JP2594051Y2 - 冷却型点火プラグ装置 - Google Patents

冷却型点火プラグ装置

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JP2594051Y2
JP2594051Y2 JP1993044548U JP4454893U JP2594051Y2 JP 2594051 Y2 JP2594051 Y2 JP 2594051Y2 JP 1993044548 U JP1993044548 U JP 1993044548U JP 4454893 U JP4454893 U JP 4454893U JP 2594051 Y2 JP2594051 Y2 JP 2594051Y2
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恭裕 伊藤
光明 高橋
長幸 佐藤
健幸 坂上
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株式会社新潟鉄工所
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、内燃機関に適用される
点火プラグ装置に係り、特に冷却効率が高いために寿命
の長い冷却型点火プラグ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に点火プラグの寿命は、使用される
環境温度に大きく左右され、高温においては電極の消耗
や割れ、又は発汗現象等の発生により、著しく短縮され
ることが知られている。
【0003】点火プラグは、シリンダヘッドに直接取り
付けられることもあるが、ホルダの内部に取り付けねじ
によって点火プラグを固定し、このホルダをシリンダヘ
ッドに取り付けることもある。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】ホルダを介して点火プ
ラグをシリンダヘッドに取り付ける従来の点火プラグ装
置によれば、ホルダ及び点火プラグの熱を効率的に放散
させるための特別な構造を持たないため、機関運転中の
熱によって前述したような消耗・破損が発生し易く、十
分な寿命を得られないという問題があった。
【0005】本考案は、ホルダを介して点火プラグをシ
リンダヘッドに取り付ける従来の点火プラグ装置におい
て、点火プラグの冷却を効率的に行わせ、該点火プラグ
の性能乃至寿命を低下させないような構造を提供するこ
とを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本考案の冷却型点火プラ
グ装置は、ホルダ部材(3)の内部に点火プラグ(5)
が取り付けられた点火プラグ装置において、前記ホルダ
部材(3)は、内底部に点火プラグ(5)が取り付けら
れた略円筒形をなすとともに、冷却ジャケット(12)
に臨むシリンダヘッド(1)の取り付け孔に嵌挿して取
り付けられ、前記点火プラグ(5)の取り付け位置に近
接し、前記冷却ジャケット(12)内に位置する前記ホ
ルダ部材(3)の外面には、その円周方向に沿った所定
間隔位置に、軸方向に沿って前記外面が連続する複数の
柱部(16)と、該柱部(16)の間において前記外面
に軸方向に沿い形成された複数の伝熱フィン(15)
と、を設け、前記伝熱フィン(15)は前記外面に形成
した横方向の多数の凹溝間に形成されたことを特徴とし
ている。また、図3に示すように、冷却ジャケット(1
2)内に位置するホルダ部材(3a)の外面に形成され
た複数の伝熱フィン(20)は、その円周方向に沿い間
隔をおいて軸方向に連続形成する多数の凹溝間に形成し
た構成としてもよい。
【0007】
【作用】点火プラグの熱はホルダから伝熱フィンを経て
放散される。冷却型点火プラグ装置の取り付けのために
点火プラグの軸方向に加わる荷重は、ホルダの外面に設
けられた柱部によって確実に支えられる。
【0008】
【実施例】図1及び図2を参照して本考案の第1実施例
を説明する。図1は、予燃焼式ガスエンジンのシリンダ
ヘッド1付近の断面図である。予燃焼室を構成する本実
施例の冷却型点火プラグ装置2は、略円柱形のホルダ部
材3を本体としている。該ホルダ部材3の底部には貫通
したねじ孔4が設けられており、このねじ孔4に点火プ
ラグ5のねじ部6がねじ込まれて取り付けられている。
点火プラグ5の中心電極7及び外側電極8はホルダ部材
3の底面から外に現れている。ホルダ部材3の下面には
ガスの供給孔9が開口されている。
【0009】ホルダ部材3の底面には、燃料の噴射孔1
0を下端に有する略円柱形の噴口11が打ち込まれて取
り付けられている。そして、点火プラグ5を有するホル
ダ部材3と該噴口11は、冷却ジャケット12に臨むシ
リンダヘッド1の取り付け孔に対し、上からの強い荷重
Pで取り付けられる。なお、冷却ジャケット12内に
は、冷却水ポンプ(図示せず)により、クランクケース
(図示せず)内を通った冷却水が循環して供給されてい
る。また、噴口11とシリンダヘッド1との間には銅ガ
スケット14が設けられて冷却水をシールしている。
【0010】前記ホルダ部材3において、前記点火プラ
グ5の取り付け部分に近接し、シリンダヘッド1の冷却
ジャケット12に臨む部分は、略円錐台状の外形を有し
ている。この部分の外周面には、伝熱フィン15と柱部
16が形成されている。
【0011】図1に示すように、柱部16は、点火プラ
グ5の中心軸に直交する平面内において、該中心軸に関
して90°の間隔で4か所に形成されている。各柱部1
6は、前記中心軸に沿って上下方向に連続した中実部分
を構成しており、その外周面はホルダ部材3の外周面に
一致した円錐台の周面の一部を成している。従って、ホ
ルダ部材3に対して加わる軸線に平行な取り付け時の荷
重Pは、この柱部16によって確実かつ安定的に支えら
れる。
【0012】前記各柱部16,16の間には、前記中心
軸と直交する平面に沿って、所定間隔をおいて凸レンズ
形の溝がそれぞれ複数箇所づつ形成されており、各柱部
16,16間に残された部分が複数の伝熱フィン15を
構成している。伝熱フィン15の表面積は後述する実験
結果によって所定の値に設定されているので、その冷却
効率は十分であり、ホルダ部材3及び点火プラグ5を効
率的に冷却する。
【0013】以上の構成における燃焼時の作用を説明す
る。供給孔9から噴口11内にパイロットガスが供給さ
れ、内部の空気と混合し、燃焼に適した空気−ガス比と
なる。
【0014】この時、点火プラグ5に高圧電流が供給さ
れ、中心電極7と外側電極8の間にスパークが生じて、
噴口11内の混合気は着火・燃焼する。
【0015】点火プラグ5が受けた熱の大部分は、その
ねじ部6を介してホルダ部材3に伝わり、さらに冷却ジ
ャケット12の冷却水中に放散される。
【0016】本実施例の冷却型点火プラグ装置2は、ホ
ルダ部材3の点火プラグ5に近い部分に、冷却ジャケッ
ト12に臨む伝熱フィン15が所定の伝熱面積となるよ
うに多数形成されている。シリンダヘッド1の冷却ジャ
ケット12を流れる冷却水は、この伝熱フィン15から
熱を奪い、ホルダ部材3及び点火プラグ5を効率的に冷
却する。従って、本実施例における冷却型点火プラグ装
置2によれば、点火プラグ5の性能や寿命が不必要に低
減されることはない。また、伝熱フィン15を形成した
ことによって、ホルダ部材3の機械的な強度が低下する
こともない。
【0017】図2は前記伝熱フィン15の面積の増加率
と、冷却型点火プラグ装置2の座面17の温度の低減率
との関係を示すグラフであり、本考案者等が実験によっ
て得たものである。ここでフィン面積増加率の1は、伝
熱フィンが全くない従来のホルダ部材3に対応する。こ
のグラフが示す実験結果から分かるように、伝熱フィン
が全くない従来のホルダ部材3の表面積に比べて、約
2.5倍以上の表面積を有する伝熱フィンを設ければ、
点火プラグ5の座面17の温度は明らかに有効な低減を
示す。
【0018】従って、冷却の観点からは、前述した伝熱
フィン15の面積を、前記フィン面積増加率が2.5以
上となるように設定すればよいと考えられる。しかしな
がら、ホルダ部材3には、シリンダヘッド1に固定する
ために軸方向に大きな荷重Pが加えられる。そして本考
案者等の知見によれば、ホルダ部材3の軸方向と直交す
る平板面を備えた略リング状の伝熱フィンをホルダ部材
3の外周面に多数形成すると、前記軸方向に加わる荷重
に対するホルダ部材3の機械的な強度が低下し、シリン
ダヘッド1に取り付ける際の荷重Pに耐えられずに破損
して冷却水漏れ等の事故が生じるおそれがある。
【0019】そこで本考案者らは、取り付け時にホルダ
部材3に加えられる荷重Pと、望ましい温度低減率を比
較考量することにより、前記伝熱フィン15の表面積を
適宜に設定することとした。具体的な一例として前記実
施例の点火プラグ5においては、フィン面積増加率を約
3.4とした時に座面17における温度低減率約0.8
3を達成している。機関運転時の点火プラグ5の座面1
7の温度は、通常は例えば160〜170℃位の範囲に
あるが、本実施例によればこれを約30℃も低下させる
ことができる。そしてホルダ部材3の機械的強度は低下
しない。また、本実施例によれば、点火プラグ5の中心
電極7の先端部の温度が約10〜20℃低下したことも
実験的に確認された。
【0020】次に、図3を参照して本考案の第2実施例
を説明する。本考案の冷却型点火プラグ装置2aは、伝
熱フィン20を有するホルダ部材3aの構成以外は第1
実施例と同一である。第3図中、第1実施例と同一の部
分には第2図と同一の符号を付してその説明を省略す
る。
【0021】前記ホルダ部材3aにおいて、前記点火プ
ラグ5の取り付け部分に近接し、シリンダヘッド1の冷
却ジャケット12に臨む部分は、略円錐台状の外形を有
している。この部分の外周面には、伝熱フィン20が形
成されている。この伝熱フィン20は、ホルダ部材3a
をシリンダヘッド1に取り付ける際に該ホルダ部材3a
に加えられる荷重を支えるための柱部としても機能す
る。
【0022】図3に示すように、前記ホルダ部材3aの
外周面には、略凸レンズ形の溝が互いに所定間隔をおい
て前記中心軸沿いに多数形成されており、各溝間に残さ
れた部分が複数の伝熱フィン20を構成している。
【0023】即ち柱部としての前記伝熱フィン20は、
点火プラグ5の中心軸に直交する平面内において、該中
心軸に関して22.5°の間隔で16か所に形成されて
いる。各伝熱フィン20は、前記中心軸に沿って上下方
向に連続した中実部分を構成しており、その外周面はホ
ルダ部材3aの外周面に一致した円錐台の周面の一部を
成している。従って、ホルダ部材3aに対して加わる軸
線に平行な取り付け時の荷重Pは、この伝熱フィン20
によって確実かつ安定的に支えられる。
【0024】また伝熱フィン20の表面積は、前述した
第1実施例で示した実験結果に応じた所定の値に設定さ
れているので、その冷却効率は十分であり、ホルダ部材
3a及び点火プラグ5を効率的に冷却する。その他本実
施例は、前記第1実施例と同様の作用効果を達成するこ
とができる。
【0025】
【考案の効果】本考案の冷却型点火プラグ装置によれ
ば、内底部に点火プラグを取り付けた略円筒形をなすホ
ルダ部材の外面に、その円周方向に沿った所定間隔位置
に軸方向に沿って上記外面が連続する複数の柱部(請求
項2では、軸方向に沿い形成される伝熱フインの壁部)
を設け、該柱部の間に伝熱フインを設けるようにしたの
で、ホルダ部材の嵌挿取付け時にホルダ部材に対して加
わる軸線に平行な荷重は、この柱部(又は上記壁部)に
よって確実かつ安定的に支えられ、点火プラグと一体の
ホルダ部材の圧入取付けが容易である。また、伝熱フイ
ンは、上記外面に横方向(請求項1)又は縦方向(請求
項2)に形成した凹溝間に形成し、ホルダ部材の外面か
ら突出するものではないので、上記ホルダ部材の圧入取
付けに支障がなく、該ホルダ部材の強度を確保しながら
該ホルダ部材に取り付けられた点火プラグを極めて効率
的に冷却できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本考案の第1実施例の断面図、(b)
は(a)のA切断線における断面図である。
【図2】フィン面積の増加率と、点火プラグの座面温度
の温度低減率との関係を示すグラフである。
【図3】(a)は本考案の第2実施例の断面図、(b)
は(a)のB切断線における断面図である。
【符号の説明】 2,2a 冷却型点火プラグ装置 3,3a ホルダ部材 5 点火プラグ 15 伝熱フィン 16 柱部 20 柱部としての伝熱フィン
フロントページの続き (72)考案者 坂上 健幸 東京都大田区蒲田本町1−3−20 株式 会社新潟鉄工所 原動機事業部ガス原動 機技術部技術課内 (56)参考文献 実開 昭60−19726(JP,U) 実開 昭59−109088(JP,U) 実開 昭53−128418(JP,U) 実公 昭38−21009(JP,Y1) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01T 13/00 - 13/56 F01P 3/16 F02F 1/24 F02F 1/40

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ホルダ部材の内部に点火プラグが取り付
    けられた点火プラグ装置において、前記ホルダ部材は、
    内底部に点火プラグが取り付けられた略円筒形をなすと
    ともに、冷却ジャケットに臨むシリンダヘッドの取り付
    け孔に嵌挿して取り付けられ、前記点火プラグの取り付
    け位置に近接し、前記冷却ジャケット内に位置する前記
    ホルダ部材の外面には、その円周方向に沿った所定間隔
    位置に、軸方向に沿って前記外面が連続する複数の柱部
    と、該柱部の間において前記外面に軸方向に沿い形成さ
    れた複数の伝熱フィンと、を設け、前記伝熱フィンは前
    記外面に形成した横方向の多数の凹溝間に形成されたこ
    とを特徴とする冷却型点火プラグ装置。
  2. 【請求項2】 ホルダ部材の内部に点火プラグが取り付
    けられた点火プラグ装置において、前記ホルダ部材は、
    内底部に点火プラグが取り付けられた略円筒形をなすと
    ともに、冷却ジャケットに臨むシリンダヘッドの取り付
    け孔に嵌挿して取り付けられ、前記点火プラグの取り付
    け位置に近接し、前記冷却ジャケット内に位置する前記
    ホルダ部材の外面には、その円周方向に沿い間隔をおい
    て軸方向に連続形成する多数の凹溝間に形成された複数
    の伝熱フィンを設けたことを特徴とする冷却型点火プラ
    グ装置。
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JPH059052Y2 (ja) * 1988-12-21 1993-03-05
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