JP4543559B2

JP4543559B2 - Spark plug

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Publication number: JP4543559B2
Application number: JP2001032473A
Authority: JP
Inventors: 伸西岡; 正道柴田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2021-02-08
Also published as: JP2002237366A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、中心電極と接地電極の火花放電部に貴金属チップを接合してなるスパークプラグに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のスパークプラグは、高着火性を確保するために、中心電極と接地電極の火花放電部に細径化された貴金属チップを接合してなるものであり、そのようなスパークプラグとしては、特開昭５２−３６２３７号公報や特開昭６１−４５５８３号公報に記載のものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のスパークプラグにおいては、放電部位が細径であるため、放電による貴金属チップの消耗が大きくなり、妥当な寿命を得にくいという問題がある。
【０００４】
この問題は、特に、接地電極側において顕著である。これは、一般的に接地電極が燃焼室の中央側に中心電極よりも突出して配置されることから、放電部位の温度が中心電極側よりも上昇し、消耗に対して不利となるためである。単純には、放電部位の消耗を抑制するために、放電部位（チップ）を太くすればよいが、それでは、着火性能が低下してしまう。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題に鑑み、中心電極と接地電極の火花放電部に貴金属チップを接合してなるスパークプラグにおいて、着火性能を確保しつつ、特に、接地電極側の放電部位の消耗を抑制できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、取付金具（１０）と、この取付金具内に収納され、一端部（３１）が取付金具の一端部（１１）から露出する中心電極（３０）と、中心電極の一端部に接合された貴金属よりなる中心電極側チップ（５０）と、取付金具の一端部に固定されて中心電極の一端部と対向する接地電極（４０）と、接地電極の中心電極との対向部（４２）に接合され、中心電極側チップと放電ギャップを介して対向する貴金属よりなる接地電極側チップ（６０）とを備えるスパークプラグにおいて、接地電極側チップは、接地電極から中心電極側チップと対向する方向へ突出して延びる柱状の複数個の突出部（６１）を有しており、各々の突出部の軸直交断面積が０．１ｍｍ^２以上０．８ｍｍ^２以下であり、各々の突出部の先端部と中心電極側チップとの間に放電ギャップが形成されており、さらに、接地電極側チップ（６０）における各々の突出部（６１）は円柱状であり、その直径（ｄ）が０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、各々の突出部の間隔（Ｈ）が、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴としている。
【０００７】
本発明のスパークプラグによれば、接地電極が、軸直交断面積が０．１ｍｍ²以上０．８ｍｍ²以下である柱状をなす複数個の突出部を有し、接地電極側の放電部を複数個設けた構成とすることができるため、各放電部における飛び火回数を減少させることができる。
【０００８】
ここで、突出部の軸直交断面積が０．８ｍｍ²より大であると火炎核が接地電極側チップに当たって成長が阻害されやすくなり、着火性が低下する。また、突出部の軸直交断面積が０．１ｍｍ²未満であると、接地電極側チップの突出部が細すぎて熱引きが悪化し、接地電極側チップ自身が高温となり、酸化消耗に弱くなるため、実用的ではない。
【０００９】
よって、本発明によれば、着火性能を確保しつつ、特に、接地電極側の放電部位の消耗を抑制できるスパークプラグを提供することができる。ここで、接地電極側チップ（６０）における各々の突出部（６１）が円柱状であるとき、その直径（ｄ）は０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ未満のものを採用することができる。
【００１０】
また、本発明では、接地電極側チップ（６０）における円柱状の各々の突出部（６１）の直径（ｄ）が０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、各々の突出部の間隔（Ｈ）が０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴としているが、これは、本発明者等の実験検討の結果得られたものであり、このような各突出部の直径と突出部間隔との関係を設定することにより、放電により発生する火炎核が、接地電極側の各突出部に阻害されることなく成長できるため、高い着火性能を適切に確保することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の発明では、取付金具（１０）と、この取付金具内に収納され、一端部（３１）が取付金具の一端部（１１）から露出する中心電極（３０）と、中心電極の一端部に接合された貴金属よりなる中心電極側チップ（５０）と、取付金具の一端部に固定されて中心電極の一端部と対向する接地電極（４０）と、接地電極の中心電極との対向部（４２）に接合され、中心電極側チップと放電ギャップを介して対向する貴金属よりなる接地電極側チップ（６０）とを備えるスパークプラグにおいて、接地電極側チップは、接地電極から中心電極側チップと対向する方向へ突出して延びる柱状の複数個の突出部（６１）を有しており、各々の突出部の軸直交断面積が０．１ｍｍ^２以上０．８ｍｍ^２以下であり、各々の突出部の先端部と中心電極側チップとの間に放電ギャップが形成されており、さらに、接地電極側チップ（６０）における各々の突出部（６１）は円柱状であり、その直径（ｄ）が０．５ｍｍよりも大きく１．０ｍｍ以下であり、各々の突出部の間隔（Ｈ）が０．７ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００１２】
本発明によっても、着火性能を確保しつつ、特に、接地電極側の放電部位の消耗を抑制できるスパークプラグを提供することができる。そして、本発明においても、本発明者等の実験検討の結果得られた上記したような各突出部の直径と突出部間隔との関係を設定することにより、放電により発生する火炎核が、接地電極側の各突出部に阻害されることなく成長できるため、高い着火性能を適切に確保することができる。
【００１３】
また、請求項３に記載の発明では、接地電極側チップ（６０）における各々の突出部（６１）の接地電極（４０）からの突出長さ（Ｌ）が０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ未満であることを特徴としている。それにより、より高い着火性を確保することができる。
【００１４】
上記突出長さが０．３ｍｍ未満であると接地電極自体が中心電極側チップに近づきすぎて火炎核の成長が阻害されやすくなる。また、上記突出長さが１．５ｍｍ以上であると、接地電極側チップの突出部が長すぎて熱引きが悪化し、接地電極側チップ自身が高温となり、酸化消耗に弱くなるため、実用的ではない。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明のように、突出部（６１）の数は２個とすることができる。なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
以下、本発明を図に示す実施形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るスパークプラグ１００の全体構成を示す半断面図である。また、図２（ａ）は、本発明の要部を示すもので、スパークプラグ１００における火花放電部近傍の拡大図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）を右側からみた図である。
【００１７】
このスパークプラグ１００は、自動車用エンジンの点火栓等に適用されるものであり、該エンジンの燃焼室を区画形成するエンジンヘッド（図示せず）に設けられたネジ穴に挿入されて固定されるようになっている。
【００１８】
スパークプラグ１００は、導電性の鉄鋼材料（例えば低炭素鋼等）等よりなる筒形状の取付金具１０を有しており、この取付金具１０は、図示しないエンジンブロックに固定するための取付ネジ部１０ａを備えている。取付金具１０の内部には、アルミナセラミック（Ａｌ₂Ｏ₃）等からなる絶縁体２０が固定されており、この絶縁体２０の一端部２１は、取付金具１０の一端部１１から露出するように設けられている。
【００１９】
絶縁体２０の軸孔２２には中心電極３０が固定されており、この中心電極３０は取付金具１０に対して絶縁保持されている。中心電極３０は、例えば、内材がＣｕ等の熱伝導性に優れた金属材料、外材がＮｉ基合金等の耐熱性および耐食性に優れた金属材料により構成された円柱体で、図２に示すように、その細径化された一端部３１が、絶縁体２０の一端部２１から露出して延びるように設けられている。
【００２０】
一方、接地電極４０は、本例では柱状（例えば角柱）をなし、その一端部４１にて取付金具１０の一端部１１に溶接により固定され、途中で曲げられて、その他端部４２側が中心電極３０の一端部３１と対向するように延びている。
【００２１】
また、中心電極３０の一端部３１には、貴金属よりなる中心電極側チップ５０が、レーザ溶接や抵抗溶接等により接合されている。本例では、中心電極側チップ５０は、中心電極３０の軸Ｋ２と同一方向に延びる円柱状をなすものである。
【００２２】
一方、接地電極４０における中心電極３０との対向部（本例では、接地電極４０の他端部４２の端面（他端面）４３）には、貴金属よりなる円柱状の複数個（本例では２個）の接地電極側チップ６０が接合されており、この接地電極側チップ６０は、その先端面が中心電極側チップ５０の先端面と放電ギャップを介して対向している。
【００２３】
そして、各接地電極側チップ６０は、接地電極４０の他端面４３から中心電極側チップ５０と対向する方向へ突出して延びる円柱状の突出部（図２中の長さＬの部分）６１を有しており、各々の突出部６１の先端部と中心電極側チップ５０との間に放電ギャップが形成されている。本例では、各突出部６１の軸Ｋ１と中心電極側チップ５０の軸（中心電極３０の軸）Ｋ２とが平行となっている。
【００２４】
ここで、中心電極側チップ５０は、柱状、円板状等にすることができるが、本例では、直径Ｄがφ０．３ｍｍ以上φ１．０ｍｍ以下の円柱としている。また、円柱状の接地電極側チップ６０は、直径がφ０．３ｍｍ以上φ１．０ｍｍ以下である。従って、接地電極側チップ６０における各突出部６１の直径ｄもφ０．３ｍｍ以上φ１．０ｍｍ以下（軸直交断面積でいうと、０．１ｍｍ²以上０．８ｍｍ²以下）である。
【００２５】
また、接地電極側チップ６０における各突出部６１の直径ｄが０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるとき、各突出部６１の間隔（突出部間隔）Ｈは０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、各突出部６１の直径ｄが０．５ｍｍよりも大きく１．０ｍｍ以下であるとき、突出部間隔Ｈは０．７ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００２６】
また、接地電極側チップ６０における各突出部６１の接地電極４０（接地電極４０の他端面４３）からの突出長さＬは、０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ未満であることが好ましい。
【００２７】
また、中心電極側チップ５０及び接地電極側チップ６０の材質としては、Ｐｔ（白金）−Ｉｒ（イリジウム）、Ｐｔ−Ｒｈ（ロジウム）、Ｐｔ−Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｔ−Ｐｄ（パラジウム）、Ｉｒ−Ｙ（イットリウム）、Ｉｒ−Ｒｈ等の合金のいずれか１種を採用することができる。
【００２８】
このようなスパークプラグ１００においては、接地電極側チップ６０の各突出部６１の先端部と中心電極側チップ５０との間に形成された放電ギャップにおいて放電し、燃焼室内の混合気に着火させる。着火後、放電ギャップに形成された火炎核は、成長していき、燃焼室内にて燃焼が行われるようになっている。
【００２９】
ところで、本実施形態によれば、接地電極側チップ６０を、接地電極４０から中心電極側チップ５０と対向する方向へ突出して延びる直径ｄが０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である円柱状の複数個の突出部６１を有するものとし、各突出部６１の先端部と中心電極側チップ５０との間に放電ギャップを形成したことを主たる特徴としている。
【００３０】
それによれば、接地電極４０が、直径ｄが０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である円柱状をなす複数個の突出部６１を有し、接地電極４０側において高着火性を確保すべく細径化された放電部を複数個設けた構成とすることができる。そのため、各放電部における飛び火回数を減少させることができ、着火性能を確保しつつ、特に、接地電極側の放電部位の消耗を抑制することができる。
【００３１】
ここで、突出部６１の直径ｄが１．０ｍｍ（軸直交断面積では０．８ｍｍ²）より大であると火炎核が突出部６１に当たって成長が阻害されやすくなり、着火性が低下する。また、突出部６１の直径ｄが０．３ｍｍ（軸直交断面積では０．１ｍｍ²）未満であると、突出部６１が細すぎて熱引きが悪化し、接地電極側チップ６０自身が高温となり、酸化消耗に弱くなるため、実用的ではない。
【００３２】
また、本実施形態では、接地電極側チップ６０における各突出部６１の直径ｄが０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるとき、上記突出部間隔Ｈが０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、各突出部６１の直径ｄが０．５ｍｍよりも大きく１．０ｍｍ以下であるとき、突出部間隔Ｈが０．７ｍｍ以上３ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００３３】
このような各突出部６１の直径ｄと突出部間隔Ｈとの関係を設定することにより、放電により発生する火炎核が、接地電極側の各突出部に阻害されることなく成長できるため、高い着火性能を適切に確保することができる。
【００３４】
また、本実施形態では、接地電極側チップ６０における各々の突出部６１の接地電極４０（接地電極４０の他端面４３）からの突出長さＬが０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ未満であることを特徴としている。それにより、より高い着火性を確保することができる。
【００３５】
これらの本実施形態の効果について、図３〜図６を用いて具体的に説明する。
スパークプラグ１００において、取付ネジ部１０ａのネジ径を１４ｍｍ、各チップ５０、６０をＩｒ−Ｒｈ合金の円柱体とし、各チップ５０、６０の各電極３０、４０への接合をレーザ溶接にて行ったものについて、着火性能評価試験及び接地電極４０の放電部（突出部６１）の消耗性試験を行った。
【００３６】
ここで、着火性能評価試験は、エンジンとして１８００ｃｃ、４気筒のものを用い、評価条件はアイドリング、評価特性値は、着火限界Ａ／Ｆ（失火しないような最も薄い混合気の空気／燃料比、リーン限界Ａ／Ｆ）を用いた。また、上記消耗性試験は、エンジンとして２０００ｃｃ、６気筒のものを用い、評価条件はＷＯＴ５６００ｒｐｍ（スロットル全開）、１００時間にて行った。
【００３７】
まず、図３中に示す様に、スパークプラグ１００において、接地電極４０の他端部４２に接地電極側チップ６０を１個設けたもの（比較例）、２個設けたもの、３個設けたもの、４個設けたものを作製し、接地放電部（突出部６１）の数を変えたサンプルを作製した。なお、３個以上の場合、図３中に示す様に、チップ６０を接地電極４０の他端部４２の厚さ方向の側面４４にも設けて良い。
【００３８】
図３中のグラフは、接地電極側チップ６０（つまり突出部６１）の数の異なる各サンプルについて、上記消耗性試験を行い、時間（Ｈｒ）と中心電極側チップ５０から接地放電部（突出部６１）までの最短距離の変化（ｍｍ）との関係を求めたものである。なお、各突出部６１の直径ｄは０．４ｍｍ、上記突出部間隔Ｈは１．０ｍｍ、上記突出長さＬは１．０ｍｍとし、また、中心電極側チップ６０は直径Ｄが０．４ｍｍの円柱とした。
【００３９】
上記最短距離の変化が時間と共に少ないほど、接地放電部（突出部６１）の消耗が少ない。よって、図３からわかるように、接地放電部（突出部６１）の数が２個以上であれば、１個の場合に比べて、大幅に消耗性を向上させることができ、プラグの耐久性を確保できている。これは、上述したように、放電部を複数個設けることにより、各放電部における飛び火回数を減少させることができ、消耗を抑制できるためである。
【００４０】
また、円柱状の接地電極側チップ６０において、各突出部６１の直径ｄ、上記突出長さＬを種々変えたものを作製し、上記着火性能試験を行った。その結果を図４に示す。なお、このとき、上記突出部間隔Ｈは１．０ｍｍ、中心電極側チップ６０は直径Ｄが０．４ｍｍの円柱とした。
【００４１】
図４では、各突出部６１の直径ｄ（ｍｍ）を変えて、突出長さＬ（ｍｍ）を横軸、着火限界Ａ／Ｆを縦軸として示してある。図４からわかるように、突出長さＬが０．３ｍｍ以上、且つ、１個の突出部（接地放電部）６１の直径ｄがφ１．０ｍｍ以下のとき、高い着火性を確保できている。
【００４２】
これは、突出長さＬが０．３ｍｍ未満であると接地電極４０の他端部４２側が中心電極側チップ５０に近づきすぎて火炎核の成長が阻害されやすくなること、及び、接地電極側チップ６０の突出部６１の直径ｄがφ１．０ｍｍより大であると火炎核が突出部６１に当たって成長が阻害されやすくなることのためである。
【００４３】
ただし、突出長さＬが１．５ｍｍ以上であると、突出部６１が長すぎて熱引きが悪化し、また、個々の突出部６１の直径ｄがφ０．３ｍｍ未満であると、突出部６１が細すぎて熱引きが悪化し、接地電極側チップ６０自身が高温となり、酸化消耗に弱くなるため、実用的ではない。
【００４４】
従って、本実施形態では、接地電極側チップ６０における円柱状の各突出部６１は、直径ｄがφ０．３ｍｍ以上φ１．０ｍｍ以下とし、突出長さＬは０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ未満としている。なお、好ましい範囲は、突出部６１の直径ｄがφ０．４ｍｍ以上φ１．０ｍｍ以下、突出長さＬが０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である。それにより、より高い着火性を確保することができる。
【００４５】
ここで、円柱状（円板状も含む）の中心電極側チップ５０について、直径Ｄを種々変えたものを作製し、上記着火性能試験を行った結果も、合わせて示しておく。なお、このとき、突出部６１の直径ｄはφ０．４ｍｍ、上記突出長さＬは１．０ｍｍとした。その結果を、中心電極側チップ５０の直径Ｄ（中心チップ径φＤ）と着火限界Ａ／Ｆとの関係として図５に示す。
【００４６】
図５からわかるように、中心電極側チップ５０の直径Ｄがφ１．０ｍｍ以下であると、着火性が良好となっている。これは、中心電極側チップ５０の直径Ｄがφ１．０ｍｍ以下であると火炎核が中心電極側チップ５０に当たりにくく、火炎核の成長が阻害されにくい（火炎核の冷却効果が小さい）ためである。
【００４７】
ただし、中心電極側チップ５０の直径Ｄがφ０．３ｍｍ未満であると、中心電極側チップ５０が細すぎて熱引きが悪化し、中心電極側チップ５０自身が高温となり、酸化消耗に弱くなるため、実用的ではない。よって、中心電極側チップ５０は、直径Ｄがφ０．３ｍｍ以上φ１．０ｍｍ以下の円柱とすることが好ましい。
【００４８】
次に、円柱状の接地電極側チップ６０において、各突出部６１の直径ｄ、上記突出部間隔Ｈを種々変えたものを作製し、上記着火性能試験を行った。その結果を図６に示す。なお、このとき、上記突出長さＬは１．０ｍｍ、中心電極側チップ６０は直径Ｄが０．４ｍｍの円柱とした。また、接地電極４０は厚さ１．６ｍｍ、幅２．８ｍｍの断面サイズを有する角柱を用いた。
【００４９】
図６では、各突出部６１の直径ｄ（ｍｍ）を変えて、突出部間隔Ｈ（ｍｍ）を横軸、着火限界Ａ／Ｆを縦軸として示してある。図６からわかるように、各突出部６１の直径ｄが０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるとき、突出部間隔Ｈが０．５ｍｍ以上であり、各突出部６１の直径ｄが０．５ｍｍよりも大きく１．０ｍｍ以下であるとき、突出部間隔Ｈが０．７ｍｍ以上であれば、高い着火性能を確保できている。
【００５０】
これは、上述したように、突出部間隔Ｈを広く取ることにより、放電により放電ギャップにて発生する火炎核が、接地電極側の各突出部に阻害されることなく成長できるためである。ただし、本発明者等の検討によれば、突出部間隔Ｈが３ｍｍよりも大きくなると、放電ギャップ（火花ギャップ）が拡大しすぎてしまい、初期の要求電圧を維持することができなくなる。
【００５１】
従って、高い着火性能を適切に確保するためには、各突出部６１の直径ｄが０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であるとき、突出部間隔Ｈが０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下であり、各突出部６１の直径ｄが０．５ｍｍよりも大きく１．０ｍｍ以下であるとき、突出部間隔Ｈが０．７ｍｍ以上３ｍｍ以下であることが好ましい。
【００５２】
以上、述べてきたように、本第１実施形態によれば、接地電極側チップ６０を、接地電極４０から中心電極側チップ５０と対向する方向へ突出して延びる直径ｄが０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下である円柱状の複数個の突出部６１を有するものとし、各突出部を接地電極側の放電部とすることにより、着火性能を確保しつつ、接地電極側の放電部位の消耗を抑制できるスパークプラグ１００を提供することができる。
【００５３】
そして、上記した突出部間隔Ｈ、突出長さＬ等の寸法を規定することにより、より高い着火性を実現することができる。
【００５４】
なお、本実施形態において、接地電極側チップ６０は、接地電極４０の中心電極３０との対向部（すなわち他端部４２）に接合されるが、当該他端部４２における接合箇所は、上記図２に示す様に他端部４２の端面４３でも良いし、図７〜図９に示す様であっても良い。なお、図７〜図９の各々は、上記図２と同じ視点から形状を示したもので、（ａ）は図２（ａ）と同方向から見た図、（ｂ）は（ａ）の右側から見た図である。
【００５５】
まず、図７に示す様に、当該接合箇所は、他端部４２の厚さ方向の側面４４でも良い。この場合、突出長さＬは、当該厚さ方向の側面４４から突出する長さである。また、当該接合箇所は、図８に示す様に、他端部４２の幅方向の側面４５でも良い。この場合、突出長さＬは、当該幅方向の側面４５から中心電極側チップ５０の側へチップ６０がはみ出して突出する長さである。
【００５６】
また、図９に示す様に、他端部４２の端面４３や側面４４、４５に接地電極側チップ６０を接合すれば、突出部６１を多数設ける場合に有利である。また、突出部６１の数が増加すれば、上記図３に示したように、消耗性を更に向上させることができる。
【００５７】
また、上記した本実施形態の各例では、各突出部６１の軸Ｋ１は、中心電極側チップ５０の軸（中心電極３０の軸）Ｋ２に対して平行となっているが、図１０に示す様に、各突出部６１の軸Ｋ１と中心電極側チップ５０の軸Ｋ２とが平行ではなく、交差またはねじれの位置関係にあっても良い。さらには、図示しないが、これら両軸Ｋ１、Ｋ２が直角の関係にあっても良い。
【００５８】
また、上記した本実施形態の各例では、接地電極４０は、一端部４１にて取付金具１０に固定された一端部４１と他端部４２との間に曲がり部を有していたが、図１１に示す様に、両端部４１、４２の間に曲がり部が無く、真っ直ぐなものであっても良い。
【００５９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係るスパークプラグの要部（火花放電部近傍）を、上記図２と同じ視点から図１２に示す。上記第１実施形態では、接地電極４０に複数個の接地電極側チップ６０を設けることにより、接地電極側チップ６０が複数個の突出部６１を有する構成を実現したが、本実施形態では、図１２に示す様に、１個の接地電極側チップ６０を略Ｕ字形状に形成し、その曲がり部にて接地電極４０の他端面４３に接合することにより、２個の突出部６１を形成している。
この場合も、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。
【００６０】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態を以下に示す。図１３は、接地電極４０の形状を改良した変形例を示す説明図であり、（ｂ）は図２（ａ）と同方向から見た図、（ａ）は（ｂ）の上視図である。図１３に示す様に、接地電極４０は、その他端部（中心電極３０との対向部）４２側の端面４３に向かうに連れテーパ状に細くなっていることが好ましい。このような形状とすれば、火炎核と接触する接地電極４０の面積を小さくすることができ、より着火性を向上させることができる。
【００６１】
また、上記各実施形態における接地電極側チップ６０は円柱状であるが、その軸と直交する方向の断面（軸直交断面）の形状は、図１４に示す様に、（ａ）正方形、（ｂ）長方形、（ｃ）菱形、（ｄ）三角形、（ｅ）楕円等であってもよい。要は、当該軸直交断面積が０．１ｍｍ²以上０．８ｍｍ²以下、すなわち上記した円柱状の場合の直径ｄ０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ相当の範囲にあれば、同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの全体構成を示す半断面図である。
【図２】図１に示すスパークプラグにおける火花放電部近傍の拡大構成図である。
【図３】接地電極チップの突出部の数を変えたときの消耗性について調べた結果を示す図である。
【図４】突出部の直径ｄを変えて突出長さＬと着火限界Ａ／Ｆとの関係を調べた結果を示す図である。
【図５】中心電極側チップの直径Ｄと着火限界Ａ／Ｆとの関係を調べた結果を示す図である。
【図６】突出部の直径ｄを変えて突出部間隔Ｈと着火限界Ａ／Ｆとの関係を調べた結果を示す図である。
【図７】接地電極側チップを接地電極の他端部の厚さ方向の側面に接合した例を示す図である。
【図８】接地電極側チップを接地電極の他端部の幅方向の側面に接合した例を示す図である。
【図９】接地電極側チップを接地電極の他端部に３個接合した例を示す図である。
【図１０】各突出部の軸と中心電極側チップの軸とが交差またはねじれの位置関係にある例を示す図である。
【図１１】接地電極の形状を真っ直ぐなものとした例を示す図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係るスパークプラグにおける火花放電部近傍の拡大構成図である。
【図１３】接地電極における中心電極との対向部をその端面に向かうに連れテーパ状に細くした例を示す図である。
【図１４】柱状の接地電極側チップの種々の軸直交断面形状を示す図である。
【符号の説明】
１０…取付金具、１１…取付金具の一端部、３０…中心電極、
３１…中心電極の一端部、４０…接地電極、４２…接地電極の他端部、
５０…中心電極側チップ、６０…接地電極側チップ、６１…突出部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a spark plug formed by joining a noble metal tip to spark discharge portions of a center electrode and a ground electrode.
[0002]
[Prior art]
This type of spark plug is formed by joining a noble metal tip having a reduced diameter to the spark discharge portion of the center electrode and the ground electrode in order to ensure high ignitability. As such a spark plug, JP-A-52-36237 and JP-A-61-45583 have been proposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional spark plug has a problem that since the discharge portion has a small diameter, the consumption of the noble metal tip due to the discharge increases and it is difficult to obtain a reasonable life.
[0004]
This problem is particularly remarkable on the ground electrode side. This is because the ground electrode is generally disposed on the center side of the combustion chamber so as to protrude from the center electrode, so that the temperature of the discharge portion is higher than the center electrode side, which is disadvantageous for wear. . Simply, in order to suppress the consumption of the discharge site, the discharge site (chip) may be made thicker, but the ignition performance will be reduced.
[0005]
Therefore, in view of the above problems, the present invention provides a spark plug in which a noble metal tip is joined to the spark discharge portion of the center electrode and the ground electrode, and particularly suppresses the consumption of the discharge portion on the ground electrode side while ensuring ignition performance. The purpose is to be able to.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, there is provided a mounting bracket (10) and a center electrode housed in the mounting bracket and having one end (31) exposed from one end (11) of the mounting bracket. (30), a center electrode side tip (50) made of a noble metal joined to one end of the center electrode, a ground electrode (40) fixed to one end of the mounting bracket and facing one end of the center electrode, In the spark plug having a ground electrode side tip (60) made of a noble metal facing the center electrode side tip and the discharge gap, the ground electrode side tip is joined to a portion (42) facing the center electrode of the ground electrode. And a plurality of columnar protrusions (61) extending so as to protrude from the ground electrode in a direction opposite to the center electrode side chip, and the axial orthogonal cross-sectional area of each protrusion is 0.1 mm ² or more and 0.8 mm. There are ² or less A discharge gap is formed between the tip of each protrusion and the center electrode side tip, and each protrusion (61) in the ground electrode side tip (60) is cylindrical and has a diameter ( d) is Ri der than 0.5mm or less 0.3 mm, each of the protrusions of the spacing (H) is, it is characterized in that it is 0.5mm or more 3mm or less.
[0007]
According to the spark plug of the present invention, the ground electrode has a plurality of columnar protrusions having an axial orthogonal cross-sectional area of 0.1 mm ² or more and 0.8 mm ² or less, and a plurality of discharge parts on the ground electrode side are provided. Since it can be set as the structure provided individually, the frequency | count of a spark in each discharge part can be reduced.
[0008]
Here, if the axial orthogonal cross-sectional area of the projecting portion is larger than 0.8 mm ² , the flame kernel hits the ground electrode side tip and the growth is easily inhibited, and the ignitability is lowered. Further, when the shaft orthogonal cross-sectional area of the protrusion is less than 0.1 mm ^2, the heat dissipation is deteriorated too thin projecting portion of the ground electrode tip, it is the ground electrode tip itself a high temperature, weakens the oxidation loss Therefore, it is not practical.
[0009]
Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a spark plug that can suppress ignition of a discharge portion on the ground electrode side while ensuring ignition performance. Here, when each of the protruding portions of the ground electrode tip (60) (61) is cylindrical, its diameter (d) of Ru can be formed of the less 1.0mm or 0.3 mm.
[0010]
In the present invention, the diameter (d) of each cylindrical protrusion (61) in the ground electrode side tip (60) is 0.3 mm or more and 0.5 mm or less, and the interval (H) between the protrusions. Is 0.5 mm or more and 3 mm or less , which is obtained as a result of the experimental study by the present inventors and the like, and the relationship between the diameter of each protrusion and the distance between the protrusions. By setting the above, flame nuclei generated by the discharge can grow without being obstructed by the respective protrusions on the ground electrode side, so that high ignition performance can be appropriately ensured.
[0011]
Further, in the invention according to claim 2, the mounting bracket (10), the central electrode (30) housed in the mounting bracket and having one end (31) exposed from the one end (11) of the mounting bracket, A center electrode side tip (50) made of a noble metal joined to one end of the center electrode, a ground electrode (40) fixed to one end of the mounting bracket and facing one end of the center electrode, and a center electrode of the ground electrode In the spark plug comprising a ground electrode side tip (60) made of a noble metal facing the center electrode side tip and the discharge gap, the ground electrode side tip is centered from the ground electrode. It has a plurality of columnar protrusions (61) that protrude and extend in a direction facing the electrode-side chip, and the axial orthogonal cross-sectional area of each protrusion is 0.1 mm ² or more and 0.8 mm ² or less, The tip of each protrusion Parts and the discharge gap is formed between the center electrode tip further protrusion of each of the ground electrode tip (60) (61) has a cylindrical shape, the diameter (d) is 0.5mm large 1.0mm der less than is, it is characterized in that each of the protrusions of the spacing (H) is 0.7mm or more 3mm or less.
[0012]
According to the present invention, it is also possible to provide a spark plug that can suppress ignition of the discharge part on the ground electrode side while ensuring ignition performance. Also in the present invention, by setting the relationship between the diameter and the projection distance between each of the protrusions, as noted on the results obtained in Experimental Study of the present inventors, the flame kernel generated by discharge, Since it can grow without being obstructed by each protrusion on the ground electrode side, high ignition performance can be ensured appropriately.
[0013]
In the invention according to claim 3 , the protrusion length (L) of each protrusion (61) from the ground electrode (40) in the ground electrode side tip (60) is 0.3 mm or more and less than 1.5 mm. It is characterized by being. Thereby, higher ignitability can be ensured.
[0014]
If the protrusion length is less than 0.3 mm, the ground electrode itself is too close to the center electrode tip, and the growth of the flame kernel is likely to be hindered. Further, if the protruding length is 1.5 mm or more, the protruding portion of the ground electrode side tip is too long and heat sinking deteriorates, the ground electrode side tip itself becomes high temperature, and is less susceptible to oxidation consumption. is not.
[0015]
Further, as in the invention described in claim 4, the number of the projecting portions (61) can be two. In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means is an example which shows a corresponding relationship with the specific means as described in embodiment mentioned later.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments shown in the drawings will be described below. FIG. 1 is a half sectional view showing the overall configuration of the spark plug 100 according to the first embodiment of the present invention. 2A shows an essential part of the present invention, and is an enlarged view of the vicinity of a spark discharge portion in the spark plug 100. FIG. 2B is a view of FIG. 2A viewed from the right side. is there.
[0017]
The spark plug 100 is applied to a spark plug of an automobile engine, and is inserted and fixed in a screw hole provided in an engine head (not shown) that defines a combustion chamber of the engine. It is like that.
[0018]
The spark plug 100 has a cylindrical mounting bracket 10 made of a conductive steel material (such as low carbon steel), and the mounting bracket 10 is a mounting screw portion for fixing to an engine block (not shown). 10a. An insulator 20 made of alumina ceramic (Al ₂ O ₃ ) or the like is fixed inside the mounting bracket 10, and one end 21 of the insulator 20 is exposed from one end 11 of the mounting bracket 10. Is provided.
[0019]
A center electrode 30 is fixed to the shaft hole 22 of the insulator 20, and the center electrode 30 is insulated and held with respect to the mounting bracket 10. The center electrode 30 is, for example, a cylindrical body made of a metal material having excellent heat conductivity such as Cu as an inner material and a metal material having excellent heat resistance and corrosion resistance such as a Ni-based alloy as shown in FIG. As described above, the one end portion 31 having a reduced diameter is provided so as to be exposed and extend from the one end portion 21 of the insulator 20.
[0020]
On the other hand, the ground electrode 40 has a columnar shape (for example, a prism) in this example, and is fixed to one end portion 11 of the mounting bracket 10 by welding at one end portion 41 thereof, bent in the middle, and the other end portion 42 side is a center electrode. It extends so as to face one end 31 of 30.
[0021]
A center electrode side tip 50 made of a noble metal is joined to one end 31 of the center electrode 30 by laser welding, resistance welding or the like. In this example, the center electrode side chip 50 has a cylindrical shape extending in the same direction as the axis K <b> 2 of the center electrode 30.
[0022]
On the other hand, in the portion of the ground electrode 40 facing the center electrode 30 (in this example, the end surface (the other end surface) 43 of the other end portion 42 of the ground electrode 40), a plurality of cylindrical shapes (in this example, 2 2). The ground electrode side chip 60 is joined, and the front end surface of the ground electrode side chip 60 is opposed to the front end surface of the center electrode side chip 50 through a discharge gap.
[0023]
Each ground electrode side chip 60 has a columnar protrusion 61 (a portion of length L in FIG. 2) 61 that extends from the other end surface 43 of the ground electrode 40 in a direction facing the center electrode side chip 50. In addition, a discharge gap is formed between the tip of each protrusion 61 and the center electrode side chip 50. In this example, the axis K1 of each protrusion 61 and the axis of the center electrode side chip 50 (axis of the center electrode 30) K2 are parallel.
[0024]
Here, the center electrode side chip 50 can be formed in a columnar shape, a disk shape, or the like, but in this example, it is a cylinder having a diameter D of 0.3 mm to 1.0 mm. The cylindrical ground electrode side tip 60 has a diameter of not less than φ0.3 mm and not more than φ1.0 mm. Therefore, the diameter d of each of the protrusions 61 of the ground electrode tip 60 also φ0.3mm or φ1.0mm less (in terms of the axes orthogonal cross-sectional area, 0.1 mm ² or more 0.8 mm ² or less).
[0025]
Moreover, when the diameter d of each protrusion 61 in the ground electrode side chip 60 is 0.3 mm or more and 0.5 mm or less, the interval (projection part interval) H between each protrusion 61 is 0.5 mm or more and 3 mm or less, When the diameter d of each protrusion 61 is greater than 0.5 mm and 1.0 mm or less, the protrusion interval H is preferably 0.7 mm or greater and 3 mm or less.
[0026]
Moreover, it is preferable that the protrusion length L from the ground electrode 40 (the other end surface 43 of the ground electrode 40) of each protrusion 61 in the ground electrode side chip 60 is 0.3 mm or more and less than 1.5 mm.
[0027]
The material of the center electrode side chip 50 and the ground electrode side chip 60 is Pt (platinum) -Ir (iridium), Pt—Rh (rhodium), Pt—Ni (nickel), Pt—Pd (palladium), Ir. Any one of alloys such as -Y (yttrium) and Ir-Rh can be employed.
[0028]
In such a spark plug 100, discharge occurs in a discharge gap formed between the tip of each projecting portion 61 of the ground electrode side tip 60 and the center electrode side tip 50, and the air-fuel mixture in the combustion chamber is ignited. After ignition, flame nuclei formed in the discharge gap grow and are combusted in the combustion chamber.
[0029]
By the way, according to the present embodiment, a plurality of cylindrical electrodes having a diameter d of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less extending from the ground electrode 40 so as to protrude from the ground electrode 40 in the direction facing the center electrode chip 50. The main feature is that a discharge gap is formed between the tip of each protrusion 61 and the center electrode side chip 50.
[0030]
According to this, the ground electrode 40 has a plurality of cylindrical projecting portions 61 having a diameter d of 0.3 mm or more and 1.0 mm or less, and has a small diameter so as to ensure high ignitability on the ground electrode 40 side. It can be set as the structure which provided two or more formed discharge parts. Therefore, it is possible to reduce the number of sparks in each discharge part, and in particular, it is possible to suppress the consumption of the discharge part on the ground electrode side while ensuring the ignition performance.
[0031]
Here, when the diameter d of the protruding portion 61 is larger than 1.0 mm (0.8 mm ^{2 in the} cross-sectional area perpendicular to the axis), the flame kernel hits the protruding portion 61 and the growth is easily inhibited, and the ignitability is lowered. Further, if the diameter d of the protruding portion 61 is less than 0.3 mm (0.1 mm ^{2 in the} cross-sectional area perpendicular to the axis), the protruding portion 61 is too thin and heat sinking deteriorates, and the ground electrode side chip 60 itself becomes high temperature. It is not practical because it is vulnerable to oxidative exhaustion.
[0032]
In the present embodiment, when the diameter d of each protrusion 61 in the ground electrode side chip 60 is 0.3 mm or more and 0.5 mm or less, the protrusion interval H is 0.5 mm or more and 3 mm or less. When the diameter d of the part 61 is larger than 0.5 mm and 1.0 mm or less, the protrusion interval H is 0.7 mm or more and 3 mm or less.
[0033]
By setting such a relationship between the diameter d of each protrusion 61 and the protrusion interval H, a flame nucleus generated by discharge can grow without being obstructed by each protrusion on the ground electrode side. The ignition performance can be ensured appropriately.
[0034]
In the present embodiment, the protruding length L from the ground electrode 40 (the other end face 43 of the ground electrode 40) of each protruding portion 61 in the ground electrode side chip 60 is 0.3 mm or more and less than 1.5 mm. It is a feature. Thereby, higher ignitability can be ensured.
[0035]
The effects of these embodiments will be specifically described with reference to FIGS.
In the spark plug 100, the screw diameter of the mounting screw portion 10a is 14 mm, the chips 50 and 60 are Ir-Rh alloy cylinders, and the chips 50 and 60 are joined to the electrodes 30 and 40 by laser welding. The test piece was subjected to an ignition performance evaluation test and a wearability test of the discharge portion (projecting portion 61) of the ground electrode 40.
[0036]
Here, the ignition performance evaluation test uses a 1800 cc, 4-cylinder engine as the engine, the evaluation condition is idling, the evaluation characteristic value is the ignition limit A / F (the air / fuel ratio of the thinnest mixture that does not misfire, Lean limit A / F) was used. In addition, the above-described wearability test was performed using an engine of 2000 cc and 6 cylinders, and the evaluation conditions were WOT 5600 rpm (throttle fully open) and 100 hours.
[0037]
First, as shown in FIG. 3, in the spark plug 100, one having a ground electrode side chip 60 provided at the other end portion 42 of the ground electrode 40 (comparative example), two provided, and three provided. Samples were prepared by changing the number of ground discharge parts (projections 61). In the case of three or more, as shown in FIG. 3, the chip 60 may be provided on the side surface 44 in the thickness direction of the other end portion 42 of the ground electrode 40.
[0038]
The graph in FIG. 3 shows that the above-mentioned wearability test is performed on each sample having a different number of ground electrode side chips 60 (that is, the protrusions 61), and the ground discharge part (protrusion part) from the time (Hr) and the center electrode side chip 50 is shown. 61) and the relationship with the change (mm) in the shortest distance up to 61). The diameter d of each protrusion 61 is 0.4 mm, the protrusion interval H is 1.0 mm, the protrusion length L is 1.0 mm, and the center electrode tip 60 has a diameter D of 0.4 mm. A cylinder was used.
[0039]
The smaller the change in the shortest distance with time, the less the ground discharge part (projecting part 61) is consumed. Therefore, as can be seen from FIG. 3, if the number of ground discharge parts (projections 61) is two or more, the wearability can be greatly improved as compared with the case of one, and the durability of the plug is improved. Has been secured. This is because, as described above, by providing a plurality of discharge portions, the number of sparks in each discharge portion can be reduced, and consumption can be suppressed.
[0040]
In addition, in the cylindrical ground electrode side chip 60, the diameter d of each projecting portion 61 and the projecting length L were varied, and the ignition performance test was performed. The result is shown in FIG. At this time, the protrusion H is 1.0 mm, and the center electrode tip 60 is a cylinder having a diameter D of 0.4 mm.
[0041]
In FIG. 4, the diameter d (mm) of each protrusion 61 is changed, and the protrusion length L (mm) is indicated on the horizontal axis and the ignition limit A / F is indicated on the vertical axis. As can be seen from FIG. 4, high ignitability can be secured when the protrusion length L is 0.3 mm or more and the diameter d of one protrusion (ground discharge part) 61 is φ1.0 mm or less.
[0042]
This is because if the protruding length L is less than 0.3 mm, the other end 42 side of the ground electrode 40 is too close to the center electrode side chip 50 and the growth of flame nuclei is likely to be inhibited, and the ground electrode side chip This is because if the diameter d of the protrusions 61 of 60 is larger than φ1.0 mm, the flame kernel hits the protrusions 61 and the growth is likely to be inhibited.
[0043]
However, if the protruding length L is 1.5 mm or more, the protruding portion 61 is too long and heat sinking deteriorates, and if the diameter d of each protruding portion 61 is less than φ0.3 mm, the protruding portion 61. Is too thin and the heat sinking deteriorates, and the ground electrode side chip 60 itself becomes a high temperature and is weak against oxidation consumption.
[0044]
Therefore, in the present embodiment, each cylindrical protrusion 61 in the ground electrode side chip 60 has a diameter d of 0.3 mm to 1.0 mm and a protrusion length L of 0.3 mm to less than 1.5 mm. . In addition, a preferable range is that the diameter d of the projecting portion 61 is φ0.4 mm or more and φ1.0 mm or less, and the projection length L is 0.5 mm or more and 1.0 mm or less. Thereby, higher ignitability can be ensured.
[0045]
Here, the result of having produced various changes in the diameter D of the center electrode side chip 50 having a columnar shape (including a disc shape) and performing the ignition performance test is also shown. At this time, the diameter d of the protrusion 61 was φ0.4 mm, and the protrusion length L was 1.0 mm. The result is shown in FIG. 5 as the relationship between the diameter D (center tip diameter φD) of the center electrode tip 50 and the ignition limit A / F.
[0046]
As can be seen from FIG. 5, when the diameter D of the center electrode side tip 50 is φ1.0 mm or less, the ignitability is good. This is because if the diameter D of the center electrode side tip 50 is φ1.0 mm or less, the flame nuclei do not easily hit the center electrode side tip 50 and the growth of the flame nuclei is difficult to be inhibited (the cooling effect of the flame nuclei is small). .
[0047]
However, if the diameter D of the center electrode side tip 50 is less than φ0.3 mm, the center electrode side tip 50 is too thin and heat sinking deteriorates, the center electrode side tip 50 itself becomes high temperature, and is vulnerable to oxidation consumption. Not practical. Therefore, it is preferable that the center electrode-side chip 50 is a cylinder having a diameter D of φ0.3 mm or more and φ1.0 mm or less.
[0048]
Next, in the cylindrical ground electrode side chip 60, the diameter d of each protrusion 61 and the protrusion interval H were changed in various ways, and the ignition performance test was performed. The result is shown in FIG. At this time, the protrusion length L was 1.0 mm, and the center electrode side chip 60 was a cylinder having a diameter D of 0.4 mm. The ground electrode 40 was a prism having a cross-sectional size of 1.6 mm thickness and 2.8 mm width.
[0049]
In FIG. 6, the diameter d (mm) of each protrusion 61 is changed, and the protrusion interval H (mm) is indicated on the horizontal axis and the ignition limit A / F is indicated on the vertical axis. As can be seen from FIG. 6, when the diameter d of each protrusion 61 is 0.3 mm or more and 0.5 mm or less, the protrusion interval H is 0.5 mm or more, and the diameter d of each protrusion 61 is 0.5 mm. If it is larger than 1.0 mm or less and the protrusion interval H is 0.7 mm or more, high ignition performance can be secured.
[0050]
This is because, as described above, by widening the protrusion interval H, flame nuclei generated in the discharge gap due to discharge can grow without being inhibited by the protrusions on the ground electrode side. However, according to the study by the present inventors, when the protrusion interval H is larger than 3 mm, the discharge gap (spark gap) becomes too large, and the initial required voltage cannot be maintained.
[0051]
Therefore, in order to ensure high ignition performance appropriately, when the diameter d of each protrusion 61 is 0.3 mm or more and 0.5 mm or less, the protrusion interval H is 0.5 mm or more and 3 mm or less. When the diameter d of the part 61 is larger than 0.5 mm and 1.0 mm or less, it is preferable that the protrusion interval H is 0.7 mm or more and 3 mm or less.
[0052]
As described above, according to the first embodiment, the diameter d extending from the ground electrode 40 so as to protrude from the ground electrode 40 in the direction facing the center electrode side chip 50 is 0.3 mm or more. It has a plurality of cylindrical protrusions 61 that are 0 mm or less, and each protrusion serves as a discharge part on the ground electrode side, thereby suppressing ignition of the discharge part on the ground electrode side while ensuring ignition performance. A spark plug 100 that can be provided can be provided.
[0053]
Further, by defining the dimensions such as the above-described protrusion interval H and protrusion length L, higher ignitability can be realized.
[0054]
In the present embodiment, the ground electrode-side chip 60 is joined to the portion of the ground electrode 40 facing the center electrode 30 (that is, the other end portion 42). 2 may be the end face 43 of the other end 42, or may be as shown in FIGS. Each of FIGS. 7 to 9 shows a shape from the same viewpoint as FIG. 2, (a) is a view seen from the same direction as FIG. 2 (a), and (b) is a view of (a). It is the figure seen from the right side.
[0055]
First, as shown in FIG. 7, the joint location may be a side surface 44 in the thickness direction of the other end portion 42. In this case, the protruding length L is a length protruding from the side surface 44 in the thickness direction. Further, as shown in FIG. 8, the joint portion may be a side surface 45 in the width direction of the other end portion 42. In this case, the protruding length L is a length by which the tip 60 protrudes from the side surface 45 in the width direction to the center electrode side tip 50 side.
[0056]
Further, as shown in FIG. 9, if the ground electrode side chip 60 is joined to the end face 43 and the side faces 44 and 45 of the other end part 42, it is advantageous when a large number of protrusions 61 are provided. Moreover, if the number of the protrusion parts 61 increases, consumability can further be improved as shown in the said FIG.
[0057]
Further, in each example of the present embodiment described above, the axis K1 of each protrusion 61 is parallel to the axis K2 of the center electrode side chip 50 (axis of the center electrode 30), but is shown in FIG. Similarly, the axis K1 of each protrusion 61 and the axis K2 of the center electrode tip 50 may not be parallel but may be in a crossing or twisting positional relationship. Further, although not shown, these axes K1 and K2 may be in a right angle relationship.
[0058]
Further, in each example of the present embodiment described above, the ground electrode 40 has a bent portion between the one end 41 and the other end 42 fixed to the mounting bracket 10 at one end 41. As shown in FIG. 11, there may be no bent portion between both end portions 41 and 42, and it may be straight.
[0059]
(Second Embodiment)
The principal part (near the spark discharge part) of the spark plug according to the second embodiment of the present invention is shown in FIG. 12 from the same viewpoint as FIG. In the first embodiment, the ground electrode 40 is provided with a plurality of ground electrode-side tips 60 to realize a configuration in which the ground electrode-side tip 60 has a plurality of protrusions 61. As shown in FIG. 12, one ground electrode side chip 60 is formed in a substantially U shape and joined to the other end face 43 of the ground electrode 40 at its bent portion, thereby forming two projecting portions 61. ing.
Also in this case, the same effect as the first embodiment is obtained.
[0060]
(Other embodiments)
Other embodiments of the present invention are shown below. FIG. 13 is an explanatory view showing a modified example in which the shape of the ground electrode 40 is improved, (b) is a view seen from the same direction as FIG. 2 (a), and (a) is a top view of (b). is there. As shown in FIG. 13, the ground electrode 40 is preferably tapered toward the end surface 43 on the other end (opposite portion to the center electrode 30) 42 side. With such a shape, the area of the ground electrode 40 in contact with the flame kernel can be reduced, and the ignitability can be further improved.
[0061]
In addition, the ground electrode side chip 60 in each of the above embodiments has a cylindrical shape, but the cross section in the direction orthogonal to the axis (axis orthogonal cross section) has a shape of (a) square, (b ) Rectangle, (c) rhombus, (d) triangle, (e) ellipse, etc. In short, the same effect can be obtained if the cross-sectional area perpendicular to the axis is not less than 0.1 mm ^{2 and not} more than 0.8 mm ² , that is, in the range corresponding to the diameter d 0.3 mm to 1.0 mm in the case of the columnar shape described above. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a half sectional view showing an overall configuration of a spark plug according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged configuration diagram in the vicinity of a spark discharge portion in the spark plug shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram showing a result of investigating consumability when the number of protrusions of a ground electrode tip is changed.
FIG. 4 is a diagram showing the result of examining the relationship between the projection length L and the ignition limit A / F by changing the diameter d of the projection.
FIG. 5 is a diagram showing the results of examining the relationship between the diameter D of the center electrode tip and the ignition limit A / F.
FIG. 6 is a diagram showing the result of examining the relationship between the protrusion interval H and the ignition limit A / F by changing the diameter d of the protrusion.
FIG. 7 is a diagram showing an example in which a ground electrode side chip is joined to a side surface in the thickness direction of the other end of the ground electrode.
FIG. 8 is a diagram showing an example in which a ground electrode side chip is joined to a side surface in the width direction of the other end of the ground electrode.
FIG. 9 is a diagram showing an example in which three ground electrode-side chips are joined to the other end of the ground electrode.
FIG. 10 is a diagram showing an example in which the axis of each protrusion and the axis of the center electrode side tip are in a crossing or twisting positional relationship.
FIG. 11 is a diagram showing an example in which the shape of the ground electrode is made straight.
FIG. 12 is an enlarged configuration diagram in the vicinity of a spark discharge portion in a spark plug according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing an example in which a portion of the ground electrode facing the center electrode is tapered toward the end face thereof.
FIG. 14 is a diagram showing various axial orthogonal cross-sectional shapes of a columnar ground electrode side chip.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Mounting bracket, 11 ... One end part of a mounting bracket, 30 ... Center electrode,
31 ... One end of the center electrode, 40 ... Ground electrode, 42 ... The other end of the ground electrode,
50 ... center electrode side tip, 60 ... ground electrode side tip, 61 ... protrusion.

Claims

Mounting bracket (10);
A central electrode (30) housed in the mounting bracket and having one end (31) exposed from one end (11) of the mounting bracket;
A center electrode side tip (50) made of a noble metal bonded to one end of the center electrode;
A ground electrode (40) fixed to one end of the mounting bracket and facing one end of the central electrode;
In the spark plug comprising a ground electrode side tip (60) made of a noble metal, which is joined to a portion (42) of the ground electrode facing the center electrode and is opposed to the center electrode side tip via a discharge gap,
The ground electrode side tip has a plurality of columnar protrusions (61) extending from the ground electrode in a direction facing the center electrode side tip,
An axial orthogonal cross-sectional area of each of the protrusions is 0.1 mm ² or more and 0.8 mm ² or less,
The discharge gap is formed between the tip of each protruding portion and the center electrode tip,
The projecting portion of each of said ground electrode tip (60) (61) is a cylindrical state, and are the diameter (d) is 0.3mm or more 0.5mm or less,
A spark plug, wherein an interval (H) between the protrusions is 0.5 mm or more and 3 mm or less.

Mounting bracket (10);
A central electrode (30) housed in the mounting bracket and having one end (31) exposed from one end (11) of the mounting bracket;
A center electrode side tip (50) made of a noble metal bonded to one end of the center electrode;
A ground electrode (40) fixed to one end of the mounting bracket and facing one end of the central electrode;
In the spark plug comprising a ground electrode side tip (60) made of a noble metal, which is joined to a portion (42) of the ground electrode facing the center electrode and is opposed to the center electrode side tip via a discharge gap,
The ground electrode side tip has a plurality of columnar protrusions (61) extending from the ground electrode in a direction facing the center electrode side tip,
An axial orthogonal cross-sectional area of each of the protrusions is 0.1 mm ² or more and 0.8 mm ² or less,
The discharge gap is formed between the tip of each protruding portion and the center electrode tip,
Wherein each of the protruding portions of the ground electrode tip (60) (61) has a cylindrical shape, Ri large 1.0mm der less than its diameter (d) is 0.5 mm,
A spark plug, wherein an interval (H) between the protrusions is 0.7 mm or more and 3 mm or less.

The protrusion length (L) of each protrusion (61) from the ground electrode (40) in the ground electrode side tip (60) is 0.3 mm or more and less than 1.5 mm. Item 3. A spark plug according to item 1 or 2.

The spark plug according to any one of claims 1 to 3, wherein the number of the projecting portions (61) is two.