JPH08150463A - Method for casting ceramic-made port liner - Google Patents

Method for casting ceramic-made port liner

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JPH08150463A
JPH08150463A JP31605194A JP31605194A JPH08150463A JP H08150463 A JPH08150463 A JP H08150463A JP 31605194 A JP31605194 A JP 31605194A JP 31605194 A JP31605194 A JP 31605194A JP H08150463 A JPH08150463 A JP H08150463A
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JP
Japan
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port liner
ceramic
outer shell
cylinder head
buffer layer
Prior art date
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Application number
JP31605194A
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Japanese (ja)
Inventor
Takatoshi Sugano
隆登志 菅野
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a casting method of a ceramic-made port inner which prevents the breakage of the ceramic-made port liner caused by shrinkage of a metal at the time of casting a cylinder head and encloses an involved stress buffering layer. CONSTITUTION: The port liner 1 with the ceramic and the outer shell 4 with a plate material are manufactured and the outer surface 8 of the port liner 1 is covered with the stress buffering layer 3 composed of the buffering material and also, the outer surface 12 and the end surface 11 of the stress buffering layer 3 and the end surface 10 of the port liner 1 are covered with the outer shell 4. The opening holes 6 at both ends of the port liner 1 are closed with plugs to make a core, and the core is set into a cylinder head mold and molten metal is cast. The opening end surfaces 5 of the outer shell 4 are machined so that the stress buffering layer 3 constituting a heat insulating layer is not exposed to produce the cylinder head 2 inserting the port liner.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、シリンダヘッドに形
成した遮熱層を備えたセラミック製ポートライナの鋳込
み方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for casting a ceramic port liner having a heat shield layer formed on a cylinder head.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、エンジンの吸排気ポートの構造に
関して、チタン酸アルミニウム(Al2 TiO5 )等の
低熱伝導材料から成るポートライナを製作してアルミニ
ウム合金、Fc等の金属材料に鋳込んでシリンダヘッド
に吸排気ポートを作製するものが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, regarding the structure of intake and exhaust ports of an engine, a port liner made of a low heat conductive material such as aluminum titanate (Al 2 TiO 5 ) is manufactured and cast into a metal material such as an aluminum alloy or Fc. It is known that an intake / exhaust port is formed in a cylinder head.

【0003】また、チタン酸アルミニウム等の低熱伝導
材料から成るポートライナを金属材料に鋳込む場合に、
Al又はFcの金属材料に鋳込み後の収縮による圧縮力
により、ポートライナには高い圧縮応力が作用する。該
圧縮応力によってポートライナが破損する場合がある。
鋳込み後の収縮によるポートライナの破損を防止する対
策として、ポートライナの外周部をアルミナファイバー
等の材料により巻き込むことが考えられる。例えば、シ
リンダヘッドに吸排気ポートを形成する製造方法におい
て、セラミックスのポートライナをシリンダヘッドの鋳
込み時に鋳ぐるんで断熱構造に構成する場合に、シリン
ダヘッドを構成する鋳込み金属材料が凝固する時に、該
金属材料の収縮力によってポートライナが圧縮応力を受
けて破損するのを防止するため、シリンダヘッドとポー
トライナとの間に緩衝層を設けて鋳ぐるんで作製してい
た。
Further, when a port liner made of a low heat conductive material such as aluminum titanate is cast into a metal material,
A high compressive stress acts on the port liner due to the compressive force due to the contraction of the metal material of Al or Fc after casting. The compressive stress may damage the port liner.
As a measure to prevent damage to the port liner due to shrinkage after casting, it is conceivable to wrap the outer periphery of the port liner with a material such as alumina fiber. For example, in a manufacturing method for forming an intake / exhaust port in a cylinder head, when a ceramic port liner is formed around a cylinder head during casting to form a heat insulating structure, when the cast metal material forming the cylinder head solidifies, In order to prevent the port liner from receiving a compressive stress and being damaged by the contracting force of the metal material, a buffer layer is provided between the cylinder head and the port liner to make the casting line.

【0004】例えば、エンジンの断熱装置として、図4
及び図5に示すように、金属から成るシリンダヘッド2
2にセラミック製ポートライナ20を鋳込むには、溶湯
がセラミック製ポートライナ20に直接接触しないよう
に、セラミック製ポートライナ20の外面にアルミナ繊
維等の緩衝層21を配置し、更にセラミック製ポートラ
イナの端部開口23をプラグ25で閉鎖して中子を作製
し、該中子をシリンダヘッド鋳型に配置して溶湯を流し
込んでシリンダヘッド22を作製している。このような
構造を持つシリンダヘッドは、例えば、特開昭61−7
9818号公報に開示されたものがある。
For example, as an engine heat insulation device, FIG.
And as shown in FIG. 5, the cylinder head 2 made of metal
In order to cast the ceramic port liner 20 in 2, the buffer layer 21 such as alumina fiber is arranged on the outer surface of the ceramic port liner 20 so that the molten metal does not directly contact the ceramic port liner 20. The end opening 23 of the liner is closed by a plug 25 to produce a core, the core is placed in a cylinder head mold, and the molten metal is poured into the cylinder head 22. A cylinder head having such a structure is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-7.
There is one disclosed in Japanese Patent Publication No. 9818.

【0005】また、特開昭59−108848号公報に
開示された内燃機関のシリンダヘッドは、排気ポートの
内面を形成するセラミックス層を設け、セラミックス層
の外側を包み込む錯綜体を設け、錯綜体の外側をセラミ
ックス層との間に間隙がないように耐熱材で包み込んで
鋳ぐるんだものである。
Further, the cylinder head of the internal combustion engine disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-108848 is provided with a ceramic layer forming the inner surface of the exhaust port, and a complex body enclosing the outside of the ceramic layer is provided. It is made by wrapping the outside with a heat-resistant material so that there is no gap between it and the ceramics layer.

【0006】また、セラミックポートライナとして、例
えば、実開昭63−170555号公報に開示されてい
るものがある。該セラミックポートライナは、セラミッ
ク製ポートライナ本体の外周を、加熱により非可逆的に
膨張するセラミックシートにより被覆したものである。
更に、セラミックポートライナにおいて、セラミックシ
ートが、バーミキュライト、セラミックファイバー及び
微量の有機バインダから構成されている。
As a ceramic port liner, for example, there is one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-170555. In this ceramic port liner, the outer periphery of a ceramic port liner main body is covered with a ceramic sheet that expands irreversibly by heating.
Further, in the ceramic port liner, the ceramic sheet is composed of vermiculite, ceramic fibers and a trace amount of organic binder.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、シリン
ダヘッドとポートライナとの間に緩衝層を設けて鋳ぐる
んで作製するような場合に、アルミナファイバー部に鋳
造時の金属材料の湯が流れ込まないように、継ぎ目の処
理、端面の処理等を行う必要があり、処理工程が複雑に
なり、寸法公差を含めて量産化を行うことができないと
いう問題があった。また、図4に示すようなセラミック
製ポートライナの鋳込み方法は、シリンダヘッド22の
端面を切削加工する時に、シリンダヘッド22とセラミ
ック製ポートライナ20との共加工が発生する。この共
加工を避ける加工を行うと、シリンダヘッド22と中子
との境界部のシリンダヘッド22に凹部26が発生す
る。また、シリンダヘッド22の端面にはアルミナ繊維
等の緩衝層21が露出し、緩衝層21の一部が脱落し、
遮熱層の性能劣化やセラミック製ポートライナ20のが
た付きが発生し、場合によってはセラミック製ポートラ
イナ20の破損に至ることがある。
However, in the case where a buffer layer is provided between the cylinder head and the port liner so that the alumina fiber portion is manufactured by casting, the molten metal material during casting is prevented from flowing into the alumina fiber portion. In addition, there is a problem that it is necessary to perform a seam treatment, an end face treatment, and the like, which complicates the treatment process and makes it impossible to perform mass production including dimensional tolerances. Further, in the method of casting a ceramic port liner as shown in FIG. 4, when the end face of the cylinder head 22 is cut, co-processing of the cylinder head 22 and the ceramic port liner 20 occurs. When processing is performed to avoid this co-processing, a recess 26 is formed in the cylinder head 22 at the boundary between the cylinder head 22 and the core. Further, the buffer layer 21 made of alumina fiber or the like is exposed at the end surface of the cylinder head 22, and a part of the buffer layer 21 falls off.
Performance deterioration of the heat shield layer and rattling of the ceramic port liner 20 may occur, and in some cases, the ceramic port liner 20 may be damaged.

【0008】この発明の目的は、上記の課題を解決する
ことであり、遮熱構造のポートライナを作製する方法で
あり、金属製シリンダヘッドに形成されるポートに配置
したセラミック製ポートライナをアルミナ繊維等の緩衝
層を介在させて外殻で覆って中子を作製し、中子をシリ
ンダヘッド成形型に配置して溶湯を鋳込んでシリンダヘ
ッドを作製し、外殻の開口端面を切削加工したセラミッ
ク製ポートライナの鋳込み方法を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above problems, and is a method for producing a port liner having a heat shield structure, in which a ceramic port liner arranged at a port formed in a metal cylinder head is made of alumina. A core is made by covering it with a buffer layer such as fibers with an outer shell, placing the core in a cylinder head mold, casting molten metal to make a cylinder head, and cutting the open end surface of the outer shell. To provide a method of casting a ceramic port liner.

【0009】[0009]

【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、両端に開口を有するセラミックスでポート
ライナを作製すると共に板材で外殻を作製する工程、前
記ポートライナの外面を緩衝材から成る応力緩衝層で覆
うと共に前記応力緩衝層の外面と端面及び前記ポートラ
イナの端面とを前記外殻で覆う工程、前記外殻と前記応
力緩衝層とで覆った前記ポートライナの両端の前記開口
をプラグで閉鎖して中子を作製し、前記中子をシリンダ
ヘッド鋳型に配置して溶湯を鋳込む工程、から成ること
を特徴とするセラミック製ポートライナの鋳込み方法に
関する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
According to the present invention, a step of producing a port liner from ceramics having openings at both ends and an outer shell from a plate material, the outer surface of the port liner being covered with a stress buffer layer made of a buffer material, and the outer surface and the end surface of the stress buffer layer. And a step of covering the end face of the port liner with the outer shell, closing the openings at both ends of the port liner covered with the outer shell and the stress buffer layer with plugs to produce a core, Is placed in a cylinder head mold to cast the molten metal, and a method for casting a ceramic port liner.

【0010】更に、このセラミック製ポートライナの鋳
込み方法において、前記応力緩衝層が露出しない程度に
前記ポートライナの端面を覆った前記外殻の開口端面を
切削加工してポートライナを鋳込んだシリンダヘッドを
作製するものである。また、前記応力緩衝層は前記ポー
トライナと前記外殻とで封入されたセラミックス繊維か
ら成る遮熱層を形成するものである。
Further, in this ceramic port liner casting method, the opening end face of the outer shell that covers the end face of the port liner is cut to such an extent that the stress buffer layer is not exposed, and the cylinder is produced by casting the port liner. The head is manufactured. Further, the stress buffer layer forms a heat shield layer made of ceramic fibers enclosed by the port liner and the outer shell.

【0011】[0011]

【作用】この発明によるセラミック製ポートライナの鋳
込み方法は、上記のように構成されており、次のように
作用する。即ち、このセラミック製ポートライナの鋳込
み方法は、セラミックス製ポートライナの外面を応力緩
衝層で覆うと共に、前記応力緩衝層の外面と端面及び前
記ポートライナの端面とを外殻で覆って中子を作製し、
前記中子をシリンダヘッド鋳型に配置して溶湯を鋳込む
ので、シリンダヘッドを構成する金属の収縮による応力
及び熱衝撃力が前記応力緩衝層で吸収され、前記セラミ
ック製ポートライナに直接負荷されず、前記セラミック
製ポートライナが破損することがない。また、セラミッ
ク製ポートライナの端面は前記外殻で被覆されているの
で、シリンダヘッドの端面を切削加工する場合に、前記
シリンダヘッドと前記セラミック製ポートライナとの共
加工が発生せず、前記セラミック製ポートライナが露出
しない程度に前記外殻の開口端面を一部加工でき、前記
応力緩衝層が端面から脱落することがない。しかも、前
記応力緩衝層は、前記ポートライナを遮熱構造に構成す
ることができる。
The method of casting a ceramic port liner according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, the casting method of the ceramic port liner is such that the outer surface of the ceramic port liner is covered with a stress buffer layer, and the outer surface and the end surface of the stress buffer layer and the end surface of the port liner are covered with an outer shell to form a core. Made,
Since the core is arranged in the cylinder head mold and the molten metal is cast, the stress and thermal shock force due to the contraction of the metal forming the cylinder head is absorbed by the stress buffer layer, and is not directly applied to the ceramic port liner. The ceramic port liner is not damaged. Further, since the end surface of the ceramic port liner is covered with the outer shell, when the end surface of the cylinder head is cut, co-processing of the cylinder head and the ceramic port liner does not occur, and the ceramic The opening end surface of the outer shell can be partially processed to the extent that the port liner made is not exposed, and the stress buffer layer does not fall off the end surface. Moreover, the stress buffer layer can configure the port liner to have a heat shield structure.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるセラ
ミック製ポートライナの鋳込み方法の一実施例を説明す
る。図1はこの発明によるセラミック製ポートライナの
鋳込み方法の一実施例を示す断面図、図2は図1の線A
−Aにおける断面図、及び図3は図1のセラミック製ポ
ートライナの鋳込み方法における中子の一部を示す断面
図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a method for casting a ceramic port liner according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a method for casting a ceramic port liner according to the present invention, and FIG. 2 is a line A in FIG.
-A is a sectional view and FIG. 3 is a sectional view showing a part of the core in the method of casting the ceramic port liner of FIG.

【0013】図1に示すように、この発明によるセラミ
ック製ポートライナの鋳込み方法で作製したシリンダヘ
ッド2には、ポート7を形成するセラミック製ポートラ
イナ1を応力緩衝層3と外殻4とを介在して配置されて
いる。応力緩衝層3は、遮熱層として機能するものであ
り、アルミナファイバー、アルミナウィスカー、アルミ
ナ長繊維等のセラミックス繊維で作製されている。シリ
ンダヘッド2は、セラミック製ポートライナ1の外面を
応力緩衝層3で覆った状態で鋳ぐるんで製造したもので
あり、鋳ぐるみ時に発生するシリンダヘッド2を構成す
る金属材料の収縮による圧縮応力を応力緩衝層3で吸収
し、セラミック製ポートライナ1に亀裂、クラックが発
生せず、破損することが防止されている。また、応力緩
衝層3は、ポートライナ1と外殻4とで封入されたセラ
ミックス繊維から成る遮熱層を構成するものであり、ポ
ート7が遮熱構造に構成される。従って、排気ポートの
場合には、応力緩衝層3によって遮熱性を確保でき、セ
ラミック製ポートライナ1は耐熱性に富むと共に高温高
強度の壁面を提供できる。また、吸気ポートについて
も、シリンダヘッド2からの吸入空気への受熱を大幅に
低減し、空気の充填効率を向上させることができる。
As shown in FIG. 1, in a cylinder head 2 manufactured by the method for casting a ceramic port liner according to the present invention, a ceramic port liner 1 forming a port 7 is provided with a stress buffer layer 3 and an outer shell 4. It is arranged to intervene. The stress buffer layer 3 functions as a heat shield layer, and is made of ceramic fibers such as alumina fibers, alumina whiskers, and alumina long fibers. The cylinder head 2 is manufactured by casting in a state in which the outer surface of the ceramic port liner 1 is covered with the stress buffer layer 3, and compressive stress caused by shrinkage of the metal material forming the cylinder head 2 generated during casting is suppressed. The stress buffer layer 3 absorbs it, and the ceramic port liner 1 is prevented from cracking or cracking and is prevented from being damaged. The stress buffer layer 3 constitutes a heat shield layer made of ceramic fiber enclosed by the port liner 1 and the outer shell 4, and the port 7 has a heat shield structure. Therefore, in the case of an exhaust port, the stress buffer layer 3 can ensure heat shielding properties, and the ceramic port liner 1 can provide a wall surface having high heat resistance and high heat resistance. Further, regarding the intake port as well, the heat received by the intake air from the cylinder head 2 can be significantly reduced, and the air filling efficiency can be improved.

【0014】この発明によるセラミック製ポートライナ
の鋳込み方法は、次のように行われる。即ち、この発明
によるセラミック製ポートライナの鋳込み方法は、ま
ず、両端に開口6を有するセラミックスでポートライナ
1を作製すると共に、板材で外殻4を作製する。ポート
ライナ1は、低熱伝導率のAl2 TiO5 や耐熱性で高
強度のSi3 4 ,SiC等のセラミックス原料から成
形して成形体を作製し、該成形体を焼成することによっ
て作製できる。外殻4は、金属板からプレス加工等で二
つ割りの屈曲半円筒体4L,4Rに作製し、該屈曲半円
筒体4L,4Rの端縁のフランジ部9をプロジェクショ
ン溶接等で溶着し、外形トリミングを施して作製でき
る。この場合、屈曲半円筒体4L,4Rの端縁のフラン
ジ部9は、互いに溶着した後には、ある程度カットして
排除することが好ましい。又は、外殻4は、シリンダヘ
ッドを構成する材料がアルミニウム合金等の低融点材料
で作製する場合には、繊維強化プラスチック等の板材を
用いて成形加工して作製することもできる。
The casting method of the ceramic port liner according to the present invention is performed as follows. That is, in the method for casting a ceramic port liner according to the present invention, first, the port liner 1 is made of ceramics having openings 6 at both ends, and the outer shell 4 is made of a plate material. The port liner 1 can be produced by forming a compact from a ceramic raw material such as Al 2 TiO 5 having low thermal conductivity or heat-resistant and high-strength Si 3 N 4 or SiC, and firing the compact. . The outer shell 4 is formed from a metal plate by press working or the like into bent half-cylindrical bodies 4L and 4R, and the flange portions 9 at the edges of the bent half-cylindrical bodies 4L and 4R are welded by projection welding or the like to trim the outer shape. Can be produced. In this case, it is preferable that the flange portions 9 at the edges of the bent semi-cylindrical bodies 4L and 4R be cut to some extent and removed after being welded to each other. Alternatively, when the material forming the cylinder head is made of a low melting point material such as an aluminum alloy, the outer shell 4 may be formed by molding using a plate material such as fiber reinforced plastic.

【0015】そこで、ポートライナ1の外面8を緩衝材
から成る応力緩衝層3で覆う。そこで、応力緩衝層3の
外面12及びその端面11とポートライナ1の端面10
とを屈曲半円筒体4L,4Rで両側から挟むように被覆
し、次いで屈曲半円筒体4L,4Rのフランジ部9を溶
着することによって外殻4が構成され、応力緩衝層3と
ポートライナ1とを外殻4で覆った状態になる。次に、
図3に示すように、外殻4と応力緩衝層3とで覆ったポ
ートライナ1の両端の開口6をプラグ13で閉鎖して中
子を作製する。そこで、前記中子をシリンダヘッド鋳型
に配置して溶湯を鋳込むことによってセラミック製ポー
トライナの鋳込みが終了する。
Therefore, the outer surface 8 of the port liner 1 is covered with the stress buffer layer 3 made of a buffer material. Therefore, the outer surface 12 of the stress buffer layer 3 and its end surface 11 and the end surface 10 of the port liner 1
Are covered with the bent semi-cylindrical bodies 4L and 4R so as to be sandwiched from both sides, and then the flange portions 9 of the bent semi-cylindrical bodies 4L and 4R are welded to form the outer shell 4, and the stress buffer layer 3 and the port liner 1 are formed. And are covered with the outer shell 4. next,
As shown in FIG. 3, the openings 6 at both ends of the port liner 1 covered with the outer shell 4 and the stress buffer layer 3 are closed with plugs 13 to produce a core. Then, the core is placed in the cylinder head mold and the molten metal is cast into the ceramic port liner to complete the casting.

【0016】次いで、シリンダヘッド鋳型からシリンダ
ヘッド2を取り出し、応力緩衝層3が露出しない程度
に、ポートライナ1の端面10を覆った外殻4の開口端
面5を含むシリンダヘッド2の端部を、図1の符号Bに
沿って切削加工して排除し、セラミック製ポートライナ
1を鋳込んだシリンダヘッド2を作製することができ
る。シリンダヘッド2の端面における外殻4の開口端面
5の切削加工することによって、マニホルドに対する取
付面のシール面、及びバルブに対するバルブシートのシ
ール面を形成することができる。
Next, the cylinder head 2 is taken out from the cylinder head mold, and the end portion of the cylinder head 2 including the open end surface 5 of the outer shell 4 covering the end surface 10 of the port liner 1 is exposed to the extent that the stress buffer layer 3 is not exposed. It is possible to manufacture the cylinder head 2 in which the ceramic port liner 1 is cast in by cutting and removing along the reference numeral B in FIG. By cutting the opening end surface 5 of the outer shell 4 at the end surface of the cylinder head 2, a sealing surface of a mounting surface for a manifold and a sealing surface of a valve seat for a valve can be formed.

【0017】このセラミック製ポートライナの切削加工
を考慮すると、外殻4として、3〜5mm程度の厚みに
作製すると、鋳込み時に外殻4が形ずれが生じたとして
も、外殻1の開口端面5に十分な加工面ができ、しかも
外殻4の端面を切削加工することによって外殻4で発生
する熱流経路を低減することが可能である。また、外殻
4としては、その外面が鋳込み時の溶湯で若干溶解する
程度の材料を選定することが、シリンダヘッド2に外殻
4が溶着して好ましいものであり、例えば、軟鋼等の金
属で作製できる。或いは、外殻4は、1.2〜2.2m
m程度の厚さを有する板材で作製し、外殻4でセラミッ
ク製ポートライナ1と応力緩衝層3とを被覆して中子を
作製した後に、外殻4の両端に別部品の板材を溶接等で
接合して開口端面5のみを4mm程度の厚さに形成し、
それを鋳込むことで作製することもできる。
In consideration of the cutting work of this ceramic port liner, when the outer shell 4 is manufactured to have a thickness of about 3 to 5 mm, even if the outer shell 4 is deformed during casting, the open end surface of the outer shell 1 is formed. 5 has a sufficiently machined surface, and the heat flow path generated in the outer shell 4 can be reduced by cutting the end surface of the outer shell 4. Further, as the outer shell 4, it is preferable to select a material whose outer surface is slightly melted by the molten metal at the time of casting so that the outer shell 4 is welded to the cylinder head 2. For example, a metal such as mild steel is used. Can be made with. Alternatively, the outer shell 4 is 1.2 to 2.2 m
It is made of a plate material having a thickness of about m, and after covering the ceramic port liner 1 and the stress buffer layer 3 with the outer shell 4 to make a core, a plate material of another component is welded to both ends of the outer shell 4. Etc. to form only the opening end face 5 to a thickness of about 4 mm,
It can also be produced by casting it.

【0018】[0018]

【発明の効果】この発明によるセラミック製ポートライ
ナの鋳込み方法は、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、このセラミック製ポートラ
イナの鋳込み方法は、セラミックス製ポートライナの外
面を応力緩衝層で覆うと共に、前記応力緩衝層及び前記
ポートライナを外殻で覆って溶湯を鋳込むので、シリン
ダヘッドを構成する金属の収縮による応力が前記セラミ
ック製ポートライナに直接負荷されず、前記セラミック
製ポートライナが亀裂、クラック等の破損が発生しな
い。特に、セラミック製ポートライナの端面は前記外殻
で被覆したので、シリンダヘッドの端面を切削加工する
場合に、前記セラミック製ポートライナが露出しない程
度に前記外殻の開口端面を一部加工でき、前記応力緩衝
層が端面から脱落することがなく、ポートの遮熱度が低
下することがなく、前記セラミック製ポートライナがシ
リンダヘッド内に堅固に組み込まれ、がた付きが発生す
ることがなく、遮熱層を構成する前記応力緩衝層の形成
に対して耐久性、信頼性を向上できる。
The method of casting a ceramic port liner according to the present invention is constructed as described above and has the following effects. That is, in this method of casting a ceramic port liner, the outer surface of the ceramic port liner is covered with a stress buffer layer, and the stress buffer layer and the port liner are covered with an outer shell to cast molten metal. The stress due to the contraction of the metal is not directly applied to the ceramic port liner, and the ceramic port liner is not cracked or damaged. In particular, since the end surface of the ceramic port liner is covered with the outer shell, when cutting the end surface of the cylinder head, the opening end surface of the outer shell can be partially processed to the extent that the ceramic port liner is not exposed, The stress buffer layer does not fall off from the end face, the heat insulation of the port does not decrease, the ceramic port liner is firmly incorporated in the cylinder head, and rattling does not occur, resulting in shielding. It is possible to improve durability and reliability with respect to the formation of the stress buffer layer forming the thermal layer.

【0019】更に、前記応力緩衝層が露出しない程度に
前記ポートライナの端面を覆った前記外殻の開口端面を
切削加工してポートライナを鋳込んだシリンダヘッドを
作製するので、前記シリンダヘッドと前記セラミック製
ポートライナとの共加工が発生せず、仕上げ加工におけ
る歩留りが向上し、切削加工が容易になって製造コスト
を低減できる。更に、前記応力緩衝層は前記ポートライ
ナと前記外殻とで封入されたセラミックス繊維から成る
遮熱層を形成するので、前記応力緩衝層の遮熱度が大幅
に向上する。
Further, since the opening end face of the outer shell covering the end face of the port liner is cut to such an extent that the stress buffer layer is not exposed, the cylinder head in which the port liner is cast is manufactured by cutting the end face of the outer shell to produce the cylinder head. Co-processing with the ceramic port liner does not occur, yield in finishing is improved, cutting is facilitated, and manufacturing cost can be reduced. Further, since the stress buffer layer forms a heat shield layer made of ceramic fibers enclosed by the port liner and the outer shell, the heat shield degree of the stress buffer layer is significantly improved.

【0020】前記応力緩衝層は鋳込み時に前記外殻で被
覆されているので、前記シリンダヘッドを形成するため
の金属材料の溶湯の鋳込みを行っても、金属材料が前記
応力緩衝層に鋳造時に溶湯が流れ込むことがなく、従っ
て、前記応力緩衝層の遮熱度を有効に発揮できる。ま
た、前記応力緩衝層を構成する材料として、低熱伝導率
のチタン酸アルミニウム、アルミナ繊維等のセラミック
スを使用できるので、特に排気ポートの遮熱性能を向上
できる。また、このセラミック製ポートライナの鋳込み
方法を用いてシリンダヘッドを作製すると、製造工程が
簡単になり、鋳込み歩留りを向上させ、寸法公差を含め
量産化を行うことができる。
Since the stress buffer layer is covered with the outer shell at the time of casting, even if the molten metal material for forming the cylinder head is cast, the metal material is melted into the stress buffer layer at the time of casting. Does not flow in, and therefore the heat shield of the stress buffer layer can be effectively exhibited. Further, since ceramics such as aluminum titanate having a low thermal conductivity and alumina fiber can be used as the material forming the stress buffer layer, the heat shielding performance of the exhaust port can be particularly improved. Further, when the cylinder head is manufactured by using the casting method of the ceramic port liner, the manufacturing process is simplified, the casting yield is improved, and the mass production including the dimensional tolerance can be performed.

【0021】従って、このセラミック製ポートライナの
鋳込み方法で作製した排気ポートは、前記応力緩衝層に
よって遮熱性を確保でき、前記セラミック製ポートライ
ナは耐熱性に富むと共に高温高強度の壁面を提供でき
る。また、このセラミック製ポートライナの鋳込み方法
で作製した吸気ポートについても、シリンダヘッド及び
ポートからの吸入空気への受熱を大幅に低減し、空気の
充填効率を向上させることができる。
Therefore, the exhaust port produced by the casting method of the ceramic port liner can secure the heat shielding property by the stress buffer layer, and the ceramic port liner can provide a high temperature and high strength wall surface with high heat resistance. . Further, also in the intake port manufactured by this ceramic port liner casting method, the heat received by the intake air from the cylinder head and the port can be significantly reduced, and the efficiency of air filling can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】この発明によるセラミック製ポートライナの鋳
込み方法の一実施例を説明する断面図である。
FIG. 1 is a sectional view illustrating an embodiment of a method for casting a ceramic port liner according to the present invention.

【図2】図1の線A−Aにおける断面図である。2 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.

【図3】この発明によるセラミック製ポートライナの鋳
込み方法に使用される中子を説明する断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a core used in a method for casting a ceramic port liner according to the present invention.

【図4】従来のシリンダヘッドの一例を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a sectional view showing an example of a conventional cylinder head.

【図5】従来のセラミック製ポートライナの鋳込み方法
の一例を説明する断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional ceramic port liner casting method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 セラミック製ポートライナ 2 シリンダヘッド 3 応力緩衝層 4 金属製外殻 5 金属製外殻の開口端面 6 開口 7 ポート 8 セラミック製ポートライナの外面 9 フランジ部 10 セラミック製ポートライナの端面 11 応力緩衝層の端面 12 応力緩衝層の外面 13 プラグ 1 Ceramic Port Liner 2 Cylinder Head 3 Stress Buffer Layer 4 Metal Outer Shell 5 Open End Face of Metal Outer Shell 6 Opening 7 Port 8 Outer Surface of Ceramic Port Liner 9 Flange 10 End Face of Ceramic Port Liner 11 Stress Buffer Layer End face 12 outer surface of stress buffer layer 13 plug

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 両端に開口を有するセラミックスでポー
トライナを作製すると共に板材で外殻を作製する工程、
前記ポートライナの外面を緩衝材から成る応力緩衝層で
覆うと共に前記応力緩衝層の外面と端面及び前記ポート
ライナの端面とを前記外殻で覆う工程、前記外殻と前記
応力緩衝層とで覆った前記ポートライナの両端の前記開
口をプラグで閉鎖して中子を作製し、前記中子をシリン
ダヘッド鋳型に配置して溶湯を鋳込む工程、から成るこ
とを特徴とするセラミック製ポートライナの鋳込み方
法。
1. A step of producing a port liner from ceramics having openings at both ends and an outer shell from a plate material,
Covering the outer surface of the port liner with a stress buffer layer made of a buffer material, and covering the outer surface and the end surface of the stress buffer layer and the end surface of the port liner with the outer shell, covering with the outer shell and the stress buffer layer. A step of closing the openings at both ends of the port liner with plugs to produce a core, arranging the core in a cylinder head mold and casting molten metal, the ceramic port liner characterized in that Casting method.
【請求項2】 前記応力緩衝層が露出しない程度に前記
ポートライナの端面を覆った前記外殻の開口端面を切削
加工してポートライナを鋳込んだシリンダヘッドを作製
することを特徴とする請求項1に記載のセラミック製ポ
ートライナの鋳込み方法。
2. A cylinder head in which the port liner is cast by cutting the opening end surface of the outer shell that covers the end surface of the port liner to the extent that the stress buffer layer is not exposed. Item 1. A method for casting a ceramic port liner according to Item 1.
【請求項3】 前記応力緩衝層は前記ポートライナと前
記外殻とで封入されたセラミックス繊維から成る遮熱層
を形成することを特徴とする請求項1に記載のセラミッ
ク製ポートライナの鋳込み方法。
3. The method for casting a ceramic port liner according to claim 1, wherein the stress buffer layer forms a heat shield layer made of ceramic fibers enclosed by the port liner and the outer shell. .
JP31605194A 1994-11-28 1994-11-28 Method for casting ceramic-made port liner Pending JPH08150463A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010515860A (en) * 2007-01-16 2010-05-13 ピーク ヴェルクシュトッフ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Cylinder crank housing manufacturing method having a plurality of cylinder sleeves and a short cylinder sleeve to which a material strip is fixed

Cited By (2)

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US8590502B2 (en) 2007-01-16 2013-11-26 Peak Werkstoff Gmbh Method for the production of a cylinder crankcase having multiple cylinder liners and short cylinder liner with a material strip affixed thereto

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