JPS6119952A - 内燃機関用のピストン - Google Patents
内燃機関用のピストンInfo
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- piston crown
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- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F3/00—Pistons
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/0009—Cylinders, pistons
- B22D19/0027—Cylinders, pistons pistons
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
- B22D19/14—Casting in, on, or around objects which form part of the product the objects being filamentary or particulate in form
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
- F02B23/02—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition
- F02B23/06—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston
- F02B23/0675—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation with compression ignition the combustion space being arranged in working piston the combustion space being substantially spherical, hemispherical, ellipsoid or parabolic
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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
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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
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- F05C2253/16—Fibres
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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
本発明は、軽金属又は合金から成る内燃機関用の補強さ
れたピストンであって、ピストンクラウンおよびピスト
ンクラウンの周囲をのびかつ２つ又はそれ以上のピスト
ンリング溝を備えたリング帯域を有していて、それぞれ
のピストンリング溝がほぼ半径方向にのびる上側面およ
び下側面を有している形式のものに関する。
れたピストンであって、ピストンクラウンおよびピスト
ンクラウンの周囲をのびかつ２つ又はそれ以上のピスト
ンリング溝を備えたリング帯域を有していて、それぞれ
のピストンリング溝がほぼ半径方向にのびる上側面およ
び下側面を有している形式のものに関する。
従来の技術
通常内燃機関用のピストンはリング帯域を備えていて、
このリング帯域はピストンクラウンの周囲をのびて見・
てかつリング帯域内には２つ又はそれ以上のピストンリ
ング溝が形成されている。ピストンリングはそれぞれの
ピストンリング溝内に設けられていてかつ内燃機関運転
中所属のシリンダ又はライナと協働する。ピストンリン
グは通常鉄材料から製作されかつピストンは通常アルミ
ニウム又はアルミニウム合金のような軽金属又は合金か
ら製作されているので、通常、ピストンリング溝摩耗を
減少させるために軽金属に鋳込まれかつこの軽金属によ
って取り囲まれる鉄製の挿入体内に少なくとも１つのピ
ストンリング溝（通常最上部）が形成される最上部のピ
ストンリングの上方からピストンクラウンのレベルまで
のびるデソＰスペースはピストンの上方に形成された燃
焼室に連通している。このデツＰスペースが減少される
と、排気エミッションが相応に減少されかつ所属の機関
の燃料消費が良くされることが明らかとなった。前記ス
ペースを減少させるためにピストンと所属のシリンダ又
はライナとの間の隙間を減少させることがすでに提案さ
れた。しかしながらこのような措置によって高定格機関
においては前記スペースにお℃・てカーどンが生ぜしめ
られるようになり、これによって孔研磨が必要になりか
つ燃料消費景が増大するようになる。
このリング帯域はピストンクラウンの周囲をのびて見・
てかつリング帯域内には２つ又はそれ以上のピストンリ
ング溝が形成されている。ピストンリングはそれぞれの
ピストンリング溝内に設けられていてかつ内燃機関運転
中所属のシリンダ又はライナと協働する。ピストンリン
グは通常鉄材料から製作されかつピストンは通常アルミ
ニウム又はアルミニウム合金のような軽金属又は合金か
ら製作されているので、通常、ピストンリング溝摩耗を
減少させるために軽金属に鋳込まれかつこの軽金属によ
って取り囲まれる鉄製の挿入体内に少なくとも１つのピ
ストンリング溝（通常最上部）が形成される最上部のピ
ストンリングの上方からピストンクラウンのレベルまで
のびるデソＰスペースはピストンの上方に形成された燃
焼室に連通している。このデツＰスペースが減少される
と、排気エミッションが相応に減少されかつ所属の機関
の燃料消費が良くされることが明らかとなった。前記ス
ペースを減少させるためにピストンと所属のシリンダ又
はライナとの間の隙間を減少させることがすでに提案さ
れた。しかしながらこのような措置によって高定格機関
においては前記スペースにお℃・てカーどンが生ぜしめ
られるようになり、これによって孔研磨が必要になりか
つ燃料消費景が増大するようになる。
このために最近では、ピストンクラウンのレベルに１き
るだけ近づけて最上部のピストンリングを配置すること
によってデツｒスペースを減少させることが提案された
。これによって、ピストンリング溝用の挿入体の頂面が
ピストンクラウンの頂面と同一平面に位置する程度まで
、ピストンのできるだけ上部に所属のピストンリング溝
用の挿入体を移動させる必要がある。
るだけ近づけて最上部のピストンリングを配置すること
によってデツｒスペースを減少させることが提案された
。これによって、ピストンリング溝用の挿入体の頂面が
ピストンクラウンの頂面と同一平面に位置する程度まで
、ピストンのできるだけ上部に所属のピストンリング溝
用の挿入体を移動させる必要がある。
このような措置によってデツＰスペースは最小に減少さ
れるけれども、挿入体がその他のピストン部分とは別個
であるばあいには、極めて重大な不都合な状態が生ずる
。この理由から、挿入体とその他のピストン部分との間
の結合を機関が運転されるまで十分効果的に維持するた
めに、このようなピストンは極めて慎重に取扱われかつ
監視されねばならない。
れるけれども、挿入体がその他のピストン部分とは別個
であるばあいには、極めて重大な不都合な状態が生ずる
。この理由から、挿入体とその他のピストン部分との間
の結合を機関が運転されるまで十分効果的に維持するた
めに、このようなピストンは極めて慎重に取扱われかつ
監視されねばならない。
発明が解決しようとする問題点
これによって、デツＰスに一スが減少されるようになる
けれども、しかしピストンと挿入体とを個別化すること
に起因する危険に基づいて前記提案を大幅に適用するこ
とができない。挿入体が軽金属の薄い層によって被覆さ
れていたとしても、このような不都合な状態は依然とし
て生ずる。例数ならば軽金属の強度は所定の位置で挿入
体を維持するには不十分であるからである。
けれども、しかしピストンと挿入体とを個別化すること
に起因する危険に基づいて前記提案を大幅に適用するこ
とができない。挿入体が軽金属の薄い層によって被覆さ
れていたとしても、このような不都合な状態は依然とし
て生ずる。例数ならば軽金属の強度は所定の位置で挿入
体を維持するには不十分であるからである。
問題点を解決するための手段
本発明の構成では冒頭に述べた形式の内燃機関用のピス
トンにおいて、ピストンクラウンに最も近いピストンリ
ング溝がピストンに鋳込まれる耐摩耗性の挿入体によっ
て形成された半径方向にのびる少なくとも下側面を有し
て〜・て、かつ、ピストンクラウンの少な（とも一部分
が繊維質の補強部を有していて、該補強部が、上部のピ
ストンリング溝をピストンクラウンの上面に近づけるた
めに、挿入体に接触して℃・てかつ挿入体とピストンク
ラウンの上面との間に配置されている。
トンにおいて、ピストンクラウンに最も近いピストンリ
ング溝がピストンに鋳込まれる耐摩耗性の挿入体によっ
て形成された半径方向にのびる少なくとも下側面を有し
て〜・て、かつ、ピストンクラウンの少な（とも一部分
が繊維質の補強部を有していて、該補強部が、上部のピ
ストンリング溝をピストンクラウンの上面に近づけるた
めに、挿入体に接触して℃・てかつ挿入体とピストンク
ラウンの上面との間に配置されている。
実施例
第１図によればピストンはピストンクラウン上面１１と
燃焼凹所１２とを成形されたピストンクラウン１０を有
している。リング帯域１３はピストンクラウンの周囲を
のびていてかつ３つのピストンリング溝１４を備えて℃
・る。本実施例では３つのピストンリング溝が設けられ
ているが、２つ又は４つのピストンリング溝を設けるこ
ともできる。ピストンスカート１５はりジグ帯域からの
びている。
燃焼凹所１２とを成形されたピストンクラウン１０を有
している。リング帯域１３はピストンクラウンの周囲を
のびていてかつ３つのピストンリング溝１４を備えて℃
・る。本実施例では３つのピストンリング溝が設けられ
ているが、２つ又は４つのピストンリング溝を設けるこ
ともできる。ピストンスカート１５はりジグ帯域からの
びている。
ピストンは、以下に詳述するように、アルミニウム又は
アルミニウム合金のような軽°金属から鋳造されて〜・
る。
アルミニウム合金のような軽°金属から鋳造されて〜・
る。
最上部のピストンリング溝１４はほぼ半径方向にのびる
上側面１６と下側面１７とを有してイル。半径方向にの
びる上側面１６は繊維ＪＫよって補強されたピストンク
ラウン部分１８に形成されて℃・る。繊維質で補強され
たピストンクラウン部分１８は、リング帯域１３の始端
およびピストンクラウンの上面１１の外側部分を形成す
るために、はぼ環状に形成されていてかつピストンクラ
ウンの周方向でのびている。前記の繊維質によって前記
外側部分は強化されかつ運転中ピストンクラウンに作用
する高温に対して申し分のない耐性を有する。
上側面１６と下側面１７とを有してイル。半径方向にの
びる上側面１６は繊維ＪＫよって補強されたピストンク
ラウン部分１８に形成されて℃・る。繊維質で補強され
たピストンクラウン部分１８は、リング帯域１３の始端
およびピストンクラウンの上面１１の外側部分を形成す
るために、はぼ環状に形成されていてかつピストンクラ
ウンの周方向でのびている。前記の繊維質によって前記
外側部分は強化されかつ運転中ピストンクラウンに作用
する高温に対して申し分のない耐性を有する。
最上部のピストンリング溝１４の半径方向にのびる下側
面１７と、半径方向にのびる上側面と下側面との間を占
める底部１９とは鋳鉄又は鋼又はニレジスト（ｎｌ−ｒ
ｅｓｉｓｔ ） のような鉄拐料から成る挿入体２０
によって形成されている。この挿入体２０は直立した内
縁を有するＯ）ぼ偏平なリングとして形成されている。
面１７と、半径方向にのびる上側面と下側面との間を占
める底部１９とは鋳鉄又は鋼又はニレジスト（ｎｌ−ｒ
ｅｓｉｓｔ ） のような鉄拐料から成る挿入体２０
によって形成されている。この挿入体２０は直立した内
縁を有するＯ）ぼ偏平なリングとして形成されている。
このリングの上面はピストンリング溝１４０栄径方向に
のびる下側面１７を成しているのに対して、内縁の外面
はピストンリング溝１４の底部１９を成している。
のびる下側面１７を成しているのに対して、内縁の外面
はピストンリング溝１４の底部１９を成している。
リングの下面と内縁の内面とは浅（・凹所２１を備えて
（・て、該凹所には軽金属のピストンによって形成され
た相応の突起２２が係合して〜・る。第１図の実施例で
は凹所２１は周方向にのひて℃・て、このばあいリング
の下面に設けられた凹所は、挿入体２０の半径方向移動
を阻Ｉ卜するのに役立ちかつリングの内縁に設けられた
凹所２１はピストン軸線に対して平行な方向での挿入体
２０の移動を阻止するのに役立つ。
（・て、該凹所には軽金属のピストンによって形成され
た相応の突起２２が係合して〜・る。第１図の実施例で
は凹所２１は周方向にのひて℃・て、このばあいリング
の下面に設けられた凹所は、挿入体２０の半径方向移動
を阻Ｉ卜するのに役立ちかつリングの内縁に設けられた
凹所２１はピストン軸線に対して平行な方向での挿入体
２０の移動を阻止するのに役立つ。
挿入体２０の内縁の自由縁部は補強されたピストンクラ
ウン部分１８に接触しているので、補強されたピストン
クラウン部分は軸方向でその他のピストン部分から挿入
体２０が分離されるのを防止する。前記ピストンクラウ
ン部分は補強されかつ強化されているので、軸方向の厚
みを最小に維持でき、従って最上部のピストンリング溝
をできるだけピストンクラウンの上面１１に近づけるこ
とができ、更に、最上部のピストンリング溝１４内のピ
ストンリング上方のデツｒスペースを最小に減小、即ち
このようなピストンリングの上面とピストンクラウンの
レベルとの間のピストン周方向の環状ス波−スを最小に
減小受きる。
ウン部分１８に接触しているので、補強されたピストン
クラウン部分は軸方向でその他のピストン部分から挿入
体２０が分離されるのを防止する。前記ピストンクラウ
ン部分は補強されかつ強化されているので、軸方向の厚
みを最小に維持でき、従って最上部のピストンリング溝
をできるだけピストンクラウンの上面１１に近づけるこ
とができ、更に、最上部のピストンリング溝１４内のピ
ストンリング上方のデツｒスペースを最小に減小、即ち
このようなピストンリングの上面とピストンクラウンの
レベルとの間のピストン周方向の環状ス波−スを最小に
減小受きる。
第１図のピストンは有利な形式で製作できる。例えばア
ルミナファイ・ぐ−のような繊維から成る適当な形状の
パラＰ又はマットを、はぼ方形の横断面を有する環状の
鉄製の挿入体２０と共に鋳型の底部に配置することが１
きる。次いで溶融アルミニウム又はアルミニウム合金が
鋳型内に重力送りされしかもダイを閉じ、凝固材料にか
なりの重量の力をかけるために適当な形状の上型部分が
下型部分内にもたらされる。
ルミナファイ・ぐ−のような繊維から成る適当な形状の
パラＰ又はマットを、はぼ方形の横断面を有する環状の
鉄製の挿入体２０と共に鋳型の底部に配置することが１
きる。次いで溶融アルミニウム又はアルミニウム合金が
鋳型内に重力送りされしかもダイを閉じ、凝固材料にか
なりの重量の力をかけるために適当な形状の上型部分が
下型部分内にもたらされる。
これによって溶融アルミニウム又はアルミニウム合金は
繊維から成る。ｏツＰ又はマット内にまた挿入体２０の
凹所内に押し込まれ、従って、繊維質および挿入体２０
はこのように製作された鋳造体に完全に統合される。
繊維から成る。ｏツＰ又はマット内にまた挿入体２０の
凹所内に押し込まれ、従って、繊維質および挿入体２０
はこのように製作された鋳造体に完全に統合される。
挿入体２０は、挿入体２０とアルミニウム又はアルミニ
ラ・ム合金との間の結合を良くするために結合金属被覆
を備えることができる。このばあい挿入体２０に結合金
属を維持するために繊維から成る・ξツ１又はマツ［を
予じめ加熱１きるので、アルミニウム又はアルミニウム
合金の鋳造中申し分のない結合が促進される。
ラ・ム合金との間の結合を良くするために結合金属被覆
を備えることができる。このばあい挿入体２０に結合金
属を維持するために繊維から成る・ξツ１又はマツ［を
予じめ加熱１きるので、アルミニウム又はアルミニウム
合金の鋳造中申し分のない結合が促進される。
次いでピストンリング溝１４が適当な加工技術で鋳造体
内に加工される。最上部のピストンリング溝に関連して
有利な効果は次のようにして得られる。鉄製の挿入体、
特に鋳鉄から成る挿入体が鋳込まれるばあい、溶融金属
が接触するすべての型面が不純物を取除くため鋳造中溶
融金属によって適切に洗浄されると有利である。前述の
ようにピストンが゛クラウン・ダウン（ｃｒｏｗｎ−ｄ
ｏｗｎ ）”鋳造体であるばあい、つまりクラウンを下
向きにして鋳造されるばあいには、挿入体の半径方向に
のびる上側面（クラウン・ダウン鋳造においては半径方
向にのびる、２つの面のうち下側面）の適切な洗浄を保
証するのは困難である。この問題を上述の方法で克服で
きる。何故ならばこの範囲における欠陥を除くように、
加ニステップによって半径方向にのびる上側面および隣
接する繊維質両方共切除されるからである。
内に加工される。最上部のピストンリング溝に関連して
有利な効果は次のようにして得られる。鉄製の挿入体、
特に鋳鉄から成る挿入体が鋳込まれるばあい、溶融金属
が接触するすべての型面が不純物を取除くため鋳造中溶
融金属によって適切に洗浄されると有利である。前述の
ようにピストンが゛クラウン・ダウン（ｃｒｏｗｎ−ｄ
ｏｗｎ ）”鋳造体であるばあい、つまりクラウンを下
向きにして鋳造されるばあいには、挿入体の半径方向に
のびる上側面（クラウン・ダウン鋳造においては半径方
向にのびる、２つの面のうち下側面）の適切な洗浄を保
証するのは困難である。この問題を上述の方法で克服で
きる。何故ならばこの範囲における欠陥を除くように、
加ニステップによって半径方向にのびる上側面および隣
接する繊維質両方共切除されるからである。
選択的に、上述のように、補強されたピストンクラウン
部分をその他のピストン部分とは別個に圧搾鋳造過程で
形成し、次いで補強されたピストンクラウン部分を挿入
体と共にピストンに統合することができる。
部分をその他のピストン部分とは別個に圧搾鋳造過程で
形成し、次いで補強されたピストンクラウン部分を挿入
体と共にピストンに統合することができる。
第２図の実施例では第１図に相応する構成部材は同じ符
号を符しかつ詳細には記述しない。
号を符しかつ詳細には記述しない。
第２図の実施例では補強されたピストンクラウン部分１
８はぎストンクラウン１０全体に亘ってのびていてかつ
ピストン１０の中央で、燃焼凹所１２が完全に補強され
たピストンクラウン部分１８内に形成されるような厚み
を有している。上昇する運転温度受損傷を受は易い燃焼
凹所の入口部２８は補強されていてかつこのような上昇
温度から申し分な（防護されて〜・る。
８はぎストンクラウン１０全体に亘ってのびていてかつ
ピストン１０の中央で、燃焼凹所１２が完全に補強され
たピストンクラウン部分１８内に形成されるような厚み
を有している。上昇する運転温度受損傷を受は易い燃焼
凹所の入口部２８は補強されていてかつこのような上昇
温度から申し分な（防護されて〜・る。
更に第１図で破線３２で示されて℃・るように、ピスト
ンクラウン部分１８は燃焼凹所の入口部２已において補
強されているが、燃焼凹所の底部は補強されていない。
ンクラウン部分１８は燃焼凹所の入口部２已において補
強されているが、燃焼凹所の底部は補強されていない。
こＯよ５Ｋして、熱損傷を最も受は易い燃焼凹所部分で
ある燃焼凹所の入口部２８が補強される。
ある燃焼凹所の入口部２８が補強される。
第３図および第４図では最上部のピストンリング溝の形
成形式が示されている。このばあ〜・にも第１図および
第２図に共通する構成部材は同じ符号を往〜かつ詳細に
は記述しな℃・。更に第２図および第３図のピストンは
第１図に関連して上述した形式で製作ｆき、従って第２
図および第３図のピストンの完全な製作につ〜・ては詳
述しない。
成形式が示されている。このばあ〜・にも第１図および
第２図に共通する構成部材は同じ符号を往〜かつ詳細に
は記述しな℃・。更に第２図および第３図のピストンは
第１図に関連して上述した形式で製作ｆき、従って第２
図および第３図のピストンの完全な製作につ〜・ては詳
述しない。
第３図では挿入体２０は、半径方向にのびる上側面１６
および下側面１７を成す上側および下側のアーム２３．
２４と共にほぼ環状に形成されている。これらアーム２
３．２４は底部１９を形成するために半径方向で内側の
端部↑互いに連結されている。挿入体２０の外面には凹
所２１が設けられて℃・て、該凹所は、第１図に関連し
て上述したように、その他のピストン部分によって形成
された突起に係合している。
および下側面１７を成す上側および下側のアーム２３．
２４と共にほぼ環状に形成されている。これらアーム２
３．２４は底部１９を形成するために半径方向で内側の
端部↑互いに連結されている。挿入体２０の外面には凹
所２１が設けられて℃・て、該凹所は、第１図に関連し
て上述したように、その他のピストン部分によって形成
された突起に係合している。
繊維質で補強されたピストンクラウン部分１８は、この
ピストンクラウン部分が挿入体２゜の上側のアーム２３
の上面２５の上方に位置するように形成されていて、こ
のようにして挿入体２０がピストンに保持されかつ運転
中に作用する上昇する温度からピストンが防護される。
ピストンクラウン部分が挿入体２゜の上側のアーム２３
の上面２５の上方に位置するように形成されていて、こ
のようにして挿入体２０がピストンに保持されかつ運転
中に作用する上昇する温度からピストンが防護される。
第３図１は挿入体２０は単一の挿入体２０として図示さ
れているけれども、挿入体を第３図の一点鎖線３０に沿
って分離して２つの部分から形成することもできる。
れているけれども、挿入体を第３図の一点鎖線３０に沿
って分離して２つの部分から形成することもできる。
第４図で図示された実施例では挿入体２０は偏平なリン
グとして形成されている。リングの上面はピストンリン
グ溝１４の半径方向にのびる下側面１７を成している。
グとして形成されている。リングの上面はピストンリン
グ溝１４の半径方向にのびる下側面１７を成している。
挿入体２０の下面には多数の孔を有する環状の連結部材
２７が設けられている。その他のピストン部分の材料は
ピストン本体に挿入体２０を係止するために前記孔を介
して進入する。
２７が設けられている。その他のピストン部分の材料は
ピストン本体に挿入体２０を係止するために前記孔を介
して進入する。
補強されたピストンクラウン部分１８を成す補強体はピ
ストンリング溝１４の半径方向にのびる上側面および底
部１９を規定するように形成されている。リング状の挿
入体２０の内端はその他のピストン部分内にのびて〜・
てかつ挿入体の上側面は補強体に接触していて、これに
よって補強体は挿入体を軸方向移動を防止して保持する
。
ストンリング溝１４の半径方向にのびる上側面および底
部１９を規定するように形成されている。リング状の挿
入体２０の内端はその他のピストン部分内にのびて〜・
てかつ挿入体の上側面は補強体に接触していて、これに
よって補強体は挿入体を軸方向移動を防止して保持する
。
上述のように、補強されたピストンクラウン部分をその
他のピストン部分とは別個に製作し、次いでピストンに
統合することがヤきる。このような製法の１実施例は第
４図に関連して記述されている。
他のピストン部分とは別個に製作し、次いでピストンに
統合することがヤきる。このような製法の１実施例は第
４図に関連して記述されている。
補強されたピストンクラウン部分１８は、商標名” ５
ＡＦＦＩＬ ’“で市販されているアルミナファイバー
のような補強繊維とは別個に、鋳造体、例えば圧搾鋳造
体からおよびグラファイトを最良に添加された過共晶ア
ルミニウム・ミリコン合金から形成されている。鋳造後
補強されたピストンクラウン部分は第４図で一点鎖線で
示されているように所望の最終形状に関してオーバーサ
イズで、はぼ方形の横断面に予じめ加工される。
ＡＦＦＩＬ ’“で市販されているアルミナファイバー
のような補強繊維とは別個に、鋳造体、例えば圧搾鋳造
体からおよびグラファイトを最良に添加された過共晶ア
ルミニウム・ミリコン合金から形成されている。鋳造後
補強されたピストンクラウン部分は第４図で一点鎖線で
示されているように所望の最終形状に関してオーバーサ
イズで、はぼ方形の横断面に予じめ加工される。
次いで予じめ加工された補強されたピストンクラウン部
分１８は例えば圧搾鋳造過程でピストンに鋳込まれる。
分１８は例えば圧搾鋳造過程でピストンに鋳込まれる。
鋳造ピストン材利忙ピストンクラウン部分を取付けるこ
とがｆきるようにするために、♂ストンクラウン部分１
８は通路３１を備えていて、該通路３１内には係止作用
を生ぜしめるためにピストン材料が押し込まれる。附加
的に又は選択的に、鋳造体に対する連結を容易にするた
めに補強されたピストンクラウン部分１８を銅↑被覆す
ることもできる。更にラビリンスノぐソキンをピストン
クラウン部分１８の縁部に設けることができ、このばあ
いラビリンス・ξツキンは容易に溶融鋳造金属内圧融合
でき、従って申し分のない結合が得られる。
とがｆきるようにするために、♂ストンクラウン部分１
８は通路３１を備えていて、該通路３１内には係止作用
を生ぜしめるためにピストン材料が押し込まれる。附加
的に又は選択的に、鋳造体に対する連結を容易にするた
めに補強されたピストンクラウン部分１８を銅↑被覆す
ることもできる。更にラビリンスノぐソキンをピストン
クラウン部分１８の縁部に設けることができ、このばあ
いラビリンス・ξツキンは容易に溶融鋳造金属内圧融合
でき、従って申し分のない結合が得られる。
更に第４図で一点鎖線３０されているように、挿入体を
オーｉＺ−サイズｆ製作しかつこの状態でピストンに統
合することができる。挿入体２０は孔２９を備えていて
、該孔内には挿入体２０とピストン本体との係止作用を
良くするために鋳造中ピストン材料が進入する。
オーｉＺ−サイズｆ製作しかつこの状態でピストンに統
合することができる。挿入体２０は孔２９を備えていて
、該孔内には挿入体２０とピストン本体との係止作用を
良くするために鋳造中ピストン材料が進入する。
鋳造後にはピストンは第４図で実線で示された形状に仕
上げ加工される。従って補強された♂ストンクラウン部
分１８の深さおよび直径が減少されかつピストンリング
溝１４がピストンクラウン部分に形成される。同時に挿
入体の外縁がピストン面と同一平面を成すように加工さ
れかつ挿入体の上側面１７が偏平な溝面をイｂるまで加
工される。
上げ加工される。従って補強された♂ストンクラウン部
分１８の深さおよび直径が減少されかつピストンリング
溝１４がピストンクラウン部分に形成される。同時に挿
入体の外縁がピストン面と同一平面を成すように加工さ
れかつ挿入体の上側面１７が偏平な溝面をイｂるまで加
工される。
図面に関連して上述したすべての実施例では補強された
ピストンクラウン部分はほぼ環状に形成されている。し
かしこのことは必ずしも必要ではない。補強部に有利な
形状を与えかつ第１図乃至第３図の補強部よりも大きな
挿入体面積比で接触させることができる。
ピストンクラウン部分はほぼ環状に形成されている。し
かしこのことは必ずしも必要ではない。補強部に有利な
形状を与えかつ第１図乃至第３図の補強部よりも大きな
挿入体面積比で接触させることができる。
第１図および第２図に関連して上述した挿入体２０は周
方向にのびる凹所な有しているけれども、これら凹所な
有利な形式で配置することもできる。例えば凹所を、周
方向にのびる凹所組と半径方向および軸方向にのびる凹
所組とを自する交差したダリソド状凹所又は網状凹所と
して配置することができる。例えば前記凹所および突起
をイギリス国特許第２１０４６２２号明細占で記載され
た形式で配置することができる。
方向にのびる凹所な有しているけれども、これら凹所な
有利な形式で配置することもできる。例えば凹所を、周
方向にのびる凹所組と半径方向および軸方向にのびる凹
所組とを自する交差したダリソド状凹所又は網状凹所と
して配置することができる。例えば前記凹所および突起
をイギリス国特許第２１０４６２２号明細占で記載され
た形式で配置することができる。
上述の凹所および連結部材はその他のピストン部分に挿
入体を結合するために用いられルケれども、このような
結合を適当な形式で凹所および連結部材圧加えて又はこ
れらに対して選択的に行なうことができる。例えばいわ
ゆるパＡｔ−Ｆｉｎ ”結合剤を使用することができる
。更しこ挿入体とその他のピストン部分とを溶接による
。第１図、第２図および第３図の実施例でな結合形式は
省略されている。
入体を結合するために用いられルケれども、このような
結合を適当な形式で凹所および連結部材圧加えて又はこ
れらに対して選択的に行なうことができる。例えばいわ
ゆるパＡｔ−Ｆｉｎ ”結合剤を使用することができる
。更しこ挿入体とその他のピストン部分とを溶接による
。第１図、第２図および第３図の実施例でな結合形式は
省略されている。
図面は本発明の実施例を示ずものであって、第１図はピ
ストン上側部分を断面して示した、挿入体と補強部とを
有する内燃機関用のビス］・ンの拡大図、第２図はピス
トンの燃焼凹所を補強するために補強部がピストンクラ
ウン部分全体に亘ってのびる、第１図に相応した図、第
３図は第１図のピストンの部分的な変化実施例図、第４
図は第１図のピストンの別の部分的な変化実施例である
。 １０・・・ピストンクラウン、１１・・・上面、１２・
・・燃焼凹所、１３・・・リング帯域、１４・・ピスト
ンリング溝、１５・・・ピストンスカート、１６・・・
）Ｘ側面、１７・・・下側面、１８・・・ピストンクラ
ウン部分、１９・・・底部、２０・・・挿入体、２１・
・・凹所、２２・・・突起、２３．２４・・・アーム、
２５・・・上面、２６・・・下面、２７・・・連結部材
、２８・・・人［］図面〃）・トと（ｒＱ；祠こ変更な
し）Ｆ／Ｇ、Ｊ。 Ｒ 手続補正書（方式） 昭和６０年８月ワ日
ストン上側部分を断面して示した、挿入体と補強部とを
有する内燃機関用のビス］・ンの拡大図、第２図はピス
トンの燃焼凹所を補強するために補強部がピストンクラ
ウン部分全体に亘ってのびる、第１図に相応した図、第
３図は第１図のピストンの部分的な変化実施例図、第４
図は第１図のピストンの別の部分的な変化実施例である
。 １０・・・ピストンクラウン、１１・・・上面、１２・
・・燃焼凹所、１３・・・リング帯域、１４・・ピスト
ンリング溝、１５・・・ピストンスカート、１６・・・
）Ｘ側面、１７・・・下側面、１８・・・ピストンクラ
ウン部分、１９・・・底部、２０・・・挿入体、２１・
・・凹所、２２・・・突起、２３．２４・・・アーム、
２５・・・上面、２６・・・下面、２７・・・連結部材
、２８・・・人［］図面〃）・トと（ｒＱ；祠こ変更な
し）Ｆ／Ｇ、Ｊ。 Ｒ 手続補正書（方式） 昭和６０年８月ワ日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、軽金属又は合金から形成された内燃機関用のピスト
ンであつて、ピストンクラウン（１０）およびピストン
クラウンの周囲をのびかつ２つ又はそれ以上のピストン
リング溝（１４）を備えたリング帯域（１３）を有して
いて、それぞれのピストンリング溝がほぼ半径方向にの
びる上側面（１６）および下側面（１７）を有している
形式のものにおいて、ピストンクラウン（１０）に最も
近いピストンリング溝（１４）がピストンに鋳込まれる
耐摩耗性の挿入体（２０）によつて形成された半径方向
にのびる少なくとも下側面（１７）を有していて、かつ
、ピストンクラウンの少なくとも一部分（１８）が繊維
質の補強部を有していて、該補強部が、上部のピストン
リング溝をピストンクラウンの上面（１１）に近づける
ために、挿入体に接触していてかつ挿入体とピストンク
ラウンの上面（１１）との間に配置されていることを特
徴とする内燃機関用のピストン。 ２、上部のピストンリング溝の半径方向にのびる上側面
（１６）が繊維質で補強されたピストンクラウン部分（
１８）によつて形成されている特許請求の範囲第１項記
載のピストン。 ３、上部のピストンリング溝の半径方向にのびる上側面
（１６）が挿入体によつて形成されている特許請求の範
囲第１項記載のピストン。 ４、ピストン軸線に対して垂直方向で挿入体が分離する
ことを防止するために、挿入体（２０）および挿入体を
取り囲む材料が互いに係合する突起および凹所（２０、
２１、２７）を有している特許請求の範囲第１項から第
３項までのいずれか１項記載のピストン。 ５、ピストン軸線に対して半径方向で挿入体（２０）が
分離することを防止するために挿入体および挿入体を取
り囲む材料が互いに係合する少なくとも１つの別の突起
および凹所を有している特許請求の範囲第５項記載のピ
ストン。 ６、挿入体（２０）が多数の孔（２９）を有していて、
該孔内に、ピストン本体に挿入体を係止するために、そ
の他のピストン部分の材料が進入している特許請求の範
囲第４項又は第５項記載のピストン。 ７、繊維質で補強されたピストンクラウン部分（１８）
がピストンクラウンの周方向でのびる環状部分として形
成されている特許請求の範囲第１項から第６項までのい
ずれか１項記載のピストン。 ８、繊維質で補強されたピストンクラウン部分（１８）
がピストンクラウン全体に亘つてのびている特許請求の
範囲第１項から第６項までのいずれか１項記載のピスト
ン。 ９、繊維質で補強されたピストンクラウン部分（１８）
がその他のピストン部分とは別個に形成されていて、か
つ、ピストンが鋳造体によつて形成されていて、かつ、
繊維質で補強されたピストンクラウン部分（１８）がピ
ストン鋳造中に統合される特許請求の範囲第１項から第
８項までのいずれか１項記載のピストン。 １０、ピストンが、挿入体（２０）と共に鋳造型内に補
強繊維から成るパッド又はマットを配置しかつ次いで圧
搾鋳造過程によつて挿入体（２０）の周囲および繊維補
強体にピストンを鋳造することによつて形成されている
特許請求の範囲第１項から第９項までのいずれか１項記
載のピストン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB8411074 | 1984-05-01 | ||
| GB848411074A GB8411074D0 (en) | 1984-05-01 | 1984-05-01 | Reinforced pistons |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6119952A true JPS6119952A (ja) | 1986-01-28 |
Family
ID=10560316
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60092409A Pending JPS6119952A (ja) | 1984-05-01 | 1985-05-01 | 内燃機関用のピストン |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4679493A (ja) |
| EP (1) | EP0162602B1 (ja) |
| JP (1) | JPS6119952A (ja) |
| KR (1) | KR850008701A (ja) |
| CA (1) | CA1247476A (ja) |
| DE (1) | DE3563552D1 (ja) |
| GB (1) | GB8411074D0 (ja) |
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| US5007476A (en) * | 1988-11-10 | 1991-04-16 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming metal matrix composite bodies by utilizing a crushed polycrystalline oxidation reaction product as a filler, and products produced thereby |
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| US5000249A (en) * | 1988-11-10 | 1991-03-19 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming metal matrix composites by use of an immersion casting technique and product produced thereby |
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| US5150747A (en) * | 1988-11-10 | 1992-09-29 | Lanxide Technology Company, Lp | Method of forming metal matrix composites by use of an immersion casting technique and product produced thereby |
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-
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Patent Citations (2)
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