JPH0311066B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジンの点火装置に関するものであ
る。

近年、エンジンの排ガス対策、燃費規制への対
応に伴い、エンジン燃焼室形状が複雑となつてお
り、したがつて点火プラグの取付個所も規約を受
けつつある。

そこで、最近では点火プラグの小型化が検討さ
れるようになつている。この小型化のための一手
段としては点火プラグの取付金具を廃止すること
である。

このように、取付金具を廃止したものとしては
例えば米国特許第2543961号明細書に記載された
ものがある。これは点火プラグの絶縁碍子の外周
に２段のねじ部を設け、一方はシリンダヘツドの
ねじ孔に螺合するもので、他方は接地電極をもつ
たリングに螺合するものであり、かつ絶縁碍子の
中心電極と前記接地電極との間に気中放電経路を
形成した構造である。

しかしながら、かかる従来構造においては、接
地電極をもつたリングを絶縁碍子のねじ部に螺合
する構造であるため、全体的に構造が複雑であ
り、またリングに接地電極を溶接するので非常に
手間がかかり、しかもそのリング自体が小さいこ
ともあつて煩わしさに一層の拍車をかけている。

更に、従来のものにおいては、火花放電経路が
気中放電タイプであるため、一層の小型化を図る
べく前記絶縁碍子の径を小さくすると、放電電圧
の関係で接地電極と中心電極との間に飛火せずに
接地電極が溶接される前記リングと前記中心電極
との間で絶縁碍子の先端外表面を経て飛火する恐
れが大であり、かかる飛火時には接地電極によつ
て混合気の接触が阻害されて混合気への着火が全
く行われない。

そこで、本発明は上記の点に鑑みてその諸問題
を解決したエンジンの点火装置を提供しようとす
るものである。

以下本発明を図に示す実施例により詳細に説明
する。

第１図において、１は鉄もしくはアルミニウム
からなるシリンダヘツドで、ねじ孔１ａが穿孔さ
れている。２はアルミナ磁器よりなる絶縁碍子
で、中心に軸孔２ａ、ねじ孔２ｂ，２ｃが設けて
あり、外周にはシリンダヘツド取付用の六角部２
ｄおよび呼び径６mmのねじ部２ｅが設けてある。
３は鉄よりなる端子で構成してあり、軸穴２ａの
頭部にねじ込み固定してある。４はNi径耐熱合
金か、Ni系耐熱合金に放電面に貴金属（80wt％
Pt−20wt％Ir）が接合してある材質からなる環
状の接地電極であり、気密パツキンの作用も果た
している。５は鉄から成るガスケツトリングであ
る。６はNi系耐熱合金か、Ni系耐熱合金に放電
面に貴金属（80wt％Pt−20wt％Ir）が接合して
ある構成からなる中心電極で、絶縁碍子２のねじ
孔２ｃに螺合してある。７は中心電極６と端子３
とを電気的に接続するピアノ線、Ni系耐熱合金
等から成る導電性を有する細線（直径0.3〜1.5
mm）で、絶縁碍子の軸穴２ｂに挿通してある。こ
こで、細線７と中心電極６および端子３を接続す
るのは次のようである。細線７に連続してねじ孔
２ａ，２ｃの端面に銀ペーストなどの金属ペース
トを焼付けた導体路８を設けて端子３、中心電極
６に電気的に接続する。一方、細線７の端面とを
各々直接に接触する。

上記接地電極４はシリンダヘツド１のねじ孔１
ａの底部に載置され、絶縁碍子２をシリンダヘツ
ド１に螺合することによつて、その絶縁碍子２の
端部とねじ孔１ａの底部との間に接地電極４は挾
持固定され、かつ絶縁碍子２の端部に密着する。
これにより、中心電極６と接地電極４との間に沿
面放電経路Ｓが形成される。

上記構成において、次に作用を説明する。火花
は、中心電極６と接地電極４との間で絶縁碍子２
の端部を経る沿面放電経路Ｓに飛び、これにより
混合気に着火する。

ところで、接地電極４は気密パツキンの役目を
兼ねているため、別個の気密パツキンを必要とせ
ず、構造的に簡単となる。

本実施例では絶縁碍子２をシリンダヘツド１に
螺合固定するため、取外し回数による絶縁碍子２
のねじ部２ｅの損傷を防ぐべくメンテナンスフリ
ー構造としてある。即ち、中心電極６および接地
電極４の放電面に貴金属を接合してあるので、両
電極４，６の火花消耗を減じることができ、従つ
て絶縁碍子２を取外して電極４，６の消耗具合を
点検するといつたことをなくすことができる。

また、本実施例では端子３と中心電極６とを金
属細線７で電気的に接続してあるため、絶縁碍子
２の径小型化に大きく寄与している。

次に、第２図を用いて各寸法の最適範囲を検討
したので、これについて以下説明する。まず、第
２図において、各寸法の説明をすると、ａは絶縁
碍子２のねじ部２ｅの呼び径、ｂは接地電極４の
最下端と絶縁碍子２との接触部におけるその碍子
外径、ｃは中心電極６の最外径、ｘは中心電極６
の最外周部と絶縁碍子２との間の碍子肉厚、ｙは
沿面放電経路Ｓの実長さをそれぞれ示している。

さて、本発明者の実験結果によると、次のこと
が見出された。

(1) 絶縁碍子の耐電圧 ４mm≦ａ≦８mmでａ／３≦ｃ＋2x≦２／３ａ 中心電極の最外径ｃは0.5〜2.0mm、特に0.7〜
1.4mmが絶縁碍子の肉厚ｘを厚くでき、耐電圧
の点で有利である。

(2) 飛火性、着火性 1.5x≦ｙ≦3x 但し、 0.5mm≦ｙ≦３mm 0.4mm≦ｘ≦1.2mm この範囲内が飛火性、着火性のバランスとい
う点も最も良好である。

ここで、詳細に上記関係式の根拠を記載する。

第３図は、ストレート部における細部７と絶縁
碍子２との間の碍子肉厚ｘを変化させた場合のシ
リンダヘツド１の端面より電極５の接地電極６と
の対向面までの距離であるｙと放電電圧との関係
を示す。

第３図より明らかなように、肉厚ｘの値が1.2
mmよりも大きくなつてしまうと、放電電圧が急激
に上昇してしまうことがわかる。また、肉厚ｘが
0.4mmよりも小さくなると、絶縁碍子の厚さが充
分でないため、絶縁碍子の電圧による破壊が生じ
てしまう。

さらに、この肉厚ｘ距離ｙの0.5倍以下である
と、燃焼室内に流入する燃料に充分着火させるこ
とが出来ず、着火性が悪化してしまう。また、肉
厚が距離ｙの３倍以上になつてしまうと、スパー
クプラグの熱負荷が大きすぎ、プレイグニツシヨ
ン効果が生じてしまい良好な点火を得ることが出
来ない。

さらにまた、ａおよびｃの関係を上記以外の範
囲で使用した場合には、絶縁碍子の耐電圧が充分
でなくなつてしまう。

これらの関係をグラフで示すと、第３図〜第５
図のごとくになり、斜線の範囲内が最適寸法法値
となる。

本発明は前述の実施例に限定されず、次のよう
に種々の変形が可能である。

(1) 端子３ならびに中心電極６はねじ螺合により
固定したが、セラミツク接着剤で接着し固定し
てもよい。

(2) 接地電極４、中心電極６の全体を貴金属で構
成してもよい。

(3) 金属細線７は直線状でなく、曲がり形状でも
よい。この場合は白金製にして絶縁碍子２の焼
成収縮によつて白金線を固定する。

(4) 接地電極４の最外端を絶縁碍子２の表面より
若干浮かせて半沿面タイプしてもよい。

(5) 金属細線７を抵抗材料で構成して雑音防止特
性も合わせ狙つても勿論よい。

以上要するに、本発明によれば、接地電極を絶
縁碍子の先端とシリンダヘツドのねじ孔底部との
間に挾持固定する構造であるから、接地電極の固
定構造が非常に簡単である。また、本発明は沿面
放電タイプであるから、着火性に優れ、混合気へ
の着火性が阻害されることはない。

更に、本発明は端子と中心電極と金属細線で電
気的に接続する構造であるから、絶縁碍子の小型
化に一層寄与する。

更に、本発明は端子と中心電極とを金属細線で
電気的に接続する構造であるから、絶縁碍子の小
型化に一層寄与する。

また、本発明の点火プラグの各寸法により耐電
圧に優れ飛火性、着火性の良好な点火プラグを得
ることができる。

更にまた、接地電極が気密パツキンの役目を兼
ねているので、別個の気密パツキンを必要とせ
ず、構造的に簡単にすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す部分断面図、第
２図は第１図の要部を拡大して示す断面図、第３
図は、距離ｘを変化させた時の距離ｙと放電電圧
の関係を示す関係図、第４図〜第６図は本発明の
作用説明に供する特性図である。 １……シリンダヘツド、１ａ……ねじ孔、２…
…絶縁碍子、２ａ……ねじ孔、３……端子、４…
…接地電極、６……中心電極、７……金属細線。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 軸方向に貫通する穴の一端側に中心電極を具
   備し、他端側には端子を具備するとともに、前記
   軸方向に貫通する前記穴には前記中心電極と前記
   端子との間を電気的に接続する金属細線が配置さ
   れるとともに、外周にねじ部が形成された絶縁碍
   子と、 この絶縁碍子の前記ねじ部が螺合するねじ孔を
   有したエンジンシリンダヘツドと、 このシリンダヘツドの前記ねじ孔の底部に配設
   され、気密パツキンを兼ね備えた環状の接地電極
   とを備え、 前記絶縁碍子をそのねじ部を介して前記シリン
   ダヘツドの前記ねじ孔に螺合固定して前記接地電
   極を前記絶縁碍子の先端と前記シリンダヘツドの
   前記ねじ孔の底部との間に挾持固定し、前記中心
   電極と前記接地電極との間に沿面放電経路を形成
   したエンジンの点火装置であつて、 ａを前記絶縁碍子のねじ部の呼び径、ｂを前記
   接地電極の最下端と前記絶縁碍子との接触部にお
   けるその碍子外径、ｃを前記中心電極の最外径、
   ｘを前記中心電極の最外周部と前記絶縁碍子との
   間の碍子肉厚、ｙを前記沿面放電経路Ｓの実長と
   した場合、 ４mm≦ａ≦８mm ａ／３≦ｃ＋2x≦２／3a 0.5mm≦ｃ≦2.0mm 1.5x≦ｙ≦3x 0.5mm≦ｙ≦３mm 0.4mm≦ｘ≦1.2mm の条件を満たすことを特徴とするエンジンの点火
   装置。