JP4882878B2 - Internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関に用いられる点火プラグに関し、詳細には、点火プラグの火花放電部の電極構造に関する。 The present invention relates to a spark plug used in an internal combustion engine, and more particularly, to an electrode structure of a spark discharge portion of the spark plug.
内燃機関には、気筒内の混合気や燃料噴霧を着火させるため、気筒ごとに点火プラグが設けられている。点火プラグは、通常、点火コイルの2次コイルにより2次電圧が印加されて、気筒内に突出して配設された火花放電部に電気火花(火花放電)を生じさせて、気筒内に形成された混合気に点火を行う。 In the internal combustion engine, an ignition plug is provided for each cylinder in order to ignite the air-fuel mixture and fuel spray in the cylinder. The spark plug is usually formed in the cylinder by applying a secondary voltage from the secondary coil of the ignition coil to generate an electric spark (spark discharge) in a spark discharge portion that protrudes from the cylinder. Ignition is performed on the air-fuel mixture.
点火プラグの火花放電部は、一般的に、点火コイルの2次コイルに電気的に接続されており、且つ点火プラグの中心軸に沿って延びている中心電極と、シリンダヘッド等に接地(アース)されており、且つ中心電極と対向して設けられている接地電極とを有している。点火プラグ軸方向に互いに対向して設けられた中心電極と接地電極との間には、所定の間隔の空隙(以下、火花ギャップと記す)が設けられている。点火プラグの火花放電部に2次電圧が印加されると、火花ギャップに電気火花が生じる。 The spark discharge part of the spark plug is generally electrically connected to the secondary coil of the ignition coil and is grounded (grounded) to the center electrode extending along the center axis of the spark plug and the cylinder head or the like. And a ground electrode provided opposite to the center electrode. A gap (hereinafter referred to as a spark gap) having a predetermined interval is provided between the center electrode and the ground electrode provided to face each other in the spark plug axial direction. When a secondary voltage is applied to the spark discharge portion of the spark plug, an electric spark is generated in the spark gap.
中心電極と接地電極との間で電気火花を形成可能な点火プラグにおいて、中心電極が、略円柱形を呈する点火プラグの径方向に延設されているものや、中心電極が点火プラグ径方向のうち異なる複数の向きに延設されているものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In the spark plug capable of forming an electric spark between the center electrode and the ground electrode, the center electrode extends in the radial direction of the spark plug having a substantially cylindrical shape, or the center electrode extends in the spark plug radial direction. The thing extended in several different directions among these is proposed (for example, refer patent document 1).
ところで、点火プラグにおいては、要求される絶縁破壊電圧をなるべく低い値とするために、火花ギャップの寸法をなるべく小さく設定することが求められる。火花ギャップの間隔を小さく設定することで、放電経路が短くなり、絶縁破壊に要する電圧を低くすることができる。一方、火花ギャップの間隔を大きく設定することで、放電経路を長くして、混合気の着火性を向上させることができる。特に、過給機を備えた内燃機関や、希薄混合気に点火を行う内燃機関においては、着火性を向上させるため火花ギャップの間隔を大きく設定することが求められる。つまり、内燃機関には、その仕様に応じて最適な火花ギャップの間隔が存在しており、これを維持することが求められている。 By the way, in a spark plug, in order to make the required dielectric breakdown voltage as low as possible, it is required to set the size of the spark gap as small as possible. By setting the spark gap interval small, the discharge path is shortened and the voltage required for dielectric breakdown can be lowered. On the other hand, by setting the spark gap interval large, the discharge path can be lengthened and the ignitability of the air-fuel mixture can be improved. In particular, in an internal combustion engine equipped with a supercharger or an internal combustion engine that ignites a lean air-fuel mixture, it is required to set a large spark gap interval in order to improve ignitability. That is, an internal combustion engine has an optimal spark gap interval according to its specifications and is required to maintain this.
しかし、図16に示すように、点火プラグの火花放電部151を構成する電極、すなわち中心電極164及び接地電極174は、点火を繰り返すことで、互いに対向する面(以下、対向面と記す)164a,174aから徐々に減耗が進むことが知られている。このようにして、電極164,174が減耗していくと、火花ギャップの間隔が拡大してしまい、要求される絶縁破壊電圧が高くなるという問題が生じる。
However, as shown in FIG. 16, the electrodes constituting the
特に、燃焼室において混合気等のガスの流動速度が大きい場合、絶縁破壊電圧に達して、中心電極と接地電極との間に直線状に形成された電気火花A1は、図17に示すように、燃焼室において混合気等のガスが主に流動する方向(矢印Fで示す)に流されて、中心電極164及び接地電極174の対向面164a,174aのうち、それぞれ、電気火花が主に流される側(端面164e,174e側)の部位が偏って減耗するという問題が生じる。
In particular, when the flow rate of a gas such as an air-fuel mixture is high in the combustion chamber, the electric spark A1 that reaches the breakdown voltage and is linearly formed between the center electrode and the ground electrode is as shown in FIG. In the combustion chamber, a gas such as an air-fuel mixture is flowed in the direction of flow (indicated by an arrow F), and electric sparks mainly flow from the
なお、特許文献1には、中心電極の先端部が点火プラグの径方向に延びている点火プラグが開示されている。この点火プラグでは、中心電極の先端部と外部電極(ハウジング)との間において電気火花が形成されるため、中心電極の先端部の減耗に比例して火花ギャップの間隔が拡大してしまうという問題が生じる。 Patent Document 1 discloses a spark plug in which a tip portion of a center electrode extends in a radial direction of the spark plug. In this spark plug, since an electric spark is formed between the tip of the center electrode and the external electrode (housing), the gap of the spark gap increases in proportion to the wear of the tip of the center electrode. Occurs.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、火花放電部を構成する電極の減耗が進む時期を遅らせて、火花ギャップが早期に拡大することを抑制可能な内燃機関を提供する。 The present invention was made in view of the above, by delaying the time at which depletion of the electrodes constituting the spark discharge portion is advanced, the spark gap to provide internal combustion engine capable of suppressing to expand prematurely.
上記の目的を達成するために、本発明に係る内燃機関は、吸気ポート及び排気ポートがクロスフロー式に配置され、かつ、燃焼室の形状を規定する天井壁に点火プラグが設けられた内燃機関であって、点火プラグは、点火プラグ中心軸に沿って設けられた中心電極中心部と、前記中心電極中心部から点火プラグ径方向の所定の向きに延設されている少なくとも一つの中心電極延長部と、を有する中心電極と、前記中心電極中心部と点火プラグ軸方向に対向して設けられている接地電極中心部と、当該接地電極中心部から点火プラグ径方向に延設されている少なくとも一つの接地電極延長部と、を有する、中心電極中心部と点火プラグ軸方向に対向して設けられた接地電極と、を備え、前記点火プラグは、前記燃焼室の天井壁中央部に設けられており、前記少なくとも一つの中心電極延長部は、前記中心電極中心部から前記点火プラグの火花放電部の近傍のガスが流動する方向の下流側に延設されている、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, an internal combustion engine according to the present invention includes an intake port and an exhaust port arranged in a crossflow manner, and an ignition plug provided on a ceiling wall that defines the shape of the combustion chamber. The spark plug includes a center electrode center portion provided along the center axis of the spark plug, and at least one center electrode extension extending from the center electrode center portion in a predetermined direction in the spark plug radial direction. A center electrode having a portion, a ground electrode center portion provided opposite to the center electrode center portion in the spark plug axial direction, and at least extending from the ground electrode center portion in the spark plug radial direction. It has a one ground electrode extension, and includes a ground electrode provided to face the center electrode center to the spark plug axis, wherein the spark plug is provided in the ceiling wall central portion of the combustion chamber Cage, the at least one center electrode extension, the center from the electrode central portion in the vicinity of the spark discharge portion of the spark plug gas is extended in the downstream side of the direction of flow, characterized in that.
本発明に係る内燃機関において、中心電極延長部及び接地電極延長部は、それぞれ、点火プラグ周方向に所定の角度を付けて複数の向きに延びているものとすることができる。 In the internal combustion engine according to the present invention, the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion can each extend in a plurality of directions with a predetermined angle in the spark plug circumferential direction.
本発明に係る内燃機関において、中心電極延長部と、接地電極延長部は、点火プラグ周方向において交互に設けられているものとすることができる。 In the internal combustion engine according to the present invention, the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion may be provided alternately in the circumferential direction of the spark plug.
本発明に係る内燃機関において、中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向の間隔は、点火プラグ中心軸から点火プラグ径方向外側に向かうに従って大きくなるよう設定されているものとすることができる。 In the internal combustion engine according to the present invention, the distance between the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion in the spark plug axial direction is set so as to increase from the spark plug central axis toward the outside in the spark plug radial direction. be able to.
本発明に係る内燃機関において、中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向の間隔は、中心電極中心部と接地電極中心部との間隔に比べて大きく設定されているものとすることができる。 In the internal combustion engine according to the present invention, the distance between the center electrode extension and the ground electrode extension in the spark plug axial direction is set to be larger than the distance between the center electrode center and the ground electrode center. be able to.
本発明に係る内燃機関において、中心電極延長部と接地電極延長部は、それぞれ中心電極中心部及び接地電極中心部に比べて点火プラグ軸方向に薄くなるよう設定されているものとすることができる。 In the internal combustion engine according to the present invention, the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion may be set to be thinner in the spark plug axial direction than the center electrode center portion and the ground electrode center portion, respectively. .
本発明によれば、点火プラグの中心電極は、点火プラグ中心軸に沿って設けられた中心電極中心部と、中心電極中心部から点火プラグ径方向の所定の向き(延長方向)に延びている中心電極延長部とを有しており、中心電極延長部は、天井壁に沿って燃焼室内のガスが主に流動する向きであるガス流動方向に延びているものとしたので、アーク放電開始時に、中心電極中心部と接地電極との間で生じた電気火花は、延長部が延びている向きに高い頻度で流されて、延長部において放電終了まで維持される。これにより、中心電極は、主に延長部から減耗していくこととなり、アーク放電開始時に電気火花が生じる中心電極中心部においては、減耗が進む時期を遅らせることができる。これにより、中心電極中心部と接地電極との間に形成される火花ギャップの寸法が早期に拡大することを抑制することができる。 According to the present invention, the center electrode of the spark plug extends from the center electrode center portion provided along the spark plug center axis in a predetermined direction (extension direction) in the spark plug radial direction from the center electrode center portion. A center electrode extension, and the center electrode extension extends in the gas flow direction along the ceiling wall in the direction of gas flow mainly in the combustion chamber. The electric spark generated between the center electrode central portion and the ground electrode is caused to flow at a high frequency in the direction in which the extension portion extends, and is maintained in the extension portion until the end of discharge. Thereby, the center electrode is depleted mainly from the extension part, and in the center part of the center electrode where an electric spark is generated at the start of arc discharge, the time at which the depletion proceeds can be delayed. Thereby, the dimension of the spark gap formed between the center electrode central portion and the ground electrode can be prevented from expanding at an early stage.
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art or those that are substantially the same.
まず、本実施例に係る内燃機関の概略構成と点火プラグの配置について、図1及び図2を用いて説明する。図1は、内燃機関の気筒周辺の概略構成を示す断面図である。図2は、点火プラグと吸・排気弁の配置関係を示す図であり、ピストン側からシリンダヘッドの天井壁を見た図である。なお、図1及び図2には、本発明に関連する要部のみを模式的に示している。 First, the schematic configuration of the internal combustion engine and the arrangement of the spark plug according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration around a cylinder of an internal combustion engine. FIG. 2 is a diagram showing the positional relationship between the spark plug and the intake / exhaust valves, and is a diagram of the ceiling wall of the cylinder head viewed from the piston side. FIG. 1 and FIG. 2 schematically show only main parts related to the present invention.
本実施例に係る内燃機関は、燃料噴射弁が吸気通路内に燃料を噴射するガソリン機関であり、気筒内に形成される混合気に点火プラグにより点火を行う火花点火機関である。以下、内燃機関が有する複数の気筒のうち一つの気筒について説明する。 The internal combustion engine according to this embodiment is a gasoline engine in which a fuel injection valve injects fuel into an intake passage, and is a spark ignition engine that ignites an air-fuel mixture formed in a cylinder with an ignition plug. Hereinafter, one cylinder among the plurality of cylinders of the internal combustion engine will be described.
図1に示すように、内燃機関10には、内部に気筒が形成される機関本体系の部品として、シリンダブロック12と、シリンダヘッド20と、ピストン30と、図示しないコンロッド及びクランク軸が設けられている。シリンダブロック12には、シリンダボア14が形成されており、ピストン30は、シリンダボア14内を、その軸心(以下、ボア軸心と記す)に沿って往復運動する。
As shown in FIG. 1, the
ピストン30の往復運動は、回転運動に変換されて図示しないクランク軸から出力される。内燃機関10には、クランク軸の回転角位置(以下、クランク角と記す)を検出するクランク角センサ(図示せず)が設けられており、クランク角に係る信号を、制御装置に送出している。
The reciprocating motion of the
シリンダブロック12には、ピストン30に対向してシリンダボア14を塞ぐようにシリンダヘッド20が結合されている。シリンダヘッド20には、燃焼室40が形成されており、シリンダボアの軸心(図に一点鎖線Cで示す)を挟んで、一方の側には、吸入空気を燃焼室40に導く吸気ポート24が形成されており、他方の側には、燃焼室40からの排気ガスを排出する排気ポート26が形成されている。
A
また、シリンダヘッド20には、吸気ポート24及び排気ポート26に対応して、それぞれ吸気弁25と排気弁27が設けられている。これら吸気弁25と排気弁27は、カムシャフトを介して、クランク軸からの機械的動力を受けて駆動される。吸気弁25及び排気弁27は、クランク軸の回転角位置(以下、クランク角と記す)に応じて所定のタイミングで開閉可能に構成されている。
The
吸気弁25を開くと、吸気ポート24と燃焼室40が連通し、図示しない吸気通路からの空気を、吸気ポート24から気筒内の燃焼室40に吸入することが可能となる。また、排気弁27を開くと、排気ポート26と燃焼室40が連通し、気筒内の燃焼室40にある排気ガスを、排気ポート26から図示しない排気通路に排出することが可能となる。
When the
これら吸気ポート24と排気ポート26は、図2に示すように、それぞれ2つ設けられており、シリンダボア14の軸心を含み、且つクランク軸の軸方向(図に矢印Sで示す)に延びる仮想平面である気筒列平面(図中、一点鎖線Eで示す)を挟んで、互いに対向するよう配置されている。すなわち、内燃機関において、複数ある気筒はクランク軸方向に列をなしており、各気筒において、吸気ポート24と排気ポート26、即ち吸気弁25と排気弁27は、いわゆる「クロスフロー式」の配置となっている。
As shown in FIG. 2, two
なお、以下の説明において、シリンダボア14の軸心を含む気筒列平面Eに対して、吸気ポート24及び吸気弁25が設けられる側を、「吸気側」と記し、図に符号INで示す。一方、平面Eに対して排気ポート26及び排気弁27が設けられる側を、「排気側」と記し、図に符号EXで示す。
In the following description, the side on which the
シリンダヘッド20には、燃焼室40の形状を規定する壁面である天井壁22が形成されている。天井壁22は、その周縁22eにおいてシリンダボア14の壁面であるシリンダ壁15に滑らかに連続するよう形成されている。シリンダヘッド20に形成された燃焼室40の天井壁22の中央部22a(以下、天井壁中央部と記す)には、点火プラグ50の火花放電部51が配設されている。
The
なお、「天井壁中央部」22aとは、図2に示すように、燃焼室40の天井壁22のうちシリンダボア14の軸心が通る部位に加えて、吸気ポート24の外縁24eと排気ポート26の外縁26eとの間に挟まれた部位を含んでいる。一方、「天井壁周縁部」22cとは、天井壁22の周縁22eに加え、天井壁22の周縁22eと、吸気ポート24の外縁24e又は排気ポート26の外縁26eとの間に挟まれた部位を含んでいる。
As shown in FIG. 2, the “ceiling wall central portion” 22 a means the
本実施例において、点火プラグ50は、図1に示すように、略円柱形状をなしており、本実施例において、点火プラグの中心軸(図に一点鎖線Cで示す)がシリンダボア14の軸心に一致するように配設されている。点火プラグ50の火花放電部51は、シリンダヘッド20の燃焼室40に突出して設けられている。点火プラグ50は、図示しない点火コイルにより要求される絶縁破壊電圧(2次電圧)が印加されて、火花放電部51の火花ギャップに電気火花(火花放電)を生じさせて、燃焼室40内の混合気を着火させる。火花放電部51の詳細については、後述する。
In the present embodiment, the
なお、以下の説明において、シリンダボア14の軸心、すなわち点火プラグの中心軸Cに沿う方向を、「点火プラグ軸方向」と記し、図に矢印Pで示す。また、シリンダボア14の径方向すなわち点火プラグ50の径方向を、単に「点火プラグ径方向」と記して、図に矢印Rで示す。また、シリンダボア14の周方向すなわち点火プラグ50の中心軸Cを中心とする周方向を「ピストン周方向」と記し、図に矢印Gで示す。
In the following description, the axial center of the cylinder bore 14, that is, the direction along the center axis C of the spark plug is referred to as “ignition plug axial direction”, and is indicated by an arrow P in the figure. Further, the radial direction of the cylinder bore 14, that is, the radial direction of the
また、シリンダボア14の軸心Cに沿う方向、すなわち点火プラグ軸方向Pのうち、ピストン30が天井壁22に向かう向きを「ヘッド側」記して図に矢印Uで示す。また、ボア軸心Cに沿う方向のうちヘッド側とは反対の向きを「クランク側」と記して図に矢印Dで示す。
Also, the direction along the axis C of the cylinder bore 14, that is, the spark plug axial direction P, in which the
さらに、シリンダボア軸心C、すなわち点火プラグ軸方向Pに直交し、且つクランク軸方向Sに直交する方向、すなわちピストン30とシリンダ壁15との間でスラスト力及びスラスト反力が作用する方向を、以下の説明において、「スラスト方向」と記して、図に矢印Tで示す。なお、スラスト方向Tは、気筒列平面Eに直交する方向となっている。
Furthermore, the cylinder bore axis C, that is, the direction perpendicular to the spark plug axis direction P and the direction perpendicular to the crankshaft direction S, that is, the direction in which the thrust force and the thrust reaction force act between the
以上に説明した、シリンダブロック12のシリンダ壁15、シリンダヘッド20の天井壁22、及びピストン30の頂面32で囲まれた空間が、いわゆる「気筒」となる。本実施例において、気筒には、シリンダブロック12に形成されたシリンダボア14に加え、シリンダヘッド20に形成された燃焼室40が含まれている。
The space surrounded by the
気筒内において、吸気ポート24から流入した空気と、図示しない燃料噴射装置により供給された燃料が、混合されて混合気が形成される。点火プラグは、気筒内に形成された混合気に点火を行い、混合気は着火することとなる。点火プラグの点火時期と、放電時間は、図示しない制御装置により制御されている。
In the cylinder, the air flowing from the
次に、本実施例に係る点火プラグの火花放電部の構成について、図1、図3及び図4を用いて説明する。図3は、点火プラグの火花放電部の側面図である。図4は、点火プラグの火花放電部の底面図である。なお、図3及び図4において、本発明に関連する要部のみを図示している。 Next, the structure of the spark discharge part of the spark plug according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 4. FIG. 3 is a side view of a spark discharge portion of the spark plug. FIG. 4 is a bottom view of the spark discharge portion of the spark plug. 3 and 4, only the main part related to the present invention is shown.
図3及び図4に示すように、点火プラグ50は、中心電極60と接地電極70とを絶縁する碍子56(ガイシ)と、点火コイルの2次コイル(図示せず)に電気的に接続されており、碍子56から突出して延びて、燃焼室に露出する中心電極60の露出部61と、中心電極60の露出部61と点火プラグ軸方向Pに対向して設けられており電気的に接地(アース)されている接地電極70と、接地電極70が結合されると共に碍子56を介して中心電極60を保持するハウジング58とを有している。点火プラグ50の火花放電部51は、中心電極60の露出部61と、接地電極70から構成されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
ハウジング58は、略円筒形状をなす金属製部材であり、その外周面には、雄ねじ59が形成されている。この雄ねじ59に対応して、シリンダヘッド20には、雌ねじ(図示せず)が形成されている。この雌ねじにハウジング58の雄ねじ59を螺合して、点火プラグ50をシリンダヘッド20に装着する。
The
中心電極60の露出部61は、点火プラグ中心軸に沿って設けられており、碍子56から点火プラグ軸方向Pに延びている中心部64(以下、中心電極中心部と記す)と、中心電極中心部64から点火プラグ径方向R外側の所定の方向に延設されている延長部66(以下、中心電極延長部と記す)とを有している。
The exposed
中心電極中心部64は、中心電極60のうち、接地電極70との間を電気的に絶縁する絶縁体である碍子56から点火プラグ中心軸に沿って突出して延びており、燃焼室40に露出する柱状の部分である。中心電極中心部64は、点火プラグ中心軸Cを中心として、碍子56から点火プラグ軸方向Pに突出して延びている。なお、中心電極中心部64の形状は、四角柱状であっても、円柱状であっても良い。
The center
これに対し、中心電極延長部66は、接地電極70中心部から点火プラグ径方向Rに延設されている部分であり、中心電極中心部64と中心電極延長部66の境界を図に点線で示す。中心電極延長部66は、点火プラグ径方向Rのうち所定の一方向(以下、延長方向と記し、図に矢印Xで示す)に延びており、略直方体状をなしている。
On the other hand, the
中心電極中心部64と中心電極延長部66は、一体に結合されており、中心電極60のうち碍子56から突出して延びて燃焼室に露出する部分61(以下、露出部と記す)を構成している。中心電極60の露出部61は、点火プラグ中心軸Cから点火プラグ径方向R外側に延びる略直方体状をなしている。なお、中心電極60の露出部61は、点火プラグ中心軸Cを中心に設けられ、点火プラグ軸方向Pに高さを有する円柱を、点火プラグ径方向R外側に直線状に移動させたときに生じる円柱群の包絡線形状としても良い。
The center
なお、中心電極中心部64および中心電極延長部66のうち、接地電極70と点火プラグ軸方向Pに対向する面を、「対向面」と記し、それぞれ、符号64a,66aで示す。また、中心電極延長部66のうち、点火プラグ径方向R外側の端面を、「外端面」と記し、符号66eで示す。
Of the central electrode
一方、接地電極70は、ハウジング58から点火プラグ軸方向Pをクランク側Dに突出して設けられ、途中で湾曲して点火プラグ径方向Rに延びている脚部72と、脚部72から中心電極中心部64に向けて点火プラグ軸方向Pに突出して設けられている接地電極中心部74と、接地電極中心部74から点火プラグ径方向R外側に延設されている接地電極延長部76とを有している。
On the other hand, the
脚部72は、略L字状をなしており、一端がハウジング58に結合されており、これと反対側の先端部73が、中心電極60の露出部61と点火プラグ軸方向Pに対向するよう点火プラグ径方向Rに延びている。先端部73のうち中心電極60の露出部61と対向する先端部73対向面73aからは、接地電極中心部74が、点火プラグ中心軸に沿って点火プラグ軸方向Pに突出して設けられている。
The
接地電極中心部74は、接地電極70のうち、先端部73対向面から突出して設けられ、点火プラグ中心軸Cを中心として点火プラグ軸方向Pに延びている柱状の部分である。つまり、接地電極中心部74は、中心電極中心部64に対して点火プラグ軸方向Pに対向して設けられている。なお、接地電極中心部74の形状は、四角柱状であっても、円柱状であっても良い。
The ground electrode
これに対し、接地電極延長部76は、上述の接地電極中心部74から点火プラグ径方向R外側に延設されている略直方体状の部分である。接地電極中心部74と接地電極延長部76との境界を図に点線で示す。接地電極延長部76は、点火プラグ径方向R外側のうち中心電極延長部66が延びる方向と同一の向き、すなわち延長方向Xに延びている。つまり、接地電極延長部76は、中心電極延長部66に対して点火プラグ軸方向Pに対向して設けられている。
On the other hand, the ground
接地電極中心部74及び接地電極延長部76は、一体に結合されており、接地電極70の突出部71を構成している。突出部71は、脚部72の先端部73対向面73aから点火プラグ軸方向Pを中心電極60側に設けられている部分である。突出部71は、中心電極60の露出部61と略同一の形状をなしており、中心電極60と点火プラグ軸方向Pに対向している。なお、接地電極70の突出部71は、中心電極60の露出部61と同様に、点火プラグ軸方向Pに高さを有する円柱(接地電極中心部74)を、点火プラグ径方向R外側に直線状に移動させたときに生じる円柱群の包絡線形状としても良い。突出部71と脚部72は、一体に結合されて接地電極70を構成している。
The ground
なお、接地電極中心部74、接地電極延長部76のうち、中心電極60に対向する面を、「対向面」と記し、それぞれ符号74a,76aで示す。また、接地電極延長部76のうち、点火プラグ径方向R外側の端面を、「外端面」と記し、符号76eで示す。
Of the ground electrode
以上に説明した中心電極中心部64と接地電極中心部74は、それぞれ点火プラグ中心軸Cに沿って設けられており、点火プラグ軸方向Pに互いに対向している。中心電極中心部64の対向面64aと、接地電極中心部74の対向面76aとの間には、所定間隔の空隙(以下、火花ギャップと記す)が設定されている。火花ギャップには、点火プラグ50に印加された2次電圧が絶縁破壊電圧に達すると、アーク放電が開始されて、点火プラグ中心軸Cに沿って略直線状の電気火花が発生することとなる。
The center
この火花ギャップを挟んで、中心電極60の露出部61と、接地電極70の突出部71は、点火プラグ軸方向Pに互いに対向して設けられている。詳細には、中心電極中心部64と接地電極中心部74が、点火プラグ中心軸Cに沿って対向していると共に、中心電極延長部66と接地電極延長部76が点火プラグ軸方向Pに対向している。つまり、中心電極60の露出部61と接地電極70の突出部71は、火花ギャップの中央を通り且つ点火プラグ径方向Rに延びる仮想平面(図に二点鎖線Hで示す)に対して、互いに面対称となる形状に構成されている。
The exposed
接地電極70の突出部71の、点火プラグ中心軸C及び延長方向Xと直交する方向における幅(図に寸法Jで示す)は、中心電極60の露出部61の幅と同一に設定されており、脚部72の幅(図に寸法Kで示す)に比べて小さく設定されている。これにより、火花ギャップに隣接する接地電極70の熱容量を、接地電極70に突出部71を有しない型の点火プラグに比べて、小さなものとしている。これにより、混合気が着火して火花ギャップに生じた火炎が、接地電極70により熱を奪われて消炎してしまうことを抑制している。
The width (indicated by a dimension J in the drawing) of the
なお、以下の説明において、「火花ギャップの間隔」とは、中心電極中心部64の対向面64aと接地電極中心部74の対向面74aとの間に形成される火花ギャップの点火プラグ軸方向Pの間隔である。火花ギャップの間隔は、内燃機関の仕様や使用環境に応じて、予め所定の長さに設定されている。本実施例に係る点火プラグの初期状態において、中心電極中心部64の対向面64aと接地電極中心部74の対向面74aとの距離、すなわち火花ギャップの間隔Lと、中心電極延長部66の対向面66aと接地電極延長部76の対向面76aとの距離は、同一に設定されている。
In the following description, the “spark gap interval” refers to the spark plug axial direction P of the spark gap formed between the facing
このように構成された点火プラグ50は、図1に示すように、中心電極中心部64から中心電極延長部66が延びる向きである延長方向Xが、内燃機関のスラスト方向Tの排気側となるように、内燃機関のシリンダヘッド20のうち、燃焼室40の形状を規定する天井壁22の中央部22aに装着される。
In the
次に、本実施例に係る内燃機関における点火プラグが発した電気火花の態様と、中心電極及び接地電極の減耗について、図1及び図5〜図7を用いて説明する。図5は、点火プラグの火花放電部の側面図であり、アーク放電開始時における電気火花の状態を示す図である。図6は、点火プラグの火花放電部の側面図であり、電気火花が気筒内のガス流動により流された状態を示す図である。図7は、点火プラグ中心電極と接地電極の減耗が進んだ状態を示す図である。 Next, an aspect of the electric spark emitted from the ignition plug in the internal combustion engine according to the present embodiment and the wear of the center electrode and the ground electrode will be described with reference to FIGS. 1 and 5 to 7. FIG. 5 is a side view of the spark discharge portion of the spark plug, and shows the state of the electric spark at the start of arc discharge. FIG. 6 is a side view of the spark discharge portion of the spark plug, and shows a state where the electric spark is caused to flow by the gas flow in the cylinder. FIG. 7 is a view showing a state in which wear of the spark plug center electrode and the ground electrode has progressed.
内燃機関10は、図1に示すように、シリンダヘッド20の吸気ポート24及び排気ポート26がクロスフロー式の配置となっているため、吸気行程から圧縮行程にかけて、気筒内には、高い頻度でタンブル流が形成される。このタンブル流により、点火プラグ50の点火時期においても、シリンダヘッド20に形成された燃焼室40のうち点火プラグ50の火花放電部51近傍においては、天井壁中央部22aに沿って吸気側から排気側に向かう混合気等のガスの流れが、高い頻度で生じている。
As shown in FIG. 1, in the
したがって、燃焼室40のうち点火プラグ50の火花放電部51の近傍において、混合気等のガスが主に流動する向き(以下、ガス流動方向と記す)は、本実施例に係る内燃機関10において、図5に矢印F1で示すように、スラスト方向Tの排気側、すなわち吸気側から排気側に向かう向きとなっている。このガス流動方向に対応して、点火プラグ50は、中心電極延長部66及び接地電極延長部76が、内燃機関10のスラスト方向T排気側を向くように配設されている。
Therefore, in the
このように点火プラグ50が配設された内燃機関10は、図示しない点火コイルにより点火プラグに2次電圧が印加されて絶縁破壊電圧に達すると、図5に示すように、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間で、アーク放電が開始されて、点火プラグの中心軸に沿って略直線状の電気火花A1が生じる。
When the secondary voltage is applied to the ignition plug by an ignition coil (not shown) and reaches the dielectric breakdown voltage, the
このとき、内燃機関10の燃焼室40には、上述のように吸気側から排気側に向かうガスの流れが存在しているため、略直線状の電気火花A1は、図6に示すように、スラスト方向Tを排気側に流され、中心電極延長部66と接地電極延長部76との間にすぐさま移動して電気火花A2となる。電気火花A2は、ガス流動方向Fに凸となって湾曲しており、中心電極延長部66の対向面66aと接地電極延長部76の対向面76aとの間において、アーク放電終了まで維持される。詳細には、中心電極延長部66の対向面66aのうち最も外端面66e側の部位と、接地電極延長部76の対向面76aのうち最も外端面76e側の部位との間で維持される。
At this time, since the gas flow from the intake side to the exhaust side exists in the
点火プラグ50において、このように電気火花(火花放電)が生じることで、図7に示すように、中心電極60の露出部61は、中心電極延長部66のうち外端面66e側から減耗が進む。これと共に、接地電極70の突出部71は、接地電極延長部76の外端面76e側から減耗が進む。これにより、中心電極中心部64と接地電極中心部74において減耗が進む時期を、中心電極延長部66及び接地電極延長部76を有しない点火プラグに比べて遅らせることができ、火花ギャップの間隔が中心電極中心部64及び接地電極中心部74の減耗により拡大することを抑制することができる。
In the
加えて、中心電極延長部66と接地電極延長部76の減耗が進み、それぞれの対向面66a,76a同士の間隔が拡がっても、点火プラグにおけるアーク放電開始は、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間で行われるため、点火プラグに要求される絶縁破壊電圧に影響を及ぼすことを抑制することができる。
In addition, even if the wear of the
また、このように減耗が進むことにより、中心電極延長部66の対向面66aと接地電極延長部76の対向面76aとの間隔が拡がり、電気火花の放電経路が長くなることで、燃焼室40における混合気の着火性を向上させることもできる。
Further, as the wear progresses in this manner, the distance between the facing
以上に説明した本実施例に係る内燃機関では、燃焼室40の形状を規定する天井壁22に点火プラグ50が設けられており、点火プラグ50は、点火プラグ中心軸Cに沿って設けられた中心電極中心部64と、当該中心部64から点火プラグ径方向Rの所定の向き(延長方向)に延びている中心電極延長部66と、を有する中心電極60と、中心電極中心部64と点火プラグ軸方向Pに対向して設けられた接地電極70と、を備えており、中心電極延長部66は、天井壁に沿って燃焼室40内のガスが主に流動する向きであるガス流動方向に、延びているものとした。
In the internal combustion engine according to this embodiment described above, the
ガス流動方向に中心電極延長部66が延びているので、アーク放電開始時に、中心電極中心部64と接地電極70との間で生じた電気火花は、中心電極延長部66が延びている向きに高い頻度で流されて、延長部において放電終了まで維持される。これにより、中心電極60は、主に中心電極延長部66から減耗していくこととなり、アーク放電開始時に電気火花が生じる中心電極中心部64においては、減耗が進む時期を遅らせることができる。このため、中心電極中心部64と接地電極70との間に形成される火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。
Since the
また、本実施例において、点火プラグの接地電極70は、中心電極中心部64と点火プラグ軸方向Pに対向して設けられている接地電極中心部74と、当該接地電極中心部74から点火プラグ径方向Rに延設されている接地電極延長部76とを有するものとした。
In the present embodiment, the
ガス流動方向に流された電気火花を、中心電極延長部66と接地電極延長部76との間で維持することで、接地電極70においても接地電極延長部76から減耗させることができ、接地電極70のうち中心電極中心部64と点火プラグ軸方向Pに対向する接地電極中心部74の減耗が進む時期を遅らせることができる。これにより、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間に形成される火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。
By maintaining the electric spark flowing in the gas flow direction between the
また、本実施例において、吸気ポート24及び排気ポート26は、クロスフロー式に配置されており、点火プラグ50は、燃焼室40の天井壁中央部22aに設けられており、中心電極延長部66は、スラスト方向Tの排気側に延びているものとした。
In the present embodiment, the
内燃機関10は、クロスフロー式の配置となっているため、このようにポートと点火プラグ50が配設された内燃機関10においては、吸気行程から圧縮行程にかけて高い頻度でタンブル流が形成される。このため、点火時期において、燃焼室40の天井壁中央部22aに配設された中心電極60及び接地電極70の近傍には、天井壁22に沿って吸気側から排気側に向かうガスの流れが高い頻度で生じることとなる。したがって、点火プラグ50の中心電極60及び接地電極70の近傍において、天井壁22に沿って燃焼室40内のガスが主に流動する方向(ガス流動方向)は、スラスト方向Tの排気側となっている。
Since the
この内燃機関10において、中心電極延長部66がスラスト方向Tの排気側に延びるよう点火プラグ50が配設されているため、アーク放電開始時において、中心電極中心部64と接地電極70との間に生じた電気火花は、ガス流動により中心電極延長部66が延びる向きに移動する。中心電極延長部66に移動した電気火花は、中心電極延長部66と接地電極70との間でアーク放電終了まで維持されることとなり、中心電極延長部66から減耗させることができる。これにより、中心電極中心部64の減耗が進む時期を遅らせることができ、火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。
In this
また、本実施例に係る点火プラグ50は、点火プラグ中心軸Cに沿って設けられた中心電極中心部64と、中心電極中心部64から点火プラグ径方向Rの所定の向きに延設されている中心電極延長部74と、を有する中心電極60と、中心電極中心部64と点火プラグ軸方向Pに対向して設けられた接地電極70と、を備えるものとした。
In addition, the
中心電極延長部66が延びている所定の向きが、内燃機関10の燃焼室40の形状を規定する天井壁22に沿ってガスが主に流動する向きであるガス流動方向となるよう、点火プラグ50を内燃機関10に装着することで、アーク放電開始時に、中心電極中心部64と接地電極70との間で生じた電気火花は、ガス流動方向すなわち中心電極延長部66が延びている向きに、高い頻度で流されて、中心電極延長部66において放電終了まで維持される。
The spark plug is such that the predetermined direction in which the
これにより、中心電極60は、主に中心電極延長部66から減耗していくこととなり、アーク放電開始時に電気火花が生じる中心電極中心部64においては、減耗が進む時期を遅らせることができる。このため、中心電極中心部64と接地電極70との間に形成される火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。
As a result, the
また、本実施例に係る点火プラグ50において、接地電極70は、中心電極中心部64と点火プラグ軸方向Pに対向して設けられている接地電極中心部74と、当該接地電極中心部74から点火プラグ径方向Rに延設されている接地電極延長部76と、を有するものとした。ガス流動方向に流された電気火花を、中心電極延長部66と接地電極延長部76との間で維持することで、接地電極70においても接地電極延長部76から減耗させることができ、接地電極70のうち中心電極中心部64と点火プラグ軸方向Pに対向する接地電極中心部74の減耗が進む時期を遅らせることができる。これにより、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間に形成される火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。
Further, in the
本実施例に係る点火プラグの構成について、図8及び図9を用いて説明する。図8は、点火プラグの火花放電部の側面図である。図9は、点火プラグの火花放電部の底面図である。なお、図8及び図9において、本発明に関連する要部のみを図示している。本実施例に係る点火プラグは、中心電極延長部と、接地電極延長部は、それぞれ、点火プラグ周方向に一定の角度を付けて、複数の向きに延びている点で、実施例1に係る点火プラグと異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例1と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 The structure of the spark plug according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a side view of a spark discharge portion of the spark plug. FIG. 9 is a bottom view of the spark discharge portion of the spark plug. In FIGS. 8 and 9, only the main parts related to the present invention are shown. The spark plug according to the present embodiment relates to the first embodiment in that the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion each extend in a plurality of directions with a fixed angle in the circumferential direction of the spark plug. Unlike the spark plug, details will be described below. In addition, about the structure which is common in Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図8及び図9に示すように、点火プラグ50Bの中心電極60Bの露出部61Bは、点火プラグ中心軸Cに沿って設けられた中心電極中心部64と、中心電極中心部64から点火プラグ径方向R外側に、それぞれ異なる向き(図に延長方向を矢印X,Y,Zで示す)に延設されている3つの中心電極延長部66A,66B,66Cとを有している。3つの中心電極延長部66A,66B,66Cは、点火プラグ周方向(図に矢印Gで示す)において互いに一定の角度(120°)を付けて、それぞれ、点火プラグ径方向Rのうち異なる3つの延長方向(向き)X,Y,Zに延びている。
As shown in FIGS. 8 and 9, the exposed
各中心電極延長部66A,66B,66Cは、中心電極60Bの露出部61Bうち点火プラグ径方向Rに延びる略直方体状の部分であり、中心電極中心部64と中心電極延長部66の境界を図に点線で示す。各中心電極延長部66A,66B,66Cと中心電極中心部64は、一体となって中心電極60Bの露出部61Bを構成している。なお、中心電極60Bの露出部61Bは、点火プラグ中心軸Cを中心に設けられ、点火プラグ軸方向Pに高さを有する円柱(中心部)を、点火プラグ径方向R外側に直線状に移動させたときに生じる円柱群の包絡線形状としても良い。
Each of the center
一方、接地電極70Bは、脚部72から中心電極中心部64に向けて点火プラグ軸方向Pに突出して設けられている接地電極中心部74と、接地電極中心部74から点火プラグ径方向R外側に延設されている接地電極延長部76とを有している。
On the other hand, the
接地電極中心部74は、接地電極70Bのうち、脚部72の先端部73対向面73aから突出して設けられ、点火プラグ中心軸Cを中心に点火プラグ軸方向Pに延びる円柱状の部分であり、中心電極中心部64に対して点火プラグ軸方向Pに対向して設けられている。
The ground
接地電極中心部74から点火プラグ径方向R外側には、中心電極60Bと同様に、それぞれ異なる向きに3つの接地電極延長部76が延設されている。3つの接地電極延長部76は、中心電極60Bと同様に、点火プラグ周方向Gにおいて互いに120°の角度を付けて、それぞれ、点火プラグ径方向Rのうち異なる3つの向き(延長方向)X,Y,Zに延びている。
Three ground
各接地電極延長部76は、接地電極70Bのうち点火プラグ径方向Rに延びる略直方体状の部分であり、接地電極中心部74との境界を図に点線で示す。3つの接地電極延長部76は、点火プラグ径方向Rのうち、3つの中心電極延長部66A,66B,66Cが延びる延長方向X,Y,Zと同一方向に延びている。すなわち、3つの接地電極延長部76は、それぞれ3つの中心電極延長部66A,66B,66Cに対して、それぞれ点火プラグ軸方向Pに対向して設けられている。
Each ground
接地電極中心部74及び3つの接地電極延長部76A,76B,76Cは、一体となって接地電極70Bの突出部71Bを構成している。接地電極70Bの突出部71Bは、後述する火花ギャップを挟んで点火プラグ軸方向Pにおいて中心電極60Bの露出部61Bに対向しており、中心電極60Bの露出部61Bと同一形状をなしている。突出部71Bと脚部72は、一体に結合されて接地電極70Bを構成している。
The ground
以上に説明した中心電極中心部64と接地電極中心部74は、点火プラグ中心軸Cに沿って設けられており点火プラグ軸方向Pに対向している。中心電極中心部64と接地電極中心部74との間には、所定間隔の空隙(以下、火花ギャップと記す)が設定されている。火花ギャップには、点火プラグ50Bに印加された2次電圧が絶縁破壊電圧に達すると、アーク放電が開始されて、点火プラグ中心軸Cに沿って略直線状の電気火花が生じる。
The center electrode
この火花ギャップを挟んで、中心電極60Bの露出部61Bと接地電極70Bの突出部71Bは、点火プラグ軸方向Pに互いに対向している。詳細には、中心電極中心部64と接地電極中心部74が、点火プラグ中心軸Cに沿って対向していると共に、3つの中心電極延長部66A,66B,66Cと3つの接地電極延長部76A,76B,76Cが点火プラグ軸方向Pに互いに対向している。つまり、中心電極60Bの露出部61Bと接地電極70Bの突出部71Bは、火花ギャップの中央を通り且つ点火プラグ径方向Rに延びる仮想平面(図に二点鎖線Hで示す)に対して、互いに面対称となる形状に構成されている。
The exposed
このように構成された点火プラグ50Bは、シリンダヘッド20のうち燃焼室40の天井壁中央部22aに装着される。点火プラグ50Bが配設された内燃機関10において、点火プラグ50Bに2次電圧が印加されて絶縁破壊電圧に達すると、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間の火花ギャップで、アーク放電が開始されて、点火プラグ中心軸Cに沿って略直線状の電気火花が生じる。
The
このとき、略直線状の電気火花A1は、中心電極延長部66及び接地電極延長部76が延びている3つの延長方向X,Y、Zのうち、いずれかの延長方向に流される。例えば、ガス流動方向が図9にF2で示す向きである場合、電気火花は、3つの延長方向X,Y,Zのうち最も近い延長方向Xに流されて、中心電極延長部66Aと、これに対向する接地電極延長部76Aとの間に移動する。電気火花は、中心電極延長部66Aと接地電極延長部76Aとの間で、アーク放電終了まで維持される。
At this time, the substantially linear electric spark A1 flows in any one of the three extending directions X, Y, and Z in which the
この場合、中心電極60Bの露出部61Bは、中心電極延長部66Aのうち外端面66e側から減耗が進む。これと共に、接地電極70Bは、接地電極延長部76Aのうち外端面76e側から減耗が進む。これにより、中心電極中心部64と接地電極中心部74において減耗が進む時期を、中心電極延長部66及び接地電極延長部76を有しない点火プラグ50Bに比べて遅らせることができ、火花ギャップの間隔が中心電極中心部64及び接地電極中心部74の減耗により拡大することを抑制することができる。
In this case, wear of the exposed
以上に説明したように本実施例では、中心電極延長部及び接地電極延長部は、それぞれ、点火プラグ周方向Gに一定の角度を付けて、複数の向きX,Y,Zに延びているものとしたので、ガス流動方向に流された電気火花を、複数の向きX,Y,Zのうちいずれかの向きに移動させて、移動した方向にある中心電極延長部と接地電極延長部との間でアーク放電終了まで電気火花を維持することができる。 As described above, in this embodiment, the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion each extend in a plurality of directions X, Y, and Z with a certain angle in the spark plug circumferential direction G. Therefore, the electric spark flowed in the gas flow direction is moved in any one of a plurality of directions X, Y, and Z, and the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion in the moved direction are moved. The electric spark can be maintained until the end of the arc discharge.
これにより、点火プラグ50Bを内燃機関10に装着する際に、点火プラグ50Bの中心電極延長部及び接地電極延長部が延びている向きを、内燃機関のガス流動方向に合わせることなく、中心電極延長部と、接地電極延長部から減耗させることができ、中心電極中心部64と接地電極中心部74において減耗が進む時期を遅らせることができる。これにより、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間に形成される火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。
As a result, when the
本実施例に係る点火プラグの構成について、図10及び図11を用いて説明する。図10は、点火プラグの火花放電部の側面図である。図11は、点火プラグの火花放電部の底面図である。図12は、電気火花の放電経路と放電維持電圧の変化を説明する図である。なお、図10及び図11において、説明を容易にするため、一部、外形線及びかくれ線を省略すると共に、接地電極延長部をスマッジングで表示している。 The structure of the spark plug according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a side view of a spark discharge portion of the spark plug. FIG. 11 is a bottom view of the spark discharge portion of the spark plug. FIG. 12 is a diagram for explaining changes in the discharge path of the electric spark and the sustaining voltage. In FIGS. 10 and 11, for the sake of easy explanation, some of the outline and hide lines are omitted, and the ground electrode extension is displayed by smudging.
本実施例に係る点火プラグは、中心電極延長部と接地電極延長部が、点火プラグ周方向において交互に延びるよう向きが設定されている点で、実施例2に係る点火プラグと異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例1,2と共通の構成については、同一の符号を付して、説明を省略する。 The spark plug according to the present embodiment is different from the spark plug according to the second embodiment in that the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion are set so as to alternately extend in the circumferential direction of the spark plug. Details will be described. In addition, about the structure common to Example 1, 2, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図10及び図11に示すように、点火プラグ50Cの中心電極60Cに設けられた3つの中心電極延長部66A,66B,66Cは、中心電極中心部64を中心として、点火プラグ周方向Gにおいて互いに120°の角度を付けて、それぞれ、点火プラグ径方向Rの異なる3つの向き(延長方向)X,Y,Zに延びている。一方、点火プラグ50Cの接地電極70Cに設けられた3つの接地電極延長部76X,76Y,76Zは、中心電極60Bと同様に、接地電極中心部74を中心として、点火プラグ周方向Gにおいて互いに120°の角度を付けて、それぞれ、点火プラグ径方向Rのうち異なる3つの向き(延長方向)X2,Y2,Z2に延びている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the three center
3つの中心電極延長部66A,66B,66Cが中心電極中心部64から延びる3つの延長方向X,Y,Zと、3つの接地電極延長部76X,76Y,76Zが接地電極中心部74から延びる3つの延長方向X2,Y2,Z2は、点火プラグ周方向Gにおいて、60°ごとに、交互に設定されている。詳細には、各延長方向(向き)は、点火プラグ周方向Gにおいて、Xを基準として、X2、Y、Y2、Z、Z2の順で60°ごとに設定されている。このように中心電極延長部66A,66B,66Cの延長方向X,Y,Zと接地電極延長部76X,76Y,76Zの延長方向X2,Y2,Z2を、交互に設定することで、中心電極延長部と、接地電極延長部は、点火プラグ周方向Gにおいて、必ず隣り合うこととなる。
Three extension directions X, Y, Z in which the three
このように構成された点火プラグ50Cは、点火プラグ軸方向Pにおいて、中心電極中心部64と接地電極中心部74が対向しており、これらの間には、所定の間隔の空隙(火花ギャップ)が設定されている。火花ギャップには、点火プラグ50Cに印加された2次電圧が絶縁破壊電圧に達すると、アーク放電が開始されて、点火プラグ中心軸Cに沿って略直線状の電気火花が生じる。
In the
このとき火花ギャップすなわち中心電極中心部64と接地電極中心部74との間に生じた電気火花は、燃焼室40の天井壁22に沿って流れるガス流動により、点火プラグ径方向R外側に流される。例えば、ガス流動方向が図11にF3で示す向きである場合、電気火花A1は、6つの延長方向X,X2,Y,Y2,Z,Z2のうち、ガス流動方向F3と最も向きが近い2つの延長方向XとX2との間に流されて、中心電極延長部66Aと接地電極延長部76Xとの間を、点火プラグ径方向R外側に移動する。
At this time, an electric spark generated between the spark gap, that is, the center electrode
この場合、電気火花が、点火プラグ径方向R外側に移動するに従って、中心電極延長部66Aと接地電極延長部76Xとの点火プラグ周方向Gの間隔が大きくなり、電気火花の放電経路は長いものとなる。電気火花は、中心電極延長部66Aの外端面66eと、接地電極延長部76Xの外端面76eとの間において、アーク放電終了まで維持される。
In this case, as the electric spark moves outward in the spark plug radial direction R, the distance in the spark plug circumferential direction G between the
このように構成された点火プラグ50Cは、電気火花が点火プラグ径方向R外側に流されることで、電気火花の放電経路が長くなると、図12に示すように、火花放電を維持するのに必要な電圧である放電維持電圧Vkは、電気火花が流されない場合(実線で示す)に比べて、破線で示すように高いものとなる。なお、電気火花の発生すなわちアーク放電の開始は、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間の火花ギャップにおいて行われるため、要求される絶縁破壊電圧Vbに影響を及ぼすことはない。
The
電気火花が点火プラグ径方向R外側に流されて、放電経路が長くなることで、中心電極延長部66Aと接地電極延長部76Xとの間においては、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間に比べて、混合気の着火性が向上することとなる。
The electric spark is caused to flow outward in the spark plug radial direction R, and the discharge path becomes longer, so that the center
中心電極60Bは、中心電極延長部66Aのうち外端面66e側から減耗が進むと共に、接地電極70Cは、接地電極延長部76Xのうち外端面76e側から減耗が進むこととなる。これにより、中心電極中心部64と接地電極中心部74において減耗が進む時期を、中心電極延長部66及び接地電極延長部76を有しない点火プラグに比べて遅らせることができ、火花ギャップの間隔が中心電極中心部64及び接地電極中心部74の減耗により拡大することを抑制することができる。
The
以上に説明したように本実施例では、中心電極延長部66と、接地電極延長部76は、点火プラグ周方向Gにおいて交互に延びるよう向きが設定されているものとしたので、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間で生じた電気火花を、ガス流動により、例えば、点火プラグ周方向Gに隣り合う中心電極延長部66Aと接地電極延長部76Xとの間に移動させて、放電経路を増大させることができる。これにより、中心電極延長部66Aと接地電極延長部76Xの間において混合気の着火性を向上させつつ、中心電極中心部64と接地電極中心部74においては、火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。
As described above, in the present embodiment, the
本実施例に係る点火プラグの構成について、図1及び図13を用いて説明する。図13は、点火プラグの火花放電部の側面図である。本実施例に係る点火プラグは、中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向Pの間隔が、点火プラグ中心軸Cから点火プラグ径方向R外側に向かうに従って大きくなるよう設定されている点で、実施例1に係る点火プラグと異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例1と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 The configuration of the spark plug according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 13. FIG. 13 is a side view of a spark discharge portion of the spark plug. In the spark plug according to the present embodiment, the distance in the spark plug axial direction P between the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion is set so as to increase from the spark plug central axis C toward the spark plug radial direction R. Unlike the spark plug according to the first embodiment, the details will be described below. In addition, about the structure which is common in Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図13に示すように、中心電極60Dの露出部61Dは、点火プラグ中心軸Cに沿って設けられており碍子56から点火プラグ軸方向Pに延びている中心電極中心部64と、当該中心部から点火プラグ径方向R外側の所定の向き(延長方向X)に延設されている中心電極延長部66Dとを有している。中心電極中心部64と中心電極延長部66Dの境界を図に点線で示す。中心電極延長部66Dは、点火プラグ径方向Rのうち所定の延長方向Xに延びている。
As shown in FIG. 13, the exposed
中心電極延長部66Dのうち、接地電極70Cと点火プラグ軸方向Pに対向する面を、「対向面」と記し、符号66fで示す。また、延長部のうち点火プラグ径方向R外側の端面を「外端面」と記し、符号66gで示す。また、火花ギャップの中央を通り、点火プラグ径方向Rに延びる仮想平面を二点鎖線Hで示す。
A surface of the
中心電極延長部66Fの対向面66fは、平面状をなしており、中心電極中心部64すなわち点火プラグ中心軸Cから、点火プラグ径方向R外側に離れるに従って、碍子56側に位置するよう形成されている。すなわち、中心電極中心部64から点火プラグ径方向Rの延長方向Xに離れるに従って、仮想平面Hとの距離が大きくなるよう仮想平面Hに対して傾斜している。
The
一方、接地電極70Dは、脚部72から中心電極中心部64に向けて点火プラグ軸方向Pに突出して設けられている接地電極中心部74と、接地電極中心部74から点火プラグ径方向R外側の所定の向きに延設されている接地電極延長部76Dとを有している。接地電極中心部74と接地電極延長部76Dとの境界を図に点線で示す。接地電極延長部76Dは、点火プラグ径方向Rのうち中心電極延長部66Dが延びる延長方向Xと同一の向きに延びている。
On the other hand, the
接地電極延長部76Dのうち、中心電極60Dに対向する面を「対向面」と記し、符号76f,で示す。また、接地電極延長部76Dのうち、点火プラグ径方向R外側の端面を、「外端面」と記し、符号76gで示す。
Of the ground
接地電極延長部76Dの対向面76fは、中心電極60Dと同様に、平面状をなしており、接地電極中心部74から点火プラグ径方向Rの延長方向Xに離れるに従って、仮想平面Hとの距離が大きくなるよう仮想平面Hに対して傾斜している。
The opposing
接地電極中心部74及び接地電極延長部76Dは、一体となって接地電極70Dの突出部71Dを構成している。突出部71Dは、脚部72の先端部73対向面73aより点火プラグ軸方向Pの中心電極60D側に設けられている部分である。突出部71Dは、中心電極60Dの露出部61Dと略同一の形状をなしており、中心電極60Dと点火プラグ軸方向Pに対向している。すなわち接地電極70Dの突出部71Dと中心電極60Dの露出部61Dは、仮想平面(図に二点鎖線Hで示す)に対して互いに面対称となる形状に構成されている。突出部71Fと脚部72は、一体に結合されて接地電極70Dを構成している。
The ground
このように構成された点火プラグ50Dの火花放電部51Dは、中心電極中心部64の対向面64aと、接地電極中心部74の対向面74aとの間には、所定の間隔の空隙(火花ギャップ)が設定されている。これに対し、中心電極延長部66Dの対向面66fと、接地電極延長部76Dの対向面76fとの点火プラグ軸方向Pの間隔(以下、延長部ギャップと記す)は、点火プラグ中心軸Cから点火プラグ径方向Rの延長方向Xに向かうに従って大きくなっている。
The
点火プラグ50Dは、図1に示すように、中心電極中心部64から中心電極延長部66Fが延びている向き(延長方向X)、すなわち接地電極中心部74から接地電極延長部76Fが延びている向きXが、内燃機関10のスラスト方向Tのうち排気側を向くように、燃焼室40の天井壁中央部22aに装着される。このように点火プラグ50Dが配設された内燃機関10は、絶縁破壊電圧に達すると、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間の火花ギャップでは、アーク放電が開始されて、点火プラグ50Dの中心軸に沿って略直線状の電気火花が生じる。
As shown in FIG. 1, the
このとき、内燃機関10の燃焼室40には、図に矢印F1で示すように、スラスト方向Tを吸気側から排気側に向かうガスの流れが存在しているため、電気火花は、スラスト方向Tの排気側、すなわち延長方向Xに流されて、中心電極延長部66Dと接地電極延長部76Dとの間の延長部ギャップに移動する。
At this time, as indicated by an arrow F1 in the figure, there is a gas flow in the
電気火花が中心電極延長部66Dと接地電極延長部76Dの間を、スラスト方向T排気側すなわち延長方向Xに移動するに従って、延長部ギャップは大きくなり、これに応じて電気火花の放電経路も長いものとなる。電気火花は、中心電極延長部66Dの外端面66gと接地電極延長部76Dの外端面76gとの間において、アーク放電終了まで維持される。
As the electric spark moves between the
電気火花が、中心電極延長部66Dと接地電極延長部76Dとの間を延長方向Xに移動するに従って放電経路が長くなることで、中心電極延長部66Dと接地電極延長部76Dとの間においては、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間に比べて、混合気の着火性が向上することとなる。電気火花が延長方向Xに流されるに従って、徐々に放電経路が長くなるため、放電維持電圧が急激に上昇してしまうことがない。
As the electric spark moves in the extension direction X between the
中心電極60Dは、中心電極延長部66Dのうち外端面66g側から減耗が進むと共に、接地電極70Dは、接地電極延長部76Dのうち外端面76g側から減耗が進むこととなる。これにより、中心電極中心部64と接地電極中心部74において減耗が進む時期を、中心電極延長部66D及び接地電極延長部76Dを有しない点火プラグに比べて遅らせることができ、火花ギャップの間隔が中心電極中心部64及び接地電極中心部74の減耗により早期に拡大することを抑制することができる。
The
なお、本実施例に係る中心電極延長部66D及び接地電極延長部76Dは、延長方向Xに離れるに従って延長部ギャップが大きくなるように設定されているため、実施例1のように中心電極60の露出部61と接地電極70の突出部71が略直方体状をなしているものに比べて、点火プラグ径方向Rの長さの割に中心電極延長部66D及び接地電極延長部76Dの容積が小さいものとなっている。したがって、電気火花が移動する中心電極延長部66Dと接地電極延長部76Dの熱容量を、実施例1の略直方体状に延びる点火プラグ50に比べて小さくすることができ、延長部ギャップにある火炎が、中心電極延長部66Dと接地電極延長部76Dに熱を奪われて消炎してしまうことを抑制している。
Note that the
以上に説明したように本実施例では、中心電極延長部66Dと、接地電極延長部76Dとの点火プラグ軸方向Pの間隔は、点火プラグ中心軸Cから点火プラグ径方向R外側に向かうに従って大きくなるよう設定されているものとした。
As described above, in this embodiment, the distance between the
これにより、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間で生じた電気火花を、ガス流動により、中心電極延長部66Dと接地電極延長部76Dとの間を点火プラグ径方向R外側に移動させ、徐々に放電経路を増大させることで、放電維持電圧を急激に上昇させることなく、混合気の着火性を向上させることができる。中心電極延長部66Dと接地電極延長部76Dの間において混合気の着火性を向上させつつ、中心電極中心部64と接地電極中心部74においては、火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。
As a result, the electric spark generated between the center
本実施例に係る点火プラグの構成について、図1及び図14を用いて説明する。図14は、点火プラグの火花放電部の側面図である。本実施例に係る点火プラグは、中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向Pの間隔が、中心電極中心部と接地電極中心部との間隔に比べて大きく設定されている点で、実施例1に係る点火プラグと異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例1と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 The configuration of the spark plug according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 14. FIG. 14 is a side view of a spark discharge portion of the spark plug. In the spark plug according to the present embodiment, the distance between the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion in the spark plug axial direction P is set larger than the distance between the center electrode center portion and the ground electrode center portion. Thus, unlike the spark plug according to the first embodiment, details will be described below. In addition, about the structure which is common in Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図14に示すように、中心電極60Eの露出部61Eは、点火プラグ中心軸Cに沿って設けられており碍子56から点火プラグ軸方向Pに突出して設けられている中心電極中心部64と、中心電極中心部64から点火プラグ径方向R外側の所定の向き(延長方向X)に延設されている中心電極延長部66Eとを有している。中心電極中心部64と中心電極延長部66Eの境界を図に点線で示す。中心電極延長部66Eは、点火プラグ径方向Rのうち所定の延長方向Xに延びている。
As shown in FIG. 14, the exposed
中心電極延長部66Eのうち、接地電極70Eと点火プラグ軸方向Pに対向する面を、「対向面」と記し、符号66hで示す。また、延長部のうち点火プラグ径方向R外側の端面を「外端面」と記し、符号66iで示す。また、火花ギャップを通り、点火プラグ径方向Rに延びる仮想平面を二点鎖線Hで示す。
A surface of the
中心電極延長部66Eの対向面66hは、平面状をなしており、中心電極中心部64の対向面64aに比べて、碍子56側にオフセットして設けられている。すなわち、中心電極延長部66Eの対向面66hは、中心電極中心部64の対向面64aに比べて、仮想平面Hとの距離が大きくなるよう設定されており、点火プラグ径方向Rすなわち仮想平面Hに対して平行に延びている。中心電極中心部64の対向面64aと中心電極中心部64の対向面64aとの間には段差が設けられている。中心電極延長部66Eの点火プラグ軸方向Pの厚さは、中心電極中心部64に比べて薄いものとなっている。
The
一方、接地電極70Eは、脚部72から中心電極中心部64に向けて点火プラグ軸方向Pに突出して設けられている接地電極中心部74と、接地電極中心部74から点火プラグ径方向R外側の所定の向きに延設されている接地電極延長部76Eとを有している。接地電極中心部74と接地電極延長部76Eとの境界を図に点線で示す。接地電極延長部76Eは、点火プラグ径方向Rのうち中心電極延長部66Eが延びる延長方向Xと同一の向きに延びている。
On the other hand, the
接地電極延長部76Eのうち中心電極60Eに対向する面を「対向面」と記し、符号76hで示す。また、接地電極延長部76Eのうち点火プラグ径方向R外側の端面を、「外端面」と記し、符号76iで示す。
A surface of the
接地電極延長部76Eの対向面は、中心電極60Eと同様に、平面状をなしており、接地電極中心部74の対向面74aに比べて脚部72の先端部73側にオフセットして設けられている。すなわち、接地電極延長部76Eの対向面76hは、接地電極中心部74の対向面74aに比べて、仮想平面Hとの距離が大きくなるよう設定されている。接地電極延長部76Eの対向面76hは、点火プラグ径方向Rに、すなわち仮想平面Hに平行に延びている。接地電極中心部74の対向面74aと接地電極延長部76Eの対向面76hとの間には段差が設けられている。接地電極延長部76Eの点火プラグ軸方向Pの厚さは、接地電極中心部74に比べて薄いものとなっている。
The opposing surface of the ground
接地電極中心部74及び接地電極延長部76Eは、一体となって接地電極70Eの突出部71Eを構成している。突出部71Eは、中心電極60Eの露出部61Eと略同一のL字形状をなしており、中心電極60Eと点火プラグ軸方向Pに対向している。すなわち接地電極70Eの突出部71Eと中心電極60Eの露出部61Eは、仮想平面(図に二点鎖線Hで示す)に対して互いに面対称となる形状に構成されている。中心電極60Eの露出部61E及び接地電極70Eの突出部71Eは、線材を曲げて構成することができる。突出部71Eと脚部72は、一体に結合されて接地電極70Eを構成している。
The ground
このように構成された点火プラグ50Eの火花放電部51Eは、中心電極中心部64の対向面64aと、接地電極中心部74の対向面74aとの間に、所定の間隔の火花ギャップが設定されている。これに対し、中心電極延長部66Eの対向面66hと、接地電極延長部76Eの対向面76hとの点火プラグ軸方向Pの間隔(以下、延長部ギャップと記す)は、火花ギャップに比べて大きくなっている。
In the
点火プラグ50Eは、図1に示すように、中心電極中心部64から中心電極延長部66Eが延びている向き(延長方向)、すなわち接地電極中心部74から接地電極延長部76Eが延びている向きが、内燃機関10のスラスト方向Tのうち排気側を向くように、燃焼室40の天井壁中央部22aに装着される。このように点火プラグ50Eが配設された内燃機関10は、絶縁破壊電圧に達すると、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間で、アーク放電が開始されて、点火プラグ50Eの中心軸に沿って略直線状の電気火花が生じる。
As shown in FIG. 1, the
このとき、内燃機関10の燃焼室40には、図に矢印F1で示すように、スラスト方向Tの吸気側から排気側に向かうガスの流れが存在しているため、電気火花は、スラスト方向Tの排気側、すなわち延長方向Xに流されて、中心電極延長部66Eと接地電極延長部76Eとの間にある延長部ギャップに移動する。
At this time, since the gas flow from the intake side to the exhaust side in the thrust direction T exists in the
このとき電気火花は、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間から、中心電極延長部66Eと接地電極延長部76Eの間に移動すると、点火プラグ軸方向Pの間隔が大きくなり、電気火花の放電経路が長いものとなる。電気火花は、中心電極延長部66Eの外端面と接地電極延長部76Eの外端面との間において、アーク放電終了まで維持される。
At this time, when the electric spark moves from between the center
中心電極中心部64と接地電極延長部76Eとの間(火花ギャップ)で生じた電気火花が、中心電極延長部66Eと接地電極延長部76Eとの間(延長部ギャップ)に移動して、放電経路が長くなることで、延長部ギャップにある電気火花は、火花ギャップにあるものに比べて、混合気の着火性が向上することとなる。中心電極中心部64と接地電極中心部74との間にある電気火花が、延長方向Xに僅かに流されるだけで、放電経路が長くなるため、燃焼室40の天井壁22に沿って流れるガス流動を利用して確実に着火性を向上させることができる。
The electric spark generated between the center
中心電極60Eは、中心電極延長部66Eのうち外端面66i側から減耗が進むと共に、接地電極70Eは、接地電極延長部76Eのうち外端面76i側から減耗が進むこととなる。これにより、中心電極中心部64と接地電極中心部74において減耗が進む時期を、中心電極延長部66E及び接地電極延長部76Eを有しない点火プラグに比べて遅らせることができ、火花ギャップの間隔が中心電極中心部64及び接地電極中心部74の減耗により拡大することを抑制することができる。
The
なお、本実施例に係る中心電極延長部66E及び接地電極延長部76Eは、それぞれ中心電極中心部64と接地電極中心部74に比べて点火プラグ軸方向Pの厚さが薄いものとなっているので、実施例1のように中心電極60の露出部61と接地電極70の突出部71が略直方体状をなしているものに比べて、点火プラグ径方向Rの長さの割に中心電極延長部66E及び接地電極延長部76Eの容積が小さいものとなっている。したがって、電気火花が移動する中心電極延長部66Eと接地電極延長部76Eの熱容量を、上述の略直方体状に延びる点火プラグ50に比べて小さくすることができ、延長部ギャップにある火炎が、中心電極延長部66Eと接地電極延長部76Eに熱を奪われて消炎してしまうことを抑制している。
The
以上に説明したように本実施例では、中心電極延長部66Eと接地電極延長部76Eとの点火プラグ軸方向Pの間隔は、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間隔に比べて大きく設定されているものとした。
As described above, in this embodiment, the distance between the
これにより、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間で生じた電気火花を、ガス流動により、中心電極延長部66Eと接地電極延長部76Eとの間を点火プラグ径方向R外側に移動させ、放電経路を増大させることで、混合気の着火性を向上させることができる。中心電極延長部66Eと接地電極延長部76Eの間において混合気の着火性を向上させつつ、中心電極中心部64と接地電極中心部74においては、火花ギャップの間隔が早期に拡大することを抑制することができる。
As a result, the electric spark generated between the center
本実施例に係る点火プラグの構成について、図1及び図15を用いて説明する。図15は、点火プラグの火花放電部の側面図である。本実施例に係る点火プラグは、中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向Pの間隔が、中心電極中心部と接地電極中心部との間隔に比べて大きく設定されている点で、実施例1に係る点火プラグと異なり、以下に詳細を説明する。なお、実施例1と共通の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。 The structure of the spark plug according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 15 is a side view of a spark discharge portion of the spark plug. In the spark plug according to the present embodiment, the distance between the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion in the spark plug axial direction P is set larger than the distance between the center electrode center portion and the ground electrode center portion. Thus, unlike the spark plug according to the first embodiment, details will be described below. In addition, about the structure which is common in Example 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
図15に示すように、中心電極60Fの露出部61Fは、点火プラグ中心軸Cに沿って設けられており碍子56から点火プラグ軸方向Pに突出して設けられている中心部と、中心電極中心部64から点火プラグ径方向R外側の所定の向き(延長方向X)に延設されている中心電極延長部66Fとを有している。中心電極中心部64と中心電極延長部66Fの境界を図に点線で示す。中心電極延長部66Fは、点火プラグ径方向Rのうち所定の延長方向Xに延びている。中心電極延長部66Fのうち、点火プラグ径方向R外側の端面を「外端面」と記し、符号66kで示す。
As shown in FIG. 15, the exposed
中心電極延長部66Fの対向面66hは、平面状をなしており、中心電極中心部64の対向面64aに連続しており、点火プラグ径方向Rにすなわち仮想平面Hに対して平行に延びている。中心電極延長部66Fの点火プラグ軸方向Pの厚さは、中心電極中心部64に比べて薄くなるように設定されている。
The
一方、接地電極70Fは、脚部72から中心電極中心部64に向けて点火プラグ軸方向Pに突出して設けられている接地電極中心部74と、接地電極中心部74から点火プラグ径方向R外側の所定の向きに延設されている接地電極延長部76Fとを有している。接地電極中心部74と接地電極延長部76Fとの境界を図に点線で示す。接地電極延長部76Fは、点火プラグ径方向Rのうち中心電極延長部66Fが延びる延長方向Xと同一の向きに延びている。接地電極延長部76Fのうち点火プラグ径方向R外側の端面を、「外端面」と記し、符号76kで示す。
On the other hand, the
接地電極延長部76Fの対向面76aは、中心電極60Fと同様に、接地電極中心部74の対向面74aに連続しており、点火プラグ径方向Rすなわち仮想平面Hに対して平行に延びている。接地電極延長部76Fの点火プラグ軸方向Pの厚さは、接地電極中心部74に比べて薄くなるように設定されている。
The facing
接地電極中心部74及び接地電極延長部76Fは、一体となって接地電極70Fの突出部71Fを構成している。突出部71Fは、中心電極60Fの露出部61Fと略同一のL字形状をなしており、中心電極60Fと点火プラグ軸方向Pに対向している。すなわち接地電極70Fの突出部71Fと中心電極60Fの露出部61Fは、仮想平面(図に二点鎖線Hで示す)に対して互いに面対称となる形状に構成されている。中心電極60Fの露出部61F及び接地電極70Fの突出部71Fは、線材を曲げて構成することができる。突出部71Fと脚部72は、一体に結合されて接地電極70Fを構成している。
The ground
このように構成された点火プラグ50Fの火花放電部51Fは、中心電極中心部64の対向面64aと、接地電極中心部74の対向面74aとの間に、所定の間隔の火花ギャップが設定されている。これに対し、中心電極延長部66Fの対向面66hと、接地電極延長部76Fの対向面76aとの点火プラグ軸方向Pの間隔(以下、延長部ギャップと記す)は、火花ギャップに比べて大きくなっている。
In the
点火プラグ50Fは、図1に示すように、中心電極中心部64から中心電極延長部66Fが延びている向きX(延長方向)、すなわち接地電極中心部74から接地電極延長部76Fが延びている向きが、内燃機関10のスラスト方向Tのうち排気側を向くように、燃焼室40の天井壁中央部22aに装着される。このように点火プラグ50Fが配設された内燃機関10は、絶縁破壊電圧に達すると、中心電極中心部64と接地電極中心部74との間で、アーク放電が開始されて、点火プラグ50Fの中心軸に沿って略直線状の電気火花が生じる。
As shown in FIG. 1, the
このとき、内燃機関10の燃焼室40には、図に矢印F1で示すように、スラスト方向Tの吸気側から排気側に向かうガスの流れが存在しているため、電気火花は、スラスト方向Tの排気側、すなわち延長方向Xに流されて、中心電極延長部66Fと接地電極延長部76Fとの間にある延長部ギャップに移動する。電気火花は、中心電極延長部66Fの外端面66kと接地電極延長部76Fの外端面76kとの間において、アーク放電終了まで維持される。
At this time, since the gas flow from the intake side to the exhaust side in the thrust direction T exists in the
中心電極60Fは、中心電極延長部66Fのうち外端面66k側から減耗が進むと共に、接地電極70Fは、接地電極延長部76Fのうち外端面76k側から減耗が進むこととなる。これにより、中心電極中心部64と接地電極中心部74において減耗が進む時期を、中心電極延長部66F及び接地電極延長部76Fを有しない点火プラグに比べて遅らせることができ、火花ギャップの間隔が中心電極中心部64及び接地電極中心部74の減耗により拡大することを抑制することができる。
The
以上に説明したように本実施例に係る点火プラグ50Fでは、中心電極延長部66Fと接地電極延長部76Fは、それぞれ中心電極中心部64及び接地電極中心部74に比べて点火プラグ軸方向Pに薄くなるよう設定されているものとしたので、実施例1のように中心電極60の露出部61と接地電極70の突出部71が略直方体状をなしているものに比べて、点火プラグ径方向Rの長さの割に中心電極延長部66F及び接地電極延長部76Fの容積が小さく、電気火花が移動する中心電極延長部66Fと接地電極延長部76Fの熱容量を、上述の略直方体状に延びる点火プラグ50に比べて小さくすることができる。これにより、延長部ギャップにある火炎が、中心電極延長部66Fと接地電極延長部76Fに熱を奪われて消炎してしまうことを抑制することができる。
As described above, in the
なお、上述した各実施例において、ガス流動方向は、内燃機関10のスラスト方向Tの排気側であるものとしたが、ガス流動方向は、これに限定されるものではない。例えば、内燃機関が気筒内において、特定の向きのスワールを形成するように構成されており、且つ点火プラグが燃焼室の天井壁周縁部に配設されているような場合、ガス流動方向を、シリンダ壁に沿う方向、すなわちシリンダボア軸心の周方向とし、この向きに応じて、点火プラグをシリンダヘッドに配設することも好適である。
In each of the above-described embodiments, the gas flow direction is the exhaust side in the thrust direction T of the
以上のように、本発明は、中心電極と接地電極との間で電気火花を生じさせる点火プラグに有用であり、燃焼室の形状を規定する天井壁に点火プラグが設けられた内燃機関に適している。 As described above, the present invention is useful for an ignition plug that generates an electric spark between a center electrode and a ground electrode, and is suitable for an internal combustion engine in which an ignition plug is provided on a ceiling wall that defines the shape of a combustion chamber. ing.
10 内燃機関
12 シリンダブロック
14 シリンダボア
20 シリンダヘッド
22 燃焼室の天井壁
22a 天井壁中央部
22c 天井壁周縁部
24 吸気ポート
25 吸気弁
26 排気ポート
27 排気弁
30 ピストン
40 燃焼室
50,50B,50C,50D,50E,50F 点火プラグ
51,51B,51C,51D,51E,51F 火花放電部
56 碍子
60,60B,60C,60D,60E,60F 中心電極
64 中心電極中心部
66,66A,66B,66C,66D,66E,66F 中心電極延長部
70,70B,70C,70D,70E,70F 接地電極
76,76A,76B,76C,76D,76E,76F,76X,76Y,76Z 接地電極延長部
Vb 絶縁破壊電圧(2次電圧、要求電圧)
Vk 放電維持電圧(2次電圧)
DESCRIPTION OF
Vk discharge sustaining voltage (secondary voltage)
Claims (6)
点火プラグは、
点火プラグ中心軸に沿って設けられた中心電極中心部と、前記中心電極中心部から点火プラグ径方向の所定の向きに延設されている少なくとも一つの中心電極延長部と、を有する中心電極と、
前記中心電極中心部と点火プラグ軸方向に対向して設けられている接地電極中心部と、当該接地電極中心部から点火プラグ径方向に延設されている少なくとも一つの接地電極延長部と、を有する、中心電極中心部と点火プラグ軸方向に対向して設けられた接地電極と、
を備え、
前記点火プラグは、前記燃焼室の天井壁中央部に設けられており、
前記少なくとも一つの中心電極延長部は、前記中心電極中心部から前記点火プラグの火花放電部の近傍のガスが流動する方向の下流側に延設されている、ことを特徴とする内燃機関。 An internal combustion engine in which an intake port and an exhaust port are arranged in a crossflow manner, and an ignition plug is provided on a ceiling wall that defines the shape of the combustion chamber,
Spark plug
A center electrode having a center electrode center portion provided along the center axis of the spark plug, and at least one center electrode extension portion extending from the center electrode center portion in a predetermined direction in the spark plug radial direction; ,
A ground electrode central portion provided opposite to the center electrode central portion in the spark plug axial direction, and at least one ground electrode extension portion extending in the spark plug radial direction from the ground electrode central portion; A center electrode and a ground electrode provided to face the spark plug axial direction;
With
The spark plug is provided at the center of the ceiling wall of the combustion chamber,
The internal combustion engine, wherein the at least one center electrode extension portion extends from the center electrode center portion to a downstream side in a direction in which a gas in the vicinity of a spark discharge portion of the spark plug flows .
中心電極延長部及び接地電極延長部は、それぞれ、点火プラグ周方向に所定の角度を付けて複数の向きに延びていることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1 ,
An internal combustion engine characterized in that the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion each extend in a plurality of directions with a predetermined angle in the circumferential direction of the spark plug.
中心電極延長部と、接地電極延長部は、点火プラグ周方向において交互に設けられていることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 2 ,
The internal combustion engine, wherein the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion are alternately provided in the spark plug circumferential direction.
中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向の間隔は、点火プラグ中心軸から点火プラグ径方向外側に向かうに従って大きくなるよう設定されていることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1 or 2 ,
An internal combustion engine characterized in that the distance between the center electrode extension portion and the ground electrode extension portion in the spark plug axial direction is set so as to increase from the spark plug central axis toward the outside in the spark plug radial direction.
中心電極延長部と接地電極延長部との点火プラグ軸方向の間隔は、中心電極中心部と接地電極中心部との間隔に比べて大きく設定されていることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to claim 1 or 2 ,
An internal combustion engine characterized in that the distance between the center electrode extension and the ground electrode extension in the spark plug axial direction is set larger than the distance between the center electrode center and the ground electrode center.
中心電極延長部と接地電極延長部は、それぞれ中心電極中心部及び接地電極中心部に比べて点火プラグ軸方向に薄くなるよう設定されていることを特徴とする内燃機関。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5 ,
The internal combustion engine, wherein the center electrode extension and the ground electrode extension are set to be thinner in the spark plug axial direction than the center electrode center and the ground electrode center, respectively.
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