JP6172080B2 - 断熱層の形成方法及びその装置 - Google Patents
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Description
上記中空粒子を個々に吸着する多数の真空引き用吸引口が規則的に配列された粒子吸着面を有する吸引部材を用い、この吸引部材に上記中空粒子を吸着させる工程Aと、
上記粒子吸着面に吸着された各中空粒子にバインダを塗布する工程Bと、
上記バインダが塗布された上記中空粒子を上記真空引きの解除によって上記粒子吸着面から離脱させて上記基材に付着させる工程Cとを備え、
上記吸引部材は、上記吸引口として、大径中空粒子を吸着するための大径用吸引口と小径中空粒子を吸着するための小径用吸引口とを備え、
上記粒子吸着面において、上記大径用吸引口は正方格子状又は正三角格子状に配置され、上記小径用吸引口は当該格子の各すき間の中心に配置され、且つ上記粒子吸着面は凹凸を有し、上記小径用吸引口は上記大径用吸引口よりも奥まった位置に開口しており、
さらに、上記大径中空粒子と小径中空粒子は、上記大径用吸引口及び小径用吸引口各々に吸着された状態では、上記粒子吸着面を正面視したときに互いの一部が重なり合う寸法関係にあり、
上記工程Aでは、上記小径中空粒子を吸着させた後に上記大径中空粒子を吸着させるものであり、
上記工程A、B、Cを順に行なうサイクルを複数回繰り返すことによって、多数の中空粒子が上記バインダを介して積み重なった断熱層を形成することを特徴とする。
上記中空粒子を個々に吸着する多数の真空引き用吸引口が規則的に配列された粒子吸着面を有する吸引部材と、
上記吸引部材に接続された上記真空引きのための真空発生手段と、
上記粒子吸着面に吸着された各中空粒子にバインダを塗布するバインダ塗布手段と、
上記中空粒子を真空引きによって上記吸引部材に吸着させる工程と、該吸引部材に吸着された中空粒子に上記バインダを塗布する工程と、上記真空引きの解除によって上記バインダが塗布された中空粒子を上記吸引部材から離脱させて上記基材に載せる工程とが順に繰り返されるように、装置全体の動作を制御する制御部とを備え、
上記吸引部材は、上記吸引口として、大径中空粒子を吸着するための大径用吸引口と小径中空粒子を吸着するための小径用吸引口とを備え、
上記粒子吸着面において、上記大径用吸引口は正方格子状又は正三角格子状に配置され、上記小径用吸引口は当該格子の各すき間の中心に配置され、且つ上記粒子吸着面は凹凸を有し、上記小径用吸引口は上記大径用吸引口よりも奥まった位置に開口しており、
さらに、上記大径中空粒子と小径中空粒子は、上記大径用吸引口及び小径用吸引口各々に吸着された状態では、上記粒子吸着面を正面視したときに互いの一部が重なり合う寸法関係にあり、
上記制御部は、上記中空粒子を真空引きによって上記吸引部材に吸着させる工程では、上記小径中空粒子を吸着させた後に上記大径中空粒子を吸着させることを特徴とする。
参考形態及び実施形態は、図1に示すエンジンのピストンに本発明に係る方法及び装置によって断熱層を形成する例である。
図3に示すように、断熱層11は、無機酸化物よりなる多数の球状中空粒子12がSi系樹脂等よりなるバインダ13中に分散してなる。その多数の中空粒子12は、ピストン1の頂面に規則的に配列されているとともに、規則的に積み上げられている。相隣る中空粒子12の間はバインダ13によって埋められている。また、最上段の中空粒子12の上側に、中空粒子12の凹凸が表れないようにバインダ13が厚く盛られ、それによって、断熱層11の表面は平滑になっている。中空粒子12の直径は例えば5μm〜50μm程度、さらには20μm〜30μm程度とし、断熱層11の厚さは例えば50μm〜200μm程度とすることが好ましい。
本発明は、多数の中空粒子12をピストン1の頂面に規則的に配列させるために、中空粒子12を真空引き方式の吸着手段に吸着させ、該吸着手段からピストン1の頂面に移すという手法をとる。
−工程A−
吸引部材21を吸着ステーション22に移動させ、容器33内の中空粒子12を粒子吸着面25に真空引きによって吸着させる。粒子吸着面25には多数の吸引口26が規則的に配列して開口しているから、粒子吸着面25には多数の中空粒子が規則的に配列されて吸着された状態になる。
中空粒子12を吸着した吸引部材21を塗布ステーション23に移動させ、第1バインダ塗布装置34によってバインダ13を吸引部材21の粒子吸着面25に吹き付けて中空粒子12に塗布する。これにより、図6に示すように、各中空粒子12の下面側にバインダ13が塗布された状態になる。
中空粒子12にバインダ13が塗布された吸引部材21を付着ステーション24に移動させ、エア源32によって各吸引口26に正圧を加えることにより(真空引きの解除)、中空粒子12を粒子吸着面25からピストン1の頂面に向けて離脱させる。これにより、ピストン1の頂面に多数の中空粒子12が規則的に配列されて付着した状態になる。
工程A、B、Cを順に行なうサイクルを複数回繰り返すことによって、多数の中空粒子12がバインダ13を介して積み重なった状態にする。
最後のサイクルで付着させた最上段の中空粒子12の上から第2バインダ塗布装置38によってバインダ13を吹き付けて塗布する。これにより、図3に示すように、中空粒子12間にバインダ13を充填するとともに、最上段の中空粒子12の上側に、中空粒子12の凹凸が表れないようにバインダ13が厚く盛られた状態になり、断熱層11の表面は平滑になる。
バインダ13を焼成する。これにより、図3に示す断熱層11が得られる。
2回目以降のサイクルの工程Cにおいては、ピストン1に対する吸引部材21の位置をずらさずに、中空粒子12を前回サイクルの中空粒子12の上に配置してもよい。この場合は、図5に示す吸引口26が正方格子状に配置されている例では、中空粒子12が単純正方格子構造の各格子点に配置された断熱層が得られる。
(大径中空粒子と小径中空粒子の使用)
図9に示す吸引部材21は、図10に示す球状の大径中空粒子41を吸着するための大径用吸引口42と球状の小径中空粒子43を吸着するための小径用吸引口44とを備えている。大径用吸引口42は当該吸引部材21の粒子吸着面25に二次元正方格子状に配置されて開口し、小径用吸引口44は当該正方格子の各すき間の中心に配置されて粒子吸着面25に開口している。図9では小径用吸引口44の口径が大径用吸引口42の口径よりも小さくなっているが、両吸引口42,44の口径は同じであってもよい。
11 断熱層
12 中空粒子
13 バインダ
21 吸引部材
25 粒子吸着面
26 吸引口
41 大径中空粒子
42 大径用吸引口
43 小径中空粒子
44 小径用吸引口
31 真空発生源(真空発生手段)
34 第1バインダ塗布装置(バインダ塗布手段)
38 第2バインダ塗布装置(バインダ塗布手段)
Claims (3)
- 多数の中空粒子を有する断熱層を基材に形成する方法であって、
上記中空粒子を個々に吸着する多数の真空引き用吸引口が規則的に配列された粒子吸着面を有する吸引部材を用い、この吸引部材に上記中空粒子を吸着させる工程Aと、
上記粒子吸着面に吸着された各中空粒子にバインダを塗布する工程Bと、
上記バインダが塗布された上記中空粒子を上記真空引きの解除によって上記粒子吸着面から離脱させて上記基材に付着させる工程Cとを備え、
上記吸引部材は、上記吸引口として、大径中空粒子を吸着するための大径用吸引口と小径中空粒子を吸着するための小径用吸引口とを備え、
上記粒子吸着面において、上記大径用吸引口は正方格子状又は正三角格子状に配置され、上記小径用吸引口は当該格子の各すき間の中心に配置され、且つ上記粒子吸着面は凹凸を有し、上記小径用吸引口は上記大径用吸引口よりも奥まった位置に開口しており、
さらに、上記大径中空粒子と小径中空粒子は、上記大径用吸引口及び小径用吸引口各々に吸着された状態では、上記粒子吸着面を正面視したときに互いの一部が重なり合う寸法関係にあり、
上記工程Aでは、上記小径中空粒子を吸着させた後に上記大径中空粒子を吸着させるものであり、
上記工程A、B、Cを順に行なうサイクルを複数回繰り返すことによって、多数の中空粒子が上記バインダを介して積み重なった断熱層を形成することを特徴とする断熱層の形成方法。 - 請求項1において、
上記サイクルを複数回繰り返した後、最後に付着させた上記中空粒子の上から上記バインダを塗布する工程を備えていることを特徴とする断熱層の形成方法。 - 基材に多数の中空粒子を有する断熱層を形成するための装置であって、
上記中空粒子を個々に吸着する多数の真空引き用吸引口が規則的に配列された粒子吸着面を有する吸引部材と、
上記吸引部材に接続された上記真空引きのための真空発生手段と、
上記粒子吸着面に吸着された各中空粒子にバインダを塗布するバインダ塗布手段と、
上記中空粒子を真空引きによって上記吸引部材に吸着させる工程と、該吸引部材に吸着された中空粒子に上記バインダを塗布する工程と、上記真空引きの解除によって上記バインダが塗布された中空粒子を上記吸引部材から離脱させて上記基材に載せる工程とが順に繰り返されるように、装置全体の動作を制御する制御部とを備え、
上記吸引部材は、上記吸引口として、大径中空粒子を吸着するための大径用吸引口と小径中空粒子を吸着するための小径用吸引口とを備え、
上記粒子吸着面において、上記大径用吸引口は正方格子状又は正三角格子状に配置され、上記小径用吸引口は当該格子の各すき間の中心に配置され、且つ上記粒子吸着面は凹凸を有し、上記小径用吸引口は上記大径用吸引口よりも奥まった位置に開口しており、
さらに、上記大径中空粒子と小径中空粒子は、上記大径用吸引口及び小径用吸引口各々に吸着された状態では、上記粒子吸着面を正面視したときに互いの一部が重なり合う寸法関係にあり、
上記制御部は、上記中空粒子を真空引きによって上記吸引部材に吸着させる工程では、上記小径中空粒子を吸着させた後に上記大径中空粒子を吸着させることを特徴とする断熱層の形成装置。
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