JPS60190649A - アルミニウム製ピストン構造 - Google Patents
アルミニウム製ピストン構造Info
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- JPS60190649A JPS60190649A JP4491684A JP4491684A JPS60190649A JP S60190649 A JPS60190649 A JP S60190649A JP 4491684 A JP4491684 A JP 4491684A JP 4491684 A JP4491684 A JP 4491684A JP S60190649 A JPS60190649 A JP S60190649A
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- JP
- Japan
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- piston
- crown
- piston crown
- aluminum
- piston body
- 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
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Classifications
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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
- 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
- F02F3/0015—Multi-part pistons
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/02—Light metals
- F05C2201/021—Aluminium
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、アルミニウム製のピストン構造に関する。
一般に、直接噴射式燃焼室を有するディーゼルエンジン
では、その燃料消費率、排気ガス浄化、ｍ焼音などの特
性改善のために、ピストン（燃焼室）の触火面を断熱構
造とすることが好ましいが、触火面の断熱効果と耐久性
および低コスト化との両効果を得ることは困難である。
では、その燃料消費率、排気ガス浄化、ｍ焼音などの特
性改善のために、ピストン（燃焼室）の触火面を断熱構
造とすることが好ましいが、触火面の断熱効果と耐久性
および低コスト化との両効果を得ることは困難である。
すなわち、第１図（ピストンの部分縦断面図）に示すよ
うに、従来の直接噴射式燃焼室構造では、アルミニウム
製ピストン１）の上面に形成された凹所ａに鉄系刺料か
ら成るピストンクラウン（凹状触火面部材）Ｃが鋳ぐる
みによって結合されており、ピストン１）の頂部に燃焼
室ｄが形成されて、噴射ノズルｅからの燃料および吸気
弁ｒからの吸気を受けるとともに、その排気を七１気弁
ｇからルト出するようになっている。
うに、従来の直接噴射式燃焼室構造では、アルミニウム
製ピストン１）の上面に形成された凹所ａに鉄系刺料か
ら成るピストンクラウン（凹状触火面部材）Ｃが鋳ぐる
みによって結合されており、ピストン１）の頂部に燃焼
室ｄが形成されて、噴射ノズルｅからの燃料および吸気
弁ｒからの吸気を受けるとともに、その排気を七１気弁
ｇからルト出するようになっている。
しかしなが呟このピストンクラウンＣが鉄系材料で構成
されているため、耐久性と吐コスト化は得られる半面、
鉄系材料は熱伝導性が良いため、触火面の断熱効果が十
分に得られないという問題点がある。
されているため、耐久性と吐コスト化は得られる半面、
鉄系材料は熱伝導性が良いため、触火面の断熱効果が十
分に得られないという問題点がある。
そこで、上述のピストンクラウンＣをセラミック材で形
成することも考えられるが、従来のこの種の燃焼室構造
では、ピストン１〕を構成するアルミニウム材と、ピス
トンクラウンを構成するセラミック材との熱膨張の差に
より、その相互間に隙間が生じてガタ付くため、熱衝撃
に月−シて十分な強度か得られないほか、セラミツクキ
旧こ所要の加工が必要となるため、コスト高を招くとい
う不具合もある。
成することも考えられるが、従来のこの種の燃焼室構造
では、ピストン１〕を構成するアルミニウム材と、ピス
トンクラウンを構成するセラミック材との熱膨張の差に
より、その相互間に隙間が生じてガタ付くため、熱衝撃
に月−シて十分な強度か得られないほか、セラミツクキ
旧こ所要の加工が必要となるため、コスト高を招くとい
う不具合もある。
また、アルミニウム製ピストンの凹所に、セラミック製
ピストンクラウンをクッション材を介してボルトなどに
より固定する手段も提案されているが、この場合も上述
のセラミック材との鋳ぐるみによる結合と同様に、熱衝
撃に★七する強度性やセラミｙり材の加］二作業性など
が悪いという不具合がある。
ピストンクラウンをクッション材を介してボルトなどに
より固定する手段も提案されているが、この場合も上述
のセラミック材との鋳ぐるみによる結合と同様に、熱衝
撃に★七する強度性やセラミｙり材の加］二作業性など
が悪いという不具合がある。
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、アルミニウム製ピストン本体と、セラミンク材等のア
ルミニウムよりも熱膨張率の小さい部材で形成されたピ
ストンクラウンとの熱膨張の差による〃７旬きの発生を
防止しうる、アルミニウム製ピストン構造を提供するこ
とを目的とする。
、アルミニウム製ピストン本体と、セラミンク材等のア
ルミニウムよりも熱膨張率の小さい部材で形成されたピ
ストンクラウンとの熱膨張の差による〃７旬きの発生を
防止しうる、アルミニウム製ピストン構造を提供するこ
とを目的とする。
このため、本発明のアルミニウム製ピストン構造は、ア
ルミニウム製ピストンの頂部にピストンクラウンをそな
え、同ピストンクラウンがアルミニウムよりも熱膨張率
の小さい材質により構成され、上記ピストンクラウンと
同ピストンクラウンに鋳込まれるピストン本体との接触
面に、上記ピストンクラウンから上記ピストン本体の底
部への圧縮力を受ける爆発受面と、上記ピストンクラウ
ンが上記ピストン本体の頂部から抜は出るのを抑止する
抜は止め面とが形成されて、ｆ、記の爆発受面および抜
は止め面が、上記ピストンの中心線上の１点から放射状
に形成されるとともに、上記の爆発受面と抜は止め面と
を接続する中間部に耐熱弾性体が介装されたことを特徴
としている。
ルミニウム製ピストンの頂部にピストンクラウンをそな
え、同ピストンクラウンがアルミニウムよりも熱膨張率
の小さい材質により構成され、上記ピストンクラウンと
同ピストンクラウンに鋳込まれるピストン本体との接触
面に、上記ピストンクラウンから上記ピストン本体の底
部への圧縮力を受ける爆発受面と、上記ピストンクラウ
ンが上記ピストン本体の頂部から抜は出るのを抑止する
抜は止め面とが形成されて、ｆ、記の爆発受面および抜
は止め面が、上記ピストンの中心線上の１点から放射状
に形成されるとともに、上記の爆発受面と抜は止め面と
を接続する中間部に耐熱弾性体が介装されたことを特徴
としている。
以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
第２，３図は本発明の一実施例としてのアルミニウム製
ピストン構造を示すもので、第２図はそのピストンの縦
断面図、第３図は第２図に対応させて示すその変形例の
縦断面図である。
第２，３図は本発明の一実施例としてのアルミニウム製
ピストン構造を示すもので、第２図はそのピストンの縦
断面図、第３図は第２図に対応させて示すその変形例の
縦断面図である。
第２図に示すように、アルミニウム製ピストン本体１の
頂部１ａにセラミック製ピストンクラウン２が形成され
てすｊす、このピストンクラウン２を７ルミニ・ンム製
ピストン本体１が鋳ぐるんでいる。
頂部１ａにセラミック製ピストンクラウン２が形成され
てすｊす、このピストンクラウン２を７ルミニ・ンム製
ピストン本体１が鋳ぐるんでいる。
ピストンクラウン２の中央上部には、凹状の燃焼室３が
形成されており、この燃焼室３へは噴射ノズルからの燃
料および吸気弁からの吸気が導入され、燃焼後の排気が
仙気弁から排出されるようになっている。
形成されており、この燃焼室３へは噴射ノズルからの燃
料および吸気弁からの吸気が導入され、燃焼後の排気が
仙気弁から排出されるようになっている。
さら１こ、ピストン本１本１とピストンクラウン２との
接触面４に、ピストンクラウン２からピストン本体１の
底部１１への圧縮ツバ爆発力）を受ける円錐状の爆発受
面（ガス圧荷重受面）５が形成されており、また、ピス
トンクラウン２からピストン本体１の頂部１ａへの抜出
力を受けるリング状の抜は市め而６か形成されている。
接触面４に、ピストンクラウン２からピストン本体１の
底部１１への圧縮ツバ爆発力）を受ける円錐状の爆発受
面（ガス圧荷重受面）５が形成されており、また、ピス
トンクラウン２からピストン本体１の頂部１ａへの抜出
力を受けるリング状の抜は市め而６か形成されている。
そして、爆発受面５と抜は止め面６とは、いずれも、ピ
ストンの中心線Ｃ」二の１点Ｐからの放射線Ｒ（すなわ
ち、半径方向に沿う方向）Ｌに、放射状に形成されてい
る。
ストンの中心線Ｃ」二の１点Ｐからの放射線Ｒ（すなわ
ち、半径方向に沿う方向）Ｌに、放射状に形成されてい
る。
また、ピストン本体１とピストンクラウン２どの接触面
４である爆発受面５と抜は止め面６とを接続する中間部
（中心点Ｐからの放射線Ｒ上にない面）には、リング状
の柔かい耐熱弾性体７，８が介装されており、この耐熱
弾性体７，８としては、例えば、グラスウール製マット
やセラミック繊維製マットか用いられる。
４である爆発受面５と抜は止め面６とを接続する中間部
（中心点Ｐからの放射線Ｒ上にない面）には、リング状
の柔かい耐熱弾性体７，８が介装されており、この耐熱
弾性体７，８としては、例えば、グラスウール製マット
やセラミック繊維製マットか用いられる。
なお、図中の符号９はリング溝を示している。
本発明のアルミニウム製ピストン構造は上述のごとく構
成されているので、セラミック製ピストンクラウン２に
アルミニウム製ピストン本体１を鋳込んだ後に、アルミ
ニウム製ピストン本体１が冷却されて収縮する場合には
、放射線Ｒ上にない中間部１２には、全て耐熱弾性体７
，８が介装されているので、この耐熱弾性体７．８が収
縮するとともに、接触面４のうち放射線ｌ（上の接触面
４では、ピストン本体１とピストンクラウン２とが摺動
するので、第２図中の実線矢印で示す方向へのピストン
本体１の収縮が許容される。
成されているので、セラミック製ピストンクラウン２に
アルミニウム製ピストン本体１を鋳込んだ後に、アルミ
ニウム製ピストン本体１が冷却されて収縮する場合には
、放射線Ｒ上にない中間部１２には、全て耐熱弾性体７
，８が介装されているので、この耐熱弾性体７．８が収
縮するとともに、接触面４のうち放射線ｌ（上の接触面
４では、ピストン本体１とピストンクラウン２とが摺動
するので、第２図中の実線矢印で示す方向へのピストン
本体１の収縮が許容される。
すなわち、鋳ぐるみ部材としてのピストンクラウン２へ
の応力発生を防止できる。
の応力発生を防止できる。
また、アルミニウム製ピストン本体１が加熱される場合
には、」二連の冷却の場合と逆の膨張が許容される。
には、」二連の冷却の場合と逆の膨張が許容される。
すなわち、ファイアリング時のアルミニウム製ピストン
本体１の膨張によるガタの発生が防止できる。
本体１の膨張によるガタの発生が防止できる。
このように、アルミニウム製ピストン本体１がピストン
クラウン２に対して、膨張収縮する場合にも、爆発受面
５および抜は止め面６においては、ピストン本体１とピ
ストンクラウン２とが摺動可能に密着しているので、抜
は止め面６においては、ピストンクラウン２の慣性力に
よる上方向への抜は出しを防止でき、さらに、爆発受面
５においては、爆発力を確実にピストン本体１へ伝達さ
せることができる。
クラウン２に対して、膨張収縮する場合にも、爆発受面
５および抜は止め面６においては、ピストン本体１とピ
ストンクラウン２とが摺動可能に密着しているので、抜
は止め面６においては、ピストンクラウン２の慣性力に
よる上方向への抜は出しを防止でき、さらに、爆発受面
５においては、爆発力を確実にピストン本体１へ伝達さ
せることができる。
また、耐熱弾性体７，８による断熱効果、燃焼音やピス
トンスラップ音の遮音効果も得られる。
トンスラップ音の遮音効果も得られる。
なお、第３図に示すように、ピストン本体１１こ中火孔
部１０を形成したり、リング溝９を形成するピストン本
体１に耐摩耗性部材１１を配設［るように１７でもよい
。
部１０を形成したり、リング溝９を形成するピストン本
体１に耐摩耗性部材１１を配設［るように１７でもよい
。
以上詳述したように、本発明のアルミニウム製ピストン
構造によれば、アルミニウム製ピストンの頂部にピスト
ンクラウンをそなえ、同ピストンクラウンがアルミニウ
ムよりも熱膨張率の小さい材質により構成され、上記ピ
ストンクラウンと同ピストンクラウンに鋳込まれるピス
トン本体との接触面に、上記ピストンクラウンから上記
ピストン本体の底部への圧縮力を受ける爆発受面と、上
記ピストンクラウンが上記ピストン本体の頂部から抜は
出るのを抑止する抜は止め面とが形成されて、上記の爆
発受面および抜は止め面が、上記ピストンの中心線上の
１点から放射状に形成されるとともに、上記の爆発受面
と抜は止め面とを接続する中間部に耐熱弾性体が介装さ
れるという簡素な構成で、ピストン本体とピストンクラ
ウンとの熱膨張の差によるガタ付きの発生を防止できる
利点がある。
構造によれば、アルミニウム製ピストンの頂部にピスト
ンクラウンをそなえ、同ピストンクラウンがアルミニウ
ムよりも熱膨張率の小さい材質により構成され、上記ピ
ストンクラウンと同ピストンクラウンに鋳込まれるピス
トン本体との接触面に、上記ピストンクラウンから上記
ピストン本体の底部への圧縮力を受ける爆発受面と、上
記ピストンクラウンが上記ピストン本体の頂部から抜は
出るのを抑止する抜は止め面とが形成されて、上記の爆
発受面および抜は止め面が、上記ピストンの中心線上の
１点から放射状に形成されるとともに、上記の爆発受面
と抜は止め面とを接続する中間部に耐熱弾性体が介装さ
れるという簡素な構成で、ピストン本体とピストンクラ
ウンとの熱膨張の差によるガタ付きの発生を防止できる
利点がある。
第１図は従来のアルミニウム製ビス）ン構造を示す縦断
面図であり、第２，３図は本発明の一実施例としてのア
ルミニウム製ピストン構造を示すもので、第２図はその
ピストンの縦断面図、第３図は第２図に対応させて示す
その変形例の縦断面図である。 １・・アルミニウム製ピストン本体、１ａ・・頂部、１
ｂ・・底部、２・・セラミック製ピストンクラウン、３
・・燃焼室、４・・接触面、５・・爆発受面、６・・抜
は止め面、７，８・・耐熱弾性体、９・・リング溝、１
０・・中央孔部、１】・・耐摩耗性部材、１２・・中間
部、Ｃ・・中心線、■−）・・中心点、Ｒ・・放射線。 代理人 弁理士 飯 沼 義 彦 第１図 第２図 第３図
面図であり、第２，３図は本発明の一実施例としてのア
ルミニウム製ピストン構造を示すもので、第２図はその
ピストンの縦断面図、第３図は第２図に対応させて示す
その変形例の縦断面図である。 １・・アルミニウム製ピストン本体、１ａ・・頂部、１
ｂ・・底部、２・・セラミック製ピストンクラウン、３
・・燃焼室、４・・接触面、５・・爆発受面、６・・抜
は止め面、７，８・・耐熱弾性体、９・・リング溝、１
０・・中央孔部、１】・・耐摩耗性部材、１２・・中間
部、Ｃ・・中心線、■−）・・中心点、Ｒ・・放射線。 代理人 弁理士 飯 沼 義 彦 第１図 第２図 第３図
Claims (1)
- アルミニウム製ピストンの頂部にピストンクラウンをそ
なえ、同ピストンクラ“ンンが７ルミニ・ンムよりも熱
膨張率の小さい祠貿により構成され、」重犯ピストンク
ラウンと同ピストンクラウンに鋳込まれるピストン本体
との接触部に、」重犯ピストンクラウンから上記ピスト
ン本体の底部・＼の圧縮力を受ける爆発受面と、上記ピ
ストンクラウンが」１記ピストン本体の頂部から抜は出
るのを抑止する抜は止め而とか形成されて、上記の爆発
受面および抜は止め面が、上記ピストンの中心線上の１
点から放射状に形成されるとともに、上記の爆発受面と
抜は止め而とを接続する中ｌｕｌ＋ ？’ｆｌＳに耐熱
弾性体が介装されたことを特徴とする、アルミニウム製
ピストン構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4491684A JPS60190649A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | アルミニウム製ピストン構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4491684A JPS60190649A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | アルミニウム製ピストン構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60190649A true JPS60190649A (ja) | 1985-09-28 |
Family
ID=12704781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4491684A Pending JPS60190649A (ja) | 1984-03-09 | 1984-03-09 | アルミニウム製ピストン構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60190649A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2602273A1 (fr) * | 1986-07-30 | 1988-02-05 | Nasa | Piston composite resistant a de hautes temperatures, pour moteurs a combustion interne |
| CN107387253A (zh) * | 2017-09-05 | 2017-11-24 | 湖南江滨机器（集团）有限责任公司 | 一种活塞及其制造方法 |
-
1984
- 1984-03-09 JP JP4491684A patent/JPS60190649A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2602273A1 (fr) * | 1986-07-30 | 1988-02-05 | Nasa | Piston composite resistant a de hautes temperatures, pour moteurs a combustion interne |
| CN107387253A (zh) * | 2017-09-05 | 2017-11-24 | 湖南江滨机器（集团）有限责任公司 | 一种活塞及其制造方法 |
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