JPH04311611A - セラミックコーティングエンジンバルブ - Google Patents
セラミックコーティングエンジンバルブInfo
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- JPH04311611A JPH04311611A JP7618091A JP7618091A JPH04311611A JP H04311611 A JPH04311611 A JP H04311611A JP 7618091 A JP7618091 A JP 7618091A JP 7618091 A JP7618091 A JP 7618091A JP H04311611 A JPH04311611 A JP H04311611A
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Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は傘表にセラミックコーテ
ィングをした内燃機関用エンジンバルブに関する。
ィングをした内燃機関用エンジンバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関における吸気又は排気用のエン
ジンバルブは、図２のように使用される。１はエンジン
バルブで、傘部２とステム３とからなり、傘部２はさら
に傘表２ａ、フェース２ｂ、および傘裏２ｃから構成さ
れている。４はシートリング、５はポート、６はステム
ガイド、７はバルブスプリング、８はバルブスプリング
７に抗してエンジンバルブ１を開くカムである。
ジンバルブは、図２のように使用される。１はエンジン
バルブで、傘部２とステム３とからなり、傘部２はさら
に傘表２ａ、フェース２ｂ、および傘裏２ｃから構成さ
れている。４はシートリング、５はポート、６はステム
ガイド、７はバルブスプリング、８はバルブスプリング
７に抗してエンジンバルブ１を開くカムである。
【０００３】エンジンバルブ１の傘表は８５０〜９００
℃の高温になることがあり、傘表２ａから入熱した熱が
傘部２内を伝導して傘裏２ｃの温度を上昇させる。特に
吸気弁の場合には、傘裏の温度が高くなると吸入混合気
の温度が上昇して吸気吸入効率が悪化し、エンジン出力
が低下するとか、排気エミッションが悪化する。又、燃
料に有鉛ガソリンを用いる場合には、ガソリンの添加物
が高温によって分解して腐食性生成物のガスを生じ、傘
表２ａが腐食する。
℃の高温になることがあり、傘表２ａから入熱した熱が
傘部２内を伝導して傘裏２ｃの温度を上昇させる。特に
吸気弁の場合には、傘裏の温度が高くなると吸入混合気
の温度が上昇して吸気吸入効率が悪化し、エンジン出力
が低下するとか、排気エミッションが悪化する。又、燃
料に有鉛ガソリンを用いる場合には、ガソリンの添加物
が高温によって分解して腐食性生成物のガスを生じ、傘
表２ａが腐食する。
【０００４】そこで、実開昭５９−１４１１０８号公報
には金属母材の傘表にセラミック溶射膜をコーティング
したエンジンバルブが提案されている。
には金属母材の傘表にセラミック溶射膜をコーティング
したエンジンバルブが提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】金属母材の傘表にセラ
ミック溶射膜をコーティングした前記従来技術では、セ
ラミック溶射膜組織がマクロでみると、気孔率がほぼ一
定の均一な組織を呈しているため、傘裏の温度上昇を抑
えるためにセラミック溶射膜の気孔率を大きくして熱伝
導を低くすると、腐食性ガスが金属母材まで浸透して母
材金属を腐食させるという問題点がある。
ミック溶射膜をコーティングした前記従来技術では、セ
ラミック溶射膜組織がマクロでみると、気孔率がほぼ一
定の均一な組織を呈しているため、傘裏の温度上昇を抑
えるためにセラミック溶射膜の気孔率を大きくして熱伝
導を低くすると、腐食性ガスが金属母材まで浸透して母
材金属を腐食させるという問題点がある。
【０００６】又、腐食性を向上させるために、セラミッ
ク溶射膜の気孔率を小さくして密な組織とすると、熱伝
導が良くなって傘裏の温度が上昇するという問題点があ
り、傘裏の温度上昇を抑えることと、耐食性の向上とが
裏腹の関係にあって同時に両者を満足させることができ
なかった。本発明は上記に鑑み、傘裏の温度上昇を抑え
ることと、耐食性の向上とを両立させることができるセ
ラミックコーティングエンジンバルブを提供することを
目的とする。
ク溶射膜の気孔率を小さくして密な組織とすると、熱伝
導が良くなって傘裏の温度が上昇するという問題点があ
り、傘裏の温度上昇を抑えることと、耐食性の向上とが
裏腹の関係にあって同時に両者を満足させることができ
なかった。本発明は上記に鑑み、傘裏の温度上昇を抑え
ることと、耐食性の向上とを両立させることができるセ
ラミックコーティングエンジンバルブを提供することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、傘表（２ａ）にセラミック溶射膜をコーテ
ィングしたエンジンバルブにおいて、セラミック溶射膜
の表層部（２ｈ）を小さな気孔率に、内蔵部（２ｇ）を
大きな気孔率にしたことを特徴とする。
するために、傘表（２ａ）にセラミック溶射膜をコーテ
ィングしたエンジンバルブにおいて、セラミック溶射膜
の表層部（２ｈ）を小さな気孔率に、内蔵部（２ｇ）を
大きな気孔率にしたことを特徴とする。
【０００８】
【作用】気孔率が小さい表層部（２ｈ）のセラミック溶
射膜が腐食性ガスの浸透を防止して耐食性を向上させる
。又、内層部（２ｇ）のセラミック溶射膜がその熱伝導
の低いことから断熱作用によって、傘表に入熱した熱が
傘裏へ伝わりにくいようにするため、傘裏の温度上昇が
抑えられる。
射膜が腐食性ガスの浸透を防止して耐食性を向上させる
。又、内層部（２ｇ）のセラミック溶射膜がその熱伝導
の低いことから断熱作用によって、傘表に入熱した熱が
傘裏へ伝わりにくいようにするため、傘裏の温度上昇が
抑えられる。
【０００９】
【実施例】図１の実施例において、２ｄは金属からなる
エンジンバルブ母材で、傘表２ａに深さｈの凹部２ｅが
形成されている。凹部２ｅには先ず密着強度を増すため
に、＃８０〜＃１２０粒径のショットブラストを施し、
所定の面粗度に前処理を行なう。
エンジンバルブ母材で、傘表２ａに深さｈの凹部２ｅが
形成されている。凹部２ｅには先ず密着強度を増すため
に、＃８０〜＃１２０粒径のショットブラストを施し、
所定の面粗度に前処理を行なう。
【００１０】次にアンダーコート２ｆとして、ＮｉＣｒ
Ａｌ系の金属粉を溶射する。このアンダーコート２ｆは
セラミック溶射膜の密着強度を上げる役目を果す。次に
、トップコート（１層目）２ｇとして部分安定化ジルコ
ニアＺｒＯ２・８％Ｙ２ Ｏ３ を溶射する。この溶射
層は気孔率を８〜１０％の大きな値として、この層で断
熱作用をもたせる。
Ａｌ系の金属粉を溶射する。このアンダーコート２ｆは
セラミック溶射膜の密着強度を上げる役目を果す。次に
、トップコート（１層目）２ｇとして部分安定化ジルコ
ニアＺｒＯ２・８％Ｙ２ Ｏ３ を溶射する。この溶射
層は気孔率を８〜１０％の大きな値として、この層で断
熱作用をもたせる。
【００１１】その次に、同じセラミック材を用いトップ
コート２層目２ｈを溶射する。この溶射層は気孔率を１
〜３％の小さな値として、溶射膜の組織を緻密にし、粒
子間の結合力を強くすることで腐食性ガスの浸透を防止
し耐食性を向上させる。更に、必要に応じ、トップコー
ト２層目の表面を研削又は切除して仕上げ加工をしてあ
る。
コート２層目２ｈを溶射する。この溶射層は気孔率を１
〜３％の小さな値として、溶射膜の組織を緻密にし、粒
子間の結合力を強くすることで腐食性ガスの浸透を防止
し耐食性を向上させる。更に、必要に応じ、トップコー
ト２層目の表面を研削又は切除して仕上げ加工をしてあ
る。
【００１２】トップコート１層目と２層目の気孔率を変
えるには溶射材料の粒度を変えている。例えば、気孔率
が比較的小さい緻密な組織の溶射膜を得るには５〜２５
μｍ程度の粒度分布を持つ材料を用い、逆に気孔率が高
い溶射膜を得るには６０〜８０μｍ程度の粒度分布を持
つ材料を用いる。なお、上述の実施例では、アンダーコ
ート及び両トップコート共、プラズマ溶射を行なったが
、トップコート１層目２ｇにはプラズマを使い、トップ
コート２層目２ｈに酸素ーアセチレンガスを用いて高速
・高密度溶射を行なうことにより、トップコート２層目
２ｈの気孔率を更に小さくすることができる。
えるには溶射材料の粒度を変えている。例えば、気孔率
が比較的小さい緻密な組織の溶射膜を得るには５〜２５
μｍ程度の粒度分布を持つ材料を用い、逆に気孔率が高
い溶射膜を得るには６０〜８０μｍ程度の粒度分布を持
つ材料を用いる。なお、上述の実施例では、アンダーコ
ート及び両トップコート共、プラズマ溶射を行なったが
、トップコート１層目２ｇにはプラズマを使い、トップ
コート２層目２ｈに酸素ーアセチレンガスを用いて高速
・高密度溶射を行なうことにより、トップコート２層目
２ｈの気孔率を更に小さくすることができる。
【００１３】又、トップコート各層の材料は、上述の実
施例のように同一材料に限る必要はなく、例えばトップ
コート１層目は比較的低コストで気孔率の高いアルミナ
（Ａｌ２ Ｏ３ ）を用い、トップコート２層目は耐熱
性に優れかつ熱伝導率の低い前記ＺｒＯ２ ・８％Ｙ２
Ｏ３ を使ってもよい。更に又、トップコート１層目
の材料としてマグネシア（ＭｇＯ）などを用いてもよく
、複数の種類のセラミック材料の混合したものを用いて
もよく、このような複数のセラミック材料をトップコー
ト２層目に用いてもよい。
施例のように同一材料に限る必要はなく、例えばトップ
コート１層目は比較的低コストで気孔率の高いアルミナ
（Ａｌ２ Ｏ３ ）を用い、トップコート２層目は耐熱
性に優れかつ熱伝導率の低い前記ＺｒＯ２ ・８％Ｙ２
Ｏ３ を使ってもよい。更に又、トップコート１層目
の材料としてマグネシア（ＭｇＯ）などを用いてもよく
、複数の種類のセラミック材料の混合したものを用いて
もよく、このような複数のセラミック材料をトップコー
ト２層目に用いてもよい。
【００１４】又、溶射の熱源として、前記プラズマ、又
は酸素ーアセチレンの単独使用に限ることなく併用でも
よい。更に又、上記実施例では、セラミック溶射膜の表
層部であるトップコート２層目２ｈと、内層部であるト
ップコート一層目２ｇとを異なる気孔率とし、表層部の
気孔率を小さく、内層部の気孔率を大きくしたが、表層
部から内層部に移行するにつれて気孔率が連続的に変化
するようにしてもよい。気孔率を連続的に変化させるに
は例えばセラミック材料の単位時間当りの供給量を変え
ることで行なう。
は酸素ーアセチレンの単独使用に限ることなく併用でも
よい。更に又、上記実施例では、セラミック溶射膜の表
層部であるトップコート２層目２ｈと、内層部であるト
ップコート一層目２ｇとを異なる気孔率とし、表層部の
気孔率を小さく、内層部の気孔率を大きくしたが、表層
部から内層部に移行するにつれて気孔率が連続的に変化
するようにしてもよい。気孔率を連続的に変化させるに
は例えばセラミック材料の単位時間当りの供給量を変え
ることで行なう。
【００１５】
【発明の効果】本発明のセラミックコーティングエンジ
ンバルブは上述のように構成されているので、傘表から
入熱した熱の傘裏への伝導を抑制して、傘裏の温度上昇
を防止できるため、吸気効率の悪化がなく、エンジン出
力の低下が防止できる。又、排気エミツションが改善さ
れる。
ンバルブは上述のように構成されているので、傘表から
入熱した熱の傘裏への伝導を抑制して、傘裏の温度上昇
を防止できるため、吸気効率の悪化がなく、エンジン出
力の低下が防止できる。又、排気エミツションが改善さ
れる。
【００１６】そのうえ、腐食性ガスによる母材金属の腐
食を防止できる。又、内層部（トップコート１層目）は
気孔率が大きく、熱応力による歪を緩和するため、熱サ
イクルによる溶射膜のはく離やクラックの発生を防止す
る効果がある。
食を防止できる。又、内層部（トップコート１層目）は
気孔率が大きく、熱応力による歪を緩和するため、熱サ
イクルによる溶射膜のはく離やクラックの発生を防止す
る効果がある。
【図１】本発明のエンジンバルブの要部を式す一部縦断
面模式図である。
面模式図である。
【図２】動弁系の縦断面図である。
１ エンジンバルブ
２ 傘部
２ａ 傘表
２ｅ 凹部
２ｆ アンダーコート
Claims (1)
- 【請求項１】 傘表（２ａ）にセラミック溶射膜をコ
ーティングしたエンジンバルブにおいて、セラミック溶
射膜の表層部（２ｈ）を小さな気孔率に、内蔵部（２ｇ
）を大きな気孔率にしたことを特徴とするセラミックコ
ーティングエンジンバルブ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7618091A JPH04311611A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | セラミックコーティングエンジンバルブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7618091A JPH04311611A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | セラミックコーティングエンジンバルブ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04311611A true JPH04311611A (ja) | 1992-11-04 |
Family
ID=13597918
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7618091A Pending JPH04311611A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | セラミックコーティングエンジンバルブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04311611A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009042545A1 (de) | 2008-10-01 | 2010-04-08 | AISAN KOGYO K.K., Obu-shi | Motorventile |
| JP2010106842A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Mahle Internatl Gmbh | 高温のガスに曝される弁体のガス封止部の構造 |
| JP2012072748A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-12 | Mazda Motor Corp | エンジン用バルブ |
| JP2014114817A (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Waertsilae Schweiz Ag | ガス交換バルブ並びにガス交換バルブの製造方法 |
| WO2015118690A1 (ja) * | 2014-02-10 | 2015-08-13 | 日鍛バルブ株式会社 | 中空ポペットバルブ |
| WO2015121920A1 (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-20 | 日鍛バルブ株式会社 | ポペットバルブ |
| WO2016147428A1 (ja) * | 2015-03-14 | 2016-09-22 | 神戸セラミックス株式会社 | 内燃機関構成部品及びその製造方法 |
| US11300018B2 (en) | 2018-03-20 | 2022-04-12 | Nittan Valve Co., Ltd. | Hollow exhaust poppet valve |
| US11536167B2 (en) | 2018-11-12 | 2022-12-27 | Nittan Valve Co., Ltd. | Method for manufacturing engine poppet valve |
| US11850690B2 (en) | 2020-03-30 | 2023-12-26 | Nittan Corporation | Method for manufacturing engine poppet valve |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP7618091A patent/JPH04311611A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009042545A1 (de) | 2008-10-01 | 2010-04-08 | AISAN KOGYO K.K., Obu-shi | Motorventile |
| DE102009042545B4 (de) * | 2008-10-01 | 2013-01-17 | Aisan Kogyo K.K. | Motorventile |
| JP2010106842A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Mahle Internatl Gmbh | 高温のガスに曝される弁体のガス封止部の構造 |
| US8726873B2 (en) | 2008-10-31 | 2014-05-20 | Mahle International Gmbh | Moveable valve sealing body exposed to hot gases |
| JP2012072748A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-12 | Mazda Motor Corp | エンジン用バルブ |
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| WO2015118690A1 (ja) * | 2014-02-10 | 2015-08-13 | 日鍛バルブ株式会社 | 中空ポペットバルブ |
| US9790822B2 (en) | 2014-02-10 | 2017-10-17 | Nittan Valve Co., Ltd. | Hollow poppet valve |
| WO2015121920A1 (ja) * | 2014-02-12 | 2015-08-20 | 日鍛バルブ株式会社 | ポペットバルブ |
| WO2016147428A1 (ja) * | 2015-03-14 | 2016-09-22 | 神戸セラミックス株式会社 | 内燃機関構成部品及びその製造方法 |
| JPWO2016147428A1 (ja) * | 2015-03-14 | 2018-03-22 | 神戸セラミックス株式会社 | 内燃機関構成部品及びその製造方法 |
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| US11536167B2 (en) | 2018-11-12 | 2022-12-27 | Nittan Valve Co., Ltd. | Method for manufacturing engine poppet valve |
| US11850690B2 (en) | 2020-03-30 | 2023-12-26 | Nittan Corporation | Method for manufacturing engine poppet valve |
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