JPH0750192A - ガスエンジン用スパークプラグ - Google Patents
ガスエンジン用スパークプラグInfo
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- JPH0750192A JPH0750192A JP5192650A JP19265093A JPH0750192A JP H0750192 A JPH0750192 A JP H0750192A JP 5192650 A JP5192650 A JP 5192650A JP 19265093 A JP19265093 A JP 19265093A JP H0750192 A JPH0750192 A JP H0750192A
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- electrode
- noble metal
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- metal electrode
- gas engine
- Prior art date
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-
- 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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 気体燃料の着火性を低下させることなく長寿
命化を図れ、且つ火花エネルギーの誘導エネルギーを抑
制して貴金属電極の酸化揮発や消耗を防止すると共に、
狭い火花放電ギャップにブリッジが形成されることを防
止することを可能にする。 【構成】 接地電極４との間に０．３mm以上０．５mm以
下の狭い火花放電ギャップＧを形成する貴金属電極１８
の電極径をφ０．８以上φ１．０以下の範囲にして混合
気への着火性を向上した。また、貴金属電極１８の材料
として耐食性、耐火花消耗性、酸化揮発が比較的少な
く、また融点も白金より更に高く、安価なＩｒまたはＩ
ｒ合金を使用して火花エネルギーによる貴金属電極１８
の放電端面での粒の発生および成長を抑えた。そして、
中心電極５と端子電極９との間に、１００ｋΩ以上２０
０ｋΩ以下の電気抵抗値の抵抗体１０を配して誘導エネ
ルギーを例えば１５ｍＪ以下に抑えて、貴金属電極１８
の過昇温を防止した。
命化を図れ、且つ火花エネルギーの誘導エネルギーを抑
制して貴金属電極の酸化揮発や消耗を防止すると共に、
狭い火花放電ギャップにブリッジが形成されることを防
止することを可能にする。 【構成】 接地電極４との間に０．３mm以上０．５mm以
下の狭い火花放電ギャップＧを形成する貴金属電極１８
の電極径をφ０．８以上φ１．０以下の範囲にして混合
気への着火性を向上した。また、貴金属電極１８の材料
として耐食性、耐火花消耗性、酸化揮発が比較的少な
く、また融点も白金より更に高く、安価なＩｒまたはＩ
ｒ合金を使用して火花エネルギーによる貴金属電極１８
の放電端面での粒の発生および成長を抑えた。そして、
中心電極５と端子電極９との間に、１００ｋΩ以上２０
０ｋΩ以下の電気抵抗値の抵抗体１０を配して誘導エネ
ルギーを例えば１５ｍＪ以下に抑えて、貴金属電極１８
の過昇温を防止した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、天然ガス、都市ガス、
ＬＰＧガス等の気体燃料を燃焼するガスエンジン用スパ
ークプラグに関するものである。
ＬＰＧガス等の気体燃料を燃焼するガスエンジン用スパ
ークプラグに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、天然ガス、都市ガス、ＬＰＧ
ガス等の気体燃料を燃焼するガスエンジン用スパークプ
ラグは、空気調和装置の駆動手段や発電機の駆動手段等
に用いられているが、長時間の連続運転が必要なこと
や、メンテナンスのインターバルをできるだけ延ばした
いという目的で耐久性の向上（長寿命化）が要求されて
いる。
ガス等の気体燃料を燃焼するガスエンジン用スパークプ
ラグは、空気調和装置の駆動手段や発電機の駆動手段等
に用いられているが、長時間の連続運転が必要なこと
や、メンテナンスのインターバルをできるだけ延ばした
いという目的で耐久性の向上（長寿命化）が要求されて
いる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、ガスエンジ
ンは、一般に圧縮圧力が高く、気体燃料を燃焼させるこ
とからプラグ放電電圧が高く、中心電極の温度が上昇し
酸化が激しくなって中心電極の発火部の消耗が促進され
てしまう。したがって、ガスエンジン用スパークプラグ
を長寿命化するためには、ガソリンエンジン用スパーク
プラグに比べて、中心電極と接地電極との間の火花放電
ギャップを狭くしてプラグ放電電圧を低下させると共
に、中心電極の発火部に貴金属電極を設ける必要があっ
た。
ンは、一般に圧縮圧力が高く、気体燃料を燃焼させるこ
とからプラグ放電電圧が高く、中心電極の温度が上昇し
酸化が激しくなって中心電極の発火部の消耗が促進され
てしまう。したがって、ガスエンジン用スパークプラグ
を長寿命化するためには、ガソリンエンジン用スパーク
プラグに比べて、中心電極と接地電極との間の火花放電
ギャップを狭くしてプラグ放電電圧を低下させると共
に、中心電極の発火部に貴金属電極を設ける必要があっ
た。
【０００４】しかしながら、単純に火花放電ギャップを
狭くすると、消炎作用により気体燃料への着火性が悪化
する。このため、着火性を向上させるために単純に貴金
属電極の電極径を細くすると、火花エネルギーの集中に
より貴金属電極の温度が極めて高くなるため、貴金属電
極の酸化が激しくなり、貴金属電極の消耗が促進される
という問題点があった。
狭くすると、消炎作用により気体燃料への着火性が悪化
する。このため、着火性を向上させるために単純に貴金
属電極の電極径を細くすると、火花エネルギーの集中に
より貴金属電極の温度が極めて高くなるため、貴金属電
極の酸化が激しくなり、貴金属電極の消耗が促進される
という問題点があった。
【０００５】また、狭い火花放電ギャップを有し、貴金
属電極に白金を用いたスパークプラグは、火花放電が繰
り返されると、火花エネルギーと高温の燃焼ガスの２つ
の要因により白金電極の放電端面に大きな粒が徐々に堆
積していく（発汗現象）。そして、さらに火花放電が繰
り返されると、その粒が成長することにより狭い火花放
電ギャップにブリッジが形成されるという問題点があっ
た。
属電極に白金を用いたスパークプラグは、火花放電が繰
り返されると、火花エネルギーと高温の燃焼ガスの２つ
の要因により白金電極の放電端面に大きな粒が徐々に堆
積していく（発汗現象）。そして、さらに火花放電が繰
り返されると、その粒が成長することにより狭い火花放
電ギャップにブリッジが形成されるという問題点があっ
た。
【０００６】本発明は、気体燃料の着火性を低下させる
ことなく長寿命化を図れ、且つ火花エネルギーを抑制し
て貴金属電極の酸化揮発や消耗を防止することが可能な
ガスエンジン用スパークプラグの提供を目的とする。ま
た、本発明は、狭い火花放電ギャップにブリッジが形成
されることを防止することが可能なガスエンジン用スパ
ークプラグの提供を目的とする。
ことなく長寿命化を図れ、且つ火花エネルギーを抑制し
て貴金属電極の酸化揮発や消耗を防止することが可能な
ガスエンジン用スパークプラグの提供を目的とする。ま
た、本発明は、狭い火花放電ギャップにブリッジが形成
されることを防止することが可能なガスエンジン用スパ
ークプラグの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、気体
燃料を燃焼するガスエンジンの燃焼室内に配された接地
電極と、この接地電極との間で火花放電が発生する発火
部に、耐火花消耗性に優れる貴金属電極を配した中心電
極と、この中心電極に高電圧を印加する二次電圧回路中
に設けられた抵抗体とを備えたガスエンジン用スパーク
プラグにおいて、前記貴金属電極は、０．５mm以上１．
５mm以下の範囲の電極径を具備し、前記抵抗体は、５０
ｋΩ以上の電気抵抗値を具備することを特徴とする技術
手段を採用した。
燃料を燃焼するガスエンジンの燃焼室内に配された接地
電極と、この接地電極との間で火花放電が発生する発火
部に、耐火花消耗性に優れる貴金属電極を配した中心電
極と、この中心電極に高電圧を印加する二次電圧回路中
に設けられた抵抗体とを備えたガスエンジン用スパーク
プラグにおいて、前記貴金属電極は、０．５mm以上１．
５mm以下の範囲の電極径を具備し、前記抵抗体は、５０
ｋΩ以上の電気抵抗値を具備することを特徴とする技術
手段を採用した。
【０００８】なお、貴金属電極の材料に、耐食性、耐酸
化性に優れた貴金属、あるいはこの貴金属を主体とする
貴金属合金を用いても良い。また、貴金属にイリジウム
またはイリジウム合金を用いても良い。
化性に優れた貴金属、あるいはこの貴金属を主体とする
貴金属合金を用いても良い。また、貴金属にイリジウム
またはイリジウム合金を用いても良い。
【０００９】
【作用】請求項１の発明によれば、貴金属電極の電極径
を０．５mm以上１．５mm以下の範囲にし、且つ抵抗体の
電気抵抗値を５０ｋΩ以上にしているので、火花エネル
ギーの誘導エネルギーが抑制されることにより、貴金属
電極の温度の上昇が抑えられる。このため、貴金属電極
の酸化揮発や貴金属電極の消耗が抑えられるので、着火
性を低下させることなく、長寿命化が図れる。
を０．５mm以上１．５mm以下の範囲にし、且つ抵抗体の
電気抵抗値を５０ｋΩ以上にしているので、火花エネル
ギーの誘導エネルギーが抑制されることにより、貴金属
電極の温度の上昇が抑えられる。このため、貴金属電極
の酸化揮発や貴金属電極の消耗が抑えられるので、着火
性を低下させることなく、長寿命化が図れる。
【００１０】請求項３の発明によれば、耐食性、耐酸化
性に優れたイリジウム、あるいは耐食性、耐酸化性に優
れたイリジウムを主体とするイリジウム合金を貴金属電
極の材料として用いると、イリジウムは酸化揮発が比較
的少なく、また融点も白金より７００Ｋ°程度高いた
め、火花エネルギーと高温の燃焼ガスの２つの要因によ
る貴金属電極の放電端面の微視的な溶融が抑えられるの
で貴金属分子の飛散が抑制される。したがって、貴金属
電極の放電端面の粒の形成や成長が抑制されることによ
り、火花放電ギャップでのブリッジの形成が阻止され
る。このため、イリジウムやイリジウム合金は、中心電
極の発火部に細い貴金属電極を配したガスエンジン用ス
パークプラグに最も適した材料と言える。
性に優れたイリジウム、あるいは耐食性、耐酸化性に優
れたイリジウムを主体とするイリジウム合金を貴金属電
極の材料として用いると、イリジウムは酸化揮発が比較
的少なく、また融点も白金より７００Ｋ°程度高いた
め、火花エネルギーと高温の燃焼ガスの２つの要因によ
る貴金属電極の放電端面の微視的な溶融が抑えられるの
で貴金属分子の飛散が抑制される。したがって、貴金属
電極の放電端面の粒の形成や成長が抑制されることによ
り、火花放電ギャップでのブリッジの形成が阻止され
る。このため、イリジウムやイリジウム合金は、中心電
極の発火部に細い貴金属電極を配したガスエンジン用ス
パークプラグに最も適した材料と言える。
【００１１】
【実施例】本発明のガスエンジン用スパークプラグを図
に示す実施例に基づき説明する。 〔第１実施例の構成〕図１ないし図５は本発明の第１実
施例を示したものである。図１はガスヒートポンプ用ガ
スエンジンのスパークプラグの主要部を示した図で、図
２はそのスパークプラグの発火部を示した図である。こ
のスパークプラグ１は、ガスヒートポンプ（空気調和装
置）のコンプレッサを駆動するためのガスエンジンに取
り付けられるレジスタプラグであって、筒状の絶縁碍子
２、この絶縁碍子２を支持する主体金具３、この主体金
具３に保持された接地電極４、およびこの接地電極４と
火花放電ギャップＧを形成する中心電極５等を備えてい
る。
に示す実施例に基づき説明する。 〔第１実施例の構成〕図１ないし図５は本発明の第１実
施例を示したものである。図１はガスヒートポンプ用ガ
スエンジンのスパークプラグの主要部を示した図で、図
２はそのスパークプラグの発火部を示した図である。こ
のスパークプラグ１は、ガスヒートポンプ（空気調和装
置）のコンプレッサを駆動するためのガスエンジンに取
り付けられるレジスタプラグであって、筒状の絶縁碍子
２、この絶縁碍子２を支持する主体金具３、この主体金
具３に保持された接地電極４、およびこの接地電極４と
火花放電ギャップＧを形成する中心電極５等を備えてい
る。
【００１２】絶縁碍子２は、酸化アルミニウム（アルミ
ナ）質焼結体または窒化アルミニウム焼結体等のセラミ
ックス焼結体より成形されている。この絶縁碍子２の内
部には、先端面および後端面で開口している軸方向の内
孔６が形成されている。この絶縁碍子２のうち発火部７
側の内孔６には中心電極５が嵌め込まれており、中胴部
８より後端側の内孔６には端子電極９、抵抗体１０、導
電性ガラス層１１が収められている。
ナ）質焼結体または窒化アルミニウム焼結体等のセラミ
ックス焼結体より成形されている。この絶縁碍子２の内
部には、先端面および後端面で開口している軸方向の内
孔６が形成されている。この絶縁碍子２のうち発火部７
側の内孔６には中心電極５が嵌め込まれており、中胴部
８より後端側の内孔６には端子電極９、抵抗体１０、導
電性ガラス層１１が収められている。
【００１３】主体金具３は、スパークプラグ１の外殻を
構成し、絶縁碍子２の支持およびガスエンジンへの取り
付けの役目をする。この主体金具３の上部にはレンチ等
の工具をかけるための六角部１２が形成され、下部には
ガスエンジンへの取付用のねじ部１３が形成されてお
り、先端面には接地電極４が溶接等の手段により接合さ
れている。
構成し、絶縁碍子２の支持およびガスエンジンへの取り
付けの役目をする。この主体金具３の上部にはレンチ等
の工具をかけるための六角部１２が形成され、下部には
ガスエンジンへの取付用のねじ部１３が形成されてお
り、先端面には接地電極４が溶接等の手段により接合さ
れている。
【００１４】接地電極４は、耐熱性、耐食性に優れたニ
ッケル−クロム合金、ニッケル−マンガン−シリコン合
金、ニッケル−クロム−鉄合金（インコネル）等のニッ
ケル合金が使用されている。この接地電極４は、略Ｌ字
状に折り曲げられて中心電極５の先端面に対向配置され
ている。また、接地電極４の放電端面には、耐火花消耗
性に優れた白金（Ｐｔ）製の貴金属チップ１４が電気溶
接、レーザービーム溶接等の手段により接合されてい
る。中心電極５は、先端面が内孔６より突出した状態で
内孔６内に嵌め込まれることによって絶縁碍子２に保持
されている。
ッケル−クロム合金、ニッケル−マンガン−シリコン合
金、ニッケル−クロム−鉄合金（インコネル）等のニッ
ケル合金が使用されている。この接地電極４は、略Ｌ字
状に折り曲げられて中心電極５の先端面に対向配置され
ている。また、接地電極４の放電端面には、耐火花消耗
性に優れた白金（Ｐｔ）製の貴金属チップ１４が電気溶
接、レーザービーム溶接等の手段により接合されてい
る。中心電極５は、先端面が内孔６より突出した状態で
内孔６内に嵌め込まれることによって絶縁碍子２に保持
されている。
【００１５】次に中心電極５を図１および図２に基づい
て詳細に説明する。この中心電極５は、耐熱性、耐食性
に優れたニッケル−クロム合金、ニッケル−マンガン−
シリコン合金、ニッケル−クロム−鉄合金（インコネ
ル）等のニッケル合金を使用した電極母材１５、熱伝導
性に優れた銅または銅合金を使用した芯材１６、および
電極母材１５内に芯材１６を封入した複合電極材１７の
発火部７側には先端が小径で直棒状を形成した径小部１
９を設け、その径小部１９の先端面に設けられた貴金属
電極１８により構成されている。
て詳細に説明する。この中心電極５は、耐熱性、耐食性
に優れたニッケル−クロム合金、ニッケル−マンガン−
シリコン合金、ニッケル−クロム−鉄合金（インコネ
ル）等のニッケル合金を使用した電極母材１５、熱伝導
性に優れた銅または銅合金を使用した芯材１６、および
電極母材１５内に芯材１６を封入した複合電極材１７の
発火部７側には先端が小径で直棒状を形成した径小部１
９を設け、その径小部１９の先端面に設けられた貴金属
電極１８により構成されている。
【００１６】貴金属電極１８は、複合電極材１７の発火
部７の径小部１９に電気溶接、レーザービーム溶接等の
手段により接合されている。この貴金属電極１８の材料
としては、耐食性、耐火花消耗性、酸化揮発が比較的少
なく、また融点も白金より約７００Ｋ°高い安価なイリ
ジウム（Ｉｒ）やイリジウムを主体とした白金−イリジ
ウム合金が使用されている。
部７の径小部１９に電気溶接、レーザービーム溶接等の
手段により接合されている。この貴金属電極１８の材料
としては、耐食性、耐火花消耗性、酸化揮発が比較的少
なく、また融点も白金より約７００Ｋ°高い安価なイリ
ジウム（Ｉｒ）やイリジウムを主体とした白金−イリジ
ウム合金が使用されている。
【００１７】この実施例の貴金属電極１８の電極径Ｄお
よび径小部１９の直径は、図２に示したように、ガスエ
ンジンの仕様や燃料ガスの種類に応じてφ０．５以上φ
１．５以下の範囲を使用し、望ましくはφ０．８以上φ
１．０以下の範囲を使用している。また、貴金属電極１
８の放電端面と接地電極４の放電端面との間、すなわ
ち、火花放電ギャップＧの間隔Ｇｌは、ガスエンジンの
仕様や燃料ガスの種類に応じて、０．３mm以上０．５mm
以下の範囲を使用している。そして、貴金属電極１８の
主体金具３の先端面からの突出量Ｌは、ガスエンジンの
燃焼室内の燃焼温度に応じて１．５mm以上５．５mm以下
の範囲を使用し、望ましくは３．５mm程度を使用してい
る。
よび径小部１９の直径は、図２に示したように、ガスエ
ンジンの仕様や燃料ガスの種類に応じてφ０．５以上φ
１．５以下の範囲を使用し、望ましくはφ０．８以上φ
１．０以下の範囲を使用している。また、貴金属電極１
８の放電端面と接地電極４の放電端面との間、すなわ
ち、火花放電ギャップＧの間隔Ｇｌは、ガスエンジンの
仕様や燃料ガスの種類に応じて、０．３mm以上０．５mm
以下の範囲を使用している。そして、貴金属電極１８の
主体金具３の先端面からの突出量Ｌは、ガスエンジンの
燃焼室内の燃焼温度に応じて１．５mm以上５．５mm以下
の範囲を使用し、望ましくは３．５mm程度を使用してい
る。
【００１８】次に、抵抗体１０を図１に基づいて詳細に
説明する。この抵抗体１０は、５０ｋΩ以上２００ｋΩ
以下の範囲の電気抵抗値を具備し、望ましくは１００ｋ
Ω以上２００ｋΩ以下の範囲の電気抵抗値を具備してい
る。抵抗体１０は、硼珪酸リチウムカルシウム、ガラ
ス、ジルコニア、カーボンブラック等のガラス粉末−セ
ラミック粉末−カーボン系の抵抗材料により円柱状に成
形されている。また、この実施例では、点火コイル（図
示せず）の二次回路内、すなわち、中心電極５と端子電
極９との間に抵抗体１０を電気的に接続しているが、プ
ラグキャップ（図示せず）内に抵抗体１０を設けても良
い。
説明する。この抵抗体１０は、５０ｋΩ以上２００ｋΩ
以下の範囲の電気抵抗値を具備し、望ましくは１００ｋ
Ω以上２００ｋΩ以下の範囲の電気抵抗値を具備してい
る。抵抗体１０は、硼珪酸リチウムカルシウム、ガラ
ス、ジルコニア、カーボンブラック等のガラス粉末−セ
ラミック粉末−カーボン系の抵抗材料により円柱状に成
形されている。また、この実施例では、点火コイル（図
示せず）の二次回路内、すなわち、中心電極５と端子電
極９との間に抵抗体１０を電気的に接続しているが、プ
ラグキャップ（図示せず）内に抵抗体１０を設けても良
い。
【００１９】〔第１実施例の製造方法〕次に、この実施
例のスパークプラグ１の製造方法を図１に基づき簡単に
説明する。先ず、電極母材１５内に芯材１６を封入した
複合電極材１７を塑性加工や切削加工により所定の形状
に成形した後に、複合電極材１７の発火部７に径小部１
９を形成し、その径小部１９の先端面に貴金属電極１８
を溶接して中心電極５を製造する。
例のスパークプラグ１の製造方法を図１に基づき簡単に
説明する。先ず、電極母材１５内に芯材１６を封入した
複合電極材１７を塑性加工や切削加工により所定の形状
に成形した後に、複合電極材１７の発火部７に径小部１
９を形成し、その径小部１９の先端面に貴金属電極１８
を溶接して中心電極５を製造する。
【００２０】続いて、所定の形状に成形された筒状の絶
縁碍子２の内孔６内に中心電極５を挿入し、導電性ガラ
ス粉末を充填した後に抵抗体１０を挿入して再度導電性
ガラス粉末を充填し、端子電極９を高温にて圧入して中
心電極５の後端部と端子電極９との間で導電性ガラス粉
末を溶融させて導電性ガラス層１１を形成して、中心電
極５の後端部と端子電極９との間をガラスシールする。
そして、先端面に接地電極４を接合した主体金具３内に
絶縁碍子２を組み合わせてスパークプラグ１を製作す
る。
縁碍子２の内孔６内に中心電極５を挿入し、導電性ガラ
ス粉末を充填した後に抵抗体１０を挿入して再度導電性
ガラス粉末を充填し、端子電極９を高温にて圧入して中
心電極５の後端部と端子電極９との間で導電性ガラス粉
末を溶融させて導電性ガラス層１１を形成して、中心電
極５の後端部と端子電極９との間をガラスシールする。
そして、先端面に接地電極４を接合した主体金具３内に
絶縁碍子２を組み合わせてスパークプラグ１を製作す
る。
【００２１】〔第１実施例の作用〕次に、この実施例の
スパークプラグ１の作用を簡単に説明する。このスパー
クプラグ１をガスエンジンに取り付けて点火コイルの二
次側より中心電極５に高電圧を間欠的に印加すると、中
心電極５の発火部７側の貴金属電極１８の放電端面と接
地電極４の放電端面との間、つまり火花放電ギャップＧ
で火花放電が繰り返される。
スパークプラグ１の作用を簡単に説明する。このスパー
クプラグ１をガスエンジンに取り付けて点火コイルの二
次側より中心電極５に高電圧を間欠的に印加すると、中
心電極５の発火部７側の貴金属電極１８の放電端面と接
地電極４の放電端面との間、つまり火花放電ギャップＧ
で火花放電が繰り返される。
【００２２】ここで、中心電極５の貴金属電極に白金電
極を使用した場合には、火花エネルギーや高温の燃焼ガ
スの２つの要因によって白金電極の放電端面が微視的に
溶融して貴金属分子が飛散し、白金電極の放電端面に堆
積する。したがって、火花放電が繰り返されると、貴金
属分子の粒が白金電極の放電端面に徐々に積層され、接
地電極４側に向かって成長してしまい、例えば０．３mm
以上０．５mm以下の範囲の狭い火花放電ギャップＧでブ
リッジが形成されて失火する可能性があった。
極を使用した場合には、火花エネルギーや高温の燃焼ガ
スの２つの要因によって白金電極の放電端面が微視的に
溶融して貴金属分子が飛散し、白金電極の放電端面に堆
積する。したがって、火花放電が繰り返されると、貴金
属分子の粒が白金電極の放電端面に徐々に積層され、接
地電極４側に向かって成長してしまい、例えば０．３mm
以上０．５mm以下の範囲の狭い火花放電ギャップＧでブ
リッジが形成されて失火する可能性があった。
【００２３】ところが、この実施例では、φ０．５以上
φ１．５以下の範囲の細い電極径Ｄの貴金属電極１８を
中心電極５の発火部７に配し、貴金属電極１８の材料と
して耐食性、耐酸化性、耐火花消耗性、酸化揮発が比較
的少なく、また融点も白金より約７００Ｋ°高いイリジ
ウム（Ｉｒ）を主体とするイリジウム合金を使用してい
るので、火花放電時でも貴金属電極１８の放電端面が溶
融せず貴金属分子が飛散しない。これにより、火花エネ
ルギーや高温の燃焼ガスの２つの要因による粒の成長を
抑えることができるので、例えば０．３mm以上０．５mm
以下の範囲の狭い火花放電ギャップＧでのブリッジの形
成を阻止することができる。
φ１．５以下の範囲の細い電極径Ｄの貴金属電極１８を
中心電極５の発火部７に配し、貴金属電極１８の材料と
して耐食性、耐酸化性、耐火花消耗性、酸化揮発が比較
的少なく、また融点も白金より約７００Ｋ°高いイリジ
ウム（Ｉｒ）を主体とするイリジウム合金を使用してい
るので、火花放電時でも貴金属電極１８の放電端面が溶
融せず貴金属分子が飛散しない。これにより、火花エネ
ルギーや高温の燃焼ガスの２つの要因による粒の成長を
抑えることができるので、例えば０．３mm以上０．５mm
以下の範囲の狭い火花放電ギャップＧでのブリッジの形
成を阻止することができる。
【００２４】〔電気抵抗値と耐火花消耗性、耐酸化性に
ついて〕火花放電ギャップＧの間隔Ｇｌを０．５mmと
し、貴金属電極１８の電極径Ｄをφ１．０としたスパー
クプラグ１を１．１リットルのガスヒートポンプ用ガス
エンジンに装着して、ガスエンジンを２２００ｒｐｍ×
０％Ｌｏａｄ（無負荷）で低速運転しながら抵抗体１０
の電気抵抗値を変化させて耐火花消耗性、耐酸化性につ
いて調査を行い、その結果を図３のグラフに示した。
ついて〕火花放電ギャップＧの間隔Ｇｌを０．５mmと
し、貴金属電極１８の電極径Ｄをφ１．０としたスパー
クプラグ１を１．１リットルのガスヒートポンプ用ガス
エンジンに装着して、ガスエンジンを２２００ｒｐｍ×
０％Ｌｏａｄ（無負荷）で低速運転しながら抵抗体１０
の電気抵抗値を変化させて耐火花消耗性、耐酸化性につ
いて調査を行い、その結果を図３のグラフに示した。
【００２５】この図３のグラフから確認できるように、
抵抗体１０の電気抵抗値が、５０ｋΩになると、火花エ
ネルギーの誘導エネルギーが２０ｍＪ以下になって耐火
花消耗性、耐酸化性が向上し、抵抗体１０の電気抵抗値
が１００ｋΩ以上２００ｋΩ以下の範囲になると誘導エ
ネルギーが最低値を示すと共に横這いになっている。
抵抗体１０の電気抵抗値が、５０ｋΩになると、火花エ
ネルギーの誘導エネルギーが２０ｍＪ以下になって耐火
花消耗性、耐酸化性が向上し、抵抗体１０の電気抵抗値
が１００ｋΩ以上２００ｋΩ以下の範囲になると誘導エ
ネルギーが最低値を示すと共に横這いになっている。
【００２６】したがって、仮に抵抗体１０の電気抵抗値
を１００ｋΩにした場合には、火花エネルギーの誘導エ
ネルギーが１５ｍＪ以下に抑えられるので、貴金属電極
１８の温度を低温化することができる。これにより、貴
金属電極１８の過昇温を防止することができるため、貴
金属電極１８の酸化揮発や貴金属電極１８の消耗を抑制
することができるので、スパークプラグ１の耐久性を向
上することができる。
を１００ｋΩにした場合には、火花エネルギーの誘導エ
ネルギーが１５ｍＪ以下に抑えられるので、貴金属電極
１８の温度を低温化することができる。これにより、貴
金属電極１８の過昇温を防止することができるため、貴
金属電極１８の酸化揮発や貴金属電極１８の消耗を抑制
することができるので、スパークプラグ１の耐久性を向
上することができる。
【００２７】〔電極径と着火性について〕火花放電ギャ
ップＧを０．５mmとしたレジスタプラグ（実験例１〜実
験例３）を１．１リットルのガスヒートポンプ用ガスエ
ンジンに装着して、ガスエンジンを２２００ｒｐｍ×０
％Ｌｏａｄ（無負荷）で低速運転しながら貴金属電極の
電極径を変化させる実験を行い、その結果を図４のグラ
フに示した。
ップＧを０．５mmとしたレジスタプラグ（実験例１〜実
験例３）を１．１リットルのガスヒートポンプ用ガスエ
ンジンに装着して、ガスエンジンを２２００ｒｐｍ×０
％Ｌｏａｄ（無負荷）で低速運転しながら貴金属電極の
電極径を変化させる実験を行い、その結果を図４のグラ
フに示した。
【００２８】実験例１はフルトランジスタ点火装置を用
いた例で、誘導エネルギーが３５ｍＪのものである。実
験例２はフルトランジスタ点火装置を用いた例で、誘導
エネルギーが１５ｍＪのものである。実験例３は容量放
電式点火装置（ＣＤＩ）を用いた例で、誘導エネルギー
が５ｍＪのものである。実験例１〜実験例３に用いたス
パークプラグは電気抵抗値が５ｋΩの抵抗体を持つレジ
スタプラグである。
いた例で、誘導エネルギーが３５ｍＪのものである。実
験例２はフルトランジスタ点火装置を用いた例で、誘導
エネルギーが１５ｍＪのものである。実験例３は容量放
電式点火装置（ＣＤＩ）を用いた例で、誘導エネルギー
が５ｍＪのものである。実験例１〜実験例３に用いたス
パークプラグは電気抵抗値が５ｋΩの抵抗体を持つレジ
スタプラグである。
【００２９】この図４のグラフから確認できるように、
実験例１〜実験例３共に電極径Ｄが０．５mmの場合には
混合気の着火性に差はほとんどないと言える。実験例３
は電極径ＤＧが大きくなればなる程混合気の着火性が悪
化しているが、実験例２は実験例１に対して電極径Ｄの
変化に拘らずほぼ追随しており、混合気の着火性が悪化
することはないと言える。したがって、この実施例のよ
うに、スパークプラグ１内に電気抵抗値が１００ｋΩ以
上２００ｋΩ以下の範囲の抵抗体１０を配し、誘導エネ
ルギーが１５ｍＪ以下（図３参照）のスパークプラグ１
は、混合気の着火性が悪化することはないと言える。
実験例１〜実験例３共に電極径Ｄが０．５mmの場合には
混合気の着火性に差はほとんどないと言える。実験例３
は電極径ＤＧが大きくなればなる程混合気の着火性が悪
化しているが、実験例２は実験例１に対して電極径Ｄの
変化に拘らずほぼ追随しており、混合気の着火性が悪化
することはないと言える。したがって、この実施例のよ
うに、スパークプラグ１内に電気抵抗値が１００ｋΩ以
上２００ｋΩ以下の範囲の抵抗体１０を配し、誘導エネ
ルギーが１５ｍＪ以下（図３参照）のスパークプラグ１
は、混合気の着火性が悪化することはないと言える。
【００３０】〔電極径と耐久性（長寿命化）について〕
ガスエンジンに比較例１〜比較例３および実施例１を取
り付け、耐久時間が１００時間毎の比較例１〜比較例３
および実施例１のプラグ放電電圧の変化を計算し、その
結果を図５のグラフに示した。また、点火周期を６０Ｈ
ｚにし、０．７８４ＭＰａの加圧条件下で評価を行っ
た。
ガスエンジンに比較例１〜比較例３および実施例１を取
り付け、耐久時間が１００時間毎の比較例１〜比較例３
および実施例１のプラグ放電電圧の変化を計算し、その
結果を図５のグラフに示した。また、点火周期を６０Ｈ
ｚにし、０．７８４ＭＰａの加圧条件下で評価を行っ
た。
【００３１】比較例１は貴金属電極にＰｔ−Ｉｒ合金
（電極径Ｄがφ２．５）を用いたレジスタプラグであ
る。比較例２は貴金属電極にＰｔ−Ｉｒ合金（電極径Ｄ
がφ１．０を用いたレジスタプラグである。比較例３は
貴金属電極１８にＩｒ（電極径Ｄがφ０．８）を用いた
レジスタプラグである。実施例１は貴金属電極１８にＩ
ｒ（電極径Ｄがφ０．８）を用いたレジスタプラグであ
る。比較例１〜比較例３には電気抵抗値が５ｋΩの抵抗
体を封入しており、実施例には電気抵抗値が１００ｋΩ
の抵抗体１０を封入している。
（電極径Ｄがφ２．５）を用いたレジスタプラグであ
る。比較例２は貴金属電極にＰｔ−Ｉｒ合金（電極径Ｄ
がφ１．０を用いたレジスタプラグである。比較例３は
貴金属電極１８にＩｒ（電極径Ｄがφ０．８）を用いた
レジスタプラグである。実施例１は貴金属電極１８にＩ
ｒ（電極径Ｄがφ０．８）を用いたレジスタプラグであ
る。比較例１〜比較例３には電気抵抗値が５ｋΩの抵抗
体を封入しており、実施例には電気抵抗値が１００ｋΩ
の抵抗体１０を封入している。
【００３２】図５のグラフからも分かるように、比較例
１は貴金属電極の電極径がφ２．５と比較的に太いので
時間が経過する毎にプラグ放電電圧が上昇する。これは
腐食等により火花放電ギャップＧが広がると考えられ
る。また、比較例２および比較例３は貴金属電極の電極
径がφ１．０およびφ０．８と細いので時間が経過して
もそれ程プラグ放電電圧が上昇しない。実施例１は貴金
属電極１８の電極径がφ０．８と細く、電気抵抗値が１
００ｋΩの抵抗体１０を持つためプラグ放電電圧が一番
低くなっている。これは腐食等の発生が抑えられて火花
放電ギャップＧが広がらないと考えられ、混合気の着火
性が良くなる。
１は貴金属電極の電極径がφ２．５と比較的に太いので
時間が経過する毎にプラグ放電電圧が上昇する。これは
腐食等により火花放電ギャップＧが広がると考えられ
る。また、比較例２および比較例３は貴金属電極の電極
径がφ１．０およびφ０．８と細いので時間が経過して
もそれ程プラグ放電電圧が上昇しない。実施例１は貴金
属電極１８の電極径がφ０．８と細く、電気抵抗値が１
００ｋΩの抵抗体１０を持つためプラグ放電電圧が一番
低くなっている。これは腐食等の発生が抑えられて火花
放電ギャップＧが広がらないと考えられ、混合気の着火
性が良くなる。
【００３３】〔第２実施例〕図６および図７は本発明の
第２実施例を示したもので、ガスエンジン用スパークプ
ラグの発火部を示した図である。この実施例のスパーク
プラグ１は、燃焼室内の温度が比較的に高温のガスエン
ジンに使用されている。接地電極４には、ニッケル合金
製の電極母材２１内に熱伝導性に優れた銅製の芯材２２
を封入した複合電極材２３が使用され、熱引きを向上さ
せている。
第２実施例を示したもので、ガスエンジン用スパークプ
ラグの発火部を示した図である。この実施例のスパーク
プラグ１は、燃焼室内の温度が比較的に高温のガスエン
ジンに使用されている。接地電極４には、ニッケル合金
製の電極母材２１内に熱伝導性に優れた銅製の芯材２２
を封入した複合電極材２３が使用され、熱引きを向上さ
せている。
【００３４】また、中心電極５の電極母材１５の発火部
７側に凹部２４が形成されている。貴金属電極１８は、
放電端面が凹部２４より突出した状態で凹部２４内に嵌
め込まれて電極母材１５に保持されている。さらに、貴
金属電極１８は、電極母材１５に電気溶接やレーザービ
ーム溶接等の手段により接合されている。
７側に凹部２４が形成されている。貴金属電極１８は、
放電端面が凹部２４より突出した状態で凹部２４内に嵌
め込まれて電極母材１５に保持されている。さらに、貴
金属電極１８は、電極母材１５に電気溶接やレーザービ
ーム溶接等の手段により接合されている。
【００３５】そして、この実施例では、貴金属電極１８
の主体金具３の先端面からの突出量Ｌを、ガスエンジン
の燃焼室内の高温雰囲気に晒されないように１．５mm程
度にして、接地電極４および中心電極５の高温酸化を防
止している。
の主体金具３の先端面からの突出量Ｌを、ガスエンジン
の燃焼室内の高温雰囲気に晒されないように１．５mm程
度にして、接地電極４および中心電極５の高温酸化を防
止している。
【００３６】〔変形例〕本実施例では、貴金属電極１８
の材料としてイリジウムや白金−イリジウム合金を使用
したが、金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムなどの
他の貴金属や、イリジウム−希土類酸化物（イットリ
ア）合金等の他のイリジウム合金、ルテニウム−希土類
酸化物（イットリア）合金等のルテニウム合金等を使用
しても良い。
の材料としてイリジウムや白金−イリジウム合金を使用
したが、金、パラジウム、ロジウム、ルテニウムなどの
他の貴金属や、イリジウム−希土類酸化物（イットリ
ア）合金等の他のイリジウム合金、ルテニウム−希土類
酸化物（イットリア）合金等のルテニウム合金等を使用
しても良い。
【００３７】
【発明の効果】請求項１の発明は、火花エネルギーの誘
導エネルギーを抑制することができるため、貴金属電極
の温度を低下することができるので、貴金属電極の耐酸
化性および耐火花消耗性を向上することができる。この
結果、狭い火花放電ギャップで細い貴金属電極を有する
スパークプラグによる混合気の着火性を悪化させること
なく、長寿命化を実現することができる。
導エネルギーを抑制することができるため、貴金属電極
の温度を低下することができるので、貴金属電極の耐酸
化性および耐火花消耗性を向上することができる。この
結果、狭い火花放電ギャップで細い貴金属電極を有する
スパークプラグによる混合気の着火性を悪化させること
なく、長寿命化を実現することができる。
【００３８】請求項３の発明は、貴金属電極の放電端面
に火花エネルギーによる貴金属粒の発生および成長を抑
制することができるので、火花放電ギャップにブリッジ
が形成されることを防止することができ、ガスエンジン
が失火状態に陥ることを防止することができる。
に火花エネルギーによる貴金属粒の発生および成長を抑
制することができるので、火花放電ギャップにブリッジ
が形成されることを防止することができ、ガスエンジン
が失火状態に陥ることを防止することができる。
【図１】本発明の第１実施例にかかるガスエンジン用ス
パークプラグの主要部を示した半断面図である。
パークプラグの主要部を示した半断面図である。
【図２】図１のガスエンジン用スパークプラグの発火部
を示した側面図である。
を示した側面図である。
【図３】誘導エネルギーと抵抗体の電気抵抗値との関係
を示したグラフである。
を示したグラフである。
【図４】着火限界混合比と貴金属電極の電極径との関係
を示したグラフである。
を示したグラフである。
【図５】プラグ放電電圧と耐久時間との関係を示したグ
ラフである。
ラフである。
【図６】本発明の第２実施例にかかるガスエンジン用ス
パークプラグの主要部を示した半断面図である。
パークプラグの主要部を示した半断面図である。
【図７】図６のガスエンジン用スパークプラグの発火部
を示した側面図である。
を示した側面図である。
１ ガスエンジン用スパークプラグ ４ 接地電極 ５ 中心電極 ７ 発火部 １０ 抵抗体 １８ 貴金属電極
Claims (3)
- 【請求項１】 気体燃料を燃焼するガスエンジンの燃焼
室内に配された接地電極と、この接地電極との間で火花
放電が発生する発火部に、耐火花消耗性に優れる貴金属
電極を配した中心電極と、この中心電極に高電圧を印加
する二次電圧回路中に設けられた抵抗体とを備えたガス
エンジン用スパークプラグにおいて、 前記貴金属電極は、０．５mm以上１．５mm以下の範囲の
電極径を具備し、 前記抵抗体は、５０ｋΩ以上の電気抵抗値を具備するこ
とを特徴とするガスエンジン用スパークプラグ。 - 【請求項２】 請求項１に記載のガスエンジン用スパー
クプラグにおいて、 前記貴金属電極の材料は、耐食性、耐酸化性に優れた貴
金属または貴金属合金であることを特徴とするガスエン
ジン用スパークプラグ。 - 【請求項３】 請求項２に記載のガスエンジン用スパー
クプラグにおいて、 前記貴金属電極の材料は、イリジウムまたはイリジウム
合金であることを特徴とするガスエンジン用スパークプ
ラグ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5192650A JPH0750192A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | ガスエンジン用スパークプラグ |
| US08/253,311 US5514929A (en) | 1993-08-04 | 1994-06-03 | Spark plug including a ground electrode, a center electrode, and a resistor |
| BR9402341A BR9402341A (pt) | 1993-08-04 | 1994-08-03 | Vela de ignição para motor a gás |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5192650A JPH0750192A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | ガスエンジン用スパークプラグ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0750192A true JPH0750192A (ja) | 1995-02-21 |
Family
ID=16294777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5192650A Pending JPH0750192A (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | ガスエンジン用スパークプラグ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5514929A (ja) |
| JP (1) | JPH0750192A (ja) |
| BR (1) | BR9402341A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011091064A (ja) * | 2011-02-10 | 2011-05-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関用スパークプラグ |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3000955B2 (ja) * | 1996-05-13 | 2000-01-17 | 株式会社デンソー | スパークプラグ |
| JP3672718B2 (ja) * | 1997-03-18 | 2005-07-20 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
| US6078129A (en) | 1997-04-16 | 2000-06-20 | Denso Corporation | Spark plug having iridium containing noble metal chip attached via a molten bond |
| US6215234B1 (en) | 1997-12-26 | 2001-04-10 | Denso Corporation | Spark plug having specified spark gap dimensional relationships |
| US6130498A (en) * | 1997-12-26 | 2000-10-10 | Denso Corporation | Spark plug with specific measured parameters |
| EP0989646B1 (en) * | 1998-09-22 | 2001-03-21 | NGK Spark Plug Co. Ltd. | Spark Plug and ignition system for use with internal combustion engine |
| JP3075528B2 (ja) | 1998-09-22 | 2000-08-14 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ及び内燃機関用点火システム |
| 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 |
| US6412465B1 (en) | 2000-07-27 | 2002-07-02 | Federal-Mogul World Wide, Inc. | Ignition device having a firing tip formed from a yttrium-stabilized platinum-tungsten alloy |
| JP4322458B2 (ja) | 2001-02-13 | 2009-09-02 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 点火装置 |
| JP4167816B2 (ja) * | 2001-04-27 | 2008-10-22 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグの製造方法 |
| DE102004046864B9 (de) * | 2003-09-27 | 2018-02-22 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Zündkerze |
| US20050168121A1 (en) * | 2004-02-03 | 2005-08-04 | Federal-Mogul Ignition (U.K.) Limited | Spark plug configuration having a metal noble tip |
| 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 |
| JP4430724B2 (ja) * | 2007-09-13 | 2010-03-10 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
| KR20130093593A (ko) * | 2010-07-29 | 2013-08-22 | 페더럴-모굴 이그니션 컴퍼니 | 스파크 플러그용 전극 재료 |
| WO2012056598A1 (ja) * | 2010-10-26 | 2012-05-03 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
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| DE112012000947B4 (de) | 2011-02-22 | 2018-03-22 | Federal-Mogul Ignition Company | Verfahren zum Herstellen eines Elektrodenmaterials für einen Zündkerze |
| DE112012002699B4 (de) | 2011-06-28 | 2018-12-13 | Federal-Mogul Ignition Company | Zündkerze und Verfahren zum Herstellen einer Elektrode einer Zündkerze |
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| US10044172B2 (en) | 2012-04-27 | 2018-08-07 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode for spark plug comprising ruthenium-based material |
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| US8979606B2 (en) | 2012-06-26 | 2015-03-17 | Federal-Mogul Ignition Company | Method of manufacturing a ruthenium-based spark plug electrode material into a desired form and a ruthenium-based material for use in a spark plug |
| US9083156B2 (en) * | 2013-02-15 | 2015-07-14 | Federal-Mogul Ignition Company | Electrode core material for spark plugs |
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| DE2245404C3 (de) * | 1972-09-15 | 1978-08-31 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Massewiderstand, insbesondere für Zündkerzen, sowie Verfahren zur Herstellung desselben |
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| US4331899A (en) * | 1979-03-09 | 1982-05-25 | Nippon Soken, Inc. | Spark plug |
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1993
- 1993-08-04 JP JP5192650A patent/JPH0750192A/ja active Pending
-
1994
- 1994-06-03 US US08/253,311 patent/US5514929A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-08-03 BR BR9402341A patent/BR9402341A/pt not_active IP Right Cessation
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| JP2011091064A (ja) * | 2011-02-10 | 2011-05-06 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 内燃機関用スパークプラグ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR9402341A (pt) | 1995-07-18 |
| US5514929A (en) | 1996-05-07 |
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