CN114868315A - 火花塞 - Google Patents

Abstract

抑制接地电极的过度的温度上升而抑制提前点火的发生。火花塞具备：绝缘体，形成有在轴线方向上延伸的轴孔；中心电极，配置于轴孔的轴线方向的前端，自身的前端部向轴孔的前端侧突出；筒状的主体配件，保持绝缘体；及接地电极，一端部固定于设置于主体配件的贯通孔，另一端部与中心电极的前端部之间形成放电间隙，其中，贯通孔随着从主体配件的外周面去往内周面而朝向轴线方向的前端侧延伸，在轴线方向上，一端部位于比另一端部靠后端侧处。

Description

火花塞

技术领域

本公开涉及火花塞。

背景技术

作为在内燃机中使用的点火用的火花塞，已知有安装于发动机盖且在中心电极的前端与接地电极之间使火花放电产生的火花塞(例如，专利文献1)。在专利文献1所记载的火花塞中，在主体配件形成有在厚度方向上贯通的贯通孔，沿着径向延伸的棒状的接地电极压入于该贯通孔。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2019-046660号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1所述的火花塞中，接地电极会因混合气的燃烧而成为高温状态，因此可能会成为提前点火的起点。因而，在接地电极向形成于主体配件的贯通孔插入的火花塞中，追求着能够抑制接地电极的过度的温度上升而抑制提前点火的发生的技术。

用于解决课题的手段

本公开能够作为以下的方式来实现。

(1)根据本公开的一方式，提供火花塞。该火花塞具备：绝缘体，形成有在轴线方向上延伸的轴孔；中心电极，配置于所述轴孔的所述轴线方向的前端，自身的前端部向所述轴孔的前端侧突出；筒状的主体配件，保持所述绝缘体；及接地电极，一端部固定于在所述主体配件设置的贯通孔，另一端部在与所述中心电极的所述前端部之间形成放电间隙，所述火花塞的特征在于，所述贯通孔随着从所述主体配件的外周面去往内周面而朝向所述轴线方向的前端侧延伸，在所述轴线方向上，所述一端部位于比所述另一端部靠后端侧处。根据该方式的火花塞，由于设置于主体配件的贯通孔随着从主体配件的外周面去往内周面而朝向轴线方向的前端侧延伸，在轴线方向上接地电极的一端部位于另一端部靠后端侧处，所以能够使接地电极的一端部的位置接近发动机盖。一般来说，发动机盖的温度比接地电极的温度低，因此，通过使接地电极的一端部的位置接近发动机盖，能够提高接地电极的散热性。因而，在暴露于混合气的燃烧而成为高温状态的接地电极中，能够抑制过度的温度上升，因此能够抑制接地电极成为提前点火的起点。即，能够抑制接地电极的过度的温度上升而抑制提前点火的发生。

(2)在上述方式的火花塞中，可以是，在所述轴线方向上，所述贯通孔中的所述主体配件的外周面处的开口的后端位于比所述绝缘体的前端靠后端侧处。根据该方式的火花塞，由于在轴线方向上贯通孔中的主体配件的外周面处的开口的后端位于比绝缘体的前端靠后端侧处，所以能够使接地电极的一端部在轴线方向上位于更靠后端侧处。其结果，能够使接地电极的一端部的位置更接近发动机盖。因而，能够更抑制接地电极的过度的温度上升，因此能够更抑制提前点火的发生。

(3)在上述方式的火花塞中，可以是，所述接地电极以越从所述一端部去往所述另一端部则越接近轴线的方式延伸设置，所述中心电极的所述前端部具有与所述接地电极的延伸设置方向大致平行的平行面，在所述平行面处与所述另一端部之间形成所述放电间隙。根据该方式的火花塞，由于中心电极的前端部具有与接地电极的延伸设置方向大致平行的平行面，在平行面处与另一端部之间形成放电间隙，所以能够在互相平行的2个面之间使火花放电产生。因而，能够抑制火花放电的起点的位置集中于一点，因此能够抑制伴随于火花放电而接地电极的另一端部被削除。其结果，能够抑制伴随于火花塞的使用而放电间隙的尺寸改变，因此能够谋求火花塞的长寿命化。

需要说明的是，本发明能够以各种方式来实现，例如，能够以火花塞的制造方法、安装有火花塞的发动机盖等方案来实现。

附图说明

图1是示出火花塞的概略结构的局部剖视图。

图2是示意性地示出火花塞的要部的结构的剖视图。

图3是示意性地示出比较例的火花塞的要部的结构的剖视图。

图4是示意性地示出第2实施方式的火花塞的要部的结构的剖视图。

具体实施方式

A.第1实施方式:

图1是示出作为本公开的一实施方式的火花塞100的概略结构的局部剖视图。在图1中，以火花塞100的轴心即轴线CA为界，在纸面右侧示出了火花塞100的外观形状，在纸面左侧示出了火花塞100的截面形状。在以下的说明中，将沿着轴线CA的图1的下方侧(配置有后述的接地电极40的一侧)称作前端侧，将图1的上方侧(配置有后述的端子配件50的一侧)称作后端侧，将沿着轴线CA的方向称作轴线方向AD。在图1中，为了便于说明，将供火花塞100安装的发动机盖90以虚线示出。一般来说，在发动机盖90设置有使冷却介质循环的未图示的制冷剂流路。火花塞100以使其前端部向燃烧室95内露出的方式安装于发动机盖90。本实施方式的火花塞100构成为形成有后述的副燃烧室96的预燃室火花塞。

火花塞100具备绝缘体10、中心电极20、主体配件30、接地电极40、端子配件50及罩70。需要说明的是，火花塞100的轴线CA与绝缘体10、中心电极20、主体配件30、端子配件50及罩70这些各构件的轴线一致。

绝缘体10具有形成有在轴线方向AD上延伸的轴孔11的大致筒状的外观形状。在轴孔11中，在前端侧配置中心电极20的一部分，在后端侧配置端子配件50的一部分。绝缘体10在轴孔11内保持中心电极20。绝缘体10的前端侧的部分收容于后述的主体配件30的轴孔31，绝缘体10的后端侧的部分从轴孔31露出。绝缘体10由将氧化铝等陶瓷材料烧成而形成的绝缘子构成。

中心电极20是沿着轴线方向AD延伸的棒状的电极。中心电极20的前端部21向轴孔11的前端侧突出。在前端部21也可以接合有例如由铱合金等形成的贵金属端头。

在绝缘体10的轴孔11内，在中心电极20与端子配件50之间从前端侧朝向后端侧依次配置有前端侧密封件61、电阻体62及后端侧密封件63。因而，中心电极20在后端侧经由前端侧密封件61、电阻体62及后端侧密封件63而与端子配件50电连接。

电阻体62以陶瓷粉末、导电材料及玻璃为材料而形成。电阻体62作为端子配件50与中心电极20之间的电阻发挥功能，从而抑制使火花放电产生时的噪声的产生。前端侧密封件61和后端侧密封件63分别以导电性的玻璃粉末为材料而形成。在本实施方式中，前端侧密封件61及后端侧密封件63以将铜粉末和硼酸钙玻璃粉末混合后的粉末为材料而形成。

主体配件30具有沿着轴线方向AD形成有轴孔31的大致筒状的外观形状，在轴孔31内保持绝缘体10。主体配件30例如由低碳钢形成，对整体实施了镀镍、镀锌等镀覆处理。在主体配件30的外周形成有工具卡合部32和阳螺纹部33。工具卡合部32在将火花塞100向发动机盖90安装时与未图示的工具卡合。阳螺纹部33在主体配件30的前端部在外周面形成有螺纹牙，向发动机盖90的阴螺纹部93拧入。

图2是示意性地示出火花塞100的要部的结构的剖视图。在图2中，将火花塞100的轴线方向AD的前端附近的截面放大而示出。在主体配件30的轴线方向AD的前端固定有后述的罩70。在主体配件30中在轴线方向AD的前端侧的端部形成有贯通主体配件30的板厚的贯通孔35。即，贯通孔35使主体配件30的外周面36和内周面37连通。贯通孔35随着从主体配件30的外周面36去往内周面37而朝向轴线方向AD的前端侧延伸。换言之，贯通孔35随着从主体配件30的径向的外侧去往内侧而从轴线方向AD的后端侧朝向前端侧形成。在本实施方式中，在轴线方向AD上，贯通孔35中的主体配件30的外周面36处的开口的后端38位于比绝缘体10的前端12靠后端侧处。在贯通孔35插入固定有接地电极40。

接地电极40由棒状的金属构件构成，与中心电极20的前端部21对向配置。本实施方式的接地电极40与中心电极20同样，由以镍为主成分的镍合金形成。接地电极40随着从火花塞100的径向的外侧去往内侧而从轴线方向AD的后端侧朝向前端侧延伸设置。在以下的说明中，将接地电极40延伸设置的方向也称作延伸设置方向ED。

接地电极40的一端部41固定于设置于主体配件30的贯通孔35，接地电极40的另一端部42与中心电极20的前端部21之间形成用于火花放电的放电间隙G。在轴线方向AD上，一端部41位于比另一端部42靠后端侧处。在延伸设置方向ED上，一端部41位于比另一端部42靠后端侧处。

在本实施方式中，接地电极40从火花塞100的径向外侧向贯通孔35压入固定。需要说明的是，接地电极40也可以取代压入或在压入的基础上通过焊接等任意的方法而固定于贯通孔35。另外，接地电极40也可以从火花塞100的径向内侧向贯通孔35插入固定。

如图1所示，端子配件50设置于火花塞100的后端侧的端部。端子配件50的前端侧收容于绝缘体10的轴孔11，端子配件50的后端侧从轴孔11露出。在端子配件50连接有未图示的高压电缆，对端子配件50施加高电压。通过该施加，在放电间隙G产生火花放电。在放电间隙G产生的火花使混合气着火。

罩70具有有底筒状的外观形状，固定于主体配件30的轴线方向AD的前端。罩70通过将由中心电极20的前端部21和接地电极40的另一端部42形成的放电间隙G从轴线方向AD的前端侧覆盖而形成了副燃烧室96。即，罩70在自身的内部形成了副燃烧室96。本实施方式中的副燃烧室96是由绝缘体10、中心电极20的前端部21、主体配件30及罩70包围的空间。在本实施方式中，罩70焊接固定于主体配件30的前端，但不限于此，例如也可以通过压入、螺合等任意的方法而与主体配件30固定。

如图2所示，在罩70形成有贯通板厚的多个喷孔71。因而，喷孔71使燃烧室95和副燃烧室96连通。燃烧室95内的混合气经由喷孔71而向副燃烧室96内流入，通过在副燃烧室96内的放电间隙G产生的火花而着火。在着火时产生的火焰经由喷孔71而向燃烧室95喷出。

根据以上说明的本实施方式的火花塞100，形成于主体配件30的贯通孔35随着从主体配件30的外周面36去往内周面37而朝向轴线方向AD的前端侧延伸，在轴线方向AD上接地电极40的一端部41位于比另一端部42靠后端侧处。因而，能够使固定于贯通孔35的接地电极40的一端部41的位置接近发动机盖90。在此，一般来说，在发动机盖90设置有制冷剂流路，发动机盖90的温度处于比接地电极的温度低的倾向。因而，通过使接地电极40的一端部41的位置接近发动机盖90，能够提高接地电极40的散热性。这样，在暴露于混合气的燃烧而成为高温状态的接地电极40中，能够抑制过度的温度上升，因此能够抑制接地电极40成为提前点火的起点。即，能够抑制接地电极40的过度的温度上升而抑制提前点火的发生。

另外，在轴线方向AD上，贯通孔35中的主体配件30的外周面36处的开口的后端38位于比绝缘体10的前端12靠后端侧处。因而，能够使接地电极40的一端部41在轴线方向AD上更位于靠后端侧处，因此能够使接地电极40的一端部41的位置更接近发动机盖90。其结果，能够更抑制接地电极40的过度的温度上升，因此能够更抑制提前点火的产生。

另外，由于接地电极40压入固定于设置于主体配件30的贯通孔35，所以与具有弯折的外观形状的接地电极焊接于主体配件的前端面的结构相比，能够抑制在焊接部分处产生热传导率局部低的部位。其结果，能够提高接地电极40的散热性，因此能够更抑制由接地电极40的温度上升引起的提前点火的发生。

另外，本实施方式的火花塞100构成为形成有副燃烧室96的预燃室火花塞。一般来说，在预燃室火花塞中，副燃烧室96的容积、形状会大幅影响火焰向燃烧室95的喷出。然而，根据本实施方式的火花塞100，通过接地电极40以在轴线方向AD上一端部41位于比另一端部42靠后端侧处的方式延伸设置，接地电极40的过度的温度上升被抑制。因而，能够不大幅变更副燃烧室96的容积、形状等地抑制接地电极40的温度上升。

B.比较例:

图3是示意性地示出比较例的火花塞200的要部的结构的剖视图。在比较例的火花塞200中，贯通孔235沿着主体配件230的径向延伸，接地电极240在与轴线方向AD垂直的方向上延伸设置。即，接地电极240的一端部241和另一端部242的轴线方向AD上的位置互相相同。

在比较例的火花塞200中，接地电极240的一端部241的位置距发动机盖的位置远。因而，在比较例的火花塞200中，接地电极240的散热不充分，结果，接地电极240温度上升而可能会成为提前点火的起点。

相对于此，根据图2所示的上述第1实施方式的火花塞100，由于在轴线方向AD上接地电极40的一端部41位于比另一端部42靠后端侧处，所以能够使一端部41的位置接近设置有制冷剂流路的发动机盖90。因而，能够抑制接地电极40的过度的温度上升，因此能够抑制接地电极40成为提前点火的起点，结果，能够抑制提前点火的发生。

C.第2实施方式:

图4是示意性地示出第2实施方式的火花塞100a的要部的结构的剖视图。第2实施方式的火花塞100a在中心电极20的前端部21a的形状上与第1实施方式的火花塞100不同。其他的结构与第1实施方式的火花塞100相同，因此，对同一结构标注同一附图标记，省略它们的详细说明。

中心电极20的前端部21a具有与接地电极40的延伸设置方向ED大致平行的平行面22a。因而，中心电极20的前端部21a具有轴线方向AD的前端的角被进行了倒角的结构。在本实施方式中，“与延伸设置方向ED大致平行”意味着延与伸设置方向ED平行或者相对于延伸设置方向ED以15°以下的角度相交。前端部21a在平行面22a处与接地电极40的另一端部42之间形成了放电间隙G。本实施方式的平行面22a在中心电极20的前端部21a处遍及整周而形成，但不限于整周，也可以形成于包括与另一端部42对向的部分的周向的一部分。需要说明的是，前端部21a也可以是构成为包括设置于中心电极20的前端的贵金属端头的形态，该形态中的平行面22a也可以是形成于贵金属端头的面。

根据以上说明的第2实施方式的火花塞100a，起到与第1实施方式同样的效果。除此之外，由于中心电极20的前端部21a具有与接地电极40的延伸设置方向ED大致平行的平行面22a，在平行面22a处与接地电极40的另一端部42之间形成了放电间隙G，所以能够在互相平行的2个面之间使火花放电产生。因而，能够抑制火花放电的起点的位置集中于一点，因此能够抑制伴随于火花放电而中心电极20的前端部21a的外缘及接地电极40的另一端部42被削除。其结果，能够抑制伴随于火花塞100a的使用而放电间隙G的尺寸改变。因此，能够抑制放电间隙G的初始值被保持的期间变短，因此能够抑制着火时的不良状况，结果，能够谋求火花塞100a的长寿命化。

D.其他的实施方式:

上述各实施方式中的火花塞100、100a的结构只不过是一例，能够各种变更。例如，在上述各实施方式中，在轴线方向AD上贯通孔35的开口的后端38位于比绝缘体10的前端12靠后端侧处。然而，贯通孔35的开口的后端38也可以在轴线方向AD上位于比绝缘体10的前端12靠前端侧处，还可以是轴线方向AD的位置与绝缘体10的前端12相同。另外，例如，上述各实施方式的火花塞100、100a构成为预燃室火花塞，但也可以构成为罩70被省略而不具有副燃烧室96的火花塞。通过这样的结构，也起到与上述各实施方式同样的效果。

本发明不限于上述的实施方式，能够在不脱离其主旨的范围内以各种结构实现。例如，与发明内容一栏所记载的各方式中的技术特征对应的实施方式中的技术特征能够为了解决上述的课题的一部分或全部或者为了达成上述的效果的一部分或全部而适当进行替换、组合。另外，只要该技术特征在本说明书中未作为必要技术特征来说明，就能够适当删除。

附图标记说明

10…绝缘体，11…轴孔，12…前端，20…中心电极，21、21a…前端部，22a…平行面，30…主体配件，31…轴孔，32…工具卡合部，33…阳螺纹部，35…贯通孔，36…外周面，37…内周面，38…后端，40…接地电极，41…一端部，42…另一端部，50…端子配件，61…前端侧密封件，62…电阻体，63…后端侧密封件，70…罩，71…喷孔，90…发动机盖，93…阴螺纹部，95…燃烧室，96…副燃烧室，100、100a…火花塞，200…火花塞，240…接地电极，241…一端部，242…另一端部，AD…轴线方向，CA…轴线，ED…延伸设置方向，G…放电间隙。

Claims (3)

1.一种火花塞，具备：

绝缘体，形成有在轴线方向上延伸的轴孔；

中心电极，配置于所述轴孔的所述轴线方向的前端，自身的前端部向所述轴孔的前端侧突出；

筒状的主体配件，保持所述绝缘体；

接地电极，一端部固定于在所述主体配件设置的贯通孔，另一端部在与所述中心电极的所述前端部之间形成放电间隙，

所述火花塞的特征在于，

所述贯通孔随着从所述主体配件的外周面去往内周面而朝向所述轴线方向的前端侧延伸，

在所述轴线方向上，所述一端部位于比所述另一端部靠后端侧处。

2.根据权利要求1所述的火花塞，其特征在于，

在所述轴线方向上，所述贯通孔中的所述主体配件的外周面处的开口的后端位于比所述绝缘体的前端靠后端侧处。

3.根据权利要求1或2所述的火花塞，其特征在于，

所述接地电极以越从所述一端部去往所述另一端部则越接近轴线的方式延伸设置，

所述中心电极的所述前端部具有与所述接地电极的延伸设置方向大致平行的平行面，在所述平行面处与所述另一端部之间形成所述放电间隙。

Images