JPH0513950Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案はデイーゼルエンジン等の内燃機関のシ
リンダーヘツドにホツトプラグを装着させた副燃
焼室に係り、特にセラミツク製の副燃焼室の改良
に関する。

「従来の技術」 デイーゼルエンジン等の副燃焼室の断熱による
燃焼効率の改善や高温に曝される部分の溶損防止
のために、断熱性及び耐熱性に優れたセラミツク
製の副燃焼室の研究が行われ、一部は実用化され
ている。

しかし、セラミツクは熱応力による破損が生じ
易く、また脆いという欠点があるため、温度分布
の均一化による熱応力の緩和及び組付け応力の緩
和のために、第７図に示すようにシリンダーヘツ
ドに下部に噴孔２を設けたセラミツク製ホツトプ
ラグ３をその上部にガスケツト５を介在させてシ
リンダーヘツド１との間に空所４を保持するよう
に取り付けることが考案されている。（特開昭59
−200012号）なお、図中６は燃料噴射ノズル、７
はグロープラグである。

「考案が改良すべき問題点」 上記構造のホツトプラグの取付構造の場合、シ
リンダーヘツド１に先ずガスケツト５を装着して
からホツトプラグ３を挿入しているので、副室３
の側面が直接シリンダーヘツド１に接触し、部分
的な熱引きによる熱応力を発生するおそれがある
ことと、ガスケツト５とセラミツク製のホツトプ
ラグがそれぞれ別個に構成されているため、ガス
ケツトの装着を失念するおそれがあつた。

「問題点を解決する手段」 本考案は、上記問題点を解決するために、下端
に形成されたつば状の径大部及び該径大部に一体
的に上方に連なる径小部を有するセラミツク製ホ
ツトプラグと、シリンダーヘツドの取付孔との間
に、環状ガスケツトを嵌着してなるセラミツク製
副燃焼室において、 環状ガスケツトが湾曲部と垂直方向に伸びた嵌
着部とを有し、前記径大部及び径小部の各々の肩
部に嵌着され、その湾曲部の弾性力により衝撃を
吸収しつつ、セラミツク製ホツトプラグをシリン
ダーヘツドの取付孔に固定していることを手段と
する。

「作用」 ホツトプラグの肩部に環状のガスケツトが嵌着
一体化されているので取付けの作業性が向上し、
常にシリンダーヘツドに対し所定の空隙を保持し
てホツトプラグを取り付けることができる。ま
た、湾曲部を有するガスケツトが、径大部及び径
小部の各々の肩部に嵌着され、その湾曲部の弾性
力により衝撃を吸収しているので、ホツトプラグ
が傾くおそれがなく、衝撃を受けても破壊するこ
となく、固定される。

「実施例」 比較例 第１図Ａに本考案の比較例に係るセラミツク製
副燃焼室の断面図を示す。

第１図Ａに於いて、１はシリンダーヘツドで副
室を構成する上部には燃料噴射ノズル６とグロー
プラグ７とが挿入されている。また、下部には噴
孔２を下面に有し肩部に環状のガスケツト５−Ｒ
が一体的に付設されたセラミツク製ホツトプラグ
３が副室を設ける空所に嵌挿されている。そして
シリンダーヘツド１との間には空隙４を保有する
ようになつている。ここに用いられている環状の
ガスケツト５−Ｒは第１図Ｂに示したようにその
断面形状は上部では外方向に向いたＵ字状を形成
し垂直方向に伸長した嵌着部５−Ｌがあり、セラ
ミツク製ホツトプラグ３とシリンダーヘツド１と
の間に必要とする空隙４を無条件に設け得るよう
になつている。

このようにしたものを全負荷条件で100時間実
機運転を行つたところ口金及びガスケツトに何等
異常はみられなかつた。

なお、ガスケツトの材質はSUS631は勿論他の
耐熱性合金であつてもよい。

実施例 １ 第２図Ａに本考案の第一の実施例に係るセラミ
ツク性副燃焼室の断面図を示す。

第２図Ａはセラミツク製ホツトプラグ３の形状
が、下端に形成されたつば状の径大部３ａと該径
大部３ａに一体的に上方に連なる径小部３ｂとで
なり、ホツトプラグ３には上部の肩部と下部の肩
部にそれぞれ環状のガスケツト５−Ｒ及び５−
R′が一体的に取り付けられている。この場合、
下部のガスケツト５−R′はホツトプラグの傾き
を防ぐために一層有効に働いている。その他の構
造は第１図Ａと同一部分には同一符号が付されて
いるので説明を省略する。

ここに用いられている環状のガスケツト５−Ｒ
は第２図Ｂに示したようにその断面形状は内方向
に曲げられた断面Ｐ字状を形成し、垂直方向に伸
長した嵌着部５−Ｌがあり、セラミツク製ホツト
プラグ３とシリンダーヘツド１との間に必要とす
る空隙４を無条件に設け得るようになつている。

また、下部のガスケツト５−R′は第２図Ｃに
示したようにその断面形状は内方向に曲げられた
断面逆Ｊ字状を形成し、垂直方向に伸長した嵌着
部５−Ｍがあり、ホツトプラグ３とともにシリン
ダーヘツド１に嵌装された場合に、嵌着部５−Ｍ
の外側面がホツトプラグ取付孔の内壁に当接し、
嵌着部５−Ｍの弾性により、ホツトプラグ３の下
部径大部の径方向位置を固定し、前述の如くホツ
トプラグ３の傾きを防止する。

このようにしたものを全負荷条件で100時間実
機運転を行つたところ口金及びガスケツトに何等
異常はみられなかつた。

実施例 ２ 第３図Ａに本考案の第二の実施例に係るセラミ
ツク製副燃焼室の断面図を示す。

第３図Ａにおいて、噴孔２、燃料噴射ノズル６
及びグロープラグ７は第１図Ａにて同一符号が付
されている部分と同一であるので説明を省略す
る。

３はセラミツク製ホツトプラグを示し、外形が
下端に形成されたつば状の径大部３ａと該径大部
３ａに一体的に上方に連なる径小部３ｂとでな
り、第２図Ａとほぼ同様であるが、径大部３ａと
径小部３ｂとの径差が第２図Ａの場合よりも大き
い点で異なる。５−Ｒは第３図Ｂに示す形状の環
状ガスケツトを示し、嵌着部５−Ｌが垂直方向よ
り若干傾斜していることを除くほかは第２図Ｂに
示した環状ガスケツトと同一形状であり、嵌着部
５−Ｌの内側面でホツトプラグ３の径小部３ｂの
肩部に嵌着される。この様に内側に傾斜させるこ
とにより嵌着部５−Ｌの内径寸法が出しやすいと
いう製作上の利点と、嵌着しやすいという作業上
の利点がある。５−R′は第３図Ｃに示す形状の
環状ガスケツトを示し、内方向に曲げられた断面
Ｐ字状を形成し、垂直方向に伸長した嵌着部５−
Ｍ及び、アール形状の嵌着部５−Ｎがあり、アー
ル部でホツトプラグ３の径大部３ａの肩部に嵌着
される。この場合、環状ガスケツト５−R′の大
きさは、嵌着部５−Ｍの端部が径大部３ａの肩部
に載る程度のものとする。本実施例ではホツトプ
ラグ取付孔の内壁が環状ガスケツトが嵌着された
ホツトプラグ３の外形に対応するように、三段構
造とされる。すなわち、ホツトプラグ取付孔の内
壁は上方より順に径小部１ａ、径中部１ｂ及び径
大部１ｃと連なり、ホツトプラグ３が嵌装された
場合に、環状ガスケツト５−Ｒの嵌着部５−Ｌの
外側面が取付孔の径小部１ａに対応する。また、
環状ガスケツト５−R′の嵌着部５−Ｍの外側面
は取付孔の径中部１ｂに対応する。取付孔の径大
部１ｃはホツトプラグ３の径大部３ａよりも更に
径大に設けられて、対面する両者の間に空隙が形
成されるようになつている。

ホツトプラグ３のシリンダーヘツド１への装着
手順について説明する。前述の如くホツトプラグ
３に嵌着された環状ガスケツトのうち、環状ガス
ケツト５−Ｒの外径は取付孔の径小部１ａの内径
よりわずかに小さくできており、また環状ガスケ
ツト５−R′の外径は取付孔の径中部１ｂの内径
よりもわずかに大きくできているが径大部１ｃの
内径よりは小さい。この様な寸法関係であるか
ら、ホツトプラグ３は取付孔に嵌装されるにあた
り、環状ガスケツト５−R′の嵌着部５−Ｍが取
付孔の径大部１ｃに当接するまでは人手で簡単に
差入れられる。この状態からハンドプレス等によ
つてさらにホツトプラグ３を押込むと、嵌着部５
−Ｍが径大部１ｃに嵌着されるとともに、環状ガ
スケツト５−Ｒのアール部分が取付孔の底に当た
つてその一部がつぶされる。環状ガスケツト５−
Ｒのアール部分がつぶれることによつて、環状ガ
スケツト５−Ｒの外径は必然的に広がり、取付孔
の径小部１ａに押し付けられることになる。よつ
てホツトプラグ３は、上下のガスケツトによりし
つかりとその径方向位置を拘束され、傾くことな
く完全に固定される。ただし、取付孔の径大部１
ｃとホツトプラグの径大部３ａとの空隙は小さい
程望ましく、使用した環状ガスケツトの肉厚より
も小さいのが望ましい。これは燃焼によつて生じ
た高温ガスが対流により環状ガスケツト５−
R′付近にまで移動するのを防止し、環状ガスケ
ツト５−R′の耐久性を向上させるためである。

第３図Ａにおいて、環状ガスケツト５−Ｒ、５
−R′の材質及び肉厚をそれぞれSUS631及び0.2mm
としたものについて4500rpm全負荷条件で300時
間実機運転を行つたところ、ホツトプラグ、ガス
ケツトともに何等異常がなかつた。

実施例 ３ 第４図Ａに本考案の第三の実施例に係るセラミ
ツク製副燃焼室の断面図を示す。

第４図Ａにおいて環状ガスケツト５−Ｒ及び５
−R′を除く部分は第３図Ａにて同一符号が付さ
れている部分と本質的に異なるところがないので
説明を省略する。

環状ガスケツト５−Ｒは第４図Ｂに示すよう
に、第１図Ｂの環状ガスケツト５−Ｒよりもアー
ル部の曲率半径を小さくしてホツトプラグ３に良
好に嵌着するようにしたことを除くほかは第１図
Ｂのものとほぼ同形である。

環状ガスケツト５−R′は第４図Ｃに示すよう
に、アール部を有することはなく、上部垂直方向
に伸長した嵌着部５−L′と下部垂直方向に伸長し
た嵌着部５−Ｍとでなり、嵌着部５−L′にてホツ
トプラグ３の径小部３ｂに嵌着して環状ガスケツ
ト５−R′をホツトプラグ３と一体化し嵌着部５
−Ｍはその外側面が取付孔の径中部１ｂに当接
し、弾性によりホツトプラグ３の径大部３ａの径
方向位置を固定するとともに衝撃を緩和吸収す
る。このようにアール部のない環状ガスケツト５
−R′を使用すると取付孔の径中部１ｂの内径を
小さくすることができるため、デツドボリユーム
を減少させることができ、またホツトプラグの径
大部３ａの径を小さくでき、小型化可能となる。

第４図Ａにおいて、環状ガスケツト５−Ｒ、５
−R′の材質及び肉厚をそれぞれSUS304及び0.25
mmとしたものについて、4500rpm全負荷条件で
300時間実機運転を行つたところ、ホツトプラグ、
ガスケツトともに何等異常がなかつた。

実施例 ４ 第５図はガスケツト５−Ｒとして環状部分の下
部に切欠きｃを設けたもので、安価に上記の効果
を得るとともにホツトプラグを嵌着する際の作業
性が向上する。

実施例 ５ 第６図はガスケツト５−Ｒを一枚の板金より円
環の内外方向に切り出すようにして製作したもの
で、第５図に示したものより一層安価に製作でき
るとともに、前述の効果を奏するものである。

本考案において環状ガスケツトの肉厚は、薄過
ぎると弾性力が弱くなり、厚過ぎると嵌着が困難
となるので、0.15〜0.3mm程度が望ましい。また、
環状ガスケツトにアール部を有する場合のアール
部は、デツドボリユームを小さくするため小さい
程良いが、製作性を考慮すれば0.5〜1.4mmＲ程度
が望ましい。

「考案の効果」 本考案によれば、上記の如く耐熱性のよいセラ
ミツク製のホツトプラグの肩部に円環状のガスケ
ツトを一体化してあるのでシリンダーヘツドへの
装着が単純化され、量産性が出るとともに、ガス
ケツトの使用忘れを発生せず、必要とするシリン
ダーヘツドとの間の空隙も容易に、かつ正確に保
持することができる。

また、ホツトプラグの搬送、装置時にもガスケ
ツトが嵌着されているので、チツピング等のおそ
れがない。

実施例１〜３のように下部にも環状ガスケツト
を嵌着すれば、ホツトプラグが傾くおそれがな
い。

ホツトプラグの外形状に、下端につば状の径大
部を設け、その径大部の肩部に下部のガスケツト
を嵌着すれば、下部のガスケツトが燃焼ガスに直
接さらされることがなく耐久性が良くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａは本考案の比較例に係るセラミツクホ
ツトプラグ、第２図Ａ、第３図Ａ及び第４図Ａは
本考案の実施例に係るセラミツクホツトプラグを
それぞれシリンダーヘツドに取り付けた状態を示
す縦断面図、第１図Ｂ、第２図Ｂ、第２図Ｃ、第
３図Ｂ、第３図Ｃ、第４図Ｂ及び第４図Ｃは上記
比較例または実施例に用いられたガスケツトの構
造を示す一部斜視図、第５図及び第６図は本考案
で用い得る環状ガスケツトの他の構造例を示す斜
視図、第７図は従来のセラミツクホツトプラグを
シリンダーヘツドに取り付けた状態を示す縦断面
図である。 １……シリンダーヘツド、３……ホツトプラ
グ、５−Ｒ，５−R′……環状ガスケツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 下端に形成されたつば状の径大部及び該径大部
   に一体的に上方に連なる径小部を有するセラミツ
   ク製ホツトプラグと、シリンダーヘツドの取付孔
   との間に、環状ガスケツトを嵌着してなるものに
   おいて、 環状ガスケツトが湾曲部と垂直方向に伸びた嵌
   着部とを有し、前記径大部及び径小部の各々の肩
   部に嵌着され、その湾曲部の弾性力により衝撃を
   吸収しつつ、セラミツク製ホツトプラグをシリン
   ダヘツドの取付孔に固定していることを特徴とす
   るセラミツク製副燃焼室。