JP2964101B2 - 断熱ピストンヘッド及びその製造方法 - Google Patents
断熱ピストンヘッド及びその製造方法Info
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- JP2964101B2 JP2964101B2 JP41473290A JP41473290A JP2964101B2 JP 2964101 B2 JP2964101 B2 JP 2964101B2 JP 41473290 A JP41473290 A JP 41473290A JP 41473290 A JP41473290 A JP 41473290A JP 2964101 B2 JP2964101 B2 JP 2964101B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複合セラミックスおよ
びその製造方法に関し、特に断熱ピストンヘッド及びそ
の製造方法に関するものである。
びその製造方法に関し、特に断熱ピストンヘッド及びそ
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【０００３】新セラミックス素材は、機械的強度が金属
のそれと同等あるいはこれより優れている点もあること
から、最近では内燃機関のシリンダライナ、シリンダヘ
ッド、ピストン、コンロッド等の部品材料として使用さ
れるようになった。
のそれと同等あるいはこれより優れている点もあること
から、最近では内燃機関のシリンダライナ、シリンダヘ
ッド、ピストン、コンロッド等の部品材料として使用さ
れるようになった。
【０００４】また、セラミックス素材は、金属よりも断
熱効果が大きいことと、高温下にさらされても機械強度
が余り低下しないという性質を利用して、冷却装置をほ
とんど必要としない、いわゆる断熱エンジンの部品に多
用されている。初期の断熱エンジンのピストンには、窒
化珪素素材が使用されていてかなりの断熱効果を得た
が、なおいっそうの断熱効果を高めて、断熱エンジンの
熱効率の向上を図る試みが多くなされている。例えば、
特開昭６３−３０２１６４号公報に記載されている断熱
エンジンのピストンはこのような試みのひとつである。
熱効果が大きいことと、高温下にさらされても機械強度
が余り低下しないという性質を利用して、冷却装置をほ
とんど必要としない、いわゆる断熱エンジンの部品に多
用されている。初期の断熱エンジンのピストンには、窒
化珪素素材が使用されていてかなりの断熱効果を得た
が、なおいっそうの断熱効果を高めて、断熱エンジンの
熱効率の向上を図る試みが多くなされている。例えば、
特開昭６３−３０２１６４号公報に記載されている断熱
エンジンのピストンはこのような試みのひとつである。
【０００５】図２は上記公報に記載されているピストン
の構造を示す断面図であり、この図面を用いて従来の断
熱エンジンのピストンの構造を説明する。図２から明ら
かなように、このピストンは、ピストンヘッド部１と金
属製のピストンスカート部２とからなる。
の構造を示す断面図であり、この図面を用いて従来の断
熱エンジンのピストンの構造を説明する。図２から明ら
かなように、このピストンは、ピストンヘッド部１と金
属製のピストンスカート部２とからなる。
【０００６】ピストンヘッド部１は、中心部分に皿状の
基体１ａを有する。基体１ａの下面中央には、ピストン
スカート部２に取りつけるためのボス部１ｂが基体１ａ
と一体的に形成されている。該ボス部１ｂの側面には、
ピストンヘッド部１をピストンスカート部２に組み込む
時に使用される窪み１ｃが形成されいる。なお、基体１
ａは窒化珪素の焼結体からなる。１ｄは平たい円筒状を
したピストンシリンダで、同じく窒化珪素の焼結体より
なり、内側には、前記基体１ａの周縁を受け止めるため
の段部１ｅが設けられている。１ｆは断熱層で、チタン
酸カリウムウィスカー、ジルコニアファイバ等の材料か
らなる。１ｇは窒化珪素の焼結体薄板からなる天井板で
あり、その周囲１ｈ部分においてピストンシリンダ１ｄ
の上部内側とＣＶＤ法により接着されている。
基体１ａを有する。基体１ａの下面中央には、ピストン
スカート部２に取りつけるためのボス部１ｂが基体１ａ
と一体的に形成されている。該ボス部１ｂの側面には、
ピストンヘッド部１をピストンスカート部２に組み込む
時に使用される窪み１ｃが形成されいる。なお、基体１
ａは窒化珪素の焼結体からなる。１ｄは平たい円筒状を
したピストンシリンダで、同じく窒化珪素の焼結体より
なり、内側には、前記基体１ａの周縁を受け止めるため
の段部１ｅが設けられている。１ｆは断熱層で、チタン
酸カリウムウィスカー、ジルコニアファイバ等の材料か
らなる。１ｇは窒化珪素の焼結体薄板からなる天井板で
あり、その周囲１ｈ部分においてピストンシリンダ１ｄ
の上部内側とＣＶＤ法により接着されている。
【０００７】ピストンスカート部２は、アルミニウムに
より構成されており、コップを逆さまにしたような形状
を有し、側面外側上端には、ピストンリングを嵌合させ
る数条の溝２ａが設けられている。ピストンスカート部
２の上板部分２ｂの中央には、ピストンヘッド部１の下
側に設けられたボス部１ｂが貫通する穴２ｃが設けられ
ている。ピストンスカート部２の内部には、ピストンピ
ンを支承するピストンピンボス部２ｄが設けられてい
る。
より構成されており、コップを逆さまにしたような形状
を有し、側面外側上端には、ピストンリングを嵌合させ
る数条の溝２ａが設けられている。ピストンスカート部
２の上板部分２ｂの中央には、ピストンヘッド部１の下
側に設けられたボス部１ｂが貫通する穴２ｃが設けられ
ている。ピストンスカート部２の内部には、ピストンピ
ンを支承するピストンピンボス部２ｄが設けられてい
る。
【０００８】ピストンヘッド部１とピストンスカート部
２との組合せは、まずピストンヘッド部１のボス部１ｂ
頸部に板状の耐熱性緩衝板３を嵌め込み、ピストンシリ
ンダ１ｄの下面とピストンスカート部２の上部周縁との
間にカーボンからなるシール材４を配設すると同時に基
体１ａのボス部１ｂをピストンスカート部２の穴２ｃに
挿通し、ピストンヘッド部１をピストンスカート部２方
向に押圧しながらボス部１ｂの窪み１ｃにリティナーリ
ング５を嵌め込んで、ピストンヘッド部１とピストンス
カート部２とを組立てる。なお、６はピストンヘッド部
１とピストンスカート部２との間に形成された断熱空間
層である。
２との組合せは、まずピストンヘッド部１のボス部１ｂ
頸部に板状の耐熱性緩衝板３を嵌め込み、ピストンシリ
ンダ１ｄの下面とピストンスカート部２の上部周縁との
間にカーボンからなるシール材４を配設すると同時に基
体１ａのボス部１ｂをピストンスカート部２の穴２ｃに
挿通し、ピストンヘッド部１をピストンスカート部２方
向に押圧しながらボス部１ｂの窪み１ｃにリティナーリ
ング５を嵌め込んで、ピストンヘッド部１とピストンス
カート部２とを組立てる。なお、６はピストンヘッド部
１とピストンスカート部２との間に形成された断熱空間
層である。
【０００９】上記のような従来の断熱エンジンは、ピス
トンヘッド部１の強度を保持するため、ピストンシリン
ダ１ｄ全体がかなり肉厚に形成されている。しかもピス
トンシリンダ１ｄは熱伝導率の高い窒化珪素で構成され
ているため、燃焼室で発生した熱はこのピストンシリン
ダ１ｄを通じて、金属製のピストンスカート部２方向へ
大量に逃げ去る。
トンヘッド部１の強度を保持するため、ピストンシリン
ダ１ｄ全体がかなり肉厚に形成されている。しかもピス
トンシリンダ１ｄは熱伝導率の高い窒化珪素で構成され
ているため、燃焼室で発生した熱はこのピストンシリン
ダ１ｄを通じて、金属製のピストンスカート部２方向へ
大量に逃げ去る。
【００１０】また、上記従来の断熱エンジンのピストン
アッセンブリは、ピストンヘッド部１のボス部１ｂ頸部
に板状の耐熱性緩衝板３を嵌め込み、ピストンシリンダ
１ｄの下面とピストンスカート部２の上部周縁との間に
カーボンからなるシール材４を配設すると同時に基体１
ａのボス部１ｂをピストンスカート部２の穴２ｃに挿通
し、ピストンヘッド部１をピストンスカート部２方向に
押圧しながらボス部１ｂの窪み１ｃにリティナーリング
５を嵌め込んで、ピストンヘッド部１とピストンスカー
ト部２とを組立てるが、構造が複雑であるため組み立て
工数が多くなるし、また、ここの部品に高い寸法精度が
要求される。
アッセンブリは、ピストンヘッド部１のボス部１ｂ頸部
に板状の耐熱性緩衝板３を嵌め込み、ピストンシリンダ
１ｄの下面とピストンスカート部２の上部周縁との間に
カーボンからなるシール材４を配設すると同時に基体１
ａのボス部１ｂをピストンスカート部２の穴２ｃに挿通
し、ピストンヘッド部１をピストンスカート部２方向に
押圧しながらボス部１ｂの窪み１ｃにリティナーリング
５を嵌め込んで、ピストンヘッド部１とピストンスカー
ト部２とを組立てるが、構造が複雑であるため組み立て
工数が多くなるし、また、ここの部品に高い寸法精度が
要求される。
【００１１】さらに、ピストンの上面部の強度を確保す
るためには、窒化珪素の焼結体薄板からなる天井板１ｇ
の肉厚を大きく取る必要があり、それによりこの部分の
熱容量が大きくなり、断熱性は低下する。
るためには、窒化珪素の焼結体薄板からなる天井板１ｇ
の肉厚を大きく取る必要があり、それによりこの部分の
熱容量が大きくなり、断熱性は低下する。
【００１２】このほか、例えばピストンシリンダ１ｄと
これと接触する断熱層１ｆのように、熱膨張係数の異な
る材料どうしの接触箇所があり、この部分は長時間の熱
サイクル下では、剥離等不都合が生じて断熱エンジンの
ウイークポイントとなる。
これと接触する断熱層１ｆのように、熱膨張係数の異な
る材料どうしの接触箇所があり、この部分は長時間の熱
サイクル下では、剥離等不都合が生じて断熱エンジンの
ウイークポイントとなる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述のような
従来の欠点を改善する発明であって、その目的は、断熱
エンジンのピストン構造において、ピストンシリンダを
肉薄に形成しても構造的な強度が減殺されず、かつ断熱
が十分に保持され、部品数も少なくして熱膨張係数の相
違による破壊などを極力少なくした断熱ピストンヘッド
及びその製造方法を提供することにある。
従来の欠点を改善する発明であって、その目的は、断熱
エンジンのピストン構造において、ピストンシリンダを
肉薄に形成しても構造的な強度が減殺されず、かつ断熱
が十分に保持され、部品数も少なくして熱膨張係数の相
違による破壊などを極力少なくした断熱ピストンヘッド
及びその製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述のような発明の目的
を達成するために、本発明は、金属製のピストンスカー
ト部の上部に断熱材にて形成されたピストンヘッド部を
設けた断熱ピストンにおいて、前記ピストンヘッド部
は、カップ状を呈し緻密質セラミックスからなるクラウ
ン部を有し、このクラウン部内は１０ｖｏｌ％以上の微
細な気孔を有すると共にセラミックウイスカーまたは粒
子が分散され、マトリックスを非晶質とした多孔質セラ
ミックスで充填され、かつ該充填部分の表面には緻密な
窒化珪素被膜が被着され、かつこの充填部分はクラウン
部と密接接着されていることを特徴とする断熱ピストン
ヘッドを提供し、また、この断熱ピストンヘッドを製造
するために、有機珪素ポリマーに、セラミックス粒子あ
るいはウイスカーを添加、混練するステップと、これを
緻密質材料容器の内部に加圧、充填して成形するステッ
プと、該充填部の緻密化が開始する温度以下で加熱し、
前記有機珪素ポリマーをセラミックスに転化させるステ
ップと、該充填部表面に有機珪素ポリマーを付着せしめ
た後、加熱処理してこれをセラミックス被膜に転化せし
めるステップとを有することを特徴とする断熱ピストン
ヘッドの製造方法が提供される。
を達成するために、本発明は、金属製のピストンスカー
ト部の上部に断熱材にて形成されたピストンヘッド部を
設けた断熱ピストンにおいて、前記ピストンヘッド部
は、カップ状を呈し緻密質セラミックスからなるクラウ
ン部を有し、このクラウン部内は１０ｖｏｌ％以上の微
細な気孔を有すると共にセラミックウイスカーまたは粒
子が分散され、マトリックスを非晶質とした多孔質セラ
ミックスで充填され、かつ該充填部分の表面には緻密な
窒化珪素被膜が被着され、かつこの充填部分はクラウン
部と密接接着されていることを特徴とする断熱ピストン
ヘッドを提供し、また、この断熱ピストンヘッドを製造
するために、有機珪素ポリマーに、セラミックス粒子あ
るいはウイスカーを添加、混練するステップと、これを
緻密質材料容器の内部に加圧、充填して成形するステッ
プと、該充填部の緻密化が開始する温度以下で加熱し、
前記有機珪素ポリマーをセラミックスに転化させるステ
ップと、該充填部表面に有機珪素ポリマーを付着せしめ
た後、加熱処理してこれをセラミックス被膜に転化せし
めるステップとを有することを特徴とする断熱ピストン
ヘッドの製造方法が提供される。
【００１５】
【実施例】次に、本発明の実施例を、図面を用いて詳細
に説明する。
に説明する。
【００１６】有機珪素ポリマーであるポリシラザンと、
セラミックス粒子あるいは可塑性のあるウイスカーから
成る組成物を混練し、これを緻密質の円筒状あるいはカ
ップ状のセラミックス容器内に加圧充填して成形する。
次に、前記容器内に収容した混練物質が溶解して緻密化
する温度以下で前記有機珪素ポリマーをアモルファスセ
ラミックスに転化させる。
セラミックス粒子あるいは可塑性のあるウイスカーから
成る組成物を混練し、これを緻密質の円筒状あるいはカ
ップ状のセラミックス容器内に加圧充填して成形する。
次に、前記容器内に収容した混練物質が溶解して緻密化
する温度以下で前記有機珪素ポリマーをアモルファスセ
ラミックスに転化させる。
【００１７】こうした過程では、セラミックス容器内に
加圧充填した混練物質が焼結化する時、寸法収縮が、ほ
ぼ１％以下と著しく小さいため、成形後の形状がほぼ焼
結後も保持され、また、周囲の緻密質の円筒状あるいは
カップ状のセラミックス容器と結合され、この容器と一
体化された構造体が得られる。
加圧充填した混練物質が焼結化する時、寸法収縮が、ほ
ぼ１％以下と著しく小さいため、成形後の形状がほぼ焼
結後も保持され、また、周囲の緻密質の円筒状あるいは
カップ状のセラミックス容器と結合され、この容器と一
体化された構造体が得られる。
【００１８】実施例１、前記ポリシラザンをトルエンで
希釈し、これに対し、約６０ｖｏｌ％となるように窒化
珪素ウイスカーを添加後、これを窒素雰囲気中で混練
し、中間組成物を得る。これを、緻密質の窒化珪素にて
形成され、ピストンヘッド部を構成するカップ状のクラ
ウン部内に充填し、約０．２ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で加
圧し、成形する。次に、これをアンモニア雰囲気中８０
０℃で加熱処理して、前記中間組成物をセラミックスに
転化させてセラミックス焼結体を形成した。この後、該
セラミックス焼結体の表面に、ポリシラザンを塗布し、
アンモニア雰囲気中で焼成してポリシラザンを緻密な窒
化珪素に転化させて、緻密なセラミックス薄層を形成し
た。
希釈し、これに対し、約６０ｖｏｌ％となるように窒化
珪素ウイスカーを添加後、これを窒素雰囲気中で混練
し、中間組成物を得る。これを、緻密質の窒化珪素にて
形成され、ピストンヘッド部を構成するカップ状のクラ
ウン部内に充填し、約０．２ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で加
圧し、成形する。次に、これをアンモニア雰囲気中８０
０℃で加熱処理して、前記中間組成物をセラミックスに
転化させてセラミックス焼結体を形成した。この後、該
セラミックス焼結体の表面に、ポリシラザンを塗布し、
アンモニア雰囲気中で焼成してポリシラザンを緻密な窒
化珪素に転化させて、緻密なセラミックス薄層を形成し
た。
【００１９】このようにして形成されたピストンヘッド
部の断面をＳＥＭなどを使用して精査して見ると、カッ
プ状に形成されたクラウン部と焼結体との間には透き間
が生じていない。そして焼結体の内部には均等に、体積
比率で約１０％以上の微細な気孔が形成されている。
部の断面をＳＥＭなどを使用して精査して見ると、カッ
プ状に形成されたクラウン部と焼結体との間には透き間
が生じていない。そして焼結体の内部には均等に、体積
比率で約１０％以上の微細な気孔が形成されている。
【００２０】こうして得られたピストンヘッド部を断熱
ピストンとして組み立てた状態を図１に示す。
ピストンとして組み立てた状態を図１に示す。
【００２１】この断熱ピストンは、ピストンヘッド部１
０と金属製のピストンスカート部２０とから構成され
る。
０と金属製のピストンスカート部２０とから構成され
る。
【００２２】ピストンヘッド部１０は、浅いカップ状を
呈した断熱材保持部１１ａと該断熱材保持部１１ａの下
面中央にボス部１１ｂを形成したクラウン部１１を有す
る。クラウン部１１の断熱材保持部１１ａの外径はピス
トンスカート部２０の外径と同じである。断熱材保持部
１１ａの内側には、全周にわたって浅い数条の溝１１ｃ
が形成されている。また、ボス部１１ｂの中央には、穴
１１ｄが設けられている。クラウン部１１は、緻密質セ
ラミックス例えば、Si3N4 微粉末を圧縮成形して焼結し
たセラミックス焼結体により一体的に構成されている。
呈した断熱材保持部１１ａと該断熱材保持部１１ａの下
面中央にボス部１１ｂを形成したクラウン部１１を有す
る。クラウン部１１の断熱材保持部１１ａの外径はピス
トンスカート部２０の外径と同じである。断熱材保持部
１１ａの内側には、全周にわたって浅い数条の溝１１ｃ
が形成されている。また、ボス部１１ｂの中央には、穴
１１ｄが設けられている。クラウン部１１は、緻密質セ
ラミックス例えば、Si3N4 微粉末を圧縮成形して焼結し
たセラミックス焼結体により一体的に構成されている。
【００２３】断熱材保持部１１ａの内側には、多孔質の
セラミックス焼結体１２が充填されており、その上に緻
密なセラミックス薄層１４が被着されている。セラミッ
クス焼結体１２は、上記複数の溝１１ｃの中にまで十分
に入り込み、かつ溝１１ｃを含む断熱材保持部１１ａの
内面と密着接合している。
セラミックス焼結体１２が充填されており、その上に緻
密なセラミックス薄層１４が被着されている。セラミッ
クス焼結体１２は、上記複数の溝１１ｃの中にまで十分
に入り込み、かつ溝１１ｃを含む断熱材保持部１１ａの
内面と密着接合している。
【００２４】なお、緻密なセラミックス薄層１４の上面
には燃焼室となる窪み１５が形成されている。
には燃焼室となる窪み１５が形成されている。
【００２５】ピストンスカート部２０は、前述の如き従
来のものと同様、アルミニウムにより構成され、コップ
を逆にしたような形状を有し、側面外側上端には、ピス
トンリングを嵌合させる数条の溝２１が設けられてい
る。ピストンスカート部２０の上板部分２２の中央には
穴２３が設けられている。ピストンスカート部２０の内
部には、ピストンピンを支承するピストンピンボス部２
４が設けられている。
来のものと同様、アルミニウムにより構成され、コップ
を逆にしたような形状を有し、側面外側上端には、ピス
トンリングを嵌合させる数条の溝２１が設けられてい
る。ピストンスカート部２０の上板部分２２の中央には
穴２３が設けられている。ピストンスカート部２０の内
部には、ピストンピンを支承するピストンピンボス部２
４が設けられている。
【００２６】実施例２、 ポリシラザンをトルエンで希釈し、これを約２０ｖｏｌ
％のチタン酸アルミニウム粉末と約４０ｖｏｌ％の窒化
珪素粉末を添加した後、これを窒素雰囲気中で混練し、
中間組成物を得る。これを、緻密質の窒化珪素にて形成
され、ピストンヘッド部を構成するカップ状のクラウン
部内に充填し、約０．２ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で加圧
し、成形する。次に、これをアンモニア雰囲気中８００
℃で加熱処理して、前記中間組成物をセラミックスに転
化させた。この後、該セラミックス焼結体の表面に、ポ
リシラザンを付着し、アンモニア雰囲気中で焼成してポ
リシラザンを緻密な窒化珪素に転化させて、緻密なセラ
ミックス薄層を形成した。
％のチタン酸アルミニウム粉末と約４０ｖｏｌ％の窒化
珪素粉末を添加した後、これを窒素雰囲気中で混練し、
中間組成物を得る。これを、緻密質の窒化珪素にて形成
され、ピストンヘッド部を構成するカップ状のクラウン
部内に充填し、約０．２ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で加圧
し、成形する。次に、これをアンモニア雰囲気中８００
℃で加熱処理して、前記中間組成物をセラミックスに転
化させた。この後、該セラミックス焼結体の表面に、ポ
リシラザンを付着し、アンモニア雰囲気中で焼成してポ
リシラザンを緻密な窒化珪素に転化させて、緻密なセラ
ミックス薄層を形成した。
【００２７】このようにして形成されたピストンヘッド
部の断面をＳＥＭなどを使用して精査して見ると、カッ
プ状に形成されたクラウン部と焼結体との間には透き間
が生じていない。そして焼結体の内部には均等に、体積
比率で約１０％以上の微細な気孔が形成されている。
部の断面をＳＥＭなどを使用して精査して見ると、カッ
プ状に形成されたクラウン部と焼結体との間には透き間
が生じていない。そして焼結体の内部には均等に、体積
比率で約１０％以上の微細な気孔が形成されている。
【００２８】上記２つの実施例にて生成されたセラミッ
クス焼結体と同じ焼結体を製作し、この材料に付き、強
度、熱伝導率を測定したところ、 τ3B＝２００ＭＰａ κ ＝０．００３ｃａｌ／ｓｅｃ．ｃｍ．℃ を得た。このように、本願のセラミックス焼結体は、強
度、断熱性において良好な特性を有している。
クス焼結体と同じ焼結体を製作し、この材料に付き、強
度、熱伝導率を測定したところ、 τ3B＝２００ＭＰａ κ ＝０．００３ｃａｌ／ｓｅｃ．ｃｍ．℃ を得た。このように、本願のセラミックス焼結体は、強
度、断熱性において良好な特性を有している。
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、焼結時の寸法変化が極めて小さく、しかも従来に
はない低熱伝導性を持ち、かつ強度を向上させ、しかも
断熱エンジンのカップ状に形成されたクラウン部と焼結
体との間には透き間が生じないピストンヘッド部を形成
することができ、このため、クラウン部の厚みを従来の
ものと比較して薄く形成することができ、天井板を省略
することができる等、構造も従来のものと比較して簡単
になる。
れば、焼結時の寸法変化が極めて小さく、しかも従来に
はない低熱伝導性を持ち、かつ強度を向上させ、しかも
断熱エンジンのカップ状に形成されたクラウン部と焼結
体との間には透き間が生じないピストンヘッド部を形成
することができ、このため、クラウン部の厚みを従来の
ものと比較して薄く形成することができ、天井板を省略
することができる等、構造も従来のものと比較して簡単
になる。
【図１】本発明に係る断熱ピストンヘッドを用いた断熱
ピストンの断面図である。
ピストンの断面図である。
【図２】従来の断熱ピストンの断面図である。
１０・・・ピストンヘッド部 １１・・・クラウン部 １１ａ・・該断熱材保持部 １１ｂ・・ボス部 １１ｃ・・溝 １１ｄ・・穴 １２・・・セラミックス焼結体 １４・・・緻密なセラミックス薄層 １５・・・窪み
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C04B 38/00 F02F 3/00 302 C04B 37/00 F16J 1/01
Claims (5)
- 【請求項１】金属製のピストンスカート部の上部に断熱
材にて形成されたピストンヘッド部を設けた断熱ピスト
ンにおいて、前記ピストンヘッド部は、カップ状を呈し
緻密質セラミックスからなるクラウン部を有し、このク
ラウン部内は１０ｖｏｌ％以上の微細な気孔を有すると
共にセラミックウイスカーまたは粒子を含み、マトリッ
クスが非晶質である多孔質セラミックスで充填され、か
つ該充填部分の表面には緻密な窒化珪素被膜が被着さ
れ、かつこの充填部分はクラウン部と密接接着されてい
ることを特徴とする断熱ピストンヘッド。 - 【請求項２】上記多孔質セラミックスが、Ｓｉ，Ｎの
他、Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｒの内の少なくとも１種類を含むこ
とを特徴とする断熱ピストンヘッド。 - 【請求項３】有機珪素ポリマーに、セラミックス粒子あ
るいはウイスカーを添加、混練するステップと、これを
緻密質材料容器の内部に加圧、充填して成形するステッ
プと、該充填部の緻密化が開始する温度以下で加熱し、
前記有機珪素ポリマーをセラミックスに転化させるステ
ップと、該充填部表面に有機珪素ポリマーを付着せしめ
た後、加熱処理してこれをセラミックス被膜に転化せし
めるステップとを有することを特徴とする断熱ピストン
ヘッドの製造方法。 - 【請求項４】前記有機珪素ポリマーが、ポリシラザンあ
るいはポリカルボシランのいずれかであることを特徴と
する請求項３記載の断熱ピストンヘッドの製造方法。 - 【請求項５】上記セラミックス粒子とウイスカーがチタ
ン酸アルミニウム、窒化珪素のうちの少なくとも１種以
上を含むことを特徴とする請求項３記載の断熱ピストン
ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP41473290A JP2964101B2 (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | 断熱ピストンヘッド及びその製造方法 |
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