JPH09260017A - スパークプラグ - Google Patents
スパークプラグInfo
- Publication number
- JPH09260017A JPH09260017A JP9006197A JP619797A JPH09260017A JP H09260017 A JPH09260017 A JP H09260017A JP 9006197 A JP9006197 A JP 9006197A JP 619797 A JP619797 A JP 619797A JP H09260017 A JPH09260017 A JP H09260017A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tip
- insulator
- center electrode
- spark plug
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
- H01T13/39—Selection of materials for electrodes
Landscapes
- Spark Plugs (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 発火部におけるフラッシュオーバーが発生し
難く、広範囲の使用条件で混合気中に正規の火花放電を
発生できる。 【解決手段】 先端が燃焼室内にある中心電極３と、中
心電極３を保持する絶縁体と、シリンダに取り付けられ
て絶縁体を固持する主体金具８とからなる。中心電極３
は、絶縁体内に挿入される円柱部３０と、円柱部３０の
後端側に接続し円柱部３０よりも外径が大きく絶縁体内
に係止される鍔部とからなる。円柱部３０の先端部３１
は先端に向かって先細りの略円錐台状の段差部３３と、
段差部３３の先端面３９に接合し先端面３９と同径の円
板状の耐火花消耗性部材の貴金属チップ３４とからな
る。円柱部３０と段差部３３との境界３６が絶縁体の脚
長部６２の先端面６３の内側に位置する。又、段差部３
３の先端面３９は脚長部６２の先端面６３の外側に位置
する。さらには、中心電極３の先端３７は、絶縁体の先
端外周部と内接する円錐面を形成し，この円錐面の中心
角が１１０°以下となるように構成されている。
難く、広範囲の使用条件で混合気中に正規の火花放電を
発生できる。 【解決手段】 先端が燃焼室内にある中心電極３と、中
心電極３を保持する絶縁体と、シリンダに取り付けられ
て絶縁体を固持する主体金具８とからなる。中心電極３
は、絶縁体内に挿入される円柱部３０と、円柱部３０の
後端側に接続し円柱部３０よりも外径が大きく絶縁体内
に係止される鍔部とからなる。円柱部３０の先端部３１
は先端に向かって先細りの略円錐台状の段差部３３と、
段差部３３の先端面３９に接合し先端面３９と同径の円
板状の耐火花消耗性部材の貴金属チップ３４とからな
る。円柱部３０と段差部３３との境界３６が絶縁体の脚
長部６２の先端面６３の内側に位置する。又、段差部３
３の先端面３９は脚長部６２の先端面６３の外側に位置
する。さらには、中心電極３の先端３７は、絶縁体の先
端外周部と内接する円錐面を形成し，この円錐面の中心
角が１１０°以下となるように構成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高電圧印加時に絶
縁体の先端面から奥方へのフラッシュオーバーを効果的
に抑制するように改良を加えたスパークプラグに関す
る。
縁体の先端面から奥方へのフラッシュオーバーを効果的
に抑制するように改良を加えたスパークプラグに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、混合気中で火花放電を発生させる
スパークプラグは、棒状の中心電極と、中心電極を内部
に保持する絶縁体と、絶縁体を内部に保持する主体金具
と、中心電極の先端部との間に気中の放電ギャップを形
成する外側電極を有する構造になっている。そして、中
心電極の先端部と外側電極との間の放電ギャップで火花
放電を行わせている。この構成を有するスパークプラグ
には、図７に示すように着火性を向上させるため中心電
極の先端側を円柱部１００と円柱部１００の先端側に接
続し先端に向かって先細りの略円錐台形状の段差部１０
１と段差部１０１の先端側に接続し中心電極の先端に至
る小円柱部１０２を有するものが知られている。さら
に、斯かる小円柱部１０２はＰｔ−Ｉｒ合金等の貴金属
材料により形成したものが知られている。また、関連す
る外国先行文献としては、合衆国特許第４、９１４、３
４４号、同第４、８４５、４００号がある。
スパークプラグは、棒状の中心電極と、中心電極を内部
に保持する絶縁体と、絶縁体を内部に保持する主体金具
と、中心電極の先端部との間に気中の放電ギャップを形
成する外側電極を有する構造になっている。そして、中
心電極の先端部と外側電極との間の放電ギャップで火花
放電を行わせている。この構成を有するスパークプラグ
には、図７に示すように着火性を向上させるため中心電
極の先端側を円柱部１００と円柱部１００の先端側に接
続し先端に向かって先細りの略円錐台形状の段差部１０
１と段差部１０１の先端側に接続し中心電極の先端に至
る小円柱部１０２を有するものが知られている。さら
に、斯かる小円柱部１０２はＰｔ−Ｉｒ合金等の貴金属
材料により形成したものが知られている。また、関連す
る外国先行文献としては、合衆国特許第４、９１４、３
４４号、同第４、８４５、４００号がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】第７図に示すように、
中心電極の円柱部１００と段差部１０１との境界１０３
が絶縁体の先端面１０４よりも外側に有る場合、境界１
０３の位置での電界強度は大きくなる。このため、中心
電極と外側電極との間の正規の放電ギャップでの放電よ
りも、図中に記号ＦＯで示すように、境界１０３より主
体金具に至るフラッシュオ−バーが起こり易くなること
がある。特に、天然ガス、都市ガス、ＬＰＧガス等の気
体燃料を燃焼させるガスエンジン用のスパークプラグ
は、絶縁体の脚長部が短尺であり、また混合気の圧縮比
が高く、さらに気体燃料であるため放電電圧が高くなり
易く、フラッシュオーバーが生じ易かった。また、合衆
国特許第４、９１４、３４４号では、境界が絶縁体３の
先端面より内側にあるものの、中心電極１の先端部から
は補助ギャッツプＳ２を介して第３の電極４の先端部４
１に容量放電させる構成であるから、勢い絶縁体３の先
端面へのフラッシュオ−バーが起こり易くなることがあ
る。さらに、合衆国特許第４、８４５、４００号では、
境界はもとより中間円錐台部３１自体が絶縁体２の先端
面から内方に埋没しているため、中間円錐台部３１と絶
縁体２の先端部の内周面との間に広い空間が生じ、この
空間に籠もった熱により中心電極先端部を早期に劣化す
る不具合がある。
中心電極の円柱部１００と段差部１０１との境界１０３
が絶縁体の先端面１０４よりも外側に有る場合、境界１
０３の位置での電界強度は大きくなる。このため、中心
電極と外側電極との間の正規の放電ギャップでの放電よ
りも、図中に記号ＦＯで示すように、境界１０３より主
体金具に至るフラッシュオ−バーが起こり易くなること
がある。特に、天然ガス、都市ガス、ＬＰＧガス等の気
体燃料を燃焼させるガスエンジン用のスパークプラグ
は、絶縁体の脚長部が短尺であり、また混合気の圧縮比
が高く、さらに気体燃料であるため放電電圧が高くなり
易く、フラッシュオーバーが生じ易かった。また、合衆
国特許第４、９１４、３４４号では、境界が絶縁体３の
先端面より内側にあるものの、中心電極１の先端部から
は補助ギャッツプＳ２を介して第３の電極４の先端部４
１に容量放電させる構成であるから、勢い絶縁体３の先
端面へのフラッシュオ−バーが起こり易くなることがあ
る。さらに、合衆国特許第４、８４５、４００号では、
境界はもとより中間円錐台部３１自体が絶縁体２の先端
面から内方に埋没しているため、中間円錐台部３１と絶
縁体２の先端部の内周面との間に広い空間が生じ、この
空間に籠もった熱により中心電極先端部を早期に劣化す
る不具合がある。
【０００４】本発明の目的は、斯かるフラッシュオーバ
ーが発生し難く、広範囲の使用条件で混合気中に正規の
火花放電を発生できるスパークプラグの提供にある。
ーが発生し難く、広範囲の使用条件で混合気中に正規の
火花放電を発生できるスパークプラグの提供にある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、棒状の中心
電極と、前記中心電極を内部に保持する絶縁体と、前記
絶縁体を内部に保持する主体金具と、前記中心電極の先
端部との間に気中の放電ギャップを形成する外側電極を
有するスパークプラグにおいて、前記中心電極の前記先
端部は、先細り段差部を有するとともに、該先細り段差
部の先端面に耐火花消耗性部材を備え、前記中心電極の
円柱部と前記先細り段差部との境界が前記絶縁体の先端
面よりも内側にあるとともに、前記先細り段差部の先端
面は前記絶縁体の先端面よりも外側に位置することを特
徴とする。
電極と、前記中心電極を内部に保持する絶縁体と、前記
絶縁体を内部に保持する主体金具と、前記中心電極の先
端部との間に気中の放電ギャップを形成する外側電極を
有するスパークプラグにおいて、前記中心電極の前記先
端部は、先細り段差部を有するとともに、該先細り段差
部の先端面に耐火花消耗性部材を備え、前記中心電極の
円柱部と前記先細り段差部との境界が前記絶縁体の先端
面よりも内側にあるとともに、前記先細り段差部の先端
面は前記絶縁体の先端面よりも外側に位置することを特
徴とする。
【０００６】また、本発明のスパークプラグにおいて
は、前記中心電極と同軸で、中心角が１１０°以下であ
る円錐面に前記絶縁体の先端外周が内接するとともに、
前記中心電極の前記先端部が内接していることを特徴と
する。
は、前記中心電極と同軸で、中心角が１１０°以下であ
る円錐面に前記絶縁体の先端外周が内接するとともに、
前記中心電極の前記先端部が内接していることを特徴と
する。
【０００７】加えて、本発明では、棒状の中心電極と、
前記中心電極を内部に保持する絶縁体と、前記絶縁体を
内部に保持する主体金具と、前記中心電極の先端部との
間に気中の放電ギャップを形成する外側電極を有するス
パークプラグにおいて、前記中心電極の先端部は、先細
り段差部を有するとともに、該先細り段差部の先端面に
前記段差部の先端面と同径で前記中心電極の先端に至る
小円柱部を備え、前記外側電極の先端部が前記小円柱部
の側面に対向し、前記中心電極の円柱部と前記先細り段
差部との境界が前記絶縁体の先端面よりも内側にあると
ともに、前記先細り段差部の先端面は前記絶縁体の先端
面よりも外側に位置することを特徴とする。
前記中心電極を内部に保持する絶縁体と、前記絶縁体を
内部に保持する主体金具と、前記中心電極の先端部との
間に気中の放電ギャップを形成する外側電極を有するス
パークプラグにおいて、前記中心電極の先端部は、先細
り段差部を有するとともに、該先細り段差部の先端面に
前記段差部の先端面と同径で前記中心電極の先端に至る
小円柱部を備え、前記外側電極の先端部が前記小円柱部
の側面に対向し、前記中心電極の円柱部と前記先細り段
差部との境界が前記絶縁体の先端面よりも内側にあると
ともに、前記先細り段差部の先端面は前記絶縁体の先端
面よりも外側に位置することを特徴とする。
【０００８】また、本発明のスパークプラグにおいて
は、前記中心電極と同軸で、中心角が１１０°以下であ
る円錐面に前記絶縁体の先端外周が内接するとともに、
前記中心電極の前記先端部が内接していることを特徴と
する。
は、前記中心電極と同軸で、中心角が１１０°以下であ
る円錐面に前記絶縁体の先端外周が内接するとともに、
前記中心電極の前記先端部が内接していることを特徴と
する。
【０００９】さらに、本発明のスパークプラグにおいて
は、少なくとも前記中心電極の先端部は、前記外側電極
の先端部に対向する部位に耐火花消耗性部材として貴金
属材料が用いられていることを特徴とする。
は、少なくとも前記中心電極の先端部は、前記外側電極
の先端部に対向する部位に耐火花消耗性部材として貴金
属材料が用いられていることを特徴とする。
【００１０】さらには、本発明によれば、前記耐火花消
耗性部材として用いた貴金属材料は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｔ
合金、Ｉｒ合金、あるいはそれらにＹ2 Ｏ3 などの酸化
物を含んだ合金のうち少なくとも一つからなることを特
徴とする。
耗性部材として用いた貴金属材料は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｔ
合金、Ｉｒ合金、あるいはそれらにＹ2 Ｏ3 などの酸化
物を含んだ合金のうち少なくとも一つからなることを特
徴とする。
【００１１】
【発明の作用及び効果】本発明に係る中心電極において
は、絶縁体内に保持される円柱部、先細り段差部を備
え、中心電極の円柱部と該先細り段差部との境界を前記
絶縁体の先端面よりも内側に位置させるとともに、前記
先細り段差部の先端面は前記絶縁体の先端面よりも外側
に位置させている。このように、段差部の境界を絶縁体
の先端面より内側に位置するように引っ込ませているの
で、フラッシュオーバーの行程が長くなり、勢いフラッ
シュオーバー電圧が高くなり、もってフラッシュオーバ
ーを引起こし難くしている。すなわち、段差部の境界か
ら絶縁体の段座に至る間の電位が、正規の放電ギャップ
間の電位よりも常に高くなるので、高電圧印加の点火時
には正規の火花放電を生じ、絶縁体の先端面から奥方へ
のフラッシュオーバーを効果的に抑制できるものであ
る。また、中心電極における先細り段差部の先端面を絶
縁体の先端面より外側に位置させたので、先細り段差部
の外周と絶縁体の先端内周との間の空間が小さくなる。
この結果、絶縁体の先端部から先細り段差部へ熱が伝達
し易くなり、絶縁体が過加熱状態になることを防止でき
る。また、前記中心電極と同軸で、中心角が１１０°以
下である円錐面に絶縁体の先端外周を内接するととも
に、前記中心電極の先端部が内接している。この理由は
以下のような利点があるためである。フラッシュオーバ
ー抑制のためには火花放電用の放電電圧を低減する必要
があり、その一手法として、中心電極の先端部と絶縁体
の先端外周とに内接する円錐面の中心角を小さく設定
し、絶縁体の先端外周を小さくするのが効果的であるこ
とを見出した。これにより、比較的低い放電電圧でもっ
て電極間には正規の火花放電が生じ、絶縁体の先端面奥
方へのフラッシュオーバーを効果的に抑制できるもので
ある。さらには、電極の先端部には、耐火花消耗性部材
としてＰｔ、Ｉｒ、Ｐｔ合金、Ｉｒ合金、あるいはそれ
らにＹ2 Ｏ3 などの酸化物を含んだ合金を代表する貴金
属材料を用いているので、電極の消耗を抑制でき、長寿
命化を実現し得るものである。
は、絶縁体内に保持される円柱部、先細り段差部を備
え、中心電極の円柱部と該先細り段差部との境界を前記
絶縁体の先端面よりも内側に位置させるとともに、前記
先細り段差部の先端面は前記絶縁体の先端面よりも外側
に位置させている。このように、段差部の境界を絶縁体
の先端面より内側に位置するように引っ込ませているの
で、フラッシュオーバーの行程が長くなり、勢いフラッ
シュオーバー電圧が高くなり、もってフラッシュオーバ
ーを引起こし難くしている。すなわち、段差部の境界か
ら絶縁体の段座に至る間の電位が、正規の放電ギャップ
間の電位よりも常に高くなるので、高電圧印加の点火時
には正規の火花放電を生じ、絶縁体の先端面から奥方へ
のフラッシュオーバーを効果的に抑制できるものであ
る。また、中心電極における先細り段差部の先端面を絶
縁体の先端面より外側に位置させたので、先細り段差部
の外周と絶縁体の先端内周との間の空間が小さくなる。
この結果、絶縁体の先端部から先細り段差部へ熱が伝達
し易くなり、絶縁体が過加熱状態になることを防止でき
る。また、前記中心電極と同軸で、中心角が１１０°以
下である円錐面に絶縁体の先端外周を内接するととも
に、前記中心電極の先端部が内接している。この理由は
以下のような利点があるためである。フラッシュオーバ
ー抑制のためには火花放電用の放電電圧を低減する必要
があり、その一手法として、中心電極の先端部と絶縁体
の先端外周とに内接する円錐面の中心角を小さく設定
し、絶縁体の先端外周を小さくするのが効果的であるこ
とを見出した。これにより、比較的低い放電電圧でもっ
て電極間には正規の火花放電が生じ、絶縁体の先端面奥
方へのフラッシュオーバーを効果的に抑制できるもので
ある。さらには、電極の先端部には、耐火花消耗性部材
としてＰｔ、Ｉｒ、Ｐｔ合金、Ｉｒ合金、あるいはそれ
らにＹ2 Ｏ3 などの酸化物を含んだ合金を代表する貴金
属材料を用いているので、電極の消耗を抑制でき、長寿
命化を実現し得るものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】次に、本発明のスパークプラグ
を、図１および図２に示す第１の実施形態に基づき説明
する。本実施形態のスパークプラグは平行電極型であ
り、自動車の内燃機関用で各シリンダに取り付けられて
使用される。スパークプラグ１は、図１に示すように点
火コイルの２次コイルに電気的に接続し先端が燃焼室
（図示しない）内にある中心電極３と、中心電極３を保
持する絶縁体６と、シリンダに取り付けられて絶縁体６
を内部に固持する主体金具８とからなる。
を、図１および図２に示す第１の実施形態に基づき説明
する。本実施形態のスパークプラグは平行電極型であ
り、自動車の内燃機関用で各シリンダに取り付けられて
使用される。スパークプラグ１は、図１に示すように点
火コイルの２次コイルに電気的に接続し先端が燃焼室
（図示しない）内にある中心電極３と、中心電極３を保
持する絶縁体６と、シリンダに取り付けられて絶縁体６
を内部に固持する主体金具８とからなる。
【００１３】鋼材よりなるハウジングである主体金具８
の先端面には、中心電極３の先端部と対向し放電ギャッ
プＧを形成する外側電極２が抵抗溶接等の接合手段を用
いて接合されている。そして主体金具８の外周には、内
燃機関の各シリンダヘッドに取り付けるための雄ねじ部
８２および締付け用レンチ等の工具を係合させるための
六角部８３が形成されている。
の先端面には、中心電極３の先端部と対向し放電ギャッ
プＧを形成する外側電極２が抵抗溶接等の接合手段を用
いて接合されている。そして主体金具８の外周には、内
燃機関の各シリンダヘッドに取り付けるための雄ねじ部
８２および締付け用レンチ等の工具を係合させるための
六角部８３が形成されている。
【００１４】中心電極３は、耐熱性、耐食性に優れたニ
ッケル合金よりなる電極母材内に熱伝導性に優れる導電
性金属よりなる芯材を封入し、冷間押出し成形により一
体形成される。中心電極３は、絶縁体６の軸孔６０内に
挿入される円柱部３０と、円柱部３０の後端部に接続し
円柱部３０よりも外径が大きく絶縁体６の軸孔６０内に
係止される鍔部３５とからなる。
ッケル合金よりなる電極母材内に熱伝導性に優れる導電
性金属よりなる芯材を封入し、冷間押出し成形により一
体形成される。中心電極３は、絶縁体６の軸孔６０内に
挿入される円柱部３０と、円柱部３０の後端部に接続し
円柱部３０よりも外径が大きく絶縁体６の軸孔６０内に
係止される鍔部３５とからなる。
【００１５】ここで、中心電極３における先端部３１
は、円柱部３０に一体成形され先端部に向かって、例え
ば略円錐台状に形成された先細り段差部３３と、該段差
部３３の先端面３９に接合し先端面３９と同径の円板状
の耐火花消耗性部材としての貴金属チップ３４とからな
る。なお、貴金属チップ３４は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｔ合
金、Ｉｒ合金、あるいはそれらにＹ2 Ｏ3 などの酸化物
を含んだ合金のうち少なくとも一つからなりレーザ溶
接、抵抗溶接等により先細り段差部３３の先端面３９に
接合している。また貴金属チップ３４の代りに耐火花消
耗性を有する高クロムチップ或いはクロムにセラミック
粉末を分散したクロム合金等を用いてもよい。これによ
り電極の消耗を抑制でき、長寿命化を実現し得るもので
ある。また、先細り段差部３３を特に略円錐台状に形成
したのは、これにより先細り段差部３３自体の容積を大
きく確保でき熱引き性を向上でき、中心電極の先端部が
過度に加熱されるといった不具合を回避できるからであ
る。
は、円柱部３０に一体成形され先端部に向かって、例え
ば略円錐台状に形成された先細り段差部３３と、該段差
部３３の先端面３９に接合し先端面３９と同径の円板状
の耐火花消耗性部材としての貴金属チップ３４とからな
る。なお、貴金属チップ３４は、Ｐｔ、Ｉｒ、Ｐｔ合
金、Ｉｒ合金、あるいはそれらにＹ2 Ｏ3 などの酸化物
を含んだ合金のうち少なくとも一つからなりレーザ溶
接、抵抗溶接等により先細り段差部３３の先端面３９に
接合している。また貴金属チップ３４の代りに耐火花消
耗性を有する高クロムチップ或いはクロムにセラミック
粉末を分散したクロム合金等を用いてもよい。これによ
り電極の消耗を抑制でき、長寿命化を実現し得るもので
ある。また、先細り段差部３３を特に略円錐台状に形成
したのは、これにより先細り段差部３３自体の容積を大
きく確保でき熱引き性を向上でき、中心電極の先端部が
過度に加熱されるといった不具合を回避できるからであ
る。
【００１６】端子電極４は、導電性金属（例えば軟鋼）
により一体成形される。端子電極４は、丸棒状の軸部４
０と、軸部４０の一端に形成され絶縁体６の後端に当接
する軸部４０より径大の円環をなす鍔状の係止部４３
と、係止部４３に形成され２次コイルに接続する端子部
４４とからなる。軸部４０は、絶縁体６及び導電性ガラ
スシール材５２との密着を高めるため、先端側の外周に
ねじを形成した先端ねじ部４１を有する。
により一体成形される。端子電極４は、丸棒状の軸部４
０と、軸部４０の一端に形成され絶縁体６の後端に当接
する軸部４０より径大の円環をなす鍔状の係止部４３
と、係止部４３に形成され２次コイルに接続する端子部
４４とからなる。軸部４０は、絶縁体６及び導電性ガラ
スシール材５２との密着を高めるため、先端側の外周に
ねじを形成した先端ねじ部４１を有する。
【００１７】中心電極３は絶縁体６の軸孔６０内に配さ
れて先端部が燃焼室内に配され、２次コイルに接続する
端子電極４が軸孔６０内の中心電極３の後端部に配され
ている。軸孔６０内の中心電極３と端子電極４との間に
は、モノリシック抵抗体粉末５１が導電性ガラスシール
材５２を挟持して軸孔６０内に封着されている。絶縁体
６は、主体金具８との間に滑石粉末７によって気密状態
に固定されている。
れて先端部が燃焼室内に配され、２次コイルに接続する
端子電極４が軸孔６０内の中心電極３の後端部に配され
ている。軸孔６０内の中心電極３と端子電極４との間に
は、モノリシック抵抗体粉末５１が導電性ガラスシール
材５２を挟持して軸孔６０内に封着されている。絶縁体
６は、主体金具８との間に滑石粉末７によって気密状態
に固定されている。
【００１８】絶縁体６は、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ
3 ：アルミナ）を主成分とするもの、あるいは窒化アル
ミニウム（ＡｌＮ）に焼結助剤を添加して焼成してなる
セラミックス焼結体である。また、絶縁体６には先端部
から後端部に至る軸方向の軸孔６０が貫通している。
3 ：アルミナ）を主成分とするもの、あるいは窒化アル
ミニウム（ＡｌＮ）に焼結助剤を添加して焼成してなる
セラミックス焼結体である。また、絶縁体６には先端部
から後端部に至る軸方向の軸孔６０が貫通している。
【００１９】この軸孔６０の先端側に中心電極３が挿入
されるとともに段部６６に鍔部３５が係止され、軸孔６
０内の中心電極３の鍔部３５上に導電性ガラスシール材
５２及びモノリシック抵抗体粉末５１、さらに導電性ガ
ラスシール材５２が充填され、端子電極４が挿入されて
加熱され、これらが絶縁体６の軸孔６０内に一体に封着
される。
されるとともに段部６６に鍔部３５が係止され、軸孔６
０内の中心電極３の鍔部３５上に導電性ガラスシール材
５２及びモノリシック抵抗体粉末５１、さらに導電性ガ
ラスシール材５２が充填され、端子電極４が挿入されて
加熱され、これらが絶縁体６の軸孔６０内に一体に封着
される。
【００２０】そして、絶縁体６は、軸孔６０の後端部に
挿入された端子電極４の軸部４０を覆うコルゲーション
部６１と、軸孔６０の先端部に挿入された中心電極３を
覆い燃焼室内の混合気に晒される脚長部６２と、コルゲ
ーション部６１と脚長部６２との間に形成され主体金具
８と係合する径大の係合部６７とからなる。
挿入された端子電極４の軸部４０を覆うコルゲーション
部６１と、軸孔６０の先端部に挿入された中心電極３を
覆い燃焼室内の混合気に晒される脚長部６２と、コルゲ
ーション部６１と脚長部６２との間に形成され主体金具
８と係合する径大の係合部６７とからなる。
【００２１】コルゲーション部６１の外周には、端子電
極４と主体金具８との間に生ずるフラッシュオーバーの
発生電圧を上げるための段が設けられている。そして、
主体金具８の内腔に設けた段部８４に絶縁体６の段座６
８を係止し、内腔とコルゲーション部６１との間の滑石
粉末７を配して主体金具８の後端部８５を内方に加締め
て絶縁体６が固定される。
極４と主体金具８との間に生ずるフラッシュオーバーの
発生電圧を上げるための段が設けられている。そして、
主体金具８の内腔に設けた段部８４に絶縁体６の段座６
８を係止し、内腔とコルゲーション部６１との間の滑石
粉末７を配して主体金具８の後端部８５を内方に加締め
て絶縁体６が固定される。
【００２２】そして、図２に示すように中心電極３の円
柱部３０と先細り段差部３３との境界３６が絶縁体６の
先端面６３よりも、例えば０．２ｍｍないし０．３ｍｍ
だけ内側に位置せているとともに、先細り段差部３３の
先端面３９を絶縁体６の先端面６３の外部に位置させて
いる。また、中心電極３の先端３７と外側電極２の先端
部２１との間には所定の放電ギャップＧが形成され、絶
縁体６の先端面６３から中心電極３の先端３７までは２
ｍｍの長さＳ（図３における記号Ｓに対応する）を有す
る。
柱部３０と先細り段差部３３との境界３６が絶縁体６の
先端面６３よりも、例えば０．２ｍｍないし０．３ｍｍ
だけ内側に位置せているとともに、先細り段差部３３の
先端面３９を絶縁体６の先端面６３の外部に位置させて
いる。また、中心電極３の先端３７と外側電極２の先端
部２１との間には所定の放電ギャップＧが形成され、絶
縁体６の先端面６３から中心電極３の先端３７までは２
ｍｍの長さＳ（図３における記号Ｓに対応する）を有す
る。
【００２３】〔実施形態の作動および効果〕このよう
に、中心電極３の円柱部３０と先細り段差部３３との境
界３６を絶縁体６の先端面６３よりも内側に位置させた
ので、フラッシュオーバーに長めの行程が必要になり、
フラッシュオーバー電圧が高くなり、フラッシュオーバ
ーを引起こし難くしている。すなわち、中心電極３にお
ける段差部３３の境界３６から絶縁体６の段座６８に至
る間の電位が、正規の放電ギャップ間の電位よりも常に
高くなるので、高電圧印加の点火時においても、電極
２、３間で正規の火花放電を生じ、絶縁体６の先端面６
３から奥方へのフラッシュオーバーを効果的に抑制でき
る。因みに、この第１実施形態の場合にはフラッシュオ
ーバー発生電圧が２ｋＶだけ向上できる。
に、中心電極３の円柱部３０と先細り段差部３３との境
界３６を絶縁体６の先端面６３よりも内側に位置させた
ので、フラッシュオーバーに長めの行程が必要になり、
フラッシュオーバー電圧が高くなり、フラッシュオーバ
ーを引起こし難くしている。すなわち、中心電極３にお
ける段差部３３の境界３６から絶縁体６の段座６８に至
る間の電位が、正規の放電ギャップ間の電位よりも常に
高くなるので、高電圧印加の点火時においても、電極
２、３間で正規の火花放電を生じ、絶縁体６の先端面６
３から奥方へのフラッシュオーバーを効果的に抑制でき
る。因みに、この第１実施形態の場合にはフラッシュオ
ーバー発生電圧が２ｋＶだけ向上できる。
【００２４】〔第２実施形態〕次に、本発明のスパーク
プラグを、図３ないし図５に示す第２実施形態に基づき
説明する。本実施形態のスパークプラグは、第１実施形
態のスパークプラグ１と次の点で相違する。
プラグを、図３ないし図５に示す第２実施形態に基づき
説明する。本実施形態のスパークプラグは、第１実施形
態のスパークプラグ１と次の点で相違する。
【００２５】絶縁体６の先端面６３から中心電極３の先
端３７までは突出量Ｓが２．０ｍｍ未満（１．５ｍｍ）
である。また、図３の（ａ）に示すように、中心電極３
の先端３７の外周と絶縁体６の先端外周６４に内接する
円錐面を形成し、この円錐面の中心角θが１１０°また
は望ましくは１００°以下をなすように形成されてい
る。この中心角θは、便宜上、円錐面を中心軸を含む平
面で切断して得られた三角形断面の頂角を採用してい
る。この中心角θの放電電圧に対する特性を図４に示
す。
端３７までは突出量Ｓが２．０ｍｍ未満（１．５ｍｍ）
である。また、図３の（ａ）に示すように、中心電極３
の先端３７の外周と絶縁体６の先端外周６４に内接する
円錐面を形成し、この円錐面の中心角θが１１０°また
は望ましくは１００°以下をなすように形成されてい
る。この中心角θは、便宜上、円錐面を中心軸を含む平
面で切断して得られた三角形断面の頂角を採用してい
る。この中心角θの放電電圧に対する特性を図４に示
す。
【００２６】〔放電電圧特性〕次に、加圧チャンバ内の
圧力と放電電圧の関係について示す。図５に示すよう
に、本発明の第１実施形態である中心電極３の突出量Ｓ
が２．０ｍｍで、かつ先細り段差部３３の境界３６が絶
縁体６の先端面６３より０．２ｍｍだけ絶縁体６内に引
込むように位置した放電ギャップ１．１ｍｍのスパーク
プラグＡは、本発明の第１実施形態にて説明した理由に
より絶縁体６の先端外周６４に対するフラッシュオーバ
ー発生に要する電圧が高くなる。このため、フラッシュ
オーバーの発生電圧Ｖ１は、従来の境界３６が絶縁体６
の先端面６３より外側へ０．２ｍｍ突出したスパークプ
ラグＢの発生電圧Ｖ２より２ｋＶ向上することができ
る。また、中心電極３の先端３７の外周と絶縁体６の先
端外周６４とに内接する円錐面の中心角θが１１０°以
下をなすように形成したので、図３の（ｂ）に示すよう
に、外方に広く引き延びないような等電界曲線分布Ｅｑ
となり、絶縁体６の先端外周６４の外径が大きい場合と
異なり、比較的低い放電電圧で、電極２、３間には正規
の火花放電が生じ、絶縁体６の先端面６３から奥方への
フラッシュオーバーを効果的に抑制できるものである。
圧力と放電電圧の関係について示す。図５に示すよう
に、本発明の第１実施形態である中心電極３の突出量Ｓ
が２．０ｍｍで、かつ先細り段差部３３の境界３６が絶
縁体６の先端面６３より０．２ｍｍだけ絶縁体６内に引
込むように位置した放電ギャップ１．１ｍｍのスパーク
プラグＡは、本発明の第１実施形態にて説明した理由に
より絶縁体６の先端外周６４に対するフラッシュオーバ
ー発生に要する電圧が高くなる。このため、フラッシュ
オーバーの発生電圧Ｖ１は、従来の境界３６が絶縁体６
の先端面６３より外側へ０．２ｍｍ突出したスパークプ
ラグＢの発生電圧Ｖ２より２ｋＶ向上することができ
る。また、中心電極３の先端３７の外周と絶縁体６の先
端外周６４とに内接する円錐面の中心角θが１１０°以
下をなすように形成したので、図３の（ｂ）に示すよう
に、外方に広く引き延びないような等電界曲線分布Ｅｑ
となり、絶縁体６の先端外周６４の外径が大きい場合と
異なり、比較的低い放電電圧で、電極２、３間には正規
の火花放電が生じ、絶縁体６の先端面６３から奥方への
フラッシュオーバーを効果的に抑制できるものである。
【００２７】〔実施形態の効果〕本実施形態のスパーク
プラグは、高い放電電圧までフラッシュオーバーを発生
することなく使用できる。このため、高放電電圧が要求
される高い燃焼室内圧力まで使用できる。
プラグは、高い放電電圧までフラッシュオーバーを発生
することなく使用できる。このため、高放電電圧が要求
される高い燃焼室内圧力まで使用できる。
【００２８】〔第３実施形態〕次に、本発明のスパーク
プラグを、図６に示す第３実施形態に基づき説明する。
本実施形態のスパークプラグ１０は、多極型のスパーク
プラグであり第１実施形態のスパークプラグ１と次の点
で相違する。
プラグを、図６に示す第３実施形態に基づき説明する。
本実施形態のスパークプラグ１０は、多極型のスパーク
プラグであり第１実施形態のスパークプラグ１と次の点
で相違する。
【００２９】中心電極３の先端部３１は、略円錐台状に
形成された先細り段差部３３と、この段差部３３の先端
面３９と同径の小円柱部３８とを先端部３１に形成し、
主体金具８には複数の外側電極１４を設け、小円柱部３
８の先端側面に外側電極１４の先端部１５を対向させ
る。また小円柱部３８は、外側電極１４の先端部１５が
対向する位置に、第１実施形態と同様の白金等の薄い円
板状の貴金属チップ３４を公知のレーザ溶接、塑性加工
により設けている。そして、先細り段差部３３の先端面
３９を絶縁体６の先端面６３よりも外部に位置させると
ともに、先細り段差部３３の境界３６は、同様に絶縁体
６の先端面６３より絶縁体６内に引込むように内側に位
置している。この場合にも、第２実施形態と同様に、図
３に示す円錐面の中心角θとの幾何学的関係を満たすよ
うに構成してもよい。
形成された先細り段差部３３と、この段差部３３の先端
面３９と同径の小円柱部３８とを先端部３１に形成し、
主体金具８には複数の外側電極１４を設け、小円柱部３
８の先端側面に外側電極１４の先端部１５を対向させ
る。また小円柱部３８は、外側電極１４の先端部１５が
対向する位置に、第１実施形態と同様の白金等の薄い円
板状の貴金属チップ３４を公知のレーザ溶接、塑性加工
により設けている。そして、先細り段差部３３の先端面
３９を絶縁体６の先端面６３よりも外部に位置させると
ともに、先細り段差部３３の境界３６は、同様に絶縁体
６の先端面６３より絶縁体６内に引込むように内側に位
置している。この場合にも、第２実施形態と同様に、図
３に示す円錐面の中心角θとの幾何学的関係を満たすよ
うに構成してもよい。
【００３０】〔実施形態の効果〕本実施形態のスパーク
プラグは、特にディストリビュータレスイグナイタ（Ｄ
ＬＩ）式点火装置を備えた内燃機関に用いられ、燃焼室
において高い放電電圧まで内部フラッシュオーバーを発
生することなく使用できる。このため、高い燃焼室内圧
力まで使用できる。
プラグは、特にディストリビュータレスイグナイタ（Ｄ
ＬＩ）式点火装置を備えた内燃機関に用いられ、燃焼室
において高い放電電圧まで内部フラッシュオーバーを発
生することなく使用できる。このため、高い燃焼室内圧
力まで使用できる。
【００３１】〔変形例〕第１ないし第３実施形態におい
て、中心電極３の先細り段差部３３と円柱部３０との周
状の境界３６に、曲率半径０．１ｍｍあるいはそれ以上
の丸みＲをつけてもさらにフラッシュオーバーの発生す
る放電電圧が上り、フラッシュオーバー電圧を上昇させ
ることができる。
て、中心電極３の先細り段差部３３と円柱部３０との周
状の境界３６に、曲率半径０．１ｍｍあるいはそれ以上
の丸みＲをつけてもさらにフラッシュオーバーの発生す
る放電電圧が上り、フラッシュオーバー電圧を上昇させ
ることができる。
【００３２】
【発明の効果】高い放電電圧までフラッシュオーバーが
発生しないことから、混合気中に中心電極と外側電極と
の間の正規の放電ギャップで火花放電を発生できるた
め、内燃機関の着火性を高めることができる。特に、高
圧縮比であり、かつ着火に高電圧が要求される天然ガ
ス、都市ガス、ＬＰＧガス等の気体燃料を燃焼させるガ
スエンジンにおいて有効である。
発生しないことから、混合気中に中心電極と外側電極と
の間の正規の放電ギャップで火花放電を発生できるた
め、内燃機関の着火性を高めることができる。特に、高
圧縮比であり、かつ着火に高電圧が要求される天然ガ
ス、都市ガス、ＬＰＧガス等の気体燃料を燃焼させるガ
スエンジンにおいて有効である。
【図１】本発明の第１実施形態のスパークプラグの正面
半断面図である。
半断面図である。
【図２】図１のスパークプラグの発火部の要部拡大断面
図である。
図である。
【図３】（ａ）は本発明の第２実施形態の絶縁体の先端
部の拡大正面図で、（ｂ）は前記先端部の等電界曲線の
分布状態を示す概略図である。
部の拡大正面図で、（ｂ）は前記先端部の等電界曲線の
分布状態を示す概略図である。
【図４】放電電圧と円錐面の中心角θとの関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図５】放電電圧と加圧チャンバー内の圧力との関係を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図６】本発明の第３実施形態のスパークプラグの発火
部の要部拡大断面図である。
部の要部拡大断面図である。
【図７】従来のスパークプラグの中心電極および絶縁体
の先端部の拡大断面図である。
の先端部の拡大断面図である。
１、１０ スパークプラグ ２ 外側電極 ３ 中心電極 ６ 絶縁体 ８ 主体金具 ３０ 円柱部 ３１ 先端部 ３３ 段差部 ３４ 貴金属チップ（耐火花消耗性部材） ３６ 境界 ３７ 中心電極の先端 ３８ 小円柱部 ３９ 段差部の先端面 ６２ 脚長部（絶縁体） ６３ 脚長部の先端面 ６４ 脚長部の先端外周 Ｇ 放電ギャップ
Claims (7)
- 【請求項１】 棒状の中心電極と、 前記中心電極を内部に保持する絶縁体と、 前記絶縁体を内部に保持する主体金具と、 前記中心電極の先端部との間に気中の放電ギャップを形
成する外側電極を有するスパークプラグにおいて、 前記中心電極の前記先端部は、先細り段差部を有すると
ともに、該先細り段差部の先端面に耐火花消耗性部材を
備え、 前記中心電極の円柱部と前記先細り段差部との境界が前
記絶縁体の先端面よりも内側にあるとともに、前記先細
り段差部の先端面は前記絶縁体の先端面よりも外側に位
置することを特徴とするスパークプラグ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のスパークプラグにおい
て、 前記中心電極と同軸で、中心角が１１０°以下である円
錐面に前記絶縁体の先端外周が内接するとともに、前記
中心電極の前記先端部が内接していることを特徴とする
スパークプラグ。 - 【請求項３】 棒状の中心電極と、 前記中心電極を内部に保持する絶縁体と、 前記絶縁体を内部に保持する主体金具と、 前記中心電極の先端部との間に気中の放電ギャップを形
成する外側電極を有するスパークプラグにおいて、 前記中心電極の先端部は、先細り段差部を有するととも
に、該先細り段差部の先端面に前記段差部の先端面と同
径で前記中心電極の先端に至る小円柱部を備え、 前記外側電極の先端部が前記小円柱部の側面に対向し、 前記中心電極の円柱部と前記先細り段差部との境界が前
記絶縁体の先端面よりも内側にあるとともに、前記先細
り段差部の先端面は前記絶縁体の先端面よりも外側に位
置することを特徴とするスパークプラグ。 - 【請求項４】 請求項３に記載のスパークプラグにおい
て、 前記中心電極と同軸で、中心角が１１０°以下である円
錐面に前記絶縁体の先端外周が内接するとともに、前記
中心電極の前記先端部が内接していることを特徴とする
スパークプラグ。 - 【請求項５】 請求項３および請求項４のうちいずれか
に記載のスパークプラグにおいて、 前記中心電極の前記先端部は、少なくとも前記外側電極
の先端部に対向する部位に耐火花消耗性部材として貴金
属材料が用いられていることを特徴とするスパークプラ
グ。 - 【請求項６】 請求項１および請求項２に記載のスパー
クプラグにおいて、 前記中心電極の前記先端部は、前記外側電極の先端部に
対向する部位に耐火花消耗性部材として貴金属材料が用
いられていることを特徴とするスパークプラグ。 - 【請求項７】 請求項５および請求項６に記載のスパー
クプラグにおいて、 前記耐火花消耗性部材としての貴金属材料は、Ｐｔ、Ｉ
ｒ、Ｐｔ合金、Ｉｒ合金あるいは、これらにＹ2 Ｏ3 な
どの酸化物を含んだ合金のうちの少なくとも一つからな
ることを特徴とするスパークプラグ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00619797A JP3265210B2 (ja) | 1996-01-19 | 1997-01-17 | スパークプラグ |
| US08/784,516 US5866972A (en) | 1996-01-19 | 1997-01-17 | Spark plug in use for an internal combustion engine |
| DE69700257T DE69700257T2 (de) | 1996-01-19 | 1997-01-20 | Zündkerze zur Anwendung in einem Verbrennungsmotor |
| EP97300333A EP0785604B1 (en) | 1996-01-19 | 1997-01-20 | A spark plug for use in an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-7168 | 1996-01-19 | ||
| JP716896 | 1996-01-19 | ||
| JP00619797A JP3265210B2 (ja) | 1996-01-19 | 1997-01-17 | スパークプラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09260017A true JPH09260017A (ja) | 1997-10-03 |
| JP3265210B2 JP3265210B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=26340278
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00619797A Expired - Fee Related JP3265210B2 (ja) | 1996-01-19 | 1997-01-17 | スパークプラグ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5866972A (ja) |
| EP (1) | EP0785604B1 (ja) |
| JP (1) | JP3265210B2 (ja) |
| DE (1) | DE69700257T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7109646B2 (en) | 2002-12-10 | 2006-09-19 | Denso Corporation | Spark plug having center electrode with columnar portion and conical portion |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3269032B2 (ja) * | 1997-09-01 | 2002-03-25 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ及びそれを用いた内燃機関用点火システム |
| US6617706B2 (en) | 1998-11-09 | 2003-09-09 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Ignition system |
| EP1111746B1 (en) * | 1999-12-22 | 2003-03-26 | NGK Spark Plug Company Limited | Spark plug for internal combustion engine |
| DE10011705A1 (de) * | 2000-03-10 | 2001-09-13 | Bosch Gmbh Robert | Zündkerze für eine Brennkraftmaschine und Verfahren zur Herstellung einer Mittelelektrode für eine Zündkerze einer Brennkraftmaschine |
| DE10015642A1 (de) | 2000-03-29 | 2001-10-18 | Bosch Gmbh Robert | Zündkerze für eine Brennkraftmaschine |
| DE10027651C2 (de) | 2000-06-03 | 2002-11-28 | Bosch Gmbh Robert | Elektrode, Verfahren zu deren Herstellung und Zündkerze mit einer derartigen Elektrode |
| US8922102B2 (en) | 2006-05-12 | 2014-12-30 | Enerpulse, Inc. | Composite spark plug |
| US8049399B2 (en) | 2006-07-21 | 2011-11-01 | Enerpulse, Inc. | High power discharge fuel ignitor |
| JP4625531B1 (ja) * | 2009-09-02 | 2011-02-02 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
| EP2807711A4 (en) | 2012-01-27 | 2015-10-07 | Enerpulse Inc | HIGH POWER SPARK PLUG WITH HALF SURFACE |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE839746C (de) * | 1952-04-10 | Robert Bosch G.m. b.H., Stuttgart | Zündkerze mit keramischem Isolator | |
| US4122366A (en) * | 1977-01-03 | 1978-10-24 | Stutterheim F Von | Spark plug |
| JPS5947436B2 (ja) * | 1982-01-14 | 1984-11-19 | 株式会社デンソー | 内燃機関用スパ−クプラグ |
| DE3335855A1 (de) * | 1983-10-03 | 1985-04-11 | G. Rau GmbH & Co, 7530 Pforzheim | Zuendkerzenmittelelektrode |
| DE3872027T2 (de) * | 1987-04-16 | 1993-01-21 | Nippon Denso Co | Zuendkerze fuer verbrennungsmotor. |
| US5159232A (en) * | 1987-04-16 | 1992-10-27 | Nippondenso Co., Ltd. | Spark plugs for internal-combustion engines |
| JPH0831352B2 (ja) * | 1987-08-04 | 1996-03-27 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | スパークプラグ |
| JP2725261B2 (ja) * | 1987-10-22 | 1998-03-11 | 株式会社デンソー | 内燃機関用スパークプラグ |
| JPH03101086A (ja) * | 1989-09-14 | 1991-04-25 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関用スパークプラグ |
| JP3079383B2 (ja) * | 1990-09-29 | 2000-08-21 | 日本特殊陶業株式会社 | 内燃機関用スパークプラグ |
| JP2853108B2 (ja) * | 1992-06-17 | 1999-02-03 | 日本特殊陶業 株式会社 | スパークプラグ |
| GB2269632B (en) * | 1992-08-12 | 1996-04-17 | Nippon Denso Co | Method of manufacturing a discharge electrode assembly or a spark plug |
| US5557158A (en) * | 1993-06-16 | 1996-09-17 | Nippondenso Co., Ltd. | Spark plug and method of producing the same |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP00619797A patent/JP3265210B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-17 US US08/784,516 patent/US5866972A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-20 DE DE69700257T patent/DE69700257T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-20 EP EP97300333A patent/EP0785604B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3265210B2 (ja) | 2002-03-11 |
| DE69700257T2 (de) | 1999-09-30 |
| US5866972A (en) | 1999-02-02 |
| EP0785604B1 (en) | 1999-06-09 |
| EP0785604A1 (en) | 1997-07-23 |
| DE69700257D1 (de) | 1999-07-15 |
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