JP2021015711A - Spark plug - Google Patents
Spark plug Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021015711A JP2021015711A JP2019129550A JP2019129550A JP2021015711A JP 2021015711 A JP2021015711 A JP 2021015711A JP 2019129550 A JP2019129550 A JP 2019129550A JP 2019129550 A JP2019129550 A JP 2019129550A JP 2021015711 A JP2021015711 A JP 2021015711A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plug
- facing member
- spark plug
- plug cover
- cover
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 60
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 16
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 13
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 13
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 21
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000936 Naval brass Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008186 active pharmaceutical agent Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 1
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
Description
本発明は、スパークプラグに関する。 The present invention relates to a spark plug.
スパークプラグは、車両用エンジン、コージェネレーション等の内燃機関における着火手段として用いられる。特許文献1には、火花放電を発生させる放電ギャップをプラグカバーで覆い、プラグカバーの内側に副燃焼室を形成したスパークプラグが開示されている。 Spark plugs are used as ignition means in internal combustion engines such as vehicle engines and cogeneration. Patent Document 1 discloses a spark plug in which a discharge gap that generates a spark discharge is covered with a plug cover and an auxiliary combustion chamber is formed inside the plug cover.
かかるスパークプラグにおいては、プラグカバーに形成された噴孔を介して内燃機関の燃焼室内の混合気を副燃焼室に導入すると共に、放電ギャップにおいて火花放電を行うことにより混合気に着火し、副燃焼室において火炎を発生させる。そして、噴孔から副燃焼室外の燃焼室に火炎ジェットを噴出させ、燃焼室全体に火炎を広げる。これにより、燃焼速度の大きい内燃機関を得ることができる。 In such a spark plug, the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine is introduced into the sub-combustion chamber through the injection hole formed in the plug cover, and the air-fuel mixture is ignited by performing spark discharge in the discharge gap to ignite the sub-combustion engine. Generate a flame in the combustion chamber. Then, a flame jet is ejected from the injection hole into the combustion chamber outside the auxiliary combustion chamber, and the flame is spread over the entire combustion chamber. As a result, an internal combustion engine having a high combustion rate can be obtained.
ここで、特許文献1に記載のスパークプラグにおいて、プラグカバーは、内層及び外層と、これらよりも熱伝導率の高いコア層とから構成されている。これにより、特許文献1のスパークプラグは、プラグカバーの熱引きを良くしようとしている。 Here, in the spark plug described in Patent Document 1, the plug cover is composed of an inner layer and an outer layer, and a core layer having a higher thermal conductivity than these. As a result, the spark plug of Patent Document 1 is trying to improve the heat drawing of the plug cover.
しかしながら、前述のような副燃焼室を備えるスパークプラグは、例えば冷間始動時の低温環境にある場合は、副燃焼室内に生じる火炎の熱がプラグカバーに奪われることにより火炎の成長が阻害されやすく、混合気の着火性の低下が懸念される。一方、高温環境にある場合は、プレイグニッションの発生やスパークプラグの寿命が短くなること等が懸念される。そのため、スパークプラグが低温環境にあるときは、副燃焼室内の熱がプラグカバーから熱引きされることを抑制する一方、スパークプラグが高温環境にあるときは、副燃焼室内の熱がプラグカバーから熱引きされることを促進することが好ましい。 However, when the spark plug provided with the sub-combustion chamber as described above is in a low temperature environment at the time of cold start, for example, the heat of the flame generated in the sub-combustion chamber is taken away by the plug cover, so that the growth of the flame is hindered. It is easy, and there is a concern that the ignitability of the air-fuel mixture may decrease. On the other hand, in a high temperature environment, there is a concern that pre-ignition may occur and the life of the spark plug may be shortened. Therefore, when the spark plug is in a low temperature environment, the heat in the sub-combustion chamber is suppressed from being drawn from the plug cover, while when the spark plug is in a high temperature environment, the heat in the sub-combustion chamber is removed from the plug cover. It is preferable to promote heat drawing.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、低温環境にあるときは、副燃焼室内の熱がプラグカバーから熱引きされることを抑制しつつ、スパークプラグが高温環境にあるときは、副燃焼室内の熱がプラグカバーから熱引きされることを促進することができるスパークプラグを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of the above problems, and when the spark plug is in a high temperature environment while suppressing heat from being drawn from the plug cover in the sub-combustion chamber when the spark plug is in a low temperature environment. It seeks to provide a spark plug that can facilitate the heat drawn from the plug cover in the sub-combustion chamber.
本発明の一態様は、筒状のハウジング(2)と、
前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子(3)と、
前記絶縁碍子の内側に保持された中心電極(4)と、
前記中心電極との間に放電ギャップ(G)を形成する接地電極(5)と、
前記放電ギャップが配される副燃焼室(10)を前記ハウジングと共に構成しており、かつ、内外に貫通する噴孔(611)を備えたプラグカバー(6)と、
前記プラグカバーの内面(60)に対向配置されるとともに、前記プラグカバーよりも熱膨張率が大きい対向部材(7)と、を備えるスパークプラグ(1)にある。
One aspect of the present invention includes a tubular housing (2) and
A tubular insulator (3) held inside the housing and
The center electrode (4) held inside the insulator and
A ground electrode (5) forming a discharge gap (G) with the center electrode,
A plug cover (6) having a sub-combustion chamber (10) in which the discharge gap is arranged is formed together with the housing and has injection holes (611) penetrating inside and outside.
The spark plug (1) is arranged so as to face the inner surface (60) of the plug cover and includes a facing member (7) having a coefficient of thermal expansion larger than that of the plug cover.
前記態様のスパークプラグは、プラグカバーの内面に対向配置されるとともに、プラグカバーよりも熱膨張率が大きい対向部材を備える。それゆえ、スパークプラグの周囲の環境が低温から高温に移ったとき、対向部材はプラグカバーよりも大きく熱膨張し、全体的に対向部材とプラグカバーとが近づき、対向部材とプラグカバーとの間の熱伝達が促進されやすくなる。 The spark plug of the above aspect is arranged to face the inner surface of the plug cover, and includes a facing member having a larger coefficient of thermal expansion than the plug cover. Therefore, when the environment around the spark plug changes from low temperature to high temperature, the facing member thermally expands more than the plug cover, and the facing member and the plug cover generally approach each other, and between the facing member and the plug cover. Heat transfer is easily promoted.
そのため、スパークプラグの周囲の環境が低温環境であるときは、対向部材を介した副燃焼室からプラグカバーへの熱伝達を抑制しつつ、スパークプラグの周囲の環境が高温環境にあるときは、対向部材を介して副燃焼室からプラグカバーへの熱伝達を促進することができる。それゆえ、スパークプラグの周囲の環境が低温環境にある場合は、副燃焼室内に生じる火炎の成長が阻害されることを防止して着火性の向上を図ることができるとともに、スパークプラグの周囲の環境が高温環境にある場合は、プレイグニッションの発生やスパークプラグの寿命が短くなることを防止することができる。 Therefore, when the environment around the spark plug is a low temperature environment, heat transfer from the auxiliary combustion chamber to the plug cover via the opposing member is suppressed, and when the environment around the spark plug is a high temperature environment, Heat transfer from the sub-combustion chamber to the plug cover can be promoted via the facing member. Therefore, when the environment around the spark plug is in a low temperature environment, it is possible to prevent the growth of the flame generated in the sub-combustion chamber from being hindered and improve the ignitability, and the surroundings of the spark plug When the environment is in a high temperature environment, it is possible to prevent the occurrence of pre-ignition and shortening the life of the spark plug.
以上のごとく、前記態様によれば、低温環境にあるときは、副燃焼室内の熱がプラグカバーから熱引きされることを抑制しつつ、スパークプラグが高温環境にあるときは、副燃焼室内の熱がプラグカバーから熱引きされることを促進することができるスパークプラグ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。
As described above, according to the above aspect, when the spark plug is in a high temperature environment, the heat in the sub-combustion chamber is suppressed from being drawn from the plug cover when the spark plug is in a high temperature environment. A spark plug can be provided that can facilitate the heat being drawn from the plug cover.
The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and the means for solving the problem indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.
(実施形態1)
スパークプラグの実施形態につき、図1〜図5を用いて説明する。
本形態のスパークプラグ1は、図1に示すごとく、ハウジング2と絶縁碍子3と中心電極4と接地電極5とプラグカバー6と対向部材7とを備える。
(Embodiment 1)
An embodiment of the spark plug will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
As shown in FIG. 1, the spark plug 1 of this embodiment includes a
図1に示すごとく、ハウジング2は、筒状を呈している。絶縁碍子3は、ハウジング2の内側に保持されており、筒状を呈している。中心電極4は、絶縁碍子3の内側に保持されている。接地電極5は、中心電極4との間に放電ギャップGを形成する。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すごとく、プラグカバー6は、放電ギャップGが配される副燃焼室10をハウジング2と共に構成している。プラグカバー6は、内外に貫通する噴孔611を備える。対向部材7は、プラグカバー6の内面60に対向配置されている。対向部材7は、プラグカバー6よりも熱膨張率が大きい。
以後、本形態につき詳説する。
As shown in FIG. 1, the
Hereinafter, this form will be described in detail.
以後、スパークプラグ1の中心軸を、プラグ中心軸Cという。また、プラグ中心軸Cが延びる方向を、軸方向Zという。軸方向Zにおけるスパークプラグ1の副燃焼室10が位置する側(例えば、図1、図2の下側)を先端側、その反対側(例えば、図1、図2の上側)を基端側という。また、単に「径方向」といったときは、スパークプラグ1の径方向を意味するものとする。単に「周方向」といったときは、スパークプラグ1の周方向を意味するものとする。
Hereinafter, the central axis of the spark plug 1 will be referred to as a plug central axis C. The direction in which the plug central axis C extends is referred to as the axial direction Z. The side where the
スパークプラグ1は、例えば、自動車、コージェネレーション等の内燃機関における着火手段として用いることができる。スパークプラグ1の基端部は、図示しない点火コイルと接続され、スパークプラグ1の先端部は内燃機関の燃焼室内に配される。 The spark plug 1 can be used as an ignition means in an internal combustion engine such as an automobile or cogeneration engine, for example. The base end portion of the spark plug 1 is connected to an ignition coil (not shown), and the tip end portion of the spark plug 1 is arranged in the combustion chamber of the internal combustion engine.
ハウジング2は、鉄、ニッケル、鉄ニッケル合金、ステンレス等の耐熱性金属材料を筒状に形成してなる。図1に示すごとく、ハウジング2の外周部には、取付ネジ部21が形成されている。スパークプラグ1は、取付ネジ部21において、図示しないシリンダヘッドに設けられた雌ネジ穴に螺合され、シリンダヘッドに取り付けられる。スパークプラグ1がシリンダヘッドに取り付けられた状態においては、スパークプラグ1における取付ネジ部21よりも先端側の部位が燃焼室に曝される。そして、ハウジング2の先端に、プラグカバー6が取り付けられている。
The
図1、図2に示すごとく、プラグカバー6は、基端側が開放されたカップ状を呈している。また、プラグカバー6は、プラグ中心軸Cを回転軸とした回転体形状を有する。プラグカバー6は、カバー底壁61と、カバー底壁61の全周端縁から基端側に向かって延設されたカバー周壁62とを備える。カバー底壁61は、円板状に形成されている。カバー周壁62は、円筒状に形成されている。カバー周壁62は、その基端部の全周においてハウジング2の先端部に接合されている。プラグカバー6及びハウジング2によって、副燃焼室10が形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1、図2に示すごとく、カバー底壁61には、カバー底壁61を貫通し、副燃焼室10をスパークプラグ1の外部の空間に連通する噴孔611が複数形成されている。複数の噴孔611は、プラグ中心軸Cよりも径方向の外周側に配されている。複数の噴孔611は、周方向に等間隔に形成されている。各噴孔611は、軸方向Zの先端側へ向かうにつれて径方向の外周側に向かうよう傾斜して形成されている。なお、噴孔611の数、形状、配置箇所等は、要請に応じて適宜決定される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
図1、図2に示すごとく、カバー周壁62には、対向部材7を配置するための凹部621が形成されている。凹部621は、プラグカバー6の内面60において、凹部621に隣接する部位よりもカバーの外側に向かって凹むよう形成されている。本形態において、凹部621は、カバー周壁62の略全体に形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cover
図1、図2に示すごとく、凹部621は、基端側が開放されている。これにより、図2に示すごとく、凹部621に対して対向部材7を凹部621の基端側の開口部621bから挿入できるようになっている。図1に示すごとく、プラグカバー6がハウジング2の先端部に取り付けられた状態において、凹部621の開口部621bは、ハウジング2の先端面22によって塞がれている。凹部621内に対向部材7が挿入配置されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the base end side of the
対向部材7は、プラグカバー6よりも熱膨張率の高い材料からなる。また、対向部材7は、プラグカバー6よりも熱伝導率の高い材料からなる。例えば、プラグカバー6をニッケルによって構成し、対向部材7を銅、又はネーバル黄銅によって構成することができる。例えば、ニッケルは、線膨張係数が13.3×10-6/℃、熱伝導率が90W/mKであり、銅は、線膨張係数が17.7×10-6/℃、熱伝導率が372W/mKであり、ネーバル黄銅は、線膨張係数が17.7×10-6/℃、熱伝導率が372W/mKである。対向部材7は、凹部621内に挿入されている。また、対向部材7の熱容量は、プラグカバー6の熱容量よりも小さい。
The facing
図1、図2に示すごとく、対向部材7は、軸方向Zの両側が開放された円筒状を呈している。対向部材7は、カバー周壁62の凹部621における内周面に径方向に対向するよう配されている。そして、対向部材7の先端部は、凹部621の先端側端面621aに対向している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the opposing
図3(a)、図4(a)に示すごとく、スパークプラグ1が常温環境(例えば5℃〜35℃)に配されている状態(以後、常温場という。)において、対向部材7の外径は、凹部621の内径よりも小さくなるよう形成されている。すなわち、常温場においては、対向部材7と凹部621との径方向の間に、隙間101が形成されている。図3(a)に示すごとく、常温場において、対向部材7は、軸方向Zに直交する断面形状が円環状であり、全周において、凹部621との間に隙間101が形成されている。
As shown in FIGS. 3A and 4A, when the spark plug 1 is arranged in a room temperature environment (for example, 5 ° C. to 35 ° C.) (hereinafter referred to as a room temperature field), the outside of the facing
また、図4(a)に示すごとく、常温場において、対向部材7の軸方向Zの長さは、プラグカバー6の凹部621の軸方向Zの長さよりも若干小さい。そして、常温場において、対向部材7は、凹部621内を若干動けるよう配されており、凹部621内に固定はされていない。スパークプラグ1は、先端側が重力方向の下側となる姿勢で内燃機関に取り付けられ、これにより、常温場において、対向部材7は、重力によりその先端が凹部621の先端側端面621aに当接している。また、スパークプラグ1が内燃機関に取り付けられた状態において、常温場では、対向部材7とハウジング2の先端面22との軸方向Zの間には、隙間102が形成されている。
Further, as shown in FIG. 4A, the length of the facing
図3(b)に示すごとく、スパークプラグ1が高温環境(例えば400℃以上)に配されている状態(以後、高温場という。)において、対向部材7の外径は、凹部621の内径と同等になるよう形成されている。すなわち、高温場においては、常温場において対向部材7と凹部621の内周面との径方向の間に形成されていた隙間101がなくなり、対向部材7と凹部621の内周面とが径方向に当接している。
As shown in FIG. 3B, in a state where the spark plug 1 is arranged in a high temperature environment (for example, 400 ° C. or higher) (hereinafter referred to as a high temperature field), the outer diameter of the facing
また、高温場において、対向部材7の軸方向Zの長さは、プラグカバー6の凹部621の軸方向Zの長さと同等である。すなわち、高温場においては、常温場において対向部材7とハウジング2の先端面22との間に形成されていた隙間102がなくなり、対向部材7の先端部が凹部621の先端側端面621aに当接しており、対向部材7の基端部がハウジング2の先端面22に当接している
Further, in a high temperature field, the length of the facing
スパークプラグ1が内燃機関に取り付けられた状態において、常温場から高温場に移行する際、プラグカバー6及び対向部材7の双方が、プラグ径方向の外周側に向かって広がるよう熱膨張する。ここで、対向部材7の方がプラグカバー6よりも熱膨張率が高いため、常温場から高温場に移行する際、対向部材7の方がプラグカバー6よりも大きく膨張する。それゆえ、常温場から高温場に移行する際、徐々に対向部材7の外周面とプラグカバー6の凹部621の内周面との当接面積が増大していく。それゆえ、対向部材7とプラグカバー6とは、高温になるにつれて、互いに径方向に熱伝達しやすくなる。なお、この熱伝達の様子を、図4(b)において、軸方向Zに沿った矢印で示している。
When the spark plug 1 is attached to the internal combustion engine and shifts from a normal temperature field to a high temperature field, both the
また、スパークプラグ1が内燃機関に取り付けられた状態において、常温場から高温場に移行する際、対向部材7の先端が凹部621の先端側端面621aに当接しているため、対向部材7は、基端側に延びるよう熱膨張し、やがて対向部材7の基端部がハウジング2の先端面22に当接する。これにより、高温場においては、対向部材7の先端が凹部621の先端側端面621aに当接するとともに、対向部材7の基端がハウジング2の先端面22に当接する。それゆえ、対向部材7とハウジング2とは、高温になるにつれて、互いに軸方向Zにも熱伝達しやすくなる。なお、この熱伝達の様子を、図4(b)において、軸方向Zに直交する矢印で示している。このように、対向部材7は、スパークプラグ1の温度上昇と共にプラグカバー6との接触面積が増えるよう構成されている。
Further, in the state where the spark plug 1 is attached to the internal combustion engine, when shifting from the normal temperature field to the high temperature field, the tip of the facing
図1に示すごとく、プラグカバー6のカバー底壁61の、軸方向Zから見たときの中央部には、接地電極5が設けられている。接地電極5は、例えばプラグカバー6とは別体の電極をプラグカバー6に接合することによってプラグカバー6と一体化することが可能である。接地電極5は、その中心軸をプラグ中心軸Cに一致させるよう配されている。
As shown in FIG. 1, a
図1に示すごとく、接地電極5は、カバー底壁61から基端側に延設されている。接地電極5の基端側端部は、対向部材7と径方向に重なる位置に配されている。接地電極5の基端側の端面は、中心電極4の先端面と軸方向Zに対向しており、中心電極4の先端面との間に放電ギャップGを形成している。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すごとく、中心電極4は、その中心軸をプラグ中心軸Cに一致させるよう形成されている。中心電極4の先端部は、ハウジング2よりも先端側に位置している。また、中心電極4の先端部は、対向部材7と径方向に重なる位置に配されている。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すごとく、放電ギャップGは、全体において、対向部材7と径方向に重なる位置に形成されている。すなわち、放電ギャップGは、全体が対向部材7によって外周側から囲われている。換言すると、対向部材7は、少なくとも、軸方向Zにおける放電ギャップGが形成された領域に配されている。放電ギャップGは、軸方向Zにおける対向部材7の中央位置よりも若干基端側に配されている。中心電極4は、絶縁碍子3の内側に挿入保持されており、先端部を絶縁碍子3から突出させている。
As shown in FIG. 1, the discharge gap G is formed at a position where it overlaps with the facing
絶縁碍子3は、アルミナ等を筒状に形成してなる。図1に示すごとく、絶縁碍子3は、ハウジング2の内側に保持されている。絶縁碍子3の先端部は、ハウジング2先端部の先端面よりも先端側に突出している。
The insulating insulator 3 is formed by forming alumina or the like in a tubular shape. As shown in FIG. 1, the insulating insulator 3 is held inside the
次に、本形態の作用効果につき説明する。
本形態のスパークプラグ1は、プラグカバー6の内面60に対向配置されるとともに、プラグカバー6よりも熱膨張率が大きい対向部材7を備える。それゆえ、スパークプラグ1の周囲の環境が低温から高温に移ったとき、対向部材7はプラグカバー6よりも大きく熱膨張し、全体的に対向部材7とプラグカバー6とが近づき、対向部材7とプラグカバー6との間の熱伝達が促進されやすくなる。
Next, the action and effect of this embodiment will be described.
The spark plug 1 of the present embodiment is arranged to face the
そのため、スパークプラグ1の周囲の環境が低温環境(例えば常温)にあるときは、対向部材7を介した副燃焼室10からプラグカバー6への熱伝達を抑制しつつ、スパークプラグ1が高温環境(例えば400℃以上)にあるときは、対向部材7を介して副燃焼室10からプラグカバー6への熱伝達を促進することができる。それゆえ、スパークプラグ1が低温環境にある場合は、副燃焼室10内に生じる火炎の熱がプラグカバー6に奪われることにより火炎の成長が阻害されることを防止して着火性の向上を図ることができるとともに、スパークプラグ1が高温環境にある場合は、プレイグニッションの発生やスパークプラグ1の寿命が短くなることを防止することができる。
Therefore, when the environment around the spark plug 1 is in a low temperature environment (for example, normal temperature), the spark plug 1 is in a high temperature environment while suppressing heat transfer from the
また、常温において、対向部材7の外径はプラグカバー6における対向部材7と対向する部位の内径よりも小さく、対向部材7とプラグカバー6との径方向の間には隙間101が形成されている。それゆえ、スパークプラグ1の周囲の環境が低温環境にあるときにおいて、副燃焼室10内の熱が対向部材7を介してプラグカバー6に伝達しやすくなることを一層防止することができる。それゆえ、スパークプラグ1が低温環境にある場合において、副燃焼室10内に生じる火炎の成長が阻害されることを防止し、着火性の向上を図りやすい。
Further, at room temperature, the outer diameter of the facing
また、対向部材7は、スパークプラグ1の温度上昇と共にプラグカバー6との接触面積が増えるよう構成されている。それゆえ、スパークプラグ1の周囲の環境が高温になるほど、対向部材7を介した副燃焼室10からプラグカバー6への熱伝達を一層促進しやすい。それゆえ、スパークプラグ1の周囲の環境が高温環境にある場合は、プレイグニッションの発生やスパークプラグ1の寿命が短くなることを一層防止しやすい。
Further, the facing
また、対向部材7の熱伝導率は、プラグカバー6の熱伝導率よりも大きい。それゆえ、スパークプラグ1の周囲の環境が高温環境である場合において、副燃焼室10内の熱が対向部材7を介してプラグカバー6に伝達しやすく、プレイグニッションの発生やスパークプラグ1の寿命が短くなることを一層防止しやすい。
Further, the thermal conductivity of the facing
また、対向部材7の熱容量は、プラグカバー6の熱容量よりも小さい。それゆえ、対向部材7は、スパークプラグ1が取り付けられる4ストローク機関の燃焼サイクルにおける燃焼行程中で副燃焼室10内の温度が上昇した後、吸気行程においては温度が低下しやすい。それゆえ、燃焼室内が高温状態で保たれることを防止することができる。これにより、プレイグニッションの発生やスパークプラグ1の寿命が短くなることを一層防止しやすい。
Further, the heat capacity of the facing
また、対向部材7は、少なくとも、スパークプラグ1の軸方向Zにおける放電ギャップGが形成された領域に配されている。これにより、スパークプラグ1が低温環境にある場合において、副燃焼室10内における火炎の成長を一層促進しやすい。これにつき、以下説明する。
Further, the facing
図5に示すごとく、放電ギャップGにおいて火花放電Sを行うことにより、噴孔611を介して副燃焼室10内に導入された混合気に着火し、副燃焼室10において火炎Fが発生する。かかる火炎Fは、略同心円状に広がっていく。そのため、対向部材7を軸方向Zの放電ギャップGが形成された領域に配することにより、火炎Fが早期にプラグカバー6に衝突することを防ぐことができる。これにより、早期に火炎Fの熱がプラグカバー6に奪われ、火炎Fの成長が阻害されることを防止することができ、副燃焼室10内における火炎Fの成長を一層促進しやすい。なお、図5においては、火炎の成長の様子を、符号F1〜F5にて表している。符号F1〜F5は、時間別の火炎の外郭位置を示しており、符号F1からF5の順に、時間が進んでいる。また、図5においては、火炎Fの輪郭を模式的に線で示しているが、実際は火炎の伝播と共に火炎周囲の混合気が圧縮されるため、火炎が到達していない混合気の温度も上昇する。
As shown in FIG. 5, by performing the spark discharge S in the discharge gap G, the air-fuel mixture introduced into the
また、プラグカバー6は、対向部材7を配置する凹部621を有する。それゆえ、プラグカバー6に対する対向部材7の位置決めを容易にすることができる。また、対向部材7とプラグカバー6との間に段差が形成されることを防止しやすい。これにより、スパークプラグ1の周囲の環境が低温環境にある場合において、前記段差が形成されて副燃焼室10を囲む壁面の面積が増えることに起因して燃焼室内の火炎の熱が奪われて前記段差周辺に未燃の混合気が残存することを防止することができる。
Further, the
また、凹部621は、基端側が開放されている。それゆえ、対向部材7を凹部621内に配置する際、凹部621の基端側から凹部621内に対向部材7を挿入することができ、スパークプラグ1の生産性を向上させやすい。
Further, the base end side of the
以上のごとく、本形態によれば、低温環境にあるときは、副燃焼室内の熱がプラグカバーから熱引きされることを抑制しつつ、スパークプラグが高温環境にあるときは、副燃焼室内の熱がプラグカバーから熱引きされることを促進することができるスパークプラグを提供することができる。 As described above, according to this embodiment, when the spark plug is in a high temperature environment, the heat in the sub-combustion chamber is suppressed from being drawn from the plug cover when the spark plug is in a high temperature environment. A spark plug can be provided that can facilitate the heat being drawn from the plug cover.
なお、本例においては、常温場において、対向部材7と凹部621との間に、全周に隙間101が形成されている例を示したが、これに限られない。例えば図6(a)に示すごとく、常温場において、対向部材7がプラグカバー6に対して偏心して取り付けられ、対向部材7の一部が凹部621に径方向に当接していてもよい。製造上、このように対向部材7と凹部621とが常温場において当接することが想定される。この場合、対向部材7は、プラグカバー6との当接部を支点に、スパークプラグ1の温度上昇と共に膨張し、図6(b)に示すごとく、高温場においては、全周においてプラグカバー6に当接する。
In this example, a
(実施形態2)
本形態は、図7に示すごとく、常温場において、対向部材7の軸方向Zに直交する断面(以後直交断面ということもある。)形状が楕円環状である形態である。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 7, this embodiment has an elliptical annular cross section (hereinafter, also referred to as an orthogonal cross section) perpendicular to the axial direction Z of the opposing
図7(a)に示すごとく、常温場において、対向部材7は、その直交断面形状の長手方向DLの両端部が、プラグカバー6の内面60に当接しており、それ以外の部位とプラグカバー6との径方向の間は、隙間101が形成されている。
As shown in FIG. 7A, in a normal temperature field, both ends of the orthogonal cross-sectional shape of the opposing
そして、スパークプラグ1の周囲の温度が高温になるにつれて、対向部材7は、その直交断面形状の短手方向DSの両外側に向かって広がるよう熱膨張し、図7(b)に示すごとく、高温場においては対向部材7とプラグカバー6とが全周において当接する。
Then, as the temperature around the spark plug 1 becomes higher, the opposing
その他は、実施形態1と同様である。
なお、実施形態2以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
Others are the same as in the first embodiment.
In addition, among the codes used in the second and subsequent embodiments, the same codes as those used in the above-described embodiments represent the same components and the like as those in the above-mentioned embodiments, unless otherwise specified.
本形態においても、実施形態1と同様の作用効果を有する。 Also in this embodiment, it has the same effect as that of the first embodiment.
(実施形態3)
本形態は、図8に示すごとく、常温場において、対向部材7の軸方向Zに直交する断面形状と、プラグカバー6の軸方向Zに直交する断面とのいずれもが楕円環状である形態である。
(Embodiment 3)
In this embodiment, as shown in FIG. 8, in a normal temperature field, both the cross-sectional shape orthogonal to the axial direction Z of the opposing
図8(a)に示すごとく、直交断面で見たとき、常温場において、対向部材7とプラグカバー6とは、互いに同じ方向を長手方向DLとした楕円環状に形成されている。そして、常温場において、対向部材7は、その直交断面形状の長手方向DLの両端部が、プラグカバー6の内面60に当接しており、それ以外の部位とプラグカバー6との径方向の間は、隙間101が形成されている。
As shown in FIG. 8A, when viewed in an orthogonal cross section, the facing
そして、スパークプラグ1の周囲の温度が高温になるにつれて、対向部材7は、その直交断面形状の短手方向DSの両外側に向かって広がるよう熱膨張し、図8(b)に示すごとく、高温場においては対向部材7とプラグカバー6とが全周において当接する。
その他は、実施形態1と同様である。
Then, as the temperature around the spark plug 1 becomes higher, the opposing
Others are the same as in the first embodiment.
本形態においても、実施形態1と同様の作用効果を有する。 Also in this embodiment, it has the same effect as that of the first embodiment.
本発明は、前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。 The present invention is not limited to each of the above-described embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
例えば、実施形態1において、常温場で、対向部材7の外径と凹部621の内径とが略同一になるよう構成してもよい。この場合であっても、高温になるにつれて対向部材7とプラグカバー6との密着度が増加し、高温になるにつれて対向部材7とプラグカバー6との間の伝熱性が向上する。
For example, in the first embodiment, the outer diameter of the facing
また、各実施形態において、対向部材7は、常温場、高温場のいずれにおいても、プラグカバー6の凹部621の内径よりも小さくなるよう構成してもよい。この場合であっても、高温になるにつれて対向部材7とプラグカバー6との隙間101が小さくなり、高温になるほど対向部材7とプラグカバー6との間の熱伝達が促進されやすくなる。
Further, in each embodiment, the facing
また、対向部材7は、カバー底壁61に対して対向する部位を備えていてもよい。例えば、対向部材7を、カバー底壁61に基端側から対向する部材底壁と、カバー周壁62に内周側から対向するカバー周壁62とを備え、全体的に基端側に開口するカップ形状となるよう構成してもよい。この場合、部材周壁に、カバー底壁61の噴孔611に連通する連通孔を形成することにより、噴孔611が副燃焼室10内とスパークプラグ1の外部空間とに連通される。
Further, the facing
1 スパークプラグ
10 副燃焼室
2 ハウジング
3 絶縁碍子
4 中心電極
5 接地電極
6 プラグカバー
60 プラグカバーの内面
611 噴孔
7 対向部材
G 放電ギャップ
1
Claims (8)
前記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子(3)と、
前記絶縁碍子の内側に保持された中心電極(4)と、
前記中心電極との間に放電ギャップ(G)を形成する接地電極(5)と、
前記放電ギャップが配される副燃焼室(10)を前記ハウジングと共に構成しており、かつ、内外に貫通する噴孔(611)を備えたプラグカバー(6)と、
前記プラグカバーの内面(60)に対向配置されるとともに、前記プラグカバーよりも熱膨張率が大きい対向部材(7)と、を備えるスパークプラグ(1)。 Cylindrical housing (2) and
A tubular insulator (3) held inside the housing and
The center electrode (4) held inside the insulator and
A ground electrode (5) forming a discharge gap (G) with the center electrode,
A plug cover (6) having a sub-combustion chamber (10) in which the discharge gap is arranged is formed together with the housing and has injection holes (611) penetrating inside and outside.
A spark plug (1) provided with an opposing member (7) that is arranged to face the inner surface (60) of the plug cover and has a larger coefficient of thermal expansion than the plug cover.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019129550A JP7236343B2 (en) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | Spark plug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019129550A JP7236343B2 (en) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | Spark plug |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021015711A true JP2021015711A (en) | 2021-02-12 |
JP7236343B2 JP7236343B2 (en) | 2023-03-09 |
Family
ID=74531850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019129550A Active JP7236343B2 (en) | 2019-07-11 | 2019-07-11 | Spark plug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7236343B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5149304A (en) * | 1974-10-25 | 1976-04-28 | Toyota Motor Co Ltd | Nainenkikanno fukunenshoshitsu |
JPS5241708A (en) * | 1975-09-30 | 1977-03-31 | Toyota Motor Corp | Construction of combustion chamber of internal combustion engine |
JP2007138909A (en) * | 2005-11-23 | 2007-06-07 | Nissan Motor Co Ltd | Pre-combustion chamber type internal-combustion engine |
JP2012199236A (en) * | 2011-03-21 | 2012-10-18 | Denso Internatl America Inc | Pre-chamber ignition plug and ignition chamber cap |
-
2019
- 2019-07-11 JP JP2019129550A patent/JP7236343B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5149304A (en) * | 1974-10-25 | 1976-04-28 | Toyota Motor Co Ltd | Nainenkikanno fukunenshoshitsu |
JPS5241708A (en) * | 1975-09-30 | 1977-03-31 | Toyota Motor Corp | Construction of combustion chamber of internal combustion engine |
JP2007138909A (en) * | 2005-11-23 | 2007-06-07 | Nissan Motor Co Ltd | Pre-combustion chamber type internal-combustion engine |
JP2012199236A (en) * | 2011-03-21 | 2012-10-18 | Denso Internatl America Inc | Pre-chamber ignition plug and ignition chamber cap |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7236343B2 (en) | 2023-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10714905B2 (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
EP3370314A1 (en) | Ignition plug for internal combustion engine | |
US10868408B2 (en) | Spark plug | |
JP7186044B2 (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
JP2014007071A (en) | Ignition plug | |
JP7236343B2 (en) | Spark plug | |
JP6678199B2 (en) | Spark plug | |
JP6645168B2 (en) | Spark plug | |
JP2021170475A (en) | Spark plug | |
CN108488020B (en) | Multipoint ignition device and multipoint ignition engine | |
JP2021026873A (en) | Spark plug | |
JP2021093294A (en) | Spark plug | |
JP7390240B2 (en) | Spark plug | |
JP7277298B2 (en) | Spark plug | |
JP7390241B2 (en) | Spark plug | |
JP7447656B2 (en) | Spark plug | |
JP6179914B1 (en) | Multipoint ignition device and multipoint ignition engine | |
JPH02109286A (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
JP2021093293A (en) | Spark plug | |
CN109983640B (en) | Spark plug | |
JP7267228B2 (en) | Spark plug | |
JP4635765B2 (en) | Ignition device for internal combustion engine | |
JP2023092771A (en) | internal combustion engine and spark plug | |
KR100588074B1 (en) | Spark Plug for Internal Engine | |
JP2019197717A (en) | Multipoint ignition device and multipoint ignition engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220519 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20230125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230131 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230227 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7236343 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |