JP2010185430A - Engine combustion chamber structure - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine combustion chamber structure solving a defect that an annular ignition plug is deteriorated due to difference in coefficient of thermal expansion between a cylinder member and an annular body member of the annular ignition plug. <P>SOLUTION: The engine combustion chamber structure includes an annular groove 40 formed in an interface portion between a cylinder head 41 and a cylinder block 42 to open in a combustion chamber 10, the annular ignition plug 20 arranged in the annular groove 40, and an elastic holding member 52 provided in a vertical gap between the annular groove 40 and the annular ignition plug 20. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、エンジンの燃焼室構造に関する。   The present invention relates to a combustion chamber structure of an engine.

従来、燃焼効率を上げるために燃焼室内に複数の点火プラグを設ける多点点火エンジンの燃焼室構造が知られている。さらに特許文献１には、燃焼室壁面に沿って環状に形成され絶縁部材からなる環状ボディと、環状ボディの内周面に臨んで導電部と放電ギャップからなる複数の点火部と、を有する環状点火プラグを燃焼室の壁面に嵌め込んで設ける燃焼室構造が示されている。   Conventionally, a combustion chamber structure of a multi-point ignition engine in which a plurality of ignition plugs are provided in a combustion chamber in order to increase combustion efficiency is known. Further, Patent Document 1 discloses an annular body having an annular body formed in an annular shape along the combustion chamber wall surface and made of an insulating member, and a plurality of ignition parts made of a conductive portion and a discharge gap facing the inner peripheral surface of the annular body. A combustion chamber structure is shown in which a spark plug is fitted into the wall of the combustion chamber.

通常、燃焼室中央に点火プラグを設けたエンジンでの燃焼では燃焼室中心から燃え広がる火炎によって燃焼室外周縁のガスが圧縮されることで圧縮されたガスが高温になりノッキングが発生しやすくなる。ところが、上記のように環状ボディの内周面上に位置する１ヶ所の中心電極から放電点火によって、ノッキングが発生しやすい燃焼室の外周縁の複数個所への点火を行うことで上記ノッキングを防止可能としている。   Normally, in combustion with an engine having an ignition plug in the center of the combustion chamber, the gas at the outer periphery of the combustion chamber is compressed by a flame spreading from the center of the combustion chamber, so that the compressed gas becomes high temperature and knocking is likely to occur. However, as described above, the knocking is prevented by igniting a plurality of locations on the outer peripheral edge of the combustion chamber where knocking is likely to occur by discharge ignition from one central electrode located on the inner peripheral surface of the annular body. It is possible.

特願２００７−２１３２４２号Japanese Patent Application No. 2007-213242

しかし、前述した従来のエンジンの燃焼室構造では、環状ボディとシリンダとの材料が異なるので使用温度域が変わると熱膨張率の違いによって環状ボディが応力の影響により劣化してしまうという可能性があった。   However, in the conventional engine combustion chamber structure described above, since the material of the annular body and the cylinder are different, if the operating temperature range changes, the annular body may be deteriorated due to the influence of stress due to the difference in thermal expansion coefficient. there were.

冷間時の環状ボディとシリンダの寸法を基準に環状ボディをシリンダに組み付ける場合には、温間時になると金属部材であるシリンダは膨張するがセラミック等の絶縁部材である環状ボディはシリンダよりも熱膨張率が小さく略変形しないので、環状ボディとシリンダとの間に隙間が生じる。そして環状ボディとシリンダとの隙間は燃焼室の直径方向、上下方向ともに生じる。このような隙間は、エンジンの振動によって環状ボディがシリンダに衝突しその衝撃で環状ボディの劣化を促進する要因となる。また逆に温間時の環状ボディとシリンダの寸法を基準に環状ボディをシリンダに組み付ける場合には、冷間時になると環状ボディは略変形しないので環状ボディがシリンダに圧迫される。このような圧迫は、環状ボディに応力を発生させ劣化を促進させる要因となる。   When assembling the annular body to the cylinder based on the dimensions of the annular body and the cylinder when it is cold, the cylinder that is a metal member expands when it is warm, but the annular body that is an insulating member such as ceramic is heated more than the cylinder. Since the expansion coefficient is small and does not substantially deform, a gap is generated between the annular body and the cylinder. A gap between the annular body and the cylinder is generated in both the diameter direction and the vertical direction of the combustion chamber. Such a gap causes the annular body to collide with the cylinder due to the vibration of the engine, and the impact thereof promotes the deterioration of the annular body. Conversely, when the annular body is assembled to the cylinder based on the dimensions of the annular body and the cylinder when warm, the annular body does not substantially deform when cold and the annular body is pressed against the cylinder. Such compression is a factor that generates stress in the annular body and promotes deterioration.

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、シリンダ部材と環状点火プラグの環状ボディ部材との熱膨張率の違いによって環状点火プラグが劣化するという不具合を解消するエンジンの燃焼室構造を提供することを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such a conventional problem, and solves the problem that the annular spark plug deteriorates due to the difference in thermal expansion coefficient between the cylinder member and the annular body member of the annular spark plug. An object is to provide a combustion chamber structure of an engine.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、シリンダヘッド（４１）とシリンダブロック（４２）との合わせ面部分に燃焼室（１０）に開口して形成される環状溝（４０）と、前記環状溝（４０）に配置される環状点火プラグ（２０）と、前記環状溝（４０）と前記環状点火プラグ（２０）との上下方向の隙間に設けられる弾性保持部材（５２）と、を備えることを特徴とする。   According to the present invention, an annular groove (40) formed by opening the combustion chamber (10) in the mating surface portion of the cylinder head (41) and the cylinder block (42) is disposed in the annular groove (40). An annular spark plug (20), and an elastic holding member (52) provided in a vertical gap between the annular groove (40) and the annular spark plug (20) are provided.

本発明では、環状溝と環状点火プラグとの上下方向の隙間に弾性保持部材を設ける。これにより冷間時の環状点火プラグとシリンダの寸法を基準に環状点火プラグをシリンダに組み付ける場合、温間時になると熱膨張によって環状点火プラグとシリンダとの間に隙間が生じるが、弾性保持部材はその隙間を埋めるように追従して環状点火プラグとシリンダとの間を密閉する。また温間時の環状点火プラグとシリンダの寸法を基準に環状点火プラグをシリンダに組み付ける場合は、冷間時になると熱膨張によって環状点火プラグがシリンダに圧迫されるが、弾性保持部材はその圧迫力を吸収する。よって環状点火プラグは常に上下方向にがたつくことなく保持され、環状点火プラグに応力が発生し劣化してしまう心配もない。   In the present invention, the elastic holding member is provided in the vertical gap between the annular groove and the annular spark plug. As a result, when the annular spark plug is assembled to the cylinder based on the dimensions of the annular spark plug and the cylinder when cold, a gap is generated between the annular spark plug and the cylinder due to thermal expansion when it is warm. Following the gap to fill the gap, the annular spark plug and the cylinder are sealed. Also, when the annular spark plug is assembled to the cylinder based on the dimensions of the annular spark plug and the cylinder when warm, the annular spark plug is pressed against the cylinder by thermal expansion when it is cold, but the elastic holding member has its compression force. Absorbs. Therefore, the annular spark plug is always held without shaking in the vertical direction, and there is no fear that the annular spark plug is stressed and deteriorated.

第１実施形態のエンジンの燃焼室構造を示す図である。It is a figure which shows the combustion chamber structure of the engine of 1st Embodiment. 環状点火プラグの全体構造図である。It is a whole structure figure of an annular spark plug. 第１実施形態の環状点火プラグの組み付け構造を示す図である。It is a figure which shows the assembly | attachment structure of the annular spark plug of 1st Embodiment. 第２実施形態の環状点火プラグの組み付け構造を示す図である。It is a figure which shows the assembly | attachment structure of the annular spark plug of 2nd Embodiment. 第３実施形態の環状点火プラグの組み付け構造を示す図である。It is a figure which shows the assembly | attachment structure of the annular spark plug of 3rd Embodiment.

以下では図面等を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は、第１実施形態のエンジンの燃焼室構造を示す図である。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a view showing a combustion chamber structure of an engine according to the first embodiment.

燃焼室１０は、シリンダヘッド４１と、シリンダブロック４２と、ピストン３３とで形成される。燃焼室１０は、中心点火プラグ３０の他に環状点火プラグ２０が外周に設けられる。   The combustion chamber 10 is formed by a cylinder head 41, a cylinder block 42, and a piston 33. The combustion chamber 10 is provided with an annular spark plug 20 on the outer periphery in addition to the center spark plug 30.

燃焼室１０は、本実施形態ではいわゆるペントルーフタイプが例示されている。ペントルーフ稜線には中心点火プラグ３０が設けられる。ペントルーフ稜線を挟んで一方のルーフ(図１では右側のルーフ)には吸気バルブ３１が設けられる。ペントルーフ稜線を挟んで他方のルーフ(図１では左側のルーフ)には排気バルブ３２が設けられる。なおエンジンの当業者においては重力方向とは別に上死点／下死点という表現が使用される。水平対向エンジン等においては、必ずしも上死点が重力方向の上、下死点が重力方向の下になるとは限らないし、また仮にエンジンを倒立した場合には、上死点が重力方向の下、下死点が重力方向の上になる。本明細書においては、慣習にしたがい、上死点側を上、下死点側を下、とし、燃焼室１０の上方をルーフ（天井）と表現する。   The combustion chamber 10 is exemplified by a so-called pent roof type in this embodiment. A central spark plug 30 is provided on the pent roof ridgeline. An intake valve 31 is provided on one roof (the right roof in FIG. 1) across the pent roof ridgeline. An exhaust valve 32 is provided on the other roof (the left roof in FIG. 1) across the pent roof ridge line. Those skilled in the art of engine use the expression top dead center / bottom dead center separately from the direction of gravity. In a horizontally opposed engine, etc., the top dead center is not necessarily above the gravity direction and the bottom dead center is not below the gravity direction. If the engine is inverted, the top dead center is below the gravity direction. The bottom dead center is above the gravity direction. In the present specification, according to the custom, the top dead center side is up, the bottom dead center side is down, and the upper side of the combustion chamber 10 is expressed as a roof (ceiling).

ピストン３３は、燃焼室１０をシリンダ壁面に沿って上下に往復運動する。上述した上死点とはピストン３３が最上端にある位置、下死点とはピストン３３が最下端にある位置をいう。   The piston 33 reciprocates up and down along the cylinder wall surface in the combustion chamber 10. The above-described top dead center is a position where the piston 33 is at the uppermost end, and the bottom dead center is a position where the piston 33 is at the lowermost end.

シリンダヘッド４１は、燃焼室１０のシリンダ天井面を構成する。シリンダヘッド４１とシリンダブロック４２との合わせ部分の内周側に環状に、燃焼室１０に開口する環状溝４０が設けられる。またシリンダヘッド４１側の合わせ面４１ａとシリンダブロック４２側の合わせ面４２ａとの間には一体型ガスケット５０が設けられる。一体型ガスケット５０についての詳細は後述する。   The cylinder head 41 constitutes a cylinder ceiling surface of the combustion chamber 10. An annular groove 40 that opens to the combustion chamber 10 is provided annularly on the inner peripheral side of the mating portion of the cylinder head 41 and the cylinder block 42. An integral gasket 50 is provided between the mating surface 41a on the cylinder head 41 side and the mating surface 42a on the cylinder block 42 side. Details of the integrated gasket 50 will be described later.

シリンダブロック４２は、燃焼室１０のシリンダ壁面を構成する。シリンダブロック４２は、シリンダヘッド４１とともに環状溝４０を形成する。   The cylinder block 42 constitutes a cylinder wall surface of the combustion chamber 10. The cylinder block 42 forms an annular groove 40 together with the cylinder head 41.

環状溝４０はコの字型断面でシリンダヘッド４１に上面と側壁面を、シリンダブロック４２のシリンダヘッド４１との合わせ面４２ａに下面を、形成する。そして環状溝４０に環状点火プラグ２０が配置される。   The annular groove 40 has a U-shaped cross section and forms an upper surface and a side wall surface on the cylinder head 41 and a lower surface on the mating surface 42 a of the cylinder block 42 with the cylinder head 41. An annular spark plug 20 is disposed in the annular groove 40.

ここで図２を参照して環状点火プラグ２０について説明する。環状点火プラグ２０は、環状溝４０に配置される。環状点火プラグ２０は、環状ボディ２１と、中心電極２２と、導電部２３と、アース２４と、を含む。そして環状点火プラグ２０は４つの点火部２５ａ〜２５ｄを有する。   Here, the annular spark plug 20 will be described with reference to FIG. The annular spark plug 20 is disposed in the annular groove 40. The annular spark plug 20 includes an annular body 21, a center electrode 22, a conductive portion 23, and a ground 24. The annular spark plug 20 has four ignition portions 25a to 25d.

環状ボディ２１は、セラミックなどの絶縁性の材料で構成される。   The annular body 21 is made of an insulating material such as ceramic.

中心電極２２は、たとえば白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）などのように耐熱性及び導電性のある材料で構成された細長い棒状電極である。中心電極２２の先端は、環状ボディ２１の内周面２１ａに位置する。図示を省略するが中心電極２２は、点火コイルに接続される。   The center electrode 22 is an elongated rod-like electrode made of a heat-resistant and conductive material such as platinum (Pt) or iridium (Ir). The tip of the center electrode 22 is located on the inner peripheral surface 21 a of the annular body 21. Although not shown, the center electrode 22 is connected to the ignition coil.

導電部２３は、たとえば白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）などのように耐熱性及び導電性のある材料が環状ボディ２１の内周面２１ａに蒸着処理されて長方形に形成される。本実施形態では４つの導電部２３ａ〜２３ｄが設けられる。この４つの導電部２３ａ〜２３ｄが中心電極２２の先端を先頭として、環状ボディ２１の内周面２１ａに所定間隔を開けて一列に設けられる。中心電極２２の両側に位置する導電部２３ａ，２３ｄのうち一方の導電部２３ａは中心電極２２に近接して放電ギャップ２５ａを構成する。他方の導電部２３ｄは、一方の導電部２３ａよりも中心電極２２から十分に離間している。このため中心電極２２に電圧が印加されても、中心電極２２と導電部２３ｄとの間では放電しない。中心電極２２の先端２２ａと環状ボディ２１の上面２１ｂ及び下面２１ｃとの距離は、中心電極２２の先端２２ａと導電部２３ａとの距離に比べて十分大きい。互いに隣接する導電部２３の間には、３つの放電ギャップ２５ｂ〜２５ｄが形成される。３つの放電ギャップ２５ｂ〜２５ｄのギャップ量は全て等しい。またそのギャップ量と略等しくなるように放電ギャップ２５ａが形成される。環状点火プラグ２０においては、放電ギャップ２５ａ〜２５ｄのギャップ量の和、すなわちギャップ量の総和によってエネルギー量が決定される。   The conductive portion 23 is formed in a rectangular shape by depositing a heat-resistant and conductive material such as platinum (Pt) or iridium (Ir) on the inner peripheral surface 21 a of the annular body 21. In the present embodiment, four conductive portions 23a to 23d are provided. The four conductive portions 23 a to 23 d are provided in a row at a predetermined interval on the inner peripheral surface 21 a of the annular body 21 with the tip of the center electrode 22 as the head. Of the conductive portions 23 a and 23 d located on both sides of the center electrode 22, one conductive portion 23 a is adjacent to the center electrode 22 to form a discharge gap 25 a. The other conductive portion 23d is sufficiently separated from the center electrode 22 than the one conductive portion 23a. For this reason, even if a voltage is applied to the center electrode 22, no discharge occurs between the center electrode 22 and the conductive portion 23d. The distance between the tip 22a of the center electrode 22 and the upper surface 21b and the lower surface 21c of the annular body 21 is sufficiently larger than the distance between the tip 22a of the center electrode 22 and the conductive portion 23a. Three discharge gaps 25b to 25d are formed between the conductive portions 23 adjacent to each other. The gap amounts of the three discharge gaps 25b to 25d are all equal. Further, the discharge gap 25a is formed so as to be substantially equal to the gap amount. In the annular spark plug 20, the energy amount is determined by the sum of the gap amounts of the discharge gaps 25a to 25d, that is, the sum of the gap amounts.

アース２４は、中心電極２２に印加された電圧をシリンダヘッド４１に逃がす。アース２４は、中心電極２２の両側に位置する導電部２３ａ，２３ｄのうち中心電極２２から離間した導電部２３ｄに連続するように形成される。アース２４は、導電部２３と同様にたとえば白金(Ｐｔ)、イリジウム(Ｉｒ)などのように耐熱性及び導電性のある材料を蒸着処理することによって環状ボディ２１の内周面２１ａから上面２１ｂにかけて形成される。環状ボディ２１の上面２１ｂに貼り付けられた部分がシリンダヘッド４１に接触することで、中心電極２２に印加された電圧をシリンダヘッド４１に逃がす。   The ground 24 allows the voltage applied to the center electrode 22 to escape to the cylinder head 41. The ground 24 is formed so as to be continuous with the conductive portion 23 d spaced from the center electrode 22 among the conductive portions 23 a and 23 d located on both sides of the center electrode 22. Similarly to the conductive portion 23, the ground 24 is formed from the inner peripheral surface 21a to the upper surface 21b of the annular body 21 by vapor-depositing a heat-resistant and conductive material such as platinum (Pt) or iridium (Ir). It is formed. The portion applied to the upper surface 21 b of the annular body 21 comes into contact with the cylinder head 41, so that the voltage applied to the center electrode 22 is released to the cylinder head 41.

点火部２５とは、環状点火プラグ２０に形成された放電ギャップ２５ａ〜２５ｄである。   The ignition part 25 is discharge gaps 25a to 25d formed in the annular spark plug 20.

このような構造の環状点火プラグ２０を使用すれば、点火コイルのエネルギーを受けて各放電ギャップ２５ａ〜２５ｄで飛火し、多点点火することができる。   When the annular spark plug 20 having such a structure is used, the ignition coil energy is received and the sparks are ignited in the respective discharge gaps 25a to 25d, so that multipoint ignition can be performed.

次に図３を参照して一体型ガスケット５０について説明する。一体型ガスケット５０は、シリンダブロック４２側の合わせ面上４２ａに設けられる。一体型ガスケット５０は、シリンダヘッドガスケット５１と弾性保持部材５２とが一体化されて形成される。シリンダヘッドガスケット５１はシリンダヘッド４１とシリンダブロック４２との間に設けられ、弾性保持部材５２は環状点火プラグ２０とシリンダブロック４２との間に設けられる。また一体型ガスケット５０の厚さｄは、エンジン１の全運転領域において火炎の侵入を遮断できる消炎距離より小さくなるよう設定する。   Next, the integrated gasket 50 will be described with reference to FIG. The integral gasket 50 is provided on the mating surface 42a on the cylinder block 42 side. The integrated gasket 50 is formed by integrating a cylinder head gasket 51 and an elastic holding member 52. The cylinder head gasket 51 is provided between the cylinder head 41 and the cylinder block 42, and the elastic holding member 52 is provided between the annular spark plug 20 and the cylinder block 42. The thickness d of the integrated gasket 50 is set to be smaller than the extinguishing distance that can block the intrusion of flame in the entire operation region of the engine 1.

シリンダヘッドガスケット５１は、２枚の薄板５１ａ，５１ｂと、シム５１ｃと、を有する。薄板５１ａ，５１ｂは積層して設けられ、燃焼室１０に近い内周部分にビード５１０ａ，５１０ｂが対称になるよう形成される。そしてビード５１０ａとビード５１０ｂとの間にシム５１ｃが設けられる。シリンダヘッドガスケット５１は、図示を省略するがシリンダヘッド４１とシリンダブロック４２とがボルト締結されて発生する面圧によって、燃焼室１０の燃焼ガスの吹き抜けを防止し気密性を保っている。図３に示すシリンダヘッドガスケット５１は、一般的なシリンダヘッドガスケットの断面形状である。   The cylinder head gasket 51 includes two thin plates 51a and 51b and a shim 51c. The thin plates 51 a and 51 b are provided in a stacked manner, and the beads 510 a and 510 b are formed symmetrically on the inner peripheral portion near the combustion chamber 10. A shim 51c is provided between the bead 510a and the bead 510b. Although not shown in the drawings, the cylinder head gasket 51 is prevented from being blown out of the combustion gas in the combustion chamber 10 by the surface pressure generated when the cylinder head 41 and the cylinder block 42 are bolted together, and is kept airtight. A cylinder head gasket 51 shown in FIG. 3 has a cross-sectional shape of a general cylinder head gasket.

弾性保持部材５２は、薄板５２ａ，５２ｂを有する。薄板５２ａ，５２ｂはそれぞれシリンダヘッドガスケット５１の薄板５１ａ，５１ｂが伸長されたものである。薄板５２ａ，５２ｂには中央部分にビード５２０ａ，５２０ｂが対称になるよう形成される。ここでビード５２０の形状はビード５１０に対して、ビード幅は広く、ビード深さは浅く、設定される。さらにビード５２０ａとビード５２０ｂとの間にはシムは設けない。これらは、弾性保持部材部分５２の剛性をシリンダヘッドガスケット部分５１の剛性よりも低くすることで、発生する面圧を低面圧にして環状点火プラグ２０に過度な応力が発生しないようにするためである。弾性保持部材５２の面圧は、使用温度域において環状点火プラグ２０を保持する程度で十分である。弾性保持部材５２は、シリンダヘッドガスケット５１に比べ、変位に対して生じる反力が小さい特性をもつ。   The elastic holding member 52 has thin plates 52a and 52b. The thin plates 52a and 52b are obtained by extending the thin plates 51a and 51b of the cylinder head gasket 51, respectively. The thin plates 52a and 52b are formed so that the beads 520a and 520b are symmetrical at the center. Here, the shape of the bead 520 is set so that the bead width is wider and the bead depth is shallower than the bead 510. Further, no shim is provided between the bead 520a and the bead 520b. In order to prevent excessive stress from being generated in the annular spark plug 20 by reducing the surface pressure generated by making the rigidity of the elastic holding member portion 52 lower than the rigidity of the cylinder head gasket portion 51. It is. The surface pressure of the elastic holding member 52 is sufficient to hold the annular spark plug 20 in the operating temperature range. The elastic holding member 52 has a characteristic that the reaction force generated against the displacement is smaller than that of the cylinder head gasket 51.

本実施形態によれば、弾性保持部材５２を環状点火プラグ２０とシリンダブロック４２すなわち環状溝４０の下面との間に設ける。このため冷間時の環状プラグ２０と環状溝４０の寸法を基準に組み付ける場合には、温間時になると熱膨張により環状点火プラグ２０と環状溝４０との間に隙間が生じる。しかし弾性保持部材５２は隙間に追従して環状点火プラグ２０を環状溝４０の上面に押し付ける。そして弾性保持部材５２は、環状点火プラグ２０と環状溝４０の下面とに密着して両者間を密閉する。よって環状点火プラグ２０は常に環状溝４０の上面側に保持されるので、安定した燃焼を供給できる。   According to the present embodiment, the elastic holding member 52 is provided between the annular spark plug 20 and the cylinder block 42, that is, the lower surface of the annular groove 40. For this reason, when assembling on the basis of the dimensions of the annular plug 20 and the annular groove 40 when cold, a gap is generated between the annular spark plug 20 and the annular groove 40 due to thermal expansion when it is warm. However, the elastic holding member 52 follows the gap and presses the annular spark plug 20 against the upper surface of the annular groove 40. The elastic holding member 52 is in close contact with the annular spark plug 20 and the lower surface of the annular groove 40 to seal between them. Therefore, since the annular spark plug 20 is always held on the upper surface side of the annular groove 40, stable combustion can be supplied.

また温間時の環状プラグ２０と環状溝４０の寸法を基準に組み付ける場合には、弾性保持部材５２は環状溝４０の熱膨張による環状点火プラグ２０への圧迫を吸収する。よって環状点火プラグ２０は熱膨張による圧迫を受けることがない。   In addition, when assembling based on the dimensions of the annular plug 20 and the annular groove 40 in the warm state, the elastic holding member 52 absorbs the pressure on the annular ignition plug 20 due to the thermal expansion of the annular groove 40. Therefore, the annular spark plug 20 is not subjected to pressure due to thermal expansion.

さらに環状点火プラグ２０には弾性保持部材５２からの面圧がかかるが、その大きさは使用温度域において環状点火プラグ２０を保持する程度の大きさになるように弾性保持部材５２の剛性が設定されている。弾性保持部材５２は、熱膨張による変位に対して生じる反力の変動が小さい特性であるので、環状点火プラグ２０には保持力以上の力は与えられない。よって環状点火プラグ２０に過度な応力が発生することはなく、劣化の心配はない。   Furthermore, the annular spark plug 20 is subjected to a surface pressure from the elastic holding member 52, and the rigidity of the elastic holding member 52 is set so that the size of the annular spark plug 20 is large enough to hold the annular spark plug 20 in the operating temperature range. Has been. Since the elastic holding member 52 has a characteristic that the fluctuation of the reaction force generated with respect to the displacement due to thermal expansion is small, the annular spark plug 20 is not given any force more than the holding force. Therefore, excessive stress is not generated in the annular spark plug 20, and there is no fear of deterioration.

（第２実施形態）
図４は、第２実施形態の環状点火プラグの組み付け構造を示す図である。なお以下では前述した内容と同様の機能を果たす部分には、同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。 (Second Embodiment)
FIG. 4 is a view showing an assembly structure of the annular spark plug according to the second embodiment. In the following description, the same functions as those described above are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted as appropriate.

本実施形態では、シリンダヘッドガスケット５１と弾性保持部材５２とを別体で設ける。弾性保持部材５２はＯリングである。環状点火プラグ２０の環状ボディ下面２１ｃにはＯリング５２を位置決めする凹部２１ｄが形成される。Ｏリング５２は環状点火プラグ２０の凹部２１ｄとシリンダブロック４２との間に圧縮された状態で配置される。Ｏリング５２は使用温度域が変わっても、環状点火プラグ２０を保持できる程度の面圧を維持するように、そして環状点火プラグ２０とシリンダブロック４２との間の距離ｄが消炎距離より小さくなるように、組み付け時のＯリング５２の圧縮代が設定される。   In the present embodiment, the cylinder head gasket 51 and the elastic holding member 52 are provided separately. The elastic holding member 52 is an O-ring. A recess 21 d for positioning the O-ring 52 is formed on the annular body lower surface 21 c of the annular spark plug 20. The O-ring 52 is disposed in a compressed state between the recess 21 d of the annular spark plug 20 and the cylinder block 42. The O-ring 52 maintains a surface pressure enough to hold the annular spark plug 20 even if the operating temperature range changes, and the distance d between the annular spark plug 20 and the cylinder block 42 is smaller than the extinguishing distance. Thus, the compression allowance of the O-ring 52 at the time of assembly is set.

本実施形態によれば、Ｏリング５２は環状点火プラグ２０とシリンダブロック４２との間に配置される。そしてＯリング５２は圧縮されているので、復元力が面圧となって環状点火プラグ２０を環状溝４０の上面側に押し付ける。これにより環状点火プラグ２０は、環状溝４０に上下方向に固定される。また組み付け時のＯリング５２の圧縮代は、使用温度域が変わっても環状点火プラグ２０を保持する程度の面圧が維持されるように設定される。よって温間時になって環状点火プラグ２０と環状溝４０との間に隙間が生じても、Ｏリング５２の復元力（面圧）が常に働いているので、熱膨張による上下方向の隙間に追従することができる。さらにＯリング５２は、上下方向だけでなく、図４における左右方向すなわち燃焼室１０の直径方向に対しても密閉機能を有する。そして燃焼室１０の燃焼ガスの吹き抜けを防止する。   According to this embodiment, the O-ring 52 is disposed between the annular spark plug 20 and the cylinder block 42. Since the O-ring 52 is compressed, the restoring force becomes a surface pressure and presses the annular spark plug 20 against the upper surface side of the annular groove 40. Thereby, the annular spark plug 20 is fixed to the annular groove 40 in the vertical direction. Further, the compression allowance of the O-ring 52 at the time of assembly is set so as to maintain a surface pressure enough to hold the annular spark plug 20 even if the operating temperature range changes. Therefore, even if a gap is generated between the annular spark plug 20 and the annular groove 40 when it is warm, the restoring force (surface pressure) of the O-ring 52 is always working, so it follows the vertical gap due to thermal expansion. can do. Furthermore, the O-ring 52 has a sealing function not only in the vertical direction but also in the horizontal direction in FIG. 4, that is, in the diameter direction of the combustion chamber 10. And the blow-off of the combustion gas of the combustion chamber 10 is prevented.

環状点火プラグ２０は常に環状溝４０の上面側に保持されるので、安定した燃焼を供給できる。また環状点火プラグ２０には保持力以上の力は与えられない。よって環状点火プラグ２０に過度な応力が発生することはなく、劣化の心配はない。   Since the annular spark plug 20 is always held on the upper surface side of the annular groove 40, stable combustion can be supplied. Further, the annular spark plug 20 is not given a force greater than the holding force. Therefore, excessive stress is not generated in the annular spark plug 20, and there is no fear of deterioration.

（第３実施形態）
図５は、第３実施形態の環状点火プラグの組み付け構造を示す図である。 (Third embodiment)
FIG. 5 is a view showing an assembly structure of the annular spark plug according to the third embodiment.

本実施形態では、シリンダヘッドガスケット５１と弾性保持部材５２とを別体で設ける。弾性保持部材５２はコの字型断面で、環状溝４０を構成する全ての面に設けられ、環状溝４０と環状点火プラグ２０との間に介在する。弾性保持部材５２は、使用温度域において環状点火プラグ２０を保持できる程度の面圧を維持する。さらに環状点火プラグ２０とシリンダヘッド４１及びシリンダブロック４２との間の距離ｄ１，ｄ２は消炎距離より小さくなるように設定する。本実施形態ではｄ１とｄ２とは同距離である。   In the present embodiment, the cylinder head gasket 51 and the elastic holding member 52 are provided separately. The elastic holding member 52 has a U-shaped cross section and is provided on all surfaces constituting the annular groove 40, and is interposed between the annular groove 40 and the annular spark plug 20. The elastic holding member 52 maintains a surface pressure enough to hold the annular spark plug 20 in the operating temperature range. Further, the distances d1 and d2 between the annular spark plug 20 and the cylinder head 41 and the cylinder block 42 are set to be smaller than the extinguishing distance. In this embodiment, d1 and d2 are the same distance.

本実施形態によれば、弾性保持部材５２は環状点火プラグ２０を第１実施形態や第２実施形態のように下面だけなく、上下面両方から挟みこんで保持する。そして弾性保持部材５２は環状点火プラグ２０を常に環状溝４０の上下方向の中央に保持するので、環状点火プラグ２０は安定した燃焼を供給できる。また弾性保持部材５２は環状点火プラグ２０を保持する程度の剛性であり、使用温度域が変わっても環状点火プラグ２０にかかる面圧の変動が小さい特性である。よって環状点火プラグ２０には保持力以上の力は与えられない。よって環状点火プラグ２０に過度な応力が発生することはなく、劣化の心配はない。   According to the present embodiment, the elastic holding member 52 holds the annular spark plug 20 by sandwiching it not only from the lower surface but also from the upper and lower surfaces as in the first and second embodiments. Since the elastic holding member 52 always holds the annular spark plug 20 at the center in the vertical direction of the annular groove 40, the annular spark plug 20 can supply stable combustion. The elastic holding member 52 is rigid enough to hold the annular spark plug 20, and has a characteristic that variation in surface pressure applied to the annular spark plug 20 is small even if the operating temperature range changes. Therefore, the annular spark plug 20 is not given any force beyond the holding force. Therefore, excessive stress is not generated in the annular spark plug 20, and there is no fear of deterioration.

以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の技術的範囲に含まれることが明白である。   Without being limited to the embodiments described above, various modifications and changes are possible within the scope of the technical idea, and it is obvious that these are also included in the technical scope of the present invention.

例えば実施形態において、シリンダヘッドに環状点火プラグが収まるよう環状溝を形成したが、シリンダブロックに環状点火プラグを収めるようにしてもよい。環状点火プラグの点火部がピストンの上死点よりも上側に配置されていれば問題ない。また、シリンダヘッドガスケットの形状は実施形態で示したタイプに限らず、エンジンの性能に応じた形状が適用可能である。本発明では弾性保持部材の剛性をシリンダヘッドガスケットよりも小さく、さらに全運転領域において面圧抜けすることなく環状点火プラグを保持できる程度の面圧が発生するように設定していればよい。よって弾性保持部材の形状は前述の条件を満たせばよいので、実施形態に限らず多様な形状が考えられる。   For example, in the embodiment, the annular groove is formed so that the annular spark plug is accommodated in the cylinder head, but the annular spark plug may be accommodated in the cylinder block. There is no problem if the ignition part of the annular spark plug is arranged above the top dead center of the piston. Further, the shape of the cylinder head gasket is not limited to the type shown in the embodiment, and a shape according to the performance of the engine is applicable. In the present invention, the rigidity of the elastic holding member may be set so that the rigidity of the elastic holding member is smaller than that of the cylinder head gasket, and a surface pressure that can hold the annular spark plug without generating a surface pressure in the entire operation region is generated. Therefore, the shape of the elastic holding member only needs to satisfy the above-described conditions, and thus various shapes are conceivable without being limited to the embodiment.

１ エンジン
１０ 燃焼室
２０ 環状点火プラグ
４０ 環状溝
４１ シリンダヘッド
４２ シリンダブロック
５０ 一体型ガスケット
５１ シリンダヘッドガスケット
５２ 弾性保持部材 1 Engine 10 Combustion chamber 20 Annular spark plug 40 Annular groove 41 Cylinder head 42 Cylinder block 50 Integrated gasket 51 Cylinder head gasket 52 Elastic holding member

Claims (6)

シリンダヘッドとシリンダブロックとの合わせ面部分に燃焼室に開口して形成される環状溝と、
前記環状溝に配置される環状点火プラグと、
前記環状溝と前記環状点火プラグとの上下方向の隙間に設けられる弾性保持部材と、
を備えるエンジンの燃焼室構造。 An annular groove formed to open to the combustion chamber in the mating surface portion of the cylinder head and the cylinder block;
An annular spark plug disposed in the annular groove;
An elastic holding member provided in a vertical gap between the annular groove and the annular spark plug;
An engine combustion chamber structure comprising: 前記環状溝と前記環状点火プラグとの上下方向の隙間は、火炎の侵入を遮断する消炎距離より小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃焼室構造。 The vertical gap between the annular groove and the annular spark plug is smaller than the extinguishing distance that blocks the intrusion of flame,
The combustion chamber structure for an engine according to claim 1. 前記弾性保持部材は、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックとの間に介在するシリンダヘッドガスケットと一体化される、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの燃焼室構造。 The elastic holding member is integrated with a cylinder head gasket interposed between the cylinder head and the cylinder block.
The combustion chamber structure of the engine according to claim 1 or 2, wherein 前記弾性保持部材は、前記シリンダヘッドガスケットよりも剛性が低い、
ことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの燃焼室構造。 The elastic holding member has lower rigidity than the cylinder head gasket,
The combustion chamber structure for an engine according to claim 3. 前記弾性保持部材は、Ｏリングである、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの燃焼室構造。 The elastic holding member is an O-ring.
The combustion chamber structure of the engine according to claim 1 or 2, wherein 前記弾性保持部材は、前記環状溝を構成する全ての面に設けられ、前記環状溝と前記環状点火プラグとの隙間に介在する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの燃焼室構造。 The elastic holding member is provided on all surfaces constituting the annular groove, and is interposed in a gap between the annular groove and the annular spark plug.
The combustion chamber structure of the engine according to claim 1 or 2, wherein
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