特許 7339157 副室式点火装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-28

(45)【発行日】2023-09-05

(54)【発明の名称】副室式点火装置

(51)【国際特許分類】

   F02B 19/16 20060101AFI20230829BHJP

   F02B 19/12 20060101ALI20230829BHJP

   F02P 13/00 20060101ALI20230829BHJP

   F02F 1/24 20060101ALI20230829BHJP

   F02P 5/15 20060101ALI20230829BHJP

【ＦＩ】

F02B19/16 C

F02B19/16 E

F02B19/12 C

F02P13/00 302B

F02F1/24 E

F02B19/12 D

F02P5/15 E

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019237751

(22)【出願日】2019-12-27

(65)【公開番号】P2021105386

(43)【公開日】2021-07-26

【審査請求日】2022-06-21

(73)【特許権者】

【識別番号】509186579

【氏名又は名称】日立Ａｓｔｅｍｏ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】保坂 知幸

(72)【発明者】

【氏名】光藤 健太

(72)【発明者】

【氏名】大畠 英一郎

(72)【発明者】

【氏名】石井 英二

【審査官】二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】特開昭５６－０７５９７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／０５７５５６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００６－５０３２１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１７７２４９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０２Ｂ １９／０８－１９／１２

Ｆ０２Ｂ １９／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

点火プラグのプラグ電極を収容する副室を形成する副室形成部材と、内燃機関の主燃焼室に通じる通路と、を備える副室式点火装置であって、
前記副室形成部材をシリンダヘッドに埋入される第１領域と内燃機関の主燃焼室に突出する第２領域とに分けた場合に、前記第１領域のみの前記副室形成部材の内面に前記副室形成部材を形成する材料よりも熱伝導率の小さい第１遮熱材を備え、
前記第２領域は、内燃機関の主燃焼室に面する外面に、前記副室形成部材を形成する材料よりも熱伝導性の低い第２遮熱材を備え、当該第２領域の内面の側には前記第１遮熱材及び前記第２遮熱材のいずれも設けないことを特徴とする副室式点火装置。

【請求項2】

請求項１に記載の副室式点火装置であって、
前記第１遮熱材は、熱伝導率が10 W/mK以下の材料で形成されることを特徴とする副室式点火装置。

【請求項3】

請求項１に記載の副室式点火装置であって、
前記第１遮熱材は、前記副室形成部材を形成する材料の体積比熱よりも小さい体積比熱を有する材料で形成されることを特徴とする副室式点火装置。

【請求項4】

請求項１に記載の副室式点火装置であって、
前記第１遮熱材は、シリカ強化したアルミ酸化被膜又は多孔質セラミックスで構成されることを特徴とする副室式点火装置。

【請求項5】

請求項１に記載の副室式点火装置であって、
前記第１遮熱材は、非導電性の材料で構成されることを特徴とする副室式点火装置。

【請求項6】

請求項１に記載の副室式点火装置であって、
前記第１遮熱材は、前記第１領域の内面に埋入されることを特徴とする副室式点火装置。

【請求項7】

請求項１に記載の副室式点火装置であって、
前記第１遮熱材は、周方向の一部に切欠き部を有していることを特徴とする副室式点火装置。

【請求項8】

請求項１に記載の副室式点火装置であって、
前記第１遮熱材は、軸方向において、厚みが異なっており、
前記プラグ電極の近傍に設けられる第１遮熱材は、前記プラグ電極から離れた位置に設けられる第１遮熱材に比べて、厚みが大きいことを特徴とする副室式点火装置。

【請求項9】

請求項１に記載の副室式点火装置であって、
前記副室は、軸方向に延設される第１副室と、前記第１副室の一端部から前記軸方向に垂直な方向に延設される第２副室と、を備え、
前記プラグ電極は、前記第２副室に配置され、
前記第１遮熱材は、第２副室の内面に設けられることを特徴とする副室式点火装置。

【請求項10】

副室式点火装置の点火時期を制御する制御装置であって、
請求項１に記載の副室式点火装置を用い、当該制御装置で定められた通常の点火時期よりも早期に予備点火するように制御することを特徴とする副室点火装置の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、内燃機関に用いられる点火装置であって、副室を有する副室式点火装置に関する。

【背景技術】

【0002】

化石燃料の使用量を削減するため、自動車内燃機関の燃料消費量を低減する技術開発が必要となっている。燃費低減のためには、燃焼室内で高速に燃焼を行うことが効果的であり、高速燃焼を実現するエンジンとして、燃焼室（主燃焼室）と副室（副燃焼室）を有し、副室内で予備燃焼を行い、高圧となった副室から噴射される火炎のジェットにより燃焼室内の着火を行う、副室式点火装置が知られている。副室式点火装置として、例えば特開平８－２８４６６５号公報（特許文献１）に開示された技術が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平８－２８４６６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１には、副室内を保温することで始動時の燃焼性を高める技術が公開されているものの、エンジンの始動直後の温度を上昇させることについての配慮が十分でなく、点火性能の向上に課題がある。

【0005】

本発明の目的は、副室式点火装置における、エンジン始動時の点化性能を向上することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の副室式点火装置は、
点火プラグのプラグ電極を収容する副室を形成する副室形成部材と、内燃機関の主燃焼室に通じる通路と、を備える副室式点火装置であって、
前記副室形成部材をシリンダヘッドに埋入される第１領域と、内燃機関の主燃焼室に突出する第２領域とに分けた場合に、前記第１領域のみの前記副室形成部材の内面に前記副室形成部材を形成する材料よりも熱伝導率の小さい第１遮熱材を備え、
前記第２領域は、内燃機関の主燃焼室に面する外面に、前記副室形成部材を形成する材料よりも熱伝導性の低い第２遮熱材を備え、当該第２領域の内面の側には前記第１遮熱材及び前記第２遮熱材のいずれも設けない。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、副室式点火装置における、エンジン始動時の点火性能を向上することができる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明に係る、副室式点火装置を有するエンジン（内燃機関）の構成の概要を示した図である。

【図2】本発明が実施される基盤となる副室式点火装置の構成を示す断面図である。

【図3】本発明の第１実施例に係る副室式点火装置の拡大断面図である。

【図4】本発明の第１実施例に係る副室式点火装置のプラグ電極周辺の拡大断面図である。

【図5】本発明の第１実施例に係る副室式点火装置のプラグ電極周辺の拡大断面図である。

【図6】本発明の第１実施例の変更例（第１変更例）に係る副室式点火装置のプラグ電極周辺の拡大断面図である。

【図7】本発明の第１実施例の変更例（第２変更例）に係る副室式点火装置を示す図であり、副室式点火装置の下端側からプラグ電極の方向を見た断面図である。

【図8】本発明の第１実施例の変更例（第３変更例）に係る副室式点火装置の拡大断面図である。

【図9】本発明の第２実施例に係る副室式点火装置の拡大断面図である。

【図10】本発明の第３実施例に係る副室式点火装置の拡大断面図である。

【図11】本発明の第３実施例に係る副室点火装置の内部と外部のガス温度の時間履歴を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明に係る実施例を説明する。なお、各図及び各実施例において同様な構成には同じ符号を付し、重複する説明は省略する。

【0010】

［実施例１］
本発明の第１実施例に係る内燃機関および副室式点火装置について、図１から図８を用いて以下説明する。

【0011】

図１を用いてエンジンの基本的な動作を説明する。図１は、副室式点火装置を有するエンジン（内燃機関）の構成の概要を示した図である。

【0012】

図１において、シリンダヘッド１０１、シリンダブロック１０２及びシリンダブロック１０２に挿入されたピストン１０３により燃焼室１０４が形成され、燃焼室１０４に向けて吸気管１０５と排気管１０６とがそれぞれ２つに分岐して接続されている。吸気管１０５の開口部には吸気弁１０７が、排気管１０６の開口部には排気弁１０８がそれぞれ設けられ、吸気弁１０７及び排気弁１０８はカム動作方式により開閉するように動作する。

【0013】

ピストン１０３はコンロッド１１４を介してクランク軸１１５と連結されており、クランク角センサ１１６によりエンジン回転数を検知できる。回転数の値はＥＣＵ（エンジンコントロールユニット、制御装置）１１８に送られる。クランク軸１１５には図示しないセルモータが連結され、エンジン始動時にはセルモータによりクランク軸１１５を回転させ始動することができる。シリンダブロック１０２には水温センサ１１７が備えられ、図示しないエンジン冷却水の温度を検知できる。エンジン冷却水の温度はＥＣＵ１１８に送られる。

【0014】

図１は１気筒のみを図示しているが、吸気管１０５の上流には図示しないコレクタが備えられ、コレクタに接続される複数の気筒に空気を分配する。コレクタの上流には図示しないエアフローセンサとスロットル弁が備えられ、燃料室１０４に吸入される空気量をスロットル弁の開度によって調節できる。

【0015】

燃焼室１０４の上部には副室１０９が備えられ、副室１０９の内部には点火プラグ１１０が挿入されている。点火プラグ１１０へはＥＣＵ１１８から点火信号が送られ、図示しないプラグ電極間で火花が発生することで副室１０９内のガスに点火する。燃焼室１０４は副室（副燃焼室）１０９に対して主燃焼室を構成する。以下、燃焼室１０４は主燃焼室と呼んで説明する。

【0016】

図２を用いて、本発明が実施される基盤となる副室式点火装置１００の構成及び基本的な動作を説明する。図２は、本発明が実施される基盤となる副室式点火装置１００の構成を示す断面図である。

【0017】

以下の説明では上下方向を指定して説明する場合があるが、上下方向は図１及び図２における上下方向に基づいており、この上下方向は副室式点火装置１００の実装状態における上下方向と必ずしも一致するものではない。すなわち、図２に示す点火プラグ１１０の中心軸線１００ａは、上下方向に沿う。なお、以下の説明では、中心軸線１００ａに沿う方向を軸方向と呼んで説明する場合がある。

【0018】

本発明に係る副室式点火装置１００は、副室形成部材２０１（図２参照）に形成された副室１０９（図２参照）に点火プラグ１１０のプラグ電極２０３を含むプラグ電極２０３の近傍（プラグ電極２０３部）を収容して構成される。

【0019】

点火プラグ１１０は、ターミナル１１１と、絶縁体１１２と、ハウジング２０２と、プラグ電極２０３等を含んで構成される。絶縁体１１２は通常、碍子で構成される。ハウジング２０２は通常、金属部材で構成され、外周にねじ部２０２Ａが形成される。さらにハウジング２０２の先端部（下端部）には、プラグ電極２０３が設けられる。プラグ電極２０３は、正極となる中心電極２０３Ａと、負極となる接地電極２０３Ｂと、で構成される。接地電極２０３Ｂは、ハウジング２０２の外周部から径方向中心側に延設され、中心電極２０３Ａと対向する。当然ではあるが、正極となる中心電極２０３Ａ及び負極となる接地電極２０３Ｂは導電性材料で形成される。

【0020】

図２において、シリンダヘッド１０１には副室１０９を画成する副室形成部材２０１が挿入されている。副室形成部材２０１の上部には、プラグ電極２０３が副室１０９の内側に配置されるようにして点火プラグ１１０が備えられ、ハウジング２０２に形成されたねじ部２０２Ａで副室形成部材２０１に固定されている。

【0021】

副室１０９側に配置された中心電極２０３Ａに、図示しない点火コイルで発生した高電圧が印加されると、中心電極２０３Ａと接地電極２０３Ｂとの間に火花が発生し、副室１０９内の燃焼を引き起こす。副室１０９内で発生した燃焼により、副室１０９内の圧力が急上昇し、副室形成部材２０１に設けられた噴孔２０４から火炎ジェット２０５となり、主燃焼室１０４へと噴出される。

【0022】

火炎ジェット２０５は高温となった既燃ガスであり、主燃焼室１０４の未燃ガスが着火することで主燃焼室１０４内に火炎が広がる。火炎ジェット２０５は運動量が大きく、主燃焼室１０４に素早く広がるため、高速燃焼を実現することができる。シリンダヘッド１０１には冷却水路２０６が備えられ、冷却水が通過することで、燃焼による点火プラグ１１０及び副室形成部材２０１の過熱が防止される。

【0023】

一方、エンジン始動時はプラグ電極２０３付近の副室形成部材２０１の内壁２０７の温度が低く、また図示しない冷却水の温度も低いため、火炎の熱が内壁２０７に伝達し、火炎温度が低下することで点火性能が著しく悪化する課題がある。

【0024】

図３は、本発明の第１実施例に係る副室式点火装置１００Ａの拡大断面図である。

【0025】

副室形成部材２０１のうち、シリンダヘッド１０１に埋入される第１領域（埋入領域）３０３と、主燃焼室１０４に突出する第２領域（突出領域）３０２があるとき、第１領域３０３の熱は経路３０４を通ってシリンダブロック１０１に伝達され、冷却水路２０６によって冷やされる。第１領域３０３は、高温時の冷却が十分に行われる一方、始動時の冷却が大きく、点火性能が悪化する課題がある。

【0026】

第２領域３０２は、燃焼室１０４に突出しているため、燃焼熱が経路３０５を通って加わり、さらに副室１０９で発生する熱が経路３０６を通って伝達される。一方、第２領域３０２は、シリンダヘッド１０１に接していないため、冷却が行われにくい。このため、第２領域３０２は、始動時には温度が上がりやすい一方、高負荷運転時には冷却が不十分となり異常燃焼を引き起こしやすい課題がある。

【0027】

そこで、第１領域３０３のみに、熱伝導率の低い部材（遮熱膜）３０７を備えることで、始動時に副室１０９内壁の温度を上昇させ、点火性能を高めることができ、高温時にも十分な冷却を行うことができる。この場合、部材３０７を構成する材料の熱伝導性は副室形成部材２０１を構成する材料の熱伝導性よりも低いものとする。

【0028】

部材３０７は、膜状又は層状をなし、遮熱膜又は遮熱層と呼ぶことができる。この場合、「膜」及び「層」は材料を堆積して製作する「膜」及び「層」に限定されず、切削やその他の加工方法で加工される部材であってもよい。以下、遮熱膜を遮熱材と呼んで説明する。

【0029】

本実施例では、遮熱材３０７は中心軸線１００ａ（図２参照）を囲む周方向の全周に設けられるものとする。遮熱材３０７は副室形成部材２０１の内面に膜を形成することにより設けられたものであってもよいし、あらかじめ成形した環状部材（又は円筒状部材）を副室形成部材２０１の内面に嵌め合わせたものであってもよい。

【0030】

遮熱材３０７が材料を堆積して製作する膜の場合、副室形成部材２０１に遮熱材３０７を密着させることができ、放熱効率を高めることができる。また狭小なスペースに配置する場合には、材料を堆積して製作する膜の方が厚みを小さくできるため有利である。一方、例えば切削加工したような部品は、円筒内の任意の位置に容易に取り付けることができる。

【0031】

すなわち本実施例の副室式点火装置１００Ａは、点火プラグ１１０のプラグ電極２０３部を収容する副室１０９を形成する副室形成部材２０１と、内燃機関の主燃焼室（エンジン主室）１０４に通じる通路（噴孔）２０４と、を備える副室式点火装置１００Ａであって、副室形成部材２０１をシリンダブヘッド１０２に埋入される第１領域３０３と、主燃焼室１０４に突出する第２領域３０２とに分けた場合に、第１領域３０３のみの内面（内周面）３０３Ａに副室形成部材２０１を形成する材料よりも熱伝導率の小さい遮熱材（第１遮熱材）３０７を備える。これにより、始動時の点火性能を高めることができ、高温時にも十分な冷却を行うことができる。この場合、遮熱材３０７は第１領域３０３の内周面全面に設けられている必要はなく、一部のみとしてもよい。この場合、第１領域３０３において、プラグ電極２０３から離れた部位に対してプラグ電極２０３に近接する部位に遮熱材３０７を設けるようにする。

【0032】

また、遮熱材３０７の熱伝導率は10 W/mK以下の材料とすることで、始動時の温度を好適に高め、点火性能を高めることができる。すなわち本実施例の副室式点火装置１００Ａの遮熱材（第１遮熱材）３０７は、熱伝導率が10 W/mK以下の材料で形成される。これにより、始動時の温度を好適に高め、点火性能を高めることができる。

【0033】

また、遮熱材３０７の体積比熱を第１領域３０３よりも小さい材質とすることで、始動時の温度上昇速度を高め、点火性能を高めることができる。

【0034】

すなわち遮熱材（第１遮熱材）３０７は、副室形成部材２０１を形成する材料の体積比熱よりも小さい体積比熱を有する材料で形成される。これにより、遮熱材３０７の温度上昇速度を高め、始動時の点火性能を高めることができる。

【0035】

遮熱材３０７の材料として、例えばシリカ強化したアルマイト（アルミ酸化被膜）又は多孔質セラミックスなどを用いると良い。すなわち遮熱材（第１遮熱材）３０７は、アルミ酸化被膜又は多孔質セラミックスで構成されるとよい。

【0036】

図４は、本発明の第１実施例に係る副室式点火装置の点火プラグ２０３周辺の拡大断面図である。なお、シリンダヘッド１０１は図示を省略している。

【0037】

始動時の点火性能を高めることを目的に、エンジンの点火タイミングより早期に、予め火花４０１を発生させる予備点火を行う。これにより、点火プラグ２０３の周囲のガス４０２の温度が昇温され、点火性能を高めることができる。このとき、副室形成部材２０１の内周に設けられた遮熱材３０７に高温ガス４０２が接触することで、遮熱材３０７の温度が上昇して熱損失を低減することにより、予備点火による熱を効率的に点火性能の向上に用いることができる。

【0038】

すなわち、本実施例の副室式点火装置の点火時期を制御する制御装置１１８は、点火プラグ１１０のプラグ電極２０３部を収容する副室１０９を形成する副室形成部材と、内燃機関の主燃焼室（エンジン主室）１０４に通じる通路（噴孔）２０４と、を備え、副室形成部材２０１をシリンダブヘッド１０２に埋入される第１領域３０３と、主燃焼室１０４に突出する第２領域３０２とに分けた場合に、第１領域３０３のみの内面（内周面）３０３Ａに副室形成部材２０１を形成する材料よりも熱伝導率の小さい遮熱材（第１遮熱材）３０７を形成した副室式点火装置１００Ａを用い、制御装置１１８で定められた通常の点火時期（正規の点火時期）よりも早期に予備点火するように制御する。これにより、点火プラグ周囲ガスの温度を好適に高め、始動時の点火性能を高めることができる。

【0039】

図５を用いて、遮熱材３０７に導電性材料を用いた場合の火花５０１の挙動の一例を説明する。図５は、本発明の第１実施例に係る副室式点火装置１００Ａの点火プラグ２０３周辺の拡大断面図である。

【0040】

プラグ電極２０３では、中心電極５０２を正極として、負極（接地電極）２０３Ｂとの間に火花が生じる。ここで遮熱材３０７が導電性材料である場合、中心電極２０３Ａと遮熱材３０７との間で火花が生じることがあり、火花により遮熱材３０７が消耗する。そこで、遮熱材３０７を非導電性材料、例えば多孔質セラミックス材料とすることで、遮熱材３０７が接地電位となることを防止し、中心電極２０３Ａと遮熱材３０７との間の火花の発生を防止又は抑制する。これにより、遮熱材３０７は火花による摩耗の発生が防止又は抑制される。

【0041】

すなわち遮熱材（第１遮熱材）３０７は、非導電性の材料で構成されることが好ましい。これにより、遮熱材３０７の接地による火花の発生を防止又は抑制し、遮熱材３０７の摩耗を防止又は抑制することができる。

【0042】

［変更例１］
図６を用いて、第１実施例の変更例（第１変更例）を説明する。図６は、本発明の第１実施例の変更例（第１変更例）に係る副室式点火装置１００Ａ－１のプラグ電極２０３周辺の拡大断面図である。

【0043】

本変更例では、上述した実施例の遮熱材３０７の代りに、副室形成部材２０１に埋入するように遮熱材３０７－１を設けている。これ以外の構成は、第１実施例と同様に構成される。

【0044】

このような構成にすることで、遮熱材３０７－１の剥落を防止し、強度を高めることができる。また、点火プラグ２０３との距離が離れることで、小さなスペース内に点火プラグ２０３及び遮熱材３０７－１を部材間の干渉を防いで配置することができる。

【0045】

遮熱材３０７－１は、副室形成部材２０１の内面に形成した溝に遮熱膜を形成することにより副室形成部材２０１に埋入されたものであってもよいし、副室形成部材２０１の内面に形成した溝にあらかじめ成形した遮熱部材を埋入したものであってもよい。すなわち第１変更例では、遮熱材（第１遮熱材）３０７－１は第１領域３０３の内面に埋入される。

【0046】

［変更例２］
図７を用いて、第１実施例の変更例（第２変更例）を説明する。図７は、本発明の第１実施例の変更例（第２変更例）に係る副室式点火装置１００Ａ－２を示す図であり、副室式点火装置１００Ａ－２の下端側からプラグ電極２０３の方向を見た断面図である。すなわち図７は、副室１０９の断面（中心軸線１００ａに垂直な断面）において、副室１０９の噴孔２０４側の先端部側から、プラグ電極２０３方向へと指向した視点を示す。

【0047】

図７において、プラグ電極２０３は断面中心（中心軸線１００ａが通る断面位置）から径方向外側に延設されるように設けられている。このとき遮熱材３０７－２は、周方向に一様の厚さに設けず、一部分に切り欠き部３０７－２Ａを設けても良い。すなわち、遮熱材（第１遮熱材）３０７－２は、周方向の一部に切欠き部３０７－２Ａを有していてもよい。

【0048】

本変更例の遮熱材３０７－２は、第１実施例の遮熱材３０７に切り欠き部３０７－２Ａを設けたものであり、その他の構成は第１実施例と同様に構成される。また本変更例の遮熱材３０７－２は、変更例１と同様に、副室形成部材２０１に埋入するように設けてもよい。

【0049】

遮熱材３０７－２は、切り欠き部３０７－２Ａの位置をプラグ電極２０３の位置と一致させることで、遮熱材３０７－２とプラグ電極２０３との干渉が防止される。また、遮熱材３０７－２は周方向に一様の厚さであることに限らず、周方向に偏りを設けても良い。このように構成することで、本変更例の副室式点火装置１００Ａは、高負荷時の温度分布を鑑みながら、好適に冷却を行うことができる遮熱材３０７の構成にすることができる。

【0050】

［変更例３］
図８を用いて、第１実施例の変更例（第３変更例）を説明する。図８に、本発明に係る副室式点火装置１００Ａ－３の拡大断面図を示す。図８は、本発明の第１実施例の変更例（第３変更例）に係る副室式点火装置１００Ａ－３の拡大断面図である。

【0051】

第１実施例の遮熱材３０７は副室１０９の軸方向に一様の厚さである必要はなく、本変更例のように軸方向に偏りを設けた遮熱材３０７－３であっても良い。図８の遮熱材３０７－３では、遮熱材３０７－３Ａの厚みが遮熱材３０７－３Ｂの厚みよりも大きくなるように構成されている。遮熱材３０７－３Ａは、第１領域３０３（図３参照）において、プラグ電極２０３の近傍に設けられる遮熱材であり、中心軸線１００ａに沿う方向において、プラグ電極２０３から離れたその他の部位（範囲）には遮熱材３０７－３Ｂを設ける。

【0052】

言い換えれば、遮熱材３０７－３Ａは、中心軸線１００ａに沿う方向において、プラグ電極２０３が設けられた範囲とオーバーラップする副室形成部材２０１の内面部（内周面部）を含む範囲に設けられ、遮熱材３０７－３Ｂは遮熱材３０７－３Ａの噴孔２０４側の端部から噴孔２０４側の内面部に設けられている。

【0053】

遮熱材３０７－３Ａは、このように構成することで、予熱点火による高温ガスを好適に保温し、点火性能を向上すると同時に、高負荷時の冷却を十分に行うことができる。

【0054】

すなわち遮熱材（第１遮熱材）３０７－３は軸方向において厚みが異なっており、プラグ電極２０３の近傍に設けられる第１遮熱材３０７－３Ａは、プラグ電極２０３から離れた位置に設けられる第１遮熱材３０７－３Ｂに比べて、厚みが大きい。これにより、点火プラグ周囲ガスの温度を好適に高め、始動時の点火性能を高めると同時に、高負荷時の冷却を十分に行うことができる。特に、遮熱材３０７－３Ａの厚みが遮熱材３０７－３Ｂの厚みよりも大きいことで、プラグ電極２０３の近傍のガスの温度を高める効果が高まる。そのため、上述した予備点火を行う場合に、プラグ電極２０３の近傍のガスの温度を高める効果がより高まる。

【0055】

その他の構成は第１実施例と同様に構成される。また本変更例の遮熱材３０７－３は、変更例１と同様に副室形成部材２０１に埋入するように設けてもよいし、変更例２と同様な切り欠き部３０７－２Ａを設けてもよい。

【0056】

［実施例２］
本発明の第２実施例に係る副室式点火装置１００Ｂについて、図９を用いて以下説明する。図９は、本発明の第２実施例に係る副室式点火装置１００Ｂの拡大断面図である。

【0057】

図９において、副室形成部材２０１のうちシリンダヘッド１０１に挿入される部材領域（第１領域）３０３は、一点鎖線Ｌ１で示すように、プラグ電極２０３を収容するＬ字状に形成されている。言い換えれば、本実施例の副室式点火装置１００Ｂでは、副室１０９は軸方向に延設される第１副室１０９Ａと第１副室１０９Ａの一端部から軸方向に垂直な方向に延設される第２副室１０９Ｂとを備える。この場合、プラグ電極２０３は第２副室１０９Ｂに配置される。また、遮熱材（第１遮熱材）３０７Ｂは第２副室１０９Ｂの内面９０１Ａ，９０１Ｂに設けられる。第１副室１０９Ａは円筒状であり、第２副室１０９Ｂは第１副室１０９Ａの上端部（プラグ電極２０３側の一端部）から軸方向に垂直な方向に延設される。遮熱材３０７Ｂが設けられる第２副室１０９Ｂの内面は、中心電極２０３Ａと対向する内面９０１Ａを含む。

【0058】

本実施例では、プラグ電極２０３が第１副室１０９Ａの容積よりも小さい容積の第２副室１０９Ｂに配置されるため、第１実施例の効果に加えて、予熱点火時の高温ガスの保温を好適に行い、始動時の点火性能を高めることができるという効果を奏することができる。さらに、遮熱材９０２がプラグ電極２０３を囲む第２副室１０９Ｂの内面９０１Ａ，９０１Ｂに設けられることにより、遮熱材３０７Ｂが設けられない第１副室１０９Ａの内面（内周面）３０３Ａからシリンダヘッド１０１への放熱効果が高まるため、高負荷時の冷却を十分に行うことができる。

【0059】

本実施例に示した副室の構造は一例であり、その形状は円筒状およびＬ字状に限られるものではない。

【0060】

その他の構成は実施例１と同様であり、さらに第１実施例及びその変更例で説明した遮熱材３０７，３０７－１，３０７－２，３０７－３に係る構成を本実施例に適宜組み合わせることができる。

【0061】

［実施例３］
本発明の第３実施例に係る副室式点火装置１００Ｃについて、図１０及び図１１を用いて以下説明する。図１０は、本発明の第３実施例に係る副室式点火装置１００Ｃの拡大断面図である。図１１は、本発明の第３実施例に係る副室点火装置１００Ｃの内部と外部のガス温度の時間履歴を示した図である。

【0062】

第３実施例では、主燃焼室１０４に突出する第２領域３０２において、主燃焼室１０４に接する面（露出面又は外側面）に遮熱材１００１を設ける。すなわち第２領域３０２は、内燃機関の主燃焼室１０４に面する外面に、副室形成部材２０１を形成する材料よりも熱伝導性の低い遮熱材（第２遮熱材）１００１を備える。それ以外の構成は第１実施例と同様である。このように構成することで、高負荷において領域３０２への主燃焼室１０４からの入熱を抑制することができる。それ以外の構成は第１実施例と同様であり、遮熱材３０７は第１実施例と同様に設けられている。遮熱材３０７は変更例として説明した遮熱材３０７－１，３０７－２，３０７－３のように変更するができ、第２実施例の構成に本実施例の遮熱材１００１を適用することも可能である。

【0063】

本実施例では、遮熱材１００１の冷却は、吸気行程中の空気との熱交換によって行う。図１１は、エンジンの各行程におけるガス温度の推移を、副室１０９内部と副室１０９外部のそれぞれについて示しており、副室１０９内部のガス温度は、圧縮行程において主燃焼室１０４から流入する新気によってわずかな時間低下するのみであり、副室１０９内の流動も弱い一方で、副室１０９外部のガスは、吸気行程から新気によって冷却される。また、主燃焼室１０４の流動によって生じた流れにより熱伝達が好適に行われ、遮熱材１００１の冷却が可能になる。

【0064】

すなわち本実施例の副室式点火装置１００Ｃは、第２領域３０２の主燃焼室１０４に面する外面に、副室形成部材を形成する材料の熱伝導率よりも小さい熱伝導率の材料で形成される遮熱材１００１を設ける。これにより本実施例の副室式点火装置１００Ｃは、高負荷時における主燃焼室１０４から第２領域３０２への入熱を抑制することができる。

【0065】

なお、本発明は上記した各実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

【符号の説明】

【0066】

１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…副室式点火装置、１０２…シリンダヘッド、１０４…内燃機関の主燃焼室（エンジン主室）、１０９…副室、１０９Ａ…第１副室、１０９Ｂ…第２副室、１１０…点火プラグ、１１８…制御装置（ＥＣＵ）、２０１…副室形成部材、２０３…プラグ電極、２０４…通路（噴孔）、３０２…副室形成部材２０１の第２領域、３０３…副室形成部材２０１の第１領域、３０３Ａ…第１領域３０３の内面（内周面）、３０７，３０７－１，３０７－２，３０７－３，３０７－３Ａ，３０７－３Ｂ，３０７Ｂ…遮熱材（第１遮熱材、第１低熱伝導率部材）、３０７－２Ａ…遮熱材３０７－２の切欠き部、９０１Ａ，９０１Ｂ…第２副室１０９Ｂの内面、１００１…遮熱材（第２遮熱材、第２低熱伝導率部材）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】