JP2023016621A - 内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【課題】プレイグニッションを抑制することができる内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関を提供すること。【解決手段】絶縁碍子3と中心電極4とハウジング2と接地電極6とプラグカバー5とを有する内燃機関用のスパークプラグ1。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。プラグカバー5には噴孔(51)が形成されている。下記の仮想平面Pによってスパークプラグ1を第一プラグ部11と第二プラグ部12とに2分割したとき、噴孔51の少なくとも一つは、第一プラグ部11に形成されていると共に、噴孔軸511Lが接地電極6を通過するように形成された第一噴孔511である。仮想平面Pは、プラグ軸方向Zから見て、固定端部61の中心とプラグ中心軸Cとを結ぶ仮想直線Qに直交すると共にプラグ中心軸Cを含む平面である。第一プラグ部11に接地電極6の固定端部61が配されている。【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内燃機関に関する。
副燃焼室を備えたスパークプラグが、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1に開示されたスパークプラグにおいては、火炎ジェットの向きを考慮して、プラグカバーに形成した噴孔の向きを規定している。
しかしながら、上記特許文献1に開示のスパークプラグにおいては、副燃焼室内に流入する気流については特に考慮されていない。一方、副燃焼室内に配された接地電極が過熱されると、プレイグニッションを招きやすくなるおそれが懸念される。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、プレイグニッションを抑制することができる内燃機関用のスパークプラグ及び内燃機関を提供しようとするものである。
本発明の一態様は、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から先端側に突出した中心電極(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、を有する内燃機関用のスパークプラグ(1)であって、
上記接地電極は、上記副燃焼室の外周側において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おり、
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噴孔(51)が形成されており、
下記の仮想平面(P)によって上記スパークプラグを第一プラグ部(11)と第二プラグ部(12)とに2分割したとき、
上記噴孔の少なくとも一つは、上記第一プラグ部に形成されていると共に、噴孔軸(511L)が上記接地電極を通過するように形成された第一噴孔(511)であり、
上記仮想平面は、プラグ軸方向(Z)から見て、上記固定端部の中心とプラグ中心軸(C)とを結ぶ仮想直線(Q)に直交すると共にプラグ中心軸を含む平面であり、上記第一プラグ部に上記接地電極の上記固定端部が配されている、内燃機関用のスパークプラグにある。
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子から先端側に突出した中心電極(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、を有する内燃機関用のスパークプラグ(1)であって、
上記接地電極は、上記副燃焼室の外周側において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おり、
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噴孔(51)が形成されており、
下記の仮想平面(P)によって上記スパークプラグを第一プラグ部(11)と第二プラグ部(12)とに2分割したとき、
上記噴孔の少なくとも一つは、上記第一プラグ部に形成されていると共に、噴孔軸(511L)が上記接地電極を通過するように形成された第一噴孔(511)であり、
上記仮想平面は、プラグ軸方向(Z)から見て、上記固定端部の中心とプラグ中心軸(C)とを結ぶ仮想直線(Q)に直交すると共にプラグ中心軸を含む平面であり、上記第一プラグ部に上記接地電極の上記固定端部が配されている、内燃機関用のスパークプラグにある。
上記内燃機関用のスパークプラグは、上記噴孔の少なくとも一つとして、上記第一プラグ部に形成されていると共に、噴孔軸が上記接地電極を通過するように形成された第一噴孔を有する。それゆえ、第一噴孔から副燃焼室に流入した気流が、接地電極に衝突しやすい。これにより、接地電極の過熱を抑制し、プレイグニッションを抑制することができる。
以上のごとく、上記態様によれば、プレイグニッションを抑制することができる内燃機関用のスパークプラグ及び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に係る実施形態について、図1~図6を参照して説明する。
本形態のスパークプラグ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。
内燃機関用のスパークプラグに係る実施形態について、図1~図6を参照して説明する。
本形態のスパークプラグ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から先端側に突出している。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。
接地電極6は、副燃焼室50の外周側においてハウジング2又はプラグカバー5に固定されている。接地電極6は、その固定端部61から副燃焼室50内に突出している。プラグカバー5には、副燃焼室50と外部とを連通させる噴孔51が形成されている。
図2に示すごとく、下記の仮想平面Pによって上記スパークプラグを第一プラグ部11と第二プラグ部12とに2分割する。このとき、噴孔51の少なくとも一つは、第一プラグ部11に形成されていると共に、噴孔軸511Lが接地電極6を通過するように形成された第一噴孔511である。
仮想平面Pは、プラグ軸方向Zから見て、固定端部61の中心とプラグ中心軸Cとを結ぶ仮想直線Qに直交すると共にプラグ中心軸Cを含む平面である。また、第一プラグ部11に接地電極6の固定端部61が配されている。すなわち、第一プラグ部11と第二プラグ部12とのうち、固定端部61が配された側が第一プラグ部11である。
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。スパークプラグ1のプラグ軸方向Zの一端が、内燃機関の主燃焼室に配置される。プラグ軸方向Zにおいて、主燃焼室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の中心軸(すなわちプラグ中心軸C)に直交する方向を、プラグ径方向というものとする。また、プラグ中心軸Cを中心とした円周に沿った方向をプラグ周方向というものとする。
本形態において、噴孔51は4個形成されている。図2に示すごとく、4個の噴孔51は、プラグ周方向において等間隔に配設されている。なお、複数の噴孔51を等間隔ではない配置とすることも可能である。4個の噴孔51のうちの2個が、第一プラグ部11に形成されている。そして、本形態において、第一プラグ部11に形成された2つの噴孔51のいずれもが、第一噴孔511である。つまり、この2つの第一噴孔511の噴孔軸511Lのいずれもが、接地電極6を通過する。本形態において、2個の第一噴孔511の噴孔軸511Lは、プラグ軸方向Zから見て、プラグ径方向に沿っている。つまり、第一噴孔511の噴孔軸511Lは、実質的に、プラグ中心軸Cと交わる。
上述のように、スパークプラグ1は、複数の第一噴孔511を有する。そして、プラグ軸方向Zから見て、接地電極6の固定端部61を挟んだ両側にそれぞれ第一噴孔511が配されている。本形態において、2つの第一噴孔511は、プラグ軸方向Zから見て、仮想直線Qを基準に線対称の位置及び向きに設けてある。
4個の噴孔51のうちの他の2個が、第二プラグ部12に形成された第二噴孔512である。スパークプラグ1は、噴孔51として、第二プラグ部12に形成された第二噴孔512を有する。図4に示すごとく、第二噴孔512を噴孔軸512Lに沿って延長した第二延長領域512Eは、第一噴孔511を噴孔軸511Lに沿って延長した第一延長領域511Eと交わらないように、第二噴孔512が形成されている。換言すると、第一噴孔511の噴孔軸511Lと第二噴孔512の噴孔軸512Lとが、互いの近傍を通過しないように構成されている。
図2に示すごとく、プラグ軸方向Zから見て、第一噴孔511の噴孔軸511Lと仮想直線Qとの交点Q1は、第二噴孔512の噴孔軸512Lと仮想直線Qとの交点Q2よりも、接地電極6の固定端部61側に配されている。本形態において、交点Q1は、プラグ中心軸C上となる。交点Q2は、第二プラグ部12に配されている。また、本形態においては、2つの第一噴孔511の噴孔軸511Lは、互いに同じ位置において、仮想直線Qと交わる。また、2つの第二噴孔512の噴孔軸512Lは、互いに同じ位置において、仮想直線Qと交わる。
図1に示すごとく、第一噴孔511の噴孔軸511L及び第二噴孔512の噴孔軸512Lは、副燃焼室50に向かうほど、基端側へ向かうように傾斜している。また、本形態においては、プラグ軸方向Zに対する第一噴孔511の噴孔軸511Lの傾斜角度θ1と、プラグ軸方向Zに対する第二噴孔512の噴孔軸512Lの傾斜角度θ2とは、略同等である。
図3に示すごとく、接地電極6は、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。放電ギャップGは、中心電極4の先端部と接地電極6とが、互いにプラグ軸方向Zに対向することにより形成されている。固定端部61は、第一プラグ部11に配されている。
本形態においては、固定端部61は、ハウジング2の先端部に溶接等にて接合されている。接地電極6は、固定端部61において、屈曲部611を有する。この屈曲部611からプラグ中心軸Cに向かって、接地電極6は、プラグ径方向に延びている。接地電極6の突出端部付近の部位が、中心電極4の先端に対して、放電ギャップGを介して、プラグ軸方向Zに対向している。
次に、本形態の作用効果につき説明する。
上記内燃機関用のスパークプラグ1は、噴孔51の少なくとも一つとして、第一プラグ部11に形成されていると共に、噴孔軸511Lが接地電極6を通過するように形成された第一噴孔511を有する。それゆえ、図5、図6に示すごとく、第一噴孔511から副燃焼室50に流入した気流A1が、接地電極6に衝突しやすい。これにより、接地電極6の過熱を抑制し、プレイグニッション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、噴孔51の少なくとも一つとして、第一プラグ部11に形成されていると共に、噴孔軸511Lが接地電極6を通過するように形成された第一噴孔511を有する。それゆえ、図5、図6に示すごとく、第一噴孔511から副燃焼室50に流入した気流A1が、接地電極6に衝突しやすい。これにより、接地電極6の過熱を抑制し、プレイグニッションを抑制することができる。
すなわち、接地電極6は、放電ギャップGに生じる放電や、着火した火炎によって、温度上昇しやすい。しかも、接地電極6は、副燃焼室50の内側に配されているため、比較的放熱しにくい。そこで、本形態のように、第一噴孔511から流入する気流A1が、接地電極6に衝突することで、この気流A1によって接地電極6を放熱することができる。また、接地電極6に衝突した気流A1は、接地電極6の周囲に沿うように流れる。それゆえ、初期火炎が接地電極6の近傍に滞留することも防ぎやすくなる。さらには、接地電極6の近傍を通過した気流Atは、副燃焼室50の基端側へ向かって接地電極6の熱を移動させることができる。それゆえ、この熱をハウジング2から放熱することができる。
さらには、基端側へ向かった気流は、タンブル流Atを形成して、再び接地電極6付近に戻る。副燃焼室50の基端部付近から接地電極6付近に戻る気流Atは、ハウジング2によって冷却されているため、比較的低温となっている。それゆえ、この気流Atが接地電極6付近に戻ると、接地電極6の冷却に寄与し得る。このようにして、接地電極6を効果的に放熱することができる。その結果、接地電極6の過熱を抑制して、プレイグニッションを抑制することができる。
また、プラグ軸方向Zから見て、接地電極6の固定端部61を挟んだ両側にそれぞれ第一噴孔501が配されている。それゆえ、図6に示すごとく、接地電極6に対して、プラグ周方向の両側から、気流A1を衝突させることができる。これにより、一層効果的に、接地電極6の過熱を抑制することができる。
第二延長領域512Eが第一延長領域511Eと交わらないように、第二噴孔512が形成されている。これにより、第一噴孔511から流入した気流A1を、第二噴孔512から流入した気流A2が邪魔することを防ぐことができる。それゆえ、気流A1を効果的に接地電極6に当てることができ、接地電極6の過熱を効果的に抑制することができる。
プラグ軸方向Zから見て、第一噴孔511の噴孔軸511Lと仮想直線Qとの交点Q1は、第二噴孔512の噴孔軸512Lと仮想直線Qとの交点Q2よりも、接地電極6の固定端部61側に配されている。これにより、第一噴孔511から流入した気流A1が、第二噴孔512から流入した気流A2によって阻害されることなく、接地電極6に衝突することができる。
以上のごとく、本形態によれば、プレイグニッションを抑制することができる内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
(実施形態2)
本形態は、図7に示すごとく、プラグ軸方向Zに対する第一噴孔511の噴孔軸511Lの傾斜角度θ1と、プラグ軸方向Zに対する第二噴孔512の噴孔軸512Lの傾斜角度θ2とが、互いに異なる形態である。
本形態は、図7に示すごとく、プラグ軸方向Zに対する第一噴孔511の噴孔軸511Lの傾斜角度θ1と、プラグ軸方向Zに対する第二噴孔512の噴孔軸512Lの傾斜角度θ2とが、互いに異なる形態である。
本形態においては、第一噴孔511の噴孔軸511Lの傾斜角度θ1が、第二噴孔512の噴孔軸512Lの傾斜角度θ2よりも、大きい。なお、図7は、第一噴孔511の噴孔軸511Lとプラグ中心軸Cとの双方に平行な断面である。それゆえ、同図に示すθ1は傾斜角度θ1そのものを実質的に表すものとなる。ところが、図7は、第二噴孔512の噴孔軸512Lとは非平行な断面である。同図に示すθ2は傾斜角度θ2よりも小さい角度として表れる。同図に示すθ2は、便宜的なものである。
第二噴孔512の噴孔軸512Lは、接地電極6を通過しない。プラグ軸方向Z及び噴孔軸512Lの双方に直交する方向から見て、第二噴孔512の噴孔軸512Lは、放電ギャップGよりも基端側を通過する。
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。
本形態においては、第一噴孔511の噴孔軸511Lと第二噴孔512の噴孔軸512Lとが、互いの近傍を通過しないように構成しやすい。そのため、第一噴孔511から流入した気流と第二噴孔512から流入した気流との互いの衝突を、より抑制しやすい。それゆえ、第一噴孔511から流入した気流を接地電極6に効果的に衝突させて、接地電極6の過熱を抑制することができる。
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3)
本形態は、図8~図10に示すごとく、噴孔51として、他の噴孔51よりも開口面積が大きい大噴孔52を有する形態である。
大噴孔52は、第一噴孔511である。
本形態は、図8~図10に示すごとく、噴孔51として、他の噴孔51よりも開口面積が大きい大噴孔52を有する形態である。
大噴孔52は、第一噴孔511である。
本形態においては、2個の第一噴孔511のうちの双方が、大噴孔52である。つまり、2個の第一噴孔511は、互いに開口面積が同じであるとともに、第二噴孔512よりも開口面積が大きい。なお、複数の第一噴孔511のうちの一部のみを大噴孔52とすることもできる。
また、大噴孔52の開口面積は、他の2つの噴孔51すなわち2つの第二噴孔512のそれぞれの開口面積の約1.4~2倍程度である。大噴孔52の開口径は、第二噴孔512のそれぞれの開口径の約1.2~1.4倍程度である。なお、開口面積は、各噴孔51の噴孔軸に直交する断面の面積である。
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、図10に示すごとく、大噴孔52である第一噴孔511から流入する気流A1が強化されやすい。それゆえ、接地電極6の放熱をより効果的に行うことができる。
また、大噴孔52から流入した気流A1が第二プラグ部12の副燃焼室50において、基端側へ向かう。そして、これに伴い、タンブル流Atが形成され、その一部が、再び接地電極6に導かれやすくなる。それゆえ、一層、接地電極6の放熱性を向上させることができる。
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11に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たときの第一噴孔511の向きを変更した形態である。
すなわち、プラグ軸方向Zから見たときの仮想直線Qに対する第一噴孔511の噴孔軸511Lの角度α1,α2を、45°よりも大きくした。なお、実施形態1においては、角度α1、α2に相当する角度は、45°である。
本形態は、図11に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たときの第一噴孔511の向きを変更した形態である。
すなわち、プラグ軸方向Zから見たときの仮想直線Qに対する第一噴孔511の噴孔軸511Lの角度α1,α2を、45°よりも大きくした。なお、実施形態1においては、角度α1、α2に相当する角度は、45°である。
これに伴い、、第一噴孔511の噴孔軸511Lと仮想直線Qとの交点Q1は、第一プラグ部11に配されている。
また、本形態において、角度α1,α2は、90°よりも小さい。また、角度α1と角度α2とは、互いに同等である。つまり、2つの第一噴孔511の噴孔軸511Lは、仮想直線Qを基準に線対称の位置及び向きに設けてある。
また、本形態において、角度α1,α2は、90°よりも小さい。また、角度α1と角度α2とは、互いに同等である。つまり、2つの第一噴孔511の噴孔軸511Lは、仮想直線Qを基準に線対称の位置及び向きに設けてある。
また、プラグ軸方向Zから見たときの仮想直線Qに対する第二噴孔512の噴孔軸512Lの角度β1,β2も、45°よりも大きい。これは、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。
その他は、実施形態1と同様である。
本形態において、第一噴孔511の噴孔軸511Lと仮想直線Qとの交点Q1は、第一プラグ部11に配され、第二噴孔512の噴孔軸512Lと仮想直線Qとの交点Q2は、第二プラグ部12に配される。そのため、第一噴孔511の噴孔軸511Lと第二噴孔512の噴孔軸512Lとが、互いの近傍を通過しないように構成しやすい。それゆえ、第一噴孔511から流入した気流A1が、接地電極6に衝突するまで、第二噴孔512から流入した気流A2によって阻害されることを、より容易に防ぐことができる。
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5)
本形態は、図12に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たときの仮想直線Qに対する第二噴孔512の噴孔軸512Lの角度β1,β2を、45°よりも小さくした形態である。
この場合、第二噴孔512の噴孔軸512Lと仮想直線Qとの交点Q2は、第二プラグ部12に配される。そして、本形態においては、交点Q2は、第一噴孔511の噴孔軸511Lと仮想直線Qとの交点Q1よりも、接地電極6の固定端部61側に配される。
その他は、実施形態1と同様である。
本形態は、図12に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たときの仮想直線Qに対する第二噴孔512の噴孔軸512Lの角度β1,β2を、45°よりも小さくした形態である。
この場合、第二噴孔512の噴孔軸512Lと仮想直線Qとの交点Q2は、第二プラグ部12に配される。そして、本形態においては、交点Q2は、第一噴孔511の噴孔軸511Lと仮想直線Qとの交点Q1よりも、接地電極6の固定端部61側に配される。
その他は、実施形態1と同様である。
本形態においても、第一噴孔511の噴孔軸511Lと第二噴孔512の噴孔軸512Lとが、互いの近傍を通過しないように構成することは可能である。そのように第一噴孔511と第二噴孔512とを形成することで、第一噴孔511から流入した気流A1を、接地電極6に効果的に衝突させることができる。
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13に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たときの仮想直線Qに対する、2つの第一噴孔511の噴孔軸511Lの角度α1,α2を、互いに異ならせた形態である。
例えば、図13に示すように、角度α1を45°よりも大きくし、角度α2を45°未満とすることができる。
その他は、実施形態1と同様である。
本形態は、図13に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たときの仮想直線Qに対する、2つの第一噴孔511の噴孔軸511Lの角度α1,α2を、互いに異ならせた形態である。
例えば、図13に示すように、角度α1を45°よりも大きくし、角度α2を45°未満とすることができる。
その他は、実施形態1と同様である。
本形態においても、第一噴孔511の噴孔軸511Lと第二噴孔512の噴孔軸512Lとが、互いの近傍を通過しないように構成することは可能である。そのように第一噴孔511と第二噴孔512とを形成することで、第一噴孔511から流入した気流A1を、接地電極6に効果的に衝突させることができる。
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7)
本形態は、図14に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たときの仮想直線Qに対する、2つの第二噴孔512の噴孔軸512Lの角度β1,β2を、互いに異ならせた形態である。
例えば、図14に示すように、角度β1を45°よりも大きくし、角度β2を45°未満とすることができる。
その他は、実施形態1と同様である。
本形態は、図14に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たときの仮想直線Qに対する、2つの第二噴孔512の噴孔軸512Lの角度β1,β2を、互いに異ならせた形態である。
例えば、図14に示すように、角度β1を45°よりも大きくし、角度β2を45°未満とすることができる。
その他は、実施形態1と同様である。
本形態においても、第一噴孔511の噴孔軸511Lと第二噴孔512の噴孔軸512Lとが、互いの近傍を通過しないように構成することは可能である。そのように第一噴孔511と第二噴孔512とを形成することで、第一噴孔511から流入した気流A1を、接地電極6に効果的に衝突させることができる。
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8)
本形態は、図15に示すごとく、第一噴孔511の個数と、第二噴孔512の個数とを、互いに異ならせた形態である。
本形態においては、第一噴孔511を2個、第二噴孔512を1個とした。第二噴孔512は、プラグ軸方向Zから見て、接地電極6を突出方向に延長した延長線上に、配置されている。
その他は、実施形態1と同様である。本形態においても、実施形態1と同様の作用効果を奏することができる。
本形態は、図15に示すごとく、第一噴孔511の個数と、第二噴孔512の個数とを、互いに異ならせた形態である。
本形態においては、第一噴孔511を2個、第二噴孔512を1個とした。第二噴孔512は、プラグ軸方向Zから見て、接地電極6を突出方向に延長した延長線上に、配置されている。
その他は、実施形態1と同様である。本形態においても、実施形態1と同様の作用効果を奏することができる。
なお、第一噴孔511及び第二噴孔512の個数は、特に限定されるものではない。また、第一噴孔511の個数と第二噴孔512の個数とは、実施形態1等のように互いに同数とすることもできるし、実施形態8のように互いに異ならせることもできる。また、第一噴孔511の個数よりも、第二噴孔512の個数を多くすることもできる。
(実施形態9)
本形態においては、図16、図17を参照して、スパークプラグ1を搭載した内燃機関10につき説明する。
内燃機関10は、主燃焼室101と、主燃焼室101に設けられた吸気弁72及び排気弁73と、を有する。スパークプラグ1は、第一プラグ部11が吸気弁72側を向いている。つまり、第一噴孔511が形成されている第一プラグ部11が、吸気弁72側を向いている。
本形態においては、図16、図17を参照して、スパークプラグ1を搭載した内燃機関10につき説明する。
内燃機関10は、主燃焼室101と、主燃焼室101に設けられた吸気弁72及び排気弁73と、を有する。スパークプラグ1は、第一プラグ部11が吸気弁72側を向いている。つまり、第一噴孔511が形成されている第一プラグ部11が、吸気弁72側を向いている。
図17に示すごとく、プラグ軸方向Zから見たとき、第一噴孔511は、吸気弁72側を向くように形成されている。より具体的には、第一噴孔511の外側開口部が、吸気弁72側を向いている。本形態においては、2つの第一噴孔511が、吸気弁72側を向いている。
本形態の内燃機関10は、図16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101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との間には、スパークプラグ1が取り付けられる。すなわち、図16、図17に示すごとく、スパークプラグ1は、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、その開口方向が主燃焼室101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101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。
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。吸気行程において、吸気ポート721からガス(主として空気)が主燃焼室101内に導入され、排気行程において、排気ポート731から主燃焼室101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101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101内においては、主として、図16の矢印AF2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AF2は、図16、図17に示すごとく、主燃焼室101内のスパークプラグ1の先端部付近においては、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17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AF2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101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AF2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101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AF2を意味する。
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。
本形態の内燃機関において、プラグ軸方向Zから見たとき、第一噴孔511は、外側開口部が吸気弁72側を向くように形成されている。これにより、第一噴孔511は、その外側開口部が主燃焼室101の気流AF2の上流側を向くこととなる。そうすると、特に圧縮行程において、第一噴孔511からの流入気流(図5、図6における矢印A1参照)を、より強化することができる。その結果、上述の実施形態1において説明した接地電極6の過熱抑制効果を、より効果的に得ることができる。
また、上述の実施形態9は、実施形態1のスパークプラグ1を内燃機関に取り付けた構成につき説明したが、実施形態3のスパークプラグ1を内燃機関に取り付けた構成も考えられる。この場合は、第一噴孔511である大噴孔52が、プラグ軸方向Zから見て、吸気弁72側を向くこととなる。これにより、大噴孔52からの流入気流A1を、さらに強化することができる。それゆえ、接地電極6に衝突する気流を、より強化することができる。その結果、接地電極6の過熱を、より一層抑制することができる。
上述した実施形態1の他にも、種々の形態が考えられる。また、上記各実施形態を適宜互いに組み合わせた実施形態とすることもできる。
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、10…内燃機関、11…第一プラグ部、12…第二プラグ部、2…ハウジング、3…絶縁碍子、4…中心電極、5…プラグカバー、50…副燃焼室、51…噴孔、511…第一噴孔、511L…(第一噴孔の)噴孔軸、6…接地電極、C…プラグ中心軸、G…放電ギャップ、P…仮想平面、Q…仮想直線、Z…プラグ軸方向
Claims (7)
- 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から先端側に突出した中心電極(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、を有する内燃機関用のスパークプラグ(1)であって、
上記接地電極は、上記副燃焼室の外周側において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おり、
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噴孔(51)が形成されており、
下記の仮想平面(P)によって上記スパークプラグを第一プラグ部(11)と第二プラグ部(12)とに2分割したとき、
上記噴孔の少なくとも一つは、上記第一プラグ部に形成されていると共に、噴孔軸(511L)が上記接地電極を通過するように形成された第一噴孔(511)であり、
上記仮想平面は、プラグ軸方向(Z)から見て、上記固定端部の中心とプラグ中心軸(C)とを結ぶ仮想直線(Q)に直交すると共にプラグ中心軸を含む平面であり、上記第一プラグ部に上記接地電極の上記固定端部が配されている、内燃機関用のスパークプラグ。 - 複数の上記第一噴孔を有し、プラグ軸方向から見て、上記接地電極の上記固定端部を挟んだ両側にそれぞれ上記第一噴孔が配されている、請求項1に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
- 上記噴孔として、上記第二プラグ部に形成された第二噴孔(512)を有し、該第二噴孔を噴孔軸(512L)に沿って延長した第二延長領域(512E)は、上記第一噴孔を噴孔軸に沿って延長した第一延長領域(511E)と交わらないように、上記第二噴孔が形成されている、請求項1又は2のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
- プラグ軸方向から見て、上記第一噴孔の噴孔軸と上記仮想直線との交点(Q1)は、上記第二噴孔の噴孔軸と上記仮想直線との交点(Q2)よりも、上記接地電極の上記固定端部側に配されている、請求項3に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
- プラグ軸方向に対する上記第一噴孔の噴孔軸の傾斜角度(θ1)と、プラグ軸方向に対する上記第二噴孔の噴孔軸の傾斜角度(θ2)とは、互いに異なる、請求項3又は4に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
- 上記噴孔として、他の噴孔よりも開口面積が大きい大噴孔(52)を有し、該大噴孔は、上記第一噴孔である、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。
- 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を搭載した内燃機関(10)であって、
主燃焼室(101)と、該主燃焼室に設けられた吸気弁(72)及び排気弁(73)と、を有し、
プラグ軸方向から見たとき、上記第一プラグ部が上記吸気弁側を向いている、内燃機関。
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