JP2022085392A - 内燃機関用のスパークプラグ及びこれを備えた内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【課題】着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグ及びこれを備えた内燃機関を提供すること。【解決手段】内燃機関用のスパークプラグ1は、筒状の絶縁碍子と、中心電極4と、筒状のハウジングと、接地電極6と、プラグカバー5と、を有する。中心電極4は、絶縁碍子の内周側に保持されると共に絶縁碍子の先端側に先端突出部41を突出させている。プラグカバー5は、放電ギャップGが配される副燃焼室50を覆うようハウジングの先端部に設けられている。プラグカバー5には、副燃焼室50と外部とを連通させる複数の噴孔51が形成されている。噴孔51の中心軸の延長線51Lは、放電ギャップGを通過しない。複数の噴孔51のうちの一部の噴孔51は、当該噴孔51の中心軸の延長線51Lが、他の噴孔51の中心軸の延長線51Lよりも放電ギャップGの近くを通過するギャップ側噴孔510である。【選択図】図1
Description
本発明は、内燃機関用のスパークプラグ及びこれを備えた内燃機関に関する。
例えば、特許文献1に開示されているように、先端に副燃焼室を備えたスパークプラグが知られている。当該スパークプラグにおいて、副燃焼室を覆うカバー部には、複数の噴孔が形成されている。これにより、噴孔を介して副燃焼室から主燃焼室に火炎を噴出させ、主燃焼室の混合気を燃焼させようとしている。
しかしながら、特許文献1に記載のスパークプラグは、副燃焼室内における混合気への着火、すなわち、初期火炎の形成自体については、考慮されていない。つまり、副燃焼室内の放電を引き伸ばして着火性を向上させることについては、何ら考慮されていない。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグ及びこれを備えた内燃機関を提供しようとするものである。
本発明の第1の態様は、筒状の絶縁碍子(3)と、
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子の先端側に先端突出部(41)を突出させた中心電極(4)と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング(2)と、
上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(6)と、
上記放電ギャップが配される副燃焼室(50)を覆うよう上記ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー(5)と、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔(51)が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線(51L)は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔(510)である、内燃機関用のスパークプラグ(1)にある。
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子の先端側に先端突出部(41)を突出させた中心電極(4)と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング(2)と、
上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(6)と、
上記放電ギャップが配される副燃焼室(50)を覆うよう上記ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー(5)と、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔(51)が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線(51L)は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔(510)である、内燃機関用のスパークプラグ(1)にある。
本発明の第2の態様は、筒状の絶縁碍子(3)と、
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子の先端側に先端突出部(41)を突出させた中心電極(4)と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング(2)と、
上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(6)と、
上記放電ギャップが配される副燃焼室(50)を覆うよう上記ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー(5)と、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔(51)が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線(51L)は、上記放電ギャップを通過せず、
プラグ軸方向(Z)から見たとき、上記噴孔は、該噴孔の中心軸の延長線が、該噴孔とプラグ中心軸(C)とを通る仮想直線(VL)に対して傾斜しており、
少なくとも一つの上記噴孔は、当該噴孔の内側開口部(512)の周囲の少なくとも一部に、上記プラグカバーの内側から外側に向かって凹んだ凹部(52)が、上記内側開口部に隣接して形成された、凹部形成噴孔(511)であり、
上記凹部形成噴孔の開口方向から見たとき、上記凹部は、上記内側開口部に対して少なくとも上記放電ギャップ側に隣接している、内燃機関用のスパークプラグ(1)にある。
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子の先端側に先端突出部(41)を突出させた中心電極(4)と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング(2)と、
上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(6)と、
上記放電ギャップが配される副燃焼室(50)を覆うよう上記ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー(5)と、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔(51)が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線(51L)は、上記放電ギャップを通過せず、
プラグ軸方向(Z)から見たとき、上記噴孔は、該噴孔の中心軸の延長線が、該噴孔とプラグ中心軸(C)とを通る仮想直線(VL)に対して傾斜しており、
少なくとも一つの上記噴孔は、当該噴孔の内側開口部(512)の周囲の少なくとも一部に、上記プラグカバーの内側から外側に向かって凹んだ凹部(52)が、上記内側開口部に隣接して形成された、凹部形成噴孔(511)であり、
上記凹部形成噴孔の開口方向から見たとき、上記凹部は、上記内側開口部に対して少なくとも上記放電ギャップ側に隣接している、内燃機関用のスパークプラグ(1)にある。
本発明の第3の態様は、上記第1の態様の内燃機関用のスパークプラグを備えた内燃機関(10)であって、
主燃焼室(11)と、
該主燃焼室に設けられた吸気弁(72)及び排気弁(73)と、
上記プラグカバーの外表面(53)が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、を有し、
上記スパークプラグは、プラグ軸方向(Z)から見たとき、少なくとも一つの上記ギャップ側噴孔の外側開口部(513)が上記吸気弁側を向くように、配置されている、内燃機関にある。
主燃焼室(11)と、
該主燃焼室に設けられた吸気弁(72)及び排気弁(73)と、
上記プラグカバーの外表面(53)が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、を有し、
上記スパークプラグは、プラグ軸方向(Z)から見たとき、少なくとも一つの上記ギャップ側噴孔の外側開口部(513)が上記吸気弁側を向くように、配置されている、内燃機関にある。
本発明の第4の態様は、上記第2の態様の内燃機関用のスパークプラグを備えた内燃機関(10)であって、
主燃焼室(11)と、
該主燃焼室に設けられた吸気弁(72)及び排気弁(73)と、
上記プラグカバーの外表面(53)が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、を有し、
上記スパークプラグは、プラグ軸方向から見たとき、少なくとも一つの上記凹部形成噴孔の外側開口部(513)が上記吸気弁側を向くように、配置されている、内燃機関にある。
主燃焼室(11)と、
該主燃焼室に設けられた吸気弁(72)及び排気弁(73)と、
上記プラグカバーの外表面(53)が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、を有し、
上記スパークプラグは、プラグ軸方向から見たとき、少なくとも一つの上記凹部形成噴孔の外側開口部(513)が上記吸気弁側を向くように、配置されている、内燃機関にある。
上記第1の態様にかかる内燃機関用のスパークプラグは、複数の噴孔のうちの一部として、ギャップ側噴孔を有する。それゆえ、ギャップ側噴孔を介して副燃焼室に導入された気流が、放電ギャップの近くを通過しやすい。それゆえ、副燃焼室の気流によって、放電ギャップに生じた放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。
上記第2の態様にかかる内燃機関用のスパークプラグは、凹部形成噴孔を有する。凹部形成噴孔の開口方向から見たとき、凹部は、内側開口部に対して少なくとも放電ギャップ側に隣接している。それゆえ、凹部形成噴孔を介して副燃焼室に導入される気流の一部は、凹部に沿って流れやすいと共に、放電ギャップに向かいやすい。それゆえ、副燃焼室の気流によって、放電ギャップに生じた放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。
上記第3の態様にかかる内燃機関において、上記スパークプラグは、プラグ軸方向から見たとき、少なくとも一つのギャップ側噴孔の外側開口部が吸気弁側を向くように、配置されている。それゆえ、ギャップ側噴孔の外側開口部は、主燃焼室に形成される気流の上流側を向きやすい。これにより、ギャップ側噴孔を介して、主燃焼室から副燃焼室へと気流が導入されやすくなる。それゆえ、ギャップ側噴孔を介して副燃焼室に導入された気流によって、放電ギャップに生じた放電が確実に伸長しやすい。その結果、着火性を確実に向上させることができる。
上記第4の態様にかかる内燃機関において、上記スパークプラグは、プラグ軸方向から見たとき、少なくとも一つの凹部形成噴孔の外側開口部が吸気弁側を向くように、配置されている。それゆえ、凹部形成噴孔の外側開口部は、主燃焼室に形成される気流の上流側を向きやすい。これにより、凹部形成噴孔を介して、主燃焼室から副燃焼室へと気流が導入されやすくなる。それゆえ、凹部形成噴孔を介して副燃焼室に導入された気流によって、放電ギャップに生じた放電が確実に伸長しやすい。その結果、着火性を確実に向上させることができる。
以上のごとく、上記態様によれば、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグ及びこれを備えた内燃機関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。
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)
内燃機関用のスパークプラグ及びこれを備えた内燃機関に係る実施形態について、図1~図15を参照して説明する。
本形態の内燃機関用のスパークプラグ1は、図1~図3に示すごとく、筒状の絶縁碍子3と、中心電極4と、筒状のハウジング2と、接地電極6と、プラグカバー5と、を有する。中心電極4は、絶縁碍子3の内周側に保持されると共に絶縁碍子3の先端側に先端突出部41を突出させている。ハウジング2は、絶縁碍子3を内周側に保持する。接地電極6は、中心電極4との間に放電ギャップGを形成する。プラグカバー5は、放電ギャップGが配される副燃焼室50を覆うようハウジング2の先端部に設けられている。
内燃機関用のスパークプラグ及びこれを備えた内燃機関に係る実施形態について、図1~図15を参照して説明する。
本形態の内燃機関用のスパークプラグ1は、図1~図3に示すごとく、筒状の絶縁碍子3と、中心電極4と、筒状のハウジング2と、接地電極6と、プラグカバー5と、を有する。中心電極4は、絶縁碍子3の内周側に保持されると共に絶縁碍子3の先端側に先端突出部41を突出させている。ハウジング2は、絶縁碍子3を内周側に保持する。接地電極6は、中心電極4との間に放電ギャップGを形成する。プラグカバー5は、放電ギャップGが配される副燃焼室50を覆うようハウジング2の先端部に設けられている。
プラグカバー5には、副燃焼室50と外部とを連通させる複数の噴孔51が形成されている。噴孔51の中心軸の延長線51Lは、放電ギャップGを通過しない。複数の噴孔51のうちの一部の噴孔51は、当該噴孔51の中心軸の延長線51Lが、他の噴孔51の中心軸の延長線51Lよりも放電ギャップGの近くを通過するギャップ側噴孔510である。
図1に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たとき、噴孔51は、噴孔51の中心軸の延長線51Lが、噴孔51とプラグ中心軸Cとを通る仮想直線VLに対して傾斜している。少なくとも一つの噴孔51は、図7に示すごとく、当該噴孔51の内側開口部512の周囲の少なくとも一部に、プラグカバー5の内側から外側に向かって凹んだ凹部52が、内側開口部512に隣接して形成された、凹部形成噴孔511である。図6に示すごとく、凹部形成噴孔511の開口方向から見たとき、凹部52は、内側開口部512に対して少なくとも放電ギャップG側に隣接している。
本形態のスパークプラグ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。図10に示すごとく、ハウジング2の外周面に形成した取付ネジ部21を、シリンダヘッド76のプラグホール761の雌ネジ部に螺合して、スパークプラグ1が内燃機関10に取り付けられる。そして、スパークプラグ1の軸方向Zの一端を、内燃機関10の主燃焼室11に配置する。スパークプラグ1の軸方向Zにおいて、主燃焼室11に露出する側を先端側、その反対側を基端側というものとする。また、スパークプラグ1の軸方向Zを、適宜、プラグ軸方向Z、或いは単に、Z方向ともいう。なお、プラグ中心軸Cは、スパークプラグ1の中心軸Cを意味するものとする。また、プラグ中心軸Cは、本形態において、中心電極4の中心軸でもある。
図2、図3に示すごとく、プラグカバー5は、ハウジング2の先端部に溶接等によって接合されている。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、プラグカバー5は、副燃焼室50を主燃焼室と区画している。また、プラグカバー5に形成された噴孔51は、副燃焼室50と主燃焼室とを連通させている。
内燃機関の圧縮行程等においては、噴孔51を通じて主燃焼室から副燃焼室50へ、気流が導入される。ここで、噴孔51を通じて副燃焼室50に導入される気流によって、副燃焼室50にスワール流(図9の破線矢印AF2参照)が生じるように、噴孔51が形成されている。具体的には、図1に示すごとく、Z方向から見たとき、噴孔51とプラグ中心軸Cとを通過するプラグ径方向に延びる仮想直線VLに対して、噴孔の中心軸の延長線51Lは鋭角の角度をもって傾斜している。複数の噴孔51は、各噴孔51における仮想直線VLに対する噴孔の中心軸の延長線51Lの傾斜方向が、プラグ周方向における同じ側となっている。なお、プラグ径方向とは、スパークプラグ1の中心軸Cに直交する平面上において、スパークプラグ1の中心軸Cを中心とする円の半径方向を意味する。また、プラグ周方向は、プラグ中心軸Cを中心とする円周に沿った方向である。
このような噴孔51の形成態様により、図9に示すごとく、噴孔51を介して副燃焼室50に導入された気流によって、副燃焼室50にスワール流が形成される。本形態の場合、副燃焼室50の気流AF2であるスワール流は、プラグ中心軸Cの周りに、図9における反時計回りの螺旋状に生じる。
また、内燃機関の膨張行程においては、それぞれの噴孔51を介して、副燃焼室50から主燃焼室へと気流が流出することにより、圧縮行程において形成されるスワール流とは逆回りのスワール流が形成される。
本形態において、噴孔51は、略円柱形状に形成されている。噴孔51は、図1に示すごとく、Z方向から見たとき、プラグ周方向に等間隔で形成されている。また、噴孔51は、図2、図3に示すごとく、先端側へ向かうほどプラグ径方向の外側へ向かうように、Z方向に対して傾斜して開口している。
本形態において、プラグカバー5には、図1に示すごとく、4つの噴孔51が形成されており、そのうちの一つがギャップ側噴孔510となっている。
また、本形態において、ギャップ側噴孔510は、凹部形成噴孔511でもある。
つまり、図7に示すごとく、ギャップ側噴孔510の内側開口部512の周囲の少なくとも一部には、凹部52が、内側開口部512に隣接して形成されている。そして、図6に示すごとく、ギャップ側噴孔510の開口方向から見たとき、凹部52は、内側開口部512に対して少なくとも放電ギャップG側に隣接している。本形態において、凹部52は、内側開口部512の全周ではなく、放電ギャップGに近い側の一部に形成されている。
また、ギャップ側噴孔510は、図1、図2に示すごとく、他の噴孔51よりも開口面積が大きい。
つまり、本形態において、凹部形成噴孔511は、他の噴孔51よりも開口面積が大きいともいえる。
ギャップ側噴孔510の内径は、例えば、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51の内径の1.2倍~1.4倍とすることができる。また、ギャップ側噴孔510の開口面積は、例えば、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51の開口面積の1.4倍~2.0倍とすることができる。
図4に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たとき、ギャップ側噴孔510における仮想直線VLに対するギャップ側噴孔510の中心軸の延長線51Lの傾斜角度α1は、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51における仮想直線VLに対する噴孔51の中心軸の延長線51Lの傾斜角度α2よりも小さい。
傾斜角度α2は、例えば、30°以上とすることができる。また、傾斜角度α1は、例えば、20°以下とすることができる。
図2に示すごとく、ギャップ側噴孔510を通過する仮想直線VLと、Z方向と、の双方に直交する方向から見たとき、ギャップ側噴孔510の中心軸の延長線51Lと、放電ギャップGとは、互いに重なっている。
また、凹部形成噴孔511における凹部52は、図7に示すごとく、凹部形成噴孔511の開口方向の一部にのみ形成されている。すなわち、凹部形成噴孔511は、凹部52よりも、プラグカバー5の外側に近い側に、略円柱形状の貫通空間であるストレート部514を有する。本形態において、凹部形成噴孔511の開口方向におけるストレート部514の長さL1は、凹部形成噴孔511の開口方向における凹部52の長さL2よりも長い。ストレート部514の長さL1は、例えば、0.75mm以上とすることが好ましい。また、ストレート部514の長さL1は、1mm以上とすることが、より好ましい。また、本形態において、プラグカバー5の厚みは、0.75mmよりも大きい。
本形態において、凹部52は、副燃焼室50に近付くに従い、凹部形成噴孔511の中心軸から遠ざかるように形成されている。
図5に示すごとく、本形態において、凹部形成噴孔511は、凹部形成噴孔511のストレート部514を開口方向に延長した延長領域Eが、放電ギャップGと接するように、開口している。
また、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51を開口方向に延長した延長領域(図示略)は、放電ギャップGと接しないと共に、放電ギャップGを通過しない。
また、放電ギャップGは、図2、図3に示すごとく、先端突出部41と接地電極6とが、プラグ軸方向Zに互いに対向することにより形成されている。
具体的には、図3に示すごとく、中心電極4の先端面413と接地電極6の基端面63とが互いにZ方向に対向することにより、放電ギャップGが形成されている。なお、Z方向において互いに対向する中心電極4の先端面413と接地電極6の基端面63とのそれぞれに、チップを接合することもできる(図示略)。つまり、中心電極4の先端面413に接合されたチップと接地電極6の基端面63に接合されたチップとの間に、放電ギャップGを形成することもできる。チップは、例えば、イリジウムや白金等の貴金属、又はこれらを主成分とする合金とすることができる。
放電ギャップGは、例えば、後述する中心電極4の小径部411をZ方向に投影した領域であって、小径部411の先端面413と接地電極6の基端面63との間の領域である。
図1~図3に示すごとく、先端突出部41は、大径部412と小径部411とを有する。図2、図3に示すごとく、小径部411は、大径部412の先端側に形成されると共に大径部412よりも外径が小さい。放電ギャップGは、小径部411と接地電極6との間に形成されている。図1に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たとき、ギャップ側噴孔510は、ギャップ側噴孔510の中心軸の延長線51Lが、大径部412を通過しないように形成されている。
つまり、プラグ軸方向Zから見たとき、凹部形成噴孔511は、凹部形成噴孔511の中心軸の延長線51Lが、大径部412を通過しないように形成されている。
また、本形態において、接地電極6は、図1に示すごとく、ハウジング2又はプラグカバー5に固定された固定端部61から副燃焼室50内に突出していると共に、プラグ軸方向Zから見たとき、プラグ径方向に沿って設けられている。図8に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たとき、接地電極6の突出方向と、ギャップ側噴孔510とプラグ中心軸Cとを通る仮想直線VLと、のなす角度α3は、45°~135°である。
つまり、本形態においては、プラグ軸方向Zから見たとき、接地電極6の突出方向と、凹部形成噴孔511とプラグ中心軸Cとを通る仮想直線VLと、のなす角度α4は、45°~135°であるともいえる。
角度α4は、Z方向から見たとき、図8に示す直線6Lと、凹部形成噴孔511を通過する仮想直線VLと、のなす角度である。なお、本形態においては、角度α3と角度α4とは同じ角度を意味する。
本形態において、接地電極6は、略四角柱形状をなしている。つまり、接地電極6は、4つの平坦な側面を備えており、そのうちの一つが基端面63となっている。つまり、基端面63の全体が平坦な面となっている。
接地電極6の基端面63は、図3に示すごとく、接地電極6の突出端部62に近づくに従って先端側に向かうように、Z方向に対して傾斜している。
また、本形態において、接地電極6の固定端部61は、ハウジング2に固定されている。そして、接地電極6をハウジング2に固定した後に、プラグカバー5をハウジング2に固定することによって、本形態のスパークプラグ1を製造することができる。
次に、上記スパークプラグ1を備えた内燃機関10を、図10、図11に示す。
内燃機関10は、主燃焼室11と、主燃焼室11に設けられた吸気弁72及び排気弁73と、スパークプラグ1とを有する。スパークプラグ1は、プラグカバー5の外表面53が主燃焼室11に面するように配置されている。スパークプラグ1は、図11に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たとき、少なくとも一つのギャップ側噴孔510の外側開口部513が吸気弁72側を向くように、配置されている。
内燃機関10は、主燃焼室11と、主燃焼室11に設けられた吸気弁72及び排気弁73と、スパークプラグ1とを有する。スパークプラグ1は、プラグカバー5の外表面53が主燃焼室11に面するように配置されている。スパークプラグ1は、図11に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たとき、少なくとも一つのギャップ側噴孔510の外側開口部513が吸気弁72側を向くように、配置されている。
つまり、本形態の内燃機関10において、スパークプラグ1は、プラグ軸方向Zから見たとき、少なくとも一つの凹部形成噴孔511の外側開口部513が吸気弁72側を向くように、配置されている。
また、本形態の内燃機関10は、図10に示すごとく、シリンダヘッド76と、シリンダブロック75と、シリンダ70内を往復運動するピストン74とを備える。そして、シリンダヘッド76、シリンダブロック75、及びピストン74に囲まれて、主燃焼室11が形成される。シリンダヘッド76には、吸気ポート721及び排気ポート731が形成されており、それぞれ吸気弁72又は排気弁73が備えられている。そして、シリンダヘッド76における吸気ポート721と排気ポート731との間に、スパークプラグ1が取り付けられる。詳細には、スパークプラグ1は、図11に示すごとく、シリンダヘッド76における、2つの吸気ポート721と2つの排気ポート731とに囲まれた位置に配設されている。
吸気ポート721及び排気ポート731は、図10に示すごとく、その開口方向が主燃焼室11の中心軸側に向かうように、ピストン74の進退方向に対して傾斜している。また、主燃焼室11の基端面は、スパークプラグ1から遠ざかるにつれて先端側へ向かうように傾斜している。
また、内燃機関10においては、ピストン74の往復運動に伴って、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程が順次繰り返される。内燃機関10の吸気行程において、2つの吸気ポート721からガスが主燃焼室11内に導入され、排気行程において、2つの排気ポート731から主燃焼室11内のガスが排出される。吸気行程における気流の導入のされ方等に起因して、主燃焼室11に所定の気流が形成され、圧縮行程においても、その気流は残る。
そして、主燃焼室11内においては、主として、図10の矢印AF1に示すごとく、ピストン74の摺動方向に直交する方向の軸周りの気流である、タンブル流が形成される。そして、この気流AF1は、図10、図11に示すごとく、主燃焼室11内のスパークプラグ1の先端部付近において、吸気弁72側から排気弁73側へ向かう向きとなる。より具体的には、図11に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たとき、2つの吸気ポート721の中間位置から、2つの排気ポート731の中間位置へ向かう方向に沿った気流AF1が、スパークプラグ1の先端部付近の主な気流となる。
なお、主燃焼室11内の気流は、常に一定となっているわけではなく、サイクル間、或いは1サイクル中の異なるタイミングの間において、変動し得る。ただし、主な気流の向き、特に、点火タイミングにおける気流の向きは、概略定まっており、上述した気流AF1は、点火タイミングにおける主な気流を意味する。そして、「主燃焼室11の気流」というときは、特に断らない限り、上述の、点火タイミングにおける、スパークプラグ1の先端部付近の気流AF1を意味する。
上述のように構成された内燃機関10においては、圧縮行程において、主燃焼室11のガスが、噴孔51を介して、副燃焼室50に導入される。ここで、ギャップ側噴孔510は、その他の噴孔51に対して開口面積が大きいと共に、図10、図11に示すごとく、ギャップ側噴孔510の外側開口部513が主燃焼室11の気流AF1の上流側を向いている。そのため、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51に対し、ギャップ側噴孔510を介して、より多くのガスが副燃焼室50に導入される。つまり、凹部形成噴孔511以外の噴孔51に対し、凹部形成噴孔511を介して、より多くのガスが副燃焼室50に導入される。
次に、本形態の作用効果を説明する。
上記内燃機関用のスパークプラグ1は、複数の噴孔51のうちの一部として、ギャップ側噴孔510を有する。それゆえ、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に導入された気流が、放電ギャップGの近くを通過しやすい。それゆえ、副燃焼室50の気流によって、放電ギャップGに生じた放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。
上記内燃機関用のスパークプラグ1は、複数の噴孔51のうちの一部として、ギャップ側噴孔510を有する。それゆえ、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に導入された気流が、放電ギャップGの近くを通過しやすい。それゆえ、副燃焼室50の気流によって、放電ギャップGに生じた放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。
すなわち、ギャップ側噴孔510の中心軸の延長線51Lは、他の噴孔51の中心軸の延長線51Lよりも放電ギャップGの近くを通過する。そのため、他の噴孔51を介して副燃焼室50に導入された気流に対し、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に導入された気流は、放電ギャップGの近くを通過しやすい。それゆえ、放電ギャップG及びその周辺のガスが、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に導入された気流に引き込まれやすい。それゆえ、図12、図13に示すごとく、放電ギャップG及びその周辺において、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に導入された気流AF2に向かう気流AF21が形成されやすい。それゆえ、図12に示すごとく、放電ギャップGに形成された放電Sは、図13に示すごとく、放電ギャップG及びその周辺に形成された気流AF21によって伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。また、着火性が向上することにより、EGR(すなわち排気再循環)量の上限を向上でき、燃費を向上させることができる。
また、噴孔51の中心軸の延長線51Lは、放電ギャップGを通過しない。それゆえ、噴孔51を介して副燃焼室50に導入された気流の流速が比較的速い場合であっても、流速の速い気流は放電ギャップGに流入しにくい。その結果、流速の速い気流による、放電ギャップGに形成された放電の吹き消え、短絡を抑制することができる。
上記内燃機関用のスパークプラグ1は、凹部形成噴孔511を有する。凹部形成噴孔511の開口方向から見たとき、凹部52は、内側開口部512に対して少なくとも放電ギャップG側に隣接している。それゆえ、凹部形成噴孔511を介して副燃焼室50に導入される気流の一部は、凹部52に沿って流れやすいと共に、放電ギャップGに向かいやすい。それゆえ、副燃焼室50の気流によって、放電ギャップGに生じた放電が伸長しやすい。その結果、着火性を向上させることができる。
すなわち、凹部形成噴孔511を介して副燃焼室50に導入される気流の流速が比較的速い場合、流速の速い気流は、ストレート部514に沿って流れやすく、凹部52に沿う気流は生じにくい。一方、凹部形成噴孔511を介して副燃焼室50に導入される気流の流速が比較的遅い場合、その気流の一部は、凹部52に沿って流れやすい。そして、凹部形成噴孔511の開口方向から見たとき、凹部52は、内側開口部512に対して少なくとも放電ギャップG側に隣接している。それゆえ、図14、図15に示すごとく、凹部52に沿って流れる気流AF2は、放電ギャップGに向かいやすい。その結果、図14に示すごとく、放電ギャップGに形成された放電Sは、図15に示すごとく、凹部52に沿って流れる気流AF2により、伸長しやすい。また、このとき、比較的速度の遅い気流AF2が放電ギャップに向かうため、放電Sは、気流AF2によって吹き消え等することなく、伸長しやすい。
本形態のスパークプラグ1は、ギャップ側噴孔510であると共に、凹部形成噴孔511でもある噴孔51を有する。それゆえ、この噴孔51を介して副燃焼室50に導入される気流は、その流速によらず、放電ギャップGに形成された放電を効果的に伸長させることができる。その理由を説明するにあたり、まず、当該噴孔51を介して副燃焼室50に導入される気流の流速が比較的速い場合を考える。この場合、流速の速い気流は、放電ギャップGに直接流入しにくいと共に、放電ギャップGの近くを通過しやすい。これにより、放電ギャップGに生じた放電は、吹き消え等することなく、放電ギャップG及びその周辺に形成された気流により伸長しやすい。また、当該噴孔51を介して副燃焼室50に導入される気流の流速が比較的遅い場合、気流の一部は、凹部52に沿って流れやすい。これにより、流速の比較的遅い気流が放電ギャップGに向かいやすく、放電が伸長しやすい。その結果、内燃機関の運転条件によらず、着火性を確実に向上させることができる。
また、本形態において、ストレート部514の長さL1(図7参照)は、0.75mm以上である。それゆえ、凹部形成噴孔511を介して副燃焼室50に導入される流速の比較的速い気流は、ストレート部514に沿って、より流れやすく、流速が減衰しにくい。その結果、凹部形成噴孔511を介して副燃焼室50に導入された気流によって、放電ギャップGに形成された放電を、確実に伸長させることができる。
プラグ軸方向Zから見たとき、噴孔51は、噴孔51の中心軸の延長線51Lが、噴孔51とプラグ中心軸Cとを通る仮想直線VLに対して傾斜している。これにより、副燃焼室50にスワール流を形成することができる。そして、プラグ軸方向Zから見たとき、傾斜角度α1は、傾斜角度α2よりも小さい(図4参照)。それゆえ、他の噴孔51を介して副燃焼室50に導入される気流よりも、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に導入された気流を、放電ギャップGの近くに通過させやすい。そのため、放電ギャップGの気流を特定の向きに形成しやすい。その結果、放電ギャップGに生じた放電を効果的に伸長させることができる。
放電ギャップGは、先端突出部41と接地電極6とが、プラグ軸方向Zに互いに対向することにより形成されている。それゆえ、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に導入された気流を、放電ギャップGの近くに通過させやすい。その結果、放電ギャップGに生じた放電を伸長させやすい。
また、放電ギャップGがプラグ軸方向Zに形成されていることにより、凹部52に沿って副燃焼室50に流入した気流を、放電ギャップGに流入させやすい。それゆえ、放電ギャップGに生じた放電を伸長させやすい。
プラグ軸方向Zから見たとき、ギャップ側噴孔510は、ギャップ側噴孔510の中心軸の延長線51Lが、大径部412を通過しないように形成されている。それゆえ、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に導入された流速の比較的速い気流が、放電ギャップGに流入することを抑えることができる。その結果、気流による放電の吹き消え、短絡を確実に抑えることができる。
プラグ軸方向Zから見たとき、凹部形成噴孔511は、凹部形成噴孔511の中心軸の延長線51Lが、大径部412を通過しないように形成されている。それゆえ、凹部形成噴孔511を介して副燃焼室50に導入された流速の比較的速い気流が、放電ギャップGに流入することを抑えることができる。その結果、気流による放電の吹き消え、短絡を確実に抑えることができる。
接地電極6は、固定端部61から副燃焼室50内に突出していると共に、プラグ軸方向Zから見たとき、プラグ径方向に沿って設けられている。また、プラグ軸方向Zから見たとき、角度α3は45°~135°である(図8参照)。それゆえ、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に導入された気流は、接地電極6によって遮られにくい。それゆえ、ギャップ側噴孔510を介して導入された気流は、放電ギャップGの近くを確実に通過することができる。その結果、放電を確実に伸長させることができる。
また、角度α3が上記の範囲であるため、形成された初期火炎が、接地電極6に近接しにくい。それゆえ、初期火炎の冷却損失を抑えやすい。その結果、着火性を確実に向上させることができる。
また、プラグ軸方向Zから見たとき、角度α4は、45°~135°である(図8参照)。それゆえ、凹部52に沿って副燃焼室50に流入した気流は、接地電極6によって遮られにくい。それゆえ、凹部52に沿って副燃焼室50に流入した気流は、放電ギャップGに確実に向かいやすい。その結果、放電を確実に伸長させることができる。
また、角度α4が上記の範囲であるため、形成された初期火炎が、接地電極6に近接しにくい。それゆえ、初期火炎の冷却損失を抑えやすい。
また、噴孔51は、噴孔51を通じて副燃焼室50に導入される気流によって、副燃焼室50にスワール流が生じるように、形成されている。それゆえ、形成された初期火炎は、スワール流によって、副燃焼室50内に広がりやすい。その結果、副燃焼室50内の燃焼が促進されることにより、主燃焼室への火炎ジェットを強化することができる。
また、ギャップ側噴孔510と、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51とは、各噴孔51における仮想直線VLに対する噴孔の中心軸の延長線51Lの傾斜方向が、プラグ周方向における同じ側となっている。それゆえ、副燃焼室50に形成されたスワール流を阻害することなく、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に気流を導入、又は副燃焼室50から気流を導出させることができる。また、凹部形成噴孔511においても、スワール流を阻害することなく、副燃焼室50に気流を導入、又は副燃焼室50から気流を導出させることができる。
また、ギャップ側噴孔510は、他の噴孔51よりも開口面積が大きい。それゆえ、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に導入される気流を確実に確保することができる。その結果、確実に放電を伸長させることができる。
つまり、内燃機関の回転数又は負荷が低い場合、噴孔51を介して副燃焼室50に導入される気流は弱くなりやすい。しかし、このような場合であっても、ギャップ側噴孔510は開口面積が大きいため、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に導入される気流を確実に確保できる。その結果、確実に放電を伸長させることができる。
また、ギャップ側噴孔510は、他の噴孔51に対し開口面積が大きいため、膨張行程において、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50からガスが導出されやすい。それゆえ、副燃焼室50内において、ギャップ側噴孔510に向かう気流が強くなりやすい。それゆえ、放電ギャップGに生じた放電がギャップ側噴孔510に向かって伸長しやすい。その結果、膨張行程において、副燃焼室50内での着火性を向上させることができる。また、着火位置をギャップ側噴孔510に近付けやすいため、例えば、副燃焼室50の温度が低い運転条件などでは、冷損も抑制され、主燃焼室への火炎ジェットを強化することができる。さらに、放電ギャップGにて生じた放電或いは放電プラズマ、又は初期火炎が、ギャップ側噴孔510から噴出しやすいため、主燃焼室での着火性向上を図ることができる。
凹部形成噴孔511は、他の噴孔51よりも開口面積が大きい。それゆえ、凹部形成噴孔511を介して副燃焼室50に導入される気流を確保することができる。それゆえ、凹部52に沿って副燃焼室50に流入する気流を、確保することができる。その結果、確実に放電を伸長させることができる。
また、凹部形成噴孔511は、他の噴孔51に対し開口面積が大きいため、膨張行程において、凹部形成噴孔511を介して副燃焼室50からガスが導出されやすい。それゆえ、副燃焼室50内において、凹部形成噴孔511に向かう気流が強くなりやすい。それゆえ、放電ギャップGに生じた放電が凹部形成噴孔511に向かって伸長しやすい。その結果、膨張行程において、着火性を向上させることができる。
上記内燃機関10において、スパークプラグ1は、プラグ軸方向Zから見たとき、少なくとも一つのギャップ側噴孔510の外側開口部513が吸気弁72側を向くように、配置されている。それゆえ、ギャップ側噴孔510の外側開口部513は、主燃焼室11に形成される気流の上流側を向きやすい。これにより、ギャップ側噴孔510を介して、主燃焼室11から副燃焼室50へと気流が導入されやすくなる。それゆえ、ギャップ側噴孔510を介して副燃焼室50に導入された気流によって、放電ギャップGに生じた放電が確実に伸長しやすい。その結果、着火性を確実に向上させることができる。
また、上記内燃機関10において、スパークプラグ1は、プラグ軸方向Zから見たとき、少なくとも一つの凹部形成噴孔511の外側開口部513が吸気弁72側を向くように、配置されている。それゆえ、凹部形成噴孔511の外側開口部513は、主燃焼室11に形成される気流の上流側を向きやすい。これにより、凹部形成噴孔511を介して、主燃焼室11から副燃焼室50へと気流が導入されやすくなる。それゆえ、凹部形成噴孔511を介して副燃焼室50に導入された気流によって、放電ギャップGに生じた放電が確実に伸長しやすい。その結果、着火性を確実に向上させることができる。
また、ギャップ側噴孔510は、他の噴孔51よりも開口面積が大きい。これにより、Z方向から見たとき、ギャップ側噴孔510を介して、副燃焼室50から主燃焼室11の吸気弁72側へ大きい火炎を噴出させることができる。それゆえ、Z方向から見て主燃焼室11における吸気弁72側の混合気の着火性を向上させることができる。それゆえ、主燃焼室11全体の混合気をバランスよく燃焼させることができる。その結果、ノッキング等の原因となる燃焼異常の抑制を図ることができる。
つまり、Z方向から見たとき、主燃焼室11における、高温のガスを排出する排気ポート731が設けられた排気弁73側と比較し、比較的低温のガスを主燃焼室11へ導入する吸気ポート721が設けられた吸気弁72側は、低温となりやすい。それゆえ、Z方向から見たとき、主燃焼室11における、排気弁73側の混合気に対し、吸気弁72側の混合気の燃焼が遅れることによって、主燃焼室11における混合気の燃焼のバランスが悪くなるおそれがある。しかし、本形態においては、上記のごとく、Z方向から見たとき、副燃焼室50から主燃焼室11の吸気弁72側へ大きい火炎を噴出させることができる。そのため、主燃焼室11全体の混合気をバランスよく燃焼させることができ、未燃燃料の局所的な残留も抑えることができる。その結果、ノッキング等の原因となる燃焼異常の抑制を図ることができる。
つまり、Z方向から見たとき、凹部形成噴孔511を介して、副燃焼室50から主燃焼室11の吸気弁72側へ大きい火炎を噴出させることができる。それゆえ、主燃焼室11全体の混合気をバランスよく燃焼させることができる。
以上のごとく、本形態によれば、着火性を向上させることができる内燃機関用のスパークプラグ1及びこれを備えた内燃機関10を提供することができる。
(実施形態2)
本形態は、図16、図17に示すごとく、実施形態1に対し、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51の開口方向を変更した形態である。
すなわち、図16に示すごとく、Z方向から見たとき、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51は、噴孔51の中心軸の延長線51Lがプラグ径方向に沿うように、形成されている。つまり、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51は、噴孔51の中心軸の延長線51Lが実質的にプラグ中心軸Cを通過するように、形成されている。
本形態は、図16、図17に示すごとく、実施形態1に対し、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51の開口方向を変更した形態である。
すなわち、図16に示すごとく、Z方向から見たとき、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51は、噴孔51の中心軸の延長線51Lがプラグ径方向に沿うように、形成されている。つまり、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51は、噴孔51の中心軸の延長線51Lが実質的にプラグ中心軸Cを通過するように、形成されている。
また、図17に示すごとく、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51の中心軸の延長線51Lは、放電ギャップGを通過しないと共に、放電ギャップGの基端側を通過する。つまり、ギャップ側噴孔510以外の噴孔51は、ギャップ側噴孔510に対し、Z方向に直交する面に対する噴孔の中心軸の傾きが大きい。
その結果、三次元的に見て、ギャップ側噴孔510の中心軸の延長線51Lは、他の噴孔51の中心軸の延長線51Lよりも、放電ギャップGの近くを通過している。
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。
本形態においても、スワール流が形成されることによる作用効果を除き、実施形態1と同様の作用効果を有する。
その結果、三次元的に見て、ギャップ側噴孔510の中心軸の延長線51Lは、他の噴孔51の中心軸の延長線51Lよりも、放電ギャップGの近くを通過している。
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。
本形態においても、スワール流が形成されることによる作用効果を除き、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実施形態3)
本形態は、図18、図19に示すごとく、実施形態1に対し、凹部52の形成範囲を変更した形態である。
本形態は、図18、図19に示すごとく、実施形態1に対し、凹部52の形成範囲を変更した形態である。
図18、図19に示すごとく、本形態においては、凹部形成噴孔511の内側開口部512の周囲の全周に、凹部52が、内側開口部512に隣接して形成されている。つまり、凹部52は、環状に形成されている。
その他は、実施形態1と同様である。
その他は、実施形態1と同様である。
本形態においては、凹部形成噴孔511の内側開口部512の周囲の全周に、凹部52が、内側開口部512に隣接して形成されている。それゆえ、凹部52を容易に形成することができる。その結果、本形態のスパークプラグ1を容易に製造することができる。
つまり、凹部を形成する前の噴孔(図示略)において、当該噴孔の内側開口部の周囲に対し、ドリルを用いた切削等を行うことにより、凹部52を容易に形成することができる。それゆえ、本形態のスパークプラグ1を容易に製造することができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実施形態4)
本形態は、図20に示すごとく、実施形態1に対し、接地電極6の形状を変更した形態である。
本形態は、図20に示すごとく、実施形態1に対し、接地電極6の形状を変更した形態である。
本形態において、接地電極6は、図20に示すごとく、プラグカバー5に固定されている。接地電極6は、プラグ中心軸Cに沿って、固定端部61から基端側に向かって突出している。接地電極6の長手方向は、Z方向となっている。
本形態において、放電ギャップGは、接地電極6の突出端部62と中心電極4の小径部411とがZ方向に互いに対向することにより、形成されている。つまり、突出端部62は、放電ギャップGを形成する基端面63を有する。
その他の構成及び作用効果は、実施形態1と同様である。
その他の構成及び作用効果は、実施形態1と同様である。
(実施形態5)
本形態は、図21に示すごとく、実施形態1に対し、中心電極4の先端部の形状を変更した形態である。
すなわち、中心電極4の先端面413は、接地電極6の基端面63に沿って傾斜している。
本形態は、図21に示すごとく、実施形態1に対し、中心電極4の先端部の形状を変更した形態である。
すなわち、中心電極4の先端面413は、接地電極6の基端面63に沿って傾斜している。
本形態において、中心電極4の先端面413と接地電極6の基端面63とは、それぞれ平坦な面となっている。そして、図21に示すごとく、それぞれの平坦な面同士が、互いに略平行に対向配置されることにより、放電ギャップGが形成されている。
また、放電ギャップGは、ハウジング2の先端よりも先端側に形成されている。すなわち、中心電極4の先端突出部41が、ハウジング2の先端よりも先端側に突出している。
その他は、実施形態1と同様である。
その他は、実施形態1と同様である。
中心電極4の先端面413は、接地電極6の基端面63に沿って傾斜している。それゆえ、中心電極4の先端面413と接地電極6の基端面63とを略平行にすることができる。これにより、中心電極4側の放電の起点位置を分散させやすい。そのため、中心電極4が局部的に摩耗することを抑制し、放電ギャップGの距離が拡大することを抑制することができる。その結果、スパークプラグ1の寿命を延ばすことができる。
放電ギャップGは、ハウジング2の先端よりも先端側に形成されている。それゆえ、ハウジング2にプラグカバー5を固定する前において、ハウジング2に固定された接地電極6と中心電極4との間に形成された放電ギャップGを確認しやすい。それゆえ、放電ギャップGの調整を容易に行うことができる。その結果、スパークプラグ1を容易に製造することができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実施形態6)
本形態は、図22に示すごとく、実施形態6に対し、中心電極4の先端部の形状を変更した形態である。
本形態は、図22に示すごとく、実施形態6に対し、中心電極4の先端部の形状を変更した形態である。
本形態において、中心電極4の先端部は、図22に示すごとく、先端側に向かうに従って縮径したテーパ形状を有する。テーパ形状を有する中心電極4の先端部は、略円錐台形状を有する。なお、中心電極4の先端部は、略円錐形状、略四角錐台形状、略四角錐形状等とすることができる。
中心電極4におけるテーパ形状を有する先端部のテーパ面414は、環状に形成されている。テーパ面414の一部は、接地電極6の基端面63に沿って傾斜している。そして、テーパ面414と、接地電極6の基端面63との間に、放電ギャップGが形成されている。
その他は、実施形態5と同様である。
その他は、実施形態5と同様である。
本形態は、テーパ面414と基端面63との間に、放電ギャップGが形成されている。それゆえ、本形態においても、中心電極4の局部的な摩耗を抑制し、放電ギャップGの距離が拡大することを抑制することができる。
その他、実施形態5と同様の作用効果を有する。
その他、実施形態5と同様の作用効果を有する。
上記実施形態1~6においては、複数の噴孔51のうちの1つが、凹部形成噴孔511となっている。ただし、複数の噴孔に対し、それぞれ面取り等を行うことにより、内側開口部の周囲に、凹部を、内側開口部に隣接させて形成することもできる。この場合、一部の噴孔における凹部を、他の噴孔における凹部よりも、凹部を形成する面の面積が大きくなるように、形成する。そして、他の噴孔に対し凹部を形成する面の面積が大きい一部の噴孔において、凹部を、当該噴孔の開口方向から見たとき、内側開口部に対して少なくとも放電ギャップ側に隣接させる。これにより、当該一部の噴孔における凹部に沿って流れる気流によって、放電ギャップに形成された放電を伸長させることができる。
また、上記実施形態1~6において、プラグカバー5には、4つの噴孔51が形成されている。ただし、噴孔の数は、3つ以下、又は5つ以上とすることができる。
また、放電ギャップは、先端突出部と接地電極とを、プラグ軸方向以外の方向に互いに対向させることにより、形成することができる。例えば、放電ギャップは、先端突出部と接地電極とを、プラグ径方向に互いに対向させることにより形成することもできる。
また、上記実施形態1~6において、プラグ軸方向Zから見たとき、ギャップ側噴孔510は、ギャップ側噴孔510の中心軸の延長線51Lが、大径部412を通過しないように形成されている。ただし、ギャップ側噴孔は、例えば、Z方向から見たとき、ギャップ側噴孔の中心軸の延長線が、大径部と接するように、形成することもできる。
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…スパークプラグ、2…ハウジング、3…絶縁碍子、4…中心電極、41…先端突出部、5…プラグカバー、50…副燃焼室、51…噴孔、510…ギャップ側噴孔、6…接地電極、51L…噴孔の中心軸の延長線、G…放電ギャップ
Claims (14)
- 筒状の絶縁碍子(3)と、
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子の先端側に先端突出部(41)を突出させた中心電極(4)と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング(2)と、
上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(6)と、
上記放電ギャップが配される副燃焼室(50)を覆うよう上記ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー(5)と、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔(51)が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線(51L)は、上記放電ギャップを通過せず、
上記複数の噴孔のうちの一部の上記噴孔は、当該噴孔の中心軸の延長線が、他の上記噴孔の中心軸の延長線よりも上記放電ギャップの近くを通過するギャップ側噴孔(510)である、内燃機関用のスパークプラグ(1)。 - プラグ軸方向(Z)から見たとき、上記噴孔は、該噴孔の中心軸の延長線が、該噴孔とプラグ中心軸(C)とを通る仮想直線(VL)に対して傾斜しており、
プラグ軸方向から見たとき、上記ギャップ側噴孔における上記仮想直線に対する該ギャップ側噴孔の中心軸の延長線の傾斜角度(α1)は、上記ギャップ側噴孔以外の上記噴孔における上記仮想直線に対する該噴孔の中心軸の延長線の傾斜角度(α2)よりも小さい、請求項1に記載の内燃機関用のスパークプラグ。 - 上記ギャップ側噴孔の内側開口部(512)の周囲の少なくとも一部には、上記プラグカバーの内側から外側に向かって凹んだ凹部(52)が、上記内側開口部に隣接して形成されており、上記ギャップ側噴孔の開口方向から見たとき、上記凹部は、上記内側開口部に対して少なくとも上記放電ギャップ側に隣接している、請求項1又は2に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
- 上記放電ギャップは、上記先端突出部と上記接地電極とが、プラグ軸方向(Z)に互いに対向することにより形成されている、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。
- 上記先端突出部は、大径部(412)と、該大径部の先端側に形成されると共に該大径部よりも外径が小さい小径部(411)と、を有し、上記放電ギャップは、上記小径部と上記接地電極との間に形成されており、プラグ軸方向から見たとき、上記ギャップ側噴孔は、該ギャップ側噴孔の中心軸の延長線が、上記大径部を通過しないように形成されている、請求項4に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
- 上記接地電極は、上記ハウジング又は上記プラグカバーに固定された固定端部(61)から上記副燃焼室内に突出していると共に、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿って設けられており、
プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の突出方向と、上記ギャップ側噴孔とプラグ中心軸(C)とを通る仮想直線(VL)と、のなす角度(α3)は、45°~135°である、請求項4又は5に記載の内燃機関用のスパークプラグ。 - 上記ギャップ側噴孔は、他の上記噴孔よりも開口面積が大きい、請求項1~6のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
- 筒状の絶縁碍子(3)と、
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子の先端側に先端突出部(41)を突出させた中心電極(4)と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング(2)と、
上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(6)と、
上記放電ギャップが配される副燃焼室(50)を覆うよう上記ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー(5)と、を有し、
上記プラグカバーには、上記副燃焼室と外部とを連通させる複数の噴孔(51)が形成されており、
上記噴孔の中心軸の延長線(51L)は、上記放電ギャップを通過せず、
プラグ軸方向(Z)から見たとき、上記噴孔は、該噴孔の中心軸の延長線が、該噴孔とプラグ中心軸(C)とを通る仮想直線(VL)に対して傾斜しており、
少なくとも一つの上記噴孔は、当該噴孔の内側開口部(512)の周囲の少なくとも一部に、上記プラグカバーの内側から外側に向かって凹んだ凹部(52)が、上記内側開口部に隣接して形成された、凹部形成噴孔(511)であり、
上記凹部形成噴孔の開口方向から見たとき、上記凹部は、上記内側開口部に対して少なくとも上記放電ギャップ側に隣接している、内燃機関用のスパークプラグ(1)。 - 上記放電ギャップは、上記先端突出部と上記接地電極とが、プラグ軸方向に互いに対向することにより形成されている、請求項8に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
- 上記先端突出部は、大径部(412)と、該大径部の先端側に形成されると共に該大径部よりも外径が小さい小径部(411)と、を有し、上記放電ギャップは、上記小径部と上記接地電極との間に形成されており、プラグ軸方向から見たとき、上記凹部形成噴孔は、該凹部形成噴孔の中心軸の延長線が、上記大径部を通過しないように形成されている、請求項9に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
- 上記接地電極は、上記ハウジング又は上記プラグカバーに固定された固定端部(61)から上記副燃焼室内に突出していると共に、プラグ軸方向から見たとき、プラグ径方向に沿って設けられており、
プラグ軸方向から見たとき、上記接地電極の突出方向と、上記凹部形成噴孔とプラグ中心軸とを通る上記仮想直線と、のなす角度(α4)は、45°~135°である、請求項9又は10に記載の内燃機関用のスパークプラグ。 - 上記凹部形成噴孔は、他の上記噴孔よりも開口面積が大きい、請求項8~11のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
- 請求項1~7のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグを備えた内燃機関(10)であって、
主燃焼室(11)と、
該主燃焼室に設けられた吸気弁(72)及び排気弁(73)と、
上記プラグカバーの外表面(53)が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、を有し、
上記スパークプラグは、プラグ軸方向(Z)から見たとき、少なくとも一つの上記ギャップ側噴孔の外側開口部(513)が上記吸気弁側を向くように、配置されている、内燃機関。 - 請求項8~12のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグを備えた内燃機関(10)であって、
主燃焼室(11)と、
該主燃焼室に設けられた吸気弁(72)及び排気弁(73)と、
上記プラグカバーの外表面(53)が上記主燃焼室に面するように配置された上記スパークプラグと、を有し、
上記スパークプラグは、プラグ軸方向から見たとき、少なくとも一つの上記凹部形成噴孔の外側開口部(513)が上記吸気弁側を向くように、配置されている、内燃機関。
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