JPS625582A - スパ−クプラグ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関のスパークプラグに関するものである
。

［従来技術］ スパークプラグは一般に中心電極および接地電極を備え
、これ等の間にスパークギャップを形成している。

ところで近年、内燃機関（以下、エンジンという）の性
能向上のための高圧縮比化、リーンバーン化、スパーク
ギャップのワイド化、ターボチャージャ装着等によりプ
ラグ要求電圧は上昇の一途をたどっている。また、プレ
イグニツシヨン対策として熱価を高める傾向にあり、こ
れに伴なって発火部に付着したカーボンのくすぶりの問
題もクローズアップされてきた。

従来、プラグ要求電圧低減対策としては、例えば電極を
細くする手段があるが、電極消耗が大きく耐久性が低下
する。そこで電極先端を消耗の少ない白金で形成する手
段も考えられるが、コスト的に問題がある。

一方、くす７Ｓ−り防止対策としては絶縁碍子の脚部表
面にシリコンオイルを塗布する等の手段が知られている
が、短期間で焼失してしまい、耐久性が極めて低い。

［本発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、ワイドギ
ャップとしても従来より要求電圧を低くし得るスパーク
プラグを提供すること、またくすぶりも少なくし得るス
パークプラグを提供することにより上記の問題点を解消
しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のスパークプラグは第１図ないし第３図に例示す
るように、従来のスパークプラグと同様に絶縁碍子４に
囲まれた中心電極１および中心電極１の先端前方に突出
する接地電極２を備え、両電極１．２間にスパークギャ
ップＳ１　（正規ギャップ）を形成している。

そして本発明のスパークプラグは上記絶縁碍子まわりに
抵抗体６を介して接地する第３電極３を設け、第３電極
３の先端と中心電極１との間に絶縁碍子４の先端面に沿
うスパークギャップＳ２を形成したことを特徴とする。

［作用コ 中心電極１に高電圧が印加されると、先ず中心電極１と
第３電極３間の補助ギャップＳ２に絶縁碍子４の先端面
に沿う容量放電（第１の容量放電）が生じる。この際、
第３電極３は抵抗体６を介して接地されて電流制限が加
えられているので誘導放電は生じない。次いでこの第１
の容量放電により中心電極１および接地電極２間の正規
ギャップＳ１に容量放電〈第２の容量放電〉が誘発され
、この容量放電が誘導放電へ移行するのである。

本発明のスパークプラグでは、第１の容量放電は沿面放
電であって比較的低い電圧で放電が開始される。発明者
らの実験によれば、本発明のスパークプラグの要求電圧
は従来のものに比し２０％程度ないしそれ以上、低減せ
しめ得ることが確認された。

また本発明のスパークプラグでは、常に弱い放電が中心
電極１と第３電極３間に生じているため両電極間の部分
に付着したカーボンは焼き切れてくすぶり汚損が生じる
ことはない。

［実施例］ 第１図ないし第３図は本発明の第１の実施例を示すもの
である。

中心電極１の先端と接地電極２どの間には正規ギャップ
Ｓ１が形成されている。中心電極１はアルミナ磁器より
なる絶縁碍子４（以下、第１の碍子という）の軸孔を貫
通し、先端が第１の碍子４の先端面より突出している。

第１の碍子４は中央に段部４１が形成してあり、段部４
１より先端側は小径の筒部４２を形成している。

第１の碍子４の先端筒部４２の外周には円筒状の第３電
極３が密嵌固着せしめである。そして更にその外周には
碍子５（以下、第２の碍子という）が密嵌固着せしめて
おる。上記第３電極３の基端には７ランジ部３１が形成
してあり、該フランジ部３１と、円盤状の抵抗体６とが
、第１の碍子４の段部４１と第２の碍子５の基端面との
間に挟着せしめられている。第３電極３は中心電極１と
同材質で、例えばＮｉ−Ｃｒ合金よりなる。抵抗体６は
５〜ＩＯＭΩ程度の抵抗を有し、セラミック例えばＳｉ
Ｃの焼結体よりなる。中心電極１の先端は第１の碍子４
の先端面より若干突出しており、第１の碍子４、第３電
極３および第２の碍子５の先端面はほぼ共通の平面をな
している。そして中心電極１の先端と、これを同心円状
に囲む第３電極３の先端との間に第１の碍子４の先端面
に沿う補助ギャップＳ２を形成する。

以上の構成を有するプラグ中心部は、ハウジング７内に
収納しバッキング８およびリング９を介してハウジング
７に固着せしめる。ハウジング７の先端にはＬ字形の接
地電極２が溶接しており、上記したように中心電極１の
先端と接地電極２の先端間に正規ギャップＳ１を形成す
る。また、上記第３電極３は抵抗体６および第２の碍子
５とハウジング７間に充填した導電性充填剤１０を介し
てハウジング７に電気的に接続している。ハウジング７
はその外周に形成したねじ７１によりエンジンのシリン
ダヘッドに固定される。

第４図に本スパークプラグの等価回路を示す。

図においてＶは電源、１は中心電極、２は接地電極、３
は第３の電極、６は抵抗体、Ｓｌは正規ギャップ、Ｓ２
は補助キャップである。

以上の如く構成した本発明のスパークプラグにおいて、
中心電極１に高電圧を印加すると、先ず補助ギャップＳ
２において弱い第１の容量放電が生じる。これは、正規
キャップＳ１が空中放電により放電を開始するのに比べ
補助ギャップＳ２は沿面放電から放電を開始するため補
助ギャップＳ２における火花電圧が低いことによる。そ
して、第３電極３は抵抗体６を介して接地されているた
め電流制限が加えられ、補助ギャップＳ２では誘導放電
は生じない。

補助ギャップ＄２において放電が生じると、多くのイオ
ンや自由電子が発生する。そして、これ等イオンや自由
電子がトリ力となって正規ギャップＳ１において第２の
容量放電が生じ、誘導放電へと移行する。

第５図は本実施例のスパープラグの放電電圧波形で、Ａ
は補助ギャップＳ２で生じる第１の容量放電、Ｂは正規
ギャップＳ１で生じる第２の容量放電、Ｃは正規ギャッ
プＳ１で生じる誘導放電を示す。

発明者らの実験によれば第２の容量放電の火花電圧は第
３電極３がない場合、即ち第１の容量放電がない場合に
比べ２０％程度ないしそれ以上低くできることを確認し
た。

第６図は第３電極３をもたない従来のスパークプラグの
要求電圧（破線〉と本発明のスパークプラグの要求電圧
（実線）を雰囲気気圧をＯ〜８　Ｋｇ／　ｃｒｔｒで変
化させて測定した結果を示すものである。

用いたスパークプラグはいずれも正規ギャップ１゜４ｍ
ｍ、本発明のスパークプラグの補助ギャップ１ｍｍとし
た。本発明のスパークプラグの要求電圧は従来のスパー
クプラグのそれに比し２０％程度低い。従ってまた本発
明のスパークプラグでは、従来のスパークプラグに比へ
要求電圧を上げることなく正規ギャップを広げることが
でき、その分着火性を向上させることができる。

補助ギャップ幅は１〜３＃程度が適当である。

本発明によれば従来の印加電圧（約１０〜２０ＫＶ）よ
りも電圧を上げることなく、正規ギャップ幅を１．５藁
稈度まで広げることができる。なお、補助ギャップＳ２
における放電はエネルギが小さいため補助ギャップＳ２
で火炎か発生することなく、第３電極３の先端部の電極
消耗は極めて少ない。従って正規ギャップＳ１には従来
と等しい放電エネルギが供給され、着火性に悪影響を及
ぼすこともない。

また本発明のスパークラブでは常に弱い放電が中心電極
１と第３電極３の間で生じているため、これ等の間の個
所にたまったカーボンは焼き切れて、くすぶり汚損が生
じることはない。

第７図は本発明の第２の実施例を示し、第８図はその要
部拡大図である。本実施例では中心電極１まわりの碍子
４の先端部外周に抵抗体がコーティングされ、第３電極
３を形成している。第３電極３はバッキングワッシャ９
０を介して電気的にハウジング７に電気的に接続せしめ
られている。

第３電極３を形成する抵抗体としてはセラミック、例え
ばＳｉＣ焼結体等が用いられ得る。

他の構造は実質的に従来のスパークプラグと同じである
。

本実施例のスパークプラグは上記第１の実施例と同様の
作用効果を有する。

第９図および第１０図は本発明の第３の実施例を示すも
ので、第３電極３として筒状のセラミック焼結体を用い
、これを碍子４の外周に嵌着した点において上記第２の
実施例と異なり他の構造は第２の実施例と実質的に同じ
である。

コーティングによる第３電極の形成には厚さに限度がお
るが、本実施例では第３電極の先端部厚さを第２実施例
のそれよりも厚くでき、電極の消耗を更に減少させ耐久
性を向上せしめることができる。

第１１図は本発明の第４の実施例の要部を示すものであ
る。本実施例は中心電極１の先端が碍子４の先端面から
突出せず、該先端面と同一高さとした点において第２の
実施例と異なる。本実施例では正規ギャップＳ１と補助
ギャップＳ２とを近接位置とし、かつ正規ギャップＳ１
を広くできるので着火性を更に向上さぜることができる
。

以上説明したように本発明はスパークプラグに中心電極
、接地電極の外に第３電極を設けて、中心電極と第３電
極間に正規ギャップと近接し、正規ギャップよりも低い
電圧で容量放電が発生する補助ギャップを形成し、補助
ギャップの容量放電により正規ギャップの放電を誘発せ
しめるようになしたもので、プラグ要求電圧を従来より
も低くすることができ、かつ正規ギャップのワイド化を
可能とし、着火性能を向上せしめることができる。

また補助キャップの容量放電によりプラグのくすぶり汚
損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図は本発明の第１の実施例を示すもの
で、第１図は断面図、第２図は第１図の■−■線断面図
、第３図は第１図の要部拡大図、第４図は等価回路図、
第５図は放電電圧波形図、第６図は本発明および従来の
スパークプラグの火花電圧を比較した図、第７図および
第８図は本発明の第２の実施例を示すもので、第７図は
一部断面側面図、第８図は第７図の要部拡大図、第９図
および第１０図は本発明の第３の実施例を示すもので、
第９図は断面図、第１０図は第９図の要部拡大図、第１
１図は第４の実施例の要部断面図である。 １・・・・・・中心電極 ２・・・・・・接地電極 ３・・・・・・第３電極 ４．５・・・・・・絶縁碍子 ６・・・・・・抵抗体 ７・・・・・・ハウジング Ｓｌ・・・・・・正規ギャップ Ｓ２・・・・・・補助ギャップ 第１図 第２図 火花電圧（ｋｖ） Ｃす （Ｎ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）中心電極と、中心電極を囲む絶縁碍子と、絶縁碍
   子を囲む導電性のハウジングと、ハウジングの先端から
   中心電極の先端前方に延出して中心電極の先端との間に
   スパークギャップを形成する接地電極を備えた内燃機関
   用スパークプラグにおいて、絶縁碍子の先端部外周に抵
   抗体を介して接地する第３電極を設け、中心電極と第３
   電極との間に絶縁碍子の先端面に沿う他のスパークギャ
   ップを形成したことを特徴とするスパークプラグ。
2. （２）上記第３電極は絶縁碍子の先端部外周面に密着し
   、第３電極の先端面が絶縁碍子の先端面を介して中心電
   極の先端部を同心円状に囲包する特許請求の範囲第１項
   記載のスパークプラグ。
3. （３）上記第３電極は金属製筒体であり、その基端が抵
   抗体を介して上記ケーシングに接続する特許請求の範囲
   第２項記載のスパークプラグ。
4. （４）上記抵抗体が導電性セラミックである特許請求の
   範囲第３項記載のスパークプラグ。
5. （５）上記第３電極が抵抗体よりなる特許請求の範囲第
   ２項記載のスパークプラグ。
6. （６）上記抵抗体が導電性セラミックである特許請求の
   範囲第５項記載のスパークプラグ。
7. （７）上記中心電極の先端部を絶縁碍子の先端面より突
   出せしめた特許請求の範囲第２項記載のスパークプラグ
   。
8. （８）上記中心電極の先端面と絶縁碍子の先端面とを同
   一面に位置せしめた特許請求の範囲第１項記載のスパー
   クプラグ。