特開 2023-162779 副室式エンジンの副室形成部材の製造方法および副室式エンジンの副室形成部材

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023162779

(43)【公開日】2023-11-09

(54)【発明の名称】副室式エンジンの副室形成部材の製造方法および副室式エンジンの副室形成部材

(51)【国際特許分類】

   F02B 19/16 20060101AFI20231101BHJP

   H01T 13/54 20060101ALN20231101BHJP

   F02P 13/00 20060101ALN20231101BHJP

【ＦＩ】

F02B19/16 C

F02B19/16 B

H01T13/54

F02P13/00 302B

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022073410

(22)【出願日】2022-04-27

(71)【出願人】

【識別番号】390003665

【氏名又は名称】株式会社日進製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(74)【代理人】

【識別番号】100174388

【弁理士】

【氏名又は名称】龍竹 史朗

(72)【発明者】

【氏名】吉岡 照章

(72)【発明者】

【氏名】松本 輝正

【テーマコード（参考）】

3G019

3G023

5G059

【Ｆターム（参考）】

3G019KA16

3G023AA06

3G023AB03

3G023AC03

3G023AD10

3G023AD25

3G023AE01

5G059KK23

(57)【要約】

【課題】混合気の燃焼効率を高めることができる副室式エンジンの副室形成部材の製造方法および副室式エンジンの副室形成部材を提供する。
【解決手段】副室式エンジンの副室形成部材の製造方法は、円筒状の第１基材１０３１の外側に有底円筒状の第２基材１０３２を外嵌させる外嵌工程と、第１基材１０３１の外壁と第２基材１０３２の内壁との間に形成された隙間に、固体の金属を充填する充填工程と、充填工程の後、第１基材１０３１、第２基材１０３２および金属を、金属の融点温度以上の温度まで昇温させることにより金属を溶融させる溶融工程と、溶融工程の後、第１基材１０３１、第２基材１０３２および金属を冷却することにより金属を固化させる冷却工程と、を含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の本体部と前記本体部の外側を覆う外殻体と前記本体部と前記外殻体との間に介在し前記本体部と前記外殻体とに接合された伝熱部材とを有し、前記本体部の内側から前記外殻体の外壁に連通する少なくとも１つの噴孔が設けられるとともに、主燃焼室に連通する副室を形成するための副室式エンジンの副室形成部材の製造方法であって、
筒状であり前記本体部の基となる第１基材の外側に、有底筒状であり少なくとも底壁側とは反対側の端部の内側の筒軸方向に直交する断面の面積が、前記第１基材の筒軸方向に直交する断面の面積よりも大きい前記外殻体の基となる第２基材を外嵌させる外嵌工程と、
前記第１基材の外壁と前記第２基材の内壁との間に形成された隙間に、前記伝熱部材の基となる固体の金属を充填する充填工程と、
前記充填工程の後、前記第１基材、前記第２基材および前記金属を、前記金属の融点温度以上の温度まで昇温させることにより前記金属を溶融させる溶融工程と、
前記溶融工程の後、前記第１基材、前記第２基材および前記金属を冷却することにより前記金属を固化させる冷却工程と、を含む、
副室式エンジンの副室形成部材の製造方法。

【請求項2】

前記溶融工程において、前記第１基材、前記第２基材および前記金属を、前記第１基材および前記第２基材それぞれの融点温度未満の温度まで昇温させる、
請求項１に記載の副室式エンジンの副室形成部材の製造方法。

【請求項3】

前記第２基材は、
筒状であり筒軸方向における一端部が閉塞された第２基材本体と、
筒状であり前記第２基材本体の筒軸方向における他端部に連続するとともに、前記第２基材本体側とは反対側に向かうほど内側の前記第２基材の筒軸方向に直交する面積が大きい形状を有する第２基材開拡部と、を有する、
請求項１または２に記載の副室式エンジンの副室形成部材の製造方法。

【請求項4】

前記第１基材は、
筒状の第１基材本体と、
筒状であり前記第１基材本体の筒軸方向における一端部に連続するとともに、前記第１基材本体側とは反対側に向かうほど内側の前記第１基材の筒軸方向に直交する面積が大きい形状を有する第１基材開拡部と、を有し、
前記第１基材本体の外壁と前記第１基材開拡部の外壁と前記第２基材本体の内壁と第２基材開拡部の内壁とは、それぞれ、筒軸方向に並ぶ少なくとも１つの面から形成され、
前記第１基材本体の外壁と前記第１基材開拡部の外壁と前記第２基材本体の内壁と第２基材開拡部の内壁とにおける、隣接する２つの面の境界部分には、前記境界部分の内側に向かって湾曲した湾曲面が形成されている、
請求項３に記載の副室式エンジンの副室形成部材の製造方法。

【請求項5】

前記第１基材および前記第２基材は、ＮｉおよびＣｒを含む合金から形成され、
前記金属は、ＣｕまたはＣｕを含む合金である、
請求項１または２に記載の副室式エンジンの副室形成部材の製造方法。

【請求項6】

前記第１基材の外壁および前記第２基材の内壁には、Ｎｉ層が形成されている、
請求項５に記載の副室式エンジンの副室形成部材の製造方法。

【請求項7】

副室式エンジンの主燃焼室に連通する副室を形成するための副室式エンジンの副室形成部材であって、
筒状の本体部と、
前記本体部の外側を覆う外殻体と、
前記本体部と前記外殻体との間に介在し前記本体部と前記外殻体とに接合された伝熱部材と、を備え、
前記本体部の内側から前記外殻体の外壁に連通する少なくとも１つの噴孔が設けられている、
副室形成部材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、副室式エンジンの副室形成部材の製造方法および副室式エンジンの副室形成部材に関する。

【背景技術】

【0002】

筒状のハウジングの筒軸方向における一方の端部を覆うようにハウジングに固定され、複数の殻をそれらの厚さ方向に重ねた構造を有するとともに、内側に点火用の電極が配置される点火室キャップを備え、点火室キャップに複数のオリフィスが設けられたプレチャンバ点火プラグが提案されている（例えば特許文献１参照）。ここで、点火室キャップは、複数の殻におけるハウジングの端部に対向する一部分で互いに溶接された状態でハウジングに固定されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２－１９９２３６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載された点火室キャップでは、複数の殻同士が一部分でのみ溶接されているため、その他の部分では厚さ方向で隣り合う殻の間に空隙が形成される場合がある。この場合、空隙が形成された分だけ殻同士の接触面積が小さくなり点火室キャップの放熱性能が低下してしまう。そうすると、点火室キャップ内部の温度が上昇してしまい、点火室キャップの内側に存在する混合気が早期着火したり、或いは、温度上昇に伴いオリフィスが変形したりしてしまい、燃焼が不安定となり混合気の燃焼効率が低下してしまう虞がある。

【0005】

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、混合気の燃焼効率を高めることができる副室式エンジンの副室形成部材の製造方法および副室式エンジンの副室形成部材を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明に係る副室式エンジンの副室形成部材の製造方法は、
筒状の本体部と前記本体部の外側を覆う外殻体と前記本体部と前記外殻体との間に介在し前記本体部と前記外殻体とに接合された伝熱部材とを有し、前記本体部の内側から前記外殻体の外壁に連通する少なくとも１つの噴孔が設けられるとともに、主燃焼室に連通する副室を形成するための副室式エンジンの副室形成部材の製造方法であって、
筒状であり前記本体部の基となる第１基材の外側に、有底筒状であり少なくとも底壁側とは反対側の端部の内側の筒軸方向に直交する断面の面積が、前記第１基材の筒軸方向に直交する断面の面積よりも大きい前記外殻体の基となる第２基材を外嵌させる外嵌工程と、
前記第１基材の外壁と前記第２基材の内壁との間に形成された隙間に、前記伝熱部材の基となる固体の金属を充填する充填工程と、
前記充填工程の後、前記第１基材、前記第２基材および前記金属を、前記金属の融点温度以上の温度まで昇温させることにより前記金属を溶融させる溶融工程と、
前記溶融工程の後、前記第１基材、前記第２基材および前記金属を冷却することにより前記金属を固化させる冷却工程と、を含む。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、第１基材の外壁と第２基材の内壁との間に形成された隙間に伝熱部材の基となる固体の金属を充填した後、第１基材、第２基材および金属を、金属の融点温度以上の温度まで昇温させることにより金属を溶融させた後、金属を固化させる。これにより、第１基材と第２基材とが固化した金属を介して隙間無く接合されるので、第２基材から第１基材への伝熱効率を高めることができる。従って、第１基材と第２基材とを用いて形成された副室形成部材の放熱性能を高めることができるので、副室形成部材の内側に形成される副室内の過度の温度上昇を抑制することができ、燃焼効率を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態に係る副室式エンジンの概略断面図である。

【図2】実施の形態に係るシリンダヘッドの概略断面図である。

【図3】（Ａ）は実施の形態に係る第１基材の断面図であり、（Ｂ）は実施の形態に係る第２基材の断面図である。

【図4】実施の形態に係る第１基材および第２記載の斜視図である。

【図5】（Ａ）は実施の形態に係る第１基材に第２基材を外嵌させた状態の斜視図であり、（Ｂ）は実施の形態に係る第１基材に第２基材を外嵌させた状態の断面図である。

【図6】（Ａ）は実施の形態に係る第２基材が外嵌された第１基材における第１基材と第２基材との間の隙間に金属を充填した状態の断面図であり、（Ｂ）は実施の形態に係る副室形成部材の断面図である。

【図7】（Ａ）は変形例に係る第１基材の斜視図であり、（Ｂ）は変形例に係る第１基材を他の方向から見た斜視図である。

【図8】（Ａ）は変形例に係る第１基材に第２基材を外嵌させた状態を示す断面図であり、（Ｂ）は変形例に係る第１基材に第２基材を外嵌させた状態を他の方向から見たときの断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施の形態に係る副室式エンジンの副室形成部材の製造方法について、図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係る副室式エンジンの副室形成部材の製造方法は、有底筒状の本体部と本体部の外側を覆う外殻体と本体部と外殻体との間に介在する伝熱部材とを有し、本体部の内側から外殻体の外壁に連通する少なくとも１つの噴孔が設けられるとともに、主燃焼室に連通する副室を形成するための副室式エンジンの副室形成部材の製造方法である。この副室式エンジンの副室形成部材の製造方法は、外嵌工程と、充填工程と、充填工程の後行われる溶融工程と、溶融工程の後行われる冷却工程と、を含む。外嵌工程では、筒状であり本体部の基となる第１基材の外側に、有底筒状であり少なくとも底壁側とは反対側の端部の内側の筒軸方向に直交する断面の面積が第１基材の底壁側とは反対側の一端部の第１基材の筒軸方向に直交する断面の面積よりも大きい外殻体の基となる第２基材を外嵌させる。充填工程では、第１基材の外壁と第２基材の内壁との間に形成された隙間に、伝熱部材の基となる固体の金属を充填する。溶融工程では、第１基材、第２基材および金属を、金属の融点温度以上の温度まで昇温させることにより金属を溶融させる。冷却工程では、第１基材、第２基材および金属を冷却することにより金属を固化させる。

【0010】

図１に示すように、本実施の形態にかかる副室式エンジン１は、自動車、コジェネレーションシステム（熱電併給装置）、ガス燃料機関式ヒートポンプ等で使用されるものであり、シリンダ１１と、シリンダ１１内に収納され往復運動するピストン１２と、を備える。シリンダ１１は、内側にピストン１２が配置されるシリンダライナ１１３が設けられたシリンダブロック１１１と、シリンダブロック１１１のシリンダライナ１１３を閉塞するように配置されたシリンダヘッド１１２と、を備える。そして、シリンダライナ１１３の内側においてシリンダヘッド１１２とピストン１２とにより主燃焼室Ｓ１が画定されている。また、シリンダヘッド１１２には、シリンダブロック１１１の主燃焼室Ｓ１に連通し主燃焼室Ｓ１へ空気と燃料とを含む混合気を導入するための吸気ポート１５１と、主燃焼室Ｓ１の気体を主燃焼室Ｓ１外へ排気するための排気ポート１５２と、が設けられている。更に、シリンダヘッド１１２には、吸気ポート１５１を開閉する吸気弁１３と、排気ポート１５２を開閉する排気弁１４と、が開閉自在に設けられている。

【0011】

また、副室式エンジン１は、シリンダヘッド１１２におけるシリンダブロック１１１のシリンダライナ１１３が設けられた部分に対向する位置に固定された点火プラグ２と、点火プラグ２に固定された副室形成部材３と、を備える。そして、副室式エンジン１の動作状態において、吸気弁１３が開いて主燃焼室Ｓ１内へ混合気を導入された後、ピストン１２がシリンダヘッド１１２側へ移動して主燃焼室Ｓ１内で混合気が圧縮される。その後、点火プラグ２により混合気が点火されると、混合気が燃焼してそれに伴いピストン１２がシリンダヘッド１１２から遠ざかる方法へ押し出される。次に、排気弁１４が開いて主燃焼室Ｓ１内に発生した燃焼生成物を含む気体が排気ポート１５２へ放出される。

【0012】

点火プラグ２は、図２に示すように、長尺の円筒状のハウジング２１と、ハウジング２１の内側に配設されたインシュレータ２４と、インシュレータ２４により保持された中心電極２２と、Ｌ字状であり先端部が中心電極２２と対向配置された接地電極２３と、を有する。ハウジング２１は、低炭素鋼のような金属から形成され、シリンダヘッド１１２に固定されている。インシュレータ２４は、セラミックのような電気的絶縁性材料から形成され、中心電極２２とハウジング２１との電気的絶縁性を維持した状態でハウジング２１に固定されている。

【0013】

副室形成部材３は、有底筒状の本体部３１と、本体部３１の外側を覆う外殻体３２と、本体部３１と外殻体３２との間に介在する伝熱部材３３と、を有し、本体部３１の内側から外殻体３２の外壁に連通する複数の噴孔３２ａが設けられている。本体部３１と外殻体３２とは、ＮｉとＣｒとを含む合金、例えばＮｉＣｒ鋼のような金属から形成されている。また、伝熱部材３３は、例えばＣｕのように本体部３１、外殻体３２を形成する金属に比べて熱伝導率が高い金属から形成されている。伝熱部材３３の一部は、副室形成部材３の外壁に露出している。そして、本体部３１の内側には、主燃焼室Ｓ１に噴孔３２ａを通じて連通する副室Ｓ２が形成されている。ここで、主燃焼室Ｓ１内で混合気が圧縮される際に主燃焼室Ｓ１から副室Ｓ２に流入し、副室Ｓ２内において点火プラグ２により混合気が点火される。

【0014】

また、シリンダヘッド１１２の内部には、副室形成部材３を冷却するための冷却水が流れる流路１１２ａが設けられている。流路１１２ａは、副室形成部材３が固定された点火プラグ２がシリンダヘッド１１２に固定された状態で副室形成部材３の一部を囲繞するように形成されている。ここで、副室形成部材３の外壁における伝熱部材３３が露出した露出部分Ｐ１が、流路１１２ａ内に露出しており、流路１１２ａ内を通る冷却水と熱交換することにより伝熱部材３３が冷却されるようになっている。

【0015】

次に、本実施の形態に係る副室形成部材３の製造方法について説明する。本実施の形態に係る副室形成部材３の製造方法では、まず、図３（Ａ）に示すような副室形成部材３の本体部３１の基となる第１基材１０３１と、図３（Ｂ）に示すような副室形成部材３の外殻体３２の基となる第２基材１０３２と、を準備する準備工程を行う。ここで、第１基材１０３１は、図３（Ａ）に示すように、全体として円筒状であり、円筒状の第１基材本体１３１１と、円筒状であり筒軸Ｊ１方向の一端部で第１基材本体１３１１に連続し他端部に向かって拡径している第１基材開拡部１３１２と、円筒状であり第１基材開拡部１３１２の他端部から筒軸Ｊ１に沿って延出する延出部１３１４と、を有する。第１基材１０３１は、ＮｉとＣｒとを含む合金、例えばＮｉＣｒ鋼のような合金から形成されている。また、第１基材本体１３１１の筒軸Ｊ１方向における第１基材開拡部１３１２に連続する一端部とは反対側の他端部には、筒軸Ｊ１と直交し且つ筒軸Ｊ１から離れる方向へ張り出した外鍔部１３１３が設けられている。更に、延出部１３１４は、その内側に前述の点火プラグ２のハウジング２１の端部が嵌入された状態でハウジング２１の端部に当接する段部３１４ａが形成されている。

【0016】

また、第１基材本体１３１１の外壁は、１つの外面１３１１ａから構成され、第１基材開拡部１３１２の外壁は、筒軸Ｊ１方向に並ぶ３つの外面１３１２ａ、１３１２ｂ、１３１２ｃから構成されている。そして、第１基材本体１３１１の外面１３１１ａと第１基材開拡部１３１２における第１基材本体１３１１に隣接する部分の外面１３１２ａとは、角度ｄｅ１１で交差し、第１基材開拡部１３１２における外面１３１２ａと外面１３１２ａと筒軸Ｊ１方向で隣接する外面１３１２ｂとは、角度ｄｅ１２で交差し、第１基材開拡部１３１２における外面１３１２ｂと外面１３１２ｂと筒軸Ｊ１方向で隣接する外面１３１２ｃとは、角度ｄｅ１３で交差している。角度ｄｅ１１、ｄｅ１２、ｄｅ１３は、例えば３０度以下となるように設定されている。また、外面１３１１ａ、１３１２ａの境界部分、外面１３１２ａ、１３１２ｂの境界部分、外面１３１２ｂ、１３１２ｃの境界部分には、それぞれ、各境界部分の内側に向かって緩やかに湾曲した湾曲面（図示せず）が形成されている。更に、第１基材１０３１の外壁における少なくとも第１基材本体１３１１、第１基材開拡部１３１２の外壁には、Ｎｉ層が形成されている。このＮｉ層は、メッキ法、蒸着法、スパッタリング法等の周知の成膜方法により形成することができる。

【0017】

また、第２基材１０３２は、図３（Ｂ）に示すように、全体として有底円筒状であり、円筒状の第２基材本体１３２１と、円筒状であり筒軸Ｊ２方向の一端部で第２基材本体１３２１に連続し他端部に向かって拡径している第２基材開拡部１３２２と、円筒状であり第２基材開拡部１３２２の他端部から筒軸Ｊ２に沿って延出する延出部１３２４と、を有する。第２基材１０３２は、第１基材１０３１と同様に、ＮｉとＣｒとを含む合金、例えばＮｉＣｒ鋼のような合金から形成されている。また、第２基材本体１３２１の筒軸Ｊ２方向における第２基材開拡部１３２２に連続する一端部とは反対側の他端部には、略半球状であり第２基材開拡部１３２２側とは反対側に向かって凸となる形で第２基材本体１３２１の他端部を閉塞する底壁１３２３が第２基材本体１３２１と連続一体に設けられている。また、底壁１３２３における第２基材本体１３２１の内側に対向する部分には、窪み部１３２３ａが穿設されている。ここで、第２基材１０３２は、底壁１３２３側とは反対側の端部の内側の筒軸方向に直交する断面の面積が、第１基材１０３１の筒軸Ｊ１方向に直交する断面の面積よりも大きい。即ち、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、第２基材１０３２の延出部１３２４の第２基材開拡部１３２２側とは反対側の端部の内径寸法Ｄ２１は、第１基材１０３１の延出部１３１４の外径寸法Ｄ１１よりも大きい。また、第２基材１０３２の第２基材本体１３２１の内径寸法Ｄ２２は、第１基材１０３１の第１基材本体１３１１の外径寸法Ｄ１２よりも大きい。更に、第１基材１０３１の外鍔部１３１３の外径寸法Ｄ１３は、第２基材１０３２の第２基材本体１３２１の内径寸法Ｄ２２よりも若干小さくなるように設定されている。

【0018】

また、第２基材本体１３２１の内壁は、１つの内面１３２１ａから構成され、第２基材開拡部１３２２の内壁は、筒軸Ｊ１方向に並ぶ２つの面１３２２ａ、１３２２ｂから構成されている。そして、第２基材本体１３２１の内面１３２１ａと第２基材開拡部１３２２における第２基材本体１３２１に隣接する部分の内面１３２２ａとは、角度ｄｅ２１で交差し、第２基材開拡部１３２２における内面１３２２ａと内面１３２２ａと筒軸Ｊ１方向で隣接する内面１３２２ｂとは、角度ｄｅ２２で交差している。角度ｄｅ２１、ｄｅ２２は、例えば３０度以下となるように設定されている。また、内面１３２１ａ、１３２２ａの境界部分、内面１３２２ａ、１３２２ｂの境界部分には、それぞれ、各境界部分の内側に向かって緩やかに湾曲した湾曲面（図示せず）が形成されている。更に、第２基材１０３２の内壁における少なくとも第２基材本体１３２１、第２基材開拡部１３２２の内壁には、第１基材１０３１の外壁と同様に、Ｎｉ層が形成されている。このＮｉ層は、メッキ法、蒸着法、スパッタリング法等の周知の成膜方法により形成することができる。

【0019】

次に、図４の矢印ＡＲ１に示すように、第１基材１０３１の外側に第２基材１０３２を外嵌させる外嵌工程を行う。これにより、図５（Ａ）および（Ｂ）に示すように、第１基材１０３１の外側に第２基材１０３２が外嵌された状態となる。このとき、図５（Ｂ）に示すように、第１基材１０３１の外鍔部１３１３が第２基材１０３２の第２基材本体１３２１に嵌入されて第２基材１０３２の底壁１３２３に当接した状態となる。そして、第１基材１０３１の外壁と第２基材１０３２の内壁との間には隙間Ｓ１１が形成される。

【0020】

続いて、図６（Ａ）に示すように、第１基材１０３１の外壁と第２基材１０３２の内壁との間に形成された隙間Ｓ１１に、伝熱部材３３の基となる固体の金属Ｍ１を充填する充填工程を行う。ここで、固体の金属Ｍ１としては、Ｃｕのような第１基材１０３１、第２基材１０３２を形成する金属よりも熱伝導率が高い金属の個片または粒状物を採用することができる。

【0021】

その後、第１基材１０３１、第２基材１０３２および金属Ｍ１を、金属Ｍ１の融点温度以上の温度であり且つ第１基材１０３１および第２基材１０３２それぞれの融点温度未満の温度まで昇温させることにより金属Ｍ１を溶融させる溶融工程を行う。例えば第１基材１０３１、第２基材１０３２が、融点温度が約１４００℃であるＮｉＣｒ鋼から形成されている場合、金属Ｍ１として融点温度が約１０８４℃のＣｕを採用した場合、第１基材１０３１、第２基材１０３２および金属Ｍ１を、１０８４℃以上１４００℃未満の温度まで昇温させて金属Ｍ１のみを溶融させる。

【0022】

ここで、金属Ｍ１がＣｕである場合、第１基材１０３１の外鍔部１３１３と第２基材１０３２の第２基材本体１３２１の内壁および底壁１３２３との当接部分において、第１基材１０３１、第２基材１０３２に含まれるＣｒとＣｕとが反応してクロム炭化物が生成される。これにより、金属Ｍ１の第１基材１０３１の外鍔部１３１３と第２基材１０３２の第２基材本体１３２１の内壁および底壁１３２３との当接部分への浸透が阻害され、金属Ｍ１の第２基材１０３２の底壁１３２３の窪み部１３２３ａの内側への侵入を抑制できる。一方、第１基材１０３１の第１基材本体１３１１および第１基材開拡部１３１２の外壁と、第２基材１０３２の第２基材本体１３２１の内壁および第２基材開拡部１３２２の内壁と、にはＮｉ層が形成されている。これにより、第１基材１０３１の第１基材本体１３１１および第１基材開拡部１３１２の外壁と、第２基材１０３２の第２基材本体１３２１の内壁および第２基材開拡部１３２２の内壁と、の間では、ＣｕとＣｒとの反応が抑制され、クロム炭化物の生成が抑制される。これにより、第１基材１０３１の第１基材本体１３１１および第１基材開拡部１３１２の外壁と、第２基材１０３２の第２基材本体１３２１の内壁および第２基材開拡部１３２２の内壁と、に対する溶融した金属Ｍ１の濡れ性が維持される。

【0023】

次に、第１基材１０３１、第２基材１０３２および金属Ｍ１を冷却することにより金属Ｍ１を固化させる冷却工程を行う。これにより、第１基材１０３１と第２基材１０３２とが固化した金属Ｍ１を介して互いに接合された状態となる。続いて、副室形成部材３が固定されるシリンダヘッド１１２の取付部分の構造に合わせて、第１基材１０３１、第２基材１０３２および固化した金属Ｍ１から構成される構造体を切削加工する切削加工工程と、第２基材１０３２の底壁１３２３にその外面から窪み部１３２３ａの内側に連通する複数の噴孔３２ａを穿設する噴孔形成工程と、を行うことにより、図６（Ｂ）に示すような副室形成部材３を得る。

【0024】

以上説明したように、本実施の形態に係る副室式エンジン１の副室形成部材３の製造方法によれば、第１基材１０３１の内壁と第２基材１０３２の外壁との間に形成された隙間Ｓ１１に伝熱部材３３の基となる固体の金属Ｍ１を充填した後、第１基材１０３１、第２基材１０３２および金属Ｍ１を、金属Ｍ１の融点温度以上の温度まで昇温させることにより金属Ｍ１を溶融させた後、金属Ｍ１を固化させる。これにより、第１基材１０３１と第２基材１０３２とが固化した金属Ｍ１を介して隙間無く接合されるので、第２基材１０３２から第１基材１０３１への伝熱効率を高めることができる。従って、第１基材１０３１と第２基材１０３２とから形成された副室形成部材３の放熱性能を高めることができるので、副室形成部材３の内側に形成される副室Ｓ２内の過度の温度上昇を抑制することができ、燃焼効率を高めることができる。

【0025】

また、本実施の形態に係る副室形成部材３の製造方法によれば、第１基材１０３１の外側に第２基材１０３２を外嵌させるだけで、金属Ｍ１を充填するための隙間Ｓ１１を形成することができるので、微細な加工が不要となり、その分、製造コストを低減できる。また、本実施の形態に係る副室形成部材３は、副室Ｓ２を囲繞するように伝熱部材３３が形成されているので、副室Ｓ２全体の冷却効果を高めることができる。

【0026】

更に、本実施の形態に係る第２基材１０３２は、円筒状の第２基材本体１３２１と、円筒状であり第２基材本体１３２１の端部に連続するとともに、第２基材本体１３２１側とは反対側に向かうほど拡径し、第２基材本体１３２１側とは反対側に向かうほど内壁が第１基材１０３１の外壁から離れる形状を有する第２基材開拡部１３２２と、を有する。これにより、第１基材１０３１の外側に第２基材１０３２を外嵌させた状態で隙間Ｓ１１に連通する開口部分の面積を広げることができるので、第１基材１０３１と第２基材１０３２との間の隙間Ｓ１１への金属Ｍ１の充填を効率的に行うことができる。

【0027】

また、本実施の形態に係る第１基材本体１３１１の外壁と第１基材開拡部１３１２の外壁と第２基材本体１３２１の内壁と第２基材開拡部１３２２の内壁とにおける、隣接する外面１３１１ａ、１３１２ａ、１３１２ｂ、１３１２ｃ、内面１３２１ａ、１３２２ａ、１３２２ｂの境界部分には、境界部分の内側に向かって湾曲した湾曲面が形成されている。これにより、充填工程において、金属Ｍ１が円滑に隙間Ｓ１１の奥側へ流れていくので、第１基材１０３１と第２基材１０３２との間に金属Ｍ１を充填した状態で、金属Ｍ１が充填された部分の一部にいわゆるエア溜まりが発生することを抑制できる。

【0028】

更に、本実施の形態に係る第１基材１０３１および第２基材１０３２は、ＮｉおよびＣｒを含む合金から形成され、金属Ｍ１は、ＣｕまたはＣｕを含む合金の個片または粒状物である。これにより、前述のように、第１基材１０３１の外鍔部１３１３と第２基材１０３２の第２基材本体１３２１の内壁および底壁１３２３との当接部分においてクロム炭化物が形成されることに起因して、金属Ｍ１の前述の当接部分への浸透が阻害されるので、金属Ｍ１の第２基材１０３２の底壁１３２３の窪み部１３２３ａの内側への侵入を抑制できる。

【0029】

また、本実施の形態に係る第１基材１０３１の外壁および第２基材１０３２の内壁には、Ｎｉ層が形成されている。これにより、第１基材１０３１の第１基材本体１３１１および第１基材開拡部１３１２の外壁と、第２基材１０３２の第２基材本体１３２１の内壁および第２基材開拡部１３２２の内壁と、に対する溶融した金属Ｍ１の濡れ性が維持される。従って、第１基材１０３１の第１基材本体１３１１および第１基材開拡部１３１２の外壁と、第２基材１０３２の第２基材本体１３２１の内壁および第２基材開拡部１３２２の内壁と、を、金属Ｍ１を介して隙間無く堅固に接合することができる。

【0030】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態の構成に限定されるものではない。例えば図７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、第１基材２０３１が、円筒状であり筒軸Ｊ２００１方向に沿って延在する複数の溝２３１１ａが形成された第１基材本体２３１１と、円筒状であり筒軸Ｊ２００１方向の一端部で第１基材本体２３１１に連続し他端部に向かって拡径している第１基材開拡部２３１２と、円筒状であり第１基材開拡部２３１２の他端部から筒軸Ｊ２００１に沿って延出する延出部２３１４と、外鍔部２３１３と、を有するものであってもよい。ここで、第１基材開拡部２３１２の外壁には、第１基材開拡部２３１２の筒軸方向に沿って延在し、第１基材本体２３１１側の端部で複数の溝２３１１ａそれぞれに連通する複数の溝２３１２ａが形成されている。

【0031】

ここで、本変形例に係る第１基材２０３１に第２基材１０３２を外嵌させた場合、図８（Ａ）に示すように、第１基材開拡部２３１２における溝２３１２ａが形成された部分では、第１基材２０３１の外壁と第２基材１０３２の内壁との間に隙間Ｓ２１が形成されている。一方、図８（Ｂ）に示すように、第１基材開拡部２３１２における溝２３１２ａが形成されていない面２３１２ｂは、第２基材１０３２の内壁に当接しており隙間が形成されていない。

【0032】

本構成によれば、第１基材２０３１と第２基材１０３２との間に充填する金属Ｍ１の量を低減することができるので、副室形成部材の軽量化を図ることができる。

【0033】

以上、本発明の実施の形態および変形例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態および変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。

【産業上の利用可能性】

【0034】

本発明は、副室式エンジンの副室形成部材に好適である。

【符号の説明】

【0035】

１：副室式エンジン、２：点火プラグ、３：副室形成部材、１１：シリンダ、１２：ピストン、１３：吸気弁、１４：排気弁、２１：ハウジング、２２：中心電極、２３：接地電極、２４：インシュレータ、３１：本体部、３２：外殻体、３２ａ：噴孔、３３：伝熱部材、１１１：シリンダブロック、１１２：シリンダヘッド、１１２ａ：流路、１１３：シリンダライナ、１５１：吸気ポート、１５２：排気ポート、３１４ａ：段部、１０３１，２０３１：第１基材、１０３２：第２基材、１３１１，２３１１：第１基材本体、１３１１ａ，１３１２ａ，１３１２ｂ，１３１２ｃ：外面、１３１２，２３１２：第１基材開拡部、１３１３，２３１３：外鍔部、１３１４，１３２４，２３１４：延出部、１３２１：第２基材本体、１３２１ａ，１３２２ａ，１３２２ｂ：内面、１３２２：第２基材開拡部、１３２３：底壁、１３２３ａ：窪み部、２３１１ａ，２３１２ａ：溝、２３１２ｂ：面、Ｊ１，Ｊ２，Ｊ２００１：筒軸、Ｍ１：金属、Ｐ１：露出部分、Ｓ１：主燃焼室、Ｓ２：副室、Ｓ１１，Ｓ２１：隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】