JP2017031921A - 放熱膜形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の所望の部位にのみ放熱層を効率良く形成できる放熱膜形成方法を提供すること。【解決手段】放熱膜５を形成する放熱膜形成方法であって、シリカを主成分とする放熱コート剤を、該放熱コート剤の焼成温度よりも融点が高いロウ板材６に接触させた後に焼成することにより、ロウ板材６上に放熱膜５を形成する工程と、放熱膜５が形成されたロウ板材６を、排気マニホールド２の被ロウ付け部２０に配置してロウ付けすることにより、排気マニホールド２上に放熱膜５を形成する工程と、を有する放熱膜形成方法である。【選択図】図１

Description

本発明は、放熱膜形成方法に関する。

従来、ターボチャージャ、排気マニホールド又は触媒コンバータ等の内燃機関の排気系部品は、内燃機関から排出される高温の排気に晒されるため、その耐熱性が懸念されている。またその一方では、排気系部品の放熱性を向上させ、該排気系部品から放熱される熱をインシュレータ等により受熱することで、排気熱を有効利用する検討が進められている。

そこで、例えば内燃機関の排気管の外表面に、優れた放熱性を有する放熱層（放熱膜）を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術によれば、放熱層により排気管の放熱性を向上できるとされている。

特開２００９−１３３２１３号公報

しかしながら、排気系部品の外表面に放熱層を形成する際には、排気系部品の外表面に放熱コート剤を直接塗布した後、焼成する必要がある。そのため、所望の部位にのみ放熱コート剤を塗布するのが困難であり、本来不要な部位に放熱層が形成されてしまうという問題があった。

また、放熱コート剤の塗布及びその焼成は煩雑な作業を要するため、通常、専門メーカーにより行われる。そのため、排気系部品の外表面に放熱コート剤を直接塗布する従来の手法では、上記専門メーカーと排気系部品の製造メーカーとの間で部品が行き来することとなり、生産効率が悪いという問題もあった。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品の所望の部位にのみ放熱層を効率良く形成できる放熱膜形成方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明は、放熱膜を形成する放熱膜形成方法であって、シリカを主成分とする放熱コート剤を、該放熱コート剤の焼成温度よりも融点が高いロウ板材（例えば、後述のロウ板材６）に接触させた後に焼成することにより、前記ロウ板材上に放熱膜（例えば、後述の放熱膜５）を形成する工程（例えば、後述の第１工程）と、前記放熱膜が形成されたロウ板材を、部品（例えば、後述の排気マニホールド２）の被ロウ付け部（例えば、後述の被ロウ付け部２０）に配置してロウ付けすることにより、前記部品上に放熱膜を形成する工程（例えば、後述の第２工程）と、を有する放熱膜形成方法を提供する。

本発明では、先ず、シリカを主成分とする放熱コート剤を、該放熱コート剤の焼成温度よりも融点が高いロウ板材に塗布した後に焼成する。これにより、ロウ板材上に放熱膜を形成できる。次いで、放熱膜が形成されたロウ板材を、部品の被ロウ付け部に配置してロウ付けする。これにより、部品の被ロウ付け部上に放熱膜を形成できる。従って、本発明によれば、従来のように専門メーカーによることなく部品メーカーのみによって、部品の所望の部位にのみ放熱層を効率良く形成できる。

前記被ロウ付け部は、曲面を含んで構成され且つその近傍にはロウ材のたれを防止するリブ（例えば、後述のリブ７）が形成されることが好ましい。

この発明では、放熱膜が形成されたロウ板材を、被ロウ付け部にロウ付けする。また、被ロウ付け部の近傍には、リブを形成する。これにより、例えば被ロウ付け部が曲面で構成される場合には、ロウ付け時における被ロウ付け部からのロウ材のたれを確実に防止できる。また、例えば被ロウ付け部が平面で構成される場合には、ロウ付け時におけるロウ材の伸びを所望の範囲に制限できる。そのため、被ロウ付け部にのみ放熱膜をより確実に形成できる。

前記部品は、内燃機関（例えば、後述のエンジン１）の排気系部品（例えば、後述の排気マニホールド２）であることが好ましい。

この発明では、上記発明に係る放熱膜形成方法を、内燃機関の排気系部品に適用する。これにより、排気系部品の所望の部位にのみ効率良く放熱膜を形成できる。

本発明によれば、部品の所望の部位にのみ放熱層を効率良く形成できる放熱膜形成方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る放熱膜形成方法により放熱膜が形成された内燃機関の排気系部品を示す図である。 上記実施形態に係る放熱膜が形成されたロウ板材を示す斜視図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る放熱膜形成方法により放熱膜が形成された内燃機関の排気系部品を示す図である。
本実施形態に係る放熱膜形成方法では、内燃機関（以下、「エンジン」という。）１の排気系部品としての排気マニホールド２の外表面上に、放熱膜５を形成する。

図１に示すように、排気マニホールド２は、エンジン１の直下に配置され、その外表面温度は、例えば約９００℃に達する。そのため、この排気マニホールド２の外側近傍には、インシュレータ１０が配置される。放熱膜５が形成された排気マニホールド２からの放熱は、このインシュレータ１０によって受熱され、これにより、排気熱が有効利用される。

また、排気マニホールド２の下流側には、排気管３が接続される。排気管３の途中には、排気浄化触媒部４０を備える触媒コンバータ４が設けられる。排気浄化触媒部４０は、排気中のＨＣ、ＣＯ_２、ＮＯｘ等を浄化する排気浄化触媒がハニカム担体に担持されることで形成される。

本実施形態に係る放熱膜形成方法は、ロウ板材６上に放熱膜５を形成する工程（以下、「第１工程」という。）と、排気系部品としての排気マニホールド２上に放熱膜５を形成する工程（以下、「第２工程」という。）と、を有する。以下、各工程について詳細に説明する。

第１工程では、先ず、放熱コート剤を、該放熱コート剤の焼成温度よりも融点が高いロウ板材６に接触させる。
ここで、放熱コート剤としては、例えばシリカを主成分とする従来公知の放熱コート剤を用いることができる。シリカを主成分とする放熱コート剤は、その焼成温度で焼成されてガラス化することで、放熱膜５を形成する。

ロウ材としては、上述の放熱コート剤の焼成温度よりも融点が高いものが用いられる。これにより、放熱コート剤の焼成時にロウ板材６が溶解することがない。例えば、高耐食性のＮｉ系アモルファスからなるロウ材を用いることができる。より具体的には、Ｎｉを主成分として含み、ＣｒやＳｉの他に、ＢやＰが添加されることで低融点化されたロウ材が用いられる。これらのロウ材を板状に成形することにより、ロウ板材６が形成される。

ロウ板材６に放熱コート剤を接触させる具体的方法としては、特に限定されない。例えば、ロウ板材６上に放熱コート剤をスプレー等により塗布してもよく、放熱コート剤の浴槽中にロウ板材６を浸漬させてもよい。

また第１工程では、ロウ板材６上に配置された放熱コート剤を、該放熱コート剤の焼成温度にて焼成する。例えば９００℃程度で焼成することにより、放熱コート剤がガラス化してロウ板材６の表面に密着することで、放熱膜５が形成される。

次いで第２工程では、上述の第１工程により放熱膜５が形成されたロウ板材６を、排気マニホールド２の被ロウ付け部２０上に載置する。被ロウ付け部２０は、放熱膜５の形成が必要な所望の部位に適宜設定される。

また第２工程では、放熱膜５が形成されたロウ板材６を被ロウ付け部２０上に載置した後に、これを１０００℃〜１２００℃で焼成する。これにより、ロウ板材６が溶解してロウ付けが行われる。ロウ付けは、他の子部品等のロウ付けとともに行われる。

ここで、図１に示すように被ロウ付け部２０は、曲面を含んで構成されており、被ロウ付け部２０の近傍には、リブ７が形成されている。リブ７は、例えば排気マニホールド２の外表面から外方に突出し、その全周に亘って延びて形成される。このリブ７により、ロウ付け時におけるロウ材を受けることで、ロウ材のたれが防止される。

上述のロウ付けにより、排気マニホールド２の被ロウ付け部２０上に、放熱膜５が配置される。このとき、排気マニホールド２を構成するＳＵＳ中のＣｒやロウ材中のＣｒと、ガラス化して形成された放熱膜５中のシリカとの間で、互いに強固な結合が形成される。これにより、排気マニホールド２の被ロウ付け部２０上に、強固に密着した放熱膜５が形成される。

以上説明した本実施形態に係る放熱膜形成方法によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、先ず、シリカを主成分とする放熱コート剤を、該放熱コート剤の焼成温度よりも融点が高いロウ板材６に接触させた後に焼成した。これにより、ロウ板材６上に放熱膜５を形成できる。次いで、放熱膜５が形成されたロウ板材６を、排気マニホールド２の被ロウ付け部２０に配置してロウ付けした。これにより、排気マニホールド２の被ロウ付け部２０上にのみ放熱膜５を形成できる。従って、本実施形態によれば、従来のように専門メーカーによることなく部品メーカーのみによって、排気マニホールド２の所望の部位にのみ放熱膜５を効率良く形成できる。

また本実施形態では、放熱膜５が形成されたロウ板材６を、被ロウ付け部２０にロウ付けした。また、被ロウ付け部２０の近傍には、リブ７を形成した。これにより、本実施形態のように被ロウ付け部２０が曲面で構成される場合には、ロウ付け時における被ロウ付け部２０からのロウ材のたれをリブ７により確実に防止できる。また、例えば被ロウ付け部２０を平面で構成した場合には、ロウ付け時におけるロウ材の伸びをリブ７により所望の範囲に制限できる。そのため、被ロウ付け部２０にのみ放熱膜５をより確実に形成できる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
上記実施形態では、本発明の放熱膜形成方法を、排気系部品としての排気マニホールド２に適用したが、これに限定されない。例えば、排気系部品以外の部品に本発明の放熱膜形成方法を適用してもよく、排気系部品としてのターボチャージャや触媒コンバータに対して適用してもよい。

１…エンジン（内燃機関）
２…排気マニホールド（部品、排気系部品）
３…排気管
４…触媒コンバータ
５…放熱膜
６…ロウ板材
７…リブ
１０…インシュレータ
２０…被ロウ付け部
４０…排気浄化触媒部

Claims (3)

1. 放熱膜を形成する放熱膜形成方法であって、
   シリカを主成分とする放熱コート剤を、該放熱コート剤の焼成温度よりも融点が高いロウ板材に接触させた後に焼成することにより、前記ロウ板材上に放熱膜を形成する工程と、
   前記放熱膜が形成されたロウ板材を、部品の被ロウ付け部に配置してロウ付けすることにより、前記部品上に放熱膜を形成する工程と、を有する放熱膜形成方法。
2. 前記被ロウ付け部の近傍には、リブが形成される請求項１に記載の放熱膜形成方法。
3. 前記部品は、内燃機関の排気系部品である請求項１又は２に記載の放熱膜形成方法。

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