JP3079383B2 - 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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- JP3079383B2 JP3079383B2 JP02258878A JP25887890A JP3079383B2 JP 3079383 B2 JP3079383 B2 JP 3079383B2 JP 02258878 A JP02258878 A JP 02258878A JP 25887890 A JP25887890 A JP 25887890A JP 3079383 B2 JP3079383 B2 JP 3079383B2
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- Japan
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- center electrode
- tip
- spark plug
- internal combustion
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Links
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Classifications
-
- 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
- H01T13/02—Details
- H01T13/14—Means for self-cleaning
Landscapes
- Spark Plugs (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、内燃機関に使用するスパークプラグに関
する。
する。
（従来の技術） 従来、内燃機関に装着するスパークプラグにおいて
は、中心電極は軸孔を形成する絶縁体の先端軸孔内に挿
入されると共に段部に係止され、中心電極後端をガラス
シールで加熱封着することにより保持してなるものであ
り、燃焼室内で常時突出して、高温の燃焼ガスや燃焼に
伴う衝撃に対する強度を保持するため、中心電極と軸孔
との間には殆ど隙間がないように一体に保持してなるも
のが一般的である。
は、中心電極は軸孔を形成する絶縁体の先端軸孔内に挿
入されると共に段部に係止され、中心電極後端をガラス
シールで加熱封着することにより保持してなるものであ
り、燃焼室内で常時突出して、高温の燃焼ガスや燃焼に
伴う衝撃に対する強度を保持するため、中心電極と軸孔
との間には殆ど隙間がないように一体に保持してなるも
のが一般的である。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のものにおいて、中心電極を
絶縁体の軸孔に一体に保持するものの場合には、中心電
極と軸孔内壁面との間に僅かな隙間が形成されているだ
けのため、かかるスパークプラグを内燃機関に装着して
使用すると、この隙間に対して液状燃料が毛細管現象に
より浸入し、更にこの隙間に浸入した液状燃料は、燃焼
ガスのスワール等によっても交換されることがなく、燃
焼に伴って発生するカーボンがこの中心電極と軸孔内壁
面との間に形成された隙間に浸入した液状燃料により吸
収、吸着され、絶縁体の絶縁性の低下を招き、失火等の
原因となり、また燃焼により発生するドライカーボンの
上記隙間への堆積による絶縁性低下も同様に失火等の原
因となるおそれがあった。
絶縁体の軸孔に一体に保持するものの場合には、中心電
極と軸孔内壁面との間に僅かな隙間が形成されているだ
けのため、かかるスパークプラグを内燃機関に装着して
使用すると、この隙間に対して液状燃料が毛細管現象に
より浸入し、更にこの隙間に浸入した液状燃料は、燃焼
ガスのスワール等によっても交換されることがなく、燃
焼に伴って発生するカーボンがこの中心電極と軸孔内壁
面との間に形成された隙間に浸入した液状燃料により吸
収、吸着され、絶縁体の絶縁性の低下を招き、失火等の
原因となり、また燃焼により発生するドライカーボンの
上記隙間への堆積による絶縁性低下も同様に失火等の原
因となるおそれがあった。
そこで、この発明は上記従来のものの持つ問題を改善
するものであり、中心電極と軸孔内壁面との間の隙間に
浸入した液状燃料とカーボンによって発生する汚損やド
ライカーボンの堆積による絶縁性の低下を防止しようと
するものである。
するものであり、中心電極と軸孔内壁面との間の隙間に
浸入した液状燃料とカーボンによって発生する汚損やド
ライカーボンの堆積による絶縁性の低下を防止しようと
するものである。
（課題を解決するための手段） そのために、この発明の内燃機関用スパークプラグ
は、絶縁体の軸孔に保持されて先端面より突出する中心
電極の先端に、先端方向が漸次減少する複数の段差部を
設けると共に、前記軸孔の開口部内周縁に開口先端が増
加する面取り部、又は拡大大径部を周設し、前記段差部
のうちで最も先端に位置する凸状エッジが、該面取り
部、又は該拡大大径部の後端位置よりも後方に位置して
なるものである。
は、絶縁体の軸孔に保持されて先端面より突出する中心
電極の先端に、先端方向が漸次減少する複数の段差部を
設けると共に、前記軸孔の開口部内周縁に開口先端が増
加する面取り部、又は拡大大径部を周設し、前記段差部
のうちで最も先端に位置する凸状エッジが、該面取り
部、又は該拡大大径部の後端位置よりも後方に位置して
なるものである。
また、前記中心電極の先端には先端方向に二段階に漸
次減少する前記段差部が設けられており、前記軸孔の開
口部の内周縁から前記中心電極までの軸線方向と直交す
る向きの距離をL1、前記段差部の凸状エッジ間の軸線方
向距離をL2、前記軸孔の前記開口部に周設する前記面取
り部、又は拡大大径部の幅をL3、同じく面取り部、又は
拡大大径部の後端位置から前記段差部のうちで先端に位
置する凸状エッジまでの軸線方向距離をL4、更に前記段
差部の幅を各々L5、L6とした場合に、 L1≧0.4mm、1mm≧L2≧0.3mm、 L3≧0.2mm、L4≧0.3mm、 L5≧0.1mm、L6≧0.1mm を満足してなることが好ましいものである。
次減少する前記段差部が設けられており、前記軸孔の開
口部の内周縁から前記中心電極までの軸線方向と直交す
る向きの距離をL1、前記段差部の凸状エッジ間の軸線方
向距離をL2、前記軸孔の前記開口部に周設する前記面取
り部、又は拡大大径部の幅をL3、同じく面取り部、又は
拡大大径部の後端位置から前記段差部のうちで先端に位
置する凸状エッジまでの軸線方向距離をL4、更に前記段
差部の幅を各々L5、L6とした場合に、 L1≧0.4mm、1mm≧L2≧0.3mm、 L3≧0.2mm、L4≧0.3mm、 L5≧0.1mm、L6≧0.1mm を満足してなることが好ましいものである。
（作用） 上記構成を具えるスパークプラグでは、燃焼室内にお
いてスパークプラグ先端に向けて吐出された液状燃料
は、絶縁体の軸孔に保持される中心電極の先端に複数の
段差部が設けられていると共に、上記絶縁体軸孔の開口
部内周縁に面取り部、又は拡大大径部を周設されている
ので、燃焼ガスのスワールにより、中心電極と軸孔内壁
面との間に形成される隙間に溜ることなく排除すること
が可能となり、カーボンの吸収、吸着を防止できる。
又、絶縁体の軸孔に保持される中心電極に複数の段差部
を設けることで火花清浄作用を促し、更にその段差部の
うちで最も先端に位置する凸状エッジが上記面取り部、
又は上記拡大大径部の後端位置よりも後方に位置するこ
とにより、中心電極と軸孔内壁面との間に形成された僅
かな隙間へ堆積するドライカーボンを上記段差部の凸状
エッジ部から発生する火花により燃焼させ、カーボンに
よる絶縁性の低下を防止することができる。
いてスパークプラグ先端に向けて吐出された液状燃料
は、絶縁体の軸孔に保持される中心電極の先端に複数の
段差部が設けられていると共に、上記絶縁体軸孔の開口
部内周縁に面取り部、又は拡大大径部を周設されている
ので、燃焼ガスのスワールにより、中心電極と軸孔内壁
面との間に形成される隙間に溜ることなく排除すること
が可能となり、カーボンの吸収、吸着を防止できる。
又、絶縁体の軸孔に保持される中心電極に複数の段差部
を設けることで火花清浄作用を促し、更にその段差部の
うちで最も先端に位置する凸状エッジが上記面取り部、
又は上記拡大大径部の後端位置よりも後方に位置するこ
とにより、中心電極と軸孔内壁面との間に形成された僅
かな隙間へ堆積するドライカーボンを上記段差部の凸状
エッジ部から発生する火花により燃焼させ、カーボンに
よる絶縁性の低下を防止することができる。
（実施例） この発明を図に示す実施例により更に説明する。
（１）は、この発明の実施例である内燃機関用スパー
クプラグであり、この内燃機関用スパークプラグ（１）
は、軸孔（７）の先端に軸状の中心電極（３）を保持す
ると共に、その後端においては、導電性シール材（４）
に挟持された抵抗体（５）を端子電極（６）と共に加熱
封着する絶縁体（２）と、上記絶縁体（２）の軸孔
（７）に保持される中心電極（３）の先端に対向する位
置に外側電極（９）を配設し、その側周において内燃機
関に装着する際に螺合させるネジ部（10）を配置してな
る主体金具（８）から構成されるものである。
クプラグであり、この内燃機関用スパークプラグ（１）
は、軸孔（７）の先端に軸状の中心電極（３）を保持す
ると共に、その後端においては、導電性シール材（４）
に挟持された抵抗体（５）を端子電極（６）と共に加熱
封着する絶縁体（２）と、上記絶縁体（２）の軸孔
（７）に保持される中心電極（３）の先端に対向する位
置に外側電極（９）を配設し、その側周において内燃機
関に装着する際に螺合させるネジ部（10）を配置してな
る主体金具（８）から構成されるものである。
そして、中心電極（３）を保持する絶縁体（２）の軸
孔（７）においては、その開口部（11）の内周縁に開口
先端が増加する面取り部（12）を周設し、更に上記絶縁
体（２）の軸孔（７）に保持される中心電極（３）の先
端に先端方向が漸次減少する複数の段差部（13）を設け
てなるものである。
孔（７）においては、その開口部（11）の内周縁に開口
先端が増加する面取り部（12）を周設し、更に上記絶縁
体（２）の軸孔（７）に保持される中心電極（３）の先
端に先端方向が漸次減少する複数の段差部（13）を設け
てなるものである。
また、この開口部（11）に面取り部（12）を周設する
軸孔（７）と、この軸孔（７）に保持され、先端方向に
二段階に漸次減少する段差部（13）を有する中心電極
（３）において、軸孔（７）の開口部（11）の内周縁か
ら中心電極（３）までの軸線方向と直交する向きの距離
をL1、中心電極（３）に設けられた段差部（13）の凸状
エッジ（14）間の軸線方向距離をL2、軸孔（７）の開口
部（11）に周設する面取り部（12）の幅をL3、同じく面
取り部（12）後端位置から段差部（13）のうちで先端に
位置する凸状エッジ（14）までの軸線方向距離をL4、更
に中心電極（３）に設けられた段差部（13）の幅を各々
L5、L6とした場合に、 L1≧0.4mm、1mm≧L2≧0.3mm、 L3≧0.2mm、L4≧0.3mm、 L5≧0.1mm、L6≧0.1mm を満足させてなるものである（第４図）。
軸孔（７）と、この軸孔（７）に保持され、先端方向に
二段階に漸次減少する段差部（13）を有する中心電極
（３）において、軸孔（７）の開口部（11）の内周縁か
ら中心電極（３）までの軸線方向と直交する向きの距離
をL1、中心電極（３）に設けられた段差部（13）の凸状
エッジ（14）間の軸線方向距離をL2、軸孔（７）の開口
部（11）に周設する面取り部（12）の幅をL3、同じく面
取り部（12）後端位置から段差部（13）のうちで先端に
位置する凸状エッジ（14）までの軸線方向距離をL4、更
に中心電極（３）に設けられた段差部（13）の幅を各々
L5、L6とした場合に、 L1≧0.4mm、1mm≧L2≧0.3mm、 L3≧0.2mm、L4≧0.3mm、 L5≧0.1mm、L6≧0.1mm を満足させてなるものである（第４図）。
この発明が以上の構成を具えるので、この実施例であ
る内燃機関用スパークプラグ（１）を内燃機関に装着し
て使用すると、燃焼室内に噴射される液状燃料が、絶縁
体（２）の先端に直接触れても、軸孔（７）の開口部
（11）の内周縁に面取り部（12）が周設されていること
から、特に上記軸孔（７）の開口部（11）の内周縁から
中心電極（３）までの距離L1が、L1≧0.4mmを満たすよ
うに広く確保されていることから、燃焼ガスのスワール
等により、この軸孔（７）と中心電極（３）との間に形
成される隙間に浸入する液状燃料は交換、排除され、カ
ーボンの吸収、吸着を防止し、この液状燃料に吸着され
るカーボンによって発生する絶縁体（２）の絶縁性低下
を防ぐことができる。
る内燃機関用スパークプラグ（１）を内燃機関に装着し
て使用すると、燃焼室内に噴射される液状燃料が、絶縁
体（２）の先端に直接触れても、軸孔（７）の開口部
（11）の内周縁に面取り部（12）が周設されていること
から、特に上記軸孔（７）の開口部（11）の内周縁から
中心電極（３）までの距離L1が、L1≧0.4mmを満たすよ
うに広く確保されていることから、燃焼ガスのスワール
等により、この軸孔（７）と中心電極（３）との間に形
成される隙間に浸入する液状燃料は交換、排除され、カ
ーボンの吸収、吸着を防止し、この液状燃料に吸着され
るカーボンによって発生する絶縁体（２）の絶縁性低下
を防ぐことができる。
また、通常の燃焼によって発生するカーボン、すなわ
ちドライカーボンに対しては、中心電極（３）の先端に
複数の段差部（13）を設け、特に軸孔（７）の開口部
（11）に周設する面取り部（12）の後端位置から後方に
位置する段差部（13）のうちで最も先端に位置する凸状
エッジ（14）までの軸線方向距離L4を、L4≧0.3mmとし
て設定する。その構成を図ることによって、絶縁体
（２）の先端部に周設された面取り部（12）の後端位置
より後方に位置する中心電極（３）及び絶縁体の軸孔
（７）内壁面の僅かな隙間にカーボンが堆積した場合に
も、この段差部（13）の凸状エッジ（14）から発生する
火花により絶縁体（２）の内壁面及び面取り部（12）に
沿って火花放電が生じることから、中心電極（３）及び
絶縁体内壁面の僅かな隙間に堆積するドライカーボンを
燃焼させることができ、その結果、絶縁体の絶縁性を確
実に維持することができる。更に段差部の凸状エツジ
（14）間の軸線方向距離L2の長さを0.3〜1.0mmに設定す
ることによって中心電極先端の熱を直接又は絶縁体を介
して効率よく放散するため、スパークプラグの耐熱性を
単に１つの段差部だけを設けたものより向上することが
できる。
ちドライカーボンに対しては、中心電極（３）の先端に
複数の段差部（13）を設け、特に軸孔（７）の開口部
（11）に周設する面取り部（12）の後端位置から後方に
位置する段差部（13）のうちで最も先端に位置する凸状
エッジ（14）までの軸線方向距離L4を、L4≧0.3mmとし
て設定する。その構成を図ることによって、絶縁体
（２）の先端部に周設された面取り部（12）の後端位置
より後方に位置する中心電極（３）及び絶縁体の軸孔
（７）内壁面の僅かな隙間にカーボンが堆積した場合に
も、この段差部（13）の凸状エッジ（14）から発生する
火花により絶縁体（２）の内壁面及び面取り部（12）に
沿って火花放電が生じることから、中心電極（３）及び
絶縁体内壁面の僅かな隙間に堆積するドライカーボンを
燃焼させることができ、その結果、絶縁体の絶縁性を確
実に維持することができる。更に段差部の凸状エツジ
（14）間の軸線方向距離L2の長さを0.3〜1.0mmに設定す
ることによって中心電極先端の熱を直接又は絶縁体を介
して効率よく放散するため、スパークプラグの耐熱性を
単に１つの段差部だけを設けたものより向上することが
できる。
なお、第３図に示すものは、この発明のその他の実施
例であり、燃焼ガスのスワールにより、軸孔（７）と中
心電極（３）との間に形成される隙間に浸入する液体燃
料を交換、排除するために、絶縁体（２）の軸孔（７）
の開口部（11）における面取り部（12）を周設する代わ
りに、上記軸孔（７）の開口部（11）に拡大大径部（1
5）を配設してなるものである。
例であり、燃焼ガスのスワールにより、軸孔（７）と中
心電極（３）との間に形成される隙間に浸入する液体燃
料を交換、排除するために、絶縁体（２）の軸孔（７）
の開口部（11）における面取り部（12）を周設する代わ
りに、上記軸孔（７）の開口部（11）に拡大大径部（1
5）を配設してなるものである。
そこで、この発明の実施例である内燃機関用スパーク
プラグ（１）について、各々L1＝0.9mm、L2＝0.5mm、L3
＝0.5mm、L4＝0.4mm、L5＝0.3mm、L6＝0.1mmとして、実
機による２通りのカーボン汚損試験を行い、その効果を
確認した。
プラグ（１）について、各々L1＝0.9mm、L2＝0.5mm、L3
＝0.5mm、L4＝0.4mm、L5＝0.3mm、L6＝0.1mmとして、実
機による２通りのカーボン汚損試験を行い、その効果を
確認した。
そのために、この発明の実施例と従来例（絶縁体に面
取り部がなく、中心電極先端に１つの段差部を設けたも
の）に対して、まず液状燃料によるカーボン汚損試験
を、78.5ccの２ストロークエンジンに、スパークプラグ
（１）を装着して、アイドリング（1800rpmで10秒−180
0〜4500rpmでレーシングさせることを10秒−再びアイド
リング（1800rpm）で10秒を１サイクルとして、チョー
クを3/4閉、気温０℃の条件下で行い、サイクル数に対
する絶縁抵抗の低下を計測し（表１）、次いでドライカ
ーボンによるカーボン汚損試験を、256ccの４ストロー
クエンジンに、スパークプラグ（１）を装着して、アイ
ドリング（1750rpm）で３分−ストップで１分を１サイ
クルとして、チョークを3/4閉、常温の条件下で行い、
サイクル数に対する絶縁抵抗の低下を計測したところ
（表２）、その効果が著しく認められた。即ち、液体燃
料による汚損試験では、従来例のスパークプラグは絶縁
抵抗が漸次低下して10サイクルで始動不良となるのに対
し、この発明のスパークプラグは面取り部を設けた効果
によりウェットカーボンが交換、排除され、殆ど絶縁抵
抗の低下を生じない。またドライカーボンによる汚損試
験では、従来例のスパークプラグは漸次絶縁抵抗が低下
し、８サイクルで始動不良になるのに対し、この発明の
スパークプラグは絶縁抵抗が同じように低下した６サイ
クルにおいて、複数の段差部と主体金具の間に絶縁体の
内壁面及び面取り部に沿って火花放電が生じてドライカ
ーボンを焼失させるため、絶縁抵抗が回復し失火が防止
される従来例に比べて著しい効果が認められた。
取り部がなく、中心電極先端に１つの段差部を設けたも
の）に対して、まず液状燃料によるカーボン汚損試験
を、78.5ccの２ストロークエンジンに、スパークプラグ
（１）を装着して、アイドリング（1800rpmで10秒−180
0〜4500rpmでレーシングさせることを10秒−再びアイド
リング（1800rpm）で10秒を１サイクルとして、チョー
クを3/4閉、気温０℃の条件下で行い、サイクル数に対
する絶縁抵抗の低下を計測し（表１）、次いでドライカ
ーボンによるカーボン汚損試験を、256ccの４ストロー
クエンジンに、スパークプラグ（１）を装着して、アイ
ドリング（1750rpm）で３分−ストップで１分を１サイ
クルとして、チョークを3/4閉、常温の条件下で行い、
サイクル数に対する絶縁抵抗の低下を計測したところ
（表２）、その効果が著しく認められた。即ち、液体燃
料による汚損試験では、従来例のスパークプラグは絶縁
抵抗が漸次低下して10サイクルで始動不良となるのに対
し、この発明のスパークプラグは面取り部を設けた効果
によりウェットカーボンが交換、排除され、殆ど絶縁抵
抗の低下を生じない。またドライカーボンによる汚損試
験では、従来例のスパークプラグは漸次絶縁抵抗が低下
し、８サイクルで始動不良になるのに対し、この発明の
スパークプラグは絶縁抵抗が同じように低下した６サイ
クルにおいて、複数の段差部と主体金具の間に絶縁体の
内壁面及び面取り部に沿って火花放電が生じてドライカ
ーボンを焼失させるため、絶縁抵抗が回復し失火が防止
される従来例に比べて著しい効果が認められた。
（発明の効果） 以上のとおり、中心電極を保持する絶縁体の軸孔の開
口部に面取り部、又は拡大大径部を周設すると共に、中
心電極の先端近傍に複数の段差部を設け、その段差部の
うちで最も先端に位置する凸状エッジが面取り部、又は
拡大大径部の後端位置よりも後方の位置することによっ
て、液状燃料によるカーボン汚損や、ドライカーボンに
よる絶縁性の低下を防止することができるので、絶縁性
低下による失火等を防ぎ、内燃機関始動時の始動不良や
燃料の消費量を向上させることができる優れた効果を有
するものとなる。
口部に面取り部、又は拡大大径部を周設すると共に、中
心電極の先端近傍に複数の段差部を設け、その段差部の
うちで最も先端に位置する凸状エッジが面取り部、又は
拡大大径部の後端位置よりも後方の位置することによっ
て、液状燃料によるカーボン汚損や、ドライカーボンに
よる絶縁性の低下を防止することができるので、絶縁性
低下による失火等を防ぎ、内燃機関始動時の始動不良や
燃料の消費量を向上させることができる優れた効果を有
するものとなる。
第１図はこの発明の実施例である内燃機関用スパークプ
ラグの部分断面図、第２図及び第３図はこの発明の二つ
の実施例における要部拡大断面図、第４図はこの発明に
おいて規定する距離L1〜L6を示す断面図である。 １……内燃機関用スパークプラグ、２……絶縁体、３…
…中心電極、４……導電性シール材、５……抵抗体、６
……端子電極、７……軸孔、８……主体金具、９……外
側電極、10……ネジ部、11……開口部、12……面取り
部、13……段差部、14……凸状エッジ、15……拡大大径
部
ラグの部分断面図、第２図及び第３図はこの発明の二つ
の実施例における要部拡大断面図、第４図はこの発明に
おいて規定する距離L1〜L6を示す断面図である。 １……内燃機関用スパークプラグ、２……絶縁体、３…
…中心電極、４……導電性シール材、５……抵抗体、６
……端子電極、７……軸孔、８……主体金具、９……外
側電極、10……ネジ部、11……開口部、12……面取り
部、13……段差部、14……凸状エッジ、15……拡大大径
部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−181383（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−27176（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01H 13/00 - 13/56
Claims (2)
- 【請求項１】絶縁体の軸孔に保持されて先端面より突出
する中心電極の先端に、先端方向が漸次減少する複数の
段差部を設けると共に、前記軸孔の開口部内周縁に開口
先端が増加する面取り部、又は拡大大径部を周設し、前
記段差部のうちで最も先端に位置する凸状エッジが、該
面取り部、又は該拡大大径部の後端位置よりも後方に位
置してなる内燃機関用スパークプラグ。 - 【請求項２】請求項（１）．に記載の内燃機関用スパー
クプラグであって、前記中心電極の先端には先端方向に
二段階に漸次減少する前記段差部が設けられており、前
記軸孔の開口部の内周縁から前記中心電極までの軸線方
向と直交する向きの距離をL1、前記段差部と凸状エッジ
間の軸線方向距離をL2、前記軸孔の前記開口部に周設す
る前記面取り部、又は拡大大径部の幅をL3、同じく面取
り部、又は拡大大径部の後端位置から前記段差部のうち
で先端に位置する凸状エッジまでの軸線方向距離をL4、
更に前記段差部の幅を各々L5、L6とした場合に、 L1≧0.4mm、1mm≧L2≧0.3mm、 L3≧0.2mm、L4≧0.3mm、 L5≧0.1mm、L6≧0.1mm を満足してなる内燃機関用スパークプラグ。
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