JPS6350452Y2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6350452Y2
JPS6350452Y2 JP10935482U JP10935482U JPS6350452Y2 JP S6350452 Y2 JPS6350452 Y2 JP S6350452Y2 JP 10935482 U JP10935482 U JP 10935482U JP 10935482 U JP10935482 U JP 10935482U JP S6350452 Y2 JPS6350452 Y2 JP S6350452Y2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ceramic
piston head
disc
ceramic piston
piston
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.)
Expired
Application number
JP10935482U
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5914942U (en
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed filed Critical
Priority to JP10935482U priority Critical patent/JPS5914942U/en
Publication of JPS5914942U publication Critical patent/JPS5914942U/en
Application granted granted Critical
Publication of JPS6350452Y2 publication Critical patent/JPS6350452Y2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はセラミツク製ピストンヘツドをピスト
ン本体と一体的に鋳ぐるんだセラミツクピストン
に関する。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a ceramic piston in which a ceramic piston head is integrally cast with a piston body.

セラミツクは耐熱性、断熱性などに優れている
ので内燃機関のピストンを形成するのに適してい
る。ピストンヘツド部をセラミツクで作り、これ
をピストン本体に接合してセラミツクピストンが
得られている。この接合方法には種々の方式があ
るが、本考案によるセラミツクピストンはセラミ
ツク製ピストンヘツドをピストン本体と一体的に
鋳ぐるんで得られるものである。鋳ぐるみ時にセ
ラミツク製ヘツドは金属溶湯の凝固による締付力
を受けて割れることがあるために、締付力を受け
るヘツド外周部に金属製リングを介装し、セラミ
ツクの割れを防止する提案がなされている。
Ceramic has excellent heat resistance and heat insulation properties, making it suitable for forming pistons for internal combustion engines. A ceramic piston is obtained by making the piston head part from ceramic and joining it to the piston body. There are various joining methods, but the ceramic piston according to the present invention is obtained by integrally casting a ceramic piston head with a piston body. During casting, ceramic heads can crack due to the clamping force caused by the solidification of molten metal, so a proposal has been made to insert a metal ring around the outer periphery of the head, which receives the clamping force, to prevent the ceramic from cracking. being done.

さらに、窒化硅素、シリコンカーバイド、アル
ミナ等から焼結して得られるセラミツク製ピスト
ンヘツドは一般に旋盤研削によつて仕上加工さ
れ、然る後に上述の鋳ぐるみが行われるが、焼結
して得られたセラミツクは非常に硬いためにダイ
ヤモンド砥石を用いて研削しても逃げのためにテ
ーパーが付いたり段付となることが避けられな
い。即ち、第1図に示されるようにセラミツク製
ピストンヘツド1をダイヤモンド砥石100で研
削する場合に、同図の左側に示される方法による
と半径方向に角度θのテーパーが付き、同図で右
側に示される方法によると段付101ができるこ
とになる。このようにテーパーの付いた面(又は
段付面)に端面が直角の金属製リングを嵌合する
と、これら間には外側に向かつて開かれた空間が
生じ、鋳ぐるみの際に溶融金属が前記空間に浸入
し、第2図(第3図の線B−Bに沿つて見た断面
図にほぼ相当する)に示されるように、溶融金属
が特に同図のAで示される注湯方向に向かつてく
さび形102に前記空間に浸入し、これが凝固す
る際にセラミツク製ヘツドを押上げるために同図
の一点鎖線103で示されるヘツドの割れが多発
する。
Furthermore, ceramic piston heads obtained by sintering silicon nitride, silicon carbide, alumina, etc. are generally finished by lathe grinding, and then the above-mentioned casting is performed; Ceramic is extremely hard, so even if it is ground using a diamond grindstone, it will inevitably become tapered or stepped due to relief. That is, when grinding a ceramic piston head 1 with a diamond grindstone 100 as shown in FIG. 1, the method shown on the left side of the figure creates a taper at an angle θ in the radial direction. According to the method shown, a step 101 can be created. When a metal ring with perpendicular end faces is fitted onto a tapered surface (or stepped surface) in this way, an outwardly open space is created between the rings, which allows molten metal to flow during casting. As shown in FIG. 2 (corresponding approximately to the cross-sectional view taken along the line B--B in FIG. 3), the molten metal flows particularly in the pouring direction indicated by A in the same figure. When the wedge shape 102 approaches the space, it pushes up the ceramic head when it solidifies, resulting in frequent cracking of the head as shown by the dashed line 103 in the figure.

本考案は上記の問題点に鑑みなされたもので、
鋳ぐるみによつて形成されるセラミツクピストン
の割れを低減し、よつて製品歩留の向上を得るこ
とを目的とする。
This idea was created in view of the above problems.
The purpose is to reduce cracks in ceramic pistons formed by castings, thereby improving product yield.

本考案によるセラミツクピストンの構成は、ほ
ぼ円板状部分と該円板状部分から同心状に突出し
た円柱状部分とからなるセラミツク製ピストンヘ
ツドを、該円柱状部分の外周に沿つて金属製リン
グを嵌合してピストン本体と一体的に鋳ぐるんだ
セラミツクピストンにおいて、前記円板状部分に
対面する前記金属製リングの端面を外周部が高く
なるように傾斜させた形状とすることを特徴とす
る。
The structure of the ceramic piston according to the present invention is that a ceramic piston head consisting of a substantially disc-shaped part and a cylindrical part protruding concentrically from the disc-shaped part is attached to a metal ring along the outer periphery of the cylindrical part. In the ceramic piston which is fitted and integrally cast with the piston body, the end face of the metal ring facing the disc-shaped part is inclined so that the outer peripheral part is higher. shall be.

以下本考案の実施例について図面を参照して説
明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第3図は本考案が適用されるセラミツクピスト
ンの1例を示す部分断面図で、セラミツクピスト
ン10はセラミツク製ピストンヘツド部1、擁護
リング2、アルミ合金製ピストン本体3からな
る。ピストンヘツド部1は燃焼室に対面して配置
される円板状部分4を有する。円板状部分4の下
方にはこれと同心状にこれより外径の小さい円板
状部分5が一体的に形成され、ピストン本体3と
の一体化が図られる。ピストンヘツド部1とピス
トン本体3との軸方向の抜け防止のために円注状
部分5の外周には環状凹部6が形成され、これら
間の回り防止のために円注状部分5の底に溝7が
形成される。前述したように、セラミツク製ヘツ
ド部1をピストン本体3に直接鋳ぐるむと、円注
状部分5が溶融金属の凝固の際に締付力を受けて
波壊されることがある。
FIG. 3 is a partial sectional view showing an example of a ceramic piston to which the present invention is applied. The ceramic piston 10 is composed of a ceramic piston head 1, a retaining ring 2, and an aluminum alloy piston body 3. The piston head 1 has a disc-shaped part 4 arranged facing the combustion chamber. A disk-shaped portion 5 having a smaller outer diameter is integrally formed below the disk-shaped portion 4 concentrically with the disk-shaped portion 4, and is integrated with the piston body 3. An annular recess 6 is formed on the outer periphery of the annular portion 5 to prevent the piston head portion 1 and the piston body 3 from coming off in the axial direction, and an annular recess 6 is formed at the bottom of the annular portion 5 to prevent rotation between them. A groove 7 is formed. As mentioned above, if the ceramic head part 1 is directly cast into the piston body 3, the circular part 5 may be corrugated by the clamping force during solidification of the molten metal.

この破壊を防止するために擁護リング2が介装
される。この擁護リング2は熱膨脹係数の小さい
金属、例えばアンバー等から作られ、溶融金属の
凝固の際の締付力が擁護リング2の剛性によつて
緩和される。従つて、擁護リング2の内周形状は
セラミツク製ピストンヘツド部1の円柱状部分5
の環状凹部6を含む外周形状に対応し、擁護リン
グ2の外周には環状凹部8がピストン本体3との
抜け防止のために形成される。このような形状の
擁護リング2をピストンヘツド部1に装着するた
めに、擁護リング2はほぼ半円周体の2個の対体
として形成される。しかし半円周体2の形状は上
述の例に限定されるものではなく、重要なことは
円注状部分5の外周に介装されて溶融金属の凝固
の際に締付力を緩和する機能を有することであ
る。
A protection ring 2 is interposed to prevent this destruction. The protection ring 2 is made of a metal with a small coefficient of thermal expansion, such as invar, and the rigidity of the protection ring 2 relieves the tightening force during solidification of the molten metal. Therefore, the inner peripheral shape of the protection ring 2 is similar to the cylindrical portion 5 of the ceramic piston head portion 1.
An annular recess 8 is formed on the outer periphery of the protection ring 2 in order to prevent it from coming off from the piston body 3, corresponding to the outer peripheral shape including the annular recess 6. In order to attach the guard ring 2 having such a shape to the piston head portion 1, the guard ring 2 is formed as two pairs of substantially semicircular bodies. However, the shape of the semicircular body 2 is not limited to the above-mentioned example, and the important thing is that it is interposed on the outer periphery of the circular part 5 to relieve the clamping force when the molten metal solidifies. It is to have.

擁護リング2の上端面とピストンヘツド部1の
円板状部分4の下面とは平面的に接触することが
望ましいことであるが、第1図の例で説明したよ
うに、研削加工の際に円板状部分4の下面にはテ
ーパーが付いたり、段付きが付いたりすることが
実際的には避けられない。第1図に示す角度θは
ほぼ1度以内であるが、端面直角の擁護リング2
と円板状部分4の下面との間には外側に向かつて
開いた空間ができ、この空間に溶融金属が浸入し
てセラミツク製ピストンヘツド部1の破壊の一因
となることは既に述べた通りである。
It is desirable that the upper end surface of the protection ring 2 and the lower surface of the disk-shaped portion 4 of the piston head portion 1 are in plane contact with each other, but as explained in the example of FIG. It is practically unavoidable that the lower surface of the disc-shaped portion 4 is tapered or stepped. Although the angle θ shown in FIG. 1 is approximately within 1 degree,
As already mentioned, an outwardly open space is created between the ceramic piston head 1 and the lower surface of the disc-shaped portion 4, and molten metal enters into this space, contributing to the destruction of the ceramic piston head 1. That's right.

このような破壊を防止するために、擁護リング
2の上端面、即ちセラミツク製ピストンヘツド部
1の円板状部分4に対面する方の端面に、第4図
に示されるように、その外周部が高く中心に向つ
て傾斜θ′が付けられる。この傾斜角度θ′はセラミ
ツク製ピストンヘツド部1の研削加工の際にでき
る傾斜角度θより大きくされ、第5図に示される
ように、擁護リング2の上端面の外周部が円板状
部分4の下面に円周状に必ず接触し、溶融金属は
ここからセラミツク製ピストンヘツド部1と擁護
リング2との間の空間には浸入しなくなる。又、
第6図に示されるように、セラミツク製ピストン
ヘツド部1に段付が形成されたような場合にも、
擁護リング2の上端面にその外周部が高くなるよ
うな傾斜を設けることにより、この外周部と円板
状部分4の下面とが常に接触するようにすること
ができる。
In order to prevent such destruction, the upper end face of the protecting ring 2, that is, the end face facing the disc-shaped portion 4 of the ceramic piston head portion 1, is provided with an outer peripheral portion as shown in FIG. is high and slopes θ' toward the center. This inclination angle θ' is made larger than the inclination angle θ created during the grinding process of the ceramic piston head 1, so that as shown in FIG. The molten metal is always in circumferential contact with the lower surface of the piston head 1 and the molten metal does not penetrate into the space between the ceramic piston head 1 and the retaining ring 2 from here. or,
As shown in FIG. 6, even when the ceramic piston head 1 is stepped,
By providing the upper end surface of the protection ring 2 with an inclination such that the outer circumferential portion thereof becomes higher, this outer circumferential portion and the lower surface of the disc-shaped portion 4 can be kept in contact with each other at all times.

以上説明したように、本考案によれば擁護リン
グの機能をさらに高めることができるようにな
り、鋳ぐるみ行程の徐冷時に金属バリの凝固に起
因するセラミツクヘツド部の破壊が防止され、セ
ラミツクピストン製造歩留が向上する効果を有す
る。
As explained above, according to the present invention, it is possible to further enhance the function of the retaining ring, and the destruction of the ceramic head due to the solidification of metal burrs during slow cooling in the casting process is prevented, thereby preventing the ceramic piston from being destroyed. This has the effect of improving manufacturing yield.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はセラミツク製ピストンヘツド部の研削
工程を示す略図、第2図は鋳ぐるみ時に溶融金属
がくさび形に浸入する過程を説明するための略
図、第3図は本考案が適用されるセラミツクピス
トンの部分断面正面図、第4図は本考案を適用し
た擁護リングの断面図、第5図はセラミツク製ピ
ストンヘツド部下面が傾斜している場合に擁護リ
ングとの接触状況を示す断面図、第6図は同じく
段付の場合の断面図である。 1……セラミツク製ピストンヘツド部、2……
擁護リング、3……ピストン本体、4……円板状
部分、5……円柱状部分。
Fig. 1 is a schematic diagram showing the grinding process of a ceramic piston head, Fig. 2 is a schematic diagram illustrating the process in which molten metal infiltrates in a wedge shape during casting, and Fig. 3 is a diagram of a ceramic piston head to which the present invention is applied. 4 is a sectional view of a protection ring to which the present invention is applied; FIG. 5 is a sectional view showing the state of contact with the protection ring when the lower surface of the ceramic piston head is inclined; FIG. 6 is a cross-sectional view of the stepped case. 1... Ceramic piston head part, 2...
Protection ring, 3... Piston body, 4... Disk-shaped part, 5... Cylindrical part.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] ほぼ円板状部分と該円板状部分から同心状に突
出した円柱状部分とからなるセラミツク製ピスト
ンヘツド部を、該円柱状部分の外周に沿つて金属
製リングを介装してピストン本体と一体的に鋳ぐ
るんだセラミツクピストンにおいて、前記円板状
部分に対面する方の前記金属製リングの端面をそ
の外周部が高くなるように傾斜させた形状とする
ことを特徴とするセラミツクピストン。
A ceramic piston head consisting of a substantially disc-shaped part and a cylindrical part protruding concentrically from the disc-shaped part is connected to the piston body by interposing a metal ring along the outer periphery of the cylindrical part. 1. An integrally cast ceramic piston, characterized in that the end face of the metal ring facing the disc-shaped portion is inclined so that the outer peripheral part thereof is higher.
JP10935482U 1982-07-21 1982-07-21 ceramic piston Granted JPS5914942U (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10935482U JPS5914942U (en) 1982-07-21 1982-07-21 ceramic piston

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10935482U JPS5914942U (en) 1982-07-21 1982-07-21 ceramic piston

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5914942U JPS5914942U (en) 1984-01-30
JPS6350452Y2 true JPS6350452Y2 (en) 1988-12-26

Family

ID=30254768

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10935482U Granted JPS5914942U (en) 1982-07-21 1982-07-21 ceramic piston

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5914942U (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5914942U (en) 1984-01-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS6119952A (en) Piston for internal combustion engine
US5979298A (en) Cooling gallery for pistons
US4838149A (en) Pistons
CA1250200A (en) Reinforcement of pistons of aluminium or aluminium alloy
US4495684A (en) Process of joining a ceramic insert which is adapted to be embedded in a light metal casting for use in internal combustion engines
EP0155159B1 (en) An internal combustion engine piston and a method of producing the same
JPS61234258A (en) Composite piston assembly of ceramic and metal and manufacture thereof
JPS6313405Y2 (en)
US4506593A (en) Piston head structure
JPS6350452Y2 (en)
JPS60175750A (en) Ceramic chilled piston
EP0075257B1 (en) Cylinder block
JPS6321024B2 (en)
JP2920004B2 (en) Cast-in composite of ceramics and metal
JPS633144B2 (en)
JP2000502166A (en) Method of manufacturing cast machine parts provided with a bearing device composed of multiple parts by fracture separation
JPS638304B2 (en)
JPS6350451Y2 (en)
JPH02104950A (en) Piston for internal combustion engine
JPH0353003Y2 (en)
JP3749432B2 (en) Casting liner and cylinder block manufacturing method
JPH1133691A (en) Compound sleeve, it manufacture, and rolling roll usign the sleeve
JPS6115232Y2 (en)
JPS6350450Y2 (en)
JPS5865953A (en) Piston having ceramics cast in