JPH02268960A - 多岐セラミック管鋳ぐるみ体の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの排気ボートやエギゾーストマニホー
ルドのような排気チャネルとして使用される多岐セラミ
ック管鋳ぐるみ体の製造方法に関するものである。

（従来の技術） ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の排ガスは排
ガス浄化用触媒によって処理されているが、その浄化性
能は排ガスの温度に左右される。

このため、エンジンの排気ボートやエギゾーストマニホ
ールドのような排気チャネルの断熱性を高めることによ
り徘ガスの温度低下を防止することが望ましく、特に近
年増加傾向にある４バルブエンジンでは排ガスの温度低
下が生じ易いため、排気チャネルの断熱性を高めること
が強く望まれている。

こ゛のため、断熱性に優れたセラミック類のボートライ
ナー等によって排気チャネルの内面をライニングする方
法が従来から提案されているが、製造時にはこのような
セラミック類のライナーをアルミニウム合金等によって
鋳ぐるむ必要があるため、溶融金属の固化時の収縮のた
めにセラミック製のライナーが割れてしまうことがあっ
た。特に４パルプエンジン用のライナーとして使用され
る多岐セラミック管はその分岐部に応力集中が生じ、分
岐部にクラックを生じ易い欠点があった。

このような問題を解決するために、実公昭３１．１２７
０７号公報、特開昭５２−１２１１１４号公報、特開昭
５９−１７５６９３号公報等には、セラミック製のライ
ナーの外表面に石綿、アルミナ等のセラミックファイバ
ー層を形成しておき、その弾力により固化時の圧縮応力
を緩和する方法が提案されている。しかしこの方法はエ
ンジン作動による高温と振動によってファイバー層が次
第に弾性を失い、ライナーの脱離等の問題が生ずること
が判明した。従ってこの方法で製造された多岐セラミッ
ク電鋳ぐるみ体は実用性に乏しいものであった。

（発明が解決しようとする課題） 本発明は上記したような従来の問題点を解決して、分岐
部に応力集中が生じ易い多岐セラミック管をクラックを
生じさせることなく鋳ぐるむことかできる多岐セラミッ
ク電鋳ぐるみ体の製造方法を提供するために完成された
ものである。

（課題を解決するための手段） 上記の課題は、多岐セラミック管の分岐部の内面に向か
って凸状の曲率を有する部分を局部的に補強したうえ、
金属で鋳ぐるむことを特徴とする多岐セラミック電鋳ぐ
るみ体の製造方法によって解決することができる。

また好ましくは、多岐セラミック管をチタン酸アルミニ
ウムのような低ヤング率材料によって構成しておくこと
である。これによって鋳ぐるみ時の溶融金属の収縮の際
に多岐セラミック管自体も変形し、破壊を防止すること
ができる。このような低ヤング率材料としては、本発明
者等の発明に係る特開昭６３−２３６７５９号公報に記
載の、結晶相としてチタン酸アルミニウムを６５％以上
含有し、その結晶の平均粒径が１０μｍ以上であり、ヤ
ング率を５０〜２０００ｋｇｆ／ｍ２　　　さらに好ま
しくは５０〜２００ｋｇｆ／ｌｘａ”気孔率を５〜３５
％とした鋳ぐるみ用セラミック材料を使用することがで
きる。

しかしこのような多岐セラミック管を使用した場合にも
、クランク発生のおそれを完全には防止することができ
ない、その理由は第３図に誇張して示したように、多岐
セラミック管（１）が溶融金属の収縮圧力を受けると、
その分岐部のうちの内面に向かって凸状の曲率を有する
部分（２）が形状的に最も変形し易いために内側に押し
出され、この部分の先端に過大な引張応力が発生するた
めと考えられる。そこで本発明では、低ヤング率材料か
らなる多岐セラミック管の分岐部の内面に向かって凸状
の曲率を有する部分を鋳ぐるみ前に局部的に補強する方
法を取る。

補強は補強材のコーティングまたは含浸等の方法によっ
て行うことができる。コーティングに用いられる補強材
としては、アルミナゾルや主鎖がカルボシラン結合から
なるチラノポリマー等が好ましい、また含浸に用いられ
る補強材としては、コロイダルシリカ、リン酸塩等が好
ましいが、ライナーの鋳ぐるみ性等の特性に悪影響を与
えない方法であれば、いかなる補強手段を用いてもよい
補強は第１図、第２図のように多岐セラミック管（１）
の分岐部の外表面に対して行うことが最も好ましいが、
内表面に対して、あるいは内外両表面に対して行っても
よい。なお内表面に対して行う場合には可撓性に優れた
チラノポリマーを使用することが好ましい、このほか、
多岐セラミンク管（１）の成形の際に成形型の内表面に
補強材を塗布しておき、表面に補強材が一体化された多
岐セラミック管を成形、焼成する方法を取ることもでき
るこのように分岐部の内面に向かって凸状の曲率を有す
る部分（２）を局部的に補強しておけば、多岐セラミッ
ク管（＋）が溶融金属の収縮圧力を受けた場合にも、応
力は周辺の部分に分散されるため、この部分（２）が内
側に押し出される変形量を減少させることができ、次の
実施例に示すように変形に伴って生ずる引張応力値を低
下させることができる。従って本発明によれば、鋳ぐる
みの際にクランクを生じさせることなく、多岐セラミッ
ク電鋳ぐるみ体を製造することが可能となる。

なお、多岐セラミック管（１）の全面をコーティングま
たは含浸により補強すると、溶融金属の収縮圧力が周辺
の部分に分散されず、却ってこの部分（２）の変形量が
増大しクランクが発生することが確認された。従って、
本発明の効果は、分岐部の内面に向って凸状の曲率を有
する部分のみを局部的に補強する場合に限定されるもの
である。

（実施例） 実施例１ 第１図、第２図に示される二股形状のボートライナーで
ある多岐セラミンク管（１）をチタン酸アルミニウムに
よって流し込み成形し、乾燥後１５００〜１６００°Ｃ
で焼成した。このボートライナーの分岐部のうち、内面
に向かって凸状の曲率を有する部分（２）の外表面のみ
にコロイダルシリカをはけ塗りして含浸させ、５００°
Ｃで乾燥後、アルミニウム合金により鋳ぐるんだ。鋳ぐ
るみの際にボートライナーにクラックは全く発生しなか
った。

実施例２ 実施例１と同一方法で製造された二股形状のボートライ
ナーである多岐セラミック管（＋）の分岐部の内表面の
みにチラノポリマーを塗布し、１００　°Ｃで乾燥後に
２５０°Ｃで熱処理した。このボートライナーを実施例
１と同様にアルミニウム合金により鋳ぐるんだが、鋳ぐ
るみの際にボートライナーにクラックは全く発生しなか
った。

（発明の効果） 本発明は以上の説明から明らかなように、多岐セラミッ
ク管を鋳ぐるみの際に応力集中により最も変形し易い分
岐部の内面に向かって凸状の曲率を有する部分を局部的
に補強することによって、クラックを生じさせることな
く鋳ぐるむことができるようにしたものである。また本
発明によれば、従来のセラミックファイバーにより鋳ぐ
るみ時のクランク発生を防止したものとは異なり、エン
ジン作動による高温や振動を受けても多岐セラミック管
の脱離等の問題が生ずることがない。

よって本発明は従来の問題点を一掃した多岐セラミック
電鋳ぐるみ体の製造方法として、産業の発展に寄与する
ところは極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明する平面図、第２図はその
Ａ−Ａ断面図、第３回は多岐セラミック管が鋳ぐるまれ
る際に生ずる分岐部の変形を誇張して示す拡大断面図（
第１図のＢ−Ｂ断面図に相当）である。 （１）；多岐セラミック管、（２）：分岐部の内面に向
かって凸状の曲率を有する部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多岐セラミック管の分岐部の内面に向かって凸状の
   曲率を有する部分を局部的に補強したうえ、金属で鋳ぐ
   るむことを特徴とする多岐セラミック管鋳ぐるみ体の製
   造方法。 ２、補強を補強材のコーティングまたは含浸によって行
   う請求項１記載の多岐セラミック管鋳ぐるみ体の製造方
   法。 ３、補強を多岐セラミック管の内表面、外表面の一方ま
   たは双方に対して行う請求項１記載の多岐セラミック管
   鋳ぐるみ体の製造方法。 ４、多岐セラミック管をチタン酸アルミニウムにより形
   成する請求項１記載の多岐セラミック管鋳ぐるみ体の製
   造方法。