內燃機用的火花塞及其安裝構造的製作方法
2023-06-07 02:59:16
內燃機用的火花塞及其安裝構造的製作方法
【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)的內燃機用的火花塞(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)，並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區域(B)和第2區域(C)時，第2區域(C)的面積大於第1區域(B)的面積。
【專利說明】內燃機用的火花塞及其安裝構造
【技術領域】
[0001]本發明涉及在汽車、摩託車、熱電聯供系統、氣體加壓輸送用泵等中使用的內燃機用火花塞及其安裝構造。
【背景技術】
[0002]以往，如圖1所示，例如有作為導入到汽車等的內燃機的燃燒室的混合氣體的點火機構使用的內燃機用火花塞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的一端固定於外殼92並彎折，並且另一端配置於與中心電極94對置的位置。
[0004]另外，在上述接地電極95上設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進行放電，通過該放電將混合氣體點火。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I)。
[0005]另外，專利文獻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]現有技術文獻 [0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2003-317896號公報
[0009]專利文獻2:日本特開2009-252525號公報
[0010]發明的概要
[0011]發明所要解決的課題
[0012]但是，近年來，為了降低耗油率而開發了各種基於稀薄燃燒的內燃機，在稀薄燃燒時，為了保持對混合氣體的點火性，需要增大燃燒室內的混合氣體的流速。因此，在使用上述專利文獻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，產生再次放電的現象(以下稱為再放電)並反覆出現。而且，火花放電E通過氣流而不斷地向恆定方向、即下遊側流動，從而在突起部96的下遊側的角部反覆發生再放電，該部分容易偏倚消耗(以下稱為偏消耗)。其結果，會產生火花塞的壽命下降的問題。
[0013]針對於此，通常考慮通過將突起部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擴大，所以在火焰成長時，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)。其結果，有可能導致火花塞的點火性的下降。
[0015]另外，專利文獻2所述的火花塞，將接地電極的形狀設為混合氣體的氣流的下遊側的體積比上遊側大，但如果沒有突起部的話，消焰作用容易變大，所以不利於提高點火性。另外，專利文獻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。
【發明內容】
[0016]本發明是鑑於上述背景而作出的，提供一種能夠抑制消焰作用、並提高點火性及壽命的內燃機用火花塞及其安裝構造。
[0017]用於解決課題的手段
[0018]本發明的一個方式涉及一種內燃機用的火花塞，具備:筒狀的外殼；筒狀的絕緣件，被保持於該外殼的內側；中心電極，以前端部突出的方式被保持於上述絕緣件的內側；以及接地電極，與上述外殼連接，並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，該內燃機用的火花塞特徵在於，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，並且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的重心連結的第一直線，接著，假想將該第一直線與上述截面形狀的輪廓交叉的2個交點間連結的第一線段，接著，假想在上述第一線段的中點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區域和不包括上述最小曲率半徑部的第2區域時，上述第2區域的面積大於上述第I區域的面積。
[0019]另外，另一方式涉及一種內燃機用的火花塞的安裝構造，其特徵在於，是將權利要求I~5的任一項所述的內燃機用火花塞安裝到內燃機上而成的火花塞安裝構造，配設於燃燒室的上述突起部 被配置成上述第I區域相比於上述第2區域處於被供給到上述燃燒室的混合氣體的氣流的上遊側。
[0020]發明效果
[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區域的面積比上述第I區域的面積大。由此，在將上述火花塞安裝到內燃機的燃燒室上時，配置成上述突起部的上述第I區域相比於上述第2區域處於上述燃燒室中的混合氣體的氣流的上遊側的話，能夠實現火花塞的長壽命化。也就是說，採用上述方式配置的話，在上述突起部中的氣流的下遊側配置面積較大的上述第2區域。
[0022]因此，即使如上所述在上述突起部的下遊側的角部反覆進行再放電，與面積增大的量對應地，能夠抑制由再放電引起上述突起部的消耗範圍的擴大。因此，能夠抑制上述突起部的偏消耗，能夠提高耐消耗性。其結果，能夠提高火花塞的壽命。
[0023]另外，採用上述方式配置的話，上述第I區域中的上述最小曲率半徑部配置於上遊側。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。因此，通過將上述最小曲率半徑部配置於上遊側，從而能夠在上述突起部中也在其上遊側得到初始的火花放電，能夠爭取到火花放電藉助混合氣體流到下遊側而被吹滅為止的時間。因此，能夠充分確保火焰的點火機會。其結果，能夠提高火花塞的點火性。
[0024]上述構成通過將上述突起部之中的至少一方的上述截面形狀設為上述特定形狀來實現。由此，能夠在不使上述突起部自身特別粗徑化的狀態下，抑制消焰作用。其結果，能夠防止火花塞的點火性的下降。
[0025]如上所述，根據本發明，能夠提供一種能夠抑制消焰作用的同時、提高點火性以及壽命的內燃機用火花塞以及其安裝構造。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是【背景技術】中的火花塞的前端部分的說明圖。
[0027]圖2是【背景技術】中的火花塞的前端部分的說明圖，(A)是表示放電時的狀態的說明圖，(B)是火花放電被氣流拉長的狀態的說明圖，(C)是表示放電斷開的狀態的說明圖。
[0028]圖3是第I實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實施例中的火花塞向燃燒室內的安裝狀態的說明圖。
[0032]圖7是圖6的B-B線向視剖視圖。
[0033]圖8是第I實施例中的突起部的說明圖，(A)是表示放電時的狀態的說明圖，(B)是表示火花放電的移動的說明圖，(C)是表示偏消耗的狀態的說明圖。
[0034]圖9是第2實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實施例中的突起部的、與圖7相當的說明圖。
[0038]圖13是第4實施例中的突起部的說明圖，(A)是與圖4相當的截面說明圖，(B)是與圖5相當的立體說明圖。
[0039]圖14是第5實施例中的突起部的說明圖，(A)是與圖4相當的截面說明圖，(B)是與圖5相當的立體說明圖。
[0040]圖15是比較例I中的火花塞中的突起部的說明圖，(A)是表示放電時的狀態的說明圖，(B)是表示火花放電的移動的說明圖，(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的說明圖。
[0041]圖16是表示實驗例I中的耐久時間與間隙擴大量之間的關係的線圖。
[0042]圖17是表示實驗例2中的耐久時間與放電電壓之間的關係的線圖。
[0043]圖18是表示實驗例3中的耐久時間與再放電發生次數之間的關係的線圖。
【具體實施方式】
[0044]以下說明本發明的內燃機用火花塞及其安裝構造的各種實施例。
[0045]另外，內燃機用火花塞例如作為汽車、摩託車、熱電聯供系統、氣體加壓輸送用泵等中的內燃機的點火機構使用。
[0046]在該火花塞中，將插入到內燃機的燃燒室內的一側作為前端側，將其相反側作為基端側進行說明。
[0047](第I實施例)
[0048]使用圖3~圖8來說明實施例的火花塞。
[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的內側；中心電極4，以前端部突出的方式被保持在絕緣件3的內側；以及接地電極5，與外殼2連接，並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，並且是滿足以下條件的特定形狀。該條件如下設定。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和幾何學的重心Pl連結的第一直線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個交點P2之間連結的第一線段M。接著，假想在第一線段M的中點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區域B和不包括最小曲率半徑部61的第2區域C。此時，第2區域C的面積大於第I區域B的面積。
[0052]另外，突起部6配置成第一直線LI相對於接地電極5的對置部52的延設方向(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，並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區域B的最小曲率半徑部61 (第I區域B側的交點P2)朝向第2區域C慢慢擴大，在第2區域C形成最大寬度部62，並且以該最大寬度部62為基點，朝向第2區域C側的交點P2變窄。而且，最大寬度部62成為第2區域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區域B中的最小曲率半徑部61的曲率半徑Rl為0.1，第2區域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:立設部51，一端被固定到外殼2的前端部並在前端側立設；以及對置部52，從立設部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對置的面配設有圖5所示的突起部6。
[0058]另外,突起部6由貴金屬片構成,更具體地講,本例中的突起部6由例如鉬合金構成。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構成，該突起部41由貴金屬片構成。另外，該貴金屬片能夠由例如銥合金構成。
[0061]另外，本例的火花塞I被用於汽車等的車輛用內燃機。[0062]接著，使用圖6、圖7來說明本例的火花塞I向內燃機7的安裝構造。
[0063]將火花塞I安裝到內燃機7時，使用例如公知技術(日本特開平11-324878號公報、日本特開平11-351115號公報等)，相對於燃燒室70中的混合氣體的氣流F的氣流方向，調節接地電極5的位置，將火花塞I安裝到內燃機7上。
[0064]具體地講，如圖6、圖7所示，調節成接地電極5的對置部52的延設方向(圖7所示的虛線L5)相對於氣流F的氣流方向正交，將火花塞I安裝到內燃機7上。也就是說，以接地電極5的立設部51不遮擋氣流F的方式，將火花塞I安裝到內燃機7上。另外，如圖7所示，配設到燃燒室70上的突起部6被配置成，第I區域B相比於第2區域C處於被供給到燃燒室70的混合氣體的氣流F的上遊側。
[0065]接著，使用圖8詳細地說明本例的火花塞I的放電時的突起部6中的火花放電E的移動和突起部6的消耗之間的關係。
[0066]通過向中心電極4和接地電極5之間施加預定的電壓，在火花放電間隙11中放電時，如圖8(A)所示，能夠在突起部6的上遊側得到初始的火花放電E。即，在電場強度容易變高的最小曲率半徑部61處產生初始的火花放電E。然後，如圖8(B)所示，火花放電E藉助混合氣體的氣流F而流到下遊側，如圖8 (C)所示，在突起部6的下遊側的角部，火花放電E被拉伸。在此期間，通過火花放電E，混合氣體被點火。另外，在突起部6的下遊側的角部，火花放電E被拉伸而熄滅，在相同的部位、即突起部6的下遊側的角部反覆進行再放電。由此產生突起部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區域C的面積比第I區域B的面積大。由此，在將火花塞I安裝到內燃機7的燃燒室70時，通過配置成突起部6的第I區域B相比於第2區域C處於燃燒室70中的混合氣體的氣流F的上遊側，能夠實現火花塞I的長壽命化。也就是說，通過採用上述配置，在突起部6中的氣流F的下遊側配置有面積較大的第2區域C。因此，即使如上所述在突起部6的下遊側的角部反覆進行再放電，如圖8 (C)所示，與面積增大對應地，能夠抑制由再放電引起的突起部6的消耗範圍的擴大。因此，能夠抑制突起部6的偏消耗，提高耐消耗性。其結果，能夠提高火花塞I的壽命。
[0069]另外，通過採用上述配置，第I區域B中的最小曲率半徑部61被配置於上遊側。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。因此，通過將最小曲率半徑部61配置到上遊側，從而如圖8 (A)所示，在突起部6中也能夠在其上遊側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由於混合氣體流到下遊側而被吹滅為止的時間。因此，能夠充分確保火焰的點火機會。其結果，能夠提高火花塞I的點火性。
[0070]上述構成可以通過將突起部6的上述截面形狀設為上述特定形狀來實現。由此，無需特別將突起部6自身粗徑化，能夠抑制消焰作用。其結果，能夠防止火花塞I的點火性的下降。
[0071]另外，如圖7所示，突起部6被配設成第一直線LI與接地電極5的對置部的延設方向正交。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，並且在氣流F的下遊側配置第2區域C，在氣流F的上遊側配置第I區域B。因此，如上所述，能夠提高突起部6的耐消耗性，並且能夠確保點火機會。其結果，能夠提高火花塞I的壽命的同時，能夠更加有效地提高點火性。
[0072]另外,突起部6由貴金屬片構成。由此,能夠實現進一步的火花塞I的長壽命化。
[0073]如上所述，根據本例，能夠提供一種能夠抑制消焰作用並提高點火性及壽命的內燃機用火花塞及其安裝構造。
[0074](第2實施例)
[0075]如圖9~圖11所示，本例是將設置在中心電極4的前端部上的突起部41也設為與接地電極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安裝到內燃機7的燃燒室70 (參見圖6)的狀態下，突起部41及突起部6分別處於第I區域B相比於第2區域C配置於氣流F的上遊側、並且最小曲率半徑部61朝向氣流F的上遊側的狀態。
[0078]其他與第I實施例相同。
[0079]在本例的情況下，在中心電極4中，也與接地電極5同樣，能夠實現點火機會的確保、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的點火性及壽命。
[0080]除此之外，具有與第I實施例相同的作用效果。
[0081](第3實施例)
[0082]如圖12所示，本例是將突起部6配置成第一直線LI相對於接地電極5的對置部52的延設方向斜交的例子。
[0083]本例中的突起部6配置成第一直線LI相對於接地電極5的對置部52的延設方向(虛線L5)以45°交叉。
[0084]其他與第I實施例相同。
[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，並且在氣流F的下遊側配置第2區域C，在氣流F的上遊側配置第I區域B。也就是說，例如以對置部52的延設方向(虛線L5)與氣流F正交的方式將火花塞I安裝到內燃機7的燃燒室70時，能夠配置成使最小曲率半徑部61處於氣流F的上遊側。因此，如上所述，能夠提高突起部6的耐消耗性，並且能夠充分確保點火機會。其結果，能夠提高火花塞I的壽命，並且進一步提聞點火性。
[0086]除此之外，具有與第I實施例相同的作用效果。
[0087](第4實施例)
[0088]如圖13(A)、(B)所示，本例是對於形成為上述特定形狀的突起部6增大了第I區域B與第2區域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區域B的最小曲率半徑部61至第2區域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P3側凹陷的凹部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區域B的面積相比於第2區域C的面積特別小，其面積差變大。
[0090]其他與第I實施例相同。
[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區域B側容易使電場集中，容易使最小曲率半徑部61成為放電的起點。因此，能夠容易確保點火機會。另外，能夠進一步提高第2區域C側的耐消耗性。其結果，能夠有效地提高火花塞I的點火性及壽命。
[0092]除此之外，具有與第I實施例相同的作用效果。
[0093](第5實施例)
[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上設置凹部63，增大第I區域B與第2區域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實施例相同，具有與第4實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，並形成大致圓柱狀。
[0100]其他與第I實施例相同。
[0101]在將火花塞9安裝到內燃機上並使用時、也就是放電時，如圖15(A)所示，在突起部96的角部的某個部位最先產生火花放電E，但該位置沒有特別限定，不限於氣流F的氣流方向的上遊位置。因此，根據初始產生放電的位置的不同，火花放電E藉助混合氣體流到下遊側而被吹滅為止的時間可能會變短，點火機會有時變少。而且，如圖15(B)所示，火花放電E藉助氣流F而流到突起部96的下遊側。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。於是，在同一部位、即突起部96的下遊側的角部反覆進行再放電。因此，如圖15(D)所示，在突起部96的下遊側的角部產生偏消耗。其結果，火花塞9的壽命下降。
[0102](實驗例I)
[0103]如圖16所示，本例是通過火花放電間隙的擴大量(以下適當將其簡稱為間隙擴大量)的測定來調查火花塞的突起部的耐消耗性的例子。
[0104]作為評價對象，將第I實施例中示出的、只在接地電極5上配設了上述特定形狀的突起部6的火花塞I設為「樣品I」。另外，將第2實施例中示出的、在中心電極4及接地電極5的雙方分別配設了上述特定形狀的突起部6、突起部41的火花塞I設為「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」準備。另外，樣品I~樣品3的火花塞分別各準備3個樣本。
[0105]另外，將樣品3的突起部的直徑設為0.7mm。
[0106]另外，在樣品I~樣品3中，中心電極側的突起部和接地電極側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，中心電極側的突起部由銥合金構成，接地電極側的突起部由鉬合金構成。
[0108]使用這些樣品進行了以下的耐久試驗。
[0109]在進行耐久試驗時，將各樣品的火花塞安裝到模擬燃燒室70的試驗裝置，將裝置內設為氮氣氛圍，將壓力設為0.6MPa。
[0110]另外，向裝置內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。此時的點火能量為70mJ。
[0111]另外，火花塞相對於裝置的安裝姿勢為，在與氣流的方向正交的位置配置有接地電極的立設部(參見圖3中的符號51)的姿勢。
[0112]該耐久試驗的結果示於圖16。在該圖中，賦予了符號Dl的將菱形標記的描繪點連結的折曲線是樣品I的測定結果，賦予了符號D2的將三角標記的描繪點連結的折曲線是樣品2的測定結果。另外，賦予了符號D3的將矩形標記的描繪點連結的折曲線是樣品3的測定結果。另外，測定值是各樣品中的3個樣本的實測值的平均值。
[0113]該圖所示的曲線圖的縱軸表示間隙擴大量(_)，橫軸表示耐久時間(小時)。
[0114]由圖16可知，隨著耐久時間的推移，任何樣品的火花放電間隙均慢慢擴大。但是，相比於樣品3(D3)，樣品1(D1)、樣品2(D2)的間隙擴大量的增加速度慢。也就是說，對於樣品1、2，突起部對火花放電的耐消耗性優異。
[0115]另外，當耐久時間達到600小時以上時，尤其是樣品2的間隙擴大量不易增加，耐久性比樣品I優異。即，通過在中心電極和接地電極的雙方設置上述特定形狀的突起部，能夠進一步抑制火花放電間隙的擴大。
[0116](實驗例2)
[0117]如圖17所示，本例是通過放電電壓的測定來調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大，放電電壓也增加。於是，在本例中，在耐久試驗中分別測定火花放電的電壓，確認了第I和第2實施例的火花塞的放電電壓的增加是否相比於比較例的火花塞的放電電壓的增加得到抑制。
[0119]本例中的耐久試驗方法及評價對象(樣品I~樣品3)的各條件分別與上述實驗例I相同。
[0120]而且，耐久時間每經過100小時，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個樣本之中的放電電壓的最大值，將3個最大值取平均的值作為圖17中的各描繪點。
[0121]將測定結果示於圖17。該圖中，賦予了符號Dl的將菱形的描繪點連結的折曲線是樣品I的測定結果，賦予了符號D2的將三角形的描繪點連結的折曲線是樣品2的測定結果。另外，賦予了符號D3的將矩形的描繪點連結的折曲線是樣品3的測定結果。
[0122]該圖所示的曲線圖的縱軸表示放電電壓(kV)，橫軸表示耐久時間(小時)。
[0123] 由圖17可知，隨著耐久時間的推移，任何樣品的放電電壓均慢慢增加。相比於樣品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，對於樣品1、2，突起部對火花放電的耐消耗性優異。另外，當耐久時間達到500小時以上時，尤其是樣品2的放電電壓不易增加，耐久性比樣品I優異。也就是說，通過在中心電極和接地電極的雙方設置上述特定形狀的突起部，能夠進一步抑制放電電壓的增加。
[0124](實驗例3)
[0125]如圖18所示，本例是通過再放電發生次數的測定來調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，在耐久試驗中分別計測再放電次數，確認第I和第2實施例的火花塞的再放電發生次數的增加是否相比於比較例的火花塞的再放電發生次數的增加得到了抑制。
[0127]本例中的耐久試驗方法及評價對象(樣品I~樣品3)的各條件分別與上述實驗例I相同。
[0128]而且，耐久時間每經過100小時，使用高頻探測器計測10次火花放電的放電電壓的波形，針對各樣品調查再放電發生次數。該計測通過觀察每次的電壓施加中的電流波形，統計電流值超過預定閾值的次數來進行。
[0129]另外，圖18所示的各描繪點表示各樣品中的3個樣本之中的再放電發生次數的平均值。
[0130]將具體的計測結果示於圖18。在該圖中，賦予了符號Dl的將菱形的描繪點連結的折曲線是樣品I的測定結果，賦予了符號D2的將三角形的描繪點連結的折曲線是樣品2的測定結果。另外，賦予 了符號D3的將矩形的描繪點連結的折曲線是樣品3的測定結果。
[0131]該圖所示的曲線圖的縱軸表示再放電發生次數(次)，橫軸表示耐久時間(小時)。
[0132]由圖18可知，隨著耐久時間的推移，任何樣品的再放電發生次數均增加，但相比於樣品3(D3)，樣品1(01)、樣品2?2)的再放電發生次數的增加速度慢。也就是說，確認到了第1、第2實施例的火花塞相比於比較例的火花塞，再放電次數得到了抑制。另外，當耐久時間達到600小時以上時，尤其是樣品2的再放電發生次數不易增加。也就是說，通過在中心電極和接地電極的雙方設置上述特定形狀的突起部，能夠進一步抑制再放電發生次數的增加。
[0133]另外，在上述的各種實施例中，可以將所述特定形狀的上述突起部配設在所述中心電極或者所述接地電極的任意一個上，或者也可以配設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區域
[0147]C第2區域
【權利要求】
1.一種內燃機用的火花塞，具備:筒狀的外殼；筒狀的絕緣件，被保持於該外殼的內側；中心電極，以前端部突出的方式被保持於上述絕緣件的內側；以及接地電極，與上述外殼連接，並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，該內燃機用的火花塞的特徵在於， 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，並且， 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的重心連結的第一直線，接著，假想將該第一直線與上述截面形狀的輪廓交叉的2個交點間連結的第一線段，接著，假想在上述第一線段的中點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區域和不包括上述最小曲率半徑部的第2區域時，上述第2區域的面積大於上述第I區域的面積。
2.如權利要求1所述的內燃機用的火花塞，其特徵在於， 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有上述突起部，並且 方的上述突起部的上述截面形狀為上述特定形狀。
3.如權利要求1或2所述的內燃機用的火花塞，其特徵在於， 上述突起部被配設成上述第一直線與上述接地電極的上述對置部的延設方向交叉。
4.如權利要求1~3的任一項所述的內燃機用的火花塞,其特徵在於， 上述突起部被配設成上述第一直線與上述接地電極的上述對置部的延設方向正交。
5.如權利要求1~4的任一項所述的內燃機用的火花塞,其特徵在於， 上述突起部由貴金屬片構成。
6.一種內燃機用的火花塞的安裝構造，其特徵在於， 該內燃機用的火花塞的安裝構造是將權利要求1~5的任一項所述的內燃機用的火花塞安裝到內燃機上而成的火花塞安裝構造， 配設於燃燒室的上述突起部被配置成上述第I區域相比於上述第2區域處於被供給到上述燃燒室的混合氣體的氣流的上遊側。
【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 優先權日:2011年11月1日
【發明者】端無憲, 阿部信男 申請人:株式會社電裝