JPH074307A - Heat insulation piston - Google Patents
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- JPH074307A JPH074307A JP17082093A JP17082093A JPH074307A JP H074307 A JPH074307 A JP H074307A JP 17082093 A JP17082093 A JP 17082093A JP 17082093 A JP17082093 A JP 17082093A JP H074307 A JPH074307 A JP H074307A
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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
- F02F3/16—Pistons having cooling means
- F02F3/20—Pistons having cooling means the means being a fluid flowing through or along piston
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、金属から成るピスト
ンスカートとセラミックスから成るピストンヘッドを有
する遮熱ピストンに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat shield piston having a piston skirt made of metal and a piston head made of ceramics.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、遮熱ピストンは、セラミックスか
ら作製したピストンヘッドと、該ピストンヘッドに取り
付けたアルミニウム合金等の金属から作製したピストン
スカートとから構成されている。遮熱ピストンは、ピス
トンヘッドのヘッド本体を窒化ケイ素等のセラミックス
で作製し、遮熱性を向上させるためにヘッド本体の上面
に低熱伝導率のセラミックスで作製した遮熱部材を配置
し、更に遮熱部材上の燃焼ガスに晒される面を耐熱性に
富むセラミック円板を配置している。このような断熱ピ
ストンの構造として、特開昭６４−１９１５３号公報に
開示されたものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, a heat shield piston is composed of a piston head made of ceramics and a piston skirt made of metal such as aluminum alloy attached to the piston head. The heat shield piston is made of ceramics such as silicon nitride for the head body of the piston head, and a heat shield member made of low thermal conductivity ceramics is placed on the upper surface of the head body to improve the heat shield property. A ceramic disk having high heat resistance is arranged on the surface of the member exposed to the combustion gas. As a structure of such an adiabatic piston, there is one disclosed in JP-A-64-19153.
【０００３】また、従来の断熱ピストンは、図９に示す
ように、燃焼室７５を備えた高強度を有する窒化ケイ素
等のセラミックスから作製したピストンヘッド６１と、
該ピストンヘッド６１に取り付けたアルミニウム合金等
の金属から作製したピストンスカート６２とから構成さ
れており、ピストンヘッド６１の中央部には下方に突出
し且つ外周面に凹み溝６７を形成した取付軸部６５が設
けられ、また、ピストンスカート６２の上端壁部６４の
中央には軸方向取付孔６６を形成されている。上記断熱
ピストンは、ピストンヘッド６１の下面とピストンスカ
ート６２の上端壁部６４の上面との間には遮熱空気層７
６を形成した状態で断熱ガスケット６９とカーボンガス
ケット７０等を介在させて、ピストンスカート６２に形
成した軸方向取付孔６６をピストンヘッド６１の取付軸
部６３を嵌合して金属結合リング６８によって互いに固
定されている。このような断熱ピストンとして、特開平
５−２６１０９号公報に開示されたものがある。Further, as shown in FIG. 9, a conventional heat insulating piston includes a piston head 61 having a combustion chamber 75 and made of ceramics such as silicon nitride having high strength.
And a piston skirt 62 made of a metal such as an aluminum alloy attached to the piston head 61. The piston shaft 61 has a mounting shaft portion 65 that projects downward at the center and has a groove 67 formed on the outer peripheral surface. And an axial mounting hole 66 is formed in the center of the upper end wall portion 64 of the piston skirt 62. In the heat insulating piston, the heat shield air layer 7 is provided between the lower surface of the piston head 61 and the upper surface of the upper end wall portion 64 of the piston skirt 62.
With the heat insulating gasket 69, the carbon gasket 70, etc. interposed, the axial mounting holes 66 formed in the piston skirt 62 are fitted into the mounting shaft portions 63 of the piston head 61, and the metal coupling ring 68 mutually connects them. It is fixed. As such an adiabatic piston, there is one disclosed in JP-A-5-26109.
【０００４】上記断熱ピストンにおいて、ピストンヘッ
ド６１とピストンスカート６２とを固定するには、ま
ず、ピストンヘッド６１の下面とピストンスカート６２
の上端壁部６４の上面との間に、遮熱空気層７６を形成
して断熱ガスケット６９とカーボンガスケット７０等を
配置し、ピストンスカート６２に形成した軸方向取付孔
６６にピストンヘッド６１の取付軸部６３を嵌合する。
ピストンヘッド６１とピストンスカート６２との間に断
熱ガスケット６９、カーボンガスケット７０等を配置し
た状態で、ピストンスカート６２の取付孔６６の下部周
囲に形成した大径の段付き取付孔７２に遮熱部材７１を
配置し、遮熱部材７１とピストンヘッド６１の取付軸部
６５の外周との間に形成される環状溝６７にメタルフロ
ー金属を配置し、高周波コイルに通電してメタルフロー
金属を加熱し、ピストンヘッドの外周溝にメタルフロー
金属を塑性流動させて嵌入させて金属結合リング６８を
構成し、ピストンヘッド６１をピストンスカート６２に
固定している。In order to fix the piston head 61 and the piston skirt 62 in the adiabatic piston, first, the lower surface of the piston head 61 and the piston skirt 62 are to be fixed.
A heat-shielding air layer 76 is formed between the upper surface of the upper end wall portion 64 and the heat insulating gasket 69, the carbon gasket 70, etc., and the piston head 61 is mounted in the axial mounting hole 66 formed in the piston skirt 62. The shaft 63 is fitted.
With the heat insulating gasket 69, the carbon gasket 70, etc. arranged between the piston head 61 and the piston skirt 62, a heat shield member is provided in the large-diameter stepped mounting hole 72 formed around the lower portion of the mounting hole 66 of the piston skirt 62. 71 is disposed, the metal flow metal is disposed in the annular groove 67 formed between the heat shield member 71 and the outer periphery of the mounting shaft portion 65 of the piston head 61, and the high frequency coil is energized to heat the metal flow metal. A metal flow metal is plastically inserted into the outer peripheral groove of the piston head to form a metal coupling ring 68, and the piston head 61 is fixed to the piston skirt 62.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図９に
示す断熱ピストンは、ピストンヘッド６１にピストンス
カート６２を取り付けた遮熱ピストンにおいて、ピスト
ンスカート６２の取付孔６６にピストンヘッド６１の取
付軸部６５が嵌入し、ピストンヘッド６１とピストンス
カート６２とは中央部で互いに接触した状態になり、更
に、ピストンヘッド６１の外周部７３はピストンスカー
ト６２の外周部７４に当接して接触した状態になる。従
って、ピストンヘッド６１とピストンスカート６２と
は、中央部と外周部との二箇所で互いに接触することに
なり、燃焼室７５を有するピストンヘッド６１からピス
トンスカート６２への熱流面積が大きくなり、しかも、
燃焼室７５の底部は遮熱空気層７６で囲まれていないの
で、遮熱度は低下するという問題を有している。However, in the heat insulating piston shown in FIG. 9, in the heat shield piston in which the piston skirt 62 is attached to the piston head 61, the attaching shaft portion 65 of the piston head 61 is attached to the attaching hole 66 of the piston skirt 62. And the piston head 61 and the piston skirt 62 are in contact with each other at the center, and the outer peripheral portion 73 of the piston head 61 is in contact with the outer peripheral portion 74 of the piston skirt 62. Therefore, the piston head 61 and the piston skirt 62 come into contact with each other at two locations, the central portion and the outer peripheral portion, and the heat flow area from the piston head 61 having the combustion chamber 75 to the piston skirt 62 increases, and ,
Since the bottom portion of the combustion chamber 75 is not surrounded by the heat shield air layer 76, there is a problem that the heat shield degree decreases.
【０００６】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、アルミニウム合金等の金属から成
るピストンスカートと窒化ケイ素等のセラミックスから
成るピストンスカートとを固定するに当たって、ピスト
ンヘッドの外周部とピストンスカートの外周部のみの接
触でメタルフロー等による金属結合リングで固定し、特
に、ピストンヘッドに形成した副室の底部と外周部とを
遮熱空気層で囲んで副室の遮熱度を向上させた遮熱ピス
トン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-mentioned problems, and in fixing the piston skirt made of metal such as aluminum alloy and the piston skirt made of ceramics such as silicon nitride, the outer circumference of the piston head is fixed. Is secured by a metal coupling ring by metal flow, etc. by only contacting the outer part of the piston skirt with the outer part of the piston skirt, and in particular, the bottom part and the outer part of the sub chamber formed in the piston head are surrounded by a heat shield air layer and the heat shield of the sub chamber It is to provide a heat shield piston having improved heat dissipation.
【０００７】[0007]
【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、金属製ピストンスカートと耐熱性で且つ高
温高強度のセラミックス製ピストンヘッドとを互いに固
定した遮熱ピストンにおいて、前記ピストンヘッドはそ
の中央部に設けた副室、副室中央に上死点近傍で燃料噴
射ノズルが突入できる中央連絡孔及び該中央連絡孔の回
りに隔置して前記副室からシリンダ周辺側へ放射状に延
びる連絡孔を有し、前記ピストンスカートは前記副室に
対応する部分が凹部に形成され、前記ピストンスカート
と前記ピストンヘッドとの間には前記副室の底部と外周
部とを囲むように遮熱空気層が形成され、前記ピストン
ヘッドの周辺部のヘッド取付部と前記ピストンスカート
の周辺部のスカート取付部は金属結合リングで固定され
ていることを特徴とする遮熱ピストンに関する。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
The present invention relates to a heat shield piston in which a metal piston skirt and a heat-resistant, high-temperature and high-strength ceramic piston head are fixed to each other. The piston skirt corresponds to the sub chamber, and has a central communication hole near which the fuel injection nozzle can be inserted and a communication hole that is spaced around the central communication hole and extends radially from the sub chamber to the cylinder peripheral side. Is formed in a recessed portion, a heat shield air layer is formed between the piston skirt and the piston head so as to surround the bottom portion and the outer peripheral portion of the sub chamber, and a head mounting portion in the peripheral portion of the piston head is formed. The present invention relates to a heat shield piston, characterized in that the skirt mounting portion in the peripheral portion of the piston skirt is fixed by a metal coupling ring.
【０００８】また、この遮熱ピストンにおいて、前記ピ
ストンヘッドは燃焼室側のヘッド上部、該ヘッド上部の
外周から下方に延びる円筒部及び前記ヘッド上部の中央
に位置して下方に延びる前記副室を形成する中央突出部
から構成されているものである。Further, in this heat shield piston, the piston head includes an upper head portion on the combustion chamber side, a cylindrical portion extending downward from the outer periphery of the upper head portion, and the sub chamber extending downward at the center of the upper head portion. It is composed of a central protruding portion to be formed.
【０００９】また、この遮熱ピストンにおいて、前記ピ
ストンヘッドにおける前記円筒部と前記中央突出部との
間に形成される前記遮熱空気層には、周方向に隔置して
前記円筒部と前記突出部との間に延びる補強リブが設け
られているものである。In this heat shield piston, the heat shield air layer formed between the cylindrical portion of the piston head and the central protruding portion is circumferentially spaced from the cylindrical portion and the cylindrical portion. Reinforcing ribs extending between the protrusion and the protrusion are provided.
【００１０】また、この遮熱ピストンにおいて、前記ピ
ストンスカートと前記ピストンヘッドとの間に形成され
た前記遮熱空気層には、低熱伝導率で且つ低熱膨張係数
のセラミックスからなる遮熱材が充填されているもので
ある。In this heat shield piston, the heat shield air layer formed between the piston skirt and the piston head is filled with a heat shield material made of ceramics having a low thermal conductivity and a low thermal expansion coefficient. It has been done.
【００１１】また、この遮熱ピストンにおいて、前記ス
カート取付部は前記ピストンスカートの外周に形成され
た外周溝部であり、前記ヘッド取付部は前記外周溝部に
嵌合する円筒部であり、前記金属結合リングは前記環状
溝部の外周面に形成された外周係合溝と前記筒部の内周
面に形成された内周係合溝との間に跨がって塑性流動で
嵌入されているものである。Further, in this heat shield piston, the skirt mounting portion is an outer peripheral groove portion formed on the outer periphery of the piston skirt, and the head mounting portion is a cylindrical portion fitted in the outer peripheral groove portion, and the metal connection. The ring is fitted by plastic flow across the outer peripheral engagement groove formed on the outer peripheral surface of the annular groove portion and the inner peripheral engagement groove formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion. is there.
【００１２】また、この遮熱ピストンにおいて、前記ピ
ストンスカートの周辺部には、前記スカート取付部とピ
ストンリング溝とを形成したニレジスト等の金属補強リ
ングが一体構造に固着されているものである。Further, in this heat shield piston, a metal reinforcing ring such as Niresist or the like having the skirt mounting portion and the piston ring groove is fixed integrally to the peripheral portion of the piston skirt.
【００１３】また、この遮熱ピストンにおいて、前記ピ
ストンヘッドの周辺部の前記ヘッド取付部には前記金属
結合リングが固着され、前記ピストンスカートには前記
スカート取付部とピストンリング溝とを形成したニレジ
スト等の金属補強リングが一体構造に固着され、前記金
属結合リングと前記金属補強リングとは溶着により固着
されているものである。Further, in this heat shield piston, the metal coupling ring is fixed to the head mounting portion on the periphery of the piston head, and the skirt mounting portion and the piston ring groove are formed in the piston skirt. A metal reinforcing ring such as the above is fixed in an integral structure, and the metal coupling ring and the metal reinforcing ring are fixed by welding.
【００１４】また、この遮熱ピストンにおいて、前記ヘ
ッド取付部は前記ピストンヘッドの外周に形成された環
状段部であり、前記スカート取付部は前記環状段部に嵌
合するピストンリング溝を備えたニレジスト等の金属か
ら成る筒状補強リングから構成され、前記金属結合リン
グは前記環状段部の外周面に形成された外周係合溝と前
記筒状補強リングの内周側に形成された内周係合溝との
間に跨がって塑性流動で嵌入されているものである。Further, in this heat shield piston, the head mounting portion is an annular step portion formed on the outer periphery of the piston head, and the skirt mounting portion is provided with a piston ring groove fitted in the annular step portion. It is composed of a cylindrical reinforcing ring made of a metal such as Niresist, and the metal coupling ring has an outer peripheral engagement groove formed on the outer peripheral surface of the annular step portion and an inner peripheral surface formed on the inner peripheral side of the cylindrical reinforcing ring. It is fitted by plastic flow across the engagement groove.
【００１５】[0015]
【作用】この発明による遮熱ピストンは、上記のように
構成されており、次のように作用する。即ち、この遮熱
ピストンは、ピストンヘッドの中央部に設けた副室の底
部と外周部とを囲むように遮熱空気層が形成されてお
り、前記ピストンヘッドとピストンスカートとの固定は
両者の周辺部で金属結合リングで固定されているので、
前記ピストンヘッドと前記ピストンスカートとの接触部
分は周辺部のみとなり、前記副室は前記ピストンスカー
トには接触していないので、前記副室の遮熱度を大幅に
向上させることができる。The heat shield piston according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, in this heat shield piston, a heat shield air layer is formed so as to surround the bottom portion and the outer peripheral portion of the sub chamber provided in the center portion of the piston head, and the piston head and the piston skirt are fixed to each other. Since it is fixed with a metal coupling ring at the periphery,
Since the contact portion between the piston head and the piston skirt is only the peripheral portion and the sub chamber does not contact the piston skirt, the heat shield degree of the sub chamber can be significantly improved.
【００１６】また、前記ピストンヘッドは、燃焼室側の
ヘッド上部、該ヘッド上部の外周から下方に延びる円筒
部及び前記ヘッド上部の中央に位置して下方に延びる前
記副室を形成する中央突出部から構成されているので、
前記ピストンヘッドの下面側には前記遮熱空気層のスペ
ースを十分に確保することができる。Further, the piston head includes a head upper portion on the combustion chamber side, a cylindrical portion extending downward from the outer periphery of the head upper portion, and a central protruding portion forming the sub chamber located at the center of the head upper portion and extending downward. It is composed of
A sufficient space for the heat shield air layer can be secured on the lower surface side of the piston head.
【００１７】また、前記スカート取付部は前記ピストン
スカートの外周に形成された外周溝部であり、前記ヘッ
ド取付部は前記外周溝部に嵌合する円筒部であり、前記
金属結合リングは前記環状溝部の外周面に形成された外
周係合溝と前記筒部の内周面に形成された内周係合溝と
の間に跨がって塑性流動で嵌入されているので、両者の
固定状態を信頼性に富んだものに構成できる。Further, the skirt mounting portion is an outer peripheral groove portion formed on the outer periphery of the piston skirt, the head mounting portion is a cylindrical portion fitted in the outer peripheral groove portion, and the metal coupling ring is the annular groove portion. Since the outer peripheral engagement groove formed on the outer peripheral surface and the inner peripheral engagement groove formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion are fitted by plastic flow across the outer peripheral engagement groove, the fixing state of both is reliable. It can be configured to be rich in nature.
【００１８】[0018]
【実施例】以下、図面を参照して、この発明による遮熱
ピストンの実施例を説明する。まず、図１及び図２を参
照して、この発明による遮熱ピストンの一実施例を説明
する。図１はこの発明による遮熱ピストンの一実施例を
示す断面図、及び図２は図１の遮熱ピストンのピストン
ヘッドとピストンスカートとの固定手順を示す説明図で
ある。Embodiments of the heat shield piston according to the present invention will be described below with reference to the drawings. First, an embodiment of a heat shield piston according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 is a sectional view showing an embodiment of a heat shield piston according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view showing a procedure for fixing a piston head and a piston skirt of the heat shield piston of FIG.
【００１９】図１に示すように、この遮熱ピストンは、
アルミニウム合金等の金属材料から作製されたピストン
スカート２と、ピストンスカート２に取り付けたセラミ
ックスから作製したピストンヘッド１とを互いに固定し
たものである。ピストンヘッド１には、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｚ
ｒＯ2 等の耐熱性で且つ高温高強度のセラミックスで作
製されており、その中央部に副室３が設けられ、副室３
の中央に中央連絡孔５が形成されると共に、中央連絡孔
５の回りに隔置して副室３からシリンダ周辺側の主室６
へ放射状に延びる複数個の連絡孔７が形成されている。
副室中央の中央連絡孔５には、シリンダヘッド１０に取
り付けられた燃料噴射ノズル４が上死点近傍で突入でき
るように構成されている。更に、ピストンヘッド１は、
燃焼室即ち主室６側のヘッド上部１１、該ヘッド上部１
１の外周から下方に延びる円筒部１２、円筒部１２の下
部周辺部に形成されたヘッド取付部１６、及びヘッド上
部１１の中央に位置して下方に延びる副室３を形成する
中央突出部１３から構成されている。As shown in FIG. 1, this heat shield piston is
A piston skirt 2 made of a metal material such as an aluminum alloy and a piston head 1 made of ceramics attached to the piston skirt 2 are fixed to each other. The piston head 1 has Si 3 N 4 , Z
It is made of heat-resistant, high-temperature and high-strength ceramics such as rO 2 , and a sub-chamber 3 is provided in the center thereof.
A central communication hole 5 is formed at the center of the main chamber 6 and is spaced around the central communication hole 5 from the sub chamber 3 to the main chamber 6 on the cylinder peripheral side.
A plurality of communication holes 7 extending radially are formed.
The fuel injection nozzle 4 attached to the cylinder head 10 can be inserted into the central communication hole 5 at the center of the sub chamber near the top dead center. Furthermore, the piston head 1
Upper part of head 11 on the side of combustion chamber, that is, main chamber 6, upper part of head 1
1. A cylindrical portion 12 extending downward from the outer periphery of the head 1, a head mounting portion 16 formed in the lower peripheral portion of the cylindrical portion 12, and a central protruding portion 13 forming a sub chamber 3 located at the center of the head upper portion 11 and extending downward. It consists of
【００２０】また、ピストンスカート２は、アルミニウ
ム合金、鋳鉄等の金属から作製されており、上端壁部１
４及びピストンリング溝１８を形成したスカート部１９
から構成され、ピストンスカート２の上部周辺部にはス
カート取付部１７が設けられ、また、副室３に対応する
部分が凹部１５に形成されている。この遮熱ピストンに
おいて、特に、ピストンヘッド１とピストンスカート２
との間には、副室３の底部２１と外周部２０とを囲むよ
うに遮熱空気層８が形成されている。ピストンヘッド１
の下部周辺部のヘッド取付部１６とピストンスカート２
の上部周辺部のスカート取付部１７は、金属結合リング
９で固定されている。The piston skirt 2 is made of a metal such as an aluminum alloy or cast iron, and has an upper end wall 1
4 and the skirt portion 19 in which the piston ring groove 18 is formed
The piston skirt 2 is provided with a skirt mounting portion 17 in the peripheral portion thereof, and a portion corresponding to the sub chamber 3 is formed in the recess 15. In this heat shield piston, in particular, the piston head 1 and the piston skirt 2
A heat-shielding air layer 8 is formed between and, so as to surround the bottom portion 21 and the outer peripheral portion 20 of the sub chamber 3. Piston head 1
Head mounting part 16 and piston skirt 2 around the lower part of
The skirt attachment portion 17 on the upper peripheral portion of the is fixed by the metal coupling ring 9.
【００２１】この遮熱ピストンにおいて、スカート取付
部１７はピストンスカート２の上部外周に形成された外
周溝部２２であり、ヘッド取付部１６は外周溝部２２に
嵌合する円筒部２５である。金属結合リング９は、環状
溝部２２の外周面に形成された外周係合溝２３と円筒部
２５の内周面に形成された内周係合溝２４との間に跨が
って塑性流動で嵌入されているものである。In this heat shield piston, the skirt mounting portion 17 is an outer peripheral groove portion 22 formed on the outer periphery of the upper portion of the piston skirt 2, and the head mounting portion 16 is a cylindrical portion 25 fitted in the outer peripheral groove portion 22. The metal coupling ring 9 extends in a plastic flow manner between the outer peripheral engagement groove 23 formed on the outer peripheral surface of the annular groove portion 22 and the inner peripheral engagement groove 24 formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion 25. It has been inserted.
【００２２】この遮熱ピストンについて、ピストンヘッ
ド１とピストンスカート２とを固定するには、図２に示
すような手順で組み立てることができる。まず、ピスト
ンヘッド１を転倒させてベース上に設定し、ヘッド取付
部１６の円筒部２５に形成されている内周係合溝２４上
に金属結合リング９を配置する。次いで、金属結合リン
グ９を、例えば、高周波コイル２６に通電することによ
って局部加熱して塑性変形可能な状態にし、ピストンヘ
ッド１のヘッド取付部１６にピストンスカート２のスカ
ート取付部１７を嵌合させて上方から矢印方向にプレス
等で押圧する。それによって、ピストンスカート２にお
けるスカート取付部１７の環状溝部２２の外周面に形成
された外周係合溝２３に、金属結合リング９が塑性変形
して侵入し、金属結合リング９がヘッド取付部１６の内
周係合溝２４とスカート取付部１６の外周係合溝２３と
に跨がって係止され、ピストンヘッド１にピストンスカ
ート２が強固に固定される。この時、ピストンヘッド１
とピストンスカート２との接触面は、金属結合リング９
のメタルフロー等の塑性流動でシールと結合が同時に達
成できるが、場合によっては、ピストンヘッド１の外周
部の下端面とピストンスカート２の外周部の上端面との
間には、シールと遮熱を良好にするため、遮熱ガスケッ
トを介在させることもできる。In order to fix the piston head 1 and the piston skirt 2 to this heat shield piston, the heat shield piston can be assembled in the procedure as shown in FIG. First, the piston head 1 is turned over and set on the base, and the metal coupling ring 9 is arranged on the inner peripheral engagement groove 24 formed in the cylindrical portion 25 of the head mounting portion 16. Next, the metal coupling ring 9 is locally heated, for example, by energizing the high frequency coil 26 to make it plastically deformable, and the skirt mounting portion 17 of the piston skirt 2 is fitted to the head mounting portion 16 of the piston head 1. And press from the top in the direction of the arrow with a press or the like. As a result, the metal coupling ring 9 plastically deforms and enters the outer peripheral engagement groove 23 formed on the outer peripheral surface of the annular groove portion 22 of the skirt mounting portion 17 of the piston skirt 2, and the metal coupling ring 9 is inserted into the head mounting portion 16. The inner peripheral engaging groove 24 and the outer peripheral engaging groove 23 of the skirt mounting portion 16 are engaged with each other, and the piston skirt 2 is firmly fixed to the piston head 1. At this time, piston head 1
The contact surface between the piston and the skirt 2 is a metal coupling ring 9
Sealing and joining can be achieved at the same time by plastic flow such as metal flow, but in some cases, a seal and a heat shield are provided between the lower end surface of the outer peripheral portion of the piston head 1 and the upper end surface of the outer peripheral portion of the piston skirt 2. In order to improve the heat resistance, a heat shield gasket can be interposed.
【００２３】この遮熱ピストンは、上記のように構成さ
れているので、次のように作動できる。この遮熱ピスト
ンは、図示していないが、例えば、シリンダを構成する
シリンダブロックにシリンダヘッドが取り付けられてお
り、シリンダヘッドには吸排気バルブを配置した吸排気
ポートを形成されると共に燃料噴射ノズル４が取り付け
られている。この遮熱ピストンは、シリンダ内を往復運
動するものであり、ピストン上死点近傍で燃料噴射ノズ
ル４が、副室中央に形成された中央連絡孔５に突入す
る。燃料噴射ノズル４の噴孔は副室３内の深い位置まで
挿入されることが副室３での燃焼を良好にするもので好
ましく、例えば、下死点後クランク角度５０°〜６０°
で燃料噴射ノズル４が中央連絡孔５に突入するように設
定されている。圧縮行程では、吸入空気が主室６から連
絡孔７を通じて副室３内へ流入し、圧縮上死点近傍で燃
料噴射ノズル４の噴孔から副室３内に燃料が噴射され、
副室３内で着火燃焼する。副室３内の圧力が上昇し、火
炎、未燃混合気等のガスは副室３から連絡孔７を通じて
主室６へ噴き出され、膨張行程となって仕事をする。こ
の時、副室３内と主室６とは、中央連絡孔５及び連絡孔
７を通じて連通状態であるので、副室３内と主室６との
間には圧力差がなくなり、ピストンヘッド１に過剰な圧
力差による負荷は作用しない。従って、ピストンヘッド
１が圧力差によって破壊されることはない。Since this heat shield piston is constructed as described above, it can be operated as follows. Although not shown, this heat shield piston has, for example, a cylinder head attached to a cylinder block forming a cylinder, and an intake / exhaust port in which an intake / exhaust valve is arranged is formed in the cylinder head and a fuel injection nozzle. 4 is attached. This heat shield piston reciprocates in the cylinder, and the fuel injection nozzle 4 projects into the central communication hole 5 formed in the center of the sub chamber near the top dead center of the piston. The injection hole of the fuel injection nozzle 4 is preferably inserted to a deep position in the sub chamber 3 in order to improve combustion in the sub chamber 3, and for example, crank angle after bottom dead center is 50 ° to 60 °.
Therefore, the fuel injection nozzle 4 is set to project into the central communication hole 5. In the compression stroke, intake air flows into the sub chamber 3 from the main chamber 6 through the communication hole 7, and fuel is injected into the sub chamber 3 from the injection hole of the fuel injection nozzle 4 near the compression top dead center.
Ignition and combustion occur in the sub chamber 3. The pressure in the sub-chamber 3 rises, and gases such as flame and unburned air-fuel mixture are ejected from the sub-chamber 3 to the main chamber 6 through the communication hole 7, and work as an expansion stroke. At this time, since the sub chamber 3 and the main chamber 6 are in communication with each other through the central communication hole 5 and the communication hole 7, there is no pressure difference between the sub chamber 3 and the main chamber 6, and the piston head 1 The load due to the excessive pressure difference does not work. Therefore, the piston head 1 is not destroyed by the pressure difference.
【００２４】次に、図３を参照して、この遮熱ピストン
の別の実施例を説明する。図３はこの発明による遮熱ピ
ストンの別の実施例を示す断面図である。この実施例の
遮熱ピストンは、図１の遮熱ピストンに比較して、ピス
トンスカートのスカート取付部の構成が相違する以外
は、実質的の同一の構成及び作用を有するので、図１に
示す遮熱ピストンの部品と同一の部品には同一の符号を
付し、重複する説明を省略する。Next, another embodiment of this heat shield piston will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the heat shield piston according to the present invention. The heat shield piston of this embodiment has substantially the same structure and action as the heat shield piston of FIG. 1 except that the structure of the skirt mounting portion of the piston skirt is different from that of the heat shield piston of FIG. The same parts as the parts of the heat shield piston are designated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted.
【００２５】この実施例の遮熱ピストンは、ピストンス
カート２の上部周辺部には、スカート取付部１７とピス
トンリング溝１８とを形成したニレジスト等の金属補強
リング３０が一体構造に固着されているものである。ピ
ストンヘッド１へのピストンスカート２の取り付けは、
上記の場合と同様であるが、ピストンスカート２のスカ
ート取付部１７が金属補強リング３０で構成されている
ので、ピストンヘッド１とピストンスカート２との結合
部の強度をアップでき、信頼性に富んだ遮熱ピストンを
得ることができる。In the heat shield piston of this embodiment, a metal reinforcing ring 30 such as Niresist having a skirt mounting portion 17 and a piston ring groove 18 is fixed to an integral structure around the upper portion of the piston skirt 2. It is a thing. To attach the piston skirt 2 to the piston head 1,
Similar to the above case, but since the skirt mounting portion 17 of the piston skirt 2 is composed of the metal reinforcing ring 30, the strength of the joint portion between the piston head 1 and the piston skirt 2 can be increased and the reliability is high. You can get a heat shield piston.
【００２６】次に、図４を参照して、この遮熱ピストン
の更に別の実施例を説明する。図４はこの発明による遮
熱ピストンの更に別の実施例を示す断面図である。この
実施例の遮熱ピストンは、図１の遮熱ピストンに比較し
て、ピストンヘッドのヘッド取付部とピストンスカート
のスカート取付部との構成が相違する以外は、実質的の
同一の構成及び作用を有するので、図１に示す遮熱ピス
トンの部品と同一の部品には同一の符号を付し、重複す
る説明を省略する。Next, still another embodiment of this heat shield piston will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a sectional view showing still another embodiment of the heat shield piston according to the present invention. Compared with the heat shield piston of FIG. 1, the heat shield piston of this embodiment has substantially the same configuration and operation except that the configurations of the head mounting portion of the piston head and the skirt mounting portion of the piston skirt are different. Therefore, the same parts as those of the heat shield piston shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the duplicate description will be omitted.
【００２７】この実施例の遮熱ピストンは、ピストンヘ
ッド１の上部周辺部のヘッド取付部１６にはスチール等
の金属結合リング２９が固着され、また、ピストンスカ
ート２にはスカート取付部１７とピストンリング溝１８
とを形成したニレジスト等の金属補強リング３１が一体
構造に固着されている。そこで、金属結合リング９と金
属補強リング３１との各当接面３４を、電子ビーム等で
溶接して溶着することによって両者は固着されている。In the heat shield piston of this embodiment, a metal coupling ring 29 made of steel or the like is fixed to the head mounting portion 16 around the upper portion of the piston head 1, and the skirt mounting portion 17 and the piston are mounted on the piston skirt 2. Ring groove 18
A metal reinforcing ring 31 such as Ni-resist formed with is fixed to the integral structure. Therefore, the contact surfaces 34 of the metal coupling ring 9 and the metal reinforcing ring 31 are fixed by welding and welding the contact surfaces 34 with an electron beam or the like.
【００２８】次に、図５を参照して、この遮熱ピストン
の他の実施例を説明する。図５はこの発明による遮熱ピ
ストンの他の実施例を示す断面図である。この実施例の
遮熱ピストンは、図１の遮熱ピストンに比較して、ピス
トンヘッドのヘッド取付部とピストンスカートのスカー
ト取付部との構成が相違する以外は、実質的の同一の構
成及び作用を有するので、図１に示す遮熱ピストンの部
品と同一の部品には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。Next, another embodiment of this heat shield piston will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the heat shield piston according to the present invention. Compared with the heat shield piston of FIG. 1, the heat shield piston of this embodiment has substantially the same configuration and operation except that the configurations of the head mounting portion of the piston head and the skirt mounting portion of the piston skirt are different. Therefore, the same parts as those of the heat shield piston shown in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the duplicate description will be omitted.
【００２９】この実施例の遮熱ピストンは、ピストンヘ
ッド１のヘッド取付部１６をピストンヘッド１の外周に
形成された環状段部２７に形成し、また、ピストンスカ
ート２のスカート取付部１７を環状段部２７に嵌合する
ピストンリング溝１８を備えたニレジスト等の金属から
成る筒状の金属補強リング２８から構成されている。金
属結合リング９は、環状段部２７の外周面に形成された
外周係合溝２４と筒状補強リング２８の内周側に形成さ
れた内周係合溝２３との間に跨がって塑性流動で嵌入さ
れている。なお、ピストンヘッド１のヘッド取付部１６
の下面と筒状補強リング２８との間にシールと遮熱のた
め遮熱ガスケット３４を介在させてもよい。従って、こ
の実施例では、結合部の強度を強化でき、ピストンヘッ
ド１とピストンスカート２との結合を強固にすることが
できる。In the heat shield piston of this embodiment, the head mounting portion 16 of the piston head 1 is formed on the annular step portion 27 formed on the outer periphery of the piston head 1, and the skirt mounting portion 17 of the piston skirt 2 is annular. It is composed of a cylindrical metal reinforcing ring 28 made of a metal such as Niresto and having a piston ring groove 18 that fits into the step portion 27. The metal coupling ring 9 extends between the outer peripheral engagement groove 24 formed on the outer peripheral surface of the annular step portion 27 and the inner peripheral engagement groove 23 formed on the inner peripheral side of the tubular reinforcing ring 28. It is inserted by plastic flow. In addition, the head mounting portion 16 of the piston head 1
A heat shield gasket 34 may be interposed between the lower surface of the cylinder and the cylindrical reinforcing ring 28 for sealing and heat shield. Therefore, in this embodiment, the strength of the joint portion can be strengthened, and the joint between the piston head 1 and the piston skirt 2 can be strengthened.
【００３０】次に、図６及び図７を参照して、この遮熱
ピストンの更に他の実施例を説明する。図６はこの発明
による遮熱ピストンの更に他の実施例を示す断面図、及
び図７は図６の線Ａ−Ａにおける断面図である。この実
施例の遮熱ピストンは、図５の遮熱ピストンに比較し
て、ピストンヘッドのヘッド取付部とピストンスカート
のスカート取付部との構成が相違する以外は、実質的の
同一の構成及び作用を有するので、図５に示す遮熱ピス
トンの部品と同一の部品には同一の符号を付し、重複す
る説明を省略する。Next, still another embodiment of this heat shield piston will be described with reference to FIGS. 6 is a sectional view showing still another embodiment of the heat shield piston according to the present invention, and FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. The heat shield piston of this embodiment is substantially the same as the heat shield piston of FIG. 5, except that the head mounting portion of the piston head and the skirt mounting portion of the piston skirt are different in configuration. Therefore, the same parts as those of the heat shield piston shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.
【００３１】この実施例の遮熱ピストンは、ピストンヘ
ッド１における円筒部１２と中央突出部１３との間に形
成される遮熱空気層８に、周方向に隔置して円筒部１２
と中央突出部１３との間に延びるシリンダ軸方向に補強
リブ３２が設けられていることである。従って、この遮
熱ピストンは、ピストンヘッド１の剛性をアップして強
度を強化でき、中央部に副室３を安定して固定すること
ができる。The heat shield piston of this embodiment has a cylindrical portion 12 circumferentially spaced in a heat shield air layer 8 formed between the cylindrical portion 12 and the central protruding portion 13 of the piston head 1.
That is, the reinforcing rib 32 is provided in the cylinder axial direction extending between the center rib 13 and the central protrusion 13. Therefore, in this heat shield piston, the rigidity of the piston head 1 can be increased and the strength can be strengthened, and the sub chamber 3 can be stably fixed to the central portion.
【００３２】次に、図８を参照して、この遮熱ピストン
の別の実施例を説明する。図８はこの発明による遮熱ピ
ストンの別の実施例を示す断面図である。この実施例の
遮熱ピストンは、図５の遮熱ピストンに比較して、ピス
トンヘッドのヘッド取付部とピストンスカートのスカー
ト取付部との構成が相違する以外は、実質的の同一の構
成及び作用を有するので、図５に示す遮熱ピストンの部
品と同一の部品には同一の符号を付し、重複する説明を
省略する。Next, another embodiment of this heat shield piston will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a sectional view showing another embodiment of the heat shield piston according to the present invention. The heat shield piston of this embodiment is substantially the same as the heat shield piston of FIG. 5, except that the head mounting portion of the piston head and the skirt mounting portion of the piston skirt are different in configuration. Therefore, the same parts as those of the heat shield piston shown in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.
【００３３】この実施例の遮熱ピストンは、ピストンス
カート２とピストンヘッド１との間に形成された遮熱空
気層８に低熱伝導率で且つ低熱膨張係数のセラミックス
から成る遮熱材３３が充填されていることである。この
実施例では、ピストンヘッド１を作製する工程におい
て、ピストンヘッド１を作製するピストンヘッド成形体
の遮熱空気層８が形成されるスペースに、遮熱材３３の
原料を充填して焼成することによって、ピストンヘッド
１の遮熱空気層８に堅固に固定することができる。ピス
トンヘッド１の遮熱空気層８に遮熱材３３を充填するこ
とによって、信頼性に富んだ遮熱度を確保することがで
きる。In the heat shield piston of this embodiment, the heat shield air layer 8 formed between the piston skirt 2 and the piston head 1 is filled with the heat shield material 33 made of ceramics having a low thermal conductivity and a low thermal expansion coefficient. That is what is being done. In this embodiment, in the process of manufacturing the piston head 1, the space for forming the heat shield air layer 8 of the piston head molded body for manufacturing the piston head 1 is filled with the raw material of the heat shield 33 and fired. By this, it is possible to firmly fix to the heat shield air layer 8 of the piston head 1. By filling the heat shield air layer 8 of the piston head 1 with the heat shield material 33, a highly reliable heat shield degree can be secured.
【００３４】[0034]
【発明の効果】この発明による遮熱ピストンは、上記の
ように構成されており、次のような効果を有する。即
ち、この遮熱ピストンは、ピストンヘッドの中央部に設
けた副室の底部と外周部とを囲むように遮熱空気層が形
成され、前記ピストンヘッドとピストンスカートとの固
定は両者の周辺部で金属結合リングで固定されているの
で、前記ピストンヘッドと前記ピストンスカートとの接
触部分は周辺部のみの接触面積を低減したものとなり、
特に、前記副室を構成する底部と外周部とが前記ピスト
ンスカートには接触していないので、前記副室の遮熱度
を大幅に向上させることができる。しかも、ピストン上
死点近傍では、燃料噴射ノズルが副室中央の中央連絡孔
に突入して前記中央連絡孔はほとんど閉鎖された状態に
なり、副室内の火炎、未燃混合気等のガスは副室から連
絡孔を通じて主室側に噴流となって噴出するが、遮熱効
果が十分に確保されているので、ピストンスカートを通
じて熱エネルギーが放熱することを防止され、性能をア
ップすることができる。The heat shield piston according to the present invention is constructed as described above and has the following effects. That is, in this heat shield piston, a heat shield air layer is formed so as to surround a bottom portion and an outer peripheral portion of a sub chamber provided in a central portion of the piston head, and the piston head and the piston skirt are fixed to each other at their peripheral portions. Since it is fixed with a metal coupling ring, the contact portion between the piston head and the piston skirt has a reduced contact area only in the peripheral portion,
Particularly, since the bottom portion and the outer peripheral portion forming the sub chamber do not contact the piston skirt, the heat shield degree of the sub chamber can be significantly improved. Moreover, in the vicinity of the top dead center of the piston, the fuel injection nozzle penetrates into the central communication hole in the center of the sub chamber, and the central communication hole is almost closed. Although it jets out from the sub chamber to the main chamber side through the communication hole as a jet, the heat shielding effect is sufficiently secured, so that heat energy is prevented from being dissipated through the piston skirt, and the performance can be improved. .
【００３５】また、前記ピストンヘッドにおける前記円
筒部と前記中央突出部との間に形成される前記遮熱空気
層には、周方向に隔置して前記円筒部と前記突出部との
間でシリンダ軸方向に延びる補強リブが設けられている
ので、前記ピストンヘッドの剛性をアップして前記ピス
トンヘッドの強度を強化することができる。The heat shield air layer formed between the cylindrical portion of the piston head and the central protruding portion is circumferentially spaced from the cylindrical portion and the protruding portion. Since the reinforcing rib extending in the cylinder axis direction is provided, the rigidity of the piston head can be increased and the strength of the piston head can be strengthened.
【００３６】また、前記ピストンスカートと前記ピスト
ンヘッドとの間に形成された前記遮熱空気層には、低熱
伝導率で且つ低熱膨張係数のセラミックスが充填されて
いるので、前記ピストンスカートと前記ピストンヘッド
との間の遮熱度を良好に発揮させることができる。Further, since the heat shield air layer formed between the piston skirt and the piston head is filled with ceramics having a low thermal conductivity and a low thermal expansion coefficient, the piston skirt and the piston The heat shield between the head and the head can be exhibited well.
【００３７】また、この遮熱ピストンにおいて、前記ピ
ストンスカートの周辺部には、前記スカート取付部とピ
ストンリング溝とを形成したニレジスト等の金属補強リ
ングが一体構造に固着されているので、前記スカート取
付部の強度を確保できる。Further, in this heat shield piston, the metal reinforced ring such as Niresist having the skirt mounting portion and the piston ring groove is fixed to the peripheral portion of the piston skirt in an integral structure. The strength of the mounting part can be secured.
【００３８】また、この遮熱ピストンにおいて、前記ピ
ストンヘッドの周辺部の前記ヘッド取付部には前記金属
結合リングが固着され、前記ピストンスカートには前記
スカート取付部とピストンリング溝とを形成したニレジ
スト等の金属補強リングが一体構造に固着され、前記金
属結合リングと前記金属補強リングとは溶着により固着
されているので、前記ヘッド取付部と前記スカート取付
部との接合強度を強化し、両者の固着状態を堅固にする
ことができる。Further, in this heat shield piston, the metal coupling ring is fixed to the head mounting portion in the peripheral portion of the piston head, and the skirt mounting portion and the piston ring groove are formed in the piston skirt. Since the metal reinforcing ring such as the above is fixed in an integral structure, and the metal coupling ring and the metal reinforcing ring are fixed by welding, the joint strength between the head mounting portion and the skirt mounting portion is strengthened, and The fixed state can be made firm.
【００３９】また、前記ヘッド取付部は前記ピストンヘ
ッドの外周に形成された環状段部であり、前記スカート
取付部は前記環状段部に嵌合するピストンリング溝を備
えたニレジスト等の金属から成る筒状補強リングから構
成され、前記金属結合リングは前記環状段部の外周面に
形成された外周係合溝と前記筒状補強リングの内周側に
形成された内周係合溝との間に跨がって塑性流動で嵌入
されているので、両者結合部の強度を強化でき、強固に
接合することができる。Further, the head mounting portion is an annular step portion formed on the outer periphery of the piston head, and the skirt mounting portion is made of metal such as niresist having a piston ring groove fitted in the annular step portion. It is composed of a cylindrical reinforcing ring, and the metal coupling ring is between an outer peripheral engaging groove formed on the outer peripheral surface of the annular step portion and an inner peripheral engaging groove formed on the inner peripheral side of the cylindrical reinforcing ring. Since it is inserted by plastic flow across the ridge, it is possible to strengthen the strength of the joint portion between them and to firmly bond them.
【図１】この発明による遮熱ピストンの一実施例を示す
断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a heat shield piston according to the present invention.
【図２】図１の遮熱ピストンのピストンヘッドとピスト
ンスカートとの固定手順を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing a procedure for fixing a piston head and a piston skirt of the heat shield piston of FIG.
【図３】この発明による遮熱ピストンの別の実施例を示
す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing another embodiment of the heat shield piston according to the present invention.
【図４】この発明による遮熱ピストンの更に別の実施例
を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing still another embodiment of the heat shield piston according to the present invention.
【図５】この発明による遮熱ピストンの他の実施例を示
す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing another embodiment of the heat shield piston according to the present invention.
【図６】この発明による遮熱ピストンの更に他の実施例
を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing still another embodiment of the heat shield piston according to the present invention.
【図７】図６の線Ａ−Ａにおける一部を示す断面図であ
る。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a part along line AA in FIG.
【図８】この発明による遮熱ピストンの他の実施例を示
す断面図である。FIG. 8 is a sectional view showing another embodiment of the heat shield piston according to the present invention.
【図９】従来の遮熱ピストンの一例を示す断面図であ
る。FIG. 9 is a sectional view showing an example of a conventional heat shield piston.
１ ピストンヘッド ２ ピストンスカート ３ 副室 ４ 燃料噴射ノズル ５ 中央連絡孔 ６ 主室（シリンダ側） ７ 連絡孔 ８ 遮熱空気層 １０ シリンダヘッド １１ ヘッド上部 １２ 円筒部 １３ 中央突出部 １４ 上部壁部 １５ 凹部 １６ ヘッド取付部 １７ スカート取付部 １８ ピストンリング溝 １９ スカート部 ２０ 外周部 ２１ 底部 ２２ 環状溝部 ２３ 外周係合溝 ２４ 内周係合溝 ２５ 円筒部 ２６ 高周波コイル ２７ 環状段部 ２８，３０，３１ 金属補強リング ３２ 補強リブ ３３ 遮熱材 1 Piston Head 2 Piston Skirt 3 Sub Chamber 4 Fuel Injection Nozzle 5 Central Communication Hole 6 Main Chamber (Cylinder Side) 7 Communication Hole 8 Heat Shielding Air Layer 10 Cylinder Head 11 Head Upper 12 Cylindrical Part 13 Central Projection 14 Upper Wall 15 Recessed portion 16 Head mounting portion 17 Skirt mounting portion 18 Piston ring groove 19 Skirt portion 20 Outer peripheral portion 21 Bottom portion 22 Annular groove portion 23 Outer peripheral engaging groove 24 Inner peripheral engaging groove 25 Cylindrical portion 26 High frequency coil 27 Annular step portion 28, 30, 31 Metal reinforcement ring 32 Reinforcement rib 33 Heat shield
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｂ 23/06 Ｘ Ｆ０２Ｆ 3/00 ３０１ Ｚ 6965−3Ｇ ３０２ Ａ 6965−3Ｇ Ｆ０２Ｍ 61/14 ３１０ Ｄ 9248−3Ｇ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location F02B 23/06 X F02F 3/00 301 Z 6965-3G 302 A 6965-3G F02M 61/14 310 D 9248-3G
Claims (8)
高温高強度のセラミックス製ピストンヘッドとを互いに
固定した遮熱ピストンにおいて、前記ピストンヘッドは
その中央部に設けた副室、副室中央に上死点近傍で燃料
噴射ノズルが突入できる中央連絡孔及び該中央連絡孔の
回りに隔置して前記副室からシリンダ周辺側へ放射状に
延びる連絡孔を有し、前記ピストンスカートは前記副室
に対応する部分が凹部に形成され、前記ピストンスカー
トと前記ピストンヘッドとの間には前記副室の底部と外
周部とを囲むように遮熱空気層が形成され、前記ピスト
ンヘッドの周辺部のヘッド取付部と前記ピストンスカー
トの周辺部のスカート取付部は金属結合リングで固定さ
れていることを特徴とする遮熱ピストン。1. A heat shield piston in which a metal piston skirt and a ceramics piston head, which is heat resistant and has high temperature and high strength, are fixed to each other. It has a central communication hole into which a fuel injection nozzle can project near the dead point and a communication hole which is spaced around the central communication hole and extends radially from the sub chamber to the cylinder peripheral side, and the piston skirt is provided in the sub chamber. A corresponding portion is formed in a recess, a heat shield air layer is formed between the piston skirt and the piston head so as to surround a bottom portion and an outer peripheral portion of the sub chamber, and a head in a peripheral portion of the piston head. A heat shield piston characterized in that the mounting portion and the skirt mounting portion in the peripheral portion of the piston skirt are fixed by a metal coupling ring.
上部、該ヘッド上部の外周から下方に延びる円筒部及び
前記ヘッド上部の中央に位置して下方に延びる前記副室
を形成する中央突出部から構成されていることを特徴と
する請求項１に記載の遮熱ピストン。2. The piston head comprises a combustion chamber-side head upper portion, a cylindrical portion extending downward from an outer periphery of the head upper portion, and a central protruding portion forming a sub chamber located at the center of the head upper portion and extending downward. The heat shield piston according to claim 1, wherein the heat shield piston is configured.
と前記中央突出部との間に形成される前記遮熱空気層に
は、周方向に隔置して前記円筒部と前記突出部との間で
シリンダ軸方向に延びる補強リブが設けられていること
を特徴とする請求項２に記載の遮熱ピストン。3. The heat shield air layer formed between the cylindrical portion of the piston head and the central protruding portion is circumferentially spaced from the cylindrical portion and the protruding portion. The heat shield piston according to claim 2, wherein a reinforcing rib extending in the cylinder axis direction is provided.
ッドとの間に形成された前記遮熱空気層には、低熱伝導
率で且つ低熱膨張係数のセラミックスから成る遮熱材が
充填されていることを特徴とする請求項１に記載の遮熱
ピストン。4. The heat shield air layer formed between the piston skirt and the piston head is filled with a heat shield material made of ceramics having a low thermal conductivity and a low thermal expansion coefficient. The heat shield piston according to claim 1.
ートの外周に形成された外周溝部であり、前記ヘッド取
付部は前記外周溝部に嵌合する円筒部であり、前記金属
結合リングは前記環状溝部の外周面に形成された外周係
合溝と前記筒部の内周面に形成された内周係合溝との間
に跨がって塑性流動で嵌入されていることを特徴とする
請求項１に記載の遮熱ピストン。5. The skirt mounting portion is an outer peripheral groove portion formed on the outer periphery of the piston skirt, the head mounting portion is a cylindrical portion fitted in the outer peripheral groove portion, and the metal coupling ring is the annular groove portion. A plastic flow fits over the outer peripheral engagement groove formed on the outer peripheral surface and the inner peripheral engagement groove formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion. The heat shield piston described in.
記スカート取付部とピストンリング溝とを形成したニレ
ジスト等の金属補強リングが一体構造に固着されている
ことを特徴とする請求項１に記載の遮熱ピストン。6. The metal reinforcing ring, such as Niresist, having the skirt mounting portion and the piston ring groove is integrally fixed to the peripheral portion of the piston skirt in an integral structure. Heat shield piston.
ド取付部には前記金属結合リングが固着され、前記ピス
トンスカートには前記スカート取付部とピストンリング
溝とを形成したニレジスト等の金属補強リングが一体構
造に固着され、前記金属結合リングと前記金属補強リン
グとは溶着により固着されていることを特徴とする請求
項１に記載の遮熱ピストン。7. The metal coupling ring is fixed to the head mounting portion in the peripheral portion of the piston head, and a metal reinforcing ring such as Niresist having the skirt mounting portion and the piston ring groove is formed on the piston skirt. The heat shield piston according to claim 1, wherein the heat shield piston is fixed to an integral structure, and the metal coupling ring and the metal reinforcing ring are fixed to each other by welding.
の外周に形成された環状段部であり、前記スカート取付
部は前記環状段部に嵌合するピストンリング溝を備えた
ニレジスト等の金属から成る筒状補強リングから構成さ
れ、前記金属結合リングは前記環状段部の外周面に形成
された外周係合溝と前記筒状補強リングの内周側に形成
された内周係合溝との間に跨がって塑性流動で嵌入され
ていることを特徴とする請求項１に記載の遮熱ピスト
ン。8. The head mounting portion is an annular step portion formed on the outer periphery of the piston head, and the skirt mounting portion is made of a metal such as Niresist having a piston ring groove fitted in the annular step portion. It is composed of a cylindrical reinforcing ring, and the metal coupling ring is between an outer peripheral engaging groove formed on the outer peripheral surface of the annular step portion and an inner peripheral engaging groove formed on the inner peripheral side of the cylindrical reinforcing ring. The heat shield piston according to claim 1, wherein the heat shield piston is fitted by striking a plastic flow.
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20150114213A (en) * | 2014-04-01 | 2015-10-12 | 이지성 | High temperature, high pressure steam compressor |
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| CN102678379A (en) * | 2012-05-25 | 2012-09-19 | 北京理工大学 | Combined piston for highly-intensified reciprocating internal combustion engine |
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1993
- 1993-06-18 JP JP17082093A patent/JP3254827B2/en not_active Expired - Fee Related
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| KR20150114213A (en) * | 2014-04-01 | 2015-10-12 | 이지성 | High temperature, high pressure steam compressor |
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| JP3254827B2 (en) | 2002-02-12 |
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