JP2013204443A - Internal combustion engine and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関とその製造方法に係り、特に、内燃機関を構成する燃焼室に臨む壁面に形成された遮熱膜に特徴がある内燃機関と、この遮熱膜の形成方法に特徴がある内燃機関の製造方法に関するものである。 The present invention relates to an internal combustion engine and a method for manufacturing the internal combustion engine, and more particularly to an internal combustion engine characterized by a heat shield film formed on a wall facing a combustion chamber constituting the internal combustion engine, and a method for forming the heat shield film. The present invention relates to a method for manufacturing an internal combustion engine.
ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等の内燃機関は、主にエンジンブロックとシリンダヘッド、およびピストンから構成されており、その燃焼室は、シリンダブロックのボア面と、このボアに組み込まれたピストンの頂面と、シリンダヘッドの底面と、シリンダヘッドに開設された吸気ポートと排気ポートに配設された吸気バルブおよび排気バルブの底面から画成されている。昨今の内燃機関に要求される高出力化にともなってその冷却損失を低減することが重要になってくるが、この冷却損失を低減する方策の一つとして、燃焼室の内壁にセラミックスからなる遮熱膜を形成する方法を挙げることができる。 An internal combustion engine such as a gasoline engine or a diesel engine is mainly composed of an engine block, a cylinder head, and a piston, and a combustion chamber thereof includes a bore surface of the cylinder block and a top surface of a piston incorporated in the bore. The cylinder head is defined by the bottom surface of the cylinder head and the bottom surfaces of the intake and exhaust valves provided in the intake and exhaust ports provided in the cylinder head. It is important to reduce the cooling loss with the increase in output required for recent internal combustion engines. As one of the measures to reduce this cooling loss, the inner wall of the combustion chamber is shielded from ceramics. A method of forming a hot film can be mentioned.
しかし、上記するセラミックスは一般に低い熱伝導率を有し、かつ高い熱容量を有することから、定常的な表面温度上昇による吸気効率の低下やノッキング（燃焼室内に熱が篭ることに起因する異常燃焼）が発生するために燃焼室の内壁への被膜素材として普及していないのが現状である。 However, the ceramics mentioned above generally have a low thermal conductivity and a high heat capacity, so that the intake efficiency decreases and knocks due to a steady increase in surface temperature (knocking abnormal combustion due to heat generated in the combustion chamber). As a result, the present situation is that it is not widely used as a coating material on the inner wall of the combustion chamber.
このことから、燃焼室の壁面に形成される遮熱膜は、耐熱性と断熱性は勿論のこと、低熱伝導率と低熱容量の素材から形成されるのが望ましい。 For this reason, it is desirable that the thermal barrier film formed on the wall surface of the combustion chamber is made of a material having low heat conductivity and low heat capacity as well as heat resistance and heat insulation.
このように低熱伝導率かつ低熱容量の遮熱膜を備えたエンジン燃焼室構造が特許文献１に開示されている。ここで開示される遮熱膜は、低熱伝導率かつ低熱容量に加えて、壁面からの剥離や脱落がなく、耐久性や信頼性に優れたものとするべく、膜厚が20μmより大きくて500μm以下であり、かつ気孔率が20％以上の陽極酸化被膜となっている。 Patent Document 1 discloses an engine combustion chamber structure provided with a heat shielding film having a low thermal conductivity and a low heat capacity. The thermal barrier film disclosed herein has a film thickness of more than 20 μm and 500 μm in order to have excellent durability and reliability in addition to low thermal conductivity and low heat capacity, without peeling or dropping off from the wall surface. The anodic oxide film has a porosity of 20% or more.
しかしながら、陽極酸化被膜はその製造方法も含めて一般に高価であることから、より安価に、しかも耐熱性と断熱性を有し、さらには低熱伝導率と低熱容量の遮熱膜の開発が望まれている。 However, since the anodic oxide coating is generally expensive including its manufacturing method, it is desired to develop a thermal barrier film having lower heat conductivity and heat capacity as well as lower cost, heat resistance and heat insulation. ing.
ここで、特許文献２には、独立空孔を有し、その孔径及び材料中での分布が制御されたアルミニウム等をマトリックスとするポーラス金属の製造方法が開示されている。
Here,
より具体的には、薄い金属をスペーサー材料の外側に配置した後、スペーサー材料のみを除去することにより、薄い金属からなる独立した中空体から構成されたポア構成要素を作成し、これを型内に制御しながら配置した後に溶融金属を鋳込むことによってマトリックス金属とポア構成要素を一体化する製造方法である。 More specifically, after placing a thin metal on the outside of the spacer material, removing only the spacer material creates a pore component made up of an independent hollow body made of thin metal, which is placed in the mold. This is a manufacturing method in which a matrix metal and a pore component are integrated by casting molten metal after being arranged while being controlled.
この方法では、ポア構成要素を型内に制御しながら配置することを要するため、このような制御が困難であることは容易に理解できる。 In this method, since it is necessary to arrange the pore components while controlling them in the mold, it can be easily understood that such control is difficult.
本発明者等は、内燃機関の燃焼室の壁面に中空体を有する遮熱膜を形成する技術に関し、その製造効率に優れた製造方法と、この製造方法によって製造された、耐熱性と断熱性、低熱伝導率と低熱容量を有する内燃機関の発案に至っている。 The present inventors relate to a technique for forming a thermal barrier film having a hollow body on a wall surface of a combustion chamber of an internal combustion engine, a manufacturing method excellent in manufacturing efficiency thereof, and heat resistance and heat insulating properties manufactured by the manufacturing method. The idea of an internal combustion engine having low thermal conductivity and low heat capacity has been reached.
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、燃焼室に臨む壁面に遮熱膜を具備する内燃機関とその製造方法に関し、耐熱性と断熱性に優れ、低熱伝導率と低熱容量を有する内燃機関と、この遮熱膜を効率的に形成することのできる内燃機関の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and relates to an internal combustion engine having a thermal barrier film on a wall facing a combustion chamber and a method for manufacturing the same, and has excellent heat resistance and heat insulation, low thermal conductivity and low heat capacity. It is an object of the present invention to provide an internal combustion engine having an internal combustion engine and a method for manufacturing the internal combustion engine capable of efficiently forming the heat shield film.
前記目的を達成すべく、本発明による内燃機関は、燃焼室に臨む壁面の一部もしくは全部に遮熱膜が形成されてなる内燃機関であって、前記遮熱膜は、中空ビーズの周りに磁性体の被膜が形成されてなる中空体が遮熱膜の母材金属内に含有されているものである。 In order to achieve the above object, an internal combustion engine according to the present invention is an internal combustion engine in which a thermal barrier film is formed on a part or all of a wall surface facing a combustion chamber, and the thermal barrier film is formed around a hollow bead. A hollow body formed with a magnetic film is contained in the base metal of the heat shielding film.
本発明の内燃機関はガソリンエンジンやディーゼルエンジンのいずれを対象としたものであってもよく、その構成は既述するように、エンジンブロックとシリンダヘッドとピストンから主として構成され、その燃焼室は、シリンダブロックのボア面と、このボアに組み込まれた本発明にかかるピストンの頂面と、シリンダヘッドの底面と、シリンダヘッド内に配設された吸気バルブおよび排気バルブの底面から画成されている。 The internal combustion engine of the present invention may be intended for either a gasoline engine or a diesel engine, and its configuration is mainly composed of an engine block, a cylinder head and a piston, as described above, and its combustion chamber is It is defined by the bore surface of the cylinder block, the top surface of the piston according to the present invention incorporated in the bore, the bottom surface of the cylinder head, and the bottom surfaces of the intake and exhaust valves disposed in the cylinder head. .
また、内燃機関の燃焼室を構成する母材は、アルミニウムや、鋼、チタン、ニッケル、銅やそれらの合金を挙げることができ、遮熱膜が燃焼室に臨む壁面の一部もしくは全部に形成されている。 The base material constituting the combustion chamber of the internal combustion engine can include aluminum, steel, titanium, nickel, copper, and alloys thereof, and the thermal barrier film is formed on a part or all of the wall surface facing the combustion chamber. Has been.
この遮熱膜は、車両の定常走行時において高燃費かつ高効率なエンジン性能に寄与するべく、低熱伝導率でかつ低熱容量の遮熱膜となっている。 This thermal barrier film is a thermal barrier film having a low thermal conductivity and a low heat capacity so as to contribute to high fuel efficiency and high-efficiency engine performance during steady running of the vehicle.
このような性能を保証するべく、上記する遮熱膜は、中空ビーズの周りに磁性体の被膜が形成されてなる中空体が母材金属内に含有されているものとなっている。ここで、中空ビーズは、たとえばシリカやアルミナ、窒化ケイ素などのセラミックス等から形成され、この中空ビーズの周りにある磁性体の被膜は、ニッケルやその合金、鉄やその合金、コバルトやその合金などから形成される。さらに、中空ビーズ周りに磁性体の被膜を形成する方法は、無電解めっき法やイオンプレーティング法などを挙げることができる。 In order to guarantee such performance, the above-described heat shielding film includes a hollow body in which a magnetic film is formed around hollow beads in a base metal. Here, the hollow beads are formed of ceramics such as silica, alumina, silicon nitride, etc., and the coating of magnetic material around the hollow beads is nickel or an alloy thereof, iron or an alloy thereof, cobalt or an alloy thereof, or the like. Formed from. Furthermore, methods for forming a magnetic coating around the hollow beads include electroless plating and ion plating.
中空ビーズの周りに磁性体の被膜が形成されているのは、本発明の内燃機関の製造方法に連関するものであり、壁面の所望位置に多数の磁性の中空体を位置決めしておくために、磁性を有する中子で多数の中空体を保持した状態で母材金属溶湯を鋳造する製造の際に必要となる被膜である。 The reason why the magnetic coating is formed around the hollow beads is related to the method of manufacturing the internal combustion engine of the present invention, and is to position a large number of magnetic hollow bodies at desired positions on the wall surface. It is a coating that is required in the production of casting a base metal melt while holding a number of hollow bodies with a magnetic core.
ここで、遮熱膜には幾つかの実施の形態があり、その一つの形態は、燃焼室の壁面の全面、すなわち、シリンダブロックのボア面、ピストンの頂面、シリンダヘッドの底面などの全ての壁面に形成されている形態である。また、遮熱膜の他の形態は、燃焼室の一部、たとえばシリンダヘッドの底面にのみ形成されている形態である。 Here, there are several embodiments of the heat shield film, and one form thereof is the whole of the wall surface of the combustion chamber, that is, the bore surface of the cylinder block, the top surface of the piston, the bottom surface of the cylinder head, etc. It is the form currently formed in the wall surface. Moreover, the other form of a thermal-insulation film | membrane is a form formed only in a part of combustion chamber, for example, the bottom face of a cylinder head.
また、遮熱膜において中空体を含む領域では、中空体が遮熱膜の表面に露出しており、中空体が接する態様で、もしくは離れた態様で金属母材を介して一体となっている構造を呈している。 Further, in the region including the hollow body in the heat shield film, the hollow body is exposed on the surface of the heat shield film, and is integrated with the metal base material in a mode in which the hollow body is in contact or in a separated mode. It has a structure.
また、他の遮熱膜の構造として、遮熱膜の表面に露出した中空体の表面にさらに母材金属からなる表面層が形成されているものであってもよい。たとえば、中空体同士がアルミ母材で一体化されており、さらにその表層をアルミ母材の表面層が覆う構成などが挙げられる。このように、多数の中空体からなる層が母材金属からなる表面層で被覆されていることによって、燃焼室内における燃焼爆発等の際に中空体が破損等することが効果的に抑制される。 As another heat shielding film structure, a surface layer made of a base metal may be further formed on the surface of the hollow body exposed on the surface of the heat shielding film. For example, the hollow bodies are integrated with an aluminum base material, and the surface layer of the aluminum base material covers the surface layer. As described above, since the layers made of a large number of hollow bodies are covered with the surface layer made of the base metal, it is possible to effectively prevent the hollow bodies from being damaged during a combustion explosion in the combustion chamber. .
なお、本明細書において「低熱伝導率」とは、λ=0.4(W/mK)程度以下の熱伝導率のことを意味している。また、同様に本明細書において「低熱容量」とは、これを体積比熱容量で表した際に、1200(kJ/m3K)程度以下の体積比熱容量のことを意味している。 In this specification, “low thermal conductivity” means a thermal conductivity of about λ = 0.4 (W / mK) or less. Similarly, in this specification, “low heat capacity” means a volume specific heat capacity of about 1200 (kJ / m 3 K) or less when expressed as a volume specific heat capacity.
このように、たとえばセラミックス素材の中空ビーズの周りに磁性体の被膜が形成されてなる中空体が遮熱膜の母材金属内に含有されている遮熱膜を内燃機関の燃焼室の壁面の一部もしくは全部が有していることで、耐熱性と断熱性に優れ、低熱伝導率と低熱容量を有する内燃機関となる。 In this way, for example, a hollow body formed by forming a magnetic film around the hollow beads of a ceramic material is contained in the base metal of the heat shielding film. By having some or all of them, the internal combustion engine is excellent in heat resistance and heat insulation, and has low thermal conductivity and low heat capacity.
また、本発明は内燃機関の製造方法にも及ぶものであり、この製造方法は、燃焼室に臨む壁面の一部もしくは全部に遮熱膜が形成されてなる内燃機関の製造方法であって、中空ビーズの周りに磁性体の被膜が形成されてなる中空体を磁性を有する中子で保持した状態で燃焼室に臨む壁面の少なくとも一部に中空体を接するようにして位置決めし、該壁面に遮熱膜の母材金属の溶湯を鋳込んで遮熱膜を形成するものである。 The present invention also extends to a method for manufacturing an internal combustion engine, which is a method for manufacturing an internal combustion engine in which a thermal barrier film is formed on a part or all of a wall surface facing a combustion chamber, Position the hollow body formed by coating a magnetic body around the hollow beads so that the hollow body is in contact with at least a part of the wall surface facing the combustion chamber while being held by a magnetic core. A heat shielding film is formed by casting a base metal metal melt of the heat shielding film.
燃焼室の壁面に中空ビーズを位置決めした後に鋳造しようとした場合に、この中空ビーズは空気層を多分に含んでいることから自ずと密度が小さくなり、たとえばアルミニウムの溶湯を鋳込んだ際にこの溶湯内で中空ビーズが浮遊してしまい、当初の設置位置に固定することができなくなってしまう。 When trying to cast after positioning the hollow beads on the wall surface of the combustion chamber, the hollow beads contain a large amount of air layer, so the density is naturally reduced. For example, when molten aluminum is cast, The hollow beads float inside, and cannot be fixed at the initial installation position.
そこで、本製造方法では、中空体を中空ビーズの周りに磁性体の被膜が形成された構成とし、これを磁性を有する中子で磁気吸引保持して燃焼室の壁面の所望位置で該壁面と多数の中空体を接するように位置決めし、次いで、遮熱膜の母材金属の溶湯を鋳込むものである。この方法によれば、母材金属の鋳造の際に中空体が溶湯内に浮遊することが完全に解消され、燃焼室壁面の所望位置に多数の中空体を位置決めでき、壁面の所望位置において中空体が母材金属で一体化された遮熱膜を容易に形成することができる。 Therefore, in the present manufacturing method, the hollow body has a structure in which a magnetic film is formed around the hollow beads, and this is magnetically held by a magnetic core, and the wall surface is placed at a desired position on the wall surface of the combustion chamber. A large number of hollow bodies are positioned so as to be in contact with each other, and then a base metal melt of the heat shielding film is cast. According to this method, it is completely eliminated that the hollow body floats in the molten metal during the casting of the base metal, and a large number of hollow bodies can be positioned at a desired position on the wall surface of the combustion chamber. A thermal barrier film in which the body is integrated with a base metal can be easily formed.
なお、磁性を有する中子の上に母材金属からなる層を配し、この層の上に中空体を層状に並べて配し、母材金属からなる層を挟んで磁性を有する中子で中空体を保持する形態であってもよい。この製造方法では、母材金属からなる層を予め形成しておき、中空体が層状に並んだ領域をこの母材金属からなる層が覆った状態でその周りに母材金属の溶湯が鋳込まれ、全体が一体となった遮熱膜を形成することができる。 A layer made of a base metal is arranged on a magnetic core, and hollow bodies are arranged in layers on this layer, and the core made of magnetism is hollow with the layer made of the base metal interposed therebetween. The form which hold | maintains a body may be sufficient. In this manufacturing method, a layer made of a base metal is formed in advance, and a molten metal of the base metal is cast around the area where the hollow bodies are arranged in a layered state with the layer made of the base metal. In rare cases, it is possible to form a heat shield film integrated as a whole.
以上の説明から理解できるように、本発明の内燃機関とその製造方法によれば、中空ビーズの周りに磁性体の被膜が形成されてなる中空体が遮熱膜の母材金属内に含有されている遮熱膜を内燃機関の燃焼室の壁面の一部もしくは全部が有していることで、耐熱性と断熱性に優れ、低熱伝導率と低熱容量を有する内燃機関を提供することができる。さらに、中空体を中空ビーズの周りに磁性体の被膜が形成された構成とし、これを磁性を有する中子で磁気吸引保持して燃焼室の壁面の所望位置に位置決めした後に母材金属の溶湯を鋳込むことにより、母材金属の鋳造の際に中空体が溶湯内に浮遊することを完全に解消でき、壁面の所望位置において中空体が母材金属で一体化された遮熱膜を精緻かつ効率的に製造することができる。 As can be understood from the above description, according to the internal combustion engine and the manufacturing method thereof of the present invention, a hollow body in which a magnetic film is formed around the hollow beads is contained in the base metal of the heat shielding film. By providing a part or all of the wall surface of the combustion chamber of the internal combustion engine, the internal combustion engine having excellent heat resistance and heat insulation, low thermal conductivity and low heat capacity can be provided. . Furthermore, the hollow body has a structure in which a coating of magnetic material is formed around the hollow beads, and this is magnetically held by a magnetic core and positioned at a desired position on the wall surface of the combustion chamber. By casting the base metal, it is possible to completely eliminate the floating of the hollow body in the molten metal during the casting of the base metal, and to refine the heat shield film in which the hollow body is integrated with the base metal at the desired position on the wall surface. And it can manufacture efficiently.
以下、図面を参照して本発明の内燃機関とその製造方法の実施の形態を説明する。なお、図示例は燃焼室を構成するシリンダヘッドの底面に遮熱膜が形成された内燃機関とその製造方法を示したものであるが、この形態以外にも、シリンダブロックのボア面や、ピストンの頂面などに遮熱膜が形成されたものやその製造方法、あるいは燃焼室を構成する壁面の全てに遮熱膜が形成されたものやその製造方法であってもよいことは勿論のことである。 Embodiments of an internal combustion engine and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings. The illustrated example shows an internal combustion engine in which a thermal barrier film is formed on the bottom surface of a cylinder head that constitutes a combustion chamber, and a method for manufacturing the internal combustion engine. Of course, the heat shield film may be formed on the top surface or the like, or the manufacturing method thereof, or the heat barrier film may be formed on all the wall surfaces constituting the combustion chamber, or the manufacturing method thereof. It is.
（内燃機関とその製造方法の実施の形態１）
図１は本発明の内燃機関の燃焼室の壁面に形成される遮熱膜の構成要素である中空体の模式図であり、図２，３はその順で内燃機関の製造方法の実施の形態１を説明したフロー図であり、図４は製造方法の実施の形態１で製造された遮熱膜を具備する内燃機関の実施の形態１を示した図である。
(Embodiment 1 of an internal combustion engine and its manufacturing method)
FIG. 1 is a schematic view of a hollow body that is a component of a heat shield film formed on the wall surface of a combustion chamber of an internal combustion engine of the present invention. FIGS. 2 and 3 are embodiments of a method for manufacturing an internal combustion engine in that order. FIG. 4 is a diagram showing Embodiment 1 of an internal combustion engine including a heat shield film manufactured in Embodiment 1 of the manufacturing method.
図示する内燃機関は筒内直接噴射式ガソリンエンジンをその対象としたものであり、その内部に冷却水ジャケットが形成された不図示のシリンダブロックと、シリンダブロック上に配設されたシリンダヘッドＣＨと、シリンダヘッドＣＨ内に画成された吸気ポートおよび排気ポートとそれらが燃焼室に臨む開口に昇降自在に装着された吸気バルブおよび排気バルブと、シリンダヘッドＣＨの底面の中央位置もしくは略中央位置で燃焼室に臨む不図示の点火プラグと、シリンダヘッドＣＨの底面の側方位置で燃焼室に臨む不図示のインジェクターと、シリンダブロックの下方開口から昇降自在に形成された不図示のピストンから大略構成されている。なお、本発明の内燃機関がディーゼルエンジンを対象としたものであってもよいことは勿論のことである。 The illustrated internal combustion engine is an in-cylinder direct injection gasoline engine, and a cylinder block (not shown) having a cooling water jacket formed therein, a cylinder head CH disposed on the cylinder block, and An intake port and an exhaust port defined in the cylinder head CH, an intake valve and an exhaust valve mounted so as to be movable up and down in an opening facing the combustion chamber, and a central position or a substantially central position of the bottom surface of the cylinder head CH An ignition plug (not shown) that faces the combustion chamber, an injector (not shown) that faces the combustion chamber at a side position on the bottom surface of the cylinder head CH, and a piston (not shown) that can be lifted and lowered from the lower opening of the cylinder block. Has been. Of course, the internal combustion engine of the present invention may be intended for a diesel engine.
この内燃機関を構成する各構成部材はともにアルミニウムもしくはその合金から形成されている。なお、構成部材がアルミニウムもしくはその合金以外の素材で形成され、かつ、構成部材の表面がアルミニウムもしくはその合金にてアルミ化されている形態であってもよい。 Each component constituting the internal combustion engine is made of aluminum or an alloy thereof. The constituent member may be formed of a material other than aluminum or an alloy thereof, and the surface of the constituent member may be aluminized with aluminum or an alloy thereof.
そして、図示例は、内燃機関を構成する、シリンダブロックのボア面と、シリンダヘッドＣＨの底面と、ピストンの頂面から画成される燃焼室の壁面のうち、シリンダヘッドＣＨの底面に遮熱膜を形成する方法と、この遮熱膜が形成された内燃機関を示すものである。 In the illustrated example, the bottom surface of the cylinder head CH is shielded from the bore surface of the cylinder block, the bottom surface of the cylinder head CH, and the wall surface of the combustion chamber defined by the top surface of the piston. 1 shows a method of forming a film and an internal combustion engine in which this thermal barrier film is formed.
まず、図１で示すように、たとえばシリカやアルミナ、窒化ケイ素などのセラミックス等から形成された中空ビーズ１の周りに、たとえばニッケルやその合金、鉄やその合金、コバルトやその合金などから形成された磁性体の被膜２を、無電解めっき法やイオンプレーティング法などで形成して中空体３を製作する。
First, as shown in FIG. 1, for example, nickel or an alloy thereof, iron or an alloy thereof, cobalt or an alloy thereof is formed around a hollow bead 1 formed of a ceramic such as silica, alumina, or silicon nitride. A
たとえば、平均粒径が30〜50μm程度の外径のシリカ系の中空ビーズ１に対して、厚みが3〜8μm程度のニッケル被膜２を形成して中空体３を構成することができる。
For example, the
次に、図２で示すように、キャビティＣを備えた成形型Ｋと、このキャビティＣ内で摺動自在に構成されるとともにその先端に磁性ヘッドＭを具備する中子Ｎを備えた鋳造装置をシリンダヘッドＣＨの下方に配し、用意された多数の中空体３を磁性ヘッドＭで磁気吸着させた状態（同図のＸ方向に吸引）で中子Ｎを成形型Ｋの上方に位置するシリンダヘッドＣＨの底面に向かって上昇させ、多数の中空体３をシリンダヘッドＣＨの底面の所望範囲に接触させる。
Next, as shown in FIG. 2, a casting apparatus provided with a molding die K provided with a cavity C, and a core N configured to be slidable in the cavity C and provided with a magnetic head M at the tip thereof. Is arranged below the cylinder head CH, and the core N is positioned above the mold K in a state where a number of prepared
次いで、図３で示すようにキャビティＣ内にたとえばアルミニウムもしくはその合金などの母材金属の溶湯４’を鋳込んでいく。 Next, as shown in FIG. 3, a molten metal 4 'of a base metal such as aluminum or an alloy thereof is cast into the cavity C.
この母材金属の溶湯４’の鋳込みの際においても、多数の中空体３は中子Ｎの先端の磁性ヘッドＭによって磁気吸着された姿勢が維持されているため、溶湯４’の鋳込みの際に受ける圧力によっても多数の中空体３の位置ずれはほとんど生じない。
Even when casting the
母材金属の溶湯４’が硬化し、鋳造装置を取り外すことにより、図４で示すように、シリンダヘッドＣＨの底面の所望範囲に多数の中空体３が母材金属４で一体とされ、かつ、その他の領域は母材金属４のみからなる遮熱膜１０が形成され、この遮熱膜１０を燃焼室の所望部位に備えた内燃機関が製造される。
When the
図示する内燃機関は、中空ビーズ１の周りに磁性体の被膜２が形成されてなる中空体３が遮熱膜１０の母材金属４内に含有されている遮熱膜１０をその燃焼室の壁面の一部が有していることで、耐熱性と断熱性に優れ、低熱伝導率と低熱容量を有する内燃機関となる。また、中空体３を中空ビーズ１の周りに磁性体の被膜２が形成された構成とし、これを磁性を有する中子４で磁気吸引保持して燃焼室の壁面の所望位置に位置決めした後に母材金属の溶湯４’を鋳込むことにより、母材金属の鋳造の際に中空体３が溶湯４’内に浮遊することを完全に解消でき、壁面の所望位置において中空体３が母材金属４で一体化された遮熱膜１０を精緻かつ効率的に製造することができる。
In the illustrated internal combustion engine, a
（内燃機関とその製造方法の実施の形態２）
図５は本発明の内燃機関の製造方法の実施の形態２を説明した図であり、図６は製造方法の実施の形態２で製造された遮熱膜を具備する内燃機関の実施の形態２を示した図である。
(
FIG. 5 is a diagram for explaining a second embodiment of the method for manufacturing an internal combustion engine of the present invention. FIG. 6 is a second embodiment of the internal combustion engine having the heat shield film manufactured in the second embodiment of the manufacturing method. FIG.
図示する遮熱膜１０Ａの製造方法は、母材金属からなる表面層５を別途製作しておき、これを中子Ｎの上に載置し、さらに母材金属からなる表面層５の上に多数の中空体３を層状に配設し、中空体３を中子Ｎの磁性ヘッドＭで磁気吸引しながらシリンダヘッドＣＨの底面の所望位置に配設するものである。次いで、実施の形態１と同様の方法でキャビティＣ内に母材金属の溶湯４’を鋳込み、硬化を待って鋳造装置を取り外すことにより、図６で示すように、シリンダヘッドＣＨの底面の所望範囲に多数の中空体３が母材金属４で一体とされ、さらにその表面に母材金属からなる表面層５が配設されて中空体３の層と一体とされ、その他の領域は母材金属４のみからなる遮熱膜１０Ａが形成され、この遮熱膜１０Ａを燃焼室の所望部位に備えた内燃機関が製造される。
The manufacturing method of the
この遮熱膜１０Ａによれば、多数の中空体３からなる層が母材金属からなる表面層５で被覆されていることで燃焼室内における燃焼爆発等の際に中空体３が破損等することが抑制される。
According to this
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like without departing from the gist of the present invention. They are also included in the present invention.
１…中空ビーズ、２…磁性体の被膜、３…中空体、４…母材金属、４’…母材金属の溶湯、５…母材金属からなる表面層、１０，１０Ａ…遮熱膜、ＣＨ…シリンダヘッド、Ｎ…中子、Ｍ…磁性ヘッド、Ｋ…成形型、Ｃ…キャビティ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Hollow bead, 2 ... Magnetic body coating, 3 ... Hollow body, 4 ... Base metal, 4 '... Base metal melt, 5 ... Surface layer which consists of base metal, 10, 10A ... Thermal barrier film, CH: Cylinder head, N: Core, M: Magnetic head, K: Mold, C: Cavity
Claims (5)
前記遮熱膜は、中空ビーズの周りに磁性体の被膜が形成されてなる中空体が遮熱膜の母材金属内に含有されている内燃機関。 An internal combustion engine in which a thermal barrier film is formed on part or all of a wall surface facing a combustion chamber,
The heat insulating film is an internal combustion engine in which a hollow body in which a magnetic film is formed around hollow beads is contained in a base metal of the heat insulating film.
中空ビーズの周りに磁性体の被膜が形成されてなる中空体を磁性を有する中子で保持した状態で燃焼室に臨む壁面の少なくとも一部に中空体を接するようにして位置決めし、該壁面に遮熱膜の母材金属の溶湯を鋳込んで遮熱膜を形成する内燃機関の製造方法。 A method of manufacturing an internal combustion engine in which a heat shield film is formed on a part or all of a wall surface facing a combustion chamber,
Position the hollow body formed by coating a magnetic body around the hollow beads so that the hollow body is in contact with at least a part of the wall surface facing the combustion chamber while being held by a magnetic core. A method for manufacturing an internal combustion engine, wherein a base metal metal melt of a heat shield film is cast to form a heat shield film.
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