JP2020017341A - 点火装置 - Google Patents

Abstract

【課題】副室を有する点火装置において、着火性の向上と製造コストの低減が図られる点火装置を提供する。【解決手段】点火装置１は、副室１１を形成する副室形成部１０に点火プラグ２０を備える。点火プラグ２０は、中心電極１４に電圧を印加することによって、中心電極１４の先端１４１とハウジング１２の先端１２１との間に絶縁碍子１３の先端外表面１３２に沿って火花放電を発生させるように構成されている。そして、火花放電は、絶縁碍子１３の先端外表面１３２において、少なくとも副室形成部１０の軸心１０ａに対向する対向領域Ｒに形成されるように構成されている。【選択図】図３

Description

本発明は、点火装置に関する。

従来、内燃機関等の点火装置として、中心電極に高周波電圧を印加して、接地電極との間の絶縁碍子の先端に沿って火花放電を生じされる沿面放電プラグを備えたものがある。例えば、特許文献１には、筒状の接地電極内に筒状の絶縁碍子を同軸状に設け、絶縁碍子の内側に中心電極を保持させて中心電極の先端を突出させた沿面放電プラグの構成が開示されている。そして、かかる構成では、接地電極の先端に一部を突出させるなどの加工を施して、当該加工部に放電起点が形成されるようにしている。これにより、燃焼室内の気流によって火花放電を絶縁碍子から引き離しやすくして、着火性の向上を図っている。

特開２０１６−５８１９６号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成を、副室を有する点火装置に適用した場合には、火花放電の沿面放電経路が副室の壁面に近い向きである場合、放電により燃料混合気に着火し形成した火炎核の拡大時に副室の壁面との接触時間が長くなり、火炎核から熱エネルギが副室壁面へと損失してしまう為、着火性が低下してしまうおそれがある。また、特許文献１に開示の構成では、接地電極の端部に加工を施す必要があるため、製造コストが増大する。

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、副室を有する点火装置において、着火性の向上と製造コストの低減が図られる点火装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、内燃機関（１００）の主燃焼室（１０８）に隣接する副室（１１）を形成するともに火炎を噴出させる貫通孔（１５）を有する有底筒状の副室形成部（１０）と、上記副室形成部の軸心（１０ａ）からずれた位置に設けられるとともに上記副室内に火花放電を生じさせる点火プラグ（２０）と、を有する点火装置（１）であって、
上記点火プラグは、電気的に接地された筒状のハウジング（１２）と、該ハウジングの内側に保持されるとともに先端が上記ハウジングから上記副室内に突出した筒状の絶縁碍子（１３）と、該絶縁碍子の内側に保持されるとともに先端が上記絶縁碍子の先端から上記副室内に突出した中心電極（１４）とを備え、上記中心電極に電圧を印加することによって、上記中心電極の先端と上記ハウジングの先端との間に上記絶縁碍子の先端外表面（１３２）に沿って火花放電を発生させるように構成されており、
上記火花放電は、上記絶縁碍子の先端外表面において、少なくとも上記副室形成部の軸心（１０ａ）に対向する対向領域（Ｒ）に形成されるように構成されている、点火装置にある。

上記点火装置においては、火花放電が絶縁碍子の先端外表面において、少なくとも副室形成部の軸心に対向する対向領域に形成されるように構成されているため、火花放電が副室を形成する副室形成部の内壁から離れた位置に生じやすくなっている。これにより、火花放電により生じる火炎核が副室形成部の内壁から離れた位置に形成されやすくなるため、火炎核から副室形成部の内壁への熱エネルギの損失が防止され、着火性が向上する。また、上記対向領域に火花放電が形成されるように構成されていることから、接地電極やハウジングに加工を施す必要がないため、製造コストを低減できる。

以上のごとく、本発明によれば、副室を有する点火装置において、着火性の向上と製造コストの低減が図られる点火装置を提供することができる。

なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、点火装置が設けられた内燃機関の概念図。 実施形態１における、点火装置の断面概念図。 実施形態１における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 図２における、IV-IV線位置断面図。 実施形態１における、着火性に関する試験結果を示す図。 実施形態１における、着火性に関する他の試験結果を示す図。 変形形態１における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 図７における、VIII-VIII線位置断面図。 変形形態２における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態３における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態４における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態５における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態６における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態７における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態８における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態９における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態１０における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態１１における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態１２における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態１３における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態１４における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態１５における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 変形形態１６における、点火プラグ周辺の断面拡大概念図。 図２３における、XXIV-XXIV線位置断面図。

（実施形態１）
上記点火装置の実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。
本実施形態の点火装置１は、図１に示すように、副室形成部１０、点火プラグ２０を備える。
副室形成部１０は、有底筒状であって、内燃機関１００の主燃焼室１０８に隣接する副室１１を形成するともに火炎を噴出させる貫通孔１５を有する。
図２に示すように、点火プラグ２０は、副室形成部１０の軸心１０ａからずれた位置に設けられているとともに副室１１内に火花放電を生じさせる。そして、点火プラグ２０は、ハウジング１２、絶縁碍子１３、中心電極１４を備える。ハウジング１２は筒状をなしており、電気的に接地されている。絶縁碍子１３は、筒状をなしておりハウジング１２の内側に保持されているとともに、先端１３１がハウジング１２から副室１１内に突出している。中心電極１４は、該絶縁碍子１３の内側に保持されるとともに、先端１４１が絶縁碍子１３から副室１１内に突出している。

図３に示すように、点火プラグ２０は、中心電極１４に電圧を印加することによって、中心電極１４の先端１４１とハウジング１２の先端１２１との間に絶縁碍子１３の先端外表面１３２に沿って火花放電Ｓを発生させるように構成されている。
そして、図３、図４に示すように、火花放電Ｓは、絶縁碍子１３の先端外表面１３２において、少なくとも副室形成部１０の軸心１０ａに対向する対向領域Ｒに形成されるように構成されている。

以下、本実施形態の点火装置１について、詳述する。
図１に示すように、内燃機関１００において、シリンダブロック１０１とシリンダヘッド１０２とに囲まれて主燃焼室１０８が形成されている。主燃焼室１０８には、クランク１０３に接続されたピストン１０４が備えられている。シリンダヘッド１０２には、吸気ポート１０５と排気ポート１０６が形成されており、それぞれにバルブ１０７が取り付けられている。そして、シリンダヘッド１０２には副室１１が主燃焼室１０８に隣接するように点火装置１が取り付けられている。また、インジェクタ３０が吸気ポート１０５に燃料を吐出するように設けられている。

図２に示すように、点火プラグ２０の先端は副室１１内に位置している。点火プラグ２０のハウジング１２は、副室形成部１０と一体的に形成されている。絶縁碍子１３の側周面には径方向外側に膨出した膨出部１３９が形成されている。絶縁碍子１３は、膨出部１３９を介してかしめ部材１６によってハウジング１２にかしめ固定されている。本実施形態では、点火プラグ２０は副室形成部１０の軸心１０ａからずれた位置にあり、中心電極１４の先端１４１が副室形成部１０の軸心１０ａに近づくように傾斜した状態となっている。

図３に示すように、中心電極１４への電圧の印加により、中心電極１４の先端１４１とハウジング１２の先端１２１との間における絶縁碍子１３の先端外表面１３２に沿って火花放電Ｓが形成される。図４に示すように先端外表面１３２のうち少なくとも副室形成部１０の軸心１０ａに対向する対向領域Ｒに形成されるように構成されている。対向領域Ｒは、中心電極１４の軸方向から見て、中心電極１４の軸心１４ａを中心とし、中心電極１４の軸心１４ａと副室形成部１０の軸心１０ａとを結ぶ線分を基準とした所定の中心角を有する扇形となっている。

そして、本実施形態では、対向領域Ｒは、図３に示すように、絶縁碍子１３の先端の一部を切り欠いて薄肉に形成された薄肉部１３５に形成されている。なお、薄肉部１３５を形成する方法はこれに限らず、予め絶縁碍子１３の先端の一部の肉厚を小さくして形成することとしてもよい。

また、図３に示すように、絶縁碍子１３の先端１３１には角が丸められてなる丸角部１３６ａ、１３６ｂが形成されており、対向領域Ｒには、中心電極１４の軸心１４ａを含む断面において、丸角部１３６ａ、１３６ｂのうち最も曲率半径の大きい最大丸角部１３６ａが設けられている。

そして、火花放電Ｓは絶縁抵抗の低い経路に発生しやすくなっており、本実施形態では、火花放電Ｓは先端外表面１３２において、中心電極１４の先端１４１とハウジング１２の先端１２１との間の絶縁抵抗が最小となる最小絶縁抵抗経路Ｍに最も発生しやすい。本実施形態では、最小絶縁抵抗経路Ｍとして、先端外表面１３２上の沿面経路のうち最も沿面距離の短い最短沿面経路Ｌ１が形成されている。本実施形態では、図４に示すように、最短沿面経路Ｌ１は、対向領域Ｒに形成されるように構成されている。最短沿面経路Ｌ１は、図３に示すように、絶縁碍子１３の先端外表面１３２の対向領域Ｒにおいて、絶縁碍子１３の先端の開口縁部１３３ａからハウジング１２の先端１２１との当接部１３４ａまでの長さが最短となる経路となっている。なお、本実施形態では、最も長い最長沿面経路Ｌ２は、図３、４に示すように、中心電極１４の軸心１４ａを挟んで最短沿面経路Ｌ１と反対側の先端外表面１３２において、絶縁碍子１３の先端の開口縁部１３３ｂからハウジング１２の先端１２１との当接部１３４ｂまでの経路となっている。そして、最長沿面経路Ｌ２上には火花放電Ｓが生じにくくなっている。なお、最長沿面経路Ｌ２は、ハウジング１２の先端１２１に絶縁体を配置して絶縁体を迂回させる経路として形成してもよい。

最短沿面経路Ｌ１が形成される対向領域Ｒの範囲と着火性について確認試験を行った。試験条件は、放電時雰囲気圧を０．８ＭＰａとし、燃料をＣＨ_４と空気との均質混合気とし、温度を室温とし、流速をなしとした。対向領域Ｒの形成範囲は、中心電極１４の軸方向から見て先端外表面１３２において中心電極１４の軸心１４ａと副室形成部１０の軸心１０ａとを結ぶ線分を基準線として、当該基準線から軸心１４ａを中心とする中心角θの扇型の範囲とし、当該中心角θを変更したときの燃料混合希薄着火限界を比較するものとした。複数サイクルの着火試験を実施し、その平均値を着火限界Ａ／Ｆとし、着火限界Ａ／Ｆと中心角θとの関係を図５に示した。なお、中心角θが正の場合は基準線から時計回りに進めた範囲を示し、中心角θが負の場合は基準線から反時計回りに進めた範囲を示すものとする。

図５に示すように、対向領域Ｒの範囲が、中心角θが−π／２≦θ≦π／２の範囲内であるときに着火限界Ａ／Ｆが高くなっており、当該範囲で着火性の向上効果が奏されることを確認した。さらに中心角θが−π／４≦θ≦π／４であるときに着火限界Ａ／Ｆが一層高くなっており、当該範囲で着火性の向上効果が一層奏されることを確認した。中心角θが−π／２≦θ≦π／２の範囲以外では、火花放電Ｓの形成位置が副室形成部１０の内壁に近くなるため、火花放電Ｓにより生じる火炎核からのエネルギ損失が生じて着火限界Ａ／Ｆが低下し、着火性が低下したものと推察される。

従って、最短沿面経路Ｌ１の形成範囲となる対向領域Ｒにおける上記中心角θは、図５において矢印Ａで示す−π／２≦θ≦π／２であることが好ましく、矢印Ｂで示す−π／４≦θ≦π／４であることがより好ましい。

本実施形態では、最短沿面経路Ｌ１は、図４に示すように、中心電極１４の軸方向先端側から見て副室１１の中心１１ａと中心電極１４の軸心１４ａとをつなぐ線分上に位置している。なお、中心電極１４の軸方向から見たときの副室１１の中心１１ａは、中心電極１４の軸心１４ａに直交する断面において副室１１の内壁に対する内接円の中心である。そして、本実施形態では、副室１１の中心１１ａは副室形成部１０の軸心１０ａ上に位置している。

本実施形態の点火装置１について、最短沿面経路Ｌ１と最長沿面経路Ｌ２との長さ比Ｌ１／Ｌ２について、着火性に関する確認試験を行った。試験条件は、放電時雰囲気圧を０．８ＭＰａとし、燃料をＣＨ_４と空気との均質混合気とし、温度を室温とし、流速をなしとして、燃料混合希薄着火限界を比較するものとした。複数サイクルの着火試験を実施し、その平均値を着火限界Ａ／Ｆとし、着火限界Ａ／Ｆと長さ比Ｌ１／Ｌ２との関係を図６に示した。

図５に示すように、長さ比Ｌ１／Ｌ２が０．５５以上０．９５以下である場合に着火限界Ａ／Ｆが高くなっており、当該範囲で着火性向上効果が得られることが確認できた。そして、長さ比Ｌ１／Ｌ２が０．６０以上０．９０以下である場合に着火限界Ａ／Ｆがより高くなっており、当該範囲で高い着火性向上効果が得られることが確認できた。一方、長さ比Ｌ１／Ｌ２が０．５５未満では着火限界Ａ／Ｆが低くなっており、十分な着火性の向上効果が確認できなかった。これは、最短沿面経路Ｌ１が短くなりすぎて、火花放電Ｓと副室１１内の混合気との接触面積あるいは接触体積が小さくなりすぎ、混合気への着火性の向上効果が得られなかったものと推察される。また、長さ比Ｌ１／Ｌ２が０．９５より大きい場合も着火限界Ａ／Ｆが低くなっており、十分な着火性の向上効果が確認できなかった。これは、最短沿面経路Ｌ１が長くなりすぎて火花放電Ｓの進行方向が定まりにくくなり、着火が不安定となったために着火性の向上効果が得られなかったものと推察される。

従って、最短沿面経路Ｌ１と最長沿面経路Ｌ２との長さ比Ｌ１／Ｌ２は、図６において矢印Ａで示す０．５５以上０．９５以下とすることが好ましく、矢印Ｂで示す０．６０以上０．９０以下とすることがより好ましく、矢印Ｃで示す０．７０以上０．８５以下とすることが最も好ましい。

次に、本実施形態の点火装置１における作用効果について、詳述する。
点火装置１によれば、火花放電Ｓが絶縁碍子１３の先端外表面１３２において、少なくとも副室形成部１０の軸心１０ａに対向する対向領域Ｒに形成されるように構成されているため、火花放電Ｓが副室１１を形成する副室形成部１０の内壁から離れた位置に生じやすくなっている。これにより、火花放電Ｓにより生じる火炎核が副室形成部１０の内壁から離れた位置に形成されやすくなるため、火炎核から副室形成部１０の内壁への熱エネルギの損失が防止され、着火性が向上する。また、対向領域Ｒに火花放電Ｓが形成されるように構成されていることから、接地電極やハウジングに加工を施す必要がないため、製造コストを低減できる。

また、本実施形態では、対向領域Ｒは、中心電極１４の軸方向から見て、中心電極１４の軸心１４ａを中心とし、中心電極１４の軸心１４ａと副室形成部１０の軸心１０ａと結ぶ線分を基準として中心角θが−π／２≦θ≦π／２を満たす扇形をなしている。これにより、火花放電Ｓにより生じる火炎核が副室形成部１０の内壁から離れやすくなるため、火花放電Ｓにより生じる火炎核からのエネルギ損失を低減することができ、着火性の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、対向領域Ｒには、先端外表面１３２における中心電極１４の先端１４１とハウジング１２の先端１２１との間の絶縁抵抗が最小となる最小絶縁抵抗経路Ｍが含まれている。これにより、対向領域Ｒにおいて確実に沿面放電が生じることとなり、火花放電Ｓにより生じる火炎核が副室形成部１０の内壁から一層離れやすくなるため、火花放電Ｓにより生じる火炎核からのエネルギ損失を低減することができ、着火性を一層向上することができる。

また、本実施形態では、対向領域Ｒには、絶縁碍子１３の先端１３１の一部を切り欠いて薄肉に形成してなる薄肉部１３６が設けられている。これにより、対向領域Ｒに最短沿面経路Ｌ１を容易にかつ確実に形成することができ、着火性の向上が図られる。

また、本実施形態では、絶縁碍子１３の先端１３１には角が丸められてなる丸角部１３６ａ、１３６ｂが形成されており、対向領域Ｒには、中心電極１４の軸心１４ａを含む断面において、丸角部１３６ａ、１３６ｂのうち最も曲率半径の大きい最大丸角部１３６ａが設けられている。これにより、対向領域Ｒに最短沿面経路Ｌ１を容易にかつ確実に形成することができ、着火性の向上が図られる。

また、本実施形態では、対向領域Ｒには、中心電極１４の先端１４１とハウジング１２の先端１２１とをつなぐ沿面距離が最短となる最短沿面経路Ｌ１が形成されている。これにより、最短沿面経路Ｌ１が副室形成部１０の内壁から離れた位置に形成されやすくなるため、火花放電Ｓにより生じる火炎核からのエネルギ損失を抑制することができる。

また、本実施形態では、最短沿面経路Ｌ１は、中心電極１４の軸方向先端側から見て、副室１１の中心１１ａと中心電極１４の軸心１４ａとをつなぐ線分上に形成されている。これにより、最短沿面経路Ｌ１が副室１１の中央に近い位置に形成されることから火花放電Ｓにより生じる火炎核からのエネルギ損失を抑制できるため、着火性の向上が図られる。

また、本実施形態では、絶縁碍子１３の先端外表面１３２には、中心電極１４を基準に最短沿面経路Ｌ１と反対側の位置に、中心電極１４の先端１４１とハウジング１２の先端１２１とをつなぐ沿面距離が最長となる最長沿面経路Ｌ２が形成されている。これにより、副室形成部１０の内壁から離れた位置に火花放電Ｓを生じさせることができるため、火花放電Ｓにより生じる火炎核からのエネルギ損失が抑制されて、着火性の向上が図られる。

また、本実施形態では、最長沿面経路Ｌ２に対する最短沿面経路Ｌ１の長さ比Ｌ１／Ｌ２は、０．５５〜０．９５の範囲内となっている。これにより、火花放電Ｓと副室１１内の混合気との接触面積あるいは接触体積を十分確保しつつ、火花放電Ｓの進行方向を定まりやすくして着火の安定性を高めることができ、高い着火性向上効果が奏される。

また、本実施形態では、副室形成部１０の一部がハウジング１２を形成している。これにより、別部材としてハウジングを用いる場合に比べて、点火プラグ２０の設置スペースを小さくすることができるため、点火装置１の小型化を図ることができる。

以上のごとく、本実施形態によれば、副室１１を有する点火装置１において、着火性の向上と製造コストの低減が図られる点火装置１を提供することができる。

なお、本実施形態では、図１、図２に示すように、インジェクタ３０を吸気ポート１０５に燃料を吐出するように設けたが、これに替えて、図７、図８に示す変形形態１のように、インジェクタ３０を副室１１内に燃料を吐出するように設けてもよい。本実施形態では、インジェクタ３０を保持するインジェクタ保持部３１が副室形成部１０と一体的に形成されている。これにより、点火プラグ２０とインジェクタ３０とが互いに隣り合った状態で、両先端が副室１１内に位置している。そして、図８に示すように、対向領域Ｒはインジェクタ３０に面している。なお、本変形形態１において実施形態１と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

図７、図８に示す変形形態１によれば、実施形態１と同等の作用効果を奏する。その結果、副室１１内での着火性が向上されて副室１１の貫通孔１５から主燃焼室１０８に火炎を高速に噴出することができるため、主燃焼室１０８での燃焼速度を向上することができ、燃費の向上を図ることができる。

また、本実施形態では、対向領域Ｒに絶縁碍子１３の先端１３１に薄肉部１３５を形成したが、これに替えて、図４に示す対向領域Ｒに、図９に示す変形形態２のように、絶縁抵抗低下部１７を設けてもよい。絶縁抵抗低下部１７は、先端外表面１３２に金属粉を塗布して形成した薄い金属層や、半導体材料からなる薄い半導体層により構成することができる。これにより、対向領域Ｒにおける先端外表面１３２の絶縁抵抗を下げることにより、対向領域Ｒに確実に沿面放電が生じるようにしている。この場合も、実施形態１の場合と同等の作用効果を奏する。

また、本実施形態では、絶縁碍子１３の先端１３１に薄肉部１３５を形成したが、これに替えて、図１０に示す変形形態３のように、絶縁碍子１３の先端１３１における中心電極１４よりも副室形成部１０の軸心１０ａから離れた位置に軸方向先端側Ｙ１に膨出した膨出部１３７ａが形成されている。これにより、膨出部１３７ａが形成された部分は沿面距離が長くなって、最長沿面経路Ｌ２が形成されることとなる。そして、この変形形態１では、中心電極１４を挟んで当該最長沿面経路Ｌ２と反対側に最短沿面経路Ｌ１が形成されている。この場合も、実施形態１の場合と同等の作用効果を奏する。

また、図１１に示す変形形態４のように、図１０に示す変形形態１の膨出部１３７ａに替えて、絶縁碍子１３の側周面における中心電極１４よりも副室形成部１０の軸心１０ａから離れた位置に副室形成部１０の軸心１０ａから離れる方向に膨出した膨出部１３７ｂが形成されていてもよい。

また、図１２に示す変形形態５のように、図１０に示す変形形態１の膨出部１３７ａに替えて、絶縁碍子１３の側周面における中心電極１４よりも副室形成部１０の軸心１０ａから離れた位置に副室形成部１０の軸心１０ａから離れる方向に突出した突出部１３７ｃが形成されていてもよい。

また、図１３に示す変形形態６のように、図１０に示す変形形態１の膨出部１３７ａに替えて、絶縁碍子１３の側周面における中心電極１４よりも副室形成部１０の軸心１０ａから離れた位置に複数の凹凸面が連なってなるコルゲート部１３７ｄが形成されていてもよい。

これらの変形形態４〜６においても、膨出部１３７ｂ、突出部１３７ｃ、コルゲート部１３７ｄが形成された部分は沿面距離が長くなって、最長沿面経路Ｌ２が形成されることとなる。そして、この変形形態４〜６でも、中心電極１４を挟んで当該最長沿面経路Ｌ２と反対側に最短沿面経路Ｌ１が形成されている。これらの場合も、実施形態１の場合と同等の作用効果を奏する。

また、図１４に示す変形形態７のように、中心電極１４から副室形成部１０の軸心１０ａに向けて径方向に突出して絶縁碍子１３を貫通してなる補助中心電極１４２が設けられていてもよい。そして、この変形形態７では、最短沿面経路Ｌ１は補助中心電極１４２が貫通した被貫通部１３３ｃからハウジング１２の先端１２１との当接部１３４ａまでの経路となっている。これにより、最短沿面経路Ｌ１が絶縁碍子１３における副室形成部１０の軸心１０ａ側に確実に形成されるため、火花放電Ｓにより生じる火炎核からのエネルギ損失の発生が抑制される。

また、図１５に示す変形形態８のように、中心電極１４の先端１４１が副室形成部１０の軸心１０ａに向けて径方向に突出して絶縁碍子１３の先端１３１を径方向に貫通していてもよい。そして、この変形形態８では、最短沿面経路Ｌ１は先端１４１が貫通した被貫通部１３３ｃからハウジング１２の先端１２１との当接部１３４ａまでの経路となっている。これにより、最短沿面経路Ｌ１が絶縁碍子１３の副室形成部１０の軸心１０ａ側に確実に形成されるため、火花放電Ｓにより生じる火炎核からのエネルギ損失の発生が抑制される。

また、図１６に示す変形形態９のように、中心電極１４の先端１４１が絶縁碍子１３の先端１３１から軸方向先端側Ｙ１に突出するとともに、副室形成部１０の軸心１０ａに向けて径方向に屈曲していてもよい。また、図１７に示す変形形態１０のように、中心電極１４の先端１４１が絶縁碍子１３の先端１３１から軸方向先端側Ｙ１に突出するとともに、副室形成部１０の軸心１０ａに向けて径方向に屈曲しており、さらに中心電極１４の先端１４１が軸方向基端側Ｙ２に向けて屈曲していてもよい。そして、これらの変形形態９、８では、絶縁碍子１３の先端１３１の外表面１３３ｄからハウジング１２の先端１２１との当接部１３４ａまでの経路となっている。これにより、最短沿面経路Ｌ１が絶縁碍子１３の副室形成部１０の軸心１０ａ側に確実に形成されるため、火花放電Ｓにより生じる火炎核からのエネルギ損失の発生が抑制される。

また、図１８に示す変形形態１１のように、絶縁碍子１３の先端１３１及び中心電極１４の先端１４１が副室形成部１０の軸心１０ａに近づく方向に、中心電極１４の軸心１４ａをハウジング１２の先端１２１に対して傾斜させてもよい。この場合にも、最短沿面経路Ｌ１が副室形成部１０の軸心１０ａ側に形成されるため、火花放電Ｓにより生じる火炎核からのエネルギ損失の発生が抑制される。

また、図１９に示す変形形態１２のように、中心電極１４が絶縁碍子１３において、副室形成部１０の軸心１０ａに近づくようにオフセットしていてもよい。そして、この場合にも、最短沿面経路Ｌ１が副室形成部１０の軸心１０ａ側に形成されるため、火花放電Ｓにより生じる火炎核からのエネルギ損失の発生が抑制される。

また、実施形態１では、図１に示すようにかしめ部材１６により絶縁碍子１３をハウジング１２にかしめ固定したが、これに替えて、図２０に示す変形形態１３のように、リング状の抑え部材１６１を膨出部１３９に係合させてネジ１６２により、抑え部材１６１をハウジング１２に固定して、絶縁碍子１３をハウジング１２に固定してもよい。

また、図２１に示す変形形態１４のように、ハウジング１２において、絶縁碍子１３の膨出部１３９に対向する位置に係合用のリブ１２２を設けて、ネジ１６２により両者を接合することにより、絶縁碍子１３をハウジング１２に固定してもよい。

また、図２２に示す変形形態１５のように、絶縁碍子１３の基端に抑え部材１６３を設け、ステー１６３ａを抑え部材１６３に取り付けるとともにハウジング１２に螺入することにより、抑え部材１６３を介して絶縁碍子１３をハウジング１２に押し付けて固定してもよい。

また、図２３、図２４に示す変形形態１６のように、固定部材１６４を介して絶縁碍子１３をハウジング１２に固定してもよい。図２４に示すように、固定部材１６４は、一対の半割状の第１固定部材１６４ａと第２固定部材１６４ｂとからなり、絶縁碍子１３の膨出部１３９を覆うように絶縁碍子１３に取り付けられる。第１固定部材１６４ａと第２固定部材１６４ｂとは互いに一対のネジ１６５で固定されるとともに、図２３、図２４に示すように第１固定部材１６４ａはネジ１６６によりハウジング１２に固定されている。

本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１ 点火装置
１０ 副室形成部
１０ａ 軸心
１１ 副室
１２ ハウジング
１３ 絶縁碍子
１４ 中心電極
２０ 点火プラグ
３０ インジェクタ
Ｌ１ 最短沿面経路
Ｌ２ 最長沿面経路

Claims (12)

1. 内燃機関（１００）の主燃焼室（１０８）に隣接する副室（１１）を形成するともに火炎を噴出させる貫通孔（１５）を有する有底筒状の副室形成部（１０）と、上記副室形成部の軸心（１０ａ）からずれた位置に設けられるとともに上記副室内に火花放電を生じさせる点火プラグ（２０）と、を有する点火装置（１）であって、
   上記点火プラグは、電気的に接地された筒状のハウジング（１２）と、該ハウジングの内側に保持されるとともに先端が上記ハウジングから上記副室内に突出した筒状の絶縁碍子（１３）と、該絶縁碍子の内側に保持されるとともに先端が上記絶縁碍子の先端から上記副室内に突出した中心電極（１４）とを備え、上記中心電極に電圧を印加することによって、上記中心電極の先端と上記ハウジングの先端との間に上記絶縁碍子の先端外表面（１３２）に沿って火花放電を発生させるように構成されており、
   上記火花放電は、上記絶縁碍子の先端外表面において、少なくとも上記副室形成部の軸心（１０ａ）に対向する対向領域（Ｒ）に形成されるように構成されている、点火装置。
2. 上記対向領域は、上記中心電極の軸方向から見て、上記中心電極の軸心（１４ａ）を中心とし、上記中心電極の軸心と上記副室形成部の軸心と結ぶ線分を基準として中心角θが−π／２≦θ≦π／２を満たす扇形をなしている、請求項１に記載の点火装置。
3. 上記対向領域には、上記先端外表面における上記中心電極の先端（１４１）と上記ハウジングの先端（１２１）との間の絶縁抵抗が最小となる最小絶縁抵抗経路（Ｍ）が含まれている、請求項１又は２に記載の点火装置。
4. 上記対向領域には、上記絶縁碍子の先端の一部を薄肉に形成してなる薄肉部（１３５）が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の点火装置。
5. 上記対向領域には、上記先端外表面において上記中心電極の先端（１４１）と上記ハウジングの先端（１２１）との間の絶縁抵抗を低下させる絶縁抵抗低下部（１７）が設けられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の点火装置。
6. 上記絶縁碍子の先端には角が丸められてなる丸角部（１３６ａ、１３６ｂ）が形成されており、
   上記対向領域には、上記中心電極の軸心を含む断面において、上記丸角部のうち最も曲率半径の大きい最大丸角部（１３６ａ）が設けられている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の点火装置。
7. 上記対向領域には、上記中心電極の先端（１４１）と上記ハウジングの先端（１２１）とをつなぐ沿面距離が最短となる最短沿面経路（Ｌ１）が形成されるように構成されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の点火装置。
8. 上記最短沿面経路は、上記中心電極の軸方向先端側から見て、上記副室の中心と上記中心電極の軸心とをつなぐ線分上に形成される、請求項７に記載の点火装置。
9. 上記絶縁碍子の先端外表面には、上記中心電極を基準に上記最短沿面経路と反対側の位置に、上記中心電極の先端と上記ハウジングの先端とをつなぐ沿面距離が最長となる最長沿面経路（Ｌ２）が形成されるように構成されている、請求項８に記載の点火装置。
10. 上記最長沿面経路（Ｌ２）に対する上記最短沿面経路（Ｌ１）の長さ比（Ｌ１／Ｌ２）は、０．５５〜０．９５の範囲内である、請求項９に記載の点火装置。
11. 上記副室形成部の一部が上記ハウジングを形成している、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の点火装置。
12. 上記副室内に燃料を吐出するインジェクタ（３０）が設けられている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の点火装置。

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