JPH06219827A - 遮熱構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、コーディエライトにセラミックス
ファイバーを含有させて強度を強化した低熱伝導材を有
する遮熱構造体を提供する。 【構成】 この遮熱構造体は、コーディエライトをマト
リックスとしてセラミックスファイバーを含有して強度
を強化した複合セラミックス１から構成されている。セ
ラミックスファイバーとしてはチラノ繊維、窒化ケイ素
ファイバー、又は炭化ケイ素ファイバーを使用できる。
この遮熱構造体を遮熱ガスケットに構成する場合には、
複合セラミックス１からプレート部材２を成形し、該プ
レート部材２の両面をメタライジングして金属層３を形
成する。プレート部材２の両面に金属層３を介在させて
金属薄板４を接合することによって作製できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、高温部と低温部との
間に配置されて遮熱機能を果たす遮熱構造体に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、コーディエライトは２ＭｇＯ・
２Ａｌ₂ Ｏ₃ ・５ＳｉＯ₂ の３成分から成り、その理論
組成はＭｇＯ：１３．７％、Ａｌ₂ Ｏ₃ ：３４．９％、
ＳｉＯ₂ ：５１．４％である。従来、コーディエライト
は、熱伝導率が低く、十分な遮熱性を有するが、強度が
低く、ガスケットのような高い応力が作用する領域での
部材として用いることはできなかった。

【０００３】従来、特開昭６１−１１９８７８号公報に
は、断熱ガスケット及びその製造方法が開示されてい
る。該断熱ガスケットは、耐熱性金属からなる芯金の少
なくとも一方の面に低熱伝導材料層をシートとして複数
枚重ねて結合したものである。また、上記断熱ガスケッ
トの製造方法は、低熱伝導材料からなるシートの上に高
融点酸化金属からなるメタライズ層に耐熱性金属からな
る芯金を接合したものである。

【０００４】更に、特開平３−２４２４２１号公報に
は、副室式ディーゼルエンジンが開示されている。該副
室式ディーゼルエンジンは、シリンダヘッドに配置した
断熱構造の副室、該副室と主室とを連通する断熱構造の
連絡孔、前記副室の中心軸上で前記連絡孔の方向に燃料
を噴射する燃料噴射ノズル、及び該燃料噴射ノズルから
の噴射燃料を衝突させるための前記副室内に配置した断
熱性の板体を有するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、コーデ
ィエライトは低熱伝導率であり、充分な遮熱性を有して
いるが、強度が低いので、広範囲の技術分野の部品とし
て利用することができない。そこで、コーディエライト
の強度を強化するには如何にしたらよいかの課題があ
る。そのため、コーディエライトを母相即ちマトリック
スとして、セラミックス繊維即ちセラミックスファイバ
ーを存在させることによってコーディエライトの強度を
強化することができる。その場合に、コーディエライト
へのセラミックスファイバーの繊維の混入方向が、強度
に大きく影響するので、適用される場所に応じて繊維方
向を適正にすることが、強度を活かすために重要であ
る。

【０００６】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、コーディエライトの低熱伝導率を
活かして遮熱性に優れた構造体を作製するため、コーデ
ィエライトの強度をセラミックスファイバーを含有させ
て強化し、しかもコーディエライトを部品間に介在させ
るため、振動、摩擦等からのクラック、割れ等の損傷か
ら防止するため、コーディエライトの表面を金属薄板で
保護し、遮熱ガスケット、遮熱壁体等として適用できる
遮熱構造体を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、コーディエライトをマトリックスとしてセ
ラミックスファイバーを含有して強度を強化した複合セ
ラミックスから構成したことを特徴とする遮熱構造体に
関する。

【０００８】また、この遮熱構造体において、前記セラ
ミックスファイバーとして、チラノ繊維、窒化ケイ素フ
ァイバー、又は炭化ケイ素ファイバーを使用できるもの
である。

【０００９】また、この遮熱構造体において、前記複合
セラミックスから成形したプレート部材、該プレート部
材の両面をメタライジングした金属層及び該金属層を介
在させて前記プレート部材の両面に接合した金属薄板か
ら構成した遮熱ガスケットに適用したものである。

【００１０】又は、この遮熱構造体において、前記遮熱
ガスケットをリング形状に形成し、シリンダヘッドと排
気マニホルドとの間に配置したマニホルドガスケットに
適用し、該マニホルドガスケットの外周にはダンピング
部材が配置されているものである。

【００１１】又は、この遮熱構造体において、ピストン
ヘッドとピストンスカートとから成る遮熱型ピストンに
おけるリング形状の遮熱ガスケットとして適用され、該
遮熱ガスケットは前記ピストンヘッドと前記ピストンス
カートとの間に配置され、前記セラミックスファイバー
の繊維方向がリング形状に沿って周方向に方向付けられ
ているものである。

【００１２】或いは、この遮熱構造体において、主燃焼
室、副燃焼室及び前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通
する連絡口を有する副室式燃焼室における前記副燃焼室
の壁体に適用され、該壁体は前記副燃焼室を形成する燃
焼ガスに晒されるセラミックスから成る副室部材と該副
室部材の外面に配置された遮熱壁体とから成り、前記遮
熱壁体は前記複合セラミックスから構成され且つ前記複
合セラミックスにおける前記セラミックスファイバーの
繊維方向が互いに交差しているプレート部と該プレート
部の周辺から繊維方向が長手方向に伸びる繊維を周方向
に傾斜状態に互いに交差している繊維に織り込んだ筒部
とから構成されているものである。

【００１３】又は、この遮熱構造体において、シリンダ
側に形成された主燃焼室、シリンダヘッド側に形成され
た副燃焼室、前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通する
連絡口、及び前記副燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノ
ズルを有する副室式エンジンにおける前記副燃焼室の壁
体に適用され、該壁体は前記副燃焼室を形成する燃焼ガ
スに晒されるセラミックスから成る副室部材と該副室部
材と前記シリンダヘッドの穴部との間に介在された遮熱
部材とから成り、前記遮熱部材は前記セラミックスファ
イバーの繊維方向が周方向に傾斜状態に互いに交差して
いる筒部材と、該筒部材の一端に当接し且つ前記セラミ
ックスファイバーの繊維方向が前記燃料噴射ノズルの貫
通孔の周囲を迂回して互いに交差しているプレート部材
とから構成されているものである。

【００１４】

【作用】この発明による遮熱構造体は、上記のように構
成されており、次のように作用する。即ち、この遮熱構
造体は、コーディエライトをマトリックスとしてセラミ
ックスファイバーを含有させることによって強度を強化
した複合セラミックスから構成したので、コーディエラ
イトの低熱伝導率を活かしながら、セラミックスファイ
バーで強度を強化することができる。セラミックスファ
イバーとしては、チラノ繊維、窒化ケイ素ファイバー、
又は炭化ケイ素ファイバーを適用できる。しかも、この
遮熱構造体では、前記複合セラミックスをプレート部材
に成形し、プレート部材の外面をメタライジングして金
属層を作り、該金属層を介在させて前記プレート部材に
金属薄板を接合したので、振動等による相対移動する部
材間に介在させても、複合セラミックスにクラック、割
れ、ひび等の破損は発生することがなく、遮熱ガスケッ
トとして適用することができる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明による遮熱構造体の実施例を
説明する。この発明による遮熱構造体は、コーディエラ
イトをマトリックスとしてセラミックスファイバーを含
有させて強度を強化した複合セラミックスから構成され
たものである。コーディエライトは、熱伝導率が低く十
分な遮熱性を有しているが、強度が低く、例えば、ガス
ケットのような高い応力が作用する部分には用いること
ができなかった。しかしながら、この遮熱構造体は、コ
ーディエライトにセラミックス繊維を混入することによ
って強度を強化した複合セラミックスを作製することが
でき、その複合セラミックスを用いることによって、遮
熱ガスケット等の高い応力を受ける部分に適用できるよ
うになった。この遮熱構造体において、セラミックスフ
ァイバーとして、チラノ繊維、窒化ケイ素ファイバー、
又は炭化ケイ素ファイバーを使用することができる。チ
ラノ繊維は、Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏ繊維であり、高強度且
つ高い耐熱性を有しており、アルミニウムとの適合性に
優れ、織物として加工でき、アモルファス構造を有する
高い耐熱性を有する連続無機繊維である。

【００１６】次に、図１及び図２を参照して、この発明
による遮熱構造体を遮熱ガスケットに適用した実施例を
説明する。図１はこの発明による遮熱構造体を遮熱ガス
ケットに適用するため、複合セラミックスに金属層を接
合した状態を示す斜視図、及び図２はこの遮熱構造体を
用いて作製した遮熱ガスケットの一実施例を示す断面図
である。

【００１７】図示のように、この遮熱構造体を構成する
複合セラミックス１を利用して遮熱ガスケットを作製で
きる。この遮熱構造体を遮熱ガスケットとして適用する
場合に、複合セラミックス１即ち繊維強化セラミックス
材料の表面は、硬度が高く、シール面とのなじみがな
く、過大な接触圧力が作用すると、繊維強化セラミック
ス材料自体にはクラック、割れ等の破損が発生すること
がある。そこで、この遮熱構造体は、複合セラミックス
１の両面即ち部品間で挟持される面に延性の優れた金属
薄板４を接合することにより、シール性が高く且つ遮熱
性の高い遮熱ガスケットを構成することができる。この
ことより、遮熱ガスケットは、図２に示すように、複合
セラミックス１を成形したプレート部材２、該プレート
部材２の両面をメタライジングした金属層３、及び該金
属層３を介在させてプレート部材２の両面に接合した金
属薄板４から構成したものである。

【００１８】この遮熱ガスケットをマニホルドガスケッ
トとして適用する場合には、図３又は図４に示すように
構成することができる。図３は図２の遮熱ガスケットを
マニホルドガスケットに作製した一実施例を示す斜視
図、及び図４はマニホルドガスケットをシリンダヘッド
と排気マニホルドとの間に組み込んだ実施例を示す断面
図である。遮熱ガスケットをマニホルドガスケット７に
形成した場合の形状としては、例えば、図３に示すよう
に形成することができる。この遮熱ガスケット即ちマニ
ホルドガスケット７は、複合セラミックス１から成るプ
レート部材２の両面にメタライジングした金属層３を介
して金属薄板４を接合したものであり、中央に高温ガス
が流れる通路５が形成され且つ部品間で挟持されてボル
トで固着できるように、ボルト挿通孔６が形成されてい
る。

【００１９】この遮熱構造体は、図４に示すように、シ
リンダヘッド１０と排気マニホルド８との間に配置され
るマニホルドガスケット７として作製することができ
る。マニホルドガスケット７は、上記と同様に、複合セ
ラミックス１の両面が金属層３を介在して金属薄板４が
接合された構造を有している。更に、マニホルドガスケ
ット７をリング形状に形成した場合には、複合セラミッ
クス１におけるセラミックスファイバーの繊維方向をリ
ング形状の周方向に伸びるように方向付けることによっ
て、一層強度を強化することができる。シリンダヘッド
１０には、チタン酸アルミニウム等の排気ポートライナ
１２を鋳鉄又はアルミニウム合金等で鋳込むことによっ
て遮熱構造の排気ポート１１が形成されている。また、
鋳鉄又はアルミニウム合金等の鋳込みで作製された排気
マニホルド８の排気ガス通路１４は、チタン酸アルミニ
ウム等で形成した内壁１３で遮熱構造に構成されてい
る。マニホルドガスケット７は排気ポートライナ１２と
内壁１３との間に配置され、更に、マニホルドガスケッ
ト７の外周にダンピングリング９且つダンピングリング
９の外周にガスケット１５が位置し、ダンピングリング
９とガスケット１５とはシリンダヘッド１０の取付面と
排気マニホルド８の取付面との間で挟持されている。こ
のように、シリンダヘッド１０と排気マニホルド８との
間に、マニホルドガスケット７を配置することによっ
て、遮熱効果が大きく、排気ガスの熱エネルギーがシリ
ンダヘッド１０と排気マニホルド８との間から放散する
ことが防止される。しかも、ダンピングリング９を介在
させることによって、マニホルドガスケット７への過度
な押圧を防止でき、マニホルドガスケット７を保護でき
る。

【００２０】次に、図５及び図６を参照して、この発明
による遮熱構造体の他の実施例を説明する。図５はこの
発明による遮熱構造体をピストンにおける遮熱ガスケッ
トとして適用した実施例を示す断面図、及び図６は図５
のピストンに組み込まれた遮熱ガスケットの実施例を示
す斜視図である。図５に示すピストンは、ピストンヘッ
ド１６を耐熱性に富んだセラミックスから作製し、ピス
トンスカート１７をアルミニウム合金等の金属材料から
作製し、ピストンヘッド１６とピストンスカート１７と
を結合リング２０によるメタルフロー金属で互いに固定
された遮熱型ピストンに作製されている。この遮熱型ピ
ストンにおいて、ピストンヘッド１６の下面とピストン
スカート１７の上面との間には、遮熱ガスケット１８，
１９が配置されている。遮熱ガスケット１８，１９は、
この発明による遮熱構造体が適用されたものであり、ピ
ストンヘッド１６からピストンスカート１７への熱流を
遮断する機能を有するものであり、図６に示すように、
リング形状に形成されている。遮熱ガスケット１８，１
９は、複合セラミックス１におけるセラミックスファイ
バーの繊維方向がリング形状に沿って周方向（図６の矢
印）に伸びるように含有させることで、強度を一層強化
させることができる。この実施例では、ピストンの外周
側に位置する遮熱ガスケット１９については、特に、複
合セラミックス１をプレート部材２に作製し、そのプレ
ート部材２の両面即ち図の上下面にメタライジングした
金属層３を介して金属薄板４を接合したものを使用する
ことが好ましいものである。この構造の遮熱ガスケット
１９をピストンヘッド１６とピストンスカート１７との
間に介在させることによって、遮熱性の向上は勿論のこ
と、金属材料のピストンスカート１７と遮熱ガスケット
１９とのなじみが良くなり、シール性を向上させること
ができる。

【００２１】次に、図７、図８及び図９を参照して、こ
の発明による遮熱構造体の更に他の実施例を説明する。
図７はこの発明による遮熱構造体を副室式燃焼室におけ
る副燃焼室に適用した実施例を示す断面図、図８及び図
９は図７の副燃焼室に組み込まれたセラミックスファイ
バーの繊維方向を示す斜視図である。図７に示す副室式
燃焼室は、シリンダヘッド或いはピストンヘッドの構造
体２６に形成された穴部３１に配置された副燃焼室２
５、シリンダ側に形成された主燃焼室２１、及び主燃焼
室２１と副燃焼室２５とを連通する連絡口２４を有する
ものである。この副室式燃焼室において、この遮熱構造
体は副燃焼室２５を構成する壁体３０に適用されてい
る。この壁体３０は、副燃焼室２５を形成する燃焼ガス
に晒される窒化ケイ素等のセラミックスから成る副室部
材２２と該副室部材２２の外面に配置された遮熱壁体２
３とから構成されている。遮熱壁体２３は、この発明に
よる複合セラミックス１から構成されており、複合セラ
ミックス１におけるセラミックスファイバーの繊維方向
が互いに交差しているプレート部２７と該プレート部２
７の周辺から繊維方向が長手方向に伸びる繊維２８を周
方向に傾斜状態に互いに交差している繊維３２に織り込
んだ筒部２９とから構成されている。

【００２２】図７に示す実施例の遮熱構造体は、カップ
状の遮熱構造の遮熱壁体２３を作製したものである。そ
して、遮熱壁体２３を作製する場合には、例えば、カッ
プ状の平面部即ちプレート部２７は、セラミックス繊維
がクロス状即ち交差して織り込まれて円形に形成され、
端部の繊維は切断することなく絞り込むように円筒状に
長手方向に伸ばして筒状繊維２８とする。また、カップ
状のサイド部即ち筒部２９は、繊維３２を円筒形状に織
り込む時に周方向に傾斜状態に互いに交差させて織り込
み、所定の長さに切断して形成される。次いで、筒部２
９の繊維３２の中に筒状繊維２８を織り込み或いは繊維
３２の内外周に筒状繊維２８を配置してセラミックスフ
ァイバーから成るカップ体を作製する。このカップ体を
コーディエライトのマトリックス中に含有させて遮熱壁
体２３を作製することができる。この遮熱壁体２３は上
記のように構成されているので、複合化された時に、プ
レート部２７の繊維は、縦方向及び横方向の引張り荷重
を受けても十分な強度を発揮できる。また、サイド部即
ち筒状繊維２８は、絞り込んでいるため、円周方向の引
張り荷重に対しては強度を発揮できないが、筒部２９は
周方向に傾斜状態に互いに交差させて織り込まれてお
り、円周応力に対しては十分な強度を発揮できるので、
筒部２９を筒状繊維２８に被せることによって、両者は
相乗効果を発揮して円周方向の強度を一層強化すること
ができる。このようにして構成したセラミックスファイ
バーを、コーディエライトをマトリックスとして複合化
させて遮熱壁体２３を作製すると、遮熱壁体２３は各方
向からの力に対して十分な強度を発揮できることにな
る。

【００２３】次に、図１０、図１１及び図１２を参照し
て、この発明による遮熱構造体の別の実施例を説明す
る。図１０はこの発明による遮熱構造体を副室式エンジ
ンにおける副燃焼室に適用した実施例を示す断面図、図
１１及び図１２は図１０の副燃焼室に組み込まれたセラ
ミックスファイバーの繊維方向を示す斜視図である。図
１０に示す副室式エンジンは、シリンダブロックに固定
されたシリンダヘッド３３に形成された大径穴部３４に
配置されたセラミックス等から作製されたヘッドライナ
３７、及びシリンダヘッド３３に形成された小径穴部３
９に配置された副燃焼室３５を構成する副室部材３８を
有している。ヘッドライナ３７はヘッド下面部４９とラ
イナ上部４８から成り、ライナ上部５１でシリンダ５０
が構成されている。この副室式エンジンは、シリンダ５
０側に形成された主燃焼室３６、シリンダヘッド３３側
に形成された副燃焼室３５、主燃焼室３６と副燃焼室３
５とを連通する連絡口４５、及び副燃焼室３５に燃料を
噴射する燃料噴射ノズル４２を有している。副室部材３
８に形成されている連絡口４５を形成する部分は、ヘッ
ドライナ３７のヘッド下面部４９に形成した孔部材５２
に嵌入されている。更に、シリンダヘッド３３には、吸
排気ポート４４が形成され、吸排気ポート４４には吸排
気弁４３が配置されている。

【００２４】図１０に示す実施例の遮熱構造体は、上記
副室式エンジンにおける副燃焼室３５を形成する壁体に
適用したものである。即ち、副燃焼室３５を構成する壁
体は、副燃焼室３５を形成する燃焼ガスに晒されるセラ
ミックスから成る副室部材３８と該副室部材３８とシリ
ンダヘッド３３の穴部即ち小径穴部３９との間に介在さ
れた遮熱部材とから構成されている。特に、遮熱部材
は、コーディエライトをマトリックスとしてセラミック
スファイバーを含有して強度を強化した複合セラミック
ス１から構成したことである。即ち、複合セラミックス
１から構成した遮熱部材は、セラミックスファイバーの
繊維方向が周方向に傾斜状態に互いに交差している筒部
材４８と、該筒部材４８の一端（図１０では上端）に当
接し且つセラミックスファイバーの繊維方向が燃料噴射
ノズル４２の貫通孔４６の周囲を迂回して互いに交差す
るプレート部材４７とから構成されているものである。
セラミックスファイバーの繊維は、燃料噴射ノズル４２
の貫通孔４６を迂回するような方向に伸びているので、
貫通孔４６の近傍部分でも強度が低下することがなく、
全領域での強度をアップできる。

【００２５】この遮熱構造体を構成する遮熱部材を作製
する場合には、セラミックスファイバーで筒部材４８と
プレート部材４７とを作製し、次いで、両者を組み立て
てカップ体を作製する。このカップ体をコーディエライ
トのマトリックス中に含有させてプレート部材４０と筒
部材４１とから成る遮熱部材を作製することができる。
この遮熱部材は上記のように構成されているので、複合
化された時に、プレート部材４０の繊維は、縦方向及び
横方向の引張り荷重を受けても十分な強度を発揮でき
る。また、筒部材４１は、繊維方向が周方向に傾斜状態
に互いに交差させて織り込まれており、円周応力に対し
ては十分な強度を発揮できる。従って、この遮熱部材
は、各方向からの力に対して十分な強度を発揮できるこ
とになり、副燃焼室３５で燃焼による内圧がかかって
も、セラミックス繊維による張力の作用で、高強度の副
燃焼室３５を提供できる。

【００２６】

【発明の効果】この発明による遮熱構造体は、上記のよ
うに構成されており、次のような効果を有する。即ち、
この遮熱構造体は、コーディエライトをマトリックスと
してセラミックスファイバーを含有して強度を強化した
複合セラミックスから構成したので、コーディエライト
セラミックスの低熱伝導率を活かしながら、コーディエ
ライトの強度不足をセラミックスファイバーで強化する
ことができる。セラミックスファイバーとしては、特
に、チラノ繊維を適用することが好ましく、その他窒化
ケイ素ファイバー又は炭化ケイ素ファイバーも適用する
ことができる。

【００２７】この遮熱構造体を遮熱ガスケットとして使
用し、該遮熱ガスケットを金属製部品に接して配置する
場合には、遮熱ガスケットは前記複合セラミックスをプ
レート部材に成形し、プレート部材の外面をメタライジ
ングして金属層を作り、該金属層を介在させて前記プレ
ート部材に金属薄板を接合して構成することが好ましい
ものである。即ち、前記金属薄板が延性を有しているの
で、振動等による相対移動する部材間に介在させても、
複合セラミックスにクラック、割れ、ひび等の破損は発
生することがなく、遮熱ガスケットとして耐久性に富ん
だものを提供できる。

【００２８】また、この遮熱構造体を遮熱ガスケットに
構成し、該遮熱ガスケットをリング形状に形成してシリ
ンダヘッドと排気マニホルドとの間に配置したマニホル
ドガスケットに適用できる。シリンダヘッドの排気ポー
トの内壁はチタン酸アルミニウム等で遮熱構造に構成さ
れているおり、また、排気マニホルドの内壁も同様にチ
タン酸アルミニウム等で遮熱構造に構成されている。そ
こで、境界部に通常のガスケットを介在させて排気マニ
ホルドをシリンダヘッド取付面に取り付けた場合には、
熱エネルギーがその境界部から外部へ放熱されていた
が、この遮熱ガスケットをマニホルドガスケットとして
使用すれば、その問題は解決でき、シリンダヘッドと排
気マニホルドとの境界部から外部への熱エネルギーの放
散を効果的に防止できる。また、このマニホルドガスケ
ットに適用した場合には、該マニホルドガスケットの外
周にダンピング部材を配置することが好ましい。即ち、
前記ダンピング部材のばね力で前記マニホルドガスケッ
トには過度の圧縮荷重が作用することがなく、マニホル
ドガスケットの耐久性を向上させることができる。

【００２９】或いは、この遮熱構造体を遮熱ガスケット
に構成し、その遮熱ガスケットをピストンヘッドとピス
トンスカートとから成る遮熱型ピストンにおけるリング
形状の遮熱ガスケットとして適用され、該遮熱ガスケッ
トは前記ピストンヘッドと前記ピストンスカートとの間
に配置され、前記セラミックスファイバーの繊維方向が
リング形状に沿って周方向に伸びるように構成すること
によって、強度を一層強化することができ、遮熱性を大
幅に向上できる。

【００３０】又は、この遮熱構造体を燃焼室外壁体とし
て適用する時、例えば、主燃焼室、副燃焼室及び前記主
燃焼室と前記副燃焼室とを連通する連絡口を有する副室
式燃焼室に適用する場合には、この遮熱構造体は前記副
燃焼室の壁体に適用できる。即ち、その壁体を、前記副
燃焼室を形成する燃焼ガスに晒されるセラミックスから
成る副室部材と該副室部材の外面に配置された遮熱壁体
とから構成する。そして、前記遮熱壁体を、前記複合セ
ラミックスから構成され且つ前記複合セラミックスにお
ける前記セラミックスファイバーの繊維方向が互いに交
差しているプレート部と該プレート部の周辺から繊維方
向が長手方向に伸びる繊維を周方向に傾斜状態に互いに
交差している繊維に織り込んだ筒部とから構成する。こ
のように前記遮熱壁体を遮熱構造体で作製すれば、遮熱
性を向上させると共に、セラミックスファイバーの繊維
方向によって負荷のかかる方向の強度をアップでき、強
度を大幅に向上させることができる。前記遮熱壁体は、
セラミックスファイバーの繊維方向の作用によって、各
方向からの力に対して十分な強度を発揮できることにな
る。

【００３１】或いは、この遮熱構造体は、シリンダ側に
形成された主燃焼室、シリンダヘッド側に形成された副
燃焼室、前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通する連絡
口、及び前記副燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射ノズル
を有する副室式エンジンに適用することができる。この
副室式エンジンでは、遮熱構造体は前記副燃焼室の壁体
における遮熱部材に適用できる。即ち、壁体を、前記副
燃焼室を形成する燃焼ガスに晒されるセラミックスから
成る副室部材と該副室部材と前記シリンダヘッドの穴部
との間に介在された遮熱部材とから構成する場合に、前
記遮熱部材は、前記セラミックスファイバーの繊維方向
が周方向に傾斜状態に互いに交差している筒部材と、該
筒部材の一端に当接し且つ前記セラミックスファイバー
の繊維方向が前記燃料噴射ノズルの貫通孔の周囲を迂回
して互いに交差しているプレート部材とから構成するこ
とができる。前記遮熱部材を上記のように構成すると、
前記遮熱部材は、セラミックスファイバーの繊維方向の
作用によって、各方向からの力に対して十分な強度を発
揮できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による遮熱構造体を遮熱ガスケットに
適用するため、複合セラミックスに金属層を接合した状
態を示す斜視図である。

【図２】この遮熱構造体を用いて作製した遮熱ガスケッ
トの一実施例を示す断面図である。

【図３】図２の遮熱ガスケットをマニホルドガスケット
に作製した一実施例を示す斜視図である。

【図４】マニホルドガスケットをシリンダヘッドと排気
マニホルドとの間に組み込んだ実施例を示す断面図であ
る。

【図５】この発明による遮熱構造体をピストンにおける
遮熱ガスケットとして適用した実施例を示す断面図であ
る。

【図６】図５のピストンに組み込まれた遮熱ガスケット
を示す斜視図である。

【図７】この発明による遮熱構造体を副室式燃焼室にお
ける副燃焼室に適用した実施例を示す断面図である。

【図８】図７の副燃焼室に組み込まれたセラミックスフ
ァイバーの繊維方向を示す斜視図である。

【図９】図７の副燃焼室に組み込まれたセラミックスフ
ァイバーの繊維方向を示す斜視図である。

【図１０】この発明による遮熱構造体を副室式エンジン
における副燃焼室に適用した実施例を示す断面図であ
る。

【図１１】図１０の副燃焼室に組み込まれたセラミック
スファイバーの繊維方向を示す斜視図である。

【図１２】図１０の副燃焼室に組み込まれたセラミック
スファイバーの繊維方向を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 複合セラミックス ２ プレート部材 ３ 金属層 ４ 金属薄板 ５ 通路 ６ ボルト挿通孔 ７ マニホルドガスケット ８ 排気マニホルド ９ ダンピング部材 １０，３３ シリンダヘッド １６ ピストンヘッド １７ ピストンスカート １８，１９ 遮熱ガスケット ２１，３６ 主燃焼室 ２２，３８ 副室部材 ２３ 遮熱壁体 ２４，４５ 連絡口 ２５，３５ 副燃焼室 ２６ 構造体（シリンダヘッド、ピストンヘッド） ２７ プレート部 ２８，３２ 繊維 ２９ 筒部 ３０ 遮熱壁体 ４０，４７ プレート部材 ４１，４８ 筒部材 ４２ 燃料噴射ノズル ４６ 貫通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ１６Ｌ 59/02

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 コーディエライトをマトリックスとして
   セラミックスファイバーを含有して強度を強化した複合
   セラミックスから構成したことを特徴とする遮熱構造
   体。
2. 【請求項２】 前記セラミックスファイバーとして、チ
   ラノ繊維、窒化ケイ素ファイバー、又は炭化ケイ素ファ
   イバーを使用できることを特徴とする請求項１に記載の
   遮熱構造体。
3. 【請求項３】 前記複合セラミックスから成形したプレ
   ート部材、該プレート部材の両面をメタライジングした
   金属層及び該金属層を介在させて前記プレート部材の両
   面に接合した金属薄板から構成した遮熱ガスケットに適
   用したことを特徴とする請求項１に記載の遮熱構造体。
4. 【請求項４】 前記遮熱ガスケットをリング形状に形成
   し、シリンダヘッドと排気マニホルドとの間に配置した
   マニホルドガスケットに適用し、該マニホルドガスケッ
   トの外周にはダンピング部材が配置されていることを特
   徴とする請求項３に記載の遮熱構造体。
5. 【請求項５】 ピストンヘッドとピストンスカートとか
   ら成る遮熱型ピストンにおけるリング形状の遮熱ガスケ
   ットとして適用され、該遮熱ガスケットは前記ピストン
   ヘッドと前記ピストンスカートとの間に配置され、前記
   セラミックスファイバーの繊維方向がリング形状に沿っ
   て周方向に伸びていることを特徴とする請求項１に記載
   の遮熱構造体。
6. 【請求項６】 主燃焼室、副燃焼室及び前記主燃焼室と
   前記副燃焼室とを連通する連絡口を有する副室式燃焼室
   における前記副燃焼室の壁体に適用され、該壁体は前記
   副燃焼室を形成する燃焼ガスに晒されるセラミックスか
   ら成る副室部材と該副室部材の外面に配置された遮熱壁
   体とから成り、前記遮熱壁体は前記複合セラミックスか
   ら構成され且つ前記複合セラミックスにおける前記セラ
   ミックスファイバーの繊維方向が互いに交差しているプ
   レート部と該プレート部の周辺から繊維方向が長手方向
   に伸びる繊維を周方向に傾斜状態に互いに交差している
   繊維に織り込んだ筒部とから構成されていることを特徴
   とする請求項１に記載の遮熱構造体。
7. 【請求項７】 シリンダ側に形成された主燃焼室、シリ
   ンダヘッド側に形成された副燃焼室、前記主燃焼室と前
   記副燃焼室とを連通する連絡口、及び前記副燃焼室に燃
   料を噴射する燃料噴射ノズルを有する副室式エンジンに
   おける前記副燃焼室の壁体に適用され、該壁体は前記副
   燃焼室を形成する燃焼ガスに晒されるセラミックスから
   成る副室部材と該副室部材と前記シリンダヘッドの穴部
   との間に介在された遮熱部材とから成り、前記遮熱部材
   は前記セラミックスファイバーの繊維方向が周方向に傾
   斜状態に互いに交差している筒部材と、該筒部材の一端
   に当接し且つ前記セラミックスファイバーの繊維方向が
   前記燃料噴射ノズルの貫通孔の周囲を迂回して互いに交
   差しているプレート部材とから構成されていることを特
   徴とする請求項１に記載の遮熱構造体。