JPH0633725B2 - エンジン部品およびその製造法 - Google Patents
エンジン部品およびその製造法Info
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- JPH0633725B2 JPH0633725B2 JP4284599A JP28459992A JPH0633725B2 JP H0633725 B2 JPH0633725 B2 JP H0633725B2 JP 4284599 A JP4284599 A JP 4284599A JP 28459992 A JP28459992 A JP 28459992A JP H0633725 B2 JPH0633725 B2 JP H0633725B2
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- ceramic
- engine component
- ceramic member
- metal member
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/0015—Multi-part pistons
- F02F3/0023—Multi-part pistons the parts being bolted or screwed together
-
- 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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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はセラミックスと金属から
なる断熱性、耐熱性および耐久性にすぐれたエンジン部
品とその製造法に関するものである。
なる断熱性、耐熱性および耐久性にすぐれたエンジン部
品とその製造法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】セラミックス材料は機械的強度、耐熱
性、耐酸化性、断熱性にすぐれているので、エンジンの
ピストン、シリンダ−ライナー、シリンダ−ヘッドなど
高温の燃焼ガスと接する部分をセラミックス材料で構成
すれば、燃焼温度の向上や熱損失の減少が可能となり、
エンジン効率の改善、排ガス中の有害成分の減少などの
効果が期待できる。また、タペットやロッカーアームパ
ッドなどの繰り返し衝撃荷重を受ける部分をセラミック
ス材料とすれば、耐摩耗性の向上に効果がある。このた
め、金属製エンジン部品とセラミックス製部品を複合し
たエンジン部品が提案されている。
性、耐酸化性、断熱性にすぐれているので、エンジンの
ピストン、シリンダ−ライナー、シリンダ−ヘッドなど
高温の燃焼ガスと接する部分をセラミックス材料で構成
すれば、燃焼温度の向上や熱損失の減少が可能となり、
エンジン効率の改善、排ガス中の有害成分の減少などの
効果が期待できる。また、タペットやロッカーアームパ
ッドなどの繰り返し衝撃荷重を受ける部分をセラミック
ス材料とすれば、耐摩耗性の向上に効果がある。このた
め、金属製エンジン部品とセラミックス製部品を複合し
たエンジン部品が提案されている。
【０００３】例えば、金属製ピストンの頂部にセラミッ
クス製ピストンキャップを鋳ぐるみで固定したエンジン
用ピストンが特開昭58−95674 号公報、米国特許第4245
611号明細書に開示されている。
クス製ピストンキャップを鋳ぐるみで固定したエンジン
用ピストンが特開昭58−95674 号公報、米国特許第4245
611号明細書に開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、鋳ぐるみでセ
ラミックス製ピストンキャップを金属製ピストン本体に
固定するには、セラミックス製ピストンキャップと金属
製ピストン本体の熱膨脹差による鋳造応力を緩和する必
要がある。このための手段として、セラミックス製ピス
トンキャップに装着した金属製リングで鋳造応力を緩和
する方法（特開昭58−95674 号公報）がある。しかし、
この方法ではセラミックス製ピストンキャップに金属製
リングを装着するためのフランジ部を形成する必要があ
るので、セラミックス製ピストンキャップの形状が複雑
となるばかりでなく、フランジのコーナー部分に応力集
中によりクラックが生じやすい欠点がある。
ラミックス製ピストンキャップを金属製ピストン本体に
固定するには、セラミックス製ピストンキャップと金属
製ピストン本体の熱膨脹差による鋳造応力を緩和する必
要がある。このための手段として、セラミックス製ピス
トンキャップに装着した金属製リングで鋳造応力を緩和
する方法（特開昭58−95674 号公報）がある。しかし、
この方法ではセラミックス製ピストンキャップに金属製
リングを装着するためのフランジ部を形成する必要があ
るので、セラミックス製ピストンキャップの形状が複雑
となるばかりでなく、フランジのコーナー部分に応力集
中によりクラックが生じやすい欠点がある。
【０００５】また、上記鋳造応力をセラミックス製ピス
トンキャップと金属製ピストン本体との間に繊維状のセ
ラミックス材料からなるクッション層を介在させて緩和
する方法（米国特許第4245611 号明細書）もある。しか
し、この方法は該クッション層の存在のため金属製ピス
トン本体に対するセラミックス製ピストンキャップの固
定が不十分となり、ピストン使用中にピストンキャップ
が緩んだりする欠点がある。
トンキャップと金属製ピストン本体との間に繊維状のセ
ラミックス材料からなるクッション層を介在させて緩和
する方法（米国特許第4245611 号明細書）もある。しか
し、この方法は該クッション層の存在のため金属製ピス
トン本体に対するセラミックス製ピストンキャップの固
定が不十分となり、ピストン使用中にピストンキャップ
が緩んだりする欠点がある。
【０００６】さらにまた、セラミックス製ピストンキャ
ップを鋳造製ピストンに鋳ぐるみで固定する方法には、
溶融金属の注入による熱衝撃でセラミックス製ピストン
キャップが破壊するのを防ぐため、該ピストンキャップ
を予熱する必要があるので鋳造作業が複雑となる欠点が
ある。
ップを鋳造製ピストンに鋳ぐるみで固定する方法には、
溶融金属の注入による熱衝撃でセラミックス製ピストン
キャップが破壊するのを防ぐため、該ピストンキャップ
を予熱する必要があるので鋳造作業が複雑となる欠点が
ある。
【０００７】このような鋳ぐるみにともなう種々の欠点
を解決するため、セラミックス製ピストンキャップに金
属製部材を固着後、該金属製部材の外周部を加工して、
焼きばめ、螺合などの機械的結合方法で金属製ピストン
本体に固定する方法がある。しかし、この方法にも該金
属製部材外周部の加工に際し、加工用工具がセラミック
ス製ピストンキャップ表面に接触して、セラミックス製
ピストンキャップが破損する欠点があった。
を解決するため、セラミックス製ピストンキャップに金
属製部材を固着後、該金属製部材の外周部を加工して、
焼きばめ、螺合などの機械的結合方法で金属製ピストン
本体に固定する方法がある。しかし、この方法にも該金
属製部材外周部の加工に際し、加工用工具がセラミック
ス製ピストンキャップ表面に接触して、セラミックス製
ピストンキャップが破損する欠点があった。
【０００８】本発明の目的は加工が容易で、製造時にセ
ラミックス製部材が破損することがなく、しかもセラミ
ックス製部材と金属製エンジン部品本体を構成する材料
の組合せを自由に選択できる、セラミックスと金属から
なる断熱性、耐熱性、耐久性にすぐれたエンジン部品と
その製造法を提供することである。
ラミックス製部材が破損することがなく、しかもセラミ
ックス製部材と金属製エンジン部品本体を構成する材料
の組合せを自由に選択できる、セラミックスと金属から
なる断熱性、耐熱性、耐久性にすぐれたエンジン部品と
その製造法を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴とする所は
下記の点にある。 第１発明 外周部直径がセラミックス製部材の外径より小径である
金属製部材と、セラミックス製部材とが、該セラミック
ス製部材に被着されたメタライズ層を介して一体的に接
合され、しかも該金属製部材を介して、上記セラミック
ス製部材と金属製エンジン部品本体とが一体的に結合さ
れている構造のエンジン部品において、上記金属製部材
の外周部のセラミックス製部材がわ端部に環状の切欠部
が設けられており、該金属製部材が外周の大径部で金属
製エンジン部品本体に焼きばめあるいは螺合により固定
されていることを特徴とするエンジン部品。
下記の点にある。 第１発明 外周部直径がセラミックス製部材の外径より小径である
金属製部材と、セラミックス製部材とが、該セラミック
ス製部材に被着されたメタライズ層を介して一体的に接
合され、しかも該金属製部材を介して、上記セラミック
ス製部材と金属製エンジン部品本体とが一体的に結合さ
れている構造のエンジン部品において、上記金属製部材
の外周部のセラミックス製部材がわ端部に環状の切欠部
が設けられており、該金属製部材が外周の大径部で金属
製エンジン部品本体に焼きばめあるいは螺合により固定
されていることを特徴とするエンジン部品。
【００１０】第２発明 外周部直径がセラミックス製部材の外径より小径である
金属製部材とセラミックス製部材を該セラミックス製部
材に被着されたメタライズ層を介して一体的に接合し、
しかも該金属製部材を介して、上記セラミックス製部材
と金属製エンジン部品本体とを一体的に結合しエンジン
部品とするエンジン部品の製造法において、セラミック
ス製部材と、外周部直径がセラミックス製部材の外径よ
り小径でしかも外周の一端に環状の切欠部を有する一体
構造の金属製部材を、該環状切欠部がセラミックス製部
材がわに位置するように該セラミックス製部材に被着さ
れたメタライズ層を介して接合したのち、該金属製部材
の外周の大径部に所定の仕上げ加工を施し、該仕上げ加
工部で金属製部材を金属製エンジン部品本体に焼きばめ
あるいは螺合により固定することを特徴とするエンジン
部品の製造法。
金属製部材とセラミックス製部材を該セラミックス製部
材に被着されたメタライズ層を介して一体的に接合し、
しかも該金属製部材を介して、上記セラミックス製部材
と金属製エンジン部品本体とを一体的に結合しエンジン
部品とするエンジン部品の製造法において、セラミック
ス製部材と、外周部直径がセラミックス製部材の外径よ
り小径でしかも外周の一端に環状の切欠部を有する一体
構造の金属製部材を、該環状切欠部がセラミックス製部
材がわに位置するように該セラミックス製部材に被着さ
れたメタライズ層を介して接合したのち、該金属製部材
の外周の大径部に所定の仕上げ加工を施し、該仕上げ加
工部で金属製部材を金属製エンジン部品本体に焼きばめ
あるいは螺合により固定することを特徴とするエンジン
部品の製造法。
【００１１】本発明では、セラミックス製部材に外周部
直径が該セラミックス製部材の外径より小径の金属製部
材を固着し、この金属製部材を介してセラミックス製部
材と金属製エンジン部品本体を結合する。この金属製部
材の外径寸法はセラミックス製部材への固着により変化
するので、該金属製部材外周部の加工はセラミックス製
部材への固着後に行う。該金属製部材外周部のセラミッ
クス製部材がわ端部にはあらかじめ外丸削り、丸みつけ
および面取りのいずれかの方法で環状の切欠部を加工し
ておく。これにより、金属製部材の外周部上には該切欠
部の開始点からセラミックス製部材表面までの距離に相
当する空隙が形成されるので、ねじ切り等の外周部の仕
上げ加工中に工具がセラミックス製部材表面に接触する
ことがなくなり、金属製部材外周部の加工が容易となる
ばかりでなくセラミックス製部材の破損もなくなる。金
属製部材に設ける環状の切欠部の深さと幅の大きさは外
周部の仕上げ加工の削り代、使用する工具の形状と寸法
および加工方法に応じて決定する。
直径が該セラミックス製部材の外径より小径の金属製部
材を固着し、この金属製部材を介してセラミックス製部
材と金属製エンジン部品本体を結合する。この金属製部
材の外径寸法はセラミックス製部材への固着により変化
するので、該金属製部材外周部の加工はセラミックス製
部材への固着後に行う。該金属製部材外周部のセラミッ
クス製部材がわ端部にはあらかじめ外丸削り、丸みつけ
および面取りのいずれかの方法で環状の切欠部を加工し
ておく。これにより、金属製部材の外周部上には該切欠
部の開始点からセラミックス製部材表面までの距離に相
当する空隙が形成されるので、ねじ切り等の外周部の仕
上げ加工中に工具がセラミックス製部材表面に接触する
ことがなくなり、金属製部材外周部の加工が容易となる
ばかりでなくセラミックス製部材の破損もなくなる。金
属製部材に設ける環状の切欠部の深さと幅の大きさは外
周部の仕上げ加工の削り代、使用する工具の形状と寸法
および加工方法に応じて決定する。
【００１２】本発明において、セラミックス製部材はジ
ルコニア、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素およびサイア
ロンよりなる群から選ばれる一種のセラミックス材料で
作る。金属製部材は熱膨脹係数が金属製エンジン部品本
体を構成する金属の熱膨脹係数と同等以下の金属を使用
する。
ルコニア、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素およびサイア
ロンよりなる群から選ばれる一種のセラミックス材料で
作る。金属製部材は熱膨脹係数が金属製エンジン部品本
体を構成する金属の熱膨脹係数と同等以下の金属を使用
する。
【００１３】セラミックス製部材と金属製部材の固着は
セラミックス製部材の金属製部材との被接合面に被着さ
れたメタライズ層を介しての接合によって行う。
セラミックス製部材の金属製部材との被接合面に被着さ
れたメタライズ層を介しての接合によって行う。
【００１４】ここでいうメタライズ層とはセラミックス
製部材の表面を金属化させるために、金属粉末を主成分
とするペースト状組成物をセラミックス製部材表面に塗
布したのち乾燥し、その後還元性雰囲気、非酸化性雰囲
気または水蒸気分圧を調整した水素雰囲気中で加熱して
セラミックス製部材表面に被着させた金属層のことであ
る。
製部材の表面を金属化させるために、金属粉末を主成分
とするペースト状組成物をセラミックス製部材表面に塗
布したのち乾燥し、その後還元性雰囲気、非酸化性雰囲
気または水蒸気分圧を調整した水素雰囲気中で加熱して
セラミックス製部材表面に被着させた金属層のことであ
る。
【００１５】本発明では、セラミックス製部材を構成す
るセラミックス材料に応じて、セラミックス製部材に被
着させるメタライズ層の組成を選定する。例えば、セラ
ミックス製部材がＹ2 Ｏ3 を含む部分安定化ジルコニア
セラミックス製の場合にはＭｏ：70〜90重量％、Ｍｎ
Ｏ：0.5 〜15重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：0.1 〜10重量％、Ａｌ
2 Ｏ3 ：0.1 〜15重量％、ＳｉＯ2 ：0.1 〜15重量％か
らなるメタライズ層が接合強度が大きいのでとくに好ま
しい。
るセラミックス材料に応じて、セラミックス製部材に被
着させるメタライズ層の組成を選定する。例えば、セラ
ミックス製部材がＹ2 Ｏ3 を含む部分安定化ジルコニア
セラミックス製の場合にはＭｏ：70〜90重量％、Ｍｎ
Ｏ：0.5 〜15重量％、Ｙ2 Ｏ3 ：0.1 〜10重量％、Ａｌ
2 Ｏ3 ：0.1 〜15重量％、ＳｉＯ2 ：0.1 〜15重量％か
らなるメタライズ層が接合強度が大きいのでとくに好ま
しい。
【００１６】メタライズ層と金属製部材の接合はろう付
けあるいは拡散接合のいずれで行ってもよいが、接合部
に要求される接合強度、疲労強度、高温強度などの機械
的特性に応じて使用するろう材や拡散接合のインサート
金属を決定する。また、セラミックス製部材に被着され
たメタライズ層と金属製部材の間に、セラミックス製部
材と金属製部材の熱膨脹差を緩和するため、熱膨脹係数
が金属製部材の熱膨脹係数以下の金属板を緩衝金属体と
して介在させて接合してもよい。
けあるいは拡散接合のいずれで行ってもよいが、接合部
に要求される接合強度、疲労強度、高温強度などの機械
的特性に応じて使用するろう材や拡散接合のインサート
金属を決定する。また、セラミックス製部材に被着され
たメタライズ層と金属製部材の間に、セラミックス製部
材と金属製部材の熱膨脹差を緩和するため、熱膨脹係数
が金属製部材の熱膨脹係数以下の金属板を緩衝金属体と
して介在させて接合してもよい。
【００１７】本発明でセラミックス製部材と金属製部材
を緩衝金属体を介して接合する理由は、セラミックス製
部材と金属製部材の熱膨脹差を緩和するためである。緩
衝金属体を介して接合した場合の作用効果は、接合温度
からの冷却に際し発生する熱応力の減少、ならびに使用
中に作用する熱サイクルによって発生する熱応力の低減
であり、該熱応力の低減によって使用中のセラミックス
製部材の信頼性が向上する。セラミックス製部材に固着
した金属製部材と金属製エンジン部品本体との結合は焼
きばめあるいは螺合により行う。
を緩衝金属体を介して接合する理由は、セラミックス製
部材と金属製部材の熱膨脹差を緩和するためである。緩
衝金属体を介して接合した場合の作用効果は、接合温度
からの冷却に際し発生する熱応力の減少、ならびに使用
中に作用する熱サイクルによって発生する熱応力の低減
であり、該熱応力の低減によって使用中のセラミックス
製部材の信頼性が向上する。セラミックス製部材に固着
した金属製部材と金属製エンジン部品本体との結合は焼
きばめあるいは螺合により行う。
【００１８】つぎに図面を参照して実施例を説明する。
図１および図２はセラミックス製部材がピストンキャッ
プ、金属製エンジン部品本体がピストン本体である本発
明のエンジン部品の縦断面図である。
図１および図２はセラミックス製部材がピストンキャッ
プ、金属製エンジン部品本体がピストン本体である本発
明のエンジン部品の縦断面図である。
【００１９】図１はジルコニアセラミックス製の円板状
ピストンキャップ30、ピストンキャップより小径の球状
黒鉛鋳鉄製の金属製部材32、該金属製部材の直径より小
径の円板状チタン製緩衝金属体37、球状黒鉛鋳鉄製ピス
トン本体34からなり、ピストンキャップの片面に被着さ
れたメタライズ層38およびメタライズ層にろう付けされ
たチタン製緩衝金属体37を介して、ピストンキャップ30
と金属製部材32がろう付けにより結合される。ピストン
キャップ30とピストン本体34は金属製部材32の外周部と
ピストン本体34頂部の凹部内周面35の焼きばめにより結
合される。このピストンは例えば次のようにして作る。
まず、Ｙ2 Ｏ3 を含む部分安定化ジルコニアセラミック
スで所定形状のピストンキャップを焼成したのち、所定
寸法に加工する。
ピストンキャップ30、ピストンキャップより小径の球状
黒鉛鋳鉄製の金属製部材32、該金属製部材の直径より小
径の円板状チタン製緩衝金属体37、球状黒鉛鋳鉄製ピス
トン本体34からなり、ピストンキャップの片面に被着さ
れたメタライズ層38およびメタライズ層にろう付けされ
たチタン製緩衝金属体37を介して、ピストンキャップ30
と金属製部材32がろう付けにより結合される。ピストン
キャップ30とピストン本体34は金属製部材32の外周部と
ピストン本体34頂部の凹部内周面35の焼きばめにより結
合される。このピストンは例えば次のようにして作る。
まず、Ｙ2 Ｏ3 を含む部分安定化ジルコニアセラミック
スで所定形状のピストンキャップを焼成したのち、所定
寸法に加工する。
【００２０】つぎにピストンキャップの片面に所定組成
のメタライズ層38を被着させ、該メタライズ層38表面に
Ｎｉメッキを施す。また、金属製部材32の片面にもＮｉ
メッキを施す。該金属製部材32のＮｉメッキを施した表
面とピストンキャップのメタライズ被着表面の間に該金
属製部材32より小径のチタン円板37をはさみ、それぞれ
の相接する面をろう付けする。使用するろう材はピスト
ンの使用温度で必要な接合強度を有するろう材、例えば
銀ろう、Ｃｕ−Ｍｎ合金ろう、Ｎｉろうを使用する。し
かるのち、金属製部材32の外周面を所定寸法に加工す
る。
のメタライズ層38を被着させ、該メタライズ層38表面に
Ｎｉメッキを施す。また、金属製部材32の片面にもＮｉ
メッキを施す。該金属製部材32のＮｉメッキを施した表
面とピストンキャップのメタライズ被着表面の間に該金
属製部材32より小径のチタン円板37をはさみ、それぞれ
の相接する面をろう付けする。使用するろう材はピスト
ンの使用温度で必要な接合強度を有するろう材、例えば
銀ろう、Ｃｕ−Ｍｎ合金ろう、Ｎｉろうを使用する。し
かるのち、金属製部材32の外周面を所定寸法に加工す
る。
【００２１】図１に示す実施例ではチタン円板37の外周
面37Ａはピストン本体34の先端内周面35より小径とし
て、チタン円板37とピストン本体34の先端内周面35との
間に環状間隙33を形成する。
面37Ａはピストン本体34の先端内周面35より小径とし
て、チタン円板37とピストン本体34の先端内周面35との
間に環状間隙33を形成する。
【００２２】つぎに、頂部に該金属製部材32を嵌合する
ための所定寸法の凹部内周面35を加工し、ピストン本体
を所定温度に加熱し、該凹部内周面35に金属製部材32を
焼きばめしてピストンキャップ30とピストン本体34とを
結合する。焼きばめ温度は、ピストンキャップ30と金属
製部材32のろう付けに使用したろう材の融点以下でしか
もピストン本体34を構成する金属の金属組織の変化が起
こらない温度が望ましい。焼きばめの締代はピストンの
使用温度で必要な締付力が得られる大きさとする。
ための所定寸法の凹部内周面35を加工し、ピストン本体
を所定温度に加熱し、該凹部内周面35に金属製部材32を
焼きばめしてピストンキャップ30とピストン本体34とを
結合する。焼きばめ温度は、ピストンキャップ30と金属
製部材32のろう付けに使用したろう材の融点以下でしか
もピストン本体34を構成する金属の金属組織の変化が起
こらない温度が望ましい。焼きばめの締代はピストンの
使用温度で必要な締付力が得られる大きさとする。
【００２３】図２はジルコニアセラミックス製のピスト
ンキャップ20、ピストンキャップがわ端部の外周部に小
径の環状切欠部23を有する球状黒鉛鋳鉄製の金属製部材
22、アルミニウム合金製ピストン本体24からなり、ピス
トンキャップに設けられた凸部の頂面21に被着されたメ
タライズ層（図示せず）を介して、ピストンキャップ20
と金属製部材22が接合されている。
ンキャップ20、ピストンキャップがわ端部の外周部に小
径の環状切欠部23を有する球状黒鉛鋳鉄製の金属製部材
22、アルミニウム合金製ピストン本体24からなり、ピス
トンキャップに設けられた凸部の頂面21に被着されたメ
タライズ層（図示せず）を介して、ピストンキャップ20
と金属製部材22が接合されている。
【００２４】ピストンキャップ20とピストン本体24は、
金属製部材22の外周部に設けられたねじとピストン本体
頂部の凹部内周面25に設けられたねじによる螺合で結合
されている。
金属製部材22の外周部に設けられたねじとピストン本体
頂部の凹部内周面25に設けられたねじによる螺合で結合
されている。
【００２５】金属製部材の底面には必要に応じて、セラ
ミックス製断熱材26を介装してもよい。このピストンは
例えば次のようにして作る。まず、Ｙ2 Ｏ3 を含む部分
安定化ジルコニアセラミックスで所定形状のピストンキ
ャップを焼成し、所定寸法に加工する。ピストンキャッ
プの凸部頂面21にＭｏ−Ｍｎ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3を
主成分とするペースト状組成物を塗布して乾燥したの
ち、加湿水素雰囲気中で加熱して表面に所定組成のメタ
ライズ層を被着させる。メタライズ層表面にＮｉメッキ
を施す。
ミックス製断熱材26を介装してもよい。このピストンは
例えば次のようにして作る。まず、Ｙ2 Ｏ3 を含む部分
安定化ジルコニアセラミックスで所定形状のピストンキ
ャップを焼成し、所定寸法に加工する。ピストンキャッ
プの凸部頂面21にＭｏ−Ｍｎ−ＳｉＯ2 −Ａｌ2 Ｏ3を
主成分とするペースト状組成物を塗布して乾燥したの
ち、加湿水素雰囲気中で加熱して表面に所定組成のメタ
ライズ層を被着させる。メタライズ層表面にＮｉメッキ
を施す。
【００２６】一方、球状黒鉛鋳鉄の円板を準備し、該円
板の片面に上記ピストンキャップの凸部を配設するため
の凹部28を加工し、該凹部28の開放端の外周部には外周
部より小径の環状切欠部23を設け、さらに内周面は面取
りを行って金属製部材22とする。該凹部28の底面にもＮ
ｉメッキを施したのち、該凹部にピストンキャップの凸
部21を配設し、ピストンキャップの凸部21と金属製部材
の凹部28の相対する表面を銀ろうで接合する。しかるの
ち、この金属製部材22の外周部の大径部とピストン本体
24頂部に設けた金属製部材22を配設するための凹部の内
周面25に所定寸法のねじをそれぞれ加工する。このねじ
によりピストンキャップとピストン本体を結合する。
板の片面に上記ピストンキャップの凸部を配設するため
の凹部28を加工し、該凹部28の開放端の外周部には外周
部より小径の環状切欠部23を設け、さらに内周面は面取
りを行って金属製部材22とする。該凹部28の底面にもＮ
ｉメッキを施したのち、該凹部にピストンキャップの凸
部21を配設し、ピストンキャップの凸部21と金属製部材
の凹部28の相対する表面を銀ろうで接合する。しかるの
ち、この金属製部材22の外周部の大径部とピストン本体
24頂部に設けた金属製部材22を配設するための凹部の内
周面25に所定寸法のねじをそれぞれ加工する。このねじ
によりピストンキャップとピストン本体を結合する。
【００２７】
【発明の効果】以上述べたことから明らかなとおり、本
発明のエンジン部品は、セラミックス製部材30の内面に
被着したメタライズ層38およびメタライズ層にろう付け
されたチタン製緩衝金属体37を介して金属製部材32に結
合されているので、セラミックス製部材30と金属製部材
32との接合の場合に熱処理は必要なく接合できる。セラ
ミックス製部材30と金属製部材32との熱膨脹率の差を考
慮する必要がない。金属製部材32とピストン本体34との
接合はピストン本体34の先端部凹部内面35と金属製部材
32の外周面との焼きばめで結合するが、セラミックス製
部材30に接合されたチタン製緩衝金属体37とピストン本
体34の先端凹部内面35との間には環状切欠部33を設けて
あるので、焼きばめに際し、緩衝金属体37には圧力はか
からず、セラミックス製部材30が破損することはない。
発明のエンジン部品は、セラミックス製部材30の内面に
被着したメタライズ層38およびメタライズ層にろう付け
されたチタン製緩衝金属体37を介して金属製部材32に結
合されているので、セラミックス製部材30と金属製部材
32との接合の場合に熱処理は必要なく接合できる。セラ
ミックス製部材30と金属製部材32との熱膨脹率の差を考
慮する必要がない。金属製部材32とピストン本体34との
接合はピストン本体34の先端部凹部内面35と金属製部材
32の外周面との焼きばめで結合するが、セラミックス製
部材30に接合されたチタン製緩衝金属体37とピストン本
体34の先端凹部内面35との間には環状切欠部33を設けて
あるので、焼きばめに際し、緩衝金属体37には圧力はか
からず、セラミックス製部材30が破損することはない。
【００２８】また、セラミックス製部材に固着した金属
製部材と金属製エンジン部品本体は加熱処理を必要とせ
ずに結合することもできるので、熱処理済の金属製エン
ジン部品本体34の性質を変化させることなくセラミック
ス製部材30と結合することができる。さらにまた、アル
ミニウム合金のような低融点金属からなるエンジン部品
本体34に対しても、鋳ぐるみのような複雑な製造法によ
らないでセラミックス製部材30をエンジン部品本体34に
結合することができる。このように、本発明のエンジン
部品はセラミックスの断熱性、耐熱性、耐食性、耐摩耗
性などの特長を生かして、容易に断熱性、耐熱性あるい
は耐摩耗性にすぐれたエンジン部品とすることができ
る。
製部材と金属製エンジン部品本体は加熱処理を必要とせ
ずに結合することもできるので、熱処理済の金属製エン
ジン部品本体34の性質を変化させることなくセラミック
ス製部材30と結合することができる。さらにまた、アル
ミニウム合金のような低融点金属からなるエンジン部品
本体34に対しても、鋳ぐるみのような複雑な製造法によ
らないでセラミックス製部材30をエンジン部品本体34に
結合することができる。このように、本発明のエンジン
部品はセラミックスの断熱性、耐熱性、耐食性、耐摩耗
性などの特長を生かして、容易に断熱性、耐熱性あるい
は耐摩耗性にすぐれたエンジン部品とすることができ
る。
【図１】図１は本発明のエンジン部品の実施例であるピ
ストンの縦断面図を示す説明図である。
ストンの縦断面図を示す説明図である。
【図２】図２は本発明のエンジン部品の実施例であるピ
ストンの縦断面図を示す説明図である。 ２０ セラミックス製ピストンキャップ ２１ ピストンキャップ上の凸部頂面 ２２ 金属製部材 ２３ 環状切欠部 ２４ 金属製ピストン本体 ２５ ピストン本体上の凹部内周面 ２６ 断熱材 ２８ 金属製部材上の凹部 ３０ セラミックス製ピストンキャップ ３２ 金属製部材 ３３ 環状切欠部 ３４ 金属製ピストン本体 ３５ ピストン本体上の凹部内周面 ３７ 緩衝金属体（チタン円板） ３７Ａ 外周面 ３８ メタライズ層
ストンの縦断面図を示す説明図である。 ２０ セラミックス製ピストンキャップ ２１ ピストンキャップ上の凸部頂面 ２２ 金属製部材 ２３ 環状切欠部 ２４ 金属製ピストン本体 ２５ ピストン本体上の凹部内周面 ２６ 断熱材 ２８ 金属製部材上の凹部 ３０ セラミックス製ピストンキャップ ３２ 金属製部材 ３３ 環状切欠部 ３４ 金属製ピストン本体 ３５ ピストン本体上の凹部内周面 ３７ 緩衝金属体（チタン円板） ３７Ａ 外周面 ３８ メタライズ層
Claims (4)
- 【請求項１】 外周部直径がセラミックス製部材の外径
より小径である金属製部材と、セラミックス製部材と
が、該セラミックス製部材に被着されたメタライズ層を
介して一体的に接合され、しかも該金属製部材を介し
て、上記セラミックス製部材と金属製エンジン部品本体
とが一体的に結合されている構造のエンジン部品におい
て、 上記金属製部材の外周部のセラミックス製部材がわ端部
に環状の切欠部が設けられており、該金属製部材が外周
の大径部で金属製エンジン部品本体に焼きばめあるいは
螺合により固定されていることを特徴とするエンジン部
品。 - 【請求項２】 セラミックス製部材に被着されたメタラ
イズ層と金属製部材の間に緩衝金属体が介在するととも
に、該緩衝金属体が金属製部材外周面の切欠部の一部ま
たは全部を形成している請求項１記載のエンジン部品。 - 【請求項３】 外周部直径がセラミックス製部材の外径
より小径である金属製部材とセラミックス製部材を該セ
ラミックス製部材に被着されたメタライズ層を介して一
体的に接合し、しかも該金属製部材を介して、上記セラ
ミックス製部材と金属製エンジン部品本体とを一体的に
結合しエンジン部品とするエンジン部品の製造法におい
て、 セラミックス製部材と、外周部直径がセラミックス製部
材の外径より小径でしかも外周の一端に環状の切欠部を
有する一体構造の金属製部材を、該環状切欠部がセラミ
ックス製部材がわに位置するように該セラミックス製部
材に被着されたメタライズ層を介して接合したのち、該
金属製部材の外周の大径部に所定の仕上げ加工を施し、
該仕上げ加工部で金属製部材を金属製エンジン部品本体
に焼きばめあるいは螺合により固定することを特徴とす
るエンジン部品の製造法。 - 【請求項４】 セラミックス製部材に被着されたメタラ
イズ層と金属製部材の間に緩衝金属体を介在させて接合
するとともに、該緩衝金属体が金属製部材外周面の切欠
部の一部または全部を形成している請求項３記載のエン
ジン部品の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284599A JPH0633725B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | エンジン部品およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4284599A JPH0633725B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | エンジン部品およびその製造法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59035190A Division JPS60180969A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | エンジン部品およびその製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05321757A JPH05321757A (ja) | 1993-12-07 |
| JPH0633725B2 true JPH0633725B2 (ja) | 1994-05-02 |
Family
ID=17680547
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4284599A Expired - Lifetime JPH0633725B2 (ja) | 1992-10-22 | 1992-10-22 | エンジン部品およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0633725B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4821434B2 (ja) * | 2006-05-23 | 2011-11-24 | 日産自動車株式会社 | 複リンク式可変圧縮比エンジン |
| JP2008267301A (ja) * | 2007-04-23 | 2008-11-06 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関 |
-
1992
- 1992-10-22 JP JP4284599A patent/JPH0633725B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05321757A (ja) | 1993-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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