JPS63124851A - 冷却用空洞付きピストン及びその製造方法 - Google Patents
冷却用空洞付きピストン及びその製造方法Info
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- JPS63124851A JPS63124851A JP61267762A JP26776286A JPS63124851A JP S63124851 A JPS63124851 A JP S63124851A JP 61267762 A JP61267762 A JP 61267762A JP 26776286 A JP26776286 A JP 26776286A JP S63124851 A JPS63124851 A JP S63124851A
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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
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- F02F7/0087—Ceramic materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- 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
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-
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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-
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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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- 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
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- 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】
（産業上の利用分野）
本発明は、ピストンヘッド部に環状の冷Ｗ用空洞を有す
るピストン及びその製造方法に関する。
るピストン及びその製造方法に関する。
（従来の技術）
従来、この種ピストンとして、特開昭６０−１３９５５
号公報により、第４図に示す如く、トップリング溝ａを
無機質繊維の複合化層すで強化すると共に、該複合化層
すに隣接して冷却用空洞Ｃを形成したものは知られ、こ
の場合トップリング溝ａを形成する無機質繊維の成形体
の内周に中子保持用の溝部を形成し、該成形体を該溝部
に空洞形成用の可溶性中子を保持させた状態で金型内に
セットし、圧力鋳造によりピストンを製造するを一般と
している。
号公報により、第４図に示す如く、トップリング溝ａを
無機質繊維の複合化層すで強化すると共に、該複合化層
すに隣接して冷却用空洞Ｃを形成したものは知られ、こ
の場合トップリング溝ａを形成する無機質繊維の成形体
の内周に中子保持用の溝部を形成し、該成形体を該溝部
に空洞形成用の可溶性中子を保持させた状態で金型内に
セットし、圧力鋳造によりピストンを製造するを一般と
している。
（発明が解決しようとする問題点）
冷却用空洞Ｃの周壁部には、燃焼室内の圧力による機械
的応力に加えて大きな熱応力が作用するため、周壁部の
強度を高める必要があるが、上記従来技術では複合化層
すに接する空洞Ｃの外周下部の周壁部が部分的に強化さ
れるだけで、内周壁や土壁部分は強化されておらず、冷
却効果を高めるべく空洞Ｃを大きく形成しようとしても
、周壁部の強度を確保する上で制約がある。
的応力に加えて大きな熱応力が作用するため、周壁部の
強度を高める必要があるが、上記従来技術では複合化層
すに接する空洞Ｃの外周下部の周壁部が部分的に強化さ
れるだけで、内周壁や土壁部分は強化されておらず、冷
却効果を高めるべく空洞Ｃを大きく形成しようとしても
、周壁部の強度を確保する上で制約がある。
又、可溶性中子は、一般に食塩をプレスして焼成して成
るもので、その周面全面に均一な圧力が加えられるとき
の圧縮強度は高いが、上記従来技術では圧力鋳造時に無
機質繊維の成形体に接する面と接しない面とで中子に作
用する溶湯圧力が異るため、中子が破損することがあり
、又中子は熱衝撃に対し比較的弱く、金ｍ溶湯の注入時
に中子の表面に細かな熱衝撃亀裂が入り、溶湯加圧時に
この亀裂が広がって空洞Ｃの表面性状が悪くなる問題が
ある。
るもので、その周面全面に均一な圧力が加えられるとき
の圧縮強度は高いが、上記従来技術では圧力鋳造時に無
機質繊維の成形体に接する面と接しない面とで中子に作
用する溶湯圧力が異るため、中子が破損することがあり
、又中子は熱衝撃に対し比較的弱く、金ｍ溶湯の注入時
に中子の表面に細かな熱衝撃亀裂が入り、溶湯加圧時に
この亀裂が広がって空洞Ｃの表面性状が悪くなる問題が
ある。
（問題点を解決するための手段）
本願第１発明は、冷却用空洞の断面積を大きくしてピス
トンヘッド部の冷却効果を高められるようにしたピスト
ンを提供することをその目的とするもので、ピストンヘ
ッド部に環状の冷却用空洞を有するピストンにおいて、
該空洞の周壁部をその全面に亘り無機質繊維の複合化層
で形成したことを特徴とする。
トンヘッド部の冷却効果を高められるようにしたピスト
ンを提供することをその目的とするもので、ピストンヘ
ッド部に環状の冷却用空洞を有するピストンにおいて、
該空洞の周壁部をその全面に亘り無機質繊維の複合化層
で形成したことを特徴とする。
第２発明は、上記冷却用空洞を形成するための可溶性中
子の破損や熱衝撃による亀裂の発生を防止して、第１発
明のピストンを良好に鋳造し得るようにしたピストンの
製造方法を提供することをその目的とするもので、可溶
性中子を無機質繊維で包み込んだ成形体を用意し、金型
内に該成形体をセットした状態でピストンを圧力鋳造す
るようにしたことを特徴とする。
子の破損や熱衝撃による亀裂の発生を防止して、第１発
明のピストンを良好に鋳造し得るようにしたピストンの
製造方法を提供することをその目的とするもので、可溶
性中子を無機質繊維で包み込んだ成形体を用意し、金型
内に該成形体をセットした状態でピストンを圧力鋳造す
るようにしたことを特徴とする。
（作 用）
本願ピストントでは、冷却用空洞の周壁部が無機質繊維
の複合化層により全面的に強化され、該空洞の断面積を
大きくすることでその内周壁部分や土壁部分の肉厚が減
少しても、充分な強度を得られ、ピストンヘッド部の冷
却効果を無理な（向上できる。
の複合化層により全面的に強化され、該空洞の断面積を
大きくすることでその内周壁部分や土壁部分の肉厚が減
少しても、充分な強度を得られ、ピストンヘッド部の冷
却効果を無理な（向上できる。
又、本願！Ｊ造方法では、可溶性中子が無機質繊維に包
み込まれるため、金属溶湯の注入時に溶湯が直接中子に
接触せず、中子が熱衝撃から保護され、又溶湯加圧時に
溶湯が繊維層を通過して中子の表面に達して複合化層が
形成されると共に、中子の表面にその全面に亘り該繊維
層を介して溶湯圧力が均等に作用し、中子の破損が防止
される。
み込まれるため、金属溶湯の注入時に溶湯が直接中子に
接触せず、中子が熱衝撃から保護され、又溶湯加圧時に
溶湯が繊維層を通過して中子の表面に達して複合化層が
形成されると共に、中子の表面にその全面に亘り該繊維
層を介して溶湯圧力が均等に作用し、中子の破損が防止
される。
（実施例）
第１図参照して、（１）はアルミニウム合金性のピスト
ン本体、（りは該本体（１）の上部のピストンヘッド部
（１ａ）に形成した環状の冷却用空洞を示し、該本体（
１）の下部内側部に該空洞（２）に連なる下方に開口し
た透孔（３）を形成し、該透孔（３）からエンジンオイ
ルを該空洞（２）内に導いて、ピストンヘッド部（１ａ
）を冷却するようにした。
ン本体、（りは該本体（１）の上部のピストンヘッド部
（１ａ）に形成した環状の冷却用空洞を示し、該本体（
１）の下部内側部に該空洞（２）に連なる下方に開口し
た透孔（３）を形成し、該透孔（３）からエンジンオイ
ルを該空洞（２）内に導いて、ピストンヘッド部（１ａ
）を冷却するようにした。
図面で（４）はピストンヘッド部（１ａ）の上面に形成
した燃焼室用の凹部、（５１） （５２） （５ａ）は
該ヘッド部（１ａ）の外周に上下３段に形成したリング
溝を示ず。
した燃焼室用の凹部、（５１） （５２） （５ａ）は
該ヘッド部（１ａ）の外周に上下３段に形成したリング
溝を示ず。
前記空洞（２）の周壁部は、その全面に亘り無閤質繊維
の複合化層（６）で形成されるものとし、ここで第１図
示のものでは、該複合化層（６）をピストンヘッド部（
１ａ）の上面に露出するように環状に形成して、その内
部に該空洞（２）を形成したが、これに限るものではな
く、例えば第２図示の如くピストンヘッド部（１ａ）全
体を複合化層（６）で形成することも可能である。
の複合化層（６）で形成されるものとし、ここで第１図
示のものでは、該複合化層（６）をピストンヘッド部（
１ａ）の上面に露出するように環状に形成して、その内
部に該空洞（２）を形成したが、これに限るものではな
く、例えば第２図示の如くピストンヘッド部（１ａ）全
体を複合化層（６）で形成することも可能である。
何れにしても、該空洞（２）の周壁部は、その全面に亘
り複合化Ｗ （６）で強化されることになり、該空洞（
２）の断面積を従来技術のものに比し大きくしても、周
壁部の強度を従来技術と同程度以上に確保することが可
能となり、強度上の問題を生ずることなくピストンヘッ
ド部（１ａ）の冷却効果を向上でき、特に該空洞（２）
を該ヘッド部（１ａ）の上面に近付けられるため、最上
段のトップリング溝（５１）への伝熱量を低く押えられ
、ピストンリングの焼付は等の熱害の発生を防止でき、
結局法トップリング溝（５１）の形成位置を高くして、
トップランド（５ａ）の外周とシリンダライナとの間に
形成されるデッドボリュームを小さくすることが可能と
なり、これにより燃費の低減や排ガス中の未燃成分の低
減等を図ることができる。
り複合化Ｗ （６）で強化されることになり、該空洞（
２）の断面積を従来技術のものに比し大きくしても、周
壁部の強度を従来技術と同程度以上に確保することが可
能となり、強度上の問題を生ずることなくピストンヘッ
ド部（１ａ）の冷却効果を向上でき、特に該空洞（２）
を該ヘッド部（１ａ）の上面に近付けられるため、最上
段のトップリング溝（５１）への伝熱量を低く押えられ
、ピストンリングの焼付は等の熱害の発生を防止でき、
結局法トップリング溝（５１）の形成位置を高くして、
トップランド（５ａ）の外周とシリンダライナとの間に
形成されるデッドボリュームを小さくすることが可能と
なり、これにより燃費の低減や排ガス中の未燃成分の低
減等を図ることができる。
第３図は上記した第１図示のピストンを鋳造する金型装
置を示し、以下第３図に基いてピストンの鋳造方法を説
明する。
置を示し、以下第３図に基いてピストンの鋳造方法を説
明する。
先ず、食塩を空洞（２）に対応する形状にプレスして焼
成した可溶性中子を無機質繊維、例えばセラミックスフ
ァイバ（体積率２〜１２％）で包み込んだ成形体（８）
を用意して、これを金型（９）のキャビティ底面にセッ
トし、次いで咳金型（９）内にアルミニウム合金の溶湯
を注入してパンチ（ＩＧにより加圧し、圧力鋳造を行う
もので、この場合成形体（８〉の［ｆｔ１ｌｌｉｆ（８
ａ）により溶湯注入時に高温の溶湯が中子（７）に直接
触れることを防止でき、中子（７）が熱衝撃から保護さ
れ、又溶湯加圧時溶湯が該ｌＩ維層（８ａ）を通過して
中子（７）の表面に達し、上記複合化層＜１３）が形成
され、この際中子（７）の表面にはその全面に亘り該繊
ＩＩ（８ａ）を介して溶湯圧力が均等に作用し、圧力分
布の不均一に起因した中子（７）の破損が防止される。
成した可溶性中子を無機質繊維、例えばセラミックスフ
ァイバ（体積率２〜１２％）で包み込んだ成形体（８）
を用意して、これを金型（９）のキャビティ底面にセッ
トし、次いで咳金型（９）内にアルミニウム合金の溶湯
を注入してパンチ（ＩＧにより加圧し、圧力鋳造を行う
もので、この場合成形体（８〉の［ｆｔ１ｌｌｉｆ（８
ａ）により溶湯注入時に高温の溶湯が中子（７）に直接
触れることを防止でき、中子（７）が熱衝撃から保護さ
れ、又溶湯加圧時溶湯が該ｌＩ維層（８ａ）を通過して
中子（７）の表面に達し、上記複合化層＜１３）が形成
され、この際中子（７）の表面にはその全面に亘り該繊
ＩＩ（８ａ）を介して溶湯圧力が均等に作用し、圧力分
布の不均一に起因した中子（７）の破損が防止される。
鋳造後、上記した透孔（３）をドリル加工し、該透孔（
３）から水を注入して中子（７）を溶出し、更にリング
１ｌ１１（５１） ＜５２） （５３）の加工等を施す
。
３）から水を注入して中子（７）を溶出し、更にリング
１ｌ１１（５１） ＜５２） （５３）の加工等を施す
。
（発明の効果）
以上の如く本願ピストンによれば、冷却用空洞を強度上
の問題を生ずることなく大きく形成でき、ピストンヘッ
ド部の冷却効果を高められ、更にはトップリング溝の形
成位置を高くして、トップランド外周のデッドボリュー
ムの減少による燃費性の改善等を図ることが可能となる
効果を有する。
の問題を生ずることなく大きく形成でき、ピストンヘッ
ド部の冷却効果を高められ、更にはトップリング溝の形
成位置を高くして、トップランド外周のデッドボリュー
ムの減少による燃費性の改善等を図ることが可能となる
効果を有する。
又、本願製造方法によれば、空洞形成用の可溶性中子を
包み込むｍ帷層により中子が金属溶湯による熱衝撃から
保護されると共に、中子に作用する溶湯圧力が均一化さ
れて中子の破損も防止され、周壁部を複合化層で強化し
た表面性状の滑らかな空洞を確実に形成できる効果を有
する。
包み込むｍ帷層により中子が金属溶湯による熱衝撃から
保護されると共に、中子に作用する溶湯圧力が均一化さ
れて中子の破損も防止され、周壁部を複合化層で強化し
た表面性状の滑らかな空洞を確実に形成できる効果を有
する。
第１図は本発明のピストンの１列の縦断面図、第２図は
その変形例の要部の縦断面図、第３図は本発明製造方法
の実施に用いる金型装置の縦断面図、第４図は従来のピ
ストンの縦断面図である。 （１）・・・ピストン本体 （１ａ）・・・ピストンヘッド部 （２）・・・冷却用空洞 （６）・・・複合化層 （７＞・・・可溶性中子 （８）・・・成形体 第２図 第３図 第４図
その変形例の要部の縦断面図、第３図は本発明製造方法
の実施に用いる金型装置の縦断面図、第４図は従来のピ
ストンの縦断面図である。 （１）・・・ピストン本体 （１ａ）・・・ピストンヘッド部 （２）・・・冷却用空洞 （６）・・・複合化層 （７＞・・・可溶性中子 （８）・・・成形体 第２図 第３図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ピストンヘッド部に環状の冷却用空洞を有するピス
トンにおいて、該空洞の周壁部をその全面に亘り無機質
繊維の複合化層で形成したことを特徴とする冷却用空洞
付きピストン。 ２、ピストンヘッド部に環状の冷却用空洞を有するピス
トンの製造方法において、該空洞を形成するための可溶
性中子を無機質繊維で包み込んだ成形体を用意し、金型
内に該成形体をセットした状態でピストンを圧力鋳造す
るようにしたことを特徴とする冷却用空洞付きピストン
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61267762A JPS63124851A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 冷却用空洞付きピストン及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61267762A JPS63124851A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 冷却用空洞付きピストン及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63124851A true JPS63124851A (ja) | 1988-05-28 |
Family
ID=17449235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61267762A Pending JPS63124851A (ja) | 1986-11-12 | 1986-11-12 | 冷却用空洞付きピストン及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63124851A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6240828B1 (en) * | 1998-04-21 | 2001-06-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Piston of internal combustion engine |
| WO2013030115A3 (de) * | 2011-08-26 | 2015-11-26 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Gestaltoptimierte brennraummulde eines kolbens |
-
1986
- 1986-11-12 JP JP61267762A patent/JPS63124851A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6240828B1 (en) * | 1998-04-21 | 2001-06-05 | Nissan Motor Co., Ltd. | Piston of internal combustion engine |
| WO2013030115A3 (de) * | 2011-08-26 | 2015-11-26 | Federal-Mogul Nürnberg GmbH | Gestaltoptimierte brennraummulde eines kolbens |
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