JPS6314020Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はデイーゼルエンジン渦流室用セラミツ
クス製口金まわりの構造に関するものである。

デイーゼルエンジンには、渦流室を設けたもの
がある。第１図は従来の渦流室を有するデイーゼ
ルエンジンの渦流室近傍の構造を示したものであ
る。図に示すように、シリンダヘツド１には渦流
室口金２が装着されて、両者の間に渦流室３が形
成される。渦流室３は渦流室口金２に形成された
噴口４を介して主燃焼室５に連通される。噴口４
は渦流室３内の燃焼ガスを主燃焼室５内に一定方
向に噴出させるために設けられたもので、その位
置と角度はエンジン性能に大きな影響を及ぼす。
したがつて、噴口４を形成する渦流室口金２はシ
リンダヘツド１に一定の位置決めがされなければ
ならない。

第２図および第３図は、従来の渦流室口金２の
シリンダヘツド１への位置決め法を示している。
すなわち、従来は金属製の渦流室口金２に穴６を
設け、該穴６にピン７を挿入して、該ピン７をシ
リンダヘツド１側に設けたバルジ穴８に一致させ
ることによりシリンダヘツド１に位置決めしてい
る。

ところで、渦流室口金２は、耐熱性が要求され
るために、従来コバルトベースの超合金で作られ
ていたが、高価であり、また資源的にも制約され
るので、代替材料が望まれている。またエンジン
性能向上の点からもさらに高温特性の優れた、代
替材料が望まれている。これに対し、近年資源的
にもコスト的にも有利なセラミツクス材料の使用
が検討されている。

しかし、セラミツクス材料は脆く、熱衝撃や熱
応力に弱いので、渦流室口金をセラミツクス材で
作製した場合には、そのシリンダヘツドへの固定
方法、位置決め方法が検討されなければならな
い。すなわち、渦流室口金を従来の超合金からセ
ラミツクス材に置きかえても、従来と同様の位置
決めが必要であるが、セラミツクス材は応力集中
に弱く、渦流室口金にピン挿入用の穴を開けるこ
とは、この部分からの破壊に対し不利で、耐久性
能力上問題となることから、その位置決めや固定
は十分検討されなければならない。

たとえば特開昭55−93920号公報は、スプリン
グピンでセラミツクス製口金をシリンダヘツドに
固定する技術を開示しているが、セラミツクス製
口金にスプリングの拡開力がかかつてセラミツク
ス製口金の外周部に応力集中が生じ、好ましくな
い。

本考案は、渦流室口金をセラミツクス製とした
場合、渦流室口金に応力集中が起きにくい手段を
用いて、渦流室口金を、位置決めおよび廻り止め
並びに組付時の脱落防止を満足させつつ、シリン
ダヘツドに固定する構造を提供することを目的と
する。

この目的を達成するために、本考案の渦流室構
造においては、シリンダヘツドが金属製、渦流室
口金がセラミツクス製となつている。そして、金
属製のシリンダヘツド側にピンの取付手段、たと
えばピン挿入穴または溝が設けられ、この取付手
段に弾性をもたない金属製のピンが圧入等により
固定されている。一方セラミツクス製の渦流室口
金にはピンの係合手段、たとえば溝が形成されて
いる。シリンダヘツドのピン取付手段には、ピン
が、渦流室口金の溝に下側から当接されるととも
に周方向に係合され、渦流室口金を押さえる状態
にして、シリンダヘツドに圧入により固定され
る。この構成をとることにより、セラミツクス製
の渦流室口金にピン取付用の穴があけられること
はなく、したがつて渦流室口金にピンが圧入され
ることもないので、渦流室口金にピン取付のため
の応力集中はかからない。また、シリンダヘツド
に固定されたピンと渦流室口金の溝などのピンの
係合手段とが係合するので、渦流室口金は位置決
めと廻り止めが同時に果たされ、かつ渦流室口金
はピンによつて下側から押さえられるので、エン
ジン組付時において渦流室口金がシリンダヘツド
から脱落することも防止される。

以下に、本考案の内燃機関の渦流室構造の望ま
しい実施例を図面を参照しながら説明する。

第４図および第５図は本考案の第１実施例を示
している。図中１０はシリンダヘツドで、窪み１
１を有している。シリンダヘツド１０の窪み１１
には渦流室口金１２が装着されている。渦流室口
金１２とシリンダヘツド１０との間には、渦流室
１３が形成される。渦流室１３は渦流室口金１２
を斜めに貫通して延びる噴口１４を有している。
したがつて渦流室１３は主燃焼室１５と噴口１４
を介して連通している。

シリンダヘツド１０は金属製からなり、たとえ
ば鉄製の鋳物から成つている。渦流室口金１２は
セラミツクス製で、たとえばジルコニア、アルミ
ナ、シリコンナイトライド等から成る。金属製の
シリンダヘツド１０には、機械加工によりピン取
付手段としてのピン挿入穴１６が設けられる。ピ
ン挿入穴１６はシリンダヘツド窪み１１の穴の近
傍にシリンダヘツド下面から上方に向かつて延び
ており、ピン挿入穴１６の出口部は拡径された座
ぐり穴１７になつている。一方、セラミツクス製
の渦流室口金１２にも円弧状でかつ深さが前記座
ぐり穴１７の深さと同じである、ピン係合手段と
しての溝１８が形成されている。該溝１８は渦流
室口金１２の作製時に同時に型等により形成され
る。

シリンダヘツド１０のピン挿入穴１６には、金
属製のピン１９が圧入されて固定される。ピン１
９の頭部２０はピン１９の軸部に比べて拡径され
ており、頭部２０が座ぐり穴１７内に位置する。
ピン１９の頭部２０の一部はシリンダヘツド１０
の窪み１１内にはみ出しており、この部分が丁度
渦流室口金１２の溝１８内に入り込んで係合して
いる。したがつて、ピン１９の頭部２０は渦流室
口金１２を下から上に向かつて押しており、渦流
室口金１２は窪み１１の段部２１とピン１９の頭
部２０との間で上下方向に固定される。また、渦
流室口金１２は、第５図に示すように、ピン１９
の頭部２０が円弧状の溝１８と係合しているの
で、円周方向にも固定されている。

上記の渦流室口金１２の固定構造においては、
ピン１９を固定するためのピン挿入穴１６はシリ
ンダヘツド１０側に設けられる。シリンダヘツド
１０は金属製であるから、穴の加工、ピン１９の
圧入において破損することはない。また、シリン
ダヘツド１０の方が渦流室口金１２よりも熱膨脹
率が大きいから、シリンダヘツド１０の窪み１１
内にピン１９により固定された渦流室口金１２に
熱応力がかかることは本質的に無く、熱応力、熱
衝撃により渦流室口金１２が損傷することはな
い。

また、ピン１９は渦流室口金１２の位置決め、
廻り止めを果たしている。これによつて、所定の
方向に燃焼ガスを噴出させることができ、エンジ
ンの性能が向上される。さらに、ピン１９は渦流
室口金１２を押さえており、シリンダヘツド１０
からの脱落を防止している。したがつて、エンジ
ン組付時等にシリンダヘツド１０を反転した場合
に、渦流室口金１２がシリンダヘツド１０から落
ちて損傷するようなことは生じない。なお、ピン
１９の圧入は、実際にエンジン組立ライン等で渦
流室口金１２を組付ける際はピン１９をシリンダ
ヘツド１０に圧入するだけでよく、従来の金属製
渦流室口金１２にピンを挿入後シリンダヘツドに
圧入する作業にくらべ、作業性の向上をはかるこ
とができる。

第６図および第７図は本考案の第２実施例を示
している。本実施例においては、ピン２２はＬ型
ノツクピンから成る。ピン２２の一方の軸はシリ
ンダヘツド１０のピン挿入穴１６に圧入され。他
方の軸２３がシリンダヘツド１０の窪み１１側に
延びて渦流室口金１２を下から押さえて固定す
る。このとき軸２３は渦流室口金１２のピン係合
手段としての溝１８に係合する。その他の構成は
第１実施例に準じるので、準じる部分に同一の符
号を付す。

この実施例においても、第１実施例と同様、熱
応力集中の除去の他、渦流室口金１２の位置決
め、廻り止め、脱落防止の作用が果たされる。

第８図ないし第１０図は本考案の第３実施例を
示している。本実施例においては、ピン２４は棒
状のノツクピンから成る。そして、シリンダヘツ
ド１０にはピン取付手段としてピン挿入溝２５が
設けられ、ピン２４はこのピン挿入溝２５に圧入
される。ピン２４はシリンダヘツド１０の窪み１
１側に延びて渦流室口金１２を下から押さえて固
定する。このときピン２４は渦流室口金１２のピ
ン係合手段としての溝１８に係合する。その他の
構成は第１実施例に準じるので準じる部分に同一
の符号を付す。

この実施例においても、第１実施例と同様、熱
応力集中の除去の他、渦流室口金１２の位置決
め、廻り止め、脱落防止の作用が果たされる。

第１１図および第１２図は本考案の第４実施例
を示している。本実施例においては、ピン２６は
円柱状の金属製ノツクピンからなる。シリンダヘ
ツド１０にはピン取付手段としてのピン挿入穴２
７が窪み１１の軸と同方向に延ばして設けられて
いる。ピン挿入穴２７の中心は窪み１１の内周面
の延長面より半径方向外方にある。また、渦流室
口金１２はセラミツクス製で、その外周面には、
断面が円弧状で窪み１１の軸と同方向に延びるピ
ン係合手段としての溝１８が設けられている。そ
して、ピン２６はピン挿入穴２７に圧入されてシ
リンダヘツド１０は固定される。このときピン２
６は、渦流室口金１２の溝１８に係合し、ピン２
６の上端面で溝１８の端面を押えることにより、
渦流室口金１２を下から押えて固定する。

したがつて、この実施例においても、第１実施
例と同様、熱応力集中の除去の他、渦流室口金１
２の位置決め、廻り止め、脱落防止の作用が果た
される。

以上の通りであるから、本考案の内燃機関の渦
流室構造によるときは、シリンダヘツド側に固定
した弾性をもたないピンを渦流室口金に形成した
ピン係合手段に下側から当接させるとともに周方
向に係合させたので、セラミツクス製渦流室口金
を無理な熱応力集中、熱膨脹を生じさせることな
くシリンダヘツドに固定することができ、かつ、
ピンと渦流室口金のピン係合手段との係合により
確実な位置決め廻り止めを果たし、機関の性能向
上をはかることができるという効果が得られる。
さらに、ピンのピン係合手段への下側からの当接
によつて渦流室口金の脱落防止も同時に果たさ
れ、かつ作業能率の向上にも寄与できるという効
果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のデイーゼルエンジンの渦流室近
傍の断面図、第２図は従来の渦流室口金の固定構
造を示す渦流室近傍の断面図、第３図は第２図の
装置の底面図、第４図は本考案の第１実施例に係
る内燃機関の渦流室構造の断面図、第５図は第４
図の装置の底面図、第６図は本考案の第２実施例
に係る内燃機関の渦流室構造の断面図、第７図は
第６図の装置の底面図、第８図は本考案の第３実
施例に係る内燃機関の渦流室構造の断面図、第９
図は第８図の装置の底面図、第１０図は第９図の
装置のＸ−Ｘ線に沿う断面図、第１１図は本考案
の第４実施例に係る内燃機関の渦流室構造の断面
図、第１２図は第１１図の装置の底面図、であ
る。 １０……シリンダヘツド、１１……窪み、１２
……渦流室口金、１３……渦流室、１４……噴
口、１５……主燃焼室、１６……ピン取付手段と
してのピン挿入穴、１７……座ぐり穴、１８……
ピン係合手段としての溝、１９，２１，２４，２
６……ピン、２０……頭部、２１……段部、２３
……軸、２５，２７……ピン取付手段としてのピ
ン挿入溝。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 金属製のシリンダヘツドにセラミツクス製の渦
   流室口金を装着し、シリンダヘツド側にピン取付
   手段を形成するとともに渦流室口金にピン係合手
   段を設け、弾性をもたない金属製のピンを、渦流
   室口金のピン係合手段に下側から当接させるとと
   もに周方向に係合させて、シリンダヘツド側のピ
   ン取付手段に圧入により固定したことを特徴とす
   る内燃機関の渦流室構造。