JP2015096633A - Method of forming heat-shielding film for internal engine - Google Patents

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学 立野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of forming a heat-shielding film for an internal engine which can prevent deterioration of an internal engine, detachment of a heat-shielding film, etc.SOLUTION: A method of forming a heat-shielding film for an internal engine is based on forming an anodic oxide film on members constituting a wall surface of a combustion chamber of an internal engine and includes a step of surrounding the periphery of a region to be formed with an anodic oxide film in a member 10, with a porous member 28, supplying an electrolytic solution 30 in the region surrounded by the porous member and forming the anodic oxide film.

Description

この発明は、内燃機関の遮熱膜の形成方法に関する。   The present invention relates to a method for forming a thermal barrier film for an internal combustion engine.

従来、内燃機関の燃焼室の壁面を構成する部材に遮熱膜を形成する技術が知られている。例えば、特許文献1には、アルミニウムやその合金を母材とする燃焼室の壁面を構成する部材にアルマイトからなる陽極酸化皮膜を形成する技術が開示されている。燃焼室の壁面を構成する部材に陽極酸化皮膜のような遮熱膜が形成されることにより、燃焼室の壁面における断熱性が向上する。この結果、内燃機関における燃焼の熱効率を向上させることができる。   Conventionally, a technique for forming a thermal barrier film on a member constituting a wall surface of a combustion chamber of an internal combustion engine is known. For example, Patent Document 1 discloses a technique for forming an anodized film made of alumite on a member constituting a wall surface of a combustion chamber whose base material is aluminum or an alloy thereof. By forming a thermal barrier film such as an anodized film on the member constituting the wall surface of the combustion chamber, the heat insulating property on the wall surface of the combustion chamber is improved. As a result, the thermal efficiency of combustion in the internal combustion engine can be improved.

特開2012−159059号公報JP 2012-159059 A 特開2012−112332号公報JP 2012-112332 A

ところで、上記の技術で遮熱膜が形成されると、遮熱膜の端部(以下、膜端部ともいう。)と燃焼室の壁面を構成する部材との間に段差が生じる。この段差は、燃焼室内におけるガスの流速を減少させ、内燃機関の性能低下を引き起こす原因となる。加えて、上記の段差がガスにさらされることで、遮熱膜のはがれが生じることがある。また、遮熱膜形成後に上記の段差を滑らかにしようとすると、加工するためのコストが発生する。このため、遮熱膜形成時に膜端部を滑らかにして上記の段差を生じさせない製膜方法を確立すべきとの要求があった。   By the way, when the thermal barrier film is formed by the above technique, a step is generated between the end portion of the thermal barrier film (hereinafter also referred to as the “film end portion”) and a member constituting the wall surface of the combustion chamber. This level | step difference reduces the flow velocity of the gas in a combustion chamber, and causes a performance fall of an internal combustion engine. In addition, when the above steps are exposed to gas, the heat shielding film may peel off. Further, if the above steps are made smooth after the formation of the thermal barrier film, a cost for processing is generated. For this reason, there has been a demand to establish a film forming method that smoothes the film end portion and does not cause the above-described step when forming the thermal barrier film.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、内燃機関の性能低下及び遮熱膜のはがれ等を防止することができる内燃機関の遮熱膜の形成方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a method for forming a heat shield film for an internal combustion engine that can prevent degradation in performance of the internal combustion engine and peeling of the heat shield film. With the goal.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の遮熱膜の形成方法であって、
内燃機関の燃焼室の壁面を構成する部材に陽極酸化皮膜を形成する内燃機関の遮熱膜の形成方法であって、
前記部材において陽極酸化皮膜を成膜する領域の周りを多孔質部材で囲い、前記多孔質部材で囲まれた領域内に電解液を供給して陽極酸化皮膜を形成する工程を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a method for forming a thermal barrier film of an internal combustion engine,
A method for forming a thermal barrier film of an internal combustion engine, wherein an anodized film is formed on a member constituting a wall surface of a combustion chamber of the internal combustion engine,
The method comprises the steps of surrounding a region where an anodic oxide film is formed in the member with a porous member, and supplying an electrolytic solution into the region surrounded by the porous member to form the anodic oxide film. To do.

第1の発明によれば、膜端部に段差が生じることなく、膜端部を滑らかに形成することができる。このため、膜端部の段差に起因する内燃機関の性能の低下、さらに燃焼室の壁面を構成する部材の亀裂の発生などを防止することができる。また、製膜処理と同時に滑らかな膜端部が得られるため、段差を加工するコストがかからない。   According to the first aspect of the present invention, the film end can be smoothly formed without causing a step at the film end. For this reason, it is possible to prevent the deterioration of the performance of the internal combustion engine due to the step at the end of the film and the occurrence of cracks in the members constituting the wall surface of the combustion chamber. Further, since a smooth film edge can be obtained simultaneously with the film forming process, there is no cost for processing the step.

従来の遮熱膜形成方法によって遮熱膜が形成されたピストンの断面図である。It is sectional drawing of the piston in which the heat shield film was formed by the conventional heat shield film formation method. 陽極酸化皮膜の構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of an anodized film. 従来の技術によって製膜処理が行われた後のピストンの冠面を表した図である。It is a figure showing the crown surface of the piston after film forming processing was performed by the conventional technology. 段差によって発生するエンジンへの悪影響について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the bad influence to the engine which generate | occur | produces with a level | step difference. 実施の形態1における製膜処理方法に用いる製膜装置を説明するための図である。3 is a diagram for explaining a film forming apparatus used in the film forming method in Embodiment 1. FIG. 実施の形態1においてピストンの冠面にアルマイト皮膜が製膜される様子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating a mode that an alumite film is formed on the crown surface of a piston in Embodiment 1. FIG. 実施の形態2においてピストンの冠面にアルマイト皮膜が製膜される様子を説明するための図である。FIG. 10 is a diagram for explaining how an alumite film is formed on the crown surface of a piston in the second embodiment.

実施の形態1.
以下、実施の形態1に係る内燃機関の遮熱膜の形成方法について、図1乃至図6を参照しながら説明する。
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a method for forming a thermal barrier film for an internal combustion engine according to Embodiment 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 6.

図1は、従来の遮熱膜形成方法によって遮熱膜が形成されたピストンの断面図である。図1には、ピストン10が表されている。ピストン10の冠面には、遮熱膜として陽極酸化皮膜12が形成されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view of a piston having a heat shield film formed by a conventional heat shield film forming method. FIG. 1 shows a piston 10. An anodized film 12 is formed on the crown surface of the piston 10 as a heat shield film.

また、ピストン10の冠面の中央には、キャビティ14が凹設されている。なお、実施の形態1で説明するピストン10において、キャビティ14の表面には陽極酸化皮膜12が形成されていない。このため、陽極酸化皮膜12の形成領域は、ピストン10の冠面のみである。   A cavity 14 is recessed in the center of the crown surface of the piston 10. In the piston 10 described in the first embodiment, the anodized film 12 is not formed on the surface of the cavity 14. For this reason, the formation region of the anodized film 12 is only the crown surface of the piston 10.

次に、陽極酸化皮膜12の構造について、図1のX部分を拡大した模式図である図2を参照して説明する。   Next, the structure of the anodic oxide film 12 will be described with reference to FIG. 2 which is a schematic diagram in which the portion X in FIG. 1 is enlarged.

図2は、陽極酸化皮膜12の構造を説明するための図である。図2に示すように、陽極酸化皮膜12は、アルマイト皮膜12aと、封孔材12bとから構成されている。アルマイト皮膜12aは、ピストン10の母材であるアルミニウム合金の陽極酸化処理により形成される多孔質皮膜である。封孔材12bは、アルマイト皮膜12aの上面に形成された亀裂12cや内部に形成された連通孔12dを封止してアルマイト皮膜12aの熱疲労を抑制する目的で設けられるものである。封孔材12bとしては、塗布硬化後、シリカ等の耐熱性のある材質が主成分として作用する材料(好ましくはポリシラザン又は、ポリシロキサン)が用いられる。   FIG. 2 is a diagram for explaining the structure of the anodized film 12. As shown in FIG. 2, the anodic oxide film 12 includes an alumite film 12a and a sealing material 12b. The alumite film 12 a is a porous film formed by anodizing an aluminum alloy that is a base material of the piston 10. The sealing material 12b is provided for the purpose of suppressing thermal fatigue of the anodized film 12a by sealing the crack 12c formed on the upper surface of the anodized film 12a and the communication hole 12d formed therein. As the sealing material 12b, a material (preferably polysilazane or polysiloxane) in which a heat-resistant material such as silica acts as a main component after coating and curing is used.

図2に示した構造の陽極酸化皮膜12は、アルミニウム合金よりも低熱伝導率かつ低熱容量であることは言うまでもなく、従来のセラミック系の遮熱膜よりも低熱伝導率かつ低熱容量である。そのため、セラミック系遮熱膜のように燃焼室の壁面を常に高温に保つのではなく、エンジンのサイクル間で変動する燃焼室内のガス温度に追従させることが可能となる。即ち、燃焼室の壁面温度を吸入〜圧縮行程(2サイクルエンジンの場合、上昇行程)においては低温にし、膨張〜排気行程(2サイクルエンジンの場合、下降行程)においては高温にできる。従って、陽極酸化皮膜12を形成したピストン10によれば、エンジンの熱効率のみならず吸気効率をも向上できるので、燃費の向上やNOx排出量の低減といった効果を得ることが可能となる。   The anodic oxide film 12 having the structure shown in FIG. 2 has a lower thermal conductivity and a lower heat capacity than an aluminum alloy, and has a lower heat conductivity and a lower heat capacity than a conventional ceramic heat shield film. Therefore, the wall surface of the combustion chamber is not always kept at a high temperature as in the case of a ceramic heat shield film, but it is possible to follow the gas temperature in the combustion chamber that varies between engine cycles. That is, the wall surface temperature of the combustion chamber can be made low during the intake to compression stroke (up stroke in the case of a two-cycle engine) and high during the expansion to exhaust stroke (down stroke in the case of a two-cycle engine). Therefore, according to the piston 10 on which the anodized film 12 is formed, not only the thermal efficiency of the engine but also the intake efficiency can be improved, so that it is possible to obtain effects such as improved fuel consumption and reduced NOx emission.

ところで、従来の技術によって陽極酸化皮膜12を形成すると、ピストン10と陽極酸化皮膜12の端部との間に段差が生じる。この段差は、エンジンにおいて様々な悪影響を及ぼす可能性がある。以下に、図3及び図4を参照して、この段差によって生じるエンジンへの悪影響について説明する。   By the way, when the anodized film 12 is formed by the conventional technique, a step is generated between the piston 10 and the end of the anodized film 12. This step can have various adverse effects on the engine. Hereinafter, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, an adverse effect on the engine caused by this step will be described.

図3は、従来の技術によって製膜処理が行われた後のピストン10の冠面を表した図である。図3には、ピストン10とアルマイト皮膜12aの膜端部との間において、段差Aが生じている様子が表されている。従来の技術では、この段差Aが生じたままアルマイト皮膜12aに封孔材12bが塗布されていた。   FIG. 3 is a view showing the crown surface of the piston 10 after the film forming process is performed by the conventional technique. FIG. 3 shows a state in which a step A is generated between the piston 10 and the film end of the alumite film 12a. In the conventional technique, the sealing material 12b is applied to the alumite film 12a while the step A is generated.

図4は、段差Aによって発生するエンジンへの悪影響について説明するための図である。図4には、エンジンの燃焼室における燃焼ガスの流動が矢印Sによって示されている。さらに、図4には、燃焼ガスが段差Aに当たることによって、燃焼ガスの流動が乱れる様子が矢印Tで示されている。段差Aによる燃焼ガスの流動の乱れは、燃焼ガスの流速を低下させる。このため、エンジンにおいて燃焼遅れが発生する。この結果、燃費の低下、NO及びHCの増加による排気性能の低下等のエンジン性能の低下が引き起こされる。 FIG. 4 is a diagram for explaining an adverse effect on the engine caused by the step A. FIG. In FIG. 4, the flow of the combustion gas in the combustion chamber of the engine is indicated by an arrow S. Further, in FIG. 4, a state where the flow of the combustion gas is disturbed by the combustion gas hitting the step A is indicated by an arrow T. Disturbances in the flow of the combustion gas due to the step A reduce the flow velocity of the combustion gas. For this reason, a combustion delay occurs in the engine. As a result, reduction in fuel consumption, reduction in engine performance such as reduction of exhaust performance due to the increase of the NO X and HC is caused.

また、図4には、陽極酸化皮膜12の膜端部が燃焼ガスにさらされることで、膜端部に欠けが発生している様子が破線Uによって表されている。破線Uで示される欠けが生じることで、その欠けた部分における封孔材12bが消失する。これにより、その欠けた部分から陽極酸化皮膜12の剥がれが生じる。ここで、陽極酸化皮膜12とピストン10の母材のアルミとの境界は、応力が集中する箇所である。このため、この箇所でピストン10の熱疲労が発生して、ピストン10に亀裂が発生することがある。   Further, in FIG. 4, a state in which the film end portion of the anodic oxide film 12 is exposed to the combustion gas so that the film end portion is chipped is represented by a broken line U. When the chip | tip shown with the broken line U arises, the sealing material 12b in the chip | tip part lose | disappears. Thereby, peeling of the anodic oxide film 12 occurs from the lacked portion. Here, the boundary between the anodized film 12 and the aluminum of the base material of the piston 10 is a place where stress is concentrated. For this reason, thermal fatigue of the piston 10 occurs at this location, and the piston 10 may crack.

これらの段差Aによる悪影響を生じさせないためにも、滑らかな膜端部を形成する必要がある。しかしながら、陽極酸化皮膜12の形成後に段差Aを滑らかに加工するためには加工費分のコストがかかってしまう。   In order not to cause an adverse effect due to these steps A, it is necessary to form a smooth film end. However, in order to process the step A smoothly after the formation of the anodized film 12, a cost corresponding to the processing cost is required.

そこで、実施の形態1では、ピストン10に陽極酸化皮膜12を形成する際に、膜端部が滑らかになる製膜処理方法を実施する。以下に、図5及び図6を参照して、この製膜処理方法について詳述する。   Therefore, in the first embodiment, when the anodic oxide film 12 is formed on the piston 10, a film forming method is performed in which the film end is smooth. Hereinafter, the film forming method will be described in detail with reference to FIGS.

図5は、実施の形態1における製膜処理方法に用いる製膜装置を説明するための図である。図5には、ピストン10の冠面に陽極酸化皮膜12を形成するための製膜装置20が表されている。製膜装置20には、ピストン10が設置されている。ピストン10は、その底部を電極24によって支えられる形で保持されている。ピストン10は、その側面を冷却装置26によって囲まれた状態で保持されている。   FIG. 5 is a diagram for explaining a film forming apparatus used in the film forming method in the first embodiment. FIG. 5 shows a film forming apparatus 20 for forming the anodic oxide film 12 on the crown surface of the piston 10. The film forming apparatus 20 is provided with a piston 10. The piston 10 is held such that its bottom is supported by the electrode 24. The piston 10 is held with its side surface surrounded by the cooling device 26.

図5に示すように、ピストン10の冠面の外周部は、多孔質の弾性体で構成される多孔質部材28によって密閉されている。同様に、ピストン10の冠面とキャビティ14との境界は、多孔質部材28によって密閉されている。ここで、多孔質の弾性体とは、液体が浸透する物質のことであり、例えばスポンジがこれにあたる。   As shown in FIG. 5, the outer peripheral portion of the crown surface of the piston 10 is sealed by a porous member 28 made of a porous elastic body. Similarly, the boundary between the crown surface of the piston 10 and the cavity 14 is sealed by a porous member 28. Here, the porous elastic body is a substance through which a liquid permeates, for example, a sponge.

ピストン10の冠面と多孔質部材28とが構成する空間には、酸性電解液30が注入される。これにより、ピストン10の冠面に酸性電解液30が接触する。酸性電解液30には、電極22が設けられている。なお、図5中に矢印で示すように、酸性電解液30は一端から注入されると共に、他端から排出される。   An acidic electrolyte solution 30 is injected into a space formed by the crown surface of the piston 10 and the porous member 28. Thereby, the acidic electrolyte solution 30 contacts the crown surface of the piston 10. The acidic electrolytic solution 30 is provided with an electrode 22. In addition, as shown by the arrow in FIG. 5, the acidic electrolyte 30 is injected from one end and discharged from the other end.

製膜装置20において、酸性電解液30が注入された状態で電極22、24の間に電圧を印加して電気分解を行うと、陽極としてのピストン10の冠面が酸化されてアルマイト皮膜12aが形成される。アルマイト皮膜12aの空孔率は印加電圧により、アルマイト皮膜12aの厚さは印加時間により、それぞれ所望の値に調節される。なお、製膜処理中、酸化反応熱を除去するため冷却装置26によってピストン10が冷却される。   When electrolysis is performed by applying a voltage between the electrodes 22 and 24 in the state in which the acidic electrolyte 30 is injected in the film forming apparatus 20, the crown surface of the piston 10 as the anode is oxidized, and the alumite film 12a is formed. It is formed. The porosity of the alumite film 12a is adjusted to a desired value by the applied voltage, and the thickness of the alumite film 12a is adjusted by the application time. During the film forming process, the piston 10 is cooled by the cooling device 26 in order to remove the oxidation reaction heat.

図6は、実施の形態1においてピストン10の冠面にアルマイト皮膜12aが製膜される様子を説明するための図である。また、図6は、図5のY部分の拡大模式図である。   FIG. 6 is a view for explaining a state in which the alumite film 12a is formed on the crown surface of the piston 10 in the first embodiment. FIG. 6 is an enlarged schematic diagram of a Y portion in FIG.

図6(a)は、製膜処理前の多孔質部材28を表す図である。図6(a)には、多孔質部材28に酸性電解液30が浸透する様子が矢印Dで示されている。ここで、実施の形態1で用いられている多孔質部材28は、多孔質部材28内における密度が部分的に異なっている。ここで、密度とは、単位体積当たりの液体の入る孔の数である。多孔質部材28において、この孔の数が相対的に多い部分を粗い部分、孔の数が相対的に少ない部分を密な部分と表現する。   FIG. 6A is a diagram illustrating the porous member 28 before the film forming process. In FIG. 6A, the state in which the acidic electrolyte 30 permeates the porous member 28 is indicated by an arrow D. Here, the porous member 28 used in the first embodiment is partially different in density in the porous member 28. Here, the density is the number of holes into which liquid enters per unit volume. In the porous member 28, a portion having a relatively large number of holes is expressed as a rough portion, and a portion having a relatively small number of holes is expressed as a dense portion.

実施の形態1における多孔質部材28は、酸性電解液30側かつピストン10の冠面側の部分が粗い部分である。上記の粗い部分には水分が浸透し易いため、酸性電解液30は、この粗い部分に優先的に浸透する。多孔質部材28における浸透率の違いは、図6の矢印Eによって示されている。具体的には、矢印Eが示す方向にいくにつれて浸透率が高くなる。   The porous member 28 in the first embodiment is a portion where the acidic electrolyte solution 30 side and the crown surface side portion of the piston 10 are rough. Since moisture easily penetrates into the rough portion, the acidic electrolytic solution 30 preferentially penetrates into the rough portion. The difference in permeability in the porous member 28 is indicated by an arrow E in FIG. Specifically, the penetration rate increases in the direction indicated by the arrow E.

図6(b)は、製膜処理後の多孔質部材28を表す図である。図6(b)には、製膜処理によってアルマイト皮膜12aが形成された状態が示されている。形成されたアルマイト皮膜12aは、滑らかな膜端部を形成している。このように、多孔質部材28内において酸性電解液30の浸透率に差異を設けることで、アルマイト皮膜12aに段差を生じさせることなく、滑らかな膜端部を形成することができる。   FIG. 6B is a diagram illustrating the porous member 28 after the film forming process. FIG. 6B shows a state in which the alumite film 12a is formed by the film forming process. The formed anodized film 12a forms a smooth film end. Thus, by providing a difference in the permeability of the acidic electrolytic solution 30 in the porous member 28, a smooth film end can be formed without causing a step in the alumite film 12a.

図6(c)は、シール再生時の多孔質部材28を表す図である。図6(c)には、多孔質部材28が押し潰されることによって、浸透していた酸性電解液30が排出される様子が示されている。酸性電解液30の排出後には、ピストン10における製膜領域を洗浄し、乾燥させる。その後、製膜領域に封孔処理が施されて陽極酸化皮膜12が形成される。   FIG. 6C is a diagram illustrating the porous member 28 during seal regeneration. FIG. 6C shows a state in which the permeated acidic electrolyte solution 30 is discharged when the porous member 28 is crushed. After discharging the acidic electrolyte 30, the film forming region in the piston 10 is washed and dried. Thereafter, a sealing process is performed on the film forming region to form the anodic oxide film 12.

実施の形態1による陽極酸化皮膜12の形成方法によれば、膜端部に段差が生じることなく、膜端部を滑らかに形成することができる。このため、段差が生じることで発生していた燃費の低下及びNO及びHCの増加による排気性能の低下等のエンジン性能の低下、陽極酸化皮膜12の剥がれに起因するピストン10の亀裂の発生などを防止することができる。さらに、製膜処理と同時に滑らかな膜端部が得られるため、段差を加工するコストがかからない。 According to the method for forming the anodic oxide film 12 according to the first embodiment, the film end can be smoothly formed without causing a step in the film end. Therefore, reduction in engine performance such as reduction of exhaust performance due to the increase in the reduction and NO X and HC fuel consumption which occurs in the step is generated, the piston 10 due to peeling of the anodized film 12 cracks occur such as Can be prevented. Furthermore, since a smooth film edge can be obtained simultaneously with the film forming process, the cost for processing the step is not required.

実施の形態1において、多孔質部材28の密度に部分的な差異を持たせたが、多孔質部材28内における浸透率に差異を持たせる方法はこれに限定されるものではない。例えば、酸性電解液30を外気との圧力差で制御することで多孔質部材28への浸透率に差異を持たせてもよい。また、多孔質部材28において密度の部分的な差異を設けると共に酸性電解液30の圧力の制御を行ってもよい。本変形例は、後述する実施の形態2においても同様に適用可能である。   In the first embodiment, the density of the porous member 28 has a partial difference, but the method of making the permeability in the porous member 28 different is not limited to this. For example, the permeation rate into the porous member 28 may be made different by controlling the acidic electrolyte 30 with a pressure difference from the outside air. Further, a partial difference in density may be provided in the porous member 28 and the pressure of the acidic electrolyte solution 30 may be controlled. This modification can be similarly applied to Embodiment 2 described later.

また、実施の形態1では、冠面にキャビティ14が設けられたピストン10を用いて説明を行ったがこれに限定されるものではない。キャビティ14が設けられていないピストンにおいても、冠面の外周部における膜端部を滑らかにする目的で実施の形態1の遮熱膜の形成方法が用いられてもよい。本変形例は、後述する実施の形態2においても同様に適用可能である。   Moreover, although Embodiment 1 demonstrated using the piston 10 in which the cavity 14 was provided in the crown surface, it is not limited to this. Even in a piston in which the cavity 14 is not provided, the thermal barrier film forming method of the first embodiment may be used for the purpose of smoothing the film end portion in the outer peripheral portion of the crown surface. This modification can be similarly applied to Embodiment 2 described later.

また、実施の形態1では、燃焼室の壁面を構成する部材の具体例としてピストン10を用いたがこれに限られるものではない。本発明では、陽極酸化皮膜を成膜する燃焼室の壁面を構成する部材として、吸気バルブ、排気バルブ、そしてシリンダヘッド等が用いられてもよい。本変形例は、後述する実施の形態2においても同様に適用可能である。   In the first embodiment, the piston 10 is used as a specific example of the member constituting the wall surface of the combustion chamber, but the present invention is not limited to this. In the present invention, an intake valve, an exhaust valve, a cylinder head, or the like may be used as a member constituting the wall surface of the combustion chamber on which the anodized film is formed. This modification can be similarly applied to Embodiment 2 described later.

実施の形態2.
次に、図7を参照して、本発明の実施の形態2を説明する。実施の形態2の内燃機関の遮熱膜の形成方法では、実施の形態1と同様の構成において、酸性電解液30が接触している部分と反対側の多孔質部材28を冷却水に浸す。そして、この冷却水に圧力をかけて酸性電解液30の染み込み易さを制御することで、滑らかな膜端部を得ることを特徴とする。
Embodiment 2. FIG.
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In the method for forming a thermal barrier film for an internal combustion engine according to the second embodiment, in the same configuration as in the first embodiment, the porous member 28 on the opposite side to the portion in contact with the acidic electrolyte 30 is immersed in cooling water. And it is characterized by obtaining a smooth film | membrane edge part by controlling the easiness of the acidic electrolyte solution 30 to permeate by applying pressure to this cooling water.

図7は、実施の形態2においてピストン10の冠面にアルマイト皮膜12aが製膜される様子を説明するための図である。図7(a)は、製膜処理前の多孔質部材28を表す図である。図7(a)には、多孔質部材28において、酸性電解液30の反対側に冷却水36が接触している様子が表されている。さらに、冷却水36は、多孔質部材28への染み込み易さを制御されている。   FIG. 7 is a view for explaining a state in which the alumite film 12a is formed on the crown surface of the piston 10 in the second embodiment. FIG. 7A is a diagram illustrating the porous member 28 before film formation. FIG. 7A shows a state in which the cooling water 36 is in contact with the opposite side of the acidic electrolyte 30 in the porous member 28. Furthermore, the ease of penetration of the cooling water 36 into the porous member 28 is controlled.

具体的に、冷却水36は、多孔質部材28において、ピストン10の冠面側が染み込みにくく、ピストン10の冠面と反対側にいくにつれて染み込み易くなるように制御されている。これにより、多孔質部材28に染み込み酸性電解液30は冷却水36によって希釈される。このため、図7(a)に示すように、酸性電解液30は、ピストン10の冠面側に染み込み易くなる。   Specifically, the cooling water 36 is controlled in the porous member 28 so that the crown surface side of the piston 10 is less likely to permeate and becomes more likely to permeate toward the opposite side of the crown surface of the piston 10. As a result, the acidic electrolytic solution 30 soaked into the porous member 28 is diluted with the cooling water 36. For this reason, as shown to Fig.7 (a), the acidic electrolyte solution 30 becomes easy to osmose | permeate the crown surface side of the piston 10. FIG.

図7(a)に示す多孔質部材28には、2つの完全シール部32、34が設けられている。完全シール部32は、冷却水36が多孔質部材28を超えて酸性電解液30が注入されている領域にまで浸透してしまうことを防止するために設けられている。逆に、完全シール部34は、酸性電解液30が多孔質部材28を超えて冷却水36が注入されている領域にまで浸透してしまうことを防止するために設けられている。   Two complete seal portions 32 and 34 are provided in the porous member 28 shown in FIG. The complete seal portion 32 is provided in order to prevent the cooling water 36 from penetrating to the region where the acidic electrolyte solution 30 is injected beyond the porous member 28. Conversely, the complete seal portion 34 is provided in order to prevent the acidic electrolyte 30 from penetrating to the region where the cooling water 36 is injected beyond the porous member 28.

図7(b)には、製膜処理後の多孔質部材を表す図である。図7(b)には、ピストン10の冠面にアルマイト皮膜12aが形成されており、かつ膜端部が滑らかに形成されている。このように、実施の形態2の陽極酸化皮膜12の形成方法によれば、膜端部を滑らかに形成することができる。   FIG. 7B is a diagram showing the porous member after the film forming process. In FIG. 7B, an alumite film 12a is formed on the crown surface of the piston 10, and the film end is smoothly formed. Thus, according to the formation method of the anodic oxide film 12 of Embodiment 2, the film edge part can be formed smoothly.

10 ピストン
12 陽極酸化皮膜
20 製膜装置
28 多孔質部材
30 酸性電解液
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Piston 12 Anodized film 20 Film forming apparatus 28 Porous member 30 Acidic electrolyte

Claims (1)

内燃機関の燃焼室の壁面を構成する部材に陽極酸化皮膜を形成する内燃機関の遮熱膜の形成方法であって、
前記部材において陽極酸化皮膜を成膜する領域の周りを多孔質部材で囲い、前記多孔質部材で囲まれた領域内に電解液を供給して陽極酸化皮膜を形成する工程を備えることを特徴とする内燃機関の遮熱膜の形成方法。
A method for forming a thermal barrier film of an internal combustion engine, wherein an anodized film is formed on a member constituting a wall surface of a combustion chamber of the internal combustion engine,
The method comprises the steps of surrounding a region where an anodic oxide film is formed in the member with a porous member and supplying an electrolytic solution into the region surrounded by the porous member to form the anodic oxide film. A method for forming a thermal barrier film for an internal combustion engine.
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