JPH0422035Y2 - - 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渦流室の
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、たと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、爆発が行なわれなかつたり、さらに激
しい回転運動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言う問題があつ
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７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
成とし、両部材３，４の衝合面間に耐熱性金属よ
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
運動が生じた場合には、燃焼噴射ノズルやグロー
プラグを損傷すると言う問題を未だ充分解決する
には至つていない。

（考案の目的） 本考案は上述した問題を解決するためになされ
たものであり、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
い副室構造を提供することを目的とする。

（考案の構成） この目的を達成するため本考案の内燃機関の副
室構造は、上部セラミツク体と、上部セラミツク
体に衝合される下部セラミツク体と、これら両セ
ラミツク体にて画成される副室と、この副室およ
び主燃焼室を連通する噴孔とを具える内燃機関の
副室構造において、上部および下部セラミツク体
の外周面に、両セラミツク体を亘つて延在すると
ともに、それらの衝合面に交差させて少なくとも
１個の切欠き部を設け、切欠き部を、平坦若しく
は曲面状の底面を有するほぼ半月形状とし、この
切欠き部に、上部および下部セラミツク体の外周
面にほぼ等しい曲率の外周面と、切欠き部の底面
に面接触し得る整合面とを有する回り止め部材を
はめあわせてなる。

（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両セ
ラミツク体に作用しても、両セラミツク体の軸線
まわりの回転運動は、平坦若しくは曲面状の底面
を有する切欠き部に整合する回り止め部材により
確実に阻止される。また、相互に衝合された上部
および下部セラミツク体そして回り止め部材の外
周面に突出部分がないことから、シリンダヘツド
の副室挿入孔への嵌着およびその位置決め作業が
容易となる他、回り止め部材を含む構造部分への
応力の集中がない。

（実施例） 以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明す
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
態を表わす。２２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、このセラミツク体に衝合した下部セ
ラミツク体２６、そして両セラミツク体２５，２
６の相対回転を阻止する回り止め部材２７より構
成され、ほぼ同一の外径を有する両セラミツク体
２５，２６は副室２８を画成する。なお副室２８
は噴孔３０を介して主燃焼室２９に連通してい
る。シリンダヘツド２０内には燃料噴射ノズル収
容部３１及びグロープラグ収容部３２がそれぞれ
形成してあり、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
室構造においては燃焼ガスが接触する副室２８の
壁面はすべてセラミツク材であるので、従来既知
の副室に比べ断熱性が一段と向上している。なお
３５は上部セラミツク体２５と下部セラミツク体
２６との衝合面を示す。

次に第２図を用いて本考案の副室構造５０を説
明する。第２図ａに示すように孔３３，３４を設
けたほぼ半球状の上部セラミツク体２５と、噴孔
３０を有し外観が筒状の下部セラミツク体２６を
衝合する。次いで衝合面３５に交差して延在する
切欠き部３６を形成する。本実施例ではこの切欠
き部３６は平坦な底面３７を有する半月状をして
いる（第２図のｂ参照）。次いでこの平坦な底面
３７に面接触し得る整合面３８および両セラミツ
ク体２５，２６の外周面と実質的に等しい曲率の
外周面を有する回り止め部材２７（第２図のｃ参
照）をはめあわせる。それゆえ上、下両セラミツ
ク体２５，２６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。なお
切欠き部３６を上部セラミツク体２５、下部セラ
ミツク体２６にそれぞれ予め形成しておけば、上
下両セラミツク体を衝合する際の位置決め手段と
しても切欠き部３６を用いることができる。ある
いは接着剤を用いて両セラミツク体を所定位置関
係に接合した後に、切欠き部を形成するようにす
れば切欠き部の形成ばかりでなく両セラミツク体
の組立て作業も容易になる。

ここで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、ムライト等を用いる。ま
た回り止め部材も同様のセラミツク、あるいはセ
ラミツクと同程度の熱膨張率を有する金属が好ま
しい。しかしこれら金属に限定されるものでな
く、熱膨張率がセラミツクより大きな金属ででき
ていても、切欠き部寸法を回り止め部材より必要
程度大きくすることにより回り止め部材の膨張に
よる上部および下部セラミツク体の押し割りを防
止すれば良い。

また、回り止め部材をはめ合わせるに際し、切
欠き部と回り止め部材との間に接着剤を塗布して
からはめあわせればより確実に上部セラミツクお
よび下部セラミツ体を一体に固着できることは勿
論である。あるいは回り止め部材を焼結により固
着することもできる。

次に本考案の他の実施例を第３〜６図に示す。
なお、簡略のため第１，２図と同等の働きをなす
ものには同一符号を付す。

第３図に示す実施例は、第１図に示した実施例
とほぼ同一であるが、回り止め部材２７の両端部
を切除した回り止め部材２７ａを用いる点が相違
している。このため回り止め部材の両端部が欠損
したりすることがなく、把持するのが容易である
ので組立てが容易となる利点がある。

第４図に示した実施例では、切欠き部の底面を
曲面状に形成した副室構造をしている。このため
切欠き部と両セラミツク体外周面とが互いに曲面
で交差するため熱負荷に対して有利となる。また
切欠き部の曲面状の底面に亘る整合面を有する曲
り止め部材を用いれば、熱負荷に対し一層有利で
あるが、製造上からは第３図に示したように両端
部を切除した回り止め部材２７ａを用いる方が良
い。

第５図に示した実施例は、第４図に示した実施
例と異なり、切欠き部の曲面が上部、下部セラミ
ツク体内方に向つて凸状になるように形成したも
のである。このような切欠き部を用いると、回り
止め部材２７ｃを所定位置、すなわち切欠き部の
曲面状の底面に整合させることが他の実施例より
容易である。なお、いずれの実施例にあつても、
回り止め部材の外周面が、互いに衝合される上部
および下部セラミツク体の外周面と実質的に同一
の曲率を有することは勿論である。

以上の実施例では、切欠き部とこれにはめあわ
される回り止め部材とを１個用いたが必要に応じ
て複数個用いても良いことは勿論である。また既
述した実施例では、上部セラミツク体と下部セラ
ミツク体の衝合面３５及び副室の軸線方向に直角
な底面を有する切取り部としたが、副室の軸線方
向に延在する底面を有する切取り部としても良
く、また第６図に示すように、副室の軸線方向に
ある角度αをもつて互い交差する切取り部３６
ａ，３６ｂを形成しても良い。この場合、回り止
め部材に作用する相対回転運動の力を角度に比例
して小さくすることができる。

また、本考案の副室構造をシリンダヘツド２０
に装着するに際しては、当該副室構造を直接的に
シリンダヘツドに嵌着するのでなく、金属リング
を介して嵌着することもでき、その場合には、セ
ラミツク体の外周が金属リングで覆われるため、
シリンダヘツド２０への副室の取付作業の際のセ
ラミツクの割れの問題を考慮する必要がないので
取付け作業が容易である。

（考案の効果） 本考案は以上詳述したところから明らかなよう
に、上部セラミツク体と下部セラミツク体とより
なる二分割構成の副室構造において、上下両セラ
ミツク体の衝合面に交差して延在する切欠き部を
設け、この切欠き部の平坦若しくは曲面状の底面
に面接触可能であつて、互いに衝合される上部お
よび下部セラミツク体の外周面と実質的に同一の
曲率を有する回り止め部材をはめあわせることに
より、上下両セラミツク体の相対回転運動を確実
に阻止し得ることは勿論、予め一体的に形成した
両セラミツク体をシリンダヘツドの挿入孔に直接
的に嵌着すること、または当該セラミツク体を金
属リングに装着してからシリンダヘツドに嵌着す
ることができるので、副燃焼室のシリンダヘツド
への嵌着作業および位置決め作業も容易となる
他、回り止め部材を含む構造部分に応力が集中す
ることがない。また切欠き部は極めて微小な部分
であつても十分相対回転運動及び両セラミツク体
の偏移を阻止することができる上、熱負荷の問題
に対しても有利である。

【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
に挿着した様子を示す略断面図、第２図のａは、
本考案の副室構造の斜視図、第２図のｂは、第２
図のａにおいて線−で切断した時の断面図、
第２図のｃは、本考案の副室構造に使用する回り
止め部材の斜視図、第３〜５図は本考案の他の実
施例をそれぞれ示す側面図及び断面図、第６図
は、本考案の別の実施例を示す斜視図、第７図
は、従来既知の副室構造をシリンダヘツドに挿着
した様子を示す略断面図である。 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……回り止
め部材、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、３
５……衝合面、３６……切欠き部、３７……底面
（切欠き部）、３８……整合面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 上部セラミツク体と、上部セラミツク体に衝合
   される下部セラミツク体と、これら両セラミツク
   体にて画成される副室と、この副室および主燃焼
   室を連通する噴孔とを具える内燃機関の副室構造
   において、 上部および下部セラミツク体の外周面に、両セ
   ラミツク体を亘つて延在するとともに、それらの
   衝合面に交差させて少なくとも１個の切欠き部を
   設け、切欠き部を、平坦若しくは曲面状の底面を
   有するほぼ半月形状とし、この切欠き部に、上部
   および下部セラミツク体の外周面にほぼ等しい曲
   率の外周面と、切欠き部の底面に面接触し得る整
   合面とを有する回り止め部材をはめあわせてなる
   ことを特徴とする内燃機関の副室構造。