JPS61292875A - 小型点火プラグ - Google Patents

小型点火プラグ

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JPS61292875A
JPS61292875A JP13378685A JP13378685A JPS61292875A JP S61292875 A JPS61292875 A JP S61292875A JP 13378685 A JP13378685 A JP 13378685A JP 13378685 A JP13378685 A JP 13378685A JP S61292875 A JPS61292875 A JP S61292875A
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center electrode
fitting
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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) この発明は自動車などの内燃機関に用いて好都合な小型
、軽量化を達成する点火プラグに関するものである。
(従来の技術〕 近年、自動車などのエンジンの高性能化に対してコンパ
クト化、4バルグ化が進み、点火プラグの取付スペース
も著しく縮小されるに及んでプラグ取付ねじ自体を径小
とする小型点火ブラダが希求されている。
ブラダの取付ねじ径の縮小化を図るについては当然寸法
上の制約から主要部品の径寸法が小さくなり、断面積の
縮小に伴い熱範囲が狭くなり、しかも中心電極及び接地
電極も細くなるため耐久性が得られず、従来の14ff
型プラグ標準構造として第12図に示すように、中心電
極12を軸孔13a内に保持し7t#!l緑体13金主
体金具15の内腔内に固着し、主体金具15の先端面1
5aに接合した棒状の接地電極16を曲折して中心電極
12との間に火花ギャップ17全形代した点火プラグに
おいては、最早上記プラグ性能が得られず、かかる小型
点火プラグ実用化への障害となっていえ。
(発明が解決しようとする間頌点〕 本発明は上記間M’r有利に解決する友めのものであジ
、主体金具の取付ねじ径が5〜10ffの小型点火プラ
グに適用しt場合、プラグの熱範囲が大きく悪化するこ
となく、電極及び絶縁体の耐久性を向上して十分な着火
性を奏し、且つ要求電圧が低下して絶縁体表面に生じる
チャンネリング(放電加工による損傷)を阻止する小型
点火プラグ全簡単、安価に提供しようとするものである
(問題、くを解決するための手段〕 本発明の構成は、機関の取付ねじ径が5〜10鱈である
主体へ具と該主体金具の取付ねじの先端に設けた円筒部
の先端面全燃焼室壁面と同一面もしくは燃焼室内に突出
し、この金具先端面より更に磁器絶縁体を突出すると共
に絶縁体先端面よジ裸出する中心電極と前記金具先端面
と絶縁体外周面との間に気中放電ギャップを形成して絶
縁体表面に沿って沿面放電させる発火部構造で、且つ中
心電極と金具先端面との間の絶縁体表面に沿って形成す
る沿面放電ギャップff、l’to、5≦L≦4.5H
1金具先端面と絶縁体外周面との間の気中放電ギャップ
(0を0.3≦G≦0.8ff、絶縁体先端の肉厚(t
l)金具先端面に位置する部分の絶縁体肉厚(tl)と
し定時t l< t zとし、更に絶縁体から裸出した
部分の中心電極径@を絶縁体先端径(2)とし定時、0
.7<B<1.IAffとし、絶縁体先端面と中心電極
の隙間(aをQ −Q、5 JQFの条件を満足するこ
とを特徴とするものである。
(作用) 本発明は上記構成ヲもつことから下記の作用を有する。
(イ)従来構造のような棒状接地電極を廃して円筒形状
の金具先端面としたことにより先端面の肉厚が小さくな
っても断面積が大きく耐久性が向上する。
(ロ)絶縁体表面に沿って放電するため付着したカーボ
ンは火花によって清浄されるため耐汚損性が著しく向上
する。
ピ埼 従来の気中放電ギヤー、 711は電極が剋くな
るため耐久性がなく、まt使用中に電極の破損等を生じ
るためワイドギャップが譬しく、十分な着火性が得られ
なかっtが、本発明の構造に絶縁体に沿って火花放電が
生じるため火花ギャップを大きくしても低い電圧で飛火
させることができ、特にLとGの寸法を限定しtことに
より十分な着火性と要求電圧を低く抑えることができる
に)着火性を向上させる別の手段とじて発火位置を燃焼
室内に突出する手法があジ、かかる手法は14ffの比
較的大きなねじ径のものに限って効果的であって小型点
火プラグになると耐久性が得られないのに対し、本発明
は金具先端面を燃焼室内に突出することVCよV電極断
面積が大きく、且つ燃焼室壁面を流れる未燃焼ガスが気
中放電ギャップ内に侵入し難くなるため耐久性及び耐汚
損性が向上する。更に金具先端面の突出しは絶縁体の裸
出寸法も短く(受熱面積が小)なるので中心電極の温度
が低下し、耐熱性が向上する。
(ホ)絶縁体の先端肉厚tI全金具先端面の気中放電ギ
ャップ部分の肉厚txより小さくしたことにより中心電
極と金具先端面との間の電界を小さぐる。
(へ)絶縁体から裸出した部分の中心電極径(B)全絶
緑体先端怪(2)とした時o、7A<B<1.IAmの
範囲として中心電極先端に拡大先端部を形成したことに
より、要求電圧が低下すると共に火花に19絶縁体表面
に生じるチャンネリング現象を阻止することができる。
また絶縁体先端面と中心電極の隙間(Oを0〜0.5H
としtことに工9、冷熱サイクル繰返しにおいての中心
電極と絶縁体の熱膨張差による割れを阻止することがで
きる。
(ト)本発明の構成は取付ねじ径が6 e 8 p 1
0tni等においてその効果が顕著に作用する。
(イ)本発明の小型点火プラグに1つのシリンダーに複
数の点火プラグを装着するものに対して有用である。
(実施例) 以下本発明の小型点火プラグについて詳述する。
第1図、第2図において1はアルミナ磁器等から成る絶
縁体、2は前記絶縁体1の軸孔1a内に挿通されて先端
面1bより裸出する拡大先端部2aを具え念中心電極、
3は前記中心電極2の後端部を端子を標4とともに封着
する公知のシール材、5は機関取付ねじ(5〜10謂)
5aを設けた主体金具で、後方シリンダーヘッド8に定
着するシート面5bと径大胴部5c及び取付用7ランジ
部5dを具えており、前記絶縁体1t−内腔内の股座5
eで係止して端縁部全公知の加締めなどの手法により固
着してなる。前記主体金具5は取付ねじ5aに続く先端
にねじ無しの円筒部の先端面5fがシリンダーヘッド8
の燃焼室壁面9と同一面又・は燃焼室内に突出しており
、またこの金具先端面5fLり絶縁体1の先端部ICが
突出してなる。
更にこの絶縁体1の先端部ICは前記金具先端面5ft
−境にして先細のテーパー形状に形成され、金具先端面
5cと絶縁体外周面1dとの間に気中放電ギヤツブG全
形成し、前記絶縁体先端部ICの表面に沿って沿面放電
ギャップ(IJt−形成し友点火プラグである。
この本発明点火プラグの好ましい寸法関係としては中心
電極2と金具先端面5fとの間の沿面放電ギャップ9は
0.5≦L≦4.5Hの範囲、また前記気中放電ギャッ
プGは0.3≦G≦0.8鱈の範囲がよく、更に絶縁体
1の先端肉厚(tr>、金具先端面5fの絶縁体外周面
1dの肉厚ft zとし交時t 、< t xの寸法に
設定されていることがプラグ性能劣化を阻止する上で必
要なことが判っt0即ち、沿面放電ギャップリは第3図
及び!4図に示すように、気中放電ギャップG = 0
.5 ffとしたときのL寸法に対する着火性と放電電
圧を求めたものであジ、着火性については4サイクル2
000CCのエンジンを用いてアイドリング(600r
l)m)時の空熔比を薄くしたときの着火ミスが生じる
着火限界空燃比にて評価した。この結果、L寸法の上限
は要求電圧の関係から4.5 MMとし、下限は着火性
の面から0.5H以上が必要である。同様に気中放電ギ
ャップGについては第5図に示すように上記エンジンを
用いて一10°Cで始動、アイドリング、低速の繰返し
パターンによる不調サイクルに至るテストからギャップ
Gの上限は開口面積の増加と放yt圧の上昇によj)Q
、8ff、下限はカーボンブリッジの発生に伴う耐汚損
性の悪化から0、8 ff11以上が必要である。また
絶縁体発火部の肉厚1+とt2の関係は第6図に示すよ
うに、電圧20〜25KY、火花回数10011U/毎
秒、加圧力6 # / dで125時間の火花耐久テス
トにおいてt t = t xの寸法では放電電圧の上
昇による放電加工によって絶縁体表面の損傷が著しく大
きくなるのに対しt I< t *とした場合その値は
少なくなる。またtsの下限は製造工程及び実用上にお
いて先端部分の欠け、割れ等が生じるため0.5 ff
以上が必要である。まt中心電極先端径■については第
7図及び第8図に示す工うに、火花耐久テストとアイド
リングにおける着火性(HCスパイク数)で評価しt結
果、Bは0.7Aエク小さくなると極端に磁器の損傷深
さが大きくなり、1.IAよジ大きくなると着火性が悪
化し好ましくなくなる。更に絶縁体先端面と中心電極の
隙間(c)は0.5寵以内の範囲で設けた方が絶縁体の
割れが生じないことが確められた。なお金具先端面5f
の突出し寸法は着火性の面を考慮して20〜10Jfl
lの範囲内で適宜設けられる。
第9図及び第10図は本発明点火プラグの他の実施例を
示し友ものであり、第9図、第10図と上記第1図の実
施例点火、プラグの相違するところは主体金具5の円筒
部の先端面5fの燃焼室側の突出し部分には耐熱性耐摩
耗性に優れた材料からなるリング部材6が固着したもの
であって、この材料としては点火ブラダ電極材として用
いられているNt合金e N t −Cr合金eNi−
Cr−Fe合金及びSiCなどの導電性セラミックなど
が適用できる。そしてこのリング部材6は第9図のよう
に金具先端面5fに又は@10図に示す=うに金具先端
の内周5gに股座を設けてろう接、溶接等によって接合
されている。かかるリング部材を用いることによって剣
中放電ギャップにおける火花消耗を解消することかでき
る。ま7t@11図は本発明点火プラグの更に他の実施
例を示したもので、上記第1図、第9図及び第10図の
実施例において主体金具5の先端面5f及びリング部材
6の燃焼室側の突出し部分にガス流通のための溝7を2
〜4個設けたものである。この場合の溝巾■は円筒形状
の先端面径日の1/3〜l/lQw。
且つ溝深さ■ば0.5朋以上にすることが好ましいこと
が判り九〇即ち、主体金具5の先端面5fが燃焼室側に
長く突出す程ガス流通性が悪く、軽負荷運転時のカーボ
ン汚損及び絶縁体表面に付着したカーボンを除去する自
己清浄性が悪くなるが、かかる溝を設けることKよりガ
ス流通をよくしてカーボン汚損及び自己清浄性が向上で
きる。特に溝の巾[F]及び深さ(F)を上記範囲に設
定することによって上記作用を有するもので、溝巾[F
]は先端面径■の1/10以下ではガス流通効果がなく
、また1/3よジ大きいと耐消耗性の面で劣化し、更に
深さDば0.5H以下だとガス流通効果が期待できなく
なることICjる。
なお本発明における主体金具5の取付ねじ後方の形状は
上記実施例だけに限定されるものでなくガステラトラ用
いて定着する一般的構造及び本出頭人による特開昭60
−28191及び実願昭59−25109に記載の半ね
じタイ1の構造であってよい。
(発明の効果ン 以上の構成よりなる本発明点火プラグは機関取付ねじ径
が5〜10ffと小型点火プラグに適用し之場合に従来
の点火プラグの設計技術音用いt問題点を容易に解消す
ることができ、小型点火プラグにおける着火性の向上、
耐汚損性並びに耐熱性の向上による熱範囲を拡大し、電
極部分の耐消耗性の向上及びチャンネリングを阻止して
耐久性の優れ九点火プラグとして良好なあらゆる性能を
具備することができ、且つ容易に安価に製作することが
できる多大な効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す点火プラグのエンジン
装着状態を示す要部断面図、第2図は第1図の要部半断
面図、第8図〜第8図は本発明の説明に供する特性図、
第9及び第10図は本発明点火プラグの他の実施例を示
す要部半断面図、第11図は本発明点火プラグの更に他
の実施例を示し、第11図(イ)はその要部正面図、第
11図P)は第11図(ハ)の平面図、第12図は従来
点火プラグの要部半断面図゛である。 1・・・絶縁体 1b・・・先端面 1d・・・外周面
 2・・・中心電極 5・・・主体金具 5a・・・取
付ねじ 5f・・・金具先端面 5g・・・金具先端内
周 6・・・リング部材 7・・・溝 9・・・燃焼室
壁面 G・・・気中放電ギヤラグL・・・沿面放電ギャ
ップ A・・・中心電極先端径 B・・・隙間 特許出願人  日本特殊陶業株式会社 s1図 2a II 12図 第6図 娩a+4リル惰山K (b) $95It          第10図手続補正書(
方式) %式% 1、事件の表示 昭和60年特許願 第188786号 2、発明の名称 小屋点火プラグ 8、補正をする者 事件との関係  特許出願人 〔住所〕 名古屋市瑞穂区高辻町14番18号〔氏名)
  (454)日本特殊陶業株式会社代表者 鈴 木 
亭 − 4、代理人 郵便番号 467 〔住所〕 名古屋市瑞穂区高田町4丁目8番8号5、補
正命令の日付(発送日) 昭和60年9月24日 6、補正の対象 明細書中、「図面の簡単な説明」の欄。 7、補正の内容 (1)F!A細書第18頁第11行目から同頁最終行目
までを下記の通り訂正します。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明の一実施例を示す点火 プラグのエンジン装着状態を示す要部断面図、第2図は
第1図の要部半断面図、第8図〜第8図は本発明の説明
に供する特性図、第9図及び第10図は本発明点火プラ
グの他の実施例を示す要部半断面図、第11図は本発明
点火プラグの更に他の実施例を示し、第11図0)はそ
の要部正面図、第11図(ロ)は第11図(イ)の平面
図、第12図は従来点火プラグの要部半断面図である。 」 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)機関の取付ねじ径が5〜10mmである主体金具
    と該主体金具の取付ねじの先端に設けた円筒部の先端面
    を燃焼室壁面と略同一面もしくは燃焼室内に突出し、こ
    の金具先端面より更に磁器絶縁体を突出すると共に絶縁
    体先端面より裸出する中心電極と前記金具先端面と絶縁
    体外周面との間に気中放電ギャップを形成して絶縁体表
    面に沿って沿面放電させる発火部構造であって、且つ中
    心電極と金具先端面との間の絶縁体表面に沿って形成す
    る沿面放電ギャップ(L)を0.5≦L≦4.5mm、
    金具先端面と絶縁体外周面との間の気中放電ギャップ(
    G)を0.3≦G≦0.8mm、絶縁体先端の肉厚(t
    _1)、金具先端面に位置する部分の絶縁体肉厚を(t
    _2)とした時t_1<t_2とし、更に絶縁体から裸
    出した部分の中心電極径(B)を絶縁体先端径(A)と
    した時0.7A<B<1.1Ammとし、絶縁体先端面
    と中心電極の隙間(C)を0〜0.5mmの条件を満足
    することを特徴とする小型点火プラグ。
  2. (2)上記金具先端面又は金具先端内周に沿って燃焼室
    側に突出するように耐熱耐摩耗性に優れた材料からなる
    リング部材を固着したことを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の小型点火プラグ。
  3. (3)上記金具先端面に半径方向の2〜4個のガス流通
    溝を設け、且つこの溝巾(F)を金具先端面の径(H)
    の1/3〜1/10mm、溝深さ(E)を0.5mm以
    上に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第1項又
    は第2項記載の小型点火プラグ。
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