JP2019157744A - エンジン構成部品 - Google Patents

Abstract

【課題】遮熱層の遮熱性が高く、基材に対する遮熱層の密着性が良好であるエンジン構成部品を提供すること。【解決手段】エンジン構成部品は、凸部が複数形成された表面を有する金属製の基材と、前記基材の前記表面に設けられた遮熱層とを備える。前記遮熱層は、ガラス及び無機繊維を含み、前記遮熱層を厚み方向に貫通する連続気孔を有する多孔質体からなる。前記表面を平面視したときの平面方向を幅方向としたとき、前記厚み方向における前記基材の断面のうち、前記表面を含み、前記幅方向の長さが１５ｍｍである視野において、前記表面の形状に沿って測定した前記表面の長さが前記幅方向の長さの１．４倍以上である。前記視野内に、前記凸部の頂部から裾部にわたる高低差が０．１２ｍｍ以上である箇所が５箇所以上ある。【選択図】図２

Description

本開示はエンジン構成部品に関する。

従来、エンジン構成部品の表面に遮熱層を設ける技術が知られている。エンジン構成部品として、例えば、燃焼室に臨む部材等が挙げられる。特許文献１には、無機酸化物から成る中空粒子と、フィラー材と、ガラス質材とを含む遮熱層が記載されている。

特開２０１５−６８３０２号公報

遮熱層は、遮熱性が高い必要がある。また、遮熱層は、エンジンを構成する部材に対する密着性が良好である必要がある。従来の遮熱層は、遮熱性と密着性とを両立させることが困難であった。本開示の一局面は、遮熱層の遮熱性が高く、基材に対する遮熱層の密着性が良好であるエンジン構成部品を提供することを目的とする。

本開示の一局面は、凸部が複数形成された表面を有する金属製の基材と、前記基材の前記表面に設けられた遮熱層と、を備え、前記遮熱層は、ガラス及び無機繊維を含み、前記遮熱層を厚み方向に貫通する連続気孔を有する多孔質体からなり、前記表面を平面視したときの平面方向を幅方向としたとき、前記厚み方向における前記基材の断面のうち、前記表面を含み、前記幅方向の長さが１５ｍｍである視野において、前記表面の形状に沿って測定した前記表面の長さが前記幅方向の長さの１．４倍以上であり、前記視野内に、前記凸部の頂部から裾部にわたる高低差が０．１２ｍｍ以上である箇所が５箇所以上あるエンジン構成部品である。

本開示の一局面であるエンジン構成部品は遮熱層を備える。その遮熱層は、ガラス及び無機繊維を含む多孔質体により構成され、熱伝導率が低く、遮熱性に優れる。そのため、本開示の一局面であるエンジン構成部品は、基材への熱伝導を遮熱層によって抑制できる。

遮熱層を形成するとき、一般的に、遮熱層を加熱し、その後、冷却する。加熱されるとき、遮熱層は、基材に引っ張られて膨張する。その後、遮熱層が冷却されるとき、一般的に、遮熱層の収縮量は基材の収縮量より小さいので、遮熱層と基材との界面に応力が生じる。応力によって遮熱層が割れると、遮熱層が基材から剥がれてしまう。

本開示の一局面であるエンジン構成部品では、遮熱層を加熱し、その後冷却しても、遮熱層が基材から剥がれ難い。その理由は以下のように推測される。遮熱層は多孔質体により構成され、気孔を含む。冷却時に遮熱層に応力が加わると、気孔がつぶれることで、遮熱層は縮むことができる。そのため、冷却時に遮熱層は割れ難く、基材から剥がれ難い。また、遮熱層は無機繊維を含むので、界面の応力が、遮熱層において界面から離れた部位にまで伝わり易い。そのため、界面付近に応力が集中し難いので、冷却時に遮熱層は割れ難く、基材から剥がれ難い。

本開示の一局面であるエンジン構成部品において、遮熱層は、遮熱層の厚み方向に貫通する連続気孔を有する。そのため、本開示の一局面であるエンジン構成部品は、連続気孔を通じて、適度に熱を基材に伝導させることができる。

本開示の一局面であるエンジン構成部品において、基材の表面であって、遮熱層が設けられている面（以下では基材表面とする）には、凸部が複数形成されている。また、基材表面の形状は、以下の条件１、２を充足する。

条件１：基材表面を平面視したときの平面方向を幅方向としたとき、前記厚み方向における前記基材の断面のうち、基材表面を含み、前記幅方向の長さが１５ｍｍである視野において、基材表面の形状に沿って測定した基材表面の長さが前記幅方向の長さの１．４倍以上である。

条件２：前記視野内に、前記凸部の頂部から裾部にわたる高低差が０．１２ｍｍ以上である箇所が５箇所以上ある。
なお、以下では、「前記表面の形状に沿って測定した前記表面の長さ」をＬとする。１５ｍｍに対する長さＬの比をＬ／Ｗとする。また、「前記凸部の頂部から裾部にわたる高低差が０．１２ｍｍ以上である箇所」を、以下では０．１２ｍｍ箇所とする。

基材表面の形状が上記の条件１、２を充足することにより、本開示の一局面であるエンジン構成部品において、基材と遮熱層との密着性が良好である。その理由は以下のように推測される。
基材表面が上記の条件１、２を充足する形状を有する場合、基材表面の比表面積が増加し、基材と遮熱層との界面の面積が増加する。さらに、凸部のアンカー効果により、基材と遮熱層との密着性が良好になる。

エンジンの構成を表す全体構成図である。 基材１の断面を観察するための視野２０１を表す説明図である。 エンジン構成部品の製造方法を表す説明図である。 エンジン構成部材の断面を表す写真である。

本開示の例示的な実施形態を説明する。
１．エンジン構成部品
エンジン構成部品について、図１を参照して説明する。図１において、符号１０１はエンジンである。エンジン１０１は、熱エネルギーを利用する駆動源であって、例えばガソリンエンジンである。エンジン１０１は、エンジン本体１０１ａと、それに接続される給排気系とから構成される。エンジン本体１０１ａは、シリンダヘッド１０２と、シリンダブロック１０４とを備える。シリンダブロック１０４は、気筒ごとのシリンダボア１０３を形成する。シリンダヘッド１０２には、各気筒に連通する吸気ポート１０２ａと、各気筒に連通する排気ポート１０２ｂとが形成される。シリンダボア１０３内には、ピストン１０５が収容される。

ピストン１０５は、コネクティングロッド１０６を介してクランク軸１０７に連結される。エンジン１０１の燃焼室１０８は、ピストン１０５の頂面、シリンダボア１０３の壁面、及びシリンダヘッド１０２の下面によって形成される。また、吸気ポート１０２ａにおいて燃焼室１０８に臨む位置には、吸気バルブ１０９ａが設けられている。また、排気ポート１０２ｂにおいて燃焼室１０８に臨む位置には、排気バルブ１０９ｂが設けられている。また、燃焼室１０８には点火プラグ１１０が設けられる。

吸気ポート１０２ａには吸気マニホルド１１１が接続される。吸気マニホルド１１１にはインジェクタ１１２が設けられる。なお、インジェクタ１１２は燃焼室１０８に臨む位置に設けてもよい。吸気マニホルド１１１よりも上流側の吸気通路１１４には、スロットル弁１１５ａが介装される。スロットル弁１１５ａの上流側にはインタークーラー１１６が介装される。また、インタークーラー１１６の上流側にはターボ過給機１１７のコンプレッサ１１７ａが介装される。また、吸気通路１１４にはバイパス通路１１８が設けられる。バイパス通路１１８はコンプレッサ１１７ａをバイパスする。バイパス通路１１８にはエアバイパスバルブ１１９が設けられる。エアバイパスバルブ１１９はバイパス通路１１８を開閉する。

各排気ポート１０２ｂには排気マニホルド１２０が接続される。排気マニホルド１２０よりも下流側の排気通路１２１にはターボ過給機１１７のタービン１１７ｂが介装される。タービン１１７ｂの下流側には触媒１２２とマフラ１２３とが設けられる。また、排気通路１２１にはバイパス通路１２４が設けられる。バイパス通路１２４はタービン１１７ｂをバイパスする。バイパス通路１２４にはウエストゲートバルブ１２５が設けられる。ウエストゲートバルブ１２５はバイパス通路１２４を開閉する。

上述した各部品は、その全部又は一部が金属により形成される。本開示のエンジン構成部品は、上述した各部品のいずれであってもよいが、特に、燃焼室１０８に臨む部品であるピストン１０５、シリンダブロック１０４、シリンダヘッド１０２、吸気バルブ１０９ａ、排気バルブ１０９ｂ等の燃焼室構成部品が好適である。加えて、燃焼室１０８に連通する吸気ポート１０２ａ及び排気ポート１０２ｂ、さらには、排気系を構成する排気マニホルド１２０、排気通路１２１、ターボ過給機１１７、バイパス通路１２４、ウエストゲートバルブ１２５、触媒１２２等の高温に晒される部品も、本開示のエンジン構成部品として好適である。以下、本開示のエンジン構成部品について、燃焼室構成部品を例に説明する。

本開示の燃焼室構成部品は、金属製の基材を備える。基材は、例えば、燃焼室構成部品の主要部を構成する。基材を構成する金属は、純金属であってもよいし、合金であってもよい。純金属として、例えば、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ等が挙げられる。合金として、例えば、Ｆｅ合金、Ｔｉ合金、Ａｌ−Ｓｉ合金等が挙げられる。

基材表面の形状は、上記の条件１、２を充足する形状である。条件１、２を図２に基づき説明する。２０１は、基材１の断面を観察する視野である。この断面は、遮熱層の厚み方向に平行な断面である。視野２０１は基材１の表面２０３を含む。表面２０３は、遮熱層が形成される表面である。表面２０１を平面視したときの平面方向を幅方向とする。図２において幅方向は左右方向である。幅方向において、視野２０１の幅方向の長さはＷである。Ｗは１５ｍｍである。視野２０１において、表面２０３の形状に沿って測定した表面２０３の長さはＬである。条件１は、Ｌ／Ｗが１．４以上であるという条件である。

図２において、表面２０３の凸部を２０５とする。凸部２０５の裾部を２０７とする。裾部２０７は凹形状を有する。任意の凸部２０５の頂部と、それに隣接する裾部２０７との高低差をＨとする。条件２は、Ｈが０．１２ｍｍを超える箇所が、視野２０１内に５箇所以上あるという条件である。ここで、凸部２０５の頂部と、その凸部２０５の両側に隣接する裾部２０７のうち少なくとも一方側との高低差Ｈが０．１２ｍｍを超えれば１箇所とカウントする。換言すると、凸部２０５の頂部と、その両側に隣接する裾部２０７のいずれにおいても高低差Ｈが０．１２ｍｍを超える場合であっても、１箇所とカウントする。なお、凸部２０５の頂部と、その両側に隣接する裾部２０７のうち少なくとも一方側との高低差Ｈが０．１２ｍｍを超えればよいが、凸部２０５の頂部と、その両側に隣接する裾部２０７との高低差Ｈが、いずれも０．１２ｍｍを超えることが一層望ましい。

基材表面の形状が上記の条件１、２を充足することにより、基材と遮熱層との密着性が良好である。
本開示の燃焼室構成部品は、遮熱層を備える。遮熱層は、基材の表面に設けられている。遮熱層は、基材の表面のうち一部に設けられていてもよいし、基材の全表面に設けられていてもよい。遮熱層は、ガラス及び無機繊維を含む多孔質体からなる。多孔質体は、例えば、主にガラスと無機繊維との骨格からなる多孔質体である。遮熱層は、多孔質体により構成されるため、熱伝導率が小さく、遮熱性が高い。遮熱層は、例えば、基材よりも熱伝導率が小さい。

本開示の燃焼室構成部品では、遮熱層を加熱し、その後冷却しても、遮熱層が基材から剥がれ難い。その理由は上述したとおりである。
遮熱層は、ガラス及び無機繊維以外の成分をさらに含んでもよいし、含まなくてもよい。遮熱層は、例えば、無機繊維同士が絡み合う構造を有する。ガラスは、例えば、無機繊維と接合している。ガラスの少なくとも一部は、例えば、絡み合う無機繊維同士の接点に接合している。

遮熱層における気孔は、例えば、ガラス及び無機繊維のいずれにも占められていない空間である。遮熱層は、遮熱層を厚み方向に貫通する連続気孔を有する。本開示の燃焼室構成部品は、連続気孔を通じて、適度に熱を基材に伝導させることができる。遮熱層は、連続気孔に加えて、独立気孔をさらに有していてもよい。

ガラスは、公知のガラスの中から適宜選択することができる。ガラスは、Ｔｅ及びＢｉの少なくとも一方を含むことが好ましい。Ｔｅ及びＢｉの少なくとも一方を含むガラスは、それらを含まないガラスより熱膨張係数が大きい。そのため、ガラスがＴｅ及びＢｉの少なくとも一方を含む場合、遮熱層の熱膨張係数は一層大きくなり、遮熱層の熱膨張係数と、基材の熱膨張係数との差は一層小さくなる。その結果、ガラスがＴｅ及びＢｉの少なくとも一方を含む場合、遮熱層と基材との密着性が一層良好である。

ガラスとして、例えば、（ａ）Ｐ_２Ｏ_５及びＢ_２Ｏ_３の少なくとも一方と、（ｂ）Ｒ_２Ｏ及びＲ’Ｏと、を含み、（ａ）及び（ｂ）の合計モル数に対する、（ｂ）のモル数の比率（％）（以下ではｂ／（ａ＋ｂ）とする）が４０〜６０％であるガラスが挙げられる。ＲはＬｉ、Ｎａ、及びＫから成る群から選択される１以上であり、Ｒ’は、Ｍｇ、Ｃａ、及びＣｕから成る群から選択される１以上である。

ｂ／（ａ＋ｂ）が４０％以上である場合、遮熱層の熱膨張係数は一層大きくなり、遮熱層の熱膨張係数と、基材の熱膨張係数との差は一層小さくなる。その結果、遮熱層と基材との界面における界面応力が緩和され、遮熱層と基材との密着性が一層良好である。ｂ／（ａ＋ｂ）が６０％以下である場合、遮熱層と、基材を構成する金属との濡れ性が良くなる。

無機繊維は、公知の無機繊維から適宜選択することができる。無機繊維として、例えば、セラミック繊維、金属繊維等が挙げられる。無機繊維の具体例として、Ａｌ_２Ｏ_３繊維、ＳｉＯ_２繊維、ＺｒＯ_２繊維、ＢＮ繊維、ＳｉＣ繊維、ＴｉＯ_２繊維、ＣＮＦ繊維、グラスウール等が挙げられる。無機繊維は、Ａｌ_２Ｏ_３繊維、ＳｉＯ_２繊維、及びＺｒＯ_２繊維から成る群から選択される１以上を含むことが好ましい。無機繊維が、Ａｌ_２Ｏ_３繊維、ＳｉＯ_２繊維、及びＺｒＯ_２繊維から成る群から選択される１以上を含む場合、遮熱層を構成する多孔質体の状態を制御することが容易である。また、遮熱層の強度が高い。

無機繊維として、例えば、結晶質酸化物繊維が挙げられる。結晶質酸化物繊維として、例えば、アルミナ繊維、ムライト繊維等が挙げられる。無機繊維が結晶質酸化物繊維である場合、遮熱層に熱衝撃が加えられても、遮熱層が破損し難い。

遮熱層の断面において、ガラスの面積と無機繊維の面積との合計面積に対する、無機繊維の面積の比率（以下では繊維面積比とする）は、２０〜６０％であることが好ましい。繊維面積比が２０〜６０％である場合、遮熱層を構成する多孔質体の状態を制御することが容易である。また、遮熱層の強度が高い。無機繊維が結晶質酸化物繊維であり、繊維面積比が２０〜６０％である場合、遮熱層に熱衝撃が加えられても、遮熱層が破損し難い。

繊維面積比の測定方法は以下のとおりである。遮熱層を切断し、断面を形成する。ＥＰＭＡを用いて断面のうち、２００μｍ×１００μｍの範囲を組成分析し、ガラスの部分と、無機繊維の部分とをそれぞれ同定する。ガラスの部分の面積を測定し、測定値をＳ１とする。無機繊維の部分の面積を測定し、測定値をＳ２とする。以下の式（１）で表されるＳｆを、繊維面積比（％）とする。

式（１） Ｓｆ＝（Ｓ２／（Ｓ１+Ｓ２））×１００
無機繊維の平均アスペクト比は１０以上であることが好ましい。平均アスペクト比が１０以上である場合、遮熱層において無機繊維同士が絡み易い。そのため、遮熱層の強度が高い。

平均アスペクト比の測定方法は以下のとおりである。遮熱層を切断し、断面を形成する。断面のうち、後述の「測定対象外の無機繊維」を除く、２００μｍ×２００μｍの領域に存在する全ての無機繊維について、アスペクト比を測定する。アスペクト比は、無機繊維の直径に対する無機繊維の長さの比である。アスペクト比の算出に用いる直径は、１本の無機繊維のうち、最も直径が小さい部分での値である。長さは、無機繊維の形状に沿って測定した長さである。なお、長さが１１０μｍ未満の無機繊維は「測定対象外の無機繊維」とする。「測定対象外の無機繊維」を除く、２００μｍ×２００μｍの領域に存在する全ての無機繊維におけるアスペクト比の平均値を、平均アスペクト比とする。

遮熱層の平均厚みは、８０〜４００μｍであることが好ましい。遮熱層の平均厚みが８０μｍ以上である場合、基材への熱伝導を遮熱層によって一層抑制できる。遮熱層の平均厚みが４００μｍ以下である場合、遮熱層にクラックが生じ難く、遮熱層が基材から剥がれ難い。

遮熱層の平均厚みの測定方法は以下のとおりである。遮熱層を切断し、断面を形成する。断面のうち、長さ５００μｍの範囲における複数の場所でそれぞれ遮熱層の厚みを測定する。遮熱層の厚みを測定する複数の場所は、いずれも、遮熱層の端部以外の場所である。複数の場所における遮熱層の厚みの平均値を遮熱層の平均厚みとする。

遮熱層の断面での幅１ｍｍの範囲における遮熱層の厚みの最大値と最小値との差（以下では厚み差とする）が７０μｍ以下であることが好ましい。上記の遮熱層の断面とは、遮熱層の厚み方向と平行な断面（以下では厚み方向における断面とする）を意味する。厚み差が７０μｍ以下である場合、遮熱層に熱衝撃が加えられても、遮熱層が破損し難い。その理由は、厚み差が小さいと、面方向において遮熱層に温度ムラが生じ難いためであると推測される。

遮熱層の平均気孔率は２５〜５０％であることが好ましい。平均気孔率が２５％以上である場合、基材への熱伝導を遮熱層によって一層抑制できる。遮熱層の平均気孔率が５０％以下である場合、遮熱層にクラックが生じ難く、遮熱層が基材から剥がれ難い。

遮熱層の平均気孔率の測定方法は以下のとおりである。厚み方向に沿って遮熱層を切断し、厚み方向における断面を形成する。ＳＥＭを用いて断面の反射電子像を取得する。反射電子像内の１０の視野において、それぞれ、ガラスの部分、無機繊維の部分、及び気孔の部分をそれぞれ同定する。それぞれの視野は、２００μｍ×５０μｍの大きさを有する。なお、反射電子像において、ガラスの部分、無機繊維の部分、及び気孔の部分は、コントラストの濃淡により区別することができる。

１０の視野に含まれるガラスの部分の面積を測定し、測定値をＳ１とする。また、１０の視野に含まれる無機繊維の部分の面積を測定し、測定値をＳ２とする。また、１０の視野に含まれる気孔の部分の面積を測定し、測定値をＳ３とする。以下の式（２）で表されるＳｐを、平均気孔率（％）とする。

式（２） Ｓｐ＝（Ｓ３／（Ｓ１+Ｓ２+Ｓ３））×１００
遮熱層の表面における表面粗さＲａは４〜２５μｍであることが好ましい。遮熱層の表面における表面粗さＲｚは１２．５〜５０μｍであることが好ましい。ここで、表面粗さＲａはＪＩＳ−Ｂ０６０１：２００１に規定される算術平均粗さを意味し、表面粗さＲｚはＪＩＳ−Ｂ０６０１：２００１に規定される最大高さを意味する。遮熱層の表面における表面粗さＲａが上記の範囲内である場合、遮熱層は、耐熱衝撃性と熱引き性とが良好である。

表面粗さＲａが２５μｍを超えると、耐熱衝撃性が低下する。その理由は、表面粗さＲａが過度に大きいと、遮熱層の厚みが不均一となり、面方向において遮熱層に温度ムラが生じるためであると推測される。なお、表面粗さＲａが２５μｍを超えても、熱引き性は低下し難い。

表面粗さＲａが４μｍ未満であると、耐熱衝撃性と熱引き性とが低下する。熱引き性が低下する理由は、表面粗さＲａが過度に小さいと、遮熱層の表面積が小さくなるためであると推測される。耐熱衝撃性が低下する理由は、遮熱層の表面近傍と、基材近傍との間での温度差が大きくなるためであると推測される。

遮熱層の表面における表面粗さＲａ、表面粗さＲｚの測定方法は以下のとおりである。厚み方向における任意の断面を遮熱層の表面に沿って３ｍｍの長さにわたって観察し、遮熱層の表面上に０．０５ｍｍ間隔で測定点をプロットする。プロットした点を結ぶことで得られた線を遮熱層の表面形状とみなす。この表面形状から表面粗さＲａを算出する。０．０５ｍｍ間隔で測定点をプロットする際、測定点が気孔部分にある場合には、プロットすることができない。この場合は、気孔部分にある測定点ではプロットせず、０．０５ｍｍ離れた次の測定点をプロットする。なお、プロットできない測定点が４点続いた場合はその断面での測定は行わず、別の断面で測定を行う。

遮熱層における表面の気孔率（以下では表面気孔率とする）の測定方法は以下のとおりである。遮熱層の表面のうち、任意の３００μｍ×３００μｍの視野を１０視野観察し、画像解析にて気孔率を算出する。

遮熱層における断面の気孔率（以下では内部気孔率とする）の測定方法は以下のとおりである。任意の厚み方向における断面のうち、３００μｍ×３００μｍの視野を１０視野観察し、画像解析にて気孔率を算出する。

内部気孔率は、３０〜６５％が好ましい。表面気孔率は、１５〜４０％が好ましい。内部気孔率が６５％以下である場合、遮熱層の強度が一層高い。内部気孔率が３０％以上である場合、遮熱層の遮熱性が一層高い。その理由は、熱伝導率が低い空気を多く含むことができるからであると推測される。

表面気孔率が４０％以下である場合、遮熱層の遮熱性が一層高い。その理由は、遮熱層の表面における開口が減少し、外気を内部気孔に取り込み難くなるためであると推測される。また、表面気孔率が４０％以下である場合、遮熱層の強度が一層高い。
表面気孔率が１５％以上である場合、遮熱層の熱引き性が一層高くなる。その理由は、気孔が多くなり、遮熱層内に外気を取り込み易くなるためであると推測される。

２．燃焼室構成部品の製造方法
本開示の燃焼室構成部品は、例えば、以下のように製造できる。ガラス粉末と、無機繊維と、水とを含むスラリーを調製する。スラリーは、さらに他の成分を含んでもよいし、含まなくてもよい。

基材表面を加工し、基材表面における形状を、上記の条件１、２を充足する形状とする。そのための加工方法として、例えば、ショットピーニング、スパイニー加工等が挙げられる。ショットピーニングやスパイニー加工を施した場合、通常の加工面より大きな応力が基材表面に付与される。そのため、基材表面は活性状態となり、反応性に富む。その結果、基材と遮熱層との密着性が良好になる。

次に、図３のＳＴＥＰ１に示すように、基材１の基材表面にスラリーを塗布し、塗布層３を形成する。
次に、ＳＴＥＰ２において、６０〜１２０℃の温度で１〜２時間保持して塗布層３を乾燥させ、遮熱層５を形成する。次に、ＳＴＥＰ３において、４００〜６００℃の温度で０．５〜２時間保持し、遮熱層５を焼き付ける。以上の工程により、燃焼室構成部品７が完成する。

燃焼室構成部材の断面を図４に示す。基材の表面に遮熱層が形成されている。遮熱層は、ガラス及び無機繊維を含む多孔質体により構成されている。遮熱層は、遮熱層を厚み方向に貫通する連続気孔を有する。

３．実施例
（３−１）燃焼室構成部品の製造
実施例１〜１７、及び比較例１〜５の燃焼室構成部品を以下のようにして製造した。ガラス粉末と、無機繊維と、水とを含むスラリーを調製した。ガラス粉末の組成は、以下の表１における「ガラス組成」の列に記載したものである。無機繊維の種類は、表１における「無機繊維」のうち「種類」の列に記載したものである。スラリーにおけるガラス粉末と無機繊維との配合比は、繊維面積比が表１における「繊維面積比」の列に記載した値となる配合比である。

次に、基材を用意した。基材の材質は、上記表１における「基材の材質」の列に記載したものである。次に、基材の表面を、ショットピーニングを用いて加工した。加工後の表面におけるＬ／Ｗ、及び０．１２ｍｍ箇所の数を表１における「Ｌ／Ｗ」、「０．１２ｍｍ箇所」の列に示す。

次に、基材のうち、加工した表面にスラリーを塗布し、塗布層を形成した。次に、１００℃の温度で１時間保持して塗布層を乾燥させ、遮熱層を形成した。次に、３００〜５００℃の温度で１〜６０分間保持し、遮熱層を焼き付けた。以上の工程により、燃焼室構成部品が完成した。

（３−２）燃焼室構成部品の評価
実施例１〜１７、及び比較例１〜５の燃焼室構成部品の評価を以下のように行った。
無機繊維の平均アスペクト比を測定した。測定方法は上述した方法である。無機繊維の平均アスペクト比の測定結果を上記表１における「無機繊維」のうち「平均アスペクト比」の列に示す。
Ｘ線ＣＴにより作成した３次元モデリングを画像解析することで、遮熱層が連続気孔を有するか否かを確認した。なお、水銀圧入法により、遮熱層が連続気孔を有するか否かを確認してもよい。連続気孔とは、遮熱層を厚み方向に貫通する連続気孔である。遮熱層が連続気孔を有する場合は、上記表１における「連続気孔の有無」の列に「有」と記載し、連続気孔を有さない場合は「無」と記載した。

基材と遮熱層との接合強度を以下の方法で測定した。燃焼室構成部品を水中に入れ、水圧を所定値まで増加させ、１０分間保持する。その後、遮熱層が基材から剥離しているか否かを確認する。この工程を、上記の所定値の値を少しずつ大きくしながら、遮熱層が基材から剥離するまで繰り返す。遮熱層が基材から剥離したときの上記の所定値を接合強度とする。接合強度の測定結果を上記表１における「評価」における「強度」の列に示す。ここで、剥離とは、遮熱層と基材とが、それらの境界付近で剥離する場合と、遮熱層自体が破壊される場合との両方を含む。

実施例１〜１７の燃焼室構成部品では、基材と遮熱層との接合強度が高かった。比較例１〜５の燃焼室構成部品では、基材と遮熱層との接合強度が低かった。
４．他の実施形態
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（１）上記各実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記各実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記各実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

（２）上述した燃焼室構成部品の他、当該を構成要素とするエンジンシステム、遮熱層、エンジン構成部品の製造方法、遮熱層の製造方法等、種々の形態で本開示を実現することもできる。上述の実施形態ではエンジン構成部品としてガソリンエンジンの構成部品を例示したが、本開示のエンジン構成部品は、ディーゼルエンジンやガスタービンエンジンの構成部品であってもよい。

１…基材、３…塗布層、５…遮熱層、７…燃焼室構成部品、２０１…視野、２０３…表面
２０５…凸部、２０７…裾部

Claims (4)

1. 凸部が複数形成された表面を有する金属製の基材と、
   前記基材の前記表面に設けられた遮熱層と、
   を備え、
   前記遮熱層は、ガラス及び無機繊維を含み、前記遮熱層を厚み方向に貫通する連続気孔を有する多孔質体からなり、
   前記表面を平面視したときの平面方向を幅方向としたとき、前記厚み方向における前記基材の断面のうち、前記表面を含み、前記幅方向の長さが１５ｍｍである視野において、前記表面の形状に沿って測定した前記表面の長さが前記幅方向の長さの１．４倍以上であり、
   前記視野内に、前記凸部の頂部から裾部にわたる高低差が０．１２ｍｍ以上である箇所が５箇所以上あるエンジン構成部品。
2. 請求項１に記載のエンジン構成部品であって、
   前記無機繊維の平均アスペクト比は１０以上であるエンジン構成部品。
3. 請求項１又は２に記載のエンジン構成部品であって、
   前記遮熱層の断面において、前記ガラスの面積と前記無機繊維の面積との合計面積に対し、前記無機繊維の面積の比率は、２０〜６０％であるエンジン構成部品。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のエンジン構成部品であって、
   前記ガラスはＴｅ及びＢｉの少なくとも一方を含むエンジン構成部品。