JPH0714595U - Cooled spark plug device - Google Patents
Cooled spark plug deviceInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ホルダで点火プラグをシリンダヘッドに取り
付ける点火プラグ装置において、ホルダの機械的強度を
確保しつつ点火プラグの冷却を効率的に行わせる。
【構成】 点火プラグ装置２は、略円筒形のホルダ部材
３と点火プラグ５と噴口１１からなる。点火プラグ装置
は軸方向の荷重Ｐでシリンダヘッド１に取り付けられ
る。冷却ジャケット１２に臨むホルダ部材の外周面に
は、中心軸と直交する平面内で軸に関して９０°の間隔
で４か所の柱部１６が軸に沿って形成される。各柱部の
間には、中心軸と直交する平面に沿って、所定間隔をお
いて凸レンズ形の溝がそれぞれ複数箇所づつ形成され、
各柱部間に残された部分が複数の伝熱フィン１５を構成
する。ホルダ部材に対して加わる軸線方向の取り付け荷
重Ｐはこの柱部によって支えられる。伝熱フィンはホル
ダ部材及び点火プラグを効率的に冷却する。
(57) [Abstract] [Purpose] In an ignition plug device in which an ignition plug is attached to a cylinder head by a holder, the ignition plug is efficiently cooled while ensuring the mechanical strength of the holder. [Structure] The spark plug device 2 includes a substantially cylindrical holder member 3, a spark plug 5, and an injection port 11. The spark plug device is attached to the cylinder head 1 with a load P in the axial direction. On the outer peripheral surface of the holder member facing the cooling jacket 12, four pillar portions 16 are formed along the axis at intervals of 90 ° with respect to the axis in a plane orthogonal to the central axis. Between each pillar portion, along the plane orthogonal to the central axis, a plurality of convex lens-shaped grooves are formed at predetermined intervals,
The portions left between the pillars form a plurality of heat transfer fins 15. The axial mounting load P applied to the holder member is supported by the column portion. The heat transfer fins efficiently cool the holder member and the spark plug.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、内燃機関に適用される点火プラグ装置に係り、特に冷却効率が高い ために寿命の長い冷却型点火プラグ装置に関するものである。 The present invention relates to a spark plug device applied to an internal combustion engine, and more particularly to a cooling type spark plug device having a long life due to high cooling efficiency.
【０００２】[0002]
一般に点火プラグの寿命は、使用される環境温度に大きく左右され、高温にお いては電極の消耗や割れ、又は発汗現象等の発生により、著しく短縮されること が知られている。 It is generally known that the life of an ignition plug is greatly affected by the ambient temperature in which it is used, and that at high temperatures it is significantly shortened due to electrode wear and tear, or the occurrence of sweating.
【０００３】 点火プラグは、シリンダヘッドに直接取り付けられることもあるが、ホルダの 内部に取り付けねじによって点火プラグを固定し、このホルダをシリンダヘッド に取り付けることもある。The spark plug may be directly attached to the cylinder head, or the spark plug may be fixed inside the holder by a mounting screw and the holder may be attached to the cylinder head.
【０００４】[0004]
ホルダを介して点火プラグをシリンダヘッドに取り付ける従来の点火プラグ装 置によれば、ホルダ及び点火プラグの熱を効率的に放散させるための特別な構造 を持たないため、機関運転中の熱によって前述したような消耗・破損が発生し易 く、十分な寿命を得られないという問題があった。 According to the conventional spark plug device in which the spark plug is attached to the cylinder head through the holder, there is no special structure for efficiently dissipating the heat of the holder and the spark plug. However, there is a problem in that such wear and tear is likely to occur and a sufficient life cannot be obtained.
【０００５】 本考案は、ホルダを介して点火プラグをシリンダヘッドに取り付ける従来の 点火プラグ装置において、点火プラグの冷却を効率的に行わせ、該点火プラグの 性能乃至寿命を低下させないような構造を提供することを目的としている。According to the present invention, in a conventional spark plug device in which a spark plug is attached to a cylinder head through a holder, a structure is provided that efficiently cools the spark plug and does not reduce the performance or life of the spark plug. It is intended to be provided.
【０００６】[0006]
本考案の冷却型点火プラグ装置は、ホルダ部材の内部に点火プラグが取り付け られた点火プラグ装置において、前記点火プラグの取り付け位置に近接した前記 ホルダ部材の外面に、複数の伝熱フィンと、点火プラグの中心軸に沿って前記外 面が連続する複数の柱部を設けたことを特徴とする。 The cooling type spark plug device of the present invention is a spark plug device in which a spark plug is mounted inside a holder member, wherein a plurality of heat transfer fins and spark plugs are provided on the outer surface of the holder member near the mounting position of the spark plug. It is characterized in that a plurality of pillars whose outer surfaces are continuous are provided along the central axis of the plug.
【０００７】[0007]
点火プラグの熱はホルダから伝熱フィンを経て放散される。冷却型点火プラグ 装置の取り付けのために点火プラグの軸方向に加わる荷重は、ホルダの外面に設 けられた柱部によって確実に支えられる。 The heat of the spark plug is dissipated from the holder through the heat transfer fins. The load applied in the axial direction of the spark plug for mounting the cooled spark plug device is surely supported by the column portion provided on the outer surface of the holder.
【０００８】[0008]
図１及び図２を参照して本考案の第１実施例を説明する。 図１は、予燃焼式ガスエンジンのシリンダヘッド１付近の断面図である。予燃 焼室を構成する本実施例の冷却型点火プラグ装置２は、略円柱形のホルダ部材３ を本体としている。該ホルダ部材３の底部には貫通したねじ孔４が設けられてお り、このねじ孔４に点火プラグ５のねじ部６がねじ込まれて取り付けられている 。点火プラグ５の中心電極７及び外側電極８はホルダ部材３の底面から外に現れ ている。ホルダ部材３の下面にはガスの供給孔９が開口されている。 A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view near a cylinder head 1 of a pre-combustion gas engine. The cooling type spark plug device 2 of this embodiment, which constitutes the pre-combustion chamber, has a substantially cylindrical holder member 3 as a main body. A penetrating screw hole 4 is provided in the bottom portion of the holder member 3, and a screw portion 6 of an ignition plug 5 is screwed into the screw hole 4 and attached. The center electrode 7 and the outer electrode 8 of the spark plug 5 are exposed from the bottom surface of the holder member 3. A gas supply hole 9 is opened on the lower surface of the holder member 3.
【０００９】 ホルダ部材３の底面には、燃料の噴射孔１０を下端に有する略円柱形の噴口１ １が打ち込まれて取り付けられている。そして、点火プラグ５を有するホルダ部 材３と該噴口１１は、冷却ジャケット１２に臨むシリンダヘッド１の取り付け孔 に対し、上からの強い荷重Ｐで取り付けられる。なお、冷却ジャケット１２内に は、冷却水ポンプ（図示せず）により、クランクケース（図示せず）内を通った 冷却水が循環して供給されている。また、噴口１１とシリンダヘッド１との間に は銅ガスケット１４が設けられて冷却水をシールしている。A substantially columnar injection port 11 having a fuel injection hole 10 at the lower end is driven in and attached to the bottom surface of the holder member 3. The holder member 3 having the spark plug 5 and the injection port 11 are attached to the attachment hole of the cylinder head 1 facing the cooling jacket 12 with a strong load P from above. In the cooling jacket 12, cooling water that has passed through a crankcase (not shown) is circulated by a cooling water pump (not shown). A copper gasket 14 is provided between the injection port 11 and the cylinder head 1 to seal the cooling water.
【００１０】 前記ホルダ部材３において、前記点火プラグ５の取り付け部分に近接し、シリ ンダヘッド１の冷却ジャケット１２に臨む部分は、略円錐台状の外形を有してい る。この部分の外周面には、伝熱フィン１５と柱部１６が形成されている。A portion of the holder member 3 which is close to the mounting portion of the spark plug 5 and faces the cooling jacket 12 of the cylinder head 1 has a substantially truncated cone shape. Heat transfer fins 15 and column portions 16 are formed on the outer peripheral surface of this portion.
【００１１】 図１に示すように、柱部１６は、点火プラグ５の中心軸に直交する平面内にお いて、該中心軸に関して９０°の間隔で４か所に形成されている。各柱部１６は 、前記中心軸に沿って上下方向に連続した中実部分を構成しており、その外周面 はホルダ部材３の外周面に一致した円錐台の周面の一部を成している。従って、 ホルダ部材３に対して加わる軸線に平行な取り付け時の荷重Ｐは、この柱部１６ によって確実かつ安定的に支えられる。As shown in FIG. 1, the pillar portions 16 are formed in four places at intervals of 90 ° with respect to the central axis of the spark plug 5 in a plane orthogonal to the central axis. Each of the pillar portions 16 constitutes a solid portion that is continuous in the vertical direction along the central axis, and the outer peripheral surface thereof forms a part of the peripheral surface of the truncated cone corresponding to the outer peripheral surface of the holder member 3. ing. Therefore, the load P, which is applied to the holder member 3 in parallel with the axis line, at the time of mounting is reliably and stably supported by the column portion 16.
【００１２】 前記各柱部１６，１６の間には、前記中心軸と直交する平面に沿って、所定間 隔をおいて凸レンズ形の溝がそれぞれ複数箇所づつ形成されており、各柱部１６ ，１６間に残された部分が複数の伝熱フィン１５を構成している。伝熱フィン１ ５の表面積は後述する実験結果によって所定の値に設定されているので、その冷 却効率は十分であり、ホルダ部材３及び点火プラグ５を効率的に冷却する。A plurality of convex lens-shaped grooves are formed between the pillar portions 16 and 16 at predetermined intervals along a plane orthogonal to the central axis. , 16 form a plurality of heat transfer fins 15. Since the surface area of the heat transfer fins 15 is set to a predetermined value according to the experimental result described later, its cooling efficiency is sufficient and the holder member 3 and the spark plug 5 are efficiently cooled.
【００１３】 以上の構成における燃焼時の作用を説明する。供給孔９から噴口１１内にパイ ロットガスが供給され、内部の空気と混合し、燃焼に適した空気−ガス比となる 。The operation during combustion in the above configuration will be described. Pilot gas is supplied from the supply hole 9 into the injection port 11 and is mixed with the internal air to have an air-gas ratio suitable for combustion.
【００１４】 この時、点火プラグ５に高圧電流が供給され、中心電極７と外側電極８の間に スパークが生じて、噴口１１内の混合気は着火・燃焼する。At this time, a high-voltage current is supplied to the spark plug 5, a spark is generated between the center electrode 7 and the outer electrode 8, and the air-fuel mixture in the injection port 11 is ignited and burned.
【００１５】 点火プラグ５が受けた熱の大部分は、そのねじ部６を介してホルダ部材３に伝 わり、さらに冷却ジャケット１２の冷却水中に放散される。Most of the heat received by the ignition plug 5 is transmitted to the holder member 3 via the screw portion 6 thereof, and is further dissipated in the cooling water of the cooling jacket 12.
【００１６】 本実施例の冷却型点火プラグ装置２は、ホルダ部材３の点火プラグ５に近い部 分に、冷却ジャケット１２に臨む伝熱フィン１５が所定の伝熱面積となるように 多数形成されている。シリンダヘッド１の冷却ジャケット１２を流れる冷却水は 、この伝熱フィン１５から熱を奪い、ホルダ部材３及び点火プラグ５を効率的に 冷却する。従って、本実施例における冷却型点火プラグ装置２によれば、点火プ ラグ５の性能や寿命が不必要に低減されることはない。また、伝熱フィン１５を 形成したことによって、ホルダ部材３の機械的な強度が低下することもない。In the cooling type spark plug device 2 of this embodiment, a large number of heat transfer fins 15 facing the cooling jacket 12 are formed in a portion of the holder member 3 near the spark plug 5 so as to have a predetermined heat transfer area. ing. The cooling water flowing through the cooling jacket 12 of the cylinder head 1 removes heat from the heat transfer fins 15 and efficiently cools the holder member 3 and the ignition plug 5. Therefore, according to the cooling type spark plug device 2 in the present embodiment, the performance and life of the spark plug 5 are not unnecessarily reduced. Moreover, the mechanical strength of the holder member 3 does not decrease due to the formation of the heat transfer fins 15.
【００１７】 図２は前記伝熱フィン１５の面積の増加率と、冷却型点火プラグ装置２の座面 １７の温度の低減率との関係を示すグラフであり、本考案者等が実験によって得 たものである。ここでフィン面積増加率の１は、伝熱フィンが全くない従来のホ ルダ部材３に対応する。このグラフが示す実験結果から分かるように、伝熱フィ ンが全くない従来のホルダ部材３の表面積に比べて、約２．５倍以上の表面積を 有する伝熱フィンを設ければ、点火プラグ５の座面１７の温度は明らかに有効な 低減を示す。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the rate of increase in the area of the heat transfer fins 15 and the rate of decrease in the temperature of the seat surface 17 of the cooling type spark plug device 2, which is obtained by experiments by the present inventors. It is a thing. Here, the fin area increase rate of 1 corresponds to the conventional holder member 3 having no heat transfer fins. As can be seen from the experimental results shown in this graph, if a heat transfer fin having a surface area of about 2.5 times or more of the surface area of the conventional holder member 3 having no heat transfer fin is provided, the spark plug 5 The temperature of the seating surface 17 of the shows a clearly effective reduction.
【００１８】 従って、冷却の観点からは、前述した伝熱フィン１５の面積を、前記フィン面 積増加率が２．５以上となるように設定すればよいと考えられる。しかしながら 、ホルダ部材３には、シリンダヘッド１に固定するために軸方向に大きな荷重Ｐ が加えられる。そして本考案者等の知見によれば、ホルダ部材３の軸方向と直交 する平板面を備えた略リング状の伝熱フィンをホルダ部材３の外周面に多数形成 すると、前記軸方向に加わる荷重に対するホルダ部材３の機械的な強度が低下し 、シリンダヘッド１に取り付ける際の荷重Ｐに耐えられずに破損して冷却水漏れ 等の事故が生じるおそれがある。Therefore, from the viewpoint of cooling, it is considered that the area of the heat transfer fins 15 described above may be set so that the fin surface area increase rate is 2.5 or more. However, a large load P 1 is applied to the holder member 3 in the axial direction in order to fix the holder member 3 to the cylinder head 1. According to the knowledge of the present inventors, when a large number of substantially ring-shaped heat transfer fins having a flat plate surface orthogonal to the axial direction of the holder member 3 are formed on the outer peripheral surface of the holder member 3, the load applied in the axial direction is increased. The mechanical strength of the holder member 3 with respect to the above may decrease, and the holder member 3 may not be able to withstand the load P when it is attached to the cylinder head 1 and may be damaged to cause an accident such as leakage of cooling water.
【００１９】 そこで本考案者らは、取り付け時にホルダ部材３に加えられる荷重Ｐと、望ま しい温度低減率を比較考量することにより、前記伝熱フィン１５の表面積を適宜 に設定することとした。具体的な一例として前記実施例の点火プラグ５において は、フィン面積増加率を約３．４とした時に座面１７における温度低減率約０． ８３を達成している。機関運転時の点火プラグ５の座面１７の温度は、通常は例 えば１６０〜１７０℃位の範囲にあるが、本実施例によればこれを約３０℃も低 下させることができる。そしてホルダ部材３の機械的強度は低下しない。また、 本実施例によれば、点火プラグ５の中心電極７の先端部の温度が約１０〜２０℃ 低下したことも実験的に確認された。Therefore, the present inventors decided to appropriately set the surface area of the heat transfer fins 15 by comparing and weighing the load P applied to the holder member 3 at the time of mounting and the desired temperature reduction rate. As a specific example, in the spark plug 5 of the above embodiment, when the fin area increase rate is set to about 3.4, the temperature reduction rate on the seat surface 17 is set to about 0. Has achieved 83. The temperature of the seat surface 17 of the spark plug 5 during engine operation is usually in the range of, for example, 160 to 170 ° C., but according to the present embodiment, it can be lowered by about 30 ° C. And the mechanical strength of the holder member 3 does not decrease. Further, according to the present embodiment, it was experimentally confirmed that the temperature of the tip portion of the center electrode 7 of the spark plug 5 was lowered by about 10 to 20 ° C.
【００２０】 次に、図３を参照して本考案の第２実施例を説明する。本考案の冷却型点火プ ラグ装置２ａは、伝熱フィン２０を有するホルダ部材３ａの構成以外は第１実施 例と同一である。第３図中、第１実施例と同一の部分には第２図と同一の符号を 付してその説明を省略する。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The cooling type ignition plug device 2a of the present invention is the same as that of the first embodiment except the structure of the holder member 3a having the heat transfer fins 20. In FIG. 3, those parts which are the same as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００２１】 前記ホルダ部材３ａにおいて、前記点火プラグ５の取り付け部分に近接し、シ リンダヘッド１の冷却ジャケット１２に臨む部分は、略円錐台状の外形を有して いる。この部分の外周面には、伝熱フィン２０が形成されている。この伝熱フィ ン２０は、ホルダ部材３ａをシリンダヘッド１に取り付ける際に該ホルダ部材３ ａに加えられる荷重を支えるための柱部としても機能する。A portion of the holder member 3 a, which is close to the mounting portion of the spark plug 5 and faces the cooling jacket 12 of the cylinder head 1, has a substantially truncated cone shape. Heat transfer fins 20 are formed on the outer peripheral surface of this portion. The heat transfer fin 20 also functions as a column portion for supporting a load applied to the holder member 3a when the holder member 3a is attached to the cylinder head 1.
【００２２】 図３に示すように、前記ホルダ部材３ａの外周面には、略凸レンズ形の溝が互 いに所定間隔をおいて前記中心軸沿いに多数形成されており、各溝間に残された 部分が複数の伝熱フィン２０を構成している。As shown in FIG. 3, on the outer peripheral surface of the holder member 3a, a large number of substantially convex lens-shaped grooves are formed at predetermined intervals along the central axis, and the remaining grooves are left between the grooves. The formed portion constitutes a plurality of heat transfer fins 20.
【００２３】 即ち柱部としての前記伝熱フィン２０は、点火プラグ５の中心軸に直交する平 面内において、該中心軸に関して２２．５°の間隔で１６か所に形成されている 。各伝熱フィン２０は、前記中心軸に沿って上下方向に連続した中実部分を構成 しており、その外周面はホルダ部材３ａの外周面に一致した円錐台の周面の一部 を成している。従って、ホルダ部材３ａに対して加わる軸線に平行な取り付け時 の荷重Ｐは、この伝熱フィン２０によって確実かつ安定的に支えられる。That is, the heat transfer fins 20 as pillars are formed at 16 positions at intervals of 22.5 ° with respect to the central axis of the spark plug 5 in a plane orthogonal to the central axis. Each heat transfer fin 20 constitutes a solid portion that is continuous in the up-down direction along the central axis, and the outer peripheral surface thereof forms a part of the peripheral surface of the truncated cone that matches the outer peripheral surface of the holder member 3a. is doing. Therefore, the load P applied to the holder member 3a in parallel with the axis is reliably and stably supported by the heat transfer fins 20.
【００２４】 また伝熱フィン２０の表面積は、前述した第１実施例で示した実験結果に応じ た所定の値に設定されているので、その冷却効率は十分であり、ホルダ部材３ａ 及び点火プラグ５を効率的に冷却する。その他本実施例は、前記第１実施例と同 様の作用効果を達成することができる。Further, since the surface area of the heat transfer fin 20 is set to a predetermined value according to the experimental result shown in the first embodiment described above, its cooling efficiency is sufficient, and the holder member 3a and the ignition plug are Cool 5 efficiently. Others This embodiment can achieve the same effects as the first embodiment.
【００２５】[0025]
本考案の冷却型点火プラグ装置によれば、ホルダ部材の外周面に、該ホルダ部 材に加わる荷重を支えうるように伝熱フィンを設けたので、該ホルダ部材の強度 を確保しながら該ホルダ部材に取り付けられた点火プラグを極めて効率的に冷却 できるという効果がある。 According to the cooling type spark plug device of the present invention, since the heat transfer fins are provided on the outer peripheral surface of the holder member so as to support the load applied to the holder member, the holder member can be secured while ensuring its strength. There is an effect that the spark plug attached to the member can be cooled very efficiently.
【図１】（ａ）は本考案の第１実施例の断面図、（ｂ）
は（ａ）のＡ切断線における断面図である。FIG. 1 (a) is a cross-sectional view of a first embodiment of the present invention, (b).
FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line A in FIG.
【図２】フィン面積の増加率と、点火プラグの座面温度
の温度低減率との関係を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing the relationship between the fin area increase rate and the temperature reduction rate of the seat surface temperature of the spark plug.
【図３】（ａ）は本考案の第２実施例の断面図、（ｂ）
は（ａ）のＢ切断線における断面図である。3A is a sectional view of a second embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3B is a sectional view taken along the line B of FIG.
２，２ａ 冷却型点火プラグ装置 ３，３ａ ホルダ部材 ５ 点火プラグ １５ 伝熱フィン １６ 柱部 ２０ 柱部としての伝熱フィン 2, 2a Cooling type spark plug device 3, 3a Holder member 5 Spark plug 15 Heat transfer fin 16 Column part 20 Heat transfer fin as a column part
フロントページの続き (72)考案者 佐藤 長幸 東京都大田区蒲田本町１−３−20 株式会 社新潟鉄工所原動機事業部ガス原動機技術 部技術課内 (72)考案者 坂上 健幸 東京都大田区蒲田本町１−３−20 株式会 社新潟鉄工所原動機事業部ガス原動機技術 部技術課内Front page continuation (72) Nagayuki Sato 1-3-20 Kamatahonmachi, Ota-ku, Tokyo Incorporated Niigata Iron Works Motor Co., Ltd. 1-3-20 Niigata Iron Works Engine Co., Ltd. Gas Engine Engineering Department Engineering Section
Claims (1)
けられた点火プラグ装置において、前記点火プラグの取
り付け位置に近接した前記ホルダ部材の外面に、複数の
伝熱フィンと、点火プラグの中心軸に沿って前記外面が
連続する複数の柱部とを設けたことを特徴とする冷却型
点火プラグ装置。1. A spark plug device in which a spark plug is mounted inside a holder member, wherein a plurality of heat transfer fins and a central axis of the spark plug are provided on an outer surface of the holder member close to a mounting position of the spark plug. A cooling type spark plug device, characterized in that a plurality of pillar portions are provided along which the outer surface is continuous.
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|---|---|---|---|
| JP1993044548U JP2594051Y2 (en) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | Cooling type spark plug device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP1993044548U JP2594051Y2 (en) | 1993-08-16 | 1993-08-16 | Cooling type spark plug device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH0714595U true JPH0714595U (en) | 1995-03-10 |
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