內(nèi)燃機(jī)用的火花塞及其安裝構(gòu)造的制作方法
【專利摘要】提供具備外殼(2)、絕緣件(3)、中心電極(4)、以及接地電極(5)的內(nèi)燃機(jī)用的火花塞(1)。中心電極(4)的前端部及接地電極(5)的對置部(52)的至少一方配置有突起部(6)。突起部(6)之中的至少一方，與火花塞軸向正交的截面形狀具有最小曲率半徑部(61)，并且具有滿足如下條件的特定形狀。該條件是，假想第一直線(L1)、第一線段(M)、第二直線(L2)，通過第二直線(L2)將上述截面形狀分割成第1區(qū)域(B)和第2區(qū)域(C)時(shí)，第2區(qū)域(C)的面積大于第1區(qū)域(B)的面積。
【專利說明】內(nèi)燃機(jī)用的火花塞及其安裝構(gòu)造
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在汽車、摩托車、熱電聯(lián)供系統(tǒng)、氣體加壓輸送用泵等中使用的內(nèi)燃機(jī)用火花塞及其安裝構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]以往，如圖1所示，例如有作為導(dǎo)入到汽車等的內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的混合氣體的點(diǎn)火機(jī)構(gòu)使用的內(nèi)燃機(jī)用火花塞9。
[0003]上述火花塞9具有中心電極94和接地電極95。該接地電極95的一端固定于外殼92并彎折，并且另一端配置于與中心電極94對置的位置。
[0004]另外，在上述接地電極95上設(shè)置有朝向火花放電間隙911突出的突起部96。另外，突起部96具有與上述中心電極94對置的對置面960。而且，如圖2(A)、(B)所示，在火花放電間隙911進(jìn)行放電，通過該放電將混合氣體點(diǎn)火。另外，圖中的符號E表示通過放電而形成的火花放電，符號F表不混合氣體的氣流,符號I表不火焰(參見專利文獻(xiàn)I)。
[0005]另外，專利文獻(xiàn)2公開了具備接地電極的火花塞，但是接地電極不具備突起部96。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) [0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-317896號公報(bào)
[0009]專利文獻(xiàn)2:日本特開2009-252525號公報(bào)
[0010]發(fā)明的概要
[0011]發(fā)明所要解決的課題
[0012]但是，近年來，為了降低耗油率而開發(fā)了各種基于稀薄燃燒的內(nèi)燃機(jī)，在稀薄燃燒時(shí)，為了保持對混合氣體的點(diǎn)火性，需要增大燃燒室內(nèi)的混合氣體的流速。因此，在使用上述專利文獻(xiàn)I所示的火花塞9的情況下，與混合氣體的流速增大相對應(yīng)地，如圖2 (C)所示，在火花放電間隙911中混合氣體被火花放電E加熱之前，火花放電E容易被拉長而熄滅。在火花放電E熄滅的情況下，產(chǎn)生再次放電的現(xiàn)象(以下稱為再放電)并反復(fù)出現(xiàn)。而且，火花放電E通過氣流而不斷地向恒定方向、即下游側(cè)流動(dòng)，從而在突起部96的下游側(cè)的角部反復(fù)發(fā)生再放電，該部分容易偏倚消耗(以下稱為偏消耗)。其結(jié)果，會(huì)產(chǎn)生火花塞的壽命下降的問題。
[0013]針對于此，通?？紤]通過將突起部96粗徑化而提聞耐消耗性，提聞火花塞的壽命O
[0014]但是，在這種情況下，突起部96的上述對置面960擴(kuò)大，所以在火焰成長時(shí)，對置面960從火焰I奪取熱量，有可能阻礙火焰I成長(以下稱為消焰作用)。其結(jié)果，有可能導(dǎo)致火花塞的點(diǎn)火性的下降。
[0015]另外，專利文獻(xiàn)2所述的火花塞，將接地電極的形狀設(shè)為混合氣體的氣流的下游側(cè)的體積比上游側(cè)大，但如果沒有突起部的話，消焰作用容易變大，所以不利于提高點(diǎn)火性。另外，專利文獻(xiàn)2所述的火花塞，接地電極不具有突起部，未涉及解決上述突起部的消耗問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明是鑒于上述背景而作出的，提供一種能夠抑制消焰作用、并提高點(diǎn)火性及壽命的內(nèi)燃機(jī)用火花塞及其安裝構(gòu)造。
[0017]用于解決課題的手段
[0018]本發(fā)明的一個(gè)方式涉及一種內(nèi)燃機(jī)用的火花塞，具備:筒狀的外殼；筒狀的絕緣件，被保持于該外殼的內(nèi)側(cè)；中心電極，以前端部突出的方式被保持于上述絕緣件的內(nèi)側(cè)；以及接地電極，與上述外殼連接，并且具有從火花塞軸向與上述中心電極對置的對置部，在該接地電極與上述中心電極之間形成火花放電間隙，該內(nèi)燃機(jī)用的火花塞特征在于，上述中心電極的上述前端部以及上述接地電極的上述對置部的至少一方具有朝向火花放電間隙突出的突起部，上述突起部之中的至少一方，i)與火花塞軸向正交的截面形狀具有其輪廓之中的曲率半徑最小的最小曲率半徑部，并且ii)具有滿足如下條件的特定形狀，假想將上述截面形狀中的上述最小曲率半徑部和幾何學(xué)的重心連結(jié)的第一直線，接著，假想將該第一直線與上述截面形狀的輪廓交叉的2個(gè)交點(diǎn)間連結(jié)的第一線段，接著，假想在上述第一線段的中點(diǎn)與該第一線段正交的第二直線，通過上述第二直線將上述截面形狀分割成包括上述最小曲率半徑部的第I區(qū)域和不包括上述最小曲率半徑部的第2區(qū)域時(shí)，上述第2區(qū)域的面積大于上述第I區(qū)域的面積。
[0019]另外，另一方式涉及一種內(nèi)燃機(jī)用的火花塞的安裝構(gòu)造，其特征在于，是將權(quán)利要求I~5的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)用火花塞安裝到內(nèi)燃機(jī)上而成的火花塞安裝構(gòu)造，配設(shè)于燃燒室的上述突起部 被配置成上述第I區(qū)域相比于上述第2區(qū)域處于被供給到上述燃燒室的混合氣體的氣流的上游側(cè)。
[0020]發(fā)明效果
[0021]上述火花塞的上述突起部之中的至少一方的與火花塞軸向正交的截面形狀形成為上述特定形狀。也就是說，形成為上述截面形狀中的上述第2區(qū)域的面積比上述第I區(qū)域的面積大。由此，在將上述火花塞安裝到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室上時(shí)，配置成上述突起部的上述第I區(qū)域相比于上述第2區(qū)域處于上述燃燒室中的混合氣體的氣流的上游側(cè)的話，能夠?qū)崿F(xiàn)火花塞的長壽命化。也就是說，采用上述方式配置的話，在上述突起部中的氣流的下游側(cè)配置面積較大的上述第2區(qū)域。
[0022]因此，即使如上所述在上述突起部的下游側(cè)的角部反復(fù)進(jìn)行再放電，與面積增大的量對應(yīng)地，能夠抑制由再放電引起上述突起部的消耗范圍的擴(kuò)大。因此，能夠抑制上述突起部的偏消耗，能夠提高耐消耗性。其結(jié)果，能夠提高火花塞的壽命。
[0023]另外，采用上述方式配置的話，上述第I區(qū)域中的上述最小曲率半徑部配置于上游側(cè)。上述最小曲率半徑部的附近最容易集中電場，上述最小曲率半徑部容易成為放電的起點(diǎn)。因此，通過將上述最小曲率半徑部配置于上游側(cè)，從而能夠在上述突起部中也在其上游側(cè)得到初始的火花放電，能夠爭取到火花放電借助混合氣體流到下游側(cè)而被吹滅為止的時(shí)間。因此，能夠充分確?；鹧娴狞c(diǎn)火機(jī)會(huì)。其結(jié)果，能夠提高火花塞的點(diǎn)火性。
[0024]上述構(gòu)成通過將上述突起部之中的至少一方的上述截面形狀設(shè)為上述特定形狀來實(shí)現(xiàn)。由此，能夠在不使上述突起部自身特別粗徑化的狀態(tài)下，抑制消焰作用。其結(jié)果，能夠防止火花塞的點(diǎn)火性的下降。
[0025]如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠抑制消焰作用的同時(shí)、提高點(diǎn)火性以及壽命的內(nèi)燃機(jī)用火花塞以及其安裝構(gòu)造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是【背景技術(shù)】中的火花塞的前端部分的說明圖。
[0027]圖2是【背景技術(shù)】中的火花塞的前端部分的說明圖，(A)是表示放電時(shí)的狀態(tài)的說明圖，(B)是火花放電被氣流拉長的狀態(tài)的說明圖，(C)是表示放電斷開的狀態(tài)的說明圖。
[0028]圖3是第I實(shí)施例中的火花塞的部分截面的說明圖。
[0029]圖4是圖3的A-A線向視剖視圖。
[0030]圖5是第I實(shí)施例中的特定形狀的突起部的立體說明圖。
[0031]圖6是第I實(shí)施例中的火花塞向燃燒室內(nèi)的安裝狀態(tài)的說明圖。
[0032]圖7是圖6的B-B線向視剖視圖。
[0033]圖8是第I實(shí)施例中的突起部的說明圖，(A)是表示放電時(shí)的狀態(tài)的說明圖，(B)是表示火花放電的移動(dòng)的說明圖，(C)是表示偏消耗的狀態(tài)的說明圖。
[0034]圖9是第2實(shí)施例中的火花塞的部分截面的說明圖。
[0035]圖10是圖9的D-D線向視剖視圖。
[0036]圖11是圖9的H-H線向視剖視圖。
[0037]圖12是第3實(shí)施例中的突起部的、與圖7相當(dāng)?shù)恼f明圖。
[0038]圖13是第4實(shí)施例中的突起部的說明圖，(A)是與圖4相當(dāng)?shù)慕孛嬲f明圖，(B)是與圖5相當(dāng)?shù)牧Ⅲw說明圖。
[0039]圖14是第5實(shí)施例中的突起部的說明圖，(A)是與圖4相當(dāng)?shù)慕孛嬲f明圖，(B)是與圖5相當(dāng)?shù)牧Ⅲw說明圖。
[0040]圖15是比較例I中的火花塞中的突起部的說明圖，(A)是表示放電時(shí)的狀態(tài)的說明圖，(B)是表示火花放電的移動(dòng)的說明圖，(C)是表示火花放電的吹滅與再放電的說明圖，(D)是表示偏消耗的狀態(tài)的說明圖。
[0041]圖16是表示實(shí)驗(yàn)例I中的耐久時(shí)間與間隙擴(kuò)大量之間的關(guān)系的線圖。
[0042]圖17是表示實(shí)驗(yàn)例2中的耐久時(shí)間與放電電壓之間的關(guān)系的線圖。
[0043]圖18是表示實(shí)驗(yàn)例3中的耐久時(shí)間與再放電發(fā)生次數(shù)之間的關(guān)系的線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0044]以下說明本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)用火花塞及其安裝構(gòu)造的各種實(shí)施例。
[0045]另外，內(nèi)燃機(jī)用火花塞例如作為汽車、摩托車、熱電聯(lián)供系統(tǒng)、氣體加壓輸送用泵等中的內(nèi)燃機(jī)的點(diǎn)火機(jī)構(gòu)使用。
[0046]在該火花塞中，將插入到內(nèi)燃機(jī)的燃燒室內(nèi)的一側(cè)作為前端側(cè)，將其相反側(cè)作為基端側(cè)進(jìn)行說明。
[0047](第I實(shí)施例)
[0048]使用圖3~圖8來說明實(shí)施例的火花塞。
[0049]如圖3所示，本例的火花塞I具備:筒狀的外殼2 ;筒狀的絕緣件3，被保持在外殼2的內(nèi)側(cè)；中心電極4，以前端部突出的方式被保持在絕緣件3的內(nèi)側(cè)；以及接地電極5，與外殼2連接，并且具有從火花塞軸向(火花塞I的長邊方向:參見圖3)與中心電極4對置的對置部52，在接地電極5與中心電極4之間形成火花放電間隙11。
[0050]另外，在接地電極5的對置部52上配設(shè)有朝向火花放電間隙11突出的突起部6。 [0051]另外，如圖4所示，突起部6的與火花塞軸向正交的截面形狀，具有其輪廓60之中的曲率半徑最小的最小曲率半徑部61，并且是滿足以下條件的特定形狀。該條件如下設(shè)定。也就是說，如圖4所示，首先，假想將上述截面形狀中的最小曲率半徑部61和幾何學(xué)的重心Pl連結(jié)的第一直線LI。接著，假想將第一直線LI與上述截面形狀的輪廓60交叉的2個(gè)交點(diǎn)P2之間連結(jié)的第一線段M。接著，假想在第一線段M的中點(diǎn)P3與第一線段M正交的第二直線L2。接著，通過第二直線L2將上述截面形狀分割為包括最小曲率半徑部61的第I區(qū)域B和不包括最小曲率半徑部61的第2區(qū)域C。此時(shí)，第2區(qū)域C的面積大于第I區(qū)域B的面積。
[0052]另外，突起部6配置成第一直線LI相對于接地電極5的對置部52的延設(shè)方向(圖7所示的虛線L5)正交。另外，突起部6形成為，與第一直線LI同一方向的全長Wl比與對置部52的延設(shè)方向正交的方向的寬度W2小。而且，如圖5所示，突起部6是上述截面形狀滿足上述特定形狀的柱狀體，并且具有火花塞軸向上的厚度T。
[0053]另外，如圖4所示，突起部6的上述截面形狀的輪廓60以第一直線LI為基準(zhǔn)成為線對稱形狀。而且，輪廓60形成為如下形狀，第二直線L2方向的寬度從第I區(qū)域B的最小曲率半徑部61 (第I區(qū)域B側(cè)的交點(diǎn)P2)朝向第2區(qū)域C慢慢擴(kuò)大，在第2區(qū)域C形成最大寬度部62，并且以該最大寬度部62為基點(diǎn)，朝向第2區(qū)域C側(cè)的交點(diǎn)P2變窄。而且，最大寬度部62成為第2區(qū)域C中的輪廓60之中曲率半徑最小的部分。
[0054]另外，在本例的火花塞I中，外殼2的直徑為10mm，外殼2的前端部處的壁厚為
1.4mm。另外，沿著第一直線LI的突起部6的全長Wl為0.88mm,與第一直線LI方向和火花塞軸向的雙方正交的方向的寬度W3(參見圖5)為0.88mm，突起部6的厚度T為0.8mm。
[0055]另外，突起部6的第I區(qū)域B中的最小曲率半徑部61的曲率半徑Rl為0.1，第2區(qū)域C中的最大寬度部62的曲率半徑R2為0.2。另外，接地電極5的對置部52的寬度W2為 2.6mmο
[0056]另外，中心電極4的前端部從絕緣件3的前端在軸向上突出1.5mm。而且，火花放電間隙11的大小為0.8mm。
[0057]另外，如圖3所示，接地電極5具有:立設(shè)部51，一端被固定到外殼2的前端部并在前端側(cè)立設(shè)；以及對置部52，從立設(shè)部51的另一端彎折而從火花塞軸向與中心電極4對置。在本例中，在該對置部52的與中心電極4對置的面配設(shè)有圖5所示的突起部6。
[0058]另外,突起部6由貴金屬片構(gòu)成,更具體地講,本例中的突起部6由例如鉬合金構(gòu)成。而且，在本例中，在接地電極5的對置部52上通過焊接接合有貴金屬片，由該貴金屬片構(gòu)成突起部6。
[0059]另外，外殼2以及接地電極5的母材(突起部6以外的部位)由鎳合金構(gòu)成。
[0060]另外，在本例中，中心電極4的前端部由形成為大致圓柱狀的突起部41構(gòu)成，該突起部41由貴金屬片構(gòu)成。另外，該貴金屬片能夠由例如銥合金構(gòu)成。
[0061]另外，本例的火花塞I被用于汽車等的車輛用內(nèi)燃機(jī)。[0062]接著，使用圖6、圖7來說明本例的火花塞I向內(nèi)燃機(jī)7的安裝構(gòu)造。
[0063]將火花塞I安裝到內(nèi)燃機(jī)7時(shí)，使用例如公知技術(shù)(日本特開平11-324878號公報(bào)、日本特開平11-351115號公報(bào)等)，相對于燃燒室70中的混合氣體的氣流F的氣流方向，調(diào)節(jié)接地電極5的位置，將火花塞I安裝到內(nèi)燃機(jī)7上。
[0064]具體地講，如圖6、圖7所示，調(diào)節(jié)成接地電極5的對置部52的延設(shè)方向(圖7所示的虛線L5)相對于氣流F的氣流方向正交，將火花塞I安裝到內(nèi)燃機(jī)7上。也就是說，以接地電極5的立設(shè)部51不遮擋氣流F的方式，將火花塞I安裝到內(nèi)燃機(jī)7上。另外，如圖7所示，配設(shè)到燃燒室70上的突起部6被配置成，第I區(qū)域B相比于第2區(qū)域C處于被供給到燃燒室70的混合氣體的氣流F的上游側(cè)。
[0065]接著，使用圖8詳細(xì)地說明本例的火花塞I的放電時(shí)的突起部6中的火花放電E的移動(dòng)和突起部6的消耗之間的關(guān)系。
[0066]通過向中心電極4和接地電極5之間施加預(yù)定的電壓，在火花放電間隙11中放電時(shí)，如圖8(A)所示，能夠在突起部6的上游側(cè)得到初始的火花放電E。即，在電場強(qiáng)度容易變高的最小曲率半徑部61處產(chǎn)生初始的火花放電E。然后，如圖8(B)所示，火花放電E借助混合氣體的氣流F而流到下游側(cè)，如圖8 (C)所示，在突起部6的下游側(cè)的角部，火花放電E被拉伸。在此期間，通過火花放電E，混合氣體被點(diǎn)火。另外，在突起部6的下游側(cè)的角部，火花放電E被拉伸而熄滅，在相同的部位、即突起部6的下游側(cè)的角部反復(fù)進(jìn)行再放電。由此產(chǎn)生突起部6的消耗。
[0067]接著，使用圖4、圖6~圖8來說明本例的作用效果。 [0068]在上述火花塞I中，突起部6之中的至少一方的與火花塞軸向正交的截面形狀形成為上述特定形狀。也就是說，如圖4所示，形成為上述截面形狀中的第2區(qū)域C的面積比第I區(qū)域B的面積大。由此，在將火花塞I安裝到內(nèi)燃機(jī)7的燃燒室70時(shí)，通過配置成突起部6的第I區(qū)域B相比于第2區(qū)域C處于燃燒室70中的混合氣體的氣流F的上游側(cè)，能夠?qū)崿F(xiàn)火花塞I的長壽命化。也就是說，通過采用上述配置，在突起部6中的氣流F的下游側(cè)配置有面積較大的第2區(qū)域C。因此，即使如上所述在突起部6的下游側(cè)的角部反復(fù)進(jìn)行再放電，如圖8 (C)所示，與面積增大對應(yīng)地，能夠抑制由再放電引起的突起部6的消耗范圍的擴(kuò)大。因此，能夠抑制突起部6的偏消耗，提高耐消耗性。其結(jié)果，能夠提高火花塞I的壽命。
[0069]另外，通過采用上述配置，第I區(qū)域B中的最小曲率半徑部61被配置于上游側(cè)。最小曲率半徑部61的附近最容易集中電場，最小曲率半徑部61容易成為放電的起點(diǎn)。因此，通過將最小曲率半徑部61配置到上游側(cè)，從而如圖8 (A)所示，在突起部6中也能夠在其上游側(cè)得到初始的火花放電E。而且，如圖8(B)所示，能夠爭取到火花放電E由于混合氣體流到下游側(cè)而被吹滅為止的時(shí)間。因此，能夠充分確?；鹧娴狞c(diǎn)火機(jī)會(huì)。其結(jié)果，能夠提高火花塞I的點(diǎn)火性。
[0070]上述構(gòu)成可以通過將突起部6的上述截面形狀設(shè)為上述特定形狀來實(shí)現(xiàn)。由此，無需特別將突起部6自身粗徑化，能夠抑制消焰作用。其結(jié)果，能夠防止火花塞I的點(diǎn)火性的下降。
[0071]另外，如圖7所示，突起部6被配設(shè)成第一直線LI與接地電極5的對置部的延設(shè)方向正交。由此，能夠更加可靠地防止朝向火花放電間隙11的氣流F被接地電極5遮擋，并且在氣流F的下游側(cè)配置第2區(qū)域C，在氣流F的上游側(cè)配置第I區(qū)域B。因此，如上所述，能夠提高突起部6的耐消耗性，并且能夠確保點(diǎn)火機(jī)會(huì)。其結(jié)果，能夠提高火花塞I的壽命的同時(shí)，能夠更加有效地提高點(diǎn)火性。
[0072]另外,突起部6由貴金屬片構(gòu)成。由此,能夠?qū)崿F(xiàn)進(jìn)一步的火花塞I的長壽命化。
[0073]如上所述，根據(jù)本例，能夠提供一種能夠抑制消焰作用并提高點(diǎn)火性及壽命的內(nèi)燃機(jī)用火花塞及其安裝構(gòu)造。
[0074](第2實(shí)施例)
[0075]如圖9~圖11所示，本例是將設(shè)置在中心電極4的前端部上的突起部41也設(shè)為與接地電極5的突起部6相同的上述特定形狀的例子。
[0076]在本例中，如圖10、圖11所示，中心電極4的突起部41和接地電極5的突起部6的雙方的與火花塞軸向正交的截面形狀形成為上述第I實(shí)施例中示出的特定形狀(參見圖4)。
[0077]另外，將本例的火花塞I安裝到內(nèi)燃機(jī)7的燃燒室70 (參見圖6)的狀態(tài)下，突起部41及突起部6分別處于第I區(qū)域B相比于第2區(qū)域C配置于氣流F的上游側(cè)、并且最小曲率半徑部61朝向氣流F的上游側(cè)的狀態(tài)。
[0078]其他與第I實(shí)施例相同。
[0079]在本例的情況下，在中心電極4中，也與接地電極5同樣，能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)火機(jī)會(huì)的確保、消焰作用的抑制、耐消耗性的提高。因此，能夠有效地提高火花塞I的點(diǎn)火性及壽命。
[0080]除此之外，具有與第I實(shí)施例相同的作用效果。
[0081](第3實(shí)施例)
[0082]如圖12所示，本例是將突起部6配置成第一直線LI相對于接地電極5的對置部52的延設(shè)方向斜交的例子。
[0083]本例中的突起部6配置成第一直線LI相對于接地電極5的對置部52的延設(shè)方向(虛線L5)以45°交叉。
[0084]其他與第I實(shí)施例相同。
[0085]在本例的情況下，如圖12所示，也能夠防止朝向火花放電間隙11的氣流F被接地電極5遮擋，并且在氣流F的下游側(cè)配置第2區(qū)域C，在氣流F的上游側(cè)配置第I區(qū)域B。也就是說，例如以對置部52的延設(shè)方向(虛線L5)與氣流F正交的方式將火花塞I安裝到內(nèi)燃機(jī)7的燃燒室70時(shí)，能夠配置成使最小曲率半徑部61處于氣流F的上游側(cè)。因此，如上所述，能夠提高突起部6的耐消耗性，并且能夠充分確保點(diǎn)火機(jī)會(huì)。其結(jié)果，能夠提高火花塞I的壽命，并且進(jìn)一步提聞點(diǎn)火性。
[0086]除此之外，具有與第I實(shí)施例相同的作用效果。
[0087](第4實(shí)施例)
[0088]如圖13(A)、(B)所示，本例是對于形成為上述特定形狀的突起部6增大了第I區(qū)域B與第2區(qū)域C的面積差的例子。
[0089]本例中的突起部6的與火花塞軸向正交的截面形狀的輪廓60，在從上述截面形狀中的第I區(qū)域B的最小曲率半徑部61至第2區(qū)域C的一部分的輪廓60的一部分上，形成有朝向第一線段M的中點(diǎn)P3側(cè)凹陷的凹部63。由此，如圖13(A)所示，突起部6的與火花塞軸向正交的截面形狀形成為，第I區(qū)域B的面積相比于第2區(qū)域C的面積特別小，其面積差變大。
[0090]其他與第I實(shí)施例相同。
[0091]在本例的情況下，在突起部6中，在包括最小曲率半徑部61的第I區(qū)域B側(cè)容易使電場集中，容易使最小曲率半徑部61成為放電的起點(diǎn)。因此，能夠容易確保點(diǎn)火機(jī)會(huì)。另外，能夠進(jìn)一步提高第2區(qū)域C側(cè)的耐消耗性。其結(jié)果，能夠有效地提高火花塞I的點(diǎn)火性及壽命。
[0092]除此之外，具有與第I實(shí)施例相同的作用效果。
[0093](第5實(shí)施例)
[0094]如圖14(A)、(B)所示，本例也是在形成為上述特定形狀的突起部6的輪廓60上設(shè)置凹部63，增大第I區(qū)域B與第2區(qū)域C的面積差而形成的例子。
[0095]另外，在本例中，在突起部6的上述截面形狀中的第2區(qū)域C的輪廓60的一部分形成與上述第一直線LI正交的筆直部64。
[0096]其他與第4實(shí)施例相同，具有與第4實(shí)施例相同的作用效果。
[0097](比較例I)
[0098]如圖15、圖1、圖2所示，本例是接地電極95的突起部96為圓柱形狀的火花塞9的例子。
[0099]如圖1所示，本例的火花塞9，在中心電極94的前端部及接地電極95的對置部952的雙方分別配設(shè)突起部96、突起部942。突起部96及突起部942朝向火花放電間隙911突出，并形成大致圓柱狀。
[0100]其他與第I實(shí)施例相同。
[0101]在將火花塞9安裝到內(nèi)燃機(jī)上并使用時(shí)、也就是放電時(shí)，如圖15(A)所示，在突起部96的角部的某個(gè)部位最先產(chǎn)生火花放電E，但該位置沒有特別限定，不限于氣流F的氣流方向的上游位置。因此，根據(jù)初始產(chǎn)生放電的位置的不同，火花放電E借助混合氣體流到下游側(cè)而被吹滅為止的時(shí)間可能會(huì)變短，點(diǎn)火機(jī)會(huì)有時(shí)變少。而且，如圖15(B)所示，火花放電E借助氣流F而流到突起部96的下游側(cè)。而且，如圖15(C)所示，混合氣體在火花放電間隙911中被火花放電E加熱之前，火花放電E被拉長而熄滅。于是，在同一部位、即突起部96的下游側(cè)的角部反復(fù)進(jìn)行再放電。因此，如圖15(D)所示，在突起部96的下游側(cè)的角部產(chǎn)生偏消耗。其結(jié)果，火花塞9的壽命下降。
[0102](實(shí)驗(yàn)例I)
[0103]如圖16所示，本例是通過火花放電間隙的擴(kuò)大量(以下適當(dāng)將其簡稱為間隙擴(kuò)大量)的測定來調(diào)查火花塞的突起部的耐消耗性的例子。
[0104]作為評價(jià)對象，將第I實(shí)施例中示出的、只在接地電極5上配設(shè)了上述特定形狀的突起部6的火花塞I設(shè)為“樣品I”。另外，將第2實(shí)施例中示出的、在中心電極4及接地電極5的雙方分別配設(shè)了上述特定形狀的突起部6、突起部41的火花塞I設(shè)為“樣品2”。另外，將比較例I中示出的、在中心電極94及接地電極95的雙方分別配設(shè)了圓柱形狀的突起部96、突起部942的火花塞9作為“樣品3”準(zhǔn)備。另外，樣品I~樣品3的火花塞分別各準(zhǔn)備3個(gè)樣本。
[0105]另外，將樣品3的突起部的直徑設(shè)為0.7mm。
[0106]另外，在樣品I~樣品3中，中心電極側(cè)的突起部和接地電極側(cè)的突起部的與火花塞軸向正交的截面的截面積大致相等，材料使用量也大致相等。
[0107]在各樣品中，中心電極側(cè)的突起部由銥合金構(gòu)成，接地電極側(cè)的突起部由鉬合金構(gòu)成。
[0108]使用這些樣品進(jìn)行了以下的耐久試驗(yàn)。
[0109]在進(jìn)行耐久試驗(yàn)時(shí)，將各樣品的火花塞安裝到模擬燃燒室70的試驗(yàn)裝置，將裝置內(nèi)設(shè)為氮?dú)夥諊?，將壓力設(shè)為0.6MPa。
[0110]另外，向裝置內(nèi)送入混合氣體以在火花塞的前端部附近形成流速30m/秒的氣流，以放電周期30Hz對火花塞施加電壓。此時(shí)的點(diǎn)火能量為70mJ。
[0111]另外，火花塞相對于裝置的安裝姿勢為，在與氣流的方向正交的位置配置有接地電極的立設(shè)部(參見圖3中的符號51)的姿勢。
[0112]該耐久試驗(yàn)的結(jié)果示于圖16。在該圖中，賦予了符號Dl的將菱形標(biāo)記的描繪點(diǎn)連結(jié)的折曲線是樣品I的測定結(jié)果，賦予了符號D2的將三角標(biāo)記的描繪點(diǎn)連結(jié)的折曲線是樣品2的測定結(jié)果。另外，賦予了符號D3的將矩形標(biāo)記的描繪點(diǎn)連結(jié)的折曲線是樣品3的測定結(jié)果。另外，測定值是各樣品中的3個(gè)樣本的實(shí)測值的平均值。
[0113]該圖所示的曲線圖的縱軸表示間隙擴(kuò)大量(_)，橫軸表示耐久時(shí)間(小時(shí))。
[0114]由圖16可知，隨著耐久時(shí)間的推移，任何樣品的火花放電間隙均慢慢擴(kuò)大。但是，相比于樣品3(D3)，樣品1(D1)、樣品2(D2)的間隙擴(kuò)大量的增加速度慢。也就是說，對于樣品1、2，突起部對火花放電的耐消耗性優(yōu)異。
[0115]另外，當(dāng)耐久時(shí)間達(dá)到600小時(shí)以上時(shí)，尤其是樣品2的間隙擴(kuò)大量不易增加，耐久性比樣品I優(yōu)異。即，通過在中心電極和接地電極的雙方設(shè)置上述特定形狀的突起部，能夠進(jìn)一步抑制火花放電間隙的擴(kuò)大。
[0116](實(shí)驗(yàn)例2)
[0117]如圖17所示，本例是通過放電電壓的測定來調(diào)查火花塞的突起部的耐消耗性的例子。
[0118]通常，隨著火花放電間隙擴(kuò)大，放電電壓也增加。于是，在本例中，在耐久試驗(yàn)中分別測定火花放電的電壓，確認(rèn)了第I和第2實(shí)施例的火花塞的放電電壓的增加是否相比于比較例的火花塞的放電電壓的增加得到抑制。
[0119]本例中的耐久試驗(yàn)方法及評價(jià)對象(樣品I~樣品3)的各條件分別與上述實(shí)驗(yàn)例I相同。
[0120]而且，耐久時(shí)間每經(jīng)過100小時(shí)，針對各樣品測量1000次火花放電的放電電壓。另外，該測定是測定各樣品中的3個(gè)樣本之中的放電電壓的最大值，將3個(gè)最大值取平均的值作為圖17中的各描繪點(diǎn)。
[0121]將測定結(jié)果示于圖17。該圖中，賦予了符號Dl的將菱形的描繪點(diǎn)連結(jié)的折曲線是樣品I的測定結(jié)果，賦予了符號D2的將三角形的描繪點(diǎn)連結(jié)的折曲線是樣品2的測定結(jié)果。另外，賦予了符號D3的將矩形的描繪點(diǎn)連結(jié)的折曲線是樣品3的測定結(jié)果。
[0122]該圖所示的曲線圖的縱軸表示放電電壓(kV)，橫軸表示耐久時(shí)間(小時(shí))。
[0123] 由圖17可知，隨著耐久時(shí)間的推移，任何樣品的放電電壓均慢慢增加。相比于樣品3(D3)，樣品1(01)、樣品2?2)的放電電壓的增加速度慢。也就是說，對于樣品1、2，突起部對火花放電的耐消耗性優(yōu)異。另外，當(dāng)耐久時(shí)間達(dá)到500小時(shí)以上時(shí)，尤其是樣品2的放電電壓不易增加，耐久性比樣品I優(yōu)異。也就是說，通過在中心電極和接地電極的雙方設(shè)置上述特定形狀的突起部，能夠進(jìn)一步抑制放電電壓的增加。
[0124](實(shí)驗(yàn)例3)
[0125]如圖18所示，本例是通過再放電發(fā)生次數(shù)的測定來調(diào)查火花塞的突起部的耐消耗性的例子。
[0126]也就是說，在本例中，在耐久試驗(yàn)中分別計(jì)測再放電次數(shù)，確認(rèn)第I和第2實(shí)施例的火花塞的再放電發(fā)生次數(shù)的增加是否相比于比較例的火花塞的再放電發(fā)生次數(shù)的增加得到了抑制。
[0127]本例中的耐久試驗(yàn)方法及評價(jià)對象(樣品I~樣品3)的各條件分別與上述實(shí)驗(yàn)例I相同。
[0128]而且，耐久時(shí)間每經(jīng)過100小時(shí)，使用高頻探測器計(jì)測10次火花放電的放電電壓的波形，針對各樣品調(diào)查再放電發(fā)生次數(shù)。該計(jì)測通過觀察每次的電壓施加中的電流波形，統(tǒng)計(jì)電流值超過預(yù)定閾值的次數(shù)來進(jìn)行。
[0129]另外，圖18所示的各描繪點(diǎn)表示各樣品中的3個(gè)樣本之中的再放電發(fā)生次數(shù)的平均值。
[0130]將具體的計(jì)測結(jié)果示于圖18。在該圖中，賦予了符號Dl的將菱形的描繪點(diǎn)連結(jié)的折曲線是樣品I的測定結(jié)果，賦予了符號D2的將三角形的描繪點(diǎn)連結(jié)的折曲線是樣品2的測定結(jié)果。另外，賦予 了符號D3的將矩形的描繪點(diǎn)連結(jié)的折曲線是樣品3的測定結(jié)果。
[0131]該圖所示的曲線圖的縱軸表示再放電發(fā)生次數(shù)(次)，橫軸表示耐久時(shí)間(小時(shí))。
[0132]由圖18可知，隨著耐久時(shí)間的推移，任何樣品的再放電發(fā)生次數(shù)均增加，但相比于樣品3(D3)，樣品1(01)、樣品2?2)的再放電發(fā)生次數(shù)的增加速度慢。也就是說，確認(rèn)到了第1、第2實(shí)施例的火花塞相比于比較例的火花塞，再放電次數(shù)得到了抑制。另外，當(dāng)耐久時(shí)間達(dá)到600小時(shí)以上時(shí)，尤其是樣品2的再放電發(fā)生次數(shù)不易增加。也就是說，通過在中心電極和接地電極的雙方設(shè)置上述特定形狀的突起部，能夠進(jìn)一步抑制再放電發(fā)生次數(shù)的增加。
[0133]另外，在上述的各種實(shí)施例中，可以將所述特定形狀的上述突起部配設(shè)在所述中心電極或者所述接地電極的任意一個(gè)上，或者也可以配設(shè)在所述中心電極以及所述接地電極的雙方。另外，在所述中心電極上配設(shè)所述突起部的情況下，上述突起部形成為火花塞徑向的寬度比上述中心電極的上述前端部的外徑小。
[0134]附圖標(biāo)記說明
[0135]I 火花塞
[0136]2 外殼
[0137]3 絕緣件
[0138]4 中心電極
[0139]5 接地電極
[0140]52對置部
[0141]6 突起部
[0142]61最小曲率半徑部[0143]LI第一直線
[0144]M第一線段
[0145]L2第二直線
[0146]B第I區(qū)域
[0147]C第2區(qū)域
【權(quán)利要求】
1.一種內(nèi)燃機(jī)用的火花塞，具備:筒狀的外殼；筒狀的絕緣件，被保持于該外殼的內(nèi)側(cè)；中心電極，以前端部突出的方式被保持于上述絕緣件的內(nèi)側(cè)；以及接地電極，與上述外殼連接，并且具有從火花塞軸向與上述中心電極對置的對置部，在該接地電極與上述中心電極之間形成火花放電間隙，該內(nèi)燃機(jī)用的火花塞的特征在于， 上述中心電極的上述前端部以及上述接地電極的上述對置部的至少一方具有朝向火花放電間隙突出的突起部， 上述突起部之中的至少一方， i)與上述火花塞的火花塞軸向正交的截面形狀具有其輪廓之中的曲率半徑最小的最小曲率半徑部，并且， ii)具有滿足如下條件的特定形狀:假想將上述截面形狀中的上述最小曲率半徑部和幾何學(xué)的重心連結(jié)的第一直線，接著，假想將該第一直線與上述截面形狀的輪廓交叉的2個(gè)交點(diǎn)間連結(jié)的第一線段，接著，假想在上述第一線段的中點(diǎn)與該第一線段正交的第二直線，通過上述第二直線將上述截面形狀分割成包括上述最小曲率半徑部的第I區(qū)域和不包括上述最小曲率半徑部的第2區(qū)域時(shí)，上述第2區(qū)域的面積大于上述第I區(qū)域的面積。
2.如權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機(jī)用的火花塞，其特征在于， 在上述中心電極的上述前端部和上述接地電極的上述對置部的雙方配設(shè)有上述突起部，并且 方的上述突起部的上述截面形狀為上述特定形狀。
3.如權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)用的火花塞，其特征在于， 上述突起部被配設(shè)成上述第一直線與上述接地電極的上述對置部的延設(shè)方向交叉。
4.如權(quán)利要求1~3的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)用的火花塞,其特征在于， 上述突起部被配設(shè)成上述第一直線與上述接地電極的上述對置部的延設(shè)方向正交。
5.如權(quán)利要求1~4的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)用的火花塞,其特征在于， 上述突起部由貴金屬片構(gòu)成。
6.一種內(nèi)燃機(jī)用的火花塞的安裝構(gòu)造，其特征在于， 該內(nèi)燃機(jī)用的火花塞的安裝構(gòu)造是將權(quán)利要求1~5的任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)用的火花塞安裝到內(nèi)燃機(jī)上而成的火花塞安裝構(gòu)造， 配設(shè)于燃燒室的上述突起部被配置成上述第I區(qū)域相比于上述第2區(qū)域處于被供給到上述燃燒室的混合氣體的氣流的上游側(cè)。
【文檔編號】H01T13/20GK104025399SQ201280053531
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月1日
【發(fā)明者】端無憲, 阿部信男 申請人:株式會(huì)社電裝