JPH08222350A - 内燃機関用スパークプラグ - Google Patents
内燃機関用スパークプラグInfo
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- JPH08222350A JPH08222350A JP4657895A JP4657895A JPH08222350A JP H08222350 A JPH08222350 A JP H08222350A JP 4657895 A JP4657895 A JP 4657895A JP 4657895 A JP4657895 A JP 4657895A JP H08222350 A JPH08222350 A JP H08222350A
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Abstract
放電ともに放電電圧が低い,内燃機関用スパークプラグ
を提供すること。 【構成】 貫通孔を有する絶縁碍子4と,貫通孔に保持
された中心電極2と,絶縁碍子4を保持するハウジング
5と,これに設けられた複数の接地電極31,32とよ
りなる。それぞれの接地電極31,32と中心電極2と
の間には火花ギャップを構成する。中心電極2は,その
先端に胴部よりも径の小さい細径形状部21を有し,接
地電極31,32の放電部310,320は,中心電極
2の細径形状部21の側面に対向するよう配置されてい
る。かつ,接地電極31,32の放電部311,321
の幅をW(mm),中心電極2の細径形状部21の直径
をD(mm)としたとき,W/2≦D≦2.2(mm)
の関係を有する。
Description
ラグに関する。
は,環境問題あるいは地球資源問題に対するグローバル
な立場から,燃費低減が強力に推進されてきている。そ
の具体的手段として,特にガソリンエンジンにおいて
は,混合気の高圧縮化,希薄混合気によるリーンバーン
化等により対応がなされている。そのため,スパークプ
ラグには,より一層高い着火性が求められている。
信頼性向上のために,ディストリビュータを使わないD
LIシステム,ユニット点火システム及びダイオード分
配点火システムが採用されてきている。そして,上記D
LIシステム等の点火システムに対応する内燃機関用ス
パークプラグが種々提案されている。
燃機関用スパークプラグにおいては,次の問題がある。
即ち,上記DLIシステム等においては,1個の点火コ
イルによって2つのスパークプラグを同時に放電させる
ため,一方のスパークプラグは中心電極が高電位の状態
で放電(以下,プラス放電という)し,他方のスパーク
プラグは中心電極が低電位の状態で放電(以下,マイナ
ス放電という)する。
は,プラス放電に必要な放電電圧は,マイナス放電に必
要な放電電圧に比べて非常に高くなる。そのため,プラ
ス放電するスパークプラグは,マイナス放電するスパー
クプラグよりも劣化が早くなる。それ故,一つの内燃機
関に使用される複数のスパークプラグのうち,プラス放
電に使用されたスパークプラグはマイナス放電に使用さ
れたものに比べて早期に交換しなければならない等の不
具合が生ずる。
パークプラグとしては,例えば特開平5−129063
号公報に示されているごとく,接地電極を2極構造とし
たスパークプラグがある。しかしながら,接地電極を2
極構造としたのみでは,プラス放電の放電電圧を十分に
低下させることができない。
されたもので,優れた着火性を有し,プラス放電,マイ
ナス放電ともに放電電圧が低い,内燃機関用スパークプ
ラグを提供しようとするものである。
と,上記貫通孔に保持された中心電極と,上記絶縁碍子
を保持するハウジングと,該ハウジングに設けられた複
数の接地電極とよりなり,それぞれの接地電極と上記中
心電極との間には火花ギャップを構成している内燃機関
用スパークプラグにおいて,上記中心電極は,その先端
に胴部よりも径の小さい細径形状部を有し,上記接地電
極の放電部は,上記中心電極の細径形状部の側面に対向
するよう配置され,かつ,上記接地電極の放電部の幅を
W(mm),上記中心電極の上記細径形状部の直径をD
(mm)としたとき, W/2≦D≦2.2(mm) の関係を有することを特徴とする内燃機関用スパークプ
ラグにある。
記複数の接地電極の放電部は,上記中心電極の細径形状
部の側面に対向配置され,かつ,上記接地電極の放電部
の幅をW(mm),上記中心電極の上記細径形状部の直
径をD(mm)としたとき,W/2≦D≦2.2(m
m)の関係を有することにある。ここで,上記接地電極
の放電部の幅Wとは,上記中心電極の軸心方向と直角方
向における接地電極の放電部の厚さをいう。
2mmを越える場合には,着火性が低下するという問題
がある(実施例1の図4参照)。また,上記W,Dの関
係がW/2>D,即ち,W/D>2の場合には,マイナ
ス放電の放電電圧は低下するが,プラス放電の放電電圧
は上昇するという問題がある。この原因は以下のように
考えられる。
出する側の中心電極の細径形状部の直径Dを,接地電極
の放電部の幅Wに対して細くすればするほど,中心電極
に強電解部が生成されるため,低い放電電圧での火花放
電が可能となる。したがって,W/Dが大きいほど,マ
イナス放電の放電電圧は低くなる(実施例1の図5参
照)。
する側の接地電極の放電部の幅Wを,中心電極の細径形
状部の直径Dに対して小さくするほど,接地電極に強電
解部が生成されるため,低い放電電圧での火花放電が可
能となる。したがって,W/Dが小さいほど,プラス放
電の放電電圧は低くなり,逆にW/Dが大きいほど,プ
ラス放電の放電電圧は高くなる(実施例1の図5参
照)。
及びマイナス放電の放電電圧の関係は,相反する関係に
ある。そして,W/D>2の場合においては,プラス放
電の放電電圧の上昇とマイナス放電の放電電圧の低下が
顕著となり,その差が非常に大きくなってしまうため,
上記の問題が発生すると考えられる。
般的なニッケル基合金を用い,これらの電極に対して貴
金属チップの接合等の耐消耗性向上の措置を施していな
い場合においては,上記Dは1mm以上,かつ上記Wは
1.5mm以上であることが望ましい。上記D,Wがこ
の範囲を満たさない場合においては,各電極の消耗性が
悪化するおそれがあるからである。
は,白金或いは白金合金からなる貴金属チップを配設し
てあることが好ましい。これにより,電極の消耗性が向
上し,スパークプラグの寿命をさらに向上させることが
できる。また,上記白金合金としては,白金(Pt)−
イリジウム(Ir)−ニッケル(Ni)合金等がある。
は,上記中心電極における細径形状部の直径Dが2.2
mm以下である。そのため,プラス放電であってもマイ
ナス放電であっても,良好な着火性を維持することがで
きる。また,上記中心電極における細径形状部の直径D
と接地電極の放電部の幅Wとの関係においては,W/D
が2以下,即ちW/2≦Dである。そのため,プラス放
電の放電電圧はマイナス放電の放電電圧と同等に低く抑
制される。
グの早期劣化の防止を図ることができ,上記DLIシス
テム等の点火システムにおいても,スパークプラグ全体
の寿命を向上させることができる。
火性を有し,プラス放電,マイナス放電ともに放電電圧
が低い,内燃機関用スパークプラグを提供することがで
きる。
き,図1〜図5を用いて説明する。本例の内燃機関用ス
パークプラグ10は,図1,図2に示すごとく,貫通孔
51を有する絶縁碍子4と,上記貫通孔41に保持され
た中心電極2と,上記絶縁碍子4を保持するハウジング
5と,該ハウジング5に設けられた2つの接地電極3
1,32とよりなる。そして,それぞれの接地電極3
1,32と上記中心電極2との間には火花ギャップG
(図3)を構成している。
く,その先端に胴部24よりも径の小さい細径形状部2
1を有し,上記接地電極31,32の放電部310,3
20は,上記中心電極2の上記細径形状部21の側面に
対向するよう配置されている。また,図3に示すごと
く,2つの接地電極31,32の厚みTはともに1.5
mmとし,その放電部310,320と中心電極2の細
径形状部21との火花ギャップGは,ともに1.1mm
としてある。
細径形状部の直径D(図3)が着火性にどのように影響
するか,また上記Dと接地電極の幅W(図3)との比
が,プラス放電及びマイナス放電の放電電圧にどの様に
影響するかを,比較例とともに調査した。
2.2mm及び2.8mmの2種類に固定して,上記D
を種々変化させて評価した。また,各電極のバリ等の影
響を排除するため,中心電極2の先端面の端部,及び接
地電極31,32の先端部は予め研削を行った。着火性
の評価は,4気筒2000ccガソリンエンジンを用い
て,高着火性のニーズが大きいアイドリング(エンジン
回転数=650rpm)条件において行った。
(空気量/燃料量)において2分間キープし,点火ミス
(HCスパイク)が1回以下の場合はさらに空燃比を薄
くして2分間キープすることを繰り返し,点火ミスが2
回以上発生するまで空燃比を薄くしていき,その限界
(リーン限界)を求めた。
0mm,2.2mm,2.5mmに変化させた。尚,D
=2.5mmは比較のためである。上記リーン限界測定
の結果を図4に示す。図4においては,横軸に中心電極
の細径形状部の直径Dをとり,縦軸にリーン限界値をと
った。また,W=2.2mmの場合とW=2.8mmの
場合とは,同図に示すごとく,記号を変えてプロットし
た。
m,2.8mmのいずれであっても,中心電極の細径形
状部の直径Dが2.2mm以下の範囲内においては,十
分にリーン限界が高く,良好な着火性を示した。そし
て,2.2mmを越えると,着火性が大幅に悪化した。
と,プラス放電及びマイナス放電の放電電圧との関係を
調査した。この場合にも,上記Wは2.2mm及び2.
8mmの2種類に固定し,上記Dを変えることによって
W/Dを変化させた8種類の供試材を用意した。尚,W
/Dが2を越えるものは比較のために用いた。
した場合を想定して,中心電極,接地電極共にその先端
面の角部を予め若干曲面状に研削した。評価は,上記着
火性の評価と同じ4気筒のガソリンエンジンを用い,無
負荷1000rpmから一気にスロットルを全開するレ
ーシング条件で行い,これを10回実施して放電電圧の
最高値を評価値とした。また,同一供試材によって,プ
ラス放電とマイナス放電の両方の評価を行った。
は,横軸にW/D,縦軸に放電電圧(kV)をとった。
図5より知られるごとく,W=2.2mm,2.8mm
のいずれであっても,W/Dが2を越える場合には,マ
イナス放電の放電電圧は低くなるものの,プラス放電の
放電電圧が急激に上昇し,マイナス放電との差も非常に
大きくなる。一方,W/Dの値が2以下の場合には,プ
ラス放電とマイナス放電の放電電圧の差が小さく,かつ
両方の放電電圧の値も低く良好となる。
電極2の細径形状部21の直径Dと,上記接地電極3
1,32の幅Wとが,W/2≦D≦2.2(mm)の関
係を有することによって,優れた着火性を有し,プラス
放電,マイナス放電ともに放電電圧が低い,内燃機関用
スパークプラグを提供できることがわかる。
例1のスパークプラグ10における中心電極2の細径形
状部21の側面に2つの貴金属チップ211,212を
配設してある。上記貴金属チップ211,212は,そ
れぞれ接地電極31,32における放電部310,32
0に対向するよう配置されている。また,上記貴金属チ
ップ211,212としては,Pt−Ir−Ni合金を
用いた。その他は,実施例1のスパークプラグ10と同
様である。
プ211,212を設けているので,さらにスパークプ
ラグの長寿命化を図ることができる。また,本例におい
ても実施例1と同様の評価を行った。その結果,実施例
1と同様の効果を得ることができた。
例1のスパークプラグ10における接地電極31,32
の湾曲した放電部310,320に代えて,平面状の放
電部331,332を設けた。その他は,実施例1のス
パークプラグ10と同様である。
記平面状の放電部331,332を設けているので,接
地電極の加工性を向上できる。また,本例においても実
施例1と同様の評価を行った。その結果,実施例1と同
様の効果を得ることができた。
例2のスパークプラグ12における接地電極31,32
の湾曲した放電部310,320に代えて,平面状の放
電部341,342を設け,その先端下部コーナにはテ
ーパ部348,349を設けた。その他は,実施例1の
スパークプラグ10と同様である。
1,342に上記テーパ部348,349を設けている
ので,放電部位をより中心電極先端部へ固定できるので
着火性の向上を図ることができる。また,本例において
も実施例1と同様の評価を行った。その結果,実施例1
と同様の効果を得ることができた。
例1のスパークプラグ10における中心電極2の細径形
状部21の側面全周に白金合金よりなる貴金属環250
を配設してある。また,上記貴金属環250としては,
Pt−Ir−Ni合金を用いた。その他は,実施例1の
スパークプラグ10と同様である。
記貴金属環250を配設してあるので,さらにスパーク
プラグの長寿命化を図ることができる。また,本例にお
いても実施例1と同様の評価を行った。その結果,実施
例1と同様の効果を得ることができた。
寸法関係の説明図。
径とリーン限界との関係の説明図。
径に対する接地電極の幅の比と,プラス放電及びマイナ
ス放電の放電電圧との関係の説明図。
と接地電極の説明図。
と接地電極の説明図。
と接地電極の説明図。
と接地電極の説明図。
Claims (2)
- 【請求項1】 貫通孔を有する絶縁碍子と,上記貫通孔
に保持された中心電極と,上記絶縁碍子を保持するハウ
ジングと,該ハウジングに設けられた複数の接地電極と
よりなり,それぞれの接地電極と上記中心電極との間に
は火花ギャップを構成している内燃機関用スパークプラ
グにおいて,上記中心電極は,その先端に胴部よりも径
の小さい細径形状部を有し,上記接地電極の放電部は,
上記中心電極の上記細径形状部の側面に対向するよう配
置され,かつ,上記接地電極の放電部の幅をW(m
m),上記中心電極の細径形状部の直径をD(mm)と
したとき, W/2≦D≦2.2(mm) の関係を有することを特徴とする内燃機関用スパークプ
ラグ。 - 【請求項2】 請求項1において,上記中心電極の細径
形状部の側面には,白金或いは白金合金からなる貴金属
チップを配設してあることを特徴とする内燃機関用スパ
ークプラグ。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP04657895A JP3675873B2 (ja) | 1995-02-09 | 1995-02-09 | 内燃機関用スパークプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-02-09 JP JP04657895A patent/JP3675873B2/ja not_active Expired - Lifetime
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