JPH045716Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は熱機関用断熱ガスケツトに関するもの
である。

［従来の技術］ 本出願人は特願昭59−123237号により、燃焼ガ
スに哂される部分をセラミツクス壁により構成
し、セラミツクス壁を断熱ガスケツトを間に挾ん
で、普通の金属からなるシリンダヘツドまたはピ
ストン本体にボルトにより結合した熱機関を出願
している。

上述の熱機関によれば、チタン酸カリウムなど
の熱伝導率の小さい粉末をステンレス鋼板により
包み込んだ断熱ガスケツトを使用することによ
り、ピストン冠部からピストン本体への熱伝導量
を抑えることができる。

しかし、ステンレス鋼板は、内包されたチタン
酸カリウムなどの粉末に比べて熱伝導率が高く、
また表面が平坦であることからピストン冠部との
接触面積が広い。このため、機関の高負荷運転で
は十分な断熱効果が得られず、ピストン本体が高
温となり、ピストンリングが焼付くなどの恐れが
ある。

また、断熱ガスケツトの内部に熱伝導率の小さ
い粉末を均一かつ密実に詰め込むことが難しく、
断熱ガスケツトの内部に空隙があると、長期運転
中に局部的な潰れや亀裂が発生する恐れがある。
さらに、断熱ガスケツトの厚さが組付け後に変化
すると、ピストン冠部とピストン本体との結合部
の平行度が狂い、両者の外周側重合せ面のシール
部材が片当りするなどの悪影響を及ぼす。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案の目的は上述の問題に鑑み、熱伝導率の
小さい粉末を内包した断熱ガスケツトの、ピスト
ン冠部との接触面積を減じることにより、ピスト
ン冠部からピストン本体への伝熱を抑えるように
した、熱機関用断熱ガスケツトを提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案の構成はピ
ストン本体の上面とセラミツクスからなるピスト
ン冠部の下面に挟持される断熱ガスケツトが、耐
熱性金属板からなる偏平な袋体の内部に熱伝導率
の小さい粉末を充填し、かつ袋体の表面にピスト
ン冠部の下面と接触しない多数のくぼみを備えた
ものである。

［作用］ 熱伝導率の小さい粉末としてのチタン酸カリウ
ムは、熱伝導率が0.000125kcal／mh℃であり、
耐熱金属としてのステンレスの熱伝導率
（039kcal／mh℃）よりも非常に小さい。熱伝導
率の小さい粉末を内包する袋体は、ステンレス鋼
板からなり、上下両面に多数のくぼみが成形され
ているので、ピストン冠部とピストン本体に対す
る接触面積が減じられる。換言すれば、くぼみの
内部に断熱空部が形成されるので、ピストン冠部
からピストン本体への伝熱量が減じられる。

［考案の実施例］ 第３図に示すように、本考案が適用される断熱
ピストンは、ピストン本体７と、ピストン冠部４
と、両者を結合するボルト１７とナツト１２から
構成される。

ピストン本体７の上端側外周面にリング溝１４
が設けられる。ピストン本体７の下半部は公知の
スカートを一体に形成される。スカートの内側に
図示してないピストンピンを支持するピン穴１０
を有する肉厚のボス部が一体に形成される。ピス
トン本体７の上面７ａの周縁部には、上方へ突出
する浅い円筒部ないし突条３２が設けられる。ま
た、ピストン本体７の上面７ａの中央部に、上方
へ突出する柱１５が形成され、柱１５にボルト挿
通穴１９が形成される。

セラミツクスから形成されるピストン冠部４
は、下面４ａの周縁部に段部３１を形成され、前
述したピストン本体７の突条３２の内部へ嵌合し
て位置決めされる。ピストン冠部４の上面中央部
に、燃焼室を形成するくぼみ３が設けられ、全体
の肉厚を均等なものとするために、ピストン冠部
４の下面４ａの中央部に円筒部５が設けられる。

くぼみ３と円筒部５で区画される水平な壁部に
ボルト挿通穴２３が設けられる。ボルト１７はピ
ストン冠部４のボルト挿通穴２３、断熱ガスケツ
ト３４のボルト挿通穴３３、ピストン本体７のボ
ルト挿通穴１９に挿通され、皿ばね１３を当てた
うえナツト１２を螺合される。ナツト１２を締め
付けることにより、ピストン本体７の柱１５の上
端壁に、ピストン冠部４のくぼみ５の内面が密接
される。ピストン冠部４の下面４ａとピストン本
体７の上面７ａとの間に断熱ガスケツト３４が介
装され、断熱ガスケツト３４により円筒部５の内
部、すなわち断熱空部２が密封される。

第１，２図に示すように、本考案によれば、ス
テンレスなどの円形の耐熱性金属板３６，３７に
より袋体が構成され、袋体の内部にチタン酸カリ
ウムなどの熱伝導率の小さい粉末２７が充填され
る。具体的には、袋体は平坦な円形のステンレス
などの耐熱性金属板３６の周縁部３６ａを円弧状
に縁曲げして、耐熱性金属板３７の周縁部に重ね
合せて形成される。ボルト１７を挿通する穴３３
は、耐熱性金属板３６から筒体を押し出し、筒体
の縁部３６ｂを耐熱性金属板３７の外面に重ね合
せて形成される。実際には、袋体を形成する前
に、予め耐熱性金属板３６と耐熱性金属板３７と
の間に熱伝導率の小さい粉末２７を充填し、縁部
３６ａを折り返して耐熱性金属板３７の上に重ね
合せ、所定の寸法に圧搾して仕上げる。最後に、
プレスにより耐熱性金属板３６，３７の表面に多
数のくぼみ３５を形成してガスケツト３４を得
る。

本考案は上述のように、断熱ガスケツト３４と
して、耐熱性金属板からなる袋体の内部に熱伝導
率の小さい粉末２７を充填し、袋体の平坦な表面
に多数のくぼみ３５を形成したから、ピストン本
体７とピストン冠部４に対する断熱ガスケツト３
４の接触面積が狭く、ピストン冠部４と断熱ガス
ケツト３４のくぼみ３５との間に断熱空部が形成
され、同様にピストン本体７と断熱ガスケツト３
４のくぼみ３５との間にも断熱空部が形成される
ので、ピストン冠部４からピストン本体７への伝
熱量が抑えられる。

したがつて、機関の燃焼室の温度が高く保たれ
るので、熱サイクルの効率が向上し、同時にピス
トン本体７の熱負荷が軽くなるので、ピストンリ
ングの焼付きなどの恐れがなくなる。

袋体に熱伝導率の小さい粉末２７を充填し所定
の厚さに成形した後に、袋体の表面にプレスによ
り多数のくぼみ３５を形成すれば、熱伝導率の小
さい粉末２７が袋体の内部に緊密かつ密実に充填
されることになり、長期使用に伴つて断熱ガスケ
ツトが空隙を生じるとか変形するなどの問題がな
い。

なお、上述の実施例において、袋体のステンレ
ス鋼板の表面に、コージライト、ジルコニアなど
のセラミツクスをコーテイングすれば、断熱性が
さらに向上する。

［考案の効果］ 本考案は上述のように、ピストン本体の上面と
セラミツクスからなるピストン冠部の下面に挟持
される断熱ガスケツトが、耐熱性金属板からなる
偏平な袋体の内部に熱伝導率の小さい粉末を充填
し、かつ袋体の表面にピストン冠部の下面と接触
しない多数のくぼみを備えたものであり、熱伝導
率の小さい粉末を内包した袋体の表面に多数のく
ぼみを備えたので、従来例に比べてピストン冠部
に対する断熱ガスケツトの接触面積が減じられ、
またくぼみによりピストン冠部との間に断熱空部
が形成される結果、ピストン冠部からピストン本
体への伝熱量が大幅に減じられる。

したがつて、機関の高負荷運転でも断熱ガスケ
ツトの断熱効果によりピストン本体の温度上昇が
抑えられるので、ピストン本体に装着されるピス
トンリングのステイツクや焼き付きを防止でき
る。

熱伝導率の小さい粉末を内包した状態で袋体の
表面にくぼみをプレス成形すれば、熱伝導率の小
さい粉末が袋体に密実に充填され、長期使用に対
して形状変化が生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る熱機関用断熱ガスケツト
の正面断面図、第２図は同平面図、第３図は同断
熱ガスケツトが装着された断熱ピストンの正面断
面図である。 ２……断熱空部、４……ピストン冠部、７……
ピストン本体、１７……ボルト、２７……熱伝導
率の小さい粉末、３４……断熱ガスケツト、３
６，３７……耐熱性金属板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピストン本体の上面とセラミツクスからなるピ
   ストン冠部の下面に挟持される断熱ガスケツト
   が、耐熱性金属板からなる偏平な袋体の内部に熱
   伝導率の小さい粉末を充填し、かつ袋体の表面に
   ピストン冠部の下面と接触しない多数のくぼみを
   備えてなることを特徴とする、熱機関用断熱ガス
   ケツト。