JPH0533721A - セラミツク鋳ぐるみピストン及びその製造方法 - Google Patents
セラミツク鋳ぐるみピストン及びその製造方法Info
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- JPH0533721A JPH0533721A JP3214511A JP21451191A JPH0533721A JP H0533721 A JPH0533721 A JP H0533721A JP 3214511 A JP3214511 A JP 3214511A JP 21451191 A JP21451191 A JP 21451191A JP H0533721 A JPH0533721 A JP H0533721A
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- 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
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- F02B23/00—Other engines characterised by special shape or construction of combustion chambers to improve operation
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-
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-
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- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
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- F05C2251/00—Material properties
- F05C2251/04—Thermal properties
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-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【構成】 セラミックピストンヘッド２を溶湯金属３で
鋳ぐるんでなるピストン１であって、ピストンヘッド２
の外周部の軸直角断面が完全な円状でない形状または４
角形以上の形状に形成するか、あるいは、ピストンヘッ
ド２の外周部の軸直角断面が円形状を呈するとともに外
周部の少なくとも一箇所に平面部分を有するセラミック
鋳ぐるみピストン１とその製造方法である。また、ピス
トンヘッド２の外周部を上記形状に形成し、模型側にピ
ストンヘッド２の外周部と合致する部分を設けることに
より、鋳造時の位置決めを行なうと共に、ピストンヘッ
ド２の上面に凸部を設け、凸部を鋳型で固定するセラミ
ック鋳ぐるみピストン１の製造方法である。 【効果】 エンジン運転時にセラミックスと金属との熱
膨張差により両者の境界部に隙間が生じても、セラミッ
クピストンヘッド部が回転することがない。また、より
精度の高い位置決めが簡単にでき、鋳造方法が簡略化さ
れる。
鋳ぐるんでなるピストン１であって、ピストンヘッド２
の外周部の軸直角断面が完全な円状でない形状または４
角形以上の形状に形成するか、あるいは、ピストンヘッ
ド２の外周部の軸直角断面が円形状を呈するとともに外
周部の少なくとも一箇所に平面部分を有するセラミック
鋳ぐるみピストン１とその製造方法である。また、ピス
トンヘッド２の外周部を上記形状に形成し、模型側にピ
ストンヘッド２の外周部と合致する部分を設けることに
より、鋳造時の位置決めを行なうと共に、ピストンヘッ
ド２の上面に凸部を設け、凸部を鋳型で固定するセラミ
ック鋳ぐるみピストン１の製造方法である。 【効果】 エンジン運転時にセラミックスと金属との熱
膨張差により両者の境界部に隙間が生じても、セラミッ
クピストンヘッド部が回転することがない。また、より
精度の高い位置決めが簡単にでき、鋳造方法が簡略化さ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用のセラミッ
ク鋳ぐるみピストンとその製造方法に関する。
ク鋳ぐるみピストンとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】セラミックスは耐熱性はあるが強度が低
く、金属は強度は高いが耐熱性が不足するため、内燃機
関のピストンヘッドのように苛酷な条件が課される、耐
熱性と高強度がともに求められる構造部材にはセラミッ
クスと金属の複合体が用いられるようになってきた。こ
の複合体の一つが鋳ぐるみ体である。これは、セラミッ
クス成形体を鋳型の所定位置にセットし、金属溶湯を注
湯してセラミックス成形体を鋳ぐるむことによって得ら
れる。
く、金属は強度は高いが耐熱性が不足するため、内燃機
関のピストンヘッドのように苛酷な条件が課される、耐
熱性と高強度がともに求められる構造部材にはセラミッ
クスと金属の複合体が用いられるようになってきた。こ
の複合体の一つが鋳ぐるみ体である。これは、セラミッ
クス成形体を鋳型の所定位置にセットし、金属溶湯を注
湯してセラミックス成形体を鋳ぐるむことによって得ら
れる。
【０００３】従来から使用されている鋳型とこれを用い
た鋳ぐるみピストンを得る製造法を図１９ないし図２１
に示す。図１９に示す鋳型の製造法について以下に記
す。まず、平らな板状の所定の位置に、セラミックピス
トンヘッド２を入れた模型５を置いて、その周囲に鋳物
砂等を固めて上型８を作製する。次に、その上型８のセ
ラミックピストンヘッド２が入っている側（燃焼室４の
ある側）を上に向けて置いて、セラミックキャビティの
位置合わせを実施した後、下型７を作製する。ここで、
模型５は鋳ぐるみ金属が目的とする製品の形状となるよ
うに形成される。鋳型の下型７と上型８ができたところ
で、図２０に示すように上型８を持上げて、中の模型５
を抜きとる。次に、持上げた上型８を元に戻し、模型５
の抜きとられたあとの空間に金属溶湯を注湯し、鋳ぐる
み体を得る。その状況を図２１に示す。なお溶湯は、上
型８、下型７の何れから流し込んでもよい。そして、上
記のセラミックピストンヘッド２の外周部はピストンヘ
ッドの軸に直角な断面が完全な円状に形成されているの
が通常であった。
た鋳ぐるみピストンを得る製造法を図１９ないし図２１
に示す。図１９に示す鋳型の製造法について以下に記
す。まず、平らな板状の所定の位置に、セラミックピス
トンヘッド２を入れた模型５を置いて、その周囲に鋳物
砂等を固めて上型８を作製する。次に、その上型８のセ
ラミックピストンヘッド２が入っている側（燃焼室４の
ある側）を上に向けて置いて、セラミックキャビティの
位置合わせを実施した後、下型７を作製する。ここで、
模型５は鋳ぐるみ金属が目的とする製品の形状となるよ
うに形成される。鋳型の下型７と上型８ができたところ
で、図２０に示すように上型８を持上げて、中の模型５
を抜きとる。次に、持上げた上型８を元に戻し、模型５
の抜きとられたあとの空間に金属溶湯を注湯し、鋳ぐる
み体を得る。その状況を図２１に示す。なお溶湯は、上
型８、下型７の何れから流し込んでもよい。そして、上
記のセラミックピストンヘッド２の外周部はピストンヘ
ッドの軸に直角な断面が完全な円状に形成されているの
が通常であった。
【０００４】また、セラミックピストンヘッド２と模型
５を下型７上面に置いた図１９に示す状況下で、セラミ
ックピストンヘッド２と模型５の位置関係がずれていれ
ば、鋳ぐるみ金属とセラミックピストンヘッド２の燃焼
室４との位置関係がずれる。そのため、正確な位置合わ
せが必要になるが、図１５に示すように、セラミックピ
ストンヘッド２の外周部の形状が、軸直角断面でみて完
全な円状の場合は、ケガキ線６を目視で合わせる方法を
採っていた。
５を下型７上面に置いた図１９に示す状況下で、セラミ
ックピストンヘッド２と模型５の位置関係がずれていれ
ば、鋳ぐるみ金属とセラミックピストンヘッド２の燃焼
室４との位置関係がずれる。そのため、正確な位置合わ
せが必要になるが、図１５に示すように、セラミックピ
ストンヘッド２の外周部の形状が、軸直角断面でみて完
全な円状の場合は、ケガキ線６を目視で合わせる方法を
採っていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、セラミック
ピストンヘッド部を溶湯金属で直接鋳ぐるんでなるセラ
ミック鋳ぐるみピストンにおいては、エンジン運転時
（高温時）にセラミックと金属の熱膨張差によりセラミ
ックと金属の境界部に隙間が生じるため、図１５のよう
に完全な円状を形成した外周部を有するセラミックピス
トンヘッドを用いた場合、セラミックピストンヘッド２
が図１５に示す矢印の方向に回転して動いてしまう可能
性がある。
ピストンヘッド部を溶湯金属で直接鋳ぐるんでなるセラ
ミック鋳ぐるみピストンにおいては、エンジン運転時
（高温時）にセラミックと金属の熱膨張差によりセラミ
ックと金属の境界部に隙間が生じるため、図１５のよう
に完全な円状を形成した外周部を有するセラミックピス
トンヘッドを用いた場合、セラミックピストンヘッド２
が図１５に示す矢印の方向に回転して動いてしまう可能
性がある。
【０００６】さらに、直噴ディーゼルエンジンに使用さ
れるピストンのように、ピストン中心に対して燃焼室中
心が偏心している場合、鋳造時の位置（角度）合わせが
必要になってくる。しかし、完全な円状を形成した外周
部を有するセラミックピストンヘッドを用いた場合は、
模型側に位置決めのための役割を有する構造部を設ける
ことが出来ず、ケガキ線を目視で合わせるだけの方法で
位置合わせを行なわなければならないため、位置決め精
度が悪く、鋳造時に手間が掛かっていた。また、セラミ
ックピストンヘッドの位置合わせを実施しても、燃焼室
形状が円状に形成されている場合は、燃焼室中心を軸と
してセラミックピストンヘッドが回転してしまい、位置
合わせがずれてしまう可能性がある。
れるピストンのように、ピストン中心に対して燃焼室中
心が偏心している場合、鋳造時の位置（角度）合わせが
必要になってくる。しかし、完全な円状を形成した外周
部を有するセラミックピストンヘッドを用いた場合は、
模型側に位置決めのための役割を有する構造部を設ける
ことが出来ず、ケガキ線を目視で合わせるだけの方法で
位置合わせを行なわなければならないため、位置決め精
度が悪く、鋳造時に手間が掛かっていた。また、セラミ
ックピストンヘッドの位置合わせを実施しても、燃焼室
形状が円状に形成されている場合は、燃焼室中心を軸と
してセラミックピストンヘッドが回転してしまい、位置
合わせがずれてしまう可能性がある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】従って、本発明は上記課
題を解決し、エンジン運転時にセラミックピストンヘッ
ド部が回転して動いてしまうことがなく、また、ピスト
ン中心に対し燃焼室中心が偏心している場合の鋳造時の
位置合わせの精度がよく、位置合わせの手間がかから
ず、そして位置合わせがずれてしまうことのないセラミ
ック鋳ぐるみピストンとその製造法を提供することを目
的とする。
題を解決し、エンジン運転時にセラミックピストンヘッ
ド部が回転して動いてしまうことがなく、また、ピスト
ン中心に対し燃焼室中心が偏心している場合の鋳造時の
位置合わせの精度がよく、位置合わせの手間がかから
ず、そして位置合わせがずれてしまうことのないセラミ
ック鋳ぐるみピストンとその製造法を提供することを目
的とする。
【０００８】すなわち、本発明によれば、セラミックピ
ストンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるんでなるピストンであ
って、該セラミックピストンヘッドの外周部の軸直角断
面が完全な円状でない形状および軸直角断面が４角形以
上の多角形を呈する形状のうちの１の形状を有するか、
あるいは、該セラミックピストンヘッドの外周部の軸直
角断面が円形状を呈するとともに外周部の少なくとも一
箇所に平面部分を有することを特徴とするセラミック鋳
ぐるみピストン、が提供される。
ストンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるんでなるピストンであ
って、該セラミックピストンヘッドの外周部の軸直角断
面が完全な円状でない形状および軸直角断面が４角形以
上の多角形を呈する形状のうちの１の形状を有するか、
あるいは、該セラミックピストンヘッドの外周部の軸直
角断面が円形状を呈するとともに外周部の少なくとも一
箇所に平面部分を有することを特徴とするセラミック鋳
ぐるみピストン、が提供される。
【０００９】また、本発明によれば、セラミックピスト
ンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるむセラミック鋳ぐるみピス
トンの製造方法において、該セラミックピストンヘッド
の外周部を、軸直角断面が完全な円状でない形状および
軸直角断面が４角形以上の多角形を呈する形状のうちの
１の形状に形成するか、あるいは、軸直角断面が円形状
を呈するとともに外周部の少なくとも一箇所に平面部分
を形成した形状にして鋳ぐるむことを特徴とするセラミ
ック鋳ぐるみピストンの製造方法、が提供される。
ンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるむセラミック鋳ぐるみピス
トンの製造方法において、該セラミックピストンヘッド
の外周部を、軸直角断面が完全な円状でない形状および
軸直角断面が４角形以上の多角形を呈する形状のうちの
１の形状に形成するか、あるいは、軸直角断面が円形状
を呈するとともに外周部の少なくとも一箇所に平面部分
を形成した形状にして鋳ぐるむことを特徴とするセラミ
ック鋳ぐるみピストンの製造方法、が提供される。
【００１０】さらに本発明によれば、セラミックピスト
ンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるむセラミック鋳ぐるみピス
トンの製造方法において、該セラミックピストンヘッド
の外周部を、軸直角断面が完全な円状でない形状および
軸直角断面が４角形以上の多角形を呈する形状のうちの
１の形状に形成するか、あるいは軸直角断面が円形状を
呈するとともに外周部の少なくとも一箇所に平面部分を
形成した形状とし、模型側には前記セラミックピストン
ヘッドの外周部と合致する部分を設けることにより、鋳
造時の位置決めを行なうと共に、前記セラミックピスト
ンヘッドの上面の少なくとも一部に凸部を設け、該凸部
を鋳型で固定することを特徴とするセラミック鋳ぐるみ
ピストンの製造方法、が提供される。
ンヘッドを溶湯金属で鋳ぐるむセラミック鋳ぐるみピス
トンの製造方法において、該セラミックピストンヘッド
の外周部を、軸直角断面が完全な円状でない形状および
軸直角断面が４角形以上の多角形を呈する形状のうちの
１の形状に形成するか、あるいは軸直角断面が円形状を
呈するとともに外周部の少なくとも一箇所に平面部分を
形成した形状とし、模型側には前記セラミックピストン
ヘッドの外周部と合致する部分を設けることにより、鋳
造時の位置決めを行なうと共に、前記セラミックピスト
ンヘッドの上面の少なくとも一部に凸部を設け、該凸部
を鋳型で固定することを特徴とするセラミック鋳ぐるみ
ピストンの製造方法、が提供される。
【００１１】
【作用】以下、本発明について更に詳しく説明する。本
発明では、セラミック鋳ぐるみピストンにおいて、溶湯
金属で鋳ぐるまれるセラミックピストンヘッドの外周部
を、以下に示すような特定の形状に形成したことに特徴
を有する。すなわち、セラミックピストンヘッドの外
周部が、ピストンヘッドの軸に直角な断面でみて完全な
円状でない形状、云いかえると、ピストンヘッド外周部
が完全な円筒状ではない形状、セラミックピストンヘ
ッドの外周部が、ピストンヘッドの軸に直角な断面でみ
て４角形以上の多角形を呈する形状、云いかえると、ピ
ストンヘッド外周部が角筒状を呈する形状、セラミッ
クピストンヘッドの外周部が、ピストンヘッドの軸に直
角な断面でみて円形状を呈するとともに、外周部の少な
くとも一箇所に平面部分を形成した形状、である。上記
のように形成されたセラミックピストンヘッドを溶湯金
属により鋳ぐるんでセラミック鋳ぐるみピストンを製造
することにより、エンジン運転時（高温時）にセラミッ
クスと金属の熱膨張差によりセラミックスと金属の境界
部に隙間が生じた場合でも、ピストンヘッド外周部形状
が回転止めの役割を果たすためにセラミックピストンヘ
ッド部が回転して動いてしまう可能性がなくなる。
発明では、セラミック鋳ぐるみピストンにおいて、溶湯
金属で鋳ぐるまれるセラミックピストンヘッドの外周部
を、以下に示すような特定の形状に形成したことに特徴
を有する。すなわち、セラミックピストンヘッドの外
周部が、ピストンヘッドの軸に直角な断面でみて完全な
円状でない形状、云いかえると、ピストンヘッド外周部
が完全な円筒状ではない形状、セラミックピストンヘ
ッドの外周部が、ピストンヘッドの軸に直角な断面でみ
て４角形以上の多角形を呈する形状、云いかえると、ピ
ストンヘッド外周部が角筒状を呈する形状、セラミッ
クピストンヘッドの外周部が、ピストンヘッドの軸に直
角な断面でみて円形状を呈するとともに、外周部の少な
くとも一箇所に平面部分を形成した形状、である。上記
のように形成されたセラミックピストンヘッドを溶湯金
属により鋳ぐるんでセラミック鋳ぐるみピストンを製造
することにより、エンジン運転時（高温時）にセラミッ
クスと金属の熱膨張差によりセラミックスと金属の境界
部に隙間が生じた場合でも、ピストンヘッド外周部形状
が回転止めの役割を果たすためにセラミックピストンヘ
ッド部が回転して動いてしまう可能性がなくなる。
【００１２】また、本発明では、セラミックピストンヘ
ッドの外周部を上記したような形状とし、模型側にそれ
と合致する部分（位置決めのための役割を有する構造
部）を設けることにより、ケガキ線を目視で合わせるだ
けの位置合わせを省略することができると共に、より精
度の高い位置決めが簡単にでき、鋳造方法が簡便化され
る。更に、セラミックピストンヘッド上面の少なくとも
一部に凸部を設け、その凸部を鋳型で固定することによ
り、燃焼室形状が円形状に形成されている場合において
も、位置合わせを実施したセラミックピストンヘッドが
回転して動いてしまうことがなくなる。
ッドの外周部を上記したような形状とし、模型側にそれ
と合致する部分（位置決めのための役割を有する構造
部）を設けることにより、ケガキ線を目視で合わせるだ
けの位置合わせを省略することができると共に、より精
度の高い位置決めが簡単にでき、鋳造方法が簡便化され
る。更に、セラミックピストンヘッド上面の少なくとも
一部に凸部を設け、その凸部を鋳型で固定することによ
り、燃焼室形状が円形状に形成されている場合において
も、位置合わせを実施したセラミックピストンヘッドが
回転して動いてしまうことがなくなる。
【００１３】本発明で用いる鋳ぐるみ金属としては、鋳
造時の収縮が小さく融点が比較的低い鋳鉄系合金が望ま
しく、中でもエンジン使用時を考慮して熱膨張係数が６
×１０-6／℃以下の合金が望ましい。このような鋳鉄系
合金として、例えば特願平01-119952 号、あるいは特公
昭60-51547号に示された合金を挙げることができる。具
体的には、重量比で （イ）Ｃ 0.8 〜 3.0%(更に好ましくは1.5 〜 2.5%)、
Ｓｉ 0.8 〜 3.0%(更に好ましくは1.5 〜 2.5%)、Ｍｎ
2%以下、 Ｎｉ 30〜34%(更に好ましくは31〜32%)、 Ｃ
ｏ 4 〜 6%、 Ｍｇ又はＣａ 0.02〜0.08%、 残部は不純物を含むＦｅ （ロ）Ｃ 0.3 〜 2.0%(更に好ましくは0.8 〜 1.2%)、
Ｓｉ 0.3 〜 2.0%(更に好ましくは1.0 〜 1.2%)、 Ｍｎ
1%以下、 Ｎｉ 26〜30%(更に好ましくは28〜29%)、 Ｃ
ｏ 12〜16%、 Ｍｇ又はＣａ 0.02〜0.08%、 Ｎｂ 0.
2 〜0.8%、 残部は不純物を含むＦｅ の組成を有するものが好ましい。 また本発明において、ピストンヘッド部に使用するセラ
ミックスとしては、窒化珪素、炭化珪素のいずれかが好
ましい。
造時の収縮が小さく融点が比較的低い鋳鉄系合金が望ま
しく、中でもエンジン使用時を考慮して熱膨張係数が６
×１０-6／℃以下の合金が望ましい。このような鋳鉄系
合金として、例えば特願平01-119952 号、あるいは特公
昭60-51547号に示された合金を挙げることができる。具
体的には、重量比で （イ）Ｃ 0.8 〜 3.0%(更に好ましくは1.5 〜 2.5%)、
Ｓｉ 0.8 〜 3.0%(更に好ましくは1.5 〜 2.5%)、Ｍｎ
2%以下、 Ｎｉ 30〜34%(更に好ましくは31〜32%)、 Ｃ
ｏ 4 〜 6%、 Ｍｇ又はＣａ 0.02〜0.08%、 残部は不純物を含むＦｅ （ロ）Ｃ 0.3 〜 2.0%(更に好ましくは0.8 〜 1.2%)、
Ｓｉ 0.3 〜 2.0%(更に好ましくは1.0 〜 1.2%)、 Ｍｎ
1%以下、 Ｎｉ 26〜30%(更に好ましくは28〜29%)、 Ｃ
ｏ 12〜16%、 Ｍｇ又はＣａ 0.02〜0.08%、 Ｎｂ 0.
2 〜0.8%、 残部は不純物を含むＦｅ の組成を有するものが好ましい。 また本発明において、ピストンヘッド部に使用するセラ
ミックスとしては、窒化珪素、炭化珪素のいずれかが好
ましい。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて更に
詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限られる
ものではない。図１は、本発明に係るセラミック鋳ぐる
みピストンの一実施例を示す縦断面説明図である。図
中、１はセラミック鋳ぐるみピストン、２はセラミック
ピストンヘッド、３は鋳ぐるみ金属、４は燃焼室を示し
ており、セラミックピストンヘッド２が金属３により鋳
ぐるまれて鋳ぐるみピストン１を形成してなるものであ
る。図２および図３は図１のＡ−Ａ断面を示しており、
それぞれセラミックピストンヘッド２の外周部を、軸直
角断面が完全な円状でない形状に形成した例であり、図
２は、セラミックピストンヘッド２の断面が円形状の外
周部に、球面状の凹部２１を設けた例を示す。また図３
は、先端が球面状の深い溝状の凹部３１を設けた例を示
す。
詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限られる
ものではない。図１は、本発明に係るセラミック鋳ぐる
みピストンの一実施例を示す縦断面説明図である。図
中、１はセラミック鋳ぐるみピストン、２はセラミック
ピストンヘッド、３は鋳ぐるみ金属、４は燃焼室を示し
ており、セラミックピストンヘッド２が金属３により鋳
ぐるまれて鋳ぐるみピストン１を形成してなるものであ
る。図２および図３は図１のＡ−Ａ断面を示しており、
それぞれセラミックピストンヘッド２の外周部を、軸直
角断面が完全な円状でない形状に形成した例であり、図
２は、セラミックピストンヘッド２の断面が円形状の外
周部に、球面状の凹部２１を設けた例を示す。また図３
は、先端が球面状の深い溝状の凹部３１を設けた例を示
す。
【００１５】図４および図５は、セラミックピストンヘ
ッド２の外周部の軸直角断面が４角形以上の多角形を呈
する形状の場合を示す例であり、図４は４角形、図５は
８角形の形状を示している。また、図６および図７は、
セラミックピストンヘッド２の外周部の軸直角断面が円
形状を呈するとともに外周部の少なくとも一箇所に平面
部分を有する例であり、図６は１ヶ所に平面部分６１
を、図７は２ヶ所に平面部分７１を有する例を示すもの
である。図８、図１０および図１２は、それぞれセラミ
ックピストンヘッド２の外周部が、軸直角断面でみて完
全な円状でない形状、即ち外周部が完全な円筒状でない
形状に形成した他の実施例を示す断面説明図であり、図
８は断面円形状の外周部に溝部８１を形成した状況を示
したものである。なお図９は、図８におけるＢ−Ｂ断面
図である。図１０は、セラミックピストンヘッド２の外
周部下部に、ピストン中心軸と所定の角度を形成するよ
うに平面部１０１を設けた例である。図１１は図１０の
Ｃ−Ｃ断面図である。
ッド２の外周部の軸直角断面が４角形以上の多角形を呈
する形状の場合を示す例であり、図４は４角形、図５は
８角形の形状を示している。また、図６および図７は、
セラミックピストンヘッド２の外周部の軸直角断面が円
形状を呈するとともに外周部の少なくとも一箇所に平面
部分を有する例であり、図６は１ヶ所に平面部分６１
を、図７は２ヶ所に平面部分７１を有する例を示すもの
である。図８、図１０および図１２は、それぞれセラミ
ックピストンヘッド２の外周部が、軸直角断面でみて完
全な円状でない形状、即ち外周部が完全な円筒状でない
形状に形成した他の実施例を示す断面説明図であり、図
８は断面円形状の外周部に溝部８１を形成した状況を示
したものである。なお図９は、図８におけるＢ−Ｂ断面
図である。図１０は、セラミックピストンヘッド２の外
周部下部に、ピストン中心軸と所定の角度を形成するよ
うに平面部１０１を設けた例である。図１１は図１０の
Ｃ−Ｃ断面図である。
【００１６】又、図１２は、セラミックピストンヘッド
２の外周部下部に、ピストン中心軸に平行な平面部と垂
直な平面部とから形成される切欠き部１２１を設けた例
であり、図１３は図１２のＤ−Ｄ断面図である。次に、
本発明のセラミック鋳ぐるみピストンの好ましい製造方
法の例を説明する。図１４、図１７および図１８は、本
発明のセラミック鋳ぐるみピストン製造に使用する鋳型
の作製の例を示す断面説明図である。まず図１４では、
平らな板状の所定の位置に、燃焼室４を下に向けその上
面（図では下向き）の一部に凸部９を設けたセラミック
ピストンヘッド２を載置し、このセラミックピストンヘ
ッド２を包むように模型５を置き、さらにこの模型５を
包みこむようにその周囲に鋳物砂等を固めて上型８を作
製する。次にその上型８のセラミックピストンヘッド２
が入っている側（燃焼室４のある側）を上に向けて置い
てから、下型７を作製する。この状態のＥ−Ｅ断面図が
図１６であり、セラミックピストンヘッド２の外周部お
よび模型５の内周部に平面部６１を設けたものである。
そのため、簡単かつ高精度に位置決めができ、従来のよ
うにケガキ線を必要としない。
２の外周部下部に、ピストン中心軸に平行な平面部と垂
直な平面部とから形成される切欠き部１２１を設けた例
であり、図１３は図１２のＤ−Ｄ断面図である。次に、
本発明のセラミック鋳ぐるみピストンの好ましい製造方
法の例を説明する。図１４、図１７および図１８は、本
発明のセラミック鋳ぐるみピストン製造に使用する鋳型
の作製の例を示す断面説明図である。まず図１４では、
平らな板状の所定の位置に、燃焼室４を下に向けその上
面（図では下向き）の一部に凸部９を設けたセラミック
ピストンヘッド２を載置し、このセラミックピストンヘ
ッド２を包むように模型５を置き、さらにこの模型５を
包みこむようにその周囲に鋳物砂等を固めて上型８を作
製する。次にその上型８のセラミックピストンヘッド２
が入っている側（燃焼室４のある側）を上に向けて置い
てから、下型７を作製する。この状態のＥ−Ｅ断面図が
図１６であり、セラミックピストンヘッド２の外周部お
よび模型５の内周部に平面部６１を設けたものである。
そのため、簡単かつ高精度に位置決めができ、従来のよ
うにケガキ線を必要としない。
【００１７】次いで、図１７は、上型８を持上げて模型
５を抜き取った状況を示す断面説明図であり、図１８
は、上型８を下型７の上に戻し、金属溶湯を注湯する空
間１１を形成した状況を示す断面説明図である。図１９
ないし図２１の従来の例と異なり、図１４、図１７およ
び図１８においては、セラミックピストンヘッド２の凸
部９が鋳型の下型７で固定されている。そのため、模型
５を抜き取った後の図１７および図１８に示す段階にお
いても、セラミックピストンヘッド２が移動してずれる
ことがない。
５を抜き取った状況を示す断面説明図であり、図１８
は、上型８を下型７の上に戻し、金属溶湯を注湯する空
間１１を形成した状況を示す断面説明図である。図１９
ないし図２１の従来の例と異なり、図１４、図１７およ
び図１８においては、セラミックピストンヘッド２の凸
部９が鋳型の下型７で固定されている。そのため、模型
５を抜き取った後の図１７および図１８に示す段階にお
いても、セラミックピストンヘッド２が移動してずれる
ことがない。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果が奏される。 (a) 外周部を特定形状に形成したセラミックピストンヘ
ッドを溶湯金属により鋳ぐるんでセラミック鋳ぐるみピ
ストンを製造しているので、エンジン運転時（高温時）
にセラミックスと金属の熱膨張差によりセラミックスと
金属の境界部に隙間が生じた場合でも、外周部形状が回
転止めの役割を果たし、セラミックピストンヘッド部が
回転することがない。 (b) セラミックピストンヘッド外周部を特定形状とし、
かつ模型側にそれと合致する部分（位置決めのための役
割を有する構造部）を設けることにより、ケガキ線を目
視で合わせるだけの位置合わせを省略することができる
と共に、より精度の高い位置決めが簡単にでき、鋳造方
法が簡便化される。また、セラミックピストンヘッド上
面の少なくとも一部に凸部を設け、その凸部を鋳型で固
定することにより、燃焼室形状が円形状に形成されてい
る場合においても、位置合わせを実施したセラミックピ
ストンヘッドが回転することがない。
次の効果が奏される。 (a) 外周部を特定形状に形成したセラミックピストンヘ
ッドを溶湯金属により鋳ぐるんでセラミック鋳ぐるみピ
ストンを製造しているので、エンジン運転時（高温時）
にセラミックスと金属の熱膨張差によりセラミックスと
金属の境界部に隙間が生じた場合でも、外周部形状が回
転止めの役割を果たし、セラミックピストンヘッド部が
回転することがない。 (b) セラミックピストンヘッド外周部を特定形状とし、
かつ模型側にそれと合致する部分（位置決めのための役
割を有する構造部）を設けることにより、ケガキ線を目
視で合わせるだけの位置合わせを省略することができる
と共に、より精度の高い位置決めが簡単にでき、鋳造方
法が簡便化される。また、セラミックピストンヘッド上
面の少なくとも一部に凸部を設け、その凸部を鋳型で固
定することにより、燃焼室形状が円形状に形成されてい
る場合においても、位置合わせを実施したセラミックピ
ストンヘッドが回転することがない。
【図１】本発明に係るセラミック鋳ぐるみピストンの一
実施例を示す縦断面説明図である。
実施例を示す縦断面説明図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図６】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図７】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図８】本発明の他の実施例を示す断面説明図である。
【図９】図８のＢ−Ｂ断面図である。
【図１０】本発明の他の実施例を示す断面説明図であ
る。
る。
【図１１】図１０のＣ−Ｃ断面図である。
【図１２】本発明の別の実施例を示す断面説明図であ
る。
る。
【図１３】図１２のＤ−Ｄ断面図である。
【図１４】本発明のセラミック鋳ぐるみピストン製造に
使用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。
使用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。
【図１５】図１９のＦ−Ｆ断面図である。
【図１６】図１４のＥ−Ｅ断面図である。
【図１７】上型を持上げて模型を抜き取った状況を示す
断面説明図である。
断面説明図である。
【図１８】上型を元に戻し、金属溶湯を注湯する空間を
形成した状況を示す断面説明図である。
形成した状況を示す断面説明図である。
【図１９】従来のセラミック鋳ぐるみピストン製造に使
用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。
用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。
【図２０】従来のセラミック鋳ぐるみピストン製造に使
用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。
用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。
【図２１】従来のセラミック鋳ぐるみピストン製造に使
用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。
用する鋳型の作製の例を示す断面説明図である。
１ セラミック鋳ぐるみピストン、２ セラミックピス
トンヘッド ３ 鋳ぐるみ金属、４ 燃焼室、５ 模型、６ ケガキ
線、７ 下型 ８ 上型、９ 凸部、１０ 燃焼室中心軸 １１ 金属溶湯を注湯する空間
トンヘッド ３ 鋳ぐるみ金属、４ 燃焼室、５ 模型、６ ケガキ
線、７ 下型 ８ 上型、９ 凸部、１０ 燃焼室中心軸 １１ 金属溶湯を注湯する空間
Claims (5)
- 【請求項１】 セラミックピストンヘッドを溶湯金属で
鋳ぐるんでなるピストンであって、該セラミックピスト
ンヘッドの外周部の軸直角断面が完全な円状でない形状
および軸直角断面が４角形以上の多角形を呈する形状の
うちの１の形状を有することを特徴とするセラミック鋳
ぐるみピストン。 - 【請求項２】 セラミックピストンヘッドを溶湯金属で
鋳ぐるんでなるピストンであって、該セラミックピスト
ンヘッドの外周部の軸直角断面が円形状を呈するととも
に外周部の少なくとも一箇所に平面部分を有することを
特徴とするセラミック鋳ぐるみピストン。 - 【請求項３】 セラミックピストンヘッドを溶湯金属で
鋳ぐるむセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法におい
て、該セラミックピストンヘッドの外周部を、軸直角断
面が完全な円状でない形状および軸直角断面が４角形以
上の多角形を呈する形状のうちの１の形状に形成して鋳
ぐるむことを特徴とするセラミック鋳ぐるみピストンの
製造方法。 - 【請求項４】 セラミックピストンヘッドを溶湯金属で
鋳ぐるむセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法におい
て、該セラミックピストンヘッドの外周部を、軸直角断
面が円形状を呈するとともに、外周部の少なくとも一箇
所に平面部分を形成して鋳ぐるむことを特徴とするセラ
ミック鋳ぐるみピストンの製造方法。 - 【請求項５】 セラミックピストンヘッドを溶湯金属で
鋳ぐるむセラミック鋳ぐるみピストンの製造方法におい
て、該セラミックピストンヘッドの外周部を、軸直角断
面が完全な円状でない形状および軸直角断面が４角形以
上の多角形を呈する形状のうちの１の形状に形成する
か、あるいは軸直角断面が円形状を呈するとともに外周
部の少なくとも一箇所に平面部分を形成した形状とし、
模型側には前記セラミックピストンヘッドの外周部と合
致する部分を設けることにより、鋳造時の位置決めを行
なうと共に、前記セラミックピストンヘッドの上面の少
なくとも一部に凸部を設け、該凸部を鋳型で固定するこ
とを特徴とするセラミック鋳ぐるみピストンの製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3214511A JPH0533721A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | セラミツク鋳ぐるみピストン及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3214511A JPH0533721A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | セラミツク鋳ぐるみピストン及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0533721A true JPH0533721A (ja) | 1993-02-09 |
Family
ID=16656935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3214511A Pending JPH0533721A (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | セラミツク鋳ぐるみピストン及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0533721A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| USH1614H (en) * | 1994-08-19 | 1996-11-05 | Mayer; Katherine L. | Body fitting compound sanitary napkin |
| USH1634H (en) * | 1995-02-24 | 1997-02-04 | Oetjen; David C. | Compound sanitary napkin |
| US5695324A (en) * | 1995-03-06 | 1997-12-09 | The Procter & Gamble Company | Body conforming compound sanitary napkin |
| US5853401A (en) * | 1994-08-19 | 1998-12-29 | The Procter & Gamble Company | Body-fitting compound sanitary napkin |
| US5961508A (en) * | 1994-08-19 | 1999-10-05 | The Proctor & Gamble Company | Body-fitting compound sanitary napkin |
| US6316688B1 (en) | 1998-04-27 | 2001-11-13 | The Procter & Gamble Company | Sanitary napkin comprising three dimensionally shaped tube of absorbent material |
| US6392117B1 (en) | 1994-08-19 | 2002-05-21 | The Procter & Gamble Company | Body fitting compound sanitary napkin |
| US6620144B1 (en) | 1999-11-08 | 2003-09-16 | Mcneil-Ppc, Inc. | Compound napkin |
| JP2006062919A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Kyocera Corp | 金属−セラミックス複合部材 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5891311A (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-31 | Toyota Motor Corp | カムシヤフト |
| JPS60138215A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-22 | Toyota Motor Corp | 繊維強化樹脂製カムシヤフト |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP3214511A patent/JPH0533721A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5891311A (ja) * | 1981-11-24 | 1983-05-31 | Toyota Motor Corp | カムシヤフト |
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| JP2006062919A (ja) * | 2004-08-27 | 2006-03-09 | Kyocera Corp | 金属−セラミックス複合部材 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19961001 |