(57)【要約】  プラグはナット部、ナット部から延びイグニッションワイヤを受入れるように構成された連結部、連結部から離れるようにナット部から延びる絶縁部を具える。陽極は絶縁部を貫通して延びる。雄ねじが付いた管状の金属部は絶縁部を囲って、絶縁部と間隔をあけて設けられたキャップ部において絶縁部の端より手前で終端するようにナット部から延びる。キャップ部は空所を画定する。空所は、陽極が延在する中心部、中心部を囲う環状のチャンネル、それぞれが遊星歯車装置における太陽歯車に対する遊星歯車の配置に類似して中心部に対して配置される複数のローブを具える。キャップ部は、絶縁部から軸方向に間隔をあけられている中心面と中心面を囲って中心面まで延びる凸上面を有する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ねじ穴を有するエンジンブロック／シリンダーヘッドとともに用いられ、さらに、スパークプラグレンチ及びイグニッションワイヤとともに用いられるスパークプラグであって、
レンチによって回動されるように構成されたナット部と、
前記ナット部から延びイグニッションワイヤを受入れるように構成された連結部と、
前記ナット部から延び、前記連結部から離れた端部に延びている絶縁部と、
前記絶縁部の端部を通り越えて延びる陽極と、
接地電極とを具え、
前記接地電極が、前記絶縁部を囲うように前記ナット部から延び長手方向の軸の周りを同軸方向に向けられ前記長手方向の軸を画定し使用時に前記エンジンブロックのねじ穴と係合する雄ねじが付いている管状の金属部と、該管状の金属部が延び前記絶縁部と間隔をあけて設けられたキャップ部を具え、
前記キャップ部が空所を画定し、該空所が前記陽極が延在する中心部、該中心部を囲う環状のチャンネル、それぞれが遊星歯車装置における太陽歯車に対する遊星歯車の配置に類似して前記中心部に対して配置される複数のローブとを具え、
前記キャップ部が前記絶縁部の前記管状の金属部を越えて突き出る部分から軸方向に間隔をあけられている中心面と、該中心面を囲って該中心面まで延びる凸上面を有している、
スパークプラグ。
【請求項２】
前記中心面が長手方向軸に対して直角で、前記陽極の端部と同一平面上に向けられている、請求項１のスパークプラグ。
【請求項３】
前記複数のローブが３乃至７つからなる、請求項１のスパークプラグ。
【請求項４】
Ｒ１が、前記各遊星歯車の半径で、
Ｒ２が、前記各遊星歯車の軸から前記太陽歯車の軸までの距離で、
Ｒ３が、前記接地電極の外側半径で、
Ｒ４が、前記環状チャネルの外側半径である場合、
Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３：Ｒ４が０．１２：０．３０５：０．４７５：０．２５である、請求項３のスパークプラグ。
【請求項５】
前記複数のローブが７つからなる、請求項４のスパークプラグ。
【請求項６】
前記キャップ部が前記ローブをお互いに隔てる半径方向内方に設けられた複数の指状部を具え、各該指状部は各指状部が延びる末端を有し、該末端における前記指状部の軸方向に測定された厚みが前記陽極の前記絶縁部を越えて延びる部分の長さと等しい、請求項１のスパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では、スパークプラグを用いて燃焼を起こすのが一般的である。従来のスパークプラグには、長手方向軸を画定する本体が設けられている。本体は、その一方の端部に隣接する、長手方向軸と同軸方向に向いた金属リングを有する。本体は、さらに、長手方向軸と同軸方向に向き、リングから本体の他方の端部に向かって延び、使用時にエンジンブロックの対応するねじ付きボアと係合する雄ねじが付いた、金属管を有する。碍子絶縁体もまた本体の一部を形成する。絶縁体は、管内に設けられた部分を有する。この部分は、管内部からリングを越えて軸方向に延び、その内部を貫通して軸方向に延びる細長い空所(void)を有する。細長い陽極は、その空所を占め、絶縁体を越えて、本体の一方の端部を画定する終端まで軸方向に延びる。従来のスパークプラグは、また、電極脚も有する。電極脚は、互いに交差するように結合された２つのアームを有し、一方のアームは、リングから電極を越えて軸方向に延び、他方のアームは、終端から軸方向に間隔を置いて配置される端部で終端するように一方のアームから半径方向内方に延びる。この従来型プラグにおけるスパークギャップは、陽極と電極脚の間に画定される空間である。
【発明の概要】
【０００３】
スパークプラグは本発明の一態様を形成する。プラグは、ねじ穴を有するエンジンブロック／シリンダーヘッドで用いられ、また、スパークプラグレンチ及びイグニッションワイヤでも用いられ、ナット部、連結部、絶縁部、陽極、及び接地電極を含む。ナット部は、レンチによって回動されるように構成される。連結部は、ナット部から延び、イグニッションワイヤを受入れるように構成される。絶縁部は、ナット部から延び、連結部から離れた端部に延びる。陽極は、絶縁部の端部を通り越えて延びる。接地電極は、管状の金属部、及び管状の金属部が延びるキャップ部を含む。管状の金属部は、絶縁部を囲うようにナット部から延び、絶縁部の部分が管状の金属部を越えて延びるように終端し、長手方向の軸の周りを同軸方向に向けられ、長手方向の軸を画定し、使用時に前述のエンジンブロックのねじ穴と係合する雄ねじが付いている。キャップ部は、絶縁部と間隔をあけて設けられ、空所を画定する。空所は、陽極が延在する中心部、中心部を囲う環状のチャネル、それぞれが遊星歯車装置における太陽歯車に対する遊星歯車の配置に類似して中心部に対して配置される複数のローブを具える。キャップ部はまた、絶縁部の管状の金属部を越えて突き出る部分から軸方向に間隔をあけられている中心面と中心面を囲って中心面まで延びる凸上面を有する。
【０００４】
本発明の他の態様によれば、中心面が長手方向軸に対して略直角で、陽極の端部と略同一平面上に向けられていてもよい。
【０００５】
本発明の他の態様によれば、複数のローブが３乃至７つのローブからなってもよい。
【０００６】
本発明の他の態様によれば、
Ｒ１が、各遊星歯車の半径で、
Ｒ２が、各遊星歯車の軸から太陽歯車の軸までの距離で、
Ｒ３が、接地電極の外半径で、
Ｒ４が、環状チャネルの外半径である場合、
Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３：Ｒ４が約０．１２：０．３０５：０．４７５：０．２５であってよい。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、複数のローブが７つのローブからなってもよい。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、キャップ部がローブをお互いに隔てる半径方向内方に設けられた複数の指状部を具えてもよく、各指状部は各指状部が延びる末端を有し、末端における指状部の軸方向に測定された厚みが陽極の絶縁部を越えて延びる部分の長さと略等しくてもよい。
【０００９】
本発明の他の利点、機能、特徴、動作方法、構造に関連した要素の機能、並びに部品の組み合わせ及び製造の経済性は、以下に簡潔に説明される添付の図面を参照して、以下の詳細な説明および添付の請求項を考慮することで、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本発明の実施例のスパークプラグの斜視図。
【００１１】
図２は、図１の囲われた領域２の拡大図。
【００１２】
図３は、図１の構造の端面図。
【００１３】
図４は、図１の構造の側面図。
【００１４】
図５は、図４の５−５線に沿う断面図。
【００１５】
図６は、代表的な製法を説明するのに役立つ図５に類似する図。
【００１６】
図７は、図６の囲われた領域７の斜視図。
【００１７】
図８は、図７の構造の平面図。
【００１８】
図９は、図８の９−９線に沿う断面図。
【００１９】
図１０は、図７の構造の側面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
まず初めに、図１乃至４に示された実施例のスパークプラグ２０は、ねじ穴を有するエンジンブロック／シリンダーヘッドとともに用いられ、また、スパークプラグレンチ及びイグニッションワイヤとともに用いられ、これらは全て従来どおりである。
【００２１】
プラグ２０はまた、従来どおり、ナット部２２、連結部２４、絶縁部２６、陽極２８、及び接地電極３０を具える。
【００２２】
従来どおり、ナット部２２はレンチによって回動されるように構成され、連結部２４はナット部２２から延び、イグニッションワイヤを受入れるように構成され、絶縁部２６は連結部２４から離れるように一方の端に向かってナット部２２から延び、陽極２８は絶縁部２６の端を通り越えて延びる。また、従来どおり、接地電極３０は管状の金属部３２を具える。管状の金属部３２は、絶縁部２６を囲うようにナット部２２から延び、絶縁部２６の部分３３が管状の金属部３２を越えて延びるように終端し、長手方向の軸Ｘ−Ｘの周りを同軸方向に向けられ、長手方向の軸Ｘ−Ｘを画定し、使用時に前述のエンジンブロックのねじ穴と係合する雄ねじが付いている。
【００２３】
しかしながら、このスパークプラグには、管状の金属部３２が延びて周方向に連結されたキャップ部３４が設けられている。
【００２４】
キャップ部３４は、
・絶縁部２６と間隔をあけて設けられ、空所３６を画定する。空所３６は、陽極２８が中に延びる中心部３８、中心部３８を囲う環状のチャンネル４０、それぞれが遊星歯車装置における太陽歯車に対する遊星歯車の配置に類似して中心部３８に対して配置される複数のローブ４２を具える。
・ローブ４２をお互いに隔てる半径方向内方に設けられた複数の指状部４４を具え、各指状部４４は各指状部４４が延びる末端を有し、末端における指状部４４の軸方向に測定された厚みＸ１は陽極２８の絶縁部２６を越えて延びる部分の長さＸ２と略等しい。
・（i）絶縁部２６の管状の金属部３２を越えて突き出る部分から軸方向に間隔をあけられていて、長手方向軸X-Xに対して略直角で、陽極２８の端部と略同一平面上に向けられた中心面４６、（ｉｉ）管状の金属部３２から中心面４６までを囲って延びる凸上面４８を有する。
【００２５】
キャップ部３４は、Ｒ１が各遊星歯車の半径、Ｒ２が各遊星歯車の軸から太陽歯車の軸までの距離、Ｒ３が接地電極３０の外側半径、Ｒ４が環状のチャネル４０の外側半径の場合、Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３：Ｒ４がおよそ０．１２：０．３０５：０．４７５：０．２５であるような形状である。
【００２６】
実施例のスパークプラグは、行われた多くのテストにおいてかなり有利であることが証明されている。
【表１】
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【００２７】
表１には圧縮比９：１のＣＲＡスーパーシリーズテンプレート３６０シボレーレーシングエンジンを用いて行われたダイナモテストの結果が示されている。タイミングは３４でセットされた。使用されたキャブレターは７７ジェットを具えるホーリー３９０であった。使用されたオイルは粘度１５／４０のものであった。オクタン価は１１０であった。負荷率は１．２１にセットされた。左側の縦列は、一組の新しい、標準のオートライトＡＲ３９３２Ｘプラグを用いた場合の回転数５５００から８０００ｒｐｍの間に発生したトルク及び馬力を示す。真ん中の縦列は、本発明のキャップ部によって改良された同様のプラグを用いた場合の同様のデータ一式を示す。右側の縦列には、測定された全回転数においてトルクと馬力が増加していることが示されている。
【表２】
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【００２８】
表２には圧縮比１０：１のＮＡＳＣＡＲ公認のＮＣＡＴＳシリーズ１  １／８インチに制限されたエンジンを用いて行われたダイナモテストの結果が示されている。タイミングは３０でセットされた。使用されたキャブレターは６４／６４ジェットを具えるホーリー３９０であった。使用されたオイルは粘度１５／４０のものであった。オクタン価は９４であった。負荷率は１．２１にセットされた。左側の縦列（OE）は、一組の新しい、標準のオートライトＡＲ４７３プラグを用いた場合の回転数４５００から６５００ｒｐｍの間に発生したトルク及び馬力を示す。真ん中の縦列は、本発明のキャップ部によって改良された同様のプラグを用いた場合の同様のデータ一式を示す。右側の縦列には、測定された全回転数においてトルクと馬力が増加していることが示されている。
【表３】
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【００２９】
表３には圧縮比１２：１のシボレービッグブロックを用いて行われたダイナモテストの結果が示されている。タイミングは３２でセットされた。使用されたキャブレターは７７ジェットを具えるホーリー８５０であった。使用されたオイルは粘度１５／４０のものであった。オクタン価は１１０であった。負荷率は０．７７にセットされた。左側の縦列は、一組の新しい、標準のオートライトＡＲ３９３２Ｘプラグを用いた場合の回転数４５００から７０００ｒｐｍの間に発生したトルク及び馬力を示す。真ん中の縦列は、本発明のキャップ部によって改良された同様のプラグを用いた場合の同様のデータ一式を示す。右側の縦列には、５５００から５７００ｒｐｍを除く測定された全回転数においてトルクと馬力が増加していることが示されている。
【表４】
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【００３０】
表４には圧縮比１２：１、ギャップ０．０４５のシボレービッグブロックを用いて行われたダイナモテストの結果が示されている。タイミングは３２でセットされた。使用されたキャブレターは７７ジェットを具えるホーリー８５０であった。使用されたオイルは粘度１５／４０のものであった。オクタン価は１１０であった。負荷率は０．７７にセットされた。左側の縦列は、一組の新しい、標準のオートライトＡＲ３９３２Ｘプラグを用いた場合の回転数４５００から７０００ｒｐｍの間に発生したトルク及び馬力を示す。真ん中の縦列は、本発明のキャップ部によって改良された同様のプラグを用いた場合の同様のデータ一式を示す。右側の縦列には、５５００から５８００ｒｐｍを除く測定された全回転数においてトルクと馬力が増加していることが示されている。
【表５】
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【表６】
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【００３１】
表５及び６にはシボレービッグブロックのダイナモテストの結果が示されている。タイミングは３２でセットされた。使用されたキャブレターは７７／７７ジェットを具えるホーリー８５０であった。使用されたオイルは粘度１５／４０のものであった。オクタン価は１１０であった。負荷率は０．７７にセットされた。表５では、左側の３つの縦列(OE)は、一組の新しいＡＲ３９３２Ｘプラグを用いた場合の回転数４５００から７０００ｒｐｍの間に発生した馬力を示す。右側の３つの縦列(NS)は、本発明のキャップ部によって改良された同様のプラグを用いた場合の同様のデータ一式を示す。馬力は５６００ｒｐｍを除く測定された全回転数において増加した。表６では、左側の３つの縦列(OE)は、一組の新しいＡＲ３９３２Ｘプラグを用いた場合の回転数４５００から７０００ｒｐｍの間に発生したトルクを示す。右側の３つの縦列(NS)は、本発明のキャップ部によって改良された同様のプラグを用いた場合の同様のデータ一式を示す。トルクは５６００ｒｐｍを除く測定された全回転数において増加した。
【００３２】
各実施例においては、本発明のキャップ部によって改良されたプラグを参照する。この点について、各場合において言及された基準のプラグは、図６に示されるように、プラグの電極脚を砥ぎ削り、プラグにリング（キャップ部）を溶接することによって改良されたということが理解されるであろう。
【００３３】
代表的なリング（キャップ部）が図７乃至１０に示されている。このリング（キャップ部）は、３０４  ２Ｂステンレスから造られており、以下のように寸法付けされている。
Ａ  半径０．０６０インチ
Ｂ  ０．１３インチ
Ｃ  半径０．０７インチ
Ｄ  曲率半径０．０７６インチ
Ｅ  ０．０３１インチ
Ｆ  ０．０２８インチ
Ｇ  ０．４７インチ
Ｈ  ０．０５インチ
Ｉ  ０．２４インチ
Ｊ  ０．４７インチ
Ｋ  ０．１３インチ
【００３４】
しかしながら、陽極とリング（キャップ部）の距離が改良されたプラグを用いた乗物を製造する業者によって明示された距離になるように、これらの寸法が選ばれたということを理解されたい。これらの寸法を変えることは可能であり、実際、エンジンを製造する業者の仕様と合致するように他のエンジンを適用する際に寸法の変更がなされる。
【００３５】
なお、７つのローブの構造が開示されているが、複数のローブは３乃至７つのローブからなってもよい。
【００３６】
また、合目的に解釈し、本発明は、添付の請求項によってのみ限定されるということが理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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