JP2008226840A - 点火プラグ - Google Patents

Abstract

【課題】従来の点火プラグと同じ嵌め合い寸法が達成されると共に、光学式測定と圧電式圧力測定とが並行して実施可能となる点火プラグを提供する。
【解決手段】絶縁体９を収容するためにハウジング２内に形成された縦孔３を有する点火プラグ１において、前記ハウジング２は圧力測定装置１１を収容するための第１の孔１０を有するように構成した点火プラグ。ハウジング２内に、さらに、燃焼室に開口している光ガイドを収容するための第２の孔２１が配置されていることを特徴とする点火プラグ。
【選択図】図１

Description

本発明は、絶縁体を収容するためにハウジング内に形成された縦孔を有するとともに、圧力測定装置を収容するため前記ハウジングに第１の孔を有する点火プラグに関する。

特許文献１により、絶縁体を収容するためにハウジング内に偏心的に形成された貫通縦孔を有する点火プラグが知られている。この点火プラグは肉厚の異なるハウジング領域を有しており、厚肉領域に圧力測定装置が配置されている。該圧力測定装置を収容するための孔は前記縦孔に対して傾斜している。

特許文献２より、点火プラグに組み込まれた、燃焼室に開口している複数本の光ガイドを備えた光センサを有する内燃機関用点火プラグが知られている。これらの光ガイドは、ここでは、中心電極の軸心周りに同心的に配置されている。点火プラグの軸心と平行に走るそれぞれ一群の孔が盲孔として形成された集合孔につながっている。光学的結合は光ガイドケーブルおよび、上記の集合孔および各孔を経て燃焼室に開口している光ガイドを通じて実現される。

特許文献３には、稼動中の内燃機関の燃焼室内の燃焼プロセスを把握するためのオプトエレクトロニック測定装置が開示されており、この場合、光センサは燃焼室に開口している基本的に円筒形の構造部材内に配置され、センサ端は基本的に該構造部材の径方向周面に配置されている。この構造部材はたとえば点火プラグとして形成することができる。

さらに、特許文献４から、点火プラグにかかる圧力を測定するための力測定素子を備えた点火プラグが知られている。軸方向の圧力が加わった場合、点火プラグの絶縁体はハウジングに取り付けられた圧力測定素子を介して支持される。

したがって、圧力センサ、または光センサと組み合わされている点火プラグは公知となっている。しかしながら、１個の点火プラグに光センサと圧力センサを共に収容する構造をもつものを製造することは知られていないか、不可能であると考えられていた。

特開２００１−９３６４６号公報 オーストリア登録実用新案第００２２２８号明細書 オーストリア登録実用新案第００３８４５号明細書 オーストリア特許第４０２１１６号明細書

燃焼プロセスを実時間で監視し得るためには、光学測定と圧力測定とが並行して行われることが不可欠である。しかし、シリンダヘッドには、給排気弁、噴射装置および点火プラグがコンパクトに配置されているため、燃焼室の光学的監視および／または燃焼室の圧力監視を行うための付加的な測定孔をシリンダヘッドに配置することは困難になっている。したがって、測定孔の数をできるだけ少なく抑えることが望ましい。これらの付加的な測定孔を回避するための一つの可能性は、点火プラグに付加的な測定機能を適切に組み込むことである。
また、燃焼プロセスの評価にあたって高度な信頼性を供するには、圧力測定と光学測定とを同一箇所で実施することが望ましいとされている。

上述した実情に鑑み，本発明の目的は、冒頭に述べたタイプの点火プラグを改良し、従来の点火プラグと同じ嵌め合い寸法のままで、光学式測定と圧電式圧力測定とが並行して実施可能となる点火プラグを提供することである。

絶縁体を収容するためにハウジング内に形成された縦孔を有するとともに、圧力測定装置を収容するため前記ハウジングに第１の孔を有する点火プラグにおいて、上記目的を達成するため、本発明では、前記ハウジング内に、燃焼室に開口している光ガイドを収容するための第２の孔が配置されている。好ましくは，その際、前記第２の孔の軸心は前記第１の孔の軸心に対して傾斜していることであり、さらには好ましくは点火プラグ軸心に対しても傾斜して配置されることである。

第１と第２の孔が傾斜して配置されることにより、肉厚が過度に減少することが回避され、その結果、ハウジング内部の熱的および機械的応力が許容値を越えることはない。

前記第１の孔が前記点火プラグ軸心との間に約０°〜１５°、好ましくは３°〜７°の挟角をなし、その際、好ましくは前記第１の孔の軸心が前記縦孔の軸心と共に共通面を形成するように配置することが特に好適である。

前記第２の孔は、点火プラグ軸心方向から見て、つまり点火プラグの平面図において、前記共通面との間に≦２５°、好ましくは０°を超えて２２°までの角度をなしている。好ましくは、前記第２の孔の軸心は前記点火プラグ軸心から投影された直線との間に≦１０°、好ましくは≦５°の挟角を形成している。前記第１と第２の孔の傾斜配置は、前記点火プラグの前記上部に光学的ないし電気的な結合のために十分な場所が提供されるという利点を与える。

前記縦孔は前記点火プラグ軸心と平行に延び、この円筒軸心から離間させられるとよい。これにより、肉厚の異なるハウジング領域が形成され、その際、前記第１の孔および前記第２の孔は前記ハウジングの領域のうちで、前記縦孔に対向する最大の厚肉領域に配置されるのが好適である。

以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

図１と図２は、ハウジング２内に偏心的に形成された貫通縦孔３を有する点火プラグ１の縦断面図、底面図を示している。図２はハウジング２の側面図である。この点火プラグ１の構造では、縦孔３が偏心配置されていることにより、肉厚の異なるハウジング領域が作り出されている。ここでは、偏心した厚肉領域は符号４で表され、薄肉領域は符号５で表されている。点火プラグ１の絶縁体９は分割構造で形成されており、高圧端子８を有する絶縁体上部６ならびに、燃焼室側の絶縁体下部７を有している。縦孔３の軸心３’は点火プラグ１の軸心１’から離間して、この実施形態においては、この点火プラグ軸心１’と平行に延びている。ただし、縦孔３の軸心３’は点火プラグ軸心１’に対して傾斜して配置されている。その結果、点火プラグ先端ないしその電極１８は点火プラグ軸心１’に接近させられてもよい。

他方、絶縁体上部６の軸心６’は点火プラグ軸心１’と合致しているため、絶縁体上部６、ないし絶縁体上部６の、少なくともディストリビュータないしイグニッションコイルとの接続に使用される部分は径方向において対称的に且つその寸法の点で従来の点火プラグと基本的に同様に形成される。これにより、付加的な補助手段またはアダプタ部品を必要としない自在性の高い使用が保証される。

ハウジング２の厚肉領域４には、絶縁体下部７を収容するための縦孔３の横に、圧力測定装置１１を収容するための側方の第１の孔１０が設けられており、この第１の孔１０は点火プラグ軸心１’に対して１５°以内の角度αをなして傾斜させられている。ハウジング２内において提供されるスペースを最適に利用するため、この角度αとしてごく僅かな傾きを採用すると、圧力測定装置１１の組付けも容易になる。このことから、約３°〜７°の角度αが好適である。たとえば、螺合を通じて絶縁体上部６をハウジング２に固定するキャップ１９を取り外した後、第１の孔１０に達することができる。絶縁体下部７は絶縁体ねじ２０によってハウジング２内に固定される。

この実施形態において、圧力測定装置１１は、点火プラグ１のハウジング２の燃焼室側の凹所１２に配置された圧力測定素子１３を有している。凹所１２は内燃機関の燃焼室と直接につながっている。信号導出線１４は第１の孔１０内を案内されて、圧力測定素子１３を測定ケーブル１６の端子１５に接続している。

圧力測定素子１３はセンサ膜１７を通じて圧力が加えられる圧電素子を有しており、この場合、センサ膜１７の中心軸心１７’は図示した実施例において第１の孔の軸心１０’に対して基本的に垂直である。本発明の範囲内で、センサ膜の別な姿勢形態も可能であり、特に、直接に下方に向かって、燃焼室の方向に向いている膜も実施可能であることは言うまでもない。

ハウジング２の厚肉領域には、さらに、第１の孔１０の脇に、光ガイドを構成する導光体などの不図示の光ガイド素子を収容するための第２の孔２１が配置されている。この場合、第２の孔２１は電極１８から遠くない所で燃焼室内に開口している。

第１の孔１０の軸心１０’は縦孔３の軸心３’と共に面εを形成し、この場合、好ましくは円筒軸心１’は面ε内を走っている。第２の孔２１の軸心２１’は、第１の孔１０の軸心１０’および点火プラグ軸心１’に対し、かつ縦孔３の軸心３’に対して傾斜して配置され、図示した実施形態において − 図４に示したハウジング２の平面図で見て − 点火プラグ１の側面２２の外側に位置する点Ｓで面εと交差している。第２の孔２１の軸心２１’は面εに対して角度β≦２５°、好ましくは０°〜２２°の角度βを有している。図５から理解できるように、第２の孔２１の軸心２１’は点火プラグ軸心１’から投影された直線１’’との間に≦１０°、好ましくは≦５°の挟角γを形成している。

第１と第２の孔１０，２１ならびに縦孔３の上記の配置によって、製造技術的、機械的ならびに熱的問題をほぼ回避することができ、更に、燃焼室内の光・圧力測定を同時に実施することのできる点火プラグ１は標準点火プラグと同じサイズである。

本発明による点火プラグの縦断面図 点火プラグの電極側を示す底面図 点火プラグハウジングの側面図 ハウジングの平面図 図４のＶ−Ｖ線に沿ったハウジングの断面図

符号の説明

１ 点火プラグ
２ ハウジング
３ 縦孔
９ 絶縁体
１０ 第１の孔
１１ 圧力測定装置
２１ 第２の孔

Claims (10)

1. 絶縁体を収容するためにハウジング内に形成された縦孔を有するとともに、圧力測定装置を収容するため前記ハウジングに第１の孔を有する点火プラグにおいて、
   前記ハウジング内に、燃焼室に開口している光ガイドを収容するための第２の孔が配置されていることを特徴とする点火プラグ。
2. 前記第２の孔の軸心は前記第１の孔の軸心に対して傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ。
3. 前記第１の孔の軸心は前記点火プラグ軸心との間に３°〜７°の挟角を形成していることを特徴とする請求項１または２に記載の点火プラグ。
4. 前記第１の孔の軸心は前記縦孔の軸心と共に共通面：εを形成していることを特徴とする請求項３に記載の点火プラグ。
5. 前記第２の孔の軸心は、点火プラグ軸心方向から見て前記共通面：εに対して≦２５°の角度：βをなしていることを特徴とする請求項４に記載の点火プラグ。
6. 前記第２の孔の軸心は点火プラグ軸心に対して傾斜して配置されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の点火プラグ。
7. 前記縦孔は前記点火プラグ軸心と平行に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の点火プラグ。
8. 前記第１の孔または前記第２の孔あるいはその両方は、前記ハウジングの領域内で前記縦孔に対向する厚肉領域に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の点火プラグ。
9. 前記第２の孔の軸心は点火プラグ軸心から投影された直線との間に≦１０°の挟角：γを形成していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の点火プラグ。
10. 前記縦孔は点火プラグ軸心から離間させられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の点火プラグ。
    

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