JPS6045757A - セラミック組込型ピストン - Google Patents
セラミック組込型ピストンInfo
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- JPS6045757A JPS6045757A JP15450583A JP15450583A JPS6045757A JP S6045757 A JPS6045757 A JP S6045757A JP 15450583 A JP15450583 A JP 15450583A JP 15450583 A JP15450583 A JP 15450583A JP S6045757 A JPS6045757 A JP S6045757A
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- shell
- iron
- ceramic
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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
- F02F3/00—Pistons
- F02F3/0015—Multi-part pistons
-
- 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
- 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
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- F05C2201/00—Metals
- F05C2201/04—Heavy metals
- F05C2201/0433—Iron group; Ferrous alloys, e.g. steel
- F05C2201/0448—Steel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/08—Ceramics; Oxides
- F05C2203/0804—Non-oxide ceramics
- F05C2203/083—Nitrides
- F05C2203/0843—Nitrides of silicon
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F05C2203/0865—Oxide ceramics
- F05C2203/0895—Zirconium oxide
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】
本発明はエンジンのピストンの頭部をセラミック化した
セラミック組込型ピストンに関する。
セラミック組込型ピストンに関する。
セラミック焼結体とアルミニュム合金製のピストン本体
との結合の媒体としてアルミニュム合金との接合面にア
ルフィン処理など表面処理を施した鉄材を用いたピスト
ンが神々提案されている（たとえば特公昭５７−２４４
４ ）。しかるにかかるピストンは、アルフィン処理な
ど表面処理をしているため工程が複雑であり、またアル
ミニュムと鉄との熱膨張差による接合面の剥離を遅延さ
せる効果はあっても確実に剥離を防ぐことは困難であり
、自動車エンジンの如く長時間メンテナンスフリーで使
用するに必要な程度の耐久性は得られていない。
との結合の媒体としてアルミニュム合金との接合面にア
ルフィン処理など表面処理を施した鉄材を用いたピスト
ンが神々提案されている（たとえば特公昭５７−２４４
４ ）。しかるにかかるピストンは、アルフィン処理な
ど表面処理をしているため工程が複雑であり、またアル
ミニュムと鉄との熱膨張差による接合面の剥離を遅延さ
せる効果はあっても確実に剥離を防ぐことは困難であり
、自動車エンジンの如く長時間メンテナンスフリーで使
用するに必要な程度の耐久性は得られていない。
本発明の目的は、かかる表面処理を施づことなく、鉄と
アルミニュム合金との縦、横の熱膨張差を吸収する構成
により、セラミック焼結体とアルミニュム合金との結合
媒体である鉄材と、アルミニュム合金との結合が強固に
でき、優れた耐久性が得られるセラミック組込型ピスト
ンの提供にある。
アルミニュム合金との縦、横の熱膨張差を吸収する構成
により、セラミック焼結体とアルミニュム合金との結合
媒体である鉄材と、アルミニュム合金との結合が強固に
でき、優れた耐久性が得られるセラミック組込型ピスト
ンの提供にある。
本発明は円板状セラミック焼結体に鉄製だかを外嵌した
結合体を、ピストン本体を形成するアルミニュム合金で
鋳込み、前記ピストン本体の頭部に結合させてなるセラ
ミック組込型ピストンにおいて、前記鉄製だかは、前記
焼結体を外嵌する内筒と、該内筒と同軸心状に配され、
ピストン頭部外周面を溝成し、内周に段イ」の小径部が
設けられた外筒と、前記外筒と内筒とを連結する複数の
連結部とを備えたことを構成とする。
結合体を、ピストン本体を形成するアルミニュム合金で
鋳込み、前記ピストン本体の頭部に結合させてなるセラ
ミック組込型ピストンにおいて、前記鉄製だかは、前記
焼結体を外嵌する内筒と、該内筒と同軸心状に配され、
ピストン頭部外周面を溝成し、内周に段イ」の小径部が
設けられた外筒と、前記外筒と内筒とを連結する複数の
連結部とを備えたことを構成とする。
つぎに本発明を図に基づき説明する。
第１図、第２図は本発明の第１実施例を示す。
本発明のセラミック組込型ピストンは、アルミニュムダ
イキャス１へで製造されたアルミニュム合金製のピスト
ン本体１と、ジルコニア、窒化珪素など耐熱衝撃性の高
いセラミックで形成され、上面にはキャビティ２２が形
成された円板状セラミック焼結体２と、ステンレス鋼、
ニレジストなど耐熱鋼の鍛造または切削により製造され
、前記セラミック焼結体２に外嵌されると共にビスｉ〜
ン本体１の頭部に固着するための媒体である鉄製だが、
３とからなる。
イキャス１へで製造されたアルミニュム合金製のピスト
ン本体１と、ジルコニア、窒化珪素など耐熱衝撃性の高
いセラミックで形成され、上面にはキャビティ２２が形
成された円板状セラミック焼結体２と、ステンレス鋼、
ニレジストなど耐熱鋼の鍛造または切削により製造され
、前記セラミック焼結体２に外嵌されると共にビスｉ〜
ン本体１の頭部に固着するための媒体である鉄製だが、
３とからなる。
鉄製だが３は、内筒３１と、該内筒３１と同軸心を有す
るとともに外周面３２にビス］ヘンリング溝３３を有し
、該ピストンリング溝３３の内かわば段３４を有する小
内径部とされた外筒３５と、前記本実施例では４枚の耐
熱鋼板が等間隔で放射状に配されてなる連結部３６とか
らなり、溶接により一体化されてなる。この鉄製たがは
、内筒３１と外筒３５を連結部３６を介して溶接または
ろうイ」シて一体化されても良く、鋳造により一体製造
されても良い。
るとともに外周面３２にビス］ヘンリング溝３３を有し
、該ピストンリング溝３３の内かわば段３４を有する小
内径部とされた外筒３５と、前記本実施例では４枚の耐
熱鋼板が等間隔で放射状に配されてなる連結部３６とか
らなり、溶接により一体化されてなる。この鉄製たがは
、内筒３１と外筒３５を連結部３６を介して溶接または
ろうイ」シて一体化されても良く、鋳造により一体製造
されても良い。
セラミック焼結体２と鉄製だが３の内筒３１とは、つぎ
の手段により嵌着される。
の手段により嵌着される。
ア）セラミック焼結体２に近似する熱膨張係数のガラス
層４を焼付け、このガラス層４を介して鉄製だが３を銀
ろう付するいわゆるガラスコーティング銀ろう付方法 −ｉ’＞３００℃、１０ ＴｏｒｒｒＴｉ （１０００
人＞ −Ｍ。
層４を焼付け、このガラス層４を介して鉄製だが３を銀
ろう付するいわゆるガラスコーティング銀ろう付方法 −ｉ’＞３００℃、１０ ＴｏｒｒｒＴｉ （１０００
人＞ −Ｍ。
２の表面上に蒸着し水素炉中でセラミック焼結体２と鉄
製だが３を銀ろう付けするいわゆるＰＶＤ法 つ）Ｔｉト１２のペースト（Ｔｉｌ１２の粉末を酢酸ブ
チル等で溶いたもの）をセラミック焼結体２の表面上に
塗布し、水素炉中でヒラミック焼結体２と鉄製だが３を
銀ろう伺りするいわゆる活性化金属法 ■）セラミック焼結体２を一７０℃まで冷し内筒３１を
６００℃ぐらいに熱し、両者を結合させ、熱膨服、収縮
によって固着させるいわゆる焼バメいずれか一つによっ
てセラミック焼結体２の外周に嵌め込むいわゆる１矢着
により固着され結合体５を形成し、使用条件下（通常ピ
ストン頭部において２００℃〜４００℃）においてもセ
ラミック焼結体２は鉄製だが３により中心方向の圧縮応
力を受けている。セラミック焼結体２とＭｌだが３との
結合体５とピストン本体１との固着は、結合体５をピス
トン本体１を形成するアルミニュム合金で鋳込むことに
より固着される。鉄は通常セラミック焼結体２とアルミ
ニュム合金との中間の熱膨張係数１．好ましくはアルミ
ニュム合金に近い熱膨張係数を有するため、セラミック
焼結体２を直接アルミニュム合金に接合する場合に比較
し、高湿の使用条件下においても熱膨張差による締め付
【プカの低下が生じにくい。鉄製だが３は、一体面に連
結された内筒と外筒とを有し、両者の間にアルミニュム
合金製本体を挾んでいるため、熱膨張差が生じても内筒
３１または外筒３５のどちらかはアルミニュム合金製本
体との締結力が増大するため低温時および高温時におけ
る結合強度の低下は防止される。また外筒３５の内周面
に段３４が設けられこの部分はアルミニュム合金で鉄製
たがを挟持しているため低湿時における鉄製だが３とピ
ストン本体１との半径方向および軸方向の緩みを防止で
きる。
製だが３を銀ろう付けするいわゆるＰＶＤ法 つ）Ｔｉト１２のペースト（Ｔｉｌ１２の粉末を酢酸ブ
チル等で溶いたもの）をセラミック焼結体２の表面上に
塗布し、水素炉中でヒラミック焼結体２と鉄製だが３を
銀ろう伺りするいわゆる活性化金属法 ■）セラミック焼結体２を一７０℃まで冷し内筒３１を
６００℃ぐらいに熱し、両者を結合させ、熱膨服、収縮
によって固着させるいわゆる焼バメいずれか一つによっ
てセラミック焼結体２の外周に嵌め込むいわゆる１矢着
により固着され結合体５を形成し、使用条件下（通常ピ
ストン頭部において２００℃〜４００℃）においてもセ
ラミック焼結体２は鉄製だが３により中心方向の圧縮応
力を受けている。セラミック焼結体２とＭｌだが３との
結合体５とピストン本体１との固着は、結合体５をピス
トン本体１を形成するアルミニュム合金で鋳込むことに
より固着される。鉄は通常セラミック焼結体２とアルミ
ニュム合金との中間の熱膨張係数１．好ましくはアルミ
ニュム合金に近い熱膨張係数を有するため、セラミック
焼結体２を直接アルミニュム合金に接合する場合に比較
し、高湿の使用条件下においても熱膨張差による締め付
【プカの低下が生じにくい。鉄製だが３は、一体面に連
結された内筒と外筒とを有し、両者の間にアルミニュム
合金製本体を挾んでいるため、熱膨張差が生じても内筒
３１または外筒３５のどちらかはアルミニュム合金製本
体との締結力が増大するため低温時および高温時におけ
る結合強度の低下は防止される。また外筒３５の内周面
に段３４が設けられこの部分はアルミニュム合金で鉄製
たがを挟持しているため低湿時における鉄製だが３とピ
ストン本体１との半径方向および軸方向の緩みを防止で
きる。
さらに連結部３６は周方向に相互に鉄製だが３とアルミ
ニュム合金製本体とが挾み合っているため、周方向の緩
みも防止できる。このため両者の結合強度が大きく、優
れた耐久性が得られる。
ニュム合金製本体とが挾み合っているため、周方向の緩
みも防止できる。このため両者の結合強度が大きく、優
れた耐久性が得られる。
第３．４図は本発明の第２実施例を示す。
この実施例においては、第１実施例の鉄製だが３の連結
部の形状を棒状とし且つ本数を倍増さぜた連結部３７を
設けたものである。
部の形状を棒状とし且つ本数を倍増さぜた連結部３７を
設けたものである。
この実施例は連結部３７がピストン本体１に完全に埋め
込まれているため第１実施例のものよりさらに結合体５
とピストン本体１の緩みを防止できる。
込まれているため第１実施例のものよりさらに結合体５
とピストン本体１の緩みを防止できる。
第５．６図は本発明の第３実施例を示す。
この実施例においては、外筒３５をビス１ヘンリング溝
３３の部分のみに限定している。これにより鉄製だが３
の内筒３１と、外筒３５のピストンリング）苫３３を有
する段３４下部と、連結部３Ｇとを鋳造により一体製造
されやすい形状に構成している。本実施例では３本の連
結部３６が等間隔で放射状に配され、ピストンリング溝
３３はピストン鋳み後加工する。
３３の部分のみに限定している。これにより鉄製だが３
の内筒３１と、外筒３５のピストンリング）苫３３を有
する段３４下部と、連結部３Ｇとを鋳造により一体製造
されやすい形状に構成している。本実施例では３本の連
結部３６が等間隔で放射状に配され、ピストンリング溝
３３はピストン鋳み後加工する。
以上の如く本発明のセラミック組込型ピストンは、鉄と
アルミニュム合金との縦、横の熱膨張差を吸収する構成
により鉄製だがとセラミック焼結体との結合および結合
体とアルミニュム合金との結合がいずれも強固にでき、
優れた耐久性が得られ、鉄製たがをアルミニュム合金で
鋳込むことにより工程が簡易となる。
アルミニュム合金との縦、横の熱膨張差を吸収する構成
により鉄製だがとセラミック焼結体との結合および結合
体とアルミニュム合金との結合がいずれも強固にでき、
優れた耐久性が得られ、鉄製たがをアルミニュム合金で
鋳込むことにより工程が簡易となる。
第１図は本発明の第１実施例を示す断面図、第２図は本
発明の第１実施例を示ｔＡ−Δ断面図、第３図は本発明
の第２実施例を示す断面図、第４図は本発明の第２実施
例を示すＢ−Ｂｉｉ面図、第５図は本発明の第３実施例
を示す断面図、第６図は本発明の第３＊施例を示ずＣ−
Ｃ断面図である。 図中 １・・・アルミニュム合金製ピストン木休２・・
・円板状セラミック焼結体 ３・・・鉄製たが第１図 第２図 ６ 第３図 第４図
発明の第１実施例を示ｔＡ−Δ断面図、第３図は本発明
の第２実施例を示す断面図、第４図は本発明の第２実施
例を示すＢ−Ｂｉｉ面図、第５図は本発明の第３実施例
を示す断面図、第６図は本発明の第３＊施例を示ずＣ−
Ｃ断面図である。 図中 １・・・アルミニュム合金製ピストン木休２・・
・円板状セラミック焼結体 ３・・・鉄製たが第１図 第２図 ６ 第３図 第４図
Claims (1)
- １）円板状セラミック焼結体に鉄製だかを外嵌した結合
体を、ピストン本体を形成するアルミニュム合金で鋳込
み、前記ピストン本体の頭部に結合させてなるセラミッ
ク組込型ピストンにおいて、前記鉄製たがは、前記焼結
体を外嵌づる内筒と、該内筒と同軸心状に配され、ピス
トン頭部外周面を構成し、内周に段付の小径部が設けら
れた外筒ど、前記外筒と内筒とを連結する複数の連結部
とを備えたことを特徴とするセラミック組込型ピストン
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15450583A JPS6045757A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | セラミック組込型ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15450583A JPS6045757A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | セラミック組込型ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6045757A true JPS6045757A (ja) | 1985-03-12 |
Family
ID=15585705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15450583A Pending JPS6045757A (ja) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | セラミック組込型ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6045757A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5273009A (en) * | 1991-08-26 | 1993-12-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Silicon-nitride-inserted piston |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP15450583A patent/JPS6045757A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5273009A (en) * | 1991-08-26 | 1993-12-28 | Ngk Insulators, Ltd. | Silicon-nitride-inserted piston |
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