JPH0612678B2 - 内燃機関用点火プラグ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐電圧を向上させた内燃機関用点火プラグ（以
下プラグと呼ぶ）に関するものである。

〔従来技術〕

現在車両の省燃費が強く求められている。この省燃費を
計る手段として、高圧縮化、希薄燃焼化が行われてい
る。こうした高圧縮希薄化に伴ない、内燃機関の要求電
圧が増大してきている。このため、要求電圧にプラグの
電気絶縁耐力が耐え得ないという現象が散発されるよう
になった。すなわち、正規の火花ギャップで飛火する代
りに、絶縁碍子が電圧により電気絶縁破壊をおこし、ピ
ンホールをあけ、そのピンホールの場所に飛火してしま
う現象である。このため火花が混合気に触れず、着火ミ
スをきたし、極端な場合エンジンストップに到ることと
なる。

〔発明の目的〕

本発明は上述の点に鑑みて案出されたものであって、上
記コロナ放電の分散を行ってピンホールの発生を低減し
ようとするものである。

〔発明の構成〕

本発明者らは、上述の従来の問題の原因を究明したとこ
ろ、絶縁碍子のピンホールの発生は、絶縁碍子を支持す
るために金属ハウジングの内側に突き出し状に設けられ
ている段差部が影響していることをはじめて見いだし
た。

即ち、この段差部の角部と、この角部に対向する絶縁碍
子の局部との間の電位傾向が急となっているために、コ
ロナ放電の集中を招き、その脚部にピンホールが発生す
るのであることを見いだしたのである。そこで、本発明
は、前記段差部の突き出し面のプラグ軸方向長さ寸法を
ｌ、この突き出し面と、プラグハウジング内面および突
き出し面を結ぶ下部側壁とのなす角度をθとすると、0.
5mm≦ｌ≦5.0mm、１５°≦θ≦５０゜の関係を満足する
ようにしたものである。

〔実施例〕

以下本発明を具体的実施例により詳細に説明する。第１
図、第２図において１はアルミナ磁器よりなる絶縁碍子
で、中心に軸穴１ａが設けてある。２は炭素綱よりなる
中軸で、絶縁碍子１の軸穴１ａのうち上部に挿通してあ
る。３は円筒状のハウジングで、耐熱、耐蝕性の金属で
構成してあり、このハウジング３の内側にリング状気密
パッキン４およびかしめリング５を介して上記絶縁碍子
１が固定してある。なおハウジング３には内燃機関のシ
リンダブロックに固定するためのネジ部３ａが設けてあ
る。６は中心電極であり、母体金属としてニッケル−ク
ロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金もしくはインコネル６００（商
品名）から構成してある。７は接地電極であり、母材金
属として中心電極と同じく、低クロム合金や高クロム合
金である耐熱合金からなっている。８は絶縁碍子１の軸
穴１ａ内に密着した導電性ガラスシール層であり、銅粉
末を低融点ガラスとから構成されており、このシール層
８で中軸２と中心電極６とを電気的に接続すると共に、
両者を絶縁碍子１の軸穴１ａに移動なきよう固定してあ
る。

なお、ここで本発明に係る要部を第２図に示す。図にお
いて、３ｃはリング状の段差部であり、絶縁碍子１をハ
ウジング３の内側にパッキン４を介して気密的に支持す
るためのものであって、その内側に突き出し状に形成し
てある。ここで、段差部３ｃの突き出し面３ｄは、絶縁
碍子１のうち内燃機関の燃焼室内に裸出する脚部１ｂに
微少隙間を介して対向している。この突き出し面３ｄの
下端を３ｂ、上端を３ｅとしてある。

本発明はプラグの電気絶縁耐力を向上させるため、上記
段差部３ｃの第２図(b)に示すｌ寸法、角度θを所定範
囲に収めたことを特徴とする。プラグの電気絶縁耐力の
最も弱い場所は一般的に考えると内径面上端３ｅの近傍
であり、特にパッキン４の中心電極側であると思われて
いた。しかしながら、我々が実際に行ったところ、絶縁
破壊によりピンホールのあく位置は内径面下端３ｂに対
向する脚部側１ｂの部分であった。そこで、この原因を
調べるためコロナ放電時のコロナの写真を撮った結果、
内径面下端３ｂに集中していることを突き止めた。この
状態を第５図に示す。第５図のＹ点が上記内径面下端３
ｂにおけるコロナ放電を示す。これはプラグ形式Ｗ１６
ＥＸ−Ｕ、印加電圧２４ＫＶで撮影した例である。更
に、コロナの先端の下端面３ｂに対向する脚部１ｂのＸ
点の電位を測定してみると、ほとんど電圧降下していな
いことを突き止めた。この結果、あたかも支持部３ｃの
下端面３ｂが脚部表面に存在すると同様な意味を持つこ
とが判明した。これにより、支持部３ｃの下端面３ｂと
中心電極６との間の電位が極端に急になっていることが
わかった。この場合の仮想の等電位面を第３図に示す。
このことから、Ｘ点における電位傾度が急になり、下端
面３ｂに対向する脚部１ｂのＸ点の部分にピンホールが
あくことが解明できた。従って、この対策とし、コロナ
放電の発生を減少させるため電位傾度を緩やかにするこ
ととした。この手段として、実施例に示すように突き出
し面３ｄのプラグ軸方向長さをｌとし、また突き出し面
３ｄと、この面３ｄおよびハウジング３の内面を結ぶ下
部側壁３ｆとのなす角度をθとし、このｌ，θを組合せ
てピンホール発生電圧を測定した。

結果を第４図に示す。第４図から明らかなように、ｌは
0.5mm乃至5.0mmの範囲がよく、またθは１５゜乃至５０
゜の範囲がよい。これらの範囲を逸脱すると、ピンホー
ルの発生電圧が低下したり、あるいは突き出し部３ｃ自
体の面積が大きくなり熱価に影響することになり好まし
くない。

なお、ここでテストしたプラグはＷ１６ＥＸ−Ｕを基本
とし、ピンホール発生電圧を下げて電圧測定を容易にす
るため、碍子肉厚を1.6mmとして実験した。

かかる型式Ｗ１６ＥＸ−Ｕの点火プラグのコロナ放電時
のコロナの写真を撮影したところ、第６図のごとくであ
った。この第６図からわかるごとくハウジング３の支持
部３ｃの下端面３ｂにおいてコロナ放電は第５図に比べ
て弱くなっていており、過度に集中していない。

ところで、絶縁碍子１の脚部１ｂにカーボンが付着する
ことによって失火しないよう該脚部１ｂの表面にシリコ
ン系コイルを主成分とした塗布剤を塗布することが知ら
れている。これを第７図に示す。符号９が塗布剤であ
る。

この塗布剤を塗布したプラグにおける前記ｌ、θの関係
を見たのが第８図である。この第８図をもとに本発明者
が実用範囲を検討した結果、やはりは0.5mm〜5.0mmで
あり、θは１５゜〜５０゜がよいことがわかった。

第９図は塗布剤あり（Ｂ）、なし（Ａ）のプラグの耐電
圧を示したものであり、を2.0mmと一定にしてθを変
えた場合である。なお、いずれもｎ＝４個の平均値であ
り、塗布剤の量は２０mmｇである。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、コロナ放電の集中
を防ぎ、従って脚部表面にピンホールの生じる機会を減
らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す半断面図、第２図(a)
は第１図の要部を拡大して示す断面図、第２図(b)は第
２図(a)の一部を拡大して示す断面図、第３図および第
４図は本発明の説明に供する特性図、第５図および第６
図は本発明の説明に供する模式図、第７図は本発明の他
の実施例を示す断面図、第８図および第９図は本発明の
説明に供する特性図である。 １…絶縁碍子，１ｂ…脚部，３…ハウジング，３ｂ…下
端面，３ｃ…支持部，３ｄ…突き出し面，６…中心電
極，７…接地電極。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 良治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−25685（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁碍子と、この絶縁碍子のうち内燃機関
   の燃料室内に裸出する脚部に保持した中心電極と、前記
   絶縁碍子の外周に固定した金属ハウジングと、このハウ
   ジングに設けた接地電極とを具備し、前記ハウジングの
   内側に、前記絶縁碍子を支持する突き出し状の段差部を
   備えており、この段差部の角部が前記絶縁碍子の前記脚
   部に微少隙間を介して対向している内燃機関用点火プラ
   グであって、前記段差部の突き出し面のプラグ軸方向長
   さ寸法をｌ、前記段差部の突き出し面と、前記ハウジン
   グの内面および前記突き出し面を結ぶ下部側壁とのなす
   角度をθとしたとき、 0.5mm≦ｌ≦5.0mm １５゜≦θ≦５０゜ の関係を満足するようにした内燃機関用点火プラグ。