JP2007242588A - 内燃機関用のスパークプラグ - Google Patents
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Abstract
【課題】耐燃料溜り性、耐燃料ブリッジ性に優れた内燃機関用のスパークプラグを提供すること。
【解決手段】外周に取付け用ネジ部42を設けた取付金具4と、取付金具4の中心軸側に保持される絶縁碍子2と、絶縁碍子2の中心軸側に保持される中心電極3と、取付金具4に取付けられると共に中心電極3の先端部との間に火花放電ギャップ11を形成する接地電極5とを有する内燃機関用のスパークプラグ1。接地電極5は、スパークプラグ1の中心軸に直交する中心電極3との対向面51を有する。対向面51の幅wは1.6mm以下である。
【選択図】図1
【解決手段】外周に取付け用ネジ部42を設けた取付金具4と、取付金具4の中心軸側に保持される絶縁碍子2と、絶縁碍子2の中心軸側に保持される中心電極3と、取付金具4に取付けられると共に中心電極3の先端部との間に火花放電ギャップ11を形成する接地電極5とを有する内燃機関用のスパークプラグ1。接地電極5は、スパークプラグ1の中心軸に直交する中心電極3との対向面51を有する。対向面51の幅wは1.6mm以下である。
【選択図】図1
Description
本発明は、自動車、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ等に使用する内燃機関用のスパークプラグに関する。
従来より、自動車等の内燃機関の着火手段として用いられる内燃機関用のスパークプラグがある。
該スパークプラグは、中心電極と接地電極とを有し、その間に火花放電ギャップを設けている。この火花放電ギャップにおける火花放電によって、混合気体に着火する。
該スパークプラグは、中心電極と接地電極とを有し、その間に火花放電ギャップを設けている。この火花放電ギャップにおける火花放電によって、混合気体に着火する。
近年、自動車のエンジン等において、低燃費、高出力化に伴い、燃料を燃焼室内に直接噴射する直噴方式が採用されている。それに伴い、スパークプラグの火花放電ギャップ付近は、上記混合気体の燃料濃度を濃くする傾向にある。
そのため、混合気体中の燃料が中心電極や接地電極に付着することがある。特に、接地電極の表面に付着した燃料が、接地電極における中心電極との対向面にまで流れてきて凝集するという現象が起こる。これにより、接地電極における中心電極との対向面に燃料が溜まる「燃料溜り」や、火花放電ギャップにおいて中心電極と接地電極との間をつなぐように燃料が付着する「燃料ブリッジ」が発生するおそれがある。
そのため、混合気体中の燃料が中心電極や接地電極に付着することがある。特に、接地電極の表面に付着した燃料が、接地電極における中心電極との対向面にまで流れてきて凝集するという現象が起こる。これにより、接地電極における中心電極との対向面に燃料が溜まる「燃料溜り」や、火花放電ギャップにおいて中心電極と接地電極との間をつなぐように燃料が付着する「燃料ブリッジ」が発生するおそれがある。
特に、極低温環境におけるエンジン始動時において、上記燃料溜りや上記燃料ブリッジが発生しやすくなる。
かかる問題に対して、中心電極及び接地電極に貴金属チップを配設し、その貴金属チップの細径化によって、燃料ブリッジの発生を抑制するスパークプラグが開示されている(特許文献1)。
かかる問題に対して、中心電極及び接地電極に貴金属チップを配設し、その貴金属チップの細径化によって、燃料ブリッジの発生を抑制するスパークプラグが開示されている(特許文献1)。
しかしながら、上記スパークプラグを採用しても、特に上述した直噴方式のエンジンにおいては、燃料溜りや燃料ブリッジが発生することがある。また、中心電極及び接地電極の双方に貴金属チップを配設することは、スパークプラグのコスト低減の阻害となる。
そして、燃料溜りや燃料ブリッジは、中心電極よりも接地電極の形状等に起因すると考えられ、接地電極の形状等に改良の余地があると考えられる。
そして、燃料溜りや燃料ブリッジは、中心電極よりも接地電極の形状等に起因すると考えられ、接地電極の形状等に改良の余地があると考えられる。
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、耐燃料溜り性、耐燃料ブリッジ性に優れた内燃機関用のスパークプラグを提供しようとするものである。
第1の発明は、外周に取付け用ネジ部を設けた取付金具と、該取付金具の中心軸側に保持される絶縁碍子と、該絶縁碍子の中心軸側に保持される中心電極と、上記取付金具に取付けられると共に上記中心電極の先端部との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグであって、
上記接地電極は、上記スパークプラグの中心軸に直交する上記中心電極との対向面を有し、該対向面の幅は1.6mm以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある(請求項1)。
上記接地電極は、上記スパークプラグの中心軸に直交する上記中心電極との対向面を有し、該対向面の幅は1.6mm以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある(請求項1)。
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記スパークプラグにおいては、上記接地電極の上記対向面の幅が1.6mm以下である。そのため、火花放電ギャップにおいて、接地電極の上記対向面に燃料が付着しても、その燃料は側方に流れやすくなる。また、接地電極の表面に燃料が付着して、接地電極の上記対向面に燃料が流れてきても、その燃料は更に側方に流れ、上記対向面には燃料が溜まり難い。それ故、燃料溜りの発生を抑制することができると共に、燃料ブリッジの発生を抑制することができる。これにより、スパークプラグの着火性能、始動性能を向上させることができる。
上記スパークプラグにおいては、上記接地電極の上記対向面の幅が1.6mm以下である。そのため、火花放電ギャップにおいて、接地電極の上記対向面に燃料が付着しても、その燃料は側方に流れやすくなる。また、接地電極の表面に燃料が付着して、接地電極の上記対向面に燃料が流れてきても、その燃料は更に側方に流れ、上記対向面には燃料が溜まり難い。それ故、燃料溜りの発生を抑制することができると共に、燃料ブリッジの発生を抑制することができる。これにより、スパークプラグの着火性能、始動性能を向上させることができる。
以上のごとく、本発明によれば、耐燃料溜り性、耐燃料ブリッジ性に優れた内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
第2の発明は、外周に取付け用ネジ部を設けた取付金具と、該取付金具の中心軸側に保持される絶縁碍子と、該絶縁碍子の中心軸側に保持される中心電極と、上記取付金具に取付けられると共に上記中心電極の先端部との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグであって、
上記接地電極には、上記スパークプラグの中心軸に直交する上記中心電極との対向面に、貴金属チップを突出配置してあり、
上記中心電極には、上記接地電極との対向面に貴金属チップを配設していないことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある(請求項6)。
上記接地電極には、上記スパークプラグの中心軸に直交する上記中心電極との対向面に、貴金属チップを突出配置してあり、
上記中心電極には、上記接地電極との対向面に貴金属チップを配設していないことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある(請求項6)。
次に、本発明の作用効果につき説明する。
上記スパークプラグにおいては、上記接地電極の上記対向面に貴金属チップを突出配置してある。そのため、接地電極の表面に燃料が付着して、接地電極の上記対向面に燃料が流れてきても、その燃料は上記貴金属チップにおける中心電極との対向面には溜まり難い。それ故、火花放電を阻害するような燃料溜りの発生や燃料ブリッジの発生を抑制することができる。これにより、スパークプラグの着火性能、始動性能を向上させることができる。
上記スパークプラグにおいては、上記接地電極の上記対向面に貴金属チップを突出配置してある。そのため、接地電極の表面に燃料が付着して、接地電極の上記対向面に燃料が流れてきても、その燃料は上記貴金属チップにおける中心電極との対向面には溜まり難い。それ故、火花放電を阻害するような燃料溜りの発生や燃料ブリッジの発生を抑制することができる。これにより、スパークプラグの着火性能、始動性能を向上させることができる。
以上のごとく、本発明によれば、耐燃料溜り性、耐燃料ブリッジ性に優れた内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
上記第1の発明(請求項1)及び上記第2の発明(請求項6)において、上記内燃機関用のスパークプラグは、例えば、自動車、コージェネレーション、ガス圧送用ポンプ等における内燃機関の着火手段として用いることができる。
また、上記接地電極における中心電極との対向面の幅は、該対向面に貴金属チップを突出配置する場合には、貴金属チップの外径以上であることが好ましい。
また、上記接地電極における中心電極との対向面の幅は、該対向面に貴金属チップを突出配置する場合には、貴金属チップの外径以上であることが好ましい。
また、上記接地電極は、上記対向面を含む断面における最大幅が、上記対向面の幅よりも大きいことが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記対向面の幅を狭めても接地電極の断面積を充分に確保することが可能となるため、上記接地電極の耐消耗性を確保しつつ、耐燃料溜り性、耐燃料ブリッジ性の向上を図ることができる。
この場合には、上記対向面の幅を狭めても接地電極の断面積を充分に確保することが可能となるため、上記接地電極の耐消耗性を確保しつつ、耐燃料溜り性、耐燃料ブリッジ性の向上を図ることができる。
また、上記接地電極は、上記対向面の側方に、面取り部を設けてなることが好ましい(請求項3)。
この場合には、上記対向面の幅を狭めつつ接地電極の断面積を充分に確保することが容易となるため、上記接地電極の耐消耗性を確保しつつ、耐燃料溜り性、耐燃料ブリッジ性の向上を容易に図ることができる。
この場合には、上記対向面の幅を狭めつつ接地電極の断面積を充分に確保することが容易となるため、上記接地電極の耐消耗性を確保しつつ、耐燃料溜り性、耐燃料ブリッジ性の向上を容易に図ることができる。
また、上記接地電極の上記対向面には、貴金属チップを突出配置してなることが好ましい(請求項4)。
この場合には、貴金属チップにおける中心電極との対向面には燃料が溜まり難いため、火花放電を阻害するような燃料溜りの発生や燃料ブリッジの発生を抑制することができる。これにより、スパークプラグの着火性能、始動性能を向上させることができる。また、貴金属チップを用いること自体による着火性能の向上や、耐久性の向上等も期待できる。
この場合には、貴金属チップにおける中心電極との対向面には燃料が溜まり難いため、火花放電を阻害するような燃料溜りの発生や燃料ブリッジの発生を抑制することができる。これにより、スパークプラグの着火性能、始動性能を向上させることができる。また、貴金属チップを用いること自体による着火性能の向上や、耐久性の向上等も期待できる。
また、上記接地電極の上記対向面の幅は0.6mm以上であることが好ましい(請求項5)。
この場合には、接地電極における対向面の温度上昇を抑制することができるため、接地電極の消耗を抑制することができる。その結果、スパークプラグの低寿命化を防ぐことができる。
この場合には、接地電極における対向面の温度上昇を抑制することができるため、接地電極の消耗を抑制することができる。その結果、スパークプラグの低寿命化を防ぐことができる。
また、上記貴金属チップの外径は、0.4〜1.0mmであることが好ましい(請求項7)。
この場合には、貴金属チップの耐消耗性及び着火性に優れたスパークプラグを得ることができる。
上記貴金属チップの外径が0.4mm未満の場合には、貴金属チップが高温となりすぎて、消耗しやすくなるおそれがある。一方、貴金属チップの外径が1.0mmを超える場合には、着火性能を充分に確保することが困難となるおそれがある。
この場合には、貴金属チップの耐消耗性及び着火性に優れたスパークプラグを得ることができる。
上記貴金属チップの外径が0.4mm未満の場合には、貴金属チップが高温となりすぎて、消耗しやすくなるおそれがある。一方、貴金属チップの外径が1.0mmを超える場合には、着火性能を充分に確保することが困難となるおそれがある。
また、上記貴金属チップの軸方向長さは、0.3〜1.5mmであることが好ましい(請求項8)。
この場合には、貴金属チップの耐酸化性を確保しつつ、着火性を向上させることができる。
上記貴金属チップの軸方向長さが0.3mm未満の場合には、着火性を充分に向上させることが困難となるおそれがある。一方、貴金属チップの軸方向長さが1.5mmを超える場合には、貴金属チップの耐酸化性を充分確保することが困難となるおそれがある。
この場合には、貴金属チップの耐酸化性を確保しつつ、着火性を向上させることができる。
上記貴金属チップの軸方向長さが0.3mm未満の場合には、着火性を充分に向上させることが困難となるおそれがある。一方、貴金属チップの軸方向長さが1.5mmを超える場合には、貴金属チップの耐酸化性を充分確保することが困難となるおそれがある。
また、上記中心電極は、先端部の外径が2mm以上であることが好ましい(請求項9)。
この場合には、中心電極の耐消耗性を充分に確保することができ、長寿命のスパークプラグを得ることができる。また、中心電極の先端部の外径が2mm以上のスパークプラグにおいては、一般的に、燃料溜りや燃料ブリッジが特に生じやすい。そこで、本発明を採用することにより、かかる「中心電極の先端部の外径が2mm以上のスパークプラグ」においても燃料溜りや燃料ブリッジを抑制することができるスパークプラグを得ることができる。
この場合には、中心電極の耐消耗性を充分に確保することができ、長寿命のスパークプラグを得ることができる。また、中心電極の先端部の外径が2mm以上のスパークプラグにおいては、一般的に、燃料溜りや燃料ブリッジが特に生じやすい。そこで、本発明を採用することにより、かかる「中心電極の先端部の外径が2mm以上のスパークプラグ」においても燃料溜りや燃料ブリッジを抑制することができるスパークプラグを得ることができる。
(実施例1)
本発明の実施例にかかる内燃機関用のスパークプラグにつき、図1〜図3を用いて説明する。
本例のスパークプラグ1は、外周に取付け用ネジ部42を設けた取付金具4と、該取付金具4の中心軸側に保持される絶縁碍子2と、該絶縁碍子2の中心軸側に保持される中心電極3と、取付金具4に取付けられると共に中心電極3の先端部との間に火花放電ギャップ11を形成する接地電極5とを有する。
接地電極5は、スパークプラグ1の中心軸Mに直交する中心電極3との対向面51を有する。そして、該対向面51の幅wは0.6mm以上かつ1.6mm以下である。
本発明の実施例にかかる内燃機関用のスパークプラグにつき、図1〜図3を用いて説明する。
本例のスパークプラグ1は、外周に取付け用ネジ部42を設けた取付金具4と、該取付金具4の中心軸側に保持される絶縁碍子2と、該絶縁碍子2の中心軸側に保持される中心電極3と、取付金具4に取付けられると共に中心電極3の先端部との間に火花放電ギャップ11を形成する接地電極5とを有する。
接地電極5は、スパークプラグ1の中心軸Mに直交する中心電極3との対向面51を有する。そして、該対向面51の幅wは0.6mm以上かつ1.6mm以下である。
図1に示すごとく、接地電極5は、対向面51を含む断面における最大幅vが、対向面51の幅wよりも大きい。また、接地電極5は、対向面51の側方に面取り部52を設けてなる。本例においては、接地電極5の断面形状は、具体的には、長方形における一辺の両角部を面取りした六角形状を有し、その一対の面取り部52の間に上記対向面51が形成されている。また、対向面51と反対側の底面54は、対向面51の幅wよりも大きく、上記最大幅vと同じである。
また、接地電極5の対向面51には、貴金属チップ50を突出配置してなる。該貴金属チップ50は、Pt(白金)又はPtを主成分とする合金からなる。そして、この貴金属チップ50が、Ni合金からなる接地電極5(母材)の対向面51に溶接されている。
貴金属チップ50は、円柱形状を有し、外径d1が0.4〜1.0mmであり、軸方向長さLは、0.3〜1.5mmである。
一方、中心電極3は、円柱形状を有し、その先端部の外径d2は、2mm以上であり、例えば、2.3〜2.5mmとすることができる。なお、中心電極3は、Ni(ニッケル)合金からなる。
一方、中心電極3は、円柱形状を有し、その先端部の外径d2は、2mm以上であり、例えば、2.3〜2.5mmとすることができる。なお、中心電極3は、Ni(ニッケル)合金からなる。
中心電極3と、接地電極5の貴金属チップ50とは、中心軸が略一致するように配置されており、両者の間に形成される火花放電ギャップ11の長さは、例えば、0.6〜1.5mmである。
また、取付金具4の取付け用ネジ部42のネジ径は、例えば、M10〜M14とすることができる。
また、取付金具4の取付け用ネジ部42のネジ径は、例えば、M10〜M14とすることができる。
次に、本例の作用効果につき説明する。
上記スパークプラグ1においては、接地電極5の上記対向面51の幅wが1.6mm以下である。そのため、火花放電ギャップ11において、接地電極5の上記対向面51に燃料が付着しても、その燃料は側方に流れやすくなる。また、接地電極5の表面に燃料が付着して、接地電極5の上記対向面51に燃料が流れてきても、その燃料は更に側方に流れ、上記対向面51には燃料が溜まり難い。それ故、燃料溜りの発生を抑制することができると共に、燃料ブリッジの発生を抑制することができる。これにより、スパークプラグ1の着火性能、始動性能を向上させることができる。
また、接地電極5の対向面51の幅wは0.6mm以上であるため、接地電極5における対向面51の温度上昇を抑制することができる。それ故、接地電極5の消耗を抑制することができる。
上記スパークプラグ1においては、接地電極5の上記対向面51の幅wが1.6mm以下である。そのため、火花放電ギャップ11において、接地電極5の上記対向面51に燃料が付着しても、その燃料は側方に流れやすくなる。また、接地電極5の表面に燃料が付着して、接地電極5の上記対向面51に燃料が流れてきても、その燃料は更に側方に流れ、上記対向面51には燃料が溜まり難い。それ故、燃料溜りの発生を抑制することができると共に、燃料ブリッジの発生を抑制することができる。これにより、スパークプラグ1の着火性能、始動性能を向上させることができる。
また、接地電極5の対向面51の幅wは0.6mm以上であるため、接地電極5における対向面51の温度上昇を抑制することができる。それ故、接地電極5の消耗を抑制することができる。
また、図1に示すごとく、接地電極5は、上記対向面51を含む断面における最大幅vが、上記対向面51の幅wよりも大きい。即ち、接地電極5は、対向面51の側方に、面取り部52を設けてなる、断面六角形状を有する。これにより、対向面51の幅wを狭めても接地電極5の断面積を充分に確保することが可能となるため、接地電極5の耐消耗性を確保しつつ、耐燃料溜り性、耐燃料ブリッジ性の向上を図ることができる。
また、接地電極5の対向面51には、貴金属チップ50を突出配置してなる。貴金属チップ50における中心電極3との対向面501には燃料が溜まり難いため、火花放電を阻害するような燃料溜りの発生や燃料ブリッジの発生を抑制することができる。これにより、スパークプラグ1の着火性能、始動性能を向上させることができる。また、貴金属チップ50を用いること自体による着火性能の向上や、耐久性の向上等も期待できる。
また、貴金属チップ50の外径d1が0.4〜1.0mmであるため、貴金属チップ50の耐消耗性及び着火性を確保することができる。また、貴金属チップ50の軸方向長さLが0.3〜1.5mmであるため、貴金属チップ50の耐酸化性を確保しつつ、着火性を向上させることができる。
また、中心電極3の先端部の外径d2が2mm以上であるため、中心電極3の耐消耗性を充分に確保することができ、長寿命のスパークプラグ1を得ることができる。また、中心電極3の先端部の外径が2mm以上のスパークプラグ1においては、一般的に、燃料溜りや燃料ブリッジが特に生じやすい。そこで、本発明を採用することにより、かかる「中心電極3の先端部の外径d2が2mm以上のスパークプラグ1」においても燃料溜りや燃料ブリッジを抑制することができるスパークプラグ1を得ることができる。
以上のごとく、本例によれば、耐燃料溜り性、耐燃料ブリッジ性に優れた内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
(実施例2)
本例は、図4、図5に示すごとく、接地電極5に貴金属チップ(実施例1の図1〜3における符号50参照)を設けていないスパークプラグ1の例である。
本例のスパークプラグ1においては、中心電極3の先端面と接地電極5の対向面51との間に火花放電ギャップ11が形成される。そして、接地電極5の対向面51の幅wは、実施例1と同様に1.6mm以下である。
その他は、実施例1と同様である。
本例は、図4、図5に示すごとく、接地電極5に貴金属チップ(実施例1の図1〜3における符号50参照)を設けていないスパークプラグ1の例である。
本例のスパークプラグ1においては、中心電極3の先端面と接地電極5の対向面51との間に火花放電ギャップ11が形成される。そして、接地電極5の対向面51の幅wは、実施例1と同様に1.6mm以下である。
その他は、実施例1と同様である。
本例の場合には、貴金属チップを接地電極5に接合する必要がないため、製造工程の削減、材料コストの低減を図ることができる。
そして、本例の場合にも、接地電極5の対向面51の幅wが1.6mm以下であるため、耐燃料溜り性や耐燃料ブリッジ性を向上させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
そして、本例の場合にも、接地電極5の対向面51の幅wが1.6mm以下であるため、耐燃料溜り性や耐燃料ブリッジ性を向上させることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
(実施例3)
本例は、図6、図7に示すごとく、接地電極5の断面形状を長方形状とすると共に、接地電極5の中心電極3との対向面510に、貴金属チップ50を突出配置した例である。
本例においては、接地電極5の上記対向面510の幅uは2.2〜2.8mmである。
その他は、実施例1と同様である。
本例は、図6、図7に示すごとく、接地電極5の断面形状を長方形状とすると共に、接地電極5の中心電極3との対向面510に、貴金属チップ50を突出配置した例である。
本例においては、接地電極5の上記対向面510の幅uは2.2〜2.8mmである。
その他は、実施例1と同様である。
本例のスパークプラグ1においては、接地電極5の対向面510に貴金属チップ50を突出配置してある。そのため、接地電極5の表面に燃料が付着して、接地電極5の上記対向面510に燃料が流れてきても、その燃料は貴金属チップ50における中心電極3との対向面501には溜まり難い。それ故、火花放電を阻害するような燃料溜りの発生や燃料ブリッジの発生を抑制することができる。これにより、スパークプラグ1の着火性能、始動性能を向上させることができる。
以上のごとく、本例の場合にも、耐燃料溜り性、耐燃料ブリッジ性に優れた内燃機関用のスパークプラグ1を提供することができる。
以上のごとく、本例の場合にも、耐燃料溜り性、耐燃料ブリッジ性に優れた内燃機関用のスパークプラグ1を提供することができる。
(実施例4)
本例は、図8〜図10に示すごとく、接地電極5の対向面51を含む断面形状を、種々変更した例である。
即ち、図8に示す接地電極5は、面取り部52を円弧状としたものである。また、図9に示す接地電極5は、側面53を円弧状としたものである。図10に示す接地電極5は、側面53を斜面とした、台形状の断面を有する。図11に示す接地電極5は、側面53を内側に窪んだ円弧状としたものである。
本例は、図8〜図10に示すごとく、接地電極5の対向面51を含む断面形状を、種々変更した例である。
即ち、図8に示す接地電極5は、面取り部52を円弧状としたものである。また、図9に示す接地電極5は、側面53を円弧状としたものである。図10に示す接地電極5は、側面53を斜面とした、台形状の断面を有する。図11に示す接地電極5は、側面53を内側に窪んだ円弧状としたものである。
上記の形状は、一例であり、他の種々の形状のバリエーションが考えられる。また、各接地電極5の対向面51には、貴金属チップ(実施例1の図1〜図3における符号50参照)を突出配置してもよい。
その他は、実施例1と同様であり、実施例1と同様の作用効果を有する。
その他は、実施例1と同様であり、実施例1と同様の作用効果を有する。
(実施例5)
本例は、図12に示すごとく、接地電極5の対向面51の幅wと、燃料溜り又は燃料ブリッジの発生率との関係を調べた例である。
試料として用いたスパークプラグは、実施例2において示したものと同様であり、貴金属チップを接地電極5に配設していないものである。また、中心電極3の先端部の直径d2は2.5mmである。
本例は、図12に示すごとく、接地電極5の対向面51の幅wと、燃料溜り又は燃料ブリッジの発生率との関係を調べた例である。
試料として用いたスパークプラグは、実施例2において示したものと同様であり、貴金属チップを接地電極5に配設していないものである。また、中心電極3の先端部の直径d2は2.5mmである。
そして、接地電極5の対向面51の幅wが1.4〜2.8mmの間で異なる6種類の試料を用意した。これらのスパークプラグを、それぞれ、−30℃という極低温の環境化において、火花放電を100回行った。100回の火花放電のうちで、燃料溜りの発生及び燃料ブリッジの発生が何回発生したかを観測した。
観測結果を図12に示す。
同図より分かるように、接地電極5の対向面51の幅wが大きいほど、燃料溜り及び燃料ブリッジが発生しやすくなる。そして、対向面51の幅wが1.6mm以下であると、その発生率が10%を下回り、燃料ブリッジの発生率については0%となった。
この結果から、接地電極5の対向面51の幅wを、1.6mm以下とすることにより、耐燃料溜り性及び耐燃料ブリッジ性を大きく向上させることができることが分かる。
同図より分かるように、接地電極5の対向面51の幅wが大きいほど、燃料溜り及び燃料ブリッジが発生しやすくなる。そして、対向面51の幅wが1.6mm以下であると、その発生率が10%を下回り、燃料ブリッジの発生率については0%となった。
この結果から、接地電極5の対向面51の幅wを、1.6mm以下とすることにより、耐燃料溜り性及び耐燃料ブリッジ性を大きく向上させることができることが分かる。
(実施例6)
本例は、図13に示すごとく、接地電極5の貴金属チップ50の軸方向長さL(突出量)及び外径d1と、着火性との関係を調べた例である。
即ち、上記貴金属チップ50の軸方向長さL及び外径d1の異なる種々のスパークプラグを用意し、それらをエンジンに取付けて着火性能を確認した。着火性能の評価は、エンジンの回転数を毎分600回転として、空燃比(A/F)を変化させつつ、混合気体への着火限界を観測することにより行った。
本例は、図13に示すごとく、接地電極5の貴金属チップ50の軸方向長さL(突出量)及び外径d1と、着火性との関係を調べた例である。
即ち、上記貴金属チップ50の軸方向長さL及び外径d1の異なる種々のスパークプラグを用意し、それらをエンジンに取付けて着火性能を確認した。着火性能の評価は、エンジンの回転数を毎分600回転として、空燃比(A/F)を変化させつつ、混合気体への着火限界を観測することにより行った。
観測結果を図13に示す。同図において、「φ0.3」〜「φ1.5」を付した曲線がそれぞれd1=0.3〜1.5mmとした試料についてのデータを表す。
同図より分かるように、貴金属チップ50の軸方向長さLが大きくなるほど、また外径d1が小さくなるほど、着火性能は向上する。そして、貴金属チップ50の外径d1を1.0mm以下とすることにより、充分な着火性能を得ることができる。また、貴金属チップ50の外径d1を小さくすることにより、着火性能を向上させることはできるが、0.4mm未満とすると、高温となりすぎて耐消耗性が低下するおそれがあるため、外径d1は0.4mm以上であることが好ましい。
また、着火性能を確保するためには、貴金属チップ50の軸方向長さLについては0.3mm以上が必要であることがわかる。
同図より分かるように、貴金属チップ50の軸方向長さLが大きくなるほど、また外径d1が小さくなるほど、着火性能は向上する。そして、貴金属チップ50の外径d1を1.0mm以下とすることにより、充分な着火性能を得ることができる。また、貴金属チップ50の外径d1を小さくすることにより、着火性能を向上させることはできるが、0.4mm未満とすると、高温となりすぎて耐消耗性が低下するおそれがあるため、外径d1は0.4mm以上であることが好ましい。
また、着火性能を確保するためには、貴金属チップ50の軸方向長さLについては0.3mm以上が必要であることがわかる。
(実施例7)
本例は、図14に示すごとく、上記実施例1及び上記実施例3に示したタイプのスパークプラグにつき、接地電極5の貴金属チップ50の軸方向長さLと、燃料溜り又は燃料ブリッジの発生率との関係を調べた例である。
実施例1(図1〜図3)に示したタイプのスパークプラグは、接地電極5の対向面51の幅wを1.6mmとした。実施例3(図6、図7)に示したタイプのスパークプラグは、接地電極5の対向面510の幅wを2.8mmとした。また、いずれのスパークプラグについても、中心電極2の先端部の外径d2を2.5mmとした。
本例は、図14に示すごとく、上記実施例1及び上記実施例3に示したタイプのスパークプラグにつき、接地電極5の貴金属チップ50の軸方向長さLと、燃料溜り又は燃料ブリッジの発生率との関係を調べた例である。
実施例1(図1〜図3)に示したタイプのスパークプラグは、接地電極5の対向面51の幅wを1.6mmとした。実施例3(図6、図7)に示したタイプのスパークプラグは、接地電極5の対向面510の幅wを2.8mmとした。また、いずれのスパークプラグについても、中心電極2の先端部の外径d2を2.5mmとした。
そして、接地電極5の貴金属チップ50の軸方向長さLを種々変更して、試験を行った。試験方法については、上記実施例5と同様である。また、貴金属チップ50の外径d1は、いずれも1.0mmとした。
観測結果を図14に示す。同図において、実施例1のタイプの試料についての結果を○にて示し、実施例3のタイプの試料についての結果を●にて示した。
観測結果を図14に示す。同図において、実施例1のタイプの試料についての結果を○にて示し、実施例3のタイプの試料についての結果を●にて示した。
同図から分かるように、実施例1のタイプの試料は、燃料溜り、燃料ブリッジの発生率を極めて小さくすることができ、特に貴金属チップ50の軸方向長さLを0.3mm以上とすることにより、燃料溜り、燃料ブリッジの発生をなくすことができる。
一方、実施例3のタイプの試料については、燃料溜り、燃料ブリッジの発生率が比較的大きく、特に貴金属チップ50の軸方向長さLが0.2mm以下の場合、燃料溜り、燃料ブリッジの発生率が大きくなる。ただし、軸方向長さLを0.3mm以上とすることにより、燃料溜り、燃料ブリッジの発生率を10%以下に抑制することができる。
一方、実施例3のタイプの試料については、燃料溜り、燃料ブリッジの発生率が比較的大きく、特に貴金属チップ50の軸方向長さLが0.2mm以下の場合、燃料溜り、燃料ブリッジの発生率が大きくなる。ただし、軸方向長さLを0.3mm以上とすることにより、燃料溜り、燃料ブリッジの発生率を10%以下に抑制することができる。
(実施例8)
本例は、図15、図16に示すごとく、接地電極5の対向面51の幅wと放電ギャップ11の拡大量ΔGとの関係を調べた例である。
なお、本例で用いた符合は、図1において使用した符号に準ずる。
本例は、図15、図16に示すごとく、接地電極5の対向面51の幅wと放電ギャップ11の拡大量ΔGとの関係を調べた例である。
なお、本例で用いた符合は、図1において使用した符号に準ずる。
本例では、接地電極5の対向面51の幅wを種々変更させたスパークプラグに対して、1600ccで4気筒のエンジンベンチを用いて300時間の耐久試験を行った。その後、図15に示すごとく、それぞれのスパークプラグにおける放電ギャップ11の拡大量ΔGを測定した。すなわち、上記放電ギャップ11の拡大量ΔGは、中心電極3の消耗量ΔG1と接地電極5の消耗量ΔG2との合計である。なお、同図中の破線は、耐久試験前における中心電極3及び接地電極5の形状を示すものである。
測定結果を図16に示す。
同図からわかるように、幅wが小さくなるほど放電ギャップ11の拡大量ΔGが大きくなっている。これは、幅wが小さくなると、接地電極5における放電面積が小さくなるためであると考えられる。すなわち、幅wが大きいものと小さいものとを比較した場合、両者間で中心電極3及び接地電極5において減少した体積(電極の消耗量)の合計が同等であったとしても、幅wが小さいほど放電ギャップ11が大きくなる方向に電極が消耗することとなるためである。
同図からわかるように、幅wが小さくなるほど放電ギャップ11の拡大量ΔGが大きくなっている。これは、幅wが小さくなると、接地電極5における放電面積が小さくなるためであると考えられる。すなわち、幅wが大きいものと小さいものとを比較した場合、両者間で中心電極3及び接地電極5において減少した体積(電極の消耗量)の合計が同等であったとしても、幅wが小さいほど放電ギャップ11が大きくなる方向に電極が消耗することとなるためである。
また、図16から、幅wが0.6mmよりも小さくなると、より一層放電ギャップ11の拡大量ΔGの増加率が大きくなっていくことがわかる。これは、幅wが0.6mm未満に小さくなると接地電極5における対向面51の温度が大幅に上昇して、接地電極5の消耗量がより一層増加するためであると考えられる。
以上により、接地電極5における対向面51の温度上昇を抑制して接地電極5の消耗を抑制するという観点から、幅wは0.6mm以上とすることが好ましいことがわかる。
以上により、接地電極5における対向面51の温度上昇を抑制して接地電極5の消耗を抑制するという観点から、幅wは0.6mm以上とすることが好ましいことがわかる。
1 スパークプラグ
11 火花放電ギャップ
2 絶縁碍子
3 中心電極
4 取付金具
42 取付け用ネジ部
5 接地電極
50 貴金属チップ
51 対向面
11 火花放電ギャップ
2 絶縁碍子
3 中心電極
4 取付金具
42 取付け用ネジ部
5 接地電極
50 貴金属チップ
51 対向面
Claims (9)
- 外周に取付け用ネジ部を設けた取付金具と、該取付金具の中心軸側に保持される絶縁碍子と、該絶縁碍子の中心軸側に保持される中心電極と、上記取付金具に取付けられると共に上記中心電極の先端部との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグであって、
上記接地電極は、上記スパークプラグの中心軸に直交する上記中心電極との対向面を有し、該対向面の幅は1.6mm以下であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。 - 請求項1において、上記接地電極は、上記対向面を含む断面における最大幅が、上記対向面の幅よりも大きいことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
- 請求項1又は2において、上記接地電極は、上記対向面の側方に、面取り部を設けてなることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
- 請求項1〜3のいずれか一項において、上記接地電極の上記対向面には、貴金属チップを突出配置してなることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
- 請求項1〜4のいずれか一項において、上記接地電極の上記対向面の幅は0.6mm以上であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
- 外周に取付け用ネジ部を設けた取付金具と、該取付金具の中心軸側に保持される絶縁碍子と、該絶縁碍子の中心軸側に保持される中心電極と、上記取付金具に取付けられると共に上記中心電極の先端部との間に火花放電ギャップを形成する接地電極とを有する内燃機関用のスパークプラグであって、
上記接地電極には、上記スパークプラグの中心軸に直交する上記中心電極との対向面に、貴金属チップを突出配置してあり、
上記中心電極には、上記接地電極との対向面に貴金属チップを配設していないことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。 - 請求項4〜6のいずれか一項において、上記貴金属チップの外径は、0.4〜1.0mmであることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
- 請求項4〜7のいずれか一項において、上記貴金属チップの軸方向長さは、0.3〜1.5mmであることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
- 請求項1〜8のいずれか一項において、上記中心電極は、先端部の外径が2mm以上であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ。
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