JPS597737A - エンジンのインサ−ト部材固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、エンジンの燃焼ガスに曝される場所に形成さ
れた空洞部にインサート部材を嵌合固定するインサート
部材固定構造の改良に関するものである。

一般に、エンジンにおいては、例えばシリンダヘッドの
排気ポートに排気ポートライナを嵌合固定する例や、あ
るいはロータリピストンエンジンのロータハウジングに
設けた排気ポートに断熱インサートを嵌合固定する例、
さらには副燃焼室式ディーゼルエンジンのシリンダヘッ
ド内空洞部に副燃焼室を構成する副室構成部材を嵌合固
定する例のように、高温の燃焼ガスに曝される場所に形
成された空洞部に、該空洞部内面との間に僅かな間隙を
あけて耐熱インサート部材を嵌合保持することにより、
上記空洞部内面とインサート部材外面との間隙により製
作誤差や熱膨張差を吸収しながらインサート部材を断熱
保持し燃焼ガス温度を高温度に維持するようにすること
が行われている。

そして、このようなインサート部材を空洞部内に僅かな
間隙を保って固定保持する固定構造の一例として、従来
、例えば実開昭５２−５４’ｉ’０５号公報に開示され
ているように、インサート部材（排気ポートライナ）の
一端を板ばねにより空洞部（排気ポート）内面に押し付
けて弾性支持するようにしたものや、あるいは実公昭５
２−２４６５０号公報等に開示されているように、イン
サート部材（断熱インサート）をピンを介して空洞部（
ロータハウジングの排気ポート）内面に連結支持するよ
うにしたものが提案されている。

しかしながら、これら提案のものでは、インナート部１
２．−その一部で板はねにより弾性支持［７たリピンに
より連結支持したりしているため、インサート部材を強
固に固定することができないという欠点があった。

また、板ばねの付勢力でインサート部材の一部を空洞部
内面に押し付け、あるいはピンでインサート部材を空洞
部内向に連結しているため、インサート部材と空洞部内
面との間の気密性が悪く、燃焼ガスのガス洩れか生じる
という欠点もあった。

さらに、インサート部材外面と空洞部内面との間に断熱
空間が形成されているものの、両者は支持部分で接触し
ており、この接触部分で伝熱が行われることによって実
際には意図する程の断熱効果を期待できないという問題
もあった。

そこで、本発明はかかる諸点に鑑み、インサート部材を
、耐熱性、断熱性および圧縮変形性を有する多孔質層を
介して空洞部内に嵌合保持することにより、インサート
部材の空洞部への固定を製作誤差や熱変形を吸収して強
固にかつ気密状に、さらに断熱的に行い得るようにする
ことを目的とするものである。

この目的の達成のため、本発明の構成は、エンジンの燃
焼ガスに曝される場所に空洞部を形成し、該空洞部にイ
ンサート部材を嵌合保持する構造において、上記空洞部
内面とインサート部材外面との間に、軟質金属を含有す
る耐熱合成樹脂よりなり適度の空孔を有する溶射層を介
在せしめて、上記インサート部材が空洞部内に保持され
ている構成にすることにより、多孔質溶射層の圧縮変形
能によって製作誤差や熱変形を吸収しインサート部材を
広い面積でもって支持して強固にかつ気密状に固定する
とともに、溶射層の断熱効果によりインサート部材内部
の燃焼ガスを高温度に維持するようにしたものである。

以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明
する。

第１図および第２図はレシプロエンジンの排気ボート内
に排気ポートライナを嵌合保持する構造に適用した第１
実施例を示し、１はエンジンのシリンダヘット、２はシ
リンダヘッド１の内部に貫通形成された空洞部としての
排気ポートであって、該排気ポート２の上流端はエンジ
ンの燃焼室６に、下流端はシリンダヘッド１にガスケッ
ト４を介して取り付けた排気マニホルド５内の排気通路
６にそれぞれ連通しており、燃焼室６内の燃焼ガス（排
気）を排気ポート２および排気通路６を介してエンジン
外部に排出するようにしている。また、排気ポート２の
略下流側半部分は他の部分より若干小径に形成されて小
径部２ａが設けられ、また下流側端部の周囲壁（シリン
ダヘッド１）には環状凹溝部２ｂが形成されている。７
は排気ポート２の燃焼室６への開口部に形成された、排
気弁（図示せず）を着座させる排気弁座、８は排気弁の
バルブガイド（図示せず）を案内保持するためのパルプ
ガイド孔、９は冷却水を流通させるウォータジャケット
である。

上記排気ポート２の内部には、排気ポート２の形状寸法
に対応するように形成され下流端に上記凹溝部２ｂに嵌
合可能なフランジ部１０ａを有するステンレス鋼管等よ
りなる排気ポートライナ１０が嵌挿され、該排気ポート
ライナ１０は、そのフランジ部１０ａを凹溝部２ｂに嵌
合しかつ下流側手部分を上記小径部２ａに密接させるこ
とによって排気ポート２内に固定保持されている。

そして、上記排気ボートライナ１０外面と排気ボート２
内面との密接部分における両面間には層厚３００〜５０
０μ程度の溶射層１１が両面のいずれか一方に、または
両方に分離状に溶着されて介設され、該溶射層１１は、
第２図に拡大詳示するように、アルミニウム、銅、その
他アルミニウムに近い物性を有する金属等の軟質金属１
１ａ、１１ａ、　　・・を含有する芳香族系環状ポリエ
ステル樹脂等の耐熱合成樹脂１１ｂ＋１１ｂ、　　・・
よりなり、かつその内部に適度（例えば空孔率４０〜５
０チ）の空孔ｉ１ｃ、ｉｉｃ、　　・・を有するもので
ある。

ここで、−ト記溶射層１１の作成方法について説明する
に、例えば、予めワーク表面（排気ボート２内面または
排気ポートライナ１０外面）をブラスト処理したのち洗
浄し、て凹凸状態にしておき、この凹凸表面に対して軟
質金属粉末と耐熱合成樹脂粉末との混合物を約３０００
′Ｃのプラズマ湯度のもとてプラズマ溶射することによ
り、溶射と同時に自動的に空孔１！、１１Ｃ，・・が発
生して多孔質溶射層１１が形成される。

その場合、溶射ノズルとワーク表面との距離は適度の空
孔率（４０〜５０チ）を得るために３００〜５００　ｍ
ｍ程度が好適である。

末成分の混合が均一に行われず、溶射層１１での各成分
の分布が不均一になって必要な特注が得られなくなるか
らである。

さらに、軟質金属と耐熱合成樹脂との混合割合は、合成
樹脂成分が１０重量係未満であったり、または９０重量
係を越えると、目的とする特性か得られないので、１０
〜９０重量％の範囲が利用可能であり、そのうち４０〜
６０重量％が最適である。したがって軟質金属の混合割
合は９０〜１０重量％、好ましくは６０，４０重量係に
設定される。尚、合成樹脂の混合割合が増加すると空孔
率が増加する傾向がある。

そして、このようにして形成された多孔質溶射層１１は
、例えば合成樹脂成分が６０重量係（金属成分が４０重
量％）で空孔率か５０％である場合、約４００￥２の加
圧力で加圧すると加圧方向と直交する方向にはみだすこ
となく層厚の３０〜４０％か潰れて圧縮変形するという
特注（圧縮変形能）を有するものである。

したがって、上記実施例においては、排気ポートライナ
１０が排気ポート２内内に、軟質金属１１”＋１１ａ＋
　　・・を含有する耐熱合成樹脂１１ｂ。

１１ｂ、・・よりなり適度の空孔１１Ｃ，１１Ｃ。

・・を有する溶射層１１を介して嵌合保持されているた
め、排気ポート２の内径と排気ポートライナ１０の外径
との間に例えば５０−１００μ程度の製作誤差があった
り、あるいは排気ポート２壁部（シリンダヘッド１）と
排気ポートライナ１０との熱膨張差によって両者間に例
えば１０〜１５μ程度の熱変形が生じたりしても該製作
誤差や熱変形は上記溶射層１１が圧縮変形することによ
って容易に吸収される。このことにより、排気ポート２
内面と排気ポートライナ１０内面との間に間隙を設けず
に広い面積でもって排気ポートライナ１０を保持するこ
とができるようになり、よって排気ポートライナ１０を
強固にかつ確実に固定することができる。

また、上記溶射層１１はその内部の空孔１１Ｃ９１１Ｃ
２・・により断熱効果を有するため、排気ポートライナ
１０の保温性を高めることができる。

その結果、排気温度を高温度に維持することができるの
で、排気通路６および該排気通路６に配設された触媒装
置での排気中の不完全燃焼ガスの酸化反応を促進するこ
とができ、排気浄化効率を高めることができるｉ さらに、溶射層１１が排気ポート２内面と排気ポートラ
イナ１０外面との間に圧縮変形しながら介在されている
ため、両面間の気密性が高まり、ガスケット４の負担を
軽減して外部への排気洩れを防止することができる。

また、第３図は渦流室式ディーゼルエンジンのシリンダ
ヘッドの空洞部に副燃焼室（渦流室）を構成する副室構
成部材を嵌合固定する構造に適用した第２実施例を示し
、１２はシリンダ１！１を形成するシリンダブロック、
１４は上記シリンダ１６内に往復動可能に嵌合され頂面
に凹部１４ａを有するピストン、１５は／リンダブロッ
ク１２の上面にガスケット１６を介して密接固定された
シリンダヘッドであって、上記シリンダヘッド１５下面
、ピストン１４頂而およびシリンダ１５壁面に囲まれた
部分で主燃焼室１７が形成される。

上記シリンダヘッド１５の下面にはシリンダブロック１
２およびシリンダ１５にそれぞれ対応する部分に跨って
、上部が半球形状で下部が段付き円筒形状の空洞部１８
が穿設され、該空洞部１８の下部（円筒状部）には、空
洞部１８上部とで副燃焼室１９を構成するとともに該副
燃焼室１９と上記主燃焼室１７とを連通ずる連通路２０
を構成する円筒形状の副室構成部材２１が回り止めピン
２２で回り止めされて密接状に嵌合固定されている。

そして、上記副室構成部材２１外面と核外面に対応する
空洞部１８内面（下部内面）との間には３００〜５００
μθ層厚を有する上記第１実施例と同様の溶射層１１、
すなわち軟質金属ｉｉａ、ｉ１ａ、・・を含有する耐熱
合成樹脂１１１）、１１ｂ。

・・よりなり適度の空孔ｉｉｃ、１ｉｃ、　　・・を有
する溶射層１１が介在されている。尚、２５は噴出口２
５ａが副燃焼室１９に臨むようにシリンダヘッド１５に
螺合固定された、副燃焼室１９内に燃料を噴射供給する
燃料噴射ノズル、２４は先端発熱部２４＆が副燃焼室１
９へ突出するようにシリンダヘッド１５に螺合固定され
た、エンジン始動時に副燃焼室１９内の吸入空気を加熱
するグロープラグである。

したがって、本実施例においては、副室構成部材２１が
空洞部１８内に、副室構成部材２１外面と空洞部１８内
面との間に多孔質溶射層１１を介在せしめて嵌合固定さ
れているため、−■二記多孔質溶射層１１により空洞部
１８と副室構成部材２１との間の例えば３０〜５０μ程
度の製作誤差やｌＯμ程度の熱変形は容易に吸収され、
副室構成部材２１を空洞部１８内面との間に間隙を設け
ることなく広い面積でもって支持して強固に固定するこ
とができるとともに、多孔質溶射層１１の断熱効果によ
り副燃焼室１９内の燃焼ガスを高温度に保ってエンジン
の燃焼性を良くすることができる。

また、溶射層１１によって空洞部１８内面と副室構成部
材２１外面との間隙を気密充填することができるので、
燃焼ガスのクエンチゾーンが少なくなり初期ＨＣを低減
させることができる。

尚、本発明は、上記第１および第２の２つの実施例に限
定されるものではなく、その他、各種エンジンにおいて
燃焼ガスに曝される場所に空洞部を形成し、該空洞部に
インサート部材を嵌合保持する場合に対しても適用でき
るのは勿論である。

以上説明したように、本発明によれば、エンジンの燃焼
ガスに曝される場所に形成された空洞部にインサート部
材を嵌合保持する構造において、上記インサート部材を
、その外面と空洞部内面との間に軟質金属を含有する耐
熱合成樹脂よりなり適度の空孔を有する溶射層を介在せ
しめて嵌合固定するようにしたことにより、上記溶射層
の圧縮変形能によって空洞部とインサート部材との間の
製作誤差や熱変形を吸収してインサート部材を強固に固
定することができる。また溶射層の断熱性および通気遮
断性によってインサート部材内の燃焼ガスを高温に維持
できるとともにガス洩れを防止できるので、エンジン性
能の向上を図ることができるという実用上優れた効果を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図および第２
図は第１実施例を示し、第１図は縦断面図、第２図は要
部拡大断面図、第３図は第２実施例を示す縦断面図であ
る。 １・・シリンダヘッド、２・・排気ポート　（空洞部）
、６・・燃焼室、６・・排気通路、１０・・排気ポート
ライナ、１１・・溶射層、１１ａ・・軟質金属、１１ｂ
・・耐熱合成樹脂、１１０・・空孔、１２・・シリン′
ダブロック、１３　・シリンダ、１４・・ピストン、１
５・・シリンダヘッド、１７・・主燃焼室、１８・・空
洞部、１９・・副燃焼室、２１・・副室構成部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エンジンの燃焼ガスに曝される場所に空洞部を形
   成し、該空洞部にインサート部材を嵌合保持する構造に
   おいて、上記空洞部内面とインサート部材外面との間に
   、軟質金属を含有する耐熱合成樹脂よりなり適度の空孔
   を有する溶射層を介在せしめて、上記インサート部材が
   空洞部内に保持されていることを特徴とするエンジンの
   インサート部材固定構造。