JPS5865953A - セラミツクス鋳ぐるみピストン - Google Patents
セラミツクス鋳ぐるみピストンInfo
- Publication number
- JPS5865953A JPS5865953A JP16444481A JP16444481A JPS5865953A JP S5865953 A JPS5865953 A JP S5865953A JP 16444481 A JP16444481 A JP 16444481A JP 16444481 A JP16444481 A JP 16444481A JP S5865953 A JPS5865953 A JP S5865953A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- ceramic
- buffer material
- piston head
- recess
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases or frames
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、セラミックス製ピストンヘッドをアルミ合金
Ｈ’Ｐｌ製ピストン本体（二て破ｊぐるむこと【：よっ
て作製されるセラミックス鋳ぐるみピストン（１関〕−
るものである。
Ｈ’Ｐｌ製ピストン本体（二て破ｊぐるむこと【：よっ
て作製されるセラミックス鋳ぐるみピストン（１関〕−
るものである。
従来、断熱を目的として、ピストンにセラミックスを用
いる方法が独々試みられている。商運１浪関のピストン
は一般にアルミ系鋳物が広く用いられてＳす、これＣニ
セラミックスを適用する場合は、ポル）ｌ−よる締結方
法と鋳ぐるみ（：よる方法が考えられている。小型化、
置速化へと進む昨今のレシプロエンジンにおいては、前
述したボルト（二よる締結方法は、寸法上の割れ無駄空
間の増大、ピストン＝Ｘの増大、生産性の低下等を招き
、好ましい方法とは云えない。
いる方法が独々試みられている。商運１浪関のピストン
は一般にアルミ系鋳物が広く用いられてＳす、これＣニ
セラミックスを適用する場合は、ポル）ｌ−よる締結方
法と鋳ぐるみ（：よる方法が考えられている。小型化、
置速化へと進む昨今のレシプロエンジンにおいては、前
述したボルト（二よる締結方法は、寸法上の割れ無駄空
間の増大、ピストン＝Ｘの増大、生産性の低下等を招き
、好ましい方法とは云えない。
また、前述したｌｊぐるみによる方法は、上記のボルト
締結方法の欠点を補う意味では有効であるか、鋳造時に
」１．けるアルミ合金とセラミックスの熱膨張特性の差
異によるがたの発生、鉛ぐるみ部の強度不足等、多くの
問題点を残してぃる。
締結方法の欠点を補う意味では有効であるか、鋳造時に
」１．けるアルミ合金とセラミックスの熱膨張特性の差
異によるがたの発生、鉛ぐるみ部の強度不足等、多くの
問題点を残してぃる。
不発１！１１は、上記間力只点Ｃ：鑑みてなされたもの
であり、鋳湯後のアルミ合金（））収＃Ｊｌ″ｉによる
セラミ゛ソクス製ビヌトンヘ゛ソドとアルミ合金鋳物製
ピストン本体との締精部である鍔部に生じるヒケを原因
とする両者間のがたの発生を防止すると共にセラミック
ス製ピストンへ゛ソドの回転をも防止し、内燃機関の断
熱運転を（ｉ６ｉ実に実施し得るセラミックス鋳ぐるみ
ピストンを提供１−ることを目的と−９６ものである。
であり、鋳湯後のアルミ合金（））収＃Ｊｌ″ｉによる
セラミ゛ソクス製ビヌトンヘ゛ソドとアルミ合金鋳物製
ピストン本体との締精部である鍔部に生じるヒケを原因
とする両者間のがたの発生を防止すると共にセラミック
ス製ピストンへ゛ソドの回転をも防止し、内燃機関の断
熱運転を（ｉ６ｉ実に実施し得るセラミックス鋳ぐるみ
ピストンを提供１−ることを目的と−９６ものである。
このため、本発明のセラミ・ゾクス銑ぐるみピストンは
、セラミックス製ピストンへ゛ソドとアルミ合金鋳物製
ピストンピンとの間に、鉄系合金からなる緩衝材を円４
１状に配設し、Ｍｉ＋記セラミックス製ピストンへ゛ソ
ドは［）１１記緩衝材を保持する円環状の戎、 ｒｉ（
ｌと、１・面（二おいては回り止め用の凹所を備え、ま
た、ｍ記緩衝材は前記セラミックス製ヒストンヘッドを
前記アルミ合金鋳物製ピストンに保持する円環状の外５
ｉｌｌ 鍔７５１Ｓと、円周部（二回り止め川の凹ｆｌ
’ｒ Ｙ備えていることを！時機としている。
、セラミックス製ピストンへ゛ソドとアルミ合金鋳物製
ピストンピンとの間に、鉄系合金からなる緩衝材を円４
１状に配設し、Ｍｉ＋記セラミックス製ピストンへ゛ソ
ドは［）１１記緩衝材を保持する円環状の戎、 ｒｉ（
ｌと、１・面（二おいては回り止め用の凹所を備え、ま
た、ｍ記緩衝材は前記セラミックス製ヒストンヘッドを
前記アルミ合金鋳物製ピストンに保持する円環状の外５
ｉｌｌ 鍔７５１Ｓと、円周部（二回り止め川の凹ｆｌ
’ｒ Ｙ備えていることを！時機としている。
以下、不発明の実施例に図に基づいて説明する。
第１ Ｌ’Ｊないし第８図Ｃ二おいて、１はアルミ合金
鋳物製ピストン本体（以下は単にピストンという）、２
はシリンダヘッド、３はシリンダボア、４はピストンピ
ン、５はコネクデイングロ・ソドをそれぞれ示している
。２０はセラミックス製ヒストンヘッド（以下、小にピ
ストンヘッドという）で、燃焼呈６内で発生する熱をａ
断する。ピストンへ゛ソド２０は、緩衝材３（）を介し
てピストン］、 に鋳ぐるまれる。
鋳物製ピストン本体（以下は単にピストンという）、２
はシリンダヘッド、３はシリンダボア、４はピストンピ
ン、５はコネクデイングロ・ソドをそれぞれ示している
。２０はセラミックス製ヒストンヘッド（以下、小にピ
ストンヘッドという）で、燃焼呈６内で発生する熱をａ
断する。ピストンへ゛ソド２０は、緩衝材３（）を介し
てピストン］、 に鋳ぐるまれる。
ピストンヘッド２０は緩衝材３０を保持する円環状の鍔
部２４を有しており、また、その上面Ｃ−おいては第２
図およＯ−第３ン１（二よく示されている凹り［２５を
有している。この凹ｉ−；ｒ２５はピストンへ・ソドｌ
の回り止め川に設けられており、その形状はクローバ−
状ないし多角形形状（音道は四角）で角隅部には曲面を
設けてもよい（第４図参照）。凹所２５の深さｈは、ピ
ストンヘッド２０のセラミックス材の材料強度（二より
適宜選択されるが、回り止めの機能を確保するためには
、２〜３！ｌｌ１１の深さでよく、ピストン全体の重量
を軽減するため（二（：ｌ−可能な限り深い方がよい。
部２４を有しており、また、その上面Ｃ−おいては第２
図およＯ−第３ン１（二よく示されている凹り［２５を
有している。この凹ｉ−；ｒ２５はピストンへ・ソドｌ
の回り止め川に設けられており、その形状はクローバ−
状ないし多角形形状（音道は四角）で角隅部には曲面を
設けてもよい（第４図参照）。凹所２５の深さｈは、ピ
ストンヘッド２０のセラミックス材の材料強度（二より
適宜選択されるが、回り止めの機能を確保するためには
、２〜３！ｌｌ１１の深さでよく、ピストン全体の重量
を軽減するため（二（：ｌ−可能な限り深い方がよい。
なお２３）ま、緩衝材３０が保合するピストンヘッド溝
である。
である。
第５図は第２図のＶ都を拡大ｔ７、ピストン１、緩衝材
３０とともに示す拡大断面図であるが、第５図ないし第
８図によく示されている緩衝材３０は、鉄系合金からな
、す、分割都３４により、半円状Ｃ二２分割され、１対
１組で機能する（第６図参照）。緩衝材３０は、ビヌト
ンヘ゛ソド２０をピストン１に保持する円環状の外側鍔
部３１を有しており、該緩衝材３０がピストンへ・ソド
２０と係合する際（二は、緩衝材３０の内径側の鍔部３
３の内径とピストンヘッド溝２３の間ｌ二は組付状態で
δの間隙が形成される。この間隙δはピストン１の熱愛
）１釣二よる変位を吸収するものであり、その値は通常
（１，１〜１ｍの間（二ある（第５図疹照）。また、外
側の円周部には第（５） ６１スに水工ように凹所である溝３８がノし成されてお
り、該溝３８により緩衝材３０の回り止めがなされてい
る。この回り止め機能を未了凹所は、Ｎ ３８ に１ｉ
ｔＸ！るものではなく、第８図に符号３８′で示す如く
、平面状の研削面であってもよい。このような溝３８は
、緩衝材３０の回り止めのに能を果すのみでなく、アル
ミ合金の鋳造時、湯の流れを良好にし、局部的な果の形
成を防止するととも【ニピストン本体を成すアルミ材の
鍔部の強度を補助する効果を持つ。
３０とともに示す拡大断面図であるが、第５図ないし第
８図によく示されている緩衝材３０は、鉄系合金からな
、す、分割都３４により、半円状Ｃ二２分割され、１対
１組で機能する（第６図参照）。緩衝材３０は、ビヌト
ンヘ゛ソド２０をピストン１に保持する円環状の外側鍔
部３１を有しており、該緩衝材３０がピストンへ・ソド
２０と係合する際（二は、緩衝材３０の内径側の鍔部３
３の内径とピストンヘッド溝２３の間ｌ二は組付状態で
δの間隙が形成される。この間隙δはピストン１の熱愛
）１釣二よる変位を吸収するものであり、その値は通常
（１，１〜１ｍの間（二ある（第５図疹照）。また、外
側の円周部には第（５） ６１スに水工ように凹所である溝３８がノし成されてお
り、該溝３８により緩衝材３０の回り止めがなされてい
る。この回り止め機能を未了凹所は、Ｎ ３８ に１ｉ
ｔＸ！るものではなく、第８図に符号３８′で示す如く
、平面状の研削面であってもよい。このような溝３８は
、緩衝材３０の回り止めのに能を果すのみでなく、アル
ミ合金の鋳造時、湯の流れを良好にし、局部的な果の形
成を防止するととも【ニピストン本体を成すアルミ材の
鍔部の強度を補助する効果を持つ。
さら（二、本実施例Ｃ二おいては、緩衝材３ｏのピスト
ンリング溝１］と近接する外側鍔部３１の下方隅部は、
ピストンリング溝１１と緩衝材３０間Ｓの危険断面を拡
大するためＣ二、テーパ部３２に形成されている（Ｍ１
図参照）。また、緩衝材３０は、テーパ部３２のはかＩ
ｍ、鍔部３３の内周隅部に面取り部３５．３６が形成さ
れ、さらに、外側鍔部３１の突出し部３７は曲面に形成
されており、それぞれ局部の応力集中を緩和している（
第７図参照）。
ンリング溝１］と近接する外側鍔部３１の下方隅部は、
ピストンリング溝１１と緩衝材３０間Ｓの危険断面を拡
大するためＣ二、テーパ部３２に形成されている（Ｍ１
図参照）。また、緩衝材３０は、テーパ部３２のはかＩ
ｍ、鍔部３３の内周隅部に面取り部３５．３６が形成さ
れ、さらに、外側鍔部３１の突出し部３７は曲面に形成
されており、それぞれ局部の応力集中を緩和している（
第７図参照）。
（６）
以上述べたような構成からなるセラミ・ソクス餉ぐるみ
ピストンにおいては、第１図に示すようＣ二、ピストン
へ・ソド２０はピストン１の往復運動Ｃ二より、矢印Ｍ
で示すような慣性力を発生する。この慣性力は、ピスト
ンへ゛ラド２０の鍔部２４の上面２２、緩衝材３０の外
側鍔部３１の上面で受圧され、ピストン１が受は持つこ
ととなる。また、燃焼により発生する一１１ス圧力（図
における矢印Ｐ）は、ピストンへ・ソド２０の上■が父
圧し、面２１を介してピストン１が受圧する。
ピストンにおいては、第１図に示すようＣ二、ピストン
へ・ソド２０はピストン１の往復運動Ｃ二より、矢印Ｍ
で示すような慣性力を発生する。この慣性力は、ピスト
ンへ゛ラド２０の鍔部２４の上面２２、緩衝材３０の外
側鍔部３１の上面で受圧され、ピストン１が受は持つこ
ととなる。また、燃焼により発生する一１１ス圧力（図
における矢印Ｐ）は、ピストンへ・ソド２０の上■が父
圧し、面２１を介してピストン１が受圧する。
以上述べたような本発明によれは、セラミックス製ピス
トンへ゛ソドとアルミ合金鋳物製ピストン本体との間に
、鉄系合金からなる緩衝材を円環状に配設し、ｂ１■記
セラミヅクス製ピストンヘヅドは前記緩衝材を保持する
円環状の鍔部と、上面においては回り止め川の凹ｌフｆ
をψＩｉ１え、また、前記緩衝材は前記セラミ゛ソクス
製ピストンヘッドを前記アルミ合金鋳物製ピストンに保
持する円環状の外押ｊ鍔部と、円周部に回り止め川の凹
所を備えているから、セラミックス製ピストンヘツドと
アルミ合金ＪｊＡ物製ピストン本体間のがたの発生を防
止すると共（−、ピストンへ・ソド、緩衝材を堅固Ｃニ
ピストン本体Ｃ−固着したので、強度、耐久性Ｃ１役れ
、ピストンの設計温度が置くできるため、燃焼圧力、燃
焼温度を高めることが「１」能となり、エンｉンンの熱
効率が同上し、未燃焼炭化水素や微粒子の低減が１」能
となるため有害排気カスの低減が果せ、また、燃焼温度
の向上により始動性の改善が達成され、さらＣ二は、従
来在任するボルト締結法に比し、工程等の削減により生
産性が向上す＜）など、多くの効果を奏するセラミ・ソ
クス鋳ぐるみピストンが提供できる。
トンへ゛ソドとアルミ合金鋳物製ピストン本体との間に
、鉄系合金からなる緩衝材を円環状に配設し、ｂ１■記
セラミヅクス製ピストンヘヅドは前記緩衝材を保持する
円環状の鍔部と、上面においては回り止め川の凹ｌフｆ
をψＩｉ１え、また、前記緩衝材は前記セラミ゛ソクス
製ピストンヘッドを前記アルミ合金鋳物製ピストンに保
持する円環状の外押ｊ鍔部と、円周部に回り止め川の凹
所を備えているから、セラミックス製ピストンヘツドと
アルミ合金ＪｊＡ物製ピストン本体間のがたの発生を防
止すると共（−、ピストンへ・ソド、緩衝材を堅固Ｃニ
ピストン本体Ｃ−固着したので、強度、耐久性Ｃ１役れ
、ピストンの設計温度が置くできるため、燃焼圧力、燃
焼温度を高めることが「１」能となり、エンｉンンの熱
効率が同上し、未燃焼炭化水素や微粒子の低減が１」能
となるため有害排気カスの低減が果せ、また、燃焼温度
の向上により始動性の改善が達成され、さらＣ二は、従
来在任するボルト締結法に比し、工程等の削減により生
産性が向上す＜）など、多くの効果を奏するセラミ・ソ
クス鋳ぐるみピストンが提供できる。
第１図は不発１す４に係る一実施例を示した断面図、第
２図はピストンヘッドの正面図、第３図は第２図の低面
図、第４図はピストンヘッドの凹所の形状を示す説明図
、第５図は第２図のｖ都を拡大して本発明（１係るピス
トンおよび緩衝材とともＣ二示す拡大Ｈ）ｒ面図、第６
Ｎは緩衝材の平面図、第７図は第６図の〜ｉｔ −Ｍｌ
線に清う拡大断面図、第８図は緩衝材の別の実施例の平
面図である。 Ｊ・・・ピストン ２ｏ・・・ピストンヘッド２４
・・・鍔部 ２５・・・凹ｎ「３０・・・緩衝材
３１・・・外側鍔部３８・・・溝 ３８
′・・・イシド副面（９） ？！Ｐ ｌ 図 −２２ｉ りｎ 才３図 ２４ 図 ／−−へ ／ ＼ ２５
／ ＼ ・ ・・・◇ ｌ ゝ −一 （ｊ ＼ ／ ＼ ／ 才６ 図 ３．８ ２５図 ０
２図はピストンヘッドの正面図、第３図は第２図の低面
図、第４図はピストンヘッドの凹所の形状を示す説明図
、第５図は第２図のｖ都を拡大して本発明（１係るピス
トンおよび緩衝材とともＣ二示す拡大Ｈ）ｒ面図、第６
Ｎは緩衝材の平面図、第７図は第６図の〜ｉｔ −Ｍｌ
線に清う拡大断面図、第８図は緩衝材の別の実施例の平
面図である。 Ｊ・・・ピストン ２ｏ・・・ピストンヘッド２４
・・・鍔部 ２５・・・凹ｎ「３０・・・緩衝材
３１・・・外側鍔部３８・・・溝 ３８
′・・・イシド副面（９） ？！Ｐ ｌ 図 −２２ｉ りｎ 才３図 ２４ 図 ／−−へ ／ ＼ ２５
／ ＼ ・ ・・・◇ ｌ ゝ −一 （ｊ ＼ ／ ＼ ／ 才６ 図 ３．８ ２５図 ０
Claims (2)
- （１） セラミックス製ピストンへ゛ソドとアルミ合
金＠物製ピストン本体との曲に、鉄系合金からなる緩衝
材を円環状に配設し、前記セラミックス製ピストンヘッ
ドは前記緩衝材を保持する円環状の鍔部と、下面におい
ては回り止め用の凹Ｉ９ｒを備え、また、１１１記緩衝
材は前記セラミックス製ピストンヘッドを前記アルミ合
金鋳物製ピストンに保持する円環状の外側鍔部と、円周
部に回り止め用の凹所を備えていることを特徴とするセ
ラミックス鋳ぐるみピストン。 - （２）緩衝材は、該緩衝材のピストンリング溝と剋接す
る外側鍔部下方隅部において、前記ピストンリング酵と
該緩衝材間の危険断面を拡大するために、テーパ状にカ
ヅトされている特許り声求の１イｊ、囲第１項記載のセ
ラミックス鋳ぐるみピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16444481A JPS5865953A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | セラミツクス鋳ぐるみピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16444481A JPS5865953A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | セラミツクス鋳ぐるみピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5865953A true JPS5865953A (ja) | 1983-04-19 |
Family
ID=15793281
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16444481A Pending JPS5865953A (ja) | 1981-10-15 | 1981-10-15 | セラミツクス鋳ぐるみピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5865953A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100435963B1 (ko) * | 2001-10-10 | 2004-06-12 | 현대자동차주식회사 | 진동 및 소음 감쇄 구조를 갖는 피스톤 조립체 |
-
1981
- 1981-10-15 JP JP16444481A patent/JPS5865953A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100435963B1 (ko) * | 2001-10-10 | 2004-06-12 | 현대자동차주식회사 | 진동 및 소음 감쇄 구조를 갖는 피스톤 조립체 |
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