JPH01289085A - 内燃機関用点火栓による燃焼方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は自動車等の内燃機関に使用するもので、点火機
能と共に燃焼装置を設けて燃焼速度を向上して省燃費効
果を得る内燃機関用点火栓による燃焼方法に関するもの
である。

「従来の技術」 従来、特願昭５３−１２１１０７号、米国特４４０１９
１５号などにおいて、中心電極の先端に対向させて接地
電極を備え、該接地電極は点火ガスがスパーク部から、
ピストン側に向って流れやす（するために、１個以上の
垂直孔を有すると共に、該電極の長さ方向に沿って単一
の細長い孔を設け、あるいは１個以上の小孔を間隔をお
いて設け、そしてこの孔に隣接する部位は外側と下方に
向いテーパにしてガスの流れが集中すると共に加速され
る技術を開発した。

「発明が解決しようとする問題点」 前記従来技術はそれなりに効果を有するものであるが、
その技術では平板状の接地電極の長尺側端部を折曲げて
燃料集中部を形成していたので、接地電極の長尺方向と
これに直交する方向とではガスの延焼速度が相違し易く
、前記ガス孔の大きさ並びに燃料集中部両側斜面の角度
及び面積の設計製作を容易に行い得ないと共に、内燃機
関のシリンダ排気量に応じて延焼ガスの乱流化並びにガ
ス延焼速度の高速化を容易に図り得ない等の問題があっ
た。

「問題点を解決するための手段」 然るに、本発明は、中心電極先端に接地電極を対設させ
、これらの間にスパークギャップを形成する一方、中心
電極先端に対向する接地電極位置でスパーク発生側とピ
ストン側とに連通させるトンネル形の燃料集中部を設け
、燃料集中部のスパーク発生側開口を中心電極先端に対
向配置させ、スパークギャップに発生する火炎核を第１
の種火として燃料集中部のスパーク発生側開口の未燃焼
ガスを燃焼させると共に、燃料集中部のピストン側開口
からの延焼ガスを第２の種火としてピストン側未燃焼ガ
スを燃焼させるようにしたことを特徴とするものである
。

「作　用」 従って、トンネル形の燃料集中部の一端側に火２の種火
として燃料集中部から突出する延焼ガスを中心電極軸芯
線延長方向に突出させ得、従来のような中心電極軸芯線
と直交する方向に燃料集中部を設けて延焼ガスを形成す
る方法に比べ、極めて伝播加速度が大きく、しかも強力
な延焼火力を有する延焼ガスを第２の種火として容易に
得られるものである。

また、中心電極軸芯線と略直交する方向に燃料集中部の
一部を拡張し、燃料集中部に発生する延焼ガス量を増量
するようにしたもので、燃料集中部の中心電極軸芯線方
向の距離を短縮しても燃料集中部から希望する延焼ガス
量を容易に得られると共に、シリンダ排気量などに応じ
て燃料集中部からの延焼ガス量を容易に増量し得るもの
である。

また、中心電極軸芯線と略直交する方向に燃料集中部の
一部を開放させ、中心電極軸芯線方向並びに略直抗する
方向のピストン側に燃料集中部の延焼ガスを突出させる
ようにしたもので、燃料集中部に発生する延焼ガスをピ
ストン側複数方向に分岐して膨出させ得、燃料集中部に
発生する延焼ガスの伝播効率並びに延焼機能などを容易
に向上させ得るものである。

「実施例」 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。

第１図は要部断面図、第２図は全体図、第３図は第１図
のＡ−Ａ線視図であり、内燃機関のエンジンブロックに
螺着固定する導電金属製固定体（１）と、その固定体（
１１に中間部を埋込み支持する陶磁製電気絶縁体（２）
とを備える。そして一端にターミナル（３）を連結する
中心電極（４）を前記絶縁体（２）に固定支持すると共
に、前記固定体（１）のエンジン挿入端に支柱部材（５
）を介して接地電極（６）を一体固定する。

前記接地電極（６）を中空の円錐台形状に形成し、中心
電極（４）の軸芯延長線上でこの先端に前記接地電極（
６）を対向させると共に、その接地電極（６）の小径側
を前記中心電極先端に近接させてスパーク発生側（月を
形成している。

さらに、中空の円錐台形状の接地電極（６）の小径側を
急傾斜面に、またその接地電極（６）の大径側を緩傾斜
面とし、前記接地電極（６）をラッパ形に形成する。そ
して前記接地電極（６）の小径側端面にガス孔（８）を
開設し、そのガス孔（８）周囲で接地電極（６）のスパ
ーク発生側に凹面形のスパーク発生側斜面（９）を、ま
たその電極（６）のピストン側に凸面形のピストン側斜
面（ｌＯ）を夫々形成する。

段部（１１）を形成すると共に、前記支柱部材（５）を
平板形に形成し、前記接地電極（６）の大径側端縁に等
間隔に一端を連結する４本の支柱部材（５）・・・を同
一方向に同一角度に捩り形成し、中心電極（４）とガス
孔（８）間の起爆点に対してこれに対向する支柱部材（
５）内面を傾斜させることにより、その起爆点で点火し
て燃焼し膨張した延焼ガスを支柱部材（５）により渦巻
状に拡散させ、延焼ガス乱流作用によりガス延焼速度を
高めると同時に、均一なガスの延焼を得られるように構
成している。

さらに前記支持部材（５）一端を固定体（１）のエンジ
ン挿入端面に一体固定すると共に、接地電極（６）の大
径側外形をその固定体（１１のエンジン挿入端面と路間
−大きさに形成し、また前記支持部材（５）中間を折曲
形成してこの折曲部（１２）を中心電極（４）方向に突
出させ、その折曲部（１２）を伸縮させて支持部材（５
）の長さを変更し、前記ガス孔（８）を中心電極（４）
先端に対してこの軸芯延長線上で略平行に接離移動させ
、接地電極（６）の取付角度を変更することなくこれと
中心電極（４）の間に形成するスパークギャブ（７）を
調節設定するように構成している。

次いで、前記中心電極（４）の軸芯延長線上に接地電極
（６）のガス孔（８）中心を位置させ、前記ガス孔（８
）よりも若干小形でこれと相似する形状に中心電極（４
）先端面を形成し、前記ガス孔（８）の開口縁と中心電
極（４）先端面の外周縁との間にスパークを円筒状に発
生させ、そのガス孔（８）の開口範囲内で常にスパーク
を発生させることにより、そのガス孔（８）を介して接
地電極（６）のピストン側の点火延焼を最短距離で行え
るように構成している。

さらに、第１図から明らかなように、接地電極（６）の
ピストン側斜面（１０）で囲む空間で燃料集中部（１３
）を形成するものであり、中心電極（４）先端に接地電
極（６）を対設させ、これらの間にスパークギャップ（
７）を形成する一方、中心電極（４）先端に対向する接
地電極（６）位置でスパーク発生側とピストン側とに連
通させるトンネル形の燃料集中部（１３）を設け、燃料
集中部（１３）のスパーク発生側開口を中心電極（４）
先端に対向配置させ、スパークギャップ（７）に発生す
る火炎核を第１の種火として燃料集中部（１３）のスパ
ーク発生側開口の未燃焼ガスを燃焼させると共に、燃料
集中部（１３）のピストン側開口からの延焼ガスを第２
の種火としてピストン側未燃焼ガス燃焼させるものであ
る。

而して、ターミナル（３）に通電することにより、スパ
ークギャップ（７）にスパークが発生して火炎核を形成
すると共に、その火炎核を第１の種火として燃料集中部
（１３）の一端側未燃焼ガスを燃焼させ、燃料集中部（
１３）内の未燃焼ガスを延焼させ、燃料集中部の他端側
から延焼ガスを突出させて第２の種火とし、シリンダ内
の未燃焼ガスを燃焼させ、ピストンの爆発工程を行わせ
るものである。

さらに第４図乃至第６図は上記支柱部材（５）の変形例
を示すもので、第４図に示すように、１本の支柱部材（
５）で接地電極（６）を支持することにより、スパーク
発生側斜面（９）による延焼ガス拡散効率を向上させる
ことができる。さらに第５図の如く、２本の支柱部材（
５）　（５１で接地電極（６）を支持することにより、
中心電極（４）の軸芯延長線上に接地電極（６）を正確
に最適姿勢で支持することができ、接地電極（６）の取
付角度を変更することなくスパークギャブ（７）の調節
を行える。また第６図の如（、等間隔に設ける３本の支
柱部材（５）・・・で接地電極（６）を支持することに
より、スパーク発生側斜面（９）による延焼ガス拡散効
率を向上させることができると共に、支柱部材（５）・
・・の延焼ガス乱流作用も充分に得られるものである。

さらに第７図は上記中心電極（４）及び接地電極（６）
の変形例を示すもので、真円形のガス孔（８）に対しこ
れにより若干小径の円柱頭（４ａ）を中心電極（４）先
端に設け、その円柱頭（４ａ）先端とガス孔（８）開口
縁との間にスパークギャブ（７）を形成すると共に、第
１図に示す凹面形のスパーク発生側斜面（９）並びに凸
面形のピストン側斜面（ｌＯ）に代え、前記各斜面（９
１（１０１を偏平に形成し、ピストン側斜面（ｌＯ）で
囲む燃料集中部（１３）体積を太き（形成し、ピストン
側斜面（１０）におけるガス延焼速度を比例変化させる
ものである。

さらに第８図乃至第１０図は上記実施例と同様の構造並
びに作用を有する変形例を示すもので、接地電極（６）
のガス溜り段部（ｉｌｌを左右両端縁まで延設し、この
段部（１１）左右端部に支柱部材（５）（５）を一体連
設させると共に、前記段部（１１１の長尺側縁にスパー
ク発生側斜面（９）とピストン側斜面（ｌＯ）を形成し
、ピストン側斜面（ｌＯ）はガス溜り段部（１１）に接
して急斜面とし端縁は緩傾斜面として半円形に形成する
。さらに固定体（１１のエンジン挿入端面の外形より若
干小さく、またその端面内孔よりも若干大きく、前記接
地電極（６）の平面外径を形成すると共に、前記段部（
１１）の長手方向に長い長円形にガス孔（８）を形成し
、そのガス孔（８）よりも若干小さい長円形に中心電極
（４）先端面を形成している。

また、対向する一対のピストン側斜面（１０１（１０１
間に燃料集中部（１３）を設けたものであり、中心電極
（４）軸芯線と略直交する方向に燃料集中部（１３）の
一部を拡張し、燃料集中部（１３）に発生する延焼ガス
量を増量すると共に、中心電極（４）軸芯線と略直交す
る方向に燃料集中部（１３）の一部を開放させ、中心電
極（４）軸芯線方向並びに略直交する方向のピストン側
に燃料集中部（１３）延焼ガスを突出させ、その延焼ガ
スを第２の種火としてシリンダ内未燃焼ガスを燃焼させ
、ピストンの爆発工程を行わせるものである。

さらに点火されてスパーク発生側斜面（９）に沿って延
焼するガスも燃焼し膨張して発生した高圧力はその接す
るスパーク発生側斜面（９）の角度に応じて強力に反発
して拡散しその両側方に延焼ガスの乱流を起こすもので
ある。

さらに第１１図及び第１２図は他の実施例を示すもので
、第９図の実施例においてガス溜り段部（ｉｌｌを中心
にこの両側に対称にスパーク発生側斜面（９）を凹面形
に、またピストン側斜面（ｌＯ）を凸面形に夫々形成し
ていたが、これに代え、前記各斜面（９）　（１０）を
偏平としそのピストン方向の端縁を半円形に形成すると
共に、第１０図のように長円形のガス孔（８）に対して
先端面がこれより若干小径の長円柱頭（４ａ）を中心電
極（４）先端に設けている。この接地電極の製造はスパ
ーク発生側斜面及びピストン側斜面が偏平であってその
加工は折曲作業が主であって容易に大量生産をすること
ができる。

下記表１において、第１１図及び第１２図の実施例に示
す構造の試作品を使用した試走実験結果を示す。

表　　１ 試走実験の条件 試走実験車・・・普通貨物自動車 （１３００ｃｃ・４サイクル・４気筒）試走地域・・・
大阪市街地の路間−コース試走車の載貨状態・・・空車 試走の速度・・・最高６０ＫＭ／Ｈ（平均４０〜５０Ｋ
Ｍ／旧試走時の調整・・・点火時期調整、燃料供給量調
整計測方法・・・燃料タンクを満タンクにして後、走行
キロ数とタンク減量分の補給 量を測り、ｌβ当りの走行キロ数 を算出。

第１３図乃至第１５図は、第１１図と第１２図に示す実
施例の顕彰を示すものであって、第１１図及び第１２図
においては接地電極（４）の各斜面（９）　（１０）は
偏平に形成されているが、ガス溜り段部（ｉｌｌの両側
に対称に設けた側斜面（９）　（１０１の端縁中央部を
スパーク発生側に押出し湾曲成形すると共に、スパーク
発生側斜面（９）を球状凸面形に形成したものであって
、これにより接地電極（４）のピストン側斜面（１０）
の両側斜面端縁間の混合気体積を増すと共に、スパーク
発生側斜面（９）に沿って延焼するガスが燃焼し膨張し
て発生した高圧力はその接するスパーク発生側斜面（９
）の球状凸面の角度に応じて強力に反発して放射状に拡
散する一方、前記斜面（９）　（１０）の端縁中央部を
スパーク発生側に押出し湾曲成形したことにより、延焼
ガスがスパーク発生側斜面（９）の角度に応じて反発す
る方向が更に拡大されて乱流の効果を増すことが出来る
と同時に、燃料集中部（１３）からのピストン側方向へ
のガス延焼速度を一層増速し得るものである。

さらに、第１６図及び第１７図は、第１図の変形例を示
すものであり、長尺バイブを適当長さに輪切りにした形
状に接地電極（６）を形成すると共に、固定体ｍに基端
側を固定させる支柱部材（５）先端を内方に折曲げて接
地電極（６）外周面に熔接固定したもので、中心電極（
４）先端に接地電極（６）を対設させ、これらの間にス
パークギャップ（７）を形成する一方、中心電極（４）
先端に対向する接地電極（６）位置でスパーク発生側（
１４）とピストン側（１５）とに連通させるトンネル形
の燃料集中部（１３）を設け、燃料集中部（１３）のス
パーク発生側開口（１６）を中心電極（４）先端に対向
配置させ、スパークギャップ（７）に発生する火炎核を
第１の種火として燃料集中部（１３）のスパーク発生側
開口（１６）の未燃焼ガスを燃焼させると共に、燃料集
中部（１３）のピストン側開口（１７）からの延焼ガス
を第２の種火としてピストン側未燃焼ガスを燃焼させる
ものである。

さらに、円板の中心に端面円形の燃料集中部（１３）を
開設して接地電極（６）を形成すると共に、中心電極（
４）軸芯線と略平行に延設させた支柱部材（５）　（５
）先端に接地電極（６）外周の耳部（６ａ）　（６ｂ）
を熔接固定させたもので、接地電極（６）に形成する燃
料集中部（１３）のピストン側開口（１７）に末広がり
形状の延焼拡散部（１８）を設けたものである。

さらに、第１８図及び第１９図は、第１６図の変形例で
あり、燃料集中部（１３）のピストン側開口（１月に末
広がり形の拡散管（１９）の小径側を熔接固定させ、こ
の拡散管（１９）内孔によって延焼拡散部（１８）を形
成したものである。

さらに、第２０図及び第２１図は、第８図及び第１６図
の変形例であり、燃料集中部（１３）に連通させる燃料
増量部（２０）を接地電極（６）に形成し、燃料増量部
（２０）により燃料集中部（７）の一部を中心電極（４
）軸芯線と略直交する方向に拡張させたもので、中心電
極（４）軸芯線と略直交する方向に燃料集中部（１３）
の一部を拡張し、燃料集中部（１３）に発生する延焼ガ
ス量を増殖するものである。

さらに、第２２図及び第２３図は、第８図及び第２０図
の変形例であり、燃料集中部（１３）を中心電極（４）
軸芯線と略直交する方向に拡張させた燃料増量部（２０
）を介し、燃料集中部（１３）を接地電極（６）外側方
に開口させる開放部（２１）　（２１）を設けると共に
、前記開放部（２１）を形成する接地電極（６）の対向
する側端面（２２）　（２２１を底面視への字形に形成
したもので、中心電極（４）軸芯線と略直交する方向に
燃料集中部（１３）の一部を開放させ、中心電極（４）
軸芯線方向並びに略直交する方向のピストン側（１５）
に燃料集中部（１３）の延焼ガスを突出させるものであ
る。

さらに、第２４図及び第２５図は、第２２図の変形例を
示すもので、燃料集中部（１３）に連設させる燃料増量
部（２０）両側に燃料集中部形成面（２３）（２３）を
設けると共に、矩形平板により接地電極（６）を形成し
、接地電極（６）基端を固定体（１）に直接溶接固定さ
せる一方、燃料集中部（１３）及び燃料増量部（２０）
及び開放部（２１）を対向する接地電極（６１（６）先
端側の間で形成したものである。

「発明の効果」 以上実施例から明らかなように本発明は、中心電極（４
）先端に接地電極（６）を対設させ、これらの間にスパ
ークギャップ（７）を形成する一方、中心電極（４）先
端に対向する接地電極（６）位置でスパーク発生側とピ
ストン側とに連通させるトンネル形の燃料集中部（１３
）を設け、燃料集中部（１３）のスパーク発生側開口を
中心電極（４）先端に対向配置させ、スパークギャップ
（７）に発生する火炎核を第１の種火として燃料集中部
（１３）のスパーク発生側開口の未燃焼ガスを燃焼させ
ると共に、燃料集中部（１３）のピストン側開口からの
延焼ガスを第２の種火としてピストン側未燃焼ガスを燃
焼させるもので、トンネル形の燃料集中部（１３）の一
端側に火炎核を延焼させるから、燃料集中部（１３）中
間で抑圧された延焼ガスが他端側から噴出することにな
り、第２の種火として燃料集中部（１３）から突出する
延焼ガスを中心電極（４）軸芯繰延長方向に突出させる
ことができ、従来のような中心電極（４）軸芯線と直交
する方向に燃料集中部（１３）を設けて延焼ガスを形成
する方法に比べ、極めて伝播加速度が大きく、しかも強
力な延焼火力を有する延焼ガスを第２の種火として容易
に得ることができるものである。

また、中心電極（４）軸芯線と略直交する方向に燃料集
中部（１３）の一部を拡張し、燃料集中部（１３）に発
生する延焼ガス量を増量するようにしたもので、燃料集
中部（１３）の中心電極（４）軸芯線方向の距離を短縮
しても燃料集中部（１３）から希望する延焼ガス量を容
易に得ることができると共に、シリンダ排気量などに応
じて燃料集中部（１３）からの延焼ガス量を容易に増量
することができるものである。

また、中心電極（４）軸芯線と略直交する方向に燃料集
中部（１３）の一部を開放させ、中心電極（４）軸芯線
方向並びに略直抗する方向のピストン側に燃料集中部（
１３）の延焼ガスを突出させるようにしたもので、燃料
集中部（１３）に発生する延焼ガスをピストン側複数方
向に分岐して膨出させることができ、燃料集中部（１３
）に発生する延焼ガスの伝播効率並びに延焼機能などを
容易に向上させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す要部断面図、第２図は
全体図、第３図は第１図のＡ−Ａ線視図、第４図乃至第
２５図は変形例を示す説明図である。 （４）・・・　　　中　　心　　電　　極（６）・・・
　　　接　　地　　電　　極（７）・・・　　スパーク
ギャップ （１３）・・・　燃料集中部 出願人　　　　相　　原　　武　　明 （ばか２名） 代理人　　　　　藤　　　原　　　忠　　　治−一第１
　図 ８３図 第２図 ｌ（６

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）中心電極先端に接地電極を対設させ、これらの間
   にスパークギャップを形成する一方、中心電極先端に対
   向する接地電極位置でスパーク発生側とピストン側とに
   連通させるトンネル形の燃料集中部を設け、燃料集中部
   のスパーク発生側開口を中心電極先端に対向配置させ、
   スパークギャップに発生する火炎核を第１の種火として
   燃料集中部のスパーク発生側開口の未燃焼ガスを燃焼さ
   せると共に、燃料集中部のピストン側開口からの延焼ガ
   スを第２の種火としてピストン側未燃焼ガスを燃焼させ
   るようにしたことを特徴とする内燃機関用点火栓による
   燃焼方法。
2. （２）中心電極軸芯線と略直交する方向に燃料集中部の
   一部を拡張し、燃料集中部に発生する延焼ガス量を増植
   するようにしたことを特徴とする上記第１項記載の内燃
   機関用点火栓による燃焼方法。
3. （３）中心電極軸芯線と略直交する方向に燃料集中部の
   一部を開放させ、中心電極軸芯線方向並びに略直交する
   方向のピストン側に燃料集中部の延焼ガスを突出させる
   ようにした上記第１項記載の内燃機関用点火栓による燃
   焼方法。