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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022021825
(43)【公開日】2022-02-03
(54)【発明の名称】点火プラグ配設部分の冷却装置
(51)【国際特許分類】
F01P 1/10 20060101AFI20220127BHJP
F02B 19/16 20060101ALI20220127BHJP
F02F 1/36 20060101ALI20220127BHJP
F02B 19/00 20060101ALI20220127BHJP
F02P 13/00 20060101ALI20220127BHJP
H01T 13/16 20060101ALN20220127BHJP
【ＦＩ】
F01P1/10
F02B19/16 F
F02B19/16 H
F02F1/36 A
F02B19/00 A
F02P13/00 301D
H01T13/16
【審査請求】有
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020125658
(22)【出願日】2020-07-22
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-10-20
(71)【出願人】
【識別番号】505332831
【氏名又は名称】株式会社 小山ガレージ
(74)【代理人】
【識別番号】100104776
【弁理士】
【氏名又は名称】佐野 弘
(74)【代理人】
【識別番号】100119194
【弁理士】
【氏名又は名称】石井 明夫
(72)【発明者】
【氏名】小山 淳一
【テーマコード（参考）】
3G019
3G023
3G024
5G059
【Ｆターム（参考）】
3G019AA09
3G019KA22
3G023AA13
3G023AB01
3G023AC04
3G023AD23
3G024AA04
3G024CA02
3G024DA01
3G024FA03
5G059AA03
(57)【要約】
【課題】構造を簡素化し、点火プラグを含む配設部の冷却効率を著しく向上させた点火プラグ配設部分の冷却装置を提供する。
【解決手段】点火プラグ配設部分の冷却装置は、内燃機関の点火プラグ２０の配設部１６に冷媒が供給される冷却部３０が設けられ、配設部１６を冷却可能に構成した。配設部１６は、点火プラグ２０の放電部側に副室部材１７が設けられ、この副室部材１７の周囲に冷却部３０が形成され、この冷却部３０に冷媒が供給されることによって副室部材１７を冷却可能に構成した。
【選択図】 図１
【解決手段】点火プラグ配設部分の冷却装置は、内燃機関の点火プラグ２０の配設部１６に冷媒が供給される冷却部３０が設けられ、配設部１６を冷却可能に構成した。配設部１６は、点火プラグ２０の放電部側に副室部材１７が設けられ、この副室部材１７の周囲に冷却部３０が形成され、この冷却部３０に冷媒が供給されることによって副室部材１７を冷却可能に構成した。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関の点火プラグの配設部分に冷媒が供給される冷却部が設けられ、前記配設部分を冷却可能に構成したことを特徴とする点火プラグ配設部分の冷却装置。
【請求項2】
前記配設部分は、前記点火プラグの放電部側に副室部材が設けられ、該副室部材の周囲に前記冷却部が形成され、該冷却部に前記冷媒が供給されることによって前記副室部材を冷却可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
【請求項3】
前記配設部分は、前記点火プラグの周囲に前記冷却部が設けられ、該冷却部に前記冷媒が供給されることによって前記点火プラグを冷却可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
【請求項4】
前記冷却部は、前記冷媒が循環する流通路を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
【請求項5】
前記配設部分は、前記点火プラグを配設する部分と、燃料噴射装置を配設する部分とが一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
【請求項6】
前記配設部分が一体に形成され、前記流通路が前記点火プラグ又は前記副室部材の形状に沿って屈曲して形成されていることを特徴とする請求項４に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、内燃機関における点火プラグ配設部分の冷却装置に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の点火プラグ冷却装置には、例えば特許文献１、２に記載された技術がある。この特許文献１に記載された点火プラグ冷却装置は、動弁室のオイルをカバー部材で受けて点火プラグホルダに導くことで、点火プラグホルダを冷却するようにしている。
【0003】
また、特許文献２に記載された点火プラグ冷却装置は、レーザ点火プラグを冷却する冷却手段を備え、この冷却手段は、内燃機関に固定される固定部及びレーザ光導入部の双方に当接して熱交換を行うように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１３－１３３７１７号公報
【特許文献2】特開２０１８－４４４５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、上述した従来の点火プラグ冷却装置は、動弁室のオイルを点火プラグホルダに導いて点火プラグホルダを冷却するか、あるいはレーザ点火プラグを冷却する冷却手段を固定部及びレーザ光導入部の双方に当接して熱交換を行うようにしていることから、点火プラグが間接的に冷却されることとなり、構造が複雑化し、点火プラグの冷却効率が低いという課題がある。
【0006】
本発明は、上記課題を解決するべくなされたものであり、構造を簡素化し、点火プラグを含む配設部の冷却効率を著しく向上させた点火プラグ配設部分の冷却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】
【0007】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、内燃機関の点火プラグの配設部分に冷媒が供給される冷却部が設けられ、前記配設部分を冷却可能に構成したことを特徴とする。
【0008】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記配設部分は、前記点火プラグの放電部側に副室部材が設けられ、該副室部材の周囲に前記冷却部が形成され、該冷却部に前記冷媒が供給されることによって前記副室部材を冷却可能に構成したことを特徴とする。
【0009】
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記配設部分は、前記点火プラグの周囲に前記冷却部が設けられ、該冷却部に前記冷媒が供給されることによって前記点火プラグを冷却可能に構成したことを特徴とする。
【0010】
請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の構成に加え、前記冷却部は、前記冷媒が循環する流通路を有することを特徴とする。
【0011】
請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の構成に加え、前記配設部分は、前記点火プラグを配設する部分と、燃料噴射装置を配設する部分とが一体に形成されていることを特徴とする。
【0012】
請求項６に係る発明は、請求項４に記載の構成に加え、前記配設部分が一体に形成され、前記流通路が前記点火プラグ又は前記副室部材の形状に沿って屈曲して形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【0013】
請求項１に記載の発明によれば、内燃機関の点火プラグの配設部分に冷媒を供給する冷却部が設けられ、冷媒により配設部分を冷却することにより、構造を簡素化し、点火プラグを含む配設部分の冷却効率を著しく向上させることができる。
【0014】
請求項２に記載の発明によれば、配設部分は、点火プラグの放電部側に副室部材が設けられ、この副室部材の周囲に冷却部が形成され、この冷却部に冷媒が供給されることによって副室部材を冷却可能に構成したことにより、副室部材を直接冷却するため、副室部材の冷却効率を著しく向上させることができる。
【0015】
請求項３に記載の発明によれば、配設部分は、点火プラグの周囲に冷却部が設けられ、この冷却部に冷媒が供給されることによって点火プラグを冷却可能に構成したことから、点火プラグを直接冷却するため、点火プラグの冷却効率を一段と高め、点火プラグの長寿命化を図ることができる。
【0016】
請求項４に記載の発明によれば、冷却部は、冷媒が循環する流通路を有することにより、低温の冷媒を常に循環可能とすることで、配設部分の冷却効率を一段と高めることができる。
【0017】
請求項５に記載の発明によれば、配設部分は、点火プラグを配設する部分と、燃料噴射装置を配設する部分とが一体に形成されているので、燃料噴射装置を配設する部分が一体に設けられているものにも適用可能となり、汎用性を高めることができる。
【0018】
請求項６に記載の発明によれば、流通路が点火プラグ又は副室部材の形状に沿って屈曲して形成されているので、点火プラグ又は副室部材の冷却効率を一段と高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本発明の第１実施形態に係る点火プラグ配設部分の冷却装置を適用した主燃焼室の周辺部を示す縦断面図である。
【図2】同実施形態に係る点火プラグ配設部分の周辺部を示す拡大縦断面図である。
【図8】本発明の第２実施形態に係る点火プラグ配設部分の冷却装置を適用した燃焼室の周辺部を示す縦断面図である。
【図9】本発明の第２実施形態に係る点火プラグ配設部分の冷却装置を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
【0021】
[発明の第１実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態に係る点火プラグ配設部分の冷却装置を適用した主燃焼室の周辺部を示す縦断面図である。図２は、同実施形態に係る点火プラグ配設部分の周辺部を示す拡大縦断面図である。図３は、図２の点火プラグを取り外した状態を示す平面図である。図４は、図２の点火プラグを示す部分断面正面図である。図５は、図２のＡ－Ａ線による拡大断面図である。図６は、図５のＢ－Ｂ線による拡大断面図である。図７は、図５のＣ－Ｃ線による拡大断面図である。
図１は、本発明の第１実施形態に係る点火プラグ配設部分の冷却装置を適用した主燃焼室の周辺部を示す縦断面図である。図２は、同実施形態に係る点火プラグ配設部分の周辺部を示す拡大縦断面図である。図３は、図２の点火プラグを取り外した状態を示す平面図である。図４は、図２の点火プラグを示す部分断面正面図である。図５は、図２のＡ－Ａ線による拡大断面図である。図６は、図５のＢ－Ｂ線による拡大断面図である。図７は、図５のＣ－Ｃ線による拡大断面図である。
【0022】
まず、点火プラグ配設部分の冷却装置の実施形態を適用した副室式エンジンについて説明する。
【0023】
図１に示すように、内燃機関としての副室式エンジン１は、シリンダーブロック２を有し、このシリンダーブロック２上には、シリンダーヘッド３が締結されている。シリンダーブロック２のシリンダーボア４内には、ピストン５が上死点から下死点まで往復動可能に設けられている。シリンダーブロック２、シリンダーヘッド３及びピストン５によって主燃焼室６が区画形成されている。シリンダーブロック２には、冷却水通路、いわゆるウォータジャケット７が設けられている。
【0024】
また、ピストン５は、図示しないコンロッドを介してクランクシャフトに動力伝達可能に連結され、ピストン５の往復運動が上記クランクシャフトの回転運動に変換される。
【0025】
シリンダーヘッド３には、主燃焼室６に連通する吸気ポート８及び排気ポート１０が形成されている。吸気ポート８には吸気バルブ９が設けられ、排気ポート１０には排気バルブ１１が設けられている。
【0026】
シリンダーヘッド３には、主燃焼室６を仕切る仕切壁１２を有する。この仕切壁１２には、段付孔状の支持孔１３が形成されている。この支持孔１３には、後述する点火プラグ２０側に形成された大径部１３ａと、この大径部１３ａよりも主燃焼室６側に形成された中径部１３ｂと、この中径部１３ｂよりもさらに主燃焼室６側に形成された小径部１３ｃとが同心状に設けられている。
【0027】
支持孔１３の大径部１３ａと中径部１３ｂとの間には、上段差部１４が形成され、中径部１３ｂと小径部１３ｃとの間には、下段差部１５が形成されている。上段差部１４には、その段差形状に沿って外形が形成された配設部１６が嵌め込まれている。この配設部１６の点火プラグ２０の放電部側には、副室部材１７が一体に形成されている。この副室部材１７は、外形が下段差部１５の段差形状に沿って形成され、下部に形成されたねじ部が小径部１３ｃ内に締結されている。副室部材１７は、有底段付円筒状に形成され、その内部空間が副室１８に形成されている。なお、上記配設部１６及び副室部材１７は、本実施形態の配設部分を構成する。
【0028】
副室部材１７には、図２に示すように上部から下部に向けて第１筒部１７ａと、この第１筒部１７ａよりも小径の第２筒部１７ｂと、この第２筒部１７ｂよりも小径の第３筒部１７ｃと、この第３筒部１７ｃよりもさらに小径の第４筒部１７ｄとが同心状に一体に形成されている。副室部材１７は、最も小径の第４筒部１７ｄの先端に先端壁部１７ｅが設けられている。
【0029】
第１筒部１７ａが支持孔１３の下段差部１５に支持されるとともに、第２筒部１７ｂ、第３筒部１７ｃ及び第４筒部１７ｄの外周面に形成された雄ねじ部が支持孔１３の小径部１３ｃの雌ねじ部に締結されている。
【0030】
第１筒部１７ａの開口側端部（上端部）は、点火プラグ２０の点火部側に露出されている。また、先端壁部１７ｅ及びその周辺部は、主燃焼室６側に露出されている。先端壁部１７ｅは、下方へ膨出する半球状に形成されている。また、先端壁部１７ｅには、壁厚方向すなわち径方向に貫通する適数個（図１では２個を示す）の噴孔１９が形成されている。これらの噴孔１９を通して、副室１８内が主燃焼室６に連通されている。副室部材１７は、耐熱性材料、例えばステンレス鋼系あるいはニッケル系等の耐熱合金材により形成されている。
【0031】
配設部１６には、点火プラグ２０を配設するプラグ配設部２１と、燃料噴射装置（インジェクタ）２２を配設する噴射装置配設部２３とが一体に形成されている。したがって、プラグ配設部２１及び噴射装置配設部２３は、副室部材１７と一体に形成されている。プラグ配設部２１と噴射装置配設部２３の軸線は、鉛直線に対して互いに逆方向に所定の角度（本実施形態では、１０～１２°）で傾斜している。プラグ配設部２１には、図３に示すようにプラグ取付孔２９が形成され、このプラグ取付孔２９に点火プラグ２０が後述するねじ溝にて締結される。噴射装置配設部２３内には、燃料噴射装置２２が嵌め込まれる。これにより、点火プラグ２０の点火部側と燃料噴射装置２２の先端とが接近するように配設される。ここで、燃料噴射装置２２は、図３に示すように燃料噴射装置２２の両側に配置された２つの固定穴３５を用いて固定される。
【0032】
点火プラグ２０は、図４に示すようにハウジング２４と、接地電極２５と、碍子部２６とを備える。ハウジング２４は、碍子部２６よりも大径に形成され、その外周面にねじ溝２４ａが形成されている。このねじ溝２４ａにより上述したように点火プラグ２０がプラグ配設部２１に締結される。この場合、接地電極２５は、副室１８側になるように取り付けられる。接地電極２５は、金属にてＬ字状に形成され、放電部２０ａとの間に所定の隙間を有するように設けられている。
【0033】
碍子部２６は、筒状に形成され、ハウジング２４に収容されている。碍子部２６は、例えばセラミックス等の絶縁性材料で形成され、ハウジング２４と図示しない中心電極との間で絶縁性を維持している。
【0034】
上述した副室式エンジン１において、吸入行程では、主燃焼室６内に発生する負圧によって希薄混合気が吸気ポート８から主燃焼室６に導入される。また、副室１８内には、燃料噴出装置２２から燃料が噴出される。そして、圧縮行程では、点火プラグ２０の放電部２０ａの火花放電により、副室１８内の燃料を着火燃焼させる。この燃焼ガスのトーチが副室部材１７の噴孔１９から主燃焼室６へ噴出され、そのトーチにより主燃焼室６の希薄混合気が燃焼される。
【0035】
次に、本実施形態の点火プラグ配設部分の冷却装置の構成について説明する。
【0036】
図３に示すように、配設部１６に上面には、燃料噴射装置２２を挟んだ両側に、冷媒としての冷却水が流入する流入口２７と、冷却水が流出する流出口２８が配置されている。これら流入口２７及び流出口２８には、それぞれ図示しない冷却水入口管及び冷却水出口管が接続され、この冷却水入口管が例えばラジエータ等の放熱手段を介して水供給部としての水タンクに接続される一方、冷却水出口管が例えば上記水タンクに接続されている。なお、流入口２７及び流出口２８は、逆であってもよく、つまり一方の開口部を流入口とし、他方の開口部を流出口とすればよい。
【0037】
そして、図示しないポンプを駆動することによって、上記水タンクから冷却水が放熱部で放熱された後、冷却水入口管を通して流入口２７に供給される。また、流出口２８から排出した熱交換後の冷却水は、上記冷却水出口管を経て上記水タンクに戻り、上記のように放熱部で再び放熱される。
【0038】
それぞれの流入口２７及び流出口２８は、冷却部３０に連通している。この冷却部３０は、図５に示すように配設部１６を循環する配設部流通路３１と、副室部材１７を循環する副室流通路３２とを有し、これら配設部流通路３１と副室流通路３２とが連通するように形成されている。
【0039】
配設部流通路３１は、副室流通路３２よりも流路径が大きく形成されている。配設部流通路３１の流路径を大きく形成することにより、プラグ配設部２１により多くの冷却水が流通するようにしている。配設部流通路３１は、配設部１６の上下方向にそれぞれ流入口２７及び流出口２８と連通する流通路３１ａが形成され、これらの流通路３１ａが連絡路３１ｂを通して互いに連通し、この連絡路３１ｂから４本の流通路３１ｃに分岐して下方に延びている。連絡路３１ｂは、配設部１６の上下方向のやや上方寄りに水平方向に形成されている。
【0040】
配設部流通路３１は、配設部１６の上下方向にそれぞれ流入口２７及び流出口２８と連通する２本の上部流通路３１ａが形成され、これら２本の上部流通路３１ａが連絡路３１ｂを通して互いに連通するように構成されている。２本の上部流通路３１ａは、上述したように連絡路３１ｂから下方に向けて４本の下部流通路３１ｃに分岐され、これら４本の下部流通路３１ｃがそれぞれ４本の副室流通路３２の流通路３２ａに連通するように形成されている。
【0041】
これら４本の流通路３２ａは、第１筒部１７ａの外周から第２筒部１７ｂの外周で内周側に屈曲して形成され、この第２筒部１７ｂから図５及び図６に示すように第３筒部１７ｃ、第４筒部１７ｄの外周で下方に直線状に延びている。そして、第４筒部１７ｄの下端近傍の外周において、図７に示すように４本の流通路３２ａが周回連絡路３２ｂを通して互いに連通するように構成されている。すなわち、４本の流通路３２ａは、それぞれ先端壁部１７ｅの近傍において円環状に形成された周回連絡路３２ｂに接続されている。
【0042】
ここで、配設部流通路３１と副室流通路３２は、上記のように屈曲形成された複雑な流路であっても３Ｄプリンタ（３Ｄ
printer）を使用することによって容易に形成することが可能である。すなわち、流入口２７及び流出口２８に対して配設部流通路３１と副室流通路３２がそれぞれ連通するように形成される。
printer）を使用することによって容易に形成することが可能である。すなわち、流入口２７及び流出口２８に対して配設部流通路３１と副室流通路３２がそれぞれ連通するように形成される。
【0043】
次に、本実施形態の点火プラグ配設部分の冷却装置の作用について説明する。
【0044】
図示しないポンプを駆動することによって、上記水タンクから冷却水が放熱部で放熱された後、冷却水入口管を通して流入口２７に供給される。すると、冷却水は、冷却部３０の配設部流通路３１の上部流通路３１ａから連絡路３１ｂに流入し、この連絡路３１ｂを通して４本の下部流通路３１ｃに分岐され、これら４本ののうちの２本の下部流通路３１ｃがそれぞれ４本のうちの２本の副室流通路３２の流通路３２ａに流入する。これにより、点火プラグ２０のプラグ配設部２１と、燃料噴射装置２２の噴射装置配設部２３が高効率にて冷却される。
【0045】
これら４本のうちの２本に流通路３２ａに流入した冷却水は、第１筒部１７ａの外周から第２筒部１７ｂの外周で内周側に屈曲され、この第２筒部１７ｂから第３筒部１７ｃ、第４筒部１７ｄの外周を経て周回連絡路３２ｂに流入する経路において、副室部材１７を効率良く冷却することができる。特に、周回連絡路３２ｂが副室部材１７の噴孔１９の近傍に配置されているので、高温化する部位を効果的に冷却することが可能となる。
【0046】
そして、周回連絡路３２ｂから４本のうちの２本の流通路３２ａを経て４本のうちの２本の下部流通路３１ｃに流入し、さらに連絡路３１ｂ、上部流通路３１ａを経て流出口２８から図示しない冷却水出口管から水タンクに排出される。
【0047】
以上のように構成された本実施形態によれば、副室式エンジン１の点火プラグ２０のプラグ配設部２１に冷媒としての冷却水を供給する冷却部３０が設けられ、この冷却水によりプラグ配設部２１を冷却することにより、構造を簡素化し、点火プラグ２０を含む配設部分の冷却効率を著しく向上させることができる。
【0048】
また、本実施形態によれば、配設部１６は、点火プラグ２０の放電部２０ａ側に副室部材１７が設けられ、この副室部材１７の周囲に冷却部３０が形成され、この冷却部３０に冷却水が供給されることによって副室部材１７を冷却可能に構成したことにより、副室部材１７の冷却効率を著しく向上させることができる。
【0049】
さらに、本実施形態によれば、冷却部３０は、冷却水が循環する配設部流通路３１及び副室流通路３２を有することにより、低温の冷却水を常に循環可能とすることで、配設部１６の冷却効率を一段と高めることができる。
【0050】
そして、本実施形態によれば、配設部１６は、点火プラグ２０を配設するプラグ配設部２１と、燃料噴射装置２２を配設する噴射装置配設部２３とが一体に形成されているので、燃料噴射装置２２を配設する噴射装置配設部２３が一体に設けられているものにも適用可能となり、汎用性を高めることができる。
【0051】
本実施形態によれば、４本の副室流通路３２の流通路３２ａが副室部材１７の長さ方向の外周形状に沿って屈曲して形成されているので、副室部材１７の冷却効率を一段と高めることができる。
【0052】
なお、本実施形態では、放熱手段としてラジエータを用いた例について説明したが、これに限らず放熱フィン、ヒートパイプ等の他の放熱手段を用いてもよい。また、本実施形態では、冷却水を水タンクから供給するようにしたが、これに限らず例えばウォータジャケット７であってもよく、冷却水を供給可能であれば、如何なる場所から供給するようにしてもよい。
【0053】
[発明の第２実施形態]
図８は、本発明の第２実施形態に係る点火プラグ配設部分の冷却装置を適用した燃焼室の周辺部を示す縦断面図である。図９は、本発明の第２実施形態に係る点火プラグ配設部分の冷却装置を示す縦断面図である。図１０は、図９の冷却部を示す概略斜視図である。なお、前記第１実施形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を付して説明する。
図８は、本発明の第２実施形態に係る点火プラグ配設部分の冷却装置を適用した燃焼室の周辺部を示す縦断面図である。図９は、本発明の第２実施形態に係る点火プラグ配設部分の冷却装置を示す縦断面図である。図１０は、図９の冷却部を示す概略斜視図である。なお、前記第１実施形態と同一又は対応する部分には、同一の符号を付して説明する。
【0054】
図８に示すように、内燃機関としてのエンジン１Ａは、シリンダーブロック２を有し、このシリンダーブロック２上には、シリンダーヘッド３が締結されている。シリンダーブロック２のシリンダーボア４内には、ピストン５が上死点から下死点まで往復動可能に設けられている。シリンダーブロック２、シリンダーヘッド３及びピストン５によって燃焼室６ａが区画形成されている。シリンダーブロック２には、ウォータジャケット７が設けられている。
【0055】
シリンダーヘッド３には、燃焼室６ａに連通する吸気ポート８及び排気ポート１０が形成されている。吸気ポート８には吸気バルブ９が設けられ、排気ポート１０には排気バルブ１１が設けられている。
【0056】
点火プラグ４０は、シリンダーヘッド３に設けられており、その取付孔に挿通され、シリンダーヘッド３ねじにて締結されている。点火プラグ４０の先端部は、燃焼室６ａに露出している。
【0057】
図９に示すように、点火プラグ４０は、配設部分としてのハウジング４１と、接地電極４２と、碍子部４３と、中心電極４４とを備える。本実施形態では、点火プラグ４０の周囲に設けられたハウジング４１に冷却部３０が設けられている。ハウジング４１は、碍子部４３よりも大径に形成されている。ハウジング４１は、上部大径部４１ａと、下部小径部４１ｂとが連続して形成され、この下部小径部４１ｂの外周面にシリンダーヘッド３に取り付けるためのねじ溝が形成されている。
【0058】
接地電極４２は、金属にてＬ字状に形成され、放電部４０ａとの間に所定の隙間を有するように設けられている。碍子部４３は、ハウジング４１内に収容され、例えばセラミックス等の絶縁性材料で形成され、ハウジング４１と中心電極４４との間で絶縁性を維持している。
【0059】
ハウジング４１の上部大径部４１ａ上には、配管取付部材４５が一体に固定されている。この配管取付部材４５は、中央に円形の孔４５ａが形成され、この孔４５ａに碍子部４３が嵌まり込むように構成されている。配管取付部材４５には、孔４５ａを介して互いに対向するように図示しない２本の冷却水供給管及び冷却水排出管にそれぞれ接続される供給接続管４６及び排出接続管４７が設けられている。また、配管取付部材４５には、孔４５ａを介して互いに対向するように圧力測定手段を取り付けるための２つの取付部４８が配設されている。
【0060】
ハウジング４１の上部大径部４１ａ及び下部小径部４１ｂには、４本の流通路４９（図８では２本だけを示す）が上下方向に延びるように形成されている。これら４本の流通路４９は、上部大径部４１ａから下部小径部４１ｂに至るまでの外形に沿うように屈曲して形成されている。これら４本の流通路４９の下端には、放電部４０ａの近傍において周回連絡路５０が設けられ、この周回連絡路５０を通して４本の流通路４９が互いに連通状態になっている。一方、これら４本の流通路４９の上端は、それぞれ２本ずつ供給接続管４６及び排出接続管４７に連通されている。
【0061】
ここで、上部大径部４１ａ及び下部小径部４１ｂに屈曲して形成された４本の流通路４９及び周回連絡路５０は、３Ｄプリンタを使用することによって容易に形成することが可能である。すなわち、各２本の供給接続管４６及び排出接続管４７に対するハウジング４１の上部大径部４１ａ及び下部小径部４１ｂに、４本の流通路４９及び周回連絡路５０がそれぞれ連通するように形成される。
【0062】
次に、本実施形態の点火プラグ配設部分の冷却装置の作用について説明する。
【0063】
図示しないポンプを駆動することによって、水タンクから冷却水が放熱部で放熱された後、冷却水入口管を通して冷媒としての冷却水が２本の供給接続管４６から流入する。すると、冷却水は、冷却部３０の２本の流通路４９を下方に流れて周回連絡路５０に流入する。この周回連絡路５０に流入した冷却水は、他の２本の流通路４９を上方に流れて２本の排出接続管４７を通って図示しない冷却水出口管から水タンクに排出される。このように点火プラグ４０の長さ方向に冷却水が循環することにより、点火プラグ４０を高効率にて冷却することが可能となる。
【0064】
以上のように構成された本実施形態によれば、点火プラグ４０の周囲に冷却部３０が設けられ、この冷却部３０に冷却水が供給されることによって点火プラグ４０を冷却可能に構成したことから、点火プラグ４０を直接冷却するため、点火プラグ４０の冷却効率を一段と高め、点火プラグ４０の長寿命化を図ることができる。
【0065】
また、本実施形態によれば、流通路４９が点火プラグ４０の長さ方向の外周形状に沿って屈曲して形成されているので、冷却部３０が点火プラグ４０に極めて接近することとなり、点火プラグ４０の冷却効率を一段と高めることができる。
【0066】
なお、本実施形態では、点火プラグ４０に冷却部３０を設けた例について説明したが、前記第１実施形態の点火プラグ２０に冷却部３０を設けるようにしてもよい。このように構成することで、配設部１６及び副室部材１７とともに、点火プラグ２０も冷却することが可能となる。
【0067】
[発明の他の実施形態]
本発明の各実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
本発明の各実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【0068】
例えば、上記各実施形態では、冷媒として冷却水を用いた例について説明したが、これに限らず空気や水蒸気は勿論のこと、金属ナトリウムを用いてもよい。この金属ナトリウムを用いた場合には、冷却部３０に９８℃で液化した金属ナトリウムを注入した後、流入口２７及び流出口２８を封止することが必要である。上記金属ナトリウムは、エンジン実動時は液体となり、上下振動を与えることで、温度が低下することで、冷却部３０の周囲を効果的に冷却することが可能となる。
【0069】
また、冷媒として金属ナトリウムを用いた場合には、各２本の供給接続管４６及び排出接続管４７、冷却水入口管、冷却水出口管、及び水タンク等の冷媒冷却手段及び冷媒循環路が不要となり、構造を極めて簡素化するとともに、冷却効率も格段と向上させることが可能となる。
【符号の説明】
【0070】
１ 副室式エンジン（内燃機関）
２ シリンダーブロック
３ シリンダーヘッド
４ シリンダーボア
５ ピストン
６ 主燃焼室
７ ウォータジャケット
８ 吸気ポート
９ 吸気バルブ
１０ 排気ポート
１１ 排気バルブ
１２ 仕切壁
１３ 支持孔
１３ａ 大径部
１３ｂ 中径部
１３ｃ 小径部
１４ 上段差部
１５ 下段差部
１６ 配設部（配設部分）
１７ 副室部材（配設部分）
１８ 副室
１９ 噴孔
２０ 点火プラグ（配設部分）
２１ プラグ配設部
２２ 燃料噴射装置
２３ 噴射装置配設部
２４ ハウジング
２５ 接地電極
２６ 碍子部
２７ 流入口
２８ 流出口
３０ 冷却部
３１ 配設部流通路
３１ａ 上部流通路
３１ｂ 連絡路
３１ｃ 下部流通路
３２ 副室流通路
３２ａ 流通路
３２ｂ 周回連絡路
３５ 固定穴
４０ 点火プラグ
４１ ハウジング（配設部分）
４１ａ 上部大径部
４１ｂ 下部小径部
４２ 接地電極
４３ 碍子部
４４ 中心電極
４５ 配管取付部材
４５ａ 孔
４６ 供給接続管
４７ 排出接続管
４８ 取付部
４９ 流通路
５０ 周回連絡路
２ シリンダーブロック
３ シリンダーヘッド
４ シリンダーボア
５ ピストン
６ 主燃焼室
７ ウォータジャケット
８ 吸気ポート
９ 吸気バルブ
１０ 排気ポート
１１ 排気バルブ
１２ 仕切壁
１３ 支持孔
１３ａ 大径部
１３ｂ 中径部
１３ｃ 小径部
１４ 上段差部
１５ 下段差部
１６ 配設部（配設部分）
１７ 副室部材（配設部分）
１８ 副室
１９ 噴孔
２０ 点火プラグ（配設部分）
２１ プラグ配設部
２２ 燃料噴射装置
２３ 噴射装置配設部
２４ ハウジング
２５ 接地電極
２６ 碍子部
２７ 流入口
２８ 流出口
３０ 冷却部
３１ 配設部流通路
３１ａ 上部流通路
３１ｂ 連絡路
３１ｃ 下部流通路
３２ 副室流通路
３２ａ 流通路
３２ｂ 周回連絡路
３５ 固定穴
４０ 点火プラグ
４１ ハウジング（配設部分）
４１ａ 上部大径部
４１ｂ 下部小径部
４２ 接地電極
４３ 碍子部
４４ 中心電極
４５ 配管取付部材
４５ａ 孔
４６ 供給接続管
４７ 排出接続管
４８ 取付部
４９ 流通路
５０ 周回連絡路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【手続補正書】
【提出日】2021-06-17
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関の点火プラグの配設部分に冷媒が供給される冷却部が設けられ、前記配設部分を冷却可能に構成した点火プラグ配設部分の冷却装置であって、
前記冷却部は、前記点火プラグの放電部側に設けられた副室の周囲または前記点火プラグの周囲に形成されており、
前記配設部分は、金属材からなり、
前記冷却部は、前記配設部分の内部に前記金属材に囲われて形成された、冷媒が流通する複数本の流通路を有し、
前記複数本の流通路の各々の前記流通路は、前記副室または前記点火プラグの外側にその外側形状の長手方向に沿って形成されており、
前記副室または前記点火プラグの底部近傍における前記配設部分の内部には、冷媒が前記複数本の流通路を循環するように前記複数本の流通路に連通する周回連絡路が前記金属材に囲われて設けられており、
前記複数本の流通路の所定の前記流通路を介して流入する冷媒は、前記周回連絡路へ送られ、前記複数本の流通路の他の前記流通路を介して流出する
ことを特徴とする点火プラグ配設部分の冷却装置。
前記冷却部は、前記点火プラグの放電部側に設けられた副室の周囲または前記点火プラグの周囲に形成されており、
前記配設部分は、金属材からなり、
前記冷却部は、前記配設部分の内部に前記金属材に囲われて形成された、冷媒が流通する複数本の流通路を有し、
前記複数本の流通路の各々の前記流通路は、前記副室または前記点火プラグの外側にその外側形状の長手方向に沿って形成されており、
前記副室または前記点火プラグの底部近傍における前記配設部分の内部には、冷媒が前記複数本の流通路を循環するように前記複数本の流通路に連通する周回連絡路が前記金属材に囲われて設けられており、
前記複数本の流通路の所定の前記流通路を介して流入する冷媒は、前記周回連絡路へ送られ、前記複数本の流通路の他の前記流通路を介して流出する
ことを特徴とする点火プラグ配設部分の冷却装置。
【請求項2】
内燃機関の点火プラグの配設部分に冷媒が供給される冷却部が設けられ、前記配設部分を冷却可能に構成した点火プラグ配設部分の冷却装置であって、
前記冷却部は、前記点火プラグの放電部側に設けられた副室の周囲または前記点火プラグの周囲に形成されており、
前記配設部分は、金属材からなり、
前記冷却部は、前記配設部分の内部に前記金属材に囲われて形成された、冷媒が流通する流通路を有し、
前記流通路は、前記副室または前記点火プラグの外側にその外側形状の長手方向に沿って形成されており、
前記流通路は、前記副室または前記点火プラグが太径部から細径部へ長手方向へ移行する段差に応じて、屈曲して形成されている
ことを特徴とするに記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
前記冷却部は、前記点火プラグの放電部側に設けられた副室の周囲または前記点火プラグの周囲に形成されており、
前記配設部分は、金属材からなり、
前記冷却部は、前記配設部分の内部に前記金属材に囲われて形成された、冷媒が流通する流通路を有し、
前記流通路は、前記副室または前記点火プラグの外側にその外側形状の長手方向に沿って形成されており、
前記流通路は、前記副室または前記点火プラグが太径部から細径部へ長手方向へ移行する段差に応じて、屈曲して形成されている
ことを特徴とするに記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
【請求項3】
前記周回連絡路は、前記複数本の流通路の各々の前記流通路の流路方向と交差する方向の面上に円環状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
【請求項4】
前記複数本の流通路のうちの２本の前記流通路は断面視において同一平面上にあり、前記複数本の流通路のうちの前記２本の前記流通路を除く他の前記流通路のうちの少なくとも１本の前記流通路は、前記同一平面上から外れて位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
【請求項5】
前記配設部分は、前記点火プラグを配設する部分と、燃料噴射装置を配設する部分とが一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、内燃機関の点火プラグの配設部分に冷媒が供給される冷却部が設けられ、前記配設部分を冷却可能に構成した点火プラグ配設部分の冷却装置であって、前記冷却部は、前記点火プラグの放電部側に設けられた副室の周囲または前記点火プラグの周囲に形成されており、前記配設部分は、金属材からなり、
前記冷却部は、前記配設部分の内部に前記金属材に囲われて形成された、冷媒が流通する複数本の流通路を有し、前記複数本の流通路の各々の前記流通路は、前記副室または前記点火プラグの外側にその外側形状の長手方向に沿って形成されており、前記副室または前記点火プラグの底部近傍における前記配設部分の内部には、冷媒が前記複数本の流通路を循環するように前記複数本の流通路に連通する周回連絡路が前記金属材に囲われて設けられており、前記複数本の流通路の所定の前記流通路を介して流入する冷媒は、前記周回連絡路へ送られ、前記複数本の流通路の他の前記流通路を介して流出する
ことを特徴とする。
前記冷却部は、前記配設部分の内部に前記金属材に囲われて形成された、冷媒が流通する複数本の流通路を有し、前記複数本の流通路の各々の前記流通路は、前記副室または前記点火プラグの外側にその外側形状の長手方向に沿って形成されており、前記副室または前記点火プラグの底部近傍における前記配設部分の内部には、冷媒が前記複数本の流通路を循環するように前記複数本の流通路に連通する周回連絡路が前記金属材に囲われて設けられており、前記複数本の流通路の所定の前記流通路を介して流入する冷媒は、前記周回連絡路へ送られ、前記複数本の流通路の他の前記流通路を介して流出する
ことを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
上記課題を解決するため、請求項２に係る発明は、内燃機関の点火プラグの配設部分に冷媒が供給される冷却部が設けられ、前記配設部分を冷却可能に構成した点火プラグ配設部分の冷却装置であって、前記冷却部は、前記点火プラグの放電部側に設けられた副室の周囲または前記点火プラグの周囲に形成されており、前記配設部分は、金属材からなり、前記冷却部は、前記配設部分の内部に前記金属材に囲われて形成された、冷媒が流通する流通路を有し、前記流通路は、前記副室または前記点火プラグの外側にその外側形状の長手方向に沿って形成されており、前記流通路は、前記副室または前記点火プラグが太径部から細径部へ長手方向へ移行する段差に応じて、屈曲して形成されていることを特徴とする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記周回連絡路は、前記複数本の流通路の各々の前記流通路の流路方向と交差する方向の面上に円環状に形成されていることを特徴とする。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記複数本の流通路のうちの２本の前記流通路は断面視において同一平面上にあり、前記複数本の流通路のうちの前記２本の前記流通路を除く他の前記流通路のうちの少なくとも１本の前記流通路は、前記同一平面上から外れて位置することを特徴とする。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正書】
【提出日】2021-08-17
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
内燃機関の点火プラグが内部に配設される配設部分に冷媒が供給される冷却部が設けられ、前記配設部分を冷却可能に構成した点火プラグ配設部分の冷却装置であって、
前記冷却部は、前記点火プラグの放電部側に設けられた副室の周囲または前記点火プラグの周囲に形成されており、
前記配設部分は、耐熱材料からなり、
前記冷却部は、前記配設部分の内部に前記耐熱材料に囲われて形成された、冷媒が流通する複数本の流通路を有し、
前記複数本の流通路の各々の前記流通路は、
前記副室または前記点火プラグの外側にその外側形状の長手方向に沿って形成され、前記配設部分の上端部に冷媒の流入口及び流出口が形成されて前記上端部から前記配設部分の底部近傍に至るまで前記配設部分の内部を通って形成されており、
前記複数本の流通路の各々は、前記副室または前記点火プラグが太径部から細径部へ長手方向へ移行する段差に応じて、屈曲して形成されており、
前記副室または前記点火プラグの前記底部近傍における前記配設部分の内部には、冷媒が前記複数本の流通路を循環するように前記複数本の流通路に連通する周回連絡路が前記耐熱材料に囲われて設けられており、
前記複数本の流通路の所定の前記流通路を介して流入する冷媒は、前記流入口から前記底部近傍まで案内されて前記周回連絡路へ送られ、前記複数本の流通路の他の前記流通路を介して前記底部近傍から前記流出口まで案内されて前記流出口から流出するように構成された
ことを特徴とする点火プラグ配設部分の冷却装置。
前記冷却部は、前記点火プラグの放電部側に設けられた副室の周囲または前記点火プラグの周囲に形成されており、
前記配設部分は、耐熱材料からなり、
前記冷却部は、前記配設部分の内部に前記耐熱材料に囲われて形成された、冷媒が流通する複数本の流通路を有し、
前記複数本の流通路の各々の前記流通路は、
前記副室または前記点火プラグの外側にその外側形状の長手方向に沿って形成され、前記配設部分の上端部に冷媒の流入口及び流出口が形成されて前記上端部から前記配設部分の底部近傍に至るまで前記配設部分の内部を通って形成されており、
前記複数本の流通路の各々は、前記副室または前記点火プラグが太径部から細径部へ長手方向へ移行する段差に応じて、屈曲して形成されており、
前記副室または前記点火プラグの前記底部近傍における前記配設部分の内部には、冷媒が前記複数本の流通路を循環するように前記複数本の流通路に連通する周回連絡路が前記耐熱材料に囲われて設けられており、
前記複数本の流通路の所定の前記流通路を介して流入する冷媒は、前記流入口から前記底部近傍まで案内されて前記周回連絡路へ送られ、前記複数本の流通路の他の前記流通路を介して前記底部近傍から前記流出口まで案内されて前記流出口から流出するように構成された
ことを特徴とする点火プラグ配設部分の冷却装置。
【請求項2】
前記周回連絡路は、前記複数本の流通路の各々の前記流通路の流路方向と交差する方向の面上に円環状に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
【請求項3】
前記複数本の流通路のうちの２本の前記流通路は断面視において同一平面上にあり、前記複数本の流通路のうちの前記２本の前記流通路を除く他の前記流通路のうちの少なくとも１本の前記流通路は、前記同一平面上から外れて位置する
ことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
ことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
【請求項4】
前記配設部分は、前記点火プラグを配設する部分と、燃料噴射装置を配設する部分とが一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の点火プラグ配設部分の冷却装置。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0007】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、内燃機関の点火プラグが内部に配設される配設部分に冷媒が供給される冷却部が設けられ、前記配設部分を冷却可能に構成した点火プラグ配設部分の冷却装置であって、前記冷却部は、前記点火プラグの放電部側に設けられた副室の周囲または前記点火プラグの周囲に形成されており、前記配設部分は、耐熱材料からなり、前記冷却部は、前記配設部分の内部に前記耐熱材料に囲われて形成された、冷媒が流通する複数本の流通路を有し、前記複数本の流通路の各々の前記流通路は、前記副室または前記点火プラグの外側にその外側形状の長手方向に沿って形成され、前記配設部分の上端部に冷媒の流入口及び流出口が形成されて前記上端部から前記配設部分の底部近傍に至るまで前記配設部分の内部を通って形成されており、前記複数本の流通路の各々は、前記副室または前記点火プラグが太径部から細径部へ長手方向へ移行する段差に応じて、屈曲して形成されており、前記副室または前記点火プラグの前記底部近傍における前記配設部分の内部には、冷媒が前記複数本の流通路を循環するように前記複数本の流通路に連通する周回連絡路が前記耐熱材料に囲われて設けられており、前記複数本の流通路の所定の前記流通路を介して流入する冷媒は、前記流入口から前記底部近傍まで案内されて前記周回連絡路へ送られ、前記複数本の流通路の他の前記流通路を介して前記底部近傍から前記流出口まで案内されて前記流出口から流出するように構成された
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
請求項２に係る発明は、請求項１の記載の構成に加え、前記周回連絡路は、前記複数本の流通路の各々の前記流通路の流路方向と交差する方向の面上に円環状に形成されていることを特徴とする。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の構成に加え、前記複数本の流通路のうちの２本の前記流通路は断面視において同一平面上にあり、前記複数本の流通路のうちの前記２本の前記流通路を除く他の前記流通路のうちの少なくとも１本の前記流通路は、前記同一平面上から外れて位置することを特徴とする。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
請求項４に記載の発明は、請求項１に乃至３のいずれか一項の構成に加え、前記配設部分は、前記点火プラグを配設する部分と、燃料噴射装置を配設する部分とが一体に形成されていることを特徴とする。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】