JP2012071343A - 断熱構造体及びその製造方法 - Google Patents
断熱構造体及びその製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】金属製母材11に断熱層12が設けられている断熱構造体であって、断熱層12は空隙を有する繊維集合体によって形成され、該断熱層12を挟んでその両側に、金属製多孔質材に金属製母材11の金属が含浸して固化してなる金属含浸層13,14が設けられている。
【選択図】図4
Description
空隙を有する繊維集合体をその両側から金属製多孔質材で挟んで一体化した多孔質積層体を得る工程と、
上記多孔質積層体を鋳型内に設置する工程と、
上記金属製母材を形成する金属溶湯を、上記多孔質積層体の上記金属製多孔質材に含浸し且つ上記繊維集合体には含浸しない圧力で上記鋳型に注入する工程とを備えていることを特徴とする。
図1において、1はピストン、2はシリンダブロック、3はシリンダヘッド、4はシリンダヘッド3の吸気ポート5を開閉する吸気バルブ、6は排気ポート7を開閉する排気バルブ、8は燃料噴射弁である。エンジンの燃焼室は、ピストン1の頂面、シリンダブロック2、シリンダヘッド3、吸排気バルブ4,6の傘部前面(燃焼室に臨む面)で形成される。ピストン1の頂面には、キャビティ9が形成されている。なお、点火プラグの図示は省略している。
そこで、以下では、上記超高圧縮比ε=20〜50及び高空気過剰率λ=2.5〜6.0で運転されるエンジンにおける、図示熱効率を高める上で必要となる冷却損失低減のための断熱構造について説明する。
図4は本発明をピストン1に適用する実施形態を示す。ピストン1は、その頂面のキャビティ9を形成する面が断熱構造になっており、空隙を有する断熱層12と、該断熱層12を両側から挟む金属含浸層13,14とを備えている。空隙を有する断熱層12は繊維集合体によって形成されている。金属含浸層13,14は、金属製多孔質材にピストン母材11の金属が含浸して固化してなる。片側の金属含浸層13がピストン1のキャビティ面を形成している。
図6は本発明をエンジンのシリンダライナ17に適用した実施形態を示す。シリンダライナ17は、そのピストンが摺動する内周面が断熱構造になっており、空隙を有する繊維集合体によって形成された断熱層19と、金属製多孔質材にシリンダライナ母材18の金属が含浸して固化してなる金属含浸層20,21とを備える。空隙を有する断熱層19を挟んでその両側に金属含浸層20,21が積層されており、金属含浸層21がシリンダライナ17の摺動面を形成している。
上記実施形態1,2では、空隙を有する断熱層と金属含浸層とが単に積層された構造になっているが、図7に示すように、空隙を有する断熱層26全体を金属含浸層27,28によって包み込んだ構造にしてもよい。同図において、25は金属製品を形成する金属製母材であり、該金属製品の表面を形成する一方の金属含浸層28の縁に他方の金属含浸層27の端面に重なるフランジ28aが設けられ、この両金属含浸層27,28によって断熱層26が包み込まれている。
2 シリンダブロック(エンジン部品の一例)
3 シリンダヘッド(エンジン部品の一例)
4 吸気バルブ(エンジン部品の一例)
5 吸気ポート
6 排気バルブ(エンジン部品の一例)
7 排気ポート
8 燃料噴射弁
9 キャビティ
11 ピストン母材(金属製母材の一例)
12,19,26 空隙を有する断熱層
12a 繊維集合体
13,14,20,
21,27,28 金属含浸層
13a,14a 金属製多孔質材
16 鋳型
17 シリンダライナ
18 シリンダライナ母材(金属製母材の一例)
25 金属製母材
Claims (6)
- 金属製母材に断熱層が設けられている断熱構造体であって、
上記断熱層は、空隙を有する繊維集合体によって形成され、該断熱層を挟んでその両側に、金属製多孔質材に上記金属製母材の金属が含浸して固化してなる金属含浸層が設けられていることを特徴とする断熱構造体。 - 請求項1において、
上記両側の金属含浸層各々の少なくとも一部が上記金属製母材に連続一体化していることを特徴とする断熱構造体。 - 請求項1又は請求項2において、
上記繊維集合体の少なくとも一部はセラミック繊維よりなることを特徴とする断熱構造体。 - 請求項1又は請求項2において、
上記繊維集合体はセラミック繊維成形体であることを特徴とする断熱構造体。 - 金属製母材に断熱層が設けられている断熱構造体の製造方法であって、
空隙を有する繊維集合体をその両側から金属製多孔質材で挟んで一体化した多孔質積層体を得る工程と、
上記多孔質積層体を鋳型内に設置する工程と、
上記金属製母材を形成する金属溶湯を、上記多孔質積層体の上記金属製多孔質材に含浸し且つ上記繊維集合体には含浸しない圧力で上記鋳型に注入する工程とを備えていることを特徴とする断熱構造体の製造方法。 - 請求項5において、
上記多孔質積層体は、所定形状に成形した状態で上記鋳型内に設置することを特徴とする断熱構造体の製造方法。
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