JPS6129085A - Ignition plug for internal combustion engine - Google Patents

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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は内燃機関用の点火栓（以下スパークプラグど称
１ｊ）に係り、特にスパーク−１ラグの耐？’ｔ１（目
１１向１をバする改善に関Ｊる１、（＋−１）従来の技
術 内燃奢幾関用のスパークプラグは、ぞの電極間の火花間
隙で高電圧の印加による絶縁破壊、即ち放電が行われる
ことによって燃焼室内の混合気に着火するものであるが
、内燃機関の運転条ｆ１によって種々の影響を受けるこ
とが知られている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Industrial Application Field The present invention relates to a spark plug for an internal combustion engine (hereinafter referred to as a spark plug 1j), and in particular spark plug 1j. 't1 (Improvement to improve direction 1) (+-1) Conventional technology Spark plugs for internal combustion engines suffer dielectric breakdown due to the application of high voltage in the spark gap between the electrodes. That is, the air-fuel mixture in the combustion chamber is ignited by discharge, but it is known that it is affected in various ways by the operating conditions f1 of the internal combustion engine.

これら運転条件による影響の中でも、特に燃焼生成物の
イ（１着にＪ：る汚損は、失火等スパークプラグの機能
そのものを損う問題となる。これは、内燃機関が低速運
転を継続づる場合等、スパークプラグの受（プる熱量が
少なく従って湿度が低い運転条件の下で顕箸である。こ
の様な運転状況下て′は、燃焼室に露出した中心電極の
絶縁碍子にイ」衿するカーボン、水等の燃焼生成物は、
焼失でることなくｕ部表面にｊ（ｆ積される。力電性で
あるｊ８積物によって碍子表面が覆われその絶縁抵抗が
約１ＭΩ以下に低下すると、火花間隙ぐの放電が困難ど
なって混合気への正常な着火が行われず、ついには内燃
機関の運転が出来イ丁＜＜’Ｃイ）という事態にまで）
１する。この現象は、自動重用の内燃機関を例にとると
、交通渋８１１等にＪ、る低速フロン［Ｉ運転の場合或
は各のＩし海道の如き寒冷地におりる運転で頓発する。Among the effects of these operating conditions, contamination of combustion products, in particular, can cause problems such as misfires and impair the spark plug's function itself.This is especially true when the internal combustion engine continues to operate at low speed. etc., under operating conditions where the amount of heat drawn from the spark plug receiver is small and therefore humidity is low. Under such operating conditions, the insulator of the center electrode exposed to the combustion chamber is The combustion products such as carbon and water are
J(f) product is generated on the surface of part u without being burnt out. When the insulator surface is covered with the electrostatic j8 product and its insulation resistance decreases to about 1 MΩ or less, it becomes difficult to discharge across the spark gap. Normal ignition of the air-fuel mixture did not occur, and the internal combustion engine finally became unable to operate.
Do 1. For example, in an internal combustion engine for automatic heavy use, this phenomenon occurs when driving at low speeds such as traffic jams, or when driving in cold regions such as highways.

この問題の対策として、従来、中心電極の絶縁碍子脚部
を取り囲むプラグハウジング端部の間口面積を小さくし
て、汚損物を含む燃焼ガスの流入を抑制づる方法が捉案
されている。Ｊ：だ、絶縁碍子表面への鉛付着の防止の
ため、凹凸を設けて燃焼ガスの流入を抑制する方法が実
開昭５５−７１／１８１月公報に示されている。As a countermeasure to this problem, a method has conventionally been proposed in which the opening area of the end of the plug housing surrounding the insulator leg of the center electrode is reduced to suppress the inflow of combustion gas containing contaminants. J: In order to prevent lead from adhering to the surface of an insulator, a method of suppressing the inflow of combustion gas by providing unevenness is disclosed in the Japanese Utility Model Publication No. 1983-1971/181.

（ハ）発明が解決しようとＪる問題点 しかし、上述の対策のうち前者の方法では、カーボン等
の汚損物がイ」着しない場合でも碍子の脚部とハウジン
グ端部間の開口狭部で生じ易く、混合気への正常な着火
が妨げられるという問題がある。また、１殺者の方法は
鉛付着の抑制を対象とするものであって、単に凹凸を碍
子の脚部表面に形成するだけではその効果が比較的薄く
、またスパークプラグの熱特性に対しても大きく影響す
ることが本発明者等によって解明された。(c) Problems that the invention seeks to solve However, with the first method of the above-mentioned measures, even if contaminants such as carbon do not adhere to the narrow opening between the insulator leg and the housing end, This is a problem that occurs easily and prevents normal ignition of the air-fuel mixture. In addition, the first-killer method is aimed at suppressing lead adhesion, and simply forming unevenness on the surface of the insulator leg has a relatively weak effect, and it also affects the thermal characteristics of the spark plug. The present inventors have discovered that this also has a large effect on

これらの問題ｆａｔに鑑みて、寒冷地の運転で絶縁抵抗
の低下したスパークプラグを採取し、ハウジングの取（
＝ｊ金具部を切取って絶縁性を保持すべぎ碍子脚部を目
視すると、殆との場合煤の付着で黒色を！？シている。In view of these problems, spark plugs with reduced insulation resistance due to operation in cold regions were collected, and the housing was removed.
=J Cut out the metal fittings to maintain insulation. When you visually inspect the insulator legs, they are mostly black due to soot! ? It's happening.

この様な外観を呈するスパークプラグでも、第１２図に
示づ如く絶縁碍子の脚部を区分して脚部全域の電気抵抗
分布を測定り−るど、第１３ａ図から第１３ｂ図の脚部
表面展開図に見られる様に必ずしも同じ状態を示すもの
ばかりでないことが判る。Even with spark plugs that have this kind of appearance, if you divide the legs of the insulator as shown in Figure 12 and measure the electrical resistance distribution over the entire leg area, the legs as shown in Figures 13a to 13b. As seen in the surface development diagram, it can be seen that they do not necessarily show the same state.

絶縁抵抗値が１００ＭΩより高い場合の碍子脚−５＝ 部表面では、第１３３ａ図に示されるＪ：うな電気抵抗
分布が得られる。碍子脚部の円周上はほぼ均等に汚れ、
内部（脚部の基部側）に移るに従って高い抵抗値どなっ
ている。しかしながら、絶縁抵抗値が１ＭＯより低く正
常な点火に対して支障どなる場合には、第１３ｂ図に見
られるように煤による低抵抗部の一端が内部に向って異
常な伸びを示しており、その先端は基部の金具の場所に
極めて近い。When the insulation resistance value is higher than 100 MΩ, the electric resistance distribution shown in FIG. 133a is obtained on the surface of the insulator leg -5=. The circumference of the insulator leg is almost evenly soiled,
The resistance value becomes higher as you move towards the inside (toward the base of the leg). However, if the insulation resistance value is lower than 1 MO and poses a problem for normal ignition, one end of the low resistance part due to soot will abnormally extend inward, as shown in Figure 13b. The tip is very close to the location of the base metal fitting.

この低抵抗部の伸長現象は、内燃機関の吸排気孔の位置
やスパークプラグの接地電極の立」ニリ場所に起因しで
、碍子脚部（特にその先端）に不均一な煤による汚旧が
生ずることに端を発する。不均一な汚損が−Ｕ生じると
その汚損場所での電界強度が強まり、その先端に各種イ
オン種ならびに帯電した煤粒子などが静電捕集される。This phenomenon of elongation of the low-resistance part is caused by the position of the intake and exhaust holes of the internal combustion engine and the erect position of the ground electrode of the spark plug, resulting in uneven soot staining on the insulator leg (especially its tip). It all stems from this. When non-uniform contamination occurs, the electric field strength at the site of contamination increases, and various ion species and charged soot particles are electrostatically collected at the tip of the field.

この過程の反復継続によって低抵抗部の先端が伸長し、
また碍子脚部の基部側では水分などが凝縮されるものと
Ｊｌｆ定される。伸長した低抵抗部は漏洩電流にＪ：る
ジ：ｌ−ル熱で炭素化され、さらに良導部へと−６＝ ｌする。この際に畝或はニッケル等の遷移金属が存在づ
ると、汚損物の黒鉛化を促進させる触媒として作用りる
ことは古くから知られ−Ｃいるところである。By continuing to repeat this process, the tip of the low resistance part expands,
Further, it is determined that moisture etc. are condensed on the base side of the insulator leg. The elongated low-resistance part is carbonized by J:l heat caused by the leakage current, and further becomes -6=l into a good-conducting part. At this time, it has been known for a long time that if a transition metal such as nickel is present, it acts as a catalyst to promote graphitization of the contaminants.

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、−Ｆ述の如ぎ炭素を主成分とした低抵抗物質
の碍子脚部の基部側への伸長を抑制してイの絶縁性を確
保することを眼目とし、内燃機関の円滑な作動を可能に
Ｊ−るスパークプラグを提供することを目的どする。(d) Means for solving the problems The present invention suppresses the extension of the insulator legs made of a low-resistance material mainly composed of carbon toward the base side, as described in -F, and secures the insulation properties of (A). The object of the present invention is to provide a spark plug that enables smooth operation of an internal combustion engine.

そのための第１の方策は燃焼ガスを自由に基８１（側へ
流れさＩ！ないことにあり、第２の方策は、万一碍子脚
部の基部側に低抵抗部が形成されたとしても、イの形成
初期に低い放電１−ネル１”−で同物質を焼失或は睨時
に飛散さけることにある。これらを満足させるためには
スパークプラグの碍子脚部おにびハウジングの形状に変
化をりえることが必要であり、第１の方策に関しては燃
焼ガスの流れを妨げるような障壁を形成づることが有効
である。その障壁の形状、配置は種々考え得るが、ガス
流を碍子脚部の基部側に直進ざゼないＪ：うな凸形状で
あれば脚部の１（手方向に対し平行に配置される場合を
除ぎ総べて効果があるど言える。この凸形状のｌ　Ｑｊ
の形成により基部側の煤などで汚損され難い領域は広め
られるが、碍子脚部の先端ならびに中央部での汚損領域
は第ｉ３ｃ図に見られる如く逆に若干拡張されることに
なる。しかしながら、点火が正常に行われれば時間の経
過に伴４Ｔって碍子脚部の温度も次第に」−貸し、汚損
物が焼失してその絶縁１１は自己回復する。The first measure for this is to prevent the combustion gas from flowing freely to the base 81 (I! The goal is to avoid scattering the same material during burning or glaring with a low discharge 1" at the initial stage of formation of the spark plug. In order to satisfy these requirements, the shape of the insulator leg and housing of the spark plug must be changed. Regarding the first measure, it is effective to form a barrier that obstructs the flow of combustion gas. Various shapes and arrangements of the barrier can be considered, but it is necessary to J: If it is a convex shape, it can be said that it is effective in all cases except when it is placed parallel to the hand direction.
By forming this, the area on the base side that is difficult to be contaminated by soot etc. is expanded, but on the contrary, the contaminated area at the tip and center of the insulator leg is slightly expanded as shown in Fig. i3c. However, if ignition is performed normally, the temperature of the insulator leg will gradually increase over time, the contaminants will be burned out, and the insulation 11 will recover itself.

一方、第２の方策に対しては沿面におｃＪる火花放電が
電界の集中した最短距頗でなされる点を利Ｉ１１１Ｊる
し）のである。即ち、第１３（１図に示される仔に、ｌ
Ｉ！１了脚部の基部側に煤が何着した場合でも／＋Ｑ　
７１？に、１：り凸形状の障壁上の汚損物質を焼失ある
いｃｒｔ飛散さＵるだＩ）で十分であり、適切な配置で
障壁を形成することによって煤の除去が極めて右利に行
なえるものである。On the other hand, the advantage of the second method is that the spark discharge along the creeping surface occurs over the shortest distance where the electric field is concentrated. That is, in the 13th pup (shown in Figure 1, l
I! 1. No matter how much soot gets on the base side of the leg/+Q
71? 1) It is sufficient to burn off the contaminants on the convex-shaped barrier or scatter the contaminants onto the cradles (I), and by forming the barrier in an appropriate arrangement, soot can be removed extremely efficiently. It is something.

従って、前述の目的を達成するため本発明に係るスパー
クプラグでは、中心電極と、この中心電極の一端を内燃
機関の燃焼室内へ霞出さ１！るＪ、う中心電極の周囲ｔ
ｍう脚部分を１ｌ−１Ｊイシ絶縁体と、中心電極の一端
ど対向り−るＪ：う配設された外側電極を備えかつ燃焼
室内へ露出される絶縁体の脚部分を取り巻いてこの脚部
分の周囲に空隙を設けるよう配置されたハウジングとを
有する構成を備える。さらに、絶縁体の脚部分にはこの
脚部分の外周をとりまくようその長手方向に沿って交互
に配置された複数の突条を備える凹凸部が設（）られる
。Therefore, in order to achieve the above-mentioned object, in the spark plug according to the present invention, the center electrode and one end of the center electrode are introduced into the combustion chamber of the internal combustion engine. J, around the center electrode t
The leg portion of the insulator is placed opposite to one end of the center electrode, and the leg portion of the insulator is surrounded by the leg portion of the insulator that is exposed inside the combustion chamber. and a housing arranged to provide a gap around the portion. Further, the leg portion of the insulator is provided with an uneven portion including a plurality of protrusions alternately arranged along the longitudinal direction so as to surround the outer periphery of the leg portion.

この凹凸部は、その端部がハウジングの端面から少なく
とも２．５ｍｍ隔った位置にあり、かつ突条の形成によ
る脚部分の長手方向の沿面距頭の増加が１，５ｍＩ以内
であるように形成されることを特徴とする。The uneven portion is such that its end portion is located at least 2.5 mm away from the end surface of the housing, and that the increase in creepage head in the longitudinal direction of the leg portion due to the formation of the protrusion is within 1.5 mI. It is characterized by being formed.

（ホ）実施例 以下、本発明を添付の図面に示される実施例に基づいて
詳細に説明する。(e) Examples Hereinafter, the present invention will be explained in detail based on examples shown in the accompanying drawings.

第１図は本発明を自動車等の内燃機関用のスパークプラ
グに適用した場合の全体構成を示す部分切取側面図で、
本実施例は絶縁釣部部分を除いてｊＩ＋木的に１３Ｌ従
東のものどほぼ同様な構成を右Ｍる。FIG. 1 is a partially cutaway side view showing the overall configuration when the present invention is applied to a spark plug for an internal combustion engine such as an automobile.
This embodiment has almost the same structure as the jI + 13L Juto, except for the insulating fishing part.

参照荀Ｉ４３はれ１通孔を４＋覆るほぼ筒状の絶縁ｖ、
１了を示し、同１．Ｕ子はアルミノ質しラミツク等から
成り、ぞの上部外周に（よ熱ｈ’１敗用の凹凸部が形成
されている。絶縁（ジノ了３の縦通イト１一部を導電性
、のステム４が延び、縦通孔下部には中心電極１が収容
される。絶縁碍子３の下部は、この中心電極を囲んで延
びる様に細長い脚部３ａに成形される。Reference Xun I43 Approximately cylindrical insulation v covering 4+ holes of 1 swell,
Showing 1 completion, same 1. The U-piece is made of aluminium, laminate, etc., and has an uneven part formed on its upper outer periphery (for heat resistance). The stem 4 extends, and the center electrode 1 is housed in the lower part of the vertical hole.The lower part of the insulator 3 is formed into an elongated leg part 3a so as to extend around the center electrode.

中心電極１はその一部が碍子脚部３ａの先端」：り突出
しており、イの上端はステム４の下端に電気的に接続さ
れている。また、ステム４の上端にはターミナル５が装
着される。縦通孔内の中心型（Φ１と絶縁碍子３との間
に、参照’ｆＪ弓１０で示されるように気密保持の目的
でガラスシールが充てんされる。A portion of the center electrode 1 protrudes from the tip of the insulator leg 3a, and its upper end is electrically connected to the lower end of the stem 4. Further, a terminal 5 is attached to the upper end of the stem 4. A glass seal is filled between the central die (Φ1) and the insulator 3 in the vertical hole for the purpose of airtightness, as shown in reference 'fJ bow 10.

絶縁碍子３の下部周囲に、参照符号６で示される導電金
属製のハウジングが取付けられている。A conductive metal housing indicated by reference numeral 6 is attached around the lower part of the insulator 3.

ハウジング６の−ｆ　ｆＶＩは取付■貝係合用のナツト
部に成形され、下部の外周にはこのスパークプラグを内
燃機関へ取ｔ１けるためのネジがδ９Ｉ］られる。-ffVI of the housing 6 is formed into a nut portion for engaging the mounting shell, and a screw δ9I for attaching the spark plug to the internal combustion engine is provided on the outer periphery of the lower part.

ハウジング６の下部は碍子脚部３ａの外径よりも大ぎな
内径を有しかつ同脚部の先端近くまで延びる筒形に形成
されており、碍子脚部３ａとハウジング６下部の間には
内燃機関の燃焼室に臨む空隙、即らハウジングポケット
６ｂが画定される。また、ハウジング６の下線部からは
中心電極１と対向するＪ：うに外側電極９が延ばされて
おり、両者の間に火花間隙２が設定される。The lower part of the housing 6 is formed into a cylindrical shape that has an inner diameter larger than the outer diameter of the insulator leg 3a and extends to near the tip of the leg. A cavity, ie, a housing pocket 6b, facing the combustion chamber of the engine is defined. Furthermore, an outer electrode 9 that faces the center electrode 1 extends from the underlined portion of the housing 6, and a spark gap 2 is set between the two.

一方、ハウジングポケット６ｂ内の碍子脚部３ａは、そ
の外周面を複数個の所定寸法の突条を含む凹凸部の形状
（以下］ルゲーション３ｈと称す）に成形されている。On the other hand, the outer peripheral surface of the insulator leg 3a in the housing pocket 6b is formed into an uneven shape (hereinafter referred to as rugation 3h) including a plurality of protrusions of a predetermined size.

］ルゲーション３　ｂの凹凸部は、突条の各々が碍子脚
部３の周囲を環状に取り巻いて同脚部の周方向へ延び、
また凹部と突条すなわら凸部どが同脚部の長手方向に沿
って交互に連続ｉノで延びるように形成される。本発明
の場合の＝１ルゲーションの形成は、後段で詳細に説明
される如く、碍子脚部３ａの先端から所定距離１−はｔ
ｋれた部位においてかつ所定のへ１法で行われている。] The uneven portion of the rugation 3b is such that each of the protrusions surrounds the insulator leg 3 in an annular shape and extends in the circumferential direction of the leg,
Further, the recesses and the protrusions or protrusions are formed so as to alternately and continuously extend along the longitudinal direction of the leg. In the case of the present invention, the =1 rugation is formed by a predetermined distance 1- from the tip of the insulator leg 3a, as will be explained in detail later.
It is performed in a predetermined area using a predetermined technique.

第２図および第３図は従来の汚損対策を施されたスパー
クプラグの碍子脚部付近を−ぞれぞれ拡大して示すもの
で、これらの図中の実施例と同様な部分には同一の参照
符号がイ１されている。第２図の従来例は、ハウジング
６の下端に張出部６Ｃを設置ノハウジングポケットの間
口を狭めてカーボン等の生成物を含む燃焼ガスの流入を
抑制することにより、碍子脚部３ａの汚損およびそれに
伴う不具合の防止を８１６ものである。しかし、この構
成では、汚損が生じない場合でも前述の如く張出部６Ｃ
の角部分６ｄど碍子脚部３ａの表面との間で放電が生じ
易く、混合気への着火が正常におこなわれにくく、エン
ジン性能の低下をＩｎ　＜という傾向がある。また、第
３図に示される従来例では、鉛（＝Ｊ着の防１にを目的
どしてハウジングボケツ１へ内で碍子脚部３ａの外周表
面のほぼ全長にわたって環状の凹凸部が交Ｈに連続して
設（ｊられている。Figures 2 and 3 are enlarged views of the vicinity of the insulator leg of a spark plug with conventional anti-fouling measures. The reference number is 1. In the conventional example shown in FIG. 2, a projecting portion 6C is installed at the lower end of the housing 6, and the frontage of the housing pocket is narrowed to suppress the inflow of combustion gas containing products such as carbon, thereby preventing contamination of the insulator leg portion 3a. 816 measures are taken to prevent problems associated with this. However, with this configuration, even if no staining occurs, the overhanging portion 6C is
Electric discharge is likely to occur between the corner portion 6d and the surface of the insulator leg portion 3a, making it difficult to ignite the air-fuel mixture normally, which tends to reduce engine performance. In addition, in the conventional example shown in FIG. 3, an annular uneven portion is formed within the housing pocket 1 over almost the entire length of the outer circumferential surface of the insulator leg portion 3a for the purpose of preventing lead (=J) adhesion. Continuously set (j).

この構成は燃焼ガスの流入に対して凸部で四部を遮へい
して四部の汚１（１を抑制し、かつ凹凸部の形成による
沿面に’ｌＩ対１の増加で碍子脚部３ａの基部側部分３
Ｃと先端部分間の実質的絶縁抵抗の増加を泊るものであ
る。しかしながら、本発明の基礎をなす解析によれば、
」ルゲーションの形状、設置位置等は汚損の抑制と共に
スパークプラグの熱特性にも影響するものであり、単に
設置するだ番］では効果が薄いことが明らかと（−１つ
だ。This configuration prevents contamination on the four parts by shielding the four parts with the convex parts from the inflow of combustion gas, and increases the ratio of 'lI to 1 on the creeping surface due to the formation of the uneven parts on the base side of the insulator leg part 3a. part 3
This results in a substantial increase in insulation resistance between C and the tip. However, according to the analysis underlying the present invention:
The shape, installation location, etc. of the rugation affect the thermal characteristics of the spark plug as well as the prevention of contamination, and it is clear that simply installing it will have little effect (-1).

次に、本発明の１；４礎をｆ、にη解析おＪ：びこれに
早づり］１ルゲーシ：］ンの形状、位置等の設置条ｆ１
に′）い゛Ｃ説明りる。Next, we will analyze the 1 and 4 foundations of the present invention into f, and the installation conditions such as the shape and position of
I'll explain.

上記解析は、異イｖ８段問条１′１の二］ルゲーシ］ン
を有づる数種類の評１１１１ｉプラグを試験用内燃機関
に取付（）て作動させ、その結果得られｌ〔種々のデー
タを検問、評価することにより行われた。試験用内燃機
関として水冷４リ−イクル、総り］気早１８００ｃｃの
自動車用エンジンが用いられ、評価条件は舛気温−１０
℃で評価時の油温、水温ども＝１０℃°！−２℃であっ
た。評価データを得る試験用内燃機関の作動は、アイド
ル−レーシング−軽負荷（Ｒ大速度２０Ｋｍ　／ｈ　）
の加減速を繰返すパターン運転を行うものとし／Ｃ０評
価プラグは、自動車用どじで最も適応可能エンジンの多
いＷ１６ＥＸ−Ｕ（日本電装株式会社製、形式名）を基
本型式とし、その碍子脚部に数種の形状の］ルゲーショ
ンを設けたものを使用した。なお、」：述のパターン運
転によるスパークプラグの汚損試験と同時に、高負荷時
の熱特性（以１；熱価と称す）の評価をイＪ１【！で行
った。The above analysis was performed by installing () several types of 1111i plugs with different engine types in a test internal combustion engine and using various data. This was done through inspection and evaluation. A water-cooled 4-recycle, 1800 cc automobile engine was used as the test internal combustion engine, and the evaluation conditions were: -10
Oil temperature and water temperature at the time of evaluation in °C = 10 °C°! It was -2°C. The operation of the test internal combustion engine for obtaining evaluation data was idle - racing - light load (R high speed 20 km / h)
The basic model of the C0 evaluation plug is W16EX-U (manufactured by Nippon Denso Co., Ltd., model name), which is the most applicable engine for automobiles, and the insulator leg is Several types of rugations were used. In addition, at the same time as the spark plug fouling test using the pattern operation described above, the thermal characteristics (hereinafter referred to as 1; heat value) under high load were evaluated. I went there.

第７１ａ図、第４ｂ図おＪ：び第４Ｃ図ｔま評価プラグ
に設置Ｊ　ｔうれた」ルゲーシ三］ンの断面形状を示寸
ムのである。これら］ルゲーションの設置は、碍子脚部
の沿面外１ｌ１１１′？Ｉなわ１５表面積を増大させる
ものであるため、碍子脚部の冷却性に関連し熱価への影
響が大きい。このｖ３響をあられしているのが第５図で
１回図は第４ａ図の形状の］ルゲーションを備えた評価
プラグにおける絶縁距離（沿面外１１１１　＞の増加と
熱価の関係を示している。この線図において、縦軸はス
パークプラグの熱価をエンジンの点火時期（クランク角
度）であられしたものであり、各データは同一の絶縁距
離についてそれぞれ４回採ってその最大値と最小値が表
示されている。図から明らかな様に、各データ間には多
少のバラツキが有るものの絶縁距離の増加とともに熱価
が低下する傾向が有り、コルゲーションの形成による絶
縁距離の増加はｌ＋ｍ〜１．５ｍｌ＋程度の範囲内にお
さえるべきであることがわかる。Figures 71a, 4b and 4c show the cross-sectional shape of the plug installed in the evaluation plug. Is the rugation installed outside the creeping surface of the insulator leg? Since it increases the surface area of the I rope 15, it has a large effect on the heat value in relation to the cooling performance of the insulator legs. Figure 5 shows the relationship between the increase in insulation distance (outside creepage 1111) and the heat value in an evaluation plug equipped with a rugation of the shape shown in Figure 4a. In this diagram, the vertical axis is the heat value of the spark plug multiplied by the engine's ignition timing (crank angle), and each data is measured four times at the same insulation distance, and its maximum and minimum values are calculated. As is clear from the figure, although there is some variation between each data, there is a tendency for the heat value to decrease as the insulation distance increases, and the increase in insulation distance due to the formation of corrugations is l + m ~ 1 It can be seen that the amount should be kept within a range of about .5ml+.

一方、汚損性に関して、コルゲーションがなくかつハウ
ジング端面からの碍子突出量が異なる３種の評価プラグ
を試験用内燃機関において前述の作動条件で汚損さゼた
後、ハウジング端面からの寸法（に応じて絶縁抵抗を測
定した。第６図はその結果を示す線図で、同図中に見ら
れる如く碍子突出量ａが２．５ｍｍ１５ｍｍおにび０ｍ
ｌ１１のいずれのスパークプラグでもハウジング端面か
らの寸法が約２　、５１１１１１＝　４　ｍｍの範囲内
で１ＭΩ以下の絶縁抵抗となっており、寸法ｅが０−約
２．５１１１ｍの範囲に特に汚損物付着の多いことが読
み取れる。これはまた、ハウジング端面から約２，５１
Ｂｌｌ１以内の碍子脚部に形成されるコルゲーションは
特にひどく汚損されてその設置の効果が薄いことを示唆
するものであって、コルゲーションは汚損物の付着が比
較的少なくなるハウジング端面Ｊζり少なくとも２　、
５　ｎ１ｌｌｌ＃ｌれた位置から形成されることが効果
的であると判断される。On the other hand, with regard to stain resistance, three types of evaluation plugs without corrugation and with different insulator protrusion amounts from the housing end surface were soiled under the above-mentioned operating conditions in a test internal combustion engine, and the dimensions from the housing end surface (according to The insulation resistance was measured. Figure 6 is a diagram showing the results. As seen in the figure, the insulator protrusion amount a was 2.5 mm, 15 mm, and 0 m.
All of the 11 spark plugs have an insulation resistance of 1 MΩ or less within the range of approximately 2.511111 = 4 mm from the end face of the housing, and are particularly susceptible to contamination in the range of dimension e from 0 to approximately 2.5111 m. I can read a lot of things. This is also approximately 2,51 mm from the housing end face.
This suggests that the corrugation formed on the insulator leg within Bll1 is particularly severely contaminated and the effect of its installation is weak.
5 n1llll#l It is judged that it is effective to form the position from the position.

なお、第５図に関する前述の評価に用いられたスパーク
プラグのコルゲーションは、上記解析結果に基づいてそ
の設置位置をハウジング端面より少なくとも２．５ｎ＋
ｍｌｌれた部位どした。Based on the above analysis results, the installation position of the spark plug corrugation used in the above-mentioned evaluation regarding FIG.
What happened to the part where mll was damaged?

更に、第４ａ図、第４ｂ図および第４Ｃ図の各形状のコ
ルゲーションについて、それらの形成ににる沿面距離の
増加を１．５１１１１１１．！：段設定て、汚損による
スパークプラグの使用寿命に関する評価を実施した。こ
の評価においては、パターン運転後碍子脚部の絶縁抵抗
が１０ＭΩに低下したパターン運転のり一イクルを寿命
点とした。その結果は第７図に示される。この線図から
明らかな如く、上述の解析に基づきコルゲーションを設
置したスパークプラグでは、］ルゲーションにより燃焼
ガスのハウジングポケット６ｂへの流入が抑制され、カ
ーボン、水等汚損物の碍子脚部表面への付着が軽減され
て、それらのか命は］ルゲーションを設けていない評価
プラグに比較して約２〜２．５倍に伸びている。Furthermore, for the corrugations of each shape shown in FIGS. 4a, 4b, and 4c, the increase in creepage distance due to their formation is 1.5111111. ! : An evaluation was conducted on the service life of spark plugs due to contamination. In this evaluation, one cycle of pattern operation at which the insulation resistance of the insulator leg decreased to 10 MΩ after pattern operation was taken as the life point. The results are shown in FIG. As is clear from this diagram, in the spark plug in which the corrugation is installed based on the above analysis, the corrugation suppresses the combustion gas from flowing into the housing pocket 6b, and the contaminants such as carbon and water are transferred to the surface of the insulator leg. The adhesion of these plugs has been reduced, and their lifespan has been increased by about 2 to 2.5 times compared to evaluation plugs without rugation.

第８図は、第４ａ図、第４１）図おＪ：ヒ第１ＩＣ図の
形状のコルゲーションを備えた評価プラグにおいてそれ
らのハウジングポケット６１）の内径を変更し、コルゲ
ーションによる流入抵抗がスパークプラグの汚損寿命に
及ぼす効果を比較した結果の線図である。上記比較は、
各評価プラグについてコルゲーションとハウジング内面
との間の隙間Ｓをそれぞれ０．５ｍｍ、　０．７１１１
ｍおよび０．９ｍｍに変更して行った。なお、第７図の
評価は、各スパークプラグのコルゲーションとハウジン
グ内面との隙間ＳをＱ、９ｎ＋ｍに設定して実施された
ものである。この結果から明らかな通り、いずれのスパ
ークプラグにおいでも隙間Ｓが０．７ｍｍ以上であれば
良好な汚損寿命が得られる。隙間Ｓの設定が０．５ｉｍ
の段階で各スパークプラグの汚損寿命が著しく低下して
いる原因は、この程度の間隔では燃焼により生成された
水分がコルゲーションとハウジング内壁間で水滴となっ
て絶縁抵抗を急激に低下さ［（ることにある。この現象
の発生によって、４リイクルあたりから試験用内燃機関
の正常なパターン運転が不可能となった。Figure 8 shows that the inner diameter of the housing pocket 61) of the evaluation plug with the corrugations in the shape of Figures 4a, 41) and 1C was changed, and the inflow resistance due to the corrugation was reduced by the spark plug. FIG. 3 is a diagram showing the results of comparing the effects on contamination lifespan. The above comparison is
For each evaluation plug, the gap S between the corrugation and the inner surface of the housing is 0.5 mm and 0.7111, respectively.
m and 0.9 mm. The evaluation shown in FIG. 7 was carried out by setting the gap S between the corrugation of each spark plug and the inner surface of the housing to Q, 9n+m. As is clear from this result, good fouling life can be obtained for any spark plug if the gap S is 0.7 mm or more. Gap S setting is 0.5im
The reason why the contamination life of each spark plug is significantly reduced at this stage is that at this interval, moisture generated by combustion becomes water droplets between the corrugation and the inner wall of the housing, and the insulation resistance rapidly decreases. In particular, due to the occurrence of this phenomenon, it became impossible to operate the test internal combustion engine in a normal pattern from around the fourth recycle.

なお、形成する］ルゲーション内の突条の断面形状に関
しては、第７図おにび第８図の結果に明らかな如く、第
４ａ図および第４ｂ図に示される形状が第４Ｃ図に比較
してやや良好な結果を呈している。これは、燃焼ガスの
流入に対しで抗するような形状の突条を備えた］ルゲー
ションの設置が好適であることを意味しており、各突条
の側辺のうち碍子脚部の先端に近い側のものの傾斜角が
使方の側辺の傾斜角と同等以上或いは少なくとも同等で
あることが望ましいことが叩解される。Regarding the cross-sectional shape of the protrusion in the rugation, as is clear from the results shown in FIG. 7 and FIG. 8, the shape shown in FIGS. 4a and 4b is compared with that in FIG. 4C. It has shown somewhat good results. This means that it is preferable to install a rugation with protrusions shaped to resist the inflow of combustion gas. It is desirable that the angle of inclination of the side closer to the side is equal to or more than, or at least equal to, the angle of inclination of the side to be used.

従って、本発明に係るスパークプラグの実施例において
は、コルゲーションの設置位置を４５２．５ｍｌｌ１と
し、コルゲーションの形成による絶縁距離の増加量≦１
．５１１１１１１および隙間Ｓ≧０．７ｍ１ｌｌの条件
でコルゲーションが形成される。また、］ルゲーション
内の突条の形状については、第４ａ図および第４ｂ図に
示されるものが好適であるが、これらの形状に限定され
るものではなく上記設置条件を満足するものであれば良
く、例えば第９図に示される三角形状、或いは第１０図
に示される如く四部を碍子脚部３ａ内に食い込よ「た形
状のものでも良い。Therefore, in the embodiment of the spark plug according to the present invention, the installation position of the corrugation is set to 452.5ml1, and the increase in insulation distance due to the formation of the corrugation is ≦1.
．． Corrugation is formed under the conditions of 5111111 and the gap S≧0.7ml. Furthermore, the shape of the protrusion in the rugation is preferably the one shown in Figures 4a and 4b, but it is not limited to these shapes and may be any shape that satisfies the above installation conditions. For example, it may have a triangular shape as shown in FIG. 9, or a shape in which the four parts are inserted into the insulator leg 3a as shown in FIG.

さらに、これまでの説明においてはコルゲーション内の
各突条が碍子脚部の長手方向とほぼ直交するように延び
る実施例を示したが、突条の方向はこれに限定されるも
のではなく脚部の長手方向と平行な方向以外で種々の変
更が可能である。この変更例として、第１１ａ図および
第１１ｂ図に脚部の長手方向に対して斜めに延びかつ螺
線形状に形成された突条を示す。第１１ａ図に示される
例では、さらに、螺線形状の突条を備えた碍子脚部と相
補の形状となるＪ：うに、ハウジング内壁にも螺線形状
の***が設けられている。また、］ルゲーション内の各
突条は連続状に延びるものに限られるものではなく、第
１１Ｃ図および第１１　ｄ図に示される如き断続形状に
形成されるものであってもよい。第１１ｅ図は突条間の
間隔を変更した例を示す。Furthermore, in the explanation so far, an example has been shown in which each protrusion in the corrugation extends almost perpendicular to the longitudinal direction of the insulator leg, but the direction of the protrusion is not limited to this, and the direction of the protrusion in the leg is not limited to this. Various changes are possible in directions other than parallel to the longitudinal direction. As an example of this modification, FIGS. 11a and 11b show a protrusion extending obliquely to the longitudinal direction of the leg and formed in a spiral shape. In the example shown in FIG. 11a, a spiral-shaped protuberance is also provided on the inner wall of the housing, which has a complementary shape to the insulator leg provided with the spiral-shaped protrusion. Further, each protrusion within the rugation is not limited to extending continuously, but may be formed in an interrupted shape as shown in FIGS. 11C and 11D. FIG. 11e shows an example in which the spacing between the protrusions is changed.

（へ）発明の作用 以上の実施例にもどづく説明からも明らかな様に、本発
明は、内燃機関の燃焼室内へ露出されるスパークプラグ
の絶縁体脚部分でハウジング端面から少なくとも２．５
ＩＩｌｌ！１隔った位置の脚部分に、この脚部分をとり
まくようその長手方向に沿って交互に配置された複数の
突条を備える凹凸部を設Ｇ−するものである。この構成
によって、燃焼ガスの流入を効果的に妨げ基部側の脚部
分の汚損を軽減し、絶縁体の脚部分の絶縁抵抗の低下を
抑制すると共に、万一脚部分の基部側に汚損によって低
抵抗部が形成される場合であっても、その形成初期に突
条とハウジング内壁間での放電で突条上の同抵抗部を焼
失或いは飛散させて絶縁抵抗を回復させるものである。(F) Function of the Invention As is clear from the explanation based on the above embodiments, the present invention provides an insulator leg portion of a spark plug that is exposed into the combustion chamber of an internal combustion engine at least 2.5 mm from the housing end surface.
IIll! A concavo-convex portion having a plurality of protrusions arranged alternately along the longitudinal direction so as to surround the leg portions is provided on the leg portions at positions one distance apart. This configuration effectively prevents the inflow of combustion gas, reduces fouling of the leg portions on the base side, suppresses a drop in insulation resistance of the leg portions of the insulator, and also prevents a drop in insulation resistance in the leg portions of the insulator. Even if a resistive portion is formed, the insulation resistance is restored by burning out or scattering the resistive portion on the protruding portion due to electric discharge between the protruding portion and the inner wall of the housing in the initial stage of its formation.

さらに、凹凸部の形成による絶縁体脚部分の長手方向の
沿面距離の増加が１．５ｍｍ以内であるように凹凸部を
設ける構成によって、改善された耐汚損性を紺持しつつ
絶縁体部分における不必要な冷却表面積の増加を押えて
、スパークプラグの熱特性の確保を可能とするものであ
る。Furthermore, by providing the uneven portions so that the increase in the longitudinal creepage distance of the insulator leg portion due to the formation of the uneven portions is within 1.5 mm, the insulator portion can be improved while maintaining improved stain resistance. This prevents an unnecessary increase in cooling surface area and makes it possible to maintain the thermal characteristics of the spark plug.

（ト）発明の効果 本発明に係るスパークプラグでは、簡潔な構成で耐汚損
性の向上および熱特性の確保の両立が可能であって、種
々の運転条件のもとでも内燃機関の円滑な作動を可能と
する信頼性の高い機能を安価な費用で提供し得るもので
ある。(G) Effects of the Invention The spark plug according to the present invention has a simple structure that can improve both anti-fouling properties and ensure thermal characteristics, and can ensure smooth operation of an internal combustion engine even under various operating conditions. It is possible to provide highly reliable functions that enable this at a low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明に係るスパークプラグの実施例の全体構
成を示す部分切取側面図、第２図および第３図はそれぞ
れ従来技術によるスパークプラグの要部を拡大して示す
部分断面図、第４ａ図乃至第４Ｃ図はそれぞれ本発明の
他の実施例のコルゲーション形状を示す概略断面図、第
５図乃至第８図は本発明の解析過程を示すための特性図
で、絶縁距離の増加と熱特性の関係、］ルゲーションの
設置位置の関係、コルゲーションの形状と汚損寿命の関
係およびコルゲーション−ハウジング間隙と汚損寿命の
関係をそれぞれ示す線図、第９図おＪ、び第１０図は共
に本発明の更に他の実施例のコルゲーション形状を示す
概略断面図、第１１ａ図乃至第１１ｅ図はそれぞれ本発
明に従うコルゲーション形状の変更例を示す部分断面図
、第１２図は第１３ａ図乃至第１３ｄ図に示される碍子
脚部の電気抵抗分布の測定区分を示す説明図、および第
１３ａ図乃至第１３ｄ図はいずれも碍子脚部の電気抵抗
分布を示し、本発明の基礎となるスパークプラグ碍子脚
部の汚損過程、ならびにコルゲーションの設置による汚
損物の伸長抑制および焼失効果をそれぞれ示す説明図で
ある。 図中、１・・・中心電極、３・・・碍子、３ａ・・・碍
子脚部、３ｂ・・・コルゲーション（凹凸部）、６・・
・ハウジング、６ｂ・・・ハウジングポケット（空隙）
、９・・・外側電極。FIG. 1 is a partially cutaway side view showing the overall configuration of an embodiment of a spark plug according to the present invention, FIGS. Figures 4a to 4C are schematic cross-sectional views showing the corrugation shapes of other embodiments of the present invention, and Figures 5 to 8 are characteristic diagrams showing the analysis process of the present invention, in which the insulation distance increases and Figures 9 and 10 are diagrams showing the relationship between thermal characteristics, the relationship between the installation position of the corrugation, the relationship between the shape of the corrugation and the contamination life, and the relationship between the corrugation-housing gap and the contamination life. 11a to 11e are partial sectional views showing modified examples of the corrugation shape according to the present invention, and FIG. 12 is a schematic sectional view to 13a to 13d. The explanatory diagram showing the measurement divisions of the electrical resistance distribution of the insulator leg shown in the figure and FIGS. 13a to 13d all show the electrical resistance distribution of the insulator leg, and the spark plug insulator leg is the basis of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the soiling process of the soiling section, and the effect of suppressing the extension of soiled matter and burning out by installing corrugations, respectively. In the figure, 1... center electrode, 3... insulator, 3a... insulator leg, 3b... corrugation (uneven part), 6...
・Housing, 6b...Housing pocket (void)
, 9...outer electrode.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）中心電極と、この中心電極の一端を内燃機関の燃
焼室内へ露出させるよう前記中心電極の周囲を覆う脚部
分を有する絶縁体と、前記中心電極の一端と対向するよ
う配設された外側電極を備えかつ前記燃焼室内へ露出さ
れる前記絶縁体の脚部分を取り巻いてこの脚部分の周囲
に空隙を設けるよう配置されたハウジングとを有し、前
記絶縁体の脚部分にはこの脚部分の外周をとりまくよう
その長手方向に沿つて交互に配置された複数の突条を備
える凹凸部にして、その端部が前記ハウジングの端面か
ら少なくとも２．５ｍｍ隔つた位置にありかつ前記突条
の形成による前記脚部分の長手方向の沿面距離の増加が
１．５ｍｍ以内である凹凸部を設けて、燃焼生成物によ
る耐汚損性の向上を計つたことを特徴とする内燃機関用
点火栓。(1) A center electrode, an insulator having a leg portion that covers the center electrode so as to expose one end of the center electrode into a combustion chamber of an internal combustion engine, and an insulator disposed to face the one end of the center electrode. a housing provided with an outer electrode and arranged to surround a leg portion of the insulator exposed into the combustion chamber to provide a gap around the leg portion; an uneven portion including a plurality of protrusions arranged alternately along the longitudinal direction so as to surround the outer periphery of the part, the ends of which are spaced apart from the end surface of the housing by at least 2.5 mm; An ignition plug for an internal combustion engine, characterized in that an uneven portion is provided in which the creepage distance in the longitudinal direction of the leg portion increases by 1.5 mm or less in order to improve resistance to fouling by combustion products. （２）前記凹凸部とこの凹凸部に対向する前記ハウジン
グの内壁との間の間隔が０．７ｍｍ以上である特許請求
の範囲第１項記載の内燃機関用点火栓。(2) The ignition plug for an internal combustion engine according to claim 1, wherein a distance between the uneven portion and the inner wall of the housing facing the uneven portion is 0.7 mm or more. （３）前記絶縁体の脚部分の先端に近い側における前記
各突条の側辺の前記脚部分の表面に対する傾斜角が、こ
の側辺に対向する前記各突条の他方の側辺の傾斜角と同
等もしくは同等以上である特許請求の範囲第１項または
第２項記載の内燃機関用点火栓。(3) The inclination angle of the side of each of the protrusions on the side near the tip of the leg portion of the insulator with respect to the surface of the leg portion is the inclination of the other side of each of the protrusions opposite to this side. The ignition plug for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, which is equal to or more than a corner. （４）前記突条がそれぞれ前記脚部分の長手方向と直交
する方向へ延びる特許請求の範囲第１項から第３項まで
のいずれか一項記載の内燃機関用点火栓。(4) The ignition plug for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein each of the protrusions extends in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the leg portion. （５）前記突条は前記脚部分の長手方向に関してそれぞ
れ斜めに延びる特許請求の範囲第１項から第３項までの
いずれか一項記載の内燃機関用点火栓。(5) The ignition plug for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the protrusions extend obliquely with respect to the longitudinal direction of the leg portions. （６）前記突条の各々が前記脚部分を取り巻く螺旋形状
に形成される特許請求の範囲第５項記載の内燃機関用点
火栓。(6) The ignition plug for an internal combustion engine according to claim 5, wherein each of the protrusions is formed in a spiral shape surrounding the leg portion. （７）前記凹凸部に対向する前記ハウジングの内壁が、
前記螺旋形状の突条と相補の形状に形成される特許請求
の範囲第６項記載の内燃機関用点火栓。(7) An inner wall of the housing facing the uneven portion,
The ignition plug for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the ignition plug is formed in a shape complementary to the spiral protrusion.