(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室を構成する凹部を下面に有するシリンダヘッドと、シリンダブロックと、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に介装されるヘッドガスケットと、を備え、前記燃焼室の周縁部に複数の点火ギャップを配置した多点点火エンジンにおいて、
それぞれ通電電極とアース電極からなり、前記通電電極の先端と前記アース電極の先端の間に前記点火ギャップを形成する第１及び第２の電極対と、
前記第１の電極対の前記アース電極と前記第２の電極対の前記通電電極を電気的に接続する導電性部材と、
絶縁性材料で構成され、前記通電電極の先端及び前記アース電極の先端を前記燃焼室側に突出させた状態で前記第１の電極対を保持する第１の電極保持部材と、
絶縁性材料で構成され、前記通電電極の先端及び前記アース電極の先端を前記燃焼室側に突出させた状態で前記第２の電極対を保持する前記第１の電極保持部材と別個に構成される第２の電極保持部材と、
を備え、
前記第１及び第２の電極保持部材を、前記シリンダヘッドの下面あるいは前記シリンダブロックの上面に形成され、前記燃焼室側が開放した窪みに収装し、
前記導電性部材を、前記シリンダヘッドの下面あるいは前記シリンダブロックの上面に形成され、前記燃焼室側が閉じた溝に収装した、
ことを特徴とする多点点火エンジン。
【請求項２】
前記第１及び第２の電極保持部材を収装する窪みは、燃焼室の周縁部における高さが前記第１及び第２の電極保持部材の厚さ以上となる位置に隣接して形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の多点点火エンジン。
【請求項３】
前記燃焼室はスキッシュエリアを有し、
前記第１及び第２の電極保持部材を収装する窪みは、燃焼室のスキッシュエリアを避けた位置に隣接して形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の多点点火エンジン。
【請求項４】
前記エンジンは少なくとも第１及び第２の燃焼室を有する多気筒エンジンであり、
第１の燃焼室に対して配置される前記第１の電極保持部材は、第２の燃焼室に対して配置される第２の電極保持部材と一体形成される、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の多点点火エンジン。
【請求項５】
燃焼室を構成する凹部を下面に有するシリンダヘッドと、シリンダブロックと、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に介装されるヘッドガスケットと、を備え、前記燃焼室の周縁部に複数の点火ギャップを配置した多点点火エンジンに用いられる多点点火装置において、
それぞれ通電電極とアース電極からなり、前記通電電極の先端と前記アース電極の先端の間に前記点火ギャップを形成する第１及び第２の電極対と、
前記第１の電極対の前記アース電極と前記第２の電極対の前記通電電極を電気的に接続する導電性部材と、
絶縁性材料で構成され、前記通電電極の先端及び前記アース電極の先端を前記燃焼室側に突出させた状態で前記第１の電極対を保持する第１の電極保持部材と、
絶縁性材料で構成され、前記通電電極の先端及び前記アース電極の先端を前記燃焼室側に突出させた状態で前記第２の電極対を保持する前記第１の電極保持部材と別個に構成される第２の電極保持部材と、
を備え、
前記第１及び第２の電極保持部材を、前記シリンダヘッドの下面あるいは前記シリンダブロックの上面に形成され、前記燃焼室側が開放した窪みに収装し、
前記導電性部材を、前記シリンダヘッドの下面あるいは前記シリンダブロックの上面に形成され、前記燃焼室側が閉じた溝に収装した、
ことを特徴とする多点点火装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室１つにつき複数の点火ギャップを有する多点点火エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１、２は、点火ギャップを構成する電極対をエンジンのシリンダ開口部に沿って複数配置し、複数の点火ギャップから燃焼室内の混合気に点火を行う多点点火エンジンを開示している。この構成によれば、燃焼室中央のみから点火を行う従来のエンジンに比べ、燃焼室周縁部における混合気の燃焼を促進するとともに、混合気を短時間で燃焼させることができ、エンジンの出力、燃費を向上させることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１２３２８１号公報
【特許文献２】特開平１−１９３０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術は、点火ギャップを構成する電極対をヘッドガスケットで保持する構成であるので、ヘッドガスケットが従来のエンジンよりも厚くなり、この結果、燃焼室の高さが従来のものよりも高くなっていた。
【０００５】
燃焼室の高さが高くなると燃焼室の容積が増大し、エンジンの圧縮比が下がってしまうため、燃焼室の天井やピストン冠面に凸部を形成する等してエンジンの圧縮比を従来のエンジンと同等にまで高める必要があるが、燃焼室の天井やピストン冠面に凸部を形成すると燃焼室の形状が複雑になり、冷却損失が大きくなるという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の技術的課題を鑑みてなされたもので、多点点火エンジンにおいて冷却損失を低減し、さらなる急速燃焼を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
燃焼室を構成する凹部を下面に有するシリンダヘッドと、シリンダブロックと、前記シリンダヘッドと前記シリンダブロックの間に介装されるヘッドガスケットと、を備え、前記燃焼室の周縁部に複数の点火ギャップを配置した多点点火エンジンにおいて、それぞれ通電電極とアース電極からなり、前記通電電極の先端と前記アース電極の先端の間に前記点火ギャップを形成する第１及び第２の電極対と、前記第１の電極対の前記アース電極と前記第２の電極対の前記通電電極を電気的に接続する導電性部材と、絶縁性材料で構成され、前記通電電極の先端及び前記アース電極の先端を前記燃焼室側に突出させた状態で前記第１の電極対を保持する第１の電極保持部材と、絶縁性材料で構成され、前記通電電極の先端及び前記アース電極の先端を前記燃焼室側に突出させた状態で前記第２の電極対を保持する前記第１の電極保持部材と別個に構成される第２の電極保持部材と、を備える。
【０００８】
そして、前記第１及び第２の電極保持部材を、前記シリンダヘッドの下面あるいは前記シリンダブロックの上面に形成され、前記燃焼室側が開放した窪みに収装し、前記導電性部材を、前記シリンダヘッドの下面あるいは前記シリンダブロックの上面に形成され、前記燃焼室側が閉じた溝に収装した。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ヘッドガスケットの厚さがヘッドガスケットに電極対を保持する構成に比べて薄くなり、燃焼室の高さの増大を抑えることができる。したがって、圧縮比が下がるのを防止するために燃焼室やピストンの冠面に凸部を形成する必要がなくなり、燃焼室形状が複雑化することによる冷却損失の増大を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
図１〜図３は本発明に係る多点点火エンジンの概略構成図である。エンジンは多気筒エンジンであり、図１はエンジンをシリンダヘッド下面側から見た図、図２は図１の部分拡大図、図３は図１のＡ−Ａ断面図である。従来のエンジンと同じく、エンジンのシリンダヘッド１は下面に燃焼室４を形成する凹部１ａを有し、シリンダヘッド１とシリンダブロック２とピストン３の間に燃焼室４が画成され、シリンダヘッド１とシリンダブロック２の間にヘッドガスケット５が介装される。この実施形態では燃焼室４はペントルーフ型である。
【００１２】
図１、図３に示すように、エンジンの燃焼室４の中央には中心点火プラグ６の電極対Ｐ０が露出し、燃焼室４の中央に点火ギャップＧ０が配置される。また、燃焼室４の周縁部には複数の電極対Ｐ１〜Ｐ４が配置されている。図２に示すように、電極対Ｐ１〜Ｐ４はそれぞれ通電電極Ｐｃとアース電極Ｐａで構成される。通電電極Ｐｃの先端とアース電極Ｐａの先端は対向して配置され、両者の間に点火ギャップＧ１〜Ｇ４が形成される。図２は電極対Ｐ１近傍の拡大図を示したものであるが、電極対Ｐ２〜Ｐ４近傍の構成もこれとほぼ同じである。
【００１３】
電極対Ｐ１〜Ｐ４は電気的に直列に接続される。具体的には、電極対Ｐ１の通電電極Ｐｃが導電性部材８によってターミナル９に電気的に接続され、電極対Ｐ１のアース電極Ｐａが導電性部材１１によって電極対Ｐ２の通電電極Ｐｃに電気的に接続され、電極対Ｐ２のアース電極Ｐａが導電性部材１２によって電極対Ｐ３の通電電極Ｐｃと電気的に接続される。さらに、電極対Ｐ３のアース電極Ｐａが導電性部材１１によって電極対Ｐ４の通電電極Ｐｃに電気的に接続され、電極対Ｐ４のアース電極Ｐａがシリンダヘッド１に電気的に接続される。
【００１４】
電極対Ｐ１、Ｐ２は、それぞれ通電電極Ｐｃの先端及びアース電極Ｐａの先端を燃焼室４内に突出させた状態で第１の電極保持部材１４に保持される。同様に、電極対Ｐ３、Ｐ４はそれぞれ通電電極Ｐｃの先端及びアース電極Ｐａの先端を燃焼室４内に突出させた状態で第２の電極保持部材１５に保持される。第１及び第２の電極保持部材１４、１５はそれぞれ絶縁性材料で構成される。
【００１５】
シリンダヘッド１には、スキッシュエリアＳを避け、燃焼室４の周縁部における高さが第１及び第２の電極保持部材１４、１５の厚さ以上となる位置に隣接して、第１及び第２の電極保持部材１４、１５を収装、保持するための窪み１７が形成される。窪み１７の燃焼室４側は開放しており、第１及び第２の電極保持部材１４、１５を窪み１７に収装すると、第１及び第２の電極保持部材１４、１５の燃焼室４側の面とそこから突出する通電電極Ｐｃの先端及びアース電極Ｐａの先端が燃焼室４に露出する。
【００１６】
また、電極対Ｐ１、Ｐ２を保持する第１の電極保持部材１４は、隣接する燃焼室４に対して配置される電極対Ｐ３、Ｐ４を保持する第２の電極保持部材１５と一体的に形成される。
【００１７】
シリンダヘッド１の下面には燃焼室４の外側に燃焼室４側が閉じた溝２０が形成されており、導電性部材８、１２は溝２０に収装される。導電性部材８、１２と溝２０の隙間にはシリコン等の絶縁性材料が充填される。溝２０に収装された導電性部材８、１２は図３に示すようにヘッドガスケット５によって燃焼室４から完全に遮断される。
【００１８】
続いて上記構成による作用効果について説明する。
【００１９】
ターミナル９に電圧を印加すると、極短時間のうちに点火ギャップＧ１〜Ｇ４で順次放電が起こり、複数の点火点から略同時に混合気に着火される。燃焼室４の周縁部の複数個所から火炎が燃焼室内に広がるので、燃焼室４の周縁部における混合気の燃焼を促進するとともに、混合気を短時間で燃焼させることができる。
【００２０】
このとき、好ましくは、電極対Ｐ１に接続するターミナル９よりも先に中心点火プラグ６のターミナル６ｔに電圧を印加し、周縁部の点火ギャップＧ１〜Ｇ４よりも中央の点火ギャップＧ０で先に放電、点火が起こるようにする。この点火順序によれば、中央で発生した火炎の輻射熱によって周辺部の未燃ガスの温度が上昇するので、燃焼室４の壁面による冷却の影響を受けにくくすることができる。また、中央の熱い高圧ガスによって未燃ガスが燃焼室４の周辺で圧縮されるので、点火ギャップＧ１〜Ｇ４で点火したときの発熱量が大きくなり、安定した燃焼を実現することができる。
【００２１】
特に、本発明に係る多点点火エンジンでは、別個に構成される第１及び第２の電極保持部材１４、１５を、シリンダヘッド１の下面あるいはシリンダブロック２の上面に形成され、燃焼室４側が開放した窪み１７に収装し、かつ、導電性部材８、１２をシリンダヘッド１の下面に形成され、燃焼室４側が閉じた溝２０に収装した。これにより、ヘッドガスケット５の厚さをヘッドガスケット５に電極対を保持する従来の構成に比べて薄くし、燃焼室４の高さが増大するのを抑えることができる。
【００２２】
したがって、本発明に係る多点点火エンジンでは、圧縮比を高めるために燃焼室４の天井あるいはピストン３の冠面に凸部を形成する必要がなく、燃焼室４の形状が複雑化することによる冷却損失の増大を抑えることができ、火炎の伝播速度の向上によりエンジンの燃焼効率をさらに向上させることができる。なお、上記実施形態においては、燃焼室４がペントルーフ型であるが、本発明は、半球型、バスタブ型等、ペントルーフ型以外の燃焼室を有するエンジンに対しても適用可能である。
【００２３】
また、第１及び第２の電極保持部材１４、１５を収装する窪み１７を、燃焼室４の周縁部における高さが第１及び第２の電極保持部材１４、１５の厚さ以上となる位置に隣接して形成した。これにより、第１及び第２の電極保持部材１４、１５の燃焼室４側の面を燃焼室４の高さを増大させることなく燃焼室４内に露出させることができ、燃焼室４の高さの増大をより抑えることができる。
【００２４】
好ましくは、第１及び第２の電極保持部材１４、１５を収装する窪み１７を、燃焼室４のスキッシュエリアＳを避けた位置に隣接して形成する。この構成によれば、点火ギャップＧ１〜Ｇ４がスキッシュエリアＳを避けて配置されることになり、混合気容積の大きな部分で点火できるとともに、スキッシュエリアＳからのガス流動を利用することができ、従来の多点点火エンジンよりも少ない点火ギャップの数で同等の急速燃焼を実現することができる。
【００２５】
また、隣接する燃焼室４の第１の電極保持部材１４と第２の電極保持部材１５を一体的に形成した。これにより、第１及び第２の電極保持部材１４、１５の強度が向上し、より強固に電極対Ｐ１〜Ｐ４を保持することが可能になる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、第１、第２の電極保持部材１４、１５がそれぞれ２つの電極対を保持する構成であるが、１つの電極保持部材が保持する電極対の数を１つにしてもよい。あるいは逆に、１つの電極保持部材が保持する電極対の数を増やし、１つの電極保持部材が３つ以上の電極対を保持するようにしてもよい。
【００２７】
また、導電性部材８、１２を収装する溝２０をシリンダヘッドの下面に形成しているが、導電性部材８、１２を収装する溝２０はシリンダブロック２の上面に形成してもよい。あるいは、導電性部材８、１２を収装する溝２０をシリンダヘッド１の下面、シリンダブロック２の上面の両方に形成してもよい。同様に、第１、第２の電極保持部材１４、１５を収装する窪み１７をシリンダヘッド１の下面ではなく、シリンダブロック２の上面に形成する、あるいは、シリンダヘッド１、リンダブロック２の両方に形成してもよい。
【００２８】
さらに、上記実施形態では、導電性部材８、１２を溝２０に収装し、導電性部材８、１２と溝２０の隙間に絶縁性材料を充填する構成であるが、導電性部材８、１２を絶縁被覆で被覆する、あるいは、導電性部材８、１２として絶縁被覆された電線を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る多点点火エンジンの概略構成図であり、エンジンのシリンダヘッドを下面側から見た図である。
【図２】図１の部分拡大図である。
【図３】図１のＡ−Ａ断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１    シリンダヘッド
２    シリンダブロック
４    燃焼室
８    導電性部材
１１  導電性部材
１２  導電性部材
１４  第１の電極保持部材
１５  第２の電極保持部材
１７  窪み
２０  溝
Ｓ    スキッシュエリア
Ｐｃ  通電電極
Ｐａ  アース電極
Ｐ０〜Ｐ４  電極対
Ｇ０〜Ｇ４  点火ギャップ
【図１】
0004571181.tif 000002
【図２】
0004571181.tif 000003
【図３】
0004571181.tif 000004