JPH0612679B2 - スパ−クプラグ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は内燃機関のスパークプラグに関するものであ
る。

［従来技術］ スパークプラグは一般に中心電極および接地電極を備
え、これ等の間にスパークギャップを形成している。

ところで近年、内燃機関（以下、エンジンという）の性
能向上のための高圧縮比化、リーンバーン化、スパーク
ギャップのワイド化、ターボチャージャ装着等によりプ
ラグ要求電圧は上昇の一途をたどっている。また、プレ
イグニッション対策として熱価を高める傾向にあり、こ
れに伴なって発火部に付着したカーボンのくすぶりの問
題もクローズアップされてきた。

従来、プラグ要求電圧低減対策としては、例えば電極を
細くする手段があるが、電極消耗が大きく耐久性が低下
する。そこで電極先端を消耗の少ない白金で形成する手
段も考えられるが、コスト的に問題がある。

一方、くすぶり防止対策としては絶縁碍子の脚部表面に
シリコンオイルを塗布する等の手段が知られているが、
短期間で焼失してしまい、耐久性が極めて低い。

［本発明が解決しようとする問題点］ 本発明は上記の実情に鑑みてなされたもので、ワイドギ
ャップとしても従来より要求電圧を低くし得るスパーク
プラグを提供すること、またくすぶりも少なくし得るス
パークプラグを提供することにより上記の問題点を解消
しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 図に例示するように、従来のスパークプラグと同様に絶
縁碍子４に囲まれた中心電極１および中心電極１の先端
前方に突出する接地電極２を備え、両電極１、２間にス
パークギャップＳ_１（正規ギャップ）を形成している。

そして本発明のスパークプラグは上記絶縁碍子まわりに
抵抗体の第３電極３を設け、第３電極３の先端と中心電
極１との間にスパークギャップ（補助ギャップＳ_２）を
形成する。中心電極１の先端と、これを囲む絶縁碍子４
の先端との間にはリング状の溝１００が形成してある。
これにより上記補助ギャップＳ_２は、溝１００による空
間ギャップと、絶縁碍子４の先端面４ａに沿う沿面ギャ
ップで形成される。

［作用］ 中心電極１に高電圧が印加されると、先ず中心電極１と
第３電極３間の補助ギャップＳ_２に絶縁碍子４の先端面
に沿う容量放電（第１の容量放電）が生じる。この際、
第３電極３は抵抗体で構成され電流制限が加えられてい
るので誘導放電は生じない。次いでこの第１の容量放電
により中心電極１および接地電極２間の正規ギャップＳ
_１に容量放電（第２の容量放電）が誘発され、この容量
放電が誘導放電へ移行するのである。

本発明のスパークプラグでは、必要最少限の空間ギャッ
プと、残る沿面ギャップとで補助ギャップを形成したか
ら、沿面ギャップによる放電開始電圧の低減がなされ、
空間ギャップで発生するイオンや自由電子で、正規ギャ
ップでの放電を容易にする。発明者らの実験によれば、
本発明のスパークプラグの要求電圧は従来のものに比し
２０％程度ないしそれ以上、低減せしめ得ることが確認
された。

また本発明のスパークプラグでは、常に弱い放電が中心
電極１と第３電極３間に生じているため両電極間の部分
に付着したカーボンは焼き切れてくすぶり汚損が生じる
ことはない。

［実施例］ 図は本発明の実施例を示すものである。

中心電極１の先端と接地電極２との間には正規ギャップ
Ｓ_１が形成されている。中心電極１はアルミナ磁器より
なる絶縁碍子４の軸孔を貫通し、先端が碍子４の先端面
とほぼ同じ突出度としてある。

第１の碍子４の先端筒部４２の外周には抵抗体よりなる
円筒状の第３電極３が密嵌固着せしめてある。抵抗体の
第３電極３は導電性セラミック、例えばＳｉＣ焼結体よ
りなる。第１電極１の先端は小径としてあり、該先端と
碍子４の先端との間にはリング状の溝１００が形成され
る。そして中心電極１の先端と、これを同心円状に囲む
第３電極３の先端との間に溝１００による空間ギャップ
と碍子４に沿う沿面ギャップとで補助ギャップＳ_２を形
成する。

以上の構成を有するプラグ中心部は、ハウジング７内に
収納される。ハウジング７の先端にはＬ字形の接地電極
２が溶接してあり、上記したように中心電極１の先端と
接地電極２の先端間に正規ギャップＳ_１を形成する。ま
た、上記第３電極３はパッキングワッシャ９０を介して
ハウジング７に電気的に接続している。ハウジング７は
その外周に形成したねじ７１によりエンジンのシリンダ
ヘッドに固定される。

以上の如く構成した本発明のスパークプラグにおいて、
中心電極１に高電圧を印加すると、先ず補助ギャップＳ
_２において弱い第１の容量放電が生じる。これは、広い
正規ギャップＳ_１が空中放電により放電を開始するのに
比べ補助ギャップＳ_２はその空間ギャップは狭く、実質
的に沿面放電から放電を開始するため補助ギャップＳ_２
における火花電圧が低いことによる。そして、第３電極
３は抵抗体であり電流制限が加えられ、補助ギャップＳ
_２では誘導放電は生じない。

補助ギャップＳ_２において放電が生じると、空間ギャッ
プの部分で多くのイオンや自由電子が発生する。そし
て、これ等イオンや自由電子がトリガとなって正規ギャ
ップＳ_１において第２の容量放電が生じ、誘導放電へと
移行する。

発明者らの実験によれば第２の容量放電の火花電圧は第
３電極３がない場合、即ち第１の容量放電がない場合に
比べ２０％程度ないしそれ以上低くできることを確認し
た。

本発明によれば従来の印加電圧（約１０〜２０ＫＶ）よ
りも電圧を上げることなく、正規ギャップ幅を１．５mm
程度まで広げることができる。なお、補助ギャップＳ_２
における放電はエネルギが小さいため補助ギャップＳ２
で火炎が発生することなく、第３電極３の先端部の電極
消耗は極めて少ない。従って正規ギャップＳ_１には従来
と等しい放電エネルギが供給され、着火性に悪影響を及
ぼすこともない。

また本発明のスパークラブでは常に弱い放電が中心電極
１と第３電極３の間で生じているため、これ等の間の個
所にたまったカーボンは焼き切れて、くすぶり汚損が生
じることはない。

以上説明したように本発明はスパークプラグに中心電
極、接地電極の外に第３電極を設けて、中心電極と第３
電極間に正規ギャップと近接し、正規ギャップよりも低
い電圧で容量放電が発生する補助ギャップを形成し、補
助ギャップの容量放電により正規ギャップの放電を誘発
せしめるようになしたもので、プラグ要求電圧を従来よ
りも低くすることができ、かつ正規ギャップのワイド化
を可能とし、着火性能を向上せしめることができる。ま
た補助ギャップの容量放電によりプラグのくすぶり汚損
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】 図は本発明の要部断面図である。 １……中心電極 ２……接地電極 ３……第３電極 ４……絶縁碍子 ７……ハウジング Ｓ_１……正規ギャップ Ｓ_２……補助ギャップ １００……空間ギャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉永 融 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 戸倉 規仁 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 後藤 正博 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−128283（ＪＰ，Ａ) 特公 昭46−24815（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭52−7102（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭56−51476（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】中心電極と、中心電極を囲む絶縁碍子と、
   絶縁碍子を囲む導電性のハウジングと、ハウジングの先
   端から中心電極の先端前方に延出して中心電極の先端と
   の間にスパークギャプを形成する接地電極を備えた内燃
   機関用スパークプラグにおいて、絶縁碍子の先端部外周
   に抵抗体よりなりハウジングと接続する第３電極を設け
   るとともに、中心電極の先端部外周とこれを囲む絶縁碍
   子の先端部との間にリング状の溝を形成し、中心電極と
   第３電極との間に、溝と絶縁碍子の先端沿面とで他のス
   パークギャップを形成したことを特徴とするスパークプ
   ラグ。
2. 【請求項２】上記抵抗体が導電性セラミックである特許
   請求の範囲第１項記載のスパークプラグ。