JPH0141878Y2 - - Google Patents
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- JPH0141878Y2 JPH0141878Y2 JP1983139636U JP13963683U JPH0141878Y2 JP H0141878 Y2 JPH0141878 Y2 JP H0141878Y2 JP 1983139636 U JP1983139636 U JP 1983139636U JP 13963683 U JP13963683 U JP 13963683U JP H0141878 Y2 JPH0141878 Y2 JP H0141878Y2
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- Japan
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- piston
- ceramic
- isp
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- Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
Description
本考案は、鋳造することにより金属のピストン
ヘツドに保持されるセラミツク材料の挿入物を有
する、内燃機関用のピストンに関する。 セラミツク材料からなる断熱用挿入物を内燃機
関のピストンのヘツド内に設けることは既に周知
である。この種の挿入物により、利用されるセラ
ミツク材料の熱の伝導率が小さいことを利用して
ピストンへの熱の伝達を低下し、更にピストンの
熱応力を減少させるようにする。更にこの様にし
てエンジン自体の熱効率も高くでき、又運転性も
改善される。 しかしながらこの場合、挿入物をピストンに固
定することに問題がある。セラミツク材料は脆い
ので、従来の固定手段例えばネジ等は利用でき
ず、又固定するためにはコストがかかりすぎた。
金属製の基板を設けることもできる予め成形した
セラミツク部品を挿入する等（例えばフランス特
許第1327095号明細書参照）の他の提案でも従来
良い結果につながらなかつた。又この他の提案と
してセラミツクの挿入物をピストンヘツド内に鋳
込むことも周知である（ドイツ連邦共和国特許第
725761号明細書参照）。しかし、この提案ではピ
ストンを製造するとき材料間の収縮率が異ること
によりピストン基材とセラミツク挿入物間に間隙
が生じ、この間隙は燃焼過程及び保持性について
欠点となつて作用するということを欠点としてい
る。更に、この周知の形状では発生応力も高過ぎ
て許容できないものとなることがある。 自動車の高速内燃機関に用いられる現代のピス
トンはアルミニウム合金からなるのが普通であ
る。アルミニウム合金を鋳込んで冷却するとき収
縮が生じ、この収縮は、例えば挿入したセラミツ
ク材料等の硬い物体により妨げられ、部分的に負
荷が大きくなりすぎ、アルミニウム鋳物に塑性変
形を与えるようになる。内燃機関を運転し、常用
運転温度迄加熱されると、挿入物は鋳物から外れ
て振動するようなことも発生する。挿入物のセラ
ミツク材料の熱膨脹係数が少さければ小さい程こ
の様なことが発生するが、他方、ピストンヘツド
内に挿入物を確実に固定するにはセラミツク材料
の熱膨脹係数をピストンヘツドの金属材料の熱膨
脹係数より小さくする必要がある。 実際には、鋳込まれるセラミツクの挿入物は硬
くなく、むしろ収縮力により変形し、従つて包囲
するピストン材料には応力は発生しない。従つて
又、セラミツクの挿入物中には所定の危険値を越
えない程度の応力が発生する。又セラミツク材料
の変形もその弾性範囲に置く必要もある。 本考案は、内燃機関のピストンヘツド内にセラ
ミツクの挿入物を鋳造することによつて確実に取
付け、その応力のない運転を長時間に亘つて保証
し、鋳物材料もセラミツク材料も許容応力を越え
ないようにすることを課題とする。 この課題は実用新案登録請求の範囲第(1)項の特
徴部分に記載の構成により解決する。即ち本考案
により、セラミツクの挿入物の弾性率が鋳物材料
とセラミツク材料の熱膨脹係数に対して一定の関
係があるときには、金属、特にアルミニウム合金
等の軽金属からなるピストンヘツド内にセラミツ
クの挿入物を確実に固定することを可能としてい
る。 本考案は又ピストンとセラミツクの挿入物間の
寸法的関係も提案していて、セラミツクの挿入物
の外径に対する金属のピストンヘツドの外径の割
合が、これ等二つの材料の特性に応じた関数より
も大きくすべきである。この関数は板状の中実挿
入物にも中空挿入物に対しても適用できる。ピス
トンヘツドの横断面形が円形ではない場合には、
外径daとして平均外径を適用する。 次に図示の実施例により本考案を詳細に説明す
る。 図示の実施例において、ピストン１は金属材
料、例えばアルミニウム合金からなるピストンヘ
ツド２と、該ピストンヘツド２内に鋳造すること
によつて取付けられたセラミツクの挿入物３とか
らなる。鋳造法においてピストンを製造する際セ
ラミツクの挿入物をピストンの鋳型内に設け、次
いで鋳造を実施する。このとき金属の溶融物はセ
ラミツク挿入物を包囲し、挿入物は金属の溶融物
が冷却硬化するとシユリンク結合によりピストン
に固定保持される。 このとき、金属の鋳物材料側も、挿入物のセラ
ミツク材料側も金属溶融物が冷却硬化する際には
許容応力を越えないようにするために、セラミツ
ク材料は次の方程式を満足するものである必要が
ある。 Eisp（αUG−αisp）・△Ｔ／σDisp0.45 この方程式において、Eispはセラミツク材料の
弾性率、αispはセラミツク材料の熱膨脹係数、
σDispはセラミツク材料の圧縮強度であり、αUGは
ピストンの金属材料の熱膨脹係数である。これ等
の値はそれぞれ標準状態のものとする。△Ｔは、
金属の鋳物の硬化温度と大気温度の差である。更
に挿入物の成形はピストンヘツドの寸法に関連し
て設定される基準を満足すべきものとする。特に
セラミツクの挿入物３の外径ｄに対する金属のピ
ストンヘツド２の外径daの比率については次の方
程式を適用する。 da／ｄ＞１＋（Eisp・△Ｔ・（αUG−αisp）／σ0.2
UG −Eisp／EUG）・（１−di／ｄ） この場合σ0.2UGはピストンヘツド２の金属材料
のσ0.2応力であり、diはセラミツク挿入物３の内
径である。この方程式は挿入物が例えば第１図に
示している様な中実物でも、例えば第２，３，５
図に示している様な中空物でも適用できる。第２
図の実施例では、桶状の挿入物を設けていて、第
３図の実施例ではリング状の挿入物３ｃとなつて
いる。第５図には、セラミツクの挿入物３ｅの内
側形状がその外側形状に対して回転対称軸１０の
範囲で強く引込められている実施例が示されてい
る。 第４図はセラミツク挿入物３ｄを偏心して設け
たものを示し、この場合ピストン縁から挿入物縁
迄の最小間隔h* nioはピストン直径daと偏心配置の
挿入物最大直径ｄの差の少なくとも20％にしてあ
る。通常の最小間隔hnio＝da−ｄの20％の限界値
はd*／ｄ＝0.5の割合で生じ、この場合d*は実際の挿 入物の直径である。 本考案によればセラミツクの断熱用挿入物の構
成も含まれる。鋳物から外れることなく確実に挿
入物を鋳物のピストンに固定保持するために、回
転対称形の挿入物の外形が、次の様な曲線を有し
ている、即ち該曲線の母線が、ピストン軸心に一
致する回転対称軸１０に平行な接線を有するよう
にする必要がある。更に、回転対称的な外形の母
線が回転軸に対して直角に指向した接線を有し、
該接線は１点で外形に接する。この関係は第１図
に示されていて、挿入物３ａの外形の母線は点５
で回転対称軸１０に対して平行な接線７を有して
いる。この点では母線の曲線の導関数が零となつ
ている。これに対し、母線の導関数に複数回の
零、又は零のないものは避けるべきである。 第１図において、挿入物の外形の母線１１は回
転対称軸１０に達すると、即ち点６で回転対称軸
１０に直交した接線を有している。この接線は
高々一度だけでなくてもよい。即ち次の様にも表
現できる。即ち外形は挿入物３の底部範囲ではへ
こみを有してはならず、挿入物の深さは小径方向
に小さくなる様にする。 接線と母線との関係を述べた上記説明は、例え
ば第２，３，５図に示した中空形の挿入物の壁中
心線９についても適用できる。第５図に示してい
る様に中心線９がピストン軸１０の範囲で最も深
い位置に対して内方に突出した戻し隆起部Ｒを有
している点が上記の説明と異つている。この戻し
隆起部Ｒは戻し隆起部Ｒの付近の挿入物の肉厚Ｓ
の1/3より大きくてはいけない。又戻し隆起部の
直径範囲dRdRの直径範囲は中心線９の平均直径
dnの2/3より大きくてはいけない。 挿入物の形状を上述の如くすると、鋳造するこ
とにより内燃機関の金属のピストン内にセラミツ
クの挿入物を確実に保持させることができ、その
際両方の材料の結合範囲に過剰な応力も生ぜず、
又内燃機関を運転している間にもこの結合が外れ
るようなことはない。 その他、前述の構成は、完全な回転対称の挿入
物のみに適用されるものではない。例えば挿入物
が回転しないようにピストンに保持するために、
円形に替つて楕円形の横断面のものを用いるよう
な回転対称形ではないとき、外形の曲面に対する
条件を横或いは底の範囲にも適用するとよい。い
かなる場合にも鋳物材料からの挿入物の離脱が起
らないように、底範囲に内方の突起を設けるべき
でなく、また横範囲において外形の導函数が零で
ある位置を有するものとする。 次に使用目的に応じた材料の組合せについて詳
細に実施例として示す。ピストン用の鋳物材料と
して、例えばアルミニウム及び鋼鋳物、及び挿入
物用のセラミツク材料として酸化アルミニウム
（Al2O3）、酸化ジルコン（ZrO2）、窒化シリコン、
炭化シリコン（SiC）及び窒化アルミニウム
（Al2O3＋TiO2）を適用する。 この場合ピストン材料を上記のものから撰択
し、この材料に対するそれぞれのセラミツク材料
との組合せについて、この組合せに適正な基準値
Ａを次の様に算出する。 Ａ＝Eisp（αUG−αisp）・△Ｔ／σDisp ピストン材料：アルミニウム鋳物 EUG70000〔Ｎ／mm2〕 αUG22・10-6〔１／Ｋ〕 △Ｔ500〔Ｋ〕 ピストン材料：鋼鋳物 EUG２・105〔Ｎ／mm2〕 αUG12・10-6〔１／Ｋ〕 △Ｔ1000〔Ｋ〕
ヘツドに保持されるセラミツク材料の挿入物を有
する、内燃機関用のピストンに関する。 セラミツク材料からなる断熱用挿入物を内燃機
関のピストンのヘツド内に設けることは既に周知
である。この種の挿入物により、利用されるセラ
ミツク材料の熱の伝導率が小さいことを利用して
ピストンへの熱の伝達を低下し、更にピストンの
熱応力を減少させるようにする。更にこの様にし
てエンジン自体の熱効率も高くでき、又運転性も
改善される。 しかしながらこの場合、挿入物をピストンに固
定することに問題がある。セラミツク材料は脆い
ので、従来の固定手段例えばネジ等は利用でき
ず、又固定するためにはコストがかかりすぎた。
金属製の基板を設けることもできる予め成形した
セラミツク部品を挿入する等（例えばフランス特
許第1327095号明細書参照）の他の提案でも従来
良い結果につながらなかつた。又この他の提案と
してセラミツクの挿入物をピストンヘツド内に鋳
込むことも周知である（ドイツ連邦共和国特許第
725761号明細書参照）。しかし、この提案ではピ
ストンを製造するとき材料間の収縮率が異ること
によりピストン基材とセラミツク挿入物間に間隙
が生じ、この間隙は燃焼過程及び保持性について
欠点となつて作用するということを欠点としてい
る。更に、この周知の形状では発生応力も高過ぎ
て許容できないものとなることがある。 自動車の高速内燃機関に用いられる現代のピス
トンはアルミニウム合金からなるのが普通であ
る。アルミニウム合金を鋳込んで冷却するとき収
縮が生じ、この収縮は、例えば挿入したセラミツ
ク材料等の硬い物体により妨げられ、部分的に負
荷が大きくなりすぎ、アルミニウム鋳物に塑性変
形を与えるようになる。内燃機関を運転し、常用
運転温度迄加熱されると、挿入物は鋳物から外れ
て振動するようなことも発生する。挿入物のセラ
ミツク材料の熱膨脹係数が少さければ小さい程こ
の様なことが発生するが、他方、ピストンヘツド
内に挿入物を確実に固定するにはセラミツク材料
の熱膨脹係数をピストンヘツドの金属材料の熱膨
脹係数より小さくする必要がある。 実際には、鋳込まれるセラミツクの挿入物は硬
くなく、むしろ収縮力により変形し、従つて包囲
するピストン材料には応力は発生しない。従つて
又、セラミツクの挿入物中には所定の危険値を越
えない程度の応力が発生する。又セラミツク材料
の変形もその弾性範囲に置く必要もある。 本考案は、内燃機関のピストンヘツド内にセラ
ミツクの挿入物を鋳造することによつて確実に取
付け、その応力のない運転を長時間に亘つて保証
し、鋳物材料もセラミツク材料も許容応力を越え
ないようにすることを課題とする。 この課題は実用新案登録請求の範囲第(1)項の特
徴部分に記載の構成により解決する。即ち本考案
により、セラミツクの挿入物の弾性率が鋳物材料
とセラミツク材料の熱膨脹係数に対して一定の関
係があるときには、金属、特にアルミニウム合金
等の軽金属からなるピストンヘツド内にセラミツ
クの挿入物を確実に固定することを可能としてい
る。 本考案は又ピストンとセラミツクの挿入物間の
寸法的関係も提案していて、セラミツクの挿入物
の外径に対する金属のピストンヘツドの外径の割
合が、これ等二つの材料の特性に応じた関数より
も大きくすべきである。この関数は板状の中実挿
入物にも中空挿入物に対しても適用できる。ピス
トンヘツドの横断面形が円形ではない場合には、
外径daとして平均外径を適用する。 次に図示の実施例により本考案を詳細に説明す
る。 図示の実施例において、ピストン１は金属材
料、例えばアルミニウム合金からなるピストンヘ
ツド２と、該ピストンヘツド２内に鋳造すること
によつて取付けられたセラミツクの挿入物３とか
らなる。鋳造法においてピストンを製造する際セ
ラミツクの挿入物をピストンの鋳型内に設け、次
いで鋳造を実施する。このとき金属の溶融物はセ
ラミツク挿入物を包囲し、挿入物は金属の溶融物
が冷却硬化するとシユリンク結合によりピストン
に固定保持される。 このとき、金属の鋳物材料側も、挿入物のセラ
ミツク材料側も金属溶融物が冷却硬化する際には
許容応力を越えないようにするために、セラミツ
ク材料は次の方程式を満足するものである必要が
ある。 Eisp（αUG−αisp）・△Ｔ／σDisp0.45 この方程式において、Eispはセラミツク材料の
弾性率、αispはセラミツク材料の熱膨脹係数、
σDispはセラミツク材料の圧縮強度であり、αUGは
ピストンの金属材料の熱膨脹係数である。これ等
の値はそれぞれ標準状態のものとする。△Ｔは、
金属の鋳物の硬化温度と大気温度の差である。更
に挿入物の成形はピストンヘツドの寸法に関連し
て設定される基準を満足すべきものとする。特に
セラミツクの挿入物３の外径ｄに対する金属のピ
ストンヘツド２の外径daの比率については次の方
程式を適用する。 da／ｄ＞１＋（Eisp・△Ｔ・（αUG−αisp）／σ0.2
UG −Eisp／EUG）・（１−di／ｄ） この場合σ0.2UGはピストンヘツド２の金属材料
のσ0.2応力であり、diはセラミツク挿入物３の内
径である。この方程式は挿入物が例えば第１図に
示している様な中実物でも、例えば第２，３，５
図に示している様な中空物でも適用できる。第２
図の実施例では、桶状の挿入物を設けていて、第
３図の実施例ではリング状の挿入物３ｃとなつて
いる。第５図には、セラミツクの挿入物３ｅの内
側形状がその外側形状に対して回転対称軸１０の
範囲で強く引込められている実施例が示されてい
る。 第４図はセラミツク挿入物３ｄを偏心して設け
たものを示し、この場合ピストン縁から挿入物縁
迄の最小間隔h* nioはピストン直径daと偏心配置の
挿入物最大直径ｄの差の少なくとも20％にしてあ
る。通常の最小間隔hnio＝da−ｄの20％の限界値
はd*／ｄ＝0.5の割合で生じ、この場合d*は実際の挿 入物の直径である。 本考案によればセラミツクの断熱用挿入物の構
成も含まれる。鋳物から外れることなく確実に挿
入物を鋳物のピストンに固定保持するために、回
転対称形の挿入物の外形が、次の様な曲線を有し
ている、即ち該曲線の母線が、ピストン軸心に一
致する回転対称軸１０に平行な接線を有するよう
にする必要がある。更に、回転対称的な外形の母
線が回転軸に対して直角に指向した接線を有し、
該接線は１点で外形に接する。この関係は第１図
に示されていて、挿入物３ａの外形の母線は点５
で回転対称軸１０に対して平行な接線７を有して
いる。この点では母線の曲線の導関数が零となつ
ている。これに対し、母線の導関数に複数回の
零、又は零のないものは避けるべきである。 第１図において、挿入物の外形の母線１１は回
転対称軸１０に達すると、即ち点６で回転対称軸
１０に直交した接線を有している。この接線は
高々一度だけでなくてもよい。即ち次の様にも表
現できる。即ち外形は挿入物３の底部範囲ではへ
こみを有してはならず、挿入物の深さは小径方向
に小さくなる様にする。 接線と母線との関係を述べた上記説明は、例え
ば第２，３，５図に示した中空形の挿入物の壁中
心線９についても適用できる。第５図に示してい
る様に中心線９がピストン軸１０の範囲で最も深
い位置に対して内方に突出した戻し隆起部Ｒを有
している点が上記の説明と異つている。この戻し
隆起部Ｒは戻し隆起部Ｒの付近の挿入物の肉厚Ｓ
の1/3より大きくてはいけない。又戻し隆起部の
直径範囲dRdRの直径範囲は中心線９の平均直径
dnの2/3より大きくてはいけない。 挿入物の形状を上述の如くすると、鋳造するこ
とにより内燃機関の金属のピストン内にセラミツ
クの挿入物を確実に保持させることができ、その
際両方の材料の結合範囲に過剰な応力も生ぜず、
又内燃機関を運転している間にもこの結合が外れ
るようなことはない。 その他、前述の構成は、完全な回転対称の挿入
物のみに適用されるものではない。例えば挿入物
が回転しないようにピストンに保持するために、
円形に替つて楕円形の横断面のものを用いるよう
な回転対称形ではないとき、外形の曲面に対する
条件を横或いは底の範囲にも適用するとよい。い
かなる場合にも鋳物材料からの挿入物の離脱が起
らないように、底範囲に内方の突起を設けるべき
でなく、また横範囲において外形の導函数が零で
ある位置を有するものとする。 次に使用目的に応じた材料の組合せについて詳
細に実施例として示す。ピストン用の鋳物材料と
して、例えばアルミニウム及び鋼鋳物、及び挿入
物用のセラミツク材料として酸化アルミニウム
（Al2O3）、酸化ジルコン（ZrO2）、窒化シリコン、
炭化シリコン（SiC）及び窒化アルミニウム
（Al2O3＋TiO2）を適用する。 この場合ピストン材料を上記のものから撰択
し、この材料に対するそれぞれのセラミツク材料
との組合せについて、この組合せに適正な基準値
Ａを次の様に算出する。 Ａ＝Eisp（αUG−αisp）・△Ｔ／σDisp ピストン材料：アルミニウム鋳物 EUG70000〔Ｎ／mm2〕 αUG22・10-6〔１／Ｋ〕 △Ｔ500〔Ｋ〕 ピストン材料：鋼鋳物 EUG２・105〔Ｎ／mm2〕 αUG12・10-6〔１／Ｋ〕 △Ｔ1000〔Ｋ〕
【表】
この表から、ピストン材料をアルミニウムとし
た場合周知のセラミツク材料のうち挿入材料とし
てアルミニウムチタナート（Al2O3＋TiO2）を用
いることには問題がある一方、鋼鋳物を用いる場
合、アルミニウムチタナートに加えて酸化ジルコ
ン及び酸化アルミニウムを適用でき、その際これ
には、材料の特性値の変化が比較的小さい場合、
を発明により高々0.45程度にすべき基準値Ａはこ
の値より大きく出来ることを考慮した場合には限
界が設定される。 他方では製造時に対応して調整することにより
例えば酸化ジルコンの材料値を、ピストン材料と
してアルミニウム鋳物と組合せると良いように変
えることもできる。即ち、例えば弾性率をＥ＝
1.8・105N／mm2に減少し、又圧縮強度をσ
2500N／mm2に高くすると、基準値Ａは0.432とな
り、この値は限界値Ａ＝0.45の下側になる。 次にアルミニウム鋳物と鋼鋳物についての別表
に、特許請求の範囲第２項に示した直径の割合並
びに実際の外径をda＝75mmにしたときの中空体
（HK）及び中実体（VK）に対するセラミツクの
挿入物の外径を示している。この場合、第１表に
は適用可能な材料の組合せが摘出され、更に直径
の割合ｄ／di＝0.8を中空体挿入物について前提とし ている。 １ アルミニウム鋳物 σ0.2200N／mm2
た場合周知のセラミツク材料のうち挿入材料とし
てアルミニウムチタナート（Al2O3＋TiO2）を用
いることには問題がある一方、鋼鋳物を用いる場
合、アルミニウムチタナートに加えて酸化ジルコ
ン及び酸化アルミニウムを適用でき、その際これ
には、材料の特性値の変化が比較的小さい場合、
を発明により高々0.45程度にすべき基準値Ａはこ
の値より大きく出来ることを考慮した場合には限
界が設定される。 他方では製造時に対応して調整することにより
例えば酸化ジルコンの材料値を、ピストン材料と
してアルミニウム鋳物と組合せると良いように変
えることもできる。即ち、例えば弾性率をＥ＝
1.8・105N／mm2に減少し、又圧縮強度をσ
2500N／mm2に高くすると、基準値Ａは0.432とな
り、この値は限界値Ａ＝0.45の下側になる。 次にアルミニウム鋳物と鋼鋳物についての別表
に、特許請求の範囲第２項に示した直径の割合並
びに実際の外径をda＝75mmにしたときの中空体
（HK）及び中実体（VK）に対するセラミツクの
挿入物の外径を示している。この場合、第１表に
は適用可能な材料の組合せが摘出され、更に直径
の割合ｄ／di＝0.8を中空体挿入物について前提とし ている。 １ アルミニウム鋳物 σ0.2200N／mm2
【表】
２ 鋼鋳物 σ0.2＝250N／mm2
【表】
これ等の表は実用上材料の組合せ全てが必らず
しも利用できないことを示している。例えば中実
の挿入物ではアルミニウム鋳物−酸化ジルコン又
は鋼鋳物−酸化アルミニウムの組合せでは3.5又
は5.18の直径の割合が与えられ、挿入物の直径は
これ以上小さくできない。 他方ではアルミニウムチタナートは、アルミニ
ウム鋳物及び鋼鋳物と組合せると、鋳込み法によ
り製造されるピストン用挿入物のセラミツク材料
として有利なものであることが実証されている。
しも利用できないことを示している。例えば中実
の挿入物ではアルミニウム鋳物−酸化ジルコン又
は鋼鋳物−酸化アルミニウムの組合せでは3.5又
は5.18の直径の割合が与えられ、挿入物の直径は
これ以上小さくできない。 他方ではアルミニウムチタナートは、アルミニ
ウム鋳物及び鋼鋳物と組合せると、鋳込み法によ
り製造されるピストン用挿入物のセラミツク材料
として有利なものであることが実証されている。
第１図は板状の中実のセラミツク挿入物を有す
るピストンの縦断面図であり、第２図は中空体の
挿入物を有するピストンの縦断面図であり、第３
図は挿入物をリングとして形成した別の実施例の
縦断面図であり、第４図は挿入物を偏心して設け
た場合の更に別の実施例の平面図であり、第５図
は挿入物を特殊形状に構成した実施例の縦断面図
である。 図中参照番号の説明、１……ピストン、２……
ピストンヘツド、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，
３ｅ……挿入物。
るピストンの縦断面図であり、第２図は中空体の
挿入物を有するピストンの縦断面図であり、第３
図は挿入物をリングとして形成した別の実施例の
縦断面図であり、第４図は挿入物を偏心して設け
た場合の更に別の実施例の平面図であり、第５図
は挿入物を特殊形状に構成した実施例の縦断面図
である。 図中参照番号の説明、１……ピストン、２……
ピストンヘツド、３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，
３ｅ……挿入物。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 鋳造することによつて金属製のピストンヘツ
ド内に保持されたセラミツク材料の挿入物を有
する内燃機関用ピストンにおいて、挿入物３用
のセラミツク材料として、次の方程式を満足す
る材料を用い、 Eisp（αUG−αisp）・△Ｔ／σDisp0.45 この場合、 △Ｔはピストンヘツド２の金属材料の硬化温
度と大気温度との温度差であり、Eispは挿入物
のセラミツク材料の弾性率であり、αispはセラ
ミツク材料の熱膨脹係数であり、σDispはセラミ
ツク材料の圧縮強度であり、αUGはピストンヘ
ツド２の金属材料の熱膨脹係数であることを特
徴とする内燃機関用ピストン。 (2) セラミツク材料の挿入物の外径ｄに対する金
属のピストンヘツド２の外径daの比率は da／ｄ １＋（Eisp・△Ｔ（αUG−αisp）／σ0.2UG−Eisp／
EUG）・（１− di／ｄ） であり、この場合 σ0.2UGはピストンヘツド２の金属の材料のσ0.2
応力であり、diは挿入物の内径を示すことを特
徴とする実用新案登録請求の範囲第(1)項に記載
のピストン。 (3) 実用新案登録請求の範囲第(1)項又は第(2)項に
記載のピストンにおいて、セラミツクの挿入物
３ｄをピストンヘツド２に偏心して設ける際、
ピストン縁から挿入物縁迄の最小間隔（h* nio
が、ピストン直径daと、偏心して設ける際のセ
ラミツクの挿入物の最大可能な外径ｄとの間の
差の少なくとも20％であること、即ち h* nio≧0.2・（da−ｄ） であることを特徴とするピストン。 (4) セラミツクの挿入物３が回転対称形の外形を
有し、その母線が回転対称軸１０に対して平行
な接線を含むことを特徴とする実用新案登録請
求の範囲第(1)項乃至第(3)項のうちいずれかの項
に記載のピストン。 (5) セラミツクの挿入物３の外形の母線が、回転
対称軸１０に対して直角に指向して１点６で接
する接線８を有していることを特徴とする実用
新案登録請求の範囲第(4)項に記載のピストン。 (6) 中空体として形成した挿入物を有する実用新
案登録請求の範囲第(1)項乃至第(5)項のうちいず
れかの項に記載のピストンにおいて、挿入物３
ｅの内外形間の中心にある中心母線９が回転軸
１０の近域で挿入物の平均直径dnの高々2/3の
範囲の最深位置を越えて戻し隆起部Ｒを有し、
該隆起部Ｒが高々肉厚Ｓの1/3程度戻し隆起部
の範囲で隆起していることを特徴とするピスト
ン。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3233529 | 1982-09-10 | ||
| DE3233529.6 | 1982-09-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5971939U JPS5971939U (ja) | 1984-05-16 |
| JPH0141878Y2 true JPH0141878Y2 (ja) | 1989-12-08 |
Family
ID=30124437
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13963683U Granted JPS5971939U (ja) | 1982-09-10 | 1983-09-10 | 内燃機関用ピストン |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5971939U (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015029117A1 (ja) * | 2013-08-26 | 2015-03-05 | 日本碍子株式会社 | 内燃機関 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5379112A (en) * | 1976-12-24 | 1978-07-13 | Isuzu Motors Ltd | Piston having a combustion chamber |
| DE2851507C2 (de) * | 1978-11-29 | 1982-05-19 | Aktiengesellschaft Kühnle, Kopp & Kausch, 6710 Frankenthal | Isolations-Federkörper und dessen Verwendung |
| JPS6117235Y2 (ja) * | 1979-09-17 | 1986-05-27 | ||
| JPS5688933A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-18 | Toyota Motor Corp | Piston head part structure |
-
1983
- 1983-09-10 JP JP13963683U patent/JPS5971939U/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5971939U (ja) | 1984-05-16 |
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