JP2010015856A

JP2010015856A - 内燃機関用スパークプラグ

Info

Publication number: JP2010015856A
Application number: JP2008175400A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Imamasa; 裕行今政; Tetsuo Kataoka; 徹夫片岡
Original assignee: Hanshin Electric Co Ltd
Current assignee: Hanshin Electric Co Ltd
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2010-01-21

Abstract

【課題】着火性に優れた内燃機関用スパークプラグを提供する。
【解決手段】内燃機関用スパークプラグ１を、外周に取付用ネジ部１１１を設けた管状の取付金具１１と、この取付金具１１の中心軸側に保持される絶縁碍子１２と、この絶縁碍子１２の中心軸側に保持される中心電極１３と、取付金具１１に取り付けられるとともに、中心電極１３の先端部１３１との間に火花放電ギャップを形成する接地電極１４と、で構成し、特に、絶縁碍子１２内にプラグホール側から燃焼室側へ貫通する管状の空隙１５を設けるとともに、管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａを中心電極１３と接地電極１４との間に設けて、管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａから噴出する気体、例えば、空気Ａが火花放電ギャップに向かうようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等のエンジンに着火手段として用いられる内燃機関用スパークプラグに関する。

図３及び図４に示す通りの、外周に取付用ネジ部１１１を設けた取付金具１１と、この取付金具１１の中心軸側に保持される絶縁碍子１２と、この絶縁碍子１２の中心軸側に保持される中心電極１３と、取付金具１１に取り付けられ、中心電極１３の先端部１３１と対向する位置にて、先端部１４１が中心電極１３の先端部１３１との間で火花放電ギャップを形成する接地電極１４と、を有する内燃機関用スパークプラグ１０に係る発明が、例えば、下記特許文献１又は特許文献２にて提案されている。
特開平１１−３７６５号公報特開２００８−１０８４８１号公報

上記内燃機関用スパークプラグ１０は、中心電極１３の先端部１３１と接地電極１４の先端部１４１との間に形成された火花放電ギャップにて放電することにより、放電火花を生じさせ、混合気に着火して火炎を形成し、その火炎が成長することにより爆発を起している。このため、内燃機関用スパークプラグ１０には、混合気への高い着火性が求められている。

しかし、上記内燃機関用スパークプラグ１０では、通常、火花放電が中心電極１３の先端部１３１と接地電極１４の先端部１４１との間を直線的に結んだ線上で起こるのであるが、接地電極１４が火花放電を覆うようにして設けられているため、放電火花と混合気との接触が阻害されるケースがしばしば認められ、爆発に至らない場合がある。さらに、内燃機関の燃焼室では、流入する混合気に気流が生じているが、その気流が中心電極１３の先端部１３１と接地電極１４の先端部１４１との間を直線的に結んだ線上に向かわないことがあるほか、火花放電ギャップ周辺において形成された初期火炎核が、中心電極１３の先端部１３１と接地電極１４の先端部１４１との間を直線的に結んだ線上に形成されているため、これらの電極が初期火炎核の成長エネルギーを奪ってしまう、所謂消炎作用も知られる等、求められている着火性を充分に確保することが難しいという問題が生じている。

特に、最近の自動車用エンジンの開発では、排気環流（ＥＧＲ）を増加させたり、直噴エンジンで成層燃焼を行う等、環境問題を考慮した取り組みが加速しているが、これらのケースでは、燃料と空気とを攪拌すべく混合気の流速が速くなるので、より一層消炎作用が起こる確率が高くなるという問題がある。

すなわち、従来の内燃機関用スパークプラグ１０では、放電火花と混合気との接触が阻害され、爆発に至らない場合があるという問題があり、所謂消炎作用が生じる問題があり、排気環流（ＥＧＲ）を増加させたエンジン、直噴エンジン等では上記消炎作用が頻発するおそれがある問題があることにより、求められている着火性を充分に確保することが難しいという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑み提案され、着火性に優れた内燃機関用スパークプラグを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、火花放電を行って混合気に着火し、火炎を形成するために、自動車等のエンジンルームのプラグホールと燃焼室とを貫通するように取り付けられる内燃機関用スパークプラグであって、外周に取付用ネジ部を設けた管状の取付金具と、この取付金具の中心軸側に保持される絶縁碍子と、この絶縁碍子の中心軸側に保持される中心電極と、前記取付金具に取付られるとともに、前記中心電極の先端部と対向する位置にて、先端部が前記中心電極の先端部との間で火花放電ギャップを形成する接地電極と、を有し、前記絶縁碍子内に、前記プラグホール側から前記燃焼室側へ貫通する管状の空隙が設けられるとともに、前記管状の空隙の燃焼室側の孔が前記中心電極と前記接地電極との間に設けられて、前記燃焼室側の孔から噴出する気体が前記火花放電ギャップに向かうようにされた、ことを特徴とする。

本発明では、内燃機関用スパークプラグにおける絶縁碍子内に、プラグホール側から燃焼室側へ貫通する管状の空隙が設けられるとともに、管状の空隙の燃焼室側の孔が中心電極と接地電極との間に設けられて、燃焼室側の孔から噴出する気体が火花放電ギャップに向かうようにされたので、着火時に、この管状の空隙の燃焼室側の孔から中心電極と接地電極との間の火花放電ギャップへ向けて、気体、例えば、空気を噴射することにより、中心電極と接地電極との間で放電している火花（放電火花）を強制的に湾曲させることができるため、放電火花を、中心電極と接地電極との間から突出させて、中心電極及び接地電極によって遮られることなく、混合気に接触させることができる。したがって、内燃機関用スパークプラグの火花放電による混合気への着火性を向上させることができる。また、例えば、自動車のエンジン等において排気環流（ＧＥＲ）を適用する場合には、上記管状の空隙から中心電極と接地電極との間へ向けて、所謂排気を再導入することもできる。なお、上記管状の空隙から中心電極と接地電極との間へ向けて、可燃混合気を噴射すれば、着火済みの火炎を燃焼室内に噴出させることも可能となり、内燃機関用スパークプラグの火花放電による混合気への着火性をさらに向上させることができる。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて例示して詳述する。
図１は、本発明に係る内燃機関用スパークプラグを示す概略縦断面図、図２は、図１における要部拡大図である。なお、図３及び図４に従来例として示した部分と同一又は相当部分には、同一符号を付して説明を省略する。

本発明に係る内燃機関用スパークプラグ１は、図１に示す通り、外周に取付用ネジ部１１１を設けた管状の取付金具１１と、この取付金具１１の中心軸側に保持される絶縁碍子１２と、この絶縁碍子１２の中心軸側に保持される中心電極１３と、取付金具１１に取り付けられるとともに、中心電極１３の先端部１３１と対向する位置にて、先端部１４１が中心電極１３の先端部１３１との間で火花放電ギャップを形成する接地電極１４と、を有して構成されている。特に、絶縁碍子１２内には、プラグホール側から燃焼室側へ貫通する管状の空隙１５が設けられるとともに、管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａが中心電極１３と接地電極１４との間に設けられて、管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａから噴出する気体、例えば、空気Ａが火花放電ギャップに向かうように構成されている。

具体的には、図２に示す通り、管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａは、中心電極１３と接地電極１４との間、例えば、中心電極１３の先端部１３１の付近に設けられ、管状の空隙１５を通って燃焼室側の孔１５ａから噴出する空気Ａが、火花放電ギャップに向かうようにされている。さらに、着火時に、空気Ａが、管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａから中心電極１３の先端部１３１と接地電極１４の先端部１４１との間を直線的に結んだ線上へ向けて噴射されるように、管状の空隙１５の燃焼室側部分１５１が、燃焼室側の孔１５ａへ向けて折れ曲がるように形成されている。

また、図１に示す通り、管状の空隙１５のプラグホール側部分１５２は、取付金具１１の外周に設けられた取付用ネジ部１１１の上方からくの字に突出した構造を有している。そして、プラグホール側の孔１５ｂは、着火時に、プラグホール内の空気Ａを取り込みやすいように、プラグホールに対し平行に形成されている。

次に、本発明に係る内燃機関用スパークプラグ１を、自動車のエンジンに適用した場合における着火時の様子を、図２に基づいて説明する。

着火時において、本発明に係る内燃機関用スパークプラグ１では、まず、プラグホールに突出した管状の空隙１５のプラグホール側の孔１５ｂから空気Ａが取り込まれ、中心電極１３の先端部１３１の付近に設けられた管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａへ向けて送られ、さらに、取り込まれた空気Ａが管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａから中心電極１３と接地電極１４との間へ噴射される。続いて、噴射された空気Ａが、火花放電ギャップにて放電している火花（放電火花Ｂ）を強制的に湾曲させる。そうすると、湾曲させられた放電火花Ｂは、中心電極１３と接地電極１４との間から燃焼室側へ突出し、これにより、中心電極１３及び接地電極１４に遮られることなく混合気と接触し、着火して火炎を形成し、成長し、ついには爆発に至る。

なお、プラグホールに突出した管状の空隙１５のプラグホール側の孔１５ｂに取り込まれる気体は、排気環流（ＥＧＲ）を適用している場合、所謂排気であってもよい。さらに、可燃混合気が気体として取り込まれてもよい。そして、可燃混合気が取り込まれて管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａから噴射される場合には、その着火性はいよいよ向上する。

したがって、本発明に係る内燃機関用スパークプラグ１は、絶縁碍子１２内にプラグホール側から燃焼室側へ貫通する管状の空隙１５が設けられ、この管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａが放電ギャップが形成されている中心電極１３と接地電極１４との間の、中心電極１３の先端部１３１の付近に設けられ、さらに、管状の空隙１５を通って燃焼室側の孔１５ａから噴出する空気Ａが、火花放電ギャップに向かうようにされているので、空気Ａを、管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａから中心電極１３と接地電極１４との間へ向けて噴射することにより、放電火花Ｂを強制的に湾曲させることができるため、放電火花Ｂが中心電極１３及び接地電極１４に遮られることなく、混合気に接触することができ、内燃機関用スパークプラグ１の火花放電による混合気への着火性を向上させることができる。さらに、管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａを、中心電極１３と接地電極１４との間、特に、中心電極１３の先端部１３１の付近に設けるとともに、管状の空隙１５の燃焼室側部分１５１を燃焼室側の孔１５ａへ向けて折れ曲がるように形成することにより、管状の空隙１５を通って燃焼室側の孔１５ａから噴出する空気Ａを、確実に中心電極１３と接地電極１４との間の火花放電ギャップに向かわせるようにしたので、着火時に、管状の空隙１５の燃焼室側の孔１５ａから中心電極１３と接地電極１４との間へ向けて確実に、空気Ａを噴射することが可能となり、内燃機関用スパークプラグ１の火花放電による混合気への着火性をいよいよ向上させることができる。

なお、自動車のエンジン等において排気環流（ＧＥＲ）を適用する場合には、管状の空隙１５から中心電極１３と接地電極１４との間へ向けて、所謂排気を再導入することもできる。管状の空隙１５から中心電極１３と接地電極１４との間へ向けて、可燃混合気を噴射すれば、着火済みの火炎を燃焼室内に噴出させることも可能となり、内燃機関用スパークプラグ１の火花放電による混合気への着火性をさらに向上させることができる。

以上、本発明における実施形態を例示して詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。

すなわち、上記説明では、本発明に係る内燃機関用スパークプラグを自動車等のエンジンに適用した例を示したが、本発明は、自動車等に限ることなく、例えば、コジェネレーション、ガス圧送用ポンプ等に着火手段として用いられる箇所に適用することができるものである。

本発明の内燃機関用スパークプラグにおける概略縦断面図である。図１における要部拡大図である。従来の内燃機関用スパークプラグにおける概略正面図である。従来の内燃機関用スパークプラグにおける概略縦断面図である。

符号の説明

１内燃機関用スパークプラグ
１０従来の内燃機関用スパークプラグ
１１取付金具
１１１取付ネジ部
１２絶縁碍子
１３中心電極
１３１中心電極の先端部
１４接地電極
１４１接地電極の先端部
１５管状の空隙
１５１管状の空隙の燃焼室側部分
１５２管状の空隙のプラグホール側部分
１５ａ燃焼室側の孔
１５ｂプラグホール側の孔
Ａ空気（気体）
Ｂ放電火花

Claims

火花放電を行って混合気に着火し、火炎を形成するために、自動車等のエンジンルームのプラグホールと燃焼室とを貫通するように取り付けられる内燃機関用スパークプラグであって、
外周に取付用ネジ部を設けた管状の取付金具と、この取付金具の中心軸側に保持される絶縁碍子と、この絶縁碍子の中心軸側に保持される中心電極と、前記取付金具に取付られるとともに、前記中心電極の先端部と対向する位置にて、先端部が前記中心電極の先端部との間で火花放電ギャップを形成する接地電極と、
を有し、
前記絶縁碍子内に、前記プラグホール側から前記燃焼室側へ貫通する管状の空隙が設けられるとともに、前記管状の空隙の燃焼室側の孔が前記中心電極と前記接地電極との間に設けられて、前記燃焼室側の孔から噴出する気体が前記火花放電ギャップに向かうようにされた、
ことを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。