JPH0226356B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関用スパークプラグに関するも
ので、特には飛火性を考慮し、飛火部に白金等の
貴金属を固定して耐消耗性向上を狙つたものであ
る。

〔従来の技術〕

従来のものは第１図に示す如く、中心電極３の
先端部３ａには、細径化したチツプ５ａが埋設さ
れ、このチツプ５ａは細径化による電極消耗を防
ぐため、白金等の貴金属より成つている。中心電
極３、チツプ５ａと対応する接地電極４の内側面
４ａにも同様の貴金属チツプ５ｂが埋設されてお
り、これらによつて耐消耗性を向上させ、放電電
圧の上昇を防ぐのである。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記公知のものは、中心電極３に負の電位をか
けた場合の極性が前提となつており、これに対
し中点電極３に正の電位をかけた場合の極性に
おいては放電電圧が極性に比べて上昇傾向にあ
り、各極性での放電電圧にばらつきの程度が大き
く、各極性に対するスパークプラグの互換性がな
いことがわかつた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は本発明者の上述の知見に基づいて案出
されたものであつて、中心電極と、この中心電極
の先端端面を覆うようにその径方向に伸びた横方
向部、およびこの横方向部に連結して中心電極の
軸線方向に伸びた立上り部を有したＪ字形状の側
方電極と、両電極の互いに対向する面に各々固定
された貴金属部材とを具備し、中心電極のうち側
方電極の立上り部に対向する側面を後側面とし、
かつその後側面の反対側の側面を前側面とし、側
方電極の横方向部の先端面と中心電極の前側面と
の間の距離をＬとし、側方電極の貴金属部材のう
ち側方電極の横方向部の先端面寄りの側面とその
横方向部の先端面との距離をｌとし、更に側方電
極の貴金属部材のうちその側方電極の長手方向に
沿う方向の長さをＡ、中心電極の先端部の直径を
Ｒとした時、 Ｌ＝＋0.5mm〜−0.5mm ｌ＝０〜−0.5mm Ａ＝1.5Rmm の関係を満足するという技術的手段を採用するも
のである。

〔実施例〕

以下、本発明を第２図ａ，ｂ，ｃにて説明す
る。中心電極３は、絶縁碍子２の軸孔２ａに封入
され、その先端部３ａは0.7mm乃至1.0mmに細化さ
れている。この先端に貴金属部材である白金のプ
レート５ａが抵抗溶接されている。ハウジング１
には側方電極である接地電極４が溶接固定され、
このハウジング１に絶縁碍子２が組付いている。
中心電極３と対応する接地電極４の内側面４ａに
も白金プレート５ｂが抵抗溶接され、その両プレ
ート５ａ，５ｂ間で火花〓間Ｇを形成している。

ところで、放電特性は、発火部におけるコロナ
の発生に大きく影響を受ける。コロナの発生は電
界強度と関連があり、電位傾度が大きな個所に集
中する。発火部における電界は、火花〓間Ｇの中
心部にて平等電界となり、中心電極３および接地
電極４の外縁部にて不平等電界となる。この部分
では電界は歪み、コロナが発生しやすくなる。
又、放電は、平等電界中に不平等電界部を設ける
と、その個所に集中し易い性質を有する。即ち第
３図ａ，ｂに示す様に放電傾度は、中心電極側面
６で高い値を示す。

本発明ではこの性質を利用し、両極性にお
ける電界の歪みを有効に利用し、下記に述べる要
因について検討した。

即ち、発火部の電界に影響を与える要因として
上記白金プレート５ａ，５ｂの位置、その寸法、
及び接地電極４の曲げ形状、中心電極に対する接
地電極４の出入寸法、火花〓間の形成等について
検討した。なお、中心電極３の先端３ａの直径は
1.0mm、火花〓間は0.75mmとした。これらの検討
結果を第４図乃至第１０図に示す。

第４図ａ，ｂは、接地手の４の長手方向に沿う
白金プレート５ｂの長さＡ（第１２図ａのＡ参照）
と、中心電極３の細径部３ａの直径をＲ（第１２
図ａ参照）とし、ＡとＲとの関係により極性、
極性で放電電位がどのように変化するかを測定
した結果である。なお、縦軸に放電電圧を示し、
横軸は第２図ｂの寸法（mm）を示している。ま
た、各図における「歪ゲージ圧」とは放電雰囲気
における圧力を示している。

この第４図ａ，ｂから明白なごとく、極性で
は上記Ａの長さは1.5ミリ〜2.0mmよく、一方極
性では1.5mmが放電電圧を低下させる点で望まし
い。両者とも満足する値は1.5mmであることがわ
かる。このＡの長さ1.5mmは中心電極３の径小部
３ａの直径が1.0mmの時の値であるが、そのＡの
長さは中心電極３の径小部３ａの直径により比例
する。即ち、Ａの長さはその径小部３ａの直径Ｒ
の1.5倍であればよいことがわかつた。このよう
に、Ａ＝1.5Rmmにすれば、極性、極性のど
ちらでも放電電圧の上昇は回避できる。なお、Ａ
の長さは白金プレート５ｂが円板であれば直径に
なることは言うまでもない。

第５図ａ，ｂは、接地電極４の白金プレート５
ｂにおいて、そのプレート５ｂのうち接地電極４
の横方向部４ｂの先端面８寄りの側面９と、前記
先端面８との間の距離をｌ（第１２図ｂ参照）と
した時に、ｌの値によつて極性、極性で放電
電圧がどのように変化するかを測定した結果であ
る。

この第５図ａ，ｂにおいて、上記ｌの側が−
0.5mmつまり接地電極４の立上り部４ｃ寄りへ0.5
mmから０mm、つまり接地電極４の先端面８と同一
面の範囲が極性において放電電圧を低下させる
ことができる。一方、極性においてはｌは０mm
から−1.0mmがよい。

従つて、両極性とも共通して良好なｌの範囲は
０mm乃至−0.5mmである。

第６図ａ，ｂは接地電極４の先端面８と中心電
極３の前側面７との間の距離をＬ（第１２図ｃ参
照）とした時の放電電圧を測定した結果である。

この第６図において、、極ともに放電電圧
を上昇させないで上記Ｌの値は＋0.5mm乃至−0.5
mmである。＋の数値を選定すると、接地電極４の
先端面８が中心電極３の前側面７を越えて前方に
突出した状態になる。−の数値を選定すると、こ
の逆である。０（零）の場合は上記先端面８と前
側面７とが一致した状態にある。

第７図および第８図はそれぞれ接地電極４に設
けた白金プレート５ｂの幅寸法と厚さ寸法によつ
て、極性で放電電圧がどのように変化するか
を測定した結果である。これら両図によれば、接
地電極４に設けた白金プレート５ｂの幅寸法、厚
さ寸法によつて放電電圧に有意差はほとんどみら
れないことがわかる。ただ、本発明者の実験によ
ると、白金プレート５ｂの厚さは0.2乃至0.5mm、
幅は２mm乃至中心電極３の径小部３ａの先端直径
（mm）が耐消耗性の点でよいことを確認している。

第９図は接地電極４の幅寸法（第２図ｃ参照）
による放電電圧を測定した結果である。この第９
図によれば、幅寸法は２mm程度でよい。

第１０図は第１１図ａ，ｂ，ｃの各試料のごと
く火花〓間の寸法を全長に渡つて同一にした場
合、あるいはその寸法を中心電極３の前側面７と
後側面６とで異なるようにした場合において、放
電電圧を測定した結果である。

この第１０図によれば、火花〓間は同一にする
か、あるいは中心電極３の前側面７を開き気味
（拡大気味）にする方が望ましいことがわかる。

次に、上記の結果をもとに、実際の内燃機関で
耐久テストした結果を第１３図および第１４図に
より説明する。まず、テストに供したスパークプ
ラグの仕様を述べると、中心電極３の細径部３ａ
の直径は1.0mm、その白金プレート５ａの直径は
1.0mmで厚さは0.3mm、接地電極４の幅寸法は2.6
mm、その白金プレーキ５ｂは長さ1.5mm、幅1.0
mm、厚さ0.3mmである。

一方、耐久条件は４サイクルガソリンエンジン
により、フルスロツトル（6000rpm）で200時間
連続運転を行つた。

第１３図から明らかなごとく、耐久テストした
後のスパークプラグは耐久テストを行わない新品
のものに比べて放電電圧がほとんど上昇しておら
ず、ほぼ同一の放電電圧を示している。一方、第
１４図のごとく、火花〓間の拡大もほとんど見ら
れない。

本発明は上述の実施例に限定されず、以下のご
とく種々の変形が可能であることは勿論である。

(1) プレート５ａ，５ｂの材質は白金の他に、パ
ラジウム、ルテニウム、イリジウム等の白金族
元素の単独、もしくはそれらの白金、あるいは
金でもよい。

(2) 接地電極４の白金プレート５ｂの形状は長方
形の他に、円、楕円等の種々の形状が考えられ
る。

(3) 中心電極３をその全長に渡つて細径にしても
よい。

(4) 接地電極４に第１５図のごとく溝１０を設
け、その両側に貴金属プレート５ｂを設けても
よい。

〔発明の効果〕

以上要するに、本発明はＪ字形状の側方電極と
中心電極とのそれぞれの対向面に貴金属部材を固
定し、側方電極に設けた貴金属部材の長手方向、
即ち側方電極の長手方向に沿う長さをＡとし、中
心電極の先端直径をＲとした時にＡ＝1.5Rmmの
関係を満足し、かつその貴金属部材の側方電極先
端面寄りの側面とその先端面との間の距離をｌと
した時にｌ＝０mm〜−0.5mmの関係を満足し、更
に側方電極４の先端面と中心電極の前側面との間
の距離をＬとした特にＬ＝＋0.5mm〜−0.5mmの関
係を満足するように設定したから、通常のごとく
中心電極に負の電位をかける極性、ならびに中
心電極に正の電位をかける極性における放電特
性を良好に満足できる。

即ち、スパークプラグの発火部における電界は
上記、極性により異なるが、上記の関係を満
足することで電子放出側電極近傍の電位傾度を急
にし、コロナの発生を容易にして放電の集中化を
図り、各特性における放電電圧のばらつきを小さ
くでき、各極性のどちらにおいても飛火性が向上
し、従つて、各極性に対して互換性のあるスパー
クプラグが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ，ｂ，ｃは従来例を示すもので、第１
図ａは断面図、第１図ｂは第１図ａの要部拡大断
面図、第１図ｃは第１図ｂの側面断面図、第２図
ａ，ｂ，ｃは本発明の一実施例を示すもので、第
２図ａは断面図、第２図ｂは第２図ａの要部拡大
断面図、第２図ｃは第２図ｂの側面断面図、第３
図ａ，ｂ乃至第１０図ａ，ｂは本発明の説明に供
する特性図、第１１図ａ，ｂ，ｃは第１０図ａ，
ｂの説明に供するプラグの発火部を示す模式図、
第１２図は第４図乃至第６図の説明に供するプラ
グの発火部を示す模式図、第１３図および第１４
図は本発明の効果の説明に供する特性図、第１５
図は本発明の他の実施例を示す断面図である。 ３……中心電極、３ａ……細径部、４……接地
電極、４ｂ……横向き部、４ｃ……立上り部、５
ａ，５ｂ……白金プレート、６……後側面、７…
…前側面、８……先端面、９……側面、Ｇ……火
花〓間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中心電極と、この中心電極の先端端面を覆う
   ようにその径方向に伸びた横方向部、およびこの
   横方向部に連結して前記中心電極の軸線方向に伸
   びた立上り部を有したＪ字形状の側方電極と、前
   記両電極の互いに対向する面に各々固定された貴
   金属部材とを具備し、 前記中心電極のうち前記接地電極の立上り部に
   対向する側面を後側面とし、かつその後側面の反
   対側の側面を前側面とし、前記側方電極の横方向
   部の先端面と前記中心電極の前側面との間の距離
   をＬとし、前記側方電極の貴金属部材のうち前記
   側方電極の横方向部の先端面寄りの側面とその横
   方向部の先端面との間の距離をｌとし、更に前記
   側方電極の貴金属部材のうちその側方電極の長手
   方向に沿う方向の長さをＡ、前記中心電極の細径
   部の直径をＲとした時、 Ｌ＝＋0.5mm〜−0.5mm ｌ＝０〜−0.5mm Ａ＝1.5Rmm の関係を満足することを特徴とする内燃機関用ス
   パークプラグ。