WO2019138854A1 - 内燃機関用の点火プラグ及び内燃機関 - Google Patents
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- H01T13/08—Mounting, fixing or sealing of sparking plugs, e.g. in combustion chamber
Definitions
- the present disclosure relates to a spark plug for an internal combustion engine, and an internal combustion engine provided with the same.
- Patent Document 1 As an ignition plug for an internal combustion engine, for example, there is one disclosed in Patent Document 1.
- the spark plug is attached to the combustion chamber of the internal combustion engine so that the tip projects. Then, the mixture in the combustion chamber is ignited by the discharge generated by the spark plug.
- the spark plug for an internal combustion engine has the following problems. That is, the discharge generated by the spark plug is flowed and stretched by the air flow in the combustion chamber. At this time, if part of the discharge or an initial flame generated by the discharge approaches or contacts the inner wall surface of the combustion chamber, the growth of the flame may be hindered. As a result, it may be difficult to improve the ignitability.
- the present disclosure seeks to provide a spark plug and an internal combustion engine for an internal combustion engine that improves the ignitability.
- One aspect of the present disclosure is a tubular housing; A cylindrical insulator held inside the housing; A center electrode held inside the insulator and exposed from the tip of the insulator to the tip side; And a ground electrode for generating a discharge with the center electrode;
- the front end surface of the housing has a front end inclined surface inclined toward the front end side from the front end toward the rear end, The rear end of the front end inclined surface is a spark plug for an internal combustion engine which is disposed on the front end side of the front end of the front end surface and on the rear side of the front end of the insulator.
- Another aspect of the present disclosure is an internal combustion engine provided with the spark plug for the internal combustion engine,
- the above-mentioned spark plug is in an internal combustion engine installed so that the front side of the spark plug faces the upstream side of the air flow in the combustion chamber.
- the front end surface of the housing has the above-mentioned front end inclined surface.
- the rear end of the front end inclined surface is disposed on the front end side of the front end of the front end surface and on the rear side of the front end of the insulator. Therefore, when the spark plug is attached to the internal combustion engine, the air flow in the vicinity of the discharge portion in the spark plug can be directed to the tip side by the inclined front surface by arranging the spark plug in the posture where the front side is the upstream side of the air flow. Therefore, the discharge is stretched away from the inner wall of the combustion chamber. As a result, it is possible to prevent the discharge and the initial flame from being affected by the cooling loss, and to promote the growth of the flame. As a result, the ignitability can be improved.
- FIG. 1 is a partial cross-sectional front view of a spark plug according to a first embodiment
- FIG. 2 is a front view of the tip of the spark plug in Embodiment 1
- FIG. 3 is a view on arrow III in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
- FIG. 5 is a perspective view of the tip of the spark plug in the first embodiment
- FIG. 6 is an explanatory view of an internal combustion engine attached with a spark plug in the first embodiment
- FIG. 7 is an explanatory view of the internal combustion engine showing a state in which the discharge is stretched in the first embodiment
- FIG. 1 is a partial cross-sectional front view of a spark plug according to a first embodiment
- FIG. 2 is a front view of the tip of the spark plug in Embodiment 1
- FIG. 5 is a perspective view of the
- FIG. 8 is a front view of the tip portion of the spark plug in Embodiment 2;
- FIG. 9 is a plan view of the spark plug viewed from the tip side in the second embodiment,
- FIG. 10 is a view on arrow A of FIG. 8;
- FIG. 11 is an explanatory plan view showing a state of an initial discharge as viewed from the tip side in Embodiment 2
- FIG. 12 is a plan view showing a state in which the discharge viewed from the tip side in the second embodiment is stretched
- FIG. 13 is a view in the direction of arrow XIII of FIG. 12;
- FIG. 14 is a front view of the tip of the spark plug in the third embodiment;
- FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line XVII-XVII in FIG.
- FIG. 18 is a perspective explanatory view of the tip portion of the spark plug as viewed from the diagonal tip end side in the third embodiment
- FIG. 19 is a partial cross-sectional side view of the spark plug in Embodiment 4
- FIG. 20 is a front view of the tip portion of the spark plug in the fourth embodiment, and is a view as seen from the arrow XX in FIG.
- FIG. 21 is a view on arrow XXI in FIG.
- FIG. 22 is an explanatory diagram of an internal combustion engine attached with a spark plug in a fourth embodiment
- FIG. 23 is an explanatory view of an internal combustion engine showing a state in which the discharge is stretched in the fourth embodiment
- FIG. 24 is an explanatory view showing a state in which the discharge is stretched more to the tip side in the fourth embodiment
- FIG. 25 is a front view of the tip of the spark plug in a modification
- FIG. 26 is a front view of the tip of the spark plug in another variation
- FIG. 27 is a front view of the tip of the spark plug in still another modification
- FIG. 28 is a front view of the tip of the spark plug in still another variation.
- FIG. 1 Embodiments of an ignition plug for an internal combustion engine and an internal combustion engine using the same will be described with reference to FIGS. 1 to 7.
- FIG. 1 for an internal combustion engine according to the present embodiment has a cylindrical housing 2, a cylindrical insulator 3, a center electrode 4 and a ground electrode 5, as shown in FIGS.
- the insulator 3 is held inside the housing 2.
- the center electrode 4 is held on the inside of the insulator 3 and protrudes toward the tip side Z1 more than the tip of the insulator 3.
- the ground electrode 5 is configured to generate a discharge s with the center electrode 4 as shown in FIG.
- the front end surface 20 of the housing 2 has a front end inclined surface 21 inclined toward the front end side Z1 from the front end 20F toward the rear end 20R.
- the rear end 21R of the front end inclined surface 21 is disposed on the front end side Z1 of the front end 20F of the front end surface 20 and on the rear side R of the front end 3F of the insulator 3.
- the ignition plug 1 can be used, for example, as an ignition means in an internal combustion engine for a vehicle such as a car.
- the side to be inserted into the combustion chamber is referred to as a tip end side Z1, and the opposite side is referred to as a base end side Z2.
- the plug axial direction Z means the axial direction of the spark plug 1
- the plug radial direction means the radial direction of the spark plug 1.
- a direction orthogonal to both the specific direction X and the plug axial direction Z is referred to as a lateral direction Y.
- the specific direction X is a direction in which the tip inclined surface 21 is inclined among the directions orthogonal to the plug axial direction Z, and in the case where the direction of the tip inclined surface 21 is not constant, , Specific direction X will be defined.
- the front end 3F of the insulator 3 can be a portion serving as the front end in the portion exposed from the housing 2 in the insulator 3.
- a part of the housing 2 functions as the ground electrode 5. That is, the front end surface 20 of the housing 2 doubles as the ground electrode 5. As shown in FIG. 6, a creeping discharge along the surface of the insulator 3 is generated between the center electrode 4 and the ground electrode 5.
- the spark plug 1 is configured to generate a discharge s between the ground electrode 5 and the center electrode 4 by applying a high voltage to the center electrode 4, for example.
- the inner diameter of the housing 2 is slightly larger than the outer diameter of the insulator 3.
- the clearance between the outer peripheral surface of the insulator 3 and the inner peripheral surface of the housing 2 is, for example, about 1 mm or less in the plug radial direction.
- the outer peripheral surface of the insulator 3 and the inner peripheral surface of the housing 2 may be in contact with each other.
- the cylindrical housing 2 has a mounting screw portion 25 screwed to the engine head on the outer peripheral surface.
- the housing 2 is provided with a ground electrode 5 on the tip end side Z1 of the mounting screw portion 25.
- the ground electrode 5 is formed in an annular shape, and is formed so as to surround the insulator 3 all around.
- a tip inclined surface 21 is formed on the tip surface 20 of the housing 2 which is also the ground electrode 5.
- the front end inclined surface 21 is formed in the region of the rear side R of the front end surface 20 of the housing 2 with respect to the plug central axis Z0.
- the rear end 21 ⁇ / b> R of the front end inclined surface 21 is the rear end 20 ⁇ / b> R of the front end surface 20 of the housing 2.
- the front end inclined surface 21 is formed so as to straddle the area on the front side F and the area on the rear side R with respect to the plug central axis Z0.
- the front end inclined surface 21 is formed from the front end 20F to the rear end 21R of the front end surface 20 of the housing 2.
- the front end inclined surface 21 is formed on the entire surface of the front end surface 20 of the housing 2. Further, in the present embodiment, the tip inclined surface 21 is a flat surface.
- the spark plug 1 is installed such that the front side F of the spark plug 1 faces the upstream side of the air flow a in the combustion chamber 62.
- the spark plug 1 is attached to a plug hole 611 of the engine head 61. That is, the spark plug 1 is fixed to the engine head 61 by screwing the mounting screw portion 25 to the female screw formed on the inner peripheral surface of the plug hole 611.
- the tip of the spark plug 1 projects into the combustion chamber 62.
- the proximal end sidewall surface 612 is present around the tip of the spark plug 1.
- the proximal end side wall surface 612 is gradually inclined toward the distal end side Z1 as it goes away from the spark plug 1 in the plug radial direction.
- the entire distal end surface 20 of the housing 2 protrudes into the combustion chamber 62.
- the front end 21F of the front end inclined surface 21 may be made coincident with the front end of the plug hole 611, or may be disposed slightly proximal to the front end of the plug hole 611.
- an air flow a is generated near the tip of the spark plug 1. That is, at the time of operation of the internal combustion engine, an air flow a is generated in the vicinity of the front end portion of the spark plug 1 from the direction substantially orthogonal to the plug axial direction Z.
- the spark plug 1 by applying a predetermined voltage to the center electrode 4, discharge s is generated between the center electrode 4 and the ground electrode 5 as shown in FIG. 6. The discharge s is a creeping discharge along the surface of the insulator 3 between the center electrode 4 and the ground electrode 5.
- This discharge s is stretched by the air flow a described above. That is, as shown in FIG. 7, the discharge s is pulled away from the surface of the insulator 3 and stretched in the combustion chamber 62. The expanded discharge s ignites the mixture in the combustion chamber 62. As a result, a flame is generated in the combustion chamber 62, and the flame spreads to cause combustion.
- the spark plug 1 is attached to the internal combustion engine in such a manner that the front side F faces the upstream side of the air flow a. That is, the front end 20F of the front end surface 20 of the housing 2 is disposed on the upstream side of the air flow a with respect to the rear end 20R. Therefore, the front end inclined surface 21 formed on the front end surface 20 is inclined toward the front end side Z1 in the plug axial direction Z as it goes from the upstream side to the downstream side of the air flow a. Therefore, the airflow a in the vicinity of the tip end of the spark plug 1 is guided by the tip inclined surface 21 and its trajectory is corrected so as to be directed away from the tip side Z1 of the combustion chamber 62, that is, the proximal sidewall surface 612. .
- the discharge s drawn to the air flow a also spreads in the direction away from the distal end side Z1 of the combustion chamber 62, that is, the proximal side wall surface 612. Then, it is possible to suppress a cooling loss which disappears when the discharge s contacts or approaches the proximal end sidewall surface 612. In addition, it is possible to suppress a cooling loss which disappears when the initial flame ignited by the discharge s contacts or approaches the proximal sidewall surface 612. Therefore, the growth of the flame is less likely to be impeded, and the ignitability can be improved. For example, the ignitability of lean combustion can be improved. As a result, fuel consumption can also be improved.
- the end surface 20 of the housing 2 has the end inclined surface 21 formed as described above. Therefore, when the spark plug 1 is attached to the internal combustion engine, the air flow in the vicinity of the discharge portion in the spark plug 1 is set by the tip inclined surface 21 by arranging the front side F in the posture upstream of the air flow a as described above. a can be directed to the tip side Z1. Therefore, the discharge s will be stretched away from the proximal sidewall surface 612 of the combustion chamber 62. As a result, it is possible to prevent the discharge s and the initial flame from being affected by the cold loss and to promote the growth of the flame. As a result, the ignitability can be improved.
- At least a part of the tip inclined surface 21 is formed in the region of the tip surface 20 behind the plug central axis Z0.
- the air flow a in the region including the plug central axis Z0 can be easily directed to the tip end side Z1.
- the discharge s can be more easily directed to the tip end side Z1.
- the rear end 21 R of the front end inclined surface 21 is the rear end 20 R of the front end surface 20. That is, the tip inclined surface 21 is formed up to the rear end 20R of the tip surface 20. Therefore, the tip inclined surface 21 can be formed over a wide area in the specific direction X. Therefore, it becomes easy to direct more airflow a to tip side Z1. As a result, the discharge s can be more effectively directed to the tip end side Z1.
- the front end inclined surface 21 is formed so as to straddle the area on the front side F and the area on the rear side R with respect to the plug central axis Z0. As a result, the airflow a can be easily directed to the tip end side Z1 reliably in the vicinity of the discharge portion.
- the front end inclined surface 21 is formed from the front end 20F to the rear end 20R in the front end surface 20. Thereby, the tip inclined surface 21 can be formed over a wide range in the specific direction X. As a result, it becomes easy to direct more airflow a to the tip end side Z1.
- the tip inclined surface 21 is formed on the entire surface of the tip surface 20. Thereby, the area of the tip inclined surface 21 can be made as large as possible. As a result, it becomes easy to direct many airflows a to the tip side Z1 in a wider range.
- a creeping discharge along the surface of the insulator 3 is generated between the center electrode 4 and the ground electrode 5.
- the inner diameter of the housing 2 is reduced in order to bring the ground electrode 5 at the end of the housing 2 and the outer peripheral surface of the insulator 3 into close proximity.
- the area of the front end surface 20 of the housing 2 tends to be large. Therefore, the area of the tip inclined surface 21 can be easily increased.
- the guide function of the air flow a by the front end inclined surface 21 can be largely exhibited, and the ignition performance can be easily improved.
- the distance in the plug axial direction Z between the center electrode 4 as the starting point of the discharge s and the ground electrode 5 is relatively long. Therefore, when the discharge s is stretched by the air flow a, the discharge s tends to be close to the proximal side wall surface 612 of the combustion chamber 62, so the request for directing the stretching direction of the discharge s to the distal side Z1 tends to be high. Therefore, with the configuration of the present embodiment, it is possible to effectively improve the ignitability by easily directing the discharge s to the front end side Z1.
- the ignition plug for internal combustion engines and internal combustion engine which can improve ignition property can be provided.
- the housing 2 has a notch 22 cut out from the distal end surface 20 toward the proximal end Z2 on the rear side R of the insulator 3.
- a tip inclined surface 21 is formed in a portion other than the notch 22 in the tip surface 20 of the housing 2.
- the notch 22 is formed to penetrate in the plug radial direction from the inside to the outside of the housing 2. Further, the base portion 221 of the notch portion 22 is formed to be located on the proximal end Z2 side of the front end 20F of the distal end surface 20 of the housing 2. However, this position is not particularly limited.
- the pair of inner side surfaces 222 of the notch 22 are opposed to each other.
- the pair of inner side surfaces 222 is formed substantially in parallel with the specific direction X. Further, the distance between the pair of inner side surfaces 222 in the notch 22 is larger than the diameter of the center electrode 4.
- a tip edge 223 is formed at the tip edge of the inner side surface 222.
- the other configuration is the same as that of the first embodiment.
- symbol used in Embodiment 2 or subsequent ones represents the component similar to the thing in already-appeared embodiment, etc., unless shown.
- an initial discharge s is generated mainly between the front end 223 F of the tip edge 223 and the center electrode 4. Then, while the discharge s is stretched by the air flow a, the starting point on the ground electrode 5 moves from the front end 223F to the rear edge R along the tip edge 223. Then, as shown in FIG. 12, the rear end 223R of the leading edge 223 is reached. The discharge s is further stretched toward the rear side R and the front end side Z1, as shown in FIGS.
- the direction of the air flow a can be directed toward the tip end side Z 1 by the tip inclined surface 21.
- the leading edge 223 on the leading end Z1 of the notch 22 one of the starting points of the discharge s can be smoothly moved to the rear R.
- the discharge s can be extended smoothly to the rear side R and the tip side Z1.
- it has the same operation effect as Embodiment 1.
- the front end surface 20 of the housing 2 has a radial direction inclined surface 23.
- the radial direction inclined surface 23 is a surface which inclines toward the base end side Z2 as going from the outer peripheral side to the center side in the plug radial direction. That is, unlike the spark plug 1 of the first embodiment (see FIG. 4), as shown in FIG. 17, the distal end surface 20 of the housing 2 is also proximal as it goes from the both ends to the center in the lateral direction Y. It has a portion inclined toward the side Z2.
- the front end inclined surface 21 is formed in the radial direction inclined surface 23. That is, as shown in FIG. 17, in the lateral direction Y, the distal end surface 20 has a shape in which a portion inside the both end edges is recessed toward the proximal end side Z2. Further, as shown in FIG. 14, in the specific direction X, the distal end surface 20 is inclined toward the distal end side Z1 as going from the front side F to the rear side R. Thus, the distal end surface 20 also configures the distal end inclined surface 21 while configuring the radial direction inclined surface 23.
- the radially inclined surface 23 is recessed in a curved shape toward the base end side Z2.
- the tip inclined surface 21 has a larger inclination angle with respect to the specific direction X (plug radial direction) when viewed from the lateral direction Y, as shown in FIG. It has a similar shape.
- the radial direction inclined surface 23 does not necessarily need to be curved surface shape, for example, may be comprised by the several plane. The other configuration is the same as that of the first embodiment.
- the direction of the air flow a directed to the vicinity of the tip end portion of the spark plug 1 varies in practice, and when viewed from the plug axial direction Z, the flow does not necessarily follow the specific direction X.
- the mounting attitude of the spark plug 1 to the engine head 61 may vary. That is, the air flow a may be inclined to about 30 to 45 ° with respect to the specific direction X when viewed in the plug axial direction Z. Then, when viewed from the plug axial direction Z, the air flow a in a direction inclined with respect to the specific direction X may reach near the tip end portion of the spark plug 1. In such a case, it is possible to correct the direction variation of the air flow a by the radial direction inclined surface 23 and to guide in the direction along the specific direction X when viewed from the plug axial direction Z.
- the present embodiment is an example of a spark plug 10 provided with a spark discharge gap G as shown in FIGS. That is, in the spark plug 10 of the present embodiment, the center electrode 4 and the ground electrode 5 are disposed to face each other in a state in which the spark discharge gap G is provided between them.
- This type of spark plug 10 generates spark discharge in the spark discharge gap G by applying a high voltage to the center electrode 4.
- the ground electrode 5 extends from the front end surface 20 of the housing 2 to the front end side Z1 and is bent toward the center of the plug.
- the ground electrode 5 and the center electrode 4 face each other in the plug axial direction Z. That is, as shown in FIGS. 19 to 21, the ground electrode 5 is bent from the front end of the housing 2 from the front end of the housing 2 to the front end portion 51 and the front end of the front end 51. And an opposing portion 52 opposing in the plug axial direction Z.
- the standing portion 51 is disposed in the lateral direction Y with respect to the center electrode 4.
- the facing portion 52 is formed to extend in the lateral direction Y from the tip end of the standing portion 51. Therefore, when viewed from the plug axial direction Z, the direction orthogonal to the formation direction of the facing portion 52 is referred to as the specific direction X.
- the tip end surface 20 of the housing 2 on the tip end surface 20 of the housing 2, a tip end inclined surface 21 inclined in the specific direction X is formed.
- the tip inclined surface 21 is formed on the entire surface of the tip surface 20.
- a pocket portion 11 is formed on the outer peripheral side of the leg portion 31 which is the tip portion of the insulator 3 and on the inner peripheral side of the housing 2 as a space opened to the tip end side Z1.
- the pocket portion 11 is formed in an annular shape.
- the tip end portion of the pocket portion 11 has a width in the plug radial direction of about 1.5 to 2.5 mm.
- the spark plug 10 is installed such that the front side F of the spark plug 10 faces the upstream side of the air flow a in the combustion chamber 62. At this time, the alignment direction of the erected portion 51 of the ground electrode 5 and the center electrode 4 is substantially orthogonal to the air flow a.
- the tip of the spark plug 10 protrudes into the combustion chamber 62.
- the entire distal end surface 20 of the housing 2 protrudes into the combustion chamber 62.
- the entire tip surface 20 may not necessarily protrude into the combustion chamber 62.
- the proximal end sidewall surface 612 is present around the tip of the spark plug 10.
- an air flow a is generated near the tip of the spark plug 10. Then, in the spark plug 10, a predetermined voltage is applied to the center electrode 4 to generate a discharge s in the spark discharge gap G.
- This discharge s is stretched by the air flow a described above.
- the spark plug 10 is attached to the internal combustion engine in such a manner that the front side F faces the upstream side of the air flow a. Therefore, the airflow a in the vicinity of the tip end of the spark plug 1 is guided by the tip inclined surface 21 and its trajectory is corrected so as to be directed away from the tip side Z1 of the combustion chamber 62, that is, the proximal sidewall surface 612. .
- the discharge s drawn to the air flow a also spreads in the direction away from the distal end side Z1 of the combustion chamber 62, that is, the proximal side wall surface 612.
- the cold loss can be suppressed and the ignitability can be improved.
- the ignitability of lean combustion can be improved.
- fuel consumption can also be improved.
- the pocket portion 11 is formed between the housing 2 and the insulator 3. Therefore, as shown in FIG. 24, there is also an air flow a1 guided by the tip inclined surface 21 and gradually going to the tip side Z1, but there is also an air flow a2 that dives into the pocket portion 11 on the rear side of the insulator 3. Then, the air flow a2 is largely corrected to the tip end side Z1 by the inner peripheral surface of the housing 2 on the rear side R of the pocket portion 11. By the presence of such air flow a2, the whole air flow a0 can be effectively directed to the tip end side Z1. Along with this, the discharge s can be more easily led to the tip end side Z1. The degree of this effect is considered to be variable depending on the size of the pocket portion 11 or the like. In addition, it has the same operation effect as Embodiment 1.
- the form of the spark plug is not limited to the above embodiment, and various forms other than these may be adopted.
- the front end inclined surface 21 is not provided on a part of the front side F in the front end surface 20 of the housing 2, and in the region from the position overlapping the insulator 3 to the rear end in the lateral direction Y, The tip inclined surface 21 can also be formed.
- the distal end inclined surface 21 is a concave shape having a convex shape on the base end side Z2.
- the tip inclined surface 21 becomes larger in inclination angle with respect to the specific direction X as it goes to the rear side R. Therefore, the air flow can be easily directed to the distal end side Z1, and the discharge can be easily stretched to the distal end side Z1.
- the tip inclined surface 21 is formed in a region other than a part of the rear side R of the tip surface 20.
- the tip inclined surface 21 is formed at a position apart from both the front end 20F and the rear end 20R of the tip end surface 20.
- the rear end 21 R of the front end inclined surface 21 is on the rear side of the front end 3 F of the insulator 3. Further, the rear end 21R of the front end inclined surface 21 is a rear side R from the plug central axis Z0.
- 25 to 28 are side views of the tip of the spark plug as viewed in the lateral direction Y. Also, these variations are shown as variations of the first embodiment. However, it can also be applied as a modification of the fourth embodiment.
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Abstract
内燃機関用の点火プラグ(1)は、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、絶縁碍子(3)の内側に保持されると共に絶縁碍子(3)の先端から先端側(Z1)へ露出した中心電極(4)と、中心電極(4)との間に放電を生じさせる接地電極(5)と、を有する。プラグ軸方向(Z)に直交する特定の方向である特定方向(X)における一方側及び他方側を、それぞれ前側(F)及び後側(R)と定義したとき、ハウジング(2)の先端面(20)は、前端(20F)から後端(20R)へ向かうほど先端側(Z1)へ向かうように傾斜した先端傾斜面(21)を有する。先端傾斜面(21)の後端(21R)は、先端面(20)の前端(20F)よりも先端側(Z1)であると共に絶縁碍子(3)の前端(3F)よりも後側(R)に配置されている。
Description
本出願は、2018年1月12日に出願された日本出願番号2018-003720号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
本開示は、内燃機関用の点火プラグ、及び、これを備えた内燃機関に関する。
内燃機関用の点火プラグとして、例えば特許文献1に開示されたものがある。
点火プラグは、内燃機関の燃焼室に、先端部を突出させるように取り付けられる。そして、点火プラグによって生じさせた放電によって、燃焼室内の混合気に着火させる。
点火プラグは、内燃機関の燃焼室に、先端部を突出させるように取り付けられる。そして、点火プラグによって生じさせた放電によって、燃焼室内の混合気に着火させる。
内燃機関用の点火プラグには、以下の課題がある。
すなわち、点火プラグによって生じた放電は、燃焼室内の気流によって流されて、引き伸ばされる。このとき、放電の一部、或いは放電によって生じた初期火炎が、燃焼室の内壁面に近接したり、接触したりすると、火炎の成長が妨げられるおそれがある。その結果、着火性の向上を図ることが困難となるおそれがある。
すなわち、点火プラグによって生じた放電は、燃焼室内の気流によって流されて、引き伸ばされる。このとき、放電の一部、或いは放電によって生じた初期火炎が、燃焼室の内壁面に近接したり、接触したりすると、火炎の成長が妨げられるおそれがある。その結果、着火性の向上を図ることが困難となるおそれがある。
特に、希薄燃焼における着火性の向上が困難となり、リーン限界の向上や、EGR(排ガス再循環の略)の限界の向上が困難となるおそれがある。その結果、燃費の向上を図ることが困難となるおそれがある。
本開示は、着火性を向上させる内燃機関用の点火プラグ及び内燃機関を提供しようとするものである。
本開示の一態様は、筒状のハウジングと、
上記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子と、
上記絶縁碍子の内側に保持されると共に該絶縁碍子の先端から先端側へ露出した中心電極と、
上記中心電極との間に放電を生じさせる接地電極と、を有し、
プラグ軸方向に直交する特定の方向である特定方向における一方側及び他方側を、それぞれ前側及び後側と定義したとき、
上記ハウジングの先端面は、前端から後端へ向かうほど先端側へ向かうように傾斜した先端傾斜面を有し、
かつ、上記先端傾斜面の後端は、上記先端面の前端よりも先端側であると共に上記絶縁碍子の前端よりも後側に配置されている、内燃機関用の点火プラグにある。
上記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子と、
上記絶縁碍子の内側に保持されると共に該絶縁碍子の先端から先端側へ露出した中心電極と、
上記中心電極との間に放電を生じさせる接地電極と、を有し、
プラグ軸方向に直交する特定の方向である特定方向における一方側及び他方側を、それぞれ前側及び後側と定義したとき、
上記ハウジングの先端面は、前端から後端へ向かうほど先端側へ向かうように傾斜した先端傾斜面を有し、
かつ、上記先端傾斜面の後端は、上記先端面の前端よりも先端側であると共に上記絶縁碍子の前端よりも後側に配置されている、内燃機関用の点火プラグにある。
本開示の他の態様は、上記内燃機関用の点火プラグを備えた内燃機関であって、
上記点火プラグは、該点火プラグの前側が、燃焼室における気流の上流側を向くように設置されている、内燃機関にある。
上記点火プラグは、該点火プラグの前側が、燃焼室における気流の上流側を向くように設置されている、内燃機関にある。
上記点火プラグにおいては、ハウジングの先端面が、上記先端傾斜面を有する。そして、先端傾斜面の後端は、先端面の前端よりも先端側であると共に絶縁碍子の前端よりも後側に配置されている。そのため、点火プラグを内燃機関に取り付ける際に、前側が気流の上流側となる姿勢で配置することにより、先端傾斜面によって、点火プラグにおける放電部分付近の気流を、先端側へ向けることができる。それゆえ、放電は、燃焼室の内壁から遠ざかるように、引き伸ばされることとなる。その結果、放電や初期火炎が冷損の影響を受けることを防ぎ、火炎の成長を促進させることができる。その結果、着火性を向上させることができる。
以上のごとく、上記態様によれば、着火性を向上させる内燃機関用の点火プラグ及び内燃機関を提供することができる。
本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、実施形態1における、点火プラグの一部断面正面図であり、
図2は、実施形態1における、点火プラグの先端部の正面図であり、
図3は、図2のIII矢視図であり、
図4は、図2のIV-IV線矢視断面図であり、
図5は、実施形態1における、点火プラグの先端部の斜視図であり、
図6は、実施形態1における、点火プラグを取り付けた内燃機関の説明図であり、
図7は、実施形態1における、放電が引き伸ばされる状態を示す内燃機関の説明図であり、
図8は、実施形態2における、点火プラグの先端部の正面図であり、
図9は、実施形態2における、先端側から見た点火プラグの平面図であり、
図10は、図8のA矢視図であり、
図11は、実施形態2における、先端側から見た初期の放電の状態を示す平面説明図であり、
図12は、実施形態2における、先端側から見た放電が引き伸ばされた状態を示す平面説明図であり、
図13は、図12のXIII矢視図であり、
図14は、実施形態3における、点火プラグの先端部の正面図であり、
図15は、図14のXV矢視図であり、
図16は、図14のXVI矢視図であり、
図17は、図14のXVII-XVII線矢視断面図であり、
図18は、実施形態3における、横方向の斜め先端側から見た点火プラグの先端部の斜視説明図であり、
図19は、実施形態4における、点火プラグの一部断面側面図であり、
図20は、実施形態4における、点火プラグの先端部の正面図であり、図19のXX矢視図であり、
図21は、図20のXXI矢視図であり、
図22は、実施形態4における、点火プラグを取り付けた内燃機関の説明図であり、
図23は、実施形態4における、放電が引き伸ばされる状態を示す内燃機関の説明図であり、
図24は、実施形態4における、放電が、より先端側へ引き伸ばされる状態を示す説明図であり、
図25は、変形形態における、点火プラグの先端部の正面図であり、
図26は、他の変形形態における、点火プラグの先端部の正面図であり、
図27は、さらに他の変形形態における、点火プラグの先端部の正面図であり、
図28は、さらに他の変形形態における、点火プラグの先端部の正面図である。
(実施形態1)
内燃機関用の点火プラグ及びこれを用いた内燃機関に係る実施形態について、図1~図7を参照して説明する。
本実施形態の内燃機関用の点火プラグ1は、図1~図5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。
内燃機関用の点火プラグ及びこれを用いた内燃機関に係る実施形態について、図1~図7を参照して説明する。
本実施形態の内燃機関用の点火プラグ1は、図1~図5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、絶縁碍子3の内側に保持されると共に絶縁碍子3の先端よりも先端側Z1へ突出している。接地電極5は、図6に示すごとく、中心電極4との間に放電sを生じさせるよう構成されている。
プラグ軸方向Zに直交する特定の方向である特定方向Xにおける一方側及び他方側を、それぞれ前側F及び後側Rと定義する。ハウジング2の先端面20は、前端20Fから後端20Rへ向かうほど先端側Z1へ向かうように傾斜した先端傾斜面21を有する。先端傾斜面21の後端21Rは、先端面20の前端20Fよりも先端側Z1であると共に絶縁碍子3の前端3Fよりも後側Rに配置されている。
点火プラグ1は、例えば、自動車等の車両用の内燃機関における着火手段として用いることができる。内燃機関用の点火プラグ1において、燃焼室へ挿入される側を先端側Z1、その反対側を基端側Z2とする。また、本明細書において、プラグ軸方向Zとは、点火プラグ1の軸方向を意味し、プラグ径方向とは、点火プラグ1の径方向を意味する。
また、特定方向Xとプラグ軸方向Zとの双方に直交する方向を横方向Yというものとする。なお、特定方向Xは、プラグ軸方向Zに直交する方向のうち、先端傾斜面21が、傾斜する方向であり、先端傾斜面21の向きが一定でない場合は、全体として傾斜している方向を、特定方向Xと定義することとなる。
また、絶縁碍子3の前端3Fは、絶縁碍子3におけるハウジング2から露出した部分の中での前端となる部位とすることができる。
また、絶縁碍子3の前端3Fは、絶縁碍子3におけるハウジング2から露出した部分の中での前端となる部位とすることができる。
本形態の点火プラグ1においては、ハウジング2の一部が接地電極5として機能する。すなわち、ハウジング2の先端面20が、接地電極5を兼ねている。図6に示すごとく、中心電極4と接地電極5との間には、絶縁碍子3の表面に沿った沿面放電が生じるよう構成されている。点火プラグ1は、例えば、中心電極4に高電圧を印加することによって、接地電極5と中心電極4との間に放電sを生じさせるよう構成されている。
図2、図3に示すごとく、ハウジング2の内径は、絶縁碍子3の外形よりも若干大きい程度である。絶縁碍子3の外周面と、ハウジング2の内周面との間の隙間は、プラグ径方向において、例えば1mm程度以下である。なお、絶縁碍子3の外周面と、ハウジング2の内周面とは、互いに接触していてもよい。
筒状のハウジング2は、外周面において、エンジンヘッドに螺合する取付ネジ部25を有する。ハウジング2は、取付ネジ部25の先端側Z1に、接地電極5を設けている。接地電極5は、円環状に形成されており、絶縁碍子3を全周にわたって囲むように形成されている。そして、接地電極5でもあるハウジング2の先端面20に、先端傾斜面21が形成されている。
図2に示すごとく、先端傾斜面21の少なくとも一部は、ハウジング2の先端面20のうち、プラグ中心軸Z0よりも後側Rの領域に、形成されている。先端傾斜面21の後端21Rは、ハウジング2の先端面20の後端20Rである。先端傾斜面21は、プラグ中心軸Z0よりも前側Fの領域と後側Rの領域とに跨るように形成されている。先端傾斜面21は、ハウジング2の先端面20における前端20Fから後端21Rまでにわたり形成されている。
図2、図3、図5に示すごとく、先端傾斜面21は、ハウジング2の先端面20の全面に形成されている。また、本形態においては、先端傾斜面21は平坦面である。
次に、点火プラグ1を備えた内燃機関につき、図6、図7を参照して説明する。
点火プラグ1は、点火プラグ1の前側Fが、燃焼室62における気流aの上流側を向くように設置されている。
点火プラグ1は、点火プラグ1の前側Fが、燃焼室62における気流aの上流側を向くように設置されている。
点火プラグ1は、エンジンヘッド61のプラグホール611に取り付けられている。すなわち、プラグホール611の内周面に形成された雌ネジに、取付ネジ部25を螺合することにより、点火プラグ1が、エンジンヘッド61に固定されている。そして、点火プラグ1の先端部が、燃焼室62に突出している。点火プラグ1の先端部の周囲には、基端側壁面612が存在することとなる。この基端側壁面612は、点火プラグ1からプラグ径方向に遠ざかるにつれて、徐々に先端側Z1へ向かうように傾斜している。本形態においては、ハウジング2の先端面20の全体が、燃焼室62へ突き出ている。ただし、例えば、先端傾斜面21の前端21Fを、プラグホール611の先端に一致させてもよいし、プラグホール611の先端よりも若干基端側に配置してもよい。
燃焼室62内においては、点火プラグ1の先端部付近において、気流aが生じる。すなわち、内燃機関の稼働時において、プラグ軸方向Zに略直交する方向から、点火プラグ1の先端部付近に向って、気流aが生じる。
一方、点火プラグ1においては、中心電極4に所定の電圧を印加することで、図6に示すごとく、中心電極4と接地電極5との間に、放電sを生じさせる。この放電sは、中心電極4と接地電極5との間における絶縁碍子3の表面に沿った沿面放電となる。
一方、点火プラグ1においては、中心電極4に所定の電圧を印加することで、図6に示すごとく、中心電極4と接地電極5との間に、放電sを生じさせる。この放電sは、中心電極4と接地電極5との間における絶縁碍子3の表面に沿った沿面放電となる。
この放電sが、上述の気流aによって引き伸ばされる。つまり、図7に示すごとく、放電sは、絶縁碍子3の表面から引き離されて、燃焼室62内において引き伸ばされる。引き伸ばされた放電sによって、燃焼室62内の混合気が着火される。これにより、燃焼室62内において、火炎が生じ、火炎が広がって、燃焼が生じる。
上述のように、点火プラグ1は、前側Fが気流aの上流側を向くような姿勢にて、内燃機関に取り付けられている。つまり、ハウジング2の先端面20の前端20Fが、後端20Rに対して、気流aの上流側となるように配置されている。それゆえ、先端面20に形成された先端傾斜面21は、気流aの上流側から下流側へ向かうにつれて、プラグ軸方向Zの先端側Z1へ向かうように傾斜していることとなる。それゆえ、点火プラグ1の先端部付近の気流aは、先端傾斜面21にガイドされて、燃焼室62の先端側Z1、すなわち基端側壁面612から離れる方向へ向かうように、軌道修正される。
これに伴い、気流aに引き伸ばされる放電sも、燃焼室62の先端側Z1、すなわち基端側壁面612から離れる方向へ向かって広がる。そうすると、放電sが基端側壁面612に接触したり近接したりすることにより消失する冷損を抑制することができる。また、放電sによって着火される初期火炎が基端側壁面612に接触したり近接したりすることにより消失する冷損を抑制することができる。そのため、火炎の成長が妨げられにくくなり、着火性を向上させることができる。例えば、希薄燃焼の着火性を向上させることができる。その結果、燃費の向上を図ることもできる。
上記点火プラグ1においては、ハウジング2の先端面20が、上述のように形成された先端傾斜面21を有する。そのため、点火プラグ1を内燃機関に取り付ける際に、上述のように、前側Fが気流aの上流側となる姿勢で配置することにより、先端傾斜面21によって、点火プラグ1における放電部分付近の気流aを、先端側Z1へ向けることができる。それゆえ、放電sは、燃焼室62の基端側壁面612から遠ざかるように、引き伸ばされることとなる。その結果、放電sや初期火炎が冷損の影響を受けることを防ぎ、火炎の成長を促進させることができる。その結果、着火性を向上させることができる。
先端傾斜面21の少なくとも一部は、先端面20のうち、プラグ中心軸Z0よりも後側Rの領域に、形成されている。これにより、プラグ中心軸Z0を含む領域の気流aを、先端側Z1へ向けやすくなる。その結果、放電sをより確実に、先端側Z1へ向けやすくなる。
先端傾斜面21の後端21Rは、先端面20の後端20Rである。すなわち、先端面20の後端20Rまで、先端傾斜面21が形成されていることとなる。それゆえ、特定方向Xにおける広い領域にわたり、先端傾斜面21を形成することができる。そのため、より多くの気流aを、先端側Z1へ向けやすくなる。その結果、放電sをより効果的に、先端側Z1へ向けやすくなる。
先端傾斜面21は、プラグ中心軸Z0よりも前側Fの領域と後側Rの領域とに跨るように形成されている。これにより、放電部分付近において、確実に気流aを先端側Z1へ向けやすくなる。
先端傾斜面21は、先端面20における前端20Fから後端20Rまでにわたり形成されている。これにより、特定方向Xにおける広い範囲にわたり、先端傾斜面21を形成することができる。その結果、より多くの気流aを先端側Z1へ向けやすくなる。
先端傾斜面21は、先端面20の全面に形成されている。これにより、先端傾斜面21の面積を極力大きくすることができる。その結果、より広範囲にわたり、多くの気流aを先端側Z1へ向けやすくなる。
中心電極4と接地電極5との間には、絶縁碍子3の表面に沿った沿面放電が生じるよう構成されている。このような放電方式の点火プラグ1においては、ハウジング2の先端の接地電極5と絶縁碍子3の外周面とを近接させるために、ハウジング2の内径を小さくする。そうすると、ハウジング2の先端面20の面積が大きくなりやすい。それゆえ、先端傾斜面21の面積を大きく取りやすい。その結果、先端傾斜面21による気流aのガイド機能を大きく発揮しやすく、着火性向上に寄与しやすい。
また、沿面放電が生じるよう構成した点火プラグ1は、放電sの起点となる中心電極4と接地電極5との間のプラグ軸方向Zの距離が、比較的長い。それゆえ、気流aによって放電sが引き伸ばされた際に、放電sが燃焼室62の基端側壁面612に近接しやすいため、放電sの引き伸ばし方向を先端側Z1へ向ける要請が高くなりやすい。そこで、本形態の構成とすることで、放電sを先端側Z1へ向けやすくなることによる着火性の向上を効果的に図ることができる。
以上のごとく、上記形態によれば、着火性を向上させる内燃機関用の点火プラグ及び内燃機関を提供することができる。
(実施形態2)
本形態は、図8~図13に示すごとく、ハウジング2は、絶縁碍子3の後側Rにおいて、先端面20から基端側Z2へ向かって切り欠かれた切欠部22を有する。
そして、ハウジング2の先端面20における、切欠部22以外の部分において、先端傾斜面21が形成されている。
本形態は、図8~図13に示すごとく、ハウジング2は、絶縁碍子3の後側Rにおいて、先端面20から基端側Z2へ向かって切り欠かれた切欠部22を有する。
そして、ハウジング2の先端面20における、切欠部22以外の部分において、先端傾斜面21が形成されている。
切欠部22は、ハウジング2の内側から外側まで、プラグ径方向に貫通するように形成されている。また、切欠部22の基底部221は、ハウジング2の先端面20の前端20Fよりも基端側Z2に位置するように形成されている。ただし、この位置は、特に限定されるものではない。
切欠部22の一対の内側面222は、互いに対向している。そして、一対の内側面222は、特定方向Xに略平行に形成されている。また、切欠部22における一対の内側面222の間隔は、中心電極4の直径よりも大きい。内側面222の先端縁には、先端エッジ223が形成されている。
その他の構成は、実施形態1と同様である。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。
本形態の点火プラグ1においては、図11に示すごとく、主として、先端エッジ223の前端223Fと、中心電極4との間において、初期の放電sが生じることとなる。そして、放電sは、気流aによって引き伸ばされながら、接地電極5側の起点が、前端223Fから先端エッジ223を伝って、後側Rへ移動する。そして、図12に示すごとく、先端エッジ223の後端223Rに達する。放電sは、図12、図13に示すごとく、後側Rかつ先端側Z1へ向かってさらに引き伸ばされる。
本形態においては、切欠部22によって、気流aによって引き伸ばされやすい位置に放電を形成しつつ、先端傾斜面21によって、気流aの方向を先端側Z1へ向かうようにすることができる。これにより、また、切欠部22の先端側Z1に先端エッジ223が形成されることによって、放電sの一方の起点を、円滑に後側Rへ移動させることができる。その結果、円滑に、放電sを、後側Rかつ先端側Z1へ引き伸ばすことができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実施形態3)
本形態の点火プラグ1においては、図14~図18に示すごとく、ハウジング2の先端面20が、径方向傾斜面23を有する。径方向傾斜面23は、プラグ径方向における外周側から中央側へ向かうほど基端側Z2へ向かうように傾斜する面である。つまり、実施形態1の点火プラグ1(図4参照)とは異なり、図17に示すごとく、ハウジング2の先端面20が、横方向Yにおいても、その両端側から中央側へ向かうほど、基端側Z2へ向かうように傾斜した部分を有する。
本形態の点火プラグ1においては、図14~図18に示すごとく、ハウジング2の先端面20が、径方向傾斜面23を有する。径方向傾斜面23は、プラグ径方向における外周側から中央側へ向かうほど基端側Z2へ向かうように傾斜する面である。つまり、実施形態1の点火プラグ1(図4参照)とは異なり、図17に示すごとく、ハウジング2の先端面20が、横方向Yにおいても、その両端側から中央側へ向かうほど、基端側Z2へ向かうように傾斜した部分を有する。
そして、図15、図18に示すごとく、径方向傾斜面23に先端傾斜面21が形成されていることとなる。つまり、先端面20は、図17に示すごとく、横方向Yにおいては、その両端縁よりも内側の部分が、基端側Z2へ向かって凹んだ形状を有する。また、先端面20は、図14に示すごとく、特定方向Xにおいては、前側Fから後側Rへ向かうにつれて、先端側Z1へ向かうように傾斜している。このようにして、先端面20は、径方向傾斜面23を構成しつつ、先端傾斜面21をも構成している。
さらに、本形態においては、径方向傾斜面23は、図14に示すごとく、基端側Z2へ向かって曲面状に凹んでいる。これにより、先端傾斜面21は、前側部分よりも、後側部分の方が、図14に示すごとく、横方向Yから見たときの、特定方向X(プラグ径方向)に対する傾斜角度が大きくなるような形状となっている。なお、径方向傾斜面23は、必ずしも曲面状である必要はなく、例えば、複数の平面によって構成されていてもよい。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
その他の構成は、実施形態1と同様である。
本形態においては、気流aを、径方向傾斜面23によって、特定方向Xに導きつつ、先端側Z1へ向かうように軌道修正することができる。これにより、一層効果的に、気流aを、燃焼室62の中央側へ向かわせることができる。
特に、点火プラグ1の先端部付近へ向かう気流aの向きは、実際には、ばらつきがあり、プラグ軸方向Zから見たとき、特定方向Xに沿った流れとなるとは限らない。また、エンジンヘッド61への点火プラグ1の取付姿勢にも、ばらつきが生じうる。すなわち、プラグ軸方向Zから見て、気流aが特定方向Xに対して30~45°程度まで傾斜する事態も生じうる。そうすると、プラグ軸方向Zから見て、特定方向Xに対して傾斜した方向の気流aが、点火プラグ1の先端部付近に到達することもある。かかる場合において、径方向傾斜面23によって、気流aの方向ばらつきを修正して、プラグ軸方向Zから見て、特定方向Xに沿った方向に導くことができる。
それとともに、先端傾斜面21によって、気流aを、先端側Z1へ向かうように軌道修正することができる。
これにより、一層効率的に、気流aを燃焼室の中央側へ向かわせることができる。その結果、着火性を、一層向上させることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
これにより、一層効率的に、気流aを燃焼室の中央側へ向かわせることができる。その結果、着火性を、一層向上させることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
(実施形態4)
本形態は、図19~図24に示すごとく、火花放電ギャップGを備えた点火プラグ10の例である。
すなわち、本形態の点火プラグ10は、中心電極4と接地電極5とが、互いの間に火花放電ギャップGを設けた状態で、対向配置されている。
本形態は、図19~図24に示すごとく、火花放電ギャップGを備えた点火プラグ10の例である。
すなわち、本形態の点火プラグ10は、中心電極4と接地電極5とが、互いの間に火花放電ギャップGを設けた状態で、対向配置されている。
この種の点火プラグ10は、中心電極4に高電圧を印加することにより、火花放電ギャップGに火花放電を生じさせる。
接地電極5は、ハウジング2の先端面20から、先端側Z1へ延びると共に、プラグ中心側へ向かって屈曲している。そして、プラグ軸方向Zにおいて、接地電極5と中心電極4とが対向している。すなわち、接地電極5は、図19~図21に示すごとく、ハウジング2の先端面20から先端側Z1に立設する立設部51と、立設部51の先端から屈曲して、中心電極4に対してプラグ軸方向Zに対向する対向部52とを有している。
接地電極5は、ハウジング2の先端面20から、先端側Z1へ延びると共に、プラグ中心側へ向かって屈曲している。そして、プラグ軸方向Zにおいて、接地電極5と中心電極4とが対向している。すなわち、接地電極5は、図19~図21に示すごとく、ハウジング2の先端面20から先端側Z1に立設する立設部51と、立設部51の先端から屈曲して、中心電極4に対してプラグ軸方向Zに対向する対向部52とを有している。
立設部51は、中心電極4に対して、横方向Yに配置されている。そして、対向部52は、立設部51の先端部から横方向Yに延びるように形成されている。それゆえ、プラグ軸方向Zから見て、対向部52の形成方向に直交する方向が、特定方向Xということとなる。そして、図20に示すごとく、ハウジング2の先端面20に、特定方向Xに傾斜した先端傾斜面21が形成されている。本形態においては、先端傾斜面21は、先端面20の全面に形成されている。
絶縁碍子3の先端部分である脚部31の外周側であって、ハウジング2の内周側には、先端側Z1へ開口した空間である、ポケット部11が形成されている。ポケット部11は、環状に形成されている。ポケット部11の先端部は、プラグ径方向の幅が、1.5~2.5mm程度である。
次に、点火プラグ10を備えた内燃機関につき、図22、図23を参照して説明する。
点火プラグ10は、点火プラグ10の前側Fが、燃焼室62における気流aの上流側を向くように設置されている。このとき、接地電極5の立設部51と、中心電極4との並び方向は、気流aに略直交することとなる。
点火プラグ10は、点火プラグ10の前側Fが、燃焼室62における気流aの上流側を向くように設置されている。このとき、接地電極5の立設部51と、中心電極4との並び方向は、気流aに略直交することとなる。
実施形態1の場合と同様に、点火プラグ10がエンジンヘッド61のプラグホール611に取り付けられた状態において、点火プラグ10の先端部が、燃焼室62に突出している。また、本形態においては、ハウジング2の先端面20の全体が、燃焼室62へ突き出ている。ただし、実施形態1と同様に、必ずしも先端面20の全体が燃焼室62へ突き出ていなくてもよい。そして、点火プラグ10の先端部の周囲には、基端側壁面612が存在することとなる。
燃焼室62内においては、点火プラグ10の先端部付近において、気流aが生じている。そして、点火プラグ10においては、中心電極4に所定の電圧を印加することで、火花放電ギャップGに放電sを生じさせる。
この放電sが、上述の気流aによって引き伸ばされる。上述のように、点火プラグ10は、前側Fが気流aの上流側を向くような姿勢にて、内燃機関に取り付けられている。それゆえ、点火プラグ1の先端部付近の気流aは、先端傾斜面21にガイドされて、燃焼室62の先端側Z1、すなわち基端側壁面612から離れる方向へ向かうように、軌道修正される。
これに伴い、気流aに引き伸ばされる放電sも、燃焼室62の先端側Z1、すなわち基端側壁面612から離れる方向へ向かって広がる。これにより、冷損を抑制して、着火性を向上させることができる。本形態においても、例えば、希薄燃焼の着火性を向上させることができる。その結果、燃費の向上を図ることもできる。
また、本形態の場合には、上述のように、ハウジング2と絶縁碍子3との間にポケット部11が形成されている。それゆえ、図24に示すごとく、先端傾斜面21にガイドされて、徐々に先端側Z1へ向かう気流a1もあるが、絶縁碍子3の後側のポケット部11に潜り込む気流a2もある。そうすると、ポケット部11の後側Rのハウジング2の内周面によって、その気流a2を大きく先端側Z1へ軌道修正することとなる。このような気流a2の存在によって、全体の気流a0を、効果的に先端側Z1へ向かわせることができる。これに伴い、放電sを、一層先端側Z1へ導きやすくなる。なお、この効果の程度は、ポケット部11の大きさなどによって、変わり得ると考えられる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
点火プラグの形態としては、上記実施形態に限定されるものではなく、これら以外にも種々の形態を採用し得る。
例えば、図25に示すように、ハウジング2の先端面20における前側Fの一部には、先端傾斜面21を設けず、横方向Yにおいて絶縁碍子3と重なる位置から後端までの領域に、先端傾斜面21を形成することもできる。
例えば、図25に示すように、ハウジング2の先端面20における前側Fの一部には、先端傾斜面21を設けず、横方向Yにおいて絶縁碍子3と重なる位置から後端までの領域に、先端傾斜面21を形成することもできる。
図26に示す変形形態は、先端傾斜面21を、基端側Z2に凸となる形状の凹面形状としたものである。これにより、先端傾斜面21は、後側Rへ向かうほど、特定方向Xに対する傾斜角度が大きくなる。それゆえ、気流を先端側Z1へ向かわせやすくなり、放電を先端側Z1へ引き伸ばしやすくなる。
図27に示す変形形態は、先端面20の後側Rの一部以外の領域に、先端傾斜面21を形成したものである。
図28に示す変形形態は、先端面20の前端20F及び後端20Rの双方から離れた位置に、先端傾斜面21を形成したものである。
図28に示す変形形態は、先端面20の前端20F及び後端20Rの双方から離れた位置に、先端傾斜面21を形成したものである。
図27に示す形態も、図28に示す形態も、先端傾斜面21の後端21Rは、絶縁碍子3の前端3Fよりも後側である。また、先端傾斜面21の後端21Rは、プラグ中心軸Z0よりも後側Rである。
図25~図28は、いずれも、点火プラグの先端部を、横方向Yから見た側面図である。また、これらの変形形態は、実施形態1の変形形態として示した。ただし、実施形態4の変形形態として適用することもできる。
本開示は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
Claims (11)
- 筒状のハウジング(2)と、
上記ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子(3)と、
上記絶縁碍子の内側に保持されると共に該絶縁碍子の先端から先端側(Z1)へ露出した中心電極(4)と、
上記中心電極との間に放電を生じさせる接地電極(5)と、を有し、
プラグ軸方向(Z)に直交する特定の方向である特定方向(X)における一方側及び他方側を、それぞれ前側(F)及び後側(R)と定義したとき、
上記ハウジングの先端面(20)は、前端(20F)から後端(20R)へ向かうほど先端側へ向かうように傾斜した先端傾斜面(21)を有し、
かつ、上記先端傾斜面の後端(21R)は、上記先端面の前端よりも先端側であると共に上記絶縁碍子の前端(3F)よりも後側に配置されている、内燃機関用の点火プラグ(1、10)。 - 上記先端傾斜面の少なくとも一部は、上記ハウジングの上記先端面のうち、プラグ中心軸(Z0)よりも後側の領域に、形成されている、請求項1に記載の内燃機関用の点火プラグ。
- 上記先端傾斜面の後端は、上記ハウジングの上記先端面の後端である、請求項2に記載の内燃機関用の点火プラグ。
- 上記先端傾斜面は、上記プラグ中心軸よりも前側の領域と後側の領域とに跨るように形成されている、請求項2又は3に記載の内燃機関用の点火プラグ。
- 上記先端傾斜面は、上記ハウジングの上記先端面における前端から後端までにわたり形成されている、請求項4に記載の内燃機関用の点火プラグ。
- 上記先端傾斜面は、上記ハウジングの上記先端面の全面に形成されている、請求項5に記載の内燃機関用の点火プラグ。
- 上記ハウジングの上記先端面は、プラグ径方向における外周側から中央側へ向かうほど基端側(Z2)へ向かうように傾斜する径方向傾斜面(23)を有する、請求項1~6のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火プラグ。
- 上記中心電極と上記接地電極とは、互いの間に火花放電ギャップ(G)を設けた状態で、対向配置されている、請求項1~7のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火プラグ(10)。
- 上記ハウジングの上記先端面が、上記接地電極を兼ねており、上記中心電極と上記接地電極との間には、上記絶縁碍子の表面に沿った沿面放電が生じるよう構成されている、請求項1~7のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火プラグ(1)。
- 上記ハウジングは、上記絶縁碍子の後側において、上記先端面から基端側へ向かって切り欠かれた切欠部(22)を有する、請求項9に記載の内燃機関用の点火プラグ。
- 請求項1~10のいずれか一項に記載の内燃機関用の点火プラグを備えた内燃機関であって、
上記点火プラグは、該点火プラグの前側が、燃焼室(62)における気流(a)の上流側を向くように設置されている、内燃機関。
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Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009004257A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Nippon Soken Inc | スパークプラグ取付構造 |
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Family Cites Families (7)
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---|---|---|---|---|
JP2009004257A (ja) * | 2007-06-22 | 2009-01-08 | Nippon Soken Inc | スパークプラグ取付構造 |
JP2011003478A (ja) * | 2009-06-22 | 2011-01-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ及びその製造方法 |
JP2016058196A (ja) * | 2014-09-08 | 2016-04-21 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 内燃機関用の点火プラグ |
JP2017054624A (ja) * | 2015-09-08 | 2017-03-16 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 内燃機関の点火プラグ |
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