JPS648183B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS648183B2 JPS648183B2 JP18545883A JP18545883A JPS648183B2 JP S648183 B2 JPS648183 B2 JP S648183B2 JP 18545883 A JP18545883 A JP 18545883A JP 18545883 A JP18545883 A JP 18545883A JP S648183 B2 JPS648183 B2 JP S648183B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ceramic lining
- lining material
- pin
- metal base
- base material
- 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
Links
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- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 44
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 4
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 4
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
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- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
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Classifications
-
- 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
- F02F3/10—Pistons having surface coverings
- F02F3/12—Pistons having surface coverings on piston heads
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えば低速２サイクルデイーゼル機
関において、ピストンの上面やシリンダヘツドの
内面などにセラミツクライニング材を固定する方
法に関するものである。
関において、ピストンの上面やシリンダヘツドの
内面などにセラミツクライニング材を固定する方
法に関するものである。
上記したピストンの上面やシリンダヘツドの内
面は高温ガス雰囲気部（燃焼室）に露出してお
り、断熱性や耐熱性などを考慮してセラミツクラ
イニング材が積層固定されている。従来、セラミ
ツクライニング材の固定はボルトによる螺子止め
で行なつており、そしてボルトの頭部を高温ガス
雰囲気部に露出させていた。このような従来の固
定方法によると、金属性のボルトはクリープを生
じ、セラミツクライニング材は浮き上つて容易に
破壊されることになる。またセラミツクライニン
グ材に直接に螺子切りを行なわなければならず、
該セラミツクライニング材の信頼性が低下するこ
とになる。別の固定方法として接着も考えられて
いるが、この場合に金属母材とセラミツクライニ
ング材との線膨張係数が異なれば、熱膨張差によ
つて容易に剥離されることになる。
面は高温ガス雰囲気部（燃焼室）に露出してお
り、断熱性や耐熱性などを考慮してセラミツクラ
イニング材が積層固定されている。従来、セラミ
ツクライニング材の固定はボルトによる螺子止め
で行なつており、そしてボルトの頭部を高温ガス
雰囲気部に露出させていた。このような従来の固
定方法によると、金属性のボルトはクリープを生
じ、セラミツクライニング材は浮き上つて容易に
破壊されることになる。またセラミツクライニン
グ材に直接に螺子切りを行なわなければならず、
該セラミツクライニング材の信頼性が低下するこ
とになる。別の固定方法として接着も考えられて
いるが、この場合に金属母材とセラミツクライニ
ング材との線膨張係数が異なれば、熱膨張差によ
つて容易に剥離されることになる。
本発明の目的とするところは、剥離や破壊を招
くことなく、しかし熱膨張差を確実に吸収し得、
さらに信頼性を高め得るセラミツクライニング材
の固定方法を提供する点にある。
くことなく、しかし熱膨張差を確実に吸収し得、
さらに信頼性を高め得るセラミツクライニング材
の固定方法を提供する点にある。
上記目的を達成するために本発明におけるセラ
ミツクライニング材の固定方法は、高温ガス雰囲
気部を形成する金属母材の内面にセラミツクライ
ニング材を固定するに、その露出面が高温ガスに
直接触れない位置でピンにより固定し、このピン
は、前記金属母材に螺合する螺子棒部と、この螺
子棒部に相対回転自在に結合し且つセラミツクラ
イニング材にクリアランスを形成して回転自在に
嵌合した頭部とから構成して、金属母材とセラミ
ツクライニング材との熱膨張差を前記クリアラン
スで吸収するようにしている。
ミツクライニング材の固定方法は、高温ガス雰囲
気部を形成する金属母材の内面にセラミツクライ
ニング材を固定するに、その露出面が高温ガスに
直接触れない位置でピンにより固定し、このピン
は、前記金属母材に螺合する螺子棒部と、この螺
子棒部に相対回転自在に結合し且つセラミツクラ
イニング材にクリアランスを形成して回転自在に
嵌合した頭部とから構成して、金属母材とセラミ
ツクライニング材との熱膨張差を前記クリアラン
スで吸収するようにしている。
かかる本発明方法によると次のような効果を期
待できる。
待できる。
Γ ピンによる固定であるので、熱膨張差による
剥離は生じない。
剥離は生じない。
Γ ピンは、その露出面が高温に直接触れない比
較的低温部に配設されることから、ピンの高温
クリープによる変形を特に考慮する必要がな
く、セラミツクライニング材の破壊を防止でき
る。
較的低温部に配設されることから、ピンの高温
クリープによる変形を特に考慮する必要がな
く、セラミツクライニング材の破壊を防止でき
る。
Γ セラミツクライニング材は直接に螺子切りを
行なわなくてもよく、このセラミツクライニン
グ材の信頼性を高めることができ、さらに加工
を簡単にできる。
行なわなくてもよく、このセラミツクライニン
グ材の信頼性を高めることができ、さらに加工
を簡単にできる。
Γ セラミツクライニング材と金属母材との熱膨
張差はクリアランスで吸収するため、セラミツ
クライニング材に余分な熱応力が付加されず、
充分な強度を保証できて信頼性を高めることが
できる。
張差はクリアランスで吸収するため、セラミツ
クライニング材に余分な熱応力が付加されず、
充分な強度を保証できて信頼性を高めることが
できる。
以下に本発明の一実施例を第１図〜第３図に基
づいて説明する。１はシリンダライナ、２はピス
トン（金属母材の一例）で、これらにより燃焼室
（高温ガス雰囲気部）３を形成する。前記ピスト
ン２の内面（上面）にはセラミツクライニング材
４が嵌め込み式で且つ緩衝材１５を介して配設さ
れ、そしてセラミツクライニング材４は、その露
出面が高温ガスに直接触れない位置に配設したピ
ン５、すなわち露出面をシリンダライナ１の内面
に対向するよう配設したピン５により固定してあ
る。ここでピン５は、前記ピストン２に形成した
雌螺子部６に螺合する螺子棒部７と、この螺子棒
部７に球状部８と球状凹部９とを介して相対回転
自在に結合した円柱状の頭部１０とから構成さ
れ、またセラミツクライニング材４には頭部直径
よりも大きな直径の挿通孔１１を形成して、両者
１０，４間にクリアランス１２を形成している。
前記頭部１０は予め二つ割りに製作され、そして
球状部８に球状凹部９を嵌合させたのち、電子ビ
ーム溶接などの溶接１３により接合一体化され
る。前記頭部１０から球状部８に亘つては、回転
操作具の嵌入を許す例えば六角穴１４が形成して
ある。
づいて説明する。１はシリンダライナ、２はピス
トン（金属母材の一例）で、これらにより燃焼室
（高温ガス雰囲気部）３を形成する。前記ピスト
ン２の内面（上面）にはセラミツクライニング材
４が嵌め込み式で且つ緩衝材１５を介して配設さ
れ、そしてセラミツクライニング材４は、その露
出面が高温ガスに直接触れない位置に配設したピ
ン５、すなわち露出面をシリンダライナ１の内面
に対向するよう配設したピン５により固定してあ
る。ここでピン５は、前記ピストン２に形成した
雌螺子部６に螺合する螺子棒部７と、この螺子棒
部７に球状部８と球状凹部９とを介して相対回転
自在に結合した円柱状の頭部１０とから構成さ
れ、またセラミツクライニング材４には頭部直径
よりも大きな直径の挿通孔１１を形成して、両者
１０，４間にクリアランス１２を形成している。
前記頭部１０は予め二つ割りに製作され、そして
球状部８に球状凹部９を嵌合させたのち、電子ビ
ーム溶接などの溶接１３により接合一体化され
る。前記頭部１０から球状部８に亘つては、回転
操作具の嵌入を許す例えば六角穴１４が形成して
ある。
上記実施例において、ピン５による固定は、ピ
ストン２の上面に緩衝材１５を介在させた状態で
セラミツクライニング材４を嵌め込み、そして挿
通孔１１と雌螺子部６を合致させた状態で該ピン
５を螺子込むことによつて行なわれ、その際に六
角穴１４に回転操作具がセツトされ、また頭部１
０の回転は挿通孔１１により許される。なおピン
５の配設位置は、ピストン２に作用するガス圧力
および慣性力が下向きにのみ作用することを利用
して決定してある。稼動中におけるピストン２と
セラミツクライニング材４との熱膨張差はクリア
ランス１２により吸収し得る。
ストン２の上面に緩衝材１５を介在させた状態で
セラミツクライニング材４を嵌め込み、そして挿
通孔１１と雌螺子部６を合致させた状態で該ピン
５を螺子込むことによつて行なわれ、その際に六
角穴１４に回転操作具がセツトされ、また頭部１
０の回転は挿通孔１１により許される。なおピン
５の配設位置は、ピストン２に作用するガス圧力
および慣性力が下向きにのみ作用することを利用
して決定してある。稼動中におけるピストン２と
セラミツクライニング材４との熱膨張差はクリア
ランス１２により吸収し得る。
セラミツクライニング断熱構造をとる場合、耐
熱性と断熱性に優れたセラミツクライニング材を
用いる必要がある。しかし一般は、断熱性に優れ
たセラミツクス（例えばジルコニア）は耐熱性に
劣り、耐熱性に優れたセラミツクス（例えば窒化
珪素）は断熱性に劣る。したがつて単層ライニン
グでは所要の特性を出すことができず、これらセ
ラミツクスを組合わせる必要がある。しかし、こ
れらセラミツクスも一般に線膨張係数が異なるた
め接着が困難である。これに対して上述したピン
固定方法を採用することにより、熱膨張係数の異
なる多層のセラミツクスを相互に接着することな
しに固定し得る。すなわち第４図はピン５にてピ
ストン２に固定されるセラミツクライニング材４
を耐熱衝撃性、耐食性に優れた材質のものとし、
そしてピストン２とセラミツクライニング材４と
の間に介在したセラミツクス１６を断熱性に優れ
た材質のものとして、両者４，１６を非接着とし
ている。また第５図はシリンダヘツド（金属母材
の一例）１７の内面に前述と同様にしてセラミツ
クライニング材４とセラミツクス１６とを配設し
てある。この場合に下位のピン５はシリンダライ
ナ１によつて高温ガスに直接触れない位置にで
き、また上位のピン５は排気弁１８を納めた排気
弁筐１９があるので高温ガスに直接触れない位置
にできる。
熱性と断熱性に優れたセラミツクライニング材を
用いる必要がある。しかし一般は、断熱性に優れ
たセラミツクス（例えばジルコニア）は耐熱性に
劣り、耐熱性に優れたセラミツクス（例えば窒化
珪素）は断熱性に劣る。したがつて単層ライニン
グでは所要の特性を出すことができず、これらセ
ラミツクスを組合わせる必要がある。しかし、こ
れらセラミツクスも一般に線膨張係数が異なるた
め接着が困難である。これに対して上述したピン
固定方法を採用することにより、熱膨張係数の異
なる多層のセラミツクスを相互に接着することな
しに固定し得る。すなわち第４図はピン５にてピ
ストン２に固定されるセラミツクライニング材４
を耐熱衝撃性、耐食性に優れた材質のものとし、
そしてピストン２とセラミツクライニング材４と
の間に介在したセラミツクス１６を断熱性に優れ
た材質のものとして、両者４，１６を非接着とし
ている。また第５図はシリンダヘツド（金属母材
の一例）１７の内面に前述と同様にしてセラミツ
クライニング材４とセラミツクス１６とを配設し
てある。この場合に下位のピン５はシリンダライ
ナ１によつて高温ガスに直接触れない位置にで
き、また上位のピン５は排気弁１８を納めた排気
弁筐１９があるので高温ガスに直接触れない位置
にできる。
第４図、第５図に示す実施例によると、セラミ
ツクライニング材４とセラミツクス１６との線膨
張係数が異なつても直接接合を行なわないので、
これら４，１６の信頼性を高めることがきる。
ツクライニング材４とセラミツクス１６との線膨
張係数が異なつても直接接合を行なわないので、
これら４，１６の信頼性を高めることがきる。
なお二層形式を示したが、これはさらに多層で
あつてもよく、この場合に、いかなる特性をもつ
セラミツクスでも可能であるため、断熱効果を任
意に制御することができる。また他の特性を与え
ることも可能である。
あつてもよく、この場合に、いかなる特性をもつ
セラミツクスでも可能であるため、断熱効果を任
意に制御することができる。また他の特性を与え
ることも可能である。
第１図〜第３図は本発明の一実施例を示し、第
１図は縦断面図、第２図は要部の縦断面図、第３
図は同外面図、第４図、第５図は夫々別の実施例
を示す縦断面図である。 １…シリンダライナ、２…ピストン（金属母
材）、３…燃焼室（高温ガス雰囲気部）、４…セラ
ミツクライニング材、５…ピン、６…雌螺子部、
７…螺子棒部、８…球状部、９…球状凹部、１０
…頭部、１１…挿通孔、１２…クリアランス、１
３…溶接、１４…六角穴、１５…緩衝材、１６…
セラミツクス、１７…シリンダヘツド（金属母
材）、１８…排気弁、１９…排気弁筐。
１図は縦断面図、第２図は要部の縦断面図、第３
図は同外面図、第４図、第５図は夫々別の実施例
を示す縦断面図である。 １…シリンダライナ、２…ピストン（金属母
材）、３…燃焼室（高温ガス雰囲気部）、４…セラ
ミツクライニング材、５…ピン、６…雌螺子部、
７…螺子棒部、８…球状部、９…球状凹部、１０
…頭部、１１…挿通孔、１２…クリアランス、１
３…溶接、１４…六角穴、１５…緩衝材、１６…
セラミツクス、１７…シリンダヘツド（金属母
材）、１８…排気弁、１９…排気弁筐。
Claims (1)
- １ 高温ガス雰囲気部を形成する金属母材の内面
にセラミツクライニング材を固定するに、その露
出面が高温ガスに直接触れない位置でピンにより
固定し、このピンは、前記金属母材に螺合する螺
子棒部と、この螺子棒部に相対回転自在に結合し
且つセラミツクライニング材にクリアランスを形
成して回転自在に嵌合した頭部とから構成して、
金属母材とセラミツクスライニング材との熱膨張
差を前記クリアランスで吸収するようにしたこと
を特徴とするセラミツクライニング材の固定方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18545883A JPS6075744A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | セラミツクライニング材の固定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18545883A JPS6075744A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | セラミツクライニング材の固定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6075744A JPS6075744A (ja) | 1985-04-30 |
| JPS648183B2 true JPS648183B2 (ja) | 1989-02-13 |
Family
ID=16171139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18545883A Granted JPS6075744A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | セラミツクライニング材の固定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6075744A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2586039B2 (ja) * | 1987-04-11 | 1997-02-26 | いすゞ自動車株式会社 | 断熱ピストンの構造 |
| JP2526947B2 (ja) * | 1987-12-14 | 1996-08-21 | いすゞ自動車株式会社 | 断熱エンジンの構造 |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP18545883A patent/JPS6075744A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6075744A (ja) | 1985-04-30 |
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