JP2000208234A - Spark plug and ignition system using this spark plug - Google Patents

Spark plug and ignition system using this spark plug

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JP2000208234A
JP2000208234A JP11304821A JP30482199A JP2000208234A JP 2000208234 A JP2000208234 A JP 2000208234A JP 11304821 A JP11304821 A JP 11304821A JP 30482199 A JP30482199 A JP 30482199A JP 2000208234 A JP2000208234 A JP 2000208234A
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Japan
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spark plug
center electrode
electrode
spark
tip
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Application number
JP11304821A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Matsubara
佳弘 松原
Shoichiro Ito
祥一郎 伊藤
Akio Kokubu
昭男 国分
Kazuya Iwata
和也 岩田
Hiroshi Ono
浩史 大野
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Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve ignitability and durability by setting a diameter of a tip part being a firing part as a thin diameter not more than a specific value in a central electrode, arranging earth electrodes so as to project to the tip side from an end surface of a main body metal fitting, and forming opposed surfaces of the earth electrodes being the firing part so as to be opposed to a side peripheral surface of a thin diameter part of the central electrode. SOLUTION: A central electrode 2 is diametrically contracted in a taper shape in a place coming out of an insulating insulator 1, and the tip part is formed as a thin diameter not more than 1.9 mm. A spark resistant consuming member 21 composed of platinum is fixed to the side periphery of this thin diameter part by laser welding. Two earth electrodes 11, 11 are arranged in mutually opposing positions, and are arranged so as to project to the tip side from an end surface of a main body metal fitting 5. In the earth electrodes 11, 11, tip parts are bent by 90 degrees, and an end surface 11A being the opposed surface is opposed to a side peripheral surface of the central electrode 2. The spark resistant consuming member 21 arranged in the central electrode 2 is slightly widely arranged so that the lower edge comes to the retreat side close to a retreat side edge position of the end surface 11A of the earth electrodes 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の着火装
置として用いられるスパークプラグ及びその点火システ
ムに関する。
The present invention relates to a spark plug used as an ignition device for an internal combustion engine and an ignition system for the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】高性能、高出力の内燃機関、特に2輪用
の内燃機関では機械的振動による外側接地電極の折損や
接地電極の過熱が問題になり、標準型の平行電極のスパ
ークプラグや突き出し型のスパークプラグの適用が難し
い。また、M10,M8といった小径のスパークプラグ
では主体金具の寸法的制約から接地電極の断面積を小さ
くせざるを得ず、平行電極タイプのような接地電極の大
きな突き出しが難しい。このため、このような内燃機関
には中心電極の側周に対向して複数の接地電極を配設し
た多極タイプのスパークプラグが用いられてきた。多極
タイプのスパークプラグでは中心電極の消耗が大きな問
題になる。そこで特開平6−176849号公報には中
心電極の側周に白金等の貴金属被膜を設けたものが提案
されている。また、着火性を向上させるため中心電極の
先端を径大にしたものが特開平9−330783号に提
案されている。
2. Description of the Related Art In a high-performance, high-output internal combustion engine, particularly in a two-wheeled internal combustion engine, breakage of the outer ground electrode and overheating of the ground electrode due to mechanical vibration cause problems. It is difficult to apply a protruding spark plug. In the case of small-diameter spark plugs such as M10 and M8, the cross-sectional area of the ground electrode must be reduced due to the dimensional restrictions of the metal shell, and it is difficult to protrude the ground electrode as in the parallel electrode type. For this reason, a multi-pole type spark plug in which a plurality of ground electrodes are arranged opposite to the side circumference of the center electrode has been used in such an internal combustion engine. In a multi-pole type spark plug, consumption of the center electrode becomes a major problem. Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. H6-176849 proposes a structure in which a noble metal film such as platinum is provided on the side circumference of a center electrode. Japanese Patent Laid-Open Publication No. Hei 9-330783 proposes a center electrode having a large diameter at the tip to improve the ignitability.

【0003】また、標準型の平行電極のスパークプラグ
では負極性の方が要求電圧が低くなることから中心電極
に負の高電圧を印加する負極性の点火システムが一般的
に使用されてきた。このため、要求電圧が極性によって
余り変わらない多極タイプのスパークプラグでも負極性
の点火システムが使用されることが多く、たまにコスト
低減のため両極性の点火システムを使用したものが散見
されるに止まった。
In a standard parallel electrode spark plug, the required voltage is lower in the negative polarity, so that a negative ignition system for applying a high negative voltage to the center electrode has been generally used. For this reason, a spark plug of a negative polarity is often used even for a multipolar spark plug in which the required voltage does not change much depending on the polarity.Sometimes, a spark plug using a bipolar ignition system for cost reduction is occasionally found. Stopped.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平6−176849号公報に記載のスパークプラグは
セミ沿面放電型スパークプラグであり長期間の使用に対
してはどうしてもチャンネリングに弱くなるという問題
点があった。また、特開平9−330783号公報に記
載のスパークプラグでは着火性は向上するものの中心電
極の実効径が大きくなるため放電電圧が高くなるという
問題点があった。一般に中心電極の径は小さい方が放電
電圧が低くなり着火性も向上する。しかし、中心電極の
径が小さいと電極消耗が激しく接地電極の偏消耗等も生
じてスパークプラグの寿命が短くなり実用に耐えないと
いう問題点があった。
However, the spark plug described in Japanese Patent Application Laid-Open No. H6-176849 is a semi-surface discharge type spark plug, and is susceptible to channeling over a long period of use. was there. Further, in the spark plug described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-330783, there is a problem that the ignition voltage is improved, but the effective voltage of the center electrode is increased, so that the discharge voltage is increased. In general, the smaller the diameter of the center electrode, the lower the discharge voltage and the better the ignitability. However, when the diameter of the center electrode is small, electrode wear is severe and uneven wear of the ground electrode occurs, so that there is a problem that the life of the spark plug is shortened and the spark plug cannot be put to practical use.

【0005】そこで、本発明は、高出力、高性能の内燃
機関に使用されるものであって外側接地電極の折損や過
熱を防止でき、着火性にも優れ、かつ、耐久性があり寿
命の長いスパークプラグ及びその点火システムを提供す
ることを目的とする。
Accordingly, the present invention is used for a high-output, high-performance internal combustion engine, which can prevent the outer ground electrode from being broken or overheated, has excellent ignitability, is durable and has a long life. It is an object to provide a long spark plug and its ignition system.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明のうち請求項1記載の発明は、中心貫通孔を
有する絶縁碍子と、前記中心貫通孔に保持された中心電
極と、前記絶縁碍子を保持する主体金具と、その主体金
具に電気的に導通している接地電極とを備えたスパーク
プラグにおいて、前記中心電極と前記接地電極とは、中
心電極側が正となる極性で放電用高電圧が印加されるよ
うになっており、前記中心電極は、その発火部となる先
端部分の直径を1.9mm以下の細径とし、前記接地電
極は、主体金具の端面より先端側に突出して設けられ、
その発火部となる接地電極の対向面を中心電極の細径部
の側周面に対向するように形成したこと、を特徴とす
る。
To achieve the above object, according to the present invention, there is provided an insulator having a center through hole, a center electrode held in the center through hole, In a spark plug including a metal shell for holding the insulator and a ground electrode electrically connected to the metal shell, the center electrode and the ground electrode are discharged with a polarity such that the center electrode side is positive. High voltage is applied, the center electrode has a small diameter of 1.9 mm or less at a tip portion serving as a firing portion, and the ground electrode is located at a tip side from an end face of the metal shell. Is provided to protrude,
It is characterized in that the opposing surface of the ground electrode serving as the ignition portion is formed so as to oppose the side peripheral surface of the small diameter portion of the center electrode.

【0007】このように形成したスパークプラグを正極
性で、つまり中心電極に正の高電圧を印加する方法で使
用する耐久実験によると、中心電極の電極消耗が負極性
で使用する場合に比べて顕著に減少した。この理由は、
放電する際には、放電ギャップ間に存在する陽イオンは
負極側の電極に移動して衝突し、陰イオンまたは電子は
正極側の電極に移動して衝突する。陽イオンは陰イオン
または電子よりもはるかに重いため、衝突によって生ず
る消耗は陽イオンの衝突する負極側の電極の方が多くな
るとともに、電極の温度が上昇しやすいためであると考
えられる。中心電極を負極性で用いた場合には2mm未
満の径では耐久性が急激に悪くなるのに対して、正極性
で用いた場合にはこのような傾向が無いため、太い2m
m以上の中心電極を負極性で用いた場合と同じ程度の、
あるいはそれ以上の耐久性を得ることができた。
According to an endurance experiment in which the spark plug thus formed is used in a positive polarity, that is, a method in which a positive high voltage is applied to the center electrode, the electrode consumption of the center electrode is smaller than that in the case where the center electrode is used in a negative polarity. Markedly decreased. The reason for this is
At the time of discharge, cations existing between the discharge gaps move to and collide with the negative electrode, and anions or electrons move and collide with the positive electrode. It is considered that the cations are much heavier than the anions or electrons, so that the consumption caused by the collision is due to the fact that the electrode on the negative electrode side where the cations collide increases and the temperature of the electrode tends to rise. When the center electrode is used with a negative polarity, the durability is rapidly deteriorated when the diameter is less than 2 mm. On the other hand, when the center electrode is used with a positive polarity, there is no such tendency.
m or more of the same degree as when a center electrode with a negative polarity is used,
Alternatively, a higher durability could be obtained.

【0008】中心電極の径は、1.9mm以下の場合に
正極性で用いた効果が大きく現れてくる。なお、中心電
極は、あまり細くし過ぎると受熱と放熱のバランスが崩
れて過熱してしまう。このため中心電極の径は、0.4
mm以上あることが望ましく、さらに好適には、0.6
mm〜1.8mmであることが望ましい。
When the diameter of the center electrode is 1.9 mm or less, the effect of using the positive polarity is remarkably exhibited. If the center electrode is made too thin, the balance between heat reception and heat radiation is lost and the center electrode is overheated. Therefore, the diameter of the center electrode is 0.4
mm or more, more preferably 0.6
mm to 1.8 mm is desirable.

【0009】そして、放電電圧については細い中心電極
に対応した低い電圧を維持することができた。中心電極
が細径であるから着火性が向上し、接地電極の消耗形態
が一様になり偏消耗が減少した。さらに、接地電極は中
心電極の側周面に対向させればよいから接地電極の主体
金具からの突き出し量が小さくてよく、外側接地電極の
折損や過熱を防止できる。
As for the discharge voltage, a low voltage corresponding to the thin center electrode could be maintained. Since the center electrode has a small diameter, the ignitability was improved, the consumption pattern of the ground electrode was uniform, and uneven consumption was reduced. Furthermore, since the ground electrode only needs to face the side peripheral surface of the center electrode, the amount of protrusion of the ground electrode from the metal shell may be small, and breakage and overheating of the outer ground electrode can be prevented.

【0010】ここで、請求項2記載の発明のように、中
心電極の先端面が、接地電極の対向面の先端側端縁と後
退側端縁との間に位置するようにしたことを特徴とする
ことができる。このように形成すると、中心電極の先端
での飛火が多くなり、それだけ着火性が向上する。ま
た、接地電極の消耗がより一様になり偏消耗がより少な
くなる。
Here, the tip surface of the center electrode is located between the leading edge and the receding edge of the opposing surface of the ground electrode. It can be. When formed in this way, the number of sparks at the tip of the center electrode increases, and the ignitability improves accordingly. In addition, the wear of the ground electrode becomes more uniform, and uneven wear is reduced.

【0011】ここで、請求項3記載の発明のように、中
心電極が、少なくとも細径部の一部に耐火花消耗部材を
備えることを特徴とすることができる。ここで、耐火花
消耗部材とは、普通に電極材料として用いられる耐食性
に優れたニッケル合金であるインコネルより融点の高い
貴金属材料のすべてをいい、より具体的には、白金(P
t)、白金−イリジウム(Pt−Ir)、白金−ニッケ
ル(Pt−Ni)、白金−イリジウム−ニッケル(Pt
−Ir−Ni)、白金−ロジウム(Pt−Rh)、イリ
ジウム−ロジウム(Ir−Rh)、イリジウム−イット
リア(Ir−Y2 3 )などの貴金属、貴金属合金、又
は貴金属焼結体等の部材のすべてをいう。
Here, the invention can be characterized in that the center electrode is provided with a spark consumable member at least in a part of the small diameter portion. Here, the spark-resistant consumable member refers to any precious metal material having a melting point higher than that of Inconel, which is a nickel alloy excellent in corrosion resistance and commonly used as an electrode material. More specifically, platinum (P)
t), platinum-iridium (Pt-Ir), platinum-nickel (Pt-Ni), platinum-iridium-nickel (Pt
-Ir-Ni), platinum - rhodium (Pt-Rh), iridium - rhodium (Ir-Rh), iridium - yttria (Ir-Y 2 O 3) a noble metal such as noble metal alloy, or members such as precious metal sintering body Say everything.

【0012】このように形成すると、飛火の集中する中
心電極の細径部の消耗が少なくなり、それだけスパーク
プラグの寿命が長くなる。また、中心電極の先端部が消
耗で角が取れ丸くなることを防ぐから、それだけ先端へ
の飛火の集中を維持することができ着火性の向上を維持
することができる。
With such a configuration, the small diameter portion of the center electrode on which the spark is concentrated is less consumed, and the life of the spark plug is prolonged accordingly. In addition, since the tip of the center electrode is prevented from being rounded due to wear, the concentration of sparks at the tip can be maintained and the improvement of ignitability can be maintained.

【0013】ここで、請求項4記載の発明のように、中
心電極に設けられた耐火花消耗部材が、接地電極の対向
面の後退側端縁の位置より後退側の位置まで設けられて
いることを特徴とすることができる。このように形成す
ると、接地電極からの飛火が燃焼室の激しい気流により
スパークプラグの後退側に流れたとしても、中心電極に
至った飛火は耐火花消耗部材が存在する部分に到着し、
中心電極の消耗を防ぐ。
Here, as in the fourth aspect of the present invention, the spark consumable member provided on the center electrode is provided from the position of the retreat side edge of the surface facing the ground electrode to the position on the retreat side. It can be characterized. When formed in this way, even if the spark from the ground electrode flows to the retreat side of the spark plug due to the strong airflow in the combustion chamber, the spark that reaches the center electrode reaches the portion where the spark-resistant consumable member is present,
Prevents wear of the center electrode.

【0014】ここで、請求項5記載の発明のように、接
地電極が、少なくともその対向面の一部に耐火花消耗部
材を備えることを特徴とすることができるこのように形
成すると、中心電極側方に配置された接地電極の飛火面
となる対向面の消耗が少なくなり、それだけスパークプ
ラグの寿命が長くなる。
According to the fifth aspect of the present invention, when the ground electrode is provided with a spark consumable member on at least a part of the opposing surface thereof, the center electrode is formed. The wear of the opposing surface, which is the flying surface of the ground electrode arranged on the side, is reduced, and the life of the spark plug is prolonged accordingly.

【0015】ここで、請求項6記載の発明のように、上
記のいずれかのスパークプラグの中心電極に正極性の高
電圧を印加し発火するようにしたことを特徴とする点火
システムとすることができる。このように点火システム
を構成すると、実験によれば、中心電極が細径にもかか
わらず電極の消耗が減少し、耐久性が向上する。そして
中心電極が細径であるから着火性が良くなる。
Here, as in the invention according to claim 6, there is provided an ignition system characterized in that a positive high voltage is applied to the center electrode of any one of the above spark plugs to ignite. Can be. According to experiments, when the ignition system is configured as described above, the wear of the center electrode is reduced despite its small diameter, and the durability is improved. And since the center electrode has a small diameter, the ignitability is improved.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照し説明する。図1は本発明に係るスパークプラグ
20の部分断面図である。周知のように、アルミナ等か
らなる絶縁碍子1は、その上部に沿面距離を稼ぐための
コルゲーション部1Aを、下部に内燃機関の燃焼室に曝
される脚長部1Bを備え、その軸中心には中心貫通孔1
Cを備えている。中心貫通孔1Cの下端(先端)には、
インコネルや95wt%ニッケル等のニッケル合金から
なる中心電極2が保持され、中心電極2は絶縁碍子1の
下端面から下方に突出している。中心電極2は実際には
ニッケル合金単体で構成されるものではなく、その中心
に芯材として銅(Cu)が封入され熱伝導度の改善を図
っているが、図面が複雑になるので図示していない。中
心電極2は中心貫通孔1Cの内部に設けられたガラス抵
抗3を経由して上方の端子4に電気的に接続されてい
る。端子4には図示しない高耐圧ケーブルが接続され高
電圧が印加される。上記絶縁碍子1は主体金具5に囲ま
れ支持されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a partial sectional view of a spark plug 20 according to the present invention. As is well known, the insulator 1 made of alumina or the like includes a corrugation portion 1A for increasing a creepage distance at an upper portion thereof, and a leg portion 1B at a lower portion exposed to a combustion chamber of an internal combustion engine. Center through hole 1
C is provided. At the lower end (tip) of the center through hole 1C,
A center electrode 2 made of a nickel alloy such as Inconel or 95 wt% nickel is held, and the center electrode 2 protrudes downward from a lower end surface of the insulator 1. Although the center electrode 2 is not actually composed of a single nickel alloy, copper (Cu) is sealed as a core at the center thereof to improve the thermal conductivity, but the drawing is complicated because the drawing becomes complicated. Not. The center electrode 2 is electrically connected to an upper terminal 4 via a glass resistor 3 provided inside the center through hole 1C. A high-voltage cable (not shown) is connected to the terminal 4 to apply a high voltage. The insulator 1 is supported by being surrounded by a metal shell 5.

【0017】主体金具5は低炭素鋼材で構成され、スパ
ークプラグレンチと嵌合する6角形部5Aと、シリンダ
ヘッドに螺合するねじ部5Bとを備えている。主体金具
5はそのかしめ部5Cにより絶縁碍子1にかしめられ、
主体金具5と絶縁碍子1が一体にされる。かしめによる
密閉を完全なものとするため、主体金具5の内周段部5
Eと絶縁碍子1との間に板状のパッキン部材6を介在し
て燃焼室に曝される脚長部1Bと絶縁碍子1の上部との
シールを完全にしている。また、かしめ部5Cと絶縁碍
子1との間にワイヤ状のシール部材7,8を介在し、シ
ール部材7,8の間にタルク(滑石)9の粉末を充填し
て弾性的にシールをし主体金具5と絶縁碍子1との固定
を完全にしている。勿論、タルク9の無い形式のスパー
クプラグでも良い。また、ねじ部5Bの上端にはガスケ
ット10が嵌挿されている。主体金具5の下端にニッケ
ル合金からなる2つの接地電極11,11が溶接により
接合されている。接地電極11,11はその対向面をな
す端面が中心電極2の側周面に対向するように形成され
ている。
The metal shell 5 is made of a low-carbon steel material, and has a hexagonal portion 5A fitted with a spark plug wrench and a screw portion 5B screwed into a cylinder head. The metal shell 5 is caulked to the insulator 1 by the caulking portion 5C,
The metal shell 5 and the insulator 1 are integrated. In order to complete the sealing by caulking, the inner peripheral step 5
The seal between the leg 1B exposed to the combustion chamber and the upper part of the insulator 1 is completed by interposing a plate-like packing member 6 between the insulator E and the insulator 1. In addition, wire-shaped sealing members 7 and 8 are interposed between the caulked portion 5C and the insulator 1, and talc (filled talc) 9 powder is filled between the sealing members 7 and 8 to elastically seal. The metal shell 5 and the insulator 1 are completely fixed. Of course, a spark plug having no talc 9 may be used. A gasket 10 is fitted at the upper end of the screw portion 5B. Two ground electrodes 11 made of a nickel alloy are joined to the lower end of the metal shell 5 by welding. The ground electrodes 11, 11 are formed such that their end faces, which face each other, face the peripheral surface of the center electrode 2.

【0018】図2は第1の実施の形態に係るスパークプ
ラグの先端部を拡大して示す断面図である。図1とは上
下を逆にして先端を上にして描いている。中心電極2は
絶縁碍子1を出た所でテーパ状に縮径され先端部が細径
にされている。中心電極2の全体を細径とせず根本部を
太くしたのは熱引きを良くし中心電極2先端部の過熱を
防止するためである。中心電極2の先端部の細径部の側
周に白金(Pt)からなる耐火花消耗部材21がレーザ
溶接により固着されている。2つの接地電極11,11
は互いに180度の位置に配設され、主体金具5の端面
より先端側に突出して設けられている。その接地電極1
1、11は先端部が90°屈曲され、その対向面をなす
端面11Aが中心電極2の側周面に対向するようにされ
ている。そして、中心電極2の細径部に設けられた耐火
花消耗部材21は、その下端縁が接地電極11の端面1
1Aの後退側(図面下側)端縁の位置より後退側(図面
下側)に来るようにやや幅広に設けられている。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the tip of the spark plug according to the first embodiment. It is drawn upside down from FIG. 1 with the tip up. The center electrode 2 is tapered at the point where it comes out of the insulator 1 and has a narrower tip. The reason why the entire central electrode 2 is not made small in diameter and the root portion is made thicker is to improve heat drawing and prevent overheating of the tip of the central electrode 2. A spark-resistant consumable member 21 made of platinum (Pt) is fixed to the periphery of the small-diameter portion at the end of the center electrode 2 by laser welding. Two ground electrodes 11, 11
Are disposed at 180 degrees from each other, and are provided so as to protrude from the end surface of the metal shell 5 to the front end side. The ground electrode 1
The end portions 1 and 11 are bent at 90 °, and the end surface 11A which is the opposing surface thereof is opposed to the side peripheral surface of the center electrode 2. The lower end of the spark consumable member 21 provided on the small diameter portion of the center electrode 2 has an end surface 1 of the ground electrode 11.
1A is provided slightly wider so as to be on the retreat side (lower side in the drawing) from the position of the edge of the retreat side (lower side in the figure).

【0019】各部の寸法の詳細について説明する。中心
電極2の先端部の細径部の直径Aは、A=0.6(単位
はmm、以下同じ)、A=1.2、A=1.8、A=
2.0、A=2.5、の5種類のスパークプラグを用意
した。前者3種類は本発明に係るスパークプラグであ
り、後者2種類は対比のためのスパークプラグである。
中心電極2の細径部の長さBは、B=2.5、テーパ部
の長さCは、C=1.0、絶縁碍子1の主体金具5から
の突き出し量Dは、D=2.5、である。接地電極11
の端面11Aは長方形をなし、その厚さEは、E=1.
6、幅W(図示せず)は、W=2.7、であり、接地電
極11の主体金具5からの突き出し量Fは、F=6.
0、である。つまり、中心電極2の先端の位置は接地電
極11の先端側の端縁の位置と一致する。そして、中心
電極2の側周面と接地電極11の端縁11Aとの気中ギ
ャップGは、G=1.1、に設定した。又、主体金具5
のねじ部5Bの径はM14の標準のものとした。
The details of the dimensions of each part will be described. The diameter A of the small diameter portion at the tip of the center electrode 2 is A = 0.6 (unit: mm, the same applies hereinafter), A = 1.2, A = 1.8, A =
Five types of spark plugs of 2.0 and A = 2.5 were prepared. The former three types are spark plugs according to the present invention, and the latter two types are spark plugs for comparison.
The length B of the small diameter portion of the center electrode 2 is B = 2.5, the length C of the tapered portion is C = 1.0, and the protrusion amount D of the insulator 1 from the metal shell 5 is D = 2. .5. Ground electrode 11
Has a rectangular shape, and its thickness E is E = 1.
6, the width W (not shown) is W = 2.7, and the protruding amount F of the ground electrode 11 from the metal shell 5 is F = 6.
0. That is, the position of the tip of the center electrode 2 coincides with the position of the edge on the tip side of the ground electrode 11. The air gap G between the side peripheral surface of the center electrode 2 and the edge 11A of the ground electrode 11 was set to G = 1.1. In addition, metal shell 5
The diameter of the threaded portion 5B was standard M14.

【0020】従って、前者3種類の本発明に係る実施の
形態のスパークプラグは、請求項1、請求項2、請求項
3及び請求項4の要件を満たす。この3種類のスパーク
プラグと比較のための後者の2種類のスパークプラグと
を、高速パターン耐久モードでの実機耐久テストに掛け
た。エンジンは直列6気筒2リッターのものを用い、平
均車速140Km/Hrに相当する3000rpmから
5500rpmでの運転を700時間にわたって行っ
た。これは約10万Kmの走行に相当する。この実機耐
久テストの結果を図3乃至図6の4枚のグラフ図に示
す。図中において、●は中心電極の細径部の径Aが,A
=0.6、のスパークプラグを、■は細径部の径Aが、
A=1.2、のスパークプラグを、◆は細径部の径A
が、A=1.8、のスパークプラグをそれぞれ示してい
る。一方、△は中心電極の細径部の径Aが,A=2.
0、のスパークプラグを、○は細径部の径Aが,A=
2.5、のスパークプラグを示している。つまり、黒く
塗りつぶした記号●■◆は本発明に係る3種類のスパー
クプラグを、白抜きの記号△○は対比のための2種類の
スパークプラグを示している。
Therefore, the former three types of spark plugs according to the embodiments of the present invention satisfy the requirements of claim 1, claim 2, claim 3, and claim 4. These three types of spark plugs and the latter two types of spark plugs for comparison were subjected to an actual machine durability test in a high-speed pattern durability mode. The engine used was a 2-liter 6-cylinder in-line cylinder, and was operated at 3000 rpm to 5500 rpm corresponding to an average vehicle speed of 140 Km / Hr for 700 hours. This is equivalent to traveling about 100,000 km. The results of the actual machine durability test are shown in four graphs in FIGS. In the figure, ● indicates that the diameter A of the small diameter portion of the center electrode is A
= 0.6, ■ is the diameter A of the small diameter part,
A = 1.2 spark plug, ◆ is the diameter A of the small diameter part
Shows spark plugs with A = 1.8, respectively. On the other hand, △ indicates that the diameter A of the small diameter portion of the center electrode is A = 2.
0, spark plug, ○: diameter A of small diameter portion, A =
2.5 shows a spark plug. In other words, black symbols 記号 indicate three types of spark plugs according to the present invention, and white symbols △ indicate two types of spark plugs for comparison.

【0021】図3はこれら5種類のスパークプラグを従
前の負極性で用いた場合のギャップ消耗量を示すグラフ
図である。横軸は耐久運転時間(単位は時間Hr)であ
り、縦軸はギャップ消耗量(気中ギャップGの増加量、
単位はmm)である。図から明らかなように、黒く塗り
つぶした記号●■◆で示す本発明に係るスパークプラグ
では400Hrを越したあたりから急激にギャップ消耗
が進み、700Hrでは白抜きの記号△○で示す太い中
心電極を持つスパークプラグでのギャップ消耗と大きな
乖離を示している。すなわち、直径Aが1.8mm以下
の細い中心電極を持つスパークプラグは、負極性では、
ギャップ消耗が大きく実用に耐えない。
FIG. 3 is a graph showing the gap consumption when these five types of spark plugs are used with the conventional negative polarity. The horizontal axis is the endurance operation time (the unit is the time Hr), and the vertical axis is the gap consumption (the increase in the air gap G,
The unit is mm). As is apparent from the figure, in the spark plug according to the present invention indicated by the black solid symbol ● ■ ◆, the gap consumption rapidly progresses from around 400 Hr, and at 700 Hr, the thick center electrode indicated by the white symbol △ The gap between the spark plug and the spark plug shows a large gap. That is, a spark plug having a thin center electrode having a diameter A of 1.8 mm or less has a negative polarity,
Gap wear is large and not practical.

【0022】図4はこれら5種類のスパークプラグを逆
極性の正極性で用いた場合のギャップ消耗量を示すグラ
フ図である。横軸及び縦軸は図3と同じである。正極性
では中心電極の径Aによるギャップ消耗の差が小さく、
どのスパークプラグも同じような傾向で耐久運転時間と
共にギャップ消耗量が増加している。そして、700H
rを経過しても、中心電極が細径のものほど消耗量が大
きいという傾向は見られるもののその差は小さく、0.
2mm以下のギャップ消耗量を維持している。つまり、
径Aが1.8mm以下の細径の中心電極を用いたスパー
クプラグであっても、通常とは逆の正極性で使用すれば
ギャップ消耗量が減少し耐久性が向上する。
FIG. 4 is a graph showing the amount of gap consumption when these five types of spark plugs are used with opposite polarities of positive polarity. The horizontal axis and the vertical axis are the same as in FIG. In the positive polarity, the difference in gap consumption due to the center electrode diameter A is small,
All spark plugs have a similar tendency, and the gap consumption increases with the endurance operation time. And 700H
Even after elapse, the tendency is observed that the smaller the center electrode, the larger the amount of consumption, but the difference is small.
The gap consumption of 2 mm or less is maintained. That is,
Even with a spark plug using a small-diameter central electrode having a diameter A of 1.8 mm or less, the gap consumption is reduced and the durability is improved if used with a polarity opposite to the normal polarity.

【0023】図5はこれら5種類のスパークプラグを従
前の負極性で用いた場合の放電電圧の変化を示すグラフ
図である。放電電圧は無負荷でエンジンを吹かすアイド
ルレーシングを行い、その時の瞬時の最大放電電圧で示
した。単位はKV(キロボルト)である。耐久運転時間
が0Hrの新品の状態では中心電極の径Aが細いほど低
い放電電圧を示す。従前の常識通りの結果である。しか
し、200時間の耐久運転で放電電圧は逆転し中心電極
の径Aが細いものが高い放電電圧を示すようになった。
そして、700Hrの耐久運転では中心電極の径Aによ
る放電電圧の差が開き、中心電極の径Aが細径な本発明
に係わるもの(●■◆)では放電電圧が25KVを越え
るに至った。
FIG. 5 is a graph showing a change in discharge voltage when these five types of spark plugs are used with the conventional negative polarity. The discharge voltage was indicated by the instantaneous maximum discharge voltage at the time of idle racing in which the engine was blown with no load. The unit is KV (kilovolt). In a new state where the durable operation time is 0 Hr, the smaller the diameter A of the center electrode, the lower the discharge voltage. This is the result as before. However, the discharge voltage was reversed in the 200-hour endurance operation, and a discharge electrode having a smaller diameter A of the center electrode showed a higher discharge voltage.
In the endurance operation at 700 hours, the difference in the discharge voltage due to the diameter A of the center electrode widened, and the discharge voltage exceeded 25 KV in the case where the diameter A of the center electrode was small (■ ◆) according to the present invention.

【0024】図6はこれら5種類のスパークプラグを逆
極性の正極性で用いた場合の放電電圧の変化を示すグラ
フ図である。横軸及び縦軸は図5と同じである。正極性
では新品の状態での中心電極の径Aが細いものほど低い
放電電圧を示すという特性が耐久運転時間が経過しても
維持され、図5にあったような放電電圧の逆転現象は見
られない。耐久運転時間の増加と共に放電電圧は増加す
るが、その増加の割合は比較的緩やかである。そして、
700時間の耐久運転の後でも本発明に係わる中心電極
の径Aの細いもの(●■◆)は径Aの太いもの(○△)
より低い放電電圧を示した。つまり、長時間の耐久運転
の後であっても、通常とは逆の正極性で用いれば、径A
が1.8mm以下の細径の中心電極を用いた本発明に係
るスパークプラグは比較的低い放電電圧を維持できた。
このことはスパークプラグの耐久性が向上したことを意
味している。
FIG. 6 is a graph showing a change in discharge voltage when these five types of spark plugs are used with opposite polarities of positive polarity. The horizontal axis and the vertical axis are the same as in FIG. In the case of the positive polarity, the characteristic that the smaller the diameter A of the center electrode in a new state is, the lower the discharge voltage is, which is maintained even after the durable operation time has elapsed, and the reversal phenomenon of the discharge voltage as shown in FIG. I can't. The discharge voltage increases with an increase in the durable operation time, but the rate of increase is relatively slow. And
Even after 700 hours of endurance operation, the center electrode according to the present invention having a small diameter A (● ■ ◆) has a large diameter A (○ △).
It showed a lower discharge voltage. In other words, even after a long-term durable operation, if used with the opposite positive polarity, the diameter A
The spark plug according to the present invention using the center electrode having a small diameter of 1.8 mm or less was able to maintain a relatively low discharge voltage.
This means that the durability of the spark plug has been improved.

【0025】次に、これら5種類のスパークプラグのう
ち、中心電極2の細径部の直径AをA=1.8のスパー
クプラグに付いて、従前の負極性の場合と本発明の正極
性の場合とで中心電極の温度を調べた。その結果を表1
に示す。この試験は、机上のチャンバ試験機にスパーク
プラグを装着し、内部の圧力を6気圧に上昇させた状態
で行った。そして、自動車用点火電源を用いて各々の極
性を60回/秒、100回/秒の周期で放電させた。
Next, of these five types of spark plugs, the diameter A of the small diameter portion of the center electrode 2 was set to the spark plug of A = 1.8, and the case of the conventional negative polarity and the case of the positive polarity of the present invention were used. In each case, the temperature of the center electrode was examined. Table 1 shows the results.
Shown in This test was carried out with a spark plug attached to a desktop chamber tester and the internal pressure increased to 6 atm. Then, each polarity was discharged at a cycle of 60 times / second and 100 times / second using an automobile ignition power source.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】表1から明らかなように、正極性にするこ
とによって、従来の負極の場合と比較して中心電極の温
度をかなり低減することができた。このことも中心電極
の消耗ひいては放電電圧の上昇に対して有利に働く要因
になる。
As is clear from Table 1, the temperature of the center electrode could be considerably reduced by making the electrode positive, as compared with the conventional negative electrode. This also becomes a factor that works favorably against the consumption of the center electrode and the increase in the discharge voltage.

【0028】さらに、これら5種類のスパークプラグの
うち、中心電極2の細径部の直径AがA=1.8のスパ
ークプラグにおいて、従前の負極性の場合と本発明の正
極性の場合とで着火性を比較した。表2は、前述した7
00時間耐久試験前後のスパークプラグにおける着火限
界となる空燃比(A/F)の変化を示す表である。着火
限界となる空燃比(A/F)は失火率が1%となる空燃
比(A/F)で示した。使用したエンジンは直列6気筒
2リッターのものであり、700rpmのアイドル運転
で測定した。同時に、中心電極2と接地電極11の飛火
の位置も確認した。表2において、飛火率(%)は中心
電極2と接地電極11の先端側で飛火した場合の割合を
示している。
Further, of these five types of spark plugs, the spark plug having the diameter A of the small diameter portion of the center electrode 2 of A = 1.8 is the same as the case of the conventional negative polarity and the case of the positive polarity of the present invention. The ignitability was compared. Table 2 shows the values of 7
4 is a table showing changes in the air-fuel ratio (A / F) serving as an ignition limit in a spark plug before and after a 00-hour durability test. The air-fuel ratio (A / F) serving as the ignition limit was represented by the air-fuel ratio (A / F) at which the misfire rate was 1%. The engine used was an in-line 6-cylinder 2 liter engine, and was measured at an idle operation at 700 rpm. At the same time, the positions of sparks between the center electrode 2 and the ground electrode 11 were also confirmed. In Table 2, the sparking rate (%) indicates the ratio in the case of sparking at the tip end of the center electrode 2 and the ground electrode 11.

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】正極性で用いた場合には、その電気的な特
性ゆえに中心電極2と接地電極11の先端側で100%
飛火している。このため着火限界も正極性では大きく向
上することがわかる。また、耐久試験を行った後でも中
心電極のエッジの消耗が少ないため中心電極2と接地電
極11の先端側で100%飛火している。このため負極
性の場合には、着火限界となる空燃比が低下するのに対
し正極性では着火限界となる空燃比がほとんど変化しな
い。
When used with a positive polarity, 100% is applied at the tip side of the center electrode 2 and the ground electrode 11 because of its electrical characteristics.
It is flying. For this reason, it is understood that the ignition limit is greatly improved in the case of the positive polarity. In addition, even after the durability test, the edge of the center electrode is less worn, so that 100% of the sparks are emitted on the tip side of the center electrode 2 and the ground electrode 11. For this reason, in the case of negative polarity, the air-fuel ratio which becomes the ignition limit decreases, whereas in the case of positive polarity, the air-fuel ratio which becomes the ignition limit hardly changes.

【0031】さらに、これら5種類のスパークプラグの
うち、中心電極2の細径部の直径AがA=1.8のスパ
ークプラグにおいて、接地電極の方向をスワールに対し
て垂直にした場合と平行にした場合における正極性での
着火性を比較した。その結果を表3に示す。方向Aはス
ワールに対して垂直の方向であり、方向Bはスワールに
対して平行の方向である。着火限界となる空燃比(A/
F)は失火率が1%となる空燃比(A/F)で示した。
使用したエンジンは直列6気筒2リッターリーンバーン
エンジンであり、60km/h相当のエンジン運転条件
にて評価を行った。
Further, of these five types of spark plugs, the spark plug in which the diameter A of the small diameter portion of the center electrode 2 is A = 1.8 is parallel to the case where the direction of the ground electrode is perpendicular to the swirl. The ignitability at the positive polarity was compared. Table 3 shows the results. The direction A is a direction perpendicular to the swirl, and the direction B is a direction parallel to the swirl. Air-fuel ratio (A /
F) is indicated by the air-fuel ratio (A / F) at which the misfire rate becomes 1%.
The engine used was an in-line 6-cylinder 2-liter lean-burn engine, which was evaluated under engine operating conditions equivalent to 60 km / h.

【0032】[0032]

【表3】 [Table 3]

【0033】方向A、即ち、スワールに対して垂直方向
に接地電極を位置させることによって、着火性がさらに
向上している。これは次のような理由によるものと考え
られる。混合気は燃焼室内においてスワールを形成して
いる。スパークプラグの電極間で飛火する火花がそのス
ワールによって移動する混合気に接触することによっ
て、混合気が着火し燃え広がっていく。このとき、接地
電極がスワールに平行に位置していると、火花が発生し
ている位置にスワールが流れていく方向に対して接地電
極が衝立てのよう遮るため混合気が火花に接触し難くな
る。また、ギャップ間で生成した火炎核の成長が電極に
当たることによって電極による熱引きが起こり、火炎核
の成長が妨げられる。一方、スワールに対して接地電極
が垂直であると、接地電極が衝立てのように遮ることが
ないため着火性がよくなるのである。また、スパークプ
ラグの位置におけるスワールの方向は低速から高速まで
同じ方向である場合が多いため、一条件で接地電極の方
向を垂直に合せておけば低速から高速まで良好な着火性
を示すことになる。
By positioning the ground electrode in the direction A, that is, in the direction perpendicular to the swirl, the ignitability is further improved. This is considered to be due to the following reasons. The air-fuel mixture forms a swirl in the combustion chamber. When the sparks flying between the electrodes of the spark plug come into contact with the air-fuel mixture moving by the swirl, the air-fuel mixture ignites and spreads. At this time, if the ground electrode is positioned in parallel with the swirl, the mixture does not easily come into contact with the spark because the ground electrode blocks like a screen in the direction in which the swirl flows at the position where the spark is generated. Become. In addition, the growth of the flame nucleus generated between the gaps hits the electrode, causing heat to be drawn off by the electrode and hindering the growth of the flame nucleus. On the other hand, when the ground electrode is perpendicular to the swirl, the ground electrode does not block like a screen, so that the ignitability is improved. Also, since the direction of the swirl at the position of the spark plug is often the same direction from low to high speed, if the direction of the ground electrode is aligned vertically under one condition, good ignitability from low to high speed will be exhibited. Become.

【0034】図7は第2の実施の形態を示すスパークプ
ラグ先端部の断面図である。この実施の形態では中心電
極2の細径部の側周全面にではなく、飛火の集中すると
思われる接地電極11の端面11Aに対向する部分にの
み2カ所に、円盤状の白金からなる耐火花消耗部材のチ
ップ22、22がレーザ溶接により固着されている。こ
の実施の形態は高価な耐火花消耗部材の使用量が少なく
てすむという利点がある。
FIG. 7 is a sectional view of a spark plug tip portion according to the second embodiment. In this embodiment, a disc-shaped spark-resistant spark made of platinum is provided not only on the entire side circumference of the small-diameter portion of the center electrode 2 but only at two portions facing the end surface 11A of the ground electrode 11 where the spark is likely to be concentrated. Tips 22 of the consumable member are fixed by laser welding. This embodiment has the advantage that the amount of expensive spark consumable members used is small.

【0035】図8は第3の実施の形態を示すスパークプ
ラグ先端部の断面図である。この実施の形態ではインコ
ネルからなる中心電極本体2の縮径された細径部の先端
に、円柱形状をした白金からなる耐火花消耗部材のチッ
プ23がレーザ溶接により固着され中心電極を構成して
いる。チップ23の先端は接地電極11の端面11Aの
先端側端縁と後退側端縁との間に位置するようにされて
いる。この実施の形態は中心電極の消耗を抑制しつつさ
らに中心電極の細径部23の径を細くすることができ、
放電電圧をさらに低下させることができるという利点が
ある。また、中心電極先端での飛火率を高めることがで
き着火性を向上させることができるという利点がある。
この実施の形態は請求項1,2,3及び4に記載の発明
に対応している。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a third embodiment. In this embodiment, a tip 23 of a cylindrical spark-resistant consumable member made of platinum is fixed to the tip of the reduced-diameter portion of the center electrode main body 2 made of Inconel by laser welding to form a center electrode. I have. The tip of the tip 23 is located between the leading edge and the receding edge of the end face 11A of the ground electrode 11. This embodiment can further reduce the diameter of the small-diameter portion 23 of the center electrode while suppressing the consumption of the center electrode.
There is an advantage that the discharge voltage can be further reduced. In addition, there is an advantage that the fire rate at the tip of the center electrode can be increased, and the ignitability can be improved.
This embodiment corresponds to the first, second, third and fourth aspects of the present invention.

【0036】図9は第4の実施の形態を示すスパークプ
ラグ先端部の断面図である。この実施の形態ではインコ
ネルからなり太い径の中心電極本体2の先端に、段付き
円柱形状をした白金からなる耐火花消耗部材のチップ2
4が抵抗溶接により固着され中心電極を構成している。
チップ24の細径部は飛火部をなしている。チップ24
の先端は接地電極11の端面11Aの先端側端縁と後退
側端縁との間に位置するようにされている。この実施の
形態は中心電極本体2を縮径させる必要がないから製作
が容易であるという利点がある。この実施の形態も請求
項1,2,3及び4に記載の発明に対応している。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a fourth embodiment. In this embodiment, a tip 2 of a spark-resistant consumable member made of platinum having a stepped cylindrical shape is provided at the tip of a center electrode body 2 made of Inconel and having a large diameter.
Numeral 4 is fixed by resistance welding to form a center electrode.
The small diameter portion of the tip 24 forms a spark portion. Chip 24
Of the ground electrode 11 is located between the front edge and the receding edge of the end face 11A of the ground electrode 11. This embodiment has an advantage in that the center electrode body 2 does not need to be reduced in diameter, so that it is easy to manufacture. This embodiment also corresponds to the invention described in claims 1, 2, 3 and 4.

【0037】図10は第5の実施の形態を示すスパーク
プラグ先端部の断面図である。この実施の形態ではイン
コネルからなる中心電極本体2の縮径された細径部の先
端に、円柱形状をした白金からなる耐火花消耗部材のチ
ップ25がレーザ溶接により固着され中心電極を構成し
ている。チップ25の先端は接地電極11の端面の先端
側端縁と後退側端縁との間に位置するようにされてい
る。そして、接地電極11,11の対向面をなす端面に
は長方形をした板状の耐火花消耗部材26,26が抵抗
溶接により固着されている。この実施の形態は接地電極
11の消耗も大幅に減少するためスパークプラグの耐久
性が向上するという利点がある。この実施の形態は請求
項5に記載の発明に対応している。
FIG. 10 is a sectional view of a tip portion of a spark plug according to a fifth embodiment. In this embodiment, a tip 25 of a cylindrical spark-resistant consumable member made of platinum is fixed to the tip of the reduced-diameter portion of the center electrode main body 2 made of Inconel by laser welding to form a center electrode. I have. The tip of the tip 25 is located between the leading edge and the receding edge of the end surface of the ground electrode 11. Further, rectangular plate-shaped spark-resistant consumable members 26, 26 are fixed to the end faces of the ground electrodes 11, 11 facing each other by resistance welding. This embodiment has an advantage that the durability of the spark plug is improved because the consumption of the ground electrode 11 is greatly reduced. This embodiment corresponds to the invention described in claim 5.

【0038】図11は第6の実施の形態を示すスパーク
プラグ先端部の断面図である。この実施の形態は本発明
をM10,M8といった小径のスパークプラグに適用し
た場合を示している。インコネルからなる中心電極本体
2の縮径された細径部の先端に、円柱形状をした白金か
らなる耐火花消耗部材のチップ27がレーザ溶接により
固着され中心電極を構成している。チップ27の直径A
は、A=0.8mm、であり、接地電極11の端面11
Aの厚さEは、E=1.1mm、幅W(図示せず)は、
W=2.2mm、である。このように小径のスパークプ
ラグであって外側接地電極11の断面積が十分にとれな
い場合であっても、中心電極2の先端部の径を細くする
ことができ中心電極2の絶縁碍子1からの突き出し量を
小さくすることができるので、接地電極11の主体金具
5からの突き出し量を小さくすることができ接地電極1
1の十分な強度を確保することができる。
FIG. 11 is a sectional view of the tip of a spark plug showing a sixth embodiment. This embodiment shows a case where the present invention is applied to a small-diameter spark plug such as M10 or M8. A tip 27 of a cylindrical consumable spark consumable member made of platinum is fixed to the distal end of the reduced diameter portion of the center electrode body 2 made of Inconel by laser welding to form a center electrode. Diameter A of tip 27
Is A = 0.8 mm, and the end face 11 of the ground electrode 11 is
The thickness E of A is E = 1.1 mm, the width W (not shown) is
W = 2.2 mm. Even if the spark plug has such a small diameter and the cross-sectional area of the outer ground electrode 11 is not sufficient, the diameter of the tip of the center electrode 2 can be reduced and the insulator 1 of the center electrode 2 can be used. Can be reduced, so that the amount of protrusion of the ground electrode 11 from the metal shell 5 can be reduced.
1 can secure sufficient strength.

【0039】図12は第7の実施の形態を示すスパーク
プラグ先端部の断面図である。この実施の形態は本発明
を間欠セミ沿面放電型のスパークプラグに適用した場合
を示している。インコネルからなる中心電極本体2の縮
径された細径部の先端に、円柱形状をした白金からなる
耐火花消耗部材のチップ28がレーザ溶接により固着さ
れ中心電極を構成している。そして、インコネルからな
る2つの外側接地電極11′、11′はその端面11
A′をチップ28の側周面に対向させると共に、後退側
(図面下側)の端縁が絶縁碍子1の端面に近接するよう
に形成されている。このように形成すると、絶縁碍子1
の表面がカーボン汚損した際に外側接地電極11′の後
退側端縁から絶縁碍子1の端面に飛火し絶縁碍子1の表
面を火花清浄するから耐汚損性に優れたスパークプラグ
となる。そして、中心電極の先端28が細径であり、着
火性に優れ、かつ、耐久性があるという本発明の特徴を
兼ね備える。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a tip portion of a spark plug according to a seventh embodiment. This embodiment shows a case where the present invention is applied to an intermittent semi-creeping discharge type spark plug. A tip 28 of a cylindrical spark-resistant consumable member made of platinum is fixed to the distal end of the reduced-diameter portion of the center electrode main body 2 made of Inconel by laser welding to form a center electrode. The two outer ground electrodes 11 ′ and 11 ′ made of Inconel
A ′ is formed so as to face the side peripheral surface of the chip 28 and the edge on the retreating side (the lower side in the drawing) is close to the end surface of the insulator 1. When formed in this manner, the insulator 1
When the surface of the insulator 1 is contaminated with carbon, the outer ground electrode 11 'is scattered from the retreating edge to the end face of the insulator 1 and the surface of the insulator 1 is spark-cleaned, so that a spark plug excellent in stain resistance is obtained. In addition, the tip 28 of the center electrode has a small diameter, is excellent in ignitability, and is durable.

【0040】図13は正極性の点火システムを示す回路
図である。バッテリ31は点火コイル34の1次側コイ
ルに接続され、1次側コイルの他端はイグナイタ33を
介して接地されている。イグナイタ33はエンジン制御
コンピュータユニット(ECU)32に接続され制御さ
れる。点火コイル34の2次側は通常とは逆に負極側が
接地され、正極側が高耐圧ケーブル35を経由してスパ
ークプラグ20に接続されている。スパークプラグ20
には前述の第1の実施の形態から第7の実施の形態まで
のいずれかのスパークプラグが用いられる。エンジン制
御コンピュータユニット(ECU)32が適切なタイミ
ングでパルス信号をイグナイタ33に送り、点火コイル
34の1次側コイルに数mSの間電流を通電させた後、
遮断する。この結果、点火コイル34の2次側コイルの
正極側に正極性の高電圧が発生する。この正極性の高電
圧は高耐圧ケーブル35を経由してスパークプラグ20
の中心電極2に印加され、中心電極2と接地11との間
の空気絶縁を破壊して火花放電が発生する。この火花放
電により矢印101のように放電電流が流れる。
FIG. 13 is a circuit diagram showing a positive polarity ignition system. The battery 31 is connected to a primary coil of an ignition coil 34, and the other end of the primary coil is grounded via an igniter 33. The igniter 33 is connected to and controlled by an engine control computer unit (ECU) 32. The secondary side of the ignition coil 34 is connected to the spark plug 20 via a high-voltage cable 35 on the negative side, which is opposite to the normal side, and the negative side is grounded. Spark plug 20
Any of the spark plugs from the first embodiment to the seventh embodiment described above is used. After the engine control computer unit (ECU) 32 sends a pulse signal to the igniter 33 at an appropriate timing to supply a current to the primary coil of the ignition coil 34 for several milliseconds,
Cut off. As a result, a positive high voltage is generated on the positive electrode side of the secondary coil of the ignition coil 34. The high voltage of the positive polarity is applied to the spark plug 20 via the high voltage cable 35.
Is applied to the center electrode 2, and the air insulation between the center electrode 2 and the ground 11 is broken to generate a spark discharge. This spark discharge causes a discharge current to flow as indicated by an arrow 101.

【0041】この火花放電は正極性であるので、前述の
ように、中心電極2が細径であっても消耗が少なく、着
火性に優れると共にスパークプラグの耐久性に優れた点
火システムとなる。図13に記載の点火システムは請求
項6に記載の発明の一例である。
Since the spark discharge has a positive polarity, as described above, even if the center electrode 2 has a small diameter, the ignition system has a small amount of wear, is excellent in ignitability, and has excellent spark plug durability. The ignition system shown in FIG. 13 is an example of the invention described in claim 6.

【0042】以上説明した実施の形態では、接地電極1
1をいずれも2極として説明したが、接地電極を1極の
みにしても良く、また、3極若しくは4極といった多極
のスパークプラグとしても良いことは明らかである。
In the embodiment described above, the ground electrode 1
Although 1 has been described as having two poles, it is apparent that only one pole may be used as the ground electrode, or a multi-pole spark plug such as three or four poles may be used.

【0043】[0043]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、中心電
極の発火部となる先端部分の直径を1.9mm以下の細
径とし、接地電極はその発火部となる対向面を中心電極
の細径部の側周面に対向するように形成したものである
から、これを逆極性の正極性で使用すると、中心電極を
細径としたことからくる放電電圧の低下という利点を維
持したまま電極消耗が減少でき、スパークプラグの耐久
性が向上するという優れた効果がある。また、中心電極
が細径であることから着火性が向上するという効果があ
る。さらに、接地電極の主体金具からの突き出し量が小
さくて良いから、外側接地電極の折損や過熱を防止でき
るという効果がある。
As described above, according to the present invention, the diameter of the front end portion of the center electrode, which is the ignition portion, is made to be a small diameter of 1.9 mm or less. Since it is formed so as to face the side peripheral surface of the small diameter portion, if this is used with the opposite polarity of positive polarity, the advantage of lowering the discharge voltage due to the small diameter of the center electrode is maintained. There is an excellent effect that electrode consumption can be reduced and the durability of the spark plug is improved. Further, since the center electrode has a small diameter, there is an effect that ignitability is improved. Further, since the amount of protrusion of the ground electrode from the metal shell may be small, there is an effect that breakage and overheating of the outer ground electrode can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係るスパークプラグの部分断面図であ
る。
FIG. 1 is a partial sectional view of a spark plug according to the present invention.

【図2】第1の実施の形態に係るスパークプラグの先端
部を拡大して示す断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a distal end portion of the spark plug according to the first embodiment.

【図3】実機耐久テストにおける負極性で用いた場合の
ギャップ消耗量を示すグラフ図である。
FIG. 3 is a graph showing the gap consumption when used with a negative polarity in an actual machine durability test.

【図4】実機耐久テストにおける正極性で用いた場合の
ギャップ消耗量を示すグラフ図である。
FIG. 4 is a graph showing the gap consumption when used with a positive polarity in an actual machine durability test.

【図5】実機耐久テストにおける負極性で用いた場合の
放電電圧を示すグラフ図である。
FIG. 5 is a graph showing a discharge voltage when used with a negative polarity in an actual machine durability test.

【図6】実機耐久テストにおける正極性で用いた場合の
放電電圧を示すグラフ図である。
FIG. 6 is a graph showing a discharge voltage when used with a positive polarity in an actual machine durability test.

【図7】第2の実施の形態に係るスパークプラグの先端
部を拡大して示す断面図である。
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view showing a tip portion of a spark plug according to a second embodiment.

【図8】第3の実施の形態に係るスパークプラグの先端
部を拡大して示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing, on an enlarged scale, a distal end portion of a spark plug according to a third embodiment.

【図9】第4の実施の形態に係るスパークプラグの先端
部を拡大して示す断面図である。
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view showing a distal end portion of a spark plug according to a fourth embodiment.

【図10】第5の実施の形態に係るスパークプラグの先
端部を拡大して示す断面図である。
FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view showing a tip portion of a spark plug according to a fifth embodiment.

【図11】第6の実施の形態に係るスパークプラグの先
端部を拡大して示す断面図である。
FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view showing a tip portion of a spark plug according to a sixth embodiment.

【図12】第7の実施の形態に係るスパークプラグの先
端部を拡大して示す断面図である。
FIG. 12 is an enlarged cross-sectional view showing a tip portion of a spark plug according to a seventh embodiment.

【図13】本発明に係る点火システムの一例を示す回路
図である。
FIG. 13 is a circuit diagram showing an example of an ignition system according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁碍子 2 中心電極 5 主体金具 11 接地電極 11A 接地電極の対向面をなす端面 21 耐火花消耗部材 31 バッテリ 34 点火コイル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Insulator 2 Center electrode 5 Metal shell 11 Ground electrode 11A End face which opposes a ground electrode 21 Spark-resistant consumable member 31 Battery 34 Ignition coil

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 国分 昭男 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 岩田 和也 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 大野 浩史 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Akio Kokubu 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Japan Inside Japan Special Ceramics Co., Ltd. (72) Inventor Kazuya Iwata 14, Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi No. 18 Japan Special Ceramics Co., Ltd. (72) Inventor Hiroshi Ohno 14-18 Takatsuji-cho, Mizuho-ku, Nagoya-shi, Aichi Japan Special Ceramics Co., Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 中心貫通孔を有する絶縁碍子と、前記中
心貫通孔に保持された中心電極と、前記絶縁碍子を保持
する主体金具と、その主体金具に電気的に導通している
接地電極とを備えたスパークプラグにおいて、 前記中心電極と前記接地電極とは、中心電極側が正とな
る極性で放電用高電圧が印加されるようになっており、 前記中心電極は、その発火部となる先端部分の直径を
1.9mm以下の細径とし、 前記接地電極は、主体金具の端面より先端側に突出して
設けられ、その発火部となる接地電極の対向面を中心電
極の細径部の側周面に対向するように形成したこと、を
特徴とするスパークプラグ。
An insulator having a center through hole, a center electrode held in the center through hole, a metal shell holding the insulator, and a ground electrode electrically connected to the metal shell. In the spark plug provided with, the center electrode and the ground electrode are configured such that a high voltage for discharge is applied with a polarity in which the center electrode side is positive, and the center electrode has a tip serving as a firing portion thereof. The diameter of the portion is 1.9 mm or less, and the ground electrode is provided so as to protrude from the end surface of the metal shell to the distal end side. A spark plug formed so as to face a peripheral surface.
【請求項2】 前記中心電極の先端面が、接地電極の対
向面の先端側端縁と後退側端縁との間に位置するように
したことを特徴とする請求項1記載のスパークプラグ。
2. The spark plug according to claim 1, wherein a front end surface of the center electrode is located between a front end edge and a retreat side edge of a facing surface of the ground electrode.
【請求項3】 前記中心電極が、少なくとも細径部の一
部に耐火花消耗部材を備えることを特徴とする請求項1
又は2記載のスパークプラグ。
3. The spark plug according to claim 1, wherein the center electrode includes a spark consumable member at least in a part of the small diameter portion.
Or the spark plug according to 2.
【請求項4】 前記中心電極に設けられた耐火花消耗部
材が、接地電極の対向面の後退側端縁の位置より後退側
の位置まで設けられていることを特徴とする請求項3記
載のスパークプラグ。
4. The device according to claim 3, wherein the spark-resistant consumable member provided on the center electrode is provided from a position on a retreat side edge of a surface facing the ground electrode to a position on a retreat side. Spark plug.
【請求項5】 前記接地電極が、少なくともその対向面
の一部に耐火花消耗部材を備えることを特徴とする請求
項1乃至4のいずれかに記載のスパークプラグ。
5. The spark plug according to claim 1, wherein the ground electrode includes a spark consumable member on at least a part of an opposing surface thereof.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載のスパ
ークプラグの中心電極に正極性の高電圧を印加し発火す
るようにしたことを特徴とする点火システム。
6. An ignition system, characterized in that a high positive voltage is applied to the center electrode of the spark plug according to any one of claims 1 to 5 to ignite.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017216A (en) * 2001-06-27 2003-01-17 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug and manufacturing method of spark plug
JP2007172866A (en) * 2005-12-19 2007-07-05 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
JP2009200002A (en) * 2008-02-25 2009-09-03 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
WO2009131134A1 (en) * 2008-04-23 2009-10-29 日本特殊陶業株式会社 Method of manufacturing spark plug
JP2012164644A (en) * 2011-01-17 2012-08-30 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
WO2022225784A1 (en) * 2021-04-20 2022-10-27 Transient Plasma Systems, Inc. Plasma assisted spark ignition systems and methods

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003017216A (en) * 2001-06-27 2003-01-17 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug and manufacturing method of spark plug
JP4549581B2 (en) * 2001-06-27 2010-09-22 日本特殊陶業株式会社 Spark plug and method of manufacturing spark plug
JP2007172866A (en) * 2005-12-19 2007-07-05 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
JP4563929B2 (en) * 2005-12-19 2010-10-20 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
JP2009200002A (en) * 2008-02-25 2009-09-03 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
WO2009131134A1 (en) * 2008-04-23 2009-10-29 日本特殊陶業株式会社 Method of manufacturing spark plug
US8517786B2 (en) 2008-04-23 2013-08-27 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Method of producing a spark plug
JP2012164644A (en) * 2011-01-17 2012-08-30 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug
WO2022225784A1 (en) * 2021-04-20 2022-10-27 Transient Plasma Systems, Inc. Plasma assisted spark ignition systems and methods
US11929595B2 (en) 2021-04-20 2024-03-12 Transient Plasma Systems, Inc. Plasma assisted spark ignition systems and methods

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