JPH0637528U - 副燃焼室の構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案は、遮熱性を低下させることなく、副
室を形成するアッパ部材とロア部材をシリンダヘッドに
位置決めする副燃焼室の構造を提供する。 【構成】 この副燃焼室の構造は、アッパ部材５とロア
部材４に各テーパ面１６，１７を形成し、シリンダヘッ
ド３の取付穴１１にそれぞれ圧入した金属リング８，９
のリング状突部１８，１９を各テーパ面１６，１７に当
接させてアッパ部材５とロア部材４を取付穴１１内に横
方向に位置決めする。金属リング８，９とアッパ部材５
及びロア部材４との接触面積が小さくなって熱伝達が低
減する。アッパ部材５とロア部材４との外面と取付穴１
１の壁面との間の全領域にわたって遮熱空気層２０を形
成し、アッパ部材５とロア部材４からシリンダヘッド３
への熱伝達を低減する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、副室を形成するアッパ部材とロア部材との間にダンピングリング を介在した副室式エンジンにおける副燃焼室の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、図８に示す副室式エンジンが開示されている。図８は従来の副室式エン ジンの一例を示す断面図である。図示のように、この副室式エンジンは、シリン ダブロック５６に固定したシリンダヘッド５３に形成した取付穴５８内に配置し た２分割したアッパ部材５５とロア部材５４とで副室５２を形成している。アッ パ部材５５とロア部材５４は、取付穴５８との間に空気層６０を形成して配置さ れている。アッパ部材５５には燃料噴射ノズル５７及びグロープラグ５９が設置 され、また、ロア部材５４は副室５２とシリンダ側に形成される主室５１とを連 通する連絡孔６１を形成したホットプラグを構成している。また、アッパ部材５ ５とロア部材５４を、シリンダヘッド５３の取付穴５８内に固定するため金属リ ング６２が使用されている。そして、金属リング６２は、ロア部材５４に圧縮応 力を加えて補強し且つ位置決めのため、シリンダヘッド５３に嵌合している。

【０００３】 また、図９に示す副室式エンジンが開示されている。図９は従来の副室式エン ジンの一例を示す断面図である。この副室式エンジンは、シリンダブロック７６ に固定したシリンダヘッド７３に形成した取付穴７８内に配置した２分割したア ッパ部材７５とロア部材７４とで副室７２を形成している。アッパ部材７５とロ ア部材７４は、取付穴７８との間に空気層８０を形成して配置されている。アッ パ部材７５には燃料噴射ノズル７７及びグロープラグ７９が設置され、また、ロ ア部材７４は副室７２とシリンダ側に形成される主室７１とを連通する連絡孔８ １を形成したホットプラグを構成している。また、アッパ部材７５とロア部材７ ４の外周部には金属リング７０が嵌合している。金属リング７０の下部にはフラ ンジ部６９が一体に形成され、金属リング７０をシリンダヘッド７３の取付穴７ ８内に固定するため、取付フランジ部６９がシリンダヘッド７３の取付穴７８に 圧入されている。

【０００４】 また、特開昭６１−１３５９２５号公報には、内燃機関の副室断熱体が開示さ れている。該内燃機関の副室断熱体は、副室内に嵌合されるセラミックス製中空 体と、該中空体と副室との間に介在して嵌合時にシリンダヘッドと該中空体との 間に働く応力を緩和吸収する保持金具と、該中空体と保持金具との間隙をシリン ダ側の一部を残して封止する封止体と、該間隙のシリンダ側に残された一部に圧 入されて該保持金具と該中空体とを緊締する押さえ金具とを有している。そして 、つば状部の頭部側端面とこれに対面する段差とは中空体の調心のためにテーパ ーを施すことが好ましい。

【０００５】 また、実開昭６１−１２２３２７号公報には、エンジンの副室構造が開示され ている。該エンジンの副室構造は、シリンダヘッドの凹部に副室構成部材の上端 部と下端部の外周が圧入される第１嵌合部と第２嵌合部を形成し、両嵌合部間に 第１嵌合部と段差を付けて断熱凹部を形成したものである。

【０００６】 また、実開昭６２−３８４２４号公報に開示されたセラミック製副燃焼室は、 セラミック製ホットプラグの肩部に環状ガスケットを嵌着一体化し、シリンダヘ ッドのホットプラグ取付孔に装着されている。

【０００７】 また、実開昭６２−１０２３３号公報に開示されたエンジンの副室構造は、上 側セラミック部材の上端外周部と下側セラミック部材の下端外周部に内周が嵌合 し、外周がシリンダヘッド凹部内壁に圧入され、断熱空間部を形成する第１と第 ２の保持用リングと、上側セラミック部材の下端外周部と下側セラミック部材の 上端外周部の両部に内周が嵌合し、熱間時にシリンダヘッド凹部内壁に外周が当 接する第３の保持用リングと、を有している。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】 しかしながら、図８に示す副室式エンジンは、金属リング６２を嵌合している ため、副室自体の熱容量が大きくなり、吸入空気或いは燃焼ガスへの温度追従性 が悪く、副室での混合気生成、着火燃焼を悪化させるという問題を有する。また 、金属リング６２を固定するためシリンダヘッド５３に嵌合するので、副室５２ からシリンダヘッド５３への熱伝達が多くなり、副室５２の断熱度を低下させる 。前掲特開昭６１−１３５９２５号公報、前掲実開昭６１−１２２３２７号公報 及び前掲実開昭６２−１０２３３号公報に開示されたものについても同様な問題 が発生する。

【０００９】 また、図９に示す副室式エンジンは、上記と同様に、金属リング７０を嵌合し ているため、副室自体の熱容量が大きくなり、吸入空気或いは燃焼ガスへの温度 追従性が悪く、副室での混合気生成、着火燃焼を悪化させるという問題を有する 。また、金属リング７０を固定するためシリンダヘッド７３にフランジ部６９を 嵌合するので、副室７２からシリンダヘッド７３への熱伝達が多くなり、副室７ ２の断熱度を低下させる。

【００１０】 そこで、この考案の目的は、上記の課題を解決することであり、副室式エンジ ンにおける副燃焼室をアッパ部材とロア部材で作製し、両者間にダンピングリン グを介在させ、アッパ部材とロア部材を金属リングを介してシリンダヘッドに支 持し、アッパ部材とロア部材に対して金属リングの接触面を小さくして支持し、 副燃焼室の遮熱性を低下させることなく位置決めを的確に行なうか、或いはアッ パ部材及びロア部材とダンピングリングとを予め設けた係止部を互いに係合させ て、ダンピング性能を低下させることなく、位置決めを的確に行なうことができ る副燃焼室の構造を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

この考案は、上記目的を達成するため、次のように構成されている。即ち、こ の考案は、シリンダヘッドに形成した取付穴内に副室を形成する副室部材を配置 し、該副室部材をアッパ部材と前記副室と主室を連通する連絡孔を形成したロア 部材とで構成し、前記アッパ部材と前記ロア部材との間にダンピングリングを介 在させた副室式エンジンにおいて、前記アッパ部材の上部外周面と前記ロア部材 の下部外周面に形成した各テーパ面、前記取付穴の上部と下部にそれぞれ圧入し た金属リング、前記各テーパ面に対して接触面積を可及的に小さくした状態で当 接し且つ前記アッパ部材と前記ロア部材とを前記取付穴内に位置決めする前記各 金属リングのリング状突部、及び前記アッパ部材と前記ロア部材との外面と前記 取付穴の壁面との間の全領域にわたって形成した遮熱空気層、を有することを特 徴とする副燃焼室の構造に関する。

【００１２】 或いは、この考案は、シリンダヘッドに形成した取付穴内に副室を形成する副 室部材を配置し、該副室部材をアッパ部材と前記副室と主室を連通する連絡孔を 形成したロア部材とで構成し、前記アッパ部材と前記ロア部材との間にダンピン グリングを介在させた副室式エンジンにおいて、前記ロア部材を前記シリンダヘ ッドに固定した固定リング、前記アッパ部材と前記ロア部材との外周端部の対向 位置にそれぞれ形成した係止部、前記各係止部に係合し且つ前記アッパ部材と前 記ロア部材とを位置決めする前記ダンピングリングに形成した係止部、及び前記 アッパ部材と前記ロア部材の外面と前記取付穴の壁面との間に形成した遮熱空気 層を有することを特徴とする副燃焼室の構造に関する。

【００１３】

【作用】

この考案は、上記のように構成され、次のように作用する。即ち、この副燃焼 室の構造は、アッパ部材の上部外周面とロア部材の下部外周面に各テーパ面を形 成し、シリンダヘッドの取付穴の上部と下部に金属リングをそれぞれ圧入し、前 記各金属リングのリング状突部を接触面積を小さくして前記各テーパ面に当接し て前記アッパ部材と前記ロア部材とを前記取付穴内に位置決めし、前記アッパ部 材と前記ロア部材との外面と前記取付穴の壁面との間の全領域にわたって遮熱空 気層を形成したので、前記アッパ部材と前記ロア部材の金属リングへの接触面積 を可及的に小さくでき、前記アッパ部材と前記ロア部材から前記シリンダヘッド への熱伝達を最小限に低減できる。また、前記アッパ部材と前記ロア部材間に前 記ダンピングリングを配置しているので、金属リングの面圧設定が容易であり、 しかも摩耗に対しても面圧低下が少なく、良好な位置決めを提供できる。

【００１４】 或いは、この副燃焼室の構造は、ロア部材をシリンダヘッドに固定リングで固 定し、アッパ部材と前記ロア部材との外周端部の対向位置に係止部をそれぞれ形 成し、前記各係止部に係合し且つ前記アッパ部材と前記ロア部材とを位置決めす る係止部をダンピングリングに形成し、前記アッパ部材と前記ロア部材の外面と 前記取付穴の壁面との間に遮熱空気層を形成したので、前記ダンピングリングの ダンピング性能を損なうことなく、前記アッパ部材と前記ロア部材とを位置決め して一体化でき、その一体化した副室部材を良好に位置決めでき、且つ遮熱度を 低下させることがない。

【００１５】

【実施例】

以下、図面を参照して、この考案による副燃焼室の構造の実施例を説明する。 図１を参照して、この考案による副燃焼室の構造の一実施例を説明する。図１は この考案による副燃焼室の構造の一実施例を示す断面図である。

【００１６】 図１に示す副室式エンジンは、シリンダブロック６に形成した孔部に嵌合した シリンダ２２を形成するシリンダライナ２１、シリンダブロック６にガスケット ２３を介在させて固定したシリンダヘッド３及びシリンダヘッド３に形成した取 付穴１１内に配置した副室２を形成する副室部材を有している。この副燃焼室の 構造は、副室部材を窒化ケイ素等のセラミックスから製作したアッパ部材５とホ ットプラグ即ちロア部材４とで構成し、アッパ部材５とロア部材４との間に金属 から成るダンピングリング１０を介在させている。ダンピングリング１０は副室 ２側に開口する断面Ｕ字状に形成され、副室２内にスワールの回り込み機能を達 成できる環状溝を形成している。アッパ部材５には、燃料噴射ノズル１４を配置 するための燃料噴射孔１２及びグロープラグ１５を配置するためのプラグ孔１３ が形成されている。ロア部材４には、副室２と主室１を連通する連絡孔７が形成 されている。

【００１７】 この副燃焼室の構造は、アッパ部材５の上部外周面に形成したテーパ面１７、 ロア部材４の下部外周面に形成したテーパ面１６、シリンダヘッド３の取付穴１ １の上部と下部にそれぞれ圧入した金属リング８，９、及び各金属リング８，９ に内方に向ってそれぞれ形成したリング状突部１８，１９を有している。金属リ ング８，９は、ＳＵＳ、鋳鉄等の金属で作製されている。アッパ部材５とロア部 材４に形成したテーパ面１６，１７は、シリンダ軸心に直交する面即ちシリンダ ヘッド下面に対して３０°〜６０°の範囲に傾斜していることが好ましい。

【００１８】 この副燃焼室の構造において、アッパ部材５とロア部材４とをシリンダヘッド ３の取付穴１１内に位置決めするため、アッパ部材５とロア部材４との間にダン ピングリング１０を介在させアッパ部材５のテーパ面１７を金属リング８のリン グ状突部１８に当接させて接触面積を小さくし、また、ロア部材４のテーパ面１ ６を金属リング９のリング状突部１９に当接させて接触面積を可及的に小さく構 成する。更に、遮熱空気層２０をアッパ部材５とロア部材４との外面と取付穴１ １の壁面との間の全領域にわたって形成する。

【００１９】 この副燃焼室の構造は、上記のように、アッパ部材５とロア部材４との間にダ ンピングリング１０が介在しており、アッパ部材５とロア部材４に対する金属リ ング８，９の面圧設定が容易であり、アッパ部材５とロア部材４の取付穴１１に 対する横方向即ち左右方向の位置決めを的確に行なうことができる。また、アッ パ部材５とロア部材４に発生する繰り返しの熱負荷で発生するアッパ部材５及び ロア部材４とダンピングリング１０との間の摩耗に対しても、アッパ部材５とロ ア部材４に対する金属リング８，９の面圧低下が少ない。また、金属リング８， ９はアッパ部材５とロア部材４に対して接触面積が小さく、アッパ部材５とロア 部材４との外面と取付穴１１の壁面との間には遮熱空気層２０が形成されている ので、アッパ部材５とロア部材４から金属リング８，９を通じてシリンダヘッド ３への熱伝達は最小限に低減でき、副室２の遮熱度を向上できる。

【００２０】 次に、図２及び図３を参照して、この考案による副燃焼室の構造の別の実施例 を説明する。図２はこの考案による副燃焼室の構造の別の実施例を示す断面図、 及び図３は図２の副燃焼室の構造におけるアッパ部材とダンピングリングとの係 合関係を説明する分解図である。この実施例では、図１に示す副燃焼室の構造の 部品と同一の部品には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

【００２１】 この副燃焼室の構造は、副室２を形成する副室部材を窒化ケイ素等のセラミッ クスで作製したロア部材２４とアッパ部材２５で作製し、ロア部材２４をシリン ダヘッド３に固定リング２９で固定し、アッパ部材２５とロア部材２４との間に シリンダヘッド３の取付穴１１側に開口する断面Ｕ字状のダンピングリング２６ が介在されている。アッパ部材２５とロア部材２４との外周端部の対向位置に係 止部となる凹部３２がそれぞれ形成され、各凹部３２はダンピングリング２６に 形成した上下の係止部３１にそれぞれ係合され、アッパ部材２５とロア部材２４ とは一体化して上下方向の位置決めを行なっている。更に、アッパ部材２５とロ ア部材２４の外面とシリンダヘッド３の取付穴１１の壁面との間には、遮熱空気 層２７が形成されている。

【００２２】 この副燃焼室の構造は、上記のように、ダンピングリング２６をアッパ部材２ ５とロア部材２４との間に介在させ、ダンピングリング２６に形成した係止部３ １をアッパ部材２５とロア部材２４に形成した凹部３２に係合させたので、係止 部３１は一種の位置決めキーの機能を果たし、アッパ部材２５とロア部材２４と を一体化すると共に、両者の周方向及び上下方向の位置決めを行うことができ、 しかもダンピングリング２６のダンピング機能を損なうことがなく、長期間使用 して繰り返しの熱応力を受けたとしてもアッパ部材２５及びロア部材２４の破損 を避けることができ、従って副燃焼室の耐久性を大幅に向上させることができる 。

【００２３】 更に、図４には、この副燃焼室の構造におけるアッパ部材とダンピングリング との係合関係の別の実施例が示されている。図４はこの副燃焼室の構造における アッパ部材とダンピングリングとの係合関係の別の例を示す分解図である。アッ パ部材２５に形成した係止部は、アッパ部材２５の外面から突出した凸部３３で あり、また、ダンピングリング３５に形成した係止部は、ダンピングリング３５ の外周面から上下方向に伸びるフランジ部３０に形成された切欠き部３４である 。この実施例におけるアッパ部材２５及びロア部材２４とダンピングリング３５ との機能は、図３に示す実施例と同様である。

【００２４】 また、図５及び図６には、この副燃焼室の構造におけるダンピングリングの更 に別の実施例が示されている。図５はこの副燃焼室の構造におけるダンピングリ ングの更に別の実施例を示す平面図、及び図６は図５の符号Ａ部分の拡大斜視図 である。この副燃焼室の構造におけるダンピングリング４０は、ダンピングリン グ４０の外周面から上下方向に伸びるフランジ部３６に形成された半径方向内向 きにそれぞれ伸びる突出部３７を有している。これらの突出部３７は、図３に示 すように、アッパ部材２５とロア部材２４に形成した凹部３２に係合させること で、アッパ部材２５とロア部材２４とを一体化できる。この実施例におけるダン ピングリング４０の機能は、図３に示す実施例のダンピングリングと同様である 。

【００２５】 また、図７には、この副燃焼室の構造におけるダンピングリングの他の実施例 が示されている。図７はこの副燃焼室の構造におけるダンピングリングの他の実 施例を示す斜視図である。この副燃焼室の構造におけるダンピングリング４１は 、ダンピングリング４１の外周面から上下方向に伸びるフランジ部３８にそれぞ れ形成された突出部３９を有している。これらの突出部３９は、図３に示すよう に、アッパ部材２５とロア部材２４に形成した凹部３２に係合させることで、ア ッパ部材２５とロア部材２４とを一体化できる。この実施例におけるダンピング リング４１の機能は、図３に示す実施例のダンピングリングと同様である。

【００２６】

【考案の効果】

この考案による副燃焼室の構造は、上記のように構成されており、次のような 効果を有する。この副燃焼室の構造は、アッパ部材の上部外周面とロア部材の下 部外周面に各テーパ面を、シリンダヘッドの取付穴の上部と下部にそれぞれ圧入 した金属リングのリング状突部に当接させたので、前記アッパ部材と前記ロア部 材とは前記金属リングに対して接触面積を可及的に小さくでき且つ前記アッパ部 材と前記ロア部材とを前記取付穴内に横方向に確実に位置決めできる。しかも、 前記アッパ部材と前記ロア部材との外面と前記取付穴の壁面との間の全領域にわ たって遮熱空気層を形成したので、前記アッパ部材と前記ロア部材から前記シリ ンダヘッドへの熱伝達を低減できる。また、前記アッパ部材と前記ロア部材間に 前記ダンピングリングを配置しているので、金属リングの面圧設定が容易であり 、前記アッパ部材と前記ロア部材との摩耗に対しても面圧低下が少なく、良好な 位置決めを達成できる。

【００２７】 或いは、この副燃焼室の構造は、固定リングでシリンダヘッドに固定したロア 部材とアッパ部材とに係止部をそれぞれ形成し、前記各係止部をダンピングリン グに形成した係止部に係合したので、前記ダンピングリングのダンピング性能を 損なうことなく、前記アッパ部材と前記ロア部材とを一体化でき且つ的確に位置 決めを達成できる。しかも、前記アッパ部材と前記ロア部材の外面と前記取付穴 の壁面との間に遮熱空気層を形成したので、遮熱度を低下させることがない。

【００２８】 しかも、この副燃焼室の構造は、前記アッパ部材を低熱伝導率のセラミックス で作製したとしても、前記ダンピングリングからの応力を分散させて前記アッパ 部材に伝え、前記アッパ部材及び前記ロア部材の破損を避けることができ、従っ て、長期間使用しても副燃焼室の耐久性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案による副燃焼室の構造の一実施例を示
す断面図である。

【図２】この考案による副燃焼室の構造の別の実施例を
示す断面図である。

【図３】図２の副燃焼室の構造におけるアッパ部材とダ
ンピングリングとの係合関係を説明する分解図である。

【図４】この副燃焼室の構造におけるアッパ部材とダン
ピングリングとの係合関係の別の例を示す分解図であ
る。

【図５】この副燃焼室の構造におけるダンピングリング
の更に別の実施例を示す平面図である。

【図６】図５の符号Ａ部分の拡大斜視図である。

【図７】この副燃焼室の構造におけるダンピングリング
の他の実施例を示す斜視図である。

【図８】従来の副燃焼室の構造の一例を示す断面図であ
る。

【図９】従来の副燃焼室の構造の別の例を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 主室 ２ 副室 ３ シリンダヘッド ４，２４ ロア部材 ５，２５ アッパ部材 ７ 連通孔 ８，９ 金属リング １０，２６，３５，４０，４１ ダンピングリング １１ 取付穴 １６，１７ テーパ面 １８，１９ リング状突部 ２０，２７ 断熱空気層 ２９ 固定リング ３１，３７，３９ 係止部 ３２ 凹部（係止部） ３３ 凸部（係止部） ３４ 切欠き部（係止部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 菅野 隆登志 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞセラミックス研究所内

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドに形成した取付穴内に副
   室を形成する副室部材を配置し、該副室部材をアッパ部
   材と前記副室と主室を連通する連絡孔を形成したロア部
   材とで構成し、前記アッパ部材と前記ロア部材との間に
   ダンピングリングを介在させた副室式エンジンにおい
   て、前記アッパ部材の上部外周面と前記ロア部材の下部
   外周面に形成した各テーパ面、前記取付穴の上部と下部
   にそれぞれ圧入した金属リング、前記各テーパ面に対し
   て接触面積を可及的に小さくした状態で当接し且つ前記
   アッパ部材と前記ロア部材とを前記取付穴内に位置決め
   する前記各金属リングのリング状突部、及び前記アッパ
   部材と前記ロア部材との外面と前記取付穴の壁面との間
   の全領域にわたって形成した遮熱空気層、を有すること
   を特徴とする副燃焼室の構造。
2. 【請求項２】 シリンダヘッドに形成した取付穴内に副
   室を形成する副室部材を配置し、該副室部材をアッパ部
   材と前記副室と主室を連通する連絡孔を形成したロア部
   材とで構成し、前記アッパ部材と前記ロア部材との間に
   ダンピングリングを介在させた副室式エンジンにおい
   て、前記ロア部材を前記シリンダヘッドに固定した固定
   リング、前記アッパ部材と前記ロア部材との外周端部の
   対向位置にそれぞれ形成した係止部、前記各係止部に係
   合し且つ前記アッパ部材と前記ロア部材とを位置決めす
   る前記ダンピングリングに形成した係止部、及び前記ア
   ッパ部材と前記ロア部材の外面と前記取付穴の壁面との
   間に形成した遮熱空気層を有することを特徴とする副燃
   焼室の構造。