JPS6142468A - シリンダヘツドの製造方法 - Google Patents
シリンダヘツドの製造方法Info
- Publication number
- JPS6142468A JPS6142468A JP16457284A JP16457284A JPS6142468A JP S6142468 A JPS6142468 A JP S6142468A JP 16457284 A JP16457284 A JP 16457284A JP 16457284 A JP16457284 A JP 16457284A JP S6142468 A JPS6142468 A JP S6142468A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- foam
- cylinder head
- ceramic
- ceramic layer
- alloy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はシリンダヘッドの製造方法に関するもので、詳
しくは燃焼室の表面にセラミック層を形成するシリンダ
ヘッドの製造方法に関する。
しくは燃焼室の表面にセラミック層を形成するシリンダ
ヘッドの製造方法に関する。
エンジンの運転時、シリンダライナ、ピストン、および
シリンダヘッド等によって区画された燃焼室は、爆発行
程での混合気の燃焼により著るしく高温吉なるため、上
記した各構成要素は高い耐熱性を有していることか望ま
しい。このような見地から近年、上記各構成要素を耐熱
性に優ねたセラミンクによって形成する試みが種々なさ
れており、特（こ燃焼室内の発火点となる点火プラグを
備えたシリンダヘッドにおいては、該発火点が最も高温
になるため上記セラミックの利用は非常に有効である。
シリンダヘッド等によって区画された燃焼室は、爆発行
程での混合気の燃焼により著るしく高温吉なるため、上
記した各構成要素は高い耐熱性を有していることか望ま
しい。このような見地から近年、上記各構成要素を耐熱
性に優ねたセラミンクによって形成する試みが種々なさ
れており、特（こ燃焼室内の発火点となる点火プラグを
備えたシリンダヘッドにおいては、該発火点が最も高温
になるため上記セラミックの利用は非常に有効である。
そこで従来では、シリンダヘッドに形成された燃焼室の
内面に、セラミックを溶射してセラミック層を形成し、
このセラミック層によってシリンダヘッドを熱的に保護
している。
内面に、セラミックを溶射してセラミック層を形成し、
このセラミック層によってシリンダヘッドを熱的に保護
している。
ところで上記の如く、燃焼室内面にセラミックを溶射し
てセラミック層を形成したのみでは、シリンダヘッドと
セラミック層との結合力（４強固とは言い難く、上記構
成のシリンダへノドを長時間使用すると、セラミック層
に亀裂か生じたり、あるいはセラミック層が剥離する等
して長時間、耐熱性を維持することができなかった。
てセラミック層を形成したのみでは、シリンダヘッドと
セラミック層との結合力（４強固とは言い難く、上記構
成のシリンダへノドを長時間使用すると、セラミック層
に亀裂か生じたり、あるいはセラミック層が剥離する等
して長時間、耐熱性を維持することができなかった。
本発明は、上記実状に鑑みて、長時間使用してもセラミ
ック層に亀裂や剥離を生ぜず、安定した耐熱性を維持す
ることの可能なシリンダヘッドを得ることを目的とする
。
ック層に亀裂や剥離を生ぜず、安定した耐熱性を維持す
ることの可能なシリンダヘッドを得ることを目的とする
。
そこで本発明では、燃焼室に対応する形状の凹部を有す
る多孔質部材を形成し、この凹部にセンミックを溶射し
て、該セラミックを上記多孔質部材表面に浸透させつつ
セラミック層を形成した後、これを鋳ぐるんで、前記多
孔質部材と一体にシリンダヘッドを形成することにより
上記目的を達成している。
る多孔質部材を形成し、この凹部にセンミックを溶射し
て、該セラミックを上記多孔質部材表面に浸透させつつ
セラミック層を形成した後、これを鋳ぐるんで、前記多
孔質部材と一体にシリンダヘッドを形成することにより
上記目的を達成している。
以下本発明を、実施例を示す図面に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図は本発明に係る方法にて製造されたシリンダへノ
ド１の縦断面図であり、図中２は多孔質部材を構成する
セラミックフオームである。このセラミックフオーム２
は、第３図に斜視図で示すようをこ円柱の底部に、その
周縁に平面部３を残し、燃焼室形状（本例では半球型）
に対応した凹部４が形成されており、さらに中心軸線に
沿って孔５が穿設されている。また、第１図に明示する
ようにセラミックフオーム２の凹部４を区画する凹■６
の表面１こはセラミック層７が形成されている。
ド１の縦断面図であり、図中２は多孔質部材を構成する
セラミックフオームである。このセラミックフオーム２
は、第３図に斜視図で示すようをこ円柱の底部に、その
周縁に平面部３を残し、燃焼室形状（本例では半球型）
に対応した凹部４が形成されており、さらに中心軸線に
沿って孔５が穿設されている。また、第１図に明示する
ようにセラミックフオーム２の凹部４を区画する凹■６
の表面１こはセラミック層７が形成されている。
一方、上記セラミックフオーム２は、凹面６を残してア
ルミ合金から成るシリンダへラドシェル８により鋳ぐる
んで覆われており、前記孔５に対応する鋳込み部には、
点火プラグ取り付は穴９が設けられている。また、この
鋳込み部の下端面は、凹面６と平滑に連なっており、燃
焼室形状に対応する凹部４を形作っている。なお、第１
図中シリンダヘッドシェル８における破線より外周の部
位３ａ、８ｂは、第２図からも解るように冷却および補
強用のフィンであり、第２図中の１０はシリンダヘッド
１を、図示していないシリンダブロックへ取り付ける際
のスタッドボルト用の台座である。
ルミ合金から成るシリンダへラドシェル８により鋳ぐる
んで覆われており、前記孔５に対応する鋳込み部には、
点火プラグ取り付は穴９が設けられている。また、この
鋳込み部の下端面は、凹面６と平滑に連なっており、燃
焼室形状に対応する凹部４を形作っている。なお、第１
図中シリンダヘッドシェル８における破線より外周の部
位３ａ、８ｂは、第２図からも解るように冷却および補
強用のフィンであり、第２図中の１０はシリンダヘッド
１を、図示していないシリンダブロックへ取り付ける際
のスタッドボルト用の台座である。
これにより以下では、上述したシリンダヘッドの製造方
法を手順に従って説明するが、先ず多孔質部材たるセラ
ミックフオームの製造手順から詳述する。
法を手順に従って説明するが、先ず多孔質部材たるセラ
ミックフオームの製造手順から詳述する。
先ず軟質ポリウレタンフォームによって第３図に示す如
く、略円柱形状で底面に凹面６を有し、その中心に孔５
が設けられた形状のブロックを形成する。次いで原料調
整およびスラリーの調整を済ませたセラミックを、上記
ブロック全体にスラリー含浸させ、これを十分に乾燥さ
せる。こののち焼成することにより無数の気孔を有する
セラミンクフオーム２が完成する。なおこのとき、セル
カウントは３０以上であることが後述するシリンダヘッ
ドの製造工程上望ましい。
く、略円柱形状で底面に凹面６を有し、その中心に孔５
が設けられた形状のブロックを形成する。次いで原料調
整およびスラリーの調整を済ませたセラミックを、上記
ブロック全体にスラリー含浸させ、これを十分に乾燥さ
せる。こののち焼成することにより無数の気孔を有する
セラミンクフオーム２が完成する。なおこのとき、セル
カウントは３０以上であることが後述するシリンダヘッ
ドの製造工程上望ましい。
次に本発明の骨子であるシリンダヘッドの製造方法を述
べる。
べる。
先ず、上述した製造工程により形成されたセラミックフ
オーム２の四面６に、酸化物系あるいは非酸化物系のセ
ラミック（Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２。
オーム２の四面６に、酸化物系あるいは非酸化物系のセ
ラミック（Ａｌ２Ｏ３、ＺｒＯ２。
５ｉＯ１、ＭＳ’Ｏ，ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ、等あるいはこ
れらの混合物）を溶射する。これにより、第４図に明示
する如く、溶射されたセラミックはセラミックフオーム
２の底部表面の気孔に浸透し、セラミンク層７を形成す
る。このとき、前記溶融セラミックはセラミックフオー
ム２の底部表面から僅かな深さ浸透するのみで、セラミ
ックフオーム２の深部にまで及ぶことはない。次いでこ
のセラミックフオーム２を第５図に示す如く、上型１１
ａと下型１１ｂとから成る金型１１に配置し、Ａ１合金
にて圧力鋳造して、上記セラミックフオーム２を鋳ぐる
む。このとき、セラミックフオーム２におけるセラミッ
ク層７以外の部分には、鋳造過程の圧力により溶融ｈｌ
１合金が浸透し、そののち凝固することで、セラミック
フオーム２を包含するシリンダへラドシェル８とセラミ
ックフオーム２とは一体且つ強固に結合される。次に第
６図に示す如く、シリンダヘッド１を金型１１（第５図
）から取り外し、こののち第７図に示すようにシリンダ
ヘッドシェル８の中心軸線（セラミックフオーム２の孔
５の中心軸線と同一）に沿って点火プラグ取り付は穴９
を形成して、シリンダヘッドＩが完成する。
れらの混合物）を溶射する。これにより、第４図に明示
する如く、溶射されたセラミックはセラミックフオーム
２の底部表面の気孔に浸透し、セラミンク層７を形成す
る。このとき、前記溶融セラミックはセラミックフオー
ム２の底部表面から僅かな深さ浸透するのみで、セラミ
ックフオーム２の深部にまで及ぶことはない。次いでこ
のセラミックフオーム２を第５図に示す如く、上型１１
ａと下型１１ｂとから成る金型１１に配置し、Ａ１合金
にて圧力鋳造して、上記セラミックフオーム２を鋳ぐる
む。このとき、セラミックフオーム２におけるセラミッ
ク層７以外の部分には、鋳造過程の圧力により溶融ｈｌ
１合金が浸透し、そののち凝固することで、セラミック
フオーム２を包含するシリンダへラドシェル８とセラミ
ックフオーム２とは一体且つ強固に結合される。次に第
６図に示す如く、シリンダヘッド１を金型１１（第５図
）から取り外し、こののち第７図に示すようにシリンダ
ヘッドシェル８の中心軸線（セラミックフオーム２の孔
５の中心軸線と同一）に沿って点火プラグ取り付は穴９
を形成して、シリンダヘッドＩが完成する。
なお、本例では多孔質部材として、軟質ポリウレタンフ
オームを芯材としたセラミックフオームを採用したが、
本発明の目的を達成できるものであれば、これ以外の適
宜な多孔質材料、例えば金属繊維集合体等を採用できる
ことは勿論である。
オームを芯材としたセラミックフオームを採用したが、
本発明の目的を達成できるものであれば、これ以外の適
宜な多孔質材料、例えば金属繊維集合体等を採用できる
ことは勿論である。
以上詳述した如く、本発明に係るシリンダヘッド製造方
法によれば、セラミックフオームｌこおける燃焼室に対
応する形状の凹部に溶射されたセラミックが、前記凹部
表面の気孔に浸透するとともに、上記セラミックフオー
ムを鋳ぐるむ際、シリンダヘッドシェルを構成する金属
が、このセラミックフオーム全体に浸透することにより
、シリンダへラドシェルとセラミック層とが強固に結合
されるため、従来のようにシリンダへノドとセラミック
層の結合力の不足による割れや剥離が生じ難く、長時間
の使用にも耐えるシリンダヘッドを得ることが可能とな
った。
法によれば、セラミックフオームｌこおける燃焼室に対
応する形状の凹部に溶射されたセラミックが、前記凹部
表面の気孔に浸透するとともに、上記セラミックフオー
ムを鋳ぐるむ際、シリンダヘッドシェルを構成する金属
が、このセラミックフオーム全体に浸透することにより
、シリンダへラドシェルとセラミック層とが強固に結合
されるため、従来のようにシリンダへノドとセラミック
層の結合力の不足による割れや剥離が生じ難く、長時間
の使用にも耐えるシリンダヘッドを得ることが可能とな
った。
第１図は本発明に係る製造方法によって形成されたシリ
ンダヘッドの縦断面図であり、第２図は同じく平面図、
第３図はセラミックフオームの一部を切欠いて示した斜
視図であり、第４図はセラミック層を形成したセラミッ
クフオームを示す斜視図、第５．６．７図はシリンダヘ
ッドの製造手順を示す縦断面図である。 ■ シリンダヘッド、２・・セラミックフオーム、４
凹部、５ 孔、７ セラミック層、８ シリンダへラド
シェル、９ 点火プラグ取り付は穴。
ンダヘッドの縦断面図であり、第２図は同じく平面図、
第３図はセラミックフオームの一部を切欠いて示した斜
視図であり、第４図はセラミック層を形成したセラミッ
クフオームを示す斜視図、第５．６．７図はシリンダヘ
ッドの製造手順を示す縦断面図である。 ■ シリンダヘッド、２・・セラミックフオーム、４
凹部、５ 孔、７ セラミック層、８ シリンダへラド
シェル、９ 点火プラグ取り付は穴。
Claims (1)
- 一面に燃焼室と対応する形状の凹部を有する多孔質部材
を形成し、該多孔質部材の上記凹部の表面に溶射により
セラミック層を形成し、この多孔質部材を鋳ぐるんでシ
リンダヘッドを形成することを特徴とするシリンダヘッ
ドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16457284A JPS6142468A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | シリンダヘツドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16457284A JPS6142468A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | シリンダヘツドの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6142468A true JPS6142468A (ja) | 1986-02-28 |
Family
ID=15795716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16457284A Pending JPS6142468A (ja) | 1984-08-06 | 1984-08-06 | シリンダヘツドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6142468A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6929866B1 (en) * | 1998-11-16 | 2005-08-16 | Ultramet | Composite foam structures |
-
1984
- 1984-08-06 JP JP16457284A patent/JPS6142468A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6929866B1 (en) * | 1998-11-16 | 2005-08-16 | Ultramet | Composite foam structures |
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