JPH0226056B2 - - Google Patents
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- JPH0226056B2 JPH0226056B2 JP23193785A JP23193785A JPH0226056B2 JP H0226056 B2 JPH0226056 B2 JP H0226056B2 JP 23193785 A JP23193785 A JP 23193785A JP 23193785 A JP23193785 A JP 23193785A JP H0226056 B2 JPH0226056 B2 JP H0226056B2
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- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 61
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
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- 238000009751 slip forming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、デイーゼル機関等の内燃機関のシリ
ンダカバーに関するものである。
ンダカバーに関するものである。
従来の技術
近年、デイーゼル機関等の内燃機関の熱効率を
改善するために、作動温度を高めることが試みら
れているが、この内燃機関の作動温度を高くする
ためには、燃焼室部材を断熱化することが必要で
ある。内燃機関の燃焼室部材を断熱化するには、
高断熱性セラミツクスを用いるのが得策である。
例えば特公昭60−18621号公報には、エンジン部
品に高強度部分安定化ジルコニアを用いることが
開示されている。しかし、前記ジルコニア系セラ
ミツクスは熱衝撃に弱いという欠点を有してお
り、実開昭60−52345号公報には予圧縮応力など
を与えておく方法も開示されているが、しかしそ
れによつても長時間の運転は困難であつた。この
対策として、燃焼室のガス側に耐熱衝撃性及び高
温強度のすぐれた窒化珪素などのセラミツクス
を、前記のジルコニア等の高断熱性セラミツクス
の上にさらにライニングすることが考えられる。
この複層セラミツクスライニングについては、従
来からすでに種々提案されており、線膨脹係数の
異なる２種のセラミツクスを接合する場合、焼ば
めあるいはボルト止めが採用されていた。
改善するために、作動温度を高めることが試みら
れているが、この内燃機関の作動温度を高くする
ためには、燃焼室部材を断熱化することが必要で
ある。内燃機関の燃焼室部材を断熱化するには、
高断熱性セラミツクスを用いるのが得策である。
例えば特公昭60−18621号公報には、エンジン部
品に高強度部分安定化ジルコニアを用いることが
開示されている。しかし、前記ジルコニア系セラ
ミツクスは熱衝撃に弱いという欠点を有してお
り、実開昭60−52345号公報には予圧縮応力など
を与えておく方法も開示されているが、しかしそ
れによつても長時間の運転は困難であつた。この
対策として、燃焼室のガス側に耐熱衝撃性及び高
温強度のすぐれた窒化珪素などのセラミツクス
を、前記のジルコニア等の高断熱性セラミツクス
の上にさらにライニングすることが考えられる。
この複層セラミツクスライニングについては、従
来からすでに種々提案されており、線膨脹係数の
異なる２種のセラミツクスを接合する場合、焼ば
めあるいはボルト止めが採用されていた。
発明が解決しようとする問題点
内燃機関の燃焼室において、シリンダカバーも
当然上記のごとく断熱性セラミツクスと耐熱性セ
ラミツクスとで複層ライニングする必要がある。
しかし、該シリンダカバーは、内部構造が円筒形
状と円錐台形状との組合せからなる複雑な形状を
有しており、従つて複層ライニング層を形成する
際に、上記のごとき手段で行なうと、ライニング
する側のセラミツクスとライニングされる側のセ
ラミツクスの嵌合の寸法精度を高くする必要があ
り、寸法精度が悪ければ両セラミツクス間のクリ
アランスが大きくて、内圧などの外力が作用した
場合、セラミツクス・セラミツクス間の力の伝達
が局部的となり、破損するに至るという問題があ
つた。さらに精度が良好であつても、温度分布や
温度勾配の差及び熱膨脹率の差によりセラミツク
スとセラミツクスとのクリアランスが増大し、前
記と同様に内圧などの外力が作用した場合セラミ
ツクスを破損させることになる。
当然上記のごとく断熱性セラミツクスと耐熱性セ
ラミツクスとで複層ライニングする必要がある。
しかし、該シリンダカバーは、内部構造が円筒形
状と円錐台形状との組合せからなる複雑な形状を
有しており、従つて複層ライニング層を形成する
際に、上記のごとき手段で行なうと、ライニング
する側のセラミツクスとライニングされる側のセ
ラミツクスの嵌合の寸法精度を高くする必要があ
り、寸法精度が悪ければ両セラミツクス間のクリ
アランスが大きくて、内圧などの外力が作用した
場合、セラミツクス・セラミツクス間の力の伝達
が局部的となり、破損するに至るという問題があ
つた。さらに精度が良好であつても、温度分布や
温度勾配の差及び熱膨脹率の差によりセラミツク
スとセラミツクスとのクリアランスが増大し、前
記と同様に内圧などの外力が作用した場合セラミ
ツクスを破損させることになる。
本発明は、上記のごとき問題点を解決した、断
熱性セラミツクスと耐熱性セラミツクスとを複層
ラミネートしたエンジンカバーを提供しようとす
るものである。
熱性セラミツクスと耐熱性セラミツクスとを複層
ラミネートしたエンジンカバーを提供しようとす
るものである。
問題点を解決するための手段
上記の問題点を解決するため本発明のエンジン
カバーは、金属母材からなり、内部形状が、上部
が円筒形、中間部が円錐台形及び下部が円筒形で
あるシリンダカバーの内面に、熱膨脹係数が前記
金属母材と近似した断熱性のセラミツクス部材(A)
層を接合し、該セラミツクス部材(A)層面に、耐熱
衝撃性のセラミツクス部材(B)を、円筒形部分と円
錐台形部分間で分割するとともに、少なくとも円
筒形部分で周方向に複数個に分割し、かつ各分割
端面及び少なくとも円筒形部分の両セラミツクス
部材(A)、(B)層を互いに逆向きのテーパで対向させ
て嵌合し、さらに上部円筒形部の上部に取付けた
排気弁筐と少なくともセラミツクス部材(B)層の上
端との間及び下部円筒形部の下端に設けたシリン
ダライナと少なくともセラミツクス部材(B)層の下
端の間にそれぞれ断熱緩衝材層を介在させたこと
を特徴とするものである。
カバーは、金属母材からなり、内部形状が、上部
が円筒形、中間部が円錐台形及び下部が円筒形で
あるシリンダカバーの内面に、熱膨脹係数が前記
金属母材と近似した断熱性のセラミツクス部材(A)
層を接合し、該セラミツクス部材(A)層面に、耐熱
衝撃性のセラミツクス部材(B)を、円筒形部分と円
錐台形部分間で分割するとともに、少なくとも円
筒形部分で周方向に複数個に分割し、かつ各分割
端面及び少なくとも円筒形部分の両セラミツクス
部材(A)、(B)層を互いに逆向きのテーパで対向させ
て嵌合し、さらに上部円筒形部の上部に取付けた
排気弁筐と少なくともセラミツクス部材(B)層の上
端との間及び下部円筒形部の下端に設けたシリン
ダライナと少なくともセラミツクス部材(B)層の下
端の間にそれぞれ断熱緩衝材層を介在させたこと
を特徴とするものである。
作 用
本発明のシリンダカバーは、内面に断熱性セラ
ミツクス部材(A)層と、耐熱衝撃性セラミツクス部
材(B)層からなる複層セラミツクスラミネート層が
形成され、しかも接合されたセラミツクス部材(B)
層の接合面がテーパ端面であることにより、分割
セラミツクス片が抜け出すことが防止され、かつ
接合箇所で応力集中の緩和が行なわれ、又内圧が
作用しても円筒形部において周方向に過大な応力
が作用せず、断熱性のセラミツクス部材(A)層でも
内圧が負担されることになり、さらに温度差、熱
膨脹率差等によるクリアランスの増大あるいは減
少は、両セラミツクス部材(A)、(B)が接合面で互い
にテーパとなつていることによるテーパ面でのす
べりで防止されて、ほぼ一定に保たれ、又上部円
筒形部の上部に取付けた排気弁筐とセラミツクス
部材(B)層の上端との間及び下部円筒形部の下端に
設けたシリンダライナとセラミツクス部材(B)層の
下端との間にそれぞれ断熱緩衝材層が介在してい
ることにより、該セラミツクス部材(B)層の脱落が
防止され、かつ熱膨脹が吸収されて、破損が生じ
ない。
ミツクス部材(A)層と、耐熱衝撃性セラミツクス部
材(B)層からなる複層セラミツクスラミネート層が
形成され、しかも接合されたセラミツクス部材(B)
層の接合面がテーパ端面であることにより、分割
セラミツクス片が抜け出すことが防止され、かつ
接合箇所で応力集中の緩和が行なわれ、又内圧が
作用しても円筒形部において周方向に過大な応力
が作用せず、断熱性のセラミツクス部材(A)層でも
内圧が負担されることになり、さらに温度差、熱
膨脹率差等によるクリアランスの増大あるいは減
少は、両セラミツクス部材(A)、(B)が接合面で互い
にテーパとなつていることによるテーパ面でのす
べりで防止されて、ほぼ一定に保たれ、又上部円
筒形部の上部に取付けた排気弁筐とセラミツクス
部材(B)層の上端との間及び下部円筒形部の下端に
設けたシリンダライナとセラミツクス部材(B)層の
下端との間にそれぞれ断熱緩衝材層が介在してい
ることにより、該セラミツクス部材(B)層の脱落が
防止され、かつ熱膨脹が吸収されて、破損が生じ
ない。
実施例
第１図は、本発明の一実施例を示す概略縦断面
図である。１はシリンダカバーの金属母材であ
り、内部形状は、上部２が円筒形、中間部３が円
錐台形及び下部４が円筒形で、下方へ拡がつた形
状を有している。該シリンダカバーの金属母材１
の前記形状の内面に、該金属母材と線膨脹係数が
近似し、かつ金属との接合性が良好で、しかも熱
伝導が小さく、断熱性のすぐれた、例えばジルコ
ニア等のセラミツクス部材(A)層５が、前記形状の
各部２，３，４に対応して６，７，８として接合
されており、接合は例えば活性金属法等の適宜の
方法により行なわれている。又セラミツクス部材
(A)層５は、本実施例では、上部円筒形部６、円錐
台形部７及び下部円筒形部８の各部分が一体的に
連続して形成されているが、必要に応じて前記
６，７，８が分割して形成されていてもよい。前
記セラミツクス部材(A)層５に、さらに該セラミツ
クス部材(A)層５とは線膨脹係数が異なる、耐熱衝
撃性及び高温強度のすぐれた、例えば窒化珪素等
のセラミツクス部材(B)層９が、前記形状の各部
６，７及び８に対応して、上部円筒部１０、円錐
台部１１及び下部円筒部１２として分割され、さ
らに少なくとも上、下円筒部１０及び１２が周方
向に複数個に分割（図示せず）され、かつ各分割
端面が互いに逆向きのテーパで対向した状態で接
合されている。又少なくとも上下円筒部で接合し
ているセラミツクス部材(A)層と同(B)層の６と１０
及び８と１２は、接合面で互いに逆向きのテーパ
で対向して、接合後の厚さが全面でほぼ均一とな
るごとく接合されている。各部分のテーパの向き
は、接合の容易さで決めればよく、例えば上部円
筒部のセラミツクス部材(B)層１０は、図の上部か
らはめ込む場合下方に向つて外径が小さくなるテ
ーパで、それに対応してセラミツクス部材(A)層６
の内径を下方に向つて小さくなるテーパとすれば
よく、又図の下部からはめ込む場合は上方に向つ
て外径が小さくなるテーパとすればよい。円錐台
形部の各セラミツクス部材(A)、(B)層の７及び１１
は接合面が円錐形であるため、必ずしもテーパを
付与する、即ち上部と下部で厚さを変化させる、
必要はない。下部円筒部のセラミツクス部材(B)層
１２は図の下部からはめ込むため、上方へ向つて
外径が小さくなるテーパとし、それに対応してセ
ラミツクス部材(A)層８は内径が上方に向つて小さ
くなるテーパとする。
図である。１はシリンダカバーの金属母材であ
り、内部形状は、上部２が円筒形、中間部３が円
錐台形及び下部４が円筒形で、下方へ拡がつた形
状を有している。該シリンダカバーの金属母材１
の前記形状の内面に、該金属母材と線膨脹係数が
近似し、かつ金属との接合性が良好で、しかも熱
伝導が小さく、断熱性のすぐれた、例えばジルコ
ニア等のセラミツクス部材(A)層５が、前記形状の
各部２，３，４に対応して６，７，８として接合
されており、接合は例えば活性金属法等の適宜の
方法により行なわれている。又セラミツクス部材
(A)層５は、本実施例では、上部円筒形部６、円錐
台形部７及び下部円筒形部８の各部分が一体的に
連続して形成されているが、必要に応じて前記
６，７，８が分割して形成されていてもよい。前
記セラミツクス部材(A)層５に、さらに該セラミツ
クス部材(A)層５とは線膨脹係数が異なる、耐熱衝
撃性及び高温強度のすぐれた、例えば窒化珪素等
のセラミツクス部材(B)層９が、前記形状の各部
６，７及び８に対応して、上部円筒部１０、円錐
台部１１及び下部円筒部１２として分割され、さ
らに少なくとも上、下円筒部１０及び１２が周方
向に複数個に分割（図示せず）され、かつ各分割
端面が互いに逆向きのテーパで対向した状態で接
合されている。又少なくとも上下円筒部で接合し
ているセラミツクス部材(A)層と同(B)層の６と１０
及び８と１２は、接合面で互いに逆向きのテーパ
で対向して、接合後の厚さが全面でほぼ均一とな
るごとく接合されている。各部分のテーパの向き
は、接合の容易さで決めればよく、例えば上部円
筒部のセラミツクス部材(B)層１０は、図の上部か
らはめ込む場合下方に向つて外径が小さくなるテ
ーパで、それに対応してセラミツクス部材(A)層６
の内径を下方に向つて小さくなるテーパとすれば
よく、又図の下部からはめ込む場合は上方に向つ
て外径が小さくなるテーパとすればよい。円錐台
形部の各セラミツクス部材(A)、(B)層の７及び１１
は接合面が円錐形であるため、必ずしもテーパを
付与する、即ち上部と下部で厚さを変化させる、
必要はない。下部円筒部のセラミツクス部材(B)層
１２は図の下部からはめ込むため、上方へ向つて
外径が小さくなるテーパとし、それに対応してセ
ラミツクス部材(A)層８は内径が上方に向つて小さ
くなるテーパとする。
なお上記各分割端面間及びセラミツクス部材
(A)、(B)層の接合面には、それぞれ必要に応じて断
熱緩衝材層を介在させてもよい。
(A)、(B)層の接合面には、それぞれ必要に応じて断
熱緩衝材層を介在させてもよい。
次にセラミツクス部材(A)、(B)層を含む上部円筒
部の上部には排気弁筐１３が取付けられ、かつ該
排気弁筐１３と両セラミツクス部材(A)、(B)層６，
１０との間には断熱緩衝材層１４が介在し、又同
様にセラミツクス部材(A)、(B)層を含む下部円筒部
の下端にシリンダライナ１５が設けられ、かつ該
シリンダライナ１５と両セラミツクス部材(A)、(B)
層８，１２との間には断熱緩衝材層１６が介在
し、これによりセラミツクス部材(B)層１０及び１
２の脱落が完全に防止されるとともに、熱膨脹が
吸収される。なお前記断熱緩衝材層１４及び１６
は少なくともセラミツクス部材(B)層１０及び１２
の部分に存在すれば十分である。
部の上部には排気弁筐１３が取付けられ、かつ該
排気弁筐１３と両セラミツクス部材(A)、(B)層６，
１０との間には断熱緩衝材層１４が介在し、又同
様にセラミツクス部材(A)、(B)層を含む下部円筒部
の下端にシリンダライナ１５が設けられ、かつ該
シリンダライナ１５と両セラミツクス部材(A)、(B)
層８，１２との間には断熱緩衝材層１６が介在
し、これによりセラミツクス部材(B)層１０及び１
２の脱落が完全に防止されるとともに、熱膨脹が
吸収される。なお前記断熱緩衝材層１４及び１６
は少なくともセラミツクス部材(B)層１０及び１２
の部分に存在すれば十分である。
本実施例のシリンダカバーは、上記のごとく構
成されており、内面に断熱性と耐熱衝撃性及び高
温強度がすぐれた複層セラミツクスライニングが
施され、しかも高温状態においてセラミツクス部
材(B)層９の熱膨脹が各分割端面及び断熱緩衝材層
１４，１６で吸収され、又セラミツクス部材(A)層
５及び同(B)層９の温度差あるいは熱膨脹率の差に
よるクリアランスあるいはクラツクの発生が完全
に防止され、シリンダ内の作動温度を高めること
ができる。
成されており、内面に断熱性と耐熱衝撃性及び高
温強度がすぐれた複層セラミツクスライニングが
施され、しかも高温状態においてセラミツクス部
材(B)層９の熱膨脹が各分割端面及び断熱緩衝材層
１４，１６で吸収され、又セラミツクス部材(A)層
５及び同(B)層９の温度差あるいは熱膨脹率の差に
よるクリアランスあるいはクラツクの発生が完全
に防止され、シリンダ内の作動温度を高めること
ができる。
発明の効果
本発明のシリンダカバーは、内面に断熱性、耐
熱衝撃性、高温強度が極めて良好な複層のセラミ
ツクスラミネート層が形成されており、しかも高
温状態での複層間のクリアランスの発生及びそれ
に基く破損などの障害を生じることが無く、シリ
ンダ内の作動温度を高めることができ、エンジン
の熱効率を格段に向上させることができる。
熱衝撃性、高温強度が極めて良好な複層のセラミ
ツクスラミネート層が形成されており、しかも高
温状態での複層間のクリアランスの発生及びそれ
に基く破損などの障害を生じることが無く、シリ
ンダ内の作動温度を高めることができ、エンジン
の熱効率を格段に向上させることができる。
第１図は本発明の一実施例を示す概略縦断面図
である。 １……金属母材、５……セラミツクス部材(A)
層、９……セラミツクス部材(B)層、１３……排気
弁筐、１５……シリンダライナ、１４，１６……
断熱緩衝材層。
である。 １……金属母材、５……セラミツクス部材(A)
層、９……セラミツクス部材(B)層、１３……排気
弁筐、１５……シリンダライナ、１４，１６……
断熱緩衝材層。
Claims (1)
- １ 金属母材からなり、内部形状が、上部が円筒
形、中間部が円錐台形及び下部が円筒形であるシ
リンダカバーの内面に、熱膨脹係数が前記金属母
材と近似した断熱性のセラミツクス部材(A)層を接
合し、該セラミツクス部材(A)層面に、耐熱衝撃性
のセラミツクス部材(B)層を、円筒形部分と円錐台
形部分間で分割するとともに、少なくとも円筒形
部分で周方向に複数個に分割し、かつ各分割端面
及び少なくとも円筒形部分の両セラミツクス部材
(A)、(B)層を互いに逆向きのテーパで対向させて接
合し、さらに上部円筒形部の上部に取付けた排気
弁筐と少なくともセラミツクス部材(B)層の上端と
の間及び下部円筒形部の下端に設けたシリンダラ
イナと少なくともセラミツクス部材(B)層の下端の
間にそれぞれ断熱緩衝材層を介在させたことを特
徴とするシリンダカバー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23193785A JPS6291646A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | シリンダカバ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23193785A JPS6291646A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | シリンダカバ− |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6291646A JPS6291646A (ja) | 1987-04-27 |
| JPH0226056B2 true JPH0226056B2 (ja) | 1990-06-07 |
Family
ID=16931398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23193785A Granted JPS6291646A (ja) | 1985-10-16 | 1985-10-16 | シリンダカバ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6291646A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07109176B2 (ja) * | 1987-07-11 | 1995-11-22 | いすゞ自動車株式会社 | 断熱エンジンの構造 |
| JPH04248033A (ja) * | 1991-01-08 | 1992-09-03 | Endless Project:Kk | ショックアブソーバー |
-
1985
- 1985-10-16 JP JP23193785A patent/JPS6291646A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6291646A (ja) | 1987-04-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |