JP5804966B2 - 内燃機関用のスパークプラグ - Google Patents
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Description
ここで、燃焼室内においては、例えばスワール流やタンブル流といった混合気の気流が形成されており、この気流が火花放電ギャップにおいても適度に流れることにより、着火性を確保することができる。
上記接地電極は、上記ハウジングの先端部から先端側へ立設する立設部と、該立設部からプラグ径方向の内側へ屈曲して上記中心電極とプラグ軸方向に対向する対向部と、該対向部における上記中心電極側の面に突出形成された接地突起部とを備え、
上記プラグ軸方向から見て、上記接地電極の上記立設部のプラグ周方向における中心とプラグ中心とを結ぶ直線L1と、該直線L1に直交すると共に上記プラグ中心を通る直線L2とによって区画される4つの区画領域のうち、上記立設部の一部が存在する2つの電極側領域の一方に、上記先端突起部の少なくとも一部が配置されており、
上記接地突起部及び上記中心電極の先端部の少なくとも一方は、上記プラグ中心からずれた位置であって、上記区画領域のうち、上記電極側領域以外の2つの開放側領域、もしくは、上記先端突起部の少なくとも一部が存在する上記電極側領域に配置されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある(請求項1)。
これにより、内燃機関に対するスパークプラグの取付姿勢に関わらず、安定した着火性を確保することができる。
また、「プラグ軸方向」、「プラグ径方向」、「プラグ周方向」とは、それぞれ、上記スパークプラグの軸方向、径方向、周方向を意味する。また、「プラグ中心」とは、プラグ軸方向から見たときのスパークプラグの中心を意味し、ハウジングの中心に相当する。
また、上記接地突起部及び上記中心電極の先端部の少なくとも一方は、複数の区画領域にまたがって配置されていてもよい。すなわち、例えば、上記接地突起部及び上記中心電極の先端部の少なくとも一方が、2つの開放側領域にまたがったり、先端突起部が存在する電極側領域とこれに隣接する開放側領域にまたがったりしてもよい。
上記内燃機関用のスパークプラグの実施例につき、図1〜図4を用いて説明する。
本例の内燃機関用のスパークプラグ1は、図1、図2に示すごとく、筒状のハウジング2と、ハウジング2の内側に保持された筒状の絶縁碍子3と、先端部が突出するように絶縁碍子3の内側に保持された中心電極4と、ハウジング2に接続されると共に中心電極4との間に火花放電ギャップGを形成する接地電極5とを有する。また、スパークプラグ1は、ハウジング2の先端部21から先端側へ突出した先端突起部22を有する。
また、図2に示すごとく、プラグ軸方向から見たとき、接地突起部53は、中心電極4の先端部41と重ならない位置に配置されている。接地突起部53も、円柱形状の貴金属チップからなり、接地電極5の対向部52に接合されている。
先端突起部22は、略四角柱形状を有し、プラグ軸方向に平行に立設している。先端突起部22は、接地電極5側の側面221を含む平面がプラグ中心Oを通るか若しくはその近傍を通るように、配置されている。
上記スパークプラグ1は、ハウジング2の先端部21から先端側へ突出した先端突起部22を有する。これにより、スパークプラグ1が内燃機関に対してどのような姿勢で取付けられても、火花放電ギャップGへ向かう燃焼室内の気流が妨げられることを抑制することができる。つまり、例えば、図3、図4に示すごとく、接地電極5の立設部51がプラグ中心Oに対して気流Fの上流側に配置された場合において、上流側から立設部51の脇を通過した気流Fを先端突起部22によって、プラグ中心O付近へ導くことができる。すなわち、先端突起部22が気流Fのガイドとなり、気流Fをプラグ中心Oに向かって導くことができる。そのため、火花放電ギャップG付近の気流Fの停滞を防ぐことができる。
これにより、内燃機関に対するスパークプラグ1の取付姿勢に関わらず、安定した着火性を確保することができる。
特に本例においては、寸法W1が厚みW3と略同等であるため、先端突起部22の側面221によるガイド機能を高めつつ、横飛び火を防ぐことができる。
本例は、図5、図6に示すごとく、接地電極5の接地突起部53をプラグ中心Oに配置し、中心電極4の先端部41をプラグ中心Oからずらした例である。
中心電極4の先端部41は、4つの区画領域のうち、開放側領域A4に配置されている。
その他は、実施例1と同様である。また、図5、図6に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素を表す。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図7、図8に示すごとく、絶縁碍子3の中心軸と中心電極4の先端部41の中心軸とをずらすことによって、中心電極4の先端部41をプラグ中心Oからずらした例である。
ハウジング2と絶縁碍子3とは、中心軸を共有しており、これらの中心軸は、プラグ中心Oにある。しかし、絶縁碍子3の内側に保持された中心電極4の母材40を、4つの区画領域のうちの開放側領域A4側へずらして配置している。また、さらに、中心電極4の母材40に対する先端部41の配置も、開放側領域A4側へずらしている。
その他は、実施例2と同様である。また、図7、図8に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素を表す。
その他、実施例2と同様の作用効果を有する。
本例は、図9、図10に示すごとく、接地突起部53及び中心電極4の先端部41の双方を、プラグ中心Oからずらした例である。
接地突起部53及び中心電極4の先端部41は、開放側領域A4に配置されている。また、接地突起部53と中心電極4の先端部41とは、互いにプラグ軸方向に重なるように対向配置されている。また、中心電極4の母材40と先端部41との間には、実施例2と同様に中間部材42を介設している。
その他は、実施例1と同様である。また、図9、図10に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素を表す。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例も、図11、図12に示すごとく、接地突起部53及び中心電極4の先端部41の双方を、プラグ中心Oからずらした例である。
ただし、中心電極4の先端部41のずらし方は、実施例3と同様である。すなわち、絶縁碍子3に対して中心電極4の母材40を開放側領域A4側へずらすと共に、母材40に対して先端部41を開放側領域A4にずらしている。
その他は、実施例4と同様である。また、図11、図12に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素を表す。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図13に示すごとく、接地突起部53を、4つの区画領域のうちの電極側領域A1に配置した例である。
すなわち、本例のスパークプラグ1は、接地突起部53を、先端突起部22が存在する電極側領域A1に配置してなる。
その他は、実施例1と同様である。また、図13に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素を表す。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図14に示すごとく、接地突起部53を、4つの区画領域のうちの開放側領域A3に配置した例である。
すなわち、本例のスパークプラグ1は、接地突起部53を、先端突起部22が存在する電極側領域A1と対角をなす区画領域である開放側領域A3に配置してなる。
その他は、実施例1と同様である。また、図14に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素を表す。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図15〜図17に示すごとく、中心電極4の先端部41と接地電極5の接地突起部53とがプラグ中心Oにおいて対向配置されていると共に、実施例1〜7に示したような先端突起部22を設けていないスパークプラグ9の例である。
その他の構成は、実施例1と同様である。また、図15〜図17に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素を表す。
その一方で、例えば、プラグ中心Oに対する接地電極5の立設部51の位置が気流Fの方向に対して直交する位置にあるなど、気流Fの上流側に立設部51がないような取付姿勢となった場合には、火花放電ギャップGに淀みZが形成されることはなく、放電火花Sが大きく引き伸ばされ、着火性が向上する。
このように、本例のスパークプラグ9は、内燃機関への取付姿勢によって、着火性が大きく変動し、安定した着火性を確保することが困難である。
本例は、図18に示すごとく、先端突起部22を設けており、中心電極4の先端部41と接地電極5の接地突起部53とがプラグ中心Oにおいて対向配置されているスパークプラグ90の例である。
すなわち、本例のスパークプラグ90は、実施例1と同様に、先端突起部22を設けているが、中心電極4の先端部41と接地電極5の接地突起部53とを、プラグ中心Oからずらすことなく、プラグ中心Oにおいて対向配置してなる。
その他は、実施例1と同様である。また、図18に用いた符号のうち、実施例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例1と同様の構成要素を表す。
しかし、気流の淀みZが火花放電ギャップGを部分的に覆うように形成されるため、引き伸ばされる放電火花Sの長さは、実施例1に比べて小さくなり、着火性の向上に限界があると考えられる。
本例は、図19〜図21に示すごとく、実施例1のスパークプラグ1、比較例1のスパークプラグ9、比較例2のスパークプラグ90を用いて、それぞれのA/F限界が、気流Fに対する接地電極5の立設部51の配置位置によってどのように変化するかを調べた例である。
測定の結果を、図19〜図21に示す。図19の符号C1を付した折れ線が比較例1のスパークプラグ9の測定結果であり、図20の符号C2を付した折れ線が比較例2のスパークプラグ90の測定結果であり、図21の符号E1を付した折れ線が実施例1のスパークプラグ1の測定結果である。
このように、比較例1のスパークプラグ9は、内燃機関への取付姿勢によって、着火性能が大きく変動してしまう。
以上の結果から、実施例1のスパークプラグ1を採用することにより、取付姿勢に関わらず、安定した着火性を確保することができることが分かる。
また、先端突起部22、接地突起部53、中心電極4の先端部41等の配置に関して、直線L1を基準に反転させた配置としても、同様の効果が得られることは言うまでもない。
また、中心電極4の先端部41及び接地突起部53の形状についても、特に限定されるものではなく、円柱形状以外にも、例えば多角柱形状とすることもできる。
2 ハウジング
21 (ハウジングの)先端部
22 先端突起部
3 絶縁碍子
4 中心電極
41 (中心電極の)先端部
5 接地電極
51 立設部
52 対向部
53 接地突起部
A1、A2 区画領域(電極側領域)
A3、A4 区画領域(開放側領域)
G 火花放電ギャップ
O プラグ中心
Claims (7)
- 筒状のハウジング(2)と、該ハウジング(2)の内側に保持された筒状の絶縁碍子(3)と、先端部(41)が突出するように上記絶縁碍子(3)の内側に保持された中心電極(4)と、上記ハウジング(2)に接続されると共に上記中心電極(4)との間に火花放電ギャップ(G)を形成する接地電極(5)と、上記ハウジング(2)の先端部(21)から先端側へ突出した先端突起部(22)とを有し、
上記接地電極(5)は、上記ハウジング(2)の先端部(21)から先端側へ立設する立設部(51)と、該立設部(51)からプラグ径方向の内側へ屈曲して上記中心電極(4)とプラグ軸方向に対向する対向部(52)と、該対向部(52)における上記中心電極(4)側の面に突出形成された接地突起部(53)とを備え、
上記プラグ軸方向から見て、上記接地電極(5)の上記立設部(51)のプラグ周方向における中心とプラグ中心(O)とを結ぶ直線L1と、上記プラグ中心(O)において上記直線L1に直交する直線L2とによって区画される4つの区画領域(A1、A2、A3、A4)のうち、上記立設部(51)の一部が存在する2つの電極側領域(A1、A2)の一方に、上記先端突起部(22)の少なくとも一部が配置されており、
上記接地突起部(53)及び上記中心電極(4)の先端部(41)の少なくとも一方は、上記プラグ中心(O)からずれた位置であって、上記区画領域(A1、A2、A3、A4)のうち、上記電極側領域(A1、A2)以外の2つの開放側領域(A3、A4)のいずれか、もしくは、上記先端突起部(22)の少なくとも一部が存在する上記電極側領域(A1)に配置されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ(1)。 - 請求項1に記載の内燃機関用のスパークプラグ(1)において、上記先端突起部(22)は、上記プラグ径方向の寸法(W1)が上記ハウジング(2)の先端部(21)の径方向の厚み(W3)以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ(1)。
- 請求項1又は2に記載の内燃機関用のスパークプラグ(1)において、上記先端突起部(22)は、上記プラグ周方向の寸法(W2)が、上記接地電極(5)における上記プラグ周方向の寸法(W4)よりも小さいことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ(1)。
- 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(1)において、上記先端突起部(22)は、上記プラグ周方向の寸法(W2)が上記プラグ径方向の寸法(W1)よりも小さいことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ(1)。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ(1)において、上記接地突起部(53)及び上記中心電極(4)の先端部(41)の少なくとも一方は、上記先端突起部(22)の少なくとも一部が形成された上記電極側領域(A1)に隣接する上記開放側領域(A3、A4)に配置されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ(1)。
- 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(1)において、上記中心電極(4)の先端部(41)の中心軸は、上記プラグ中心(O)に配置されており、上記プラグ軸方向から見たとき、上記接地突起部(53)は、上記中心電極(4)の先端部(41)と重ならない位置に配置されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ(1)。
- 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(1)において、上記接地突起部(53)及び上記中心電極(4)の先端部(41)は、上記開放側領域(A3、A4)、もしくは、上記先端突起部(22)の少なくとも一部が存在する上記電極側領域(A1)に配置されていることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ(1)。
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