JPS5836170B2 - 副燃焼室付き内燃機関 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシリンダヘッドに設けた副燃焼室を副室カツプ
トーチ孔を介して主燃焼室と連通させ、副燃焼室内の混
合気を火花点火させてトーチ孔から噴出するトーチ火炎
により主燃焼室内の混合気に点火するようにした副燃焼
室付き内燃機関の構造に関するものである。

従来この種副燃焼室用副室カップをシリンダヘッドの嵌
合孔に固着するには、副室カップの半球形状頭部に続く
円筒状嵌入部をシリンダヘッドに穿設された嵌合孔に挿
入し、該嵌合孔開口部近傍のシリンダヘッド母材を副室
カップ外周上同方向にはみ出し変形させて固定するいわ
ゆるかしめが一般に行われている。

このかしめによるときは、塑性変形によるはみ出し部そ
カツプの頭部と円筒状嵌入部との接続部であるショルダ
部上面にはみ出し接当して副室カップを抜け不能に固定
するものであるから、副室カップをしっかりと固着する
にはかしめ箇所を多く、かつはみ出し量も大きくせねば
ならず、このはみ出し量が大きいことは塑性変形量を大
きくすることになり毎材のはみ出し部基部等に亀裂が発
生しやすく、強度がかえって低下し、最悪の場合副室カ
ップが脱落する可能性があった。

本発明では、２シリンダヘッドの嵌合孔に着座する副室
カップのショルダ部が接当する係止部を嵌合孔開口近傍
に形戒するように、嵌合孔の外周面を形威し、ショルダ
部と係止部を接当した際、嵌合孔と副室カップの筒状嵌
入部との隙間をなくするようにシリンダヘッド母材を押
圧変形し、合せて副室カップを抜け不能にし、かしめに
よるはみ出し部のような塑性変形部を少なくしてシリン
ダヘッド母材の亀裂の発生、副室カップの脱落防止を図
ろうとするものである。

次に本発明を実施例を示す図面に従って説明する。

なお、本実施例では副室カップ形状を頭部が半球形状で
、嵌入部が円筒状のものについて説明するが、副室カッ
プはなにもこの形状に限られたものでなく、頭部と筒状
嵌入部を有しておればよいのである。

１は内燃機関のシリンダブロック、２はピストン、３は
シリンダブロック１上面に配置するシリンダヘッド、４
はシリンダヘッド内面に開口する排気弁で、図示しない
吸気弁も同様に開口しており、これらによって囲まれる
空間は機関の主燃焼室６を形成する。

シリンダヘッド３内面には嵌合孔７を穿設し、この嵌合
孔７に副室カップ８を嵌挿固着して副燃焼室９を形成し
、その内部にはシリンダヘッド３に螺着した点火栓１０
を臨ませる。

副室カツプ８はその頭部１１を半球形状に形成し、該頭
部１１にトーチ孔１２を複数個穿設して主燃焼室６と連
通ずるようにする。

副室カップ８のシリンダヘッド嵌合孔７への嵌入部１３
は直径Ｄの円筒状に形成し、前記頭部１１との境界部に
はショルダ部１４を形成する。

そして該副室カツプ８の円筒状嵌入部１３の底面は、円
筒状嵌入部１３の軸線Ａ１と直角あるいは略直角に形或
する。

他方嵌合孔７は前記副室カツプ８の円筒状嵌入部１３が
嵌る直径ＤあるいはＤより若干大径の垂直円孔７袋、こ
の垂直円孔７′の軸線Ａ２に対して、適宜量ｔだけ水平
に平行移動した軸線Ａ３に関する垂直円孔７“との合成
周壁面となるようにし、かつ、この嵌合孔γの底面１６
を前記垂直円孔７′の軸線Ａ２に対して直交（あるいは
略直交）する平面に形或する。

このときこの嵌合孔７の開口傍に平面三日月形状等適宜
形状の係止部１７（例えば、厚さａが２％、最大突出長
さｂが１％程度）を一体的に突出形或する。

このように形成した嵌合孔７に前記副室カップ８を嵌入
するに際し、カップの円筒軸線Ａ１が嵌合孔７の垂直円
孔７′の軸線Ａ２と平行になるように垂直に挿入する（
第５図参照）。

そして、この嵌合孔７の底面１６に副室カツプ８の底面
が接当したとき、該副室カツプ８を係止部１７側へ水平
に平行移動する。

このとき副室カツプ８のショルダ部１４の一側部が係止
部１７の内面に接当すると共に嵌合孔７における前記係
止部１７を有する側と反対側の垂直円孔７′内面と副室
カツプ８の嵌入部１３円周面との間に隙間１８ができる
（第６図参照）。

さらに、シリンダヘッド３における該嵌合孔開口部外周
近傍に塑性変形１９を与えるように押圧して嵌合孔円周
面の一部又は全部が副室カップ嵌入部１３円筒面に接当
するように押圧し、前記隙間１８の全部あるいは一部を
無くし、前記係止部１７と合せて副室カツプ８が嵌合孔
７から抜け不能となるようにするのである（第７図参照
）。

次に本発明の他の実施例について、説明すると、（第１
の実施例と同一番号は、同一部位を示す）第１の実施例
と同様に形或した副室カップ８の円筒状嵌入部１３の底
面を嵌入部円筒軸線Ａ１と適宜微小角度θ１（５度以内
）だけ傾斜或形する（即ち、副室カツプ８の嵌入部底面
１５を水平面に着座させたとき、該カップの嵌入部円筒
軸線Ａ１と角度θ１だけ傾斜して着座するようになる）
。

他方、嵌合孔７は前記副室カップ８の円筒状嵌入部１３
が嵌る直径Ｄの垂直円孔７′と、この垂直円孔７′の軸
線Ａ２に対し前記角度θ１と等しいか、略等しい角度θ
２だけ傾斜した円孔７“との合或周壁面となるようにし
、かつ、この嵌合孔７の底面１６を水記垂直円孔７′の
軸線Ａ２に対し直交あるいは略直交する直径Ｄの円形平
面となるように形或する。

さらに、この嵌合孔７の前記傾斜円孔７“部寄りの開口
近傍には平面三日月形状等適宜の係止部１７（例えば厚
さａが２％、最大突出長さｂが１％程度）を一体的に突
出形成する。

このように形成した嵌合孔７に前記副室カップを嵌入す
るに際し、カップの円筒軸線Ａ１が嵌合孔７の垂直円孔
７′の軸線Ａ２と平行になるように且つカップ底面１５
とその円筒周面のなす角が鈍角である側を嵌合孔７にお
ける係止部１７を有する側に向けて垂直に挿入する（第
１０図参照）。

そしてこの嵌合孔７底面１６角部に副室カップ８の底面
鋭角側が接当したとき、該副室カツプ８を係止部１７側
に傾せば、副室カツプ８の底面１５全体が嵌合孔７の底
面に接当着座すると共に副室カップ嵌入部１３の円筒外
周一側面が前記傾斜円孔７“周面に接当し、副室カツプ
８はその嵌入部円筒軸線Ａ１が嵌合孔７の垂直円孔７′
軸線Ａ２に対し角変（θ１＝θ２あるいは・θ１−Ｆθ
２）だけ傾いて着座するノテあり、このとき副室カツプ
８のショルダ部１４の一側部が係止部１７の内面に接当
すると共に嵌合孔７における前記係止部１７を有する側
と反対側の垂直円孔７′内面と副室カツプ８の嵌入部１
３円周面との間にくさび状の隙間１８ができる（第１１
図参照）。

さらに、シリンダヘッド３における該嵌合孔開口部外周
近傍に塑性変形１９を与えるよう押圧して嵌合孔円周面
の一部又は全部が副室カップ嵌入部１３円筒面に接当す
るように押圧し、前記くさび状の隙間１８を無くし、前
記係止部１７と合せて副室カツプ８が嵌合孔７から抜け
不能となるようにするのである（第１２図参照）。

本発明の第３の実施例においては、第２図及び第１３図
〜第１５図に示すように副室カップは第１の実施例と同
様のものを用い、他方、シリンダヘッド３内面に穿設す
る嵌合孔７を、前記副室カップの円筒状嵌人部１３が嵌
る直径Ｄあるいは略Ｄに等しい垂直円孔７′とこの垂直
円孔７の軸線Ａ２に対し微小角度θ３傾斜した円孔７“
との合成円孔周壁面となるように拡張形成し、且つこの
嵌合孔８の底面１６を前記傾斜円孔７“の軸線と直交あ
るいは略直交する略円形平面とする。

さらにこの嵌合孔７における前記傾斜円孔７“部寄りの
開口近傍に平面三角形状等適宜形状の係止部１７を一体
的に突出形成するのである。

このように形或した嵌合孔７に第２の実施例と同様に副
室カツプ８を挿入し、その底面１５を嵌合孔の傾斜底面
１６に沿わして着座すれば、副室カツプ８は嵌合孔７内
で係止部１７寄りにその挿入方向と角度θ３だけ傾き、
副室カツプのショルダ部１４が係止部１７内面に接当す
ると共にその反対側の嵌入部１３周面との間には嵌合孔
とくさび状の隙間１８ができるので前記実施例と同様に
シリンダヘッド母材を抑圧変形１９し該隙間をなくする
ようにすることにより、係止部と合せて副室カップが抜
け不能となるのである。

，なお、第２第３の実施例では傾斜した円孔７“側に傾
止部１７を設けた場合を説明したが、係止部１７は垂直
円孔７′側に設けてもよいことはもちろんである。

このように係止部１７を設ける場合には副室カツプ８の
底面１５の傾斜関係、嵌合孔７の底面１６の傾斜関係は
、第２第３の実施例の場合と逆の関係にしたほうがよい
。

このように本発明に従えば、シリンダヘッドに嵌設する
嵌合孔周壁を、副室カップのショルダ一部が接当する係
止部を嵌合孔開口近傍に形戎するように形成し、該係止
部１７とショルダ一部を接当させた際、接当しない側の
シリンダヘッド母材を塑性変形させて嵌合孔の側面を副
室カップ嵌入部側面に接当抑圧し、副室カップを抜け不
能にしたから、副室カップショルダ部に接当する係止部
自体は予め形成されたもので塑性変形を受けず、亀裂の
発生の原因となり難いのであり、副室カップ嵌入部１３
側面と、嵌合孔側面とが接当するようにシリンダヘッド
に塑性変形を与えるのであるから、塑性変形量が小さく
しかも変形部位がかしめの場合のようにショルダ部上面
にはみ出さないから、燃焼の際のヒートポイント箇所と
なることがなく、異常着火、早期着火等が発生しないの
である。

なお、係止部は嵌合孔開口近傍に連続帯状にも、又、数
箇所独立して形成することもでき、該係止部をシリンダ
ヘッドにおける高温に曝されない箇所例えば排気弁開口
部と反対側箇所に形或し、シリンダヘッド母材の抑圧変
形箇所を高温に曝される側に配置すれば、なおヒートポ
イントとなり難いのであり、又、この嵌合孔の形戊は鋳
造後機械力ロエで設けてもよく、あるいは、鋳造時一体
に形成したり、別体のスリーブに予め前記実施例のよう
な嵌合孔を形戒し、このスリーブをシリンダヘッド鋳造
時に同時に鋳込むようにすれば、嵌合孔の製作が極めて
容易となる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は内燃機関の縦断
側面図、第２図は副室カップの縦断側面図、第３図は嵌
合孔の断面図、第４図は嵌合孔の平面図、第５図は嵌合
孔に副室カップを挿入した状態を示す断面図、第６図は
嵌合孔に副室カップが着座した状態を示す断面図、第７
図は副室カップを抜け不能にした状態を示す断面図、第
８図は第２の実施例における副室カップの縦断側面図、
第９図は、第２の実施例における嵌合孔の断面図・第１
０図は、嵌合孔に副室カップを挿入した状態を示す断面
図、第１１図は、嵌合孔に副室カップが着座した状態を
示す断面図、第１２図は副室カップを抜け不能にした状
態を示す断面図、第１３図は他の実施例における嵌合孔
の断面図、第１４図は嵌合孔に副室カップが着座した状
態を示す断面図、第１５図は副室カップを抜け不能にし
た状態を示す断面図である。 ３・・・・・・シリンダヘッド、７・・・・・・嵌合孔
、８・・・・・・副室カツプ、１３・・・・・・円筒状
嵌入部、１１・・・・・・頭部、１４・・・・・・ショ
ルダ部、１７・・・・・・係止部、１８・・・・・・隙
間、１９・・・・・・押圧変形部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダヘッドに穿設した嵌合孔に副燃焼室用の副
   室カップを嵌合した構造を有する内燃機関において、嵌
   合孔開口部を副室カツプ外径と同径か略同径に形成し、
   かつ、この嵌合孔周壁に、副室カップの頭部とその筒状
   嵌入部との接続部に設けたショルダ一部に接当する係止
   部を嵌合孔開口近傍に構戒するように形成し、前記ショ
   ルダ一部と係止部を接当させた際、副室カップの筒状嵌
   入部との間に隙間を生じる側のシリンダヘッド母材を抑
   圧変形し、副室カップを抜け不能に構或してなる副燃焼
   室付き内燃機関。