、ピストンヘツドとピストンスカートとの
間のシール機能を向上させることのできる断熱エ
ンジン等における断熱ピストンの構造を提供する
ことである。
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、ピ
ストンヘツド部に形成した取付ボス部をピストン
スカート部に形成した取付孔に嵌合して固定した
ピストンにおいて、前記ピストンヘツド部の周囲
部で前記ピストンスカート部の周囲部上面に押圧
状態に固定されるセラミツク材から成るリング、
該リングに接合された燃焼ガスに曝される表面部
を構成するセラミツク材から成る平らな形状の薄
い肉厚の薄板、並びに前記ピストンヘツド部の上
面、前記薄板の下面及び前記リングの内周面で形
成される空間部に封入した断熱材から構成したこ
とを特徴とする断熱ピストンの構造に関する。
のように構成されている。即ち、この発明は、ピ
ストンヘツド部に形成した取付ボス部をピストン
スカート部に形成した取付孔に嵌合して固定した
ピストンにおいて、前記ピストンヘツド部の周囲
部で前記ピストンスカート部の周囲部上面に押圧
状態に固定されるセラミツク材から成るリング、
該リングに接合された燃焼ガスに曝される表面部
を構成するセラミツク材から成る平らな形状の薄
い肉厚の薄板、並びに前記ピストンヘツド部の上
面、前記薄板の下面及び前記リングの内周面で形
成される空間部に封入した断熱材から構成したこ
とを特徴とする断熱ピストンの構造に関する。
また、この断熱ピストンの構造において、前記
薄板の周囲部と前記リングとはセラミツク材によ
る化学蒸着によつて接合しているものである。
薄板の周囲部と前記リングとはセラミツク材によ
る化学蒸着によつて接合しているものである。
また、この断熱ピストンの構造において、前記
薄板及び前記リングを可及的に薄い板厚に形成
し、例えば、約１mm以下に形成し、前記薄板と前
記リングとの熱容量を最小限にするように構成し
たものである。
薄板及び前記リングを可及的に薄い板厚に形成
し、例えば、約１mm以下に形成し、前記薄板と前
記リングとの熱容量を最小限にするように構成し
たものである。
また、この断熱ピストンの構造において、前記
ピストンヘツド部と前記ピストンスカート部との
間には断熱空気層が形成されている。
ピストンヘツド部と前記ピストンスカート部との
間には断熱空気層が形成されている。
また、この断熱ピストンの構造において、前記
ピストンヘツド部の上面は平らな形状に形成され
ているものである。
ピストンヘツド部の上面は平らな形状に形成され
ているものである。
また、この断熱ピストンの構造において、前記
ピストンヘツド部をセラミツク材と熱膨張係数が
ほぼ等しい材料のサーメツトで作製したものであ
る。
ピストンヘツド部をセラミツク材と熱膨張係数が
ほぼ等しい材料のサーメツトで作製したものであ
る。
また、この断熱ピストンの構造において、前記
薄板及び前記リングを窒化珪素で製作したもので
ある。
薄板及び前記リングを窒化珪素で製作したもので
ある。
また、この断熱ピストンの構造において、前記
リングと前記ピストンスカート部との当接面に
は、カーボンシールのガスケツトが介在している
ものである。
リングと前記ピストンスカート部との当接面に
は、カーボンシールのガスケツトが介在している
ものである。
この発明による断熱ピストンの構造は、以上の
ように構成されており、次のように作用する。即
ち、この発明は、セラミツク材と熱膨張係数がほ
ぼ等しい材料で作られたピストンヘツド部をピス
トンスカート部に取り付け、前記ピストンヘツド
部に断熱材を介して平らな形状のセラミツク製の
薄板を取り付けたので、燃焼ガスに晒されて高温
になるピストンヘツドの表面部に位置する前記薄
板の厚さは、薄く構成でき、前記薄板の熱容量を
可及的に小さく構成することができ、高度の断熱
性、耐変形性、耐腐食性を得ることができ、吸入
効率及びサイクル効率を向上させることができ
る。
ように構成されており、次のように作用する。即
ち、この発明は、セラミツク材と熱膨張係数がほ
ぼ等しい材料で作られたピストンヘツド部をピス
トンスカート部に取り付け、前記ピストンヘツド
部に断熱材を介して平らな形状のセラミツク製の
薄板を取り付けたので、燃焼ガスに晒されて高温
になるピストンヘツドの表面部に位置する前記薄
板の厚さは、薄く構成でき、前記薄板の熱容量を
可及的に小さく構成することができ、高度の断熱
性、耐変形性、耐腐食性を得ることができ、吸入
効率及びサイクル効率を向上させることができ
る。
即ち、前記薄板の厚さを薄く構成する程、ガス
温度への追従性がよくなり、即ち、燃焼室内の高
温時と低温時との壁温振幅は厚さが厚い場合に比
較して大きくなり、結果的に燃焼ガスと前記薄板
との温度差が小さくなり、熱伝達量が減少するた
め、吸入空気の受熱を減少させる。
温度への追従性がよくなり、即ち、燃焼室内の高
温時と低温時との壁温振幅は厚さが厚い場合に比
較して大きくなり、結果的に燃焼ガスと前記薄板
との温度差が小さくなり、熱伝達量が減少するた
め、吸入空気の受熱を減少させる。
しかも、熱シヨツクを受けても強度上の問題が
生じることがなく、耐熱性、耐変形性等を向上さ
せ、安定した取付状態を得ることができ、更に爆
発時に前記薄板に作用する圧力を好ましい状態で
受け止めることができ、前記ピストンヘツド部と
前記ピストンスカート部との間のシール機能も向
上させることができる。
生じることがなく、耐熱性、耐変形性等を向上さ
せ、安定した取付状態を得ることができ、更に爆
発時に前記薄板に作用する圧力を好ましい状態で
受け止めることができ、前記ピストンヘツド部と
前記ピストンスカート部との間のシール機能も向
上させることができる。
以下、図面を参照して、この発明による断熱ピ
ストンの構造の実施例を詳述する。
ストンの構造の実施例を詳述する。
第１図において、この発明の一実施例である断
熱ピストンの構造が符号１０によつて全体的に示
されている。断熱ピストンの構造１０について
は、主として、ピストンヘツド部１と金属製ピス
トンスカート部２とから成る。ピストンヘツド部
１は、中央に取付ボス部４を有し、またセラミツ
ク材と熱膨張係数がほぼ等しく、強度が高く、ヤ
ング率が比較的に高い材料、例えば、サーメツ
ト、金属等の材料から構成されている。
熱ピストンの構造が符号１０によつて全体的に示
されている。断熱ピストンの構造１０について
は、主として、ピストンヘツド部１と金属製ピス
トンスカート部２とから成る。ピストンヘツド部
１は、中央に取付ボス部４を有し、またセラミツ
ク材と熱膨張係数がほぼ等しく、強度が高く、ヤ
ング率が比較的に高い材料、例えば、サーメツ
ト、金属等の材料から構成されている。
ピストンヘツド部１そのものには、燃焼室が形
成されておらず、ピストンヘツド部１の燃焼室１
５側はフラツトな即ち平らな形状に構成されてい
る。ピストンスカート部２には、中央にピストン
ヘツド部１の取付ボス部４が嵌合する中央取付孔
１２が形成されている。ピストンヘツド部１の取
付ボス部４はピストンスカート部の中央取付孔１
２に嵌合され、取付ボス部４に形成された嵌合溝
１４とピストンスカート部２の中央取付孔１２に
形成された嵌合溝１３とに跨がつて金属リング１
１が変形収容されることによつて、ピストンヘツ
ド部１はピストンスカート部２に対して押圧状態
に係止されている。
成されておらず、ピストンヘツド部１の燃焼室１
５側はフラツトな即ち平らな形状に構成されてい
る。ピストンスカート部２には、中央にピストン
ヘツド部１の取付ボス部４が嵌合する中央取付孔
１２が形成されている。ピストンヘツド部１の取
付ボス部４はピストンスカート部の中央取付孔１
２に嵌合され、取付ボス部４に形成された嵌合溝
１４とピストンスカート部２の中央取付孔１２に
形成された嵌合溝１３とに跨がつて金属リング１
１が変形収容されることによつて、ピストンヘツ
ド部１はピストンスカート部２に対して押圧状態
に係止されている。
更に、ピストンヘツド部１とピストンスカート
部２との中央部の当接部位には断熱ガスケツトで
ある緩衝材８が押圧状態に介在しており、この緩
衝材８は断熱機能も有している。また、ピストン
ヘツド部１とピストンスカート部２との間には、
断熱空気層９が形成されている。
部２との中央部の当接部位には断熱ガスケツトで
ある緩衝材８が押圧状態に介在しており、この緩
衝材８は断熱機能も有している。また、ピストン
ヘツド部１とピストンスカート部２との間には、
断熱空気層９が形成されている。
この断熱ピストンの構造１０は、上記のような
構成において、特に、次の構成に特徴を有する。
即ち、セラミツク材から成るセラミツク製薄板５
の熱容量を小さくするため、セラミツク製薄板５
は極めて薄く形成され且つ該薄板５が燃焼室１５
に面するようにピストンヘツド部１に断熱材３を
介して配置されている。薄板５は、窒化珪素等の
セラミツクスから成り、厚さ約１mm前後、或いは
１mm以下に製作されている。
構成において、特に、次の構成に特徴を有する。
即ち、セラミツク材から成るセラミツク製薄板５
の熱容量を小さくするため、セラミツク製薄板５
は極めて薄く形成され且つ該薄板５が燃焼室１５
に面するようにピストンヘツド部１に断熱材３を
介して配置されている。薄板５は、窒化珪素等の
セラミツクスから成り、厚さ約１mm前後、或いは
１mm以下に製作されている。
このセラミツク製薄板５の外周部には、同様な
材料で形成されたセラミツク材から成るセラミツ
ク製リング６が嵌合しており、セラミツク製薄板
５とセラミツク製リング６とは、例えば、符号１
８で示す接触部でCVD（化学蒸着）によつて接合
されている。セラミツク製リング６の内周面には
段部１６が形成されており、ピストンヘツド部１
の外周部１７がセラミツク製リング６の段部１６
に当接するようにセラミツク製リング６に嵌合し
ている。
材料で形成されたセラミツク材から成るセラミツ
ク製リング６が嵌合しており、セラミツク製薄板
５とセラミツク製リング６とは、例えば、符号１
８で示す接触部でCVD（化学蒸着）によつて接合
されている。セラミツク製リング６の内周面には
段部１６が形成されており、ピストンヘツド部１
の外周部１７がセラミツク製リング６の段部１６
に当接するようにセラミツク製リング６に嵌合し
ている。
セラミツク製薄板５、セラミツク製リング６及
びピストンヘツド部１によつて形成される空間部
には、断熱材３が封入されている。この断熱材３
は、チタン酸カリウムウイスカー、ジルコニアフ
アイバ等の材料から成り、断熱機能を果たすと共
に、爆発時にセラミツク製薄板５に作用する圧力
を受け止める構造材として機能する。
びピストンヘツド部１によつて形成される空間部
には、断熱材３が封入されている。この断熱材３
は、チタン酸カリウムウイスカー、ジルコニアフ
アイバ等の材料から成り、断熱機能を果たすと共
に、爆発時にセラミツク製薄板５に作用する圧力
を受け止める構造材として機能する。
ピストンヘツド部１がピストンスカート部２に
押圧状態に取り付けられることによつて、ピスト
ンヘツド部１の外周部１７がセラミツク製リング
６の段部１６に押し付けられ、セラミツク製リン
グ６がピストンスカート部２の周囲部に押圧され
る。また、燃焼室１５に臨むセラミツク製リング
６の部分の厚さはできるだけ薄い方が好ましい。
この場合に、セラミツク製リング６とピストンス
カート部２との間のシールのため、ガスケツトで
あるカーボンシール７が介在されている。カーボ
ンシール７に対するシール軸力は、ピストンヘツ
ド部１がピストンスカート部２に押圧状態に取り
付けられることによつて作用する。
押圧状態に取り付けられることによつて、ピスト
ンヘツド部１の外周部１７がセラミツク製リング
６の段部１６に押し付けられ、セラミツク製リン
グ６がピストンスカート部２の周囲部に押圧され
る。また、燃焼室１５に臨むセラミツク製リング
６の部分の厚さはできるだけ薄い方が好ましい。
この場合に、セラミツク製リング６とピストンス
カート部２との間のシールのため、ガスケツトで
あるカーボンシール７が介在されている。カーボ
ンシール７に対するシール軸力は、ピストンヘツ
ド部１がピストンスカート部２に押圧状態に取り
付けられることによつて作用する。
この断熱ピストンの構造１０は、爆発による圧
縮力を、チタン酸カリウム、ポロシテイの大きい
耐熱材等の断熱材３によつて均等に受ける必要が
あり、そのためにもピストンヘツド部１の燃焼室
１５側の面及びセラミツク製薄板５は、平らな形
状即ちフラツトな形状に構成されている。
縮力を、チタン酸カリウム、ポロシテイの大きい
耐熱材等の断熱材３によつて均等に受ける必要が
あり、そのためにもピストンヘツド部１の燃焼室
１５側の面及びセラミツク製薄板５は、平らな形
状即ちフラツトな形状に構成されている。
この発明による断熱ピストンの構造は、以上の
ように構成されているので、次のような特有の効
果を有する。即ち、この断熱ピストンの構造は、
セラミツク材と熱膨張係数がほぼ等しい材料で作
られたピストンヘツド部をピストンスカート部に
取り付け、該ピストンヘツド部に断熱材を介して
セラミツク材から成る平らな形状の薄板を取り付
けたので、燃焼ガスに晒されて高温になるピスト
ンヘツドの表面部の前記薄板の厚さを薄く構成で
き、その熱容量を可及的に小さく構成でき、極め
て高度の断熱性を得ることができ、吸入効率及び
サイクル効率を向上させることができる。
ように構成されているので、次のような特有の効
果を有する。即ち、この断熱ピストンの構造は、
セラミツク材と熱膨張係数がほぼ等しい材料で作
られたピストンヘツド部をピストンスカート部に
取り付け、該ピストンヘツド部に断熱材を介して
セラミツク材から成る平らな形状の薄板を取り付
けたので、燃焼ガスに晒されて高温になるピスト
ンヘツドの表面部の前記薄板の厚さを薄く構成で
き、その熱容量を可及的に小さく構成でき、極め
て高度の断熱性を得ることができ、吸入効率及び
サイクル効率を向上させることができる。
即ち、前記薄板の厚さを薄く構成する程、前記
薄板はガス温度への追従性がよくなり、即ち、燃
焼室内の高温時と低温時との壁温振幅は厚さが厚
い場合に比較して大きくなり、結果的に燃焼ガス
と前記薄板との温度差が小さくなり、熱伝達量が
減少するため、吸入空気の受熱を減少させる。
薄板はガス温度への追従性がよくなり、即ち、燃
焼室内の高温時と低温時との壁温振幅は厚さが厚
い場合に比較して大きくなり、結果的に燃焼ガス
と前記薄板との温度差が小さくなり、熱伝達量が
減少するため、吸入空気の受熱を減少させる。
しかも、エンジンの燃焼室側の高温になる前記
ピストンヘツド部について前記薄板が直接晒され
る状態に構成されており、耐熱性、耐変形性、耐
腐食性等を向上させることができ、熱シヨツクを
受けても強度上の問題が生じることがなく、安定
した取付状態を得ることができ、更に爆発時に前
記薄板に作用する圧力を好ましい状態で受け止め
ることができる。また、前記薄板とサーメツトの
前記ピストンヘツド部とは、熱膨張係数がほぼ等
しく、前記ピストンヘツド部は剛性が高いので、
前記ピストンヘツド部と前記ピストンスカート部
との結合状態に問題が生じるようなことはなく、
高圧がかかつたとしても変形し難く、両者間の結
合状態は安定している。しかも、境界部のガスシ
ールを安定して達成することができ、シール機能
を向上させることができる。
ピストンヘツド部について前記薄板が直接晒され
る状態に構成されており、耐熱性、耐変形性、耐
腐食性等を向上させることができ、熱シヨツクを
受けても強度上の問題が生じることがなく、安定
した取付状態を得ることができ、更に爆発時に前
記薄板に作用する圧力を好ましい状態で受け止め
ることができる。また、前記薄板とサーメツトの
前記ピストンヘツド部とは、熱膨張係数がほぼ等
しく、前記ピストンヘツド部は剛性が高いので、
前記ピストンヘツド部と前記ピストンスカート部
との結合状態に問題が生じるようなことはなく、
高圧がかかつたとしても変形し難く、両者間の結
合状態は安定している。しかも、境界部のガスシ
ールを安定して達成することができ、シール機能
を向上させることができる。
また、前記薄板と前記ピストンヘツド部との間
にはセラミツク材から成る断熱材が介在し、更に
前記ピストンヘツド部と前記ピストンスカート部
との間には断熱空気層が形成され、しかも前記断
熱材が、例えば、チタン酸カリウムウイスカー、
ジルコニアフアイバ等、或いはこれらとグラスフ
アイバとの混合材で構成できるので、前記エンジ
ンの前記燃焼室に対して高性能の断熱機能を果た
し、前記燃焼室からピストンを通じての熱エネル
ギーの流出はなく、熱エネルギーを前記燃焼室に
閉じ込めることができる。従つて、排気ガス流れ
方向の下流に設置されているエネルギー回収装置
によつて、熱エネルギーを有効に回収することが
できる。
にはセラミツク材から成る断熱材が介在し、更に
前記ピストンヘツド部と前記ピストンスカート部
との間には断熱空気層が形成され、しかも前記断
熱材が、例えば、チタン酸カリウムウイスカー、
ジルコニアフアイバ等、或いはこれらとグラスフ
アイバとの混合材で構成できるので、前記エンジ
ンの前記燃焼室に対して高性能の断熱機能を果た
し、前記燃焼室からピストンを通じての熱エネル
ギーの流出はなく、熱エネルギーを前記燃焼室に
閉じ込めることができる。従つて、排気ガス流れ
方向の下流に設置されているエネルギー回収装置
によつて、熱エネルギーを有効に回収することが
できる。
第１図はこの発明による断熱ピストンの構造の
一実施例を示す断面図、第２図は従来のピストン
の一例を示す断面図、及び第３図は従来の断熱ピ
ストンの構造の一例を示す断面図である。 １……ピストンヘツド部、２……ピストンスカ
ート部、３……断熱材、４……取付ボス部、５…
…薄板、６……リング、７……カーボンシール、
８……緩衝材、９……断熱空気層、１０……断熱
ピストンの構造、１２……中央取付孔、１３，１
４……嵌合溝、１５……燃焼室、１７……ピスト
ンヘツド部の外周部。
一実施例を示す断面図、第２図は従来のピストン
の一例を示す断面図、及び第３図は従来の断熱ピ
ストンの構造の一例を示す断面図である。 １……ピストンヘツド部、２……ピストンスカ
ート部、３……断熱材、４……取付ボス部、５…
…薄板、６……リング、７……カーボンシール、
８……緩衝材、９……断熱空気層、１０……断熱
ピストンの構造、１２……中央取付孔、１３，１
４……嵌合溝、１５……燃焼室、１７……ピスト
ンヘツド部の外周部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ピストンヘツド部に形成した取付ボス部をピ
ストンスカート部に形成した取付孔に嵌合して固
定したピストンにおいて、前記ピストンヘツド部
の周囲部で前記ピストンスカート部の周囲部上面
に押圧状態に固定されるセラミツク材から成るリ
ング、該リングに接合された燃焼ガスに曝される
表面部を構成するセラミツク材から成る平らな形
状の薄い肉厚の薄板、並びに前記ピストンヘツド
部の上面、前記薄板の下面及び前記リングの内周
面で形成される空間部に封入した断熱材、から構
成したことを特徴とする断熱ピストンの構造。 ２ 前記薄板及び前記リングを可及的に薄い板厚
に形成し、前記薄板と前記リングとの熱容量を小
さくするように構成したことを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の断熱ピストンの構造。 ３ 前記ピストンヘツド部と前記ピストンスカー
ト部との間には断熱空気層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項に記載の断熱
ピストンの構造。 ４ 前記ピストンヘツド部の上面は平らな形状で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の断熱ピストンの構造。 ５ 前記ピストンヘツド部をセラミツク材と熱膨
張係数がほぼ等しい材料のサーメツトで作製した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
断熱ピストンの構造。 ６ 前記薄板及び前記リングを窒化珪素で製作し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
の断熱ピストンの構造。 ７ 前記リングと前記ピストンスカート部との当
接面には、カーボンシールのガスケツトが介在し
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の断熱ピストンの構造。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13330087A JPS63302164A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 断熱ピストンの構造 |
| US07/198,693 US4848291A (en) | 1987-05-30 | 1988-05-24 | Heat-insulating piston structure |
| DE198888304741T DE294091T1 (de) | 1987-05-30 | 1988-05-25 | Waermeisolierter kolbenaufbau. |
| EP88304741A EP0294091B1 (en) | 1987-05-30 | 1988-05-25 | Heat insulating piston structure |
| DE8888304741T DE3873183T2 (de) | 1987-05-30 | 1988-05-25 | Waermeisolierter kolbenaufbau. |
| CA000567988A CA1330643C (en) | 1987-05-30 | 1988-05-27 | Heat-insulating piston structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13330087A JPS63302164A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 断熱ピストンの構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63302164A JPS63302164A (ja) | 1988-12-09 |
| JPH0555748B2 true JPH0555748B2 (ja) | 1993-08-17 |
Family
ID=15101436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13330087A Granted JPS63302164A (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | 断熱ピストンの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63302164A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0668258B2 (ja) * | 1989-09-13 | 1994-08-31 | いすゞ自動車株式会社 | 断熱ピストンの構造 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61228111A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-11 | 高信頼度舶用推進プラント技術研究組合 | セラミツクライニング材の固定方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61101649U (ja) * | 1984-12-10 | 1986-06-28 |
-
1987
- 1987-05-30 JP JP13330087A patent/JPS63302164A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61228111A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-11 | 高信頼度舶用推進プラント技術研究組合 | セラミツクライニング材の固定方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63302164A (ja) | 1988-12-09 |
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