CN105103394B - 内燃机用的火花塞 - Google Patents

Abstract

火花塞(1)具备：外壳(2)；绝缘子(3)；以前端部(41)突出的方式保持在绝缘子(3)的内侧的中心电极(4)；由竖立设置部(51)和对置部(52)构成的接地电极(5)；以及引导构件(22)，具有朝向接地电极(5)的竖立设置部(51)一侧的引导面(221)，向形成在中心电极(4)与接地电极(5)的对置部(52)之间的火花放电间隙(G)引导内燃机的燃烧室内的混合气的流动。接地电极(5)的对置部(52)具有与中心电极(4)对置的对置面(521)、位于对置面(521)的轴方向相反侧的背面(522)、以及连接对置面(521)与背面(522)的一对侧面(523、524)。一对侧面(523、524)中的至少引导构件(22)侧的侧面(523)形成为，与对置面(521)所成的角度成为钝角。

Description

内燃机用的火花塞

技术领域

本发明涉及一种在汽车等的内燃机中所使用的火花塞。

背景技术

作为汽车等的内燃机用的点火单元，公知有在轴方向上使中心电极与接地电极对置而形成有火花放电间隙的火花塞。该火花塞在火花放电间隙产生火花放电，通过该火花放电，点燃内燃机的燃烧室内的混合气。

在燃烧室内，例如形成涡流(swirl flow)、滚流(tumble flow)的气流(即混合气的流动)，该气流在火花放电间隙处也适度地流动，由此能够确保点火性能。

但是，根据内燃机上的火花塞的安装状态，存在与外壳的前端部接合的接地电极的一部分配置于气流中的火花放电间隙的上游侧的情况。在这种情况下，存在燃烧室内的气流被接地电极遮挡，火花放电间隙附近的气流停滞的可能性。其结果，存在火花塞的点火性能下降的可能性。即，根据内燃机上的安装状态，存在发生火花塞的点火性能发生偏差的问题的可能性。尤其是近年来，大多使用利用希薄燃烧的内燃机，在这种内燃机中，根据火花塞的安装状态，存在燃烧稳定性下降的可能性。

此外，难以控制火花塞在内燃机上的安装状态，更具体地说难以控制火花塞的接地电极相对于内燃机的安装位置。这是因为，根据火花塞的外壳中的安装用螺纹的形成状态、安装到内燃机的安装作业时的火花塞的紧固程度等，安装状态会发生变化。

因此，在专利文献1中提出了在接地电极的侧面设置倾斜面，以使得即使在接地电极配置在火花放电间隙的上游侧的情况下，气流也向火花放电间隙引导的方案。即，在接地电极的一对侧面中的至少一个侧面上，设置有随着靠向中心电极而向另一个侧面侧倾斜的倾斜面。由此，通过康达效应(the Coanda effect)，实现气流沿着倾斜面朝向中心电极(火花放电间隙)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-273421号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，实际上，通过康达效应能够改变的气流的角度小。因此，为了通过专利文献1中所记载的技术来向火花放电间隙充分引导气流，必须使接地电极足够细。这从接地电极的强度等观点考虑，很难说是现实的应对方法。

本发明是鉴于上述背景而做出的，提供一种与相对于内燃机的安装状态无关地能够确保稳定的点火性能的内燃机用的火花塞。

用于解决课题的方案

本发明的一种内燃机用的火花塞，其特征在于，具备：筒状的外壳；筒状的绝缘子，保持在该外壳的内侧；中心电极，以前端部突出的方式保持在上述绝缘子的内侧；接地电极，由竖立设置部和对置部构成，该竖立设置部从上述外壳的前端部向前端侧竖立，该对置部从该竖立设置部向径向内侧弯曲，并且经由该对置部与上述中心电极之间所形成的火花放电间隙而在火花塞的轴方向上与上述中心电极对置；以及引导构件，在与该接地电极不同的周方向位置上从上述外壳的前端部向前端侧突出，并且具有朝向上述接地电极的上述竖立设置部一侧的引导面，向上述火花放电间隙引导内燃机的燃烧室内的混合气的流动，上述接地电极的上述对置部具有与上述中心电极对置的对置面、位于该对置面的轴方向相反侧的背面、以及连接上述对置面与上述背面的一对侧面，该一对侧面中的至少上述引导构件侧的侧面形成为，与上述对置面所成的角度成为钝角。

发明效果

上述火花塞具有上述引导构件。由此，无论火花塞相对于内燃机安装成什么状态，都能够防止朝向火花放电间隙的燃烧室内的气流(即混合气的流动)被阻碍。

即，例如，在上述接地电极的竖立设置部配置在火花放电间隙的上游侧的情况下，能够通过上述引导构件向火花放电间隙引导从上游侧经过接地电极的竖立设置部的侧方的气流。即，引导构件成为气流的导向件，能够朝向火花放电间隙引导气流(以下，将该功能适当称为“引导功能”)。

其中，燃烧室内的气流中还存在具有从火花塞的前端侧朝向基端侧的矢量的气流。该气流被接地电极的对置部阻碍朝向火花放电间隙的导入。并且，该气流经过对置部的两侧方。若该气流不向靠近火花放电间隙G的方向流动，则如上所述经过竖立设置部的侧方且被引导构件引导而要朝向火花放电间隙的气流被经过对置部的侧方的气流阻碍，存在难以被向火花放电间隙引导的可能性。

因此，在上述火花塞中，将接地电极的对置部上的引导构件侧的侧面形成为，与上述对置面所成的角度成为钝角。由此，能够使在对置部上的引导构件侧的侧方经过的气流的方向成为向火花放电间隙靠近的方向。因此，能够抑制上述的被引导构件引导而朝向火花放电间隙的气流被经过对置部的侧方的气流阻碍的情况。因此，能够防止火花放电间隙附近的气流停滞。其结果，能够确保上述火花塞的稳定的点火性能。

如上所述，根据本发明，能够提供与在内燃机上的安装状态无关地能够确保稳定的点火性能的内燃机用的火花塞。

附图说明

图1是实施例1的火花塞的前端部的立体图。

图2是实施例1的火花塞的前端部的正面图。

图3是图2的III-III线箭头截面图。

图4是实施例1的火花塞的接地电极的对置部的截面图。

图5是实施例1的火花塞的接地电极的竖立设置部的截面图。

图6是实施例1的火花塞的接地电极的竖立设置部配置在气流的上游侧的情况的火花塞的前端部的侧视图。

图7是图6的VII-VII线箭头截面图。

图8是实施例1的火花塞的接地电极的竖立设置部配置在气流的上游侧的情况的火花塞的前端部的正面图。

图9是比较例1的火花塞的前端部的立体图。

图10(A)是在上游侧配置有接地电极的竖立设置部时的比较例1的火花塞的火花放电说明图，(B)是在与气流正交的位置配置有接地电极的竖立设置部时的比较例1的火花塞的火花放电说明图，(C)是在下游侧配置有接地电极的竖立设置部时的比较例1的火花塞的火花放电说明图。

图11是比较例1的火花塞的放电长度的比较图表。

图12是表示比较例1的火花塞的放电长度与A/F极限之间的关系的线图。

图13是接地电极的竖立设置部配置在气流的上游侧的情况的比较例2的火花塞的前端部的正面图。

图14是实施例2的火花塞的前端部的正面图。

图15是实施例2的火花塞的接地电极的对置部的正面图。

图16是实施例2的火花塞的前端部的侧视图。

图17是从前端侧观察的实施例2的火花塞的前端部的俯视图。

图18是比较例3的火花塞的前端部的正面图。

图19是比较例3的火花塞的前端部的侧视图。

图20是从前端侧观察的比较例3的火花塞的前端部的俯视图。

图21是比较例4的火花塞的前端部的正面图。

图22是比较例4的火花塞的接地电极的对置部的正面图。

图23是从前端侧观察的比较例4的火花塞的前端部的俯视图。

图24是比较例5的火花塞的前端部的正面图。

图25是实验例1的试验方法的说明图。

图26是表示实验例1的试验结果的线图。

图27是表示实验例2的试验结果的线图。

图28是实施例3的火花塞的前端部的正面图。

图29是图28的XXIX-XXIX线箭头截面图。

图30是实施例4的火花塞的前端部的立体图。

图31是实施例5的火花塞的前端部的立体图。

图32是从前端侧观察的实施例6的火花塞的前端部的俯视图。

图33是从前端侧观察的实施例6的其他火花塞的前端部的俯视图。

具体实施方式

在上述本发明的内燃机用的火花塞中，将向燃烧室插入的一侧设为前端侧，将其相反侧设为基端侧。

此外，对置部中的引导构件侧的侧面不需要必须形成为在火花塞的轴方向上的对置部的全长上与对置面所成的角度成为钝角，只要形成为在火花塞的轴方向上的超过一半的区域上与对置面所成的角度成为钝角即可。

此外，对置部中的引导构件侧的侧面不需要必须形成为在对置部的长边方向的全长上与对置面所成的角度成为钝角，还可以形成为在长边方向上的一部分上，与对置面所成的角度成为钝角。在这种情况下，优选的是，在接近火花放电间隙的部位，侧面相对于对置面倾斜成钝角。

此外，优选的是，接地电极的对置部在与对置部的长边方向正交的截面的形状上，对置面的宽度小于背面的宽度。

此外，优选的是，上述接地电极的上述竖立设置部具有朝向上述中心电极侧的径向内侧面、位于该径向内侧面的径向相反侧的径向外侧面、以及连接上述径向内侧面与上述径向外侧面的一对周方向侧面，该一对周方向侧面中的至少上述引导构件侧的周方向侧面形成为，与上述径向内侧面所成为角度成为钝角。在这种情况下，在上述接地电极的竖立设置部配置在火花放电间隙的上游侧的状态下，能够更有效地向火花放电间隙引导从上游侧在接地电极的竖立设置部的侧方经过的气流。即，上述竖立设置部上的引导构件侧的周方向侧面形成为，与径向内侧面所成的角度成为钝角，由此通过引导构件的引导功能被引导的气流容易沿着竖立设置部的周方向侧面。因此，在竖立设置部与引导构件之间经过的气流容易更有效地被向火花放电间隙引导。

此外，竖立设置部中的引导构件侧的周方向侧面不需要必须形成为，在火花塞的径向上的竖立设置部的全长上与径向内侧面所成的角度成为钝角，只要形成为在火花塞的径向上的超过一半的区域上与径向内侧面所成的角度成为钝角即可。

此外，竖立设置部中的引导构件侧的周方向侧面不需要必须形成为，在竖立设置部的长边方向的全长上与径向内侧面所成的角度成为钝角，还可以形成为在长边方向上的一部分上与径向内侧面所成的角度成为钝角。在这种情况下，优选的是，在接近火花放电间隙的部位，周方向侧面相对于径向内侧面倾斜为钝角。

此外，优选的是，接地电极的竖立设置部在与竖立设置部的长边方向正交的截面的形状上，径向内侧面的宽度小于径向外侧面的宽度。

此外，优选的是，上述对置部在与上述竖立设置部相反侧的端部具有狭窄部，该狭窄部在与上述对置部的延伸设置方向(即长边方向)及火花塞的轴方向这双方正交的方向上的宽度比其他部位小。在这种情况下，能够减小火花放电间隙附近的对置部的宽度。由此，能够抑制对置部阻碍朝向火花放电间隙的气流，能够提高火花塞的点火性能。此外，通过设置上述狭窄部，在火花放电间隙中产生的火焰核容易成长，从该观点考虑，也能够提高火花塞的点火性能。

此外，优选的是，上述引导构件使其前端位于与上述接地电极的前端同等或比上述接地电极的前端更靠基端侧、且与上述绝缘子的前端同等或比上述绝缘子的前端更靠前端侧的位置。在这种情况下，能够确保上述引导构件的上述引导功能，且能够减小火花塞的轴方向长度。其结果，能够确保火花塞的点火性能，且防止上述引导构件在燃烧室内与活塞干扰。

此外，优选的是，上述引导构件的前端比上述中心电极的前端更靠前端侧，更优选的是，比火花放电间隙更靠前端侧。

此外，优选的是，上述引导构件与火花塞的轴方向平行地突出。在这种情况下，能够防止因上述引导构件引起的气流的滞流形成在火花放电间隙附近。此外，由于能够简化上述引导构件的形状，因此能够实现简易结构的火花塞。

另外，“与火花塞的轴方向平行”还包括相对于火花塞的轴方向稍微倾斜、但以能够得到上述效果的程度实质上平行的情况。

(实施例1)

用图1～图8说明实施例1的内燃机用的火花塞。

如图1～图3所示，本例的火花塞1具有筒状的外壳2、保持在外壳2的内侧的筒状的绝缘子3、以及以前端部突出的方式保持在绝缘子3的内侧的中心电极4。

此外，火花塞1具有接地电极5，该接地电极5由从外壳2的前端部21向前端侧竖立的竖立设置部51、以及从竖立设置部51向径向内侧弯曲且经由与中心电极4之间所形成的火花放电间隙G而在火花塞1的轴方向上与中心电极4对置的对置部52构成。

此外，火花塞1具备引导构件22，该引导构件22在与接地电极5不同的周方向位置上从外壳2的前端部21向前端侧突出，并且具有朝向接地电极5的竖立设置部51一侧的引导面221，向火花放电间隙G引导内燃机的燃烧室内的气流(即混合气的流动)。

如图2、图4所示，接地电极5的对置部52具有在火花塞1的轴方向上与中心电极4对置的对置面521、位于对置面521的轴方向相反侧的背面522、以及连接对置面521与背面522的一对侧面523、524。并且，一对侧面523、524中的至少引导构件22侧的侧面523形成为与对置面521所成的角度成为钝角。另外，在本例中，与引导构件22相反侧的侧面524与对置面521及背面522正交。

此外，接地电极5的对置部52在与对置部52的长边方向正交的截面的形状上，对置面521的宽度小于背面522的宽度。

此外，在本例中，对置部52的侧面523形成为，在火花塞1的轴方向上的对置部52的全长上，与对置面521所成的角度成为钝角。此外，侧面523形成为，在对置部52的长边方向的全长上，与对置面521所成的角度成为钝角。该钝角例如可以设为100°以上。

此外，如图3、图5所示，接地电极5的竖立设置部51具有朝向中心电极4侧的径向内侧面511、位于径向内侧面511的径向相反侧的径向外侧面512、以及连接径向内侧面511和径向外侧面512的一对周方向侧面513、514。并且，一对周方向侧面513、514中的引导构件22侧的周方向侧面513形成为，与径向内侧面511所成的角度成为钝角。另外，在本例中，与引导构件22相反侧的周方向侧面514与径向内侧面511及径向外侧面512正交。

此外，接地电极5的竖立设置部51在与竖立设置部51的长边方向正交的截面的形状上，径向内侧面511的宽度小于径向外侧面512的宽度。

此外，竖立设置部51的周方向侧面513形成为，在火花塞1的径向上的竖立设置部51的全长上，与径向内侧面511所成的角度成为钝角。此外，周方向侧面513形成为，在竖立设置部51的长边方向的全长上，与径向内侧面511所成的角度成为钝角。该钝角例如可以设为100°以上。

此外，如图1、图2、图6所示，引导构件22与火花塞1的轴方向平行地突出。此外，引导构件22使其前端位于与接地电极5的前端同等或比接地电极5的前端更靠基端侧、且与绝缘子3的前端同等或比绝缘子3的前端更靠前端侧的位置。接地电极5被配设成竖立设置部51与火花塞1的轴方向平行、对置部52与火花塞1的径向平行的状态。

此外，如图3所示，在从火花塞1的轴方向观察时，引导构件22从接地电极5的竖立设置部51的中心起在周方向上配置在90°以内的位置。此外，如图1、图3所示，引导构件22具有通过与火花塞1的轴方向正交的面得到的截面的形状为长方形状的四棱柱形状。并且，构成长方形的长边的面中的一个面为上述引导面221。

另外，本例的火花塞1用于汽车等的内燃机。

接着，说明本例的作用效果。

上述火花塞1具有引导构件22。由此，无论火花塞1相对于内燃机安装成什么状态，都能够防止朝向火花放电间隙G的燃烧室内的气流被阻碍。

即，例如，如图6、图7所示，在接地电极5的竖立设置部51配置在火花放电间隙G的上游侧的情况下，能够通过引导构件22向火花放电间隙G引导从上游侧经过接地电极5的竖立设置部51的侧方的气流F1。即，引导构件22成为气流F1的导向件，能够朝向火花放电间隙G引导气流F1。

其中，如图8所示，燃烧室内的气流中还存在具有从火花塞1的前端侧朝向基端侧的矢量的气流F2。该气流F2被接地电极5的对置部52阻碍朝向火花放电间隙G的导入。并且，该气流F2经过对置部52的两侧方。若该气流F2不向靠近火花放电间隙G的方向流动，则如上所述经过竖立设置部51的侧方且被引导构件22引导而要朝向火花放电间隙G的气流F1被经过对置部52的侧方的气流F2阻碍，存在难以被向火花放电间隙G引导的可能性(参照后述的比较例2)。

因此，在火花塞1中，将接地电极5的对置部52上的引导构件22侧的侧面523形成为，与对置面521所成的角度成为钝角。由此，能够使在对置部52上的引导构件22侧的侧方经过的气流F2的方向成为向火花放电间隙G靠近的方向。因此，能够抑制上述的被引导构件22引导而朝向火花放电间隙G的气流F1被经过对置部52的侧方的气流F2阻碍的情况。因此，能够防止火花放电间隙G附近的气流停滞。其结果，能够确保火花塞1的稳定的点火性能。

此外，在接地电极5的竖立设置部51中，引导构件22侧的周方向侧面513形成为，与径向内侧面511所成的角度成为钝角。由此，如图7所示，在接地电极5的竖立设置部51配置在火花放电间隙G的上游侧的状态下，能够更有效地向火花放电间隙G引导从上游侧经过接地电极5的竖立设置部51的侧方的气流F2。即，竖立设置部51上的引导构件22侧的周方向侧面513形成为，与径向内侧面511所成的角度成为钝角，由此通过引导构件22的引导功能被引导的气流F1容易沿着竖立设置部51的周方向侧面513。因此，在竖立设置部51与引导构件22之间经过的气流F1容易更有效地被向火花放电间隙G引导。

此外，引导构件22使其前端位于与接地电极5的前端同等或比接地电极5的前端更靠基端侧、且与绝缘子3的前端同等或比绝缘子3的前端更靠前端侧的位置。由此，能够确保引导构件22的引导功能，且减小火花塞1的轴方向长度。其结果，能够确保火花塞1的点火性能，且防止引导构件22在燃烧室内与活塞干扰。

此外，引导构件22与火花塞1的轴方向平行地突出。由此，能够防止因引导构件22引起的气流的滞流形成在火花放电间隙G附近。此外，由于能够简化引导构件22的形状，因此能够实现简易结构的火花塞1。

如上所述，根据本例，能够提供与在内燃机上的安装状态无关地能够确保稳定的点火性能的内燃机用的火花塞。

(比较例1)

本例是如图9～图12所示接地电极95由竖立设置部951和对置部952构成的通常的火花塞9的例子。

如图9所示，接地电极95具有从外壳92的前端面921向前端侧竖立设置的竖立设置部951、以及从竖立设置部951的前端弯曲而具有在火花塞9的轴方向上与中心电极94的前端部941对置的对置面953的对置部952。

即，火花塞9没有像实施例1那样的配置有从外壳前端部向前端侧突出的引导构件22的结构(参照图1)。

其他与实施例1相同。

在本例的情况下，在将火花塞9安装在内燃机上使用时，如图10(A)～(C)所示，根据火花塞9的安装状态，火花放电间隙G中的火花S的放电长度N大幅变化。这是由与燃烧室中的气流F的方向之间的关系引起的。

即，如图10(A)所示，在火花塞9在内燃机上安装成接地电极95的竖立设置部951配置在火花放电间隙G的上游侧的情况下，放电长度N变得极小。

另一方面，如图10(B)所示，在火花塞9在内燃机上安装成接地电极95的竖立设置部951相对于火花放电间隙G的位置配置于与气流F的方向正交的位置上的情况下，放电长度N变得极大。

此外，如图10(C)所示，在火花塞9在内燃机上安装成接地电极95的竖立设置部951配置在火花放电间隙G的下游侧的情况下，放电长度N在某种程度上增大，但与上述图10(B)所示的情况相比减小。

另外，在此，放电长度N是指，与火花塞的轴方向正交的方向上的火花放电长度。

上述放电长度N的变动的方式是通过将气流F的流速设为15m/s并测定在火花放电间隙G中产生的火花S的放电长度N来得到的知识，具体地说，如图11所示，根据各火花塞9的安装状态，在放电长度N上产生大的差异。

图11中的A、B、C分别表示图10(A)、(B)、(C)所示的安装状态下的放电长度N的数据。

此外，关于放电长度N与火花塞9的点火性能之间的关系，也如图12所示那样确认出放电长度N越长则点火性能越提高。在此，点火性能是根据A/F极限、即能够点燃混合气的空燃比的极限值来评价得到的，A/F极限越高(能够点燃的混合气越希薄)则点火性能越高。

从图11、图12可知，比较例1的火花塞9根据在内燃机上的安装状态，点火性能大幅变动。

认为在火花塞9中的竖立设置部951配置在火花放电间隙G的上游侧时，放电长度N变得极短，点火性能降低的主要原因在于，如图10(A)所示，气流F被竖立设置部951遮挡，导致火花放电间隙G附近的气流停滞。认为由此导致火花S难以伸长，从而无法得到足够的放电长度N，其结果，火花塞9难以得到稳定的点火性能。

(比较例2)

本例是如图13所示将接地电极5的对置部52的截面形状设为长方形状的例子。

即，将接地电极5的对置部52形成为，侧面523、524与对置面521所成的角度成为直角。此外，接地电极5的竖立设置部51的截面形状也设为长方形状。即，将接地电极5的竖立设置部51形成为，周方向侧面513、514与径向内侧面511所成的角度成为直角。

其他与实施例1相同。另外，本例及本例所涉及的附图中所使用的符号中的与在实施例1中使用的符号相同的符号在没有特别说明的情况下表示与实施例1相同的构成要素等。

在本例的火花塞902中，在接地电极5的竖立设置部51配置在火花放电间隙G的上游侧的情况下，能够通过引导构件22的引导功能朝向火花放电间隙G引导气流。

但是，存在通过引导构件22的引导功能朝向火花放电间隙G被引导的气流F1被具有从火花塞1的前端侧朝向基端侧的矢量的气流F2阻碍的可能性。即，如上所述，燃烧室内的气流中还存在具有从火花塞1的前端侧朝向基端侧的矢量的气流F2。该气流F2被接地电极5的对置部52阻碍朝向火花放电间隙G的导入。并且，该气流F2经过对置部52的两侧方。

在本例的火花塞902中，接地电极5的对置部52的侧面523与对置面521形成直角。即，侧面523与火花塞902的轴方向平行地形成。因此，在对置部52的侧方经过的气流F2沿着侧面523在火花塞902的轴方向上流动。这样，如上所述经过竖立设置部51的侧方且被引导构件22引导而要朝向火花放电间隙G的气流F1被经过对置部52的侧方的气流F2阻碍，存在难以被向火花放电间隙G引导的可能性。

(实施例2)

本例是如图14～图17所示在接地电极5的对置部52的对置面521上配设有由贵金属端头构成的对置突起525的例子。

对置突起525与中心电极4的前端部41对置配置，在前端部41与对置突起525之间形成有火花放电间隙G。构成对置突起525的贵金属端头具体地说由Pt-Rh合金构成。此外，中心电极4的前端部41也由贵金属端头构成，具体地说由铱铑合金(Ir-Rh合金)构成。对置突起525具有大致圆柱形状，其直径为0.9mm，从对置面521的突出高度为0.8mm。此外，中心电极4的前端部41也具有大致圆柱形状，其直径为0.7mm。此外，火花放电间隙G的大小为1.05mm。

此外，中心电极4的前端部41从绝缘子3的前端在轴方向上突出1.5mm。此外，外壳2及接地电极5的主体部由镍合金构成。外壳2的直径为10.2mm，外壳2的前端部21的壁厚为1.45mm。

如图15所示，接地电极5的对置部52将引导构件22侧的侧面523倾斜为相对于对置面521成钝角。此外，对置部52上的与引导构件22相反侧的侧面524构成曲面。该曲面的曲率半径为0.8mm。此外，在侧面523与对置面521之间，形成曲面状的倒角部，该倒角部的曲率半径为0.2mm。

此外，在侧面523与背面522之间也形成有曲面状的倒角部，该倒角部的曲率半径为0.4mm。并且，侧面523与背面522所成的角度为63.4°。即，侧面523与对置面521所成的角度为116.6°。接地电极5的对置部52在火花塞1的轴方向上的厚度为1.3mm，在与火花塞1的轴方向及对置部52的长边方向这双方正交的方向上的宽度为2.4mm。

另外，接地电极5的竖立设置部51的截面形状也是与对置部52的截面形状相同的形状。即，接地电极5通过将具有如上所述的截面形状的棒状体弯曲来形成由竖立设置部51和对置部52构成的接地电极5。

此外，如图16、图17所示，引导构件22具有大致四棱柱形状。引导构件22的通过与火花塞1的轴方向正交的平面得到的截面形状为大致长方形状。该大致长方形状中，与引导面221平行的方向上的尺寸为1.8mm，与引导面221正交的方向上的尺寸为1.2mm。此外，从外壳2的前端部21的引导构件22的突出高度为7mm，与从外壳2的前端部21的接地电极5的突出高度相同。

并且，在从火花塞1的轴方向观察的状态下，引导构件22被配设成，经过其中心且与引导面221平行的直线经过塞子中心(火花放电间隙G)的状态。此外，经过引导构件22的中心且与引导面221平行的直线与经过接地电极5的竖立设置部51的中心且与对置部52平行的直线彼此形成45°的角度。

其他与实施例1相同。另外，本例及本例所涉及的附图中所使用的符号中的与在实施例1中使用的符号相同的符号在没有特别说明的情况下表示与实施例1相同的构成要素等。

在本例的情况下，也能够得到与实施例1相同的作用效果。另外，本例的作用效果能够通过后述的实验例1、实验例2的结果具体得到支持。

(比较例3)

本例是如图18～图20所示在实施例2的火花塞1中去除了引导构件22的状态的火花塞903的例子。其他与实施例2相同。另外，本例及本例所涉及的附图中所使用的符号中的与在实施例2中使用的符号相同的符号在没有特别说明的情况下表示与实施例2相同的构成要素等。

(比较例4)

本例是如图21～图23所示在实施例2的火花塞1中将对置部52的截面形状设置成大致长方形状的状态的火花塞904的例子。

即，与比较例2同样，将对置部52的截面形状设置成大致长方形状，侧面523、524都没有倾斜成相对于对置面521成钝角。其中，严格地说，如图22所示，对置部52的侧面523、524为曲面状。并且，该曲面的曲率半径设为0.8mm。此外，对置部52在火花塞904的轴方向上的厚度为1.3mm，在与火花塞904的轴方向及对置部52的长边方向这双方正交的方向上的宽度为2.6mm。

其他与实施例2相同。另外，本例及本例所涉及的附图中所使用的符号中的与在实施例2中使用的符号相同的符号在没有特别说明的情况下表示与实施例2相同的构成要素等。

(比较例5)

本例是如图24所示与比较例3同样没有设置引导构件22，且与比较例4同样将对置部52的截面形状设为大致长方形状的状态的火花塞905的例子。

对置部52的形状与比较例4相同。即，与比较例4的不同点仅在于没有设置引导构件22。其他与比较例4相同。另外，本例及本例所涉及的附图中所使用的符号中的与在比较例4中使用的符号相同的符号在没有特别说明的情况下表示与比较例4相同的构成要素等。

(实验例1)

本例是如图25、图26所示对实施例2(图14～图17)、比较例3(图18～图20)、比较例4(图21～图23)的火花塞间接地评价它们的点火性能的例子。

如图25所示，将各火花塞在腔室中设置成，在流速20m/s的气流中的火花放电间隙G的上游侧配置接地电极5的竖立设置部51。在此，气流F相对于火花塞的轴方向倾斜。即，气流F的方向设为从火花塞的轴方向的前端侧且接地电极5的竖立设置部51侧朝向火花塞的轴方向的基端侧且与竖立设置部51相反的一侧的方向，气流F与火花塞的轴方向所成的角度设为65°。即，该气流F具有在火花塞的轴方向上从前端侧朝向基端侧的矢量。另外，为了容易再现该气流的方向，使腔室中的突出火花塞的壁面7相对于火花塞的轴方向倾斜65°，与气流F平行。

在这种条件下设置各火花塞并测定火花放电间隙G中的气流的流速。

由于已经确认了若火花放电间隙G中的气流的流速小，则火花的放电长度变短，若放电长度变短，则点火性能下降(参照图12)，因此能够通过测定火花放电间隙G中的气流的流速来间接地评价点火性能。

图26表示测定结果。在火花放电间隙G中的中心电极4的中心轴上的12处测定气流的流速，根据其中的流速最大的部分的流速来进行评价。

从图26可知，在比较例3、比较例4的火花塞中，火花放电间隙G中的流速相对于所供给的气流的主流的流速(20m/s)为一半以下。而在实施例2的火花塞中，火花放电间隙G中的气流的流速与所供给的气流的主流的流速(20m/s)相同或为其以上。

根据本例的结果可知，实施例2的火花塞1在燃烧室内产生了具有轴方向的矢量的气流的情况下，即使在接地电极5的竖立设置部51配置在气流的上游侧时，也能够充分确保火花放电间隙G中的气流。因此，即使在上述状况下，实施例2的火花塞1也能够确保稳定的点火性能。

(实验例2)

本例是如图27所示使用实施例2的火花塞1(图14～图17)和比较例5的火花塞905(图24)分析了各自的A/F极限根据接地电极5中的竖立设置部51相对于气流F的配置位置如何变化的例子。

具体地说，将各火花塞安装在1800cc的四缸发动机中的安装有燃烧压传感器的特定的1个缸体的燃烧室内。此时，在从轴方向前端侧观察火花塞时，使气流F的上游方向与接地电极5的竖立设置部51相对于火花放电间隙G的配置位置所成的角度(安装角度β)到-180°～180°为止每隔45°进行变化，并在各状态下测定A/F极限。即，在安装角度β为0°时，接地电极5的竖立设置部51配置在火花放电间隙G的上游侧，安装角度β为180°(-180°)时，接地电极5的竖立设置部51配置在火花放电间隙G的下游侧。

将实施例2的火花塞1和比较例5的火花塞905中分别如上所述改变相对于气流F的朝向，将气流F的流速设为20m/s，并分别测定A/F极限。

即，在将火花塞配置成预定的状态的各状态下，使发动机以发动机转速2000rpm运转。并且，在图示平均有效压Pmi为0.28MPa的条件下，一边逐渐改变A/F(空燃比)的值，一边根据燃烧压传感器的输出来测定燃烧变动率，分析A/F极限。

另外，燃烧变动率通过图示平均有效压Pmi的(标准偏差/平均)×100％来表示。此外，A/F极限为能够点燃的空燃比的极限。在本例中，将变得比发动机能够进行圆滑的运转的燃烧变动率的值大的A/F的值设为A/F极限。

图27表示A/F极限的测定结果。在该图中，标注了符号C1的断续线所示的折线为对实施例2的火花塞1的测定结果，标注了符号C2的断续线所示的折线为对比较例5的火花塞905的测定结果。在该图的图表中，横轴为安装角度β，纵轴为A/F极限。并且，A/F极限的值越高，点火性能越好。

如图27所示，表示比较例5的火花塞905的A/F极限的折线图C2中，A/F极限根据安装角度β的不同而大幅变动。这表示比较例5的火花塞905的A/F极限即点火性能根据气流F相对于火花塞905的方向换言之火花塞905在内燃机上的安装状态而大幅变动。此外，可知尤其是在安装角度β为0°的位置，A/F极限极低。即，在接地电极5的竖立设置部51相对于火花放电间隙G配置在气流F的上游侧时，A/F极限极低，可知存在点火性能大幅下降的可能性。

而表示实施例2的火花塞1的A/F极限的折线图C1表示即使在安装角度β为0°时，A/F极限也得到了改善。这表示火花塞1与安装状态无关地能够确保足够的点火性能。因此，可知实施例2的火花塞1与安装状态无关地能够确保点火性能。

(实施例3)

本例是如图28、图29所示将接地电极5的对置部52中的一对侧面523、524双方倾斜成相对于对置面521成钝角的例子。

此外，将接地电极5的竖立设置部51中的一对周方向侧面513、514双方倾斜成相对于径向内侧面511成钝角。并且，将引导构件22配置在接地电极5的塞子周方向的两侧。即，引导构件22以从塞子周方向上夹持接地电极5的竖立设置部51的方式配设有2根。

其他与实施例1相同。另外，本例及本例所涉及的附图中所使用的符号中的与在实施例1中使用的符号相同的符号在没有特别说明的情况下表示与实施例1相同的构成要素等。

在本例的情况下也能够得到与实施例1相同的作用效果。

(实施例4)

本例是如图30所示在引导构件22上设置有扭转部222的例子。

即，引导构件22在与外壳2的前端部21接合的基端部与构成引导面221的部分之间的火花塞1的轴方向位置处具有扭转部222。引导构件22具有使截面为长方形状的四棱柱形状的原材料绕其中心轴在扭转部222处扭转约90°的形状。

并且，在比扭转部222靠前端侧的位置形成有引导面221。扭转部222优选形成在比火花放电间隙G靠基端侧的位置。由此，能够将引导面221形成在火花塞1的轴方向上的火花放电间隙G的全长上。并且，更优选的是，扭转部222形成在比绝缘子3的前端靠基端侧的位置。

其他与实施例1相同。另外，本例及本例所涉及的附图中所使用的符号中的与在实施例1中使用的符号相同的符号在没有特别说明的情况下表示与实施例1相同的构成要素等。

在本例的情况下也能够得到与实施例1相同的作用效果。

(实施例5)

本例是如图31所示将通过与火花塞1的轴方向正交的平面得到的引导构件22的截面形状设为三角形状的例子。即，引导构件22具有三棱柱形状。

在本例中，特别是，上述截面形状为正三角形状。并且，在与三角形状的一边对应的引导构件22的一个面上形成有引导面221。

其他与实施例1相同。另外，本例及本例所涉及的附图中所使用的符号中的与在实施例1中使用的符号相同的符号在没有特别说明的情况下表示与实施例1相同的构成要素等。

在本例的情况下也能够得到与实施例1相同的作用效果。

(实施例6)

本例是如图32、图33所示接地电极5的对置部52在与竖立设置部51相反侧的端部具有与对置部52的延伸设置方向及火花塞1的轴方向这双方正交的方向上的宽度比其他部位小的狭窄部526的火花塞1的例子。

狭窄部526的形状例如如图32所示，可以设置成对置部52的端部的宽度逐渐减小的锥形状，也可以如图33所示设置成宽度小的矩形状并向与竖立设置部51相反的一侧突出。

另外，虽然省略图示，但在本例的情况下，对置部52中的引导构件22侧的侧面523也形成为相对于对置面521成钝角。并且，优选的是，狭窄部526中的侧面523也倾斜为相对于对置面521成钝角。

其他与实施例1相同。另外，本例及本例所涉及的附图中所使用的符号中的与在实施例1中使用的符号相同的符号在没有特别说明的情况下表示与实施例1相同的构成要素等。

在本例的情况下，能够减小火花放电间隙G附近的对置部52的宽度。由此，能够抑制对置部52阻碍朝向火花放电间隙G的气流，能够提高火花塞1的点火性能。此外，通过设置狭窄部526，在火花放电间隙G中产生的火焰核容易成长，从该观点考虑，也能够提高火花塞1的点火性能。

除此之外，具有与实施例1相同的作用效果。

另外，接地电极的截面形状不限定于上述实施例，例如还可以采用对置部中的引导构件侧的侧面构成曲面的形状等各种形状。

此外，引导构件的形状也没有特别限定，除了上述的截面长方形状、截面三角形状以外，例如还可以采用截面六边形状、截面梯形状、截面扇形状等各种形状。

符号说明

1 火花塞

2 外壳

21 前端部

22 引导构件

221 引导面

3 绝缘子

4 中心电极

41 前端部

5 接地电极

51 竖立设置部

52 对置部

521 对置面

522 背面

523、524 侧面

G 火花放电间隙

Claims (5)

1.一种内燃机用的火花塞(1)，其特征在于，具备：

筒状的外壳(2)；

筒状的绝缘子(3)，保持在该外壳(2)的内侧；

中心电极(4)，以前端部(41)突出的方式保持在上述绝缘子(3)的内侧；

接地电极(5)，由竖立设置部(51)和对置部(52)构成，该竖立设置部(51)从上述外壳(2)的前端部(21)向前端侧竖立，该对置部(52)从该竖立设置部(51)向径向内侧弯曲，并且隔着该对置部(52)与上述中心电极(4)之间所形成的火花放电间隙(G)而在火花塞(1)的轴方向上与上述中心电极(4)对置；以及

引导构件(22)，在与该接地电极(5)不同的周方向位置上从上述外壳(2)的前端部(21)向前端侧突出，并且具有朝向上述接地电极(5)的上述竖立设置部(51)一侧的引导面(221)，向上述火花放电间隙(G)引导内燃机的燃烧室内的混合气的流动，

上述接地电极(5)的上述对置部(52)具有与上述中心电极(4)对置的对置面(521)、位于该对置面(521)的轴方向相反侧的背面(522)、以及连接上述对置面(521)与上述背面(522)的一对侧面(523、524)，

该一对侧面(523、524)中的至少上述引导构件(22)侧的侧面(523)形成为，与上述对置面(521)所成的角度成为钝角。

2.根据权利要求1所述的内燃机用的火花塞(1)，其特征在于，

上述接地电极(5)的上述竖立设置部(51)具有朝向上述中心电极(4)侧的径向内侧面(511)、位于该径向内侧面(511)的径向相反侧的径向外侧面(512)、以及连接上述径向内侧面(511)与上述径向外侧面(512)的一对周方向侧面(513、514)，该一对周方向侧面(513、514)中的至少上述引导构件(22)侧的周方向侧面(513)形成为，与上述径向内侧面(511)所成的角度成为钝角。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机用的火花塞(1)，其特征在于，

上述对置部(52)在与上述竖立设置部(51)相反侧的端部具有狭窄部(526)，该狭窄部(526)在与上述对置部(52)的延伸设置方向及火花塞(1)的轴方向这双方正交的方向上的宽度比其他部位小。

4.根据权利要求1或2所述的内燃机用的火花塞(1)，其特征在于，

上述引导构件(22)使其前端位于与上述接地电极(5)的前端同等或比上述接地电极(5)的前端更靠基端侧、且与上述绝缘子(3)的前端同等或比上述绝缘子(3)的前端更靠前端侧的位置。

5.根据权利要求1或2所述的内燃机用的火花塞(1)，其特征在于，

上述引导构件(22)与火花塞(1)的轴方向平行地突出。