JPS58210341A - セラミツク製シリンダ−ヘツド - Google Patents
セラミツク製シリンダ−ヘツドInfo
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- JPS58210341A JPS58210341A JP57092541A JP9254182A JPS58210341A JP S58210341 A JPS58210341 A JP S58210341A JP 57092541 A JP57092541 A JP 57092541A JP 9254182 A JP9254182 A JP 9254182A JP S58210341 A JPS58210341 A JP S58210341A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02F—CYLINDERS, PISTONS OR CASINGS, FOR COMBUSTION ENGINES; ARRANGEMENTS OF SEALINGS IN COMBUSTION ENGINES
- F02F7/00—Casings, e.g. crankcases
- F02F7/0085—Materials for constructing engines or their parts
- F02F7/0087—Ceramic materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
- F05C2203/00—Non-metallic inorganic materials
- F05C2203/08—Ceramics; Oxides
- F05C2203/0804—Non-oxide ceramics
- F05C2203/083—Nitrides
- F05C2203/0843—Nitrides of silicon
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
- Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
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- Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
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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】
本発明は内燃機関に用いるセラミック製シリンダーヘッ
ド九関し、特にセラミックシリンダーヘッドと点火用電
極とが一体化形成された形のセラミック製シリンダーヘ
ッドに関するものである。
ド九関し、特にセラミックシリンダーヘッドと点火用電
極とが一体化形成された形のセラミック製シリンダーヘ
ッドに関するものである。
周知のように、ガソリンやディーゼルエンジン等の内燃
機関の燃焼室内に露出する１個ないし複数個の点火プラ
グを装置したり、或はそれら燃焼室内壁面に複数の火花
ギヤラグを形成する点火装置を使用することが知られて
いる。
機関の燃焼室内に露出する１個ないし複数個の点火プラ
グを装置したり、或はそれら燃焼室内壁面に複数の火花
ギヤラグを形成する点火装置を使用することが知られて
いる。
ところで、内燃機関のシリンダーヘッドを［性向上、省
資源化をはじめとして燃費向上、軽量化を意図にオール
セラミック化した場合、従来と同じ仕様でセラミックシ
リンダーヘッドに点火装置を構成したのでは容易にルイ
グニソションを誘発して耐熱性が劣化した。即ち、従来
構成においては正、負の点火用電極をＮｉ、Ｐｔ、Ｗ等
の金属又はＮｉ −８ｉ−Ｍｎ 、Ｎｉ−０ｒ−ｒｅ（
インコネル）等の合金から成る電極材が主として使用さ
れ、絶縁体としては主としてアルミナ磁器のセラミック
が用いられ、正、負電極と絶縁体との間の結合には導電
性ガラス、無機又は有機接着剤、溶融金属（Ａｇ ）等
が使用されて気密封着されているが、急熱急冷による両
者の熱膨張差、爆発による熱衝撃、シールの高温劣化に
よる緩み等に起因してシール性が損われ易く、特に上記
電１ 極と絶縁体との間の径方向にクリアランスを設け
た構造では、クリアランスによって先端部の熱引きが悪
く、且つ絶縁体自体の熱伝導率の低さも重なって耐グレ
イグニッション性の劣化を生じる欠点があった。
資源化をはじめとして燃費向上、軽量化を意図にオール
セラミック化した場合、従来と同じ仕様でセラミックシ
リンダーヘッドに点火装置を構成したのでは容易にルイ
グニソションを誘発して耐熱性が劣化した。即ち、従来
構成においては正、負の点火用電極をＮｉ、Ｐｔ、Ｗ等
の金属又はＮｉ −８ｉ−Ｍｎ 、Ｎｉ−０ｒ−ｒｅ（
インコネル）等の合金から成る電極材が主として使用さ
れ、絶縁体としては主としてアルミナ磁器のセラミック
が用いられ、正、負電極と絶縁体との間の結合には導電
性ガラス、無機又は有機接着剤、溶融金属（Ａｇ ）等
が使用されて気密封着されているが、急熱急冷による両
者の熱膨張差、爆発による熱衝撃、シールの高温劣化に
よる緩み等に起因してシール性が損われ易く、特に上記
電１ 極と絶縁体との間の径方向にクリアランスを設け
た構造では、クリアランスによって先端部の熱引きが悪
く、且つ絶縁体自体の熱伝導率の低さも重なって耐グレ
イグニッション性の劣化を生じる欠点があった。
本発明はかかる問題を解決すると共にＩＩＩＩ造コスト
コストできるセラミック製シリンダーヘッドの提供を目
的とする。即ち、本発明のセラミック製シリンダーヘッ
ド（以下単にシリンダーヘッドという）は、シリンダー
ヘッドとして熱膨ｌ）Ｉ！係数が低く、熱衝撃性に対し
従来のアルミナ磁器よりはるかに優れた特性を有する窒
化珪素、窒化アルミ＝つＡ、ｇ化ホウ素、サイアロン等
の窒化物のセラミック焼結体を用い、電極材としてセラ
ミック焼結体の焼結に耐える耐熱性を有する電極材を用
い、且つ七ラミック焼結時に前記電極とシリンダーヘッ
ドとが一体化形成されることによって成るものである。
コストできるセラミック製シリンダーヘッドの提供を目
的とする。即ち、本発明のセラミック製シリンダーヘッ
ド（以下単にシリンダーヘッドという）は、シリンダー
ヘッドとして熱膨ｌ）Ｉ！係数が低く、熱衝撃性に対し
従来のアルミナ磁器よりはるかに優れた特性を有する窒
化珪素、窒化アルミ＝つＡ、ｇ化ホウ素、サイアロン等
の窒化物のセラミック焼結体を用い、電極材としてセラ
ミック焼結体の焼結に耐える耐熱性を有する電極材を用
い、且つ七ラミック焼結時に前記電極とシリンダーヘッ
ドとが一体化形成されることによって成るものである。
この構成により、本発明のシリンダーヘッドは、特にそ
の電極側にはシール材を用いることなくシリンダーヘッ
ドとの間に気密に結合しており、耐熱性を著しく高める
と共に気密性、信頼性をも一段と高めている。また電極
にはその熱膨ｌｌ！係数がシリンダーヘッドたる上記窒
化物と同程度ないし僅かに大である電極材を用いること
により、両者をセラミック焼結体の焼結時に一体化形成
を実用したものであると同時に、その使用時における僅
かな熱膨張差は気密性と結合性に有効に作用してセラミ
ックの亀裂、破損をも防止する。更に電極の同時結合に
よって製造コストの低減を達成することができるもので
ある。
の電極側にはシール材を用いることなくシリンダーヘッ
ドとの間に気密に結合しており、耐熱性を著しく高める
と共に気密性、信頼性をも一段と高めている。また電極
にはその熱膨ｌｌ！係数がシリンダーヘッドたる上記窒
化物と同程度ないし僅かに大である電極材を用いること
により、両者をセラミック焼結体の焼結時に一体化形成
を実用したものであると同時に、その使用時における僅
かな熱膨張差は気密性と結合性に有効に作用してセラミ
ックの亀裂、破損をも防止する。更に電極の同時結合に
よって製造コストの低減を達成することができるもので
ある。
以下本・発明を図面の実施例によって説明する。
第１図〜第３図は本発明の第１実施例を示す２サイクル
単気筒エンジンのシリンダーヘラドラ示す。このシリン
ダーヘッド１は高絶縁性、高熱伝導性を有する、例えば
窒化珪素焼結体から成り、燃焼室側には半球状の燃焼室
内面１烏と外周には必要に応じてフィン（図示せず）を
形成し、且つシリンダーブロック（図示せず）との間に
該ヘッド締結用の貫通ボルト孔１ｇ’ｒ４個穿設して成
る。
単気筒エンジンのシリンダーヘラドラ示す。このシリン
ダーヘッド１は高絶縁性、高熱伝導性を有する、例えば
窒化珪素焼結体から成り、燃焼室側には半球状の燃焼室
内面１烏と外周には必要に応じてフィン（図示せず）を
形成し、且つシリンダーブロック（図示せず）との間に
該ヘッド締結用の貫通ボルト孔１ｇ’ｒ４個穿設して成
る。
での燃焼室内面１ａｌＣは径違いど々る段部１ｃで合さ
れ燃焼室内面１ａから突出する放電部２畠を有する耐熱
性の正電極２と、またこの正電極２と対向する一対の負
電極３が、同様に段部ｌｃを有する軸孔１ｄに強固に結
合され、前記正電極２の放電部２畠の側面又は図示しな
い端面と対向して前記負電極３の放電部３ａか５字形状
に曲折されて火花ギャップ４を形成して成るシリンダー
ヘッドである。
れ燃焼室内面１ａから突出する放電部２畠を有する耐熱
性の正電極２と、またこの正電極２と対向する一対の負
電極３が、同様に段部ｌｃを有する軸孔１ｄに強固に結
合され、前記正電極２の放電部２畠の側面又は図示しな
い端面と対向して前記負電極３の放電部３ａか５字形状
に曲折されて火花ギャップ４を形成して成るシリンダー
ヘッドである。
これら正、負電極２，８はその放電部２ｍ、８ａから端
子端２ｂ ｔ ８ｂまで軸孔１ｄを貫通しておシ、端子
端２ｂ、ｆ３ｂＫは端子５がそれ、ぞれ螺着、圧着され
、軸孔１ｄの段部１ｃに当接して７ヲンジ部２ｃ、８ｃ
が係合状態で結合し、段部ＩＣから放電部２ｍ−８ｍに
至る小径部を成し、軸孔１ｄの対応小径孔１ｅ、の内壁
と一体に結合されている。なお端子５には図示しない点
火電源の２次側高電圧が供給される。
子端２ｂ ｔ ８ｂまで軸孔１ｄを貫通しておシ、端子
端２ｂ、ｆ３ｂＫは端子５がそれ、ぞれ螺着、圧着され
、軸孔１ｄの段部１ｃに当接して７ヲンジ部２ｃ、８ｃ
が係合状態で結合し、段部ＩＣから放電部２ｍ−８ｍに
至る小径部を成し、軸孔１ｄの対応小径孔１ｅ、の内壁
と一体に結合されている。なお端子５には図示しない点
火電源の２次側高電圧が供給される。
段部ＩＣＦｉ、特に電極２，８の焼結時の軸方向位置決
めのために有用で−あるが、同様の目的を得段部は使用
中の脱落および軸方向のずれ防止の観点からも望ましい
。
めのために有用で−あるが、同様の目的を得段部は使用
中の脱落および軸方向のずれ防止の観点からも望ましい
。
シリンターヘッドＩＦｉ窒化珪素、窒化アルミニウム、
窒化ホウ素、サイアロン等の窒化物焼結体から成り、特
に緻密ないし高強度のものを用いる。
窒化ホウ素、サイアロン等の窒化物焼結体から成り、特
に緻密ないし高強度のものを用いる。
これら窒化物焼結体の熱膨張係数は２０〜１０００°Ｃ
間で凡そ２．８〜５． Ｉ Ｘ １０−’ ／’Ｏ１好
ましくは８．０〜４．８Ｘ１０ ／°Ｏの範囲のもの
であれば公知のものが使用できる。
間で凡そ２．８〜５． Ｉ Ｘ １０−’ ／’Ｏ１好
ましくは８．０〜４．８Ｘ１０ ／°Ｏの範囲のもの
であれば公知のものが使用できる。
シリンダーヘッド１の焼結は、正、負電極２゜３を予め
形成し、別途のプレス成形したシリンダーヘッドの軸孔
内に挿通セットした後行なうか、或は予成形または仮焼
成形した電極材（炭化珪素）をプレス成形した前記軸孔
内にセットして電極材と共に同時焼結することによって
行なう。
形成し、別途のプレス成形したシリンダーヘッドの軸孔
内に挿通セットした後行なうか、或は予成形または仮焼
成形した電極材（炭化珪素）をプレス成形した前記軸孔
内にセットして電極材と共に同時焼結することによって
行なう。
正、負電極２，８は少なくとも上記窒化物焼結体の焼結
に耐える耐熱性電極材から成り、且つその窒化物と同等
ないし僅かに熱膨張係数が大である高融点金属および炭
化珪素焼結体から成る。この高融点金属としてはＭｅ、
Ｗ＊Ｔａ、Ｏ＠等であり、その単体または合金ＭｏＷ（
５〜５０％ＷとＱＭｏ）、Ｗ−１ｒ （１〜２％Ｉｒと
残Ｗ）、Ｗ−Ｏｕ−Ｎ ｉ （１〜 ５ ％Ｏｕ
ｅ １ 〜５ ｑ６Ｎ ＋ と残Ｗ）、Ｔａ
−Ｗ（１’ｌＯ％Ｗと残ＴＭ）、Ｏｓ Ｐｔ（５〜
２５％Ｐｔ 、０〜５ｑ６Ｒｕと残ＯＳ）等を用い、融
点は、２２００°Ｃ以上のものを用いる。さらにその熱
膨張係数は４〜７Ｘ１０−’／°Ｃ程度であり、具体例
を第１表に示す。
に耐える耐熱性電極材から成り、且つその窒化物と同等
ないし僅かに熱膨張係数が大である高融点金属および炭
化珪素焼結体から成る。この高融点金属としてはＭｅ、
Ｗ＊Ｔａ、Ｏ＠等であり、その単体または合金ＭｏＷ（
５〜５０％ＷとＱＭｏ）、Ｗ−１ｒ （１〜２％Ｉｒと
残Ｗ）、Ｗ−Ｏｕ−Ｎ ｉ （１〜 ５ ％Ｏｕ
ｅ １ 〜５ ｑ６Ｎ ＋ と残Ｗ）、Ｔａ
−Ｗ（１’ｌＯ％Ｗと残ＴＭ）、Ｏｓ Ｐｔ（５〜
２５％Ｐｔ 、０〜５ｑ６Ｒｕと残ＯＳ）等を用い、融
点は、２２００°Ｃ以上のものを用いる。さらにその熱
膨張係数は４〜７Ｘ１０−’／°Ｃ程度であり、具体例
を第１表に示す。
第１表
れるが、本発明におりて比較的低いものであって緻密お
よび高強度のものが好ましい。また電極は接合強度を高
め、セラミックの割れを防止するために必要に応じて電
極周囲に凹凸を形成してもよい。
よび高強度のものが好ましい。また電極は接合強度を高
め、セラミックの割れを防止するために必要に応じて電
極周囲に凹凸を形成してもよい。
金属電極は予め別途製作して窒化物焼結体原料粉末から
成るシリンダーヘッド成形体中の所定位置（軸孔内）に
保持し、次いで焼結される。炭化珪素も予め製作したも
のを金属電極と同様に用いることができる。これらの場
合、電極２，８の保持用の軸孔は窒化物焼結体の焼結収
縮率を予め見込んだ寸法でプレス成形される。また炭化
珪素電極を用いる場合は、８ｉ０主体とする電極材プレ
ス成形体とシリンダーヘッドプレス成形体とを所定位置
に嵌合し、同時焼結される。この場合にも両者の焼結収
縮率を同程度な−しシリンダーヘッドの方が大であるよ
うにプレス圧、粒度、材質等の配合により調節して組合
せる。
成るシリンダーヘッド成形体中の所定位置（軸孔内）に
保持し、次いで焼結される。炭化珪素も予め製作したも
のを金属電極と同様に用いることができる。これらの場
合、電極２，８の保持用の軸孔は窒化物焼結体の焼結収
縮率を予め見込んだ寸法でプレス成形される。また炭化
珪素電極を用いる場合は、８ｉ０主体とする電極材プレ
ス成形体とシリンダーヘッドプレス成形体とを所定位置
に嵌合し、同時焼結される。この場合にも両者の焼結収
縮率を同程度な−しシリンダーヘッドの方が大であるよ
うにプレス圧、粒度、材質等の配合により調節して組合
せる。
なお、高融点金属電極は予め化学気相反応法によりその
表面にＳ ｉ Ｏｐ Ｔ ｉ Ｎ ＠ Ｔ ＩＢ ｘ
ｐ Ｚ ｒ Ｂ。
表面にＳ ｉ Ｏｐ Ｔ ｉ Ｎ ＠ Ｔ ＩＢ ｘ
ｐ Ｚ ｒ Ｂ。
等の緻密セラミック層１０〜５０μｍ形成することによ
り、耐食、耐酸化性をより一層増加することができる。
り、耐食、耐酸化性をより一層増加することができる。
また一体化結合後、燃焼室内面の露出している放電部に
前記セラミック層を形成することもできる。
前記セラミック層を形成することもできる。
第４図は本発明の第２実施例を示したもので、シリンダ
ーヘッド１１は燃焼室内面１１畠に突出した凸部１１ｂ
を形成すると共にその凸部内に段差の段部１１Ｃを設け
て軸孔ｌｉｄが貫通し、その軸孔内に一対の正、負点火
用電極１２．１８が放電部１２ａ 、１８ｍの延長繰上
で交差するように対設し、その放電端との間に火花ギャ
ップ１４１形成したセラミック製シリンダーヘッドであ
る。
ーヘッド１１は燃焼室内面１１畠に突出した凸部１１ｂ
を形成すると共にその凸部内に段差の段部１１Ｃを設け
て軸孔ｌｉｄが貫通し、その軸孔内に一対の正、負点火
用電極１２．１８が放電部１２ａ 、１８ｍの延長繰上
で交差するように対設し、その放電端との間に火花ギャ
ップ１４１形成したセラミック製シリンダーヘッドであ
る。
第５図は本発明の第８実施例を示したもので、シリンダ
ーヘッド２１は燃焼室内面２１ｍに突出した凸部２１ｂ
を貫通する軸孔２１ｄの段部２１Ｃに係止し、径小孔２
１ｅに挿通するフランジ付電極２２を配して同時焼結に
よって一体化結合ししかる後電極２２に続く端子電極２
８を軸孔の径大孔２１ｆに導電性ガラス又は抵抗体ガラ
ス組成物でもって封着するか、或は公知の耐熱接着剤で
もって固着したものであって、点火用電極と端子電極と
を分離して接続することもできる。端子電極に低炭素鋼
材を用いることからコスト低減ができる。
ーヘッド２１は燃焼室内面２１ｍに突出した凸部２１ｂ
を貫通する軸孔２１ｄの段部２１Ｃに係止し、径小孔２
１ｅに挿通するフランジ付電極２２を配して同時焼結に
よって一体化結合ししかる後電極２２に続く端子電極２
８を軸孔の径大孔２１ｆに導電性ガラス又は抵抗体ガラ
ス組成物でもって封着するか、或は公知の耐熱接着剤で
もって固着したものであって、点火用電極と端子電極と
を分離して接続することもできる。端子電極に低炭素鋼
材を用いることからコスト低減ができる。
第６図は本発明の第４実施例を示したもので、シリンダ
ーヘッド３１はその軸孔３１ｄに正、負電極ｓ２．ｓｓ
ｑ憔焼室内面８１ａ［突出して形成すると共に、その両
者の電極間に中間電極８５を１個以上（ｎ）設けて複数
（ｎ ＋ １ ）の火花ギャップ３４を形成し、直列に
火花放電させる多点火装置に適用できる。この場合、正
、負電極は上述の実施例によって同様に形成される。ま
た中間電極３５は丁字形状の放電部を有し、且つ有底孔
８１ｇｔ／Ｃ僅かな径大の段部８１ｈを設け、上記正、
負電極と同材から成るフランジ部８５ａ’ｅ設けた中間
電極棒を嵌入した後、シリンダーヘッドの焼結時に上記
電極８２．８８と一緒に一体化結合される。なお中間電
極３５のフランジ径の寸法は焼結前の有底孔８１ｇの内
径と同一か又は僅かに小さい径に形成しておき、焼結収
縮によって有底孔８１ｇ内に中間電極先端胴部８５ｂが
結合される程度の寸法が決められる。
ーヘッド３１はその軸孔３１ｄに正、負電極ｓ２．ｓｓ
ｑ憔焼室内面８１ａ［突出して形成すると共に、その両
者の電極間に中間電極８５を１個以上（ｎ）設けて複数
（ｎ ＋ １ ）の火花ギャップ３４を形成し、直列に
火花放電させる多点火装置に適用できる。この場合、正
、負電極は上述の実施例によって同様に形成される。ま
た中間電極３５は丁字形状の放電部を有し、且つ有底孔
８１ｇｔ／Ｃ僅かな径大の段部８１ｈを設け、上記正、
負電極と同材から成るフランジ部８５ａ’ｅ設けた中間
電極棒を嵌入した後、シリンダーヘッドの焼結時に上記
電極８２．８８と一緒に一体化結合される。なお中間電
極３５のフランジ径の寸法は焼結前の有底孔８１ｇの内
径と同一か又は僅かに小さい径に形成しておき、焼結収
縮によって有底孔８１ｇ内に中間電極先端胴部８５ｂが
結合される程度の寸法が決められる。
以下、本発明の実施例について説明する。
Ａ６炭化珪素焼結体電極の製造例
平均粒径０．３μ以下のα−５ｔＯ粉末とこれにＱ。
、対して０．５重量不のＢａＯ粉末を、８ｉ０粉末に対
して６重量％のフェノール樹脂を溶解したアセトン溶液
中に分散して湿式混合し、乾燥、篩通、プレス成形を行
い、真空中８００°Ｃで仮焼して仮焼成形体を得る（後
述の実施例に用いる）。さらにこの焼成形体をＡｒ算四
囲気中１８００〜２２００°Ｃて６０分焼結して炭化珪
素焼結電極を得る（後述の実施例に用いる）。
して６重量％のフェノール樹脂を溶解したアセトン溶液
中に分散して湿式混合し、乾燥、篩通、プレス成形を行
い、真空中８００°Ｃで仮焼して仮焼成形体を得る（後
述の実施例に用いる）。さらにこの焼成形体をＡｒ算四
囲気中１８００〜２２００°Ｃて６０分焼結して炭化珪
素焼結電極を得る（後述の実施例に用いる）。
なお、炭化珪素焼結体はこの他ホットプレス法等の公知
の方法により焼結して得られる。
の方法により焼結して得られる。
Ｂ、セラミックシリンダーヘッドの製造例（イ）平均粒
径１．μの８ｉｓＮ４粉末９０重量％、平均粒径２μの
Ｚ ｒ Ｏｚ粉末５重素形、平均粒径０．５μのＭｇＯ
粉末粉末５形景以上市販品）を配合し、常法により有機
質結合剤（メチルセルローズ等）を加えて調製した原料
粉末を、２０００に９／Ｉ４の圧力にてプレス成形して
成形シリンダーヘッドを作り、Ｎ！雰囲気下において５
００℃に加熱して有機質結合剤を除去した後、電極材（
完成品又は炭化珪素仮焼成形体）を軸孔内に挿入して黒
鉛のマツフル炉に収容し１７００°Ｃ×６０分、１気厚
のＮ２算囲気中にて焼結して窒化珪素シリンダーヘッド
を得る。
径１．μの８ｉｓＮ４粉末９０重量％、平均粒径２μの
Ｚ ｒ Ｏｚ粉末５重素形、平均粒径０．５μのＭｇＯ
粉末粉末５形景以上市販品）を配合し、常法により有機
質結合剤（メチルセルローズ等）を加えて調製した原料
粉末を、２０００に９／Ｉ４の圧力にてプレス成形して
成形シリンダーヘッドを作り、Ｎ！雰囲気下において５
００℃に加熱して有機質結合剤を除去した後、電極材（
完成品又は炭化珪素仮焼成形体）を軸孔内に挿入して黒
鉛のマツフル炉に収容し１７００°Ｃ×６０分、１気厚
のＮ２算囲気中にて焼結して窒化珪素シリンダーヘッド
を得る。
径ｌμのＡｘｉｓ粉末７粉末７転景上市販品）を配合し
、これを常法により有機質結合剤を加えて調製した原料
粉末を、２０００に９／Ｊのプレス圧にてプレス成形し
、Ｎ！雰囲気下の５００°Ｃで有機質結合剤を除去した
後、以下上掲（イ）と同様に電極材を軸孔内に挿入し、
非酸化性雰囲究中１６００〜２０００℃の温度で炉焼結
する。
、これを常法により有機質結合剤を加えて調製した原料
粉末を、２０００に９／Ｊのプレス圧にてプレス成形し
、Ｎ！雰囲気下の５００°Ｃで有機質結合剤を除去した
後、以下上掲（イ）と同様に電極材を軸孔内に挿入し、
非酸化性雰囲究中１６００〜２０００℃の温度で炉焼結
する。
上述の製造例は好ましい例であり、これに本発明は限定
されず、公知の他の方法を採用することは本発明に属す
る。
されず、公知の他の方法を採用することは本発明に属す
る。
実施例１
＠８図に示す形状の炭化珪素焼結体の正、負電廟棒２′
、８′ヲシリンダーヘッドとなる窒化珪素焼結体の焼結
収縮を見込んだ寸法形状の正、負電極棒として予め既述
の炭化珪素焼結体電極の製造例に従い焼結加工した。こ
の正、負電極棒２’、８’ｔ−別途上記製造例（イ）に
示す窒化珪素焼結体原料粉末から成勺、第８図図示の如
き第２図の焼結後の形状２，３を見込んで製作した成形
体ｌｌ中の軸孔ｌｄ′内に夫々の段部１ｃｌを介して挿
通保持し、１７００℃×６０分間、１気圧のＮ！ガス中
にて焼結一体化し、第２図のセラミック製シリンダーヘ
ッド１を得た。
、８′ヲシリンダーヘッドとなる窒化珪素焼結体の焼結
収縮を見込んだ寸法形状の正、負電極棒として予め既述
の炭化珪素焼結体電極の製造例に従い焼結加工した。こ
の正、負電極棒２’、８’ｔ−別途上記製造例（イ）に
示す窒化珪素焼結体原料粉末から成勺、第８図図示の如
き第２図の焼結後の形状２，３を見込んで製作した成形
体ｌｌ中の軸孔ｌｄ′内に夫々の段部１ｃｌを介して挿
通保持し、１７００℃×６０分間、１気圧のＮ！ガス中
にて焼結一体化し、第２図のセラミック製シリンダーヘ
ッド１を得た。
実施例２
正、負電極棒として市販のＷ製棒材を予め成形加工した
ものを大略第２図と同様な形状として、その他実施例１
と同様にし焼結し、セラミック製シリンダーヘッド１を
得た。
ものを大略第２図と同様な形状として、その他実施例１
と同様にし焼結し、セラミック製シリンダーヘッド１を
得た。
実施例３
正、負電極棒として市販のＭｏ棒材を予め成形加工した
ものを大略第２図と同様な形状として、ｉｌｏ Ｖ Ｄ
反応管中に入れ黒鉛治具上に固定した。四ム化珪素を水
素ガスをキャリアとして反応管に導入した。高周波加熱
により１８００−１８５０℃に保ちＮｏ棒上に灰化珪素
を合成し、約８０μｍの厚さに緻密層を形成させたつ以
下実施例１と同様にして焼結を行ない、セラミック製シ
リンダーヘッド１を得た。
ものを大略第２図と同様な形状として、ｉｌｏ Ｖ Ｄ
反応管中に入れ黒鉛治具上に固定した。四ム化珪素を水
素ガスをキャリアとして反応管に導入した。高周波加熱
により１８００−１８５０℃に保ちＮｏ棒上に灰化珪素
を合成し、約８０μｍの厚さに緻密層を形成させたつ以
下実施例１と同様にして焼結を行ない、セラミック製シ
リンダーヘッド１を得た。
実施例４
この炭化珪素仮焼成形体から成る正、負電極棒２〆。
８′ヲ製造例（イ）の窒化珪素原料粉末の成形体１′の
軸孔内に挿通して組み合わせた。この時、窒化珪素の成
形体の軸孔寸法は炭化珪素仮焼成形体の焼結収縮と自己
の窒化珪素の焼結収縮とを合成して見込んで定めた。こ
のアセンブリー（第８図図示）を以下８０気圧のＮ！ガ
ス中にて２０００°Ｃ×６０分間焼結し、一体形成され
たセラミック製シリンダーヘッド１を得た。
軸孔内に挿通して組み合わせた。この時、窒化珪素の成
形体の軸孔寸法は炭化珪素仮焼成形体の焼結収縮と自己
の窒化珪素の焼結収縮とを合成して見込んで定めた。こ
のアセンブリー（第８図図示）を以下８０気圧のＮ！ガ
ス中にて２０００°Ｃ×６０分間焼結し、一体形成され
たセラミック製シリンダーヘッド１を得た。
実施例５
正、負電極棒としてＴｍ製（Ｗ２％含有）を第４図の如
く成形加工したものを製造例（ロ）に示す窒化アルミニ
ウム原料粉末の成形体の軸孔内に挿通保持し、１８００
°Ｃ×６０分間、１年圧のＮ２ガス中にて焼結一体化し
、第４図に示すセフミック製シリンダーヘッドを得、た
つ 以上詳述の通り本発明の窒化物焼結体全シリンダーヘッ
ド材料として用い、耐熱性且つ低膨張率の高融点金属ま
たは炭化珪素焼結体の電極材音用い、且つ窒化物焼結体
の焼結により一体形成して成るセラミック製シリンダー
ヘッドは、シリンダーヘッドと電極とが強固に一体形成
されているので相互間のシール処理は不要であり、また
その緩みによるガス漏れを生じない。そのため過酷な条
件下で使用できるとともに、焼結全同時焼結に行うこと
により製造コストを低減することができる。
く成形加工したものを製造例（ロ）に示す窒化アルミニ
ウム原料粉末の成形体の軸孔内に挿通保持し、１８００
°Ｃ×６０分間、１年圧のＮ２ガス中にて焼結一体化し
、第４図に示すセフミック製シリンダーヘッドを得、た
つ 以上詳述の通り本発明の窒化物焼結体全シリンダーヘッ
ド材料として用い、耐熱性且つ低膨張率の高融点金属ま
たは炭化珪素焼結体の電極材音用い、且つ窒化物焼結体
の焼結により一体形成して成るセラミック製シリンダー
ヘッドは、シリンダーヘッドと電極とが強固に一体形成
されているので相互間のシール処理は不要であり、また
その緩みによるガス漏れを生じない。そのため過酷な条
件下で使用できるとともに、焼結全同時焼結に行うこと
により製造コストを低減することができる。
さらに特Ｆこ電極材とシリンダーヘッドとの間にクリア
ランスが無いため耐熱性が大巾に向上し、点。
ランスが無いため耐熱性が大巾に向上し、点。
火装置としてのワイドレンジ化が達成することができる
。特に炭化珪素焼結体１に電極材として用いれば電波雑
音防止用の抵抗体として利用することもできる。
。特に炭化珪素焼結体１に電極材として用いれば電波雑
音防止用の抵抗体として利用することもできる。
第１図〜第８図は本発明のセツミック製シリンダーヘッ
ドの第１実施例を示し、第１図は平面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ切断した焼結後の断面図、第３図はその焼結
前の状態を示す断面図、第４図は本発明のセラミック製
シリンダーヘッドの第２実施例の断面図、第５図および
第６図は本発明の第８実施例、第４実施例を示すセラミ
ック製シリンダーヘッドの要部断面図である。 １．１１，２１．８１・・・シリンダーヘッド２．８，
１２．１Ｂ、２２，１２，３８・・・電極特許出願人
日本特殊陶業株式会社
ドの第１実施例を示し、第１図は平面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ切断した焼結後の断面図、第３図はその焼結
前の状態を示す断面図、第４図は本発明のセラミック製
シリンダーヘッドの第２実施例の断面図、第５図および
第６図は本発明の第８実施例、第４実施例を示すセラミ
ック製シリンダーヘッドの要部断面図である。 １．１１，２１．８１・・・シリンダーヘッド２．８，
１２．１Ｂ、２２，１２，３８・・・電極特許出願人
日本特殊陶業株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、
サイアロン等の窒化物焼結体から成るセラミックシリン
ダーヘッドと前記セラミックシリンダーヘッドの焼結時
に耐える耐熱性金属又は導電性セラミック電極材から成
る正、負電極の少なくとも一対を内燃機関の燃焼室内に
露出するように対設し、前記セラミックシリンダーヘッ
ドの焼結時に前記電極と前記七ラミックシリンダーヘッ
ドとが一体に結合されることを特徴とする七ラミック製
シリンダーヘッド。 （２）前記電極は前記セラミックシリンダーヘッドと同
等ないし僅かに熱膨張係数が大である高融点金属又は炭
化珪素を主体とする焼結体である特許請求の範囲第１項
記載のセラミック製シリンダーヘッド。 （８）前記高融点金属はＭ ｏ ｅ Ｗ ＠ Ｔ ａ
＠ Ｏｓ等の金属又はそれらの合金である特許請求の範
囲＠２ＪＪｒ記載のセラミック製シリンダーヘッド。 （４） 前記高融点金属は一体結合前後その表面に化
学気相反応によりセラミック緻密Ｍを形成して成る特許
請求の範囲第８項記載のセラミック製シリンダーヘッド
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57092541A JPS58210341A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | セラミツク製シリンダ−ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57092541A JPS58210341A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | セラミツク製シリンダ−ヘツド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58210341A true JPS58210341A (ja) | 1983-12-07 |
| JPH0144897B2 JPH0144897B2 (ja) | 1989-10-02 |
Family
ID=14057235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57092541A Granted JPS58210341A (ja) | 1982-05-31 | 1982-05-31 | セラミツク製シリンダ−ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58210341A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4781157A (en) * | 1987-12-24 | 1988-11-01 | Ford Motor Company | Multipart ceramic cylinder head |
| JPH0233880A (ja) * | 1988-07-24 | 1990-02-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関用スパークプラグ |
-
1982
- 1982-05-31 JP JP57092541A patent/JPS58210341A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4781157A (en) * | 1987-12-24 | 1988-11-01 | Ford Motor Company | Multipart ceramic cylinder head |
| JPH0233880A (ja) * | 1988-07-24 | 1990-02-05 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関用スパークプラグ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0144897B2 (ja) | 1989-10-02 |
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