JPH0745851B2 - 断熱ピストンの構造 - Google Patents
断熱ピストンの構造Info
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- JPH0745851B2 JPH0745851B2 JP62087926A JP8792687A JPH0745851B2 JP H0745851 B2 JPH0745851 B2 JP H0745851B2 JP 62087926 A JP62087926 A JP 62087926A JP 8792687 A JP8792687 A JP 8792687A JP H0745851 B2 JPH0745851 B2 JP H0745851B2
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- piston
- heat insulating
- crown
- skirt
- piston crown
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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
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
- F02F3/12—Pistons having surface coverings on piston heads
-
- 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
- F02F3/003—Multi-part pistons the parts being connected by casting, brazing, welding or clamping
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、セラミックエンジン等における断熱ピスト
ンの構造に関する。
ンの構造に関する。
従来、セラミッ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、特開昭60−
93161号公報、特開昭61−66848号公報等に開示されてい
る。
断熱ピストン等のエンジン部材は、例えば、特開昭60−
93161号公報、特開昭61−66848号公報等に開示されてい
る。
まず、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、第３図を参照して概説する。
ンの構造について、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によって
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
鋳鉄等によって構成され、またクラウン31は窒化珪素等
のセラミッ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ックスファイ
バ又はステンレスメッシュから成る断熱材36は、クラウ
ン31とピストン本体32とによって挟持状態に固定されて
いる。
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
鋳鉄等によって構成され、またクラウン31は窒化珪素等
のセラミッ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ックスファイ
バ又はステンレスメッシュから成る断熱材36は、クラウ
ン31とピストン本体32とによって挟持状態に固定されて
いる。
次に、特開昭61−66848号公報に開示された断熱ピスト
ンについて、第４図を参照して概説する。第４図におい
て、断熱ピストンが符号40によって全体的に示されてい
る。この断熱ピストン40は、セラミックス製のピストン
冠部41及び金属製のスカート部42から構成され、互いに
ボルト43及びナット44によって皿ばね48を介して固定さ
れている。ピストン冠部41とスカート部42との間には、
セラミックスから成るコーティング層47及び断熱ガスケ
ット46が介在され、しかも断熱空気層49が形成されてい
る。図中、符号45はシールリングを示す。
ンについて、第４図を参照して概説する。第４図におい
て、断熱ピストンが符号40によって全体的に示されてい
る。この断熱ピストン40は、セラミックス製のピストン
冠部41及び金属製のスカート部42から構成され、互いに
ボルト43及びナット44によって皿ばね48を介して固定さ
れている。ピストン冠部41とスカート部42との間には、
セラミックスから成るコーティング層47及び断熱ガスケ
ット46が介在され、しかも断熱空気層49が形成されてい
る。図中、符号45はシールリングを示す。
しかしながら、上記のようなセラミックスを断熱材又は
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、極めて困難であ
る。例えば、ジルコニア系セラミック材等を断熱材とし
て利用した場合に、その熱伝導率は組成によって相違す
るが、一般材料である窒化珪素系セラミック材等の熱伝
導率と比較して余り大きな差はないものである。
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、極めて困難であ
る。例えば、ジルコニア系セラミック材等を断熱材とし
て利用した場合に、その熱伝導率は組成によって相違す
るが、一般材料である窒化珪素系セラミック材等の熱伝
導率と比較して余り大きな差はないものである。
一般に、ピストン等のエンジン部材についての断熱材の
特性は、空気程度の熱伝導率があることが好ましくは、
物性材料として適しているのは、チタン酸カリウムの熱
伝導率程度を有するものである。
特性は、空気程度の熱伝導率があることが好ましくは、
物性材料として適しているのは、チタン酸カリウムの熱
伝導率程度を有するものである。
ところで、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37
側の断熱についてもその機能は十分とは言えず、しかも
クラウン31の熱容量を出来る限り小さく構成するという
技術的思想を有するものではなく、問題点を有してい
る。
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37
側の断熱についてもその機能は十分とは言えず、しかも
クラウン31の熱容量を出来る限り小さく構成するという
技術的思想を有するものではなく、問題点を有してい
る。
また、前掲特開昭61−66848号公報に開示された断熱ピ
ストンについても、上記と同様な問題点を有している。
ストンについても、上記と同様な問題点を有している。
この発明の目的は、上記の問題点を解決することであ
り、ピストンクラウンとピストンスカートとの間のシー
ル機能及び断熱機能を向上させると共に、高温になる前
記ピストンクラウンの熱容量を可及的に小さく構成し、
それによってエンジンの吸入効率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。
り、ピストンクラウンとピストンスカートとの間のシー
ル機能及び断熱機能を向上させると共に、高温になる前
記ピストンクラウンの熱容量を可及的に小さく構成し、
それによってエンジンの吸入効率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、外周部に上方に突
出する突出部を形成し且つ中央部に取付孔を備えた金属
製ピストンスカートと、外周部に前記ピストンスカート
の前記突出部と嵌合する下方に突出する突出部を形成し
且つ中央部に前記取付孔と嵌合する下方に突出するシャ
フトを備えた薄肉構造のセラミック製ピストンクラウン
とから成り、前記ピストンクラウンと前記ピストンスカ
ートとの対向面には断熱シール材が介在され、前記シャ
フトが前記取付孔に引張荷重を加えた状態で取り付けら
れて前記ピストンクラウンの前記外周部が外側に変形さ
せられていることを特徴とする断熱ピストンの構造に関
する。
構成されている。即ち、この発明は、外周部に上方に突
出する突出部を形成し且つ中央部に取付孔を備えた金属
製ピストンスカートと、外周部に前記ピストンスカート
の前記突出部と嵌合する下方に突出する突出部を形成し
且つ中央部に前記取付孔と嵌合する下方に突出するシャ
フトを備えた薄肉構造のセラミック製ピストンクラウン
とから成り、前記ピストンクラウンと前記ピストンスカ
ートとの対向面には断熱シール材が介在され、前記シャ
フトが前記取付孔に引張荷重を加えた状態で取り付けら
れて前記ピストンクラウンの前記外周部が外側に変形さ
せられていることを特徴とする断熱ピストンの構造に関
する。
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、前記ピスト
ンスカートと前記ピストンクラウンとの嵌合部に位置す
る前記断熱シール材にはカーボンが混合されている。
ァイバとの混合材で構成されている。更に、前記ピスト
ンスカートと前記ピストンクラウンとの嵌合部に位置す
る前記断熱シール材にはカーボンが混合されている。
また、前記ピストンクラウンは、中央部から外周に向か
って下方に傾斜する傘状に形成されており、前記ピスト
ンクラウンと前記ピストンスカートとの取付け状態で前
記外周部に圧縮力が作用している。
って下方に傾斜する傘状に形成されており、前記ピスト
ンクラウンと前記ピストンスカートとの取付け状態で前
記外周部に圧縮力が作用している。
また、前記ピストンクラウンと前記ピストンスカートと
の間には空隙が形成されている。更に、前記空隙にファ
イバ等の断熱材を充填することができる。
の間には空隙が形成されている。更に、前記空隙にファ
イバ等の断熱材を充填することができる。
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、この断熱ピ
ストンの構造は、セラミック製ピストンクラウンは薄肉
構造に構成されているので、その熱容量を可及的に小さ
く構成することができ、エンジンの吸入効率を向上させ
ることができる。また、ピストンクラウンのシャフトに
引張荷重を与えた状態で該シャフト前記ピストンスカー
トに取り付けることにより、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されているので、前記
断熱シール材は前記ピストンクラウンと前記ピストンス
カートとの間の結合部のガスシールを行うと共に高性能
の断熱機能を果たすことができる。
成されており、次のように作用する。即ち、この断熱ピ
ストンの構造は、セラミック製ピストンクラウンは薄肉
構造に構成されているので、その熱容量を可及的に小さ
く構成することができ、エンジンの吸入効率を向上させ
ることができる。また、ピストンクラウンのシャフトに
引張荷重を与えた状態で該シャフト前記ピストンスカー
トに取り付けることにより、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されているので、前記
断熱シール材は前記ピストンクラウンと前記ピストンス
カートとの間の結合部のガスシールを行うと共に高性能
の断熱機能を果たすことができる。
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。
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によって全体的に示されている。断熱
ピストンの構造10は、セラミック製ピストンクラウン１
と金属製ピストンスカート２とから成る。ピストンクラ
ウン１の中央部にはシャフト４が設けられており、また
ピストンクラウン１の外周面より僅か内側の外周部に
は、突出部６が形成されている。
ンの構造が符号10によって全体的に示されている。断熱
ピストンの構造10は、セラミック製ピストンクラウン１
と金属製ピストンスカート２とから成る。ピストンクラ
ウン１の中央部にはシャフト４が設けられており、また
ピストンクラウン１の外周面より僅か内側の外周部に
は、突出部６が形成されている。
更にピストンクラウン１の熱容量を可及的に小さくする
ため、燃焼室５に面するピストンクラウン１の肉厚は薄
く形成された薄肉構造に構成されている。しかも、ピス
トンクラウン１の中央部が突出するように、ピストンク
ラウン１は傘状部分３から成るように形成されている。
ピストンクラウン１に設けられたシャフト４の先端部に
は、係止用のリング15が嵌合する嵌合溝16が形成されて
いる。
ため、燃焼室５に面するピストンクラウン１の肉厚は薄
く形成された薄肉構造に構成されている。しかも、ピス
トンクラウン１の中央部が突出するように、ピストンク
ラウン１は傘状部分３から成るように形成されている。
ピストンクラウン１に設けられたシャフト４の先端部に
は、係止用のリング15が嵌合する嵌合溝16が形成されて
いる。
また、金属製ピストンスカート２にはピストンリング溝
13が形成されている。これらのピストンリング溝13に
は、圧力リング、オイルリング等のピストンリング（図
示省略）が嵌め込まれるように構成されている。ピスト
ンスカート２の最外周部には突出部11が形成され、また
ピストンスカート２の中央部には取付孔９が形成されて
いる。取付孔９にはリング15が嵌合する嵌合溝17が形成
されている。
13が形成されている。これらのピストンリング溝13に
は、圧力リング、オイルリング等のピストンリング（図
示省略）が嵌め込まれるように構成されている。ピスト
ンスカート２の最外周部には突出部11が形成され、また
ピストンスカート２の中央部には取付孔９が形成されて
いる。取付孔９にはリング15が嵌合する嵌合溝17が形成
されている。
このような構成において、ピストンクラウン１とピスト
ンスカート２との中央部及び外周部をそれぞれ嵌合状態
に結合し、ピストンクラウン１とピストンスカート２と
の対向面に断熱シール材８を介在させる。即ち、ピスト
ンクラウン１の中央部のシャフト４をピストンスカート
２の中央部の取付孔９に嵌合すると共に、ピストンクラ
ウン１の突出部６をピストンスカート２の突出部11の内
側に嵌合し、次いで、シャフト４に形成した嵌合溝16と
取付孔９に形成した嵌合溝17とに跨がってリング15を嵌
合し、ピストンクラウン１とピストンスカート２とを係
止状態に結合する。この場合に、ピストンクラウン１の
突出部６とピストンスカート２の突出部11との半径方向
の間隔、及びピストンクラウン１のシャフト４とピスト
ンスカート２の取付孔９との半径方向の間隔は、断熱シ
ール材８を挟持できるだけのスペースが空けられてい
る。
ンスカート２との中央部及び外周部をそれぞれ嵌合状態
に結合し、ピストンクラウン１とピストンスカート２と
の対向面に断熱シール材８を介在させる。即ち、ピスト
ンクラウン１の中央部のシャフト４をピストンスカート
２の中央部の取付孔９に嵌合すると共に、ピストンクラ
ウン１の突出部６をピストンスカート２の突出部11の内
側に嵌合し、次いで、シャフト４に形成した嵌合溝16と
取付孔９に形成した嵌合溝17とに跨がってリング15を嵌
合し、ピストンクラウン１とピストンスカート２とを係
止状態に結合する。この場合に、ピストンクラウン１の
突出部６とピストンスカート２の突出部11との半径方向
の間隔、及びピストンクラウン１のシャフト４とピスト
ンスカート２の取付孔９との半径方向の間隔は、断熱シ
ール材８を挟持できるだけのスペースが空けられてい
る。
それ故に、断熱シール材８の内周部と外周部とは、ピス
トンクラウン１の突出部６とピストンスカート２の突出
部11とのシール部即ち嵌合部18及びピストンクラウン１
のシャフト４とピストンスカート２の取付孔９との嵌合
部14において締付状態に挟持される。
トンクラウン１の突出部６とピストンスカート２の突出
部11とのシール部即ち嵌合部18及びピストンクラウン１
のシャフト４とピストンスカート２の取付孔９との嵌合
部14において締付状態に挟持される。
断熱シール材８については、例えば、少なくともチタン
酸カリウムとグラスファイバとの混合材から構成されて
いるものが好ましい。チタン酸カリウムについては、例
えば、ウィスカー状チタン酸カリウム（K2Ti6O13、融点
1370℃、比重3.2、熱伝導率0.00012cal/cm sec℃）であ
る。更に、断熱シール材８には、場合によっては、カー
ボンをシール部のみに少量混合し、シール機能を向上さ
せることもできる。また、ピストンクラウン１とピスト
ンスカート２との間には、空隙７が形成されている。図
中、12はピストンピンを貫通させるピン孔を示す。
酸カリウムとグラスファイバとの混合材から構成されて
いるものが好ましい。チタン酸カリウムについては、例
えば、ウィスカー状チタン酸カリウム（K2Ti6O13、融点
1370℃、比重3.2、熱伝導率0.00012cal/cm sec℃）であ
る。更に、断熱シール材８には、場合によっては、カー
ボンをシール部のみに少量混合し、シール機能を向上さ
せることもできる。また、ピストンクラウン１とピスト
ンスカート２との間には、空隙７が形成されている。図
中、12はピストンピンを貫通させるピン孔を示す。
この発明による断熱エンジン等における断熱ピストンの
構造10は、上記のような構成であり、ピストンスカート
２にピストンクラウン１を結合するには、例えば、次の
ようにして行うことができる。
構造10は、上記のような構成であり、ピストンスカート
２にピストンクラウン１を結合するには、例えば、次の
ようにして行うことができる。
まず、ピストンスカート２にリング15を嵌合すると共
に、ピストンスカート２の上面に断熱シール材８を嵌め
込む。次いで、断熱シール材８の内周部を介してピスト
ンクラウン１のシャフト４をピストンスカート２の取付
孔９に嵌合すると共に、断熱シール材８の外周部を介し
てピストンクラウン１の突出部６をピストンスカート２
の突出部11の内側に嵌合する。
に、ピストンスカート２の上面に断熱シール材８を嵌め
込む。次いで、断熱シール材８の内周部を介してピスト
ンクラウン１のシャフト４をピストンスカート２の取付
孔９に嵌合すると共に、断熱シール材８の外周部を介し
てピストンクラウン１の突出部６をピストンスカート２
の突出部11の内側に嵌合する。
次いで、ピストンクラウン１のシャフト４をピストンス
カート２の取付孔９に対して矢印Ａ方向に更に押し込
み、シャフト４に形成した嵌合溝16にリング15を嵌合さ
せる。この場合に、リング15を高周波によって金属硬度
を低下させておき、しかもリング15を矢印Ｃ方向に押圧
した状態に支持し、次いでプレスによってピストンクラ
ウン１のシャフト４に設けられた溝16に金属リング15が
変形収納することによって達成することができる。
カート２の取付孔９に対して矢印Ａ方向に更に押し込
み、シャフト４に形成した嵌合溝16にリング15を嵌合さ
せる。この場合に、リング15を高周波によって金属硬度
を低下させておき、しかもリング15を矢印Ｃ方向に押圧
した状態に支持し、次いでプレスによってピストンクラ
ウン１のシャフト４に設けられた溝16に金属リング15が
変形収納することによって達成することができる。
従って、リング15は、シャフト４の嵌合溝16と取付孔９
の嵌合溝17とに跨がって設置され、ピストンクラウン１
とピストンスカート２とを係止状態に結合する。この状
態において、ピストンクラウン１は傘状に形成されてお
り且つ可及的に肉厚を薄く構成されているので、ピスト
ンクラウン１の外周部、特にピストンクラウン１の外周
部に形成された突出部６は、矢印Ｂで示すように、半径
方向外向きに径が拡大するように変形する。このことに
よりピストンクラウン１のシャフト４に軸力が発生し、
それ故に、ピストンクラウン１には圧縮力が作用し、シ
ャフト４には引張力が作用するように設定される。
の嵌合溝17とに跨がって設置され、ピストンクラウン１
とピストンスカート２とを係止状態に結合する。この状
態において、ピストンクラウン１は傘状に形成されてお
り且つ可及的に肉厚を薄く構成されているので、ピスト
ンクラウン１の外周部、特にピストンクラウン１の外周
部に形成された突出部６は、矢印Ｂで示すように、半径
方向外向きに径が拡大するように変形する。このことに
よりピストンクラウン１のシャフト４に軸力が発生し、
それ故に、ピストンクラウン１には圧縮力が作用し、シ
ャフト４には引張力が作用するように設定される。
従って、断熱シール材８の少なくとも外周部は、ピスト
ンクラウン１の突出部６とピストンスカート２の突出部
11との間の嵌合部18に締付状態に挟持される。ピストン
クラウン１とピストンスカート２の突出部11とは直接接
触することがなくクリアランス19が存在するので、熱伝
導性は悪く断熱性に優れていることになる。
ンクラウン１の突出部６とピストンスカート２の突出部
11との間の嵌合部18に締付状態に挟持される。ピストン
クラウン１とピストンスカート２の突出部11とは直接接
触することがなくクリアランス19が存在するので、熱伝
導性は悪く断熱性に優れていることになる。
次に、第２図を参照して、この発明の別の実施例である
断熱ピストンの構造20について説明する。この実施例の
断熱ピストンの構造20は、上記実施例における断熱ピス
トンの構造10とほぼ同一の構造を有するものであり、従
って同一の部品には同一の符号を付し、それらの説明に
ついては省略する。
断熱ピストンの構造20について説明する。この実施例の
断熱ピストンの構造20は、上記実施例における断熱ピス
トンの構造10とほぼ同一の構造を有するものであり、従
って同一の部品には同一の符号を付し、それらの説明に
ついては省略する。
この断熱ピストンの構造20において、ピストンクラウン
１とピストンスカート２との間に形成された空隙７に
は、ファイバ等の断熱材21が充填されている。また、ピ
ストンクラウン１とピストンスカート２との結合につい
ても、断熱材21を介在させること以外については上記実
施例の断熱ピストンの構造10と全く同一であるので、そ
の説明も省略する。
１とピストンスカート２との間に形成された空隙７に
は、ファイバ等の断熱材21が充填されている。また、ピ
ストンクラウン１とピストンスカート２との結合につい
ても、断熱材21を介在させること以外については上記実
施例の断熱ピストンの構造10と全く同一であるので、そ
の説明も省略する。
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奏する。即
ち、断熱ピストンの構造は、外周に上方に突出する突出
部を形成し中央部に取付孔を備えた金属製ピストンスカ
ートと、外周部に前記ピストンスカートに形成された突
出部と嵌合する下方に突出する突出部を形成し中央部に
前記取付孔と嵌合する下方に突出するシャフトを備えた
薄肉構造のセラミック製ピストンクラウンとからなって
いるので、高温ガスが接触して高温になる前記ピストン
クラウンの熱容量を可及的に小さく構成することがで
き、エンジンの吸入効率を向上させることができる。
成されているので、次のような特有の効果を奏する。即
ち、断熱ピストンの構造は、外周に上方に突出する突出
部を形成し中央部に取付孔を備えた金属製ピストンスカ
ートと、外周部に前記ピストンスカートに形成された突
出部と嵌合する下方に突出する突出部を形成し中央部に
前記取付孔と嵌合する下方に突出するシャフトを備えた
薄肉構造のセラミック製ピストンクラウンとからなって
いるので、高温ガスが接触して高温になる前記ピストン
クラウンの熱容量を可及的に小さく構成することがで
き、エンジンの吸入効率を向上させることができる。
例えば、断熱エンジンにおいて、高温ガスが接触する部
分即ちピストンクラウンの熱容量が小さいので、前記エ
ンジンの爆発行程及び排気行程においては燃焼室内に熱
エネルギーが残存することなく、ほとんどの熱エネルギ
ーを排気ポートを経て下流に設けられているエネルギー
回収装置に送り込むことができ、また前記エンジンの吸
入行程においては高温ガスが接触する部分即ち前記ピス
トンクラウンは所望な程度の温度まで直ちに冷却され、
吸入効率が低下するような現象が生じることがない。
分即ちピストンクラウンの熱容量が小さいので、前記エ
ンジンの爆発行程及び排気行程においては燃焼室内に熱
エネルギーが残存することなく、ほとんどの熱エネルギ
ーを排気ポートを経て下流に設けられているエネルギー
回収装置に送り込むことができ、また前記エンジンの吸
入行程においては高温ガスが接触する部分即ち前記ピス
トンクラウンは所望な程度の温度まで直ちに冷却され、
吸入効率が低下するような現象が生じることがない。
また、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、例えばチタン酸カリウムとグ
ラスファイバとの混合材或いはカーボンが混合された断
熱シール材を介在させているので、前記ピストンクラウ
ンと前記ピストンスカートとの間の結合部に対して、極
めて良好なガスシールを達成できると共に、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。従って、上記エネルギー回収装置によって、熱エ
ネルギーを有効に回収することができる。
の対向面に断熱シール材、例えばチタン酸カリウムとグ
ラスファイバとの混合材或いはカーボンが混合された断
熱シール材を介在させているので、前記ピストンクラウ
ンと前記ピストンスカートとの間の結合部に対して、極
めて良好なガスシールを達成できると共に、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。従って、上記エネルギー回収装置によって、熱エ
ネルギーを有効に回収することができる。
更に、この断熱ピストンの構造によれば、前記ピストン
クラウンのシャフトに引張荷重を加えた状態で該シャフ
トを前記ピストンスカートに取り付けることにより、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
成したので、前記断熱シール材の外周部は前記ピストン
クラウンと前記ピストンスカートとの間の嵌合部におい
て締付状態に挟持され、前記断熱シール材は円周方向に
シール機能を発生させることができる。この場合に、セ
ラミック製の前記ピストンクラウンに圧縮力が作用し、
前記シャフトの引張力を比較的に低く抑えることができ
るが、この状態はセラミックスの材料特性からみても極
めて好ましい状態である。
クラウンのシャフトに引張荷重を加えた状態で該シャフ
トを前記ピストンスカートに取り付けることにより、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
成したので、前記断熱シール材の外周部は前記ピストン
クラウンと前記ピストンスカートとの間の嵌合部におい
て締付状態に挟持され、前記断熱シール材は円周方向に
シール機能を発生させることができる。この場合に、セ
ラミック製の前記ピストンクラウンに圧縮力が作用し、
前記シャフトの引張力を比較的に低く抑えることができ
るが、この状態はセラミックスの材料特性からみても極
めて好ましい状態である。
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図はこの発明による断熱ピストンの
構造の別の実施例を示す断面図、第３図は従来の断熱ピ
ストンの構造を示す断面図、及び第４図は従来の別の断
熱ピストンを示す断面図である。 １……ピストンクラウン、２……ピストンスカート、３
……傘状部分、４……シャフト、５……燃焼室、6,11…
…突出部、７……空隙、８……断熱シール材、９……取
付孔、10,20……断熱ピストンの構造、14,18……嵌合
部、15……リング、16,17……嵌合溝、19……クリアラ
ンス、21……断熱材。
を示す断面図、第２図はこの発明による断熱ピストンの
構造の別の実施例を示す断面図、第３図は従来の断熱ピ
ストンの構造を示す断面図、及び第４図は従来の別の断
熱ピストンを示す断面図である。 １……ピストンクラウン、２……ピストンスカート、３
……傘状部分、４……シャフト、５……燃焼室、6,11…
…突出部、７……空隙、８……断熱シール材、９……取
付孔、10,20……断熱ピストンの構造、14,18……嵌合
部、15……リング、16,17……嵌合溝、19……クリアラ
ンス、21……断熱材。
Claims (6)
- 【請求項１】外周部に上方に突出する突出部を形成し且
つ中央部に取付孔を備えた金属製ピストンスカートと、
外周部に前記ピストンスカートの前記突出部と嵌合する
下方に突出する突出部を形成し且つ中央部に前記取付孔
と嵌合する下方に突出するシャフトを備えた薄肉構造の
セラミック製ピストンクラウンとから成り、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は断熱
シール材が介在され、前記シャフトが前記取付孔に引張
荷重を加えた状態で取り付けられて前記ピストンクラウ
ンの前記外周部が外側に変形させられていることを特徴
とする断熱ピストンの構造。 - 【請求項２】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。 - 【請求項３】前記ピストンスカートと前記ピストンクラ
ウンとの嵌合部に位置する前記断熱シール材にはカーボ
ンが混合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。 - 【請求項４】前記ピストンクラウンは、中央部から外周
に向かって下方に傾斜する傘状に形成されており、前記
ピストンクラウンと前記ピストンスカートとの取付け状
態で前記外周部に圧縮力が作用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。 - 【請求項５】前記ピストンクラウンと前記ピストンスカ
ートとの間には空隙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。 - 【請求項６】前記空隙にファイバ等の断熱材が充填され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第５項に記載の
断熱ピストンの構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62087926A JPH0745851B2 (ja) | 1987-04-11 | 1987-04-11 | 断熱ピストンの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62087926A JPH0745851B2 (ja) | 1987-04-11 | 1987-04-11 | 断熱ピストンの構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63255551A JPS63255551A (ja) | 1988-10-21 |
| JPH0745851B2 true JPH0745851B2 (ja) | 1995-05-17 |
Family
ID=13928523
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62087926A Expired - Lifetime JPH0745851B2 (ja) | 1987-04-11 | 1987-04-11 | 断熱ピストンの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0745851B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106014674A (zh) * | 2016-07-11 | 2016-10-12 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种绝热活塞 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6093161A (ja) * | 1983-10-26 | 1985-05-24 | Isuzu Motors Ltd | 断熱ピストンの構造 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53150311U (ja) * | 1977-04-30 | 1978-11-27 | ||
| JPH0413400Y2 (ja) * | 1985-05-01 | 1992-03-27 |
-
1987
- 1987-04-11 JP JP62087926A patent/JPH0745851B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6093161A (ja) * | 1983-10-26 | 1985-05-24 | Isuzu Motors Ltd | 断熱ピストンの構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63255551A (ja) | 1988-10-21 |
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