JPS59201952A - 内燃機関用ピストンおよびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内燃（段間用ビス１−ンａ５よびその’＃ｉ告
）Ｊ法１．ｌ係り、とくに金属にＪ、つ−（（１４成さ
れかつｌ（ｊ　ｉｒ＋ｉに四部から成る燃焼室を仙゛Ｉ
え、直接噴射（ｉシの内燃１穴間に用いられろ１ごス１
ヘンＪ３．Ｊ、ひその’Ａ造方法（こ関りる、。

内燃機関は、とくに最近は旬々イの性能が向上ｌｙ　”
Ｃいる。、　ｆＬ、　（この性能の向上に伴％　−）　
’（、内ｊ′！・は閏を（１６成りる］−四部品である
ビス；−ンに課けられた牧械的負１’ｌ；Ｉ　Ｊ５まひ
熱的負ｉ？：ｉは益々過酷にな＋（おり、／フルミ三つ
ム合金等の金属で構成されるピストンにＪ３い（は、上
記の機械的負６；１や熱的ｔ’ｐ　イ・：＋に耐えるた
めに、所敞の部分に何らかの補強か心安にな・）−Ｃさ
くいる。例えばρｉ　１３．　ｎ、６ｉ　Ｑｙｌヘリじ
ストンの燃焼室の聞１．．ｌｌ縁部には１１０部的に高
い熱的４Ｃ（°目゛・：１か１）１目′）す、これにＪ
、つ（熱亀裂が発生し易い、。

、したビス１〜ンの外周向に形成され（いるリング１１
への内、一番り側の１〜ツブリング満μ名しい摩耗を７
１し、耐用１１−数を支配りると言われ−Ｃいる、。

ｉＹ来のｉｌ′１．１＆１１ｒｓ川型のピストン１は第
１図に示されるようになつＣ’Ｊ３す、その頂面には燃
焼室２か四部によつＣ形成されている。そしてこの燃焼
室２の間口縁部は高い熱的む（−■’ｕｌ　４シ（フイ
）ため（Ｊ、これによって図に小り、、ｌ　）＜１：熱
亀裂３か介／１−りる。

この亀裂３を防［−りるために、・燃焼’ｉ’　２の聞
１−Ｊ縁部に鋼材をインサー１〜したり、レノミック製
のＦｉｌｉ材を結合したり、あるいはまた硬’ｊ’Ｔ陽
（〜酸１ヒ皮＋１１．！を生成させる等のス・］策が？
−＋イ＜ねれ（いる１、またピストン１の外周面に形成
され−ているリングＲｉ’＋　４の内、一番上側の１へ
ツブリング溝（こ−）いて（３Ｌ、責種金属環を装着す
る等の対策か（−倉なわれ−（（１３す、これによって
摩耗を減少さＩＬ　’！；ｐ　Ｊ：うにしくいる１゜と
ころで第１図に小ｔＪ、う＜、Ｘ燃１瞬、プ１ハ２をＩ
！ｉｉ＋えたビス１〜ン１は、例えば直接＋１ｉ：ｉ　
！＋１型のノ゛イーセル１ンジンに用いられるもの（あ
るか、む二の」、う＜ｉ　１ンジン゛にｄ５いて（Ｊ、
予燃焼全Ａ・）渦流’ｉ；　（ｉイ＋・Ｊるいわゆる副
至型のＴイーレル１ンシンに化ｌ＼（、↑体の熱負荷は
低く、ビス１〜ン′１の燃焼゛に＋＞　’ｔ！の聞１」
縁部のみに局部的に人さｈ　ＩＱ　？Ｉ：Ｊか加４つる
という１゛ｌ微かある。従つ゛にのｊ、うなビス１〜ン
にＪメい゛（：’　Ｌ、Ｌ、頂面の全体に熱亀裂のス・
１朶を施りことは動床的Ｃ・なく、また経済的にも不利
になる。従って上述のよう’、；にＬ来のス・１策が必
づ゛しもこの種のビス１〜ンに動床的Ｃ゛あるとは限ら
ない。

本発明は、ｊｌヱ年どくに技術の進歩が君しい無機織Ｉ
ｌｌを用い（だ）的餉伺あるいは機械的愈的の商い部分
を強化ＪるＪ、うにした内燃１幾関川ビメトン（１３、
」、Ｏ−その製造方法を（；？供りることを目的とづる
ｂのＣある。

本弁明にＪ３い（ス・１象とりるビス１ヘンは、金属に
Ｊ、つ（（１４成されＩこビス１−ンであつ（、かつそ
の１「１面に四部から成る燃焼室を備えたビス１〜ンで
ある１゜１記金１７パＩＪ例えば））ルミニ「クム含企
てあって、溶ｉ、（！！　ｌ、たｒｌルミニニス１合金
を鋳型内に注入りるとどしに、このノノルミーウムを加
１１（Ｆ　（ン疑固さｌるＪ、・）にしｌごビスＩ・ン
に用い（’　Ｔ）Ｊ適なしのでｃ′ｙ）る。″こしくこ
のビス１〜ンを鋳造りる際に、λｉｊ繊糾、４、たは連
続りる長繊維から成る無（幾繊命１１集合イホを少イヱ
くとし燃焼室の聞１−１縁部と対Ｇｉ＞　？する（ｆｆ
置に配置しくおき、ビス１〜ンを構成Ｊる金属の一部を
１−記２（（１、低繊軒１東合体のりと・隙に浸入さＵ
ることにＪ、−）（、このｌ１ｌｊ　ｌ復繊躬１集合体
を上記駅；焼Ｙの聞し１縁部に複合させて強化を行なう
ようにしたしの（゛ある。。

上記無）幾繊維集合体を知謀Ｉｆｆから（１〜１成り６
４１合には、例えば炭化珪素ウィスカや窒化１１−７４
−ウィスカを用いることが好ましい。ぞしく’）、＋＋
　繊Ｎｌｌ　’ｔｉ用いる場合には、二種類以上の祠買
を混合しく用いることがＣぎる。また短繊維ににつて無
１）（横紐集合体を構成する場合には、λ０繊紺を・Ｚ
７．　Ｌこ絡まｌ（リング状に成形し、このリング状の
機種集合１ホをｉ〕１型内の所定の位置に支１、“ｊし
た状態（５）１込むこと（こより、ピストンに７Ｕ合さ
れるＪど（５二なる。。

これに対して連続づる長繊維を用いる場１合に【、１、
レレミツク繊維Ａｌ）金属ＩＩＡ紐か利用：”Ｊ’　（
Ｊ’ｓ　’Ｃある。７さらにレラミック繊＋ｌｉどし−
（１３１、炭（・、供Ｉｆｆ　）’ノノルミノ」ル刺［
゛、あるいはＩ突止１」パ・」１夫にＩＩ活゛へくし、
リインことがてさる、１そしでこのＪ、うなＪ’！！　
Ｆ：；ｆｆりるＬ（朴ｕ　Ｉｌｉ　１．１．　ｊｌ’Ｊ
当＜、、５３粋によってリング状に６′、装りるＪとか
（さこの長繊維を所定の位置にＩ′Ａ：　）′ｌＬ／　
／ご状態（・？ｊ醐じン屈を注入することによっＣ１同
様にビスｌ−ンに複合されることになる。とくに燃焼ゲ
の聞１１縁部に長繊維から成る無機繊維集合体を複合す
る場合に（，１、この燃焼ηぎを形成りるための中子を
巻さ枠ど１、（利用りる。二どかＣさ、非常にりｒ都合
に％−る８゜（し」＜ノい（，１まｌ、二艮ξ械命１１
をメリＡ７ス（幾械に、４．−）　’（親ＩＪ戊しｉ　
（ｊ：：ｌ状にし、これをざらに巻上げでリング状と・
１　イン　こ　と　ｂ　（さ　く）、。

本発明のさらに別の特徴は、燃焼室の開り縁部のみなら
ず、少４Ａ＜どｂ１〜ツゾリング満（こつい（らＪＩＢ
！機５４１ｉ届ａ−合体を複合さけることにある。燃焼
全の聞１−１縁部（，１商い熱的な０伺を受【］るのに
対しく、トツノ°リング’Ｉｈ’＋　ＬごついＵ　ｔＪ
：高い耐埠耗すノ１を台・Ｊ　’４＋　／Ｊめに、これ
らの二つの要求を満）」１りる３＋＋＜　依繊紐集合体
を用いる場合には、両者を同一の拐Ｆｌから４．＋７．
成りることができる。このような拐）Ｔｈ＋どじ（は、
例えば炭化■１素ウィスカや窒化珪素ウィス７Ｊがある
。ざらにこのような材料を用いる場合に（１、燃焼室の
聞１ｊ縁部どトップリング満とを連わ°。

・する３Ｌ通の；７１（ｌ洋繊帷集合体によ−）Ｃ複合
りることかＣ″さる。この上・）な方法はビス１−ンの
製造がＲ易になるという利点をもたらす。しかし必ずし
も両者を連続づる一体の無機繊維集合体で複合する必要
はなく、互に独立に４１：・）（いる　′ンの無機織Ｉ
ｆｔ集合体によっＣそれぞれの部分を？ｉ７会さけＣら
よい。この場合におい（、ｉ・１・川のｊｇＢ　＋代繊
？Ｉｉ　！Ｊ、百体をそれぞれ別々に鋳型内（位置保１
″Ｉ　Ｌ　’（’　！’）　Ｊ、いが、一方の無機繊維
集合体）こＪ、・）゛Ｃｉｌリノ゛ノのノＱｌ　＋；ｌ
ｉ繊Ｎ集繊体集合体保持覆ることし”Ｉ　ｆｆｅ−（あ
イ）、１なａ３　ｈ　ツｌ　！Ｊ　＞　’ｊ　満ノＲ１
ｉ　１７１ｗ　ｌ、−ξイ”１ｃ・４’ｌ　ル照Ｉｓ　
ｕｋ紐集合体は、連続する長繊維、Ｊ、すし・むしろ７
．！Ｉ繊相の方が好ましい。さらに知識ｆ＝ＩＩ４′用
いろ弱含に、１りいでし、それらを９こ合しく成形イホ
４イ′する」フ、；合の容易性を化えるならば′、％ｌ
繊♀１１′のノ′スベク１〜比、りなわち直径にヌ４す
る１（さの圧挿゛か＋、−Ｈ畠に太さいしのは不利で、
はぼ２００以下のらのかｊ凶゛１１（ある、。

本発明によれば、ど＜　Ｉｗ　Ｉｊｆ面の燃焼゛・ｊ・
“の聞；１縁部に無機繊維集合体か複合８れる（二と（
、ニイ、−リ、このために無機繊維集合イイ＼の補ツｎ
ｉ　／Ａ＋宋に：　Ｊ、　−）　’ｉ：熱〔ｌ１ｌｊ１
にイ１′なう亀裂を動床的かっ！ｉｆｆ　’）コに防１
１りることがでさる。ざらに１−ツゾリンク；＾冒Ｊす
い（Ｌ）７！’−’−ｔｙＩ！繊維集合体を複合η゛る
ことにＪ、す、イの児耗を防止ツることにより、耐用期
間を長く１にとがてさる。、３した上記無機繊維集合体
は鋳型内の所定の（１′／買に配置”され、溶融された
金属が注入される際に、この無機繊維集合体の空隙に金
属が浸入されるＪ、うに４１っているために、金属から
成るビス１−ンに（イ［実に同省されることになり、そ
の１１２落を防１１することかで・さる。また鋳造され
たピストンに後から７ｇＨ（幾繊刺］集合体を複合−り
るしのではないので、加Ｊの１数か増加覆ることがない
。

以１・本発明を実施例によってさらに詳細に説明ＩＩ　
〈：）　、　、１：ザ第２図Ｊ＞Ｊ、ひ第３図（Ｊよっ
て本発明の第１の実施例をＪ１明りる。第２図に承りよ
うに、リング状を成り無機繊維集合（Ａ１０を用ｌ→づ
る。。

なＪ３この′、ＩＪ施１シ１においては、集合体１０は
酸化ツノルミニウムく△（２ｚＯ３）９！：）％と二酸
化珪素（Ｓ　ｉ　０２　）　！′〕ｌ３１１Ｉを）捏合
したしのＣ’　（わつ（、これに３は重均の１１１仔が
３μＣ゛、繊維の〕′スペクト比が２００以トのしのが
用いられている。こしにのような短繊維の混合体によっ
て第２図に示−＝Ｉ’　、１つ／ｊリング状の成形１４
＼１０を得るようにしでいる。

この成形ｆＡ　１０はピストン°を鋳造りるための鋳型
内に３３いて、燃焼案の開［１縁部ど対応りる位置に配
され、この状態にＪ５い（ｕ型内（ご溶融しＩご）′ル
ミニウム合金を注入Ｊる」、′）に１．　（いる１３そ
してこのアルミニウム合金（よ、１３Ｊ、−ぐ１０００
ｋｘ、　−”　（・、］１の圧力で゛ゾランシＡ・にＪ
、り加１：Ｉ’、”ｊれ、第３図に小すようなピストン
１１が１８１られＩご１．−［−記の加珪によっ−Ｃア
ルミニウム合金の浴温は成形体１０の繊維と繊維との闇
に形成された空＃ｌｒ　＋、、ｌＦ、２人リイ）ことに
すり、これにＪ、−）（成形体′１０はビス１−ン′（
」に確実に結合され（いる。イル（このじス１−ン′１
１には、その頂面に凹部から成ろ９４ｉ焼’ｉ’　１２
か形成されＣいる。

このようなビス１〜ン］１は第２；３図１．二小り装置
ｌ゛・′！“によっ゛で耐熱亀裂の動床か確１、Ｒされ
（いる１、この装置（，１燃焼室１２の聞１１紅７Ｎ、
口Ｊ〕Ｉｉ　Ｉ＞；　ｌ、　’（：配された加熱」イル
１ごうど、冷ｌＪＩ用の７．気を１２；るＪス用バイブ
１４とを備え、加だ１−１イル゛１こ３　＋Ｊ、）、ン
（゛燃焼゛）Ｖ１２の開口縁部を加熱し、つい（加熱−
Ｊイル１Ｊ３による加熱を停止するとどしに、送用バイ
ゾ１／ｌによって冷却を行なうというザイクルを繰返し
Ｃ（■なうようになっている。そして燃焼？ピ１２の開
１−１縁部は第２３図に示Ｊように、加熱」イル１３ｉ
Ｚ　、Ｊ、−）（加熱された場合に約３５０℃の湿麿（
Ｊさ１（されるようになつＣいる。また第２４図に示１
］−Ｊ、う（ご、燃焼室１２の聞］」縁部は加熱と冷Ｉ
ＪＩとか綽ｊ１％されることから、高温側が約３５０°
Ｃてあり（、ＩＩ（部側か？１Ｊ　１７０　’Ｃの然υ
イクルが加えＪうれくにどにへる。

こしく本実施１シリに係るピストン１１の試験結果は、
’：ｉ’、　２５図にＪ３い℃Ｃ（示す曲線によっＣ表
４つされ（Ｊ３す、レラミック繊紺から成る成形ＩＡ　
１０によっＣ燃焼室１？の間し一１縁部か複合されたビ
スＩ・ン１１μ顕とへ亀裂抵抗を有しくいることか判明
しくいる１、なお第２１〕図におい（八−（小り’Ｆ　
ＩＩ【、１、伺らの強化か？’Ｊ　’、；ねれ−（いな
い）フルミニウ！、命令／ｊｓ　＋５成るビス１ヘンの
亀裂の状態を示しでいる。

また同図におい（Ｂ’−ｃ”示！Ｊ特性【３１、ビス１
〜ンの１１′１面に１１史ｖ）陽極酸化皮膜を形成しＩ
ζピストンの’１７ｊ↑１（ある。これらのｉ′Ｌ氷の
ピストンと比較りれＩＪ、ホｊコ施例に係るビス１へン
１］が高い耐熱亀裂性を右づることがより一１１Ｙｉｌ
！Ｉ冊Ｉ′ｆｆになる。。

つぎに上記実施例の変形例を第１図につき説明する。第
３図に小’Ｊ　’ｊ：　ｆ＋Ｉ！！例（よ、ストＩシｌ
リッツ型の燃焼室１２を右りるビス１ヘン゛］′１に関
（する０のであるが、この変形例は第１１図（、−小ｉ
Ｊ　Ｊ、）にＡ−プンヂトンバ型の燃焼室１２を’　ｆ
ｌｉ１″１７；搏こヒストン１１に係るもので・あり、
このじ゛ス１〜ン゛ｌ　ｉ　ＩＪ　＝Ｉ；いてもその燃
焼室１２の聞１」縁部（、二１．Ｌ、１ｉｊｊ、１；（
繊紺東含イホ１０が複合されＣいる。この、１、−）イ
）−変＋１ｅ例（Ｊおいても、上記実施例とほぼ同様の
イ′１川’ｉＪ＋宋かｆｌｌｌ’　ｕｌｊされＣいる。

つきに本発明の第２の天ｆ）１！例を第１１図）Ｊ′）
さ＋、、ｔａ明りる。この実施例に、１い（は、）１（
１，１大繊頼集合（・１＼から成゛る成形体１０を、炭
化１！、　ｋ：　＜　８　！　（’、；　）のウィスカ
繊維１）ｓ　ｒら構成しｌζｂのＣル）イ昌１くしく（
二のどさのウィスカ繊キ１［の１白径Ｌｊ　１　ｔｔ以
１・（゛あっ（、しかしそのアスペク１へ比は５０以１
・のしのが用いられ−（いる。さらにこのフご／１１！
！　１列（こＪ＞い（（，１、第２の無は繊維集合体１
５かトツノ′リング漏１０に複合されている。そしてこ
のリング晶１０に複合ｄれた無（攻繊ＩＩＩ東合体１５
も上記燃焼窄１２の開口縁部に複合された無機繊維集合
体１０と同じ拐１′月から１りられ（いる１、なＪ５こ
れらの成形体１０．１５）をビス１−ン１１に鋳込む方
法は、上記第１の７ごＭＩ！例ど同様てあつＣ１これら
の成形体１０．１５をくれそれＪす「定の位置に保持し
た状態にＪ５いＣ１ν、　１ｔｌｌ内にアルミニウム合
金の溶湯を注入し、加圧１・（゛ン１矛１−７１さＵる
、上・うにしＣいる。

、−のＪ、う４ｆビスＩ−ン１１の耐熱亀裂性につい（
第２３図ａ３ｊ、ひ第２４図（こ示り装置ａ５よひ条１
′ｉ（１記第１の実施例と同様の熱→ノイクルを加えｋ
どころ、第２５）図ｔこｄ３いｃＤＣ示り一結果が得ら
れた１゜この結末ｈｒ　Ｉらし明らかなように、炭化珪
素ライス／Ｊから成るＪｇ＋、機繊維集合体１０を複合
しｌこビスＩヘン゛１′１もＩ！′ｂい１ｆ・１熱亀裂
１４：１を右りることか４Ｋｃ　認され（いる、１ さらにこの実施例のビスＩ〜ン１１の１〜ツグリングｉ
ｉ＋’＋　１６に複合された無機繊維集合体１５の動電
を（イ「認りるために、集合体１５から摩耗試５ωｊ１
を採取し、ビス１−ンリングと同一の秘鉄から成る材料
によって滑り淳擦をｔ−ｒない、比１７江甲を−ａｌｌ
ｌ定したところ第２６図にＪ３い（、ｌ）　（’　７１
１り結末か１゛１られた。この結果力目ら明らかなＪ、
−）ｆ、’冒父イヒ１ｊ−ｆ、・”ノイスカ複合体は高
い耐序耗性を右りることか明らかになった。１また上ル
ビ第１の実施例でＩｌｊいられた無機繊維集合体１０と
同し祠）’４１　Ｃご、Ｊ、・）（］・ツノ′リング満
１６の補強をｉ］なう無（幾繊維集合１小を・伯り、こ
の試験片についＣシｊＩＨｊ様の■す［Ｊ［；ｉ＋’ｊ
験をｔｊイＡっだどコロ、第２６図Ｌ　ａ＞　イー’（
ＣＹ小りｆＮ’ｌ宋かｔｌｊ　１うれた。なお同国にＪ
３いて△（・小「１れ１１宋Ｃ１、伺らの強化が９色さ
れていない］ｌルミニラ１１合合から成るピストンの試
験片につい−（の結末（ある。ｉｆっ（これらの比較か
ら明らか’、Ｔ　Ｊ、う（ご、１寅化Ｉ４　ＳＱＬあろ
いは酸化゛アルミニウムと一酸化月４どの混合１本に６
Ｊ。

つて無１戊繊紺集台体を１ｒｒｌ成し、これを′１〜ツ
ノリング１ｉｌｓ　１６に複合さけること【ごコ、っ（
、このリンク満１６の摩耗を効果的に防１１りる（どが
川ｒ！ｉ＋’に／、する。

つぎに上記実施例の変形例をＩｉ　６図に゛）ｄ説明す
る。この変形例にΔ５いでは、１〜ツブリング渦１〔５
に【１＋４摩耗竹を与えるための無機繊維集合体１５を
、このリンゲイ：？１１６の上面とＦ而とにイーれぞれ
別ツノ（ご配するＪ、うｔごしたらのである。、このＪ
、うに成形体１！〕の複合部分を１１φ小限【こ留めＣ
し、成形１ホ゛Ｉ　ｊ＋の石りる耐１′／１粍性によつ
（、トソゾリングイ：ｌ’＋　１　（ｉのＩｊ’：　ｘ
、ｔ：を効果的に低減り−ることかてきる。

％　Ｊ　、１記第１おＪ、ひ第２の実施例にｄ３いで用
いられた；Ｉｐ、ｊ　ｌ幾繊紺集合ｆホ１０．１５は第
２５図の才、′。

宋か＋−，明らか４ｔ」、′）に１１”：１いｉｎ４熱
Ｆ［１裂１′１を石・）くンどど６（ご、りｉ　２６１
ノロＪ小りＪ、うに簡い１１・１厚耗１１をｂ４＋　Ｌ
　（いる。従−）（必然的にこれらの成形体１０．１５
）のイΔ′Ｉ＋１かＪξ辿化することか（８、従−）（
第７図ｄするいは第８図（こ小り変形例のＪ、うに、２
つの成形ｆＡ　１０、Ｉ　Ｊ　４’一体にかつ連続的に
形成りる、１、うにしくシＪ、い。このＪ、うな変形に
Ｊ−れ（３ｒ、２′〕の成形体をそれぞれ鋳型内にＣ１
５いで別々（ご位置法１、′Ｊりる必ｊＪ！７か）Ｊく
なるために、ビスＩ−ン１１を、１．り合唱（、二・波
造づることがｒＩ］能となる１゜しかし２−）の成形＋
４１０．１ｂをそれぞれＬＬに独＼シに成形した揚台に
おいても、一方の成形体が使方の成形体を支持づ−るよ
−）％　！ｆ、；状と（」れ（ま、これによって一方の
成形体の、７〕４４ノー１″１内（１１“／　！Ｉ：’
ｌ保］・ｊりることにより、２−）の成形体］０．１Ｆ
）をでＪ’１ぞれ所定の位置）こ複合さりることノ〕・
（−さべ）３１例λ−ば第９図および第１０図（，１，
小（Ｊｌ」、・うに、１！！′ｉ焼４ア１２の開口縁部
に複合される成形１〕：〜１０ろ、トツノ゛リング晶１
Ｇに複合されろ成）１つｆ、＋＼１；）にン］、ｊさｌ
。

この成形体１ｂをｉろｌ’ｌｌｊ内（こイ１′７置イシ
（１♂１・１イ０ことに、ｊ〜す、これら２つの成形体
１０．１！）か、７れ（れ１す１走の位置に複合された
ピストン′１゛Ｉか１′１″られることになる。これに
ス・］シ（第１′１図あ・り）い（，１第１２図に示？
Ｉ’Ｊ、うに、１〜ツノリング：Ｍ　−１（ｉ　ｌごｔ
％’　ｉ’ｉ’　Ｊ　Ｊ’Ｌる成形体１ｂを燃焼二ｒｌ
　ｉ　２　Ｕ）聞１．１．ｉぐ、部（二ｆｔ、′合され
る成形体１０に支１、ｊさけ、このｊ）シ１１３１ホ１
０を鋳′−゛１内に支）：’＋　′？ＪルヨウＭ　シ’
Ｃ’ｂ　Ｊ、イ、　−、、、ｌし、−、ノ／’Ｊ　□、
ＭＪ、れば、２つの成形体１０．１５）イー別々（こ壺
１．’＋　Ｊる困難を１）１除覆ることかＣさるととし
くご、両名の１（Ｉ　Ｒ−１関係を正しく位置法めづる
ための幅１１＼を）必すとしなくなる。

つぎに本弁明の第３の実施１シリを第１３３同−第１り
図につき１．５２明りる。この実施例にｄ）いては、燃
焼”ｉ’の聞１−１縁部に複合される無機繊維集合体１
７を連ｖ１．りる艮１１！　ＩＩＩから）１４成してい
る。ここでは配化ノ′ルミーー″ノｌｘ　８　！Ｊ％、
二酸化珪素１５％’ｒ）Ｃ１仔か１１μの連続りる１！
、−繊維を用い、この枝繊維を第１３１２１−第１　ｂ
　図ニ小’Ｊ’　Ｊ、ウニ、中子１　Ｂ　（１）　突起
１９に谷）−りるｊ、うにしている。中子１８の突起１
９）は、ビス１−ンを鋳造りる際に燃焼室を形成りるた
めに用いられるものであって、この中子１ε３の突起１
０が枝繊維の巻き枠と兼用されＣいる。

ごしく口の実／Ｊｉ！例においては、−１記の枝繊維は
での′とｌｉｒ；−軒か６５％になるように差ｆ＝Ｊり
られるととしＩＪ、集合体１７Ｕ）Ｃ０ｉ面は縦横ども
に１Ｑ　＋ｉ＋＋の矩形面１ｍに４１゛へ成されている
。

ぞしくこのような無病繊維集合体１７は、上記第１の実
施例と同様にしてアルミ−Ｉクム合金から成るビス１−
ンの燃焼室の開口縁部に複合され（い〈″、）３．この
ような枝繊維から成る成形体１７にＪ、−）（燃焼°至
の聞１」縁部が強化されたビスＩ〜ンについ（，１−２
第１の実施例と同様に６４熱亀裂性（こ関ツる試験を行
なつｌこところ、第２１）図に（）３い（１−て示すよ
うな結果が得られた。この結果０１ら明らかなように、
枝繊維から１戊る（１１、（）讃繊；ｆ［束合１小を燃
焼室の開口縁部に複合さけること（Ｊ、１、っ（、休め
（高い耐熱亀裂性か得られる（二とか明Ｍｌ’　ｌご＜
、　−）　／Ｌ　ａこれは成形体１７を構成ｊｌる繊組
か総（燃焼室の間口縁部の円周方向にｄしく配シ１１さ
れ（いるからであって、半径方向の亀裂にス・１しＣ商
い低抗力を生ずるからである。

つぎに直径が０．０５ｎ１ｉのスフンレスの連続づるＲ
繊維を用いで、−１ｉ　１１ピ実廁１９１１と同）王に
じス１〜ンの燃焼室の聞［１縁部に複合込ｕて１１ｊ１
様の１ｉ＋４μ）亀叉性に関する試験を１−Ｊなったと
こ／）、’；ｊ：　２　！〕図Ｃｍ　、１りいてドで示
す結果か得られた１、この結果ｉ、１．１−記酸化ノフ
ルミニウムと二酸化１１素とから成るｂＱ形（Ａ　１７
を用いたものに比べれば劣るか、従来のΔあるいｔ、！
　＋３に示す結果に止へれ（Ｊ−１分（Ｊ改ｌＩｔが？
＋なわれＣいることを示（ノ（いる。

さらにこれらの実施例にＪ、れｌＪｌ、連続りる無（幾
繊維を中子１８の突起゛１９に巻装づるだりＣ成形体１
７／ＪＸ４？られることになり、しかもこの成形体１７
が鋳造の際に中子１８によって位置決めされる。Ｊ、う
にな・２ている。従って成形体１７を別にｉトしく　イ
；ｉ　：ｄ決めするための手段を必要とせず、このｌ、
二めに製ｊ肯装置６゛か簡単になるという利益をｂたら
り、１ なお直接ｎ（４川型のビス１〜ンの燃焼室の形状（Ｊ、
必４゛シし円形とは限らず、四角形あるいは五角形の形
状のしのしｒ、−白りる１、シかしこのＪ、うむ形状の
ｊ場合り二Ｊ−３い（６、第１６図あるい（まダ；１７
図（ご小りよ・）に、四角形あるいはｔ１角形の寵；焼
゛全を形成りる／Ｊめの中１′１ε３の突起１９にくれ
くれ連ｋ・１イｌ　ｌｑ繊覇を呑シーりれはｊ、い。４
＋（−）’Ｌこのｊ、う４オ゛変形例に」、れば、複雑
な形状の燃焼室の聞［１縁部＋Ｊ　り、長繊著１から成
る成形体１７を複合りること７）・１り能になる７、シ
かし第１８図に示りＪ＝うに外（Ｊ向か・）で門の部分
を持つ断面形状をイ」りる燃Ｅ３ｋ　’Ｎの場合（こ（
ま、この燃焼′挙を形ｊ戊づる中子１Ｂに第１）３図（
こ小りｊ、うに直接ｌ（繊維を巻（”ｊ　ｔ−Ｊると、
成形１木１７が燃焼室の聞ｌ二１縁部から離れる部分が
４しする。従ってこの場合（こは別のをさ枠−二巻さ、
これを塑性変形させて燃焼室の聞１−１縁部ど　′ｉツ
・ノる形状にして複合しイｆりれぽ４ｉらイｉい、。

つぎに本発明の第４の実施例を第１９図−・第２２図に
つぎ説明づる。この天庵１シ１１に（１ンい（（，１、
無機繊維集合体を形成１〈ひため（こ０，０；）１（１
和の＋ｉ′、＋径のステンレス製の連続りる長繊卸が用
いられ（’　ＩＢす、このステンレス製のＩ工繊肩（は
第１９図（こ小づＪ、うに賜１成され、これにＪ、っ（
第２０図に小り１Ｊ、うイｊ薗体２０を得るに′うにし
くい＜Ｃ’　＋１　ごしくこの筒体２０は第２１図に小
りＪ、−）にクト側ｔ、：　ｆｉ、　ｌ　ｔＪられ、あ
るいは第２２図に小り、」、・）（１：１〜側にｙ；　
＋　ｕられ、これに、Ｊ、っ（〕（１１幾繊糾集含１ホ
１７かｉＭ　＋、：’、杓（いる。モしくこの成形４ホ
１７か１ごストンの燃焼室の開し１縁部と７４１＋６１
Ｊろイ１′装置に侍：１°′１°イシ；１′目された状
態に＋３いて、鋳型内に溶融りる〕′ルミ−ラム合企／
））＋１人され、これによっ（ビス１〜）が胃ｌられた
、１このビス１ヘンの燃焼室の聞１−１縁部の白・１だ
）亀裂１′１についての試験を行なったところ、ｕ：　
２　”、〕図に＋５いてＧで示づ特性が得られ／、、＝
　、、この結果（、Ｌ直巻きσ月−あるいは１−の結果
に比べれば劣るが、従来の△あるいは［３の結束よりし
優れｒ、おり、６占の効１．１．！　１１１分に１１１
１られ（いる。なｄ５直巻きに比ｌ＼（ｉ＋’＋熱Ｆし
製作か劣るのは、駒１１１成することによって燃焼゛・
１・“の聞１」縁部の円周り向の抗張力が低下りるため
ど］づえられる。くしでこのような無敗繊維集合体１７
は第２１図あるいは第２２図に示すように巻１０だ後に
、自由に塑性変形さけることか−（さるために、例えば
第１Ｆ３図に小力ような外に向か・）（門の断面形状を
石づる燃焼室にも適用可能−（ある１゜

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の直接噴射型エンジンに用いられるビス１
−ンの一部を破断じた斜視図、第２図（、！本発明の第
１の実施例に用いられる無機繊維集合イイ・の斜視図、
第３図はこの集合体を復命したビス１〜ンの要部縦断面
図、第４図は上記実施例の変形例に係るビスＩ〜ンの装
部断面図、第５図は第２の実施例に係るビス１〜ンの断
面図、第６図〜第１２図は１記実施例の変形例を承りビ
ス］〜ンの…ｊ面図、第１３図は第３の実施例に係る無
放繊１１ｉ　！Ｊ、合体を巻装した中子の逆さまの状態
にお（）るふ゛目ｌｌ！図、第１４図は同一部を破断し
ｊこ正面図、第１！っ図は第１４図におけるＸ　Ｖ〜Ｘ
Ｖ線断面図、第１（′）図Ｊ＞よひ第１７図は上記実施
例の変形例の第１５図ど同様の断面図、第１８図は参考
例の’）３　’ｌ　！ｌ）図と同様の断面図、第１９図
は第４の実施例の無機繊キ１（集合体を作るための編成
を承り正面図、第２０図はこの編成によって得られた罰
杯の斜視図、第２１図ｄ３よび第２２図（よこの１５）
体の５−１−げ１リノ作を小づ＠Ｘ断面図、第２３図は
本ｙｈ明の天施１シ’ｌ　に　Ｊ、び変形例の効果を！
ＩＴＩ：認りるｌこめの装置″を小す［断面図、第２４
図はこの装置にＪ、って加えられる熱リイクルを示゛す
グラフ、第２５図は本発明の実施例Ｊ３よび変形例の耐
熱亀旦の試験＃ｌ’＋宋を小リグツノ、第２６図は本発
明の実施例、１３Ｊ、ひゆ形例の１Ｉｉ４１♀耗性のＫ
Ｉｋ験結果を小すクノーノ−（−＋ｌうる、イヱお図面
に用いた符号におい（， １０，１５，１７・・・無敗繊維集合体（成形体） １１・・・・・・・・・ピストン １２・・・・・・・・・燃焼室 １６・・・・・・・・・１−ツブリング満１８・・・・
・・・・・中子 ２０・・・・・・・・・筒体 ４ある、。 代理人　　　松　利　　　窪 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属ににって構成され、かつ頂面に凹部から成る燃
   焼室を備えたピストンにおいて、前記燃焼室の開口縁部
   に無機ｇＡ紺集合体が複合されていることを特徴とする
   内燃機関用ピストン。 ２、前記金属がアルミニウム合金から成ること’ａ′ｌ
   ’ｌ黴とづる特許請求の範囲第１項に記載の内燃（；■
   開用ビス１〜ン。 ３、前記無機繊維集合体が短繊維から（ｊ６成され、リ
   ング状に成形されていることを特徴とする特泗晶求の範
   囲第１項または第２項に記載の内燃機関用ビス１〜ン。 ４、前記り、０繊維が炭化珪素ウィスカまたは窒化＋１
   素ウイスカから成ることを特徴とする特許請求の範囲第
   ３　〕４ｑに記載の内燃機関用ピストン。 ５、前記無機繊維集合体が連続する長繊維から（１う成
   され、前記燃焼室の開口の周方向に繊維が配列されるよ
   うにリング状に巻装され−（いることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項に記載の内燃機関用ビス
   １ヘン。 ６、前記連続する長繊維が酸化アルミニウム、酸化珪素
   、またはステンレスから成ることを特徴とする特許請求
   の範囲第５項に記載の内燃機関用ピストン。 ７、金属によって構成され、かつ頂面と外周面とにそれ
   ぞれ凹部から成る燃焼室とリング溝とを備えたビス１〜
   ンにおいて、前記燃焼室の開口縁部と少なくともトップ
   リング溝とに無機繊維集合体が複合されていることを特
   徴とづる内′ｌｌ）：機関用ピストン。 ８、゛前記燃焼室の開口縁部に複合された無機繊維集合
   体と前記１〜ツブリング溝に複合された無（大繊維集合
   体とが一体に連続することを特徴とする特許請求の範囲
   第７項に記載の内燃機関用ビス１〜ン。 ９、前記燃焼室の開口縁部に複合された無（幾繊維集合
   体と前記トップリング溝に複合された無機職層１集合体
   どかｌ−ｌに独立になっていることを特徴と・Ｊる’１
   ！１　ｉ’ｌ　ｉ１１’ｌ求の範囲第７項に記載の内燃
   機関用ビス１〜ン１゜ １０、前記燃焼全の聞］」縁部に複合された無機Ｎ↓目
   １１集合ＩＡと前記Ｉ・ツブリング溝に複合された無（
   ；Ｈ↓Ｎ　Ｉｆ集合体とかＨに異った拐質であることを
   １ｊＪ徴ど１−る特ｉＩ’ｌ’　！ｉｌ′ｌ求の範囲第
   ９項（こ記載の内燃機関用ビスＩ−ン１゜ １１　、　ｉ′？ｆ　ｔＡ！　Ｌ／た金属を鋳型内に柄
   込むことによン（形成し、かつ頂面（こ凹部から成る燃
   焼室を設ｃノるＪ、−）にしたビス１ヘンの製造方法に
   Ｊ５いて、１１う記燃力１１至゛の聞ＩＩＩ経８１Ｓと
   対応する位置に無酸繊維集合１４−を配しく１１３さ″
   、溶融した金属の一部を前記２１１−機繊紺東合体の空
   隙に侵入させ、Ｊれによ−）て前記ｊ：ｔｔ　Ｉ；！繊
   ／１１１東合体か１１θ記燃焼室の聞１」縁部に複合さ
   れろＪ、うにしたことを特徴と・Ｊる内燃ｌ；（開用ピ
   ストンの製）；５万ン人。 １２、前記金属としてアルミニウム合金か用いら４ｔ　
   、Ｉ’ｌｌ　Ｉｔ、　ＩＪ＋”＞＾によ・）−Ｃ成形さ
   れるＳとを特徴と−ｊる１″１．ｔ１請求の範囲第１１
   頂に記載の内燃）大関用ピストンの製造り法。 １３、前記無赦繊紐東合体を９．（１繊和か”ｉ　’ｒ
   ：η成りるとともに、予めリング状に形成し゛（おき、
   　ｕ＋　’１′Ｉ内に位置決めした状態τ浄１ハ１１シ
   たアルミニウム合金を注入するＪ：うにしたことを特ｉ
   ？りど（］る特６’ｌ　＋、ｌ’Ｊ求の範囲第１２項に
   記載の内燃（；（関月］ピストンの製造方法。 １４、前記無機繊維集合体か連わ°Ｌｉ、ｌる艮繊糾か
   ら成り、前記燃焼室を形成りるための中子に５訳され−
   Ｃ祷型内に位置決めされるＪ、’ｉ　ＬＬ　シＩｙこと
   を特徴とする特晶′１品求の範囲７ｉ３１２　］１’！
   　１＝記・戎の内′Ｉ？ｌ：（本則用ビス１〜ンの製造
   り法。 １５、前記前（幾繊種ｑ、−、合イ本か連続・ノイｌ　
   ｆｊ繊肩１から成り、これを筒状に鴇成りるどとしに、
   この縣１成された筒体を外側あるいは内側り、二ｉｊ　
   ｌげ、リング状の形状とし／、＝ことを′４．．′１１
   ？にどりる１、“Ｉ　：、’ｌ　＋＋ｌ°１求の範囲第
   １２］Ｊｊに記載の内燃１大関用じストンの製造１ノイ
   ″去。