JPS60190651A - エンジン用ピストンおよびその製造法 - Google Patents
エンジン用ピストンおよびその製造法Info
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- JPS60190651A JPS60190651A JP59046653A JP4665384A JPS60190651A JP S60190651 A JPS60190651 A JP S60190651A JP 59046653 A JP59046653 A JP 59046653A JP 4665384 A JP4665384 A JP 4665384A JP S60190651 A JPS60190651 A JP S60190651A
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
- Y10T29/4927—Cylinder, cylinder head or engine valve sleeve making
- Y10T29/49272—Cylinder, cylinder head or engine valve sleeve making with liner, coating, or sleeve
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】
本発明は金属製ピストンの頂部に複数のセラミ・ツクス
部片で構成されるピストンキャップを固定したエンジン
用ピストンとその製造法に関するものである。
部片で構成されるピストンキャップを固定したエンジン
用ピストンとその製造法に関するものである。
セラミックス材料は機械的強度、耐熱性、耐酸化性、断
熱性にすぐれているため、エンジンのピストン、シリン
ダーライナー、シリンダーヘッドなど高温の燃焼ガスと
接する部分をセラミックス材料で構成すれば、燃焼温度
の向上や熱損失の減少が可能となり、エンジン効率の改
善、排ガス中の有害成分の減少などの効果が期待できる
。このため、金属製ピストンの頂部にセラミックス製ピ
ストンキャップを固定したエンジン用ピストンが提案さ
れている。
熱性にすぐれているため、エンジンのピストン、シリン
ダーライナー、シリンダーヘッドなど高温の燃焼ガスと
接する部分をセラミックス材料で構成すれば、燃焼温度
の向上や熱損失の減少が可能となり、エンジン効率の改
善、排ガス中の有害成分の減少などの効果が期待できる
。このため、金属製ピストンの頂部にセラミックス製ピ
ストンキャップを固定したエンジン用ピストンが提案さ
れている。
金属製ピストンの頂部にセラミックス製ピストンキャッ
プを固定したエンジン用ピストンは例えば特開昭５８−
７４８５８号公報、米国特許第４４０４９８５号明細書
ならびに米国特許第４２４５６１１号明細書に開示され
ている。このうち、特開昭５８−７４８５８号公報と米
国特許第４４０４９８５号明細書には、一体構造のセラ
ミックス製ピストンキャップが鋳ぐるみあるいはかみ合
いにより金属製ピストン頂部に固定されているピストン
が示されている。一般にセラミックス材料は熱伝導率が
低いため、ピストン頂部に固定されたセラミックス製ピ
ストンキャップの高温燃焼ガスと接する表面と金属製ピ
ストンに接する表面の間には大きな温度差が生じる。こ
のため、一体構造のセラミックス製ピストンキャップで
は、大きな温度差による熱応力のためピストンキャップ
が破壊する欠点があり、その傾向はピストンが゛大きく
なるほど顕著となる。
プを固定したエンジン用ピストンは例えば特開昭５８−
７４８５８号公報、米国特許第４４０４９８５号明細書
ならびに米国特許第４２４５６１１号明細書に開示され
ている。このうち、特開昭５８−７４８５８号公報と米
国特許第４４０４９８５号明細書には、一体構造のセラ
ミックス製ピストンキャップが鋳ぐるみあるいはかみ合
いにより金属製ピストン頂部に固定されているピストン
が示されている。一般にセラミックス材料は熱伝導率が
低いため、ピストン頂部に固定されたセラミックス製ピ
ストンキャップの高温燃焼ガスと接する表面と金属製ピ
ストンに接する表面の間には大きな温度差が生じる。こ
のため、一体構造のセラミックス製ピストンキャップで
は、大きな温度差による熱応力のためピストンキャップ
が破壊する欠点があり、その傾向はピストンが゛大きく
なるほど顕著となる。
一方、上記米国特許第４２４５６１１号明細書には複数
のセラミックス部片からなるピストンキャップが鋳ぐる
みで金属製ピストンの頂部に固定されているピストンが
示されている。このピストンは鋳ぐるみ応力の緩和のた
め、ピストンキャップの周囲にセラミックス繊維からな
るクッション層を設けている。しかし、この構造ではク
ッション層の存在のため、金属製ピストンに対するセラ
、ツクス製ピストンキャップの固定が不十分とな・リ、
ピストン運転中にピストンキャップが緩む欠点がある。
のセラミックス部片からなるピストンキャップが鋳ぐる
みで金属製ピストンの頂部に固定されているピストンが
示されている。このピストンは鋳ぐるみ応力の緩和のた
め、ピストンキャップの周囲にセラミックス繊維からな
るクッション層を設けている。しかし、この構造ではク
ッション層の存在のため、金属製ピストンに対するセラ
、ツクス製ピストンキャップの固定が不十分とな・リ、
ピストン運転中にピストンキャップが緩む欠点がある。
さらにまた、実公昭５８−４８８２７号公報、特開昭５
４−６０８０６号公報には複数のセラミックス部片から
なるピストンキャップの周囲に直接溶融金属を鋳造して
鋳ぐるんだピストンが開示されている。しかし、複数の
セラミックス部片に分函されたピストンキャップを鋳ぐ
るみで金Ｆｉ％’ｌピストン頂部に固定する方法は、鋳
型内へのピストンキャップの組付が複雑となり量産に適
さない欠点がある。
４−６０８０６号公報には複数のセラミックス部片から
なるピストンキャップの周囲に直接溶融金属を鋳造して
鋳ぐるんだピストンが開示されている。しかし、複数の
セラミックス部片に分函されたピストンキャップを鋳ぐ
るみで金Ｆｉ％’ｌピストン頂部に固定する方法は、鋳
型内へのピストンキャップの組付が複雑となり量産に適
さない欠点がある。
本発明の第１の目的は、金属製ピストンの頂部に強固に
固定され、熱応力や熱衝撃で破壊することのないセラミ
ックス製ピストンキャップを有する断熱性、耐熱性ある
いは耐食性にすぐれたエンジン用ピストンとその製造法
を提供することである。
固定され、熱応力や熱衝撃で破壊することのないセラミ
ックス製ピストンキャップを有する断熱性、耐熱性ある
いは耐食性にすぐれたエンジン用ピストンとその製造法
を提供することである。
本発明の第２の目的は、セラミックス製ピストンキャッ
プ全破壊させることなく、金属製ピストンの頂部に接合
できるエンジン用ピストンの製造法を提供することであ
る。
プ全破壊させることなく、金属製ピストンの頂部に接合
できるエンジン用ピストンの製造法を提供することであ
る。
本発明は金属製ピストンの頂部に複数のセラミック部片
で構成されるピストンキャップを固定してなるエンジン
用ピストンにして、該ピストンキャップが一種以上のセ
ラミックス材料で構成されるとともに、該セラミックス
キャップを構成するセラミックス部片と金属製ピストン
が〜ピストン頂部中央部のセラミックス部片と金属製ピ
ストンとの接合面積が他のセラミックス部片と金属製ピ
ストンとの接合面積より大きくなるように、これらセラ
ミックス部片に被着されたメタライズ層および該メタラ
イズ層に被着された金属メッキ層を介して接合されてい
るエンジン用ピストンであり、また、金属製ピストンの
頂部に複数のセラミックス部片で構成されるピストンキ
ャップを固定してエンジン用ピストンとする方法にして
、該ピストンキャップを一種以上のセラミックス材料で
構成し、該セラミックスキャップを構成するセラミック
ス部片のうち一つ以上のセラミックス部片の金属製ピス
トンと相対して接合すべき表面、にメタライズ層を被着
させ、さ−らに該メタライズ層表面に金属メッキを被着
させたのち、金属製ピストン頂部に設けた四部に該セラ
ミックス部片を配設し、該セラミックス部片と金属製ピ
ストン頂部中央部のセラミックス部片とピストンとの接
合面積が他のセラミックス部片とピストンとの接合面積
より大きくなるように、これらセラミックス部片上のメ
タライズ層および該メタライズ層に被着された金属メッ
キ層を介して接合するエンジン用ピストンの製造法であ
る。
で構成されるピストンキャップを固定してなるエンジン
用ピストンにして、該ピストンキャップが一種以上のセ
ラミックス材料で構成されるとともに、該セラミックス
キャップを構成するセラミックス部片と金属製ピストン
が〜ピストン頂部中央部のセラミックス部片と金属製ピ
ストンとの接合面積が他のセラミックス部片と金属製ピ
ストンとの接合面積より大きくなるように、これらセラ
ミックス部片に被着されたメタライズ層および該メタラ
イズ層に被着された金属メッキ層を介して接合されてい
るエンジン用ピストンであり、また、金属製ピストンの
頂部に複数のセラミックス部片で構成されるピストンキ
ャップを固定してエンジン用ピストンとする方法にして
、該ピストンキャップを一種以上のセラミックス材料で
構成し、該セラミックスキャップを構成するセラミック
ス部片のうち一つ以上のセラミックス部片の金属製ピス
トンと相対して接合すべき表面、にメタライズ層を被着
させ、さ−らに該メタライズ層表面に金属メッキを被着
させたのち、金属製ピストン頂部に設けた四部に該セラ
ミックス部片を配設し、該セラミックス部片と金属製ピ
ストン頂部中央部のセラミックス部片とピストンとの接
合面積が他のセラミックス部片とピストンとの接合面積
より大きくなるように、これらセラミックス部片上のメ
タライズ層および該メタライズ層に被着された金属メッ
キ層を介して接合するエンジン用ピストンの製造法であ
る。
本発明では、ピストンキャップを分割した複数ノセラミ
ックス部片で構成する。これにより、ピストンキャップ
を構成する各セラミックス部片の？＃Ｊ温燃焼ガスと接
する表面と金属製ピストンに接する表面の間の温度差に
より生ずる熱応力が減少し、エンジン運転中のピストン
キャップの破壊が防止される。また、金属製ピストン頂
部にピストンキャップを構成するセラミックス部片のう
ち一つ以上のセラミックス部片を接合して冷却する過程
で、該セラミックス部片と金属製ピストンのそれぞれを
構成する材料の熱膨張係数の差にもとづいて発生する応
力も緩和されるので、ピストンキャップの破壊が防止さ
れる。
ックス部片で構成する。これにより、ピストンキャップ
を構成する各セラミックス部片の？＃Ｊ温燃焼ガスと接
する表面と金属製ピストンに接する表面の間の温度差に
より生ずる熱応力が減少し、エンジン運転中のピストン
キャップの破壊が防止される。また、金属製ピストン頂
部にピストンキャップを構成するセラミックス部片のう
ち一つ以上のセラミックス部片を接合して冷却する過程
で、該セラミックス部片と金属製ピストンのそれぞれを
構成する材料の熱膨張係数の差にもとづいて発生する応
力も緩和されるので、ピストンキャップの破壊が防止さ
れる。
ピストンキャップを構成するセラミックス部片はジルコ
ニア、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素およびサイアロン
よりなる群から選ばれた少なくとモ一種以上のセラミッ
クス材料で作る。ピストンキャップのどの部分にどのセ
ラミックス材料を使用するかは、セラミックス材料の耐
熱衝撃特性、耐食性、断熱性、熱膨張特性ならびに金属
製ピストンへの固定方法に応じて決定すればよい。例え
ば、ピストンキャップの熱衝撃が大きい部分は窒化珪素
、炭化珪素などのように熱膨張係数が小さいセラミック
ス材料とするのが好ましく、金属製ピストンに直接接合
する部分はジルコニア、アルミナなど熱膨張係数がピス
トンを構成する金属の熱膨張係数に近いセラミックス材
料とするのが好ましい。しかし、窒化珪素、炭化珪素な
どのセラミックス材料は耐熱性、耐熱衝撃特性にすぐれ
ているが、断熱性がジルコニアにくらべて劣る。したが
って、断熱エンジン用ピストンのように、断・熱性がと
くに必要とされるピストンの場合にはピストンキャップ
を構成する全セラミックス部片を断熱性のすぐれたジル
コニアセラミックスで作るかアルいはピストンキャップ
の一部を複層とし、高温の燃焼ガスと直接接触する表層
部のセラミックス部片を窒化珪素、燃焼ガスと接触しな
い内層部のセラミックス部片をジルコニアセラミックス
で構成してもよい。このように、ピストンキャップを構
成するセラミックス部片を作る材料を変えることにより
、熱衝撃に対する抵抗が大きく、断熱性にすぐれたピス
トンとなる。
ニア、アルミナ、窒化珪素、炭化珪素およびサイアロン
よりなる群から選ばれた少なくとモ一種以上のセラミッ
クス材料で作る。ピストンキャップのどの部分にどのセ
ラミックス材料を使用するかは、セラミックス材料の耐
熱衝撃特性、耐食性、断熱性、熱膨張特性ならびに金属
製ピストンへの固定方法に応じて決定すればよい。例え
ば、ピストンキャップの熱衝撃が大きい部分は窒化珪素
、炭化珪素などのように熱膨張係数が小さいセラミック
ス材料とするのが好ましく、金属製ピストンに直接接合
する部分はジルコニア、アルミナなど熱膨張係数がピス
トンを構成する金属の熱膨張係数に近いセラミックス材
料とするのが好ましい。しかし、窒化珪素、炭化珪素な
どのセラミックス材料は耐熱性、耐熱衝撃特性にすぐれ
ているが、断熱性がジルコニアにくらべて劣る。したが
って、断熱エンジン用ピストンのように、断・熱性がと
くに必要とされるピストンの場合にはピストンキャップ
を構成する全セラミックス部片を断熱性のすぐれたジル
コニアセラミックスで作るかアルいはピストンキャップ
の一部を複層とし、高温の燃焼ガスと直接接触する表層
部のセラミックス部片を窒化珪素、燃焼ガスと接触しな
い内層部のセラミックス部片をジルコニアセラミックス
で構成してもよい。このように、ピストンキャップを構
成するセラミックス部片を作る材料を変えることにより
、熱衝撃に対する抵抗が大きく、断熱性にすぐれたピス
トンとなる。
ピストンキャップを構成するセラミックス部片の形状は
、ピストンキャップ内に発生が予想される各種の熱応力
が各セラミックス部片の破壊応力以上とならないように
、ピストンキャップの形状と寸法、セラミックス材料の
物理的性質および機械的性質、セラミックス部片と金属
製ピストンの固定方法、セラミックス部片の製造の容易
さならびにエンジン内の熱的条件などを考慮して決定す
る。ピストンキャップを構成するセラミックス部片相互
の接触面の形状と傾斜は、セラミックス部片の金属製ピ
ストンへの固定方法、セラミックス部片の形状などに応
じて、水平面、垂直面、傾斜面、曲面のいずれかより選
択すればよい。
、ピストンキャップ内に発生が予想される各種の熱応力
が各セラミックス部片の破壊応力以上とならないように
、ピストンキャップの形状と寸法、セラミックス材料の
物理的性質および機械的性質、セラミックス部片と金属
製ピストンの固定方法、セラミックス部片の製造の容易
さならびにエンジン内の熱的条件などを考慮して決定す
る。ピストンキャップを構成するセラミックス部片相互
の接触面の形状と傾斜は、セラミックス部片の金属製ピ
ストンへの固定方法、セラミックス部片の形状などに応
じて、水平面、垂直面、傾斜面、曲面のいずれかより選
択すればよい。
ピストンキャップを構成するセラミックス部片の金属製
ピストンへの固定は、該セラミックス部片の金属製ピス
トンと相対して接合すべき表面にメタライズ層を被着さ
せたのち、このメタライズ層と金属製ピストンを接合し
て行う。この場合に、ピストンキャップを構成するセラ
ミックス部片の一つ以上にメタライズ層を被着させ、該
メタライズ層と金属製ピストンを接合し、残りのセラミ
ックス部片は金属製ピストンに接合したセラミックス部
片で金属製ピストンに固定するかあるいは金属製ピスト
ンに嵌合により固定してもよい。ここでいうメタライズ
層とは、セラミックス部片の表面を金属化させるために
、金属粉末を主成分とするペースト状組成物をセラミッ
クス部片表面に塗布したのち乾燥し、その後、還元性雰
囲気、非酸化性雰囲気または水蒸気分圧を調整した水素
雰囲気中で加熱してセラミックス部片表面に被着させた
金属層のことである。
ピストンへの固定は、該セラミックス部片の金属製ピス
トンと相対して接合すべき表面にメタライズ層を被着さ
せたのち、このメタライズ層と金属製ピストンを接合し
て行う。この場合に、ピストンキャップを構成するセラ
ミックス部片の一つ以上にメタライズ層を被着させ、該
メタライズ層と金属製ピストンを接合し、残りのセラミ
ックス部片は金属製ピストンに接合したセラミックス部
片で金属製ピストンに固定するかあるいは金属製ピスト
ンに嵌合により固定してもよい。ここでいうメタライズ
層とは、セラミックス部片の表面を金属化させるために
、金属粉末を主成分とするペースト状組成物をセラミッ
クス部片表面に塗布したのち乾燥し、その後、還元性雰
囲気、非酸化性雰囲気または水蒸気分圧を調整した水素
雰囲気中で加熱してセラミックス部片表面に被着させた
金属層のことである。
セラミックス部片に被着させるメタライズ層としてはＭ
ｏ ＊ Ｗ ｔ Ｆｅ 、 Ｎｉ 、 Ｏｒ 、 ’Ｉ
’ｉなどの金属の一種以上を主成分とするメタライズ層
が好ましい。このうちＭＯを主成分とするメタライズ層
がより好ましい。
ｏ ＊ Ｗ ｔ Ｆｅ 、 Ｎｉ 、 Ｏｒ 、 ’Ｉ
’ｉなどの金属の一種以上を主成分とするメタライズ層
が好ましい。このうちＭＯを主成分とするメタライズ層
がより好ましい。
ｙ、Ｏ，ヲ含む部分安定化ジルコニアセラミックス部片
に対しては、Ｎｏ ： ７０−９０ｗｔ％ 、 ＭｎＯ
：０．５〜１５ｗｔ％、 Ｙ、０８！ ０．１−１０
ｗｔ％。
に対しては、Ｎｏ ： ７０−９０ｗｔ％ 、 ＭｎＯ
：０．５〜１５ｗｔ％、 Ｙ、０８！ ０．１−１０
ｗｔ％。
Ａ／、０８ｊ ０．１〜１５ Ｗｔ ％ 、 Ｓｉｎ、
： ０．１−１５ ｗｔ％からなるメタライズ層が接
合強度が大きいのでより好ましい。
： ０．１−１５ ｗｔ％からなるメタライズ層が接
合強度が大きいのでより好ましい。
メタライズ層と金属製ピストンの接合はろう付けあるい
は拡散接合のいずれで行ってもよいが、接合部に要求さ
れる接合強度、疲労強度、高温強度などの機械的特性に
応じて使用するろう材や拡散接合のインサート金属を決
定する。なお、メタライズ層と金属製ピストンの接合に
先立って、メタライズ層あるいは金属製ピストン接合部
表面の両方あるいは一方に金属メッキを施すことがメタ
ライズ層と金属製ピストンとの接合を強固にするうえで
好ましい。メッキする金属の種類はメタライズ層、金属
製ピストン、ろうなどの材料や接合方法に応じて、脆弱
な金属間化合物の形成防止、ろう材との濡れ、接触する
金属同士の相互拡散の容易さを考慮して決定する。
は拡散接合のいずれで行ってもよいが、接合部に要求さ
れる接合強度、疲労強度、高温強度などの機械的特性に
応じて使用するろう材や拡散接合のインサート金属を決
定する。なお、メタライズ層と金属製ピストンの接合に
先立って、メタライズ層あるいは金属製ピストン接合部
表面の両方あるいは一方に金属メッキを施すことがメタ
ライズ層と金属製ピストンとの接合を強固にするうえで
好ましい。メッキする金属の種類はメタライズ層、金属
製ピストン、ろうなどの材料や接合方法に応じて、脆弱
な金属間化合物の形成防止、ろう材との濡れ、接触する
金属同士の相互拡散の容易さを考慮して決定する。
ピストン頂部のような円形の平面にセラミックス体をろ
う付けして、接合温度から冷却した場合、金属とセラミ
ックスの熱膨張係数の差により発生する応力は円形の中
心より外周の方が大きくなり、外周部での応力の大きさ
は接合面積に比例する。
う付けして、接合温度から冷却した場合、金属とセラミ
ックスの熱膨張係数の差により発生する応力は円形の中
心より外周の方が大きくなり、外周部での応力の大きさ
は接合面積に比例する。
この応力がセラミックスの破壊応力を越えれば、セラミ
ックスが破壊し、セラミックスと金属との接合強度を越
えれば接合面が剥離する。
ックスが破壊し、セラミックスと金属との接合強度を越
えれば接合面が剥離する。
本発明のエンジン用ピストンはピストンキャップをＩ！
数のセラミックス部片で構成し、各セラミックス部片と
金属製ピストンとの接合面積を小さくしているうえ、金
属製ピストン頂部の外周部におけるセラミックス部片と
の接゛合面積を、ビストン頂部中央部におけるセラミッ
クス部片との接合面積より小さくしているので、上記応
力によるセラミックス部片の破壊や接合面の剥離は起ら
ない。
数のセラミックス部片で構成し、各セラミックス部片と
金属製ピストンとの接合面積を小さくしているうえ、金
属製ピストン頂部の外周部におけるセラミックス部片と
の接゛合面積を、ビストン頂部中央部におけるセラミッ
クス部片との接合面積より小さくしているので、上記応
力によるセラミックス部片の破壊や接合面の剥離は起ら
ない。
セラミックス部片と金属ＩＮ′ビス；トンとの接合面積
の大きさは、セラミックス部片と金属製ピストンを構成
する各材料の熱膨張係数の差、接合温度、セラミックス
材料の機械的強度、接合強度、セラミックス部片と金属
製ピストンとの間の緩衝金属体の有無などを考慮して決
定する。
の大きさは、セラミックス部片と金属製ピストンを構成
する各材料の熱膨張係数の差、接合温度、セラミックス
材料の機械的強度、接合強度、セラミックス部片と金属
製ピストンとの間の緩衝金属体の有無などを考慮して決
定する。
接合面積の調整はセラミックス部片に被着させるメタラ
イズ層の面積、該メタライズ層表面に被着させる金属メ
ッキ層の面積あるいはセラミックス部片の大きさのいず
れで行ってもよいが、メタライズ層の面積の調整で行う
のが好ましい。
イズ層の面積、該メタライズ層表面に被着させる金属メ
ッキ層の面積あるいはセラミックス部片の大きさのいず
れで行ってもよいが、メタライズ層の面積の調整で行う
のが好ましい。
なお、メタライズ層を被着させたセラミックス部片と金
属製ピストンの熱膨張係数の差が大きく、該セラミック
ス部片と金属製ピストンの接合により、セラミックス部
片が破壊したり、セラミックス部片内に大きな残留応力
が発生する場合には、メタライズ層と金属製ピストンの
間にフェライト系ステンレス、ｉｒｅ −Ｏｒ金合金Ｆ
ｅ −’Ｏｒ −Ｎｉ合金、Ｆｅ −Ｎｉ合金、Ｆｅ−
Ｎｉ −Ｏｏ金合金Ｔｉ 。
属製ピストンの熱膨張係数の差が大きく、該セラミック
ス部片と金属製ピストンの接合により、セラミックス部
片が破壊したり、セラミックス部片内に大きな残留応力
が発生する場合には、メタライズ層と金属製ピストンの
間にフェライト系ステンレス、ｉｒｅ −Ｏｒ金合金Ｆ
ｅ −’Ｏｒ −Ｎｉ合金、Ｆｅ −Ｎｉ合金、Ｆｅ−
Ｎｉ −Ｏｏ金合金Ｔｉ 。
Ｔ１合金、Ｚｒ ＋ Ｎｂ 、 ＭＯなど熱膨張係数が
１４×１０−’ （’Ｃ””” ）以下の金属体をはさ
んで接合するのが好ましく、熱膨張係数が該セラミック
ス部片の熱膨張係数と同等以下の金属体がより好ましい
。
１４×１０−’ （’Ｃ””” ）以下の金属体をはさ
んで接合するのが好ましく、熱膨張係数が該セラミック
ス部片の熱膨張係数と同等以下の金属体がより好ましい
。
この金属体の熱膨張係数がセラミックス部片の熱膨張係
数より小さい場合には、セラミックス部片に被着してい
るメタライズ層と金属体を接合して室温まで冷却する過
程で、金属体の収縮量がセラミックス部片の収縮量より
小さく、セラミックス部片と金属体の接合境界部外側の
セラミックス部片内には圧縮の熱応力が発生する。しか
し−セラミックス材料は圧縮応力に対しては抵抗力が大
きいので接合部境界でのセラミックス部片の破壊は起ら
ない。これに対して、金属体の熱膨張係数がセラミック
ス部片の熱膨張係数より大きい場合にはセラミックス部
片と金属体の接合境界部外側のセラミックス部片内に引
張の熱応力が発生するので好ましくない。この場合に発
生する引張の熱応°力の大きさは、セラミックス部片と
金属体の熱膨張係数の差、接合温度と室温との温度差、
セラミックス材料の弾性係数、接合部面積などにより決
まる。しかし、このす［張の熱応力によってセラミック
ス部片が破壊するがどうかはセラミックス部片を構成す
るセラミックス材料の引張強度による。
数より小さい場合には、セラミックス部片に被着してい
るメタライズ層と金属体を接合して室温まで冷却する過
程で、金属体の収縮量がセラミックス部片の収縮量より
小さく、セラミックス部片と金属体の接合境界部外側の
セラミックス部片内には圧縮の熱応力が発生する。しか
し−セラミックス材料は圧縮応力に対しては抵抗力が大
きいので接合部境界でのセラミックス部片の破壊は起ら
ない。これに対して、金属体の熱膨張係数がセラミック
ス部片の熱膨張係数より大きい場合にはセラミックス部
片と金属体の接合境界部外側のセラミックス部片内に引
張の熱応力が発生するので好ましくない。この場合に発
生する引張の熱応°力の大きさは、セラミックス部片と
金属体の熱膨張係数の差、接合温度と室温との温度差、
セラミックス材料の弾性係数、接合部面積などにより決
まる。しかし、このす［張の熱応力によってセラミック
ス部片が破壊するがどうかはセラミックス部片を構成す
るセラミックス材料の引張強度による。
たとえば上述した引張の熱応力をσ０．セラミックスの
引張強度をσ。とすると、σ０〉σＴの場合にはセラミ
ックス部片の破壊は起らない。したがって、本発明にお
いて、金属体の熱膨張係数がセラミックス部片の熱膨張
係数と同等であるという意味にはつぎの２つの場合が含
まれるものとする。
引張強度をσ。とすると、σ０〉σＴの場合にはセラミ
ックス部片の破壊は起らない。したがって、本発明にお
いて、金属体の熱膨張係数がセラミックス部片の熱膨張
係数と同等であるという意味にはつぎの２つの場合が含
まれるものとする。
すなわち、第１は両者の熱膨張係数が等しく、上記熱応
力が発生しない場合である。第２は金属体の熱膨張係数
がセラミックス部片の熱膨張係数より大きいけれど、そ
れによってセラミックス部片に発生する引張の熱応力が
セラミックスの引張強度より小さい場合である。金属体
の熱膨張係数が１４ＸｌＯ（’Ｃ−）以上では、この引
張の熱応力のため、セラミックス部片が破壊することが
多いので好ましくない。
力が発生しない場合である。第２は金属体の熱膨張係数
がセラミックス部片の熱膨張係数より大きいけれど、そ
れによってセラミックス部片に発生する引張の熱応力が
セラミックスの引張強度より小さい場合である。金属体
の熱膨張係数が１４ＸｌＯ（’Ｃ−）以上では、この引
張の熱応力のため、セラミックス部片が破壊することが
多いので好ましくない。
なお、ピストンキャップを構成する各セラミックス部片
の分割の間には隙間が生じないようにするのが好ましい
。各セラミックス部片の分割面の間に隙間が生じた場合
には、必要に応じてセラミックス繊維やＡす０８系ある
いはＺＲＯ２−Ｓｉｎ、 −ＭｇＯ系の耐火セメントを
充填してもよい。
の分割の間には隙間が生じないようにするのが好ましい
。各セラミックス部片の分割面の間に隙間が生じた場合
には、必要に応じてセラミックス繊維やＡす０８系ある
いはＺＲＯ２−Ｓｉｎ、 −ＭｇＯ系の耐火セメントを
充填してもよい。
つぎに図面を参照して実施例を説明する。 ′第１図は
ピストンキャップを構成する全部のセラミックス部片を
金属製ピストン頂部に接合した本発明のエンジン用ピス
ト〉の縦断面図である。
ピストンキャップを構成する全部のセラミックス部片を
金属製ピストン頂部に接合した本発明のエンジン用ピス
ト〉の縦断面図である。
このピストンはジルコニア製ピストンキャップ、チタン
製金属体１８、球状黒鉛鋳鉄製ピストン１゜からなる。
製金属体１８、球状黒鉛鋳鉄製ピストン１゜からなる。
ピストンキャップは同心円状に分割されたセラミックス
部片１〜８からなり、セラミックス部片２〜８はさらに
半径方向に四等分されている。
部片１〜８からなり、セラミックス部片２〜８はさらに
半径方向に四等分されている。
各セラミックス部片の分割部の周縁部は応力集中をさけ
るため、面取りまたは丸みっけがなされ２ている。セラ
ミックス部片１〜８の金属製ビストンと相対して接合す
べき表面にはＮｏを主成分とするメタライズ層（図示せ
ず）が被着されている。
るため、面取りまたは丸みっけがなされ２ている。セラ
ミックス部片１〜８の金属製ビストンと相対して接合す
べき表面にはＮｏを主成分とするメタライズ層（図示せ
ず）が被着されている。
セラミックス部片１がピストン頂部の外周側、セラミッ
クス部片２〜８がピストン頂部に設けられた凹部１１に
、それぞれチタン製金属体１８を介して配設され、ろう
付けによりピストンに接合されている。
クス部片２〜８がピストン頂部に設けられた凹部１１に
、それぞれチタン製金属体１８を介して配設され、ろう
付けによりピストンに接合されている。
このピストンは例えば次のようにして製造することがで
きる。
きる。
まず５重量％のＹ、０８を含む部分安定化ジルコニアセ
ラミックス（以下ＰＳｚと称す）で直径７７１Ｉｌ１１
．中央部高さ１１．４簡、縁部高さ６．８鴎の円板状セ
ラミックス部片ｌ、内径７７．８＋ｍ、外径１１３ ｍ
、外周部高さ１６．５闘、内周部高さ６．８鴎の円環
状ブロックを半径方向に四等分したセラミックス部片２
．ならびに内径１１８．！ ｍ 、外径１８１３ ＋ｕ
ｃ 、厚さ５關の環状円板を半径方向に四等分したセラ
ミックス部片８を作製する。
ラミックス（以下ＰＳｚと称す）で直径７７１Ｉｌ１１
．中央部高さ１１．４簡、縁部高さ６．８鴎の円板状セ
ラミックス部片ｌ、内径７７．８＋ｍ、外径１１３ ｍ
、外周部高さ１６．５闘、内周部高さ６．８鴎の円環
状ブロックを半径方向に四等分したセラミックス部片２
．ならびに内径１１８．！ ｍ 、外径１８１３ ＋ｕ
ｃ 、厚さ５關の環状円板を半径方向に四等分したセラ
ミックス部片８を作製する。
これら各セラミックス部片の金属製ピストンと相対して
接合すべき表面の全面に、ＭＯｎ ８０重量％ｔ Ｉｎ
＋７重量９Ｇ 、 Ａｌ、０． ： ８重量％ 、
Ｓｉｎ。
接合すべき表面の全面に、ＭＯｎ ８０重量％ｔ Ｉｎ
＋７重量９Ｇ 、 Ａｌ、０． ： ８重量％ 、
Ｓｉｎ。
１０重量−からなる組成物を含むペースト状組成物を膜
厚約０．１ ｍに塗布して乾燥したのち、４０℃に加温
した水槽中を通した水素と窒素の混合ガス雰囲気中で１
８００°Ｃ−１０時間加熱する。この加熱により、ｐｓ
ｚ表面に塗布した組成物成分と加熱雰囲気、およびＰＳ
ｚとの反応、該組成物成分の相互反応、さ、らには、該
組成物成分とＰＳｚ成分との相互拡散を生ぜしめ、ｐｓ
ｚ表面に所定組成のメタライズ層を被着させる。かくし
て得た各メタライズ部片上のメタライズ層表面に厚さ約
ｌＯμｍのＮ１メッキを施す。
厚約０．１ ｍに塗布して乾燥したのち、４０℃に加温
した水槽中を通した水素と窒素の混合ガス雰囲気中で１
８００°Ｃ−１０時間加熱する。この加熱により、ｐｓ
ｚ表面に塗布した組成物成分と加熱雰囲気、およびＰＳ
ｚとの反応、該組成物成分の相互反応、さ、らには、該
組成物成分とＰＳｚ成分との相互拡散を生ぜしめ、ｐｓ
ｚ表面に所定組成のメタライズ層を被着させる。かくし
て得た各メタライズ部片上のメタライズ層表面に厚さ約
ｌＯμｍのＮ１メッキを施す。
つぎに直径７７闘、厚さ３ｓｓｉのチタン製円板状金属
体１８と厚さ８鴎、内径ｆ３ ｇ ｓｍ 、外径１１０
−ならびに厚さ８龍、内径１１８．２鴎、外径１４０鱈
のチタン製円環状円板を半径方向に四等分した金属体１
８を作製する。また、金属製ピストンの頂部に該金属体
１８とセラミックス部片１〜８を配設する凹部１１を加
工し、ピストンキャップの被接合面に厚さ約１０μｍの
Ｎ１メッキを施す。
体１８と厚さ８鴎、内径ｆ３ ｇ ｓｍ 、外径１１０
−ならびに厚さ８龍、内径１１８．２鴎、外径１４０鱈
のチタン製円環状円板を半径方向に四等分した金属体１
８を作製する。また、金属製ピストンの頂部に該金属体
１８とセラミックス部片１〜８を配設する凹部１１を加
工し、ピストンキャップの被接合面に厚さ約１０μｍの
Ｎ１メッキを施す。
しかるのちに、ピストン頂部にこれらセラミックス部片
１〜８と金属体１８を第１因に示すように配設し、金属
体１８の両表面と該表面に相対するセラミックス部片１
〜８のメタライズ層表面および金属製ピストン頂部の接
合面との間に厚さ０．１鰭の銀ろうを配設し、真空中で
加熱してろう付けする。
１〜８と金属体１８を第１因に示すように配設し、金属
体１８の両表面と該表面に相対するセラミックス部片１
〜８のメタライズ層表面および金属製ピストン頂部の接
合面との間に厚さ０．１鰭の銀ろうを配設し、真空中で
加熱してろう付けする。
さいごに、このピストンの金属部分を加工して図１に示
す形状のピストンとする。このピストンはシリンダー内
径１８９．７闘、スト冒−り１１９．４鰭１回転数１６
０ Ｏｒｐｍの単筒ディーゼルエンジンによるエンジン
試験によっても何ら異常は認められなかった。
す形状のピストンとする。このピストンはシリンダー内
径１８９．７闘、スト冒−り１１９．４鰭１回転数１６
０ Ｏｒｐｍの単筒ディーゼルエンジンによるエンジン
試験によっても何ら異常は認められなかった。
第２図はピストン、キャップを構成するセラミックス部
片の一部が、該セラミックス部片に被着させたメタライ
ズ層を介して金属製ピストンに接合されるとともに、金
属製ピストンに接合されたセラミックス部片が他のセラ
ミックス部片を金属製ピストンに固定している本発明の
エンジン用ピストンの上部平面図（第２図Ａ）とｘ−ｘ
矢視縦断面図（第２図Ｂ）である。このピストンはジル
コニア製ピストンキャップと球状黒鉛鋳鉄製ピストン１
０からなる。ピストンキャップは円形のセラミックス部
片１および円環状のセラミックス部片４〜５からなり、
セラミックス部片４〜５はさらに半径方向に三等分され
ている。セラミックス部片ｌと５の金属製ピストンと相
対して接合すべき表面にはメタライズ層（図示せず）が
被着されている。金属製ピストンの頂部に設けられた凹
部１１に、°、セラミックス部片１および高さを該凹部
深さと同一に加工したセラミックス部片４が配設され、
セラミックス部片ｌはメタライズ層を介してピストンに
接合されている。セラミックス部片５は、セラミックス
部片４の上面とピストン頂部の両方に接する形でピスト
ン頂部に配設され、メタライズ層を介してピストン頂部
に接合されている。セラミックス部片会はセラミックス
部片ｌと５によりピストン頂部に固定されている。
片の一部が、該セラミックス部片に被着させたメタライ
ズ層を介して金属製ピストンに接合されるとともに、金
属製ピストンに接合されたセラミックス部片が他のセラ
ミックス部片を金属製ピストンに固定している本発明の
エンジン用ピストンの上部平面図（第２図Ａ）とｘ−ｘ
矢視縦断面図（第２図Ｂ）である。このピストンはジル
コニア製ピストンキャップと球状黒鉛鋳鉄製ピストン１
０からなる。ピストンキャップは円形のセラミックス部
片１および円環状のセラミックス部片４〜５からなり、
セラミックス部片４〜５はさらに半径方向に三等分され
ている。セラミックス部片ｌと５の金属製ピストンと相
対して接合すべき表面にはメタライズ層（図示せず）が
被着されている。金属製ピストンの頂部に設けられた凹
部１１に、°、セラミックス部片１および高さを該凹部
深さと同一に加工したセラミックス部片４が配設され、
セラミックス部片ｌはメタライズ層を介してピストンに
接合されている。セラミックス部片５は、セラミックス
部片４の上面とピストン頂部の両方に接する形でピスト
ン頂部に配設され、メタライズ層を介してピストン頂部
に接合されている。セラミックス部片会はセラミックス
部片ｌと５によりピストン頂部に固定されている。
このピストンは例えば次のようにして作ることができる
。
。
まず、ＰＳＺで所定形状のセラミックス部片ｌ。
４，５を製造する。この場合に各セラミックス部片の分
割面の間になるべく隙間ができないように加工する。そ
の後セラミックス部片１，５のピストン頂部と相対して
接合すべき表面に前記方法でメタライズ層を被着させ、
該メタライズ層表面にＮｉメッキを施す。つぎに、球状
黒鉛鋳鉄製ピストン頂部にセラミックス部片１と４を配
設するための所定寸法の四部１１を加工し、ピストン頂
部のセラミックス部片との接合面にＮｉメッキを施す。
割面の間になるべく隙間ができないように加工する。そ
の後セラミックス部片１，５のピストン頂部と相対して
接合すべき表面に前記方法でメタライズ層を被着させ、
該メタライズ層表面にＮｉメッキを施す。つぎに、球状
黒鉛鋳鉄製ピストン頂部にセラミックス部片１と４を配
設するための所定寸法の四部１１を加工し、ピストン頂
部のセラミックス部片との接合面にＮｉメッキを施す。
クス部片のメタライズ層表面と該表面に相対するピスト
ン頂部接合面をろう付けにより接合する０第８図はピス
トンキャンプを構成するセラミックス部片のうち、メタ
ライズ層を介して金属製ピストンに接合されていないセ
ラミックス部片が嵌合によりピストンに固定されている
本発明のエンジン用ピストンの縦断面図である。
ン頂部接合面をろう付けにより接合する０第８図はピス
トンキャンプを構成するセラミックス部片のうち、メタ
ライズ層を介して金属製ピストンに接合されていないセ
ラミックス部片が嵌合によりピストンに固定されている
本発明のエンジン用ピストンの縦断面図である。
このピストンはジルコニア製のセラミックス部片ｌと８
、窒化珪素製のセラミックス部片６からなるピストンキ
ャップと球状黒鉛鋳鉄製ヒストンからなる。セラミック
ス部片８は半径方向に８等分されている。セラミックス
部片１と８のピストンと相対して接合すべき表面にはメ
タライズ層（図示せず）が被着されている。
、窒化珪素製のセラミックス部片６からなるピストンキ
ャップと球状黒鉛鋳鉄製ヒストンからなる。セラミック
ス部片８は半径方向に８等分されている。セラミックス
部片１と８のピストンと相対して接合すべき表面にはメ
タライズ層（図示せず）が被着されている。
ピストン１０の頂部にはセラミックス部片１と６を配設
するため四部１１が形成され、該凹部１１にはセラミッ
クス部片６を嵌合するための溝１２が設けられている。
するため四部１１が形成され、該凹部１１にはセラミッ
クス部片６を嵌合するための溝１２が設けられている。
ピストン頂部には、セラミックス部片ｌと８が各セラミ
ックス部片に被着されているメタライズ層を介して接合
されており、セラミックス部片６が溝１２に嵌合されて
いる。
ックス部片に被着されているメタライズ層を介して接合
されており、セラミックス部片６が溝１２に嵌合されて
いる。
このピストンは例えば次のようにして作ることができる
。
。
まず、ｐｓｚで所定形状のセラミックろ部片１と８を、
窒化珪素で所定形状のセラミックス部片６を製造する。
窒化珪素で所定形状のセラミックス部片６を製造する。
この場合に各セラミックス部・片は、これらセラミック
ス部片でピストン・キャップを組立てた場合に、各分割
面が互いに密着するように加工する。
ス部片でピストン・キャップを組立てた場合に、各分割
面が互いに密着するように加工する。
その後、セラミックス部片１と８のピストン頂部と相対
して接合すべき表面に前記方法でメタライズ層を被着さ
せ、該メタライズ層表面にＮ１メッキを施す。しかるの
ちにピストン頂部の所定位置にセラミックス部片１と３
を配設し、各セラミックス部片のメタライズ層表面と該
表面に相対するピストン頂部接合面をろう付けで接合す
る′。
して接合すべき表面に前記方法でメタライズ層を被着さ
せ、該メタライズ層表面にＮ１メッキを施す。しかるの
ちにピストン頂部の所定位置にセラミックス部片１と３
を配設し、各セラミックス部片のメタライズ層表面と該
表面に相対するピストン頂部接合面をろう付けで接合す
る′。
さいごに、セラミックス部片６を液体窒素中で冷却後室
温に保持したピストンの溝にセラミックス部片６の凸部
１４を嵌合して固定する。ピストン金属部分の加工はセ
ラミックス部片６の嵌合前あるいは嵌合後のいずれで行
ってもよい。
温に保持したピストンの溝にセラミックス部片６の凸部
１４を嵌合して固定する。ピストン金属部分の加工はセ
ラミックス部片６の嵌合前あるいは嵌合後のいずれで行
ってもよい。
このピストンではセラミックス部片１と６が相互に＠着
した状態で固定されているので、モンジンが作動し、各
セラミックス部片の温度が上昇すると、セラミックス部
片１の外径の増加がセラミックス部片の内径の増加より
大きくなり、セラミックス部片６がピストン頂部上の四
部１１の側面に押し付けられ、セラミックス部片６の抜
けが防止される。
した状態で固定されているので、モンジンが作動し、各
セラミックス部片の温度が上昇すると、セラミックス部
片１の外径の増加がセラミックス部片の内径の増加より
大きくなり、セラミックス部片６がピストン頂部上の四
部１１の側面に押し付けられ、セラミックス部片６の抜
けが防止される。
以上述べたことから明らかなとおり、本発明のエンジン
用ピストンは金属製ピストンの頂部に固着したピストン
キャップが複数のセラミックス部片からな゛るので、高
温の燃焼ガスにさらされるピストンキャップ泰面と金属
製ピストンに接するピストンキャップ底面の間に大きな
温度差が生じても発生する熱応力が小さく、ピストンキ
ャップの該熱応力による破壊が起らない。
用ピストンは金属製ピストンの頂部に固着したピストン
キャップが複数のセラミックス部片からな゛るので、高
温の燃焼ガスにさらされるピストンキャップ泰面と金属
製ピストンに接するピストンキャップ底面の間に大きな
温度差が生じても発生する熱応力が小さく、ピストンキ
ャップの該熱応力による破壊が起らない。
また、本発明のエンジン用ピストンはピストンキャップ
を複数のセラミックス部片で構成し、各セラミックス部
片と金属製ヒストンとの接合面積を小さくするとともに
、接合場所により、該接合面積の大きさを変化させるの
で、接合によるセラミックス部片の破壊や接合面の剥離
が起らない。
を複数のセラミックス部片で構成し、各セラミックス部
片と金属製ヒストンとの接合面積を小さくするとともに
、接合場所により、該接合面積の大きさを変化させるの
で、接合によるセラミックス部片の破壊や接合面の剥離
が起らない。
さらにまた、本発明のエンジン用ピストンでは。
・ピストンキャップを構成する各セラミックス部片は寸
法が小さく、形状が単純なため、セラミックス部片の厚
さを大きくしても熱応力でセラミックス部片が破壊しな
いので、金属製ピストンの耐熱性をあげることなく、エ
ンジンの燃焼温度を上昇させることができる。
法が小さく、形状が単純なため、セラミックス部片の厚
さを大きくしても熱応力でセラミックス部片が破壊しな
いので、金属製ピストンの耐熱性をあげることなく、エ
ンジンの燃焼温度を上昇させることができる。
このように本発明のエンジン用ピストンは、セラミック
スの断熱性、耐熱性、耐食性などの特長を生かして、断
熱性あるいは耐熱性にすぐれたエンジン用ピストンとす
ることができる。
スの断熱性、耐熱性、耐食性などの特長を生かして、断
熱性あるいは耐熱性にすぐれたエンジン用ピストンとす
ることができる。
第１図は本発明のエンジン用ピストンの−Ｘ体例の構造
の縦断面図を示す説明図である。 第２図は本発明のエンジン用ピストンの他の具体例の構
造の上部平面図（Ａ）とｘ−ｘ矢視縦断面図（Ｂ）であ
る。 第８図は本発明のエンジン用ピストンのさらに別の一興
体例の構造の縦断面図を示す説明図である０ １・・・セラミックス部片 ２・・・セラミックス部片
８・・・セラミックス部片 ４・・・セラミックス部片
５・・・セラミックス部片 ６・・・セラミックス部片
１９・・・金属製ピストン １１・・・金属製ピストン頂部の四部 １２・・・セラミックス部片嵌合用溝部１８・・・金属
体 １４・・・セラミックス部片上の凸部。 特許出願人 日本碍子株式会社 第１図 第２図 （Ａ、） （Ｂ）
の縦断面図を示す説明図である。 第２図は本発明のエンジン用ピストンの他の具体例の構
造の上部平面図（Ａ）とｘ−ｘ矢視縦断面図（Ｂ）であ
る。 第８図は本発明のエンジン用ピストンのさらに別の一興
体例の構造の縦断面図を示す説明図である０ １・・・セラミックス部片 ２・・・セラミックス部片
８・・・セラミックス部片 ４・・・セラミックス部片
５・・・セラミックス部片 ６・・・セラミックス部片
１９・・・金属製ピストン １１・・・金属製ピストン頂部の四部 １２・・・セラミックス部片嵌合用溝部１８・・・金属
体 １４・・・セラミックス部片上の凸部。 特許出願人 日本碍子株式会社 第１図 第２図 （Ａ、） （Ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｌ 金属製ピストンの頂部に複数のセラミック部片で構
成されるピストンキャップを固定してナルエンジン用ピ
ストンにして、該ピストンキャップが一種以上のセラミ
ックス材料で構成されるとともに、該セラミックスキャ
ップを構成するセラミックス部片と金属製ピストンが、
ピストン頂部中央部のセラミックス部片と金属製ピスト
ンとの接合面積が他のセラミックス部片と金属製ピスト
ンとの接合面積より大きくなるように、これらセラミッ
クス部片に被着されたメタライズ層および該メタライズ
層に被着された金属メッキ層を介して接合されているこ
とを特徴とするエンジン用ピストン。 東 メタライズ層および該メタライズ層に被着された金
属メッキ層を介して金属製ピストンに接合されているセ
ラミックス部片が他のセラミックス部片を金属製ピスト
ンに固定している特許請求の範囲第１項記載のエンジン
用ピストン。 ＆ メタライズ層および該メタライズ層に被着された金
属メッキ層を介して金属製ピストンに接合されていない
少なくとも一つのセラミックス部片が金属製ピストンに
嵌合によ１り固定されている特許請求の範囲第１項記載
のエンジン用ピストン。 娠 メタライズ層に被着された金属メッキ層と金属製ピ
ストンの間に、メタライズ層が被着されているセラミッ
クス部片の熱膨張係数と同等またはそれ以下の熱膨張係
数を有する金属体が設けられている特許請求の範囲第１
項ないし第８項のいずれかに記載のエンジン用ピストン
。 翫 セラミックス部片がジルコニア、アルミナ、窒化珪
素、炭化珪素およびサイアロンよりなる群から選ばれた
少なくとも一種である特許請求の範囲第１項ないし第４
項のいずれかに記載のエンジン用ピストン。 代 金属製ピストンの頂部に拶数のセラミックス部片で
構成されるピストンキャップを固定してエンジン用ピス
トンとする方法にして、該ピストンキャップを一種以上
のセラミックス材料でＭ６し、該セラミックスキャップ
を構成するセラミックス部片のうち一つ以上のセラミッ
クス部片の金属製ピストンと相対して接合すべき表面に
メタライズ層を被着させ、さらに該メタライズ層表面に
金属メッキを被着させたのち、金属製ピストン頂部に設
けた四部に該セラミックス部片を配設し、該セラミック
ス部片と金属製ピストンをピストン頂部中央部のセラミ
ックス部片とピストンとの接合面積が他のセラミックス
部片とピストンとの接合面積より大きくなるように、こ
れらセラミックス部片上のメタライズ層および該メタラ
イズ層に被着された金属メッキ層を介して、接合するこ
とを特徴とするエンジン用ピストンの製造法。 Ｉ 金属製ピストンに接合されているセラミックス部片
で他のセラミックス部片を金属製ピストンに固定する特
許請求の範囲第６項記載のエンジン用ピストンの製造法
。 ＆ ピストンキャップを構成するセラミックス部片のう
ち、金属製ピストンに接合されていない少なくとも一つ
のセラミックス部片を金属製ピストンに嵌合により固定
する特許請求の範囲第６項記載のエンジン用ピストンの
製造法。 ９、 メタライズ層に被着させた金属メッキ層と金属製
ピストンとの間に、メタライズ層を被着させたセラミッ
クス部片の熱膨張係数と同等またはそれ以下の熱膨張係
数を有する金属体を設ける特許請求の範囲第６項ないし
第８項のいずれかに記載のエンジン用ピストンの製造法
。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP59046653A JPS60190651A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | エンジン用ピストンおよびその製造法 |
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| JP59046653A JPS60190651A (ja) | 1984-03-12 | 1984-03-12 | エンジン用ピストンおよびその製造法 |
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| JPH0454825B2 JPH0454825B2 (ja) | 1992-09-01 |
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| JPH0454825B2 (ja) | 1992-09-01 |
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