CN109273989B - 火花塞 - Google Patents
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Abstract
本发明提高火花塞的点火性。火花塞包括:主体金属壳体;绝缘体;中心电极,其形成第1放电面;以及接地电极,其第1端接合于主体金属壳体的顶端面且在包含第2端的第2端部形成第2放电面。在接地电极和中心电极投影于与轴线垂直的第1投影面的情况下,第2放电面的至少一部分配置于与第1放电面重叠的位置。在以使第1端的中心的位置和轴线相重叠的方式将接地电极投影于与轴线平行的第2投影面的情况下,在第2投影面上,第2端部位于比通过第1端的靠与轴线垂直的第1方向侧的端且与轴线平行的直线靠与第1方向相反的第2方向侧的位置,且第2端部中的至少一部分位于比通过第1端的靠第2方向侧的端且与轴线平行的直线靠第2方向侧的位置。
Description
技术领域
本说明书涉及一种用于内燃机的火花塞。
背景技术
作为用于内燃机的火花塞,利用如下的火花塞,该火花塞包括筒状的主体金属壳体、固定于主体金属壳体的内周侧的绝缘体、保持于绝缘体的中心电极、以及接合于主体金属壳体的接地电极。通过对中心电极和接地电极施加电压,从而在形成于中心电极与接地电极之间的间隙产生火花。另外,为了提高点火性,提出如下一种技术:进行火花塞相对于发动机盖的对位,以使气体相对于接地电极的正面沿左右方向流动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2016-184558号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而,抑制相对于气体流动的方向的接地电极的配置的个体差异并不是容易实现的,进而不容易提高点火性。
本说明书公开了一种能够提高火花塞的点火性的技术。
用于解决问题的方案
本说明书例如公开以下的应用例。
(应用例1)
一种火花塞,该火花塞包括:主体金属壳体,其具有沿轴线的方向延伸的贯通孔;绝缘体,其固定于所述主体金属壳体的内周侧;中心电极,其包含配置于所述绝缘体的顶端部的部分且形成朝向顶端侧的第1放电面;以及接地电极,其为棒状,该接地电极的第1端接合于所述主体金属壳体的顶端面,且在包含第2端的第2端部形成第2放电面,在该第2放电面与所述中心电极的所述第1放电面之间形成放电间隙,其中,在将所述接地电极的所述第2放电面和所述中心电极的所述第1放电面投影于与所述轴线垂直的第1投影面的情况下,所述接地电极的所述第2放电面的至少一部分配置于与所述中心电极的所述第1放电面重叠的位置,在以使所述第1端的中心的位置和所述轴线相重叠的方式将所述接地电极投影于与所述轴线平行的第2投影面的情况下,在所述第2投影面上,所述第2端部位于比通过所述第1端的靠与所述轴线垂直的第1方向侧的端且与所述轴线平行的直线靠同所述第1方向相反的第2方向侧的位置,且所述第2端部中的至少一部分位于比通过所述第1端的靠所述第2方向侧的端且与所述轴线平行的直线靠所述第2方向侧的位置。
采用该结构,在第2投影面上,接地电极的用于形成第2放电面的第2端部配置于相对于轴线向第2方向侧偏移的位置,因此,在放电间隙的附近产生的火焰能够容易地朝向火花塞的顶端侧蔓延。其结果,能够提高火花塞的点火性。
(应用例2)
根据应用例1所述的火花塞,其中,所述接地电极包含用于形成所述第2放电面的电极头和棒状的电极母材,在将所述接地电极和所述中心电极的所述第1放电面投影于与所述轴线垂直的所述第1投影面的情况下,所述电极头具有从所述电极母材的靠短边方向侧的端突出的部分,所述接地电极的所述电极母材配置于未与所述中心电极的所述第1放电面重叠的位置,所述电极头的所述突出的部分包含与所述中心电极的所述第1放电面重叠的部分。
采用该结构,在第1投影面上,电极母材配置于未与中心电极的第1放电面重叠的位置,因此,能够抑制朝向火花塞的顶端侧蔓延的火焰接触于电极母材,从而能够提高火花塞的点火性。另外,由于电极头中的从电极母材的靠短边方向侧的端突出的部分包含与中心电极的第1放电面重叠的部分,因此能够抑制电极头的消耗。
(应用例3)
根据应用例1或2所述的火花塞,其中,所述绝缘体包括位于比所述主体金属壳体的所述顶端面靠顶端侧的位置的部分,所述接地电极包含作为四方棒状的部分的四方棒部分,该四方棒部分接合于所述主体金属壳体的所述顶端面,并且从所述主体金属壳体的所述顶端面延伸到比所述绝缘体的顶端靠顶端侧的位置,所述四方棒部分中的比所述绝缘体的所述顶端靠顶端侧的部分包含向与所述轴线垂直的方向扭转的部分,在比所述绝缘体的所述顶端靠后端侧的位置,所述四方棒部分的向与所述轴线垂直的方向上的扭转小于所述扭转的部分的扭转。
采用该结构,在比绝缘体的顶端靠后端侧的位置,四方棒部分的向与轴线垂直的方向上的扭转小于扭转的部分的扭转,因此,能够抑制在比绝缘体的顶端靠后端侧的位置处接地电极的四方棒部分与中心电极之间的距离变短。其结果,能够抑制在比绝缘体的顶端靠后端侧的位置处在接地电极的四方棒部分与中心电极之间产生放电。
另外,本说明书所公开的技术能够以各种方式来实现,例如,能够以火花塞、使用了火花塞的点火装置、搭载该火花塞的内燃机、搭载使用了该火花塞的点火装置的内燃机等的方式来实现。
附图说明
图1是内燃机的一个例子以及火花塞100、进气阀730、排气阀740之间的配置例的说明图。
图2是作为一个实施方式的火花塞100的剖视图。
图3是火花塞100的概略图。
图4是火花塞的其他的实施方式的概略图。
图5是火花塞的另一实施方式的概略图。
图6是火花塞的又一个实施方式的概略图。
附图标记说明
8、顶端侧密封件;10、绝缘体;10s、顶端;10t、顶端部;11、内径缩小部;12;贯通孔(轴孔);13、后端侧主体部;14、大径部;15、顶端侧主体部;16、外径缩小部;19、腿部;20、中心电极;20s、放电面;20t、部分;21、外层;22、芯部;23、凸缘部;24、头部;27、轴部;28、棒部;29、第1电极头;30、30a、30b、30c、接地电极;30s、30bs、30cs、放电面;31、外层;32、内层;33、33b、基端部;33c、中心位置;33s、端;33s1、第1端;33s2、第2端;34、34b、顶端部;34s、34bs、端(顶端);34x、34ax、34bx、34cx、顶端部;35、35b、扭转的部分;36、36b、部分;37、37b、母材;38、38b、端;39、39b、39c、第2电极头;39b1o、39c1o、部分;39b1、39c1、第1部分;39b2、39c2、第2部分;40、端子金属壳体;41、轴部;48、凸缘部;49、帽安装部;50、主体金属壳体;51、工具卡合部;52、顶端侧主体部;53、后端部;54、中间主体部;54f、座面;55、顶端面;56、突出部;56r、后表面;57、螺纹部;58、连接部;59、贯通孔;61、环构件;70、滑石;72、第1密封部;73、电阻器;74、第2密封部;90、密封垫片;100、100a、100b、100c、火花塞;700、内燃机;710、发动机盖;711、第1壁;712、进气口;713、第2壁;714、排气口;718、安装孔;719、内壁;720、缸体;729、缸壁;730、730a、730b、进气阀;740、740a、740b、排气阀;750、活塞;759、面;790、燃烧室;g、放电间隙;D1、第1方向;L1、第1直线;D2、第2方向;L2、第2直线;C3、进气重心位置;D3、第3方向;C4、排气重心位置;D4、第4方向;D9、方向;CL、中心轴线(轴线);Dc、方向;Dp、塞阀方向(气体方向);Dv、阀配置方向;Dx、Dbx、长边方向;Dy、Dby、短边方向;D35、方向;C3a、第1中心位置;C4a、中心位置;Df、顶端方向(前方向);Dfr、后端方向(后方向)。
具体实施方式
A.第1实施方式:
图1的(A)是内燃机的一个例子的说明图。在图中,示出内燃机700的多个(例如4个)燃烧室(也称作工作缸)中的1个燃烧室790的概略剖视图。内燃机700包括发动机盖710、缸体720、活塞750、以及火花塞100。活塞750与未图示的连杆连结,连杆与未图示的曲轴连结。
缸体720具有缸壁729,该缸壁729形成燃烧室790中的一部分(大致圆筒状的空间)。在缸体720的一个方向侧(图1的(A)的上侧)固定有发动机盖710。发动机盖710具有:内壁719,其形成燃烧室790的端部;第1壁711,其形成与燃烧室790连通的进气口712;进气阀730,其能够使进气口712开闭;第2壁713,其形成与燃烧室790连通的排气口714;排气阀740,其能够使排气口714开闭;以及安装孔718,其用于安装火花塞100。活塞750在由缸壁729形成的空间内往复运动。由活塞750的发动机盖710侧的面759、缸体720的缸壁729、以及发动机盖710的内壁719围成的空间相当于燃烧室790。火花塞100的中心电极20和接地电极30暴露于燃烧室790。图中的中心轴线CL是火花塞100的中心轴线CL(也称作轴线CL)。
图1的(B)是表示火花塞100、进气阀730、以及排气阀740之间的配置例的投影图。该投影图是通过将要素100、730、740与轴线CL平行地投影于同火花塞100的轴线CL垂直的投影面上而得到的投影图。图示的要素100、730、740是1个燃烧室790(图1)的要素。在图中,对表示阀730、740的区域分别施加了阴影。
如图1的(B)所示,在本实施方式的内燃机700的1个燃烧室790设有1个火花塞100、两个进气阀730、以及两个排气阀740。对于投影图中的阀730、740,均示出了关闭状态的阀730、740。另外,对于投影图中的阀730、740,均示出了它们暴露于燃烧室790内的部分。以下,在区分两个进气阀730的情况下,对附图标记“730”的末尾附加标识符(在此,“a”或“b”)。对于两个排气阀740,也同样地加以区分。
在图中,示出阀730a、730b、740a、740b各自的中心位置C3a、C3b、C4a、C4b。这些中心位置C3a、C3b、C4a、C4b分别示出用于表示图1的(B)所示的投影面上的阀730a、730b、740a、740b的区域的重心位置。例如,第1中心位置C3a是表示第1进气阀730a的区域的重心位置。此外,区域的重心是假定了区域内质量均匀分布的情况下的重心位置。
在图中示出两个重心位置C3、C4。进气重心位置C3是两个进气阀730a、730b各自的中心位置C3a、C3b的重心位置。排气重心位置C4是两个排气阀740a、740b各自的中心位置C4a、C4b的重心位置。此外,多个中心位置的重心位置是假定了在各中心位置配置有相同质量的情况下的重心位置。
在图中,示出阀配置方向Dv和方向Dp。阀配置方向Dv是自进气重心位置C3起朝向排气重心位置C4去的方向。方向Dp是自轴线CL起朝向阀配置方向Dv去的方向。在图1的(B)的实施方式中,火花塞100安装在两个进气阀730a、730b与两个排气阀740a、740b之间。在该情况下,在图1的(B)的投影图上,在火花塞100点火时在电极20、30的附近流动的气体的移动方向可能与方向Dp大致相同(以下,也将方向Dp称作气体方向Dp)。此外,实际的气体的流动方向可能是相对于轴线CL倾斜的方向。
接下来,说明火花塞100的结构。图2是作为一个实施方式的火花塞100的剖视图。在图中示出了火花塞100的中心轴线CL(也称作“轴线CL”)和包含火花塞100的中心轴线CL的平坦的截面。以下,也将与中心轴线CL平行的方向称作“轴线CL的方向”、或者简称作“轴线方向”或“前后方向”。也将以轴线CL为中心的圆的径向称作“径向”。径向是与轴线CL垂直的方向。也将以轴线CL为中心的圆的圆周方向称作“周向”。也将与中心轴线CL平行的方向中的、图2的下方向称作顶端方向Df或者前方向Df,也将与中心轴线CL平行的方向中的、图2的上方向称作后端方向Dfr或者后方向Dfr。顶端方向Df是自后述的端子金属壳体40朝向中心电极20去的方向。此外,将图2的顶端方向Df侧称作火花塞100的顶端侧,将图2的后端方向Dfr侧称作火花塞100的后端侧。
火花塞100包括:筒状的绝缘体10,其具有沿着轴线CL延伸的贯通孔12(也称作轴孔12);中心电极20,其保持在贯通孔12的顶端侧;端子金属壳体40,其保持在贯通孔12的后端侧;电阻器73,其在贯通孔12内配置于中心电极20和端子金属壳体40之间;导电性的第1密封部72,其与中心电极20和电阻器73接触,而将这些中心电极20和电阻器73电连接;导电性的第2密封部74,其与电阻器73和端子金属壳体40接触,而将这些电阻器73和端子金属壳体40电连接;筒状的主体金属壳体50,其固定于绝缘体10的外周侧;以及接地电极30,其以一端接合于主体金属壳体50的顶端面55并且另一端隔着间隙g与中心电极20相对的方式配置。此外,在本实施方式中,顶端面55是与轴线CL垂直的平坦的面。
在绝缘体10的轴线方向上的大致中央形成有外径最大的大径部14。在比大径部14靠后端侧的位置形成有后端侧主体部13。在比大径部14靠顶端侧的位置形成有外径小于后端侧主体部13的外径的顶端侧主体部15。在比顶端侧主体部15更靠顶端侧的位置,朝向顶端侧依次形成有外径缩小部16和腿部19。外径缩小部16的外径随着朝向前方向Df去而逐渐变小。在外径缩小部16的附近(在图2的例子中是顶端侧主体部15)形成有随着朝向前方向Df去内径逐渐变小的内径缩小部11。优选的是,绝缘体10在考虑机械强度、热强度、电气强度的前提下形成,例如通过烧制氧化铝而形成(也可以采用其他的绝缘材料)。
中心电极20是金属制的构件,其配置在绝缘体10的贯通孔12内的前方向Df侧的端部。中心电极20具有大致圆柱状的棒部28和接合(例如激光焊接)于棒部28的顶端的第1电极头29。棒部28具有靠后方向Dfr侧的部分即头部24和与头部24的靠前方向Df侧的部分连接的轴部27。轴部27与轴线CL平行地朝向前方向Df延伸。头部24中的靠前方向Df侧的部分形成有凸缘部23,该凸缘部23具有比轴部27的外径大的外径。利用绝缘体10的内径缩小部11支承凸缘部23的靠前方向Df侧的面。轴部27连接于凸缘部23的靠前方向Df侧的部分。第1电极头29接合于轴部27的顶端。棒部28是供第1电极头29接合的基部的例子。
棒部28具有外层21和配置于外层21的内周侧的芯部22。外层21由与芯部22相比耐氧化性优异的材料(例如含有镍作为主要成分的合金)形成。在此,主要成分是指含有率(重量百分比(wt%))最高的成分。芯部22由与外层21相比导热率较高的材料(例如含有纯铜、铜作为主要成分的合金等)形成。第1电极头29使用与轴部27相比对于放电的耐久性优异的材料(例如铱(Ir)、铂(Pt)等贵金属)形成。中心电极20中的包含第1电极头29的靠顶端侧的一部分自绝缘体10的轴孔12暴露在前方向Df侧。中心电极20中的靠后方向Dfr侧的部分20t配置在轴孔12内。如此,中心电极20以包含配置于绝缘体10的顶端部10t的这部分(部分20t中的至少一部分)的方式配置在绝缘体10的轴孔12内。绝缘体10的顶端部10t是绝缘体10中的包含顶端的部分,也是位于比主体金属壳体50的顶端面55靠前方向Df侧的位置的部分。此外,第1电极头29也可以省略。另外,芯部22也可以省略。在任一种情况下都优选的是,中心电极中的靠前方向Df侧的至少一部分位于比绝缘体10的顶端靠前方向Df侧的位置。
端子金属壳体40是与轴线CL平行地延伸的棒状的构件。端子金属壳体40使用导电性材料形成(例如含有铁作为主要成分的金属)。端子金属壳体40具有朝向前方向Df按顺序排列的帽安装部49、凸缘部48以及轴部41。轴部41插入于绝缘体10的轴孔12的靠后方向Dfr侧的部分。帽安装部49在绝缘体10的后端侧暴露于轴孔12外。
在绝缘体10的轴孔12内,在端子金属壳体40与中心电极20之间配置有用于抑制电噪声的电阻器73。电阻器73使用导电性材料(例如玻璃、碳颗粒及陶瓷颗粒的混合物)形成。在电阻器73与中心电极20之间配置第1密封部72,在电阻器73与端子金属壳体40之间配置有第2密封部74。这些密封部72、74使用导电性材料(例如金属颗粒与同电阻器73的材料所含有的玻璃相同的玻璃的混合物)形成。中心电极20借助第1密封部72、电阻器73、第2密封部74与端子金属壳体40电连接。
主体金属壳体50是具有沿着轴线CL延伸的贯通孔59的筒状的构件。在本实施方式中,主体金属壳体50的中心轴线与轴线CL相同。在主体金属壳体50的贯通孔59插入有绝缘体10,主体金属壳体50固定于绝缘体10的外周。主体金属壳体50使用导电材料(例如含有作为主要成分的铁的碳钢等金属)形成。绝缘体10的靠前方向Df侧的一部分暴露于贯通孔59外。此外,绝缘体10的靠后方向Dfr侧的一部分暴露于贯通孔59外。
主体金属壳体50具有工具卡合部51和顶端侧主体部52。工具卡合部51是供火花塞用的扳手(未图示)嵌合的部分。顶端侧主体部52是包含主体金属壳体50的顶端面55的部分。在顶端侧主体部52的外周面形成有用于与内燃机的安装孔(例如图1的内燃机700的安装孔718)螺纹结合的螺纹部57。螺纹部57是形成有沿轴线CL的方向延伸的外螺纹的部分。
在主体金属壳体50的处于工具卡合部51与顶端侧主体部52之间的外周面形成有向径向外侧延伸出的凸缘状的中间主体部54。中间主体部54的外径大于螺纹部57的最大外径(即螺纹牙的顶部的外径)。中间主体部54的靠前方向Df侧的面54f是座面,其用于形成与内燃机中的形成安装孔的部分即安装部(例如发动机盖)之间的密封(称作座面54f)。
在顶端侧主体部52的螺纹部57与中间主体部54的座面54f之间配置有环状的密封垫片90。密封垫片90在火花塞100被安装到内燃机时压扁变形,从而将主体金属壳体50的座面54f与未图示的内燃机的安装部(例如发动机盖)之间的间隙密封。此外,密封垫片90也可以省略。在该情况下,主体金属壳体50的座面54f通过直接接触内燃机的安装部而将座面54f与内燃机的安装部之间的间隙密封。
在主体金属壳体50的顶端侧主体部52形成有朝向径向的内侧延伸出的延伸部56。延伸部56是内径至少小于延伸部56的后方向Dfr侧的部分的内径的部分。在本实施方式中,在延伸部56的后方向Dfr侧的面56r(也称作后表面56r)处,内径朝向前方向Df去逐渐变小。在延伸部56的后表面56r与绝缘体10的外径缩小部16之间夹有顶端侧密封件8。在本实施方式中,顶端侧密封件8例如是铁制的板状环(也可以采用其他的材料(例如铜等金属材料))。延伸部56借助密封件8间接地从前方向Df侧支承绝缘体10的外径缩小部16。此外,密封件8也可以省略。在该情况下,延伸部56(具体而言为延伸部56的后表面56r)可以接触于绝缘体10的外径缩小部16。即,延伸部56可以直接地支承绝缘体10。
在主体金属壳体50的比工具卡合部51靠后端侧的位置形成有后端部53,该后端部53用于形成主体金属壳体50的后端且是比工具卡合部51薄的薄壁部分。此外,在中间主体部54与工具卡合部51之间形成有将中间主体部54和工具卡合部51连接起来的连接部58。连接部58是比中间主体部54和工具卡合部51薄的薄壁部分。在主体金属壳体50的从工具卡合部51到后端部53的内周面与绝缘体10的后端侧主体部13的外周面之间插入有圆环状的环构件61、62。并且,在这些环构件61、62之间填充有滑石70的粉末。在火花塞100的制造工序中,当后端部53向内侧弯折而被压紧时,连接部58随着被施加压缩力而向外变形,其结果,将主体金属壳体50和绝缘体10固定起来。滑石70在该压紧工序时被压缩,使主体金属壳体50与绝缘体10之间的气密性提高。此外,密封件8在绝缘体10的外径缩小部16与主体金属壳体50的延伸部56之间被按压,于是将主体金属壳体50与绝缘体10之间密封。
接地电极30是金属制的构件,并具有棒状的母材37和接合于母材37的顶端部34的第2电极头39。母材37的另一个端部33(也称作基端部33)接合(例如电阻焊接)于主体金属壳体50的顶端面55。对于母材37而言,从接合于主体金属壳体50的基端部33朝向顶端方向Df延伸,然后朝向中心轴线CL弯曲并沿与轴线CL交叉的方向延伸而到达顶端部34。第2电极头39固定(例如电阻焊接、激光焊接)于顶端部34的靠后方向Dfr侧的部分。在接地电极30的第2电极头39和中心电极20的第1电极头29之间形成间隙g。即,接地电极30的第2电极头39配置于中心电极20的第1电极头29的前方向Df侧,并隔着间隙g与第1电极头29相对。第2电极头39是使用与母材37相比针对放电的耐久性优异的材料(例如铱(Ir)、铂(Pt)等贵金属)形成的。此外,第2电极头39也可以省略。
此外,第2电极头39小于母材37。因而,包含母材37和第2电极头3的接地电极30整体上是棒状的构件。以下,也将棒状的接地电极30的两端部中的包含第2电极头39的端部称作顶端部34x。顶端部34x是包含第2电极头39和母材37的顶端部34的端部。
母材37具有外层31和配置在外层31的内周侧的内层32。外层31由与内层32相比耐氧化性优异的材料(例如含有镍作为主要成分的合金)形成。内层32由与外层31相比导热率较高的材料(例如纯铜、含有铜作为主要成分的合金等)形成。另外,内层32也可以省略。
图3的(A)~图3的(C)是火花塞100的包含电极20、30的局部概略图。图3的(A)是将火花塞100投影于与后述的第1方向D1垂直的投影面上而得到的投影图,图3的(B)是将火花塞100投影于与后述的第3方向D3垂直的投影面上而得到的投影图,图3的(C)是将火花塞100与轴线CL平行地投影于同轴线CL垂直的投影面上而得到的投影图。图中的方向D1、D2、D3、D4分别是与轴线CL垂直的方向。在后面叙述这些方向D1、D2、D3、D4的详细内容。
在图3的(C)的投影图中,利用阴影示出了接地电极30的母材37的基端部33中的接合于主体金属壳体50的顶端面55的端33s。图示的端33s表示接地电极30中的接合于主体金属壳体50的顶端面55的端面。图中的中心位置33c是端33s的中心的位置。端33s的中心位置33c是假定了在图3的(C)所示那样的与轴线CL垂直的投影面上的表示端33s(在此为端面)的区域内质量均匀分布的情况下的重心。
在本实施方式中,接地电极30通过焊接(例如电阻焊接)接合于主体金属壳体50的顶端面55。在接地电极30与主体金属壳体50之间能够形成将接地电极30和主体金属壳体50接合起来的接合部(省略图示)。接合部是在焊接时接地电极30和主体金属壳体50熔融了的部分经冷却而凝固成的部分(也称作熔融部)。这样的接合部是使接地电极30和主体金属壳体50一体化而成的部分。另外,接合部包含接地电极30和主体金属壳体50的各自成分。接合部的形状在多个火花塞100之间可以各不相同。作为接地电极30的端33s,示出从接地电极30除去接合部之后余下的部分中的、直接或借助接合部间接地接合于主体金属壳体50的面。
第3方向D3是与轴线CL垂直的方向,是自轴线CL朝向端33s的中心位置33c去的方向。第1方向D1是与轴线CL垂直且与第3方向D3垂直的方向。第2方向D2是第1方向D1的相反方向。第4方向D4是第3方向D3的相反方向。
在本实施方式中,接地电极30的母材37是四方棒状的构件。在图3的(C)的投影图中,接地电极30的端33s的形状是大致矩形形状。该端33s的轮廓的形状是包含与自轴线CL朝向中心位置33c去的第3方向D3平行的两条边和与第3方向D3垂直的两条边的大致矩形形状。如此,接地电极30的端33s以不相对于自轴线CL朝向端33s的中心位置33c去的方向D3倾斜的方式接合于主体金属壳体50的顶端面55。假设在端33s相对于第3方向D3斜向地倾斜的情况下,端33s的角部可能伸出到顶端面55外。为了不使端33s从顶端面55伸出,而要将端33s的尺寸限制为较小的尺寸。在该情况下,自接地电极30朝向主体金属壳体50的散热受到抑制,因此,接地电极30会变得容易消耗。另外,接地电极30与主体金属壳体50之间的接合强度会降低。在本实施方式中,由于端33s未相对于第3方向D3倾斜,因此,能够利用较大的端33s。因而,能够抑制接地电极30的消耗,从而能够提高接地电极30与主体金属壳体50之间的接合强度。但是,端33s也可以相对于第3方向D3斜向地倾斜。
图3的(A)的投影图是将火花塞100朝向第1方向D1投影在与第1方向D1垂直的投影面上而得到的投影图。如图示那样,对于接地电极30的母材37而言,从接合于主体金属壳体50的端33s朝向前方向Df延伸,然后朝向轴线CL弯曲并沿与轴线CL交叉的方向延伸而到达端34s。基端部33是包含端33s的端部,顶端部34是包括端34s的端部。第2电极头39接合于母材37的顶端部34的靠后方向Dfr侧的面。另外,绝缘体10的顶端10s位于比主体金属壳体50的顶端面55靠前方向Df侧的位置。并且,接地电极30的母材37从主体金属壳体50的顶端面55延伸到比绝缘体10的顶端10s靠前方向Df侧的位置。
在图3的(A)中,示出了中心电极20的放电面20s和接地电极30的放电面30s。在本实施方式中,中心电极20的放电面20s是第1电极头29的靠前方向Df侧的面,并朝向前方向Df侧。在本实施方式中,放电面20s是与轴线CL大致垂直的平面。另外,接地电极30的放电面30s是第2电极头39的靠后方向Dfr侧的面,并朝向后方向Dfr侧。在本实施方式中,放电面30s是与轴线CL大致垂直的平面。在这些放电面20s、30s之间形成放电间隙g。接地电极30的放电面30s配置于比中心电极20的放电面20s靠前方向Df侧的位置。
如图3的(C)的投影图所示,接地电极30从接合于主体金属壳体50的端33s的位置朝向与第3方向D3相反的第4方向D4侧延伸并到达顶端部34x。图中的方向Dx示出接地电极30的延伸方向。接地电极30的延伸的方向Dx相对于第4方向D4斜向地倾斜(在后面叙述该理由)。在图3的(C)的实施方式中,方向Dx相对于第4方向D4向第2方向D2侧倾斜。为了实现沿这样的方向Dx延伸的接地电极30,在本实施方式中,使作为四方棒状的构件的母材37(图3的(A))中的、比绝缘体10的顶端10s靠前方向Df侧的部分36中的一部分35向与轴线CL垂直的方向D35扭转。由此,母材37中的比扭转的部分35靠端34s侧的部分(包含顶端部34x)朝向相对于第4方向D4(图3的(C))倾斜的方向Dx延伸。
此外,如图3的(A)所示,当使母材37的部分35向与轴线CL垂直的方向D35扭转时,与未扭转的情况相比,部分35的外表面中的一部分35x会向内周侧(即轴线CL侧)移动。假设为,在比绝缘体10的顶端10s靠后方向Dfr侧的位置,接地电极30(在此为母材37)向与轴线CL垂直的方向扭转。在该情况下,在比绝缘体10的顶端10s靠后方向Dfr侧的位置,接地电极30的外表面与绝缘体10的外周面之间的最短距离变短。其结果,在比绝缘体10的顶端10s靠后方向Dfr侧的位置,可能在绝缘体10的外周面与接地电极30之间产生意外的放电。在本实施方式中,母材37中的比绝缘体10的顶端10s靠后方向Dfr侧的部分未扭转,扭转的部分35设于比绝缘体10的顶端10s靠前方向Df侧的部位。因而,能够抑制在比绝缘体10的顶端10s靠后方向Dfr侧的位置处产生意外的放电。
在图3的(C)的投影图中,对接地电极30的放电面30s和中心电极20的放电面20s标注了阴影。对于接地电极30的第2电极头39而言,第2电极头39的端与母材37的顶端34s重叠,且第2电极头39配置于与母材37的短边方向(即宽度方向)的两端分离的中央位置。另外,如图示那样,接地电极30的放电面30s配置于与轴线CL分离的位置。并且,放电面30s的一部分配置于与中心电极20的放电面20s重叠的位置。假设接地电极30的整个放电面30s配置于未与中心电极20的放电面20s重叠的位置。在该情况下,实现放电面20s、30s之间的最短距离的放电路径会是将接地电极30的放电面30s的边缘和中心电极20的放电面20s的边缘连结起来而成的路径。放电能够在放电面30s的边缘与放电面20s的边缘之间反复产生。放电面的边缘大多由电极的角部等凸状的部分形成。与平坦的部分相比,凸状的部分容易消耗。因而,在放电面30s的边缘与放电面20s的边缘之间反复产生放电的情况下,由于电极的消耗,容易使间隙g的距离变大。在本实施方式中,容易在接地电极30的放电面30s中的比边缘靠内侧的部分和中心电极20的放电面20s中的比边缘靠内侧的部分之间产生放电。因而,能够抑制电极20、30(在此为电极头29、39)的消耗,从而能够抑制间隙g的距离增大。
在图3的(A)~图3的(C)中示出了方向Dp。如利用图1的(B)所说明那样,在电极20、30的附近,气体会沿方向Dp流动。接地电极30会对放电间隙g附近的气体的流动造成影响。因而,内燃机的性能会根据接地电极30相对于燃烧室790的周向上的位置(即,以轴线CL为中心的火花塞100的周向上的朝向)而相应地变化。根据内燃机700的不同,存在预先决定火花塞100的优选的周向上的朝向的情况。图3的(A)~图3的(C)的方向Dp示出了火花塞100的周向上的朝向被调整为优选的朝向的情况下的、相对于火花塞100的方向Dp的例子。在本实施方式中,如图3的(C)所示,方向Dp与第1方向D1大致相同。火花塞100的周向上的朝向被调整为,以轴线CL为基准,使得接地电极30的基端部33位于与方向Dp垂直的方向侧的位置。由此,能够抑制接地电极30妨碍气体的流动。
此外,确定火花塞100相对于燃烧室790(即,内燃机700)的周向上的适当的朝向的方法可以是任意的方法。例如,可以在内燃机700的发动机盖710上设有标记。于是,在设于火花塞100的标记朝向发动机盖710的标记的方向的情况下,可以认为火花塞100的周向上的朝向合适。对于火花塞100的标记,例如,既可以是印刷于绝缘体10的后端侧主体部13的标记,也可以是设于主体金属壳体50的刻印。
图3的(B)的投影图是将火花塞100朝向第3方向D3投影在与第3方向D3垂直的投影面上而得到的投影图。该投影面是与轴线CL平行的投影面,在该投影面上,端33s的中心位置33c和轴线CL重叠。在图中,示出了端33s(在此为端面)的端33s1、33s2。第1端33s1是母材37的端33s中的靠第1方向D1侧的端。第2端33s2是母材37的端33s中的靠第2方向D2侧的端。图中的第1直线L1是通过第1端33s1且与轴线CL平行的直线。第2直线L2是通过第2端33s2且与轴线CL平行的直线。
如利用图3的(C)说明那样,接地电极30中的比扭转的部分35靠端34s侧的部分朝向相对于第4方向D4向第2方向D2侧斜向地倾斜的方向Dx延伸。由此,在图3的(B)的投影图中,接地电极30的顶端部34x位于比第1直线L1靠第2方向D2侧的位置。另外,顶端部34x的一部分位于比第2直线L2靠第2方向D2侧的位置。如此,在图3的(B)的投影图中,接地电极30的顶端部34x配置于相对于接地电极30的端33s向第2方向D2侧偏移的位置。在本实施方式中,这样配置的顶端部34x配置于相对于中心电极20的放电面20s向第2方向D2侧偏移的位置。
在图3的(B)中还示出了通过在放电间隙g处的放电而产生的火焰蔓延的方向D9的例子。接地电极30的顶端部34x与火焰接触,由此能够抑制火焰的蔓延。如上述那样,在本实施方式中,接地电极30的顶端部34x配置于相对于中心电极20的放电面20s向第2方向D2侧偏移的位置。因而,在与接地电极30的顶端部34x所在侧相反的一侧(在此为第1方向D1侧),在放电间隙g中产生的火焰能够容易地朝向前方向Df侧(即朝向燃烧室790(图1的(B))的中央部分)蔓延。这样,能够抑制接地电极30的消焰作用。其结果,提高了点火性。
尤其是,在本实施方式中,第1方向D1与气体方向Dp大致相同。并且,如图3的(B)、图3的(C)所示,接地电极30的顶端部34x配置于相对于轴线CL(乃至中心电极20的放电面20s)向与该气体方向Dp相反的方向侧偏移的位置。在燃烧室内气体沿气体方向Dp流动的情况下,火花放电乃至火焰会从放电间隙g朝向气体方向Dp侧流动。在此,接地电极30的顶端部34x配置于相对于中心电极20的放电面20s向与气体方向Dp相反的方向侧(在此为第2方向D2侧)偏移的位置。因而,火焰能够在接地电极30的顶端部34x的气体方向Dp侧(在此为第1方向D1侧)容易地朝向前方向Df(即朝向燃烧室790(图1的(B))的中央部分)蔓延。如此,能够抑制接地电极30的消焰作用。其结果,提高了点火性。
以上那样的接地电极30例如通过以下说明那样进行制造。制造相当于母材37的棒状的构件。然后,将第2电极头39接合(例如电阻焊接或激光焊接)于棒状的构件中的与顶端部34相对应的端部。将棒状的构件中的与端33s相对应的端接合(例如电阻焊接)于主体金属壳体50的顶端面55。然后,将棒状的构件的中途的部分如图3的(A)所示的母材37那样朝向轴线CL侧弯曲,随后,如图3的(A)、图3的(C)所示的母材37那样,将母材37中的比绝缘体10的顶端10s靠前方向Df侧的特定的部分35向与轴线CL垂直的方向D35扭转。随后,通过调整母材37的弯曲和扭转来调整放电间隙g的距离。火花塞100的其他部分的制造方法可以是公知的任意方法。
此外,若使主体金属壳体50的顶端面55上的接地电极30的端33s的位置向第2方向D2侧移动,则能够在不使母材37扭转的情况下而将顶端部34x配置于相对于中心电极20的放电面20s向第2方向D2侧偏移的位置。但是,在该情况下,母材37的端33s的一部分可能伸出到顶端面55外。若伸出的部分接触于其他构件(例如内燃机700的发动机盖710等),则接地电极30可能破损。若使端33s较小,则能够抑制端33s的伸出。但是,在端33s较小的情况下,从接地电极30朝向主体金属壳体50的散热受到抑制,因此,接地电极30可能变得容易消耗。另外,接地电极30与主体金属壳体50之间的接合强度会降低。在本实施方式中,大致矩形形状的端33s以不相对于自轴线CL朝向端33s的中心位置33c去的方向D3倾斜的方式接合于主体金属壳体50的顶端面55。因而,能够抑制那样的不良。
B.第2实施方式:
图4的(A)~图4的(C)是火花塞的其他的实施方式的概略图。图4的(A)~图4的(C)分别表示与图3的(A)~图3的(C)相同的投影面上的投影图。与第1实施方式之间的差异仅在于,在本实施方式中,如图4的(C)的投影图所示,第2电极头39的配置不同。本实施方式的火花塞100a中的除了第2电极头39的位置以外的部分的结构与第1实施方式的火花塞100的所对应的部分的结构相同(对于与所对应的部分相同的部分标注相同的附图标记,并省略说明)。
在图4的(C)的投影图中,与图3的(A)的第2电极头39相比,在本实施方式中,第2电极头39位于靠第1方向D1侧的位置。具体而言,第2电极头39配置为,第2电极头39的端与母材37的顶端34s重叠,且第2电极头39的端与母材37的靠短边方向Dy侧的端38重叠。在此,短边方向Dy是与接地电极30a的长边方向垂直的方向。在图4的(C)的投影图中,接地电极30a的长边方向是接地电极30a的顶端部34ax的延伸方向、即与母材37的顶端部34的延伸的方向Dx相同。短边方向Dy是与长边方向Dx垂直的方向。短边方向Dy是自接地电极30a朝向第1方向D1侧去的方向。母材37的靠短边方向Dy侧的端38是母材37的靠第1方向D1侧的端。此外,接地电极30a的顶端部34ax是包含第2电极头39和母材37的顶端部34的端部。
如此,与第1实施方式的第2电极头39相比,在本实施方式中,第2电极头39位于靠第1方向D1侧的位置。由此,第2电极头39的放电面30s配置于与轴线CL重叠的位置。另外,与图3的(C)的实施方式相比,在本实施方式中,放电面30s中的与中心电极20的放电面20s重叠的部分的面积增大。由此,在本实施方式中,在接地电极30a的放电面30s中的比边缘靠内侧的部分与中心电极20的放电面20s中的比边缘靠内侧的部分之间产生放电的可能性进一步提高。其结果,能够抑制电极20、30a(在此为电极头29、39)的消耗,从而能够抑制间隙g的距离增大。
另外,在本实施方式的火花塞100a的结构中,除了第2电极头39的配置以外,其余结构与第1实施方式的火花塞100的结构相同。因而,本实施方式的火花塞100a能够实现与第1实施方式的火花塞100相同的各种优点。
C.第3实施方式:
图5的(A)~图5的(C)是火花塞的另一实施方式的概略图。图5的(A)~图5的(C)分别示出了与图3的(A)~图3的(C)相同的投影面上的投影图。第3实施方式与第1实施方式之间的差异为两方面。第1个差异是,在本实施方式中,如图5的(C)的投影图所示,接地电极30b的第2电极头39b包含从母材37b的靠短边方向Dby侧的端38b突出的部分39b1。第2个差异是,如图5的(C)的投影图所示,母材37b配置于未与中心电极20的放电面20s重叠的位置。本实施方式的火花塞100b中的其他部分的结构与第1实施方式的火花塞100的所对应的部分的结构相同(对于与所对应的部分相同的部分标注相同的附图标记,并省略说明)。
如图5的(A)的投影图所示,接地电极30b的母材37b从接合于主体金属壳体50的顶端面55的端33s朝向前方向Df延伸,然后朝向轴线CL弯曲并沿与轴线CL交叉的方向延伸而到达端34bs。基端部33b是包含端33s的端部,顶端部34b是包含端34bs的端部。第2电极头39b接合(例如激光焊接)于母材37b的顶端部34b的靠后方向Dfr侧的面。第2电极头39b小于母材37b。因而,包含母材37b和第2电极头39b的接地电极30b整体上是棒状的构件。以下,也将棒状的接地电极30b的两端部中的包含第2电极头39b的端部称作顶端部34bx。顶端部34bx是包含第2电极头39b和母材37b的顶端部34b的端部。
在图5的(C)的投影图上,接地电极30b从接合于主体金属壳体50的端33s的位置朝向第4方向D4侧延伸并到达顶端部34bx。在此,接地电极30b的延伸的方向Dbx相对于第4方向D4向第2方向D2侧倾斜。另外,四方棒状的构件即母材37b(图3的(A))中的、比绝缘体10的顶端10s靠前方向Df侧的部分36b中的一部分35b向与轴线CL垂直的方向D35b扭转。由此,母材37b中的比扭转的部分35b靠端34bs侧的部分(包含顶端部34bx)朝向相对于第4方向D4(图5的(C))倾斜的方向Dbx延伸。
此外,在本实施方式中,母材37b中的比绝缘体10的顶端10s靠后方向Dfr侧的部分未扭转,扭转的部分35b设于比绝缘体10的顶端10s靠前方向Df侧的位置。因而,能够抑制在比绝缘体10的顶端10s靠后方向Dfr侧的位置处接地电极30b与绝缘体10的外周面之间的最短距离变小,从而能够抑制产生意外的放电。
另外,如图5的(B)、图5的(C)所示,第2电极头39b是朝向第1方向D1延伸的棒状的构件。第2电极头39b中的靠第2方向D2侧的第2部分39b2接合(例如激光焊接)于母材37b的顶端部34b的靠后方向Dfr侧的面。在图5的(C)的投影图上,第2电极头39b中的靠第1方向D1侧的第1部分39b1从母材37b的靠短边方向Dby侧的端38b向第1方向D1侧突出。该短边方向Dby是从母材37b朝向第1方向D1侧去的方向。这样的第2电极头39b的靠后方向Dfr侧的面形成有放电面30bs。放电面30bs是与轴线CL大致垂直的平面。
在图5的(C)所示的投影图上,第2电极头39b的第1部分39b1包含与中心电极20的放电面20s重叠的部分39b1o。因而,容易在接地电极30b的放电面30bs中的比边缘靠内侧的部分和中心电极20的放电面20s中的比边缘靠内侧的部分之间产生放电。因而,能够抑制电极20、30b(在此为电极头29、39b)的消耗,从而能够抑制间隙g的距离增大。尤其是,在本实施方式中,中心电极20的整个放电面20s与接地电极30b的放电面30bs重叠。因而,能够适当地抑制电极20、30b(在此为电极头29、39b)的消耗。
在图5的(B)所示的投影图上,接地电极30b的顶端部34bx位于比第1直线L1靠第2方向D2侧的位置。另外,顶端部34bx的一部分位于比第2直线L2靠第2方向D2侧的位置。如此,在图5的(B)的投影图中,接地电极30b的顶端部34bx配置于相对于接地电极30b的端33s向第2方向D2侧偏移的位置。在本实施方式中,这样配置的顶端部34bx配置于相对于中心电极20的放电面20s向第2方向D2侧偏移的位置。因而,与图3的(B)的实施方式同样地,在与接地电极30b的顶端部34bx所在侧相反的一侧(在此为第1方向D1侧),在放电间隙g中产生的火焰能够容易地朝向前方向Df侧(即朝向燃烧室790(图1的(B))的中央部分)蔓延。如此,能够抑制接地电极30的消焰作用。其结果,提高了点火性。尤其是,第1方向D1与气体方向Dp大致相同。因而,在火焰因气体而向气体方向Dp侧流动的情况下,火焰能够容易地在顶端部34bx的靠气体方向Dp侧(在此为第1方向D1侧)的位置朝向前方向Df蔓延。如此,能够抑制接地电极30的消焰作用。其结果,提高了点火性。
另外,在图5的(C)的投影图上,母材37b配置于未与中心电极20的放电面20s重叠的位置。因而,在中心电极20的放电面20s的附近产生的火焰不会接触于母材37b,而能够容易地朝向前方向Df蔓延。其结果,提高了点火性。
D.第4实施方式:
图6的(A)~图6的(C)是火花塞的又一实施方式的概略图。图6的(A)~图6的(C)分别示出了与图3的(A)~图3的(C)相同的投影面上的投影图。与图5的(A)~图5的(C)的第3实施方式之间的差异仅在于,在本实施方式中,在图6的(C)的投影图中,第2电极头39c朝向相对于第1方向D1倾斜的方向Dc延伸。在本实施方式的火花塞100c中,除了第2电极头39c的延伸的方向Dc以外,其余部分的结构与第1实施方式的火花塞100的所对应的部分的结构相同(对于与所对应的部分相同的部分标注相同的附图标记,并省略说明)。
在图6的(C)的投影图上,第2电极头39c是朝向方向Dc延伸的棒状的构件。如图6的(B)、图6的(C)所示,第2电极头39c中的靠第2方向D2侧的第2部分39c2接合(例如激光焊接)于母材37b的顶端部34b的靠后方向Dfr侧的面。在图6的(C)的投影图上,第2电极头39c中的靠第1方向D1侧的第1部分39c1从母材37b的靠短边方向Dby侧的端38b向第1方向D1侧突出。这样的第2电极头39c的靠后方向Dfr侧的面形成了放电面30cs。放电面30cs是与轴线CL大致垂直的平面。另外,接地电极30c的顶端部34cx是包含第2电极头39c和母材37b的顶端部34b的端部。
在图6的(C)所示的投影图上,第2电极头39c的第1部分39c1包含与中心电极20的放电面20s重叠的部分39c1o。因而,与图5的(C)的实施方式同样地,能够抑制电极20、30c(在此为电极头29、39c)的消耗,从而能够抑制间隙g的距离增大。尤其是,在本实施方式中,中心电极20的整个放电面20s与接地电极30c的放电面30cs重叠。因而,能够适当地抑制电极20、30c(在此为电极头29、39c)的消耗。
另外,接地电极30c的母材37b的结构与图5的(A)~图5的(C)的实施方式的母材37b的结构相同。因而,本实施方式的火花塞100c能够实现与第3实施方式的火花塞100b相同的各种优点。例如,在图6的(B)的投影图上,接地电极30c的顶端部34cx位于比第1直线L1靠第2方向D2侧的位置,另外,顶端部34cx的一部分位于比第2直线L2靠第2方向D2侧的位置。因而,在接地电极30c的与顶端部34cx所在侧相反的一侧(在此为第1方向D1侧),在放电间隙g处产生的火焰能够容易地朝向前方向Df侧(即朝向燃烧室790(图1的(B))的中央部分)蔓延。其结果,提高了点火性。尤其是,第1方向D1与气体方向Dp大致相同。因而,在火焰因气体而向气体方向Dp侧流动的情况下,能适当地提高点火性。
E.变形例:
(1)对于中心电极的结构和接地电极的结构,也可以替代上述结构,而为其他各种结构。例如,在上述各实施方式中,可以是中心电极20的放电面20s中的至少一部分相对于轴线CL斜向地倾斜。另外,也可以是接地电极30的放电面30s、接地电极30a的放电面30s、接地电极30b的放电面30bs、接地电极30c的放电面30cs各自的至少一部分相对于轴线CL斜向地倾斜。另外,也可以是,在图5的(C)、图6的(C)的投影图上,以不使中心电极20的放电面20s的一部分与接地电极30b的第2电极头39b、接地电极30c的第2电极头39c(更具体而言为放电面30bs、30cs)重叠的方式配置第2电极头39b、39c。
另外,接地电极的第2电极头也可以省略。在该情况下,母材37的顶端部34、母材37b的顶端部34b各自的靠后方向Dfr侧的面形成放电面。另外,中心电极的第1电极头也可以省略。在任一种情况下,电极的放电面都可以例如如以下那样确定。将火花塞配置于填充有空气的腔室内,通过施加高电压而使接地电极与中心电极之间产生火花放电。在此,接地电极的外表面中的能够产生火花放电的部分与接地电极的放电面相对应,中心电极的外表面中的能够产生火花放电的部分与中心电极的放电面相对应。如此,可以在没有气体流动的环境下确定放电面。
(2)棒状的接地电极中的向与轴线CL垂直的方向扭转的部分可以是任意的部分。例如,在图3的(A)、图4的(A)、图5的(A)、图6的(A)的实施方式中,也可以是,在比绝缘体10的顶端10s靠后方向Dfr侧的位置,使母材37、37b扭转。在任一种情况下,均优选的是,在比绝缘体10的顶端10s靠后方向Dfr侧的位置,母材的在与轴线CL垂直的方向上的扭转小于母材中的比绝缘体10的顶端10s靠前方向Df侧的部分中的扭转的部分的扭转。采用该结构,能够抑制在比绝缘体10的顶端10s靠后方向Dfr侧的位置处使接地电极与绝缘体之间的最短距离变短。其结果,能够抑制在比绝缘体10的顶端10s靠后方向Dfr侧的位置处产生意外的放电。
此外,母材的在与轴线CL垂直的方向上的扭转的大小例如可以如以下那样确定。在母材向与轴线CL垂直的方向扭转的情况下,母材的外表面朝向与轴线CL平行的方向呈螺旋状变形。即,母材的截面即与轴线CL垂直的截面根据在与轴线CL平行的方向上的位置的变化而相应地旋转。在此,可以采用与轴线CL平行的方向上的每单位长度的、母材的截面的旋转角度来作为扭转的大小。该旋转角度越大,扭转越大。
此外,也可以从母材中省略向与轴线CL垂直的方向扭转的部分。即,也可以是,整个母材构成为,以不扭转的方式延伸。在该情况下,可以是,母材从接合于主体金属壳体50的顶端面55的端(例如端33s(图3的(A)))朝向前方向Df侧延伸,然后并不朝向轴线CL弯曲,而是朝向比轴线CL向第2方向D2侧偏移的位置弯曲。采用该结构,在图3的(B)等所示的投影面上,接地电极中的用于形成放电面的第2端部(例如顶端部34x)容易配置于比第1直线L1靠第2方向D2侧的位置,并且,第2端部的至少一部分容易配置于比第2直线L2靠第2方向D2侧的位置。在第2端部如此配置的情况下,能够抑制第2端部的消焰作用,因此,火焰能够容易地朝向前方向Df侧蔓延。
(3)棒状的接地电极的截面形状并不限于矩形,可以是其他任意的形状。例如,也可以使用圆柱状的棒构件来形成接地电极的母材。
(4)对于接地电极的结构,可以替代上述结构,而为其他各种结构。在任一种情况下,都优选为,接地电极如以下那样构成。将主体金属壳体50的与轴线CL垂直的投影面称作第1投影面。例如,图3的(C)、图4的(C)、图5的(C)、图6的(C)的投影图是第1投影面上的投影图的例子。优选的是,在将中心电极的第1放电面和接地电极的第2放电面与轴线CL平行地投影在该第1投影面上的情况下,第2放电面的至少一部分配置于与第1放电面重叠的位置。由此,能够抑制电极的消耗。
另外,将如下投影面称作第2投影面,即,与轴线CL平行的投影面,也就是,与自轴线CL起同轴线CL垂直地朝向棒状的接地电极的两端中的接合于主体金属壳体50的顶端面55的第1端的中心的位置去的方向相垂直的投影面。例如,图3的(B)、图4的(B)、图5的(B)、图6的(B)的投影图是第2投影面上的投影图的例子。在将接地电极投影在该第2投影面上的情况下,接地电极的用于形成放电面的第2端部(例如顶端部34x)优选位于比第1直线L1靠第2方向D2侧的位置,并且,第2端部的至少一部分优选位于比第2直线L2靠第2方向D2侧的位置。如此,在第2端部配置于相对于接合于主体金属壳体50的端33s向与轴线CL垂直的方向(例如第2方向D2)偏移的位置的情况下,能够抑制接地电极的消焰作用。
(5)内燃机的燃烧室中的火花塞的周向上的朝向可以是各种方向。例如,在上述各实施方式中,气体流动的方向可以是与第1方向D1不同的方向。在任一种情况下,在图3的(B)、图4的(B)、图5的(B)、图6的(B)所示的投影图中,在接地电极中的用于形成放电面的第2端部(例如顶端部34x)配置于相对于接合于主体金属壳体50的端33s向与轴线CL垂直的方向(例如第2方向D2)偏移的位置时,火焰均能够容易地在与第2端部所在侧相反的一侧朝向前方向Df蔓延。因而,不管气体流动的朝向如何,均能够提高点火性。
此外,为了进一步提高点火性,优选为,中心电极与接地电极的配置是适于气体流动的方向的配置。例如,火花塞的安装构造可以是以下那样的构造。在设有N个(N是1以上的整数)进气阀和M个(M是1以上的整数)排气阀的燃烧室中,火花塞安装于N个进气阀与M个排气阀之间。例如,在图1的(B)的实施方式中,火花塞100安装在两个进气阀730a、730b与两个排气阀740a、740b之间。
并且,将安装于燃烧室的火花塞、N个进气阀、以及M个排气阀与轴线平行地投影于同火花塞的主体金属壳体的轴线垂直的第1投影面上(例如参照图1的(B)的投影图)。在该第1投影面上,将自N个进气阀各自的N个中心位置的重心位置朝向M个排气阀各自的M个中心位置的重心位置去的方向称作阀配置方向,将自轴线朝向阀配置方向去的方向称作塞阀方向(图1的(B)的方向Dp是塞阀方向的例子)。在该第1投影面上,1个阀的中心位置是表示关闭状态下的阀中的暴露于燃烧室内的部分的区域的重心位置。在图1的(B)的实施方式中,从两个进气阀730a、730b各自的中心位置C3a、C3b的重心位置C3朝向两个排气阀740a、740b各自的中心位置C4a、C4b的排气重心位置C4去的方向Dv是阀配置方向Dv。并且,从轴线CL朝向阀配置方向Dv去的方向是塞阀方向Dp。
在火花塞安装于燃烧室时,中心电极和接地电极配置于燃烧室内的预定位置。该预定位置是以下那样的位置。即,将主体金属壳体和接地电极沿着第2投影方向投影在与第2投影方向垂直的第2投影面上,该第2投影方向是自轴线起同轴线垂直地朝向棒状的接地电极的接合于主体金属壳体的顶端面的第1端的中心位置去的方向(例如图3的(B)、图4的(B)、图5的(B)、图6的(B))。在该第2投影面上,投影后的接地电极中的用于形成放电面的第2端部配置于相对于与主体金属壳体接合的第1端向与轴线CL垂直的特定方向偏移的位置。该特定方向是在第2投影面上朝向夹着轴线的两侧中的、自轴线朝向与朝向阀配置方向去的第1方向侧相反的一侧去的方向。例如,在图3的(B)、图4的(B)、图5的(B)、图6的(B)的实施方式中,顶端部34x、34ax、34bx、34cx配置于向夹着轴线CL的两侧中的、与塞阀方向Dp相反的方向侧(在此为第2方向D2侧)偏移的位置。
在采用火花塞的上述安装构造的情况下,在火花塞的电极附近,气体能够朝向第1方向流动。因而,在第2投影面上,接地电极中的用于形成放电面的第2端部配置于向夹着轴线的两侧中的与气体流动的方向相反的一侧偏移的位置。其结果,在火花放电乃至火焰因气体而流动的情况下,火焰能够容易地朝向前方向Df侧、即燃烧室的中央部分蔓延。其结果,能进一步提高点火性。另外,优选的是,如图3的(A)、图4的(A)、图5的(A)、图6的(A)的实施方式那样,在朝向塞阀方向Dp观察火花塞的情况下,接地电极的基端部(乃至整个接地电极)配置于未与中心电极20重叠的位置。由此,能够抑制气体的流动被接地电极阻挡,因此,能够提高点火性。
此外,在1个燃烧室中,进气阀的总数N可以是1以上的任意数量,N个进气阀的配置可以是各种配置。另外,在1个燃烧室中,排气阀的总数M可以是1以上的任意数量,M个排气阀的配置可以是各种配置。另外,内燃机的结构可以不是图1的(A)、图1的(B)所示的结构,而是其他各种结构。
(6)作为火花塞的结构,也可以替代图2所示的结构,而采用其他结构。例如,也可以省略顶端侧密封件8。在该情况下,主体金属壳体的延伸部56直接支承绝缘体的外径缩小部16。另外,也可以省略电阻器73。也可以在绝缘体的贯通孔内的中心电极与端子金属壳体之间配置有磁性体。另外,中心电极的放电面可以配置于与轴线CL重叠的位置(例如图3的(C)、图4的(C)、图5的(C)、图6的(C))。另外,中心电极的放电面也可以配置于与轴线CL分离的位置。
以上,基于实施方式、变形例说明了本发明,但上述的发明的实施方式是用来易于理解本发明的,并不限定本发明。本发明能够在不脱离其主旨和权利要求书范围的情况下进行变更、改良,并且在本发明中包含其等同方案。
Claims (3)
1.一种火花塞,该火花塞包括:
主体金属壳体,其具有沿轴线的方向延伸的贯通孔;
绝缘体,其固定于所述主体金属壳体的内周侧;
中心电极,其包含配置于所述绝缘体的顶端部的部分且形成朝向顶端侧的第1放电面;以及
接地电极,其为棒状,该接地电极的第1端接合于所述主体金属壳体的顶端面,且在包含第2端的第2端部形成第2放电面,在该第2放电面与所述中心电极的所述第1放电面之间形成放电间隙,其中,
在将所述接地电极的所述第2放电面和所述中心电极的所述第1放电面投影于与所述轴线垂直的第1投影面的情况下,所述接地电极的所述第2放电面的至少一部分配置于与所述中心电极的所述第1放电面重叠的位置,
在以使所述第1端的中心的位置和所述轴线相重叠的方式将所述接地电极投影于与所述轴线平行的第2投影面的情况下,在所述第2投影面上,所述第2端部位于比通过所述第1端的靠与所述轴线垂直的第1方向侧的端且与所述轴线平行的直线靠同所述第1方向相反的第2方向侧的位置,且所述第2端部中的至少一部分位于比通过所述第1端的靠所述第2方向侧的端且与所述轴线平行的直线靠所述第2方向侧的位置,所述接地电极中的比所述绝缘体的顶端靠顶端侧的部分包含向与所述轴线垂直的方向扭转的扭转部分。
2.根据权利要求1所述的火花塞,其中,
所述接地电极包含用于形成所述第2放电面的电极头和棒状的电极母材,
在将所述接地电极和所述中心电极的所述第1放电面投影于与所述轴线垂直的所述第1投影面的情况下,所述电极头具有从所述电极母材的靠短边方向侧的端突出的部分,所述接地电极的所述电极母材配置于未与所述中心电极的所述第1放电面重叠的位置,所述电极头的所述突出的部分包含与所述中心电极的所述第1放电面重叠的部分。
3.根据权利要求1或2所述的火花塞,其中,
所述绝缘体包括位于比所述主体金属壳体的所述顶端面靠顶端侧的位置的部分,
所述接地电极包含作为四方棒状的部分的四方棒部分,该四方棒部分接合于所述主体金属壳体的所述顶端面且从所述主体金属壳体的所述顶端面延伸到比所述绝缘体的所述顶端靠顶端侧的位置,
所述四方棒部分中的比所述绝缘体的所述顶端靠顶端侧的部分包含向与所述轴线垂直的方向扭转的所述扭转部分,
在比所述绝缘体的所述顶端靠后端侧的位置,所述四方棒部分的向与所述轴线垂直的方向上的扭转小于所述扭转部分的扭转。
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