JP6414398B2 - 内燃機関用のスパークプラグ - Google Patents
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Description
しかしながら、コロナ放電の際に流れるコロナ電流の大きさは、漏洩電流の大きさに比べて小さい。そのため、特許文献1のスパークプラグにおいては、絶縁碍子に付着したカーボンを焼失させる十分な効果を得ることができない。
上記ハウジングは、その内周面における中心軸線方向の一部が縮径して形成された棚部を有しており、
上記絶縁碍子は、上記先端側位置に近い位置に形成された先端側碍子部と、該先端側碍子部の後端側に位置して、該先端側碍子部よりも拡径して形成された後端側碍子部と、該後端側碍子部と上記先端側碍子部との間に形成された段差面とを有しており、
上記棚部の後端側端面と上記段差面との間には、環状のパッキンが挟持されており、
該パッキンの内周面には、周方向の複数箇所において、凹凸が繰り返し形成されており、
上記パッキンの内周面における上記凹凸の凸部の先端は、上記棚部の後端側端面と上記段差面との間から先端側に突出しており、
上記凸部の先端の上記中心軸線方向における突出量は、0〜1mmの範囲内に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。
パッキンの内周面に凹凸が形成されていることにより、パッキンの内周面と絶縁碍子の先端側碍子部の外周面との隙間、及びパッキンの内周面の中心軸線方向の位置の少なくとも一方は、周方向の複数箇所において繰り返し変化している。そして、内燃機関の燃焼が行われると、先端側碍子部の外周面にカーボンが付着していく。このとき、凹凸における凸部と先端側碍子部の外周面に付着したカーボンとの隙間が所定の隙間以下になると、凸部における電界集中により絶縁破壊が発生して、この隙間において漏洩電流が流れる。この漏洩電流は、コロナ電流に比べて、数十〜数百倍の大きさになる。
それ故、上記スパークプラグによれば、パッキンの内周面と、絶縁碍子の外周面との間に漏洩電流を発生させて、絶縁碍子の外周面に付着したカーボンを効果的に焼失させることができる。
(実施例)
本例のスパークプラグ1は、図1、図2に示すように、接地電極21が設けられた筒状のハウジング2と、ハウジング2の内周側に挿通された筒状の絶縁碍子3と、絶縁碍子3の内周側に挿通された中心電極4とを備えている。また、中心電極4の先端と接地電極21の先端とが対向する先端側位置においては、火花放電間隙Sが形成されている。
なお、図2、図4においては、パッキン5が中心軸線方向Oに変形していない状態を示して、図示を簡略化している。
スパークプラグ1は、内燃機関としてのエンジンにおいて、スパーク用の高電圧を発生させる点火コイルに接続して用いられる。スパークプラグ1の中心電極4の後端部は、点火コイルの高電圧ターミナルに接続され、スパークプラグ1のハウジング2は、エンジンのシリンダヘッドに接続される。
ハウジング2の先端側部分の外周には、シリンダヘッドのプラグホールの端部に設けられたねじ穴に螺合するおねじ部24が形成されている。接地電極21は、ハウジング2の先端部から突出して、中心電極4の先端に先端側から対向するよう屈曲して形成されている。
絶縁碍子3の先端側碍子部31の外周面301は、先端側に向かうに連れて縮径するテーパ状に形成されている。ハウジング2の先端側部分の内周面201は、中心軸線方向Oに平行に形成されている。ハウジング2の先端側部分の内周面201と、絶縁碍子3の先端側碍子部31の外周面301との隙間は、後端側に向かうに連れて狭くなるよう変化している。中心電極4の先端部41は、絶縁碍子3の先端側碍子部31の先端から突出している。
図3に示すように、パッキン5の内周面501における凹凸51の凸部511の先端は、棚部22の後端側端面221と段差面33との間から先端側に突出している。棚部22の後端側端面221と内周側面222との間の角位置223から、パッキン5の内周面501における凹凸51の凸部511の先端までの中心軸線方向Oにおける突出量Lは、0〜1mmの範囲内にある。なお、内周面501の突出量Lが0mmの場合は、パッキン5の内周面501における凹凸51の凸部511の先端と、棚部22における角位置223とが合っている場合をいう。
また、図4に示すように、パッキン5の内周面501における凹凸51の凸部511の内周側先端の角部513は、曲率半径Rが0.3mm以下の曲面形状に形成されている。なお、この角部513は、面取り幅が0.3mm以下の面取り形状に形成されていてもよい。
図3に示すように、棚部22の内周面201と先端側碍子部31の外周面301との隙間が、パッキン5の厚みに比べて大幅に大きい場合には、パッキン5の内周側端部が中心軸線方向Oに折れ曲がる量が小さい。この場合には、パッキン5の内周面501における凹凸51と、絶縁碍子3の外周面301との隙間が、周方向Cの複数箇所において繰り返し変化することになる。
一方、図5に示すように、棚部22の内周面201と先端側碍子部31の外周面301との隙間が、パッキン5の厚みに近い場合には、パッキン5の内周側端部が中心軸線方向Oに沿うように折れ曲がる。この場合には、パッキン5の内周面501における凹凸51の中心軸線方向Oの位置が、周方向Cの複数箇所において繰り返し変化することになる。
また、パッキン5の内周面501における凹凸51は、図4に示すごとく、凸部511と凹部512とが周方向Cに連続して隣接する形状に形成することができ、図8に示すように、凸部511が円周形状の内周面501から部分的に突出する形状に形成することもできる。
以上の結果より、パッキン5の内周面501における凹凸51の凸部511は、周方向Cに等間隔に、5〜30°の角度間隔θで繰り返し形成することが好ましく、5〜22.5°の角度間隔θで繰り返し形成することがさらに好ましいことが分かった。
以上の結果より、パッキン5の内周面501における凹凸51の凸部511の先端の突出量Lは、0〜1mmとすることが好ましいことが分かった。
以上の結果より、凸部511の内周側先端の角部513の曲率半径Rは、0.05〜0.3mmとすることが好ましく、0.05〜0.2mmとすることがさらに好ましいことが分かった。
本例のスパークプラグ1においては、パッキン5の内周面501における周方向Cの複数箇所に、凹凸51が繰り返し形成されている。そして、この凹凸51の形成により、漏洩電流を意図的に発生させて、絶縁碍子3に付着したカーボンXを焼失させるようにしている。
図3に示したように、棚部22の内周面201と先端側碍子部31の外周面301との隙間が、パッキン5の厚みに比べて大幅に大きい場合には、パッキン5の内周面501における凹凸51と絶縁碍子3の先端側碍子部31の外周面301との隙間は、周方向Cの複数箇所において繰り返し変化している。そして、内燃機関の燃焼が行われると、先端側碍子部31の外周面301にカーボンXが付着していく(図2、図3参照)。このとき、凹凸51における凸部511と先端側碍子部31の外周面301に付着したカーボンXとの間における径方向の隙間が所定の隙間以下になると、凸部511における電界集中により絶縁破壊が発生して、この隙間において漏洩電流が流れる。この漏洩電流は、コロナ電流に比べて、数十〜数百倍の大きさになる。
パッキン5の内周面501における凹凸51の凸部511が三角形状を有している場合には、凸部511の内周側頂点において漏洩電流が発生し、この凸部511の内周側頂点に対向する部分を起点として、カーボンXを焼失させることができる。
また、パッキン5の内周面501における凹凸51の凸部511が四角形状を有している場合には、凸部511の周方向Cの両側の角部513において漏洩電流が発生し、この凸部511の周方向Cの両側の角部513に対向する部分を起点として、カーボンXを焼失させることができる。
2 ハウジング
201 内周面
21 接地電極
22 棚部
221 後端側端面
3 絶縁碍子
301 外周面
31 先端側碍子部
32 後端側碍子部
33 段差面
4 中心電極
5 パッキン
51 凹凸
Claims (4)
- 接地電極(21)が設けられた筒状のハウジング(2)と、該ハウジング(2)の内周側に挿通された筒状の絶縁碍子(3)と、該絶縁碍子(3)の内周側に挿通された中心電極(4)とを備え、該中心電極(4)の先端と上記接地電極(21)の先端とが対向する先端側位置において火花放電間隙(S)が形成されたスパークプラグ(1)において、
上記ハウジング(2)は、その内周面(201)における中心軸線方向(O)の一部が縮径して形成された棚部(22)を有しており、
上記絶縁碍子(3)は、上記先端側位置に近い位置に形成された先端側碍子部(31)と、該先端側碍子部(31)の後端側に位置して、該先端側碍子部(31)よりも拡径して形成された後端側碍子部(32)と、該後端側碍子部(32)と上記先端側碍子部(31)との間に形成された段差面(33)とを有しており、
上記棚部(22)の後端側端面(221)と上記段差面(33)との間には、環状のパッキン(5)が挟持されており、
該パッキン(5)の内周面(501)には、周方向(C)の複数箇所において、凹凸(51)が繰り返し形成されており、
上記パッキン(5)の内周面(501)における上記凹凸(51)の凸部(511)の先端は、上記棚部(22)の後端側端面(221)と上記段差面(33)との間から先端側に突出しており、
上記凸部(511)の先端の上記中心軸線方向(O)における突出量(L)は、0〜1mmの範囲内にあることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ(1)。 - 上記凹凸(51)における凸部(511)は、上記中心軸線方向(O)から見た形状が、三角形状又は四角形状を有していることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用のスパークプラグ(1)。
- 上記凹凸(51)における凸部(511)は、上記周方向(C)に等間隔に、5〜30°の角度間隔(θ)で繰り返し形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関用のスパークプラグ(1)。
- 上記凹凸(51)における凸部(511)の内周側先端に形成される角部(513)は、曲率半径(R)又は面取り幅が0.3mm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ(1)。
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