JPH09213449A - 多極スパークプラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多極スパークプラグにおける点火性、特に低
温始動時における点火性を向上させようとするものであ
る。 【解決手段】 中心電極（３）の先端部（３１）の側面
（４）と、この中心電極（３）の先端部（３１）の側面
（４）に対向する位置に先端面（８）を有する接地電極
（７）により火花ギャップ（９）を形成する多極スパー
クプラグ（１）において、上記中心電極（３）の先端
を、先端に向かって細径形状とするテーパー部（１０）
とすることで、液化した燃料の火花ギャップからの排出
を容易にし、低温始動時における液化した燃料が火花ギ
ャップに滞留することで形成される燃料ブリッジの発生
を抑制することができるので、点火性、特に低温始動時
における点火性を十分に向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関に装着
されるスパークプラグにおいて、点火性（着火性）の向
上等を目的として複数の接地電極を突設する多極スパー
クプラグの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、火花放電する電極部材の消耗を防
止し、混合気への点火性を向上するために複数の接地電
極を、絶縁体から先端部が突出する中心電極の先端の側
面に対設させて複数の火花ギャップを形成した多極スパ
ークプラグが知られており、特に両極性タイプのＤＬＩ
（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｌｅｓｓ Ｉｇｎｉｔｉ
ｏｎ）の点火電源に多く使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものの多極スパークプラグの場合は、絶縁体に突出
して固持される中心電極の先端部の側面と、この中心電
極の側面に対向する位置に複数の接地電極の先端面を配
置して火花ギャップを形成してなるものであるため、確
かに火花放電を行う面積が拡大し、理論的には耐消耗性
が良く、通常運転時の点火性は改善されるものと考えら
れるが、実際には低温始動時において平行電極スパーク
プラグに比べて著しくその点火性が低下してしまうとい
うことがある。

【０００４】すなわち、この多極スパークプラグにおけ
る低温始動時の点火性の低下は、冬場のように外気温が
著しく低下することに伴ってスパークプラグも含めて内
燃機関自体も低温となってしまったことで、この低温始
動時における燃焼室内の混合気に含まれる燃料が、例え
ば低温のスパークプラグの発火部や絶縁体の表面に触れ
て液体となり絶縁体の表面に沿って中心電極方向に流下
すると共に、この絶縁体の先端において先端部が突出し
て固持される中心電極の側面及び、この中心電極の側面
に対向する接地電極の先端面との間で形成される火花ギ
ャップの間に上記液化した燃料が滞留することにより燃
料ブリッジが発生することとなるため、上記中心電極の
側面と接地電極の先端面との間に形成される火花ギャッ
プが有効な火花放電を行うことができず、混合気への点
火性の低下につながるというものである。

【０００５】そこで、この発明は上記従来のものの持つ
問題を改善するものであり、多極スパークプラグにおけ
る点火性、特に低温始動時における点火性を向上させよ
うとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのために、中心電極の
先端部を突出して固持する絶縁体と、上記絶縁体を内部
に保持する主体金具、及び上記主体金具の環状端面に突
設される複数の接地電極から構成されると共に、上記主
体金具の環状端面に突設される複数の接地電極の先端面
と中心電極の先端部の側面との間に火花ギャップを形成
してなる多極スパークプラグにおいて、上記中心電極の
先端を、先端に向かって細径形状となるテーパー部とし
てなるものである。

【０００７】更に、上記火花ギャップを形成する中心電
極及び接地電極において、接地電極の上端面における中
心電極のテーパー部のテーパー部開始端部からの突出量
Ｈを、上記接地電極の厚さをｈとした場合に、０≦Ｈ≦
１／２・ｈとしたり、又は上記中心電極の先端部の側面
と共に火花ギャップを形成する接地電極の先端面を平面
或は上記絶縁体に固持される中心電極の先端部を先端に
向かって細径とするテーパー部において、その表面にお
いてローレットを形成してなるものである。更には、上
記接地電極との間に火花ギャップを形成する中心電極の
先端部の側面に耐火花消耗性部材を設けてなるものであ
る。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明を実施するにあたって、
主体金具の環状端面に突設される複数の接地電極の先端
面と中心電極の先端部の側面との間に火花ギャップを形
成してなる多極スパークプラグにおいて、上記中心電極
の先端を、先端に向かって細径形状となるテーパー部と
することで、低温となったスパークプラグ、特に発火部
や絶縁体表面に接触することで液化した混合気中に含ま
れる燃料は、絶縁体の表面に沿って流下し、絶縁体に先
端部が突出して固持される中心電極の側面と、この中心
電極の先端部の側面に対向する接地電極の先端面との間
で形成される火花ギャップに上記液化した燃料が滞留し
ようとしても、中心電極の先端は、先端に向かって細径
形状とするテーパー部となっているため、この液化した
燃料は火花ギャップに滞留することで発生する燃料ブリ
ッジを形成することができず火花ギャップ中より排出さ
れるものとなるため、燃料ブリッジを原因とする失火が
抑制され、火花ギャップにおける火花放電を確実に行う
ことができる。

【０００９】また、火花ギャップを形成する中心電極及
び接地電極において、接地電極の上端面における中心電
極のテーパー部のテーパー部開始端部からの突出量Ｈ
を、上記接地電極の厚さをｈとした場合に、０≦Ｈ≦１
／２・ｈとしたり、又は上記中心電極の側面と共に火花
ギャップを形成する接地電極の先端面を平面にすること
で対間面積が減少し、更に上記絶縁体に固持される中心
電極の先端を、先端に向かって細径形状とするテーパー
部において、その表面においてローレットを形成するこ
とで液体が先端に流出し易くなり、火花ギャップ中に滞
留しようとする液化した燃料の排出を確実に行い燃料ブ
リッジの発生を阻止し、より確実に火花ギャップでの火
花放電を行うことができるようになる。また、接地電極
との間に火花ギャップを形成する中心電極の先端部にＰ
ｔ合金、Ｉｒ合金等の耐火花消耗性部材を設けること
で、一層の火花ギャップでの消耗の抑制を図ることがで
きるものである。

【００１０】

【実施例】この発明を図に示す実施例により更に説明す
る。（１）は、この発明の実施例である多極スパークプ
ラグであり、この多極スパークプラグ（１）は、円柱形
状の中心電極（３）の先端部（３１）を突出して、軸孔
（２１）内に導電性シール材（３２），（３２）を介し
て抵抗体（３３）を挟み端子電極（３４）と共に加熱に
より固持する絶縁体（２）と、上記絶縁体（２）を内部
に保持する主体金具（５）、及び上記主体金具（５）の
環状端面（６）に突設される複数の接地電極（７）から
構成され、上記主体金具（５）の環状端面（６）に突設
される複数の接地電極（７）の先端面（８）と中心電極
（３）の先端部（３１）の側面（４）との間に火花ギャ
ップ（９）を形成してなるものである。なお、接地電極
（７）の先端面（８）は中心電極（３）の先端部（３
１）の外周面と同心円状の円弧面に形成されている。

【００１１】そして、この発明の第１実施例において
は、上記絶縁体（２）に固持される中心電極（３）の先
端を、先端に向かって細径形状となるテーパー部（１
０）としてなるものである（図２参照）。

【００１２】この発明の第１実施例である多極スパーク
プラグ（１）は以上の構成を具えるので、自動車のエン
ジンに装着され、寒冷地の低温状態において特に絶縁体
（２）の表面に接触することで液化する混合気中に含ま
れる燃料が、上記絶縁体（２）の表面に沿って流下し、
絶縁体（２）の先端において突出して固持される中心電
極（３）の先端部（３１）の側面（４）と、この中心電
極（３）の側面（４）に対向する複数の接地電極（７）
の先端面（８）との間で形成される火花ギャップ（９）
に上記液化した燃料が滞留しようとしても、この絶縁体
（２）に固持される中心電極（３）の先端は、先端に向
かって細径形状とするテーパー部（１０）となっている
ため、この液化した燃料は火花ギャップ（９）に滞留す
ることで発生する燃料ブリッジを形成することができ
ず、容易に火花ギャップ（９）中から排出され、中心電
極（３）の側面（４）及び複数の接地電極（７）の先端
面（８）により形成される火花ギャップ（９）中より排
出されるものとなるため、燃料ブリッジを原因とする失
火が抑制され、火花ギャップ（９）における火花放電を
確実に行うことができることから、燃焼室内での混合気
に対する点火性、特に低温始動時における点火性を向上
させることができる。

【００１３】更に、図３において示すものは、この発明
の第２実施例である多極スパークプラグ（１）であり、
この多極スパークプラグ（１）においては、上記第１実
施例における火花ギャップ（９）を形成する絶縁体
（２）に固持された中心電極（３）及び主体金具（５）
の環状端面（６）に突設される複数の接地電極（７）に
おいて、接地電極（７）の上端面（１１）における中心
電極（３）の先端部（３１）のテーパー部（１０）のテ
ーパー部開始端部（１２）からの突出量Ｈを、上記接地
電極の厚さをｈとした場合に、０≦Ｈ≦１／２・ｈとす
ることにより、まず中心電極（３）の先端が、先端に向
かって細径形状となるテーパー部（１０）となっている
ため液化した燃料の排出が容易となり、中心電極（３）
の先端部（３１）の側面（４）と接地電極（７）の先端
面（８）との間で形成される火花ギャップ（９）におけ
る点火性の低下の原因となる燃料ブリッジの発生を一層
抑制することができるので、点火性、特に低温始動時に
於ける点火性を向上することができると共に、接地電極
（７）の上端面（１１）における中心電極（３）のテー
パー部（１０）のテーパー部開始端部（１２）からの突
出量Ｈを、上記接地電極の厚さをｈとした場合に、０≦
Ｈ≦１／２・ｈとすることで、Ｈ＞１／２・ｈとすると
火花ギャップ（９）での火花放電に伴う消耗の増大を抑
制して、多極スパークプラグ（１）の耐久性をも十分に
確保することができるものとなる。

【００１４】また、図４において示すものは、この発明
の第３実施例である多極スパークプラグ（１）であり、
この多極スパークプラグ（１）は、上記第１実施例にお
ける火花ギャップ（９）を形成する絶縁体（２）に固持
された円柱形状の中心電極（３）及び主体金具（５）の
環状端面（６）に突設される複数の接地電極（７）にお
いて、上記中心電極（３）の先端部（３１）の側面
（４）と共に火花ギャップ（９）を形成する接地電極
（７）の先端面（８）を平面形状（１３）としてなるも
のであり、まず中心電極（３）の先端が、先端に向かっ
て細径形状となるテーパー部（１０）となっているの
で、火花ギャップ（９）において燃料ブリッジを形成す
る液状となった燃料の排出が容易となりこの燃料ブリッ
ジの発生を確実に抑制でき、点火性、特に低温始動時に
於ける点火性を向上することができると共に、更に火花
ギャップ（９）を形成する接地電極（７）の先端面
（８）を平面形状（１３）とすることにより、中心電極
（３）の先端部（３１）の側面（４）に対する接地電極
（７）側の放電可能となる対間面積を減少することがで
きることから、火花ギャップ（９）中での燃料ブリッジ
の発生を一層抑制することができ、より確実に混合気へ
の点火を可能とし、低温始動時も含めた大幅な点火性の
向上を達成することができる。

【００１５】そして、図５において示すものは、この発
明の第４実施例である多極スパークプラグ（１）であ
り、この第４実施例である多極スパークプラグ（１）
は、上記第１実施例における火花ギャップ（９）を形成
する絶縁体（２）に固持された中心電極（３）及び主体
金具（５）の環状端面（６）に突設される複数の接地電
極（７）において、上記絶縁体（２）に固持される中心
電極（３）の先端を、先端に向かって細径とするテーパ
ー部（１０）において、その表面にローレット（１４）
を形成してなるものであり、このように中心電極（３）
の先端を、先端に向かって細径とするテーパー部（１
０）とすると共に、その表面にローレット（１４）を形
成することにより、液化した燃料が絶縁体（２）の表面
に沿って流下し易くなり、中心電極（３）の先端部（３
１）の側面（４）と接地電極（７）の先端面（８）によ
り形成される火花ギャップ（９）中に滞留しようとして
も、中心電極（３）の先端が先端に向かって細径形状と
するテーパー部（１０）となっている上、そのテーパー
部（１０）の表面にはローレット（１４）が形成されて
いるので、この液化した燃料は火花ギャップ（９）中か
ら迅速且つ確実に排除できることとなるので、点火性、
特に低温始動時における点火性を確実に向上させること
ができるものとなる。

【００１６】そこで、この発明の実施例についてその効
果を確認するために、室温−３０℃において、１．６リ
ットル、Ｌ４のエンジンに装着して、エンジン回転数が
６００ｒｐｍに到達した始動時間についてそれぞれ計測
したところ、この発明の第１，及び第４実施例における
多極スパークプラグは、従来の多極スパークプラグに比
べて大幅の向上し、従来の平行電極スパークプラグと同
等の時間で６００ｒｐｍのアイドリング回転となること
が明かとなり、この発明の効果が十分に確認された（図
６参照）。

【００１７】更に、図７はこの発明の第５実施例である
多極スパークプラグ（１）であり、この多極スパ−クプ
ラグ（１）は、上記第１実施例〜第４実施例において、
接地電極（７）の先端面（８），（１３）との間に火花
ギャップ（９）を形成する中心電極（３）の先端部（３
１）の側面（４）に耐火花消耗性に優れたＰｔ−Ｉｒ合
金，Ｐｔ−Ｎｉ合金，Ｐｔ−Ｉｒ−Ｎｉ合金などのＰｔ
合金，Ｉｒ−Ｎｉ合金，Ｉｒ−Ｙ₂ Ｏ３などのＩｒ合
金，高Ｃｒ合金，Ａｕ−Ｐｄ合金などの耐火花消耗性部
材（１５）が公知の電気抵抗溶接、レーザー溶接、塑性
加工などの方法により設けられている。かかる耐火花消
耗性部材（１５）の形成により、中心電極（３）側の電
極消耗を有効に改善することができる。なお、この部材
（１５）は中心電極（３）の先端部（３１）の外周又は
接地電極（７）の先端面（８），（１３）が対設する中
心電極（３）の側面（４）に部分的に設けたものであっ
ても良い。

【００１８】

【発明の効果】以上のとおり、この発明は構成されるか
ら点火性、特に低温始動時における点火性を十分に向上
させることができると共に、火花放電面積の減少に伴う
点火性のより一層の改善、又は液化した燃料の火花ギャ
ップからの迅速な排出を図り、スパークプラグ自体の火
花ギャップでの消耗を抑制して、耐久性をも十分に確保
することができる優れた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例である多極スパークプラグの
部分断面図である。

【図２】この発明の第１実施例である多極スパークプラ
グの要部拡大正面図である。

【図３】この発明の第２実施例である多極スパークプラ
グの要部拡大正面図である。

【図４】この発明の第３実施例である多極スパークプラ
グの要部拡大平面図である。

【図５】この発明の第４実施例である多極スパークプラ
グの要部拡大正面図である。

【図６】この発明の実施例である多極スパークプラグに
対する実機装着試験における始動時間までの結果を示し
たものである。

【図７】この発明の第５実施例である多極スパークプラ
グの要部拡大正面図である。

【符号の説明】

１ 多極スパークプラグ ２ 絶縁体 ３ 中心電極 ４ （中心電極の）側面 ５ 主体金具 ６ 環状端面 ７ 接地電極 ８ （接地電極の）先端面 ９ 火花ギャップ １０ テーパー部 １１ （接地電極の）上端面 １２ テーパー部開始端部 １３ （接地電極の先端面の）平面形状 １４ ローレット １５ 耐火花消耗性部材 ２１ 軸孔 ３１ （中心電極の）先端部 ３２ 導電性シール材 ３３ 抵抗体 ３４ 端子電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 光孝 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日本特殊 陶業株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心電極の先端部を突出して固持する絶
   縁体と、上記絶縁体を内部に保持する主体金具、及び上
   記主体金具の環状端面に突設される複数の接地電極から
   構成されると共に、上記主体金具の環状端面に突設され
   る複数の接地電極の先端面と中心電極の先端部の側面と
   の間に火花ギャップを形成してなり、上記絶縁体に突出
   して固持される中心電極の先端を、先端に向かって細径
   形状とするテーパー部としてなる多極スパークプラグ。
2. 【請求項２】 火花ギャップを形成する中心電極及び接
   地電極において、接地電極の上端面における中心電極の
   先端のテーパー部のテーパー部開始端部からの突出量Ｈ
   を、上記主体金具の環状端面に突設される接地電極の厚
   さをｈとした場合に、 ０≦Ｈ≦１／２・ｈ としてなる請求項１記載の多極スパークプラグ。
3. 【請求項３】 上記絶縁体に突出して固持される中心電
   極の先端部の側面と共に火花ギャップを形成する接地電
   極の先端面を平面としてなる請求項１又は２記載の多極
   スパークプラグ。
4. 【請求項４】 上記絶縁体に突出して固持される中心電
   極の先端部を先端に向かって細径形状とするテーパー部
   において、その表面にローレットを形成してなる請求項
   １、２又は３記載の多極スパークプラグ。
5. 【請求項５】 上記接地電極の先端面との間に火花ギャ
   ップを形成する中心電極の先端部の側面に耐火花消耗性
   部材を設けてなる請求項１〜４記載の多極スパークプラ
   グ。