(57)【要約】【課題】点火時期の設定の自由度を向上させるとともに、中心電極と接地電極との間の火花ギャップで発生する火花の吹き消えを抑制できる筒内直接噴射型火花点火式内燃機関を提供する。【解決手段】エンジン２０は、燃焼室３０と、点火プラグ５０と、燃料を噴射するインジェクタ４０と、ガイド柱６０とを備える。点火プラグ５０は、燃焼室３０に固定されるプラグ本体５１と、プラグ本体５１に設けられて燃焼室３０内に露出する中心電極５２と、中心電極５２の周りに設けられて燃焼室３０内に露出し、中心電極５２との間の火花ギャップＧで火花放電が行われる接地電極５３とを備える。ガイド柱６０は、燃焼室３０内において点火プラグ５０から外れた位置に配置されるとともに、インジェクタ４０から噴射された燃料の少なくとも一部を火花ギャップＧに導く。【選択図】      図１
2008240523.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室と、
前記燃焼室に固定されるプラグ本体と、前記プラグ本体に設けられて前記燃焼室内に露出する中心電極と、前記中心電極の周りに設けられて前記燃焼室内に露出し、前記中心電極との間の火花ギャップで火花放電が行われる接地電極とを備える点火プラグと、
燃料を噴射するインジェクタと、
前記燃焼室内において前記インジェクタ近傍に配置されるとともに、前記インジェクタから噴射された燃料の少なくとも一部を前記火花ギャップに導くガイド部と
を備えることを特徴とする筒内直接噴射型火花点火式内燃機関。
【請求項２】
前記ガイド部は、前記インジェクタを挟んで前記点火プラグの反対側から同インジェクタの噴射口に対向する位置に延出していることを特徴とする請求項１に記載の筒内直接噴射型火花点火式内燃機関。
【請求項３】
前記ガイド部は、前記燃焼室の壁部に設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の筒内直接噴射型火花点火式内燃機関。
【請求項４】
前記ガイド部は、前記インジェクタに設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の筒内直接噴射型火花点火式内燃機関。
【請求項５】
前記点火プラグは、前記中心電極と前記接地電極との間で前記中心電極の軸心線を横切る方向に火花放電が行われる沿面型であることを特徴とする請求項１または２に記載の筒内直接噴射型火花点火式内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筒内直接噴射型火花点火式内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のガソリンエンジンに用いられる点火プラグの構造として、１つの中心電極と、中心電極の周囲に配置されるとともに中心電極との間で火花放電が行われる接地電極を１つ備える構造がある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開昭６０―１９８０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
インジェクタを用いて燃焼室内に燃料を直接噴射する筒内直接噴射型火花点火式内燃機関において、インジェクタが点火プラグに向かって燃料を直接的に噴射するスプレーガイド式のエンジンでは、噴射された燃料の一部が点火プラグ周辺に到達して気化することによって混合気を形成する。
【０００４】
上記のように形成される混合気は、火花ギャップで行われる火花放電によって点火されて、燃焼する。これにより，点火プラグの周辺の空燃比が理論空燃比近傍に設定され、かつ、燃焼室全体では極めてリーンな空燃比での燃焼，所謂成層希薄燃焼がなされる。
【０００５】
特許文献１に開示されているように一つの接地電極を備える点火プラグの場合、接地電極が中心電極を挟んでインジェクタと反対側に配置されると、インジェクタから噴射された燃料の大部分は火花ギャップを通過した後に接地電極に接触する。
【０００６】
逆に、接地電極がインジェクタと同じ側に配置されると、インジェクタから噴射された燃料の大部分は接地電極に接触し直接火花ギャップに到達する燃料は激減する。
【０００７】
それゆえ、火花ギャップ周辺の空燃比を理論空燃比近傍に設定しにくくなり、また、理論空燃比に設定できたとしても接地電極が中心電極を挟んでインジェクタと反対側に配置した場合と比べ遅い時期となってしまう。
【０００８】
このように、インジェクタに対する接地電極の姿勢つまり点火プラグの姿勢によって、火花ギャップ周辺の混合気の状態が変化する。
【０００９】
一方、点火プラグの外周面には雄ねじが形成されており、この雄ねじがシリンダヘッドに形成される雌ねじに螺合することによって、点火プラグはシリンダヘッドに固定される。上記のような固定構造であるため、シリンダヘッドに対する点火プラグの姿勢は、雄ねじが雌ねじに最後まで螺合した時点での姿勢となる。それゆえ、インジェクタに対する接地電極の姿勢つまり点火プラグの姿勢を制御することは難しい。
【００１０】
上記の理由により、多気筒エンジンでは各シリンダ内の点火プラグのインジェクタに対する姿勢は各々異なることが考えられるので、各シリンダに共通な点火期間は、各点火プラグの姿勢に最適な点火期間のうち共通な範囲となる。それゆえ、各シリンダに対して良好な燃焼を得るための点火期間は、狭くなる傾向にある。この結果、各シリンダに対して良好な燃焼を得るための点火時期の設定の自由度は、小さくなる。
【００１１】
また、一方、インジェクタに対する接地電極の姿勢（点火プラグの姿勢）によっては、火花ギャップに直接導かれる燃料が多くなることが考えられる。この場合では、噴霧の勢いによって、火花ギャップに発生する火花が吹き消されてしまうことが考えられる。吹き消えが発生すると再放電を開始するために多くのエネルギを消費し、混合気の点火に十分なエネルギを供給できなくなるため、点火コイルのエネルギを高く設定する必要があり、好ましくない。
【００１２】
したがって、本発明の目的は、点火時期の設定の自由度を向上させるとともに、火花ギャップで発生する火花の吹き消えを抑制できる筒内直接噴射型火花点火式内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の筒内直接噴射型火花点火式内燃機関は、燃焼室と、点火プラグと、燃料を噴射するインジェクタと、ガイド部とを備える。前記点火プラグは、前記燃焼室に固定されるプラグ本体と、前記プラグ本体に設けられて前記燃焼室内に露出する中心電極と、前記中心電極の周りに設けられて前記燃焼室内に露出し、前記中心電極と火花ギャップを成し、火花放電が行われる接地電極とを備える。前記ガイド部は、前記燃焼室内において前記インジェクタ近傍に配置されるとともに、前記インジェクタから噴射された燃料の少なくとも一部を火花ギャップに導くガイド部とを備える。
【００１４】
この構造によれば、ガイド部が、燃料を火花ギャップに案内するため、混合気が安定して形成されるとともにこの混合気が安定して火花ギャップ周辺に導かれるようになる。さらに、燃料の一部は、ガイド部にぶつかることによって運動エネルギを失うので、混合気の火花ギャップ周辺での流速は低下するとともに混合気が火花ギャップ周辺に滞留する。
【００１５】
本発明の好ましい形態では、前記ガイド部は、前記インジェクタを挟んで前記点火プラグの反対側から同インジェクタの噴射口に対向する位置に延出している。
【００１６】
この構造によれば、簡単な構造で燃料を中央電極に案内することができる。
【００１７】
本発明の好ましい形態では、前記ガイド部は、前記燃焼室の壁部に設けられる。
【００１８】
本発明の好ましい形態では、前記ガイド部は、前記インジェクタに設けられる。
【００１９】
本発明の好ましい形態では、前記点火プラグは、前記中心電極と前記接地電極との間で前記中心電極の軸心線を横切る方向に火花が発生する沿面型である。
【００２０】
この構造によれば、ガイド部により案内される燃料が接地電極に阻害されることなく火花に接触することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、点火時期の設定の自由度を向上させるとともに、火花ギャップで発生する火花の吹き消えを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明の第１の実施形態に係る筒内直接噴射型火花点火式内燃機関を、図１〜４を用いて説明する。エンジン２０は、多気筒エンジンである。また、エンジン２０は、筒内直接噴射型火花点火式内燃機関である。
【００２３】
図１は、エンジン２０の1つの燃焼室３０の近傍の断面図を示している。図１に示すように、エンジン２０は、シリンダブロック２１と、シリンダヘッド２２となどを備えている。
【００２４】
シリンダブロック２１には、複数のシリンダ２３が形成されている。シリンダ２３には、ピストン２４が収容されている。ピストン２４は、図示しないコンロッドを介してクランクシャフトに連結されている。ピストン２４は、燃焼ガスの圧力エネルギを受けてシリンダ２３内を往復動する。クランクシャフトは、ピストン２４の往復動によって、回転する。シリンダブロック２１において、シリンダ２３の近傍には、ウォータージャケット２５が形成されている。ウォータージャケット２５内には、冷却水が流動している。
【００２５】
シリンダヘッド２２は、シリンダブロック２１の上端面２１ａに固定されている。シリンダヘッド２２において、シリンダ２３と重なる部位には、燃焼凹部２２ｂが形成されている。燃焼凹部２２ｂは、例えば屋根型である。燃焼凹部２２ｂは、上端面２１ａに開口するシリンダ２３の開口を覆っている。
【００２６】
燃焼凹部２２ｂと、ピストン２４の外面と、シリンダ２３の内面とによって規定される空間は、燃焼室３０となっている。
【００２７】
シリンダヘッド２２には、吸気通路２６と排気通路２７とが形成されている。なお、吸気通路２６と排気通路は、図１の奥側に形成されており、それゆえ、各々点線で示されている。
【００２８】
吸気通路２６の一端は、燃焼凹部２２ｂ内に開口している。吸気通路２６において燃焼凹部２２ｂ側の開口端は、吸気口２６ａになっている。吸気口２６ａには、吸気バルブ２８が設けられている。排気通路２７の一端は、燃焼凹部２２ｂ内に開口している。排気通路２７において燃焼凹部２２ｂ側の開口端は、排気口２７ａになっている。排気口２７ａには、排気バルブ２９が設けられている。
【００２９】
シリンダヘッド２２には、燃料を噴射するインジェクタ４０と、点火プラグ５０と、ガイド柱６０とが設けられている。
【００３０】
インジェクタ４０は、燃料を噴射する噴射口４１を有している。インジェクタ４０は、噴射口４１が燃焼凹部２２ｂの頂点部分２２ｃの近傍から燃焼凹部２２ｂ内に臨むように、シリンダヘッド２２の頂点部分２２ｃの近傍に取り付けられている。また、インジェクタ４０は、噴射口４１が形成されるインジェクタ４０の先端面４２が燃焼凹部２２ｂの頂点部分２２ｃの壁面と例えば略面一になるように、設置されている。
【００３１】
シリンダヘッド２２の頂点部分２２ｃの近傍には、インジェクタ４０が嵌合する取付孔１００が形成されている。インジェクタ４０は、取付孔１００内に嵌合することによって、シリンダヘッド２２に固定される。つまり、インジェクタ４０は、取付孔１００に挿入されるだけであるので、燃焼室３０内でのインジェクタ４０の姿勢は、取付孔１００内に挿入される前のインジェクタ４０の姿勢を調整することによって、容易に制御される。インジェクタ４０は、燃料を例えばコーン状に噴射する。
【００３２】
点火プラグ５０は、燃焼凹部２２ｂの頂点部分２２ｃの近傍において、インジェクタ４０を避けた位置に取り付けられている。具体的には、点火プラグ５０は、インジェクタ４０に対して、図中右にずれた位置の傾斜部分２２ｅから後述される中心電極５２と接地電極５３とが燃焼室３０内に臨むように取り付けられている。
【００３３】
点火プラグ５０は、プラグ本体５１と、１つの中心電極５２と、１つの接地電極５３とを備えている。
【００３４】
プラグ本体５１は、点火プラグ５０において当該点火プラグ５０が固定される相手部材例えばシリンダヘッド２２などに支持つまり固定される部分の概念である。プラグ本体５１は、略円柱状である。プラグ本体５１は、例えば、プラグハウジング５４や図示しない中軸や碍子５５などを備えている。中軸は、プラグハウジング５４内に収容される。中軸は、プラグハウジング５４内に電流を導く。碍子５５は、プラグハウジング５４内に収容されるとともに、一部がプラグハウジング５４の一端から出ている。
【００３５】
プラグ本体５１の先端側の周面には、ねじ部５６が形成されている。ねじ部５６には、雄ねじが形成されている。シリンダヘッド２２において点火プラグ５０が固定される部位には、ねじ部５６と螺合するように、雌ねじ部２２ｄが形成されている。雌ねじ部２２ｄには、雌ねじが形成されている。ねじ部５６が雌ねじ部２２ｄに螺合することによって、点火プラグ５０は、シリンダヘッド２２に固定される。
【００３６】
図２は、燃焼凹部２２ｂにおいて点火プラグ５０の周囲を拡大して示す断面図である。図２に示すように、中心電極５２は、プラグ本体５１内に収容されており、プラグ本体５１の軸心線Ｃ上に同軸に配置されている。中心電極５２は、碍子５５によって囲まれている。
【００３７】
接地電極５３は、プラグ本体５１の先端において中心電極５２の周囲に設置されている。接地電極５３は、本体部５７と延出部５８とを有している。
【００３８】
本体部５７の基部分５７ａは、プラグ本体５１に固定される。本体部５７は、例えばプラグ本体５１の軸心線方向Ｄに沿って中心電極５２の先端よりも進んだ位置まで延びている。本体部５７は、例えば軸心線方向Ｄと略平行である。なお、軸心線方向Ｄは、軸心線Ｃが延びる方向である。
【００３９】
延出部５８は、本体部５７の先端５７ｂから軸心線方向Ｄを横切る方向例えば軸心線方向Ｄを略垂直に横切る方向Ｅに沿って、軸心線方向Ｄに中心電極５２と向かい合う位置を越える位置まで延びている。それゆえ、接地電極５３は、側面から見ると略Ｌ字形状である。中心電極５２と延出部５８との間の火花ギャップＧにおいて軸心線方向Ｄに火花放電が行われる。
【００４０】
上記されたように、点火プラグ５０は、ねじ部５６が雌ねじ部２２ｄに螺合することによって、シリンダヘッド２２に固定される。それゆえ、点火プラグ５０の姿勢は、ねじ部５６が雌ねじ部２２ｄに最後まで螺合した状態での姿勢となる。
【００４１】
図３は、燃焼室３０を、図１に示されるＦ３の方向から見た状態を示す斜視図である。図３は、燃焼凹部２２ｂの頂点部分２２ｃの壁面周辺を示している。図４は、インジェクタ４０と点火プラグ５０との周囲を示す斜視図である。図３，４に示すように、本実施形態では、一例として、インジェクタ４０に対する点火プラグ５０の姿勢は、接地電極５３が中心電極５２を挟んでインジェクタ４０の噴射口４１と略反対側に位置する姿勢となっている。
【００４２】
図２に示すように、ガイド柱６０は、燃焼凹部２２ｂの頂点部分２２ｃ近傍において、インジェクタ４０の先端面４２（噴射口４１が形成される）を挟んで点火プラグ５０と略反対側に設けられている。ガイド柱６０は、燃焼凹部２２ｂの壁面に例えば鋳包みされるなどして、燃焼凹部２２ｂに一体に形成されている。
【００４３】
ガイド柱６０は、基部６１と、延出部６２とを有している。基部６１は、燃焼凹部２２ｂの壁面に固定されている。延出部６２は、ガイド柱６０において基部６１よりも先の部分である。延出部６２は、基部６１と一体に形成されている。図３に示すように、延出部６２は、インジェクタ４０の軸心線方向に例えば噴射口４１と重なるように、燃焼室３０の内側に向かって延びている。延出部６２の先端は、中心電極５２に達しない。それゆえ、延出部６２は、基部６１に対して傾斜している。この結果、図２に示すように、ガイド柱６０を側方から見た形状は、折れ曲がった形状になっている。
【００４４】
図２に示すように、延出部６２においてインジェクタ４０に面する面６３は、例えば中心電極５２の軸心線方向Ｄを横切る方向Ｅに沿って延びている。ガイド柱６０は、インジェクタ４０によって噴射された燃料の一部Ｆ１を火花ギャップＧに導く。ガイド柱６０は、本発明で言うガイド部の一例である。
【００４５】
つぎに、エンジン２０の動作を説明する。図２に示すように、インジェクタ４０の噴射口４１から噴射された燃料のうち一部Ｆ１（ハッチングが記されている部分）は、ガイド柱６０の延出部６２にぶつかる。
【００４６】
燃料の一部Ｆ１は、延出部６２にぶつかることによって、延出部６２に沿って流れる。ガイド柱６０は、燃焼によって高温になっている。それゆえ、延出部６２にぶつかった燃料Ｆ１は、この際に気化して空気との混合が促進されて混合気Ｍとなる。また、燃料中の未気化の液滴は、ガイド柱６０にぶつかった際にガイド柱６０に付着するかもしくは周囲に拡散する。
【００４７】
上記されたように、延出部６２の面６３は中心電極５２に向かって延びているので、混合気Ｍは、火花ギャップＧまで導かれる。燃料の一部Ｆ１は、延出部６２にぶつかることによって運動エネルギを失うので、混合気Ｍの火花ギャップＧ周辺での流速が低下するとともに混合気Ｍが火花ギャップＧ周辺に滞留する。
【００４８】
また、燃料の一部Ｆ１は、火花ギャップＧに到達する前にガイド柱６０にぶつかることによって混合気Ｍとなる。それゆえ、インジェクタ４０に対する接地電極５３の位置（姿勢）に関わらずに火花ギャップＧに混合気Ｍが導かれるようになる。
【００４９】
つまり、燃料のうち一部が接地電極５３にぶつかる場合、火花ギャップＧへ到達する混合気の量はインジェクタ４０に対する接地電極５３の位置（姿勢）によって異なり、また、積極的に混合気を火花ギャップＧに案内するものでないが、本実施形態では燃料の一部Ｆ１は延出部６２にぶつかることによって混合気Ｍとなり、また積極的に混合気を火花ギャップＧに案内するものであるため、インジェクタ４０に対する接地電極５３の位置に関わらずに、混合気Ｍが火花ギャップＧまで導かれる。
【００５０】
ついで、中心電極５２と接地電極５３の延出部５８との間の火花ギャップＧで火花放電が行われることによって、混合気Ｍが燃焼される。
【００５１】
このように構成されるエンジン２０では、燃料の一部Ｆ１が接地電極５３ではなくガイド柱６０にぶつかることによって形成される混合気Ｍが火花ギャップＧ周辺に導かれるので、火花ギャップＧ周辺に滞留する混合気Ｍの状態は、インジェクタ４０に対する接地電極５３の位置つまり点火プラグ５０の姿勢に関わらずに略同じとなる。
【００５２】
それゆえ、各シリンダ２３での安定燃焼領域が略同じとなるので、各シリンダ２３に共通して燃料を安定して燃焼できる点火時期・燃料噴射時期の設定自由度を高くすることができる。なお、安定燃焼領域とは、燃料が安定して成層希薄燃焼するための点火時期の範囲である。つまり、インジェクタ４０の噴射時期に対する点火プラグ５０の点火時期が、安定燃焼領域内であれば、燃料は安定して成層希薄燃焼される。
【００５３】
さらに、混合気Ｍの運動量は小さくなっており、それゆえ火花ギャップＧ周辺での混合気Ｍの流速は小さい。このため、混合気Ｍの勢いによって、中心電極５２と接地電極５３との間の火花ギャップＧで発生される火花が消されることが抑制される。この結果、混合気の点火に十分なエネルギを供給できるため、点火コイルのエネルギを高く設定する必要がない。
【００５４】
上記のことより、本実施形態のエンジン２０は、点火時期の設定の自由度を向上させるとともに、中心電極５２と接地電極５３との間の火花ギャップＧで発生する火花の吹き消えを抑制できる。
【００５５】
また、ガイド柱６０が燃焼室３０の壁部に設けられるので、混合気Ｍの滞留範囲および流動範囲は、点火プラグ５０の取付誤差に関わらずに略一定となる。つまり、混合気Ｍが接地電極５３にぶつかることに起因して形成されるものではないので、混合気Ｍの滞留範囲および流動範囲は、点火プラグ５０の姿勢に関わらない。この点について具体的に説明する。
【００５６】
燃料Ｆ１の一部が接地電極５３にぶつかることによって形成される場合では、点火プラグ５０の取付誤差によって、中心電極５２と接地電極５３との位置に誤差が生じるので火花の発生する位置に誤差が生じるとともに、混合気の滞留範囲および流動範囲に誤差が生じことになる。この結果、これら２つの誤差に起因して、混合気Ｍが燃焼しにくくなることが考えられる。
【００５７】
これに対し、混合気Ｍがガイド部６０にぶつかることによって形成される場合、点火プラグ５０の取付誤差に起因して火花が発生する位置に誤差が生じても、混合気Ｍの流動範囲および滞留範囲に誤差は生じない。それゆえ、点火プラグ５０に取付誤差が生じても、この誤差に起因して火花の発生位置に誤差が生じるだけであり、当該火花が混合気Ｍに点火できる範囲内で発生すれば燃料が安定して燃焼される。つまり、点火プラグ５０の取付誤差を比較的許容できる。
【００５８】
また、燃料Ｆ１中の液滴はガイド柱６０に付着し、もしくはガイド柱６０にぶつかることによって周囲に拡散する。それゆえ、混合気Ｍが濃くなりすぎることが抑制されるので、点火プラグ５０がくすぶることが抑制される。
【００５９】
つぎに、本発明の第２の実施形態に係る筒内直接噴射型火花点火式内燃機関を、図５〜１０を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同様な機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、点火プラグ５０の構造が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる点について具体的に説明する。
【００６０】
図５は、本実施形態の燃焼室３０において、点火プラグ５０とインジェクタ４０の近傍を拡大して示す断面図である。図５に示すように、本実施形態の点火プラグ５０は、沿面型である。
【００６１】
図６は、点火プラグ５０の先端部を拡大して示す斜視図である。沿面型の点火プラグ５０の構造を具体的に説明する。図６に示すように、点火プラグ５０は、プラグ本体５１とシュラウド５９と、１つの中心電極５２と、４つの接地電極５３とを備えている。
【００６２】
プラグ本体５１および中心電極５２の構造は、第１の実施形態と同様であってよいので、説明を省略する。
【００６３】
シュラウド５９は、プラグ本体５１の先端に設けられている。シュラウド５９は、プラグ本体５１から外部へ露出する碍子５５の周囲を囲う形状である。シュラウド５９は、碍子５５の先端付近まで延びている。
【００６４】
各接地電極５３は、シュラウド５９の先端に設けられており、各々例えば等間隔離間してつまり中心電極５２回りに略９０度ずつ離間して配置されている。各接地電極５３は、中心電極５２に向かって近づくように湾曲する形状であて、中心電極５２の軸心線方向Ｄを例えば略垂直に横切る方向Ｅに沿って中心電極５２の先端と向かい合う位置まで延びている。接地電極５３は、中心電極５２とは接触していない。なお、図５中手前にある接地電極５３は、２点鎖線で示されており、当該接地電極の奥にある碍子５５および中心電極５２が示されている。
【００６５】
上記のように構成される点火プラグ５０は、各接地電極５３が、中心電極５２の軸心線方向Ｄを略垂直に横切る方向Ｅに中心電極５２の先端部と対向しているので、中心電極５２と接地電極５３との間で発生する火花は、中心電極５２の軸心線方向Ｄを垂直に横切る方向Ｅに沿って発生する。
【００６６】
点火プラグ５０が４つの接地電極５３を備える構造であるため、インジェクタ４０に対する点火プラグ５０の姿勢は、第１の姿勢Ｐ１と第２の姿勢Ｐ２と第３の姿勢Ｐ３とに分けられる。第１，２，３の姿勢Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３について具体的に説明する。
【００６７】
図７は、点火プラグ５０が第１の姿勢Ｐ１にある状態を概略的に示す平面図である。図７は、インジェクタ４０と点火プラグ５０とを、点火プラグ５０の軸心線方向Ｄに沿って見た状態を概略的に示している。
【００６８】
第１の姿勢Ｐ１について説明する。図７に示すように、インジェクタ４０の噴射口４１と点火プラグ５０の中心電極５２の軸心線（本実施形態では、軸心線Ｃ）とを結ぶ線を第１の仮想線Ｖ１とする。４つの接地電極５３のうち最もインジェクタ４０側にある接地電極５３の周方向中心と中心電極の軸心線とを結ぶ線を第２の仮想線Ｖ２（図７中では、仮想線Ｖ１と重なっている。）とする。第１の姿勢Ｐ１は、第１の仮想線Ｖ１と第２の仮想線Ｖ２とのなす角度αが０度である。
【００６９】
図８は、点火プラグ５０が第２の姿勢Ｐ２にある状態を概略的に示す平面図である。図８は、インジェクタ４０と点火プラグ５０とを、点火プラグ５０の軸心線方向Ｄに沿って見た状態を概略的に示している。第２の姿勢Ｐ２について説明する。第２の姿勢Ｐ２は、第１の仮想線Ｖ１と第２の仮想線Ｖ２とのなす角度αが４５度である。
【００７０】
図９は、点火プラグ５０が第３の姿勢Ｐ３にある状態を概略的に示す平面図である。図９は、インジェクタ４０と点火プラグ５０とを、点火プラグ５０の軸心線方向Ｄに沿って見た状態を概略的に示している。第３の姿勢Ｐ３について説明する。第３の姿勢Ｐ３は、第１の仮想線Ｖ１と第２の仮想線Ｖ２とのなす角度αが０＜α＜４５である姿勢である。
【００７１】
図１０は、第１〜３の姿勢Ｐ１〜Ｐ３にある点火プラグの安定燃焼領域を示すグラフである。Ａ１は、第１の姿勢Ｐ１の安定燃焼領域を示している。Ａ２は、第２の姿勢Ｐ２の安定燃焼領域を示している。Ａ３は、Ａ１とＡ２との間の領域であって、第３の姿勢Ｐ３の安定燃焼領域である。
【００７２】
本実施形態では、点火プラグ５０に沿面型を用いることによって、第１の実施形態の効果に加えて、第１〜３の姿勢Ｐ１〜Ｐ３において安定燃焼領域が大きく変化しない。これは、点火プラグ５０の下方から侵入する混合気に対し、侵入を抑制する接地電極が存在せず、火花ギャップＧに案内されやすいためである。また、接地電極５３が４本存在することにより点火プラグ５０の姿勢は実質角度αが0＜α＜４５の範囲内に限定され姿勢変化による影響が極めて低くなる。また、飛火方向と噴霧により誘起される気流が直交しないので、放電の吹き消えが生じにくい。さらには電極が複数あることで飛火方向の自由度が高く、気流の向きと一致した安定した放電を実現できる。
【００７３】
それゆえ、点火時期の設定自由度が大きくなる。
【００７４】
つぎに、本発明の第３の実施形態に係る筒内直接噴射型火花点火式内燃機関を、図１１を用いて説明する。第１の実施形態と同様な機能を有する構成は、同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態では、ガイド柱６０が固定される場所が第１の実施形態と異なる。他の構造は、第１の実施形態と同様であってよい。上記異なる点について具体的に説明する。
【００７５】
図１１は、本実施形態の燃焼室３０において、点火プラグ５０とインジェクタ４０の近傍を拡大して示す断面図である。図１１に示すように、本実施形態では、ガイド柱６０は、燃焼凹部２２ｂの壁部に固定されるのではなく、インジェクタ４０の先端面４２に固定されている。具体的には、先端面４２において、噴射口４１を挟んで点火プラグ５０と反対側に配置されている。
【００７６】
第１の実施形態でも説明されているとおり、インジェクタ４０は、取付孔１００に嵌合することによって固定されるので、点火プラグ５０に対する姿勢の制御は容易である。それゆえ、ガイド柱６０を上記の姿勢に制御することができる。本実施形態では、第１の実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００７７】
以上で実施形態の説明を終えるが，本発明の形態はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では燃料をコーン状に噴射しているが，コーン状でなくても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るエンジンの燃焼室の近傍を示す断面図。
【図２】図１に示された燃焼凹部において点火プラグの周囲を拡大して示す断面図。
【図３】図１に示されるＦ３の方向から燃焼室内を見た状態を示す斜視図。
【図４】図２に示されるインジェクタと点火プラグとの周囲を示す斜視図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るエンジンの燃焼室において、点火プラグとインジェクタの近傍を拡大して示す断面図。
【図６】図５に示された点火プラグの先端部を拡大して示す斜視図。
【図７】図５に示された点火プラグが第１の姿勢にある状態を概略的に示す平面図。
【図８】図５に示された点火プラグが第２の姿勢にある状態を概略的に示す平面図。
【図９】図５に示された点火プラグが第３の姿勢にある状態を概略的に示す平面図。
【図１０】図５に示した点火プラグの、第１〜３の姿勢での安定燃焼領域を示すグラフ。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るエンジンの燃焼室において、点火プラグとインジェクタとの近傍を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００７９】
２０…エンジン（筒内直接噴射型火花点火式内燃機関）、３０…燃焼室、４０…インジェクタ、５０…点火プラグ、５１…点火プラグ本体、５２…中心電極、５３…接地電極、６０…ガイド柱（ガイド部）、Ｆ１…一部、Ｇ…火花ギャップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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