JP2006318696A - 筒内直接燃料噴射式エンジン用の点火栓 - Google Patents

Abstract

【課題】筒内に直接燃料を噴射する火花点火式エンジンにおいて、接地電極に衝突した燃料が中心電極方向に反射することによって生じる失火を防止する。
【解決手段】筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるエンジンに使用する点火栓１であって、中心電極２と、中心電極２の軸方向先端部２ａとの間に火花ギャップ５を形成するように中心電極の先端部２ａよりも軸方向先端側に突出して設けられた突出接地電極４と、中心電極２の側面部２ｂとの間に火花ギャップ６を形成するように設けられた少なくとも一以上の接地電極３と、を備え、突出接地電極４に衝突した燃料が中心電極２方向へ反射することを抑制する反射方向制御部７を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ガソリンエンジン用の点火栓に関し、特に、筒内直接燃料噴射式エンジン用の点火栓の、中心電極への燃料噴霧の付着を防止して着火性を安定させるための構造に関する。

一般に、ガソリンエンジン用の点火栓は、中心電極と、中心電極との間に火花放電ギャップを設けて対向する接地電極とを備える。

特許文献１には、複数の接地電極を備え、一つの接地電極は中心電極の先端面との間に第１火花放電ギャップを形成し、他の接地電極は中心電極の側面との間に第２火花放電ギャップを形成する点火栓が開示されている。このように火花放電ギャップを複数に分散形成することにより、中心電極と対向する面積（電極対抗面積）が増加し、点火栓の長寿命化を図ることができ、また、一つ一つの放電ギャップは電極対向面積が過度に大きくなることがないので、点火性を悪化させることもない。
特開２００３−２５７５８５号

しかしながら、特許文献１に開示された点火栓は中心電極の先端面との間に第１火花ギャップを形成する接地電極の断面形状が長方形なので、当該接地電極が中心電極に対して燃料の流れ方向の下流側位置する場合、燃料が当該接地電極に衝突すると中心電極方向に反射することになる。このようにして反射した燃料が中心電極に付着すると、中心電極付近の空燃比がリッチになり、失火を生じるおそれがある。

そこで、本発明では、接地電極に衝突した燃料が中心電極方向に反射することを防止する構造とすることを目的とする。

本発明の筒内直接燃料噴射式エンジン用の点火栓は、筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるエンジンに使用する点火栓であって、中心電極と、前記中心電極の軸方向先端部との間に火花ギャップを形成するように前記中心電極の先端部よりも軸方向先端側に突出して設けられた突出接地電極と、前記中心電極の側面部との間に火花ギャップを形成するように設けられた少なくとも一以上の接地電極と、を備え、前記突出接地電極に衝突した燃料が前記中心電極方向へ反射することを抑制する反射方向制御部を備える。

本発明によれば、燃料噴射弁から噴射された燃料が突出接地電極に衝突した際の中心電極方向への反射量を抑制できるので、中心電極に燃料が付着して中心電極近傍の混合気の空燃比がリッチになることによって生じる失火を防止できる。

以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は第１実施形態の点火栓の側面図、図２は図１の点火栓を下面側から見た図（Ａ−Ａ矢視図）である。

１は点火栓、２は中心電極、３及び４は接地電極である。複数の接地電極３はそれぞれ点火栓１の本体の先端面１ａの外周縁もしくはその近傍から軸方向先端側に向けて突出する軸方向延設部３ａと、軸方向延設部３ａの先端から点火栓１の中心軸方向に延びる径方向延設部３ｂとで構成され、径方向延設部３ｂの先端面３ｃは中心電極２の側面２ｂと対向する。

接地電極４も接地電極３と同様に軸方向延設部４ａと径方向延設部４ｂとで構成される。ただし、軸方向延設部４ａは中心電極２よりも軸方向先端方向に突出しており、径方向延設部４ｂは中心電極２の先端面２ａと対向する位置まで延びている（以下、接地電極４を突出接地電極４という）。ここで、径方向延設部４ｂの中心電極２の先端面２ａと対向する部分を対向面４ｃとする。

接地電極３は合計３つ設けられ、各接地電極３の先端面３ｃと中心電極２の側面２ｂとの間には火花放電ギャップ６が形成される。突出接地電極４と隣り合う２つの接地電極３を設ける位置については後述する。

突出接地電極４は一つだけ設けられ、対向面４ｃと中心電極２の先端面２ａとの間には火花放電ギャップ５が形成される。

このように接地電極４の他に接地電極３を複数設けることにより、火花放電ギャップ５の他にも複数の火花放電ギャップ６が形成され、電極対向面積（中心電極と接地電極とが対向する面積）が増大する。すなわち、火花放電ギャップ一箇所当りの電極対向面積を増大させることなく合計の電極対向面積を増大させることができる。これにより、点火栓１の点火性能を損なうことなく耐久性を向上させることが可能となる。

上記のように構成される点火栓１は、点火栓１の本体部に設けるネジ部（図示せず）とエンジンに設けた点火栓用孔のネジ部とが螺合することによってエンジンのシリンダヘッドに固定される。なお、本実施形態の点火栓１はエンジンの筒内に直接燃料を噴射する、いわゆる筒内直接噴射式エンジンに適用する。したがって、噴射された燃料は点火栓１に対して所定の方向（図１、２中に矢印で示した方向）に流れる。

そこで、図１及び図２に示すように、点火栓１を燃料の流れに対して突出接地電極４が中心電極２よりも下流側となり、かつ中心電極２と突出接地電極４とが燃料の流れ方向に対して略同一線上に並ぶような向きでエンジンに固定する。

このように点火栓を固定したときの向きを一定に管理する方法としては、点火栓１及びエンジンにネジ部を設ける際に、ネジ部の切り始め位置やネジ溝の数等を管理する等、公知の方法を用いる。

次に接地電極３、突出接地電極４について説明する。

接地電極３の軸方向延設部３ａの断面形状は略長方形である。これに対して突出接地電極４の軸方向延設部４ａは、前記燃料が衝突しても、その後中心電極２の方向に反射するのを防ぐために反射方向制御部７を備える。反射方向制御部７は、図２に示すように中心電極２側の円弧４ｄと点火栓１の外周に沿った円弧４ｅとで構成される断面形状となっている。

このような形状にすることで、突出接地電極４の軸方向延設部４ａに燃料が衝突しても、衝突後に中心電極２方向に反射することを防止できる。これにより、中心電極２に燃料が付着することによって火花ギャップ５近傍の空燃比がリッチ化し、失火が生じやすくなることを防止できる。なお、円弧４ｅは点火栓１の外周縁に沿った形状に限られるものではなく、例えば円弧４ｄ端部同士を結ぶ直線であってもよい。

突出接地電極４の両隣の接地電極３は、いずれも突出接地電極４に衝突して反射した燃料が付着しないような位置に設けられる。具体的には、接地電極３の長手方向の軸心を含む面のいずれもが、軸方向延設部４ａの断面を形成する中心電極２側の円弧４ｄと垂直に交わらないように円弧４ｄの半径を設定する。これにより、火花ギャップ６近傍の空燃比がリッチ化することによって失火が生じやすくなることを防止できる。

第２実施形態について説明する。

図３は本実施形態の点火栓１を図２と同様に下面側から見た図である。図２と異なるのは、突出接地電極４の軸方向延設部４ａに設けた反射方向制御部７の形状である。

図３に示すように、本実施形態の反射方向制御部７の形状は、中心電極２側で交わる２つの直線４ｆと点火栓１の外周縁にそった円弧４ｅとからなる扇形である。なお、２つの直線４ｆの交点は、中心電極２の軸心から燃料の流れ方向と同方向に延びる直線に対して対称になるように設ける。そして、前記扇形の中心角は、２つの直線４ｆがそれぞれ接地電極３の軸心を含むいずれの面とも垂直に交わることがない角度に設定する。これにより、突出接地電極４に燃料が衝突しても、突出接地電極４の両隣の接地電極３方向へ反射する燃料の量を低減することができる。

また、円弧４ｅは点火栓１の外周縁に沿った形状に限られるものではなく、例えば直線４ｆの交点とは反対側の端部同士を結ぶ直線であってもよい。

このような形状にすることで、第１実施形態と同様に、突出接地電極４に衝突した燃料が中心電極２や接地電極３方向に反射することを防止でき、これにより火花ギャップ５及び６近傍の空燃比がリッチ化することによって失火が生じやすくなることを防止できる。

第３実施形態について説明する。

図４は本実施形態の点火栓１を図２と同様に下面側から見た図である。図２と異なるのは、突出接地電極４の軸方向延設部４ａに設けた反射方向制御部７の形状である。

図４に示すように、本実施形態の反射方向制御部７の形状は、略円形である。また、本実施形態では、軸方向延設部４ａ及び径方向延設部４ｂを反射方向制御部７と同様の断面形状を有する一つの部材で形成する。すなわち軸方向延設部４ａ及び径方向延設部４ｂを略円形断面を有する部材で形成する。これにより、第１実施形態と同様に、突出接地電極４に衝突した燃料が中心電極２や接地電極３方向に反射することを防止でき、これにより火花ギャップ５及び６近傍の空燃比がリッチ化することによって失火が生じやすくなることを防止できる。なお、反射方向制御部７が、図３に示したように２つの直線４ｆと円弧４ｅとからなる形状であっても同様の効果を得ることができる。

また、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

本発明は、火花点火式の内燃機関に適用することができる。

第１実施形態の点火栓の側面図である。 第１実施形態の点火栓を下面から見た図である。 第２実施形態の点火栓を下面から見た図である。 第３実施形態の点火栓を下面から見た図である。

符号の説明

１ 点火栓
２ 中心電極
３ 接地電極
４ 突出接地電極
４ａ 軸方向延設部
４ｂ 径方向延設部
５ 火花ギャップ
６ 火花ギャップ

Claims (8)

1. 筒内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるエンジンに使用する点火栓であって、
   中心電極と、
   前記中心電極の軸方向先端部との間に火花ギャップを形成するように前記中心電極の先端部よりも軸方向先端側に突出して設けられた突出接地電極と、
   前記中心電極の側面部との間に火花ギャップを形成するように設けられた少なくとも一以上の接地電極と、を備え、
   前記突出接地電極に衝突した燃料が前記中心電極方向へ反射することを抑制する反射方向制御部を備えることを特徴とする筒内直接燃料噴射式エンジン用の点火栓。
2. 前記突出接地電極は、前記点火栓の軸方向先端側に延びる軸方向延設部と、前記軸方向延設部の先端部から前記中心電極方向に延びる径方向延設部とからなり、
   前記軸方向延設部に前記反射方向制御部を備える請求項１に記載の筒内直接燃料噴射式エンジン用の点火栓。
3. 前記反射方向制御部は、前記軸方向延設部の軸方向に対して垂直な断面の少なくとも前記中心電極の側面と対向する部分が、略円弧状に形成されている請求項２に記載の筒内直接燃料噴射式エンジン用の点火栓。
4. 前記燃料噴射弁から噴射された燃料の流れに対して上流側から前記中心電極、前記突出接地電極の順に並ぶ向きで前記エンジンに装着され、
   前記反射方向制御部は、前記軸方向延設部の軸方向に対して垂直な断面の前記中心電極側部分が、前記垂直な断面内で前記中心電極の軸心から軸方向延設部の前記中心電極側部分に向って引いた直線と直接垂直に交わることがない一つ以上の面で形成されている請求項２に記載の筒内直接燃料噴射式エンジン用の点火栓。
5. 前記突出接地電極は、前記燃料が中心電極方向へ反射することを抑制し、かつ前記突出接地電極を除く接地電極方向への反射も抑制する反射方向制御部を備える請求項１〜４のいずれか一つに記載の筒内直接燃料噴射式エンジン用の点火栓。
6. 前記反射方向制御部は、前記軸方向延設部の軸方向に対して垂直な断面の少なくとも前記中心電極の側面と対向する部分が、略円弧状に形成されている請求項５に記載の筒内直接燃料噴射式エンジン用の点火栓。
7. 前記燃料噴射弁から噴射された燃料の流れに対して上流側から前記中心電極、前記突出接地電極の順に並ぶ向きで前記エンジンに装着され、
   前記反射方向制御部は、前記軸方向延設部の軸方向に対して垂直な断面の前記中心電極側部分が、前記垂直な断面内で前記中心電極の軸心から軸方向延設部の前記中心電極側部分に向って引いた直線、及び少なくとも前記突出接地電極と隣り合う接地電極の点火栓軸方向の軸心から前記軸方向延設部の前記中心電極側部分に向って引いた直線のいずれとも直接垂直に交わることがない面で形成されている請求項５に記載の筒内直接燃料噴射式エンジン用の点火栓。
8. 前記突出接地電極の前記軸方向延設部及び前記径方向延設部に、前記反射方向制御部が形成される請求項２〜７のいずれか一つに記載の筒内直接燃料噴射式エンジン用の点火栓。

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