JP6028955B1 - 多点点火エンジン - Google Patents

多点点火エンジン Download PDF

Info

Publication number
JP6028955B1
JP6028955B1 JP2016128127A JP2016128127A JP6028955B1 JP 6028955 B1 JP6028955 B1 JP 6028955B1 JP 2016128127 A JP2016128127 A JP 2016128127A JP 2016128127 A JP2016128127 A JP 2016128127A JP 6028955 B1 JP6028955 B1 JP 6028955B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ignition
multipoint
spark plug
combustion chamber
plug
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016128127A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017223209A (ja
Inventor
南 克明
克明 南
Original Assignee
ミヤマ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ミヤマ株式会社 filed Critical ミヤマ株式会社
Priority to JP2016128127A priority Critical patent/JP6028955B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6028955B1 publication Critical patent/JP6028955B1/ja
Priority to US15/414,828 priority patent/US10054100B2/en
Priority to EP17154586.6A priority patent/EP3206270B1/en
Priority to CN201710071477.2A priority patent/CN107046231B/zh
Publication of JP2017223209A publication Critical patent/JP2017223209A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Combustion Methods Of Internal-Combustion Engines (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

【課題】広い範囲での多点点火が可能であると共に多点点火プラグの交換が容易な多点点火エンジン提供する。【解決手段】エンジン1は、シリンダヘッド3、ヘッドガスケット6、又はシリンダブロック2に形成される挿入孔5に挿入され、燃焼室4内で圧縮された混合気に点火プラグ7と共に点火して燃焼させる多点点火プラグ100を備え、多点点火プラグ100は、扁平に形成されて先端部11が燃焼室4に臨むように挿入孔5に挿入される本体部10と、先端部11の長手方向に間隙を空けて一対設けられる側方電極12と、側方電極12の間隙に設けられ、先端部11の長手方向に沿って複数の点火ギャップ14を形成する中間電極13と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、複数の点火ギャップを有する多点点火プラグを有する多点点火エンジンに関する。
特許文献1には、エンジンのシリンダヘッドとシリンダブロックとの間に介装されるヘッドガスケットに保持される複数の中間部材によって複数の点火ギャップを形成する多点点火装置が開示されている。
特開2009−041366号公報
しかしながら、特許文献1の多点点火装置では、点火プラグを交換する際には、ヘッドガスケットごと交換するので、シリンダブロックからシリンダヘッドを取り外す必要があった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、広い範囲での多点点火が可能であると共に多点点火プラグの交換が容易な多点点火エンジンを提供することを目的とする。
本発明のある態様によれば、多点点火エンジンは、シリンダヘッド、ヘッドガスケット、又はシリンダブロックに形成される挿入孔に挿入され、燃焼室内で圧縮された混合気に点火して燃焼させる多点点火プラグを備え、前記多点点火プラグは、扁平に形成されて先端部が前記燃焼室に臨むように前記挿入孔に挿入される本体部と、前記先端部の長手方向に間隙を空けて一対設けられる側方電極と、前記側方電極の前記間隙に設けられ、前記先端部の長手方向に沿って複数の点火ギャップを形成する中間電極と、を備えることを特徴とする。
この態様では、多点点火プラグの扁平に形成される本体部の先端部には、長手方向に沿って複数の点火ギャップが形成される。そのため、多点点火プラグによる広い範囲での多点点火が可能である。また、多点点火プラグの本体部は、先端部が燃焼室に臨むように多点点火エンジンのシリンダヘッド、ヘッドガスケット、又はシリンダブロックに形成される挿入孔に挿入される。よって、挿入孔から多点点火プラグを引き抜いて、新たな多点点火プラグを挿入するだけで、多点点火プラグを交換することができる。したがって、広い範囲での多点点火が可能であると共に多点点火プラグの交換が容易な多点点火エンジンを提供することができる。
図1は、本発明の実施形態に係る多点点火エンジンの燃焼室を上面から見た図である。 図2Aは、図1における側面図である。 図2Bは、多点点火プラグのエンジンへの他の取り付け状態を説明する側面図である。 図3は、多点点火プラグの斜視図である。 図4は、図3における平面図である。 図5は、本発明の実施形態の変形例に係る多点点火エンジンの燃焼室を上面から見た図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る多点点火エンジン(以下、単に「エンジン」と称する。)1について説明する。
まず、図1,図2A,及び図2Bを参照して、エンジン1の構成について説明する。
図1に示すように、エンジン1は、シリンダブロック2内に形成されるシリンダ2aと、シリンダ2a内を往復動するピストン2bと、シリンダブロック2に取り付けられてシリンダ2aの頂部を閉塞するシリンダヘッド3(図2A参照)と、を備える。エンジン1には、シリンダ2aとピストン2bとシリンダヘッド3とによって燃焼室4が形成される。エンジン1は、燃焼室4内で圧縮された混合気に点火プラグ7と多点点火プラグ100とが共に点火して燃焼させることによって動力を得る火花点火内燃機関である。点火プラグ7は、燃焼室4の上部に設けられ、多点点火プラグ100は、点火プラグ7から離間した位置に設けられる。
エンジン1は、多点点火プラグ100を挿入するための一対の挿入孔5を有する。図2Aに示すように、挿入孔5は、シリンダヘッド3に形成される。これに限らず、図2Bに示すように、挿入孔5を、シリンダブロック2とシリンダヘッド3との間のヘッドガスケット6に形成してもよい。また、図示しないが、挿入孔5を、シリンダブロック2に形成してもよい。即ち、挿入孔5は、エンジン1のいずれかの部分に多点点火プラグ100を挿入可能なように形成される。
挿入孔5は、多点点火プラグ100の本体部10に対応する扁平な丸角長方形の貫通孔である。エンジン1では、挿入孔5は、燃焼室4における吸気バルブ8側と排気バルブ9側との点火プラグ7から離れた位置(燃焼室4の下端部)にそれぞれ形成される。これにより、多点点火プラグ100は、吸気バルブ8を挟んで点火プラグ7から離間した位置と、排気バルブ9を挟んで点火プラグ7から離間した位置と、にそれぞれ設けられる。エンジン1では、点火プラグ7に加えて多点点火プラグ100によっても点火が行われるので、燃焼による火炎流動を発生させることができる。その結果、スキッシュエリアを設けることなく急速燃焼を実現でき、冷却損失を減少させることができる。
なお、これに限らず、挿入孔5を、燃焼室4において点火プラグ7から離間しており、かつ混合気の温度が低い箇所、即ちノッキングが発生しやすい箇所に形成してもよい。また、挿入孔5を、燃焼室4の一箇所のみに形成してもよく、三箇所以上の複数箇所に形成してもよい。このように、燃焼室4の形状に応じて挿入孔5を形成することで、任意の数の多点点火プラグ100を設けることができる。
次に、図3及び図4を参照して、多点点火プラグ100の構成について説明する。
多点点火プラグ100は、扁平に形成されて先端部11が燃焼室4に臨むようにシリンダヘッド3の挿入孔5に挿入される本体部10と、先端部11の長手方向に間隙を空けて一対設けられる側方電極12と、一対の側方電極12の間隙に設けられ、先端部11の長手方向に沿って複数の点火ギャップ14を形成する中間電極13と、先端部11から燃焼室4内に突出し側方電極12及び中間電極13を保持する電極保持部としての碍子15と、本体部10と比較して大きく形成されてシリンダヘッド3に取り付けられる取付部としてのフランジ部20と、を備える。
本体部10は、挿入孔5の形状に対応する角丸長方形の断面形状を有し、挿入孔5に対応した長さに形成される。本体部10は、アルミニウム等の金属によって形成される。本体部10が扁平に形成されることによって、複数の点火ギャップ14を形成する電極17を有すると共に本体部10を扁平に形成しない場合と比較して、燃焼室4内における多点点火プラグ100が占める面積を小さくすることができる。したがって、燃焼室4内における多点点火プラグ100の配置の自由度を向上させることができる。
図4に示すように、本体部10には、挿入孔5との隙間を閉塞する第1シール材としてのメタルガスケット16が巻装される。メタルガスケット16については、後で詳細に説明する。
先端部11は、燃焼室4の内周と同じ形状に形成されて、燃焼室4の内周の一部を構成する。即ち、先端部11は、半球型の燃焼室4を有するシリンダヘッド3に多点点火プラグ100が取り付けられる場合には、半球型の燃焼室4と同一の半径を有する球面形状に形成される。また、先端部11は、ヘッドガスケット6に多点点火プラグ100が取り付けられる場合には、シリンダ2aの内周と同一の半径を有する曲面形状に形成される。
側方電極12は、碍子15を介して本体部10に保持される。側方電極12は、碍子15から燃焼室4内に更に突出する。側方電極12は、先端部11からL字状に突出して形成される。一方の側方電極12は、本体部10及びフランジ部20を貫通して、後述する入力端子22まで延設される。同様に、他方の側方電極12は、本体部10及びフランジ部20を貫通して、後述する接続端子23まで延設される。一対の側方電極12は、互いの先端が対向するように設けられる。一方の側方電極12には、入力端子22を介してイグニッションコイル(図示省略)からの点火電流が入力される。
中間電極13は、対向する一対の側方電極12の間に一対設けられる。中間電極13は、碍子15を介して本体部10に保持される。中間電極13は、碍子15から燃焼室4内に更に突出する。中間電極13は、側方電極12とは異なり本体部10を貫通せずに、本体部10に一部のみが挿入されて保持される。
中間電極13は、対向する一対の側方電極12の間に三つの点火ギャップ14を等間隔に形成するように直線状に配置される。このように、扁平に形成される本体部10の先端部11には、長手方向に沿って複数の点火ギャップ14が形成されるので、燃焼室4内における広い範囲での多点点火が可能である。
中間電極13は、一つのみ設けられてもよく、三つ以上の複数設けられてもよい。中間電極13の数は、本体部10の先端部11の長手方向の寸法や、設計上の点火ギャップ14の数などに応じて任意に設定される。
中間電極13は、先端部11からT字状に突出して形成される。これにより、イグニッションコイルから一方の側方電極12に入力された点火電流を、点火ギャップ14を直線状に通過して他方の側方電極12に流すことができる。よって、確実に点火ギャップ14にて火花を発生させることができる。
碍子15は、側方電極12及び中間電極13と本体部10との間を絶縁する。側方電極12を保持する碍子15は、先端部11から一部が突出すると共に、本体部10及びフランジ部20を貫通する長さに形成される。中間電極13を保持する碍子15は、先端部11から一部が突出すると共に、その一部が本体部10の内部に挿入される大きさに形成される。
図1に示すように、メタルガスケット16は、多点点火プラグ100の本体部10を挿入孔5に挿入する際に、本体部10の外周に装着される。これにより、多点点火プラグ100が取り付けられると、メタルガスケット16が本体部10と挿入孔5との間の隙間をシールする。メタルガスケット16は、金属材料によって形成される。メタルガスケット16は、外周に突出するビード部16aを有する。
フランジ部20は、本体部10の全周にわたり本体部10から外周に突出して形成される。フランジ部20は、アルミニウム等の金属によって、本体部10と一体に形成される。フランジ部20は、一対の締結孔25aを有する。フランジ部20は、締結孔25aを挿通する一対のボルト25によって、シリンダヘッド3の外面に締結される。フランジ部20には、シリンダヘッド3との当接面をシールする第2シール材としてのOリング21が設けられる。
Oリング21は、フランジ部20における本体部10に臨む面に環状に形成されるOリング溝20aに挿入される。Oリング21は、ゴム材料によって形成される。
Oリング21は、ボルト25の締結力によってシリンダヘッド3との間で押しつぶされる。これにより、フランジ部20がシリンダヘッド3に締結されると、Oリング21が本体部10と挿入孔5との隙間をシールする。
なお、エンジン1では、多点点火プラグ100の本体部10とエンジン1の挿入孔5との隙間を、メタルガスケット16とOリング21とによって二重にシールしているが、メタルガスケット16とOリング21とのいずれか一方のみによってシールしてもよい。
フランジ部20には、一方の側方電極12に接続され、イグニッションコイルからの点火電流が入力される入力端子22と、他方の側方電極12に接続され、他の多点点火プラグ100の入力端子22に接続される接続端子23と、が設けられる。
これにより、一つの燃焼室4に設けられる一対の多点点火プラグ100を、プラグコード(図示省略)を介して直列に接続して同時に点火を行うことが可能である。また、一対の多点点火プラグ100の先に、プラグコード(図示省略)を介して点火プラグ7を更に直列に接続して同時に点火を行うことも可能である。このとき、点火プラグ7の接地電極7a(図2A参照)がシリンダヘッド3に接触してアースとされる。
次に、多点点火プラグ100の交換作業について説明する。
多点点火プラグ100を交換する際には、まず、一対のボルト25を取り外して、本体部10をエンジン1の挿入孔5から引き抜く。次に、新たな多点点火プラグ100の本体部10にメタルガスケット16を巻装し、Oリング溝20aにOリング21を挿入して、エンジン1の挿入孔5に挿入する。そして、一対のボルト25を締結孔25aに挿通させて締結すれば、多点点火プラグ100の交換が完了する。
このように、エンジン1の挿入孔5から多点点火プラグ100を引き抜いて、新たな多点点火プラグ100を挿入するだけで、多点点火プラグ100を交換することができるので、多点点火プラグ100の交換が容易である。
また、このとき、点火プラグ7とは異なり、多点点火プラグ100自体を回転させてシリンダヘッド3の雌ねじに螺合させることがないため、側方電極12及び中間電極13を燃焼室4内の規定の位置に確実に配置することができる。よって、多点点火プラグ100を交換しても点火ギャップ14の位置が変化することはないので、設計したとおりに混合気を燃焼させることができる。
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
エンジン1では、多点点火プラグ100の扁平に形成される本体部10の先端部11には、長手方向に沿って複数の点火ギャップ14が形成される。そのため、点火プラグ7と多点点火プラグ100とによる広い範囲での多点点火が可能である。また、多点点火プラグ100の本体部10は、先端部11が燃焼室4に臨むようにエンジン1のシリンダヘッド3、ヘッドガスケット6、又はシリンダブロック2に形成される挿入孔5に挿入される。よって、挿入孔5から多点点火プラグ100を引き抜いて、新たな多点点火プラグ100を挿入するだけで、多点点火プラグ100を交換することができる。したがって、広い範囲での多点点火が可能であると共に多点点火プラグ100の交換が容易なエンジン1を提供することができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
例えば、図5に示すように、排気バルブ9を挟んで点火プラグ7から離間した位置にだけ多点点火プラグ100を設けてもよい。この場合、排気バルブ9の近傍にて多点点火プラグ100による点火が行われることで、混合気の燃焼における窒素酸化物(NO)等の発生量を削減することができる。
また、上記実施形態では、燃焼室4内の混合気に点火プラグ7と多点点火プラグ100とが共に点火する構成であるが、点火プラグ7を設けずに多点点火プラグ100のみを設けてもよい。例えば、燃焼室4の内径(ボア径)が比較的小さい場合には、多点点火プラグ100のみによる点火でも、上記実施形態と同様に急速燃焼を実現することができる。
また、上記実施形態では、本体部10とフランジ部20とがアルミニウム等の金属によって一体に形成され、そこにセラミック等の絶縁性を有する材料によって形成される碍子15が挿入されている。これに代えて、本体部10と碍子15とをセラミック等の絶縁性を有する材料によって一体に形成し、そこにアルミニウム等の金属によって形成されるフランジ部20を取り付けてもよい。
1 多点点火エンジン(エンジン)
2 シリンダブロック
3 シリンダヘッド
4 燃焼室
5 挿入孔
6 ヘッドガスケット
7 点火プラグ
8 吸気バルブ
9 排気バルブ
10 本体部
11 先端部
12 側方電極
13 中間電極
14 点火ギャップ
15 碍子(電極保持部)
100 多点点火プラグ

Claims (5)

  1. 多点点火エンジンであって、
    シリンダヘッド、ヘッドガスケット、又はシリンダブロックに形成される挿入孔に挿入され、燃焼室内で圧縮された混合気に点火して燃焼させる多点点火プラグを備え、
    前記多点点火プラグは、
    扁平に形成されて先端部が前記燃焼室に臨むように前記挿入孔に挿入される本体部と、
    前記先端部の長手方向に間隙を空けて一対設けられる側方電極と、
    前記側方電極の前記間隙に設けられ、前記先端部の長手方向に沿って複数の点火ギャップを形成する中間電極と、を備えることを特徴とする多点点火エンジン。
  2. 請求項1に記載の多点点火エンジンであって、
    前記多点点火プラグは、前記燃焼室内における混合気の温度が低い箇所に設けられることを特徴とする多点点火エンジン。
  3. 請求項1又は2に記載の多点点火エンジンであって、
    前記燃焼室の上部に設けられ、前記燃焼室内で圧縮された混合気に前記多点点火プラグと共に点火して燃焼させる点火プラグを更に備え、
    前記多点点火プラグは、前記点火プラグから離間した位置に設けられることを特徴とする多点点火エンジン。
  4. 請求項3に記載の多点点火エンジンであって、
    前記多点点火プラグは、吸気バルブを挟んで前記点火プラグから離間した位置と、排気バルブを挟んで前記点火プラグから離間した位置と、にそれぞれ設けられることを特徴とする多点点火エンジン。
  5. 請求項3に記載の多点点火エンジンであって、
    前記多点点火プラグは、排気バルブを挟んで前記点火プラグから離間した位置にだけ設けられることを特徴とする多点点火エンジン。
JP2016128127A 2016-02-09 2016-06-13 多点点火エンジン Active JP6028955B1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016128127A JP6028955B1 (ja) 2016-06-13 2016-06-13 多点点火エンジン
US15/414,828 US10054100B2 (en) 2016-02-09 2017-01-25 Multipoint spark plug and multipoint ignition engine
EP17154586.6A EP3206270B1 (en) 2016-02-09 2017-02-03 Multipoint spark plug and multipoint ignition engine
CN201710071477.2A CN107046231B (zh) 2016-02-09 2017-02-09 多点火花塞和多点点火发动机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016128127A JP6028955B1 (ja) 2016-06-13 2016-06-13 多点点火エンジン

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6028955B1 true JP6028955B1 (ja) 2016-11-24
JP2017223209A JP2017223209A (ja) 2017-12-21

Family

ID=57358769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016128127A Active JP6028955B1 (ja) 2016-02-09 2016-06-13 多点点火エンジン

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6028955B1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01161691A (ja) * 1988-09-30 1989-06-26 Ryohei Kashiwabara 点火栓による燃焼法
JP2009041366A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Miyama Kk 多点点火装置
JP2013239438A (ja) * 2012-05-15 2013-11-28 Man Diesel & Turbo Se 燃焼機関用の点火プラグ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01161691A (ja) * 1988-09-30 1989-06-26 Ryohei Kashiwabara 点火栓による燃焼法
JP2009041366A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Miyama Kk 多点点火装置
JP2013239438A (ja) * 2012-05-15 2013-11-28 Man Diesel & Turbo Se 燃焼機関用の点火プラグ

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017223209A (ja) 2017-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9929539B2 (en) Prechamber spark plug
US20190376441A1 (en) Pre-Chamber Spark Plug
US9742160B1 (en) Multipoint spark plug and multipoint spark plug manufacturing method
US10145292B1 (en) Spark plug
US10054100B2 (en) Multipoint spark plug and multipoint ignition engine
JP2020159355A (ja) 内燃機関用のスパークプラグ及びこれを備えた内燃機関
JP6007344B1 (ja) 多点点火プラグ
JP6028955B1 (ja) 多点点火エンジン
JP6645168B2 (ja) 点火プラグ
EP3366915B1 (en) Multipoint ignition device and multipoint ignition engine
JP6044863B1 (ja) 多点点火プラグ
WO2017221705A1 (ja) 内燃機関の点火装置
CN108462032B (zh) 多点点火装置和多点点火发动机
JP6007345B1 (ja) 多点点火プラグ及び多点点火プラグの製造方法
JP6425236B1 (ja) 多点点火装置及び多点点火エンジン
JP7267228B2 (ja) スパークプラグ
JP2015197066A (ja) 内燃機関、および、スパークプラグ
JP3008536U (ja) スパークプラグ
US873968A (en) Electric spark-plug.
KR20190127555A (ko) 내연 기관용 점화 플러그
JP2020191227A (ja) 内燃機関、および、点火プラグ

Legal Events

Date Code Title Description
A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20160824

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20160913

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20161004

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6028955

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250