JP2789749B2 - 内燃機関用スパークプラグ - Google Patents
内燃機関用スパークプラグInfo
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- JP2789749B2 JP2789749B2 JP33930589A JP33930589A JP2789749B2 JP 2789749 B2 JP2789749 B2 JP 2789749B2 JP 33930589 A JP33930589 A JP 33930589A JP 33930589 A JP33930589 A JP 33930589A JP 2789749 B2 JP2789749 B2 JP 2789749B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は自動車等の内燃機関に用いられるスパーク
フラグに関するものである。
フラグに関するものである。
従来、自動車等のガソリン内燃機関においては、燃料
を着火するためスパークプラグが用いられているが、こ
のスパークプラグは一般に中心電極と接地電極とを備
え、これら電極間の気中スパークギャップで飛火する構
造となっている。そして、ガソリン内燃機関においては
低温時の運転性を確保するための一手段として非常に濃
い混合気を供給する方法が採用されているが、そのため
上記のような構造のスパークプラグにおいては、特に新
車がシャシーメーカーからユーザーに渡されるまでの新
車搬送中に、導電性特質としてのカーボンがスパークパ
ラグを構成する絶縁体の表面に付着する傾向にある。こ
のカーボンの付着により絶縁体の絶縁抵抗を早期に低下
させ、スパークプラグの燻り寿命を大幅に短くするとい
う問題がある。この燻り寿命の低下を解消させるため、
例えば特公昭56−51476号公報及び特開昭64−27176号公
報に示されるスパークプラグが提案されている。
を着火するためスパークプラグが用いられているが、こ
のスパークプラグは一般に中心電極と接地電極とを備
え、これら電極間の気中スパークギャップで飛火する構
造となっている。そして、ガソリン内燃機関においては
低温時の運転性を確保するための一手段として非常に濃
い混合気を供給する方法が採用されているが、そのため
上記のような構造のスパークプラグにおいては、特に新
車がシャシーメーカーからユーザーに渡されるまでの新
車搬送中に、導電性特質としてのカーボンがスパークパ
ラグを構成する絶縁体の表面に付着する傾向にある。こ
のカーボンの付着により絶縁体の絶縁抵抗を早期に低下
させ、スパークプラグの燻り寿命を大幅に短くするとい
う問題がある。この燻り寿命の低下を解消させるため、
例えば特公昭56−51476号公報及び特開昭64−27176号公
報に示されるスパークプラグが提案されている。
前者のスパークプラグは、中心電極の先端側を径小に
形成して該径小部の先端面を絶縁体の内孔の内側へ引っ
込ませて該径小部の外周囲と絶縁体の内孔の壁面との間
に環状空所を形成したものであり、接地電極の先端側を
絶縁体の先端面寄りに配置して中心電極の先端面と接地
電極の側面との間に第１ギャップを形成し、又、絶縁体
の先端面と接地電極の側面との間に第１ギャップより寸
法的に小さい第２ギャップを形成したものである。作動
としては、絶縁体の先端面側にカーボンが付着していな
い正常時には第１ギャップで火花放電が生じ、これに対
し絶縁体の先端面側も含めて環状空所における内孔の壁
面にカーボンが付着した汚損時には中心電極から内孔壁
面を通って第２ギャップへ火花放電が生じ、この第２ギ
ャップへの火花放電により内孔壁面に付着したカーボン
を焼失し、正常時の火花放電に復帰するものである。
形成して該径小部の先端面を絶縁体の内孔の内側へ引っ
込ませて該径小部の外周囲と絶縁体の内孔の壁面との間
に環状空所を形成したものであり、接地電極の先端側を
絶縁体の先端面寄りに配置して中心電極の先端面と接地
電極の側面との間に第１ギャップを形成し、又、絶縁体
の先端面と接地電極の側面との間に第１ギャップより寸
法的に小さい第２ギャップを形成したものである。作動
としては、絶縁体の先端面側にカーボンが付着していな
い正常時には第１ギャップで火花放電が生じ、これに対
し絶縁体の先端面側も含めて環状空所における内孔の壁
面にカーボンが付着した汚損時には中心電極から内孔壁
面を通って第２ギャップへ火花放電が生じ、この第２ギ
ャップへの火花放電により内孔壁面に付着したカーボン
を焼失し、正常時の火花放電に復帰するものである。
後者のスパークプラグでは、中心電極の先端を径小と
して、絶縁体の内孔内壁との間に環状空間を設け、その
環状空間の寸法及び絶縁体先端面からの中心電極先端の
突出寸法を適宜設定して誘導放電をその環状空間の中か
ら、もしくはその近傍から発生させ絶縁体内孔の内壁に
付着したカーボンを焼失させ、絶縁抵抗を高く保持しよ
うとするものである。
して、絶縁体の内孔内壁との間に環状空間を設け、その
環状空間の寸法及び絶縁体先端面からの中心電極先端の
突出寸法を適宜設定して誘導放電をその環状空間の中か
ら、もしくはその近傍から発生させ絶縁体内孔の内壁に
付着したカーボンを焼失させ、絶縁抵抗を高く保持しよ
うとするものである。
ところが、特公昭56−51476号公報及び特開昭64−271
76号公報に記載のスパークプラグにおいては、カーボン
が付着する運転条件、主に低温始動の条件で運転を充分
した後において、絶縁体の脚部表面、即ち燃焼室に裸出
した絶縁体先端から金属ハウジングにより保持される絶
縁体部分までの絶縁体表面にカーボンが付着し、この脚
部表面の絶縁抵抗が充分低下した場合に、内燃機関の回
転数を急上昇して車両を急加速すると、燃焼室内の圧力
が上昇し、各公報に示される中心電極先端部と接地電極
側面の間の火花ギャップ及び絶縁体脚部先端部と接地電
極側面の間の火花ギャップの飛火電圧は急上昇するた
め、放電はこのどちらのギャップでも発生することがで
きず、環状空間を形成する絶縁体内孔の表面に沿う沿面
放電をした後、絶縁体の脚部表面に付着したカーボン中
を導電する電流となり、金属ハウジングに至る。このよ
うな沿面放電はそれ自身混合気への着火能力が劣るのに
加え、絶縁体に沿って火炎核を生成する必要があるた
め、絶縁体による消炎作用を受け易く混合気への着火性
は非常に悪い。このために内燃機関の回転数の急な上昇
時（車両の急加速時）には失火が発生し、もたつき、息
つき、サージ、バックファイアなどの不具合が発生し、
これにより、内燃機関が発生するトルクも減少するため
に、運転者が希望する所定の速度に達する時間、いわゆ
る加速時間も長くなるという問題がある。
76号公報に記載のスパークプラグにおいては、カーボン
が付着する運転条件、主に低温始動の条件で運転を充分
した後において、絶縁体の脚部表面、即ち燃焼室に裸出
した絶縁体先端から金属ハウジングにより保持される絶
縁体部分までの絶縁体表面にカーボンが付着し、この脚
部表面の絶縁抵抗が充分低下した場合に、内燃機関の回
転数を急上昇して車両を急加速すると、燃焼室内の圧力
が上昇し、各公報に示される中心電極先端部と接地電極
側面の間の火花ギャップ及び絶縁体脚部先端部と接地電
極側面の間の火花ギャップの飛火電圧は急上昇するた
め、放電はこのどちらのギャップでも発生することがで
きず、環状空間を形成する絶縁体内孔の表面に沿う沿面
放電をした後、絶縁体の脚部表面に付着したカーボン中
を導電する電流となり、金属ハウジングに至る。このよ
うな沿面放電はそれ自身混合気への着火能力が劣るのに
加え、絶縁体に沿って火炎核を生成する必要があるた
め、絶縁体による消炎作用を受け易く混合気への着火性
は非常に悪い。このために内燃機関の回転数の急な上昇
時（車両の急加速時）には失火が発生し、もたつき、息
つき、サージ、バックファイアなどの不具合が発生し、
これにより、内燃機関が発生するトルクも減少するため
に、運転者が希望する所定の速度に達する時間、いわゆ
る加速時間も長くなるという問題がある。
この発明の目的は、絶縁体表面にカーボンが付着した
場合でも、内燃機関の回転数上昇に伴う不具合の発生を
抑制し、回転数上昇時間の遅延を生じさせず、又、燻り
寿命も大幅に向上させることができるスパークプラグを
提供することにある。
場合でも、内燃機関の回転数上昇に伴う不具合の発生を
抑制し、回転数上昇時間の遅延を生じさせず、又、燻り
寿命も大幅に向上させることができるスパークプラグを
提供することにある。
第１の発明は、内燃機関に取り付け可能となってお
り、先端部が該内燃機関の燃焼室内に位置する絶縁体を
設け、該絶縁体にはその先端面で開口する内孔を形成
し、その内孔内には中心電極を配設した内燃機関用スパ
ークプラグにおいて、 前記内孔の先端部には該内孔の本体部より径小な径小
部を形成し、前記中心電極を、前記内孔の本体部に嵌合
した胴部と、該胴部の先端部に突設され、該胴部よりも
径小で、かつ、その先端が前記内孔の径小部内に位置す
る第１の径小部と、該第１の径小部に突設され、該第１
の径小部よりも径小で、かつ、その先端部が絶縁体の先
端面から突出する第２の径小部とから形成し、 前記中心電極の前記第２の径小部側面と前記絶縁体の
前記内孔の径小部内壁との間で第１の環状空間を形成
し、前記中心電極の第１の径小部側面と前記絶縁体の前
記内孔の径小部内壁との間で第２の環状空間を形成し、
前記中心電極の前記第１の径小部側面と前記絶縁体の内
孔の本体部壁面との間で第３の環状空間を形成した内燃
機関用スパークプラグをその要旨とする。
り、先端部が該内燃機関の燃焼室内に位置する絶縁体を
設け、該絶縁体にはその先端面で開口する内孔を形成
し、その内孔内には中心電極を配設した内燃機関用スパ
ークプラグにおいて、 前記内孔の先端部には該内孔の本体部より径小な径小
部を形成し、前記中心電極を、前記内孔の本体部に嵌合
した胴部と、該胴部の先端部に突設され、該胴部よりも
径小で、かつ、その先端が前記内孔の径小部内に位置す
る第１の径小部と、該第１の径小部に突設され、該第１
の径小部よりも径小で、かつ、その先端部が絶縁体の先
端面から突出する第２の径小部とから形成し、 前記中心電極の前記第２の径小部側面と前記絶縁体の
前記内孔の径小部内壁との間で第１の環状空間を形成
し、前記中心電極の第１の径小部側面と前記絶縁体の前
記内孔の径小部内壁との間で第２の環状空間を形成し、
前記中心電極の前記第１の径小部側面と前記絶縁体の内
孔の本体部壁面との間で第３の環状空間を形成した内燃
機関用スパークプラグをその要旨とする。
第２の発明は、第１の発明において、前記絶縁体の先
端面と前記中心電極の前記第１の径小部の先端部との軸
方向での距離をｌ、前記第２の環状空間の半径方向の隙
間寸法をｇとした時、ｌ及びｇがそれぞれ 0.2mm≦ｌ≦2.0mm 0.1mm≦ｇ≦0.8mm の関係を満足する内燃機関用スパークプラグをその要旨
とする。
端面と前記中心電極の前記第１の径小部の先端部との軸
方向での距離をｌ、前記第２の環状空間の半径方向の隙
間寸法をｇとした時、ｌ及びｇがそれぞれ 0.2mm≦ｌ≦2.0mm 0.1mm≦ｇ≦0.8mm の関係を満足する内燃機関用スパークプラグをその要旨
とする。
〔作用〕 低温始動時のような過濃混合気によってカーボンが発
生した場合、燃焼気流によりカーボンは運ばれスパーク
プラグの燃焼室に裸出した表面の至る所に付着しようと
する。この燃焼気流に対して第２の環状空間は絞りとな
り、第３の環状空間へのカーボンの流入が妨げられ、第
３の環状空間で絶縁抵抗が高く保持される。ここで、絶
縁体の脚部表面にカーボンが付着し、充分絶縁抵抗が低
下すると、第２の環状空間の半径方向の隙間寸法ｇで火
花放電が発生する。又、中心電極の第１の径小部の先端
部は段差ができているため、火花放電は第１の径小部の
先端部を起点として発生し、絶縁体内孔の小径部の内壁
に至る。この火花放電により、絶縁体内孔の径小部の壁
面に付着したカーボンは焼失し、正規放電に復帰する。
又、この火花放電は第３の環状空間で絶縁抵抗が高く保
持されているため、沿面放電とはならず着火性に優れた
気中放電となり、又、第１の環状空間の半径方向隙間の
寸法は、混合気が火花放電の発生する起点に充分到達で
きるよう広くとられているので、混合気は良好に着火さ
れる。よって、回転数上昇に伴う不具合が抑制される。
生した場合、燃焼気流によりカーボンは運ばれスパーク
プラグの燃焼室に裸出した表面の至る所に付着しようと
する。この燃焼気流に対して第２の環状空間は絞りとな
り、第３の環状空間へのカーボンの流入が妨げられ、第
３の環状空間で絶縁抵抗が高く保持される。ここで、絶
縁体の脚部表面にカーボンが付着し、充分絶縁抵抗が低
下すると、第２の環状空間の半径方向の隙間寸法ｇで火
花放電が発生する。又、中心電極の第１の径小部の先端
部は段差ができているため、火花放電は第１の径小部の
先端部を起点として発生し、絶縁体内孔の小径部の内壁
に至る。この火花放電により、絶縁体内孔の径小部の壁
面に付着したカーボンは焼失し、正規放電に復帰する。
又、この火花放電は第３の環状空間で絶縁抵抗が高く保
持されているため、沿面放電とはならず着火性に優れた
気中放電となり、又、第１の環状空間の半径方向隙間の
寸法は、混合気が火花放電の発生する起点に充分到達で
きるよう広くとられているので、混合気は良好に着火さ
れる。よって、回転数上昇に伴う不具合が抑制される。
以下、この発明を自動者用ガソリンエンジンに使用さ
れるスパークパラグに具体化した一実施例を図面に従っ
て説明する。
れるスパークパラグに具体化した一実施例を図面に従っ
て説明する。
第２図は本実施例のスパークプラグの全体を示し、第
１図はそのプラグの先端部（放電部）を示す。金属ハウ
ジング１の端面に接地電極２が接続されており、この金
属ハウジング１は絶縁体３の外周囲に固定されている。
絶縁体３はその中心に軸方向に延び、かつ先端面3aで開
口された内孔４を有している。この内孔４の先端部には
本体部4aより径小な径小部4bが形成されている。
１図はそのプラグの先端部（放電部）を示す。金属ハウ
ジング１の端面に接地電極２が接続されており、この金
属ハウジング１は絶縁体３の外周囲に固定されている。
絶縁体３はその中心に軸方向に延び、かつ先端面3aで開
口された内孔４を有している。この内孔４の先端部には
本体部4aより径小な径小部4bが形成されている。
絶縁体３のうち内燃機関の燃焼室側に裸出される側の
脚部3b側の内孔４内には中心電極５が保持されている。
中心電極５は内孔４の本体部4aに嵌合した胴部5aと、こ
の胴部5aの先端側で径小となった第１の径小部5bと、こ
の第１の径小部5bの先端側で径小となった第２の径小部
5cとを有する。中心電極５の第１の小径部5bの先端部６
は、絶縁体内孔４の径小部4bの内壁に対向しており、そ
の両者間にギャップｇが形成されている。
脚部3b側の内孔４内には中心電極５が保持されている。
中心電極５は内孔４の本体部4aに嵌合した胴部5aと、こ
の胴部5aの先端側で径小となった第１の径小部5bと、こ
の第１の径小部5bの先端側で径小となった第２の径小部
5cとを有する。中心電極５の第１の小径部5bの先端部６
は、絶縁体内孔４の径小部4bの内壁に対向しており、そ
の両者間にギャップｇが形成されている。
又、第２の径小部5cの先端は絶縁体３の先端面3aより
突出している。さらに、中心電極５の第２の小径部5cの
側面と絶縁体内孔４の径小部4bの内壁との間に第１の環
状空間7aが形成され、又、中心電極５の第１の径小部5b
の側面と絶縁体内孔４の径小部4bの内壁との間に第２の
環状空間7bが形成され、さらに、中心電極５の第１の径
小部5bの側面と絶縁体内孔４の本体部4aの内壁との間に
第３の環状空間7cが形成されている。そして、中心電極
５の第２の径小部5cの先端面と接地電極２の先端部の側
面との間にギャップＧが形成されている。
突出している。さらに、中心電極５の第２の小径部5cの
側面と絶縁体内孔４の径小部4bの内壁との間に第１の環
状空間7aが形成され、又、中心電極５の第１の径小部5b
の側面と絶縁体内孔４の径小部4bの内壁との間に第２の
環状空間7bが形成され、さらに、中心電極５の第１の径
小部5bの側面と絶縁体内孔４の本体部4aの内壁との間に
第３の環状空間7cが形成されている。そして、中心電極
５の第２の径小部5cの先端面と接地電極２の先端部の側
面との間にギャップＧが形成されている。
尚、図中、1aは金属ハウジング１の取付用ねじ部、８
は電波雑音防止用の抵抗体、９は導電ガラス層、10はタ
ーミナル軸部、11はターミナル部を各々示している。
は電波雑音防止用の抵抗体、９は導電ガラス層、10はタ
ーミナル軸部、11はターミナル部を各々示している。
そして、このスパークプラグをエンジンに取り付けた
状態において、低温始動時のような過濃混合気によって
カーボンが発生した場合には、燃焼気流によりカーボン
が運ばれスパークプラグの燃焼室に裸出した表面の至る
所に付着しようとするが、この燃焼気流に対して第２の
環状空間7bが絞りとして機能して第３の環状空間7cへの
カーボンの流入を妨げる。このため第３の環状空間7cで
絶縁抵抗は高く保持される。ここで、絶縁体３の脚部3b
の表面にカーボンが付着し充分絶縁抵抗が低下すると、
第２の環状空間7bの半径方向の隙間寸法ｇで火花放電が
発生する。又、中心電極５の第１の径小部5bの先端部６
は段差ができているため火花放電が第１の径小部5bの先
端部６を起点として発生し、絶縁体内孔４の径小部4bの
内壁に至る。この火花放電により径小部4bの壁面に付着
したカーボンは焼失し、正規放電に復帰する。又、この
火花放電は第３の環状空間7cで絶縁抵抗が高く保持され
ているため、沿面放電とはならず着火性に優れた気中放
電となり、又、第１の環状空間7aの半径方向隙間の寸法
は、混合気が花火放電の発生する起点（中心電極の第１
の径小部先端部６）に充分到達できるよう広くしてある
ので、混合気は良好に着火される。
状態において、低温始動時のような過濃混合気によって
カーボンが発生した場合には、燃焼気流によりカーボン
が運ばれスパークプラグの燃焼室に裸出した表面の至る
所に付着しようとするが、この燃焼気流に対して第２の
環状空間7bが絞りとして機能して第３の環状空間7cへの
カーボンの流入を妨げる。このため第３の環状空間7cで
絶縁抵抗は高く保持される。ここで、絶縁体３の脚部3b
の表面にカーボンが付着し充分絶縁抵抗が低下すると、
第２の環状空間7bの半径方向の隙間寸法ｇで火花放電が
発生する。又、中心電極５の第１の径小部5bの先端部６
は段差ができているため火花放電が第１の径小部5bの先
端部６を起点として発生し、絶縁体内孔４の径小部4bの
内壁に至る。この火花放電により径小部4bの壁面に付着
したカーボンは焼失し、正規放電に復帰する。又、この
火花放電は第３の環状空間7cで絶縁抵抗が高く保持され
ているため、沿面放電とはならず着火性に優れた気中放
電となり、又、第１の環状空間7aの半径方向隙間の寸法
は、混合気が花火放電の発生する起点（中心電極の第１
の径小部先端部６）に充分到達できるよう広くしてある
ので、混合気は良好に着火される。
次に、第２の環状空間7bの半径方向の隙間寸法ｇと、
絶縁体３の先端面3aと中心電極５の第１の径小部5bの先
端部６との軸方向での距離ｌとによって特性がどのよう
に変化するかについて実験を行ったので、その結果を説
明する。
絶縁体３の先端面3aと中心電極５の第１の径小部5bの先
端部６との軸方向での距離ｌとによって特性がどのよう
に変化するかについて実験を行ったので、その結果を説
明する。
まず、燻り寿命向上効果について説明する。燻り寿命
向上効果は、４サイクル、1300cc、水冷４気筒エンジン
により、カーボンが付着しやすい条件として、−20℃の
雰囲気温度下でラジエータ水温−10℃±１℃にて、始動
−レーシング−アイドルという一連のパターンを１分間
実施し、これを１サイクルとし、評価した。そして、評
価毎に、中心電極５の先端面と金属ハウジング１との間
の絶縁抵抗を絶縁抵抗計にて計測し、1MΩに至るまでの
評価サイクル数を求めた。この２点間の絶縁抵抗が1MΩ
以下に至ると、始動不能、ラフアイドル等のエンジン不
調が生じる。一般に多く使用されているスパークプラグ
の代表例として出願人製作にかかる型式W16EX−U11のプ
ラグは、上記評価にて10サイクルで1MΩに至る評価結果
となっている。よって、10サイクルを越えないと充分と
いえない。
向上効果は、４サイクル、1300cc、水冷４気筒エンジン
により、カーボンが付着しやすい条件として、−20℃の
雰囲気温度下でラジエータ水温−10℃±１℃にて、始動
−レーシング−アイドルという一連のパターンを１分間
実施し、これを１サイクルとし、評価した。そして、評
価毎に、中心電極５の先端面と金属ハウジング１との間
の絶縁抵抗を絶縁抵抗計にて計測し、1MΩに至るまでの
評価サイクル数を求めた。この２点間の絶縁抵抗が1MΩ
以下に至ると、始動不能、ラフアイドル等のエンジン不
調が生じる。一般に多く使用されているスパークプラグ
の代表例として出願人製作にかかる型式W16EX−U11のプ
ラグは、上記評価にて10サイクルで1MΩに至る評価結果
となっている。よって、10サイクルを越えないと充分と
いえない。
第３図は、前記ギャップｇを横軸に、絶縁抵抗が1M以
下となるサイクル数を燻り寿命として縦軸に示したもの
である。第４図は第３図の実験を実施するにあたり使用
したプラグの寸法を示したものである。第５図は前記距
離ｌを横軸に、前記燻り寿命を縦軸に示したものであ
る。第６図は第５図の実験を実施するにあたり使用した
プラグの寸法を示したものである。
下となるサイクル数を燻り寿命として縦軸に示したもの
である。第４図は第３図の実験を実施するにあたり使用
したプラグの寸法を示したものである。第５図は前記距
離ｌを横軸に、前記燻り寿命を縦軸に示したものであ
る。第６図は第５図の実験を実施するにあたり使用した
プラグの寸法を示したものである。
次に、絶縁体３の脚部3bの表面にカーボンが付着し、
絶縁抵抗が低下した状態での車両を加速性における効果
確認のための実験を行った。実験に使用したプラグは前
述した燻り寿命を評価したエンジンの運転パターンで予
め絶縁体３の脚部3bの表面の絶縁抵抗を充分低下させて
おく。実験に使用した車両は４サイクル、1300cc、水冷
４気筒エンジンを搭載し、実験の環境としては加速性試
験中でもカーボンを発生しやすい条件とするため、−20
℃の雰囲気温度下で、ラジエータ水温は−10℃±１℃と
した。変速ギヤはセカンド位置として、10km/Hから20km
/Hまでのフルスロットル加速を行い、それに要する時間
を計測し、加速時間とした。一般に多く使用されている
スパークプラグの代表例として、本出願人の製作にかか
る型式W16EX−U11プラグは上記の評価において加速時間
は４秒となっている。よって、４秒以下でないと充分と
はいえない。
絶縁抵抗が低下した状態での車両を加速性における効果
確認のための実験を行った。実験に使用したプラグは前
述した燻り寿命を評価したエンジンの運転パターンで予
め絶縁体３の脚部3bの表面の絶縁抵抗を充分低下させて
おく。実験に使用した車両は４サイクル、1300cc、水冷
４気筒エンジンを搭載し、実験の環境としては加速性試
験中でもカーボンを発生しやすい条件とするため、−20
℃の雰囲気温度下で、ラジエータ水温は−10℃±１℃と
した。変速ギヤはセカンド位置として、10km/Hから20km
/Hまでのフルスロットル加速を行い、それに要する時間
を計測し、加速時間とした。一般に多く使用されている
スパークプラグの代表例として、本出願人の製作にかか
る型式W16EX−U11プラグは上記の評価において加速時間
は４秒となっている。よって、４秒以下でないと充分と
はいえない。
第７図は前記ギャップｇを横軸に、加速時間を縦軸に
示したものである。この際、第４図に示したプラグを使
用した。第８図は前記距離ｌを横軸に、加速時間を縦軸
に示したものである。この際、第６図に示したプラグを
使用した。
示したものである。この際、第４図に示したプラグを使
用した。第８図は前記距離ｌを横軸に、加速時間を縦軸
に示したものである。この際、第６図に示したプラグを
使用した。
第３図によれば、燻り寿命が向上するのは、ギャップ
ｇが0.1mm≦ｇ≦0.8mmの範囲である。又、第７図によれ
ば、加速時間が速くなるのは0.1mm≦ｇ≦0.9mmである。
これより、ギャップｇが0.1mm≦ｇ≦0.8mmの範囲であれ
ば、燻り寿命も向上し、かつ、加速時間も速くなる。
ｇが0.1mm≦ｇ≦0.8mmの範囲である。又、第７図によれ
ば、加速時間が速くなるのは0.1mm≦ｇ≦0.9mmである。
これより、ギャップｇが0.1mm≦ｇ≦0.8mmの範囲であれ
ば、燻り寿命も向上し、かつ、加速時間も速くなる。
ところで、ギャップｇがｇ＜0.1mmの場合、燻り寿命の
向上がなくなるのは、付着するカーボンがギャップｇを
跨いで導電路を作るという、いわゆるカーボンブリッジ
を作るためである。又、ギャップｇが0.8mm＜ｇの場
合、燻り寿命の向上がなくなるのは、第２の環状空間7b
の絞り効果が少なくなり、第３の環状空間7cの絶縁抵抗
が高く維持できにくくなるからである。又、ギャップｇ
がｇ＜0.1mmとなると加速時間が遅くなるのは、気中放
電経路が短すぎるため気中放電の混合気への着火能力が
悪化するためであり、又、前述したカーボンブリッジが
生成された場合は、それを導電するリーク電流が発生す
るので、気中放電が発生せず、混合気は着火されないた
めである。さらに、ギャップｇが0.9mm＜ｇとなった場
合、加速時間が遅くなるのは、前述したように第３の環
状空間7cの絶縁抵抗が低下することにより第３の環状空
間7cの壁面に沿う沿面放電が発生することとなり、沿面
放電の着火能力が低いことと、第３の環状空間7cには混
合気が流入しにくいことから、混合気へは良好な着火が
なされないためである。
向上がなくなるのは、付着するカーボンがギャップｇを
跨いで導電路を作るという、いわゆるカーボンブリッジ
を作るためである。又、ギャップｇが0.8mm＜ｇの場
合、燻り寿命の向上がなくなるのは、第２の環状空間7b
の絞り効果が少なくなり、第３の環状空間7cの絶縁抵抗
が高く維持できにくくなるからである。又、ギャップｇ
がｇ＜0.1mmとなると加速時間が遅くなるのは、気中放
電経路が短すぎるため気中放電の混合気への着火能力が
悪化するためであり、又、前述したカーボンブリッジが
生成された場合は、それを導電するリーク電流が発生す
るので、気中放電が発生せず、混合気は着火されないた
めである。さらに、ギャップｇが0.9mm＜ｇとなった場
合、加速時間が遅くなるのは、前述したように第３の環
状空間7cの絶縁抵抗が低下することにより第３の環状空
間7cの壁面に沿う沿面放電が発生することとなり、沿面
放電の着火能力が低いことと、第３の環状空間7cには混
合気が流入しにくいことから、混合気へは良好な着火が
なされないためである。
又、第５図によれば、距離ｌが0.2mm≦ｌの場合、燻
り寿命が向上する。一方、第８図によれば、距離ｌが0.
2mm≦ｌ≦2.0mmの場合加速時間が速くなる。これにより
距離ｌが0.2mm≦ｌ≦2.0mmであれば燻り寿命が向上し、
かつ、加速時間も速くなる。ところで、距離ｌが0.2mm
＞ｌの場合、燻り寿命の向上がなくなるのは、絶縁体内
孔４において、絶縁体３の先端に近づく程、当然カーボ
ンの付着量は増大する。このため距離ｌが短すぎると、
ギャップｇを跨いでカーボンが堆積するというカーボン
ブリッジが発生するからである。又、このカーボンブリ
ッジを導通するリーク電流が発生すると、着火能力の高
い気中放電が発生しなくなるので、距離ｌがｌ＜0.2mm
の場合は加速時間も遅くなる。次に、距離ｌが2.0mm＜
ｌの場合、加速時間が遅くなるのは、気中放電が絶縁体
内孔４の深い所で発生するため、着火すべき混合気に気
中放電がさらされにくいからである。
り寿命が向上する。一方、第８図によれば、距離ｌが0.
2mm≦ｌ≦2.0mmの場合加速時間が速くなる。これにより
距離ｌが0.2mm≦ｌ≦2.0mmであれば燻り寿命が向上し、
かつ、加速時間も速くなる。ところで、距離ｌが0.2mm
＞ｌの場合、燻り寿命の向上がなくなるのは、絶縁体内
孔４において、絶縁体３の先端に近づく程、当然カーボ
ンの付着量は増大する。このため距離ｌが短すぎると、
ギャップｇを跨いでカーボンが堆積するというカーボン
ブリッジが発生するからである。又、このカーボンブリ
ッジを導通するリーク電流が発生すると、着火能力の高
い気中放電が発生しなくなるので、距離ｌがｌ＜0.2mm
の場合は加速時間も遅くなる。次に、距離ｌが2.0mm＜
ｌの場合、加速時間が遅くなるのは、気中放電が絶縁体
内孔４の深い所で発生するため、着火すべき混合気に気
中放電がさらされにくいからである。
このように本実施例においては、内孔４の先端部には
内孔４の本体部4aより径小な径小部4bを形成し中心電極
５を、内孔４の本体部4aに嵌合した胴部5aと、胴部5aの
先端部に突設され、胴部5aよりも径小で、かつ、その先
端が内孔４の径小部4b内に位置する第１の径小部5bと、
第１の径小部5bに突設され、第１の径小部5bよりも径小
で、かつ、その先端部が絶縁体３の先端面3aから突出す
る第２の径小部5cとから形成し、中心電極５の第２の径
小部5c側面と絶縁体３の内孔４の径小部4b内壁との間で
第１の環状空間7aを形成し、中心電極５の第１の径小部
5b側面と絶縁体３の内孔４の径小部4b内壁との間で第２
の環状空間7bを形成し、中心電極５の第１の径小部5b側
面と絶縁体３の内孔４の本体部4a壁面との間で第３の環
状空間7cを形成した。
内孔４の本体部4aより径小な径小部4bを形成し中心電極
５を、内孔４の本体部4aに嵌合した胴部5aと、胴部5aの
先端部に突設され、胴部5aよりも径小で、かつ、その先
端が内孔４の径小部4b内に位置する第１の径小部5bと、
第１の径小部5bに突設され、第１の径小部5bよりも径小
で、かつ、その先端部が絶縁体３の先端面3aから突出す
る第２の径小部5cとから形成し、中心電極５の第２の径
小部5c側面と絶縁体３の内孔４の径小部4b内壁との間で
第１の環状空間7aを形成し、中心電極５の第１の径小部
5b側面と絶縁体３の内孔４の径小部4b内壁との間で第２
の環状空間7bを形成し、中心電極５の第１の径小部5b側
面と絶縁体３の内孔４の本体部4a壁面との間で第３の環
状空間7cを形成した。
その結果、過濃混合気による運転時、主に低温始動時
などのカーボン付着に対して第２の環状空間7bの絞り効
果のために３の環状空間7cの絶縁抵抗は高く保持され、
燻り寿命が向上するのに加え、絶縁体脚部3bの絶縁抵抗
が充分低下した場合、中心電極５の第１の径小部5bの先
端部６を起点とする絶縁体内孔４の径小部4b内壁へ至る
気中放電が発生し、この気中放電により、絶縁体内孔４
の径小部4b壁面に付着したカーボンが焼失されいっそう
燻り寿命は向上する。又、絶縁体脚部表面が充分絶縁低
下した場合の急加速時において、一般のプラグでは沿面
放電を発生し、混合気への着火不良が生じて加速感不
良、加速時間遅延といった不具合があるのに対して、本
実施例では前述した気中放電により混合気は良好に着火
され、加速感不良は発生せず、加速時間遅延も生じな
い。
などのカーボン付着に対して第２の環状空間7bの絞り効
果のために３の環状空間7cの絶縁抵抗は高く保持され、
燻り寿命が向上するのに加え、絶縁体脚部3bの絶縁抵抗
が充分低下した場合、中心電極５の第１の径小部5bの先
端部６を起点とする絶縁体内孔４の径小部4b内壁へ至る
気中放電が発生し、この気中放電により、絶縁体内孔４
の径小部4b壁面に付着したカーボンが焼失されいっそう
燻り寿命は向上する。又、絶縁体脚部表面が充分絶縁低
下した場合の急加速時において、一般のプラグでは沿面
放電を発生し、混合気への着火不良が生じて加速感不
良、加速時間遅延といった不具合があるのに対して、本
実施例では前述した気中放電により混合気は良好に着火
され、加速感不良は発生せず、加速時間遅延も生じな
い。
又、第３図、第５図、第７図、第８図に示すように、
絶縁体３の先端面3aと中心電極５の第１の小径部5bの先
端部６との軸方向での距離をｌとし、第２の環状空間7b
の半径方向の隙間寸法をｇとした時、 0.2mm≦ｌ≦2.0mm 0.1mm≦ｇ≦0.8mm することにより最適化することができる。
絶縁体３の先端面3aと中心電極５の第１の小径部5bの先
端部６との軸方向での距離をｌとし、第２の環状空間7b
の半径方向の隙間寸法をｇとした時、 0.2mm≦ｌ≦2.0mm 0.1mm≦ｇ≦0.8mm することにより最適化することができる。
以上詳述したようにこの発明によれば、絶縁体表面に
カーボンが付着した場合でも、内燃機関の回転数上昇に
伴う不具合の発生を抑制し、回転数上昇時間の遅延を生
じさせず、又、燻り寿命も大幅に向上させることができ
る優れた効果を発揮する。
カーボンが付着した場合でも、内燃機関の回転数上昇に
伴う不具合の発生を抑制し、回転数上昇時間の遅延を生
じさせず、又、燻り寿命も大幅に向上させることができ
る優れた効果を発揮する。
第１図は実施例のスパークプラグの先端部を示す図、第
２図はスパークプラグの全体図、第３図は隙間寸法ｇと
燻り寿命との関係を示す図、第４図は実験に用いたスパ
ークプラグの先端部を示す図、第５図は距離ｌと燻り寿
命の関係を示すグラフ、第６図は実験に用いたスパーク
プラグの先端部を示す図、第７図は寸法ｇと加速時間の
関係を示す図、第８図は距離ｌと加速時間の関係を示す
図である。 ３は絶縁体、４は内孔、4aは本体部、4bは径小部、５は
中心電極、5aは胴部、5bは第１の径小部、5cは第２の径
小部、６は先端部、7aは第１の環状空間、7bは第２の環
状空間、7cは第３の環状空間、ｇは隙間の寸法、ｌは距
離。
２図はスパークプラグの全体図、第３図は隙間寸法ｇと
燻り寿命との関係を示す図、第４図は実験に用いたスパ
ークプラグの先端部を示す図、第５図は距離ｌと燻り寿
命の関係を示すグラフ、第６図は実験に用いたスパーク
プラグの先端部を示す図、第７図は寸法ｇと加速時間の
関係を示す図、第８図は距離ｌと加速時間の関係を示す
図である。 ３は絶縁体、４は内孔、4aは本体部、4bは径小部、５は
中心電極、5aは胴部、5bは第１の径小部、5cは第２の径
小部、６は先端部、7aは第１の環状空間、7bは第２の環
状空間、7cは第３の環状空間、ｇは隙間の寸法、ｌは距
離。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−126443（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−135590（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−27176（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−181383（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−154528（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭53−146824（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭56−51476（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭41−3844（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01T 13/14 H01T 13/20 H01T 13/46
Claims (2)
- 【請求項１】内燃機関に取り付け可能となっており、先
端部が該内燃機関の燃焼室内に位置する絶縁体を設け、
該絶縁体にはその先端面で開口する内孔を形成し、その
内孔内には中心電極を配設した内燃機関用スパークプラ
グにおいて、 前記内孔の先端部には該内孔の本体部より径小な径小部
を形成し、前記中心電極を、前記内孔の本体部に嵌合し
た胴部と、該胴部の先端部に突設され、該胴部よりも径
小で、かつ、その先端が前記内孔の径小部内に位置する
第１の径小部と、該第１の径小部に突設され、該第１の
径小部よりも径小で、かつ、その先端部が絶縁体の先端
面から突出する第２の径小部とから形成し、 前記中心電極の前記第２の径小部側面と前記絶縁体の前
記内孔の径小部内壁との間で第１の環状空間を形成し、
前記中心電極の第１の径小部側面と前記絶縁体の前記内
孔の径小部内壁との間で第２の環状空間を形成し、前記
中心電極の前記第１の径小部側面と前記絶縁体の内孔の
本体部壁面との間で第３の環状空間を形成したことを特
徴とする内燃機関用スパークプラグ。 - 【請求項２】前記絶縁体の先端面と前記中心電極の前記
第１の径小部の先端部との軸方向での距離をｌ、前記第
２の環状空間の半径方向の隙間寸法をｇとした時、ｌ及
びｇがそれぞれ 0.2mm≦ｌ≦2.0mm 0.1mm≦ｇ≦0.8mm の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の内
燃機関用スパークプラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33930589A JP2789749B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 内燃機関用スパークプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33930589A JP2789749B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 内燃機関用スパークプラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03201384A JPH03201384A (ja) | 1991-09-03 |
| JP2789749B2 true JP2789749B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=18326201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33930589A Expired - Lifetime JP2789749B2 (ja) | 1989-12-26 | 1989-12-26 | 内燃機関用スパークプラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2789749B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05335066A (ja) * | 1992-06-01 | 1993-12-17 | Nippondenso Co Ltd | 内燃機関用スパークプラグ |
| DE19950922A1 (de) * | 1999-10-21 | 2001-04-26 | Beru Ag | Zündkerze |
| JP2010541133A (ja) * | 2007-09-21 | 2010-12-24 | ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド | 点火性を高めるための点火プラグ構造 |
| JP5929704B2 (ja) * | 2012-10-23 | 2016-06-08 | 株式会社デンソー | 内燃機関の排ガス処理装置 |
-
1989
- 1989-12-26 JP JP33930589A patent/JP2789749B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03201384A (ja) | 1991-09-03 |
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| JPH0341951B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Year of fee payment: 12 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100612 |