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技術 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

出願人 株式会社SOKEN株式会社デンソー
発明者 若杉亮太青木文明杉田俊寺田金千代三輪哲也嶋本大祐
出願日 2019年4月16日 (1年10ヶ月経過) 出願番号 2019-077683
公開日 2020年10月29日 (3ヶ月経過) 公開番号 2020-177753
状態 未査定
技術分野 内燃機関の点火装置 スパークプラグ
主要キーワード コンター図 比較形態 略角柱 テーパ形 雌ネジ穴 取付姿勢 電極母材 基端側部分
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年10月29日)のものです。
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図面 (20)

課題

副室の大型化を抑制しつつ、副室を形成するカバー部の温度上昇を抑制できる、内燃機関用スパークプラグ及びこれを備えた内燃機関を提供すること。

解決手段

スパークプラグ1は、絶縁碍子3と、中心電極4と、ハウジング2と、カバー部5とを有する。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の先端側に先端突出部41を突出させている。カバー部5は、先端突出部41の少なくとも一部を覆うように設けられている。また、カバー部5は、ハウジング2の先端部に設けられている。カバー部5には、カバー部5の内側の空間である副室51と、カバー部5の外部とを連通させる貫通孔52が形成されている。カバー部5の外側表面53は、周方向の一部に、単位投影面積あたり表面積が他の部位よりも大きい放熱構造部50を有する。そして、単位投影面積は、カバー部5の厚み方向から投影した単位面積である。

概要

背景

自動車エンジン等の内燃機関は、主燃焼室と、主燃焼室に連通するとともに点火装置が設けられた副室とを有するものがある。特許文献1に記載された内燃機関は、高温となりやすい副室部材の先端側部分と、比較的低温である副室部材の基端側部分との間に伝熱部材を介設させることで、副室部材の先端部の温度低下を図っている。これにより、スパークプラグによる火花放電の発生以前に混合気着火すること(すなわちプレイグニッション)を抑制しようとしている。

概要

副室の大型化を抑制しつつ、副室を形成するカバー部の温度上昇を抑制できる、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を提供すること。スパークプラグ1は、絶縁碍子3と、中心電極4と、ハウジング2と、カバー部5とを有する。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の先端側に先端突出部41を突出させている。カバー部5は、先端突出部41の少なくとも一部を覆うように設けられている。また、カバー部5は、ハウジング2の先端部に設けられている。カバー部5には、カバー部5の内側の空間である副室51と、カバー部5の外部とを連通させる貫通孔52が形成されている。カバー部5の外側表面53は、周方向の一部に、単位投影面積あたり表面積が他の部位よりも大きい放熱構造部50を有する。そして、単位投影面積は、カバー部5の厚み方向から投影した単位面積である。

目的

以上のごとく、上記態様によれば、副室の大型化を抑制しつつ、副室を形成するカバー部の温度上昇を抑制できる、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を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

筒状の絶縁碍子(3)と、該絶縁碍子の内側に保持されると共に該絶縁碍子の先端側に先端突出部(41)を突出させた中心電極(4)と、上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング(2)と、上記先端突出部の少なくとも一部を覆うように上記ハウジングの先端部に設けられたカバー部(5)と、を有し、上記カバー部には、該カバー部の内側の空間である副室(51)と上記カバー部の外部とを連通させる貫通孔(52)が形成されており、上記カバー部の外側表面(53)は、周方向の一部に、単位投影面積あたり表面積が他の部位よりも大きい放熱構造部(50)を有し、上記単位投影面積は、上記カバー部の厚み方向から投影した単位面積である、内燃機関用スパークプラグ(1)。

請求項2

上記カバー部は、プラグ中心軸(C)を含む所定の平面によって上記外側表面を第1表面領域(531)と第2表面領域(532)とに2分割したとき、少なくとも上記第1表面領域には、上記放熱構造部が形成されており、かつ、上記第1表面領域は、上記第2表面領域よりも表面積が大きい、請求項1に記載の内燃機関用のスパークプラグ。

請求項3

請求項1に記載の内燃機関用のスパークプラグを備えた内燃機関であって、主燃焼室(6)と、上記貫通孔が上記主燃焼室に面するように配された上記スパークプラグと、上記主燃焼室に設けられた吸気バルブ(62)及び排気バルブ(63)と、を有する内燃機関であって、プラグ中心軸(C)よりも上記吸気バルブに近い側に、上記放熱構造部の少なくとも一部が配されている、内燃機関。

請求項4

上記カバー部は、上記プラグ中心軸を含む所定の平面によって上記外側表面を第1表面領域(531)と第2表面領域(532)とに2分割したとき、少なくとも上記第1表面領域には、上記放熱構造部が形成されており、上記第1表面領域は、上記第2表面領域よりも表面積が大きく、かつ、上記第1表面領域は、上記第2表面領域よりも上記吸気バルブに近い、請求項3に記載の内燃機関。

請求項5

上記放熱構造部は、上記第1表面領域の少なくとも一部に形成され、上記第2表面領域には形成されていない、請求項4に記載の内燃機関。

技術分野

0001

本発明は、内燃機関用スパークプラグ及びこれを備えた内燃機関に関する。

背景技術

0002

自動車エンジン等の内燃機関は、主燃焼室と、主燃焼室に連通するとともに点火装置が設けられた副室とを有するものがある。特許文献1に記載された内燃機関は、高温となりやすい副室部材の先端側部分と、比較的低温である副室部材の基端側部分との間に伝熱部材を介設させることで、副室部材の先端部の温度低下を図っている。これにより、スパークプラグによる火花放電の発生以前に混合気着火すること(すなわちプレイグニッション)を抑制しようとしている。

先行技術

0003

特開2007−64135号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、特許文献1に記載の構造は、副室内に伝熱部材を設ける必要があり、副室の大型化を招きやすい。

0005

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、副室の大型化を抑制しつつ、副室を形成するカバー部の温度上昇を抑制できる、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を提供しようとするものである。

課題を解決するための手段

0006

本発明の一態様は、筒状の絶縁碍子(3)と、
該絶縁碍子の内側に保持されると共に該絶縁碍子の先端側に先端突出部(41)を突出させた中心電極(4)と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング(2)と、
上記先端突出部の少なくとも一部を覆うように上記ハウジングの先端部に設けられたカバー部(5)と、を有し、
上記カバー部には、該カバー部の内側の空間である副室(51)と上記カバー部の外部とを連通させる貫通孔(52)が形成されており、
上記カバー部の外側表面(53)は、周方向の一部に、単位投影面積あたり表面積が他の部位よりも大きい放熱構造部(50)を有し、
上記単位投影面積は、上記カバー部の厚み方向から投影した単位面積である、内燃機関用のスパークプラグ(1)にある。

0007

本発明の他の態様は、上記内燃機関用のスパークプラグを備えた内燃機関であって、
主燃焼室(6)と、
上記貫通孔が上記主燃焼室に面するように配された上記スパークプラグと、
上記主燃焼室に設けられた吸気バルブ(62)及び排気バルブ(63)と、を有する内燃機関であって、
プラグ中心軸(C)よりも上記吸気バルブに近い側に、上記放熱構造部の少なくとも一部が配されている、内燃機関にある。

発明の効果

0008

上記内燃機関用のスパークプラグにおいて、カバー部の外側表面は、上記放熱構造部を有する。それゆえ、吸気ポートから主燃焼室へと流入した比較的温度が低い気流が放熱構造部に接触しやすい姿勢にて、スパークプラグを内燃機関に取り付けることで、カバー部の放熱を促進することができる。その結果、カバー部の温度上昇を抑制できる。また、カバー部の放熱性向上のために副室内に部材を設ける必要が特にないため、副室の大型化を抑制できる。

0009

上記内燃機関は、プラグ中心軸よりも吸気バルブに近い側に放熱構造部の少なくとも一部が配されている。それゆえ、吸気ポートから主燃焼室へと流入した比較的温度が低い気流が放熱構造部に接触しやすい。その結果、カバー部の放熱を促進することができる。

0010

以上のごとく、上記態様によれば、副室の大型化を抑制しつつ、副室を形成するカバー部の温度上昇を抑制できる、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を提供することができる。
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。

図面の簡単な説明

0011

実施形態1における、スパークプラグの断面図。
実施形態1における、スパークプラグの副室の断面図。
実施形態1における、スパークプラグを備えた内燃機関の断面図。
実施形態1における、スパークプラグを先端側(Z方向)から見た平面図。
実施形態1における、スパークプラグのカバー部の平面図。
実施形態1における、スパークプラグのカバー部をX方向のX1側から見た平面図。
比較形態における、スパークプラグのカバー部の平面図。
比較形態における、スパークプラグのカバー部の吸気行程開始時のコンター図
比較形態における、スパークプラグのカバー部の吸気行程終了時のコンター図。
実施形態1における、スパークプラグのカバー部の吸気行程開始時のコンター図。
実施形態1における、スパークプラグのカバー部の吸気行程終了時のコンター図。
実施形態2における、スパークプラグのカバー部をX方向のX1側から見た平面図。
実施形態2における、スパークプラグのカバー部の平面図。
図12におけるXIV−XIV線矢視断面図。
実施形態3における、スパークプラグのカバー部をX方向のX1側から見た平面図。
図15におけるXVI−XVI線矢視断面図。
実施形態4における、スパークプラグのカバー部をX方向のX1側から見た平面図。
図17におけるXVIII−XVIII線矢視断面図。
実施形態5における、スパークプラグのカバー部をX方向のX1側から見た平面図。
図19におけるXX−XX線矢視断面図。
実施形態6における、スパークプラグのカバー部をX方向のX1側から見た平面図。
図21におけるXXII−XXII線矢視断面図。

実施例

0012

(実施形態1)
内燃機関用のスパークプラグ1に係る実施形態について、図1図6を参照して説明する。
本形態におけるスパークプラグ1は、図1に示すごとく、絶縁碍子3と、中心電極4と、ハウジング2と、カバー部5とを有する。絶縁碍子3は、筒状を呈している。中心電極4は、絶縁碍子3の内側に保持される。また、中心電極4は、絶縁碍子3の先端側に先端突出部41を突出させている。ハウジング2は、絶縁碍子3を内周側に保持しており、筒状を呈している。カバー部5は、先端突出部41の少なくとも一部を覆うように設けられている。また、カバー部5は、ハウジング2の先端部に設けられている。カバー部5には、カバー部5の内側の空間である副室51と、カバー部5の外部とを連通させる貫通孔52が形成されている。カバー部5の外側表面53は、周方向の一部に、単位投影面積あたりの表面積が他の部位よりも大きい放熱構造部50を有する。そして、単位投影面積は、カバー部5の厚み方向から投影した単位面積である。

0013

本明細書において、スパークプラグ1の中心軸Cに平行な方向を、適宜、Z方向という。また、Z方向における点火コイルと接続される側を基端側といい、主燃焼室6内に配される側を先端側という。また、スパークプラグ1の中心軸を、単にプラグ中心軸Cという。

0014

絶縁碍子3は、略円筒形状を呈する。また、絶縁碍子3は、図1図2に示すごとく、その先端側において、先端突出部41を突出させるように、中心電極4を内周側に保持している。絶縁碍子3は、例えばアルミナ等のセラミックからなる。

0015

中心電極4は、図1に示すごとく、全体として略円柱形状を呈している。また、中心電極4は、その中心軸をプラグ中心軸Cと略一致させるよう配されている。また、中心電極4は、先端突出部41を絶縁碍子3から露出させている。

0016

中心電極4の先端突出部41は、図2に示すごとく、電極母材411と、電極チップ412とを有する。電極チップ412は、電極母材411の先端面に配される。先端突出部41の電極母材411は、先端側の電極チップ412に近付くに従って径が縮小するように、テーパ形状を有する。

0017

ハウジング2は、図1に示すごとく、略円筒形状を呈し、絶縁碍子3を内周側に保持する。ハウジング2は、図1図3に示すごとく、スパークプラグ1をシリンダヘッド61に取り付けるための取付ネジ部21を有する。また、図1に示すごとく、取付ネジ部21の基端側の外周には、シリンダヘッド61とスパークプラグ1との間をシールするガスケット22が配されている。そして、ハウジング2におけるガスケット22の基端側には、シリンダヘッド61に対してガスケット22を介して圧接する座部23が形成されている。座部23は、取付ネジ部21よりも外周側に突出するよう形成されている。そして、スパークプラグ1は、図3に示すごとく、ハウジング2の取付ネジ部21を、シリンダヘッド61に設けられた雌ネジ穴611に螺合することで、内燃機関に取り付けられる。例えば、取付ネジ部21のネジ切り出し方と雌ネジ穴611の切り出し方などを調整することにより、内燃機関におけるスパークプラグ1の取付姿勢を調整することもできる。これにより、スパークプラグ1は、カバー部5に形成された放熱構造部50を、吸気バルブ62側に配することができる。

0018

カバー部5は、図2に示すごとく、中心電極4の先端突出部41を覆うように、ハウジング2の先端部に設けられている。そして、カバー部5は、図1図2に示すごとく、取付ネジ部21の先端側に設けてある。

0019

また、カバー部5は、ハウジング2と一体で形成されてもよい。また、カバー部5は、ハウジング2とは異なる別部材で形成されていてもよい。カバー部5がハウジング2とは異なる別部材であるときは、例えば、貫通孔52及び接地電極7が設けられたキャップ状のカバー部5を、ハウジング2の先端部に溶接することで固定される。溶接を行う方法としては、例えば、抵抗溶接レーザー溶接を用いることができる。

0020

また、カバー部5の内側には、図2に示すごとく、副室51が形成される。カバー部5には、カバー部5の内側の空間である副室51と、外部とを連通させる複数の貫通孔52が形成されている。

0021

貫通孔52は、図4に示すごとく、スパークプラグ1をZ方向の先端側から見ると、周方向に等間隔で複数設けられている。複数の貫通孔52は、開口方向が放射状となっている。そして、図2に示すごとく、貫通孔52は、先端側へ行くほど外へ向かうように、Z方向に対して傾斜して開口している。本形態では、図4に示すごとく、8個の貫通孔52が設けられている。そして、Z方向から見て、プラグ中心軸Cと、貫通孔52の中心とを通る直線において、隣り合う2つの貫通孔52を通る直線同士がなす角度が45°となるように、各貫通孔52は等間隔に配されている。

0022

接地電極7は、略円柱形状を有する。接地電極7は、図2に示すごとく、カバー部5の先端部から、基端側に向けて立設されている。接地電極7の中心軸は、中心電極4の中心軸と略同軸上に配置されている。そして、プラグ中心軸Cと接地電極7の中心軸とは、略同軸上に配置されている。接地電極7の基端側の先端には、先端突出部41の電極チップ412に対向するように、対向部71が設けられている。そして、対向部71は、Z方向と直交する方向において、接地電極7の他の部分よりも径が小さい。そして、接地電極7の電極チップ412と近い側は、対向部71に近付くに従って径が縮小するように、テーパ形状を有する。そして、対向部71と、中心電極4の電極チップ412との間で放電ギャップGが形成される。

0023

また、カバー部5は、図5に示すごとく、プラグ中心軸Cを含む所定の平面によって、外側表面53を第1表面領域531と第2表面領域532とに2分割したとき、次のような状態とすることができる。少なくとも第1表面領域531には、放熱構造部50が形成されている。そして、第1表面領域531は、第2表面領域532よりも表面積が大きい。

0024

換言すると、カバー部5の外側表面53は、放熱構造部50を含む第1表面領域531と、第1表面領域531よりも表面積が小さい第2表面領域532とに、上記所定の平面によって2分割することができる。そして、その所定の平面は、プラグ中心軸Cを含む平面である。

0025

本形態において、図5における紙面法線方向と平行であり、かつプラグ中心軸Cを含む平面によって、外側表面53を2分割して、それぞれを第1表面領域531及び第2表面領域532と定義することができる。なお、第1表面領域531と第2表面領域532とは、カバー部5を平面に展開したときに、その展開平面の法線方向から見た面積が同等となるように、互いに分割される。

0026

放熱構造部50は、例えば、切削加工放電加工によって、カバー部5を直接加工することで形成できる。

0027

本形態のスパークプラグ1において、第1表面領域531の一部に形成された放熱構造部50には、図2図5図6に示すごとく、複数の略角柱形状の立設部501が設けられている。つまり、上記加工等によって、第1表面領域531の外側表面53の一部を、カバー部5の厚み方向へ後退させることで後退部502を形成する。これにより、放熱構造部50における後退させていない部分が、略角柱形状の立設部501となる。本形態においては、カバー部5の厚みの略半分まで内側へ後退させることで、立設部501及び後退部502を形成している。

0028

立設部501は、図6に示すごとく、放熱構造部50において、スパークプラグ1の周方向及びZ方向に、一定の間隔で配されている。そして、立設部501同士は、お互いに離れて配されている。

0029

また、放熱構造部50は、図5図6に示すごとく、貫通孔52よりも基端側に設けられている。放熱構造部50は、外側表面53のうち、Z方向と直交するカバー部5の径方向を向く面に設けられている。

0030

また、放熱構造部50は、貫通孔52の基端部よりも先端側には設けられていない。そして、放熱構造部50は、図4図6に示すごとく、カバー部5の先端面530には設けられていない。

0031

次に、スパークプラグ1を備えた内燃機関について説明する。
本実施形態における内燃機関は、図3に示すごとく、内燃機関用のスパークプラグ1を備えた内燃機関である。本形態の内燃機関は、主燃焼室6と、スパークプラグ1と、吸気バルブ62と、排気バルブ63とを有する。スパークプラグ1は、貫通孔52が主燃焼室6に面するように配されている。吸気バルブ62及び排気バルブ63は、主燃焼室6に設けられている。そして、プラグ中心軸Cよりも吸気バルブ62に近い側に、放熱構造部50の少なくとも一部が配されている。なお、本形態の内燃機関における吸気バルブ62、スパークプラグ1、及び排気バルブ63の並び方向を、適宜、X方向という。また、X方向における吸気バルブ62側をX1側、排気バルブ63側をX2側という。

0032

また、カバー部5の外側表面53において、第1表面領域531は、図3に示すごとく、第2表面領域532よりも吸気バルブ62に近い。

0033

また、放熱構造部50は、図5図6に示すごとく、第1表面領域531の少なくとも一部に形成される。また、放熱構造部50は、第2表面領域532には形成されていない。

0034

また、本形態における内燃機関は、図3に示すごとく、シリンダヘッド61と、シリンダブロック65と、シリンダ60内を往復運動するピストン64とを備える。そして、シリンダヘッド61、シリンダブロック65、及びピストン64に囲まれて、主燃焼室6が形成される。シリンダヘッド61には、吸気ポート621及び排気ポート631が形成されており、それぞれ吸気バルブ62及び排気バルブ63が備えられている。そして、シリンダヘッド61における吸気ポート621と排気ポート631との間には、スパークプラグ1が取り付けられる。

0035

内燃機関に設置されたスパークプラグ1において、副室51には、貫通孔52を介して、主燃焼室6の混合気が流入する。そして、副室51内の放電ギャップGに火花放電を発生させることで、副室51内の混合気を着火させて火炎を発生させる。そして、副室51内の混合気が膨張することで、その火炎は、貫通孔52を介して、主燃焼室6へ噴射される。そして、主燃焼室6内の混合気を着火させる。その結果、燃焼した混合気が膨張することで、ピストン64を下へ押し下げる。

0036

本形態の内燃機関において、ピストン64の往復運動により、主燃焼室6の容積は随時変動する。そして、ピストン64の往復運動により、内燃機関は、吸気行程、圧縮行程膨張行程、及び排気行程によるサイクルを順次繰り返す。本形態における内燃機関は、4ストロークエンジンである。

0037

次に、内燃機関の燃焼行程について説明する。
吸気行程において、ピストン64が下がるとともに、吸気バルブ62が開くことで、吸気ポート621から燃料を含む混合気がシリンダ60内に流入する。なお、混合気は外気を含んでいるため、主燃焼室6に突き出たスパークプラグ1のカバー部5の温度と比べて、温度が低くなりやすい。そして、吸気バルブ62が閉じ、圧縮行程において、ピストン64が上死点まで上がることで、吸い込まれた混合気を圧縮する。圧縮された混合気は、スパークプラグ1による火花放電によって燃焼し、燃焼した混合気が膨張することでピストン64が下死点まで押し下げられる。次に、排気行程において、押し下げられたピストン64が慣性により上がるとともに、排気バルブ63が開き、燃焼した混合気が排気ポート631を通って主燃焼室6の外へと押し出される。そして、排気バルブ63が閉じ、ピストン64が下がることで主燃焼室6内に混合気を流入させる吸気行程へと続き、同様の行程を繰り返す。

0038

次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
本形態の内燃機関用のスパークプラグ1において、カバー部5の外側表面53は、放熱構造部50を有する。それゆえ、吸気ポート621から主燃焼室6へと流入した比較的温度が低い気流が放熱構造部50に接触しやすい姿勢にて、スパークプラグ1を内燃機関に取り付けることで、カバー部5の放熱を促進することができる。その結果、カバー部5の温度上昇を抑制できる。また、カバー部5の放熱性向上のために副室51内に部材を設ける必要が特にないため、副室51の大型化を抑制できる。

0039

上記スパークプラグ1を備えた内燃機関は、プラグ中心軸Cよりも吸気バルブ62に近い側に放熱構造部50の少なくとも一部が配されている。それゆえ、吸気ポート621から主燃焼室6へと流入した比較的温度が低い気流が放熱構造部50に接触しやすい。その結果、カバー部5の放熱を促進することができる。

0040

また、吸気行程において、吸気ポート621から主燃焼室6へと流入する混合気は外気を含む。そのため、当該混合気は、主燃焼室6に突き出たスパークプラグ1のカバー部5の温度と比べて、温度が低くなりやすい。それゆえ、放熱構造部50がこの気流に接触することで、カバー部5の放熱を促進することができる。

0041

また、本形態の内燃機関において、放熱構造部50は、吸気ポート621から主燃焼室6へと流入する気流と接触しやすい位置に配されている。また、放熱構造部50は、この気流と接触する面積が大きくなるように形成されている。それゆえ、カバー部5の放熱を促進することができる。

0042

また、上記のごとく、吸気行程において、吸気ポート621から主燃焼室6へと流入した気流が放熱構造部50と接触することで、カバー部5の放熱を促進することができる。そして、カバー部5の先端側の熱が、相対的に温度の低いカバー部5の放熱構造部50側へと移動しやすい。その結果、カバー部5の先端側の温度上昇を抑制しやすい。

0043

本形態のスパークプラグ1は、少なくとも第1表面領域531には放熱構造部50が形成されている。そして、第1表面領域531は第2表面領域532よりも表面積が大きい。それゆえ、吸気ポート621から主燃焼室6へと流入した気流が第1表面領域531に接触しやすい姿勢にて、スパークプラグ1を内燃機関に取り付けることで、カバー部5の放熱を促進することができる。その結果、カバー部5の温度上昇を抑制できる。

0044

また、本形態の内燃機関においては、第1表面領域531は第2表面領域532よりも吸気バルブ62に近い。それゆえ、吸気ポート621から主燃焼室6へと流入した気流が第1表面領域531に接触しやすい。その結果、カバー部5の放熱を促進することができる。

0045

また、放熱構造部50は、カバー部5の外側表面53に、切削加工や放電加工等を行うことによって形成できる。そして、カバー部5の放熱性向上のために副室51内に部材を設ける必要が特にない。それゆえ、副室51の大型化を抑制しつつ、カバー部5の温度上昇を抑制できる。

0046

以上のごとく、本実施形態によれば、副室の大型化を抑制しつつ、副室51を形成するカバー部5の温度上昇を抑制できる、内燃機関用のスパークプラグ1及びこれを備えた内燃機関を提供することができる。

0047

評価試験1)
実施形態1のスパークプラグ1を用いて、以下の評価試験1を行った。評価試験1では比較形態のスパークプラグ9として、図7に示すごとく、放熱構造部50を有しない以外は、実施形態1と同じ構成を有するものを用意した。また、試験は、各形態のスパークプラグを取り付けた内燃機関であるエンジンにおいて、エンジン回転数が2000rpm、正味平均有効圧BMEPが0.8MPa、EGR率が20%の条件で行った。そして、吸気行程から火花放電を行う点火時期までの間、赤外カメラを用いて、主燃焼室6内に配されたカバー部5の外側表面53の温度計測を行い、外側表面53の温度分布を確認した。また、各形態におけるカバー部5の外側表面53の温度分布については、図8図11に示すごとく、コンター図で表した。

0048

また、図8図11に示したスパークプラグにおいて、複数の貫通孔52のうち、排気バルブ63に最も近い貫通孔52を排気側貫通孔521という。そして、排気側貫通孔521と、それに隣接する貫通孔52との間の中央が、スパークプラグの図の紙面における横方向の略中央となるよう、図8図11にカバー部5を表した。

0049

吸気行程開始時における比較形態及び実施形態1のスパークプラグの温度分布を、それぞれ図8及び図10に示す。吸気行程開始時では、比較形態のスパークプラグ9と、本形態のスパークプラグ1との双方において、排気バルブ63側であるX2側よりも、吸気バルブ62側であるX1側の外側表面53の方が、温度が低いことが確認された。比較形態のスパークプラグ9は、図8に示すごとく、排気側貫通孔521付近の外側表面53において、測定範囲の中での最高温度である558℃を計測した(図中の白抜き四角で示した部分)。また、比較形態のスパークプラグ9は、X1側の貫通孔52付近の外側表面53において471℃となった(図中の白抜き三角で示した部分)。なお、吸気行程開始時とは、吸気行程における吸気バルブ62が開弁した初期の時点のことを示す。

0050

また、吸気行程開始時における本形態のスパークプラグ1では、図10に示すごとく、排気側貫通孔521付近の外側表面53において、測定範囲の中での最高温度である555℃を計測した(図中の白抜き四角で示した部分)。一方、X1側の貫通孔52付近の外側表面53では450℃となった(図中の白抜き三角で示した部分)。

0051

上記試験結果より、吸気ポート621から主燃焼室6へと流入する気流が、スパークプラグのカバー部5に接触することによって、カバー部5のX1側が冷却されることが推測された。そして、吸気行程開始時において、外側表面53のX1側は、比較形態のスパークプラグ9よりも、放熱構造部50を有する本形態のスパークプラグ1の方が、全体的に温度が低いことを確認した。

0052

また、評価試験1では、吸気行程終了時における外側表面53の温度も計測した。吸気行程終了時における比較形態及び本形態のスパークプラグのコンター図を、それぞれ図9及び図11に示した。比較形態及び本形態のスパークプラグ共に、カバー部5の先端側の外側表面53において最高温度を計測した(それぞれ、図中の白抜き四角で示した部分)。そして、比較形態のスパークプラグ9の最高温度は、図9に示すごとく、550℃であった。一方、本形態のスパークプラグ1の最高温度は、図11に示すごとく、503℃であった。本結果より、吸気行程終了時において、カバー部5の先端側の外側表面53は、比較形態のスパークプラグ9よりも、放熱構造部50を有する本形態のスパークプラグ1の方が、温度が低いことを確認した。なお、吸気行程終了時とは、吸気行程における吸気バルブ62が閉弁した時点のことを示す。

0053

(実施形態2)
本実施形態のスパークプラグ1は、図12図14に示すごとく、カバー部5の外側表面53の半分の領域に、放熱構造部50を設けた形態である。具体的には、実施形態1と同様に、カバー部5の外側表面53を第1表面領域531と第2表面領域532とに分割したとき、第1表面領域531の全体に放熱構造部50が形成されている。そして、第2表面領域532には、放熱構造部50は設けられていない。また、本形態において、図13における紙面の法線方向と平行であり、かつプラグ中心軸Cを含む平面によって、外側表面53を2分割して、それぞれを第1表面領域531及び第2表面領域532と定義することができる。

0054

本形態において、放熱構造部50は、貫通孔52の基端部から先端側にかけての外側表面53にも設けられている。そして、放熱構造部50は、カバー部5の先端面530にも設けられている。
その他の構成は、実施形態1と同様である。

0055

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。

0056

本形態におけるスパークプラグ1は、第1表面領域531の全体に放熱構造部50が形成されている。それゆえ、吸気ポート621から主燃焼室6へと流入した気流が、カバー部5の外側表面53と接触する面積が大きくなりやすい。その結果、カバー部5の放熱を促進することができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。

0057

(実施形態3)
本実施形態は、図15図16に示すごとく、放熱構造部50における立設部501を略円柱形状とした形態である。
その他の構成及び作用効果は、実施形態1と同様である。

0058

(実施形態4)
本実施形態は、図17図18に示すごとく、放熱構造部50における立設部501を板状とした形態である。そして、立設部501は、スパークプラグ1の周方向に一定の間隔で配されている。カバー部5の外側表面53の一部に、溝状の後退部502を複数並べて形成することにより、隣り合う後退部502の間に立設部501が形成される。各立設部501は、Z方向に沿って形成されている。
その他の構成及び作用効果は、実施形態1と同様である。
なお、立設部501を、スパークプラグ1の周方向に沿って形成した構成とすることもできる。

0059

(実施形態5)
本実施形態は、図19図20に示すごとく、放熱構造部50における立設部501を板状とした形態である。また、立設部501は、図20に示すごとく、カバー部5の外側から内側に向けて厚みが次第に大きくなる形態を有する。
その他の構成及び作用効果は、実施形態4と同様である。

0060

(実施形態6)
本実施形態は、図21図22に示すごとく、カバー部5の外側表面53をエッチングによって加工することで放熱構造部50を設けた形態である。そして、該加工によって放熱構造部50の面粗度を上げることで、表面積を大きくしている。
その他の構成及び作用効果は、実施形態1と同様である。

0061

本発明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。

0062

1スパークプラグ
2ハウジング
3絶縁碍子
4中心電極
41 先端突出部
5カバー部
50放熱構造部
51副室
52貫通孔
53 外側表面

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