JPH09232066A - 点火プラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接地電極の火花発生部分の火花の発生位置の
バラツキをおさえ、混合気がスムーズに流れる形状にす
ることと、着火点の周りに囲まれた空間を形成しその空
間内に混合気を集めて撹拌し、着火点周りの混合気を均
一にすることにより着火性を向上させた点火プラグを供
給する。 【解決手段】 接地電極の火花発生部分の断面形状を台
形、半円形またはそれに類する形状にして一箇所の側面
部分または複数箇所の保持部分により点火プラグ本体の
接地側に固着するか、円錐形または半球形にした接地電
極の火花発生部分に、板状にして角度をつけるか湾曲さ
せた接地電極の保持部分を複数箇所配し、整流板を保持
部分に付加するか中心電極を点火プラグ本体の接地側の
空間内に位置させることにより着火点の周りに囲まれた
空間を形成する形状にした接地電極を点火プラグ本体の
接地側に固着する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の燃焼室内
に吸入、圧縮された燃料と空気の混合気に着火する点火
プラグに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の点火プラグでは中心電極の直径を
細くしたり溝をつけたりすることにより安定して強い火
花を発生させ、貴金属等の材質を採用することにより耐
久性の向上が計られてきた。一方、従来の接地電極は、
中心電極の直径と同じかそれよりも幅の広い四角い断面
形状をもつ柱状でＬ字型に曲げられた形状をしており、
その先端部分と中心電極の間で電気火花を発生させてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで本出願人は先に
特願平７−３２９６２２において、接地電極の側面部分
の穴あけ加工、側面部分の分割、全面的な形状の見直し
等により着火点に供給される混合気の流れと着火後の炎
の燃焼を疎外しない形状にした点火プラグを提案した。
提案した点火プラグでは発生させる火花の強さに悪い影
響を与えないように火花発生部分の形状は基本的に従来
の形状のままとし、直接火花を発生させない部分の形状
を変更することにより、着火点である中心電極と接地電
極の間の空間に適正な混合気を安定して供給し、着火後
の炎の燃焼においても燃焼の広がりを疎外しないように
することで、着火性に悪影響を与えていた要因を減少さ
せるものであった。しかし提案した点火プラグでは接地
電極の火花発生部分についてはその形状による着火性へ
の影響は考慮されていなかった。本発明は接地電極の火
花発生部分の形状を見直し、それに合わせて接地電極の
形状を変更することにより、混合気の流れを整流し方向
を変える効果を持たせ、従来より多くの混合気を着火点
に導き着火性を向上させるものである。

【０００４】従来の接地電極の火花発生部分は四角い断
面形状をしているため、混合気が接地電極に対して横か
ら流れてきた時は、接地電極の側面部分がその上流に位
置していない場合は、着火点となる中心電極と接地電極
の間に混合気は供給されやすいが、混合気が斜め上方よ
り中心電極に向かって流れてきた時は、接地電極の陰の
影響を受けることになる。また接地電極に流れ込む混合
気は、接地電極の断面形状が四角いためにその流れは横
に広げられることになる。その結果、接地電極周りに乱
流が発生し混合気の流れは大きく乱される。接地電極の
幅が広くそれに比べて中心電極と接地電極の間の隙間が
狭いと中心電極の影響も受けて、混合気の流れは中心電
極と接地電極の間には流れにくくなり、中心電極と接地
電極の外側を迂回するようにして流れやすくなる。

【０００５】従来の点火プラグに発生する火花は中心電
極の太さと接地電極の幅の範囲内で任意の位置に線状に
発生し、その位置は接地電極の中心部であったり端部で
あったりして一定ではない。中心電極が太く接地電極の
幅が広いほど火花発生位置のバラツキの範囲は広がる。

【０００６】火花が混合気の流れてくる側の端部で発生
した場合は、接地電極の陰にならずに確実に着火し炎の
燃焼は横方向または上流側に伝達される。しかし、接地
電極の下流側の端部で火花が発生した場合は、接地電極
により混合気の流れが遮られるためにできる陰の影響を
受けて接地電極の下流側へは炎は広がりにくい。炎の燃
焼は中心電極と接地電極の狭い空間を通って、横方向ま
たは上流側へ伝達され広がっていくことになり、炎の燃
焼の広がりは遅くなる。

【０００７】また、混合気の流れが接地電極の斜め上方
から流れてきた時には、接地電極の下流側は陰の部分に
入ってしまい、その下流側で火花が発生すると着火性は
大きく低下することになる。

【０００８】これらのことから各燃焼室内の混合気の流
れの状態が一定であっても、点火プラグの火花の発生す
る位置のバラツキにより各燃焼室における着火性と炎の
燃焼状態は均一にならないことが考えられる。

【０００９】またリーンバーンエンジンや直噴式エンジ
ンの開発に伴い、燃焼室に吸入圧縮される混合気または
空気のスワールコントロールと、着火点周りに局部的に
適正な空燃比を確保する技術の開発が重要になってき
た。局部的に着火点周りの混合気の流れをコントロール
しようとした場合、燃焼室内で発生したスワールによる
混合気の流れの速度は非常に速いので、その中にさらさ
れ着火点のすぐ近傍に位置する接地電極と中心電極はス
ワールによる混合気の流れに大きな影響を与え、その存
在は無視できない。また着火直後の炎が広がる速度も非
常に速いので、炎の燃焼の広がりについても接地電極の
存在を無視することはできない。

【００１０】着火点周りの混合気の流れをコントロール
しようとした場合、従来のような柱状の接地電極と太い
中心電極の形状では混合気の流れは遮られ大きく乱され
ることになる。点火プラグが混合気の流れに影響を与え
ないようにするには、中心電極と接地電極を混合気の流
れを乱さず空力的にできるだけ抵抗の少ない形状にする
必要がある。

【００１１】しかし、スワールの方向や強さが安定して
おり、その流れの方向に合わせて形状を決めることがで
きれば、スワールの流れを利用して点火プラグ周りの混
合気を着火点に導いて集中させることができ、その周囲
の混合気の濃度を従来より下げることができる。接地電
極を板状にして角度をつけるか湾曲させることにより燃
焼室内における着火点付近の混合気の流れの方向を変化
させたり整流する機能を持たせ、着火点周りの混合気の
流れを部分的に制御することも可能となる。

【００１２】以上のことから燃焼室内における着火点周
りの混合気の流れを改善する手法として、点火プラグの
接地電極の形状を利用することができる。燃焼室内の形
状やスワールコントロールを考える際に点火プラグの形
状を考慮して着火点付近の混合気の流れを制御すること
は、今後重要な課題になると思われる。

【００１３】本発明は接地電極の火花発生部分の断面形
状を火花発生点となる中心電極側の幅を狭くすることに
より、火花の発生位置のバラツキをおさえ、常に接地電
極の陰にならない位置に火花を発生させるとともに、接
地電極の火花発生部分の外側部分を鋭角にすることによ
り乱流の発生をおさえ、混合気がスムーズに流れる形状
にして中心電極と接地電極の間に混合気を導いて安定し
た着火性を得る点火プラグを供給することを目的として
いる。

【００１４】また、接地電極の火花発生部分を中心電極
と接地電極の間に混合気を導く形状にすることに加え、
着火点の周りに囲まれた空間を形成し、燃焼室内に発生
しているスワールによる混合気の流れを利用して点火プ
ラグに流入してくる混合気を囲まれた空間内に導いて集
め、その空間内で撹拌させて混合気の状態を均一化する
ことと、接地電極の陰になっている部分にも混合気を供
給して陰の部分を減少させることにより、着火性と燃焼
効率を向上させた点火プラグを供給することを目的とし
ている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の点火プラグにおいては、接地電極の火花発生
部分の断面形状を中心電極側を幅狭くし外側を幅広くし
た台形を基本形とする形状、それに類する形状として三
角形、半円形としたもの、これらの断面形状の外側に凹
みをつけてＶ字型または三日月型にしたもの、または必
要により穴あけ加工を加えたものである。これらの断面
形状にすることにより接地電極の火花発生部分を中心電
極と接地電極の間に混合気を導く形状にすることができ
る。

【００１６】接地電極の火花発生部分を中心電極と接地
電極の間に混合気を導く形状にすることに加え、点火プ
ラグの着火点に流入してくる混合気を着火点の周りで撹
拌して留めるために、中心電極を点火プラグ本体接地側
の内側に位置させ接地電極の保持部分を板状にして角度
をつけるか湾曲させて接地電極の火花発生部分に複数箇
所配した形状にするか、接地電極の保持部分を板状にし
て角度をつけるか湾曲させて接地電極の火花発生部分に
複数箇所配し保持部分に整流板を付加した形状にするこ
とにより、中心電極の周りに囲まれた空間を形成したも
のである。

【００１７】接地電極の火花発生部分を円錐状にするこ
とによりその断面形状を台形または三角形にすることが
でき、半球形状にすることによりその断面形状を半円形
にすることができる。接地電極の火花発生部分を円錐状
または半球形状にした場合、接地電極の火花発生部分を
その形状に近づけるようにするために接地電極の側面部
分または保持部分の形状もそれに合わせて変更した方が
よい。

【００１８】台形にした断面形状の斜めの部分を膨らま
せることにより断面形状を半円形に近い形状にすること
ができる。また台形にした断面形状の斜めの部分を逆に
少し凹んだ形状にすることもできる。台形にした断面形
状の中心電極側の平面部分の幅をどんどん狭くすること
により断面形状は三角形に近い形状になる。

【００１９】火花の発生だけを考えた場合は中心電極と
接地電極の両方とも先端を尖らせた形状にし、その間で
放電させるのが一番火花を発生させやすい。電極の先端
を尖らせた場合の問題点として耐久性の低下があるが、
中心電極に使われている貴金属等のチップを接地電極側
に部分的に採用することにより、耐久性を向上させ、円
錐状にした接地電極の先端部分を細くすることができ
る。

【００２０】従来の点火プラグでは中心電極を細くする
ことで発生させる火花の性能を向上させてきたが、中心
電極を細くするかわりに接地電極の火花発生部分の先端
を細くすることで、中心電極を細くした場合と同等の性
能を有する火花を発生させることが可能と思われる。耐
久性を確保できる範囲で接地電極の先端部分はできるだ
け細い形状にした方がよい。

【００２１】接地電極の火花発生部分の大きさは、中心
電極の太さと同程度の最小限の大きさのものから点火プ
ラグ本体の直径と同じ大きさのものまで任意に選択する
ことができる。混合気の流れを遮らず、着火後の燃焼を
疎外しないようにするには接地電極の火花発生部分は小
さくする方がよく、整流効果をもたせ、より多くの混合
気を着火点に導くには接地電極の火花発生部分は大きい
方がよい。

【００２２】円錐状にした接地電極の火花発生部分の大
きさは、火花を発生させる中心電極側の平面部分の大き
さと先端部分の角度により変化する。円錐状の先端の角
度を小さくすると接地電極の火花発生部分の外側部分は
狭くなり断面積は減少する。しかし、台形をした断面の
外側の角度は大きくなり混合気の流れは乱れやすくな
る。台形をした断面の斜めの部分を逆に少し凹んだ形状
にすることにより、断面の外側の角度は台形のままより
鋭角にすることができる。

【００２３】円錐状の先端の角度を大きくすると接地電
極の火花発生部分の外側部分は広くなる。断面の外側の
端の部分は鋭角になり混合気の流れをスムーズにするこ
とができる。但し、接地電極の火花発生部分は大きくな
る。大きくなった接地電極の火花発生部分の断面積を減
少させる手段として外側部分に凹みをつけることが有効
である。凹みをつけた場合の断面形状はＶ字型になる。

【００２４】混合気の流れをよりスムーズにするには、
接地電極の火花発生部分の断面の外側の端の部分を鋭角
にした半円形にすることが有効である。断面の外側に凹
みをつけて三日月型にして厚さを薄くすることにより、
更に混合気の流れはスムーズになる。混合気の流れを最
もスムーズにするには断面形状の外側の端の部分を薄
く、断面の中央部を厚くした翼型に近い三日月型にする
ことが有効である。翼型に近い三日月型の断面形状をも
つ接地電極の火花発生部分の形状はパラボラアンテナの
ような形状になる。

【００２５】接地電極の火花発生部分が大きくなると、
着火点と接地電極の火花発生部分の裏側になる外側の凹
み部分との混合気の流れは遮られてしまい、着火後の炎
の燃焼は伝わりにくくなる。それを補う手段として接地
電極の火花発生部分に複数箇所の穴あけ加工をすること
が有効である。穴は保持部分の取付け部と着火点の間か
保持部分の取付け部の近傍の接地電極の火花発生部分
に、中心電極方向に向けてあけることが有効である。穴
の形状は外側の幅を広くしたテーパー状にした方がよ
い。

【００２６】従来と同じＬ字型をした接地電極の火花発
生部分の断面形状を台形にする手段は、火花発生部分の
形状を先端に平面部を持つ円錐状にし、Ｌ字型の側面部
分の断面形状を火花発生部分より幅を狭くした三角形に
近い形状にすることが有効である。

【００２７】接地電極の側面部分に穴をあけた場合や接
地電極の側面部分を分割した場合は接地電極の火花発生
部分の形状を先端に平面部分をもつ円錐状に近づけるた
め、穴あけまたは分割した側面部分の角を中心電極に向
けて斜めに削る加工をすることが有効である。

【００２８】火花発生部分の周りに保持部分を複数箇所
均等に配した接地電極の火花発生部分の断面形状を台形
にする手段は、中心電極の中心線上に位置させた火花発
生部分の形状を先端に平面部分をもつ円錐状にすること
が有効である。

【００２９】火花発生部分の周りに保持部分を複数箇所
均等に配した接地電極の火花発生部分の断面形状をＶ字
形にする手段は、円錐状にした接地電極の火花発生部分
の外側に凹みをつけるか、保持部分の形状をＪ字型にし
て複数箇所均等に配しそれぞれを中心線上にまとめて固
着することが有効である。

【００３０】接地電極の火花発生部分の断面形状をＶ字
型または三日月型にして点火プラグの直径と同じ程度ま
で大きくすると、火花を発生させる先端の平面部分は点
火プラグ本体の接地側に近づく。燃焼室内に点火プラグ
の接地電極をあまり出っ張らせないようにするために
は、中心電極の先端の位置を接地電極の火花発生点とな
る先端の平面部分の位置に合わせて点火プラグ本体の接
地側に近づけて位置させることが必要となる。また円錐
状にした接地電極の先端部分を点火プラグ本体接地側の
内側になるようにすると、中心電極は完全に点火プラグ
本体接地側の内側に位置することになる。このような形
状にした場合は、中心電極の冷却効果を低下させないよ
うにするために、接地電極を中心電極周りに混合気を導
くような形状にして中心電極周りの混合気の流れを確保
するとともに、点火プラグ本体の接地側の角もテーパー
に加工することが有効である。

【００３１】燃焼室内に発生しているスワールによる混
合気の流れを利用して点火プラグに供給される混合気を
着火点とその周りに導いて集める手段として、着火点の
周りに囲まれた空間を形成し、接地電極の保持部分を板
状にして角度をつけるか湾曲させることにより、整流効
果をもたせてその空間内に混合気を導き、流れの方向を
変えて渦を発生させるようにして撹拌することが有効で
ある。

【００３２】着火点の周りに囲まれた空間を形成する手
段は、円錐状または半球形状にした接地電極の先端部分
を点火プラグ本体接地側の内側になるような形状にして
中心電極を点火プラグ本体接地側の内側に位置させる
か、接地電極の保持部分を板状にして角度をつけるか湾
曲させて接地電極の火花発生部分に複数箇所取り付け、
整流板を付加することにより、従来の点火プラグと同じ
ように位置させた中心電極を囲むような形状にすること
が有効である。

【００３３】接地電極の保持部分を取り付ける角度と湾
曲の大きさは、混合気のスワールの方向と速度に合わせ
て決めることが重要となる。スワールが燃焼室内で横方
向に発生し点火プラグを中心とする円周方向に発生して
いる場合は、中心電極の方向に対して大きな角度をもつ
ように円周方向に角度をつけて取り付けた方がよい。ス
ワールの方向が燃焼室内で縦方向に発生している場合は
中心電極の方向に対する角度をあまり大きくせずに取り
付けた方がよい。また混合気の流れの速度が大きい程、
保持部分の湾曲を大きくして流れの方向を変えることが
できる。

【００３４】接地電極の保持部分を板状にして角度をつ
けるか湾曲させて接地電極の火花発生部分に取り付ける
ことは、スワールが十分な速度をもって発生しており、
その流れの速度と方向に合わせて取り付けた場合に有効
な手段であり、スワールの発生が少ない場合やスワール
の方向が大きく変化してしまう場合は、逆に保持部分の
角度と湾曲により混合気の流れを疎外し、着火点となる
中心電極と接地電極の間とその周りには混合気が供給さ
れにくくなることが考えられる。その場合は保持部分を
薄くまたは細くして中心電極方向に向けて取り付け、流
れを疎外しない形状にした方がよい。

【００３５】

【発明の実施の形態】発明の実施の形態を代表的な実施
例にもとづき図面を参照して説明する。尚、図面に示し
たものは代表的な実施例であり、本発明はこれらの具体
例になんら限定されないものである。

【００３６】

【実施例】図１、図２及び図３に示す実施例では、先端
に平面部分１をもつ円錐状の接地電極２を、幅を狭くし
て三角形に近い断面形状にしたＬ字型の接地電極の側面
部分３の先端に配した接地電極を、点火プラグ本体４の
接地側に固着する。

【００３７】図４、図５及び図６（ａ）（ｂ）に示す実
施例では、先端に平面部分５をもつ円錐状の接地電極６
を接地電極の先端に配しそれに合わせて断面形状を台形
にした接地電極の側面部分７にスロット状の穴８をあ
け、穴あけした部分の角を中心電極に向けて斜めに削っ
た接地電極を点火プラグ本体９の接地側に固着する。

【００３８】図７、図８及び図９（ａ）（ｂ）に示す実
施例では、先端に平面部分１０をもつ円錐状の接地電極
１１を中心電極の中心線上に位置させ、その周りに複数
箇所の保持部分１２を均等に配し点火プラグの本体１３
の接地側に固着する。

【００３９】図１０、図１１及び図１２（ａ）（ｂ）に
示す実施例では、接地電極の保持部分１４の形状をＪ字
型にして均等に配し、中心電極の中心線上にそれぞれを
まとめて固着することで接地電極の火花発生部分１５を
形成した接地電極を、点火プラグ本体１６の接地側に固
着する。

【００４０】図１３、図１４及び図１５に示す実施例で
は、半球形状の接地電極１７の外側に凹みをつけて断面
形状を三日月型にした接地電極の火花発生部分に、接地
電極の保持部分１８を板状にして複数箇所均等に配した
接地電極を、角をテーパー状に加工した点火プラグ本体
１９の接地側に固着する。必要により、断面を三日月型
にした半球形状の接地電極１７の保持部分１８の取付け
部と着火点の間に複数箇所の穴２０を付加する。

【００４１】図１６、図１７及び図１８に示す実施例で
は、先端に平面部分２１をもつ円錐状の接地電極２２の
外側に凹みをつけて断面形状をＶ字型にした接地電極の
火花発生部分に、接地電極の保持部分２３を板状にして
複数箇所均等に配した接地電極を、角をテーパー状に加
工した点火プラグ本体２４の接地側に固着する。必要に
より、Ｖ字型の断面形状をもつ円錐状の接地電極２２の
保持部分２３の取付け部と着火点の間に、複数箇所の穴
２５を付加する。

【００４２】図１９、図２０及び図２１に示す実施例で
は、接地電極の火花発生部分となる外側を凹ませた円錐
状の接地電極２６を、先端の平面部分２７が点火プラグ
本体２８の内側になるような形状にして中心電極２９を
点火プラグ本体２８接地側の内側に位置させ、着火点の
周囲に点火プラグ本体２８の接地側に囲まれた空間を形
成し、その空間内で混合気が撹拌されるように接地電極
の保持部分３０を板状にして角度をつけるか湾曲させて
円錐状の接地電極２６に複数箇所取り付けた接地電極
を、角をテーパー状に加工した点火プラグ本体２８の接
地側に固着する。必要により、外側を凹ませた円錐状の
接地電極２６の保持部分３０の取付け部の近傍に複数箇
所の穴３１を付加する。

【００４３】図２２、図２３及び図２４に示す実施例で
は、外側を凹ませ、先端に平面部分３２をもつ円錐状の
接地電極３３に、接地電極の保持部分３４を板状にして
角度をつけるか湾曲させて複数箇所取り付け、その保持
部分に整流板３５を付加して中心電極を囲むような形状
にした接地電極を、点火プラグ本体３６の接地側に固着
する。必要により、外側を凹ませた円錐状の接地電極３
３の保持部分３４の取付け部の近傍に複数箇所の穴３７
を付加する。

【００４４】図２５（ａ）（ｂ）（ｃ）に断面形状を台
形にした接地電極の火花発生部分の実施例を示し、図２
５（ａ）に示す接地電極の断面形状３８は、従来の四角
い断面形状３９の中心電極側の幅を狭くし、同等の断面
積を確保するように外側部分の幅を広くして断面形状を
台形にしたものである。図２５（ｂ）に示す接地電極の
断面形状４０は、接地電極の断面形状３８の中心電極の
幅を更に狭め、断面形状を三角形に近づけたものであ
る。図２５（ｃ）に示す接地電極の断面形状４１は、接
地電極の断面形状３８の外側に凹みを設け、断面形状を
Ｖ字型にしたものである。

【００４５】図２６（ａ）（ｂ）（ｃ）に断面形状を台
形にしてその斜めの部分を凹ませた形状にした接地電極
の火花発生部分の実施例を示し、図２６（ａ）に示す接
地電極の断面形状４２は、図２５（ａ）に示す接地電極
の断面形状３８の斜めの部分を凹ませた形状にしたもの
である。図２６（ｂ）に示す接地電極の断面形状４３
は、図２５（ｂ）に示す接地電極の断面形状４０の斜め
の部分を凹ませた形状にしたものである。図２６（ｃ）
に示す接地電極の断面形状４４は、接地電極の断面形状
４２の外側に凹みをつけたものである。

【００４６】図２７（ａ）（ｂ）（ｃ）に断面形状を台
形にしてその斜めの部分を膨らませることにより、断面
形状を半円形に近い形状にした接地電極の火花発生部分
の実施例を示し、図２７（ａ）に示す接地電極の断面形
状４５は、図２５（ａ）に示す接地電極の断面形状３８
の斜めの部分を膨らませることにより、断面形状を半円
形に近い形状にしたものである。図２７（ｂ）に示す接
地電極の断面形状４６は図２５（ｂ）に示す接地電極の
断面形状４０の斜めの部分を膨らませることにより、断
面形状を半円形に近い形状にしたものである。図２７
（ｃ）に示す接地電極の断面形状４７は、接地電極の断
面形状４５の外側に凹みをつけたものである。

【００４７】図２８（ａ）（ｂ）に接地電極の火花発生
部分を点火プラグ本体の直径に近い大きさにした場合の
実施例を示し、図２８（ａ）に示す接地電極の断面形状
４８は、Ｖ字型にした接地電極の火花発生部分の外側の
端の部分を中央部分より薄くしたものである。図２８
（ｂ）に示す接地電極の断面形状４９は、外側に凹みを
つけた半円形の接地電極の断面形状を、中央部分を厚く
した翼型に近い三日月型にしたものである。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ており以下に記載されるような効果を得ることができ
る。

【００４９】接地電極の火花発生部分の断面形状を台形
にすることにより中心電極側の幅が狭くなり、接地電極
の斜め上方から混合気が流れてきた場合でも発生した火
花が接地電極の陰になることがなくなる。また接地電極
の断面が斜めになっていることで混合気の流れは横に広
がることなくスムーズになり、乱流の発生もおさえられ
るので、混合気は着火点である中心電極と接地電極の間
の空間に導かれ、安定して供給されるようになる。

【００５０】接地電極の火花発生部分の断面形状を台形
にし、中心電極側の幅を狭くすることにより、発生させ
る火花の位置のバラツキが減少し、安定して同じ位置に
火花を発生させることができる。

【００５１】接地電極の火花発生部分の断面形状を台形
にし、中心電極側の幅を狭くすることにより、その周り
に存在する混合気は接地電極の陰によって遮られること
なく発生した火花と接しやすくなる。

【００５２】接地電極の火花発生部分の中心電極側を細
くすることにより、中心電極を細くした場合と同様に発
生させる火花の性能を向上させることができる。また接
地電極の火花発生部分に中心電極と同等の材質を部分的
に採用することで耐久性を向上させることも可能であ
る。

【００５３】接地電極の火花発生部分の中心電極側の幅
を狭くしても、断面積を従来の接地電極と同等以上に確
保するように外側の幅を広げることで、強度、熱伝達性
等の性能を従来の接地電極と同等に確保することができ
る。

【００５４】接地電極の火花発生部分を円錐状にするこ
とにより、点火プラグを取付ける向きに関係なく、着火
点に供給される混合気の流れの方向からみた接地電極の
火花発生部分の断面形状を、常に台形または三角形にす
ることができる。また同様に半球形状にすることによ
り、その断面形状を半円形または三日月に近い形状にす
ることができる。

【００５５】Ｊ字型にした接地電極の保持部分を複数箇
所均等に配し中心電極の中心線上にそれぞれをまとめて
固着することにより、Ｖ字型の断面形状をもつ火花発生
部分を形成することができる。火花を発生させる平面部
分の面積も中心電極の太さと同等以上に確保することが
できるので、円錐状の火花発生部分を特に配置しなくて
も、最小限の大きさの接地電極の火花発生部分を形成す
ることができる。

【００５６】Ｌ字型に折り曲げた接地電極の側面部分の
断面形状を火花発生部分より幅を狭くした三角形に近い
形状にすることにより、火花発生部分と同じ幅をもつ台
形の断面のままよりも混合気の流れを疎外する要因を減
少させるとともに、火花発生部分をより円錐状に近づけ
ることができる。

【００５７】接地電極の側面部分に穴をあけた場合や接
地電極の側面部分を分割した場合は穴あけまたは分割し
た部分の角を中心電極に向けて斜めに削る加工をするこ
とにより、斜めに削った部分の断面形状は台形になり、
火花発生部分を円錐状に近い形状にすることができる。

【００５８】接地電極の火花発生部分の断面形状を台形
にして斜めの部分を膨らませ半円形に近い形状にする
と、混合気の流れを乱すことなく断面積を大きくするこ
とができる。また、火花発生部分の断面形状が半円形に
近くなることにより、角の部分がとれて混合気の流れは
台形のままよりもスムーズになる。

【００５９】台形をした断面の外側の幅をあまり広くで
きない場合は、断面形状を台形にした接地電極の火花発
生部分の斜めの部分を逆に少し凹んだ形状にすると、断
面の外側の端の部分は鋭角になり乱流の発生をおさえる
ことができる。

【００６０】断面形状を台形または半円形にした接地電
極の火花発生部分の外側に凹みをつけることにより、接
地電極の火花発生部分の断面積を減少させることができ
る。断面積が減少すると、熱容量は小さくなり火花発生
部分の蓄熱量は減少する。しかも火花発生部分の表面積
は増加するので放熱効果を向上させることができる。従
って火花発生部分の厚さにより蓄熱量または放熱量の調
整が可能となる。

【００６１】接地電極の火花発生部分の形状をパラボラ
アンテナのような形状にして、その断面形状を中央部を
厚くした翼型に近い三日月型にすることにより、混合気
の流れは最もスムーズになり、接地電極の火花発生部分
を点火プラグ本体の直径と同じ程度まで大きくしても、
図２９に示すように燃焼室内の混合気の流れを乱すこと
なく着火点に混合気を供給することができる。

【００６２】接地電極の火花発生部分を円錐状または半
球形状にして点火プラグ本体の直径と同じ程度まで大き
くすることにより、スワールにより半球形の燃焼室の壁
面に沿って流れてくる混合気を、着火点となる中心電極
と接地電極の間とその周りに効率よく導いて集めること
ができる。

【００６３】接地電極の火花発生部分に複数箇所の穴あ
け加工をすることにより、接地電極の火花発生部分を点
火プラグ本体の直径と同程度まで大きくした場合でも着
火点と接地電極の火花発生部分の裏側との混合気が完全
に遮られることはなくなり、着火後の炎の燃焼は接地電
極の火花発生部分の裏側にも伝わりやすくなる。

【００６４】接地電極の保持部分の取付け部と着火点の
間または保持部分の取付け部の近傍の接地電極の火花発
生部分に、中心電極に向けて複数箇所の穴あけ加工をす
ることにより、接地電極の火花発生部分と保持部分の間
に導いて集めた混合気を、接地電極の火花発生部分の裏
側に逃がすことなく着火点に供給することができる。逆
に接地電極の火花発生部分と保持部分の間に導かれた混
合気の流れは速くなるので接地電極の火花発生部分の裏
側部分より圧力が低くなり、接地電極の火花発生部分の
裏側の混合気を着火点側に吸い込む効果が期待できる。
穴の形状をテーパー状にすると更に吸い込み効果が上が
り、着火後の炎の燃焼も火花発生部分の裏側に広がりや
すくなる。

【００６５】接地電極の火花発生部分を円錐状または半
球形状にして点火プラグ本体の直径と同じ程度まで大き
くすることにより、火花を発生させる位置は点火プラグ
本体の接地側に近づく。接地電極の火花発生部分が大き
くなることで中心電極周りの混合気の流れが常に確保さ
れスムーズになるので、中心電極の冷却効果は高まり点
火プラグ本体からあまり出っ張らせずに位置させること
ができる。中心電極が燃焼室内に出っ張る量が減少させ
ることにより燃焼室内の混合気の流れを乱す要因を減少
させることができる。また点火プラグ本体の接地側の角
をテーパー加工することにより、混合気は更に中心電極
周りに流れやすくなり冷却効果を高めることができる。

【００６６】混合気のスワールが強く発生し、点火プラ
グに供給される混合気の速度が大きい場合は、接地電極
の保持部分を板状にして、スワールの速度と向きに合わ
せて角度をつけるか湾曲させて接地電極の火花発生部分
に複数箇所取り付け、必要により整流板を付加すること
により、点火プラグに供給される混合気の流れの方向を
変え、囲まれた空間内に導いて集めることができる。

【００６７】円錐状にした接地電極を先端の平面部分が
点火プラグ本体の内側になるような形状にして点火プラ
グ本体接地側に取付け、中心電極を点火プラグ本体接地
側の内側に位置させることにより、着火点の周りに点火
プラグ本体の接地側に囲まれた空間を形成することがで
きる。接地電極の保持部分を板状にして角度をつけるか
湾曲させて接地電極の火花発生部分に複数箇所取り付け
ることにより、混合気をその空間内で撹拌して留めるこ
とができる。均一な状態の混合気が点火プラグの接地側
の空間内に満たされることになり、着火点の周りに均一
な状態の混合気を安定して確保することができる。

【００６８】接地電極の保持部分を板状にして角度をつ
けるか湾曲させて接地電極の火花発生部分に複数箇所取
り付け保持部分に整流板を付加することにより、中心電
極の位置を従来の位置から変更することなく、着火点の
周りに囲まれた空間を形成することができる。混合気は
接地電極の火花発生部分と板状の保持部分または整流板
により導びかれ、その空間内で撹拌される。均一な状態
の混合気がその空間内に満たされることになり、着火点
の周りに均一な状態の混合気を安定して確保することが
できる。

【００６９】着火点の周りに囲まれた空間を形成し、そ
の空間に混合気を導いて渦を発生させることにより、点
火プラグに流れ込んでくる混合気は中心電極周りに集め
られて撹拌され、一時的にその空間内に留まることにな
る。混合気はその空間を満たした後に点火プラグの下流
側からあふれるように排出されることになるので、囲ま
れた空間内の混合気の濃度は点火プラグ周りよりも高い
状態に維持される。

【００７０】また囲まれた空間内を満たした混合気は、
保持部分によって混合気の流れが遮られている陰の部分
から排出されるので、接地電極の陰の部分にも混合気が
供給されることになり陰の部分は減少する。

【００７１】スワールが充分な速度をもって発生してい
る場合、または直噴式エンジンにより混合気の状態を点
火プラグの近くでコントロールできる場合は、接地電極
の火花発生部分の形状と大きさ、または板状にした接地
電極の保持部分の取付け角度と湾曲の大きさにより、混
合気の流れを整流したり変化させて着火点周りの混合気
の状態を狭い範囲で制御することができる。

【００７２】接地電極の火花発生部分の形状と大きさ、
または板状にした接地電極の保持部分の取付け角度と湾
曲の大きさにより、着火直後の炎の燃焼の広がりに方向
性をもたせることができる。燃焼室内に伝達される炎の
燃焼の広がり方を制御するひとつの手法として利用する
ことができる。

【００７３】着火点の周りに囲まれた空間を形成し、そ
の空間内に撹拌された均一な状態の混合気を確保して着
火させることにより、着火直後の炎はその空間内で一旦
炎のかたまりを形成した後に点火プラグの周りに伝達さ
れることになる。一旦炎のかたまりを形成させること
は、点火プラグの周りに伝達される炎の大きさとその後
の燃焼の広がりを考えた場合は、従来の点火プラグにお
いて空間内で形成された炎のかたまりと同程度の大きさ
の火花を発生させたのと同等の着火性能が得られたもの
と考えることができる。

【００７４】着火直後に炎が一旦かたまりとなって形成
され、接地電極の火花発生部分と保持部分により方向性
をもたされてその周りの混合気に伝達されることは、そ
の周りに存在する混合気と広範囲に均一な形で接するこ
とになるので、その後の炎の燃焼の広がりを片寄りのな
い均一な状態に近づけることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】火花発生部分を円錐状にした接地電極を点火プ
ラグに取り付けた実施例を示した平面図である。

【図２】火花発生部分を円錐状にした接地電極を点火プ
ラグに取り付けた実施例を示した正面図である。

【図３】火花発生部分を円錐状にした接地電極を点火プ
ラグに取り付けた実施例を示した断面図である。

【図４】火花発生部分を円錐状にした接地電極の側面部
分に穴あけ加工をして点火プラグに取り付けた実施例を
示した平面図である。

【図５】火花発生部分を円錐状にした接地電極の側面部
分に穴あけ加工をして点火プラグに取り付けた実施例を
示した正面図である。

【図６】火花発生部分を円錐状にした接地電極の側面部
分に穴あけ加工をして点火プラグに取り付けた実施例を
示した断面図である。

【図７】円錐状の接地電極の周りに保持部分を複数箇所
持つ接地電極を点火プラグに取り付けた実施例を示した
平面図である。

【図８】円錐状の接地電極の周りに保持部分を複数箇所
持つ接地電極を点火プラグに取り付けた実施例を示した
正面図である。

【図９】円錐状の接地電極の周りに保持部分を複数箇所
持つ接地電極を点火プラグに取り付けた実施例を示した
断面図である。

【図１０】Ｊ字型の保持部分を中心電極の中心線上にま
とめて火花発生部分を形成した接地電極を点火プラグに
取り付けた実施例を示した平面図である。

【図１１】Ｊ字型の保持部分を中心電極の中心線上にま
とめて火花発生部分を形成した接地電極を点火プラグに
取り付けた実施例を示した正面図である。

【図１２】Ｊ字型の保持部分を中心電極の中心線上にま
とめて火花発生部分を形成した接地電極を点火プラグに
取り付けた実施例を示した断面図である。

【図１３】断面を三日月型にした半球形状の接地電極の
周りに、薄い板状の保持部分を配した接地電極を点火プ
ラグに取り付けた実施例を示した平面図である。

【図１４】断面を三日月型にした半球形状の接地電極の
周りに、薄い板状の保持部分を配した接地電極を点火プ
ラグに取り付けた実施例を示した正面図である。

【図１５】断面を三日月型にした半球形状の接地電極の
周りに、薄い板状の保持部分を配した接地電極を点火プ
ラグに取り付けた実施例を示した断面図である。

【図１６】断面をＶ字型にした円錐状の接地電極の周り
に、薄い板状の保持部分を配した接地電極を点火プラグ
に取り付けた実施例を示した平面図である。

【図１７】断面をＶ字型にした円錐状の接地電極の周り
に、薄い板状の保持部分を配した接地電極を点火プラグ
に取り付けた実施例を示した正面図である。

【図１８】断面をＶ字型にした円錐状の接地電極の周り
に、薄い板状の保持部分を配した接地電極を点火プラグ
に取り付けた実施例を示した断面図である。

【図１９】円錐状の接地電極の周りに、角度をつけ湾曲
させた薄い板状の保持部分を配した接地電極を点火プラ
グに取り付けた実施例を示した平面図である。

【図２０】円錐状の接地電極の周りに、角度をつけ湾曲
させた薄い板状の保持部分を配した接地電極を点火プラ
グに取り付けた実施例を示した正面図である。

【図２１】円錐状の接地電極の周りに、角度をつけ湾曲
させた薄い板状の保持部分を配した接地電極を点火プラ
グに取り付けた実施例を示した断面図である。

【図２２】円錐状の接地電極の周りに角度をつけ湾曲さ
せた薄い板状の保持部分と整流板を配した接地電極を点
火プラグに取り付けた実施例を示した平面図である。

【図２３】円錐状の接地電極の周りに角度をつけ湾曲さ
せた薄い板状の保持部分と整流板を配した接地電極を点
火プラグに取り付けた実施例を示した正面図である。

【図２４】円錐状の接地電極の周りに角度をつけ湾曲さ
せた薄い板状の保持部分と整流板を配した接地電極を点
火プラグに取り付けた実施例を示した断面図である。

【図２５】接地電極の火花発生部分を示した断面図であ
る。

【図２６】接地電極の火花発生部分を示した断面図であ
る。

【図２７】接地電極の火花発生部分を示した断面図であ
る。

【図２８】接地電極の火花発生部分を示した断面図であ
る。

【図２９】燃焼室内に半球形状の断面をした接地電極を
もつ点火プラグを取り付けた際のスワールによる混合気
の流れを示した断面図である。

【符号の説明】

１、５、１０、２１、２７、３２ 円錐状の
接地電極の平面部 ２、６、１１、２２、２６、３３ 円錐状の
接地電極 ３、７ 接地電極
の側面部分 ４、９、１３、１６、１９、２４、２８、３６点火プラ
グ本体 ８ スロット
状の穴 ２９ 中心電極 １２、１４、１８、２３、３０、３４ 接地電極
の保持部分 １５ 接地電極
の火花発生部分 １７ 半球形状
の接地電極 ２０、２５、３１、３７ 穴 ３５ 保持部分
の整流板 ３８、４０、４１ 円錐状の
接地電極の断面 ３９ 従来の接
地電極の断面 ４２、４３、４４、４８ 円錐状の
接地電極の断面 ４５、４６、４７、４９ 半球形の
接地電極の断面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 断面形状を中心電極側を幅狭くし外側を
   幅広くした台形を基本形とし、それに類する形状として
   三角形、半円形、斜めの部分を凹ませた台形、外側に凹
   みをつけたＶ字型または三日月型とした接地電極の火花
   発生部分を、一箇所の側面部分または複数箇所の保持部
   分により点火プラグ本体の接地側に固着した接地電極の
   形状を特徴とする点火プラグ。
2. 【請求項２】 接地電極の火花発生部分の形状を円錐
   状、半球形状またはそれらの外側部分を凹ませた形状に
   することにより、接地電極の火花発生部分を請求項１記
   載の断面形状にし、一箇所の側面部分または複数箇所の
   保持部分により点火プラグ本体の接地側に固着した接地
   電極の形状を特徴とする点火プラグ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の接地電極
   の火花発生部分に複数箇所の穴あけ加工を加えた点火プ
   ラグ。
4. 【請求項４】 請求項１、請求項２または請求項３記載
   の接地電極の火花発生部分の形状を着火点となる先端部
   分が点火プラグ本体の内側になるようにして、中心電極
   を点火プラグ本体の接地側の内側に位置させて中心電極
   の周りに囲まれた空間を形成し、板状にして角度をつけ
   るか湾曲させた接地電極の保持部分をその火花発生部分
   に複数箇所配して点火プラグ本体の接地側に固着した形
   状を特徴とする点火プラグ。
5. 【請求項５】 請求項１、請求項２または請求項３記載
   の接地電極の火花発生部分に、板状にして角度をつける
   か湾曲させた接地電極の保持部分を複数箇所配して点火
   プラグ本体の接地側に固着し、整流板を保持部分に付加
   することにより中心電極の周りに囲まれた空間を形成し
   た形状を特徴とする点火プラグ。