JPS642777B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジン・シリンダーの構造に関す
るものである。

最近、エンジン・シリンダーにセラミツクを使
用することがとみに試みられる様になつた。セラ
ミツクを使用すると、シリンダーの耐久性と燃料
効率を大巾に改善することが予想されるためであ
る。

しかしながら、これらのセラミツクは高価であ
ると共に、加工や成形およびその焼成品の信頼性
に関して多くの問題が残されており、末だに実用
化段階に到つていない。

本発明は以上の様な状況に鑑みてなされたもの
であり、熱衝撃に強く、安価かつ信頼に優れたセ
ラミツクエンジン・シリンダーの新規な構造を提
供せんとするものである。

本発明の特徴は、少くともシリンダー内面の摺
動部をセラミツク・リング体の積層体で構成した
ことであり、これによつて、 (1) 摺動部の熱衝撃性を著しく向上させたこと。

(2) セラミツク部分が一体成形体でなく積層体に
なつているので、成形、加工が容易である。

以上が本発明の特徴であり、その要旨は、エン
ジン・シリンダーの少くとも内面摺動面がセラミ
ツクリング体の積層体から成ることを特徴とする
エンジン・シリンダーの構造である。

次に本発明構造を図面によつて説明する。

本発明では、少くとも摺動面がセラミツク・リ
ングの積層体から成つていることが必要であり、
これ以外の部分は必ずしも積層体にする必要はな
い。

図１は摺動部のみを積層体にして、これ以外の
外側の部分は金属の連続体によつて形成して両者
を一種の嵌合状態で結合させたときのものであ
る。

１はセラミツクの積層体であり、２は外側の金
属の連続体の部分である。１のセラミツク積層体
はセラミツクリング３を重ね合せて積層させたも
のであり、２の部分は、溶融金属の鋳造によつ
て、あるいは予じめ別の工程で作られたものであ
る。

いずれにせよ１の積層体は外側の金属の収縮力
（凝固冷却時の収縮力あるいは嵌合力）によつて
圧縮固定され、両者は一種の嵌合状態になつてい
る。

外側の金属部分を鋳造によつて形成する際に
は、内側のセラミツク部は激しい熱衝撃にさらさ
れ通常のセラミツクでは例外なく熱割れを起こす
が、本発明では、セラミツクはリング状に分割さ
れているので、これに十分耐えることができる。

セラミツク部分の円周側面の外に上下面（軸方
向）も外側の金属で包囲した場合、軸方向の収縮
力によつて、セラミツク部分は軸方向にも圧縮固
定される。この場合、ボルトの様な緊締具で軸方
向の圧縮固定が不要になる場合もある。

いずれにせよ、セラミツク部分は、半径方向、
軸方向の収縮力を常時受けることになる。これに
よつて安定的に保持される。また同時にセラミツ
クリング間および外側金属との接触面は、高度に
密着する様になる。

実際のエンジンとして使用した場合、セラミツ
ク部分の内表面は、激しい熱衝撃と摩耗雰囲気に
さらされるが、セラミツク部分は積層体で、個々
の板は物理的には、縁が切れた状態にあるので、
激しい熱衝撃にも十分耐えることができ、しかも
個々のセラミツクには外側金属によつて常時圧縮
力が作用しているので、これも熱割れを緩和する
力として働く。

摩耗については、本来セラミツクが耐摩性に優
れている上に、更に材料を吟味することによつ
て、問題は全くなくなつてくる。

尚気密性の問題は、セラミツク部は十分な気密
性を有していないが、外側金属に十分な気密性が
あるので、この部分で十分なシール性が得られ
る。

次に本発明の実施例について説明する。

実施例 １ セラミツク部分：内径70mm、外径80mm、高さ
100mm、セラミツクリング
（アルミナ）の厚さ1.8mm 接触面が密着する様に両面を研摩仕上げ。

外側の金属部分 内側のセラミツクリングを加圧密着させた状態
でアルミ合金（シルミン）を鋳造して、セラミツ
クリング積層体を鋳包む。

セラミツク積層体は外側の金属の凝固、冷却時
の収縮力によつて圧縮固定される。

次にこれに必要な機械加工を行い、空冷２サイ
クルエンジンのシリンダーとして使用した。

現在使用して一千時間経過するが、懸念された
熱割れ、気密不良、等々のエンジントラブルは何
ら発生せず、エンジンとして十分使用できること
を確認した。通常アルミナは耐熱割性が小さいた
めに、この様な用途には使用できないが、本発明
構造にすると十分使用できる。高価な窒化物、炭
化物等を使用しなくても十分使えることを確認で
きた。

しかも構造は単にリングを積層するだけで良い
ので、セラミツクを複雑形状に一体成形する必要
はなく、安価に作ることができた。

実施例 ２ 実施例１と同じ寸法、要領で作成した内側のセ
ラミツク積層体に対して、内径79.85mm、外径92
mm、材質鋳鉄のスリーブを約400℃に加熱して、
内筒に焼きばめた。

この時の断面構造は図２に示す。１はセラミツ
ク積層体、２は鋳鉄焼バメ、３はセラミツクリン
グである。

これを実施例１と同じ要領で、エンジン・シリ
ンダーに加工し、実機テストを行つた。

走行時間は、現在１千時間を越えるが、末だに
エンジントラブルは発生していない。

本発明は、以上詳記した様に、セラミツク積層
体と金属の複合体から成る新しい構造のシリンダ
ーであり、経済的に非常に安価であると共に、成
形、加工性、および信頼性が共に著しく優れたも
のである。

【図面の簡単な説明】

図１は本発明構造の説明図である。図２は、外
側の金属に鋳鉄スリーブを使用した時の説明図で
ある。 １はセラミツク積層体、２は外側の金属、３は
セラミツクリングである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ エンジン・シリンダーの少くとも内面摺動面
   がセラミツクリング体の積層体から成ることを特
   徴とするエンジン・シリンダーの構造。