(57)【要約】【課題】本発明は、接地電極が中心電極を挟んでインジェクタの反対側に配置されても、安定した成層希薄燃焼を実現できる点火プラグを提供する。【解決手段】点火プラグ５０は、プラグ本体５１と、プラグ本体５１に設けられる中心電極５２と、プラグ本体５１において中心電極５２の周りに設けられて中心電極５２との間で火花放電が行われる接地電極５３とを備える。接地電極５３は、プラグ本体５１から中心電極５２の先端側に延びる本体部５７と、延出部５８とを備える。延出部５８は、プラグ本体５１の軸心線方向Ｄに中心電極５２を覆う位置までプラグ本体５１の軸心線方向Ｄを横切る方向Ｅに沿って本体部５７の先端から延びるとともに、延出方向Ｅの先端にインジェクタ４０から噴射された燃料Ｆの一部Ｆ１を中心電極５２に導く先端面５９が形成される。【選択図】      図２
2007273411.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラグ本体と、
前記プラグ本体に設けられる中心電極と、
前記プラグ本体において前記中心電極の周りに設けられて前記中心電極との間で火花放電が行われる接地電極と
を具備して燃料を噴射するインジェクタが設けられる燃焼室内に設置される点火プラグであって、
前記接地電極は、
前記プラグ本体から前記中心電極の先端側に延びる本体部と、
前記プラグ本体の軸心線方向を横切る方向に沿って前記本体部の先端から前記中心電極側に延びるとともに、延出方向の先端に前記インジェクタから噴射された燃料を前記中心電極に導くガイド面が形成される延出部と
を具備することを特徴とする点火プラグ。
【請求項２】
前記ガイド面は、当該ガイド面において前記プラグ本体の軸心線方向に前記中心電極側に位置する第１の縁よりも前記軸心線方向に離れた第２の縁が前記第１の縁よりも前記延出部が延びる方向に突出する平面であることを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項３】
前記接地電極には、前記中心電極から前記接地電極に向かう方向に前記接地電極を貫通する貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の点火プラグ。
【請求項４】
前記本体部は、当該本体部において前記プラグ本体に接続される基部分よりも前記本体部の先端が前記中心電極側に位置するように傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の点火プラグ。
【請求項５】
前記本体部において前記中心電極の周方向を横切る両側面は、各々前記中心電極から離れるにしたがい、他方の側面側に傾斜することを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１項に記載の点火プラグ。
【請求項６】
前記貫通孔は、前記本体部が前記インジェクタと前記中心電極との間に配置される際に、前記インジェクタの噴射口と前記中心電極の先端とを結ぶ仮想線が通る大きさを有することを特徴とする請求項３に記載の点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば筒内直噴型火花点火式内燃機関に用いられる点火プラグに関する。
【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）。
【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噴型の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、圧縮行程に噴射した燃料の一部が，直接中心電極に到達・気化することに加え、残りの一部の燃料が，高温の接地電極にぶつかることによって拡散／空気との混合／気化が促進され、中心電極の周辺に滞留して混合気を形成する。そして、この混合気に点火してこれを燃焼する。これにより，点火プラグの周辺を理論空燃比近傍とし，燃焼室全体では極めてリーンな空燃比での燃焼，所謂成層希薄燃焼を実現する。
【０００４】
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中心電極を通過した後に接地電極に接触し，中心電極通過前に接触するのは，接地電極先端の一部のみに限られる。
【０００５】
つまり、インジェクタから噴射された燃料は、接地電極にぶつかることによって拡散して空気との混合／気化が促進されることがほとんどなく、中心電極を通過する。それゆえ、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場合、中心電極の近傍に混合気が滞留しにくくなる。
【０００６】
安定した成層希薄燃焼を実現するためには、点火の際に中心電極の周囲に理論空燃比近傍の混合気を配置する必要があるが、中心電極に直接到達する燃料だけでは不足であるため，接地電極に衝突した後，中心電極に導かれる燃料が重要となり，少なすぎると過薄となり点火不能，多すぎると過濃となりプラグのくすぶりを招いてしまう。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場合では、接地電極に衝突する燃料が少ないため，中心電極の周囲は空燃比がリーンな状態になってしまう。この結果、燃料を安定して燃焼することができない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、接地電極が中心電極を挟んでインジェクタの反対側に配置されても、安定した成層希薄燃焼を実現する点火プラグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の点火プラグは、燃料を噴射するインジェクタが設けられる燃焼室内に設置される。前記点火プラグは、プラグ本体と、前記プラグ本体に設けられる中心電極と、前記プラグ本体において前記中心電極の周りに設けられて前記中心電極との間で火花放電が行われる接地電極とを備える。前記接地電極は、前記プラグ本体から前記中心電極の先端側に延びる本体部と、延出部とを備える。前記延出部は、前記プラグ本体の軸心線方向を横切る方向に沿って前記本体部の先端から前記中心軸側へ延びるとともに、延出方向の先端にインジェクタから噴射された燃料を前記中心電極に導くガイド面が形成される。
【０００９】
この構造によれば、点火プラグが燃焼室内に配置された際に、点火プラグの姿勢が、本体部が中心電極を挟んでインジェクタに対して反対側に位置する姿勢であっても、インジェクタから噴射された燃料のうち一部は、ガイド面にぶつかって拡散されて空気と混合されて混合気となった後、ほぼ全量がガイド面に沿って効果的に中心電極に導かれる。
【００１０】
本発明の好ましい形態では、前記ガイド面において前記プラグ本体の軸心線方向に前記中心電極側に位置する第１の縁よりも前記軸心線方向に離れた第２の縁が前記第１の縁よりも前記延出部が延びる方向に突出する平面である。
【００１１】
この構造によれば、ガイド面を軸心線方向に対して傾斜する平面とすることで、ガイド面を簡単に形成できる。
【００１２】
本発明の好ましい形態では、前記接地電極には、前記中心電極から前記接地電極に向かう方向に前記接地電極を貫通する貫通孔が形成される。
【００１３】
この構造によれば、点火プラグが燃焼室内に配置された際に、点火プラグの姿勢が、接地電極がインジェクタと中心電極との間に位置する姿勢であっても、インジェクタから噴射された燃料の一部は接地電極にぶつかって拡散して混合気となった後、貫通孔を通って中心電極の周囲に導かれる。また、点火プラグの姿勢が、接地電極が中心電極を挟んでインジェクタと反対側に位置する姿勢であっても、中心電極の周囲を通過した燃料が接地電極にぶつかって混合気となり再び中心電極の周囲に滞留することで過濃となることを抑制する。
【００１４】
本発明の好ましい形態では、前記本体部は、当該本体部において前記プラグ本体に接続される基部分よりも前記本体部の先端が前記中心電極側に位置するように傾斜している。
【００１５】
この構造によれば、点火プラグが燃焼室内に配置された際に、点火プラグの姿勢が、本体部が中心電極を挟んでインジェクタに対して反対側に位置する姿勢からインジェクタ側にプラグ本体の軸心線回りに略９０度回転した姿勢であっても、インジェクタから噴射された燃料のうち延出部にぶつかる量が少なくなり，中心電極の周囲が過濃となるのを抑制する。
【００１６】
または、本発明の好ましい形態では、前記本体部において前記中心電極の周方向を横切る両側面は、各々前記中心電極から離れるにしたがい、前記他方の側面側に傾斜する。
【００１７】
この構造によれば、点火プラグが燃焼室内に配置された際に、点火プラグの姿勢が、本体部が中心電極を挟んでインジェクタに対して反対側に位置する姿勢からインジェクタ側にプラグ本体の軸心線回りに略９０度回転した姿勢であっても、インジェクタから噴射された燃料は、傾斜する側面にぶつかるとともに当該側面に沿って中心電極から離れる方向に導かれるため，中心電極の周囲が過濃となるのを抑制する。
【００１８】
上記形態のさらに好ましい形態では、前記貫通孔は、前記インジェクタの噴射口と前記中心電極の先端とを結ぶ仮想線が通る大きさを有する。
【００１９】
この構造によれば、混合気が効果的に中心電極まで導かれる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、接地電極が中心電極を挟んでインジェクタの反対側に配置されても、安定した成層希薄燃焼を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の第１の実施形態に係る点火プラグを、図１〜４を用いて説明する。本実施形態の点火プラグ５０は、例えば、自動車のレシプロ式ガソリンエンジン２０に用いられる。エンジン２０は、多気筒エンジンである。また、エンジン２０は、筒内直噴型火花点火式内燃機関である。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。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。
【００２７】
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。
【００２８】
シリンダヘッド２２には、燃料Ｆを噴射するインジェクタ４０と、点火プラグ５０とが設けられている。
【００２９】
インジェクタ４０は、燃料Ｆ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。
【００３０】
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から燃焼室３０内に臨むように取り付けられている。
【００３１】
点火プラグ５０は、プラグ本体５１と、１つの中心電極５２（図中点線で示されている。）と、１つの接地電極５３とを備えている。
【００３２】
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（点線で示す）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。
【００３３】
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。
【００３４】
図２は、燃焼凹部２２ｂにおいてプラグ本体５１の先端側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内に収容されている。中心電極５２は、プラグ本体５１の軸心線Ｃ上に配置されており碍子５５によって囲まれている。
【００３５】
上記したように、点火プラグ５０が屋根型である燃焼凹部２２ｂの頂点部分２２ｃを避けた位置（傾斜部分２２ｅ）に取り付けられていることにともない、中心電極５２は、インジェクタ４０の噴射口４１よりも燃焼室３０の内側に位置するようになる。
【００３６】
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。
【００３７】
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とともに中心電極５２の軸心線方向でもある。
【００３８】
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ように延びている。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。
【００３９】
図３は、シリンダ２３側からインジェクタ４０と点火プラグ５０とを見た状態を示す斜視図である。図３では、吸気バルブ２８や排気バルブ２９などの部品は、省略されている。図３は、中心電極５２に対する接地電極５３の姿勢を示している。図３に示すように、接地電極５３の本体部５７は、中心電極５２を挟んでインジェクタ４０の噴射口４１に対して反対側に位置している。それゆえ、延出部５８は、インジェクタ４０の噴射口４１側に延びている。
【００４０】
図２に示すように、延出部５８において当該延出部５８の延出方向（方向Ｅと同じ、それゆえ、以降延出方向をＥとする）の先端面５９は、当該先端面５９で受けた燃料Ｆを中心電極５２に導くガイドとして機能している。先端面５９は、インジェクタ４０の噴射口４１よりも燃焼室３０の内側に位置している。先端面５９は、本発明で言うガイド面である。
【００４１】
先端面５９は、その延長上に中心電極５２が位置するように、先端面５９において軸心線方向Ｄに中心電極５２側の第１の縁５９ａよりも先端面５９において中心電極５２から離れた位置の第２の縁５９ｂが、延出部５８の延出方向Ｅに沿ってインジェクタ４０側に突出している。さらに、先端面５９は、略平面である。それゆえ、先端面５９は、プラグ本体５１の軸心線方向Ｄに対して傾斜する。
【００４２】
つぎに、点火プラグ５０の動作を説明する。インジェクタ４０は、スプレーガイド式であって燃料Ｆをコーン状に噴射するとともに、燃料Ｆの一部が中心電極５２に向かうように調整されている。図中ハッチングを施して示すように、インジェクタ４０の噴射口４１から噴射された燃料Ｆのうち一部Ｆ１（ハッチングが記されている部分）は、先端面５９にぶつかる。
【００４３】
燃料Ｆの一部Ｆ１は、先端面５９にぶつかることによって拡散して空気との混合が促進されて混合気Ｍとなる。さらに、上記したように、先端面５９が中心電極５２に向かって延びているので、混合気Ｍは、図中矢印Ａに示すように、先端面５９に沿って中心電極５２まで運ばれるとともに、中心電極５２の周囲に滞留する。
【００４４】
ついで、中心電極５２と接地電極５３の延出部５８との間で火花放電が行われることによって、混合気Ｍが燃焼されて、燃料Ｆが燃焼される。
【００４５】
このように構成される点火プラグ５０では、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に対して反対側に配置された場合であっても、燃料Ｆの一部Ｆ１は、先端面５９にぶつかることによって拡散されるとともに混合気Ｍとなって中心電極５２の周囲に滞留する。
【００４６】
それゆえ、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に対して反対側に配置される場合であっても、安定した成層希薄燃焼を実現できる。
【００４７】
さらに、先端面５９は、燃料Ｆのうち一部Ｆ１を点火プラグ５０の中心電極５２に導く形状として、プラグ本体５１の軸心線方向Ｄに対して傾斜している。つまり、先端面５９を傾斜させるだけでよいので、先端面５９を比較的容易に形成できる。さらに、先端面５９が平面であるので、先端面５９を比較的容易に形成することができる。
【００４８】
なお、図４に示すように、点火プラグ５０が中心電極５２を挟んでインジェクタ４０の噴射口４１に対して反対側に位置する姿勢（以降、点火プラグ５０が第１の姿勢Ｐ１にある状態とする。）から軸心線Ｃ回りにインジェクタ４０側に例えば略３５度回転した場合（つまり、図中時計方向に略３５度回転する場合と図中反時計方向に略３５度回転する場合とがある。）であっても、インジェクタ４０から噴射された燃料Ｆのうち一部は先端面５９にぶつかる。図４は、シリンダ２３側からインジェクタ４０と点火プラグ５０とを見た状態を示す斜視図である。図４では、点火プラグ５０が第１の姿勢Ｐ１から時計方向に略３５度回転した状態を示している。図４では、吸気バルブ２８や排気バルブ２９などの部品は、省略されている。
【００４９】
それゆえ、燃料Ｆのうち先端面５９にぶつかる一部が中心電極５２の周囲に滞留するようになるので、点火プラグ５０が第１の姿勢Ｐ１から略３５度回転した場合であっても、安定した成層希薄燃焼を実現できる。なお、図示していないが、点火プラグ５０が第１の姿勢から時計方向に略３５度回転した場合であっても同様である。
【００５０】
なお、上記の効果が得られるのは、点火プラグ５０が第１の姿勢Ｐ１からインジェクタ４０側に３５度回転した場合に限定されるものではない。ようは、点火プラグ５０の姿勢が、インジェクタ４０から噴射された燃料Ｆが先端面５９にぶつかる範囲内であれば、同様な効果を得ることができる。
【００５１】
つぎに、本発明の第２の実施形態に係る点火プラグ５０を、図５〜７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。本実施形態は、接地電極５３の本体部５７の構造が第１の実施形態と異なる。他の点は、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。
【００５２】
図５は、本実施形態の点火プラグ５０の側面図である。図５に示すように、本実施形態の接地電極５３の本体部５７は、直線状であって、基部分５７ａよりも先端５７ｂが中心電極５２側に位置するように、基部分５７ａから先端５７ｂにかけて中心電極５２側に傾斜している。
【００５３】
それゆえ、図中２点鎖線で示すように、本体部５７が傾斜していない場合例えば本体部５７がプラグ本体５１の軸心線Ｃに対して略平行に延びている場合に比べて、延出部５８の長さが短くなる。
【００５４】
つまり、本体部５７が傾斜している場合における先端５７ｂの位置が、本体部５７が傾斜していない場合における先端５７ｂの位置よりも、延出方向Ｅに沿って中心電極５２側に位置するようになる。それゆえ、本体部５７が傾斜している場合における延出部５８の長さＬ１は、本体部５７が傾斜していない場合における延出部５８の長さＬ２よりも短くなる。
【００５５】
図６に示すように、延出部５８が短くなることによって、点火プラグ５０の姿勢が第１の姿勢Ｐ１からインジェクタ４０側に略９０度回転した姿勢であっても、点火プラグ５０は、安定した成層希薄燃焼を実現できる。
【００５６】
図６は、シリンダ２３側からインジェクタ４０と点火プラグ５０とを見た状態を示す斜視図である。図６では、吸気バルブ２８や排気バルブ２９などの部品は、省略されている。なお、接地電極５３の姿勢が、第１の姿勢Ｐ１から図中反時計方向に略９０度回転した姿勢または第１の姿勢Ｐ１から時計方向に略９０度回転した姿勢を、第２の姿勢Ｐ２とする。図６では、点火プラグ５０が第１の姿勢Ｐ１から反時計方向に９０度回転した場合を示している。
【００５７】
この点について具体的に説明する。延出部５８は、プラグ本体５１の軸心線方向Ｄに中心電極５２と対向する位置を越えるように延出方向Ｅに延びている。それゆえ、延出部５８は、延出方向Ｅに長くなり、したがって、延出部５８の側面５８ａは、比較的大きくなる。一方、図５に示すように、接地電極５３が第２の姿勢Ｐ２にあると、インジェクタ４０の噴射口４１から噴射された燃料Ｆの一部Ｆ１は、延出部５８の側面５８ａにぶつかる。なお、図中、燃料Ｆのうち、延出部５８にぶつかる一部Ｆ１には、ハッチングを施してある。それゆえ、このハッチングは、延出部５８の断面を示すものではない。
【００５８】
つまり、延出部５８が長いと、燃料Ｆのうち一部Ｆ１の割合が大きくなるので、中心電極５２の周囲に混合気Ｍが多く滞留するようになり、安定した成層希薄燃焼を実現できる。しかしながら、点火プラグ５０が第２の姿勢Ｐ２にあると、中心電極５２の周囲に混合気Ｍが過剰に滞留する傾向にあり、この結果、点火プラグ５０がくすぶる傾向にあり，くすぶりが起きると点火プラグの絶縁抵抗が下がり，十分な点火エネルギーを供給することができず失火に至る。
【００５９】
これに対し、本体部５７が傾斜することによって延出部５８の長さが短くなると、噴射された燃料Ｆのうち延出部５８にぶつかる量が減少することにともない、中心電極５２の周囲に滞留する混合気Ｍの量が減少する。この結果、点火プラグ５０がくすぶることが抑制される。それゆえ、本実施形態では、第１の実施形態の効果に加えて、点火プラグ５０が第２の姿勢Ｐ２であっても、安定した成層希薄燃焼を実現できる。このことは、第１の姿勢Ｐ１から時計方向に９０度回転した場合であっても同様である。
【００６０】
また、このことは、接地電極５３が第２の姿勢Ｐ２にある状態だけに限定されるものではない。図７に示すように、接地電極５３が第２の姿勢Ｐ２からさらにインジェクタ４０に向かって例えば４５度回転した姿勢であっても同様な効果を得ることができる。なお、図７は、第１の姿勢Ｐ１から反時計方向に１３５度回転した姿勢を示している。図示していないが、第１の姿勢Ｐ１から時計方向に１３５度回転した姿勢であっても同様の効果を得ることができる。
【００６１】
ようは、インジェクタ４０から噴射された燃料Ｆの一部Ｆ１が延出部５８の側面５８ａにぶつかる場合において、混合気Ｍが中心電極５２の周囲に過剰に滞留することが抑制される。
【００６２】
つぎに、本発明の第３の実施形態に係る点火プラグを、図８〜１０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、本体部の構造が第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。
【００６３】
図８は、本実施形態の点火プラグ５０を、延出部５８の側面５８ａが見えるように示す側面図である。図９は、図８中に示されるＦ９−Ｆ９線に沿う本体部５７の断面図である。図９は、プラグ本体５１の軸心線方向Ｄを横切る方向に沿う本体部５７の断面を示している。本体部５７において軸心線方向Ｄを略垂直に横切る断面は、略台形状である。
【００６４】
本体部５７について具体的に説明する。本体部５７は、内面６１と外面６２と第１の側面６３と第２の側面６４とを有している。内面６１は、本体部５７において中心電極５２と向かい合う面であって、略平面である。外面６２は、内面６１を挟んで中心電極５２に対して反対側に面している面であって、略平面である。内面６１と外面６２とは、例えば互いに略平行である。
【００６５】
第１の側面６３は、内面６１の一方の側縁（図中右側の側縁）と外面６２の一方の側縁（図中右側の側縁）とを結んでいる。第２の側面６４は、内面６１の他方の側縁（図中左側の側縁）と外面６２の他方の側縁（図中左側の側縁）とを結んでいる。それゆえ、第１，２の側面６３，６４は、軸心線方向Ｄの周方向Ｙを横切る側面である。
【００６６】
第１の側面６３は、略平面であるとともに、中心電極５２から離れるにしたがい、中心電極５２の先端５２ａから本体部５７の断面の中心Ｇへ向かう方向Ｘに対して、第２の側面６４側に傾斜している。第２の側面６４は、略平面であるとともに、中心電極５２から離れるにしたがい、方向Ｘに対して第１の側面６３側に傾斜している。それゆえ、上記したように、本体部５７の断面は、基部分５７ａから先端５７ｂにわたって略台形状になる。なお、本体部５７の断面の中心Ｇとは、断面において周方向Ｙに沿う中心である。
【００６７】
図１０は、プラグ本体５１の軸心線方向Ｄに沿って点火プラグ５０をシリンダ２３側から見た平面図である。図８，１０に示すように、本体部５７の断面は、基部分５７ａから先端５７ｂにわたって略台形状である。
【００６８】
本体部５７の断面が略台形状になることによって、第２の実施形態で説明したように、点火プラグ５０の姿勢が第２の姿勢Ｐ２にある状態であっても、点火プラグ５０は、安定した成層希薄燃焼を実現できるようになる。
【００６９】
この点について具体的に説明する。第２の実施形態で説明したように、点火プラグ５０が第２の姿勢Ｐ２にある状態では、中心電極５２の周囲に混合気Ｍが過剰に滞留する傾向にあり、この結果、中心電極５２がくすぶる傾向にある。
【００７０】
しかしながら、図１０に示すように、インジェクタ４０から噴射された燃料のうち本体部５７にぶつかる一部Ｆ１（図中ハッチングを施して示している）は、本体部５７の第２の側面６４にぶつかった後、第２の側面６４に沿って中心電極５２から離れる方向に導かれる。それゆえ、燃料Ｆのうち中心電極５２の周囲に滞留する混合気の量が減少する。
【００７１】
なお、本実施形態では、点火プラグ５０が第１の姿勢Ｐ１から反時計方向に９０度回転した状態における点火プラグ５０の動作を説明したが、これに限定されない。例えば、点火プラグ５０が第１の姿勢Ｐ１から時計方向に９０度回転した場合では、インジェクタ４０から噴射された燃料のうち一部は、第１の側面６３にぶつかった後、第１の側面６３に沿って中心電極５２から離れる方向に導かれる。
【００７２】
この構造によれば、中心電極５２の周囲に混合気が過剰に滞留することが抑制されるので、燃料を安定して燃焼することができるようになる。
【００７３】
また、第１，２の側面６３，６４が基部分５７ａから先端５７ｂにわたって傾斜しているので、第１，２の側面６３，６４にぶつかる燃料が中心電極から離れる方向に導かれるようになるので、中心電極５２の周囲に混合気が過剰に滞留することが効果的に抑制される。
【００７４】
つぎに本発明の第４の実施形態に係る点火プラグを、図１１，１２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、接地電極５３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。
【００７５】
図１１は、接地電極５３の本体部５７の背面５７ｃが見えるよう示す点火プラグ５０の側面図である。図１１に示すように、本体部５７には、当該本体部５７を貫通する貫通孔６０が形成されている。貫通孔６０は、本体部５７の基部分５７ａから本体部５７の先端５７ｂに向かって延びている。
【００７６】
本体部５７に貫通孔６０が形成されることによって、点火プラグ５０は、第１の姿勢Ｐ１から軸心線Ｃ回りに１８０度回転して本体部５７がインジェクタ４０と中心電極５２との間に位置する姿勢であっても、安定した成層希薄燃焼を実現できる。なお、第１の姿勢Ｐ１から軸心線Ｃ回りに１８０度回転して本体部５７がインジェクタ４０と中心電極５２との間に位置する姿勢を第３の姿勢Ｐ３とする。
【００７７】
この点について、具体的に説明する。図１２は、点火プラグ５０が第３の姿勢Ｐ３にある状態における燃焼凹部２２ｂのインジェクタ４０近傍を拡大して示す断面図である。図１２に示すように、点火プラグ５０が第３の姿勢Ｐ３にある状態では、接地電極５３の本体部５７は、インジェクタ４０の噴射口４１と中心電極５２との間に配置される。
【００７８】
図１１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Ｆのうち一部Ｆ１は、本体部５７の背面５７ｃ（本体部５７において中心電極５２の反対側の面）にぶつかり、拡散されて空気と混合された混合気Ｍ（２点鎖線で示す）となり、貫通孔６０を通過して中心電極５２の周囲に滞留する。
【００７９】
なお、一部Ｆ１には、ハッチングが施されている。それゆえ、このハッチングは、本体部５７の断面を示すものではない。
【００８０】
図１２に示すように、貫通孔６０は、インジェクタ４０の噴射口４１と中心電極５２の先端５２ａとを結ぶ仮想線Ｖが通る大きさを有しており、それゆえ、貫通孔６０の先端５７ｂ側の縁６０ａの位置は、仮想線Ｖが貫通孔６０内を通るように考慮されている。
【００８１】
一方、点火プラグ５０が第３の姿勢Ｐ３にある状態において、接地電極５３の本体部５７に貫通孔６０が形成されていない場合では、インジェクタ４０から噴射された燃料Ｆは、本体部５７によってぶつかって拡散するものの、本体部５７にさえぎられることによって中心電極５２に到達しにくくなる。
【００８２】
このことから、第１の実施形態の効果に加えて、点火プラグ５０が第３の姿勢Ｐ３にあっても安定した成層希薄燃焼を実現できる。
【００８３】
さらに、貫通孔６０の先端５７ｂ側の縁６０ａの位置が、仮想線Ｖが貫通孔６０を通るように考慮されて決定されているので、混合気Ｍが貫通孔６０の縁６０ａに阻害されることなく中心電極５２の先端５２ａの周囲に導かれるようになる。
【００８４】
つぎに、本発明の第５の実施形態に係る点火プラグを、図１３を用いて説明する。なお、第４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、接地電極５３の本体部５７の構造が第３の実施形態と異なる。他の点は、第３の実施形態同様であってよい。上記異なる点について、具体的に説明する。
【００８５】
図１３は、本実施形態の点火プラグ５０が第３の姿勢Ｐ３にある状態において、燃焼凹部２２ｂにおいて点火プラグ５０の近傍を延出部５８の側面５８ａが見えるように示す側面図である。図１３に示すように、本実施形態では、接地電極５３の本体部５７は、第２の実施形態で説明されたように傾斜している。
【００８６】
それゆえ、本体部５７の傾斜によってコアンダ効果が発生し、混合気Ｍのうち貫通孔６０を通過した一部は、本体部５７の内面６１（中心電極５２側の面）と延出部５８の内面６１（中心電極５２側の面）に沿って中心電極５２に導かれる。
【００８７】
それゆえ、貫通孔６０の先端５７ｂ側の縁６０ａの位置を仮想線Ｖが貫通孔６０を通るように考慮しなくても、混合気Ｍが中心電極５２の周囲に運ばれる。それゆえ、貫通孔６０の先端５７ｂ側の縁６０ａの位置を基部分５７ａ側に移動しても、言い換えると貫通孔６０を小さくしても燃料Ｆが中心電極５２の周囲に充分導くことができるようになる。
【００８８】
この構造によれば、貫通孔６０を小さくすることができるので、本体部５７の表面積を小さくすることができる。本体部５７の表面積が小さくなることによって、本体部５７の温度低下が抑制される。混合気Ｍが燃焼して生じる火炎は、本体部５７に接触している。それゆえ、本体部５７の温度低下が抑制されることによって、火炎が効率よく成長するようになるので、請求項３の効果に加えて、燃料Ｆが安定して燃焼されるようになる。さらに、本体部５７が傾斜しているので、第２の実施形態と同じ効果を得ることができる。
【００８９】
また、本実施形態の点火プラグ５０を備えるエンジン２０では、複数気筒を有するエンジンであっても大幅なコストアップを伴わず，安定した成層希薄燃焼を実現できる。この点について具体的に説明する。
【００９０】
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、インジェクタ４０に対する接地電極５３の姿勢は、点火プラグ５０の取り付け具合、つまりシリンダヘッド２２に対する点火プラグ５０の回転具合によって変化する。
【００９１】
したがって、各気筒に設置される点火プラグ５０の姿勢は、それぞれ異なることが考えられる。
【００９２】
すなわち，点火プラグ５０がどのような姿勢でも安定した成層希薄燃焼が成立する状態でなければ，複数気筒のエンジンは正常に運転することができない。例え一つでも安定燃焼が成立しない点火プラグの姿勢がある場合には，各気筒の点火プラグの姿勢が，その位置とならないよう位置決めする必要がある。しかし，位置決めには大幅なコストアップを伴うため，事実上困難である。  しかしながら、本実施形態の点火プラグ５０では、第１〜３の姿勢Ｐ１〜Ｐ３および第１〜３の姿勢Ｐ１〜Ｐ３の近傍の姿勢のいずれにおいても安定した成層希薄燃焼を実現できる。つまり、本実施形態の点火プラグ５０では、複数の気筒を有するエンジンであっても、点火プラグの位置決めの必要無しに，安定した成層希薄燃焼を実現することができる。
【００９３】
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】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施形態の点火プラグを備えるエンジンにおいて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プラグ本体の先端側の周囲を拡大して示す断面図。
【図３】図１に示されたシリンダ側からインジェクタと点火プラグとを見た状態を示す斜視図。
【図４】図３に示された点火プラグがインジェクタ側に略３５度回転した状態をシリンダ側から見た斜視図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る点火プラグを示す側面図。
【図６】図５に示された点火プラグを備えるエンジンにおいて、シリンダ側からインジェクタと点火プラグとを見た状態を示す斜視図。
【図７】図６に示した点火プラグがインジェクタ側に４５度回転した状態を示す斜視図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る点火プラグを、本体部の側面が見えるように示す側面図。
【図９】図８に示されるＦ９−Ｆ９線に沿って示す本体部の断面図。
【図１０】第２の姿勢になるように燃焼室内に取り付けられた図８に示される点火プラグを、軸心線方向に沿って示す正面図。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る点火プラグを、接地電極の本体部の背面が見えるよう示す側面図。
【図１２】図１１に示された点火プラグを備えるエンジンにおいて、点火プラグが第３の姿勢にある状態における燃焼凹部のインジェクタ近傍を拡大して示す断面図。
【図１３】本発明の第４の実施形態に係る点火プラグを備えるエンジンにおいて、点火プラグが第３の姿勢にある状態における燃焼凹部のインジェクタ近傍を拡大して示す断面図。
【符号の説明】
【００９５】
３０…燃焼室、４０…インジェクタ、５０…点火プラグ、５１…プラグ本体、５２…中心電極、５２ａ…先端（中心電極の先端）、５３…接地電極、５７…本体部、５７ａ…基部分、５７ｂ…先端（本体部の先端）、５８…延出部、５９…先端面（ガイド面）、５９ａ…第１の縁、５９ｂ…第２の縁、６０…貫通孔、６３…第１の側面（側面）、６４…第２の側面（側面）、Ｖ…仮想線、Ｘ…中心電極から本体部へ向かう方向、Ｙ…周方向。
【図１】
2007273411.tif 000003
【図２】
2007273411.tif 000004
【図３】
2007273411.tif 000005
【図４】
2007273411.tif 000006
【図５】
2007273411.tif 000007
【図６】
2007273411.tif 000008
【図７】
2007273411.tif 000009
【図８】
2007273411.tif 000010
【図９】
2007273411.tif 000011
【図１０】
2007273411.tif 000012
【図１１】
2007273411.tif 000013
【図１２】
2007273411.tif 000014
【図１３】
2007273411.tif 000015