JPH02220385A

JPH02220385A - 内燃機関のスパークプラグ

Info

Publication number: JPH02220385A
Application number: JP1038882A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Nakamura; 伸一中村
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1989-02-17
Filing date: 1989-02-17
Publication date: 1990-09-03
Also published as: BR9000800A

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、内燃機関のスパークプラグに係わり、特に、
熱衝撃が大きいロータリーエンジン用やレース用エンジ
ンに好適なスパークプラグに関する。

［従来の技術］内燃機関のスパークプラグは、通常、筒状主体金具と、
この主体金具に嵌め込まれる軸孔付きの絶縁体と、先端
部を前記絶縁体の先端から突出して軸孔に嵌め込まれる
中心電極とからなり、前記中心電極の先端と前記主体金
具の先端部との間に火花放電間隙を形成している。

［発明が解決しようとする課題］しかるに、従来のスパークプラグは次のような欠点があ
る。

吸入混合気により冷却される時間が短いロータリーエン
ジンや、急冷、急熱を伴うレース用エンジンにこのよう
なスパークプラグを使用すると、絶縁体は熱衝撃を受け
、割れを生じることがある。

本発明の目的は、熱衝撃が大きいエンジンに装着しても
絶縁体割れを生じ難い内燃機関のスパークプラグの提供
にある。

［課題を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明は次の構成を採用した
。

■筒状主体金具と、該主体金具に嵌め込まれる軸孔付き
の絶縁体と、先端部を前記絶縁体の先端から突出して軸
孔に嵌め込まれる中心電極とからなり、前記中心電極の
先端と前記主体金具の先端部との間に火花放電間隙を形
成する内燃機関のスパークプラグにおいて、前記中心電
極の先端部は、径大で後方に向かって延長された筒状部
を有する傘状を呈するとともに前記絶縁体の先端を覆う
。

■上記■の構成を有し、かつ、Ａを絶縁体の先端の直径
、Ｂを中心電極の先端部の先端面の直径、Ｃを絶縁体の
＃具部の寸法Ｆの先端側１／３位置における絶縁体の外
径、Ｊを軸孔内の中心電極の直径、Ｅを絶縁体の先端か
ら中心電極の先端部の後端内壁までの距離とした場合、
前記中心電極の先端部の先端面の直径Ｂは、Ａ＜Ｂ≦Ｃ
Ｘ１．２およびＢ≦ＪＸ３．０を満たし、かつ、絶縁体
の先端から中心電極の先端部の後端内壁までの距離Ｅは
、Ｅ≦５．０　（ｍｍ）を満たす。

［作用および発明の効果］本発明の内燃機関のスパークプラグは、次の作用および
効果を生じる。

く請求項１について〉中心電極の先端部は、径大で後方に向かって延長された
筒状部を有する傘状を呈するとともに絶縁体の先端を覆
っている。このため、熱衝撃を受けても中心電極の先端
部に熱が捕捉され速やかに熱引きが行われ、絶縁体の急
激な温度上昇や異常過熱が防止できる。よって、絶縁体
の割れは生じ難い。

く請求項２について〉Ａ＜Ｂであるので絶縁体は熱衝撃を受は難く、割れが生
じ難い、Ｂ≦ＣＸ１．２であるので着火性にも優れる。

Ｂ≦ＪＸ３．Ｏであるので、折損、曲り、焼は等の中心
電極の不具合が起き難い。

Ｅ≦５．０　（ｍｍ）であるので、中心電極が著しく高
温とならず、火花消耗が過大とならず、曲り等が生じ難
い。

［実施例］本発明の第１実施例（請求項１．２）を第１図〜第３図
に基づき説明する。

第１図に示すごとく、スパークプラグ１００は、筒状主
体金具１と、この主体金具１に嵌め込まれる軸孔２１付
きの絶縁体２と、筒状部３０付きの先端部３１を前記絶
縁体２の先端２３から突出して軸孔２１に嵌め込まれる
中心電極３とからなる。

また、前記先端部３１と主体金具１の環状の先端部１１
との間に火花放電間隙３２が形成されている。

筒状主体金具１は、炭素鋼で形成され、内壁のテーパ面
１２にパツキン１３を介して前記絶縁体２の脚長部基底
２２を固定している。また、外周にはねじ１４が螺刻さ
れている。

絶縁体２は、アルミナ等のセラミックで形成され、先端
２３が前記主体金具１の先端面１５よりやや内方となる
ように配設されている。ここで、Ａは絶縁体２の先端２
３の直径、Ｆは脚長部の寸法、ＤはＦ／３の寸法、Ｃは
Ｄｉ（寸法りの後端）位置での絶縁体２の外径である。

なお、本実施例において上記寸法は、Ａ＝４．８ｍｍ、
Ｃ＝６゜０ｍｍである。

中心電極３は全体の形状が断面路丁字状を呈し、ニッケ
ル合金で形成されている。前記筒状部３０は、径大で後
方に向かって延長されている。ここで、Ｂは中心電極３
の先端部３１の先端面の直径、Ｅは絶縁体２の先端２３
から先端部３１の後端内壁３３までの距離、Ｋは先端部
３１の側壁長、Ｊは軸孔２１内の中心電極３の直径であ
る。また、先端部３１の先端面は先端面１５より０．２
ｍｍ内方に配設されている。なお、本実施例において上
記各寸法は、Ｅ＝１．０ｍｍ、に＝５．０ｍｍ、Ｂ＝５
．０ｍｍ、Ｊ＝２．０ｍｍである。

次に、スパークプラグ１００における各部の寸法の最適
範囲、最適条件を第２図、第３図とともに説明する。

第２図は、横軸を先端部３１の先端面の直径Ｂ、縦軸を
絶縁体２の割れ発生頻度とし、４サイクル、２０００ｃ
ｃエンジンにスパークプラグ１００を装着してアイドリ
ング１分と５０００ｒｐｍｘ４／４（負荷全開）１分の
冷熱サイクル試験を行った結果である。このグラフより
絶縁体２の割れ発生頻度は直径Ｂが直径Ａを越えるよう
にすれば急激に低減できることが分かる。ただし、直径
Ｂが外径Ｃの１．２倍を越えると着火性が悪くなる。

よって、直径Ｂの最適範囲は次のようになる。

Ａ＜Ｂ≦ＣＸ１．２　　・・・・・・・・・・・・・・
・■（但し、Ｄ＝Ｆ／３　；　ＣはＤ１位置での絶縁体
２の外径）第３図は、横軸を先端部３１の先端面の直径Ｂとし、直
径Ｂを増減させた場合の中心電極３の不具合（折損、曲
り、焼け）頻度を縦軸としている。

このグラフより直径Ｂの最適条件は次のようになる。

Ｂ≦ＪＸ３．Ｏ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・■また、絶縁体２の先端２３から先端部３
１の後端内壁３３までの距離Ｅが５ｍｍを越えると中心
電極２の温度上昇が急増する。よって距離Ｅの最適範囲
は次のとおりである。

Ｅ≦５．０　（ｍｍ）　　・・・・・・・・・・・・・
・・・・・■つまり、先端部３１の先端面の直径Ｂ、お
よび絶縁体２の先端２３から先端部３１の後端内壁３３
までの距離Ｅは、上記■■■の全ての条件を同時に満た
す必要がある。

次に、本発明の第２実施例（請求項１．２）を第４図と
ともに説明する。

スパークプラグ２００は絶縁体２のテーパ面２４と、先
端部３１の後端内壁３３のテーパ面３４とを当接してい
る。また、先端部３１の先端面は先端面１５から０．２
ｍｍ内方に配設されている。

本実施例において各寸法は、Ｅ＝１．５ｍｍ、に＝５、
Ｏｍｍ、Ｂ＝５．０ｍｍ、Ａ＝３．９ｍｍ、Ｃ＝６．０
ｍｍ、Ｊ＝２．０ｍｍである６本実施例のスパークプラ
グ２００は先端部３１が大きくとれるので耐電極消耗に
有利である。

次に、本発明の第３実施例（請求項１．２）を第５図と
ともに説明する。

スパークプラグ３００は、絶縁体２の先端２３と、先端
部３１の後端内壁３３とを当接している。

また、先端部３１の先端面は先端面１５から０゜３ｍｍ
内方に配設されている０本実施例において各寸法は、Ｅ
＝Ｏｍｍ、に＝４．０ｍｍ、Ｂ＝５゜０ｍｍ＋Ａ＝３．
９ｍｍ＋Ｃ＝６．０ｍｍ、Ｊ＝２．０ｍｍである。本実
施例のスパークプラグ３００は絶縁体２の熱衝撃性に優
れる。

次に、本発明の第４実施例（請求項１．２）を第６図と
ともに説明する。

スパークプラグ４００は、絶縁体２の先端２３と、先端
部３１の後端内壁３３とを当接している。

また、テーパ面２４はテーパ面３４にも当接している。

さらに、先端部３１の先端面は先端面１５と面一距離に
配されている。スパークプラグ４００は、主体金具１の
先端部１１を内方に曲げている。なお、本実施例におい
て各寸法は、Ｅ＝Ｏｍｍ、に＝３．０ｍｍ、Ｂ＝４．５
ｍｍ、Ａ＝３９ｍｍ、Ｃ＝６．０ｍｍ、Ｊ＝２．０ｍｍ
である。

スパークプラグ４００は着火性に優れ、がっ、絶縁体２
の熱衝撃性にも優れる。

次に、本発明の第５実施例（請求項１．２）を第７図と
ともに説明する。

スパークプラグ５００は、主体金具１の先端部１１を内
方に曲げるとともに角１６をテーパ状にしている。また
、先端部３１の先端外壁は前記角１６と対応してテーパ
面３５が形成されている。

なお、本実施例において各寸法はＥ＝Ｏｍｍ、に＝６．
０ｍｍ、Ｂ＝５．５ｍｍ、Ａ＝３．９ｍｍ。

Ｃ＝６．０ｍｍ、Ｊ＝２．０ｍｍである。スバークプラ
グ５００は、第４実施例のものと比較し、先端部３１の
突出によりさらに着火性に優れ、絶縁体２との距離が稼
げ熱衝撃性にも優れる。

次に、本発明の第６実施例（請求項１．２）を第８図と
ともに説明する。

スパークプラグ６００は、第４実施例のスパークプラグ
４００の先端部３１の先端面に深さ１ｍｍの円盤状の凹
部を設けている。このため、消炎作用の緩和が図れ、点
火性が向上する。

本発明は上記実施例以外に次の実施態様を含む。

ａ、先端部３１の形状は、外周部がロレット目が刻まれ
ていても良く、先端部３１の先端面の直径Ｂはこの場合
、最外周の長さである。

ｂ、中心電極３は熱引きが良い材料が好適であり、多層
構造であっても良い。

Ｃ０絶縁体２はアルミナ以外に、窒化アルミニウム、窒
化珪素、窒化硼素など窒化物系のセラミック焼結体であ
っても良い。

ｄ、先端部３１の外径は同径でなくても良く、例えば、
後端方向に径大となるようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるスパークプラグの第１実施例を
示す部分断面図である。第２図はそのスパークプラグの冷熱サイクル試験結果を
示すグラフ、第３図はそのプラグの先端部の先端面の直
径Ｂと中心電極の不具合頻度との関係を示すグラフであ
る。第４図は本発明にかかるスパークプラグの第２実施例を
示す要部断面図である。第５図は本発明にかかるスパークプラグの第３実施例を
示す要部断面図である。第６図は本発明にかかるスパークプラグの第４実施例を
示す要部断面図である。第７図は本発明にかかるスパークプラグの第５実施例を
示す要部断面図である。第８図は本発明にかかるスパークプラグの第６実施例を
示す要部断面図である。図中　１・・・筒状主体金具　２・・・絶縁体　３・・
・中心電極　１１・・・先端部　１５・・・先端面　２
１・・・軸孔　２３・・・先端　３０・・・筒状部　３
１・・・先端部３２・・・火花放電間隙　３３・・・後
端内壁　１００．２００．３００．４００．５００．６
００・・・スパークプラグ（内燃機関のスパークプラグ
）　Ａ・・・絶縁体の先端の直径　Ｂ・・・中心電極の
先端部の先端面の直径　Ｃ・・・Ｄ１位置での絶縁体の
外径（絶縁体の脚長部の寸法Ｆの先端側１／３位置にお
ける絶縁体の外径）　Ｊ・・・軸孔内の中心電極の直径
Ｅ・・・絶縁体の先端から中心電極の先端部の後端内壁
までの距離　Ｆ・・・絶縁体の脚長部の寸法第２図

Claims

【特許請求の範囲】１）筒状主体金具と、該主体金具に嵌め込まれる軸孔付きの絶縁体と、先端部
を前記絶縁体の先端から突出して軸孔に嵌め込まれる中
心電極とからなり、前記中心電極の先端と前記主体金具の先端部
との間に火花放電間隙を形成する内燃機関のスパークプ
ラグにおいて、前記中心電極の先端部は、径大で後方に向かって延長さ
れた筒状部を有する傘状を呈するとともに、前記絶縁体
の先端を覆うことを特徴とする内燃機関のスパークプラ
グ。２）Ａを絶縁体の先端の直径、Ｂを中心電極の先端部の
先端面の直径、Ｃを絶縁体の脚長部の寸法Ｆの先端側１
／３位置における絶縁体の外径、Ｊを軸孔内の中心電極
の直径、Ｅを絶縁体の先端から中心電極の先端部の後端
内壁までの距離とした場合、前記中心電極の先端部の先端面の直径Ｂは、Ａ＜Ｂ≦Ｃ
×１．２およびＢ≦Ｊ×３．０を満たし、かつ、絶縁体の先端から中心電極の先端部の後端内壁までの距
離Ｅは、Ｅ≦５．０（ｍｍ）を満たす請求項１記載の内燃機関の
スパークプラグ。