JPH04503731A - リング／開リング型接地電極を有した点火プラグ - Google Patents

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】 リング／開すング型接地電極を宵した点火プラグこの発明は内燃エンジン用であ って導電性の中央電極を含む絶縁体を少なくとも部分的に囲む金属シェルを有し た点火プラグに関するものである。この中央電極は点火プラグの下端において絶 縁体から露出した下端を有しており、この中央電極の下端は少なくとも１個の支 持体により金属シェルに取り付けられた接地電極から離間している。

現在広く用いられている市販の内燃エンジンは下部において露出された端部を具 えた中央電極を有しており、この端部は接地電極から離間している。接地電極は 通常プラグのエツジに溶接されてほぼ直角状に中央電極の方に曲折された単一の アームである。これらのプラグは満足に機能するものではあるが、そのデザイン は内燃エンジンの燃焼室内での完全燃焼サイクルを損ねるものであった。このよ うな結果プラグ部　品の過熱や不完全燃焼や燃焼室中における窒素酸化物の発生 が起きたのである。

プラグの点火を改善しもっと完全な燃焼室燃焼を達成する試みもいくつかなされ たが、窒素酸化物の自動発生を減らず他の方法に比べて、効果のあまりないもの であった。アメリカ特許第２，４８７，５３５号には「過剰な熱逃敢を導く」た めに環状の傾斜を持ったフォークを点火プラグの接地電極として用いることが記 載されている（第１欄第５０〜５１行口）。中央電極は接地電極上の面内に端部 を位置しており、火花が点火プラグの長面に対して垂直になるようにしである。

このような点火配置は積極的な燃焼のための大きな面積を与えるものではない。

アメリカ特許第２，８７４，１６２号および第４，２６８゜７７４号には広開す る突端を宵した接地電極を開示されている。このような構造は点火面積を増加さ せ燃焼室燃焼を改善する。しかし点火発生による燃焼室内での燃焼効率のさらに 効果的な改善ができる筈である。

この発明の目的は顕著に増加した点火を接地電極と中央電極との間で発生させる 接地電極を具えた点火プラグを提供することにあり、これにより燃焼室内での燃 焼を増加させ、燃料リッター当りのエンジン馬力を増加させ、窒素酸化物の発生 を減らしかつ点火プラグの機能を伸ばしてやることにある。

このためこの発明の点火プラグは支持体に対して直径方向に対設された小さな隙 間を開リングに設けたリング／開すング型接地電極を具えており、このリング／ 開すング型接地電極は中央電極と同軸状であり、その内径が中央電極のそれと同 じから中央電極の内径の数倍までの範囲にあるものである。

好ましい実施態様にあっては、上記の隙間が２個の平行なエツジか２個の放射状 の方向のエツジを有している。隙間のエツジの距離はＯ〜２．５ｍｍの範囲にあ る。少なくとも１個の支持体は逆り字形の支持ブラケットである。この支持ブラ ケットの脚はリング／開すング型接地電極の面内に位置している。リング／開す ング型電極は金属シェルに少なくとも３個の離間した支持体により取り付けられ ている。

他の実施態様にあっては、リング／開すング型接地電極は少なくとも１個の支持 要素と一体でかつ直角になっており、この支持要素は中央電極から離れた方の端 部において架設リングと一体であって、　この架設リングがリング／開すング型 接地電極と平行な面内に位置している。

金属シェルの下端は好ましくは架設リングにヒダをよせたシャンクスカートであ って、中央電極を正しい位置に保持するか溶接している。

さらに他の実施態様においては、金属シェルの底部に取付られたリング／開すン グ型接地電極は均一な直径を有しており、中央電極の下側約０．８９〜１．２２ ｍｍの面上において中央電極を囲んでおり、隙間は平行なエツジを具えている。

ワング／開すング型接地電極の背は少なくとも１個の支持要素の第１の端部に対 して直角に一体となっており、支持要素は第２の端部において架設リングと一体 になっている。金属シェルは下端に離間したノツチを具えた底部シャンクスカー トを有しており、内面には環状の棚を有している。架設リングはシャンクスカー トを内側に曲折するか溶接するかにより環状棚上にヒダをよせている。隙間は少 なくとも１個の支持要素に対して直径方向に対設されている。

架設リングに取り付けられたかまたは点火プラグの側部にスポット溶接された架 設ポストに架設されたリング／開すング型接地電極は中央電極から接地電極の内 側上面周りに多くの火花を形成することが確認された。これらの多くの火花はよ り完全な燃料の燃焼を引き起こし、これによりエンジンの馬力が増加しエンジン 排気系からの窒素酸化物も減少させる。

リング／開すング型接地電極は最大の点火域を与えるものである。テストによる と、この発明の点火プラグは標準プラグよりも１０〜１５℃低温でかつ市販のい かなる点火プラグよりも平方インチ当りより高い圧力で点火を続ける。

以下添付の図面によりより詳細にこの発明について説明する。

第１図はこの発明の点火プラグの一実施態様の斜視図、第２図はそれに用いられ る接地電極の展開斜視図、第３図はその接地電極の架設状態での斜視図、第４図 はその接地電極の錠止方法を示す斜視図、第５図は上記点火プラグの底面図、 第６図は他の接地電極の展開斜視図、 第７図は溶接された状態の該接地電極の斜視図、第８図は上記第１図の点火プラ グの側面図、第９図はこの発明の点火プラグの他の実施態様の斜視図、第１０図 は第９図の点火プラグの底面図、第１１図はリング／開すング型接地電極と付設 された架設ポストの打ち抜き材の平面図、 第１２図はその側面図である。

以下の発明の詳細な説明を通して、同じ参照数字は同じ要素を示すものである。

図中には記載上の便宜からを底を上げた状態で示す。しかしその底部は通常の低 い位置にあるものとして理解されたい。

第１図に示す点火プラグ１０は、従来のロッド状の接地電極に代えてワング／開 ソング型接地電極を用いたことを別とすれば、従来の内燃エンジン用の点火プラ グと同様の構造を有している。この点火プラグ１０は図示しないコイルワイヤー に接続された端部要素１４を有している。セラミ、りのような高度な絶縁体１６ には中央電極が包含されており、この中央電極は点火プラグ１０の底部において 中央電極として露出されている。中央電極は高温抵抗性共重合物で形成してもよ い。点火プラグ１０の底部には金属シェル２０とナツト部２２とが設けられてい る。金属／エル２０はシャンク２４内に端部を有しており、このシャンクはシャ ンクスカート２６を具えている。シャンク２４の内側はカップ２８の形状をして いる。中央電極１８はこのカップ２８の中Ｊｃ、Ｉこ位置している。加えてシャ ンクスカート２６の内面は内側に突出する環状棚３０を有している。

この発明の接地電極Ｉ２はリング／開リング型であって、２個の実質的に平行な エツジ３６ａ、３６ｂを具えた２個のアーム３２．３６により画定される隙間３ ６を有している。

平行なエツジ３６ａ、３５ｂ間の距離は０〜０，９８インチまたはＯ〜２．５ｍ ｍの範囲にある。隙間３６から離れて架設ポスト３８がその第１の端部４０にお いて接地電極１２の背面に取り付けられており、第２の端部４２において架設リ ング４４に取り付けられている。

この発明の点火プラグを組立るに際しては、架設リング４４架設ポスト３８と接 地電極１２とからなる接地電極ユニット４６をニッケル／クロム合金やプラチナ などの高質金属から鋳造する。架設ポスト３８の鋭角アノグル部４８は後述する ように火花の質を高める上で重要である。

接地電極ユニット４６は第２図に示すように点火プラグ１０を逆さにして環状棚 ３０の上に落とし込まれる。シャンクスカート２６のエツジ５２には垂直方向に ノツチ５ｏが刻設されている。ノツチ５０間の金属部分５４は第４図に示すよう に架設リング４４の上に折曲げられて点火プラグ１ｏの底部内に接地電極ユニッ ト４６を位置固定している。接地電極１２の上面５６と中央電極１８の底面５８ との間の距離６０は０．３５〜０．４５インチまたは０．８９〜１，２２ｍｍの 範囲にある。設計が通常と異なる燃焼室またはガソリンの代わりにプロパン、メ タノールまたはエタノールなどが用いられる場合にはこの距離はそれに応じて増 減される。

点火すると電気的な火花は中央電極１８から接地電極１２の上面４６に沿って移 動する。中央電極１８から接地電極１２′の上面５６への角度は３０度より小さ く、好ましくは点火プラグの長軸から１５度より小さい。

この発明のリング／開すング盟接地電極１２は６〜８通りの点火パターンを生じ るもので、これにより接地電極周りへの炎の広がりが高められる。このように均 一に生じた炎は所定量の燃料について２０％も馬力を増加させ、燃費としてはガ ロン当り３〜６マイルにもなる。加えて炭化水素の発生が２５〜３５％も減少し 、排気ガス中の一酸化炭素、二酸化炭素および窒素酸化物も減少する。さらなる 利点としてはアーム３２．３４に沿っての火花の分散が従来の接地電極の場合に 起きた単一タイプの燃焼を防止するので、従来のものに比べて点火プラグの寿命 が少なくとも２倍となる。燃焼室のいぶし時間は５０％を越えて減少される。

接地電極１２を鋳造することにより広範囲に金属を使用でき、これにより接地電 極１２の寿命を最適のものにすることが可能となる。これに代えて金属片から接 地電極１２を打抜き形成することもできる。

４は用いられてなく、接地電極１２ａは架設ボス）３８ａに直角に架設されてお り、このポストは第２の端部４２ａにおいてシャンクスカート２６ａのエツジ５ ２ａにスポット溶接されている。ボス）３８ａの第１の端部４０ａは接地電極１ ２ａの背面に取り付けられている。

第９．１０図の点火プラグの接地電極ユニット４６は接地電極１２と３個の架設 ポスト７０とから構成されており、このポストはシャンクスカート２６の面上に 溶接されている。

架設ポスト７０の個数は好ましくは　３個であるがこれを適宜増減してもよい。

第１１．１２図に示す実施態様の場合には、接地電極ユニット４６は金属板から 打ち抜かれており、架設ポストの自由端７１は若干湾曲されてリング／開すング 型接地電極の面と平行な面内に位置している。

この発明の改良された点火プラグは自動車、船舶、航空機および芝刈り機などの 通常の内燃エンジンに使用できるものである。また複プラグシリンダーや燃焼室 などにおいて高い渦流により馬力を改良するものである。

国際調査報告 １ａｔｅ１．、−ＩＡ、、、、１．、、、Ｎ、　ＰＣＴ／ＥＰ　９０１０１７３ ８国際調査報告 ＰＣＴ／Ｅρ９０１０１７３ｇ Ｓ＾　４２３５５

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．導電性の中央電極を含む絶縁体を少なくとも部分的に囲む金属シェルを有し ており、この中央電極が点火プラグの下端において絶縁体から露出した下端を有 しており、この中央電極の下端が少なくとも１個の支持体により金属シェルに取 り付けられた接地電極から離間している如き構造であって、支持体に対して直径 方向に対設された小さな隙間を開リングに設けたリング／開リング型接地電極を 具えており、このリング／開リング型接地電極が中央電極と同軸状であり、その 内径が中央電極の内径と同じから中央電極の内径の数倍までの範囲にあることを 特徴とする内燃エンジン用点火プラグ。
2. ２．隙間が２個の平行なエッジを有していることを特徴とする請求項１に記載の 点火プラグ。
3. ３．隙間が２個の放射状のエッジを有していることを特徴とする請求項１に記載 の点火プラグ。
4. ４．隙間のエッジの距離が０〜２．５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項 １に記載の点火プラグ。
5. ５．少なくとも１個の支持体が逆Ｌ字形の支持プラケットであることを特徴とす る請求項１に記載の点火プラグ。
6. ６．支持プラケットがリング／開リング型接地電極の面内に配置されていること を特徴とする請求項５に記載の点火プラグ。
7. ７．リング／開リング型接地電極が少なくとも３個の離間した支持体により金属 シェルに取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ。
8. ８．リング／開リング型接地電極が少なくとも１個の支持要素に鋭角で一体に構 成され、支持要素が接地電極から離れた端部において架設リングを一体であり、 架設リングがリング／開リング型接地電極と平行な面内にあることを特徴とする 請求項１に記載の点火プラグ。
9. ９．金属シエル下端が架設リング上に折り返すか熔接されたシャンクスカートで あって、これにより接地電極を保持していることを特徴とする請求項１に記載の 点火プラグ。
10. １０．Ｊの底部に取り付けられたリング／開リング型接地電極が均一な直径を有 して、中央電極の下側約０．８９〜１．２２ｍｍの面上で中央電極を取り巻き、 平行なエッジの隙間を有していることを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ 。
11. １１．リング／開リング型接地電極の背面が少なくとも１個の支持要素の第１の 端部と鋭角で一体であり、支持要素が第２の端部において架設リングと一体であ ることを特徴とする請求項１０に記載の点火プラグ。
12. １２．金属シエルが最下端に離間したノッチを具えた底部シャンクスカートと内 面に環状棚を有しており、シャンクスカートを内側に折曲げるか熔接することに より架設リングが環状棚上にこじられていることを特徴とする請求項８に記載の 点火プラグ。
13. １３．隙間が少なくとも１個の支持要素に対して直径方向に対向していることを 特徴とする請求項９に記載の点火プラグ。