JP3128270B2 - スパークプラグ - Google Patents
スパークプラグInfo
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- JP3128270B2 JP3128270B2 JP03165409A JP16540991A JP3128270B2 JP 3128270 B2 JP3128270 B2 JP 3128270B2 JP 03165409 A JP03165409 A JP 03165409A JP 16540991 A JP16540991 A JP 16540991A JP 3128270 B2 JP3128270 B2 JP 3128270B2
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- insulator
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、スパークプラグの中
心電極の熱引きの向上に関わり、特に自動車レース用エ
ンジンに好適なスパークプラグの熱価の向上に関する。
心電極の熱引きの向上に関わり、特に自動車レース用エ
ンジンに好適なスパークプラグの熱価の向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車エンジンなどのガソリン機関で
は、性能向上のため、高負荷、高速運転から低負荷、低
速運転に到る広い運転条件（ワイドレンジ）で、スパー
クプラグの先端部の過熱によるプレイグニッションが防
止できる、いわゆる熱価の高いスパークプラグが望まれ
ている。この熱価増大のためには、中心電極の熱引きを
良くし、中心電極先端部の温度の過昇温を防止できる構
造にするだけでなく、絶縁碍子の先端部の熱引きを良く
することが有効である。従来のスパークプラグは、Ｎｉ
合金製母材に熱電導性に優れたＣｕ芯を入れた中心電極
を使用し、燃焼室に露出した中心電極の先端部表面から
受ける熱をＣｕ芯を介して中心電極の後端側に逃がす、
いわゆる熱引きにより中心電極先端の過昇温を防いでい
た。また高速、高負荷運転では、絶縁碍子の先端部の温
度は、中心電極先端部より高温になり、プレイグニッシ
ョンの原因になりやすい。このため、従来は絶縁碍子の
脚長部の長さを短くすることにより熱価を大きくしてい
た。
は、性能向上のため、高負荷、高速運転から低負荷、低
速運転に到る広い運転条件（ワイドレンジ）で、スパー
クプラグの先端部の過熱によるプレイグニッションが防
止できる、いわゆる熱価の高いスパークプラグが望まれ
ている。この熱価増大のためには、中心電極の熱引きを
良くし、中心電極先端部の温度の過昇温を防止できる構
造にするだけでなく、絶縁碍子の先端部の熱引きを良く
することが有効である。従来のスパークプラグは、Ｎｉ
合金製母材に熱電導性に優れたＣｕ芯を入れた中心電極
を使用し、燃焼室に露出した中心電極の先端部表面から
受ける熱をＣｕ芯を介して中心電極の後端側に逃がす、
いわゆる熱引きにより中心電極先端の過昇温を防いでい
た。また高速、高負荷運転では、絶縁碍子の先端部の温
度は、中心電極先端部より高温になり、プレイグニッシ
ョンの原因になりやすい。このため、従来は絶縁碍子の
脚長部の長さを短くすることにより熱価を大きくしてい
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに母材であり、
中心電極の表面を形成するＮｉ合金は、熱伝導性が悪い
ため、Ｃｕ芯に熱が伝達されるまでに時間がかかり、レ
ース用自動車エンジンなど更に高性能が要求されるエン
ジンに適用したとき、中心電極及び絶縁碍子の先端部の
温度が高くなりすぎ、充分な耐プレイグニッションを有
さない。また、ＣｕまたはＡｇは、耐火花消耗性に劣る
ため、発火部にＰｔなどの貴金属チップを溶接すること
が必須となる。しかしながらＣｕ合金またはＡｇ合金
は、貴金属チップとの溶接性が悪く、チップが脱落し易
い欠点がある。この発明の目的は、中心電極先端部の温
度と、絶縁碍子先端の温度をともに低く維持でき、これ
により熱価が大きく、かつ貴金属チップの溶接強度が大
きく、耐火花消耗性の良好なスパークプラグの提供にあ
る。
中心電極の表面を形成するＮｉ合金は、熱伝導性が悪い
ため、Ｃｕ芯に熱が伝達されるまでに時間がかかり、レ
ース用自動車エンジンなど更に高性能が要求されるエン
ジンに適用したとき、中心電極及び絶縁碍子の先端部の
温度が高くなりすぎ、充分な耐プレイグニッションを有
さない。また、ＣｕまたはＡｇは、耐火花消耗性に劣る
ため、発火部にＰｔなどの貴金属チップを溶接すること
が必須となる。しかしながらＣｕ合金またはＡｇ合金
は、貴金属チップとの溶接性が悪く、チップが脱落し易
い欠点がある。この発明の目的は、中心電極先端部の温
度と、絶縁碍子先端の温度をともに低く維持でき、これ
により熱価が大きく、かつ貴金属チップの溶接強度が大
きく、耐火花消耗性の良好なスパークプラグの提供にあ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明のスパークプラ
グでは、中心電極が、ＣｕまたはＡｇを主体とする良熱
伝導性金属母材により軸芯が構成され、該軸芯（軸芯の
先端側）には、先端部を露出させる形態で純Ｎｉまたは
Ｎｉ合金製芯が埋設されると共に、該軸芯から露出する
前記芯の先端面にのみ貴金属チップが溶接された構造を
有する。
グでは、中心電極が、ＣｕまたはＡｇを主体とする良熱
伝導性金属母材により軸芯が構成され、該軸芯（軸芯の
先端側）には、先端部を露出させる形態で純Ｎｉまたは
Ｎｉ合金製芯が埋設されると共に、該軸芯から露出する
前記芯の先端面にのみ貴金属チップが溶接された構造を
有する。
【０００５】
【発明の作用、効果】この発明では、中心電極がＣｕま
たはＡｇを主体とする良熱伝導性金属母材の軸芯に、先
端部を露出させる形態で純ＮｉまたはＮｉ合金製芯を埋
設させているので、燃焼室から中心電極の露出面および
絶縁碍子の露出面に伝わった熱は、母材を介して迅速に
中心電極の後端側及び絶縁碍子の後端側に伝達される。
これにより、Ｎｉ合金製母材の中心にＣｕ芯を設けたの
みの従来のスパークプラグに比較し、熱引きが早くで
き、中心電極及び絶縁碍子の先端部の温度を低く維持で
きる。よって従来のスパークプラグでは達成できない耐
プレイグニッション性に優れた高熱価プラグでワイドレ
ンジなスパークプラグが得られる。またＰｔなどの貴金
属チップは、溶接性のよい純ＮｉまたはＮｉ合金製の芯
材に溶接してあるので、チップの脱落が防止でき、耐火
花消耗性に優れる。
たはＡｇを主体とする良熱伝導性金属母材の軸芯に、先
端部を露出させる形態で純ＮｉまたはＮｉ合金製芯を埋
設させているので、燃焼室から中心電極の露出面および
絶縁碍子の露出面に伝わった熱は、母材を介して迅速に
中心電極の後端側及び絶縁碍子の後端側に伝達される。
これにより、Ｎｉ合金製母材の中心にＣｕ芯を設けたの
みの従来のスパークプラグに比較し、熱引きが早くで
き、中心電極及び絶縁碍子の先端部の温度を低く維持で
きる。よって従来のスパークプラグでは達成できない耐
プレイグニッション性に優れた高熱価プラグでワイドレ
ンジなスパークプラグが得られる。またＰｔなどの貴金
属チップは、溶接性のよい純ＮｉまたはＮｉ合金製の芯
材に溶接してあるので、チップの脱落が防止でき、耐火
花消耗性に優れる。
【０００６】
【実施例】図１は、この発明にかかるスパークプラグを
示し、先端面にＬ字形の外側電極１１が溶接された筒状
の主体金具１内に、軸穴２１付き絶縁碍子２を嵌め込
み、その段座１２にパッキン１５を介して絶縁碍子２の
座面２３を係止し、頭部１４を加締めにより絶縁碍子２
が固定されている。絶縁碍子２において、軸穴２１の先
端側軸穴２２には中心電極４が挿入され、先端部４Ａが
絶縁碍子２の先端より突出すると共に径大の鍔部４Ｂが
軸穴２２の段部に当接し、導電性ガラスシール３３、モ
ノリシック抵抗体３２及び端子３１を備えた中軸３が一
体に加熱封着されている。そして、主体金具１の先端に
ねじ部１３が螺刻され、ガスケット１６を介して図示し
ないシリンダヘッドに固着される。
示し、先端面にＬ字形の外側電極１１が溶接された筒状
の主体金具１内に、軸穴２１付き絶縁碍子２を嵌め込
み、その段座１２にパッキン１５を介して絶縁碍子２の
座面２３を係止し、頭部１４を加締めにより絶縁碍子２
が固定されている。絶縁碍子２において、軸穴２１の先
端側軸穴２２には中心電極４が挿入され、先端部４Ａが
絶縁碍子２の先端より突出すると共に径大の鍔部４Ｂが
軸穴２２の段部に当接し、導電性ガラスシール３３、モ
ノリシック抵抗体３２及び端子３１を備えた中軸３が一
体に加熱封着されている。そして、主体金具１の先端に
ねじ部１３が螺刻され、ガスケット１６を介して図示し
ないシリンダヘッドに固着される。
【０００７】中心電極４は、図２に示すごとく、直径
２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの円柱状を呈し、ＣｕまたはＡ
ｇ製母材４１と、母材４１の先端部側の軸芯に埋め込ま
れている純ＮｉまたはＮｉ合金製芯４２とからなる。芯
４２は２〜４ｍｍ2 の断面積を有し、その先端部は、母
材４１の先端面から突出して露出部４３となっている。
また母材４１の先端はテーパーが付けられ、露出部４３
の先端面にＰｔ、ＩｒまたはＡｕ−Ｐｄ、Ｐｔ−Ｉｒな
どからなる貴金属チップ５が抵抗溶接されている。
２．０ｍｍ〜３．０ｍｍの円柱状を呈し、ＣｕまたはＡ
ｇ製母材４１と、母材４１の先端部側の軸芯に埋め込ま
れている純ＮｉまたはＮｉ合金製芯４２とからなる。芯
４２は２〜４ｍｍ2 の断面積を有し、その先端部は、母
材４１の先端面から突出して露出部４３となっている。
また母材４１の先端はテーパーが付けられ、露出部４３
の先端面にＰｔ、ＩｒまたはＡｕ−Ｐｄ、Ｐｔ−Ｉｒな
どからなる貴金属チップ５が抵抗溶接されている。
【０００８】このスパークプラグでは、中心電極４の絶
縁碍子２から突出した部分（中心電極先端部）および絶
縁碍子２の先端部は、燃焼室に露出しているため、燃焼
熱に晒され高温となる。露出面から中心電極４および絶
縁碍子２に伝わった熱は、一部は貴金属チップ５および
芯４２に伝導し、大部分は母材４１に伝導する。母材４
１は熱伝導性が高いため、受熱は迅速に中心電極後端に
熱引きされると共に絶縁碍子２の軸穴２２にも伝達さ
れ、更に絶縁碍子２の座面２３、パッキン１５を介して
主体金具１の段座１２を経由してねじ部１３及びガスケ
ット１６よりシリンダーヘッド側に放熱される。又、熱
の一部は、中軸３や絶縁碍子２の頭部より放熱される。
このため中心電極４の先端部４Ａは、比較的低温に保た
れ、この結果、前記チップ５や母材４１の先端面及び絶
縁碍子２の先端部の受熱も、低温に保たれている中心電
極４に円滑に伝達され、過昇温が有効的に防止される。
縁碍子２から突出した部分（中心電極先端部）および絶
縁碍子２の先端部は、燃焼室に露出しているため、燃焼
熱に晒され高温となる。露出面から中心電極４および絶
縁碍子２に伝わった熱は、一部は貴金属チップ５および
芯４２に伝導し、大部分は母材４１に伝導する。母材４
１は熱伝導性が高いため、受熱は迅速に中心電極後端に
熱引きされると共に絶縁碍子２の軸穴２２にも伝達さ
れ、更に絶縁碍子２の座面２３、パッキン１５を介して
主体金具１の段座１２を経由してねじ部１３及びガスケ
ット１６よりシリンダーヘッド側に放熱される。又、熱
の一部は、中軸３や絶縁碍子２の頭部より放熱される。
このため中心電極４の先端部４Ａは、比較的低温に保た
れ、この結果、前記チップ５や母材４１の先端面及び絶
縁碍子２の先端部の受熱も、低温に保たれている中心電
極４に円滑に伝達され、過昇温が有効的に防止される。
【０００９】この中心電極４は、図３に示す方法で製造
される。図３のＡに示すごとく、一端に軸穴を有する円
柱状Ｃｕ製円柱体６１に、Ｎｉ合金製棒６２を嵌める。
この嵌合体を複数工程の圧造により、図３のＢに示すご
とく伸長させる。つぎに、Ｎｉ合金製棒６２の先端面に
貴金属チップ５を抵抗溶接した後、電極の先端部又はＣ
ｕ製円柱体６１の先端部を先細テーパー加工を行いＣの
ごとくなる。これはテーパー加工後チップ５の抵抗溶接
を行なうと母材４１の先端部が座屈変形を生じ易いこと
による。
される。図３のＡに示すごとく、一端に軸穴を有する円
柱状Ｃｕ製円柱体６１に、Ｎｉ合金製棒６２を嵌める。
この嵌合体を複数工程の圧造により、図３のＢに示すご
とく伸長させる。つぎに、Ｎｉ合金製棒６２の先端面に
貴金属チップ５を抵抗溶接した後、電極の先端部又はＣ
ｕ製円柱体６１の先端部を先細テーパー加工を行いＣの
ごとくなる。これはテーパー加工後チップ５の抵抗溶接
を行なうと母材４１の先端部が座屈変形を生じ易いこと
による。
【００１０】次に、母材４１にＡｇを用いた中心電極４
を、脚部長さ６ｍｍとした絶縁碍子２に挿設し、先端面
から１．５ｍｍ突出した図１に示す本発明スパークプラ
グと、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌを５重量％以内含有したＮｉ合
金の母材で被膜されたＣｕ芯を封入した中心電極を同様
に絶縁碍子に配設した従来型のスパークプラグとを、２
サイクルエンジン、９０００ｒｐｍ×４／４（全負荷）
の条件で、耐熱テストを行った結果を図４に示す。本発
明のスパークプラグは、従来型のスパークプラグに比べ
て、中心電極４及び絶縁碍子２の先端部の熱引きがよ
く、温度を低減するための耐プレイグニッション性が向
上する。
を、脚部長さ６ｍｍとした絶縁碍子２に挿設し、先端面
から１．５ｍｍ突出した図１に示す本発明スパークプラ
グと、Ｓｉ、Ｃｒ、Ａｌを５重量％以内含有したＮｉ合
金の母材で被膜されたＣｕ芯を封入した中心電極を同様
に絶縁碍子に配設した従来型のスパークプラグとを、２
サイクルエンジン、９０００ｒｐｍ×４／４（全負荷）
の条件で、耐熱テストを行った結果を図４に示す。本発
明のスパークプラグは、従来型のスパークプラグに比べ
て、中心電極４及び絶縁碍子２の先端部の熱引きがよ
く、温度を低減するための耐プレイグニッション性が向
上する。
【００１１】このように、この発明のスパークプラグ
は、中心電極４の先端部及び絶縁碍子２の先端部の熱引
きがよく、温度の過昇温が避けられるので、プレイグニ
ッションが生じにくく、ワイドレンジの性能が得られ
る。また、径小の先端部及び貴金属チップにより着火性
及び耐久性を向上することができる。なおこの発明の中
心電極４は、上記のごとく絶縁碍子２の脚部の短いスパ
ークプラグにおいてプレイグニッション防止効果が顕著
であるが、通常のスパークプラグにおいても絶縁体先端
の降温効果が大きいなど熱価の増大に有効である。
は、中心電極４の先端部及び絶縁碍子２の先端部の熱引
きがよく、温度の過昇温が避けられるので、プレイグニ
ッションが生じにくく、ワイドレンジの性能が得られ
る。また、径小の先端部及び貴金属チップにより着火性
及び耐久性を向上することができる。なおこの発明の中
心電極４は、上記のごとく絶縁碍子２の脚部の短いスパ
ークプラグにおいてプレイグニッション防止効果が顕著
であるが、通常のスパークプラグにおいても絶縁体先端
の降温効果が大きいなど熱価の増大に有効である。
【図１】この発明のスパークプラグの断面図である。
【図２】中心電極の断面図である。
【図３】中心電極の製造工程図である。
【図４】この発明の耐熱性実験結果を示すグラフであ
る。
る。
１ 主体金具 ２ 絶縁碍子 ３ 中軸 ４ 中心電極 ４１ 中心電極母材 ４２ 芯
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−138890（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−163782（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−13147（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−13143（ＪＰ，Ａ) 特公 昭36−8955（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01T 13/00 - 21/06
Claims (1)
- 【請求項１】 筒状主体金具に嵌め込まれた段付軸穴を
有する絶縁碍子と、該軸穴の段部に自身の一端側に形成
された鍔部が係止され、該軸穴内にて少なくともガラス
シールを介して端子と封着される中心電極とを備えるス
パークプラグにおいて、 前記中心電極は、ＣｕまたはＡｇを主体とする良熱伝導
性金属母材により軸芯が構成され、該軸芯の他端側に
は、先端部を露出させる形態で純ＮｉまたはＮｉ合金製
芯が埋設されると共に、前記軸芯から露出する前記芯の
先端面にのみ貴金属チップが溶接されていることを特徴
とするスパークプラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03165409A JP3128270B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | スパークプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03165409A JP3128270B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | スパークプラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0513144A JPH0513144A (ja) | 1993-01-22 |
| JP3128270B2 true JP3128270B2 (ja) | 2001-01-29 |
Family
ID=15811867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03165409A Expired - Fee Related JP3128270B2 (ja) | 1991-07-05 | 1991-07-05 | スパークプラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3128270B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2013077382A1 (ja) * | 2011-11-24 | 2015-04-27 | イマジニアリング株式会社 | 点火プラグ及び内燃機関 |
| US11621544B1 (en) | 2022-01-14 | 2023-04-04 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Spark plug electrode and method of manufacturing the same |
| US12034278B2 (en) | 2023-10-23 | 2024-07-09 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Spark plug, spark plug electrode, and method of manufacturing the same |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69323192T2 (de) * | 1993-08-02 | 1999-06-17 | Cooper Automotive Prod Inc | Zündkerzenelektroden |
| KR100701571B1 (ko) * | 2005-11-28 | 2007-03-29 | 주식회사 세림테크 | 점화플러그 |
| US9948069B2 (en) | 2013-12-20 | 2018-04-17 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug |
-
1991
- 1991-07-05 JP JP03165409A patent/JP3128270B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2013077382A1 (ja) * | 2011-11-24 | 2015-04-27 | イマジニアリング株式会社 | 点火プラグ及び内燃機関 |
| US11621544B1 (en) | 2022-01-14 | 2023-04-04 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Spark plug electrode and method of manufacturing the same |
| US11777281B2 (en) | 2022-01-14 | 2023-10-03 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Spark plug electrode and method of manufacturing the same |
| US12034278B2 (en) | 2023-10-23 | 2024-07-09 | Federal-Mogul Ignition Gmbh | Spark plug, spark plug electrode, and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0513144A (ja) | 1993-01-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |