JPH0341951B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は内燃機関に用いられるスパークプラ
グに関し、詳細には機関の燃焼改善を図るために
火花ギヤツプ部分を燃焼室の中心部近くに突出し
た型のスパークプラグの発火部の改良に関する。

従来、火花ギヤツプ部分を突出した突出し型ス
パークプラグは、第１図に示すように、取付金具
１の内壁１ａとの間に隙間２（通称ガスボリユー
ム）を設けて取付金具１の端面１ｂより約1.5〜
３mm突出した磁器絶縁体３の発火脚部３ａを設
け、この発火脚部の先端面３ｂより裸出する中心
電極４の先端部４ａと対向する外側電極５との間
に火花ギヤツプ６を形成したものである。かかる
構成で取付金具１の端面１ｂから中心電極４の先
端面４ｂまでの突出し寸法Ｅを６〜15mmと長くす
ることによつて、燃焼し易い混合気に点火できて
燃焼時間が短縮することができ、また更に着火性
を向上するため火花ギヤツプの大きさを従来の
0.7〜0.8mmよりも大きくすることが検討されてい
る。

しかしながら火花ギヤツプを大きくすると要求
電圧が高くなり、かつ電極が消耗した場合、火花
ギヤツプが広くなつてこの傾向が一層増長される
ため、突出し型スパークプラグは次の問題を生じ
ることが判明した。即ち中心電極４と外側電極５
との間の正規の火花ギヤツプ６での火花放電以外
に他の部分で横飛び放電し、着火機能が著しく損
われる欠点があつた。その横飛び放電する位置は (イ) 絶縁体３の発火脚部３ａの先端側面３ｃと外
側電極５の内側面５ａとの隙間Ｂで飛火し易
い。特にこの傾向は機関の希薄混合気の場合、
或はガソリン車よりも要求電圧が高くなる
LPG車において発生し易くなる。

(ロ) 発火脚部３ａの胴部側面３ｄと取付金具１の
端面内壁１ｃの隙間Ｃにおいて、絶縁体発火脚
部の表面にカーボンが付着して絶縁抵抗が低下
したとき、発火脚部表面を沿つて前記隙間Ｃで
飛火し易くなる。

これら(イ)と(ロ)に生じる火花ギヤツプ６以外の放
電は混合気の点火に寄与するが、いずれも突出し
寸法Ｅよりも著しく引込んだ位置となるため、着
火性の面から望ましくなかつた。

本発明は上記問題を解決するためになされたも
のであつて、隙間Ｂ，Ｃを火花ギヤツプＡの大き
さによつて設定し、かつ取付金具の端面から発火
脚部の先端面までの突出し寸法Ｄを中心電極の先
端面までの突出し寸法Ｅによつて設定することに
より、火花が火花ギヤツプ以外で横飛びする現象
を抑制し、また横飛びした場合でも満足すべき着
火性を有する突出し型スパークプラグの提供を目
的とするものである。

以下本発明を図面の実施例によつて詳述する。

第２図は本発明の一実施例を示す突出し型スパ
ークプラグの発火部の要部断面図であり、従来の
第１図と同一部分は同一符号で示す。１は取付金
具、３は磁器絶縁体、４は中心電極であり、中心
電極４の先端部を裸出して固着した絶縁体３は取
付金具１の内腔内に配され、発火脚部３ａが前記
取付金具の端面１ｂより突出して公知の仕様によ
つて封鎖固定されている。５は前記取付金具１の
端面１ｂに溶接された外側電極であり、その電極
の内方側面５ａの先端５ｂと前記中心電極４の先
端面４ａとの間に火花ギヤツプ６が形成されたス
パークプラグである。

本発明において火花ギヤツプの大きさをＡとし
た場合、発火脚部３ａの先端側面３ｃと外側電極
５の内方側面５ａとの隙間Ｂは1.2A以上、また
発火脚部３ａの胴部側面３ｄと取付金具１の端面
内壁１ｃとの隙間Ｃは1.3A以上とし、更に取付
金具１の端面１ｂから発火脚部１ａの先端面３ｂ
までの突出し寸法Ｄは中心電極４の先端面４ａの
突出し寸法Ｅに対しＥ／３以上に設定したもので
ある。

これら寸法に限定する理由は以下によるもので
ある。即ち第３図及び第４図に示すように突出し
寸法Ｅを10mm、Ｄを４mm及び火花ギヤツプＡを
1.1mmを代表して火花ギヤツプＡに対し隙間Ｂ，
Ｃをそれぞれ変更し、火花が火花ギヤツプ以外で
横飛びする放電開始電圧の放電特性を調べた。な
おこの実験には絶縁体発火脚部の表面にカーボン
付着により絶縁抵抗が10MΩ以下に低下した状態
のスパークプラグを多数用意し、またテストはプ
ラグを火花試験機に装着し、常温、常温下でプラ
グ発火部に４Kg／cm²の圧力を加えた場合の隙間
Ｂ，Ｃの放電特性にて比較した。更に図中Ｘは正
規の火花ギヤツプ（0.8mm）の放電電圧、Ｙは長
時間使用して火花ギヤツプＡが1.4mmに拡大した
ときの放電電圧で一般に有効寿命の限界と判断さ
れる最大値である。その結果、有効寿命の限界と
するＹを基準にして隙間Ｂは第３図に示すように
火花ギヤツプＡの大きさに対し1.2倍以上、また
Ｃは第４図に示すように同じく1.3倍以上に設定
すると横飛び放電が大巾に減少させることができ
る。

また第５図には、突出し寸法Ｅを10mm、火花ギ
ヤツプＡを1.1mm、隙間Ｂを1.1mm以下、ＣをＡ×
1.4mmとし、かつ突出し寸法ＤをそれぞれＥ／５，
Ｅ／３として前記隙間Ｂと前記火花ギヤツプを等
電位としてこれら両ギヤツプで併発したものと上
記寸法のうちＢをＡ×1.3mmに変更してＤがＥ／
３のものを用いて火花ギヤツプのみで放電させる
スパークプラグを用意する。実験には４サイク
ル、６気筒2000c.c.のエンジンを用いてアイドリン
グ（650rpm）で運転し、空燃比と相関する排気
中のC₀，CO₂，HCの濃度の合計と着火ミス発生
回数との関係を調べた。その結果、同図に示すよ
うに火花ギヤツプＡのみで確実に着火したときに
近い状態としてＤは少なくともＥ／３以上が好ま
しいことが確かめられた。このように各寸法を限
定することによつて、プラグが汚損した場合でも
隙間Ｂ及びＣでの放電を回避して仮にＢで放電し
た場合でも着火性劣化の影響が少なく着火性のす
ぐれたものとすることができる。

第６図は本発明の他の実施例の突出し型スパー
クプラグの発火部を示したもので、中心電極４の
先端部４ａを絶縁体３の発火脚部３ａの先端面３
ｂより裸出して保持し、この絶縁体を取付金具１
の内腔内に同様に固定されている。前記中心電極
４の先端縁４ｃ（第６図イ）又は先端部側面４ｄ
（第６図ロ）に取付金具１の端面１ｂに突設され
た外側電極１５の内方側面１５ａ又は先端面１５
ｂが対設して火花ギヤツプ１６がそれぞれ形成さ
れたスパークプラグである。かかるスパークプラ
グにも第２図で述べた本発明の各寸法条件が適用
され、火花の横飛び放電を有利に阻止するよう構
成することができる。

第７図は更に本発明の他の実施例を示したもの
で第２図に示した本発明の突出し型スパークプラ
グに中心電極４と外側電極５の間の火花ギヤツプ
を形成する火花放電面にP₁又はその合金等の貴
金属チツプ１７，１８をそれぞれ接合したもので
あり、かかる貴金属チツプを備えることによつて
メンテナンスフリーに有効だけでなく、火花ギヤ
ツプの消耗が少なる分だけ火花ギヤツプが広くで
き、この拡大の火花ギヤツプにおける火花の横飛
び放電阻止に有効に対処することができる。また
第６図のスパークプラグにも貴金属チツプを同様
に設けることができる。

以上の如く、本発明の突出し型スパークプラグ
は隙間Ｂ，Ｃを火花ギヤツプの大きさに基づいて
それぞれＢ＞1.2A、Ｃ＞1.3Aとし、かつ発火脚
部の先端面の突出し寸法Ｄを中心電極の先端面ま
での突出し寸法Ｅに対しＤ＞Ｅ／３としたことに
より、火花が火花ギヤツプ以外で横飛び放電する
現象を有効に阻止でき、着火性のすぐれたスパー
クプラグとすることができる。またカーボン汚損
によつて生じる絶縁体表面に沿つて隙間Ｃでの火
花放電を防止すると共にこれに代つて隙間Ｂで飛
火した場合においても着火性の劣化を大巾に少な
くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の突出し型スパークプラグの発火
部の要部断面図、第２図は本発明の一実施例を示
す突出し型スパークプラグの発火部の要部断面
図、第３図〜第５図は本発明の特性を示したもの
で、第３図及び第４図は隙間Ｂ，Ｃの大きさと横
飛び放電特性の関係を示すグラフ、第５図は突出
し寸法Ｄでの着火性の影響を示すグラフ、第６図
及び第７図は本発明の他の実施例を示す突出し型
スパークプラグの発火部の要部断面図である。 １…取付金具、１ａ…内壁、１ｂ…端面、３…
絶縁体、３ａ…発火脚部、３ｂ…先端面、３ｃ…
先端側面、３ｄ…胴部側面、４…中心電極、４ａ
…先端部、４ｂ…先端面、５，１５…外側電極、
６，１６…火花ギヤツプ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 取付金具の内壁との間に隙間を設けて該取付
   金具の端面より突出した磁器絶縁体の発火脚部と
   この発火脚部の先端面より裸出する中心電極と該
   中心電極の先端部と対向する外側電極との間に火
   花ギヤツプを形成した突出し型スパークプラグに
   おいて、火花ギヤツプの大きさをＡとしかつ発火
   脚部の先端側面と外側電極との間の隙間をＢ、取
   付金具の端面内壁と発火脚部の胴部側面との隙間
   をＣ、取付金具の端面と発火脚部の先端面との突
   出し寸法をＤ及び取付金具の端面から中心電極の
   先端面の突出し寸法をＥとしたときＢ＞1.2A、
   Ｃ＞1.3Aとし、かつＤの突出し寸法をＤ＞Ｅ／
   ３の条件を満足することを特徴とする突出し型ス
   パークプラグ。