JP4832961B2 - 点火プラグ及び燃焼室構造 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に用いられる点火プラグ及び燃焼室構造に関する。

点火プラグの電極間の放電ギャップとは異なる位置での放電を防止する点火プラグとしては、碍子とハウジングの間に介在するパッキンの大きさや、碍子とハウジングのクリアランスを調整し、沿面放電が生じるために必要な電圧を高めて沿面放電させ難くする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平０９−２６６０５６号公報 実開昭５５−１６６０９１号公報 特開平１１−２２４７６３号公報 特開平０９−１６１９４６号公報

ところで、点火プラグの電極間の放電ギャップでの放電が内燃機関の燃焼室内の気流によって流され、放電ギャップとは異なる位置で放電が生じてしまう場合がある。

例えば、放電が点火プラグのハウジング内側に入り込む場合には、放電位置が予定されている設計位置と異なってしまい、着火性が悪化し、安定した着火が困難になってしまう。また、ハウジングが火炎の熱を奪い、火炎の成長を阻害してしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、点火プラグにおいて、電極間の放電ギャップでの放電が燃焼室内の気流によって流され、放電ギャップとは異なる位置で放電が生じてしまうことを抑制する技術を提供することにある。

本発明にあっては、以下の構成を採用する。すなわち、
内燃機関の燃焼室内方に突出する端部を有する筒状のハウジングと、
前記ハウジングの前記端部と隙間を空けて配置される先端を有する中心電極と、
前記ハウジングの前記端部から前記中心電極の前記先端よりも燃焼室内方に延出し、前記中心電極の前記先端との間に放電ギャップを形成する接地電極と、
を備えた点火プラグにおいて、
前記ハウジングの前記端部に貫通孔を設けたことを特徴とする点火プラグである。

点火プラグの電極間の放電ギャップでの放電が内燃機関の燃焼室内の気流によって流され、放電ギャップとは異なる位置で放電が生じてしまう場合がある。そこで、本発明は、ハウジングの燃焼室内方に突出する端部に貫通孔を設けた。

これによると、燃焼室内の気流が貫通孔に入り込み、ハウジング内側では貫通孔から入り込んだ空気が燃焼室内方へ流出し、放電ギャップ近傍には燃焼室内方へ向かう気流が生じる。このため、放電ギャップでの放電は、燃焼室内方へ向かう気流にガイドされて当該放電ギャップに維持される。したがって、放電ギャップでの放電が燃焼室内の気流によって流されることを抑制でき、放電ギャップとは異なる位置で放電が生じてしまうことを抑制することができる。

前記貫通孔は、前記ハウジングの外側から内側に向けて燃焼室内方へ傾いているとよい
。

これによると、燃焼室内の気流が貫通孔に入り込み、入り込んでいく空気は貫通孔の向きに整流され、貫通孔から直接放電ギャップへ向かい、放電ギャップ近傍には燃焼室内方へ向かうより強い気流が生じる。このため、放電ギャップでの放電は、燃焼室内方へ向かうより強い気流にガイドされて当該放電ギャップにより好適に維持される。

前記ハウジングの中心軸、前記中心電極、及び、前記接地電極の放電ギャップを形成する部分は、前記点火プラグの中心軸上に配置されており、前記貫通孔の孔軸は、前記点火プラグの中心軸とは交わらないとよい。

これによると、燃焼室内の気流が貫通孔に入り込み、入り込んでいく空気は貫通孔の向きに整流され、点火プラグの中心軸に直接向かわず、ハウジング内壁に沿って渦を巻き、且つ、燃焼室内方へ流出し、放電ギャップ近傍には燃焼室内方へ向かいながら渦を巻く気流が生じる。このため、放電ギャップでの放電は、燃焼室内方へ向かいながら渦を巻く気流にガイドされて当該放電ギャップにより好適に維持される。

また、上記の点火プラグであって、前記貫通孔を前記ハウジングの前記端部の全周にわたって複数形成した点火プラグと、
前記点火プラグの装着される燃焼室の壁面の前記点火プラグに隣接する位置であって、燃焼室内の気流の前記点火プラグよりも下流側となる位置に設けられ、複数の前記貫通孔の一部を塞ぐように燃焼室内方に突出する凸部と、
を備えたことを特徴とする燃焼室構造である。

これによると、燃焼室内の気流が複数の貫通孔のうち凸部に塞がれていない燃焼室内の気流の上流側となる位置の部分に入り込む。また、燃焼室内の気流の下流側となる位置の複数の貫通孔の一部が凸部によって塞がれている。そのため、ハウジング内側では複数の貫通孔のうち凸部に塞がれていない部分から入り込んだ空気が凸部に塞がれた反対側から抜けてしまうことがないので、放電ギャップ近傍には燃焼室内方へ向かう一方向の強い気流が生じる。このため、放電ギャップでの放電は、燃焼室内方へ向かう一方向の強い気流にガイドされて当該放電ギャップにより好適に維持される。

本発明によると、点火プラグにおいて、電極間の放電ギャップでの放電が燃焼室内の気流によって流されることを抑制でき、放電ギャップとは異なる位置で放電が生じてしまうことを抑制することが可能となる。

以下に本発明の具体的な実施例を説明する。

＜実施例１＞
図１は、本発明の実施例１に係る点火プラグの概略を示す断面図である。点火プラグ１は、内燃機関の燃焼室の上面に配置される。

内燃機関に用いられる点火プラグ１は、その中心軸にそって配置される中心電極２と、中心電極２を取り囲む碍子３と、碍子３の周りに形成されるハウジング４と、を備える。

中心電極２は、燃焼室外方端部に電力の供給を受ける端子５を有し、燃焼室内方端部（以下、単に先端２ａという）が燃焼室内に突出する。

碍子３は、中心電極２とハウジング４の間を絶縁し、高電圧が電極以外に逃げることを防止している。碍子３の燃焼室内方端部が燃焼室に突出するが、中心電極２の先端２ａの方が燃焼室内方に突出している。

ハウジング４は、金属製の筒状であり、その中心軸は点火プラグ１の中心軸上にある。ハウジング４は、碍子３を取り巻くように外殻を構成しその燃焼室内方側外周面にはねじ６が切られており、碍子３を支持すると共に点火プラグ１を内燃機関に取り付ける役目を果たす。また、ハウジング４の燃焼室内方端部（以下、単に端部４ａという）が燃焼室内に突出する。ハウジング４の端部４ａには、接地電極７が設けられている。

図２を用いて点火プラグ１の燃焼室内方側の詳細を説明する。点火プラグ１の外周側では、ハウジング４の端部４ａが燃焼室内方に突出する。

点火プラグ１の中心軸上には、ハウジング４の端部４ａと隙間（ハウジングポケット）を空けて、円錐状をした碍子３に覆われた中心電極２が配置される。中心電極２の先端２ａは燃焼室内方で碍子３から露出し、その位置はハウジング４の端部４ａよりも燃焼室内方寄りである。

ハウジング４の端部４ａから中心電極２の先端２ａよりも燃焼室内方に接地電極７が延出されている。接地電極７は、ハウジング４の端部４ａから燃焼室内方に延出し、途中で垂直に曲がり、先端７ａが中心電極２の延長線上に存在する。そして、中心電極２の先端２ａと接地電極７の先端７ａとの間には、燃焼室内方の方向に沿った放電ギャップが形成される。

ここで、点火プラグ１の中心電極２の先端２ａと接地電極７の先端７ａとの間の放電ギャップでの放電が内燃機関の燃焼室内の気流によって流され、放電ギャップとは異なる位置で放電が生じてしまう場合がある。そこで、本実施例は、ハウジング４の端部４ａにハウジング４の外側から内側へ貫通する貫通孔８を設けている。本実施例では、貫通孔８は、ハウジング４の端部４ａの全周にわたって４つ形成されるが、その数などは特に限定されるものではない。

本実施例では、図２の図示矢印のように、燃焼室内の気流が貫通孔８に入り込み、ハウジング４内側のハウジングポケットでは貫通孔８から入り込んだ空気がハウジング４の端部４ａの燃焼室内方側開口のある燃焼室内方へ流出していく。これにより、ハウジング４の端部４ａの開口よりも燃焼室内方に存在する中心電極２の先端２ａと接地電極７の先端７ａとの間の放電ギャップ近傍には燃焼室内方へ向かう気流が生じる。

ここで、中心電極２の先端２ａと接地電極７の先端７ａとが燃焼室内方の方向に直列しており、放電ギャップは、燃焼室内方の方向に沿っている。このため、放電ギャップでの放電は、上記の燃焼室内方へ向かう気流にガイドされて、放電ギャップから外れることなく放電ギャップに維持される。

したがって、放電ギャップでの放電が燃焼室内の気流によって流されることを抑制でき、放電ギャップとは異なる位置で放電が生じてしまうことを抑制することができる。

＜実施例２＞
次に実施例２を説明する。なお、上記実施例と同構成については説明を省略する。

本実施例では、貫通孔８ａは、ハウジング４の外側から内側に向けて燃焼室内方へ傾いている。

本実施例では、図３の図示矢印のように、燃焼室内の気流が貫通孔８ａに入り込み、入り込んでいく空気は貫通孔８ａのハウジング４の外側から内側に向けて燃焼室内方へ傾いている向きに整流され、貫通孔８ａから直接放電ギャップへ向かう。これにより、中心電極２の先端２ａと接地電極７の先端７ａとの間の放電ギャップ近傍には、貫通孔８ａから直接燃焼室内方へ向かうより強い気流が生じる。

ここで、中心電極２の先端２ａと接地電極７の先端７ａとが燃焼室内方の方向に直列しており、放電ギャップは、燃焼室内方の方向に沿っている。このため、放電ギャップでの放電は、上記の燃焼室内方へ向かう気流にガイドされて、放電ギャップから外れることなく放電ギャップにより好適に維持される。

したがって、放電ギャップでの放電が燃焼室内の気流によって流されることを抑制でき、放電ギャップとは異なる位置で放電が生じてしまうことを抑制することができる。

＜実施例３＞
次に実施例３を説明する。なお、上記実施例と同構成については説明を省略する。

本実施例では、ハウジング４の中心軸、中心電極２、及び、接地電極７の放電ギャップを形成する先端７ａは、点火プラグ１の中心軸上に配置されており、貫通孔８ｂの孔軸は、点火プラグ１の中心軸とは交わらず、点火プラグ１の中心軸に垂直な平面上に設けられる（図４〜図６参照）。そして、ハウジング４の端部４ａに４つ設けられた貫通孔８ｂは、点火プラグ１を燃焼室内方側底面から見た図５に破線で示すように、点火プラグ１の中心軸を中心に９０°間隔で形成され、図５の図示矢印のようにハウジング４内壁にそって空気が渦を巻く。

本実施例では、図６の図示矢印のように、燃焼室内の気流が貫通孔８ｂに入り込み、入り込んでいく空気は貫通孔８ｂの点火プラグ１の中心軸から外れた向きに整流され、点火プラグ１の中心軸に直接向かわず、ハウジング４内壁に沿って渦を巻く。且つ、空気はハウジング４の端部４ａの燃焼室内方側開口のある燃焼室内方へ流出していく。これにより、中心電極２の先端２ａと接地電極７の先端７ａとの間の放電ギャップ近傍には、燃焼室内方へ向かいながら渦を巻く気流が生じる。

ここで、中心電極２の先端２ａと接地電極７の先端７ａとが燃焼室内方の方向に直列しており、放電ギャップは、燃焼室内方の方向に沿っている。このため、放電ギャップでの放電は、上記の燃焼室内方へ向かいながら渦を巻く気流にガイドされて、放電ギャップから外れることなく放電ギャップにより好適に維持される。

したがって、放電ギャップでの放電が燃焼室内の気流によって流されることを抑制でき、放電ギャップとは異なる位置で放電が生じてしまうことを抑制することができる。

＜実施例４＞
次に実施例４を説明する。なお、上記実施例と同構成については説明を省略する。

本実施例では、ハウジング４の中心軸、中心電極２、及び、接地電極７の放電ギャップを形成する先端７ａは、点火プラグ１の中心軸上に配置されており、貫通孔８ｃの孔軸は、点火プラグ１の中心軸とは交わらず、且つ、ハウジング４の外側から内側に向けて燃焼室内方へ傾いている。そして、ハウジング４の端部４ａに４つ設けられた貫通孔８ｃは、図５の実施例３と同様に、点火プラグ１の中心軸を中心に９０°間隔で形成され、図５の図示矢印のようにハウジング４内壁にそって空気が渦を巻く。

本実施例では、図７の図示矢印のように、燃焼室内の気流が貫通孔８ｃに入り込み、入り込んでいく空気は貫通孔８ｃの点火プラグ１の中心軸から外れた向き且つハウジング４の外側から内側に向けて燃焼室内方へ傾いている向きに整流され、点火プラグ１の中心軸に直接向かわず、ハウジング４内壁に沿って渦を巻きながら、貫通孔８ｃから放電ギャップへ向かう。これにより、中心電極２の先端２ａと接地電極７の先端７ａとの間の放電ギャップ近傍には、貫通孔８ｃから燃焼室内方へより強く向かいながら渦を巻く気流が生じる。

ここで、中心電極２の先端２ａと接地電極７の先端７ａとが燃焼室内方の方向に直列しており、放電ギャップは、燃焼室内方の方向に沿っている。このため、放電ギャップでの放電は、上記の貫通孔８ｃから燃焼室内方へより強く向かいながら渦を巻く気流にガイドされて、放電ギャップから外れることなく放電ギャップにより好適に維持される。

したがって、放電ギャップでの放電が燃焼室内の気流によって流されることを抑制でき、放電ギャップとは異なる位置で放電が生じてしまうことを抑制することができる。

＜実施例５＞
次に実施例５を説明する。なお、上記実施例と同構成については説明を省略する。

本実施例では、点火プラグ１においては、貫通孔８をハウジング４の端部４ａの全周にわたって４つ形成して周の大部分が孔となっている。なお、これは、実施例１と同構成である。

また、点火プラグ１の装着される燃焼室の上面９にあっては、図８に示すように点火プラグ１に隣接する位置であって燃焼室内の気流の点火プラグ１よりも下流側となる位置に、図９に示すように点火プラグ１の半周にわたって４つの貫通孔８の一部を塞ぐように燃焼室内方に突出する凸部１０が設けられている。凸部１０は、４つの貫通孔８の一部を塞ぐマスクの役割を果たす。

本実施例では、図８の図示矢印のように、燃焼室内の気流が４つの貫通孔８のうち凸部１０に塞がれていない燃焼室内の気流の上流側となる位置の部分に入り込む。また、燃焼室内の気流の下流側となる位置の４つの貫通孔８の一部が凸部１０によって塞がれている。そのため、ハウジング４内側のハウジングポケットでは４つの貫通孔８のうち凸部１０に塞がれていない部分から入り込んだ空気が凸部１０に塞がれた反対側から抜けてしまうことがなく、入り込んだ全ての空気がハウジング４の端部４ａの燃焼室内方側開口のある燃焼室内方へ流出していく。これにより、中心電極２の先端２ａと接地電極７の先端７ａとの間の放電ギャップ近傍には燃焼室内方へ向かう一方向の強い気流が生じる。

ここで、中心電極２の先端２ａと接地電極７の先端７ａとが燃焼室内方の方向に直列しており、放電ギャップは、燃焼室内方の方向に沿っている。このため、放電ギャップでの放電は、上記の燃焼室内方へ向かう一方向の強い気流にガイドされて、放電ギャップから外れることなく放電ギャップにより好適に維持される。

したがって、放電ギャップでの放電が燃焼室内の気流によって流されることを抑制でき、放電ギャップとは異なる位置で放電が生じてしまうことを抑制することができる。

本発明に係る点火プラグ及び燃焼室構造は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもよい。

実施例１に係る点火プラグを示す図である。 実施例１に係る点火プラグの燃焼室内方側を示す図である。 実施例２に係る点火プラグの燃焼室内方側を示す図である。 実施例３に係る点火プラグの燃焼室内方側を示す図である。 実施例３に係る点火プラグの底面を示す図である。 実施例３に係る点火プラグの燃焼室内方側を示す図である。 実施例４に係る点火プラグの燃焼室内方側を示す図である。 実施例５に係る点火プラグの燃焼室内方側を示す図である。 実施例５に係る点火プラグが装着された燃焼室上面を示す図である。

符号の説明

１ 点火プラグ
２ 中心電極
２ａ 先端
３ 碍子
４ ハウジング
４ａ 端部
５ 端子
７ 接地電極
７ａ 先端
８，８ａ，８ｂ，８ｃ 貫通孔
９ 上面
１０ 凸部

Claims (5)

1. 内燃機関の燃焼室内方に突出する端部を有する筒状のハウジングと、
   前記ハウジングの前記端部と隙間を空けて配置される先端を有する中心電極と、
   前記ハウジングの前記端部から前記中心電極の前記先端よりも燃焼室内方に延出し、前記中心電極の前記先端との間に放電ギャップを形成する接地電極と、
   を備えた点火プラグにおいて、
   前記ハウジングの前記端部に前記ハウジングの外側から内側に向けて燃焼室内方へ傾いている貫通孔を設けたことを特徴とする点火プラグ。
2. 前記ハウジングの中心軸、前記中心電極、及び、前記接地電極の放電ギャップを形成する部分は、前記点火プラグの中心軸上に配置されており、
   前記貫通孔の孔軸は、前記点火プラグの中心軸とは交わらないことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ。
3. 請求項１又は２に記載の点火プラグであって、前記貫通孔を前記ハウジングの前記端部の全周にわたって複数形成した点火プラグと、
   前記点火プラグの装着される燃焼室の壁面の前記点火プラグに隣接する位置であって、燃焼室内の気流の前記点火プラグよりも下流側となる位置に設けられ、複数の前記貫通孔の一部を塞ぐように燃焼室内方突出する凸部と、
   を備えたことを特徴とする燃焼室構造。
4. 内燃機関の燃焼室内方に突出する端部を有する筒状のハウジングと、
   前記ハウジングの前記端部と隙間を空けて配置される先端を有する中心電極と、
   前記ハウジングの前記端部から前記中心電極の前記先端よりも燃焼室内方に延出し、前記中心電極の前記先端との間に放電ギャップを形成する接地電極と、
   を備え、
   前記ハウジングの前記端部に前記ハウジングの前記端部の全周にわたって貫通孔を複数形
   成した点火プラグと、
   前記点火プラグの装着される燃焼室の壁面の前記点火プラグに隣接する位置であって、燃焼室内の気流の前記点火プラグよりも下流側となる位置に設けられ、複数の前記貫通孔の一部を塞ぐように燃焼室内方突出する凸部と、
   を備えたことを特徴とする燃焼室構造。
5. 前記ハウジングの中心軸、前記中心電極、及び、前記接地電極の放電ギャップを形成する部分は、前記点火プラグの中心軸上に配置されており、
   前記貫通孔の孔軸は、前記点火プラグの中心軸とは交わらないことを特徴とする請求項４に記載の燃焼室構造。

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