JPH01197984A - 内燃機関用スパークプラグの補助ギャップ体 - 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、内燃機関用スパークプラグの耐汚…性向上の
作用を有する補助ギャップ体に関するものである。

〔従来の技術〕

自動車等の内燃機関に於いては、機関の運転条件によっ
てスパークプラグの電極を電気絶縁しζいる碍子の表面
に、未燃焼により生ずるカーボン等が付着してスパーク
プラグの電気絶縁抵抗が低下し、そのためスパークプラ
グの電極ギャップに点火に必要な電圧が印加されなくな
り、スパークプラグは失火する場合がある。

この不具合を防止するため、点火回路の２次側回路にス
パークプラグの電極ギャップに対して直列に補助ギャッ
プ体を設けることが従来より知られている。

この補助ギャップ体の作用については、補助ギャップ体
に印加される電圧は充分に高く保たれてから火花放電し
、この高い電圧が殆どスパークプラグの電極ギャップに
瞬間的に印加されるため、スパークプラグの碍子がカー
ボン等でたとえ汚損していても、汚損部での電気リーク
は極めて小さく、そのためにスパークプラグの電極ギャ
ップには点火に必要な高い電圧が印加され、その結果、
点火を引き起こすことになる。

ところで、従来周知の補助ギャップ体としては、特公昭
５１−３２１８０号公報に開示されているように、密封
されたガラス管の中に火花ギャップを配設して、Ｎ２等
のガスを封入した放電管タイプがある。上記の放電管タ
イプでは、管内の火花ギャップでの飛火電圧を所定の値
に維持するために、飛火電圧の変動の原因となる温度や
湿度等の外乱の影響は受けにくい構造となっている。

（発明が解決しようとする課題〕 しかしながら、上記のＮ２等のガスを封入した密封内に
於ける放電でも、飛火電圧は不安定で、特に高い飛火電
圧に設定されるほど飛火電圧の変動が大きくなるという
問題を抱えている。

二のことは、二つの電極より形成される火花ギャップで
の放電に於いて、ギャップ間の印加電圧の上昇により電
極近傍がコロナの発生により部分的にイオン化され、さ
らに印加電圧の上昇と共にコロナは伸展し、ついにはギ
ャップ間の電気絶縁破壊が生じて火花放電に至るが、こ
の火花放電時の電圧、即ち飛火電圧はコロナの伸展の程
度によって左右されるからである。

ところで、コロナは一般に電極のエツジ部より伸展し易
く、そのため電極エツジ部が急な電位頻度となって火花
ギャップ空間のガスを電離し易くなり、これによって火
花ギャップ間で飛火し易くなる。

従って、飛火電圧を安定化するためには、コロナの伸展
の程度を制御する必要があるが、飛火電圧の安定化に関
する一連の実験に於いて、本発明者は、前述の放電管タ
イプの補助ギャップ体に於ける封入管の周りに導電性物
質を施すことにより、コロナの伸展の程度が制御され、
飛火電圧が安定化することを発見した。

本発明は、以上のようにコロナの伸展の程度を制御する
ことにより、飛火電圧の安定化を計るものである。

〔課題を解決するための手段〕

」二記目的を達成するために、本発明の内燃機関用スパ
ークプラグの補助ギャップ体に於いては、（イ）不活性
ガス又は安定ガスを封入して密封した封入管の中に、対
向した陽極と陰極の電極が封入され、該電極によって火
花ギャップが形成されてなる内燃機関用スパークプラグ
の補助ギャップ体に於いて、前記陽極と電気的に絶縁し
、且つ少なくとも該陽極を包囲して導電物を配設するも
のである。

（ロ）なお、上記導電物を配設する場所は、補助ギャッ
プ体の封入管が好ましい。

（ハ）また、上記導電物を、陰極に対して同電位とする
と効果的である。

〔作用］ 火花ギャップを形成する対向電極の陽極とは電気絶縁し
て、且つ電極を包囲して導電物を設けると、電極エツジ
部での電位傾度が急となってコロナの伸展が助長され、
且つ収斂する傾向がある。

本発明は、この現象を利用したものである。

即ち、陽極とは電気的に絶縁され、且つ電極を包囲して
封入管に配設された導電物の作用により、電極エツジ部
でのコロナの伸展の程度が制御されるため、火花ギャッ
プでの飛火電圧の変動は小さくなり安定化する。なお、
導電物を陰極に対して同電位とすることにより、電極エ
ツジ部での電位傾度はさらに象、となるので、飛火電圧
の変動はさらに小さくなる。

また、補助ギャップ体に要求される実用上の高い飛火電
圧にあっても、上記と同様の作用がもたらされる。

〔実施例］ 本発明になる内燃機関用スパークプラグの補助ギャップ
体について、以下図面で説明する。

第１図は、本発明の補助ギャップ体の一実施例を示すも
ので、ガラス管等の封入管１の中に火花ギャップ３を形
成するタングステン等よりなる電極４と５が、該電極４
と５に夫々接合された鉄・ニッケル等よりなるリード７
と８を介して対向して設置されていて、前記封入管１の
中にはＮｚ。

Ｈｅ或いはＡｒ等のガスが封入されている。６はｐｔ或
いはＡｉｇ等よりなる導電性の材ｔ４で、前記電極４と
５を覆うように前記封入管ｌの外周部にペースト状にし
て塗布し乾燥して被着されていて、以上により補助ギャ
ップ体１０が構成されている。

なお、４ａは前記電極４のエツジ部を示し、５ａは前記
電極５のエツジ部を示す。

次に、上記の補助ギャップ体１０をスパークプラグと高
圧コードとの間に電気的に接続し固定するプラグキャン
プについて説明する。

第２図は、補助ギャップ体を内蔵した本発明のプラグキ
ャップの一実施例を示すもので、エポキシ樹脂等よりな
る筒状のボデー１６の中に補助ギャップ体１０が収めら
れていて、該補助ギャップ体ｌＯのリードの片側は、ば
ね鋼等よりなるコンタクトスプリング１５を収納した黄
銅等よりなるコンタクトメタル１４に接合され、前記補
助ギャップ体ｌＯのリードの他の片側は、黄銅等よりな
るコンタクトメタル１７に接合され、該コンタクトメタ
ル１７は高圧コード１８に電気的に接続されている。

１３は前記ボデー１６とスパークプラグ３０との間を気
密に保持し、且つスパークプラグ３０の碍子部に嵌合す
るシリコンゴム等よりなるシールラバー１３で、１９は
前記ボデー１６と前記高圧コード１８との間を気密に保
持するシリコンゴム等よりなるシールラバー１９であり
、以上によりプラグキャップ２０が構成されている。

なお、上記プラグキャップ２０のコンタクトスプリング
１５にスパークプラグ３０の端子を押し込むことにより
、前記補助ギャップ体１０がスパークプラグ３０と高圧
コーＦ′１８との間に電気的に接続され、且つ固定され
る。

次に、第１図に示す本発明の補助ギャップ体について、
導電物としてＡｇを用い、封入管の外周部に於ける前記
導電物の配設する位置と長さを変えた場合の飛火電圧の
変動値を第３図と第４図に示す。なお、実験は自動車（
四輪）用の負電圧の点火コイルを用いて行った。

第３図は、封入管に外径８ｍ＋ｎ、厚さ１鵬のガラス管
を用い、外径３ｍｍのタングステン電極２個を前記封入
管の中で火花ギャップが６鵬となるように対向して設置
し、前記封入管内に純度９９．９％以上のＮ２ガスを３
気圧で封入したもので行った実験結果である。第３図か
ら判るように、飛火電圧の変動は火花ギャップを形成す
る陽極と陰極とを包囲して導電物を配設し、且つ陰極に
対してこの導電物を電気的に接合して同電位にした場合
が最も小さくなるが、導電物による電極部の包囲は、少
なくとも陽極に対して必要である。第４図は、第３図の
実験条件に於いて、火花ギャップを６　ｎｕｎから２　
ｍｍに短縮して行った実験結果であるが、飛火電圧の変
動は第３図の場合とほぼ同じ傾向を示した。

なお、第５図は、第３図の実験に於いて最も効果のあっ
た実験水準（第３図のＡ）について、ガラス管の外径が
７ｍｍ、厚さ１ｍｍのものと、外径が６鵬、厚さ１ｆｆ
ｌｆｌ＋のものを作り、導電物と電極との間隔を２．５
　ｍｍから２＋＋＋＋＋＋、１．５ｍｍと短縮して同様
の実験を行ったものであるが、導電物と電極との間隔が
狭（なるほど飛火電圧の変動が小さくなる回向にある。

また、第６図は、第３図の実験に於いて第５図の実験と
同じく最も効果のあった実験水準（第３図のＡ）につい
て、火花ギャップを６１１１１１からｌ　ｍｍずつ縮小
して同様の実験を行ったものであるが、火花ギャップが
４　ｍｍ以下になると飛火電圧の変動はやや大きくなる
。

次に、本実施例では、導電物を電気絶縁性の封入管の外
周部に配設したが、第７図に示すように封入管の内周部
に配設しても良く、また第８図に示すように封入管の管
内芯部に配設しても良い。

なお、導電物を陰極と電気的に接合して同電位とし、導
電物を第９図（ａ）のように封入管の外周部に配設して
も良く、第９図（ｂ）のように封入管の内周部に配設し
ても良く、或いは第９図（Ｃ）のように封入管の管内芯
部に配設しても良い。

さらに、導電物を封入管に配設する代わり、補助ギャッ
プ体を内蔵したプラグキャップの電気絶縁性のボデーに
配設しても同様の効果が得られる。

即ち、補助ギャップ体の電極部を覆うプラグキャップの
ボデーの位置に於いて、導電物を第１０図（ａ）のよう
にボデーの外周部に配設しても良く、第１０図（ｂ）の
ようにボデーの内周部に配設しても良く、或いは第１０
図（Ｃ）のようにボデーの管内芯部に配設しても良い。

なお、導電物を補助ギャップ体の陰極お同電位として、
導電物を第１１図（ａ）のようにボデーの外周部に配設
し、でも良く、第１１図（ｂ）のようにボデーの内周部
に配設しても良く、或いは第１１図（Ｃ）のようにボデ
ーの管内芯部に配設しても良い。

本実施例では、ペースト状とした導電物を塗布する方法
を用いたが、粉状の導電物を接着又は焼付けても良く、
或いは板状の導電物を接着又は嵌合させても良く、或い
は導電物自体を埋め込んでも良い。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果を奏する。

（イ）陽極と電気的に絶縁し、且つ陽極を包囲して導電
物を配設することにより、電極エツジ部でのコロナの伸
展の程度が制御されるので、飛火電圧の変動が小さくな
り、信頼性の高い補助ギャップ体となる。

（ロ）なお、導電物を封入管に配設することにより、信
頼性が高く、且つ製作の容易な補助ギャップ体となる。

（ハ）導電物を陰極に対して同電位とすることにより、
飛火電圧の変動はさらに小さくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の補助ギャップ体の一実施例を示す縦断
面図、第２図は本発明の補助ギャップ体を内蔵したプラ
グキャップの一実施例を示す縦断面図、第３図、第４図
は補助ギャップ体に於ける導電物の配設位置と飛火電圧
変動との関係を示す図、第５図は補助ギャップ体に於け
る導電物と電極の間隔に対する飛火電圧変動の関係を示
す図、第６図は補助ギャップ体に於けるギャップの大き
さと飛火電圧変動との関係を示す図、第７図、第８図及
び第９図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は本発明の補助ギ
ャップ体の他の実施例を示す縦断面図、第１０図（ａ）
。 （ｂ）、　（Ｃ）及び第１１図（ａ）、　（ｂ）、　（
Ｃ）は補助ギ＋７１体を内蔵した本発明のプラグキャッ
プの他の実施例を示す縦断面図である。 １・・・封入管、２・・・封入ガス、３・・・火花ギャ
ップ。 ４．５・・・電極、６・・・導電物、１０・・・補助ギ
ャンプ体、２０・・・プラグキャップ、３０・・・スパ
ークプラグ。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第１図 （丈花キ゛−プ　６ｍｍ） Ｋ７ 第　３　図 （゛火花キ゛し、２）゛　２ｍｍ　　）ＶＩ ＡＥ３（ げン轡保・Ｉｌ × 磁シ慴ω町鰐；り 第７図 第８図 （Ｃ） 第９図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）不活性ガス又は安定ガスを封入して密封した封入
   管の中に、対向した陽極と陰極の電極が封入され、該電
   極によって火花ギャップが形成されてなる内燃機関用ス
   パークプラグの補助ギャップ体に於いて、前記陽極と電
   気的に絶縁し、且つ少なくとも該陽極を包囲して導電物
   を配設した内燃機関用スパークプラグの補助ギャップ体
   。
2. （２）導電物を封入管に配設した請求項１記載の内燃機
   関用スパークプラグの補助ギャップ体。
3. （３）導電物を陰極に対して同電位とした請求項１又は
   ２記載の内燃機関用スパークプラグの補助ギャップ体。