JP6179914B1 - 多点点火装置及び多点点火エンジン - Google Patents

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Abstract

【課題】製造が容易な多点点火装置を提供する。【解決手段】エンジン１の燃焼室４内の混合気に点火する多点点火装置１００は、内周が燃焼室４に臨むように環状に形成される絶縁部材１２と、絶縁部材１２に保持され、燃焼室４内の周方向に複数の点火ギャップ１７を形成する複数の電極１４と、を備え、絶縁部材１２は、分割して形成される複数の分割絶縁部材１３を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、複数の点火ギャップを有する多点点火装置及び多点点火装置を備える多点点火エンジンに関する。
特許文献１には、点火プレートを備える多点型点火装置が開示されている。この多点型点火装置では、点火プレートは、シリンダヘッドとシリンダブロックとの間に配設されるセラミックスからなる板状絶縁体と、板状絶縁体に保持されて燃焼室内に火花発生用ギャップを形成する火花発生用導線と、を有する。
特開２００７−０５６７３１号公報
しかしながら、特許文献１の多点型点火装置では、複数の火花発生用ギャップを形成する複数の火花発生用導線をセラミックスからなる板状絶縁体に埋め込んで一体に形成するので、製造が難しかった。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、製造が容易な多点点火装置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、エンジンの燃焼室内の混合気に点火する多点点火装置は、内周が前記燃焼室に臨むように環状に形成される絶縁部材と、前記絶縁部材に保持され、前記燃焼室内の周方向に複数の点火ギャップを形成する複数の電極と、を備え、前記絶縁部材は、分割して形成される複数の分割絶縁部材を備え、前記エンジンの吸気バルブに近い前記分割絶縁部材は、前記エンジンの排気バルブに近い前記分割絶縁部材と比較して熱伝導率が高い。
本発明の他の態様によれば、上記多点点火装置を備える多点点火エンジンが提供される。
これらの態様では、多点点火装置は、分割して形成される分割絶縁部材を備える。そのため、複数の電極を備える多点点火装置を一体に形成する必要はなく、分割絶縁部材を別々に形成して組み合わせれば、多点点火装置を製造することができる。したがって、製造が容易な多点点火装置を提供することができる。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る多点点火装置のエンジンへの取り付け状態を説明する側面の断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係る多点点火装置の平面図である。 図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 図４は、本発明の第２の実施形態に係る多点点火装置の平面図であり、ひとつの分割絶縁部材を取り付ける前の状態を示す図である。 図５は、本発明の第２の実施形態に係る多点点火装置の平面の断面図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
以下、図１から図３を参照して、本発明の第１の実施形態に係る多点点火装置１００について説明する。
まず、図１を参照して、多点点火装置１００を備える多点点火エンジン（以下、単に「エンジン」と称する。）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と、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と、点火プラグ７と、シリンダブロック２とシリンダヘッド３との間に設けられる多点点火装置１００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。
点火プラグ７は、燃焼室４の上部に配設される。エンジン１は、燃焼室４内で圧縮された混合気に多点点火装置１００と点火プラグ７とが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。
エンジン１では、燃焼室４内で圧縮された混合気に多点点火装置１００と点火プラグ７とで点火を行う。具体的には、イグニッションコイル（図示省略）からの点火電流を入力端子２２から入力し、多点点火装置１００の複数の点火ギャップ１７と点火プラグ７の点火ギャップ７ｂとに火花を発生させる。
このように、エンジン１では、点火プラグ７に加えて多点点火装置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。
次に、図２及び図３を参照して、多点点火装置１００の構成について説明する。
図２に示すように、多点点火装置１００は、本体部１０と、リング体１１と、絶縁部材１２と、複数の電極１４と、を備える。
本体部１０は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３との間に設けられる。本体部１０はガスケットとして用いられてもよく、又は本体部１０とは別にガスケット（図示省略）が設けられてもよい。本体部１０は、例えば、アルミニウム合金等の金属によって形成される。
本体部１０には、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、他の多点点火装置１００の入力端子２２又は点火プラグ７に接続される接続端子２３と、が設けられる。
これにより、多点点火装置１００の先に、プラグコード（図示省略）を介して他のシリンダ２ａの多点点火装置１００を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、一つの燃焼室４に設けられる多点点火装置１００と点火プラグ７とを、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も可能である。このとき、点火プラグ７の接地電極７ａがシリンダヘッド３に接触してアースとされる。
リング体１１は、本体部１０と絶縁部材１２との間に設けられる。リング体１１は、本体部１０に対して絶縁部材１２の外周を保持する。リング体１１の外周は、本体部１０の内周と同じ大きさに形成される。リング体１１の内周は、絶縁部材１２の外周と同じ大きさに形成される。
リング体１１は、絶縁部材１２と比較して弾性変形しやすい材質で形成される。リング体１１は、例えば発泡アルミニウム等の発泡金属によって形成される。リング体１１は、燃焼室４内で混合気が燃焼する際の衝撃を吸収する。よって、リング体１１が設けられることにより、燃焼室４内で混合気が燃焼する際の衝撃から絶縁部材１２を保護することができる。
絶縁部材１２は、内周が燃焼室４に臨むように環状に形成される。絶縁部材１２は、例えばセラミックス等の絶縁体によって形成される。絶縁部材１２は、分割して形成される複数の分割絶縁部材１３を備える。
分割絶縁部材１３は、各々が電極１４を保持する。分割絶縁部材１３は、後述する一対の側方電極１５か、又は単一の中間電極１６を各々保持する。隣接する分割絶縁部材１３の継ぎ目に臨むように、点火ギャップ１７が各々形成される。分割絶縁部材１３は、リング体１１を介して本体部１０に保持される。分割絶縁部材１３は、接着剤やろう材等によって互いに接続される。分割絶縁部材１３は、接着剤やろう材等によってリング体１１及び本体部１０と接続される。
このように、多点点火装置１００は、分割して形成される分割絶縁部材１３を備える。分割絶縁部材１３は、各々が電極１４を保持する。そのため、複数の電極を備える多点点火装置を一体に形成する必要はなく、分割絶縁部材１３を別々に形成して組み合わせれば、多点点火装置１００を製造することができる。したがって、製造が容易な多点点火装置１００を提供するができる。
また、例えば、中間電極１６の一つが損傷したような場合には、その中間電極１６を保持する分割絶縁部材１３だけを新しいものと交換することができる。よって、多点点火装置１００全体を交換する必要はない。
分割絶縁部材１３は、環状の絶縁部材１２が周方向に分割されて形成される。分割絶縁部材１３は、エンジン１の排気バルブ９に近い排気側絶縁部材１３ａと、エンジン１の吸気バルブ８に近い吸気側絶縁部材１３ｂと、を有する。吸気側絶縁部材１３ｂは、排気側絶縁部材１３ａと比較して熱伝導率が高い。
これにより、単一の多点点火装置１００であっても、比較的温度の上がりにくい吸気バルブ８側の熱価を低くし、比較的温度の上がりやすい排気バルブ９側の熱価を高くすることができる。
なお、すべての分割絶縁部材１３が電極１４を保持しなくてもよい。例えば、電極１４を保持する分割絶縁部材１３と、電極１４を保持しない分割絶縁部材１３と、を交互に組み合わせて環状の絶縁部材１２を形成してもよい。この場合、電極１４は、分割絶縁部材１３と比較して周方向に長く形成される。
電極１４は、絶縁部材１２に保持され、燃焼室４内の周方向に複数の点火ギャップ１７を形成する。電極１４は、一対の側方電極１５と、複数の中間電極１６と、を有する。
側方電極１５は、単一の分割絶縁部材１３に保持される。側方電極１５は、碍子１５ａを介して分割絶縁部材１３に保持される。側方電極１５は、燃焼室４の内周に沿うように、互いに反対方向に向けて形成される。
碍子１５ａは、分割絶縁部材１３の内周面から一部が突出すると共に、本体部１０を貫通する長さに形成される。
一方の側方電極１５は、絶縁部材１２及び本体部１０を貫通して、入力端子２２まで延設される。同様に、他方の側方電極１５は、絶縁部材１２及び本体部１０を貫通して、接続端子２３まで延設される。一方の側方電極１５には、入力端子２２を介してイグニッションコイルからの点火電流が入力される。
中間電極１６は、一方の側方電極１５と他方の側方電極１５との間に直列に並べて設けられる。中間電極１６は、隣り合う他の中間電極１６との間に点火ギャップ１７を各々形成する。側方電極１５と隣り合う中間電極１６は、側方電極１５との間に点火ギャップ１７を形成する。
中間電極１６は、絶縁部材１２から燃焼室４内に突出する。中間電極１６は、絶縁部材１２に保持される支持部１６ａと、支持部１６ａと一体に形成されて燃焼室４内に位置する電極部１６ｂと、を有する。
支持部１６ａは、基端部が分割絶縁部材１３に保持され、先端部が燃焼室４内に突出する。
電極部１６ｂは、支持部１６ａの先端部に設けられる。電極部１６ｂは、燃焼室４の内周面に沿った円弧状に形成される。電極部１６ｂの両端には、点火ギャップ１７が形成される。
電極部１６ｂは、その全長にわたって燃焼室４内に露出する。そのため、燃焼室４内で混合気が燃焼すると、電極部１６ｂの全体が加熱される。よって、火炎に曝される表面積が大きいため、熱価を低くすることができる。
以上の第１の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
多点点火装置１００は、周方向に分割して形成される分割絶縁部材１３を備える。分割絶縁部材１３は、各々が電極１４を保持する。そのため、複数の電極を備える多点点火装置を一体に形成する必要はなく、分割絶縁部材１３を別々に形成して組み合わせれば、多点点火装置１００を製造することができる。したがって、製造が容易な多点点火装置１００を提供することができる。
（第２の実施形態）
以下、図４及び図５を参照して、本発明の第２の実施形態に係る多点点火装置２００について説明する。
多点点火装置２００では、絶縁部材１１２の構造が多点点火装置１００とは相違する。
絶縁部材１１２は、環状絶縁部材１１２ａと、分割絶縁部材１１３と、を有する。絶縁部材１１２の外周に、リング体１１（図２及び図３参照）を設けてもよい。
環状絶縁部材１１２ａは、環状に形成される。環状絶縁部材１１２ａは、本体部１０の内周面に露出するように、本体部１０に埋め込まれる。環状絶縁部材１１２ａの内周面には、分割絶縁部材１１３の外形と同じ形状の挿入孔１１２ｂが形成される。
挿入孔１１２ｂは、環状絶縁部材１１２ａの径方向の途中まで形成される。挿入孔１１２ｂは、環状絶縁部材１１２ａを貫通しない。挿入孔１１２ｂは、分割絶縁部材１１３が挿入されたときに、環状絶縁部材１１２ａの内周面と分割絶縁部材１１３の内周面とが面一になる深さに形成される。隣り合う挿入孔１１２ｂは、互いに周方向に間隔をあけて形成される。
分割絶縁部材１１３は、挿入孔１１２ｂに挿入される。分割絶縁部材１１３の内周面は、環状絶縁部材１１２ａの内周面と同じ曲率で形成される。分割絶縁部材１１３は、リング体１１を介して環状絶縁部材１１２ａに保持される。分割絶縁部材１１３は、接着剤やろう材等によって環状絶縁部材１１２ａに接続される。分割絶縁部材１１３は、接着剤やろう材等によって本体部１０と接続される。
以上の第２の実施形態によっても、第１の実施形態と同様に、分割絶縁部材１１３を別々に形成して環状絶縁部材１１２ａに組み付ければ、多点点火装置２００を製造することができる。したがって、製造が容易な多点点火装置２００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、多点点火装置１００，２００では、分割絶縁部材１３，１１３は各々一つの中間電極１６を保持するが、二つ以上の中間電極１６を保持するようにしてもよい。また、一対の側方電極１５は、一つの分割絶縁部材１３，１１３によって保持されるが、各々の側方電極１５を保持する分割絶縁部材１３，１１３を設けてもよい。
１００ 多点点火装置
２００ 多点点火装置
１ エンジン
４ 燃焼室
７ 点火プラグ
８ 吸気バルブ
９ 排気バルブ
１０ 本体部
１２ 絶縁部材
１３ 分割絶縁部材
１３ａ 排気側絶縁部材
１３ｂ 吸気側絶縁部材
１４ 電極
１５ 側方電極
１６ 中間電極
１７ 点火ギャップ
１１２ 絶縁部材
１１２ａ 環状絶縁部材
１１２ｂ 挿入孔
１１３ 分割絶縁部材

Claims (7)

  1. エンジンの燃焼室内の混合気に点火する多点点火装置であって、
    内周が前記燃焼室に臨むように環状に形成される絶縁部材と、
    前記絶縁部材に保持され、前記燃焼室内の周方向に複数の点火ギャップを形成する複数の電極と、を備え、
    前記絶縁部材は、分割して形成される複数の分割絶縁部材を備え、
    前記エンジンの吸気バルブに近い前記分割絶縁部材は、前記エンジンの排気バルブに近い前記分割絶縁部材と比較して熱伝導率が高い、
    ことを特徴とする多点点火装置。
  2. 請求項１に記載の多点点火装置であって、
    前記電極は、
    一対設けられる側方電極と、
    前記側方電極の間に設けられ、前記複数の点火ギャップを形成する複数の中間電極と、を有し、
    前記中間電極は、前記絶縁部材から前記燃焼室内に突出して、その全長にわたって前記燃焼室内に露出する、
    ことを特徴とする多点点火装置。
  3. 請求項１又は２に記載の多点点火装置であって、
    前記複数の分割絶縁部材は、各々が前記電極を保持する、
    ことを特徴とする多点点火装置。
  4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の多点点火装置であって、
    前記分割絶縁部材は、環状の前記絶縁部材が周方向に分割されて形成される、
    ことを特徴とする多点点火装置。
  5. 請求項４に記載の多点点火装置であって、
    隣接する前記分割絶縁部材の継ぎ目に臨むように前記点火ギャップが形成される、
    ことを特徴とする多点点火装置。
  6. エンジンの燃焼室内の混合気に点火する多点点火装置であって、
    内周が前記燃焼室に臨むように環状に形成される絶縁部材と、
    前記絶縁部材に保持され、前記燃焼室内の周方向に複数の点火ギャップを形成する複数の電極と、を備え、
    前記絶縁部材は、
    環状に形成される環状絶縁部材と、
    分割して形成される複数の分割絶縁部材と、を有し、
    前記複数の分割絶縁部材は、各々が前記電極を保持し、前記環状絶縁部材の内周面に形成される挿入孔に挿入される、
    ことを特徴とする多点点火装置。
  7. 請求項１から６のいずれか一つに記載の多点点火装置を備える多点点火エンジン。
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