JPH029068Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は内燃機関の副室構造、特に副室をセラ
ミツク材で構成し機関の熱効率、副室の耐久性、
耐熱性を高めた副室構造に関するものである。

（従来の技術） セラミツクの耐熱性、断熱性に優れた特性を利
用して、内燃機関、特にデイーゼル機関の過流室
の一部もしくは全体をセラミツクで構成し、機関
の熱効率の向上、排気ガス特性の改良、そして副
室の耐久性の向上をはかつた試みがいくつか提案
されている。

しかしながら、セラミツク材はシリンダヘツド
を構成する材料、例えば鋳鉄あるいはアルミニウ
ム合金に比べ熱膨張率が小さいため、シリンダヘ
ツドが高温になると副室を保持したシリンダヘツ
ドの保持力が低下し特に副室を上下に分割して構
成するセラミツク製の副室構造においては、副室
を構成する部材の相対回転運動が起こり主燃焼室
及び副室を連通する噴孔の位置がずれて正常な燃
料の着火、爆発が行われなかつたり、さらに激し
い回転運動力が作用した場合には、燃料噴射ノズ
ルやグロープラグを損傷するという問題があつ
た。

このため、例えば実開昭58−79019号公報に開
示された副室構造では第４図に示すように副室１
０を上側部材３と下側部材４とよりなる二分割構
造とし、両部材３，４の衝合面間に耐熱製金属よ
りなる環状ガスケツト６及び断熱スペーサ７を挿
着し、環状ガスケツト６の弾性力により両部材
３，４を互いに軸線方向に押圧し、上側部材３及
び下側部材４を一体とする構成をとつている。

（考案が解決しようとする問題点） しかしながら、このような構成では上下部材
３，４の相対回転運動は、環状ガスケツト６と上
下部材３，４の端面との間の摩擦力によつてのみ
阻止される構成であるため、上下両部材間に相対
回転運動が生じた場合には、燃料噴射ノズルやグ
ロープラグを損傷するという問題を未だ充分解決
するには至つていなかつた。

本考案の目的は上述した問題を解消して、副室
を構成する上側部材及び下側部材が内燃機関の運
転中に相対回転することのない副室構造を提供し
ようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案の内燃機関の副室構造は、上部セラミツ
ク体と噴孔部を有する下部セラミツク体とこれら
セラミツク体間に設けられた上下方向圧縮応力緩
和リングとそれらを一体的に保持する外周金属製
リングとより構成される内燃機関の副室におい
て、上下方向圧縮応力緩和リングと接する上部セ
ラミツク体と下部セラミツク体の接触面の少なく
とも一部に切欠き部を設け、その切欠き部に係合
する第１のキー部材を上下方向圧縮応力緩和リン
グと一体に設けることにより上部セラミツク体と
下部セラミツク体を係止すると共に、上下方向圧
縮応力緩和リングと外周金属製リングとの間に係
合部を設け、その係合部を介して第２のキー部材
を外周金属製リングから突出する状態に設けるこ
とにより、上部セラミツク体と下部セラミツク体
およびこれらと外周金属製リングとさらにそれら
とシリンダヘツドとの間を係止することを特徴と
するものである。

（作用） 従つて本考案の副室構造では、燃料の爆発、機
関の振動に起因する回転力が副室を構成する上部
セラミツク体および下部セラミツク体に作用して
も、切欠き部および係合部に整合する第１および
第２のキー部材により、両セラミツク体の軸線ま
わりの回転運動は確実に阻止される。

（実施例） 以下本考案を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は、本考案の副室構造５０をシリンダヘ
ツド２０に形成した副室挿入孔２１に挿入した状
態を示す部分断面図である。第１図において、２
２はピストン、２３はこのピストン２２を収容す
るシリンダブロツクであり、２４はガスケツトで
ある。副室構造５０は、上部セラミツク体２５と
下部セラミツク体２６および両セラミツク体２
５，２６間に設けられた上下方向圧縮応力緩和リ
ング３５とさらにこれら部材を一体的に保持する
外周金属製リング２７とより構成され、両セラミ
ツク体２５，２６および上下方向圧縮応力緩和リ
ング３５により副室２８を画成する。上下方向圧
縮応力緩和リング３５と接する上部セラミツク体
２５と下部セラミツク体２６の接触面の少なくと
も一部に切欠き部３９ａ，３９ｂを設け、その切
欠き部３９ａ，３９ｂに係合する第１のキー部材
３６を上下方向圧縮応力緩和リング３５と一体に
設けてある。さらに、上下方向圧縮応力緩和リン
グ３５と外周金属製リング２７との間に係合部４
０を設け、その係合部４０を介して第２のキー部
材３７を外周金属製リング２７から突出する状態
に設けている。この第２のキー部材３７の突出部
は、シリンダヘツド２０にその底部から第２のキ
ー部材３７の位置する部位まで延在するキー溝３
８に嵌合する構成としている。そのため、両セラ
ミツク体２５，２６と外周金属製リング２７は常
に一体となると共に外周金属製リング２７とシリ
ンダヘツド２０も一体となるため、これら部材間
の相対回転は防止できる。さらに、上部および下
部セラミツク体２５，２６間に上下方向圧縮応力
緩和リング３５を設けてあるため、副室の軸線方
向に加わる上下方向圧縮応力を金属リングの弾性
変形で緩和するすることができる。

また、副室２８は噴孔３０を介して主燃焼室２
９に連通している。３１，３２は燃料噴射ノズル
及びグロープラグをそれぞれ収容するためシリン
ダヘツド２０に形成した収容部を示し、これら収
容部は孔３３，３４を介して副室２８に連通して
いる。従つて、本考案の副室構造５０においては
燃焼ガスが接触する副室２８の壁面の大部分がセ
ラミツク材であるので、従来既知の副室構造に比
べて断熱性は向上している。

第２図ａ，ｂは本考案の副室構造５０の一実施
例を示す、副室の軸線に沿つた断面図およびその
−線に沿つて切断したときの断面図である。
第２図に示すように、孔３３，３４を設けたほぼ
半球状の頂部を有し本体が円柱形状の上部セラミ
ツク体２５と、噴孔３０を有し上部セラミツク体
２５と同じ内外径をもつ円柱形状の下部セラミツ
ク体２６を形成する。また、これら上部および下
部セラミツク体２５，２６と同一の内外径を有す
る上下方向圧縮応力緩和リング３５を準備し、上
部セラミツク体２５と下部セラミツク体２６の間
に挟んだ状態で一体に組立てる。このとき、上下
方向圧縮応力緩和リング３５と接する上部セラミ
ツク体２５と下部セラミツク体２６の接触面の少
なくとも一部に、予め例えば平坦な底面を有する
半月形状の切欠き部３９ａ，３９ｂを形成し、こ
の切欠き部３９ａ，３９ｂに係合する位置に上下
方向圧縮応力緩和リング３５と一体に設けた第１
のキー部材３６をはめ合わせている。その後、両
セラミツク体２５，２６および上下方向圧縮応力
緩和リング３５の外面形状とほぼ同一形状の内面
をもつ外周金属製リング２７を準備して、一体に
組立てたこれら部材をその内周に嵌合させる。こ
の場合嵌合手段としては焼ばめ、圧入、接着等既
知の方法が用いられる。さらに、外周金属製リン
グ２７上から上下方向圧縮応力緩和リング３５の
存在する位置に例えばボール盤等で係合部４０を
設け、その係合部４０を介して第２キー部材３７
を外周金属製リング２７から突出する状態で形成
している。そのため、上、下両セラミツク体２
５，２６および外周金属製リング２７はあたかも
一体に形成した如く挙動し、相対回転運動を生ず
ることがない。さらに、上下方向圧縮応力緩和リ
ング３５が存在するため、第２のキー部材３７の
係合部４０を後作業により加工することができ、
組立作業も容易になる。

ここで、第２のキー部材３７としては、ピン、
ネジ、カシメ材、焼結合金等を用いることができ
る。さらに、上部および下部セラミツク体として
は、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ジルコニア、アル
ミナ、ガラスセラミツク、ムライト等セラミツク
材料を使用でき、また外周金属製リング、上下方
向圧縮応力緩和リング、第１キー部材としてはス
テンレス鋼、高合金鋼、耐熱鋼、超合金等を用い
ることができる。

第３図ａ，ｂは上下方向圧縮応力緩和リング３
５と第１キー部材の一実施例を示す斜視図であ
る。

第３図に示すように本考案の上下方向圧縮応力
緩和リング３５は、その上部および下部セラミツ
ク体に接する面３５ａ，３５ｂがその軸線に対し
て垂直な面であればよく、またリングの厚さは副
室の熱が逃げない程度であればどのような厚さで
もない。上下方向圧縮応力緩和リング３５と一体
に設けられる第１のキー部材３６の形状も、切欠
き部にはまり、回り止めの役目をはたせばどのよ
うな形状でもよく、例えば第３図ａに示すような
断面が半月形状でもよいし、第３図ｂに示すよう
な断面が矩形状であつてもよい。

本考案は、上述した実施例にのみ限定されるも
のではなく、幾多の変形、変更が可能である。例
えば上述した実施例では第２のキー部材の係合部
を第１のキー部材としたが、応力緩和リング上な
らばどこでもよい。また、上下方向圧縮応力緩和
リングにおいて穿孔薄板を多数重ねた形状のもの
であつてもよい。

（考案の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本考案の内燃機関の副室構造によれば、上部
および下部セラミツク体の間に上下方向圧縮応力
緩和リングを設け、応力緩和リングを介して第１
および第２のキー部材により回り止めを行つてい
るため、上部セラミツク体と下部セラミツク体お
よび外周金属製リングの相対回転運動さらには副
室構造とシリンダヘツドの相対回転運動をも有効
に防止することができると共に、副室の軸線方向
に加わる上下方向圧縮応力を金属リングの弾性変
形で緩和することができる。さらに、上下方向圧
縮応力緩和リングが上、下両セラミツク体間に設
けられているため、外周金属製リングを嵌合させ
た後、第２のキー部材の係合部を後作業により加
工することができ、組立作業も容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の副室構造をシリンダヘツド
に嵌着した状態を示す部分断面図、第２図ａ，ｂ
は、本考案の副室構造の一実施例を示す、副室の
軸線に沿つた断面図およびその−線に沿つて
切断したときの断面図、第３図ａ，ｂは上下方向
圧縮応力緩和リングと第１キー部材の一実施例を
示す斜視図、第４図は、従来の副室構造をシリン
ダヘツドに嵌着した状態を示す部分断面図であ
る。 １……シリンダヘツド、２……シリンダブロツ
ク、３……上側部材、４……下側部材、５……噴
孔、６……環状ガスケツト、７……断熱スペー
サ、８……主燃焼室、９……孔、１０……副室、
２０……シリンダヘツド、２１……副室挿入孔、
２２……ピストン、２３……シリンダブロツク、
２４……ガスケツト、２５……上部セラミツク
体、２６……下部セラミツク体、２７……外周金
属製リング、２８……副室、２９……主燃焼室、
３０……噴孔、３１……燃料噴射ノズル収容部、
３２……グロープラグ収容部、３３，３４……
孔、３５……上下方向圧縮応力緩和リング、３６
……第１キー部材、３７……第２キー部材、３８
……キー溝、３９ａ，３９ｂ……切欠き部、４０
……係合部、５０……副室構造。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 上部セラミツク体と噴孔部を有する下部セラミ
   ツク体とこれらセラミツク体間に設けられた応力
   緩和リングとそれらを一体的に保持する外周金属
   製リングとより構成される内燃機関の副室におい
   て、 応力緩和リングと接する上部セラミツク体と下
   部セラミツク体の接触面の少なくとも一部に切欠
   き部を設け、その切欠き部に係合する第１のキー
   部材を応力緩和リングと一体に設けることにより
   上部セラミツク体と下部セラミツク体を係止する
   と共に、応力緩和リングと外周金属製リングとの
   間に係合部を設け、その係合部を介して第２のキ
   ー部材を外周金属製リングから突出する状態に設
   けることにより、上部セラミツク体と下部セラミ
   ツク体およびこれらと外周金属製リングとさらに
   それらとシリンダヘツドとの間を係止することを
   特徴とする内燃機関の副室構造。