JPH064026Y2

JPH064026Y2 - 内燃機関におけるセラミツク製副室

Info

Publication number: JPH064026Y2
Application number: JP15455786U
Authority: JP
Inventors: 章則若狭; 孝之小笠原; 秀樹細川
Original assignee: Mazda Motor Corp; NGK Insulators Ltd
Current assignee: Mazda Motor Corp; NGK Insulators Ltd
Priority date: 1986-10-08
Filing date: 1986-10-08
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2001-10-08
Also published as: JPS6361534U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案はディーゼル式の内燃機関におけるセラミック製
副室の改良に関するものである。

（従来の技術）ディーゼル式の内燃機関の副室をセラミック体により形
成して耐熱性と熱効率とを向上させることは既に広く知
られているところである。このようなセラミック体はシ
リンダヘッド内に設けられた金属製リングの内側に焼嵌
めされるとともに、セラミック体の外周面と金属製リン
グの内周面とを切欠いた部分にキイを挿入することによ
り回り止めを行わせている。ところが従来はセラミック
体(21)と金属製リング(22)とが接触して焼嵌め圧力が作
用している第６図にハッチングで示した部分（Ａ）と、
キイ(23)挿入のために切欠かれて焼嵌め圧力が作用して
いない部分（Ｂ）との境界のエッヂ部分（Ｃ）に引張応
力の集中が生じ、セラミック体にクラックを生ずること
があった。

（考案が解決しようとする問題点）本考案はこのような従来の問題点を解決して、金属製リ
ングの内側に焼嵌めされたセラミック体に応力集中によ
りクラックを発生させるおそれのない内燃機関における
セラミック製副室を提供するために完成されたものであ
る。

（問題点を解決するための手段）本考案者等は従来のセラミック製副室におけるクラック
発生のメカニズムについて検討した結果、第６図及び第
７図に示されるような従来の構造においては、キイ(23)
を挿入するために金属製リング(22)の内周面に形成され
た切欠きの輪郭線(24)と、同じくセラミック体(21)の外
周面に形成された切欠きの輪郭線(25)とが交差するため
に交差部分でエッジが形成されるとともに、セラミック
体(21)の表面上に金属製リング(22)により加圧される部
分と加圧されない部分とが発生し、両部分の境界付近に
おいて強い引張側の応力集中が生ずることを発見した。

本考案はかかる知見に基いて完成されたものであり、断
面円形のセラミック体を金属製リングの内側に焼嵌めす
るとともに両者間に回り止め用のキイを挿入した内燃機
関におけるセラミック製副室において、金属製リングの
内周面に形成されるキイ挿入用切欠部の輪郭線をセラミ
ック体の外周面に形成されるキイ挿入用切欠部の輪郭線
の内側に位置させたことを特徴とするものである。

（実施例）次に本考案を実施例により更に詳細に説明すると、第１
図及び第２図において(1)は内燃機関のシリンダヘッ
ド、(2)は該シリンダヘッド(1)の内部に設けられた金属
製リング、(3)、(4)はこの金属製リング(2)内に焼嵌めさ
れているセラミック体である。セラミック体(3)、(4)は
副室を構成する断面円形の中空体であり、上方のセラミ
ック体(3)はシリンダヘッド(1)のグロープラグ収容部
(5)に連通する透孔(6)と、シリンダヘッド(1)の燃料噴
射ノズル収容部(7)に連通する燃料噴射孔(8)とを備えて
いる。また下方のセラミック体(4)はシリンダ室(9)に向
って燃料ガスを噴射する噴射孔(10)を備えている。これ
らのセラミック体(3)、(4)と金属製リング(2)との間には
回り止め用のキイ(11)、(12)が挿入されている。第１図
に断面を示したように、本考案においては金属製リング
(2)の内周面に円弧状に形成されるキイ挿入用切欠部(1
3)の輪郭線(14)を、セラミック体(3)の外周面を平面状
に切欠いて形成されるキイ挿入用切欠部(15)の輪郭線(1
6)の内側に位置させており、これを図式的に示すと第３
図のようになる。第１図は上方のセラミック体(3)とキ
イ(11)との係合部を示したものであるが、下方のセラミ
ック体(4)とキイ(12)との係合部についても同じ構造が
採用される。また第１図の実施例は片面が平面で反対面
が円筒面であるキイを用いた例であるが、第４図に示す
ように円柱状のピン(11)を用いた場合にも、第５図に示
すように角柱状のピン(11)を用いた場合にも金属製リン
グ(2)側の輪郭線(14)をセラミック体(3)、(4)側の輪郭線
(16)よりも内側に位置させれば、以下に述べる作用効果
が得られることとなる。

（作用）このように構成されたものは、金属製リング(2)の内側
に焼嵌めされた断面円形のセラミック体(3)、(4)をキイ
(11)、(12)により回り止めして使用時における熱や振動
を受けてもセラミック体(3)、(4)が弛むことのないよう
にしたことは従来のものと変るところはない。しかし本
考案においては金属製リング(2)の内周面に形成される
キイ挿入用切欠部(13)の輪郭線(14)を、セラミック体
(3)、(4)の外周面に形成されるキイ挿入用切欠部(15)の
輪郭線(16)の内側に位置させたので、両輪郭線が交差す
ることはなく圧力分布上のエッジが発生しないうえに、
セラミック体(3)、(4)と金属製リング(2)との接触部の端
面よりも金属製リング(2)の方がオーバーハングした状
態となるので、この部分の応力集中が低く抑えられる。

ここでオーバーハングとは第９図に示すようにセラミッ
ク体(3)を金属製リング(2)に焼嵌める際に、金属製リン
グ(2)の端部を両者の接触部（即ち焼嵌圧の作用面）よ
りも突出させることを意味し、このような構造とすれば
第８図に示される構造に比較してセラミック体(3)に発
生する引張応力値が大幅に減少することとなるのであ
る。なお逆に金属製リング(2)側の輪郭線(14)の方がセ
ラミック体(3)側の輪郭線(16)よりも大きい場合には、
セラミック体(3)と金属製リング(2)との接触面の端部よ
りもセラミック体(3)の方がオーバーハングした状態と
なり、このときには第８図と同様にセラミック体(3)上
の金属製リング(2)に接触している部分の外側に大きい
引張応力が生じるので、従来品と変らない結果となる。

（考案の効果）本考案は以上の説明からも明らかなように、金属製リン
グ側に形成されるキイ挿入用切欠部の輪郭線をセラミッ
ク体側に形成されるキイ挿入用切欠部の輪郭線の内側に
位置させることにより、この部分のセラミック体に発生
する引張応力の集中を緩和したもので、使用中の熱や振
動によるセラミック体の弛みを確実に防止するとともに
クラック発生によるセラミック体の破損を防止して内燃
機関の信頼性向上に大きく寄与したものである。よって
本考案は従来の内燃機関におけるセラミック製副室の持
つ問題点を一掃したものとして、その実用的価値は極め
て大きいものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１の実施例を示す要部の一部切欠斜
視図、第２図は実施例の全体を示す断面図、第３図は第
１の実施例におけるセラミック体側と金属製リング側の
輪郭線の関係を示す正面図、第４図は本考案の第２の実
施例を示す要部の一部切欠斜視図、第５図は第３の実施
例を示す要部の一部切欠斜視図、第６図は従来例におけ
る輪郭線の関係を示す正面図、第７図は従来例における
要部の平面図、第８図と第９図はセラミック体と金属製
リングとの相対関係による応力発生状況を示す図であ
る。 (2)：金属製リング、(3)、(4)：セラミック体、(11)、(1
2)：キイ、(13)：キイ挿入用切欠部、(14)：輪郭線、(1
5)：キイ挿入用切欠部、(16)：輪郭線。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】断面円形のセラミック体(3)、(4)を金属製
リング(2)の内側に焼嵌めするとともに両者間に回り止
め用のキイ(11)、(12)を挿入した内燃機関におけるセラ
ミック製副室において、金属製リング(2)の内周面に形
成されるキイ挿入用切欠部(13)の輪郭線(14)をセラミッ
ク体(3)、(4)の外周面に形成されるキイ挿入用切欠部(1
5)の輪郭線(16)の内側に位置させたことを特徴とする内
燃機関におけるセラミック製副室。