JP2897303B2 - 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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- JP2897303B2 JP2897303B2 JP1343736A JP34373689A JP2897303B2 JP 2897303 B2 JP2897303 B2 JP 2897303B2 JP 1343736 A JP1343736 A JP 1343736A JP 34373689 A JP34373689 A JP 34373689A JP 2897303 B2 JP2897303 B2 JP 2897303B2
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- Japan
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- plug
- center electrode
- spark
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
Landscapes
- Spark Plugs (AREA)
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
クプラグに関するものである。
クプラグに関するものである。
近年、自動車産業はエンジンの高性能化、特に低燃
費、高出力化の課題へ向けて積極的な取り組みがなされ
ている。そして、エンジンに供給される混合気は薄くな
るとともに、圧縮比も高くなる傾向にある。そのため、
スパークプラグの火花ギャップを放電する電圧（以下、
要求電圧という）は、同一火花ギャップにても高くな
る。当然、火花ギャップは走行とともに電極消耗により
増加し、要求電圧は上昇する。その上昇割合は、希薄空
燃比、高圧縮比のエンジンでは著しい値を示す。火花ギ
ャップに供給される電圧はコイル特性にて決定されるた
め要求電圧がコイル発生電圧を越える場合、失火が起こ
る。この対策として、発生電圧を上げる方法と、スパー
クプラグの要求電圧を下げる方法とが考えられる。前者
の場合、ディストリビュータ、高圧コード、コイル、ス
パークプラグにおける各接続部での耐電圧に対する信頼
性が低下する欠点がある。
費、高出力化の課題へ向けて積極的な取り組みがなされ
ている。そして、エンジンに供給される混合気は薄くな
るとともに、圧縮比も高くなる傾向にある。そのため、
スパークプラグの火花ギャップを放電する電圧（以下、
要求電圧という）は、同一火花ギャップにても高くな
る。当然、火花ギャップは走行とともに電極消耗により
増加し、要求電圧は上昇する。その上昇割合は、希薄空
燃比、高圧縮比のエンジンでは著しい値を示す。火花ギ
ャップに供給される電圧はコイル特性にて決定されるた
め要求電圧がコイル発生電圧を越える場合、失火が起こ
る。この対策として、発生電圧を上げる方法と、スパー
クプラグの要求電圧を下げる方法とが考えられる。前者
の場合、ディストリビュータ、高圧コード、コイル、ス
パークプラグにおける各接続部での耐電圧に対する信頼
性が低下する欠点がある。
又、スパークプラグの要求電圧低減の一手段が実開昭
50-60445号公報に示されている。これは、第21図に示す
ように、接地電極１に対向する中心電極２の先端をテー
パー形状とし、中心電極２が消耗するに従い、径小化す
る工夫がなされている。この径小化による要求電圧低減
が消耗による火花ギャップ増大を補う作用を持つ。
50-60445号公報に示されている。これは、第21図に示す
ように、接地電極１に対向する中心電極２の先端をテー
パー形状とし、中心電極２が消耗するに従い、径小化す
る工夫がなされている。この径小化による要求電圧低減
が消耗による火花ギャップ増大を補う作用を持つ。
しかし、テーパーによる径小は放電面積を著しく縮小
させるため、使用するに従い中心電極の消耗は促進され
火花ギャップは従来品〔円柱形状の中心電極をもつプラ
グ）に比べ拡大していく。又、放電は中心電極２のエッ
ジ部に集中するためエッジ部は初期段階で消失してしま
い、続いて径小部が消耗を受けもつことになる。そのた
め更に電極消耗は加速され、火花ギャップが広がる。そ
のため、電極の消耗に従い径小化され要求電圧の増加を
抑制する上記公報の方法は実質、プラグ寿命点（車両用
プラグにおける要求電圧30KVに到達する走行距離）を伸
ばすことに結びつきにくい。
させるため、使用するに従い中心電極の消耗は促進され
火花ギャップは従来品〔円柱形状の中心電極をもつプラ
グ）に比べ拡大していく。又、放電は中心電極２のエッ
ジ部に集中するためエッジ部は初期段階で消失してしま
い、続いて径小部が消耗を受けもつことになる。そのた
め更に電極消耗は加速され、火花ギャップが広がる。そ
のため、電極の消耗に従い径小化され要求電圧の増加を
抑制する上記公報の方法は実質、プラグ寿命点（車両用
プラグにおける要求電圧30KVに到達する走行距離）を伸
ばすことに結びつきにくい。
この発明の目的は、電極消耗量を抑制するとともに要
求電圧の低下を図ることができるスパークプラグを提供
することにある。
求電圧の低下を図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、中心電極の軸線上に接地電極が対向し
火花ギャップを形成する内燃機関用スパークプラグにお
いて、 中心電極の先端部に、軸線方向で等断面積を有し、か
つ、目標寿命に対応した一定の厚さの柱状部を形成する
とともに、その柱状部の基端側に当該柱状部より径小な
る径小部を形成し、前記柱状部と径小部との半径方向で
の段差寸法を0.1mm以上とするとともに、柱状部の厚さ
を0.6mm以下とした内燃機関用スパークプラグを要旨と
するものである。
火花ギャップを形成する内燃機関用スパークプラグにお
いて、 中心電極の先端部に、軸線方向で等断面積を有し、か
つ、目標寿命に対応した一定の厚さの柱状部を形成する
とともに、その柱状部の基端側に当該柱状部より径小な
る径小部を形成し、前記柱状部と径小部との半径方向で
の段差寸法を0.1mm以上とするとともに、柱状部の厚さ
を0.6mm以下とした内燃機関用スパークプラグを要旨と
するものである。
第２の発明は、第１の発明において、前記柱状部と径
小部との半径方向での段差寸法をＷとし、前記柱状部と
径小部との段差部における当該段差部表面と軸線方向と
でなす角度をθとしたとき、 Ｗ≦0.2mmのとき;60≦θ≦90° Ｗ＞0.2mmのとき;30°≦θ≦90° とした内燃機関用スパークプラグをその要旨とする。
小部との半径方向での段差寸法をＷとし、前記柱状部と
径小部との段差部における当該段差部表面と軸線方向と
でなす角度をθとしたとき、 Ｗ≦0.2mmのとき;60≦θ≦90° Ｗ＞0.2mmのとき;30°≦θ≦90° とした内燃機関用スパークプラグをその要旨とする。
〔作用〕 放電は中心電極のエッジに集中し、柱状部のエッジが
消耗されるが、中心電極における飛火の起点が柱状部の
径小部側の端面までとなり、放電経路長さの観点から最
大要求電圧が抑制されるとともに中心電極の消耗は抑制
される。
消耗されるが、中心電極における飛火の起点が柱状部の
径小部側の端面までとなり、放電経路長さの観点から最
大要求電圧が抑制されるとともに中心電極の消耗は抑制
される。
そして、柱状部と径小部との半径方向での段差寸法を
0.1mm以上とするとともに、柱状部の厚さを0.6mm以下と
することにより、最大要求電圧が最適化が図られる。
0.1mm以上とするとともに、柱状部の厚さを0.6mm以下と
することにより、最大要求電圧が最適化が図られる。
以下、この発明を自動車用エンジンに使用されるスパ
ークプラグに具体化した一実施例を図面に従って説明す
る。
ークプ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す。中
心電極10は耐熱性、耐蝕性及び導電性のある卑金属、例
えばNi-Cu等からなり、中心電極10の発火部となる先端
部分は絶縁碍子11に保持されている。絶縁碍子11の軸穴
11aの上部には炭素鋼からなる中軸12が挿通しており、
中軸12の頭部には黄銅等からなる端子13がねじ込み固定
されている。円筒状のハウジング14は耐熱性、耐蝕性及
び導電性のある金属よりなり、ハウジング14の内側には
リング状の気密パッキン15及びかしめリング16を介して
絶縁碍子11が固定されている。尚、ハウジング14はエン
ジンブロックに固定するためのねじ部14aを備えてい
る。
心電極10は耐熱性、耐蝕性及び導電性のある卑金属、例
えばNi-Cu等からなり、中心電極10の発火部となる先端
部分は絶縁碍子11に保持されている。絶縁碍子11の軸穴
11aの上部には炭素鋼からなる中軸12が挿通しており、
中軸12の頭部には黄銅等からなる端子13がねじ込み固定
されている。円筒状のハウジング14は耐熱性、耐蝕性及
び導電性のある金属よりなり、ハウジング14の内側には
リング状の気密パッキン15及びかしめリング16を介して
絶縁碍子11が固定されている。尚、ハウジング14はエン
ジンブロックに固定するためのねじ部14aを備えてい
る。
又、ハウジング14の下端面には接地電極17が溶接によ
り固定され、この接地電極17も耐熱性、耐蝕性及び導電
性のある金属からなっている。導電性グラスシール層18
は絶縁碍子11の軸穴11a内に封入され、このシール層18
は銅粉末と低融点ガラスから構成されており、このシー
ル層18により中軸12と中心電極10とが電気的に接続され
るととともに、両者が絶縁碍子11の軸穴11aに固定され
ている。
り固定され、この接地電極17も耐熱性、耐蝕性及び導電
性のある金属からなっている。導電性グラスシール層18
は絶縁碍子11の軸穴11a内に封入され、このシール層18
は銅粉末と低融点ガラスから構成されており、このシー
ル層18により中軸12と中心電極10とが電気的に接続され
るととともに、両者が絶縁碍子11の軸穴11aに固定され
ている。
第１図には本スパークプラグの中心電極10の先端部を
示す。中心電極10にはその放電側の先端部には柱状部19
が形成され、この柱状部19は軸線方向で等断面積となる
とともに、目標寿命に対応した一定厚さとなっている。
又、柱状部19の基部側には径小なる径小部20が形成さ
れ、くびれた形状となっている。この形状とすることに
よって、火花ギャップＧの増加を従来通り（円柱状の中
心電極をもつプラグ）とすることができるうえに、柱状
部19の厚さＬ、柱状部19と径小部20との半径方向での段
差寸法Ｗ、柱状部19と径小部20との段差部におけるその
段差部表面と軸線方向とでなす角度θを所定の値とする
ことにより、要求電圧を低減させることができる。
示す。中心電極10にはその放電側の先端部には柱状部19
が形成され、この柱状部19は軸線方向で等断面積となる
とともに、目標寿命に対応した一定厚さとなっている。
又、柱状部19の基部側には径小なる径小部20が形成さ
れ、くびれた形状となっている。この形状とすることに
よって、火花ギャップＧの増加を従来通り（円柱状の中
心電極をもつプラグ）とすることができるうえに、柱状
部19の厚さＬ、柱状部19と径小部20との半径方向での段
差寸法Ｗ、柱状部19と径小部20との段差部におけるその
段差部表面と軸線方向とでなす角度θを所定の値とする
ことにより、要求電圧を低減させることができる。
本発明者は、スパークプラグの飛火状況を詳細に観察
することにより新たな現象を見出したので以下に説明す
る。
することにより新たな現象を見出したので以下に説明す
る。
まず、スパークプラグは、車両に搭載され走行に従っ
て火花ギャップＧは増加し、要求電圧がコイル発生電圧
に達する時点で寿命となる。第３図にはNi基合金を電極
材に使用する卑金属プラグ並びに白金合金チップを用い
た白金プラグの要求電圧推移を示す。卑金属プラグは、
５万Km、白金プラグは10万Kmで寿命点に至る。又、要求
電圧値は、放電毎に変動しバラツキをもち、第３図の範
囲は、そのmax値（最大値）とmin値（最小値）の幅を示
すものである。第４図に耐久形状（中心電極のエッジが
とれた状態で使用した場合）でのスパークプラグの要求
電圧を示す。
て火花ギャップＧは増加し、要求電圧がコイル発生電圧
に達する時点で寿命となる。第３図にはNi基合金を電極
材に使用する卑金属プラグ並びに白金合金チップを用い
た白金プラグの要求電圧推移を示す。卑金属プラグは、
５万Km、白金プラグは10万Kmで寿命点に至る。又、要求
電圧値は、放電毎に変動しバラツキをもち、第３図の範
囲は、そのmax値（最大値）とmin値（最小値）の幅を示
すものである。第４図に耐久形状（中心電極のエッジが
とれた状態で使用した場合）でのスパークプラグの要求
電圧を示す。
ここで、卑金属プラグには第５図に示すように、中心
電極径φ2.5mmを備えたプラグを使用し、又、白金プラ
グには第５図に示すように、φ1.1mmの白金合金チップ
を用いたプラグを使用した。さらに、要求電圧値は密封
容器に６kg/cm2の空気を充填し、放電させたときの値で
ある。
電極径φ2.5mmを備えたプラグを使用し、又、白金プラ
グには第５図に示すように、φ1.1mmの白金合金チップ
を用いたプラグを使用した。さらに、要求電圧値は密封
容器に６kg/cm2の空気を充填し、放電させたときの値で
ある。
そして、第４図に示すように、meam（平均値）−min
値（最小値）の差異に比べ、max（最大値）−mean値
（平均値）の差異はかなり大きい。そこで、この差異が
何に起因するかを飛火状況との関係にて検討した。
値（最小値）の差異に比べ、max（最大値）−mean値
（平均値）の差異はかなり大きい。そこで、この差異が
何に起因するかを飛火状況との関係にて検討した。
第７図〜第11図は密封容器内で６kg/cm2の空気を充填
した条件の中での飛火状況を示す。又、第７図〜第11図
の火花ギャップは1.35mmに設定した。
した条件の中での飛火状況を示す。又、第７図〜第11図
の火花ギャップは1.35mmに設定した。
第７図は新しい円柱形状の中心電極を備えたプラグ、
第８図は第７図のプラグの中心電極のエッジがとれた状
態のプラグ、第９図には、第21図に示した中心電極の先
端をテーパー形状にしたプラグにおいて、中心電極10の
エッジがとれた状態を示す。第10,11図は本実施例のプ
ラグを示す。第７図〜第11図において、放電は中心電極
10の端面から軸線方向に飛火する経路ａと、中心電極10
の先端エッジ部から斜め方向に飛火する経路ｂに大別さ
れる。
第８図は第７図のプラグの中心電極のエッジがとれた状
態のプラグ、第９図には、第21図に示した中心電極の先
端をテーパー形状にしたプラグにおいて、中心電極10の
エッジがとれた状態を示す。第10,11図は本実施例のプ
ラグを示す。第７図〜第11図において、放電は中心電極
10の端面から軸線方向に飛火する経路ａと、中心電極10
の先端エッジ部から斜め方向に飛火する経路ｂに大別さ
れる。
又、中心電極10の形状は要求電圧に大きく関与し、そ
の中心電極10の先端部は一般的に球面状に消耗していく
ことも知られている。これは、当初先端エッジ部での飛
火頻度が多くエッジ部は消失し曲率をもち、その後、こ
の曲率部と端面部とに飛火は分散され消耗が進行するこ
とによると考えられている。そして、使用するに従い大
きな半径を持つエッジ部から飛火する場合、第８図にお
いて飛火経路ｃに示すように、エッジの半径の基部側を
起点した飛火が発生する。この飛火経路ｃは、飛火経路
b,cに対して長い放電経路を持つ。この放電経路は電極
消耗が進むほどエッジ部が大きな曲率となるため、長く
なる。従って、飛火経路ｃでは電圧的に不利となる。よ
って、第４図の要求電圧のバラツキと対比すると、飛火
経路ｃにてmax値を左右していることが推定される。
の中心電極10の先端部は一般的に球面状に消耗していく
ことも知られている。これは、当初先端エッジ部での飛
火頻度が多くエッジ部は消失し曲率をもち、その後、こ
の曲率部と端面部とに飛火は分散され消耗が進行するこ
とによると考えられている。そして、使用するに従い大
きな半径を持つエッジ部から飛火する場合、第８図にお
いて飛火経路ｃに示すように、エッジの半径の基部側を
起点した飛火が発生する。この飛火経路ｃは、飛火経路
b,cに対して長い放電経路を持つ。この放電経路は電極
消耗が進むほどエッジ部が大きな曲率となるため、長く
なる。従って、飛火経路ｃでは電圧的に不利となる。よ
って、第４図の要求電圧のバラツキと対比すると、飛火
経路ｃにてmax値を左右していることが推定される。
一方、第10図及び第11図において、飛火経路a,b,cが
第８図と同様に見られるが、曲率部を起点とする飛火経
路ｃでの飛火に特徴が見られる。即ち、中心電極10の先
端に柱状部19及び径小部20を設けることにより、飛火経
路ｃの起点が柱状部19の径小部20側の端部までと限定さ
れる。そのため、放電経路長さの観点より要求電圧max
値の抑制を図ることができるものである。
第８図と同様に見られるが、曲率部を起点とする飛火経
路ｃでの飛火に特徴が見られる。即ち、中心電極10の先
端に柱状部19及び径小部20を設けることにより、飛火経
路ｃの起点が柱状部19の径小部20側の端部までと限定さ
れる。そのため、放電経路長さの観点より要求電圧max
値の抑制を図ることができるものである。
又、飛火範囲が柱状部19の厚さＬ内に限定されるた
め、中心電極エッジの消耗半径は最大でも厚さＬの値と
なり第８図に示す従来品に比べ必然的に小さくなる。こ
れは、電圧面で有利に働く。
め、中心電極エッジの消耗半径は最大でも厚さＬの値と
なり第８図に示す従来品に比べ必然的に小さくなる。こ
れは、電圧面で有利に働く。
さらに、極端に消耗が進んだ例として柱状部19の厚さ
Ｌを0.3mmから0.2mmに変更して半径を極めて大きくした
形状にて観察した結果、飛火経路a,b,cの放電経路長は
必然的に近似する傾向にあることが確かめられた。
Ｌを0.3mmから0.2mmに変更して半径を極めて大きくした
形状にて観察した結果、飛火経路a,b,cの放電経路長は
必然的に近似する傾向にあることが確かめられた。
又、第10図、第11図における飛火経路ｃでの放電はそ
のエッジ効果により飛火経路a,bの電圧値に接近して要
求電圧のバラツキ、即ち、max値を抑制する上で有利に
働くことを実験的に確認している。第12図にその結果を
示す。このときの仕様は、Ni基合金を電極材とする卑金
属プラグとしては第13図に示すように、中心電極径φ2.
5mmのものを使用し、白金合金チップを用いた白金プラ
グとしては第14図に示すφ1.1mmの白金合板チップを使
用し、それぞれ、Ｌ＝0.3mm,先端エッジ部Ｒ＝0.3mm,W
＝0.2mm,θ＝90°、火花ギャップＧ＝1.35mmとした。第
12図と第４図との比較において、min値は飛火経路ａで
の火花ギャップに依存するため変化はないが突発的に発
生するmax値は、第13図で示したプラグにおいては4KV程
度低減され、又、第14図で示したプラグにおいては6KV
程度低減された。
のエッジ効果により飛火経路a,bの電圧値に接近して要
求電圧のバラツキ、即ち、max値を抑制する上で有利に
働くことを実験的に確認している。第12図にその結果を
示す。このときの仕様は、Ni基合金を電極材とする卑金
属プラグとしては第13図に示すように、中心電極径φ2.
5mmのものを使用し、白金合金チップを用いた白金プラ
グとしては第14図に示すφ1.1mmの白金合板チップを使
用し、それぞれ、Ｌ＝0.3mm,先端エッジ部Ｒ＝0.3mm,W
＝0.2mm,θ＝90°、火花ギャップＧ＝1.35mmとした。第
12図と第４図との比較において、min値は飛火経路ａで
の火花ギャップに依存するため変化はないが突発的に発
生するmax値は、第13図で示したプラグにおいては4KV程
度低減され、又、第14図で示したプラグにおいては6KV
程度低減された。
尚、第９図に示すテーパー状の中心電極のプラグにお
いては、電極エッジ部に当初から飛火が集中し、電圧的
に有利なエッジ部は早期に消失される。その後、第８図
と同様に中心電極10の先端は球面に近ずく消耗形態をと
るため、飛火経路ｃの放電経路は長くなり、max値を抑
制する効果は期待できない。
いては、電極エッジ部に当初から飛火が集中し、電圧的
に有利なエッジ部は早期に消失される。その後、第８図
と同様に中心電極10の先端は球面に近ずく消耗形態をと
るため、飛火経路ｃの放電経路は長くなり、max値を抑
制する効果は期待できない。
第15図、第16図に柱状部19及び径小部20の形状に関す
る実験結果を示す。第15図は、第17図に示すように、中
心電極がNi基合金よりなり、かつ、φ2.5mmとしたプラ
グを用いて中心電極の柱状部厚さＬを0.3mmとして、径
小部20との段差寸法Ｗと、段差部の角度θをファクタと
した。この第15図に示す実験結果より明らかなように、
柱状部19及び径小部20を設けることにより従来プラグに
比べ要求電圧のバラツキmax値を抑制することができ
る。そして、段差寸法Ｗは0.1mm以上、θは30°以上で
その効果が認められる結果となった。又、段差寸法Ｗが
Ｗ≦0.2mmのときには、段差の角度θが60≦θ≦90°の
場合に効果が期待でき、又、Ｗ＞0.2mmのときには、30
°≦θ≦90の場合に効果が期待できる。
る実験結果を示す。第15図は、第17図に示すように、中
心電極がNi基合金よりなり、かつ、φ2.5mmとしたプラ
グを用いて中心電極の柱状部厚さＬを0.3mmとして、径
小部20との段差寸法Ｗと、段差部の角度θをファクタと
した。この第15図に示す実験結果より明らかなように、
柱状部19及び径小部20を設けることにより従来プラグに
比べ要求電圧のバラツキmax値を抑制することができ
る。そして、段差寸法Ｗは0.1mm以上、θは30°以上で
その効果が認められる結果となった。又、段差寸法Ｗが
Ｗ≦0.2mmのときには、段差の角度θが60≦θ≦90°の
場合に効果が期待でき、又、Ｗ＞0.2mmのときには、30
°≦θ≦90の場合に効果が期待できる。
第16図は火花ギャップ増加量に対する要求電圧の推移
を示し、図中、実線でNi基合金よりなり、かつ、円柱状
の中心電極をもつプラグを示し、破線でＬ＝0.3mmのプ
ラグを、又、一点鎖線でＬ＝0.6mmのプラグを示す。そ
の結果、柱状部19の厚さＬ＝0.3mmのプラグでは、火花
ギャップ増加量が0.05mmより大きいとき要求電圧のmax
値を抑制でき、消耗が0.3mm進展した時点で実線の値と
一致する。又、Ｌ＝0.6mmのプラグでは、消耗が0.3mmの
時点より低減効果が現われその以降、低減された値をと
る。さらに、Ｌが0.6mm以上となると効果が表れる以前
にコイル発生電圧に達し失火等不具合に至る可能性があ
る。
を示し、図中、実線でNi基合金よりなり、かつ、円柱状
の中心電極をもつプラグを示し、破線でＬ＝0.3mmのプ
ラグを、又、一点鎖線でＬ＝0.6mmのプラグを示す。そ
の結果、柱状部19の厚さＬ＝0.3mmのプラグでは、火花
ギャップ増加量が0.05mmより大きいとき要求電圧のmax
値を抑制でき、消耗が0.3mm進展した時点で実線の値と
一致する。又、Ｌ＝0.6mmのプラグでは、消耗が0.3mmの
時点より低減効果が現われその以降、低減された値をと
る。さらに、Ｌが0.6mm以上となると効果が表れる以前
にコイル発生電圧に達し失火等不具合に至る可能性があ
る。
従って、Ni基合金を中心電極としたプラグの柱状部厚
さＬは0.3mm〜0.6mmが望ましい。但し、短時間の仕様に
限定される場合ではＬ＝0.3mm以下でも設定可能であ
る。又、白金合金チップを用いた白金プラグにおいて
は、10万Kmで火花ギャップ増加量は約0.2mmであるとい
う結果を得ており、柱状部厚さＬは、0.2mm以上にする
ことが望ましい。尚、第16図は、密封容器の空気圧６kg
/cm2の条件で図中に示す仕様にて評価を行った。
さＬは0.3mm〜0.6mmが望ましい。但し、短時間の仕様に
限定される場合ではＬ＝0.3mm以下でも設定可能であ
る。又、白金合金チップを用いた白金プラグにおいて
は、10万Kmで火花ギャップ増加量は約0.2mmであるとい
う結果を得ており、柱状部厚さＬは、0.2mm以上にする
ことが望ましい。尚、第16図は、密封容器の空気圧６kg
/cm2の条件で図中に示す仕様にて評価を行った。
このように本実施例では、中心電極10の先端部に軸線
方向で等断面積を有し、かつ、目標寿命に対応した一定
の厚さの柱状部19を形成するとともに、その柱状部19の
基端側に柱状部19より径小なる径小部20を形成した。そ
の結果、放電は中心電極10のエッジ部に集中し柱状部19
のエッジが消耗されるが、中心電極10における飛火の起
点が柱状部19の径小部20側の端面までとなり、放電経路
長さの観点から最大要求電圧が抑制されるとともに、電
極消耗量が抑制される。
方向で等断面積を有し、かつ、目標寿命に対応した一定
の厚さの柱状部19を形成するとともに、その柱状部19の
基端側に柱状部19より径小なる径小部20を形成した。そ
の結果、放電は中心電極10のエッジ部に集中し柱状部19
のエッジが消耗されるが、中心電極10における飛火の起
点が柱状部19の径小部20側の端面までとなり、放電経路
長さの観点から最大要求電圧が抑制されるとともに、電
極消耗量が抑制される。
又、第15図に示すように、柱状部19と径小部20との段
差寸法Ｗを0.1mm以上とするとともに、第16図に示すよ
うに、柱状部19の厚さを0.6mm以下とすることにより、
最適化を図ることができる。
差寸法Ｗを0.1mm以上とするとともに、第16図に示すよ
うに、柱状部19の厚さを0.6mm以下とすることにより、
最適化を図ることができる。
さらに、第15図に示すように、柱状部19と径小部20と
の半径方向での段差寸法Ｗと、柱状部19と径小部20との
段差部における段差部表面と軸線方向とでなす角度θと
を、 0.1mm≦Ｗ≦0.2mmのとき； 60≦θ≦90° Ｗ＞0.2mmのとき； 30≦θ≦90° とすることにより、最適化を図ることができる。
の半径方向での段差寸法Ｗと、柱状部19と径小部20との
段差部における段差部表面と軸線方向とでなす角度θと
を、 0.1mm≦Ｗ≦0.2mmのとき； 60≦θ≦90° Ｗ＞0.2mmのとき； 30≦θ≦90° とすることにより、最適化を図ることができる。
尚、この発明は上記実施例に限定されるものではな
く、例えば、第18図に示すように、径小部20を円弧状に
切り欠いたり、第19図に示すように、径小部20を直線的
に切り欠いたり、さらに、第20図に示すように、柱状部
19の径を径小部20の下の基部21の径より小さくしてもよ
い。
く、例えば、第18図に示すように、径小部20を円弧状に
切り欠いたり、第19図に示すように、径小部20を直線的
に切り欠いたり、さらに、第20図に示すように、柱状部
19の径を径小部20の下の基部21の径より小さくしてもよ
い。
以上詳述したように、この発明によれば、電極消耗量
を抑制するとともに、要求電圧の低下を図ることができ
る。
を抑制するとともに、要求電圧の低下を図ることができ
る。
さらに、柱状部と径小部との半径方向での段差寸法を
0.1mm以上とするとともに、柱状部の厚さを0.6mm以下と
することにより、最大要求電圧の最適化を図ることがで
きる。
0.1mm以上とするとともに、柱状部の厚さを0.6mm以下と
することにより、最大要求電圧の最適化を図ることがで
きる。
第１図は実施例の内燃機関用スパークプラグの放電部を
示す図、第２図はスパークプラグの全体図、第３図は走
行距離に対する要求電圧を示す図、第４図はプラグの要
求電圧の分布を示す図、第５図は実験に用いた中心電極
の先端部を示す図、第６図は実験に用いたプラグの中心
電極の先端部を示す図、第７図〜第11図は飛火状況を示
す図、第12図は要求電圧の分布を示す図、第13図及び第
14図は実験に用いたプラグの中心電極の先端部を示す
図、第15図は段差寸法と要求電圧の電圧低減値との関係
を示す図、第16図は火花ギャップ増加量と要求電圧との
関係を示す図、第17図は実験に用いたプラグの中心電極
の先端部を示す図、第18図は別例の中心電極の先端部を
示す図、第19図は他の別例の中心電極の先端部を示す
図、第20図は別例の中心電極の先端部を示す図、第21図
は従来技術を説明するための中心電極の先端部を示す図
である。 10は中心電極、17は接地電極、19は柱状部、20は径小
部。
示す図、第２図はスパークプラグの全体図、第３図は走
行距離に対する要求電圧を示す図、第４図はプラグの要
求電圧の分布を示す図、第５図は実験に用いた中心電極
の先端部を示す図、第６図は実験に用いたプラグの中心
電極の先端部を示す図、第７図〜第11図は飛火状況を示
す図、第12図は要求電圧の分布を示す図、第13図及び第
14図は実験に用いたプラグの中心電極の先端部を示す
図、第15図は段差寸法と要求電圧の電圧低減値との関係
を示す図、第16図は火花ギャップ増加量と要求電圧との
関係を示す図、第17図は実験に用いたプラグの中心電極
の先端部を示す図、第18図は別例の中心電極の先端部を
示す図、第19図は他の別例の中心電極の先端部を示す
図、第20図は別例の中心電極の先端部を示す図、第21図
は従来技術を説明するための中心電極の先端部を示す図
である。 10は中心電極、17は接地電極、19は柱状部、20は径小
部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01T 13/20
Claims (2)
- 【請求項１】中心電極の軸線上に接地電極が対向し火花
ギャップを形成する内燃機関用スパークプラグにおい
て、 中心電極の先端部に、軸線方向で等断面積を有し、か
つ、目標寿命に対応した一定の厚さの柱状部を形成する
とともに、その柱状部の基端側に当該柱状部より径小な
る径小部を形成し、 前記柱状部と径小部との半径方向での段差寸法を0.1mm
以上とするとともに、柱状部の厚さを0.6mm以下とした
ことを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。 - 【請求項２】前記柱状部と径小部との半径方向での段差
寸法をＷとし、前記柱状部と径小部との段差部における
当該段差部表面と軸線方向とでなす角度をθとしたと
き、 Ｗ≦0.2mmのとき;60°≦θ≦90° Ｗ＞0.2mmのとき;30°≦θ≦90° とした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 (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1343736A JP2897303B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 内燃機関用スパークプラグ |
| US07/634,241 US5196760A (en) | 1989-12-27 | 1990-12-26 | Spark plug for internal combustion engine with pillar shaped electrode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1343736A JP2897303B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 内燃機関用スパークプラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03201383A JPH03201383A (ja) | 1991-09-03 |
| JP2897303B2 true JP2897303B2 (ja) | 1999-05-31 |
Family
ID=18363853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1343736A Expired - Lifetime JP2897303B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | 内燃機関用スパークプラグ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5196760A (ja) |
| JP (1) | JP2897303B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5856724A (en) * | 1994-02-08 | 1999-01-05 | General Motors Corporation | High efficiency, extended life spark plug having shaped firing tips |
| JP3432102B2 (ja) * | 1996-02-15 | 2003-08-04 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
| US5767613A (en) * | 1996-06-17 | 1998-06-16 | Bisnes Mauleg, Inc. | Spark plug with enlarged center electrode and gap |
| US7401998B2 (en) * | 2004-09-16 | 2008-07-22 | David M. Wahl | Construction of a foamed polymeric manhole chimney |
| US20150340846A1 (en) * | 2014-05-21 | 2015-11-26 | Caterpillar Inc. | Detection system for determining spark voltage |
| US9716370B2 (en) | 2015-06-09 | 2017-07-25 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug |
| US10544773B2 (en) * | 2016-04-28 | 2020-01-28 | Caterpillar Inc. | Sparkplug health determination in engine ignition system |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1080089A (en) * | 1912-01-09 | 1913-12-02 | Fredrich J Walker | Spark-plug. |
| US1425329A (en) * | 1918-08-26 | 1922-08-08 | Adolph A Mellblom | Spark plug |
| US1486710A (en) * | 1923-06-15 | 1924-03-11 | Joseph S Whittier | Spark plug |
| US2959703A (en) * | 1958-02-20 | 1960-11-08 | Jr Arthur C Hastings | Spark plug |
| US3009075A (en) * | 1959-10-12 | 1961-11-14 | William D Hensley | Spark plug |
| JPS5412898B2 (ja) * | 1973-09-29 | 1979-05-26 | ||
| US4229672A (en) * | 1979-01-04 | 1980-10-21 | Ford Motor Company | Spark plug with low erosion electrode tip |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP1343736A patent/JP2897303B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-12-26 US US07/634,241 patent/US5196760A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03201383A (ja) | 1991-09-03 |
| US5196760A (en) | 1993-03-23 |
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Legal Events
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