JP6680043B2 - 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。
また、同じく特許文献1に記載の「複数の薄い板状部材によって接地電極をハウジングに接合した構成」では、接地電極の形状が複雑になり、製造工数も増加し、製造コストが高くなるという問題がある。
該ハウジング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の内側に保持された中心電極(4)と、
上記ハウジングに接続されると共に上記中心電極との間に火花放電ギャップ(G)を形成する接地電極(5)と、を有し、
上記接地電極は、上記ハウジングの先端部(21)から先端側に立設する立設部(51)と、該立設部の先端から上記中心電極側へ屈曲して斜め先端側へ延びる傾斜部(52)とを備え、
該傾斜部は、上記立設部と反対側の端面である接地端面(521)と、上記中心電極側を向いた対向面(522)と、上記接地端面と上記対向面とを滑らかにつなぐ曲面状の角部曲面(523)とを有し、
上記角部曲面の曲率半径Rは、0.3mm≦R≦0.7mm、を満たし、
かつ、プラグ軸方向(Z)に対する上記傾斜部の傾斜角度θは、30°≦θ≦60°、を満たす、内燃機関用のスパークプラグ(1)にある。
つまり、上記内燃機関用のスパークプラグにおいては、接地電極が傾斜部を有することに加え、傾斜部が上記角部曲面を有することにより、放電火花を燃焼室内に向かって引き伸ばす効果を相乗的に得ることができる。そのため、混合気への着火性を一層確保することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
内燃機関用のスパークプラグの実施形態につき、図1〜図10を用いて説明する。
本実施形態の内燃機関用のスパークプラグ1は、図1、図4に示すごとく、筒状のハウジング2と、筒状の絶縁碍子3と、中心電極4と、接地電極5と、を有する。絶縁碍子3は、ハウジング2の内側に保持されている。中心電極4は、先端部41が突出するように絶縁碍子3の内側に保持されている。図1に示すごとく、接地電極5は、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。また、接地電極5は、立設部51と傾斜部52とを備えている。立設部51は、ハウジング2の先端部21から先端側に立設する部位である。傾斜部52は、立設部51の先端から中心電極4側へ屈曲して斜め先端側へ延びる部位である。
なお、プラグ軸方向Zとは、スパークプラグ1の中心軸の方向である。また、先端側とは、プラグ軸方向Zにおいて、スパークプラグ1を燃焼室に挿入する側をいい、その反対側を基端側という。また、立設部51と中心電極4との並び方向Xを、単に並び方向Xという。さらに、並び方向Xとプラグ軸方向Zとの双方に直交する方向を幅方向Yという。並び方向Xと幅方向Yとプラグ軸方向Zとは、互いに直交している。また、以下において、接地電極5の傾斜部52の延設方向Eを、単に延設方向Eということもある。また、延設方向Eにおける傾斜部52の立設部51側と反対側を、延設側E1ということもある。また、延設方向Eと幅方向Yとの双方に直交する方向を、直交方向Oということもある。
内燃機関用のスパークプラグ1において、接地電極5は傾斜部52を有する。それゆえ、内燃機関に対するスパークプラグ1の取付姿勢によって、混合気への着火性が低下することを抑制することができる。つまり、仮に、接地電極5の立設部51が火花放電ギャップGに対して気流の上流側となる位置に配置された場合においても、図6に示すごとく、火花放電ギャップG付近に、傾斜部52に沿った気流fの流れ、すなわち、先端側へ向かう気流fの流れを生じさせることができる。そのため、火花放電ギャップGにおいて発生した放電火花が、気流fによって先端側に引き伸ばされやすくなる。
つまり、内燃機関用のスパークプラグ1においては、接地電極5が傾斜部52を有することに加え、傾斜部52が上記角部曲面523を有することにより、放電火花を燃焼室内に向かって引き伸ばす効果を相乗的に得ることができる。そのため、混合気への着火性を一層確保することができる。
本例においては、表1に示すごとく、接地電極5の傾斜部52の傾斜角度θ及び角部曲面523の曲率半径Rと、着火性との関係について評価した。
すなわち、実施形態1に示したスパークプラグ1を基本構造としつつ、傾斜部52の傾斜角度θ、及び角部曲面523の曲率半径Rを種々変更した試料を用意し、各試料の着火性を評価した。
なお、この試験における内燃機関の条件としては、排気量1800cc、エンジン回転数2000rpm、図示平均有効圧0.28MPaとした。そして、燃焼変動率(すなわち、図示平均有効圧の変動率)が3%となる空燃比をリーン限界A/Fとした。また、リーン限界A/Fは、各試料につき5回の試験を行って得られた値の平均値とした。
接地電極5の立設部51の幅方向Yの寸法wは2.6mm、並び方向Xの寸法tは1.3mmとした。火花放電ギャップGの寸法は、0.8mmとした。接地電極5の突出部53を構成する貴金属チップは、直径1.0mm、長さ0.8mmの円柱形状とした。中心電極4の先端部41を構成する貴金属チップは、直径0.7mm、長さ0.6mmの円柱形状とした。ハウジング2の取付ネジ部のネジ径は、M12とした。ハウジング2先端面からの中心電極4のプラグ軸方向Zの突き出し寸法は、3mmとした。
本実施形態は、図11、図12に示すごとく、実施形態1に対して、傾斜部52の延設方向Eの延設側E1の端部の形状を変更した実施形態である。
なお、実施形態2以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。本実施形態においても、実施形態1と同様の作用効果を有する。
2 ハウジング
3 絶縁碍子
4 中心電極
5 接地電極
51 立設部
52 傾斜部
521 接地端面
522 対向面
523 角部曲面
Claims (4)
- 筒状のハウジング(2)と、
該ハウジング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の内側に保持された中心電極(4)と、
上記ハウジングに接続されると共に上記中心電極との間に火花放電ギャップ(G)を形成する接地電極(5)と、を有し、
上記接地電極は、上記ハウジングの先端部(21)から先端側に立設する立設部(51)と、該立設部の先端から上記中心電極側へ屈曲して斜め先端側へ延びる傾斜部(52)とを備え、
該傾斜部は、上記立設部と反対側の端面である接地端面(521)と、上記中心電極側を向いた対向面(522)と、上記接地端面と上記対向面とを滑らかにつなぐ曲面状の角部曲面(523)とを有し、
上記角部曲面の曲率半径Rは、0.3mm≦R≦0.7mm、を満たし、
かつ、プラグ軸方向(Z)に対する上記傾斜部の傾斜角度θは、30°≦θ≦60°、を満たす、内燃機関用のスパークプラグ(1)。 - 上記立設部と上記中心電極との並び方向(X)における、上記接地電極の上記立設部と反対側の端縁(54)は、上記中心電極の先端部の上記立設部と反対側の端縁(42)と同等もしくはそれよりも上記立設部側に位置している、請求項1に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
- 上記接地電極は、上記傾斜部の上記対向面から突出した突出部(53)を有し、該突出部と上記中心電極の先端部との間に、上記火花放電ギャップが形成されている、請求項1又は2に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
- 上記傾斜部の延設方向(E)において、上記突出部と上記接地端面との間の最短距離Dは、上記突出部の直径φよりも短い、請求項3に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
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