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JPH06196247A - 内燃機関用スパークプラグ - Google Patents

内燃機関用スパークプラグ

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Publication number
JPH06196247A
JPH06196247A JP34576292A JP34576292A JPH06196247A JP H06196247 A JPH06196247 A JP H06196247A JP 34576292 A JP34576292 A JP 34576292A JP 34576292 A JP34576292 A JP 34576292A JP H06196247 A JPH06196247 A JP H06196247A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulator
leg
section
housing
spark plug
Prior art date
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Granted
Application number
JP34576292A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2953227B2 (ja
Inventor
Yoshihiro Nakamura
義裕 中村
Yasutake Ishino
安丈 石野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06196247A publication Critical patent/JPH06196247A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 耐電圧を向上させた内燃機関用スパ−クプラ
グを提供する 【構成】 絶縁碍子1は、図示しない燃焼室に露出され
る脚部1aが、段部1bを介して母体1cと一体形成さ
れている。この絶縁碍子1の脚部1aには、ハウジング
3の内側に設けられた段差部3cと隙間を介して対向す
る絶縁碍子脚基部1eが設けられている。この絶縁碍子
脚基部1eは、段部1bとの接合部1gにおける絶縁碍
子の厚さと、同一の厚さをもった下端部1fが形成され
ているため、円柱形状となっている。したがって、絶縁
碍子1の脚部1aは、従来の絶縁碍子であるテ−パ形状
の脚部に比べ、絶縁碍子脚基部1eが形成されているた
め、段差部3cに対向する絶縁碍子の肉厚は厚くなった
構成となっている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関用スパークプ
ラグに関するものであり、特に高電圧に耐えうる絶縁碍
子の形状を有する内燃機関用スパークプラグを提供する
ものである。
【0002】
【従来の技術】現在自動車等に使用される内燃機関にお
いては、環境問題、地球資源の観点より一層の省エネル
ギーが叫ばれており、燃費の低減が進められている。そ
の手段として高圧縮化、希薄混合気によるリーンバーン
化等が行われている。しかし、このような内燃機関の高
圧縮化およびリーンバーン化を行うことにより、スパー
クプラグの飛火電圧を向上させなくてはいけない。しか
しながら、飛火電圧上昇に伴い、ハウジングの内面に設
けられ、鋭角な角部を有する段差部と絶縁碍子との間で
は、鋭角な角部により電位傾斜が急となる。そのため、
この鋭角な角部に対応する絶縁碍子の箇所では電気絶縁
耐力に不足が生じ、ハウジングと中心電極とを短絡させ
るピンホールが形成され、電気絶縁破壊の発生という問
題が生じる。電気絶縁破壊に至った場合、絶縁碍子を介
して中心電極とハウジングとの間で火花が発生し、火花
ギャップでの飛火は期待できないため、混合気への着火
ミスが発生し、内燃機関の不具合に直結する。
【0003】そのため、従来において絶縁碍子の電気絶
縁耐力向上に関する考案がなされてきている。例えば、
特開昭60ー14781号公報は、絶縁碍子を固定する
ハウジングの内面に設けれた、鋭角な角部を有する段差
部において、この段差部の角部を取り除き、なめらかな
丸み系状に変更することによって、この部分に集中する
コロナの発生を抑制し、ピンホールの発生を回避するこ
とを可能にしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述した従来
のものでは、コロナの発生は形状のみならずその表面状
態にも大きく影響をうける。例えば、上記の方法におい
て、その形状表面に加工バリが存在する場合は、加工バ
リでのコロナ集中によってピンホ−ルの発生を抑制させ
にくい。そのため、段差部形状に加えてその表面粗度を
も管理する必要がある。しかしながら、この段差部はハ
ウジング内面にあり、表面粗度の管理の確認が難しいた
め、品質にバラツキが生じる。
【0005】そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、絶縁碍子表面における確認が容易である
絶縁碍子に着目し、品質の管理が容易であり、かつ電気
絶縁耐力を向上させた内燃機関用スパークプラグを提供
するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、段部を介して
母体と脚部とが、一体形成された絶縁碍子と、該絶縁碍
子に内包された中心電極と、前記絶縁碍子の外周に設け
られたハウジングと、該ハウジングに設けられ、前記中
心電極とで放電ギャップを形成する接地電極と、前記ハ
ウジングの内側に設けられ、前記脚部と隙間を介して対
向する角部を有するとともに、前記絶縁碍子の前記段部
と当接し前記絶縁碍子を支持する突き出し状の段差部
と、前記角部と対向する前記絶縁碍子の脚部には、前記
段部と前記脚部との接合部における前記脚部の肉厚を少
なくとも有する絶縁碍子脚基部を有することを特徴とす
る内燃機関用スパークプラグである。
【0007】
【作用】本発明では、ハウジングの段差部の角部に対向
する絶縁碍子脚部の形状を、絶縁碍子の段部と脚部の接
合部に於ける肉厚以上の厚さにすることにより、段差部
の角部に対向する絶縁碍子脚部の電気絶縁耐力を向上さ
せ、ピンホ−ルの発生を抑制している。
【0008】
【発明の効果】以上述べたように本発明は、ハウジング
の段差部の角部に対向する、絶縁碍子脚部に、絶縁碍子
脚基部を設けることにより、電気絶縁耐力を向上させる
ことができるという優れた効果がある。
【0009】また、絶縁碍子脚部の形状の変更のみでよ
いため、絶縁碍子表面における確認が容易であることか
ら、品質の向上につながるという優れた効果もある。
【0010】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例に基づいて説
明する。図1は、本発明の内燃機関用スパークプラグの
断面図である。
【0011】1はアルミナ磁器よりなる絶縁碍子であ
る。この絶縁碍子1は、図示しない燃焼室に露出される
脚部1aが、テ−パ状の段部1bを介して母体1cと一
体形成されている。また、軸方向には軸穴1dが設けら
れ、この軸穴1dの燃焼室側には、ニッケル系合金から
なる中心電極2が内包され、その一端2aが燃焼室に露
出される。また、中心電極2の他端2bには、銅粉末と
低融点ガラスとから構成される導電性ガラスシ−ル層4
を介して、炭素鋼よりなる中軸5と電気的に接続されて
いる。3は円筒状のハウジングで、耐熱、耐食性の金属
で構成してあり、このハウジング3の内側にリング状気
密パッキング6およびかしめリング7を介して上記絶縁
碍子1が固定してある。なおハウジング3には内燃機関
のシリンダブロックに固定するためのネジ部3aが設け
られているとともに、ニッケル系合金からなる接地電極
8が設けられ、中心電極2の一端2aとによって放電ギ
ャップGを形成している。
【0012】なお、ここで本発明に係わる要部を図2に
示す。3cはハウジング3の内側に設けられたリング状
のハウジング段差部であり、このハウジング段差部3c
はリング状気密パッキング6を介して絶縁碍子1の段部
1bと当接することによって、絶縁碍子1をハウジング
3の内側に支持している。ここで、このハウジング段差
部3cの燃焼室側の角部3bおよび内周面3dは、隙間
を介して絶縁碍子脚基部1eと対向している。また、絶
縁碍子脚基部1eの下端部1fは、ハウジング段差部3
cの燃焼室側の角部3bに対して同一位置に設けられた
ものである。そして、絶縁碍子脚基部1eは、絶縁碍子
脚部1aと段部1bとの接合部1gにおける絶縁碍子1
の厚さD1と、絶縁碍子脚基部1eの下端部1fにおけ
る絶縁碍子1の厚さD2とは、ほぼ同一の厚さとなって
いる。したがって、本実施例の絶縁碍子脚部1aには、
肉厚の等しい円柱形状の絶縁碍子脚基部1eが形成され
たことになる。
【0013】次に、上記構成の作用について述べる。上
記構成のスパークプラグに高電圧を掛けると、ハウジン
グ段差部3cの角部3bと角部3bに対向する絶縁碍子
脚基部1eとの隙間は、電位傾斜が急となり、局部的空
間破壊によってコロナの集中を招く。しかし、本発明の
スパークプラグは、電位傾斜が急であることによって、
コロナの集中する箇所に、電気絶縁耐力を向上させるこ
とができる絶縁碍子脚基部1eを設けることによって、
ピンホ−ルの発生を抑制している。
【0014】図3において、本発明の第1実施例のスパ
ークプラグの効果を説明する。縦軸は絶縁碍子脚基部1
eでのピンホールが形成される破壊電圧値、横軸は絶縁
碍子脚基部1eの下端部1fの位置を示したものであ
る。本実施例のスパークプラグとしては、絶縁碍子脚基
部1eの下端部1fを変化させたものを使用した。この
時、下端部1fは、ハウジング段差部3cの角部3bに
対向する位置を基準0mmとしたとき、燃焼室側を、+
0.5mm、+1.0mm、+1.5mm、+2.0mm、+
2.5mm、+3.0mm、+3.5mmとし、燃焼室側と反
対側を−0.5mmとした。また、従来の内燃機関スパー
クプラグとして、絶縁碍子脚部がテ−パ状となっている
ものを採用した。ハウジング段差部3cならびに中心電
極径の寸法は、比較例と同一とした。評価は、中心電極
2と接地電極8との間の火花ギャップを絶縁しつつ、ス
パークプラグに高電圧を印加し、ハウジング段差部3c
の角部3bと対向する絶縁碍子脚部に、ピンホールが発
生する破壊電圧を電気絶縁耐力とした。
【0015】その結果、絶縁碍子脚基部1eの下端部1
fは、コロナが集中するハウジング段差部3cの角部3
bに対して、少なくとも対向することが、電気絶縁耐力
の向上において必要である。
【0016】また、その効果は、下端部1fが角部3b
と対向する位置から燃焼室側へ+3.0mmで最大とな
り、それ以降はあまり効果が上がらない。この原因に関
しては、ピンホールが発生したスパークプラグを多数観
察した結果、+3.0mmまでに全てピンホールが発生し
ていることから、+3.0mm以上に下端部1fを設定し
てもピンホール発生を抑制する上で、あまり関与しない
ためである。
【0017】つまり、電気絶縁耐力向上においては、絶
縁碍子脚基部1eの下端部1fは、ハウジング段差部3
cの角部3bに対向する位置から燃焼室側に+3.0mm
である事が望ましいという事を見い出した。
【0018】次に,絶縁碍子1の脚部1aに、絶縁碍子
脚基部1eを設けたことによる他特性への影響、特に、
低温燻りでの加速性能にて評価した。ここで、低温燻り
とは、濃い混合気、低温度による霧化の悪化による不完
全燃焼により、カーボンが発生する。カーボンは導電性
をもち、絶縁碍子脚部表面全体に付着し、高電圧のリー
クを引き起こす。このため、火花ギャップでの飛火とと
もに散発的にハウジングと絶縁碍子脚部との間で飛火が
起こる。ハウジングと絶縁碍子脚部との間での飛火(以
下、奥飛火と称す)は、燃焼の遅れや失火となり、加速
不良を引き起こす原因となる。
【0019】図4に、前述した試料の燻りプラグにおい
て、アイドリングから急加速して2000rpmに至る
までの時間の結果を示す。絶縁碍子脚基部1eの下端部
1fを、ハウジング段差部3cの角部3bに対して燃焼
室側へ移動した場合、+1.5mmより大きくなると奥飛
火による加速性能の悪化がみられる。これは、絶縁碍子
脚基部1eの下端部1fが燃焼室側に移動することによ
って、絶縁碍子脚基部1eとハウジング3の内部表面と
の間に形成される狭くなった空間が燃焼室側に延長され
たために、カ−ボンが溜まりやすくなったためである。
したがって、奥飛火による、加速性能の悪化は、段差部
3cの角部3bに対し、絶縁碍子脚基部1eの下端部1
fが+1.5mm以下であればその影響は軽微である。
【0020】よって、電気絶縁耐力向上効果からは、絶
縁碍子脚基部1eの下端部1fが、ハウジング段差部3
cの角部3bに対向する位置から燃焼室側に+3.0mm
であることが望ましいが、燻り時の加速性能をも考慮す
ると、0〜+1.5mmであることが望ましいということ
を見い出した。
【0021】また、本発明の実施例は、絶縁碍子脚基部
1eの下端部1fが、ハウジング段差部3cの角部3b
に対向する位置に設けられたものであるが、本発明はこ
れに限るものでなく、図5に示されるように、絶縁碍子
脚基部1eの下端部1fが、燃焼室側+3.0mm以内の
距離に設けられていればよい。
【0022】さらに、本発明の実施例は、絶縁碍子脚基
部1eの下端部1fにおける絶縁碍子1の厚さD2が、
接合部1gにおける絶縁碍子1の厚さD1とほぼ同一の
厚さとなっているが、本発明はこれに限るものでなく、
D2はD1よりも厚くなっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に基づく内燃機関用スパークプ
ラグを示す半断面図である。
【図2】図2は、本発明に係わる要部を示す半断面図で
ある。
【図3】図3は、本発明の絶縁碍子脚基部の形状範囲に
対する、電気絶縁耐力の変化を示す関係図である。
【図4】図4は、低温燻りにおける、本発明の絶縁碍子
脚基部の形状範囲に対する、加速時到達時間の変化を示
す関係図である。
【図5】図5は、本発明の他の実施例を示す半断面図で
ある。
【符号の説明】
1 絶縁碍子 1e 絶縁碍子脚基部 2 中心電極 3 ハウジング 3c 段差部 8 接地電極

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 段部を介して母体と脚部とが、一体形成
    された絶縁碍子と、 該絶縁碍子に内包された中心電極と、 前記絶縁碍子の外周に設けられたハウジングと、 該ハウジングに設けられ、前記中心電極とで放電ギャッ
    プを形成する接地電極と、 前記ハウジングの内側に設けられ、前記脚部と隙間を介
    して対向する角部を有するとともに、前記絶縁碍子の前
    記段部と当接し前記絶縁碍子を支持する突き出し状の段
    差部と、 前記角部と対向する前記絶縁碍子の脚部には、前記段部
    と前記脚部との接合部における前記脚部の肉厚を少なく
    とも有する絶縁碍子脚基部を有することを特徴とする内
    燃機関用スパークプラグ。
  2. 【請求項2】 絶縁碍子脚基部の下端は、前記段差部の
    前記角部に対向する前記絶縁碍子の前記脚部の位置より
    燃焼室側に3.0mm以内に設定されていることを特徴
    とする請求項1記載の内燃機関用スパークプラグ。
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