JPS61132757A - セラミツクス溶射ピストン - Google Patents
セラミツクス溶射ピストンInfo
- Publication number
- JPS61132757A JPS61132757A JP25310084A JP25310084A JPS61132757A JP S61132757 A JPS61132757 A JP S61132757A JP 25310084 A JP25310084 A JP 25310084A JP 25310084 A JP25310084 A JP 25310084A JP S61132757 A JPS61132757 A JP S61132757A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piston
- top surface
- ceramic
- coating layer
- ceramic coating
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C4/00—Coating by spraying the coating material in the molten state, e.g. by flame, plasma or electric discharge
- C23C4/02—Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Ceramic Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (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】
［産業上の利用分野］
この発明はセラミックス溶射ピストンに係り、特に、セ
ラミックス被覆層の剥離や熱応力等による破壊を防止し
得るセラミックス溶射ピストンに関する。
ラミックス被覆層の剥離や熱応力等による破壊を防止し
得るセラミックス溶射ピストンに関する。
［従来の技術］
内燃機関においては、燃焼室内で生成した熱エネルギに
よりピストンを動かし、運動エネルギを取出している。
よりピストンを動かし、運動エネルギを取出している。
しかしながら、燃焼室を形成するピストン頂面は、高温
の燃焼ガスに晒されるため大きな熱負荷を受けるので、
溶損や変形等のおそれがあった。
の燃焼ガスに晒されるため大きな熱負荷を受けるので、
溶損や変形等のおそれがあった。
そこで、近時、第６図に示す如くピストン頂面４にセラ
ミックス被覆層８を溶射して、熱衝撃を緩和し断熱を図
ったピストン２が提案されている。
ミックス被覆層８を溶射して、熱衝撃を緩和し断熱を図
ったピストン２が提案されている。
［発明が解決しようとする問題点コ
ところが、このようにピストン頂面４の全面に直接セラ
ミックス被覆層８を設けているため、第７図に示す如く
ピストン頂面４の周縁１４の処理が困難であり、熱応力
等により周縁からの剥離の原因となり易い。また、断熱
を果すべきセラミックス被覆層８の厚さによっては、熱
応力や熱疲労により破壊を生じる場合がある。この結果
、耐熱衝撃性や断熱効果が損なわれる不都合を生じた。
ミックス被覆層８を設けているため、第７図に示す如く
ピストン頂面４の周縁１４の処理が困難であり、熱応力
等により周縁からの剥離の原因となり易い。また、断熱
を果すべきセラミックス被覆層８の厚さによっては、熱
応力や熱疲労により破壊を生じる場合がある。この結果
、耐熱衝撃性や断熱効果が損なわれる不都合を生じた。
［発明の目的］
そこでこの発明の目的は、セラミックス被覆層の剥離や
熱応力等による破壊を防止し得て耐熱衝撃性や断熱効果
を損なうことのないセラミックス溶射ピストンを実現す
ることにある。
熱応力等による破壊を防止し得て耐熱衝撃性や断熱効果
を損なうことのないセラミックス溶射ピストンを実現す
ることにある。
［問題点を解決するための手段］
この目的を達成するためにこの発明は、内燃機関のピス
トン頂面に周縁の環状頂面を残して窪部を設け、この窪
部内に所要厚さのセラミックス被覆層を溶射して設けた
ことを特徴とする。
トン頂面に周縁の環状頂面を残して窪部を設け、この窪
部内に所要厚さのセラミックス被覆層を溶射して設けた
ことを特徴とする。
［作用］
この発明の構成によれば、ピストン頂面に周縁の環状頂
面を残してセラミックス被覆層を溶射する窪部を設けて
周縁からのセラミックス被復層の剥離を防止するととも
に、窪部には所要厚さのセラミックス被ｒｉ層を溶射し
て断熱効果を低下させることなく熱応力や熱疲労に起因
するセラミックス被ＦｉｉＨの破壊を防止する。
面を残してセラミックス被覆層を溶射する窪部を設けて
周縁からのセラミックス被復層の剥離を防止するととも
に、窪部には所要厚さのセラミックス被ｒｉ層を溶射し
て断熱効果を低下させることなく熱応力や熱疲労に起因
するセラミックス被ＦｉｉＨの破壊を防止する。
［実施例コ
次にこの発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。
第１〜３図は、この発明の一実施例を示すものである。
図において、２はピストン、４はピストン頂面、４Ｃは
環状頂面、６は窪部、８はセラミックス被覆層、１０は
下地層、１２はセラミックス層である。この発明による
ピストン２は、ピストン頂面４に周縁１４の環状頂面４
Ｃを残して窪部６を形成する。この窪部６は、第１・２
図に示す如く、ピストン頂面４の外径をａｌとし、の関
係を満足する径ｄ２に設定する。従って、ピストン頂面
４には、径方向に対向する周縁１４・１４の対になる環
状頂面４Ｃ・４Ｃの幅の合計が、前記第１式の範囲にな
る環状頂面４Ｃを残し窪部６を形成する。この窪部６内
には、セラミックス被覆層８を溶射してコーティングす
る。すなわち、まず、金属等の下地層１０とセラミック
ス層１２とを順次に溶射してコーティングする。このと
き、下地層１０の膨張係数は、セラミックス層１２とピ
ストン２との間の膨張係数に設定することにより、熱歪
みを吸収し剥離防止に寄与し得る。
環状頂面、６は窪部、８はセラミックス被覆層、１０は
下地層、１２はセラミックス層である。この発明による
ピストン２は、ピストン頂面４に周縁１４の環状頂面４
Ｃを残して窪部６を形成する。この窪部６は、第１・２
図に示す如く、ピストン頂面４の外径をａｌとし、の関
係を満足する径ｄ２に設定する。従って、ピストン頂面
４には、径方向に対向する周縁１４・１４の対になる環
状頂面４Ｃ・４Ｃの幅の合計が、前記第１式の範囲にな
る環状頂面４Ｃを残し窪部６を形成する。この窪部６内
には、セラミックス被覆層８を溶射してコーティングす
る。すなわち、まず、金属等の下地層１０とセラミック
ス層１２とを順次に溶射してコーティングする。このと
き、下地層１０の膨張係数は、セラミックス層１２とピ
ストン２との間の膨張係数に設定することにより、熱歪
みを吸収し剥離防止に寄与し得る。
前記第１式により設定した窪部６の径ｄ２が小さいと耐
熱衝撃性や断熱効果が減少し、大きいと剥離を招くおそ
れがある。即ち、ピストン頂面４の径方向に対向する周
縁１４・１４の対になる環状頂面４Ｃ・４Ｃの幅の合計
が０．１よりも大きいと、第２図の０部の温度は第３図
に示す如く上昇して耐熱衝撃性や断熱効果の減少を招く
。一方、合計を０．０１以下に小さくしても耐熱衝撃性
や断熱効果の上昇はそれほど期待できないばかりか周縁
１４のセラミックス被覆層８が剥離するおそれがある。
熱衝撃性や断熱効果が減少し、大きいと剥離を招くおそ
れがある。即ち、ピストン頂面４の径方向に対向する周
縁１４・１４の対になる環状頂面４Ｃ・４Ｃの幅の合計
が０．１よりも大きいと、第２図の０部の温度は第３図
に示す如く上昇して耐熱衝撃性や断熱効果の減少を招く
。一方、合計を０．０１以下に小さくしても耐熱衝撃性
や断熱効果の上昇はそれほど期待できないばかりか周縁
１４のセラミックス被覆層８が剥離するおそれがある。
従って、環状頂面４Ｃを残して第１式を満足する径ｄ２
の窪部６を形成し、セラミックス被ｒｉ層８を設けるこ
とにより、耐熱衝撃性や断熱効果を低下させることなく
セラミ−／クス被覆層８の周縁１４からの剥離を防止す
ることができる。
の窪部６を形成し、セラミックス被ｒｉ層８を設けるこ
とにより、耐熱衝撃性や断熱効果を低下させることなく
セラミ−／クス被覆層８の周縁１４からの剥離を防止す
ることができる。
これにより、熱効率を低下させることがないので機関性
能への影響が少く、しかも、窪部６を形成するだけなの
でコスト的にも低廉に実施し得る。
能への影響が少く、しかも、窪部６を形成するだけなの
でコスト的にも低廉に実施し得る。
第４図は、窪部６の別の実施例を示すものである。この
実施例では、ピストン頂面４の外径をｄ１、窪部６の径
をｄｌとし、 ｄｌ＜ｄ３≦ａ１ ・・・・・・ 第２式ｄ３≧
ｄ ２ ＋ Ｑ 、 ５ ＋ｎ −−第３式の関係を
満足する径ｄ３の粗面部１６を窪部６の周縁１８を越え
て形成している。粗面部１６は、金属粗粒・砂・研摩材
などを吹付けるサンドブラストなどにより粗面処理して
形成する。
実施例では、ピストン頂面４の外径をｄ１、窪部６の径
をｄｌとし、 ｄｌ＜ｄ３≦ａ１ ・・・・・・ 第２式ｄ３≧
ｄ ２ ＋ Ｑ 、 ５ ＋ｎ −−第３式の関係を
満足する径ｄ３の粗面部１６を窪部６の周縁１８を越え
て形成している。粗面部１６は、金属粗粒・砂・研摩材
などを吹付けるサンドブラストなどにより粗面処理して
形成する。
この実施例によれば、セラミックス被覆層８の窪部６へ
の溶射によるコーティングが堅固になり、熱応力や熱疲
労による剥離をより確実に防止し得る。このとき、粗面
部１６はピストン頂面４全面に渡り無駄に形成すること
な（、しかも第２・３式の如（セラミックス被覆層８の
別の設けられる窪部６の径ｄ２内だけでなく窪部６の周
縁１８を少許越えて形成しているので、付加装置なしで
セラミックス被覆層６の剥離に対してより有利となる。
の溶射によるコーティングが堅固になり、熱応力や熱疲
労による剥離をより確実に防止し得る。このとき、粗面
部１６はピストン頂面４全面に渡り無駄に形成すること
な（、しかも第２・３式の如（セラミックス被覆層８の
別の設けられる窪部６の径ｄ２内だけでなく窪部６の周
縁１８を少許越えて形成しているので、付加装置なしで
セラミックス被覆層６の剥離に対してより有利となる。
第５図は、セラミックス被覆層８の別の実施例を示すも
のである。この実施例では、セラミックス被覆層８の厚
さをｔｌとし、 の関係を満足する厚さｔｌの下地層１０を設けたことを
特徴としている。
のである。この実施例では、セラミックス被覆層８の厚
さをｔｌとし、 の関係を満足する厚さｔｌの下地層１０を設けたことを
特徴としている。
この実施例において、セラミックス被覆層８の厚さｔｌ
を、例えば０．２〜０．６ｎとすると、下地層の厚さｔ
ｌは０．０４〜０．３ｔｍに設定される。これにより、
セラミックス層１２の厚さｔ３は、０．１６〜０．３鶴
になる。この割合で下地層１０とセラミックス層１２と
の厚さを設定し、窪部６に溶射してコーティングするこ
とにより、従来、耐熱衝撃性や断熱効果を向上させるべ
くセラミックス層１２のみを厚くした場合に招来した熱
応力や熱疲労による破壊に対して有利となし、破壊を防
止する。しかも断熱効果の低下を招くことなく耐熱衝撃
性を維持しつつセラミックス層１２の厚さｔ３を薄く設
定し得てコストダウンを図ることが可能になる。
を、例えば０．２〜０．６ｎとすると、下地層の厚さｔ
ｌは０．０４〜０．３ｔｍに設定される。これにより、
セラミックス層１２の厚さｔ３は、０．１６〜０．３鶴
になる。この割合で下地層１０とセラミックス層１２と
の厚さを設定し、窪部６に溶射してコーティングするこ
とにより、従来、耐熱衝撃性や断熱効果を向上させるべ
くセラミックス層１２のみを厚くした場合に招来した熱
応力や熱疲労による破壊に対して有利となし、破壊を防
止する。しかも断熱効果の低下を招くことなく耐熱衝撃
性を維持しつつセラミックス層１２の厚さｔ３を薄く設
定し得てコストダウンを図ることが可能になる。
［発明の効果コ
このようにこの発明によれば、内燃機関のピストン頂面
に周縁の環状頂面を残して窪部を設け、この窪部内に所
要厚さのセラミックス被覆層を設けたことにより、耐熱
衝撃性や断熱効果を低下させることな（、熱応力等によ
るセラミックス被覆層の周縁からの剥離を防止して、し
かも熱応力や熱疲労に起因するセラミックス被覆層の破
壊を防 −止することができる。これにより、耐熱衝
撃性や断熱効果を損うことのないセラミ・／クス溶射ピ
ストンを実現することができる。
に周縁の環状頂面を残して窪部を設け、この窪部内に所
要厚さのセラミックス被覆層を設けたことにより、耐熱
衝撃性や断熱効果を低下させることな（、熱応力等によ
るセラミックス被覆層の周縁からの剥離を防止して、し
かも熱応力や熱疲労に起因するセラミックス被覆層の破
壊を防 −止することができる。これにより、耐熱衝
撃性や断熱効果を損うことのないセラミ・／クス溶射ピ
ストンを実現することができる。
第１〜５図はこの発明の実施例を示し、第１図はピスト
ンの縦断面図、第２図は第１図の部分拡大断面図、第３
図は温度変化を示すグラフ図、第４図は窪部の別の実施
例を示す部分拡大断面図、第５図はセラミ−／クス被覆
層の別の実施例を示す部分拡大断面図である。 第６・７図は、従来のピストンの縦断面図と部分拡大断
面図である。 図において、２はピストン、４はピストン頂面、４Ｃは
環状頂面、６は窪部、８はセラミックス被覆層、１０は
下地層、１２はセラミックス層、１４はピストン頂面の
周縁、１６は粗面部である。
ンの縦断面図、第２図は第１図の部分拡大断面図、第３
図は温度変化を示すグラフ図、第４図は窪部の別の実施
例を示す部分拡大断面図、第５図はセラミ−／クス被覆
層の別の実施例を示す部分拡大断面図である。 第６・７図は、従来のピストンの縦断面図と部分拡大断
面図である。 図において、２はピストン、４はピストン頂面、４Ｃは
環状頂面、６は窪部、８はセラミックス被覆層、１０は
下地層、１２はセラミックス層、１４はピストン頂面の
周縁、１６は粗面部である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、内燃機関のピストン頂面に周縁の環状頂面を残して
窪部を設け、この窪部内に所要厚さのセラミックス被覆
層を溶射して設けたことを特徴とするセラミックス噴射
ピストン。 ２、内燃機関のピストン頂面に周縁の環状頂面を残して
前記ピストン頂面の外径をｄ＿１とし、０．０１≦（ｄ
＿１−ｄ＿２）／ｄ＿１≦０．１の関係を満足する径ｄ
＿２の窪部を設け、この窪部内に下地層とセラミックス
層との少くとも２層よりなる所要厚さのセラミックス被
覆層を溶射して設けてなる特許請求の範囲第１項に記載
のセラミックス溶射ピストン。 ３、前記窪部には、前記ピストン頂面の外径をｄ＿１、
前記窪部の径をｄ＿２とし、 ｄ＿２＜ｄ＿３≦ｄ＿１、ｄ＿３≧ｄ＿２＋０．５ｍｍ
の関係を満足する径ｄ＿３の粗面部を前記窪部周縁を越
えて設けてなる特許請求の範囲第２項に記載のセラミッ
クス溶射ピストン。 ４、前記セラミックス被覆層は、前記セラミックス被覆
層の厚さをｔ＿１とし、 ｔ＿１／５≦ｔ＿２≦ｔ＿１／２の関係を満足する厚さ
ｔ＿２の下地層を設けてなる特許請求の範囲第２項に記
載のセラミックス溶射ピストン。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25310084A JPS61132757A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | セラミツクス溶射ピストン |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25310084A JPS61132757A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | セラミツクス溶射ピストン |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61132757A true JPS61132757A (ja) | 1986-06-20 |
Family
ID=17246486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25310084A Pending JPS61132757A (ja) | 1984-11-30 | 1984-11-30 | セラミツクス溶射ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61132757A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012159059A (ja) * | 2011-02-02 | 2012-08-23 | Toyota Motor Corp | 内燃機関とその製造方法 |
| WO2014014022A1 (ja) * | 2012-07-18 | 2014-01-23 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関のピストン構造 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58192949A (ja) * | 1982-05-06 | 1983-11-10 | Izumi Jidosha Kogyo Kk | ピストンおよびその製造方法 |
| JPS5942746A (ja) * | 1983-07-20 | 1984-03-09 | Toshiba Corp | カラ−受像管の |
-
1984
- 1984-11-30 JP JP25310084A patent/JPS61132757A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58192949A (ja) * | 1982-05-06 | 1983-11-10 | Izumi Jidosha Kogyo Kk | ピストンおよびその製造方法 |
| JPS5942746A (ja) * | 1983-07-20 | 1984-03-09 | Toshiba Corp | カラ−受像管の |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012159059A (ja) * | 2011-02-02 | 2012-08-23 | Toyota Motor Corp | 内燃機関とその製造方法 |
| WO2014014022A1 (ja) * | 2012-07-18 | 2014-01-23 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関のピストン構造 |
| JP2014020283A (ja) * | 2012-07-18 | 2014-02-03 | Isuzu Motors Ltd | 内燃機関のピストン構造 |
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