JPH0842343A - 副燃焼室を持つピストンの構造 - Google Patents
副燃焼室を持つピストンの構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 副燃焼室を持つピストンの構造において、金
属とセラミックスとの複合化によって高強度の副燃焼室
を作製する。 【構成】 この副燃焼室を持つピストンの構造は、ピス
トン本体１を金属で作製し、ピストンヘッド部４のほぼ
中央に副燃焼室２を設け、副燃焼室２、ノズル挿入孔８
及び連絡孔７のガスに触れる内壁面を低熱伝導率の無収
縮セラミックスから成る内面層５，１２，１３で構成す
る。内面層５とピストン本体１との間に、多孔質セラミ
ックスと該多孔質セラミックスに含浸しているアルミニ
ウム合金とから成る複合体６が配置されている。
属とセラミックスとの複合化によって高強度の副燃焼室
を作製する。 【構成】 この副燃焼室を持つピストンの構造は、ピス
トン本体１を金属で作製し、ピストンヘッド部４のほぼ
中央に副燃焼室２を設け、副燃焼室２、ノズル挿入孔８
及び連絡孔７のガスに触れる内壁面を低熱伝導率の無収
縮セラミックスから成る内面層５，１２，１３で構成す
る。内面層５とピストン本体１との間に、多孔質セラミ
ックスと該多孔質セラミックスに含浸しているアルミニ
ウム合金とから成る複合体６が配置されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、副燃焼室と主燃焼室
とを連通する連絡孔をピストンヘッド部に有する副燃焼
室を持つピストンの構造に関する。
とを連通する連絡孔をピストンヘッド部に有する副燃焼
室を持つピストンの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ピストンに設けられた燃焼室は、
その口部の面積が大きく、シリンダヘッドに設けた燃料
噴射ノズルから燃焼室に燃料が噴射され、口部付近で燃
焼する。このような燃焼室では、燃料と空気との混合が
素早く行われ、燃費が優れている反面、多量の空気に囲
まれた燃料が燃焼する時に、ＮＯX が容易に生成される
という問題がある。
その口部の面積が大きく、シリンダヘッドに設けた燃料
噴射ノズルから燃焼室に燃料が噴射され、口部付近で燃
焼する。このような燃焼室では、燃料と空気との混合が
素早く行われ、燃費が優れている反面、多量の空気に囲
まれた燃料が燃焼する時に、ＮＯX が容易に生成される
という問題がある。
【０００３】また、実開昭６３−２４３４９号公報に
は、内燃機関のピストンが開示されている。該ピストン
は、セラミックス焼結体をピストン本体の上部に位置し
燃焼室を構成するようにアルミニウム合金等の軽合金で
鋳ぐるんで形成したものであり、セラミックス焼結体の
外周面と軽合金面との間に、セラミックと軽合金とから
なる複合層を形成したものである。
は、内燃機関のピストンが開示されている。該ピストン
は、セラミックス焼結体をピストン本体の上部に位置し
燃焼室を構成するようにアルミニウム合金等の軽合金で
鋳ぐるんで形成したものであり、セラミックス焼結体の
外周面と軽合金面との間に、セラミックと軽合金とから
なる複合層を形成したものである。
【０００４】また、特開昭６３−１７６６２１号公報に
は、内燃機関の燃焼室構造が開示されている。該燃焼室
構造は、頭部にキャビティからなるピストン燃焼室を有
するピストンとシリンダとシリンダヘッドとから成り、
ピストンの運動方向に対して傾きを有し、ピストン上面
とピストン燃焼室とを連通する貫通孔及び／又は溝状ス
リットを設けると共に、貫通孔及び／又は溝状スリット
付近をセラミック製部材から構成したものである。
は、内燃機関の燃焼室構造が開示されている。該燃焼室
構造は、頭部にキャビティからなるピストン燃焼室を有
するピストンとシリンダとシリンダヘッドとから成り、
ピストンの運動方向に対して傾きを有し、ピストン上面
とピストン燃焼室とを連通する貫通孔及び／又は溝状ス
リットを設けると共に、貫通孔及び／又は溝状スリット
付近をセラミック製部材から構成したものである。
【０００５】また、特開平３−５７８１８号公報には、
副室の断熱構造が開示されている。該副室の断熱構造
は、主燃焼室に噴孔を通じて連通した副室を形成するセ
ラミックス製副室ブロック、該副室ブロックの外側に配
置し且つ該副室ブロックの高温度になる部位の断熱度を
他の部位より低減した断熱層、及び該断熱層の外面及び
露出した前記副室ブロックの外面に対して鋳込みによっ
て配置した金属製の外側ブロックから構成されている。
副室の断熱構造が開示されている。該副室の断熱構造
は、主燃焼室に噴孔を通じて連通した副室を形成するセ
ラミックス製副室ブロック、該副室ブロックの外側に配
置し且つ該副室ブロックの高温度になる部位の断熱度を
他の部位より低減した断熱層、及び該断熱層の外面及び
露出した前記副室ブロックの外面に対して鋳込みによっ
て配置した金属製の外側ブロックから構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ディーゼル
エンジンの耐久性は、そのエンジン寿命が長いため、極
めて重要な特性である。従来より、ディーゼルエンジン
の燃焼室を作製する場合、エンジンの耐久性の問題を解
決するため、アルミニウム合金に鋳鉄を鋳込んだり、ア
ルミニウム合金の表面を酸化処理し、アルミナを生成し
たり、アルミニウム合金にセラミック繊維を混入したり
する燃焼室作製方法が用いられた。
エンジンの耐久性は、そのエンジン寿命が長いため、極
めて重要な特性である。従来より、ディーゼルエンジン
の燃焼室を作製する場合、エンジンの耐久性の問題を解
決するため、アルミニウム合金に鋳鉄を鋳込んだり、ア
ルミニウム合金の表面を酸化処理し、アルミナを生成し
たり、アルミニウム合金にセラミック繊維を混入したり
する燃焼室作製方法が用いられた。
【０００７】また、ディーゼルエンジンとして、ピスト
ンに副燃焼室を設け、副燃焼室と主燃焼室とを連通する
連絡孔の面積を小さく構成し、シリンダヘッドに設けた
燃料噴射ノズルから燃料を副燃焼室内に噴射し、副燃焼
室で燃料を濃混合状態で燃焼させるものでは、ＮＯX の
生成が抑制され、且つ燃焼も短時間で終了する特性を持
つものである。また、副燃焼室をピストンのほぼ中央部
に設け、連絡孔をピストンの外周、即ちシリンダ外側に
向かって噴出する方向に多数設けると、性能（平均有効
圧）も増加し、ＮＯX が抑制され、理想的燃焼が実現で
きる。また、ディーゼルエンジンとして、ピストンにセ
ラミックスを用いた遮熱構造を持つ副燃焼室を構成し、
副燃焼室で濃混合気で燃焼させ、ＮＯX とＨＣを抑制
し、燃焼火炎を速やかに主燃焼室で反応させ、燃費を向
上させている。
ンに副燃焼室を設け、副燃焼室と主燃焼室とを連通する
連絡孔の面積を小さく構成し、シリンダヘッドに設けた
燃料噴射ノズルから燃料を副燃焼室内に噴射し、副燃焼
室で燃料を濃混合状態で燃焼させるものでは、ＮＯX の
生成が抑制され、且つ燃焼も短時間で終了する特性を持
つものである。また、副燃焼室をピストンのほぼ中央部
に設け、連絡孔をピストンの外周、即ちシリンダ外側に
向かって噴出する方向に多数設けると、性能（平均有効
圧）も増加し、ＮＯX が抑制され、理想的燃焼が実現で
きる。また、ディーゼルエンジンとして、ピストンにセ
ラミックスを用いた遮熱構造を持つ副燃焼室を構成し、
副燃焼室で濃混合気で燃焼させ、ＮＯX とＨＣを抑制
し、燃焼火炎を速やかに主燃焼室で反応させ、燃費を向
上させている。
【０００８】しかしながら、ピストン頂面に多数の連絡
孔を設ける場合に、常に問題になるのは、燃焼ガスの通
過による熱腐食、温度上昇による熱応力の増大である。
即ち、ピストンに設ける副燃焼室をアルミニウム又は鋳
鉄で構成した場合には、ピストン頂面に複数の連絡孔を
形成しているので、連絡孔は常に高温ガスに晒されるこ
とになり、強度、腐食、熱応力等に対する問題が発生す
る。そこで、多数の孔を持つ燃焼室を構成する場合に、
副燃焼室の材料について、熱に強く、安定した強度を有
する鋳鋼等の複合化、セラミックスとの複合化を検討す
る必要がある。また、ディーゼルエンジンの燃焼室を作
製する場合に、アルミニウム合金に鋳鉄を鋳込む作製方
法では、ピストン及びシリンダヘッドが加熱された時、
アルミニウム合金と鋳鉄との線膨脹率の差により境界面
に隙間ができること、また、アルミナ被膜、セラミック
繊維を設けた燃焼室では表面部直後のアルミナ材の熱的
強度が弱いこと等により、燃焼室に十分な強度を持たせ
ることができない。従って、ディーゼルエンジンでの燃
焼室の作製では、これらの不具合を解決する必要があ
る。
孔を設ける場合に、常に問題になるのは、燃焼ガスの通
過による熱腐食、温度上昇による熱応力の増大である。
即ち、ピストンに設ける副燃焼室をアルミニウム又は鋳
鉄で構成した場合には、ピストン頂面に複数の連絡孔を
形成しているので、連絡孔は常に高温ガスに晒されるこ
とになり、強度、腐食、熱応力等に対する問題が発生す
る。そこで、多数の孔を持つ燃焼室を構成する場合に、
副燃焼室の材料について、熱に強く、安定した強度を有
する鋳鋼等の複合化、セラミックスとの複合化を検討す
る必要がある。また、ディーゼルエンジンの燃焼室を作
製する場合に、アルミニウム合金に鋳鉄を鋳込む作製方
法では、ピストン及びシリンダヘッドが加熱された時、
アルミニウム合金と鋳鉄との線膨脹率の差により境界面
に隙間ができること、また、アルミナ被膜、セラミック
繊維を設けた燃焼室では表面部直後のアルミナ材の熱的
強度が弱いこと等により、燃焼室に十分な強度を持たせ
ることができない。従って、ディーゼルエンジンでの燃
焼室の作製では、これらの不具合を解決する必要があ
る。
【０００９】また、前掲実開昭６３−２４３４９号公報
に開示された内燃機関のピストンは、密なるセラミック
ス焼結体とセラミック繊維との間は接合しているもので
なく、熱が加わって高温になった場合に、焼結体と繊維
材とアルミニウムの複合材は、全く別の固体として作用
し、熱膨張の傾斜機能を発揮することができない。ま
た、前掲特開昭６３−１７６６２１号公報に開示された
内燃機関の燃焼室構造は、セラミック部材で作製した燃
焼室を単に配置しただけであり、接合強度を言及したも
のではない。更に、前掲特開平３−５７８１８号公報に
開示された副室の断熱構造は、セラミック材と補強材と
の組織的接合について言及したものではない。
に開示された内燃機関のピストンは、密なるセラミック
ス焼結体とセラミック繊維との間は接合しているもので
なく、熱が加わって高温になった場合に、焼結体と繊維
材とアルミニウムの複合材は、全く別の固体として作用
し、熱膨張の傾斜機能を発揮することができない。ま
た、前掲特開昭６３−１７６６２１号公報に開示された
内燃機関の燃焼室構造は、セラミック部材で作製した燃
焼室を単に配置しただけであり、接合強度を言及したも
のではない。更に、前掲特開平３−５７８１８号公報に
開示された副室の断熱構造は、セラミック材と補強材と
の組織的接合について言及したものではない。
【００１０】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、ピストン本体を金属で構成し、ピ
ストンヘッドに副燃焼室を設け、副燃焼室の内面層を低
熱伝導率の材料で作製すると共に、内面層とピストン本
体との間に熱膨張係数の差を傾斜的に構成した複合体を
配置し、副燃焼室の遮熱度をアップすると共に、燃焼ガ
スに対して耐熱腐食性の構造に構成し、熱応力に対して
耐久性に富み、耐熱性を向上させた副燃焼室を持つピス
トンの構造を提供することである。
解決することであり、ピストン本体を金属で構成し、ピ
ストンヘッドに副燃焼室を設け、副燃焼室の内面層を低
熱伝導率の材料で作製すると共に、内面層とピストン本
体との間に熱膨張係数の差を傾斜的に構成した複合体を
配置し、副燃焼室の遮熱度をアップすると共に、燃焼ガ
スに対して耐熱腐食性の構造に構成し、熱応力に対して
耐久性に富み、耐熱性を向上させた副燃焼室を持つピス
トンの構造を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記目的を
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、金属から成るピストン本体、該ピストン本体の
ピストンヘッド部のほぼ中央に設けられた副燃焼室、燃
料噴射ノズルを突入させる前記副燃焼室に設けられたノ
ズル挿入孔、該ノズル挿入孔とは独立した位置に前記副
燃焼室と主燃焼室とを連通する複数の連絡孔、ガスに触
れる壁面を構成する低熱伝導率のセラミックスから成る
内面層、及び前記内面層と前記ピストン本体との間に配
置され且つ多孔質セラミックスの多孔体に金属が含浸す
ると共に気孔を有する複合体、から構成したことを特徴
とする副燃焼室を持つピストンの構造に関する。
達成するため、次のように構成されている。即ち、この
発明は、金属から成るピストン本体、該ピストン本体の
ピストンヘッド部のほぼ中央に設けられた副燃焼室、燃
料噴射ノズルを突入させる前記副燃焼室に設けられたノ
ズル挿入孔、該ノズル挿入孔とは独立した位置に前記副
燃焼室と主燃焼室とを連通する複数の連絡孔、ガスに触
れる壁面を構成する低熱伝導率のセラミックスから成る
内面層、及び前記内面層と前記ピストン本体との間に配
置され且つ多孔質セラミックスの多孔体に金属が含浸す
ると共に気孔を有する複合体、から構成したことを特徴
とする副燃焼室を持つピストンの構造に関する。
【００１２】また、この副燃焼室を持つピストンの構造
において、前記多孔質セラミックスは前記内面層を構成
する前記セラミックスと同種のセラミックスを含んで構
成されている。また、前記多孔質セラミックスの多孔体
には前記ピストン本体を構成するアルミニウム合金が含
浸している。更に、前記多孔質セラミックスは、Ｓｉ3
Ｎ4 ，ＳｉＣ，Ａｌ2 Ｏ3 或いはムライトの多孔体であ
る。
において、前記多孔質セラミックスは前記内面層を構成
する前記セラミックスと同種のセラミックスを含んで構
成されている。また、前記多孔質セラミックスの多孔体
には前記ピストン本体を構成するアルミニウム合金が含
浸している。更に、前記多孔質セラミックスは、Ｓｉ3
Ｎ4 ，ＳｉＣ，Ａｌ2 Ｏ3 或いはムライトの多孔体であ
る。
【００１３】また、この副燃焼室を持つピストンの構造
において、前記内面層はＳｉとＴｉとの混合粉末が反応
焼結したＳｉ3 Ｎ4 ９０〜８５ｗｔ％とＴｉＯ2 １０〜
１５ｗｔ％とから成る無収縮セラミックスから構成され
ている。
において、前記内面層はＳｉとＴｉとの混合粉末が反応
焼結したＳｉ3 Ｎ4 ９０〜８５ｗｔ％とＴｉＯ2 １０〜
１５ｗｔ％とから成る無収縮セラミックスから構成され
ている。
【００１４】また、この副燃焼室を持つピストンの構造
において、前記複合体は前記内面層との境界部分が他の
部分よりＡｌ2 Ｏ3 とＹ2 Ｏ3 の含有率が多い成分に構
成されている
において、前記複合体は前記内面層との境界部分が他の
部分よりＡｌ2 Ｏ3 とＹ2 Ｏ3 の含有率が多い成分に構
成されている
【００１５】また、この副燃焼室を持つピストンの構造
において、前記複合体は前記内面層から前記ピストン本
体に向かって熱膨張係数が傾斜的に異なる熱膨張傾斜機
能材料に構成されている。また、この副燃焼室を持つピ
ストンの構造は、前記内面層を構成するＳｉ3 Ｎ4 とＴ
ｉＯ2 から成る合成材、前記合成材の外側の前記複合体
を構成する前記多孔質セラミックスとＡｌ6 Ｓｉ2 Ｏ
1 3 又はＡｌ2 Ｏ3 から成る複合材、及び前記複合材の
外側の前記複合体を構成する前記多孔質セラミックスと
Ａｌ合金とから成る金属複合材によって熱膨張傾斜機能
に構成されているものである。
において、前記複合体は前記内面層から前記ピストン本
体に向かって熱膨張係数が傾斜的に異なる熱膨張傾斜機
能材料に構成されている。また、この副燃焼室を持つピ
ストンの構造は、前記内面層を構成するＳｉ3 Ｎ4 とＴ
ｉＯ2 から成る合成材、前記合成材の外側の前記複合体
を構成する前記多孔質セラミックスとＡｌ6 Ｓｉ2 Ｏ
1 3 又はＡｌ2 Ｏ3 から成る複合材、及び前記複合材の
外側の前記複合体を構成する前記多孔質セラミックスと
Ａｌ合金とから成る金属複合材によって熱膨張傾斜機能
に構成されているものである。
【００１６】
【作用】この発明による副燃焼室を持つピストンの構造
は、上記のように構成され、次のように作用する。即
ち、この副燃焼室を持つピストンの構造は、金属から成
るピストン本体におけるピストンヘッド部のほぼ中央に
副燃焼室を設け、該副燃焼室のガスに触れる内壁面を低
熱伝導率のセラミックス部材から成る内面層で構成し、
前記内面層と前記ピストン本体との間に多孔質セラミッ
クスと該多孔質セラミックスの多孔体に金属を含浸する
と共に気孔を有する複合体を配置したので、前記内面層
は前記複合体で補強され、燃焼ガスに触れる壁面には緻
密質であり、ピストン本体に向けて熱膨張傾斜機能を有
する部材で構成され、温度上昇による熱応力に追従で
き、前記副燃焼室の強度をアップできる。特に、前記副
燃焼室の壁面は前記内面層で構成されているので、連絡
孔を燃焼ガスが通過する場合、連絡孔での熱腐食がな
く、耐熱性に富んでいる。即ち、前記内面層、前記複合
体及び前記ピストン本体は、熱膨張係数が順次に異なる
傾斜的に変化しているので、熱膨張差による大きな熱応
力の影響が小さくなり、前記副燃焼室として十分な強度
を確保でき、また、前記複合体は金属とセラミックスと
の複合化によって、熱に強く、安定した強度を有する。
は、上記のように構成され、次のように作用する。即
ち、この副燃焼室を持つピストンの構造は、金属から成
るピストン本体におけるピストンヘッド部のほぼ中央に
副燃焼室を設け、該副燃焼室のガスに触れる内壁面を低
熱伝導率のセラミックス部材から成る内面層で構成し、
前記内面層と前記ピストン本体との間に多孔質セラミッ
クスと該多孔質セラミックスの多孔体に金属を含浸する
と共に気孔を有する複合体を配置したので、前記内面層
は前記複合体で補強され、燃焼ガスに触れる壁面には緻
密質であり、ピストン本体に向けて熱膨張傾斜機能を有
する部材で構成され、温度上昇による熱応力に追従で
き、前記副燃焼室の強度をアップできる。特に、前記副
燃焼室の壁面は前記内面層で構成されているので、連絡
孔を燃焼ガスが通過する場合、連絡孔での熱腐食がな
く、耐熱性に富んでいる。即ち、前記内面層、前記複合
体及び前記ピストン本体は、熱膨張係数が順次に異なる
傾斜的に変化しているので、熱膨張差による大きな熱応
力の影響が小さくなり、前記副燃焼室として十分な強度
を確保でき、また、前記複合体は金属とセラミックスと
の複合化によって、熱に強く、安定した強度を有する。
【００１７】また、この副燃焼室を持つピストンの構造
において、前記副燃焼室には燃料噴射ノズルがピストン
上死点近傍で前記副燃焼室に突入するノズル挿入孔と該
ノズル挿入孔の周方向に隔置して形成された複数の連絡
孔が設けられているので、圧縮空気のほとんどは前記ノ
ズル挿入孔から前記副燃焼室に入り、前記連絡孔の面積
を小さくしてあるので圧縮行程終わりには前記連絡孔か
ら前記副燃焼室内に侵入し、スワールを形成し、そこ
で、燃料を前記副燃焼室内に噴射し、前記副燃焼室で燃
料を濃混合状態で燃焼させることができるため、ＮＯX
の生成が抑制され且つ燃焼も短時間で完結する。また、
副燃焼室をピストンのほぼ中央部に設け、連絡孔をシリ
ンダ外側に向かって噴出する方向に多数設けているの
で、性能（平均有効圧）も増加し、理想的燃焼が実現で
きる。
において、前記副燃焼室には燃料噴射ノズルがピストン
上死点近傍で前記副燃焼室に突入するノズル挿入孔と該
ノズル挿入孔の周方向に隔置して形成された複数の連絡
孔が設けられているので、圧縮空気のほとんどは前記ノ
ズル挿入孔から前記副燃焼室に入り、前記連絡孔の面積
を小さくしてあるので圧縮行程終わりには前記連絡孔か
ら前記副燃焼室内に侵入し、スワールを形成し、そこ
で、燃料を前記副燃焼室内に噴射し、前記副燃焼室で燃
料を濃混合状態で燃焼させることができるため、ＮＯX
の生成が抑制され且つ燃焼も短時間で完結する。また、
副燃焼室をピストンのほぼ中央部に設け、連絡孔をシリ
ンダ外側に向かって噴出する方向に多数設けているの
で、性能（平均有効圧）も増加し、理想的燃焼が実現で
きる。
【００１８】
【実施例】以下、図１を参照して、この発明による副燃
焼室を持つピストンの構造の実施例を説明する。図１は
この発明による副燃焼室を持つピストンの構造の一実施
例を示す断面図、及び図２は副燃焼室を持つピストンの
構造におけるピストン頂面を示す平面図である。
焼室を持つピストンの構造の実施例を説明する。図１は
この発明による副燃焼室を持つピストンの構造の一実施
例を示す断面図、及び図２は副燃焼室を持つピストンの
構造におけるピストン頂面を示す平面図である。
【００１９】この実施例の副燃焼室を持つピストンの構
造は、ディーゼルエンジンに適用できるものである。デ
ィーゼルエンジンは、シリンダヘッド下面から突出して
シリンダヘッドに取り付けた燃料噴射ノズル（図示せ
ず）及びシリンダ（図示せず）内を往復運動するピスト
ンから構成されている。この副燃焼室を持つピストンの
構造は、Ａｌ、ＦＣ等の金属で作製されたピストンスカ
ート部３とピストンヘッド部４とから成るピストン本体
１を有し、ピストンヘッド部４のほぼ中央には副燃焼室
２が設けられている。ピストンスカート部３には、ピス
トンリング（図示せず）を装着するピストンリング溝１
４が形成されている。図示していないが、燃料噴射ノズ
ルは、シリンダヘッド下面から下方に延び、ピストン上
死点近傍でノズル挿入孔８に突入し、燃料噴射ノズルに
設けた多噴孔から副燃焼室２内に中央から副燃焼室２の
壁面１５に向かって燃料を噴射するように多噴孔が設定
されている。
造は、ディーゼルエンジンに適用できるものである。デ
ィーゼルエンジンは、シリンダヘッド下面から突出して
シリンダヘッドに取り付けた燃料噴射ノズル（図示せ
ず）及びシリンダ（図示せず）内を往復運動するピスト
ンから構成されている。この副燃焼室を持つピストンの
構造は、Ａｌ、ＦＣ等の金属で作製されたピストンスカ
ート部３とピストンヘッド部４とから成るピストン本体
１を有し、ピストンヘッド部４のほぼ中央には副燃焼室
２が設けられている。ピストンスカート部３には、ピス
トンリング（図示せず）を装着するピストンリング溝１
４が形成されている。図示していないが、燃料噴射ノズ
ルは、シリンダヘッド下面から下方に延び、ピストン上
死点近傍でノズル挿入孔８に突入し、燃料噴射ノズルに
設けた多噴孔から副燃焼室２内に中央から副燃焼室２の
壁面１５に向かって燃料を噴射するように多噴孔が設定
されている。
【００２０】この副燃焼室を持つピストンの構造におい
て、副燃焼室２には、副燃焼室２のほぼ中央に位置する
上死点近傍で燃料噴射ノズルが突入できるノズル挿入孔
８、及びノズル挿入孔８の回りで副燃焼室２からシリン
ダ周辺側に傾斜してピストン頂面１１に開口する主燃焼
室（図示せず）と副燃焼室２とを連通する複数の連絡孔
７が形成されている。また、連絡孔７の形成方向は副燃
焼室２の中心から偏心して形成されていることが好まし
い。複数の連絡孔７は、シリンダヘッド下面に対しては
シリンダ周辺側へ傾斜方向に開口し、ノズル挿入孔８の
回りに均等な間隔に隔置して放射方向に複数、例えば、
４〜６個形成され、副燃焼室２から主燃焼室への火炎、
未燃混合気等のガスがシリンダの周辺方向に向かって主
燃焼室へ噴射されるように構成されている。また、連絡
孔７をノズル挿入孔８の回りに設けることによって、副
燃焼室２から主燃焼室へ噴き出される火炎、未燃混合気
等のガスのシリンダ周辺までの到達距離が均等に短くな
り、シリンダ周辺への到達時間が短縮される。
て、副燃焼室２には、副燃焼室２のほぼ中央に位置する
上死点近傍で燃料噴射ノズルが突入できるノズル挿入孔
８、及びノズル挿入孔８の回りで副燃焼室２からシリン
ダ周辺側に傾斜してピストン頂面１１に開口する主燃焼
室（図示せず）と副燃焼室２とを連通する複数の連絡孔
７が形成されている。また、連絡孔７の形成方向は副燃
焼室２の中心から偏心して形成されていることが好まし
い。複数の連絡孔７は、シリンダヘッド下面に対しては
シリンダ周辺側へ傾斜方向に開口し、ノズル挿入孔８の
回りに均等な間隔に隔置して放射方向に複数、例えば、
４〜６個形成され、副燃焼室２から主燃焼室への火炎、
未燃混合気等のガスがシリンダの周辺方向に向かって主
燃焼室へ噴射されるように構成されている。また、連絡
孔７をノズル挿入孔８の回りに設けることによって、副
燃焼室２から主燃焼室へ噴き出される火炎、未燃混合気
等のガスのシリンダ周辺までの到達距離が均等に短くな
り、シリンダ周辺への到達時間が短縮される。
【００２１】この副燃焼室を持つピストンの構造は、特
に、金属から成るピストン本体１、ピストン本体１のピ
ストンヘッド部４に設けられた副燃焼室２、副燃焼室
２、連絡孔７及びノズル挿入孔８のガスに触れる内壁面
を構成する低熱伝導率のセラミックス部材から成る内面
層５，１２，１３、及び該内面層５の外面で内面層５と
ピストン本体１との間に配置された多孔質セラミックス
から成る複合体６から構成され、複合体６が多孔質セラ
ミックスにＡｌ2 Ｏ3 ，Ａｌ6 Ｓｉ2 Ｏ1 3 が含浸して
いる内側部２１とＡｌ合金の金属が含浸している外側部
２０とから構成されていることを特徴とする。
に、金属から成るピストン本体１、ピストン本体１のピ
ストンヘッド部４に設けられた副燃焼室２、副燃焼室
２、連絡孔７及びノズル挿入孔８のガスに触れる内壁面
を構成する低熱伝導率のセラミックス部材から成る内面
層５，１２，１３、及び該内面層５の外面で内面層５と
ピストン本体１との間に配置された多孔質セラミックス
から成る複合体６から構成され、複合体６が多孔質セラ
ミックスにＡｌ2 Ｏ3 ，Ａｌ6 Ｓｉ2 Ｏ1 3 が含浸して
いる内側部２１とＡｌ合金の金属が含浸している外側部
２０とから構成されていることを特徴とする。
【００２２】複合体６を構成する多孔質セラミックス
は、内面層５を構成するセラミックスと同種のセラミッ
クスを含むセラミックスから構成されている。また、複
合体６を構成する多孔質セラミックスの多孔体には、ピ
ストン本体１を構成する金属が鋳込み時に浸入すると共
に、多孔体の気孔即ち空隙が残存しているものである。
多孔質セラミックスとしては、Ｓｉ3 Ｎ4 の多孔体で構
成されていることが好ましい。また、多孔質セラミック
スは、Ｓｉ3 Ｎ4 を基本材料に使用されている。Ｓｉ3
Ｎ4 セラミックスと同様なセラミックスとしては、Ｓｉ
Ｃ，Ａｌ2 Ｏ3 或いはムライト（Ａｌ6 Ｓｉ2 Ｏ1 3 ）
があり、これらを基本材として、Ｙ2 Ｏ3，ＺｒＯ2 ，
Ｔｉ等の添加物を加えたものでもよい。
は、内面層５を構成するセラミックスと同種のセラミッ
クスを含むセラミックスから構成されている。また、複
合体６を構成する多孔質セラミックスの多孔体には、ピ
ストン本体１を構成する金属が鋳込み時に浸入すると共
に、多孔体の気孔即ち空隙が残存しているものである。
多孔質セラミックスとしては、Ｓｉ3 Ｎ4 の多孔体で構
成されていることが好ましい。また、多孔質セラミック
スは、Ｓｉ3 Ｎ4 を基本材料に使用されている。Ｓｉ3
Ｎ4 セラミックスと同様なセラミックスとしては、Ｓｉ
Ｃ，Ａｌ2 Ｏ3 或いはムライト（Ａｌ6 Ｓｉ2 Ｏ1 3 ）
があり、これらを基本材として、Ｙ2 Ｏ3，ＺｒＯ2 ，
Ｔｉ等の添加物を加えたものでもよい。
【００２３】特に、副燃焼室２の内面層５、連絡孔７の
内面層１２及びノズル挿入孔８の内面層１３は、Ｓｉと
Ｔｉとが反応焼結した無収縮セラミックスから構成され
ている。これらの内面層５，１２，１３は、ＳｉとＴｉ
との粉末を混練した混合物を成形型或いは多孔質セラミ
ックスに押し込むか、振動等で含浸し、加圧密着させ、
反応焼結して無収縮セラミックスに形成されている。Ｓ
ｉ3 Ｎ4 とＴｉＯ2 とから成る低熱伝導材（ＫＡＬとい
う）は、Ｓｉ3 Ｎ4 が９０〜８５ｗｔ％とＴｉＯ2 が１
０〜１５ｗｔ％で構成されることによって熱伝導率が小
さくなり、強度も大きくなる材料である。ＫＡＬ材は、
反応焼結のＳｉ3 Ｎ4 であり、Ｔｉを含んでいるので、
成形体を焼結して焼結体とした時に、ＴｉＯ2 が膨張す
るので寸法変化が無く、即ち収縮が起こらず、泥漿鋳込
みが容易に行われる。
内面層１２及びノズル挿入孔８の内面層１３は、Ｓｉと
Ｔｉとが反応焼結した無収縮セラミックスから構成され
ている。これらの内面層５，１２，１３は、ＳｉとＴｉ
との粉末を混練した混合物を成形型或いは多孔質セラミ
ックスに押し込むか、振動等で含浸し、加圧密着させ、
反応焼結して無収縮セラミックスに形成されている。Ｓ
ｉ3 Ｎ4 とＴｉＯ2 とから成る低熱伝導材（ＫＡＬとい
う）は、Ｓｉ3 Ｎ4 が９０〜８５ｗｔ％とＴｉＯ2 が１
０〜１５ｗｔ％で構成されることによって熱伝導率が小
さくなり、強度も大きくなる材料である。ＫＡＬ材は、
反応焼結のＳｉ3 Ｎ4 であり、Ｔｉを含んでいるので、
成形体を焼結して焼結体とした時に、ＴｉＯ2 が膨張す
るので寸法変化が無く、即ち収縮が起こらず、泥漿鋳込
みが容易に行われる。
【００２４】また、複合体６は、内面層５との境界部分
９が他の部分よりＡｌ2 Ｏ3 とＹ2Ｏ3 の含有率が多い
成分に構成されている。例えば、複合体６を構成する多
孔質セラミックスの多孔質層について、本体部分１０に
はＡｌ2 Ｏ3 が２〜４ｗｔ％、Ｙ2 Ｏ3 が２〜５ｗｔ％
であるのに対して、境界部分９にはＡｌ2 Ｏ3 とＹ2Ｏ
3 の含有率が数ｗｔ％、例えば、２〜３ｗｔ％多くな
る。ＫＡＬ材料及びＳｉ3 Ｎ4 材料は、両者とも、Ｓｉ
3 Ｎ4 の結晶体をＡｌ2 Ｏ3 等のガラス質によって結合
されているので、ＫＡＬ材料とＳｉ3 Ｎ4 材料との接触
部はガラス質であるＡｌ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 を多くして接
合の完全化を図っている。また、その接合面付近には、
Ａｌ2 Ｏ3 、Ａｌ6 Ｓｉ2 Ｏ1 3 層を設けることにより
線膨張係数（熱膨張係数）の傾斜機能を得ることができ
る。
９が他の部分よりＡｌ2 Ｏ3 とＹ2Ｏ3 の含有率が多い
成分に構成されている。例えば、複合体６を構成する多
孔質セラミックスの多孔質層について、本体部分１０に
はＡｌ2 Ｏ3 が２〜４ｗｔ％、Ｙ2 Ｏ3 が２〜５ｗｔ％
であるのに対して、境界部分９にはＡｌ2 Ｏ3 とＹ2Ｏ
3 の含有率が数ｗｔ％、例えば、２〜３ｗｔ％多くな
る。ＫＡＬ材料及びＳｉ3 Ｎ4 材料は、両者とも、Ｓｉ
3 Ｎ4 の結晶体をＡｌ2 Ｏ3 等のガラス質によって結合
されているので、ＫＡＬ材料とＳｉ3 Ｎ4 材料との接触
部はガラス質であるＡｌ2 Ｏ3 、Ｙ2 Ｏ3 を多くして接
合の完全化を図っている。また、その接合面付近には、
Ａｌ2 Ｏ3 、Ａｌ6 Ｓｉ2 Ｏ1 3 層を設けることにより
線膨張係数（熱膨張係数）の傾斜機能を得ることができ
る。
【００２５】また、この副燃焼室を持つピストンの構造
は、外側のピストン本体１のＡｌ材と副燃焼室２の内壁
面である内面層５との間は、Ｓｉ3 Ｎ4 材を基本とする
多孔質セラミックスが連続して存在しており、多孔質セ
ラミックスの内面層５側の表面部には緻密質粉体が詰ま
り、多孔質セラミックスのピストン本体１側にはＡｌ材
が含浸する複合体６が配置されている。即ち、内面層５
からピストン本体１までの部分即ち複合体６は、熱膨張
係数が傾斜的に異なっている熱膨張傾斜機能材料に構成
されているものである。
は、外側のピストン本体１のＡｌ材と副燃焼室２の内壁
面である内面層５との間は、Ｓｉ3 Ｎ4 材を基本とする
多孔質セラミックスが連続して存在しており、多孔質セ
ラミックスの内面層５側の表面部には緻密質粉体が詰ま
り、多孔質セラミックスのピストン本体１側にはＡｌ材
が含浸する複合体６が配置されている。即ち、内面層５
からピストン本体１までの部分即ち複合体６は、熱膨張
係数が傾斜的に異なっている熱膨張傾斜機能材料に構成
されているものである。
【００２６】この副燃焼室を持つピストンの構造は、上
記の構成を有しており、次のようにして作製できる。例
えば、副燃焼室２、ノズル挿入孔８及び連絡孔７の形状
を有する中子を鋳物砂、石膏等で作製し、該中子の外面
（言い換えれば、副燃焼室２の内面層５、ノズル挿入孔
８の内面層１３及び連絡孔７の内面層１２を構成する部
分に相当）に泥漿のＳｉとＴｉの混合材を被覆する。こ
れを２５０〜４００℃に加熱して石膏等の中子を破壊
し、内面層５，１２，１３を作製し、その中に改めて鋳
物砂等を充填する。一方、複合体６の外形を有するキャ
ビティ型を石膏で作製する。キャビティ型内に鋳物砂等
を充填した内面層５，１２，１３を配置し、キャビティ
型と内面層５，１２，１３とで形成される空所、即ち、
複合体６となる領域に樹脂材の小片を混合したＳｉ3 Ｎ
4 ，Ｙ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 の混合泥漿を流し込み、乾燥
固化した後に、キャビティ型から取り出して複合体成形
体を作製する。次いで、複合体成形体を所定温度で焼結
して多孔質セラミックスから成る複合体６及び無収縮セ
ラミックスから成る内面層５，１２，１３を作製する。
そこで、内面層５，１２，１３が溶着した複合体６をピ
ストン鋳型に配置し、アルミニウム合金を鋳込み、ピス
トン本体１を作製する。この時、多孔質セラミックスの
外側部２０のポア即ち気孔にアルミニウム合金が含浸さ
れ、複合体６の外側部２０は多孔質セラミックスとアル
ミニウム合金との複合材に構成される。複合体６を多孔
質セラミックスへのアルミニウム合金の含浸程度は外壁
部が多く、内面層５側には多孔が残されるように含浸さ
せることができ、熱膨張傾斜機能材に構成することがで
きる。
記の構成を有しており、次のようにして作製できる。例
えば、副燃焼室２、ノズル挿入孔８及び連絡孔７の形状
を有する中子を鋳物砂、石膏等で作製し、該中子の外面
（言い換えれば、副燃焼室２の内面層５、ノズル挿入孔
８の内面層１３及び連絡孔７の内面層１２を構成する部
分に相当）に泥漿のＳｉとＴｉの混合材を被覆する。こ
れを２５０〜４００℃に加熱して石膏等の中子を破壊
し、内面層５，１２，１３を作製し、その中に改めて鋳
物砂等を充填する。一方、複合体６の外形を有するキャ
ビティ型を石膏で作製する。キャビティ型内に鋳物砂等
を充填した内面層５，１２，１３を配置し、キャビティ
型と内面層５，１２，１３とで形成される空所、即ち、
複合体６となる領域に樹脂材の小片を混合したＳｉ3 Ｎ
4 ，Ｙ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 の混合泥漿を流し込み、乾燥
固化した後に、キャビティ型から取り出して複合体成形
体を作製する。次いで、複合体成形体を所定温度で焼結
して多孔質セラミックスから成る複合体６及び無収縮セ
ラミックスから成る内面層５，１２，１３を作製する。
そこで、内面層５，１２，１３が溶着した複合体６をピ
ストン鋳型に配置し、アルミニウム合金を鋳込み、ピス
トン本体１を作製する。この時、多孔質セラミックスの
外側部２０のポア即ち気孔にアルミニウム合金が含浸さ
れ、複合体６の外側部２０は多孔質セラミックスとアル
ミニウム合金との複合材に構成される。複合体６を多孔
質セラミックスへのアルミニウム合金の含浸程度は外壁
部が多く、内面層５側には多孔が残されるように含浸さ
せることができ、熱膨張傾斜機能材に構成することがで
きる。
【００２７】或いは、樹脂材の小片を混合したＳｉ3 Ｎ
4 ，Ｙ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 の混合泥漿を流し込み、乾燥
固化した後に、キャビティ型から取り出して複合体成形
体を作製し、複合体成形体を焼結して多孔質セラミック
ス即ちセラミックス多孔体を作製する。次いで、該セラ
ミックス多孔体に先ずＡｌ2 Ｏ3 ，Ａｌ6 Ｓｉ2 Ｏ13
粉を含浸させ、次いでＳｉ，Ｔｉの粉末を含浸圧入さ
せ、１２００℃〜１４００℃で焼結させることによっ
て、多孔質セラミックスとＡｌ2 Ｏ3 ，Ａｌ6 Ｓｉ2 Ｏ
1 3 とから成る複合体６の内側部２１及び無収縮セラミ
ックスから成る内面層５，１２，１３を作製する方法で
も構成することができる。次いで、セラミックス多孔体
の外側部に、鋳込みによってアルミニウム合金を含浸さ
せた多孔質セラミックスと金属から成る金属複合材から
成る複合体６の外側部２０を構成することができる。
4 ，Ｙ2 Ｏ3 ，Ａｌ2 Ｏ3 の混合泥漿を流し込み、乾燥
固化した後に、キャビティ型から取り出して複合体成形
体を作製し、複合体成形体を焼結して多孔質セラミック
ス即ちセラミックス多孔体を作製する。次いで、該セラ
ミックス多孔体に先ずＡｌ2 Ｏ3 ，Ａｌ6 Ｓｉ2 Ｏ13
粉を含浸させ、次いでＳｉ，Ｔｉの粉末を含浸圧入さ
せ、１２００℃〜１４００℃で焼結させることによっ
て、多孔質セラミックスとＡｌ2 Ｏ3 ，Ａｌ6 Ｓｉ2 Ｏ
1 3 とから成る複合体６の内側部２１及び無収縮セラミ
ックスから成る内面層５，１２，１３を作製する方法で
も構成することができる。次いで、セラミックス多孔体
の外側部に、鋳込みによってアルミニウム合金を含浸さ
せた多孔質セラミックスと金属から成る金属複合材から
成る複合体６の外側部２０を構成することができる。
【００２８】この副燃焼室を持つピストンの構造におい
て、主燃焼室と副燃焼室２とを連通する連絡孔７は、副
燃焼室２の周方向に複数個形成されているので、通路面
積が連絡孔７の合計で全体として大きく形成でき、しぼ
り損失を低減できる。また、副燃焼室２をピストン中央
即ちシリンダ中央に形成し、副燃焼室２の外周から連絡
孔７を通じて主燃焼室へ噴出する火炎、未燃混合気等の
ガスは、連絡孔７を通って火炎ジェット旋回流となって
主燃焼室に存在する新気を巻き込み、空気利用率を向上
し、混合燃焼が促進され、次いで、ピストンが下降して
燃料噴射ノズルがノズル挿入孔８から抜け出て、ノズル
挿入孔８が開放し、副燃焼室２からノズル挿入孔８を通
じて主燃焼室へ火炎、未燃混合気等のガスが噴出し、主
燃焼室の中央に存在する空気との混合を促進して燃焼ス
ピードを速くして燃焼期間を短縮でき、ＮＯX 、ＨＣ、
スモークの発生を抑制した良好な燃焼を行わせることが
できる。
て、主燃焼室と副燃焼室２とを連通する連絡孔７は、副
燃焼室２の周方向に複数個形成されているので、通路面
積が連絡孔７の合計で全体として大きく形成でき、しぼ
り損失を低減できる。また、副燃焼室２をピストン中央
即ちシリンダ中央に形成し、副燃焼室２の外周から連絡
孔７を通じて主燃焼室へ噴出する火炎、未燃混合気等の
ガスは、連絡孔７を通って火炎ジェット旋回流となって
主燃焼室に存在する新気を巻き込み、空気利用率を向上
し、混合燃焼が促進され、次いで、ピストンが下降して
燃料噴射ノズルがノズル挿入孔８から抜け出て、ノズル
挿入孔８が開放し、副燃焼室２からノズル挿入孔８を通
じて主燃焼室へ火炎、未燃混合気等のガスが噴出し、主
燃焼室の中央に存在する空気との混合を促進して燃焼ス
ピードを速くして燃焼期間を短縮でき、ＮＯX 、ＨＣ、
スモークの発生を抑制した良好な燃焼を行わせることが
できる。
【００２９】
【発明の効果】この発明による副燃焼室を持つピストン
の構造は、上記のように構成されており、次のような効
果を有する。この副燃焼室を持つピストンの構造は、燃
焼ガスに晒される副燃焼室の壁面の内面層を低熱伝導材
の反応焼結のＳｉ3 Ｎ4 をベースとしてＴｉＯ2 を含ん
だ無収縮セラミックスで作製しているので、前記内面層
の外側に泥漿鋳込みで多孔質セラミックスを作製して
も、寸法変化即ち収縮による内面層のセラミックスと多
孔質セラミックスとの間での剥離現象が発生せず、両者
間の接合強度は強力であり、耐熱腐食性で耐熱性に富ん
だ壁面が形成される。また、前記副燃焼室の外側の前記
複合体の多孔質セラミックスには、ピストン本体の金属
の鋳込み時に、該金属が多孔体のポア中に含浸され、前
記複合体と前記ピストン本体とは金属と多孔質セラミッ
クスとの複合化によって接合強度はアップされ、しか
も、前記複合体は前記内面層から前記ピストン本体に向
かって熱膨張係数が傾斜的に異なっている熱膨張傾斜機
能材に構成されているので、熱応力に対しても十分な強
度を確保できる。
の構造は、上記のように構成されており、次のような効
果を有する。この副燃焼室を持つピストンの構造は、燃
焼ガスに晒される副燃焼室の壁面の内面層を低熱伝導材
の反応焼結のＳｉ3 Ｎ4 をベースとしてＴｉＯ2 を含ん
だ無収縮セラミックスで作製しているので、前記内面層
の外側に泥漿鋳込みで多孔質セラミックスを作製して
も、寸法変化即ち収縮による内面層のセラミックスと多
孔質セラミックスとの間での剥離現象が発生せず、両者
間の接合強度は強力であり、耐熱腐食性で耐熱性に富ん
だ壁面が形成される。また、前記副燃焼室の外側の前記
複合体の多孔質セラミックスには、ピストン本体の金属
の鋳込み時に、該金属が多孔体のポア中に含浸され、前
記複合体と前記ピストン本体とは金属と多孔質セラミッ
クスとの複合化によって接合強度はアップされ、しか
も、前記複合体は前記内面層から前記ピストン本体に向
かって熱膨張係数が傾斜的に異なっている熱膨張傾斜機
能材に構成されているので、熱応力に対しても十分な強
度を確保できる。
【００３０】この副燃焼室を持つピストンの構造では、
シリンダ側に形成した主燃焼室と副燃焼室とを連通する
連絡孔は傾斜して形成され、前記副燃焼室から前記連絡
孔を通じて前記主燃焼室へ噴出する火炎、未燃混合気等
のガスは前記主燃焼室に向けてスムースに高速で噴出
し、前記連絡孔にガイドされて火炎ジェットとなって前
記主燃焼室に残存している新気との混合を促進して燃焼
スピードをアップして燃焼期間が短縮され、燃焼を短期
に完結することができ、熱効率を向上させると共にＮＯ
X 、ＨＣ、スモークの発生を抑制できる。また、前記副
燃焼室をシリンダの中心軸上に配置し、しかも前記主燃
焼室と前記副燃焼室とを連通する前記連絡孔を前記副燃
焼室の周方向に複数個形成したので、前記副燃焼室から
前記主燃焼室のシリンダ周辺への火炎、未燃混合気等の
ガスの到達が均等になり且つ短期間に進展する。前記主
燃焼室に存在する新気に対してシリンダ壁面までの到達
距離が短くなり、前記主燃焼室での空気利用率を向上し
て混合が促進される。
シリンダ側に形成した主燃焼室と副燃焼室とを連通する
連絡孔は傾斜して形成され、前記副燃焼室から前記連絡
孔を通じて前記主燃焼室へ噴出する火炎、未燃混合気等
のガスは前記主燃焼室に向けてスムースに高速で噴出
し、前記連絡孔にガイドされて火炎ジェットとなって前
記主燃焼室に残存している新気との混合を促進して燃焼
スピードをアップして燃焼期間が短縮され、燃焼を短期
に完結することができ、熱効率を向上させると共にＮＯ
X 、ＨＣ、スモークの発生を抑制できる。また、前記副
燃焼室をシリンダの中心軸上に配置し、しかも前記主燃
焼室と前記副燃焼室とを連通する前記連絡孔を前記副燃
焼室の周方向に複数個形成したので、前記副燃焼室から
前記主燃焼室のシリンダ周辺への火炎、未燃混合気等の
ガスの到達が均等になり且つ短期間に進展する。前記主
燃焼室に存在する新気に対してシリンダ壁面までの到達
距離が短くなり、前記主燃焼室での空気利用率を向上し
て混合が促進される。
【図１】この発明による副燃焼室を持つピストンの構造
の一実施例を示す断面図である。
の一実施例を示す断面図である。
【図２】図１の副燃焼室を持つピストンの構造における
ピストン頂面を示す平面図である。
ピストン頂面を示す平面図である。
１ ピストン本体 ２ 副燃焼室 ３ ピストンスカート部 ４ ピストンヘッド部 ５ 副燃焼室の内面層 ６ 複合体 ７ 連絡孔 ８ ノズル挿入孔 ９ 境界部 １０ 外周部 １１ ピストン頂面 １２ 連絡孔の内面層 １３ ノズル挿入孔の内面層 ２０ 外側部 ２１ 内側部
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｑ Ｆ０２Ｆ 3/00 ３０１ Ｂ ３０２ Ａ 3/26 Ａ
Claims (8)
- 【請求項１】 金属から成るピストン本体、該ピストン
本体のピストンヘッド部のほぼ中央に設けられた副燃焼
室、燃料噴射ノズルを突入させる前記副燃焼室に設けら
れたノズル挿入孔、前記副燃焼室と主燃焼室とを連通す
る複数の連絡孔、ガスに触れる壁面を構成する低熱伝導
率のセラミックスから成る内面層、及び前記内面層と前
記ピストン本体との間に配置され且つ多孔質セラミック
スの多孔体に金属が含浸すると共に気孔を有する複合
体、から構成したことを特徴とする副燃焼室を持つピス
トンの構造。 - 【請求項２】 前記多孔質セラミックスは前記内面層を
構成する前記セラミックスと同種のセラミックスを含ん
で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の副
燃焼室を持つピストンの構造。 - 【請求項３】 前記多孔質セラミックスの多孔体には前
記ピストン本体を構成するアルミニウム合金が含浸して
いることを特徴とする請求項１に記載の副燃焼室を持つ
ピストンの構造。 - 【請求項４】 前記多孔質セラミックスはＳｉ3 Ｎ4 ，
ＳｉＣ，Ａｌ2 Ｏ3或いはムライトの多孔体であること
を特徴とする請求項１に記載の副燃焼室を持つピストン
の構造。 - 【請求項５】 前記内面層は反応焼結したＳｉ3 Ｎ4 ９
０〜８５ｗｔ％とＴｉＯ2 １０〜１５ｗｔ％とから成る
無収縮セラミックスから構成されていることを特徴とす
る請求項１に記載の副燃焼室を持つピストンの構造。 - 【請求項６】 前記多孔質セラミックスは前記内面層と
の境界部分が他の部分よりＡｌ2 Ｏ3 とＹ2 Ｏ3 の含有
率が多い成分に構成されていることを特徴とする請求項
１に記載の副燃焼室を持つピストンの構造。 - 【請求項７】 前記複合体は前記内面層から前記ピスト
ン本体に向かって熱膨張係数が傾斜的に異なる熱膨張傾
斜機能材料に構成されていることを特徴とする請求項１
に記載の副燃焼室を持つピストンの構造。 - 【請求項８】 前記内面層を構成するＳｉ3 Ｎ4 とＴｉ
Ｏ2 から成る合成材、前記合成材の外側の前記複合体を
構成する前記多孔質セラミックスとＡｌ6 Ｓｉ2 Ｏ1 3
又はＡｌ2 Ｏ3 から成る複合材、及び前記複合材の外側
の前記複合体を構成する前記多孔質セラミックスとＡｌ
合金とから成る金属複合材によって熱膨張傾斜機能に構
成されていることを特徴とする請求項１に記載の副燃焼
室を持つピストンの構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6196188A JPH0842343A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 副燃焼室を持つピストンの構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6196188A JPH0842343A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 副燃焼室を持つピストンの構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0842343A true JPH0842343A (ja) | 1996-02-13 |
Family
ID=16353660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6196188A Pending JPH0842343A (ja) | 1994-07-29 | 1994-07-29 | 副燃焼室を持つピストンの構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0842343A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1032239A (ja) * | 1996-07-12 | 1998-02-03 | Toto Ltd | 静電チャックステージ及びその製造方法 |
| JPWO2015029985A1 (ja) * | 2013-08-26 | 2017-03-02 | 日本碍子株式会社 | 内燃機関 |
-
1994
- 1994-07-29 JP JP6196188A patent/JPH0842343A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH1032239A (ja) * | 1996-07-12 | 1998-02-03 | Toto Ltd | 静電チャックステージ及びその製造方法 |
| JPWO2015029985A1 (ja) * | 2013-08-26 | 2017-03-02 | 日本碍子株式会社 | 内燃機関 |
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