JPH0134664Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、エンジンのシリンダヘツドに設け
られた副室をの下部構造を構成するセラミツク製
のホツトプラグの断熱支持構造に関する。

〔従来の技術〕

自動車等の車両搭載用デイーゼルエンジンは、
使用回転範囲が広く、最大出力が大きくとれ、回
転が円滑で燃料消費率も良く、更に騒音にも有利
でなければならないので、これらを満足するため
にその燃焼室には渦流室と呼ばれる副室を設ける
ものが提案されている。

このような副室式デイーゼルエンジンは、シリ
ンダヘツドに主燃焼室に連通する球状の渦流室を
設け、圧縮行程でこの渦流室内に空気の渦流を起
させ、そこへ燃料を噴射して燃焼させるものであ
る。そして、従来の前記渦流室をシリンダヘツド
の凹部内に、金属製の口金、すなわちホツトプラ
グを圧入して構成していた。

しかるに、近年セラミツクス材の開発により、
耐熱性の優れた、安価なセラミツクス材が供給さ
れるようになつた。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、セラミツクス材は金属に比べ熱
伝導率が小さいが、直接シリンダヘツドに取付け
てもホツトプラグの外周壁面温度が低温に保持さ
れているシリンダヘツドの温度と同じになるため
熱損失の低減にはならない。また、この場合、金
属であるシリンダヘツドとセラミツクスの熱膨張
率の違いから脆いセラミツクス製ホツトプラグが
破壊される恐れがあり、従来の金属製のものに比
べて取付けが著しく難しいという問題がある。

セラミツク製のホツトプラグの取付構造に関し
て例えば、実開昭58−87928号が提案されている。
しかし、この装置は、ホツトプラグをシリンダヘ
ツドに対して隙間ばめにして断熱構造にしてホツ
トプラグを高温に維持すると言う技術が採用され
ていなく、また、ホツトプラグをシリンダヘツド
に固定する際にはピンの打込みを行なつており、
これによつて局部的な応力を発生し易く、ホツト
プラグが破損し易いと言う欠点がある。

この考案の目的は、デイーゼルエンジンの渦流
室を構成するセラミツクス製のホツトプラグをシ
リンダヘツドの下面に取付ける際に、このホツト
プラグをシリンダヘツドに形成した凹部に〓隙間
ばめ〓して断熱性を向上する具体的な手段を提供
することにある。

副室の下部構造を構成するセラミツクス製のホ
ツトプラグは、主燃焼室に面している関係で常に
高温にさらされるが、特に主燃焼室と副室とを接
続する連絡孔の部分が高温になり、この部分に耐
久性の問題が発生するので、この部分がシリンダ
ヘツドに圧着されないように、好ましくは隙間ば
め構造とすることが必要である。

また、このホツトプラグはシリンダヘツドに形
成された凹部に対して正確な方向、即ち副室と主
燃焼室とを結ぶ連絡孔を、主燃焼室の所定の方向
を向けて固定することが重要である。

一般には、ホツトプラグをシリンダヘツドに固
定する際には前記のように、金属のピンをシリン
ダヘツドとホツトプラグとの間に打込んで固定す
る方法が採用されている。しかし、セラミツクス
は脆い性質を有するものであり、ピンを打込みな
いしは嵌合した際の局部的応力によつて簡単に破
壊する可能性が大きいので、局部的応力が発生す
るような深い孔や段部を形成することは避けなけ
ればならない。

この考案は断熱支持構造と共に、局部的な応力
を生ずることなく取付けることによつて耐久性に
優れたセラミツクス製のホツトプラグの支持構造
を提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

前記目的を達成するために、この考案ではシリ
ンダヘツドに形成した凹部に隙間ばめして副室を
形成するセラミツク製のホツトプラグの裾部の
ほゞ円周方向にわたつて溝部（段付部）を形成
し、該溝部に連続して急激な断面変化を与えるこ
となく、好ましくは同一の深さで位置決め用溝面
を形成し、該溝面に位置決め部材を固定すると共
に、シリンダヘツド側に固定された金属リングを
前記溝部の周囲に隙間ばめしてなるホツトプラグ
の支持構造である。

〔作用〕

セラミツク製のホツトプラグの裾部の円周方向
に段部を形成し、この段部をシリンダヘツド側に
固定した金属リングに隙間ばめ状態で支持させる
ようにすると共に、シリンダヘツドとの間も隙間
ばめ構造となつているので、ほゞ全体的に断熱支
持を構成している。

連絡孔は燃焼ガスが主燃焼室内に噴出する部分
であるために高温になり易く、この部分がシリン
ダヘツド側に固定されていると冷却されて副室の
燃焼効果を低下させると言う問題があるが、この
考案ではホツトプラグの裾部の円周方向に設けた
段部と環状リングとの間を隙間ばめによつて断熱
している。

また、前記裾部の段部に接続して位置決め用溝
面を形成し、この溝面に位置決め用金属プレート
を固定し、この金属プレートの突起部をシリンダ
ヘツド側の縦溝に嵌合しているので、取付位置を
正確に規定できる上に、従来のピンを使用して固
定した装置のように位置決め手段の部分に応力集
中を生ずることがない。

〔実施例〕

以下図面を参照してこの考案の実施例を説明す
る。

第１図はこの考案のセラミツクス製のホツトプ
ラグ１０の側面図、第２図Ａ，Ｂは下面より見上
げた斜視図である。

この考案では、内部に渦流室を構成する凹部１
１と主燃焼室と渦流室を結ぶ連絡孔１２が設けら
れたセラミツクス製のホツトプラグ１０の外周面
１３の裾部の円周方向に、肉の一部を切除して溝
部１５を形成し、この溝部１５の角部に支持段部
１４を形成する。この実施例では前記支持段部１
４はホツトプラグ１０のほゞ全周にわたつて溝部
１５の上縁に形成している。

そして第２図Ａ，Ｂにも示すように、ホツトプ
ラグ１０の下面に開口した連絡孔１２の主燃焼室
側の開口部１７より最も離れている外周面１３
に、前記溝部１５と同様な深さで、段差を生ずる
ことなく連続して位置決め用溝面１６を設けてい
る。そしてこの位置決め用溝面１６には、外方に
向かい、シリンダヘツド側の縦溝内に嵌合する突
起９ａを有する金属プレート９の取付面９ａを接
着により取付けいる。

第３図は前記ホツトプラグ１０の溝部１５に隙
間ばめする支持部材の金属リング２０の一実施例
の斜視図であり、その内周径Ｄは前記溝部１５の
外周径より僅かに大きく形成されている。

以上のように構成したホツトプラグ１０は、第
４図及び第５図に示すようにシリンダヘツド１に
形成した凹部６内に嵌入され、シリンダヘツド１
側に固定された金属リング２０によつて隙間ばめ
状態で支持してデイーゼルエンジンの渦流室４を
形成する。

すなわち、シリンダヘツド１の渦流室用凹部６
のホツトプラグ装着部７を、前記ホツトプラグ１
０の外周径よりも僅かに大きく形成すると共に、
このシリンダヘツド１には前記金属リング２０の
外周径Ｅよりも僅かに小さい径の環状溝８を形成
する。これに加えて前記ホツトプラグ装着部７に
はホツトプラグ１０の回り止め用の縦溝７ａをシ
リンダヘツド１に、前記金属プレート９の突起９
ａの形状に合わせてこれよりも若干大きく穿設す
る。

そして、まず前記ホツトプラグ装着部７の天井
面にシールガスケツト５を介在させてホツトプラ
グ１０を前記縦溝７ａに金属プレート９の突起９
ａに沿わせながらホツトプラグ１０を挿入し、次
に前記環状溝８に金属リング２０を圧入する。こ
の時、金属リング２０とシリンダヘツド下面１ａ
とは面位置がほゞ同じになるようにする。なお、
前記シールガスケツト５には断面Ｕ字型でリング
状の金属製弾性部材をこの実施例では使用してい
る。このシールガスケツト５にはこのタイプのも
のの他に、断面Ｓ型や皿型のものも使用される。

従つて、以上のように構成されたこの考案のホ
ツトプラグの支持構造においては、ホツトプラグ
１０は第４図、第５図に示したようにその外周面
１３はシリンダヘツド１のホツトプラグ装着部７
及び金属リング２０とは隙間ばめの状態にあり、
その上面１８はシールガスケツト５と密着状態に
ある。また、前記支持段部１４はシールガスケツ
ト５の弾性力により金属リング２０に圧接してい
るが、溝部１５はこの金属リング２０と隙間ばめ
の状態にある。

このような状態において、ホツトプラグ１０の
下面１９は、金属リング２０と同一面上にあつて
も良く、また僅かであればシリンダヘツド１の下
面１ａより内部に位置しても、突出しても良い。

以上のようにしてシリンダヘツド１に支持した
ホツトプラグ１０は、第６図に示すようにシリン
ダヘツドガスケツト２３を介してシリンダヘツド
１がシリンダブロツク２４とヘツドボルト２５に
より強固に結合され、シリンダヘツドガスケツト
２３がホツトプラグ１０の下面１９を支持するこ
とにより前記シールガスケツト５が若干収縮する
ので、ホツトプラグ１０の支持段部１４は金属リ
ング２０の上面から若干浮き上がり、シールガス
ケツト５のシール力はさらに増すと共に、エンジ
ンの振動による支持段部１４と金属リング２０の
衝突が全くなくなく、支持段部１４の破損がなく
なる。

従つて、この考案のホツトプラグの支持構造で
は、ホツトプラグ１０はエンジンが組立てられて
主燃焼室２９が形成された状態でホツトプラグ１
０の上面１８を除き、シリンダヘツド１に強く密
着しない、いわゆるフローテイング状態とするこ
とが可能である。また、接触したとしてもホツト
プラグ１０の外周面１３の僅かの部分に限定され
る。

第７図はこの考案のホツトプラグの支持構造の
第２の実施例を示すもので、シリンダヘツド１の
ホツトプラグ装着部７に挿入するホツトプラグ１
０の前記支持段部１４を形成する環状溝８に不連
続部８ａを設けると共に、金属リング２０側にも
この不連続部８ａに係合する溝部２０ａを設けて
おき、ホツトプラグ１０の位置決めを金属リング
２０自体で行うようにしたものである。

また、第８図、第９図及び第１０図は、この考
案の第３の実施例を示すホツトプラグ１０′の底
面図と下方より見た斜視図及び取付状態を示す断
面図であり、前記第１の実施例のホツトプラグ１
０と同じ部分は同じ符号を用いて示してある。

この実施例では、ホツトプラグ１０′の外周面
１３の裾部に設けられたホツトプラグ支持用の溝
部１５の、連絡孔１２の開口部側を第９図に示す
ように上方に向かつて同一の深さで延長し、断熱
溝部２６を形成している。

この断熱溝部２６の深さはこの実施例では前記
支持用の溝部１５の深さと同じにしてあるが、若
干深くてもかまわない。また、この断熱溝部２６
を設ける範囲は、第８図に斜線で示しているよう
に、前記連通孔１２と渦流室の底壁４ａ（第１０
図）とで挟まれた突状部２７の大部分をカバーす
る範囲であれば良く、この実施例ではホツトプラ
グ１０′の中心線Ｃから前記連通孔１２の両側縁
に向かつて引いた接線Ｍ，Ｎの範囲Ｌ（120゜程度）
に設定している。

なお、この断熱溝部２６の上端部２６ａは、前
記渦流室の底壁４ａより上部に位置するように
し、前記突状部２７のちようど背面にこの断熱溝
部２６があるようにする。

第１０図は以上のように構成したホツトプラグ
１０′を用いて渦流室４をシリンダヘツド１に形
成した様子を示すものである。

この実施例のホツトプラグ１０′は、この図か
らも分かるように、シリンダヘツド１の渦流室用
凹部６に装着した状態で、前記断熱溝部２６によ
り突状部２７の背面側のホツトプラグ１０′の外
周面１３とシリンダヘツド１との間に断熱空間Ｈ
が形成されることになる。

前記第４図から第６図の第１の実施例において
ホツトプラグ１０の外周面１３とシリンダヘツド
１のホツトプラグ装着部７とを隙間ばめにすると
共に、溝部１５に金属リング２０を隙間ばめして
断熱層を形成することによつて熱損失を低減させ
たが、この実施例においては、さらに、この断熱
層Ｈの働きにより前記突状部２７の背面側のホツ
トプラグ１０′の熱がシリンダヘツド１側に逃げ
にくくなり、その背面側の温度低下が防止され
る。

これにより、この実施例のホツトプラグ１０′
の部分で特に高温となる連絡孔１２と渦流室４の
底壁４ａに挟まれた突状部２７の温度と断熱溝部
２６との温度勾配を緩やかにできるので、セラミ
ツクス製のホツトプラグ１０′突状部２７近傍の
熱勾配による亀裂等の損傷の発生が防止されると
共に、この突状部２７が更に高温に保持されて燃
焼形態が変わり、エンジン騒音が低下すると共に
熱効率が向上すると言う効果がある。

〔考案の効果〕

この考案は、シリンダヘツドに形成した凹部６
に隙間ばめして渦流室（副室）を形成するセラミ
ツク製のホツトプラグ１０の裾部のほゞ円周方向
にわたつて溝部１５を形成し、該溝部１５に連続
して急激な断面変化を与えることなく位置決め用
溝面１６を形成し、該溝面１６に位置決め部材９
（金属プレート）を固定すると共に、シリンダヘ
ツド１側に固定された金属リング２０を前記溝部
１５の周囲に隙間ばめしてなるホツトプラグの支
持構造である。

従つて、ホツトプラグ１０，１０′の周面は、
シリンダヘツド１に形成されたホツトプラグ装着
部７と主燃焼室側に設けた環状溝８内に固定され
た金属リング２０の内面との間が隙間ばめとな
り、このホツトプラグ１０，１０′をシリンダヘ
ツド１に対してあたかもフローテイング状態で支
持することになり、良好な断熱をすることができ
る。

ホツトプラグ１０，１０′の裾部に形成した溝
部１５に接続して急激な断面変化を与えないよう
にして位置決め用溝面１６を形成し、この溝面１
６内に金属プレート９等の位置決め部材を取付け
ているので、従来のピンによる固定のように局部
的に高い応力を発生させてホツトプラグを破損さ
せるようなことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はこの考案の第１の実施例
を示すものであつて、第１図はホツトプラグの側
面図、第２図Ａ，Ｂはそれぞれ第１図のホツトプ
ラグを両方から見上げて描いた斜視図、第３図は
この考案に使用する支持部材である金属リングの
斜視図、第４図はこの考案のホツトプラグの支持
構造を示す断面図、第５図は第４図における−
線における断面図、第６図はこの考案のホツト
プラグの支持構造を採用したエンジンの要部断面
図である。第７図はこの考案の第２の実施例の構
成を示す斜視図である。第８図ないし第１０図
は、この考案の第３の実施例を示すものであつ
て、第８図はホツトプラグの底面図、第９図は第
８図のホツトプラグを矢印Ｂ方向から見た斜視図
であり、更に第１０図は前記ホツトプラグを使用
した渦流室の断面図である。 １……シリンダヘツド、４……渦流室、４ａ…
…底壁、５……シールガスケツト、６……渦流室
用凹部、７……ホツトプラグ装着部、７ａ……縦
溝、８……環状溝、９……金属プレート（位置決
め部材）、１０……ホツトプラグ、１４……支持
段部、１５……溝部、１６……位置決め用溝面、
２０……金属リング、２７……突状部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダヘツドに形成した凹部に隙間ばめして
   副室を形成するセラミツク製のホツトプラグの裾
   部のほゞ円周方向にわたつて溝部を形成し、該溝
   部に連続して急激な断面変化を与えることなく位
   置決め用溝面を形成し、該溝面に位置決め部材を
   固定すると共に、シリンダヘツド側に固定された
   金属リングを前記溝部の周囲に隙間ばめしてなる
   ホツトプラグの支持構造。