JPH0355801Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、直接噴射式デイーゼルエンジンのピ
ストンであつて、ピストンの耐熱性を高めるため
に、ピストンヘツドに耐熱性の燃焼室ボウルを組
付けたものに関し、燃焼室ボウルの脱落や破損を
防止する技術である。

〈前提となる基本構造〉 この種類のピストンの基本的な構造は次のよう
になつている。

例えば、第１図と第２図、又は第３図もしくは
第４図に示すように、ピストンヘツド６にボウル
組込穴７を形成し、ボウル組込穴７に耐熱性の燃
焼室ボウル８を内嵌固定し、燃焼室ボウル８内に
燃焼室Ａを形成したものである。

〈従来の技術〉 上記の基本構造において、ボウル組込穴７に燃
焼室ボウル８を固定する構造として、従来では第
３図や第４図に示すものがある。

第３図の従来例１は、ボウル組込穴７の内周壁
１３に上下方向に真つ直ぐに延びる嵌合固定部２
４を形成し、この嵌合固定部２４に耐熱金属製の
燃焼室ボウル８を挿嵌し、この挿嵌部２５を締嵌
状態にしたものである。

また、第４図の従来例２は、ボウル組込穴７を
中脹れ状に形成し、このボウル組込穴７にセラミ
ツク製の燃焼室ボウル８を鋳込んだものである。

〈考案が解決しようとする問題点〉 上記従来例１（第３図）のものは、ボウル組込
穴７への燃焼室ボウル８の組込みが容易であるた
めピストンＰの製造コストが安くてすむ点で優れ
るが、次の問題がある。

(イ) 燃焼室ボウル８が脱落すること。

燃焼室ボウル８は、ピストンヘツド６とは異
種の金属であつて膨張率が異なるうえ燃焼室Ａ
からの受熱量が多いことから、ピストンヘツド
６に比べてエンジン運転時の膨張量が大きい。
このため、エンジンの運転や停止に伴いピスト
ンＰが膨張・収縮を繰り返す度毎にボウル周壁
８ｂが嵌合固定部２４を径方向外側へ強力に押
圧する。これに伴つて挿嵌部２５の嵌合締付力
が次第に低下していき、ついには、ボウル組込
穴７から燃焼室ボウル８が脱落してしまう。

(ロ) ピストンＰが異常摩耗すること。

上述のように、エンジン運転中に嵌合固定部
２４が径方向外側へ強力に押圧されるので、ボ
ウル組込穴７の内周壁１３の外周面が押拡げら
れてシリンダに片当りし、この箇所でこのピス
トンＰに異常摩耗が起こる。

一方、従来例２（第４図）のものは、ボウル
組込穴７から燃焼室ボウル８が脱落するのを防
止できる点で優れるが次の問題がある。

(ハ) 燃焼室ボウル８を鋳込まなければならないの
で組込みに手間がかかり、ピストンＰの製造コ
ストが高くつく。

(ニ) 燃焼室ボウル８が破損しやすいこと。

セラミツク製の燃焼室ボウル８は、金属製の
ピストンヘツド６に比べて膨張率が小さいの
で、エンジン運転中にボウル８とボウル組込穴
７との間に遊動隙間が生じやすい。このため、
エンジンの爆発行程時に、その爆発力によつて
ボウル底壁８ｃがボウル組込穴７の底面にたた
きつけられる。セラミツク製でもともと脆いボ
ウル８は、このときの衝撃によつて、破損する
おそれがある。

また、燃焼室ボウルの脱落を防止するものと
して、特開昭55−93937号公報に示すものがあ
る。このピストンは燃焼室ボウルの底壁から取
付用筒壁部を下方に連出し、この筒壁部の下端
部をピストンに凹設した取付穴へ固定してあ
り、固定部位が受熱量の多い燃焼室から下方に
離れているため、熱膨張の繰り返しによる燃焼
室ボウルの脱落を防止できる。

しかし、このピストンでは、 (ホ) 筒壁部を燃焼室ボウルから下方に連出しなけ
ればならず、この長さ分、ピストン本体が長く
なつて大型化してしまう、 という問題がある。

本考案は上記の問題点イ〜ホを全て解消するこ
とを目的とする。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するために、前記の基本構造に
おいて、ボウル組込穴７に燃焼室ボウル８を固定
する構造を次のように構成したものである。

例えば、第１図と第２図に示すように、燃焼室
ボウル８の上周縁部８ａから燃焼室ボウル８の周
側部分へ取付用筒壁部１１を下向きに連出し、ピ
ストンヘツド６のボウル組込穴７の内周壁１３に
嵌合固定筒部１４を形成し、嵌合固定筒部１４に
取付用筒壁部１１を挿嵌して、この挿嵌部１５の
下寄部１５ａを締嵌状態にするとともに、上寄部
１５ｂを遊嵌状態にするように構成した事を特徴
とするものである。

〈作用〉 本考案は次のように作用する。

エンジンの冷機始動時には、挿嵌部１５の下寄
部１５ａが締嵌状態とされるとともに、上寄部１
５ｂが遊嵌状態とされている。

エンジンの運転時に燃焼室ボウル８の温度が高
まるが、取付用筒壁部１１の下半部はボウル上周
縁部８ａから離れた位置にあるので受熱量が少な
くてすみ、挿嵌部１５の下寄部１５ａの温度落差
が小さい。このため、下寄部１５ａでは膨張量の
差が小さいものとなり、取付用筒壁部１１の下半
部から嵌合固定筒部１４への押圧力が小さくす
む。しかも、取付用筒壁部１１の下半部はボウル
上周縁部８ａを支点として内方側への回動が許容
されるので、上記押圧力が過度に高まることは確
実に防止される。

以上のことから、挿嵌部１５の下寄部１５ａで
は、エンジンの運転や停止に伴いピストンの膨
張・収縮の度毎に嵌合締付力が低下していくこと
がなくなり、この嵌合締付力は適正な範囲に保た
れる。このため、ボウル組込穴７から燃焼室ボウ
ル８が脱落することを防止できる。

一方、燃焼室ボウル８の温度が高まると、取付
用筒壁部１１の上半部が径方向外側へ膨張する
が、挿嵌部１５の上寄部１５ｂには予め隙間を設
けていたので、取付用筒壁部１１の上半部が嵌合
固定筒部１４を過度に押圧することはない。この
ため、ボウル組込穴７の内周壁１３の外周面が押
拡げられてシリンダに片当りすることが起らな
い。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を図面により説明する。

第１図と第２図は一実施例を示し、第１図はピ
ストンの縦断面図、第２図は第１図の−線矢
視断面図である。

図中、１はピストン本体で、これがシリンダ２
内に径方向に所定の隙間をあけて上下移動自在に
挿入される。このピストン本体１に横向き貫通状
に形成したピストンピン孔３に、コネクチングロ
ツド４の小端部４ａがピストンピン（図示せず）
を介して連結される。

上記ピストン本体１において、ピストンヘツド
６の上面側からピストンピン孔３に向けてボウル
組込穴７が連通状に形成され、ボウル組込穴７に
燃焼室ボウル８が内嵌固定される。この燃焼室ボ
ウル８は、ステンレス鋼等の耐熱金属材料でピス
トン本体１とは別体の独立部品として有底筒状に
形成される。この燃焼室ボウル８内に燃焼室Ａが
形成される。

次に、上記燃焼室ボウル８をピストン本体１に
固定するための構造を説明する。

燃焼室ボウル８の上周縁部８ａからヒートダム用
鍔部１０を介して取付用筒壁部１１が下向きに燃
焼室ボウル８の周側部分へ連出される。この取付
用筒壁部１１とボウル周壁部８ｂとの間に環状溝
１２が形成されている。

一方、ボウル組込穴７の上部内周壁１３に平面
視円形の嵌合固定筒部１４が形成される。そし
て、ボウル組込穴７に燃焼室ボウル８が非接触状
に挿入されるとともに、このボウル８の取付用筒
壁部１１がボウル組込穴７の嵌合固定筒部１４に
挿嵌される。この挿嵌部１５の下寄部１５ａが締
嵌状態に嵌合されるとともに、上寄部１５ｂが遊
嵌状態に嵌合される。

なお、上記実施例では、ボウル組込穴７に燃焼室
ボウル８を非接触状に挿入するとしたが、これに
代えて、ボウル組込穴７で燃焼室ボウル８を接当
支持させるようにしてもよい。

〈考案の効果〉 本考案は、上記のように構成され作用すること
から次の効果を奏する。

(イ) エンジン運転時に、挿嵌部の下寄部は温度落
差が小さくて膨張量の差が小さくてすむうえ、
取付用筒壁部の下半部はボウル上周縁部を支点
として内方側への回動が許容されるので、取付
用筒壁部から嵌合固定筒部への押圧力が過度に
高まることがない。このため、挿嵌部の下寄部
では、嵌合締付力が適正な範囲に保たれ、ボウ
ル組込穴から燃焼室ボウルが脱落することを防
止できる。

(ロ) エンジン運転時に、取付用筒壁部が嵌合固定
筒部を過度に押圧することがなくなるので、ボ
ウル組込穴の内周壁の外周面が押拡げられてシ
リンダに片当りすることはなくなり、ピストン
に異常摩耗が起らない。

(ハ) ボウル組込穴に対する燃焼室ボウルの組込み
は、嵌合固定筒部に取付用筒壁部を挿嵌するだ
けですむので、組込みに手間がかからず、しか
も、燃焼室ボウルの周側部分に取付用筒壁部が
形成されるので、ピストン本体を長くする必要
がないことから、ピストンの製造コストを低く
することができ、そのうえ、ピストン全体をコ
ンパクトにすることができる。

(ニ) 前記イで述べたように、挿嵌部の下寄部では
嵌合締付力が適正な範囲に保たれるので、エン
ジン運転時に燃焼室ボウルがボウル組込穴内で
がたつくことはなく、燃焼室ボウルがボウル組
込穴に衝突して破損することも起らない。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図は本考案の実施例を示し、第１
図はピストンの縦断面図、第２図は第１図の−
線矢視断面図、第３図と第４図はそれぞれ従来
例１，２を示す縦断面図である。 ６……ピストンヘツド、７……ボウル組込穴、
８……燃焼室ボウル、８ａ……上周縁部、１１…
…取付用筒壁部、１３……内周壁、１４……嵌合
固定筒部、１５……挿嵌部、１５ａ……下寄部、
１５ｂ……上寄部、Ａ……燃焼室。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ピストンヘツド６にボウル組込穴７を形成し、
   ボウル組込穴７に耐熱性の燃焼室ボウル８を内嵌
   固定し、燃焼室ボウル８内に燃焼室Ａを形成して
   なる直噴デイーゼルエンジンの耐熱燃焼室ボウル
   付きピストンにおいて、 燃焼室ボウル８の上周縁部８ａから燃焼室ボウ
   ル８の周側部分へ取付用筒壁部１１を下向きに連
   出し、 ピストンヘツド６のボウル組込穴７の内周壁１
   ３に嵌合固定筒部１４を形成し、 嵌合固定筒部１４に取付用筒壁部１１を挿嵌し
   て、この挿嵌部１５の下寄部１５ａを締嵌状態に
   するとともに、上寄部１５ｂを遊嵌状態にするよ
   うに構成した事を特徴とする直噴デイーゼルエン
   ジンの耐熱燃焼室ボウル付きピストン。