JP2012248389A - 内燃機関用のスパークプラグ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハウジング2と、絶縁碍子3と、中心電極4と、接地電極5とを有する内燃機関用のスパークプラグ1。ハウジング2の先端部21には、ハウジング2の外周面22から先端側へ向かうほど内側に傾斜した傾斜面61と、傾斜面61における周方向の両側に立設したガイド面62とを備えた導風部6が形成されている。導風部6は、ハウジング2と接地電極5との接合部である接地接合部51における周方向の中心を基準にして周方向に90°以内の領域に形成されている。スパークプラグ1を内燃機関に取り付けたとき、導風部6が燃焼室に突出するよう構成されている。
【選択図】図1
Description
ここで、燃焼室内においては、例えばスワール流やタンブル流といった混合気の気流が形成されており、この気流が火花放電ギャップにおいても適度に流れることにより、着火性を確保することができる。
また、燃焼室内のタンブル流の方向を安定化させるために、ハウジングの先端部に傾斜外周面部を設けた構成も開示されている(特許文献2)。
また、同じく特許文献1に記載の「複数の薄い板状部材によって接地電極をハウジングに接合した構成」では、接地電極の形状が複雑になり、製造工数も増加し、製造コストが高くなるという問題がある。
また、上記特許文献2に記載の構成では、傾斜外周面部の形成位置を特に規定するものではなく、火花放電ギャップに対して気流の上流側に配置された接地電極が気流を阻害するという課題を解決することはできない。
上記ハウジングの先端部には、該ハウジングの外周面から先端側へ向かうほど内側に傾斜した傾斜面と、該傾斜面における周方向の両側に立設したガイド面とを備えた導風部が形成されており、
該導風部は、上記ハウジングと上記接地電極との接合部である接地接合部における周方向の中心を基準にして周方向に90°以内の領域に形成されており、
かつ、上記スパークプラグを内燃機関に取り付けたとき、上記導風部が燃焼室に突出するよう構成されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある(請求項1)。
また、上記導風部における傾斜面は、スパークプラグの軸方向、すなわち外周面に対する傾斜角度が20°以上であることが好ましい。この場合には、上記火花放電ギャップへ気流を導きやすくなる。
また、上記スパークプラグの軸方向における上記導風部の長さは1mm以上であることが好ましい。この場合には、上記導風部の効果を充分に発揮することができる。
本発明の実施例にかかる内燃機関用のスパークプラグにつき、図1〜図5を用いて説明する。
本例のスパークプラグ1は、図1〜図4に示すごとく、筒状のハウジング2と、該ハウジング2の内側に保持された筒状の絶縁碍子3と、先端部が突出するように絶縁碍子3の内側に保持された中心電極4と、ハウジング2に接続されると共に中心電極4との間に火花放電ギャップ11を形成する接地電極5とを有する。
導風部6は、ハウジング2と接地電極5との接合部である接地接合部51における周方向の中心を基準にして周方向に90°以内の領域に形成されている。
導風部6の先端は、火花放電ギャップ11の軸方向の中心よりも基端側に配されている。
そして、図5に示すごとく、スパークプラグ1を内燃機関に取り付けたとき、導風部6が燃焼室71に突出するよう構成されている。
導風部6における傾斜面61は、スパークプラグ1の軸方向に対する傾斜角度、すなわち外周面22に対する傾斜角度θが35°である。また、スパークプラグ1の軸方向における導風部6の長さhは2mmである。
1.45mmである。また、接地電極5の幅は2.6mm、厚みは1.3mmである。また、中心電極4の先端は、ハウジング2の先端から、軸方向に2mm突出している。そして、火花放電ギャップ11は1.1mmである。
中心電極4の先端部は、イリジウムからなる貴金属チップによって構成されている。また、ハウジング2及び接地電極5はニッケル合金からなる。
また、本例において、ハウジング2の先端であり導風部6の先端は、中心電極4の先端よりも基端側に配置されている。
また、図5に示すごとく、スパークプラグ1を内燃機関(エンジンヘッド72)に取り付けた状態において、ハウジング2の先端部21は燃焼室71に突出し、導風部6は燃焼室71に突出する。ここで、導風部6の基端が、燃焼室71の壁面711と略同等の位置に配置される。
なお、本例のスパークプラグ1は、自動車等の車両用の内燃機関に用いられる。
上記スパークプラグ1は、接地接合部51における周方向の中心を基準にして周方向に90°以内の領域において、ハウジング2の先端部21に導風部6を設けてなる。それゆえ、図5に示すごとく、内燃機関(エンジンヘッド72)にスパークプラグ1を取り付けた状態において、接地接続部51(接地電極5の立設部52)が燃焼室71内の気流における火花放電ギャップ11の上流側に配置されても、着火性を確保することができる。すなわち、接地接続部51が火花放電ギャップ11の上流側に配置されたとき、接地接続部51よりも上流側からスパークプラグ1の先端部付近へ向かう気流を、導風部6によって火花放電ギャップ11へ導くことができる。これにより、火花放電ギャップ11における気流の停滞を防ぐことができる。その結果、接地接続部51が火花放電ギャップ11の上流側に配置されていても、スパークプラグ1の着火性を確保することができる。すなわち、内燃機関(エンジンヘッド72)に対するスパークプラグ1の取付姿勢に関わらず、安定した着火性を確保することができる。
また、導風部6は、接地接合部51を挟んで周方向の両側に形成されている。これにより、接地電極5における立設部52の両脇から気流を火花放電ギャップ11へ導くことが可能となり、より確実に火花放電ギャップ11において気流を形成することができる。
本例は、図6に示すごとく、導風部6を1箇所にのみ形成した例である。
導風部6は、接地接合部51に対して周方向の一方側に隣接して配置されている。
その他は、実施例1と同様である。
本例の場合にも、実施例1と同様の作用効果を奏することができる。
本例は、図7〜図9に示すごとく、導風部6を、ハウジング2の一部を先端側へ突出させることによって形成した例である。
すなわち、本例のスパークプラグ1は、ハウジング2の先端部21における接地接合部51に隣接する部位を、他の部位よりも先端側へ突出させている。そして、その突出させた部分に、傾斜面61と、ガイド面62を形成するための側壁部63が形成してある。つまり、側壁部63における傾斜面61側の面が、導風部6における一方のガイド面62となる。導風部6における他方のガイド面62は、実施例1と同様に、接地電極5の立設部52の側面によって構成されている。
また、スパークプラグ1を内燃機関に取り付けた状態においては、導風部6以外の部分におけるハウジング2の先端であり、導風部6の基端が、燃焼室71の壁面711と同等の位置に配置される。
その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図10に示すごとく、導風部6の先端が、絶縁碍子3の先端よりも基端側に後退しているスパークプラグ1の例である。
特に、導風部6の先端は、絶縁碍子3の先端から0.5mm以上、基端側に後退していることが好ましい。すなわち、図10における、導風部6の先端と絶縁碍子3の先端との間の軸方向距離Mが0.5mm以上であることが好ましい。
その他は、実施例1と同様である。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図11に示すごとく、導風部6を接地接合部51から離して形成した例である。
すなわち、実施例1〜4においては、導風部6(傾斜面61)を接地接合部51に隣接して配置した例を示したが、本例のように、導風部6を接地接合部51から多少離して形成してもよい。
その他は、実施例1と同様の構成を有し、同様の作用効果を有する。
本例は、図12、図13に示すごとく、導風部6を有しない通常のスパークプラグ9の例である。
本例のスパークプラグ9は、絶縁碍子3の先端は、ハウジング2の先端よりも突出している。その他は、実施例1と同様である。
つまり、図13(A)に示すごとく、接地電極5の立設部52が火花放電ギャップ11の上流側に配置されるようにスパークプラグ9が内燃機関に取り付けられた場合には、放電長さLが極めて小さくなる。
一方、図13(B)に示すごとく、火花放電ギャップ11に対する接地電極5の立設部52の位置が気流Fの方向に直交する位置に配置されるようにスパークプラグ9が内燃機関に取り付けられた場合には、放電長さLが極めて大きくなる。
なお、ここで、放電長さLとは、スパークプラグの軸方向に対して直交する方向の放電の長さをいうものとする。
図14におけるA、B、Cは、それぞれ図13(A)、(B)、(C)に示す取付姿勢におけるデータを表す。
図14、図15から分かるように、比較例1のスパークプラグ9は、内燃機関への取付姿勢によって、着火性能が大きく変動してしまう。
本例は、図16〜図18に示すごとく、実施例1のスパークプラグ1と、比較例1のスパークプラグ9とを用いて、それぞれの放電長さLが、気流Fに対する接地電極5の立設部52の位置によってどのように変化するかを調べた例である。
具体的には、スパークプラグを軸方向先端側から見たときに、気流Fの上流方向が、火花放電ギャップ11に対する接地電極5の立設部52の配設位置となす角度αを、0°〜330°まで、30°おきに変化させ、それぞれの状態で放電長さLを測定した。つまり、角度αが0°のときは、接地電極5の立設部52が火花放電ギャップ11の上流側に配置され、角度αが180°のときは、接地電極5の立設部52が火花放電ギャップ11の下流側に配置されていることとなる。
その結果を、図16〜図18に示す。図16が流速15m/sの場合、図17が流速10m/sの場合、図18が流速5m/sの場合の測定結果である。また、各図において、符号E1を付した折れ線が実施例1のスパークプラグ1についての測定結果であり、符号C1を付した折れ線が比較例1のスパークプラグ9についての測定結果である。
また、同図においては、縦軸と横軸との交点である原点からの距離が放電長さLを表す。そして、同図における同心円状に破線にて描かれた3つの円のそれぞれの外側に記載された「4」、「8」、「12」は、放電長さLを表し、その単位はmmである。
11 火花放電ギャップ
2 ハウジング
21 先端部
22 外周面
3 絶縁碍子
4 中心電極
5 接地電極
51 接地接合部
6 導風部
61 傾斜面
62 ガイド面
Claims (7)
- 筒状のハウジングと、該ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子と、先端部が突出するように上記絶縁碍子の内側に保持された中心電極と、上記ハウジングに接続されると共に上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグであって、
上記ハウジングの先端部には、該ハウジングの外周面から先端側へ向かうほど内側に傾斜した傾斜面と、該傾斜面における周方向の両側に立設したガイド面とを備えた導風部が形成されており、
該導風部は、上記ハウジングと上記接地電極との接合部である接地接合部における周方向の中心を基準にして周方向に90°以内の領域に形成されており、
かつ、上記スパークプラグを内燃機関に取り付けたとき、上記導風部が燃焼室に突出するよう構成されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。 - 請求項1に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記導風部は、上記接地接合部に隣接して形成されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
- 請求項1又は2に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記導風部は、上記接地接合部における周方向の中心を基準にして周方向に45°以内の領域に形成されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記導風部は、上記接地接合部を挟んで周方向の両側に形成されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記導風部は、上記ハウジングの一部を先端側へ突出させて形成してなることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
- 請求項1〜5のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記導風部の先端は、上記絶縁碍子の先端よりも基端側に後退していることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
- 請求項6に記載の内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記導風部の先端は、上記絶縁碍子の先端から0.5mm以上、基端側に後退していることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
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