JPH0612195Y2 - エンジンのセラミツク製副室構造 - Google Patents
エンジンのセラミツク製副室構造Info
- Publication number
- JPH0612195Y2 JPH0612195Y2 JP14448686U JP14448686U JPH0612195Y2 JP H0612195 Y2 JPH0612195 Y2 JP H0612195Y2 JP 14448686 U JP14448686 U JP 14448686U JP 14448686 U JP14448686 U JP 14448686U JP H0612195 Y2 JPH0612195 Y2 JP H0612195Y2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sub
- ceramic
- chamber
- metal sleeve
- engine
- Prior art date
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- Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、セラミック部材を使用して形成されるエンジ
ンのセラミック製副室構造に関するものである。
ンのセラミック製副室構造に関するものである。
（従来技術） 最近では断熱性及び耐熱性に優れたセラミック部材によ
ってエンジンの副室を形成することが多くなってきてい
る。しかし、一般にセラミック部材はその材質上引張り
強度が圧縮強度の１／１０程度と低く、サーマル・ショ
ックによる熱的引張応力の繰り返しや機械的振動等によ
り破損し易く耐久性に乏しい（ワイブル係数が低い）欠
点がある。このため上記のようなエンジンの副室を形成
するセラミック部材においても、当該サーマル・ショッ
クによる引張応力を抑制し、その耐久性を改善するため
に、例えば第４図に示すように耐熱性に優れたステンレ
ス鋼（例えばＳＵＳ４３０）製の円筒状の金属スリーブ
５０を上下に分割可能な一対のセラミック部材51a,51b
の外周部に焼嵌めにより嵌合して予め矢印方向の圧縮応
力を与えるとともに、さらに上記セラミック部材自体の
耐熱特性をより有効に活用してエンジン性能を改善する
ために、断熱空間５２を上記金属スリーブ５０の周囲に
形成する構成が従来から提案されている（例えば実開昭
６０−１０７３２５号公報参照）。
ってエンジンの副室を形成することが多くなってきてい
る。しかし、一般にセラミック部材はその材質上引張り
強度が圧縮強度の１／１０程度と低く、サーマル・ショ
ックによる熱的引張応力の繰り返しや機械的振動等によ
り破損し易く耐久性に乏しい（ワイブル係数が低い）欠
点がある。このため上記のようなエンジンの副室を形成
するセラミック部材においても、当該サーマル・ショッ
クによる引張応力を抑制し、その耐久性を改善するため
に、例えば第４図に示すように耐熱性に優れたステンレ
ス鋼（例えばＳＵＳ４３０）製の円筒状の金属スリーブ
５０を上下に分割可能な一対のセラミック部材51a,51b
の外周部に焼嵌めにより嵌合して予め矢印方向の圧縮応
力を与えるとともに、さらに上記セラミック部材自体の
耐熱特性をより有効に活用してエンジン性能を改善する
ために、断熱空間５２を上記金属スリーブ５０の周囲に
形成する構成が従来から提案されている（例えば実開昭
６０−１０７３２５号公報参照）。
（考案が解決しようとする問題点） ところが、このようにセラミック部材51a,51bを円筒状
の金属スリーブ５０により嵌合一体化して、図示のよう
にシリンダヘッド５３の副室形成用凹部５４内に嵌合し
てエンジンの副室５５を構成するようにした場合、次の
ような問題が生じる。
の金属スリーブ５０により嵌合一体化して、図示のよう
にシリンダヘッド５３の副室形成用凹部５４内に嵌合し
てエンジンの副室５５を構成するようにした場合、次の
ような問題が生じる。
すなわち、先ず、上記副室５５内の燃焼状態の継続によ
ってセラミック部材51a,51bが高温になると、上記焼嵌
めされた金属スリーブ５０自体も相当な高温になって熱
膨張する。ところが、該金属スリーブ５０は、一般に上
下両端部への変形により先ず軸方向に伸長応力が発生す
る一方、一般に上記金属スリーブ５０の下端部外縁に
は、シリンダヘッド５３への固定のための厚肉のフラン
ジ部５６が形成されており、当該フランジ部５６を上記
シリンダヘッド５３の副室形成用凹孔部５４の開口端に
圧入して嵌合固定されることから、上記熱膨張時に上記
セラミック部材51a,51bに対して作用する圧縮応力は、
第５図に示すように上記フランジ部５６の部分の圧縮応
力F1がその上方部の薄肉部の圧縮応力F2に比べて相当に
大きくなり、上記フランジ部５６と薄肉部との境界部Ｄ
位置で急激な応力差を生じ、上記軸方向の伸長応力F3と
組合わさって剪断力が作用することになり、該境界部Ｄ
で上記セラミック部材51bにクラックが生じ易くなる。
特に、当該セラミック部材51bは、通常その円周面方向
に研削加工が施されており、外周面に当該加工による微
細な螺条溝が形成されているので、これがクラック発生
の起端となり易い。
ってセラミック部材51a,51bが高温になると、上記焼嵌
めされた金属スリーブ５０自体も相当な高温になって熱
膨張する。ところが、該金属スリーブ５０は、一般に上
下両端部への変形により先ず軸方向に伸長応力が発生す
る一方、一般に上記金属スリーブ５０の下端部外縁に
は、シリンダヘッド５３への固定のための厚肉のフラン
ジ部５６が形成されており、当該フランジ部５６を上記
シリンダヘッド５３の副室形成用凹孔部５４の開口端に
圧入して嵌合固定されることから、上記熱膨張時に上記
セラミック部材51a,51bに対して作用する圧縮応力は、
第５図に示すように上記フランジ部５６の部分の圧縮応
力F1がその上方部の薄肉部の圧縮応力F2に比べて相当に
大きくなり、上記フランジ部５６と薄肉部との境界部Ｄ
位置で急激な応力差を生じ、上記軸方向の伸長応力F3と
組合わさって剪断力が作用することになり、該境界部Ｄ
で上記セラミック部材51bにクラックが生じ易くなる。
特に、当該セラミック部材51bは、通常その円周面方向
に研削加工が施されており、外周面に当該加工による微
細な螺条溝が形成されているので、これがクラック発生
の起端となり易い。
（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記の問題を解決することを目的としてなさ
れたもので、副室を構成する副室部材をセラミックによ
り形成するとともに該セラミックにより形成された副室
部材の外周に一端側外縁が厚肉フランジ部に形成された
金属スリーブを焼嵌めすることにより当該副室部材と金
属スリーブとを一体化し、当該金属スリーブを介して上
記副室部材をシリンダヘッドに嵌合してなるエンジンの
セラミック製副室構造において、上記副室部材の上記厚
肉フランジ部に対応する部位の嵌合面の平滑度および研
削深さをその他の部位よりも大きくしてなるものであ
る。
れたもので、副室を構成する副室部材をセラミックによ
り形成するとともに該セラミックにより形成された副室
部材の外周に一端側外縁が厚肉フランジ部に形成された
金属スリーブを焼嵌めすることにより当該副室部材と金
属スリーブとを一体化し、当該金属スリーブを介して上
記副室部材をシリンダヘッドに嵌合してなるエンジンの
セラミック製副室構造において、上記副室部材の上記厚
肉フランジ部に対応する部位の嵌合面の平滑度および研
削深さをその他の部位よりも大きくしてなるものであ
る。
（作用） 上記の手段によると、副室部材の金属スリーブ厚肉フラ
ンジ部位に対応する嵌合面の平滑度および研削深さをそ
の他の部分よりも共に大きくして研削加工による螺条溝
を無くするとともに実質的に焼嵌め代を異ならせたの
で、従来のようなクラック起端がなくなるとともに当該
焼嵌め代の差により上記圧縮応力の差を効果的に吸収す
ることができるようになり、副室部材に作用する金属ス
リーブの圧縮応力を全体に亘って均等にすることができ
る。その結果、クラックが生じにくくなる。
ンジ部位に対応する嵌合面の平滑度および研削深さをそ
の他の部分よりも共に大きくして研削加工による螺条溝
を無くするとともに実質的に焼嵌め代を異ならせたの
で、従来のようなクラック起端がなくなるとともに当該
焼嵌め代の差により上記圧縮応力の差を効果的に吸収す
ることができるようになり、副室部材に作用する金属ス
リーブの圧縮応力を全体に亘って均等にすることができ
る。その結果、クラックが生じにくくなる。
（実施例） 以下、第１図ないし第３図を参照して本考案の実施例を
説明する。
説明する。
先ず第１図には同本考案の実施例に係るエンジンのセラ
ミック製副室構造を有するディーゼルエンジンの副室部
が示されており、同図において符号１はシリンダブロッ
ク、また２はシリンダヘッドであり、該シリンダヘッド
２の下面2a側に開口した凹孔１５内には本考案の対象で
あるところの副室アッセンブリー１０が下方より嵌装固
定されている。
ミック製副室構造を有するディーゼルエンジンの副室部
が示されており、同図において符号１はシリンダブロッ
ク、また２はシリンダヘッドであり、該シリンダヘッド
２の下面2a側に開口した凹孔１５内には本考案の対象で
あるところの副室アッセンブリー１０が下方より嵌装固
定されている。
上記副室アッセンブリー１０は、セラミック材よりな
り、その内側に副室４を形成したセラミック結合体１３
と、該セラミック結合体１３の外周に焼嵌めにより嵌合
固定された筒状の金属スリーブ１４とから構成されてい
る。上記セラミック結合体１３は、上下２分割構造とさ
れており、上記副室４の上半部を構成する第１の凹部２
２を有する第１のセラミック部材１１と、該副室４の下
半部を構成する第２の凹部２３を有する第２のセラミッ
ク部材１２とを、当該第１のセラミック部材１１側の第
１の凹部２２と第２のセラミック部材１２側の第２の凹
部２３とを相互に対向させた状態で同軸状に衝き合わ
せ、合体させて構成されている。そして、このセラミッ
ク結合体１３の上記第１のセラミック部材１１と第２の
セラミック部材１２は、該両者間に跨ってそれらの外周
に焼嵌めされた上記金属スリーブ１４を介して一体的に
結合されている。この金属スリーブ１４は、下端側にキ
ー部材２６を有する厚肉のフランジ部14aが設けられて
いる。また、上記シリンダヘッド２の凹孔１５は、最上
部に位置し、上記金属スリーブ１４の上端部14bが嵌合
される小径部15aと、該小径部15aの下方に位置し、上記
金属スリーブ１４の中間部外周面との間に断熱空間２５
を形成する中径部15bと、該中径部15b下方の凹孔１５開
口面に臨んで位置し、上記金属スリーブ１４の上記フラ
ンジ部14aが圧入される大径部15cの３つの異径部により
形成されている。
り、その内側に副室４を形成したセラミック結合体１３
と、該セラミック結合体１３の外周に焼嵌めにより嵌合
固定された筒状の金属スリーブ１４とから構成されてい
る。上記セラミック結合体１３は、上下２分割構造とさ
れており、上記副室４の上半部を構成する第１の凹部２
２を有する第１のセラミック部材１１と、該副室４の下
半部を構成する第２の凹部２３を有する第２のセラミッ
ク部材１２とを、当該第１のセラミック部材１１側の第
１の凹部２２と第２のセラミック部材１２側の第２の凹
部２３とを相互に対向させた状態で同軸状に衝き合わ
せ、合体させて構成されている。そして、このセラミッ
ク結合体１３の上記第１のセラミック部材１１と第２の
セラミック部材１２は、該両者間に跨ってそれらの外周
に焼嵌めされた上記金属スリーブ１４を介して一体的に
結合されている。この金属スリーブ１４は、下端側にキ
ー部材２６を有する厚肉のフランジ部14aが設けられて
いる。また、上記シリンダヘッド２の凹孔１５は、最上
部に位置し、上記金属スリーブ１４の上端部14bが嵌合
される小径部15aと、該小径部15aの下方に位置し、上記
金属スリーブ１４の中間部外周面との間に断熱空間２５
を形成する中径部15bと、該中径部15b下方の凹孔１５開
口面に臨んで位置し、上記金属スリーブ１４の上記フラ
ンジ部14aが圧入される大径部15cの３つの異径部により
形成されている。
尚、第１図において符号５はシリンダブロック１側の主
燃焼室３へ連通する噴口、６は燃料噴射弁８が臨む噴射
燃料導入孔、７はグロープラグ９が嵌挿されるグロープ
ラグ挿入孔である。
燃焼室３へ連通する噴口、６は燃料噴射弁８が臨む噴射
燃料導入孔、７はグロープラグ９が嵌挿されるグロープ
ラグ挿入孔である。
上記のように構成された副室アッセンブリー１０は、上
記３つの異径部15a〜15cを有するシリンダヘッド２の凹
孔１５に対し、上記噴口５を上記シリンダブロック１の
主燃焼室３に臨ませた状態で図示のように圧入状態で嵌
装されている。
記３つの異径部15a〜15cを有するシリンダヘッド２の凹
孔１５に対し、上記噴口５を上記シリンダブロック１の
主燃焼室３に臨ませた状態で図示のように圧入状態で嵌
装されている。
一方、上記嵌装状態に於いて上記セラミック結合体１３
の下方側第２のセラミック部材１２の外周面は、第２図
に詳細に示すように上記金属スリーブ１４の上記フラン
ジ部14aに対応する面Ａ部の仕上げ研削精度（平滑度お
よび研削深さ）をそれよりも上方のＢ部の同研削精度よ
りも大きく（平滑度を高く、かつ研削深さを深く）形成
している。その結果、上記第２のセラミック部材１２外
周面Ａ部の金属スリーブ１４の焼嵌め代C1は、第３図に
示すように上記Ｂ部の焼嵌め代C2に比べて所定量（C1−
C2＝ΔＣ）大となり、該焼嵌め代の大きさ（C1−C2＝Δ
Ｃ）により上記フランジ部14aのシリンダヘッド２への
圧入による拘束とその肉厚の大きさによって生じる過大
な圧縮応力を吸収することができ、上記セラミック結合
体１３の外周面全体に実質的に作用する圧縮応力F1,F2
を均等（F1＝F2）にすることができる。また、一方仮に
該Ａ部分にある程度の圧縮応力差が生じるような場合が
あったとしても、該Ａ部分は特に平滑度が高く仕上げら
れているために従来に比べクラック起端が生じにくく、
肉厚変化部Ｄに応力差による剪断力が作用しても殆んど
クラックが発生しないようになる。
の下方側第２のセラミック部材１２の外周面は、第２図
に詳細に示すように上記金属スリーブ１４の上記フラン
ジ部14aに対応する面Ａ部の仕上げ研削精度（平滑度お
よび研削深さ）をそれよりも上方のＢ部の同研削精度よ
りも大きく（平滑度を高く、かつ研削深さを深く）形成
している。その結果、上記第２のセラミック部材１２外
周面Ａ部の金属スリーブ１４の焼嵌め代C1は、第３図に
示すように上記Ｂ部の焼嵌め代C2に比べて所定量（C1−
C2＝ΔＣ）大となり、該焼嵌め代の大きさ（C1−C2＝Δ
Ｃ）により上記フランジ部14aのシリンダヘッド２への
圧入による拘束とその肉厚の大きさによって生じる過大
な圧縮応力を吸収することができ、上記セラミック結合
体１３の外周面全体に実質的に作用する圧縮応力F1,F2
を均等（F1＝F2）にすることができる。また、一方仮に
該Ａ部分にある程度の圧縮応力差が生じるような場合が
あったとしても、該Ａ部分は特に平滑度が高く仕上げら
れているために従来に比べクラック起端が生じにくく、
肉厚変化部Ｄに応力差による剪断力が作用しても殆んど
クラックが発生しないようになる。
しかも、上記の構成では上記セラミック結合体１３の特
定部分だけの仕上げ研削で足りるから、その全体を特別
に仕上げ研削する場合に比較して低コストで済むように
なる。
定部分だけの仕上げ研削で足りるから、その全体を特別
に仕上げ研削する場合に比較して低コストで済むように
なる。
（考案の効果） 本考案は、以上に説明したように、副室を構成する副室
部材をセラミックにより形成するとともに該セラミック
により形成された副室部材の外周に一端側外縁が厚肉フ
ランジ部に形成された金属スリーブを焼嵌めすることに
より当該副室部材と金属スリーブとを一体化し、当該金
属スリーブを副室部材を介してシリンダヘッドに嵌合し
てなるエンジンのセラミック製副室構造において、上記
副室部材の上記厚肉フランジ部に対応する部位の嵌合面
の平滑度および研削深さをその他の部位よりも大きくし
たことを特徴とするものである。
部材をセラミックにより形成するとともに該セラミック
により形成された副室部材の外周に一端側外縁が厚肉フ
ランジ部に形成された金属スリーブを焼嵌めすることに
より当該副室部材と金属スリーブとを一体化し、当該金
属スリーブを副室部材を介してシリンダヘッドに嵌合し
てなるエンジンのセラミック製副室構造において、上記
副室部材の上記厚肉フランジ部に対応する部位の嵌合面
の平滑度および研削深さをその他の部位よりも大きくし
たことを特徴とするものである。
従って、本考案によると、副室部材の金属スリーブ厚肉
フランジ部位に対応する嵌合面の平滑度および研削深さ
をその他の部分よりも共に大きくして研削加工による螺
条溝を無くするとともに実質的に焼嵌め代を異ならせた
ので、従来のようなクラック起端がなくなるとともに当
該焼嵌合め代の差により上記圧縮応力の差を効果的に吸
収することができるようになり、副室部材に作用する金
属スリーブの圧縮応力を全体に亘って均等にすることが
できる。その結果、クラックが生じにくくなる。
フランジ部位に対応する嵌合面の平滑度および研削深さ
をその他の部分よりも共に大きくして研削加工による螺
条溝を無くするとともに実質的に焼嵌め代を異ならせた
ので、従来のようなクラック起端がなくなるとともに当
該焼嵌合め代の差により上記圧縮応力の差を効果的に吸
収することができるようになり、副室部材に作用する金
属スリーブの圧縮応力を全体に亘って均等にすることが
できる。その結果、クラックが生じにくくなる。
第１図は、本考案の実施例に係るエンジンのセラミック
製副室構造を示す断面図、第２図は、同実施例構造のセ
ラミック結合体と金属スリーブとの焼嵌め部の拡大断面
図、第３図は、上記第２図部分に於ける作用説明図、第
４図は、従来のエンジンのセラミック製副室構造を示す
断面図、第５図は、その作用を説明する要部の拡大断面
図である。 １……シリンダブロック ２……シリンダヘッド ３……主燃焼室 ４……副室 ５……噴口 ８……燃料噴射弁 ９……グロープラグ １０……副室アッセンブリー １１……第１のセラミック部材 １２……第２のセラミック部材 １３……セラミック結合体 １４……金属スリーブ 14a……厚肉フランジ部 F1,F2……圧縮応力
製副室構造を示す断面図、第２図は、同実施例構造のセ
ラミック結合体と金属スリーブとの焼嵌め部の拡大断面
図、第３図は、上記第２図部分に於ける作用説明図、第
４図は、従来のエンジンのセラミック製副室構造を示す
断面図、第５図は、その作用を説明する要部の拡大断面
図である。 １……シリンダブロック ２……シリンダヘッド ３……主燃焼室 ４……副室 ５……噴口 ８……燃料噴射弁 ９……グロープラグ １０……副室アッセンブリー １１……第１のセラミック部材 １２……第２のセラミック部材 １３……セラミック結合体 １４……金属スリーブ 14a……厚肉フランジ部 F1,F2……圧縮応力
Claims (1)
- 【請求項１】副室を構成する副室部材をセラミックによ
り形成するとともに該セラミックにより形成された副室
部材の外周に一端側外縁が厚肉フランジ部に形成された
金属スリーブを焼嵌めすることにより当該副室部材と金
属スリーブとを一体化し、当該金属スリーブを介して上
記副室部材をシリンダヘッドに嵌合してなるエンジンの
セラミック製副室構造において、上記副室部材の上記厚
肉フランジ部に対応する部位の嵌合面の平滑度および研
削深さをその他の部位よりも大きくしたことを特徴とす
るエンジンのセラミック製副室構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14448686U JPH0612195Y2 (ja) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | エンジンのセラミツク製副室構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14448686U JPH0612195Y2 (ja) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | エンジンのセラミツク製副室構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6351115U JPS6351115U (ja) | 1988-04-06 |
| JPH0612195Y2 true JPH0612195Y2 (ja) | 1994-03-30 |
Family
ID=31055135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14448686U Expired - Lifetime JPH0612195Y2 (ja) | 1986-09-20 | 1986-09-20 | エンジンのセラミツク製副室構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612195Y2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08489Y2 (ja) * | 1987-06-06 | 1996-01-10 | マツダ株式会社 | 内燃機関のセラミック製副室 |
| CN112211713B (zh) * | 2019-07-11 | 2021-12-21 | 曼能源解决方案公司(德国曼能源解决方案股份公司子公司) | 内燃发动机 |
-
1986
- 1986-09-20 JP JP14448686U patent/JPH0612195Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6351115U (ja) | 1988-04-06 |
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