JPH0423148B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は熱機関におけるセラミツクス断熱壁と
金属構造体との間の熱遮蔽を図る断熱ガスケツト
に関するものである。

［従来の技術］ セラミツクスを利用した断熱内燃機関は、チツ
化ケイ素、炭化ケイ素などのセラミツクス断熱壁
を、ピストン、シリンダライナ、シリンダヘツ
ド、フアイヤデツキなどの燃焼ガスに曝される金
属構造体に結合している。セラミツクス断熱壁か
らの熱流出を抑えるために、セラミツクス断熱壁
と金属構造体との間に空気層を介在させる手段
（特願昭58−151885号）、セラミツクス断熱壁と金
属構造体との間に金属板からなるガスケツトを挾
む手段（特開昭58−25552号公報）などが採られ
ている。

しかし、上述の如き手段ではセラミツクス断熱
壁から金属構造体へ放散される伝熱量を抑えるに
は限界がある。すなわち、燃焼室の壁部の熱伝導
率は、セラミツクス断熱壁の採用により25分の１
程度に減少し得ても、燃焼室と金属構造体との熱
落差が３倍にも達するために、伝熱量は７分の１
程度に減少するに過ぎない。

［発明が解決しようとする問題点］ そこで、燃焼室から外部へ放散される熱を抑え
るには、セラミツクス断熱壁と金属構造体との間
に、熱伝導率の小さい物質（これを低熱伝導物質
と呼ぶ）からなるガスケツトを介装することが好
ましい。

本発明の目的は、固体物質では熱伝導率の極め
て小さなチタン酸カリウム、コージライト、ジル
コニアなどの低熱伝導物質をセラミツクス断熱壁
と金属構造体との間に介装して、熱の放散量を大
幅に抑止する、断熱ガスケツトを提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明の構成はチ
タン酸カリウム、コージライト、ジルコニアから
選択した１つの低熱伝導物質からなるシートに、
ガラスと高融点酸化金属からなるメタライズ層を
形成し、シートのメタライズ層を銀ろうと銅ろう
から選択した１つのろうにより、耐熱性金属から
なる芯金に重ね合せて接合したものである。

［作用］ 本発明による断熱ガスケツトは、耐熱性金属の
芯金の表面に接合したチタン酸カリウム、コージ
ライト、ジルコニアなどの低熱伝導物質からなる
シートが、高温の燃焼ガスに曝されるセラミツク
ス断熱壁から金属構造体への伝熱を抑える。

［発明の実施例〕 第１図は本発明に係る断熱ガスケツト４の取付
け状態を例示する。セラミツクス断熱壁７は金属
構造体２に断熱ガスケツト４を挾んでボルト３に
より結合される。ボルト３からの伝熱を抑えるた
めに、ボルト３は断熱ガスケツト４と同質の座板
６を介してナツト５を締結される。

第２図に示すように、本発明による断熱ガスケ
ツト４は、耐熱性に優れるステンレスの金属板、
または熱膨張率が小さく耐熱性に優れるインコロ
イ、コバールなどの金属板を芯金１２とする。芯
金１２の少くとも片面に、チタン酸カリウム、コ
ージライト、ジルコニアなどの低熱伝導物質を結
合するために、予めチタン酸カリウム、コージラ
イト、ジルコニアなどの低熱伝導物質からシート
１４を形成し、シート１４に低熱伝導物質とのぬ
れ性の良いガラス層と、ガラス層とのぬれ性の良
い高融点酸化金属層と、高融点酸化金属層とのな
じみの良い銀ろうとからなるメタライズ層を形成
し、シート１４のメタライズ層１３を芯金１２に
接合する。

第２図に示す実施例では、芯金１２は両面に、
メタライズ層１３を介して、チタン酸カリウム、
コージライト、ジルコニアなどの低熱伝導物質か
らなるシート１４を接合される。

第３図に示すように、芯金１２とメタライズ層
１３とのより強固な結合を得るためには、芯金１
２に凹凸面を設けたうえ、シート１４のメタライ
ズ層１３をろう付けする。

第４図に示す実施例は、比較的薄い芯金１２に
プレス成形によりおろし金のごとき多数の切起し
片１２ａを設け、切起し片１２ａにシート１４の
メタライズ層１３をろう付けするものである。

次に、上記構成になる断熱ガスケツトの具体的
製造方法を説明する。チタン酸カリウム粉末、コ
ージライト粉末またはジルコニア粉末に、必要に
よりアルミナ粉末などを添加し、さらにバインダ
としてソルダガラスを添加し、所定の厚さのシー
ト１４を形成する。次に、シート１４の上に酸化
モリブデンなどの高融点酸化金属粉末と有機溶剤
との混合物を塗布し、乾燥した後に、加温水素中
で温度1300〜1700℃に加熱する。

加熱中にチタン酸カリウム粉末、コージライト
粉末、ジルコニア粉末などの低熱伝導物質粉末
と、ガラス質と、高融点酸化金属粉末とが良く溶
け込み、ガラス質と高融点酸化金属は溶融して空
〓をつくる。こうして、空〓を有するメタライズ
層１３が形成される。

次いで、シート１４のメタライズ層１３と、ス
テンレス、インコロイ、コバールなどの耐熱性金
属からなる芯金１２との間に、ろう材としての銀
箔または銅箔を挾み、温度800〜1000℃で加熱し
て接合する。ろう材はメタライズ層１３の空〓へ
溶け込み、同時に高融点酸化金属と拡散により結
合する。

こうして、チタン酸カリウム、コージライト、
ジルコニアなどの低熱伝導物質からなるシート１
４は、メタライズ層１３を芯金１２にろう付けさ
れ、安定した形状と機械的強度を有する断熱ガス
ケツト４が形成される。

芯金１２は熱伝導率の極めて小さいチタン酸カ
リウム、コージライト、ジルコニアなどの低熱伝
導物質１４により覆われるので、芯金１２を熱機
関のセラミツクス断熱壁（例えばヘツドライナ）
と金属構造体（例えばシリンダヘツド）との間へ
介装すると、セラミツクス断熱壁から金属構造体
への熱伝導が大幅に抑えられ、従来のガスケツト
に比べて数倍の断熱効果が得られる。

本発明による断熱ガスケツトの具体的製造方法
を例示すれば次のとおりである。チタン酸カリウ
ム粉末80重量％に、ソルダガラス20重量％を混合
したものを、厚さ0.5mmのシートを成形した。次
いで、シートの一面に酸化モリブデン75重量％
と、マンガン10重量％と、二酸化ケイ素10重量％
と、アルミナ５重量％と、有機溶剤の混合物とか
らなるメタライズペーストを厚さ0.1mmに塗布し、
乾燥した後、温度1300〜1700℃で５時間加熱して
メタライズ層を形成した。シートのメタライズ層
に、銀箔を挾んで厚さ0.5mmのステンレス鋼板を
重ね合せ、真空中でろう付けして、第２図に示す
ような断熱ガスケツトを得た。

［発明の効果］ 本発明は上述のように、チタン酸カリウム、コ
ージライト、ジルコニアから選択した１つの低熱
伝導物質からなるシートに、ガラスと高融点酸化
金属からなるメタライズ層を形成し、シートのメ
タライズ層を銀ろうと銅ろうから選択した１つの
ろうにより、耐熱性金属からなる芯金に重ね合せ
て接合したものであり、耐熱性金属からなる芯金
に、チタン酸カリウム、コージライト、ジルコニ
アなどの低熱伝導物質からなるシートを接合した
ことにより、ガスケツトとして比較的薄くて圧縮
強度が高いものが得られる。

チタン酸カリウム、コージライト、ジルコニア
などの低熱伝導物質からなるシートは、セラミツ
クス断熱壁から金属構造体への伝熱量を大幅に抑
え、熱機関の熱効率を向上する。

本発明による断熱ガスケツトは、低熱伝導物質
からなるシートにメタライズ加工を施し、メタラ
イズ層を芯金にろう付けするものであるから、製
造工程が簡単であり、寸法と形状の安定したもの
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る断熱ガスケツトの装着状
態を示す熱機関の正面断面図、第２図は本発明に
係る断熱ガスケツトの正面断面図、第３，４図は
それぞれ本発明の第２、第３実施例に係る断熱ガ
スケツトの正面断面図である。 ２：金属構造体、４：断熱ガスケツト、７：セ
ラミツクス断熱壁、１２：芯金、１３：メタライ
ズ層、１４：シート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ チタン酸カリウム、コージライト、ジルコニ
   アから選択した１つの低熱伝導物質からなるシー
   トに、ガラスと高融点酸化金属からなるメタライ
   ズ層を形成し、シートのメタライズ層を銀ろうと
   銅ろうから選択した１つのろうにより、耐熱性金
   属からなる芯金に重ね合せて接合したことを特徴
   とする、断熱ガスケツト。