(57)【要約】【課題】温度が上昇しても点火装置をしっかり保持できる多点点火装置を提供する。【解決手段】エンジン１の燃焼室４内の混合気に点火する多点点火装置１００は、内周が燃焼室４に臨むように環状に形成される絶縁部材１２と、絶縁部材１２に保持され、燃焼室４内に複数の点火ギャップ１７を形成する複数の電極１４と、絶縁部材１２の外周に設けられる本体部１０と、本体部１０と絶縁部材１２との間に設けられ、絶縁部材１２と比較して熱膨張率が大きいリング体１１と、を備える。【選択図】図２
2018135873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの燃焼室内の混合気に点火する多点点火装置であって、
内周が前記燃焼室に臨むように環状に形成される絶縁部材と、
前記絶縁部材に保持され、前記燃焼室内に複数の点火ギャップを形成する複数の電極と、
前記絶縁部材の外周に設けられる本体部と、
前記本体部と前記絶縁部材との間に設けられ、前記絶縁部材と比較して熱膨張率が大きい中間部材と、を備える、
ことを特徴とする多点点火装置。
【請求項２】
請求項１に記載の多点点火装置であって、
前記中間部材は、前記絶縁部材と同心環状に形成される、
ことを特徴とする多点点火装置。
【請求項３】
請求項１に記載の多点点火装置であって、
前記中間部材は、前記絶縁部材の周方向に沿って複数に分割して形成される、
ことを特徴とする多点点火装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の多点点火装置であって、
前記中間部材は、前記本体部と比較して熱膨張率が大きい、
ことを特徴とする多点点火装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の多点点火装置であって、
前記中間部材は、発泡金属によって形成される、
ことを特徴とする多点点火装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一つに記載の多点点火装置を備える多点点火エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、複数の点火ギャップを有する多点点火装置及び多点点火装置を備える多点点火エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】  特許文献１には、燃焼室の外周側に環状の点火装置を備える内燃機関が開示されている。点火装置は、環状の本体部と、複数の点火ギャップを形成する中心電極部材と導電部とアースと、を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０４７０５７号公報
【発明の概要】
【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の内燃機関では、点火装置は、本体部の外周がシリンダヘッド及びシリンダブロックによって保持される。本体部はセラミックス等の絶縁材料からなり、シリンダヘッド及びシリンダブロックはアルミニウム合金や鋳鉄等の金属材料からなる。そのため、内燃機関の温度が上昇すると、熱膨張率の違いに起因して、点火装置がしっかり保持されなくなるおそれがある。【０００５】  本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、温度が上昇しても点火装置をしっかり保持できる多点点火装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明のある態様によれば、エンジンの燃焼室内の混合気に点火する多点点火装置は、内周が前記燃焼室に臨むように環状に形成される絶縁部材と、前記絶縁部材に保持され、前記燃焼室内に複数の点火ギャップを形成する複数の電極と、前記絶縁部材の外周に設けられる本体部と、前記本体部と前記絶縁部材との間に設けられ、前記絶縁部材と比較して熱膨張率が大きい中間部材と、を備える。【０００７】  本発明の他の態様によれば、上記多点点火装置を備える多点点火エンジンが提供される。
【発明の効果】
【０００８】  これらの態様では、エンジンの温度が上昇して多点点火装置の温度が上昇したとき、本体部は、絶縁部材と比較して熱膨張量が大きい。このとき、多点点火装置では、本体部と絶縁部材との間に中間部材が設けられる。そのため、多点点火装置の温度が上昇しても、中間部材が熱膨張するので、本体部と絶縁部材との間に隙間が発生することが抑制される。したがって、エンジンの温度が上昇して多点点火装置の温度が上昇しても、絶縁部材をしっかり保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る多点点火装置のエンジンへの取り付け状態を説明する側面の断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係る多点点火装置の平面図である。
【図３】図３は、図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態の変形例に係る多点点火装置の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】  以下、図１から図４を参照して、本発明の実施形態に係る多点点火装置１００について説明する。
【００１１】  まず、図１を参照して、多点点火装置１００を備える多点点火エンジン（以下、単に「エンジン」と称する。）１の構成について説明する。
【００１２】  図１に示すように、エンジン１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２内に形成されるシリンダ２ａと、シリンダ２ａ内を往復動するピストン２ｂと、シリンダブロック２に取り付けられてシリンダ２ａの頂部を閉塞するシリンダヘッド３と、点火プラグ７と、シリンダブロック２とシリンダヘッド３との間に設けられる多点点火装置１００と、を備える。エンジン１には、シリンダ２ａとピストン２ｂとシリンダヘッド３とによって燃焼室４が形成される。
【００１３】  点火プラグ７は、燃焼室４の上部に配設される。エンジン１は、燃焼室４内で圧縮された混合気に多点点火装置１００と点火プラグ７とが点火して燃焼させることによって動力を得る火花点火内燃機関である。
【００１４】  エンジン１では、燃焼室４内で圧縮された混合気に多点点火装置１００と点火プラグ７とで点火を行う。具体的には、イグニッションコイル（図示省略）からの点火電流を入力端子２２から入力し、多点点火装置１００の複数の点火ギャップ１７と点火プラグ７の点火ギャップ７ｂとに火花を発生させる。
【００１５】  このように、エンジン１では、点火プラグ７に加えて多点点火装置１００によっても点火が行われるので、燃焼による火炎流動を発生させることができる。その結果、スキッシュエリアを設けることなく急速燃焼を実現でき、冷却損失を減少させることができる。
【００１６】  次に、図２及び図３を参照して、多点点火装置１００の構成について説明する。
【００１７】  図２に示すように、多点点火装置１００は、本体部１０と、中間部材としてのリング体１１と、絶縁部材１２と、複数の電極１４と、を備える。
【００１８】  本体部１０は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３との間に設けられる。本体部１０は、絶縁部材１２の外周に設けられる。本体部１０はガスケットとして用いられてもよく、又は本体部１０とは別にガスケット（図示省略）が設けられてもよい。本体部１０は、例えば、アルミニウム合金等の金属によって形成される。
【００１９】  本体部１０には、イグニッションコイルからの点火電流が入力される入力端子２２と、他の多点点火装置１００の入力端子２２又は点火プラグ７に接続される接続端子２３と、が設けられる。
【００２０】  これにより、多点点火装置１００の先に、プラグコード（図示省略）を介して他のシリンダ２ａの多点点火装置１００を直列に接続して同時に点火を行うことが可能である。また、一つの燃焼室４に設けられる多点点火装置１００と点火プラグ７とを、プラグコード（図示省略）を介して直列に接続して同時に点火を行うことも可能である。このとき、点火プラグ７の接地電極７ａがシリンダヘッド３に接触してアースとされる。
【００２１】  リング体１１は、本体部１０と絶縁部材１２との間に設けられる。リング体１１は、環状に形成される。リング体１１は、本体部１０に対して絶縁部材１２の外周を保持する。リング体１１の外周は、本体部１０の内周と同じ大きさに形成される。リング体１１の内周は、絶縁部材１２の外周と同じ大きさに形成される。
【００２２】  リング体１１は、絶縁部材１２と比較して弾性変形しやすい材質で形成される。リング体１１は、例えば発泡アルミニウム等の発泡金属によって形成される。なお、リング体１１は、絶縁部材１２と比較して弾性率が小さければよく、発泡材でないアルミニウム合金によって形成されてもよい。リング体１１は、燃焼室４内で混合気が燃焼する際の衝撃を吸収する。よって、リング体１１が設けられることにより、燃焼室４内で混合気が燃焼する際の衝撃から絶縁部材１２を保護することができる。
【００２３】  リング体１１は、絶縁部材１２と比較して熱膨張率が大きい材質で形成される。更に、リング体１１は、本体部１０と比較して熱膨張率が大きい材質で形成される。リング体１１は、例えば本体部１０と比較して熱膨張率が大きいアルミニウム合金で形成される。
【００２４】  エンジン１の温度が上昇して多点点火装置１００の温度が上昇したとき、本体部１０は、絶縁部材１２と比較して熱膨張量が大きい。このとき、多点点火装置１００では、本体部１０と絶縁部材１２との間にリング体１１が設けられる。そのため、多点点火装置１００の温度が上昇しても、リング体１１が熱膨張するので、本体部１０と絶縁部材１２との間に隙間が発生することが抑制される。したがって、エンジン１の温度が上昇して多点点火装置１００の温度が上昇しても、絶縁部材１２をしっかり保持することができる。
【００２５】  また、リング体１１は、絶縁部材１２と同心環状に設けられる。そのため、絶縁部材１２の周囲から偏った力がかかることがなく、全周から同じ力で絶縁部材１２を保持することができる。
【００２６】  絶縁部材１２は、内周が燃焼室４に臨むように環状に形成される。絶縁部材１２は、例えばセラミックス等の絶縁体によって形成される。絶縁部材１２は、各々が電極１４を保持するように分割して形成される複数の分割絶縁部材１３を備える。
【００２７】  分割絶縁部材１３は、後述する一対の側方電極１５か、又は単一の中間電極１６を各々保持する。隣接する分割絶縁部材１３の継ぎ目に臨むように、点火ギャップ１７が各々形成される。分割絶縁部材１３は、リング体１１を介して本体部１０に保持される。分割絶縁部材１３は、接着剤やろう材等によって互いに接続される。分割絶縁部材１３は、接着剤やろう材等によってリング体１１及び本体部１０と接続される。
【００２８】  このように、多点点火装置１００は、各々が電極１４を保持するように分割して形成される分割絶縁部材１３を備える。そのため、複数の電極を備える多点点火装置を一体に形成する必要はなく、分割絶縁部材１３を別々に形成して組み合わせれば、多点点火装置１００を製造することができる。したがって、製造が容易な多点点火装置１００を提供するができる。
【００２９】  また、例えば、中間電極１６の一つが損傷したような場合には、その中間電極１６を保持する分割絶縁部材１３だけを新しいものと交換することができる。よって、多点点火装置１００全体を交換する必要はない。
【００３０】  分割絶縁部材１３は、環状の絶縁部材１２が周方向に分割されて形成される。分割絶縁部材１３は、エンジン１の排気バルブ９に近い排気側絶縁部材１３ａと、エンジン１の吸気バルブ８に近い吸気側絶縁部材１３ｂと、を有する。吸気側絶縁部材１３ｂは、排気側絶縁部材１３ａと比較して熱伝導率が高い。
【００３１】  これにより、単一の多点点火装置１００であっても、比較的温度の上がりにくい吸気バルブ８側の熱価を低くし、比較的温度の上がりやすい排気バルブ９側の熱価を高くすることができる。
【００３２】  電極１４は、絶縁部材１２に保持され、燃焼室４内の周方向に複数の点火ギャップ１７を形成する。電極１４は、一対の側方電極１５と、複数の中間電極１６と、を有する。
【００３３】  側方電極１５は、単一の分割絶縁部材１３に保持される。側方電極１５は、碍子１５ａを介して分割絶縁部材１３に保持される。側方電極１５は、燃焼室４の内周に沿うように、互いに反対方向に向けて形成される。
【００３４】  碍子１５ａは、分割絶縁部材１３の内周面から一部が突出すると共に、本体部１０を貫通する長さに形成される。
【００３５】  一方の側方電極１５は、絶縁部材１２及び本体部１０を貫通して、入力端子２２まで延設される。同様に、他方の側方電極１５は、絶縁部材１２及び本体部１０を貫通して、接続端子２３まで延設される。一方の側方電極１５には、入力端子２２を介してイグニッションコイルからの点火電流が入力される。
【００３６】  中間電極１６は、一方の側方電極１５と他方の側方電極１５との間に直列に並べて設けられる。中間電極１６は、隣り合う他の中間電極１６との間に点火ギャップ１７を各々形成する。側方電極１５と隣り合う中間電極１６は、側方電極１５との間に点火ギャップ１７を形成する。
【００３７】  中間電極１６は、絶縁部材１２から燃焼室４内に突出する。中間電極１６は、絶縁部材１２に保持される支持部１６ａと、支持部１６ａと一体に形成されて燃焼室４内に位置する電極部１６ｂと、を有する。
【００３８】  支持部１６ａは、基端部が分割絶縁部材１３に保持され、先端部が燃焼室４内に突出する。
【００３９】  電極部１６ｂは、支持部１６ａの先端部に設けられる。電極部１６ｂは、燃焼室４の内周面に沿った円弧状に形成される。電極部１６ｂの両端には、点火ギャップ１７が形成される。
【００４０】  電極部１６ｂは、その全長にわたって燃焼室４内に露出する。そのため、燃焼室４内で混合気が燃焼すると、電極部１６ｂの全体が加熱される。よって、火炎に曝される表面積が大きいため、熱価を低くすることができる。
【００４１】  以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００４２】  エンジン１の温度が上昇して多点点火装置１００の温度が上昇したとき、本体部１０は、絶縁部材１２と比較して熱膨張量が大きい。このとき、多点点火装置１００では、本体部１０と絶縁部材１２との間にリング体１１が設けられる。そのため、多点点火装置１００の温度が上昇しても、リング体１１が熱膨張するので、本体部１０と絶縁部材１２との間に隙間が発生することが抑制される。したがって、エンジン１の温度が上昇して多点点火装置１００の温度が上昇しても、絶縁部材１２をしっかり保持することができる。
【００４３】  以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【００４４】  例えば、多点点火装置１００では、本体部１０は、シリンダブロック２とシリンダヘッド３との間に設けられる。これに代えて、シリンダブロック２又はシリンダヘッド３内に絶縁部材１２を保持する溝を形成し、シリンダブロック２又はシリンダヘッド３を本体部としてもよい。
【００４５】  また、多点点火装置１００では、中間部材として環状のリング体１１を用いている。これに代えて、例えば、周方向の複数箇所（例えば三箇所）にばね材を設けて絶縁部材１２を保持してもよい。また、燃焼室４内の最高温度よりも高い温度に対する耐熱性を有する高耐熱性樹脂材料によって形成される中間部材を用いて絶縁部材１２を保持してもよい。このように、中間部材は、本体部１０に対して絶縁部材１２を弾性的に保持できるものであればよい。
【００４６】  図４に示す変形例では、多点点火装置１００は、中間部材として円弧状に形成される複数の分割中間部材１１１を備える。分割中間部材１１１は、絶縁部材１２の周方向に沿って複数に分割して形成される。分割中間部材１１１は、エンジン１の排気バルブ９に近い排気側分割中間部材１１１ａと、エンジン１の吸気バルブ８に近い吸気側分割中間部材１１１ｂと、を有する。
【００４７】  ここで、吸気側分割中間部材１１１ｂと排気側分割中間部材１１１ａとを熱伝導率の異なる材質で形成してもよい。例えば、吸気側分割中間部材１１１ｂを、排気側分割中間部材１１１ａと比較して熱伝導率の低い材質で形成する。この場合、吸気側分割中間部材１１１ｂに保持される吸気側絶縁部材１３ｂは、熱が放出されにくい。一方、排気側分割中間部材１１１ａに保持される排気側絶縁部材１３ａは、熱が放出されやすい。
【００４８】  これにより、多点点火装置１００において、比較的温度の上がりにくい吸気バルブ８側の熱価を低くし、比較的温度の上がりやすい排気バルブ９側の熱価を高くすることができる。
【００４９】  なお、図４に示す変形例では、一対の分割中間部材１１１が設けられているが、これに限らず、３個以上の円弧状の分割中間部材を組み合わせて中間部材を形成してもよい。
【符号の説明】
【００５０】１００    多点点火装置
１        エンジン
４        燃焼室
７        点火プラグ
８        吸気バルブ
９        排気バルブ
１１      リング体（中間部材）
１０      本体部
１２      絶縁部材
１４      電極
１７      点火ギャップ
【図１】
2018135873.tif 000003
【図２】
2018135873.tif 000004
【図３】
2018135873.tif 000005
【図４】
2018135873.tif 000006