JPS6045758A - 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
- Publication number
- JPS6045758A JPS6045758A JP15450683A JP15450683A JPS6045758A JP S6045758 A JPS6045758 A JP S6045758A JP 15450683 A JP15450683 A JP 15450683A JP 15450683 A JP15450683 A JP 15450683A JP S6045758 A JPS6045758 A JP S6045758A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- ceramic
- iron
- ceramic sintered
- sintered 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
-
- 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
- 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
- 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
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/08—Ceramics; Oxides
- 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。
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製だかを用いたピ
ストンが種々提案されている（たとえば特公昭５７−２
４４４ ）。しかるにががるピストンは、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製だかを用いたピ
ストンが種々提案されている（たとえば特公昭５７−２
４４４ ）。しかるにががるピストンは、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υことなく、鉄と
アルミこユム合金との縦、横の熱膨張差を吸収する描惑
により、セラミック焼結体とアルミニュム合金との結合
媒体である鉄製だがと、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。
アルミこユム合金との縦、横の熱膨張差を吸収する描惑
により、セラミック焼結体とアルミニュム合金との結合
媒体である鉄製だがと、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がを外嵌した
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、前記鉄製たかは、前記
焼結体を外嵌する筒状部と、該筒状部から半径方向に突
出した半径方向部、Ｊ３よび該半径方向部から周方向に
突出した周方向部とを形成したアンカ部とを備えたこと
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、前記鉄製たかは、前記
焼結体を外嵌する筒状部と、該筒状部から半径方向に突
出した半径方向部、Ｊ３よび該半径方向部から周方向に
突出した周方向部とを形成したアンカ部とを備えたこと
を構成とする。
つぎに本発明を図に基づぎ説明づ−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
イギャストでｉｌｍされ外周面１３にピストンリング溝
１４およびオイルリング溝１５を有するアルミニュム合
金製のピストン本体１ど、ジルコニア、窒化珪素など耐
熱衝撃性の高いレラミック（・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
の鋳造または切削により製造され、前記セラミック焼結
体２を外嵌する筒状部３１と、該筒状部３１から本実施
例では半径方向に等間隔に突設された８本の半径方向部
３２、Ｊ３よび該半径方向部３２の各々の先端の両側か
ら周方向に突設された円弧状周方向部３３からなるアン
カ部３４をｆ＾えた鉄製だが３からなる。該鉄製だが３
は前記セラミック焼結体２を共にピストン本体１の頭部
に同右するだめの媒体となりアンカ部３４は鉄とアルミ
ニュム含金との熱膨張差により鉄製だが３とアルミニコ
ム合金製ピストン本体１との接合面が剥離しても鉄５ｑ
たが３とピストン本体１とががたつくことを防止する。
イギャストでｉｌｍされ外周面１３にピストンリング溝
１４およびオイルリング溝１５を有するアルミニュム合
金製のピストン本体１ど、ジルコニア、窒化珪素など耐
熱衝撃性の高いレラミック（・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
の鋳造または切削により製造され、前記セラミック焼結
体２を外嵌する筒状部３１と、該筒状部３１から本実施
例では半径方向に等間隔に突設された８本の半径方向部
３２、Ｊ３よび該半径方向部３２の各々の先端の両側か
ら周方向に突設された円弧状周方向部３３からなるアン
カ部３４をｆ＾えた鉄製だが３からなる。該鉄製だが３
は前記セラミック焼結体２を共にピストン本体１の頭部
に同右するだめの媒体となりアンカ部３４は鉄とアルミ
ニュム含金との熱膨張差により鉄製だが３とアルミニコ
ム合金製ピストン本体１との接合面が剥離しても鉄５ｑ
たが３とピストン本体１とががたつくことを防止する。
鉄製だが３の筒状部３１とアンカ部３４との固着は溶接
またはろう付すされていてもよく、また筒状部３１とア
ンカ部３４どが鋳造により一体成型されてもよい。
またはろう付すされていてもよく、また筒状部３１とア
ンカ部３４どが鋳造により一体成型されてもよい。
セラミック焼結体２と鉄製だが３とは、つぎの手段によ
り嵌着される。
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ｉＭだが３を銀
ろうつけするいわゆるガラスコーティング銀ろう付方法 イ）３００℃、１０ Ｔｏｒｒで７ ｉ （１００ＯＡ
） −Ｍ。
層４を焼付け、このガラス層４を介してｉＭだが３を銀
ろうつけするいわゆるガラスコーティング銀ろう付方法 イ）３００℃、１０ Ｔｏｒｒで７ ｉ （１００ＯＡ
） −Ｍ。
（１ｏｏＯＡ） −Ｃｕ （２００ｏ人）をセラミック
焼結体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（Ｔｉｔ−１２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、水素炉中でセラミック焼結体２と鉄製だが３
を銀ろう付けづるいわゆる活性化金属法 工）セラミック焼結体２を一７０℃まで冷し筒状部３１
を８００℃ぐらいに熱し、両者を結合させ、熱膨張、収
縮によって固着させるいわゆる焼バメ、冷しバメ 前記いずれか一つによってセラミック焼結体２の外周に
嵌め込むいわゆる嵌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°Ｃ〜
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と鉄製だが３との結合体５と、ピストン本体１ど
は、結合体５をピストン本体１を形成ツるアルミニュム
合金ひ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、
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、高温の使用条件下においても熱膨
張差による締めイ」り力の低下が生しにくく、鉄製だが
３のアンカ部３４は半径方向部３２は周方向に相互に鉄
製だが３とアルミニュム製本体とが挾み合っているため
周方向のがたつきか防止され、一体向に連結された周方
向部３３と筒状部３１とを有し両者の間にアルミニコム
合金製ピストン本体１を挾んでいるため熱膨張差が生じ
ても筒状部３１または周方向部３３のどららがはアルミ
ニコム合金製ピストン本体１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
、半径方向にがたつがず、また軸方向にアルミニコム合
金製ピストン本体１が鉄製たが３のアシカ部に挾み込ま
れているために軸方向のがたつきが防止される。結合体
５はピストン本体１との半径方向および軸方向の緩みを
防止でき、さらに周方向の緩み−し防止できる。このた
め両者の結合強度が大ぎく優れた耐久性が得られる。
焼結体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（Ｔｉｔ−１２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、水素炉中でセラミック焼結体２と鉄製だが３
を銀ろう付けづるいわゆる活性化金属法 工）セラミック焼結体２を一７０℃まで冷し筒状部３１
を８００℃ぐらいに熱し、両者を結合させ、熱膨張、収
縮によって固着させるいわゆる焼バメ、冷しバメ 前記いずれか一つによってセラミック焼結体２の外周に
嵌め込むいわゆる嵌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°Ｃ〜
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と鉄製だが３との結合体５と、ピストン本体１ど
は、結合体５をピストン本体１を形成ツるアルミニュム
合金ひ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、
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、高温の使用条件下においても熱膨
張差による締めイ」り力の低下が生しにくく、鉄製だが
３のアンカ部３４は半径方向部３２は周方向に相互に鉄
製だが３とアルミニュム製本体とが挾み合っているため
周方向のがたつきか防止され、一体向に連結された周方
向部３３と筒状部３１とを有し両者の間にアルミニコム
合金製ピストン本体１を挾んでいるため熱膨張差が生じ
ても筒状部３１または周方向部３３のどららがはアルミ
ニコム合金製ピストン本体１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
、半径方向にがたつがず、また軸方向にアルミニコム合
金製ピストン本体１が鉄製たが３のアシカ部に挾み込ま
れているために軸方向のがたつきが防止される。結合体
５はピストン本体１との半径方向および軸方向の緩みを
防止でき、さらに周方向の緩み−し防止できる。このた
め両者の結合強度が大ぎく優れた耐久性が得られる。
第３図は本発明のｆｆ１２実施例を示寸。
この実施例においては、第１実施例の鉄製だが３の円弧
状の周方向部３３の両端を周方向に延設して円筒状の周
方向部３５としたものである。
状の周方向部３３の両端を周方向に延設して円筒状の周
方向部３５としたものである。
この実施例は第１実施例のものと同様な効采を有する。
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、横の熱膨服差を吸収する椙成
により、鉄製た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・られる。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、横の熱膨服差を吸収する椙成
により、鉄製た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・られる。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実施例を示ずＡ−へ断面図、第３図は本発明
の第２実施例を示Ｊ−第１図のＡ−Ａ断面図である。
発明の第１実施例を示ずＡ−へ断面図、第３図は本発明
の第２実施例を示Ｊ−第１図のＡ−Ａ断面図である。
Claims (1)
- １）円板状セラミック焼結体に鉄製たがを外嵌した結合
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
を外嵌する筒状部と、該筒状部から半径方向に突出した
半径方向部、および該半径方向部から周方向に突出しＩ
Ｃ周方向部を有するアンカ部とを備えたことを特徴とす
るピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15450683A JPS6045758A (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 |
|---|---|---|---|
| JP15450683A JPS6045758A (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 |
|---|---|
| JPS6045758A true JPS6045758A (ja) | 1985-03-12 |
Family
ID=15585729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15450683A Pending JPS6045758A (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) | JPS6045758A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4935017A (ja) * | 1972-08-01 | 1974-04-01 | ||
| JPS54111322A (en) * | 1978-01-30 | 1979-08-31 | Philips Nv | Method of and device for writing and*or retrieving address information on recording carrier |
-
1983
- 1983-08-23 JP JP15450683A patent/JPS6045758A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4935017A (ja) * | 1972-08-01 | 1974-04-01 | ||
| JPS54111322A (en) * | 1978-01-30 | 1979-08-31 | Philips Nv | Method of and device for writing and*or retrieving address information on recording carrier |
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