JPH02304889A - 内燃機関用スパークプラグ - 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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野）　　　　゛ この発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグに関
する。

（従来の技術） 従来、内燃機関に使用されるスパークプラグにおいて、
電極においては燃焼によって生じる熱を効率よく伝導す
ることができるように高い熱伝導性を有し、且つ高温に
おける強度を持つものが要求されることから、−ｉに内
部に銅芯を封入したニッケル合金等の金属体が電極に用
いられており、又、加工性等を考慮して、中間電極とし
てニッケルやタングステンの粉末、更には、アルミナ造
粒粉上にＮｉをコートしたものを封入、充填して用いる
ものも提案されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のものにおいて、電極にニッケ
ル合金等を用いる場合、燃焼室内の燃焼ガスの燃焼によ
って発生する熱によって高温酸化を受け、長時間の使用
に対して火花消耗や電極軸の変形等による火花間隙の増
大を起こし易いものとなる。又、中間電極としてニッケ
ルやタングステンの粉末を充填して使用するものの場合
においては、燃焼と冷却の繰り返しによって行われる熱
負荷の試験を実施すると、絶縁体を構成するセラミック
の有する線膨張係数と充填されているニッケルやタング
ステンの粉末との線−膨張係数の差によって外方に向け
て熱応力が発生し、その熱応力によって絶縁体に割れ等
の破損をもたらしなり、或は、上記ニッケルやタングス
テンの粉末よりなる中間電極が熱によって酸化膨張し、
この膨張によって同様に絶縁体に対して応力による破損
等の不具合を与え、長時間の使用に対する信頼性に欠け
ることとなるものであった。更に、中間電極としてアル
ミナ造粒粉上にＮｉをコートしたものを封入、充填して
用いるものの場合においても、アルミナ造粒粉表面のＮ
ｉコート厚を一定に保持することが困難であり、そのコ
ート厚の非一定性により、ガラスシール部と発火部電極
との電気導通が不安定となり、スパークプラグの長時間
の使用に対する信頼性に欠けることとなるものであった
。そこで、この発明は上記従来のものの持つ欠点を改善
するものであり、内燃機関によって発生する熱による絶
縁体破損を防止し、且つ安定した電気導通性を保持しよ
うとするものである。

（課題を解決するための手段） そのために、貴金属からなる発火部電極と絶縁体を密着
接合した上、上記絶縁体内部に設けられる軸孔に内封さ
れるガラスシールと発火部電極の上部との間に、例えは
ＳｉＣ，Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗなど
の、　ＩＶ、　Ｖ、　ＶＩ、族てなるものである。

（作用） 填、封入することによりアルミナ製の絶縁体との線膨張
係数の差を最小限のものとすることができるので、熱応
力に起因する絶縁体の割れ等を防止できるとともに、ガ
ラスシール部と発火部電極との間の細径部分にも流動性
よく充填でき、安定した電気導通性能を得ることができ
る。

（実施例） この発明を図に示す実施例により更に説明する。　（１
）は、この発明の実施例である内燃機関用スパークプラ
グであり、この内燃機関用スパークプラグ（１）は、先
端に貴金属からなり火花放電部となる発火部電極（６）
と、それを固定するアルミナや窒化物系セラミック　（
ＡＩＮ、Ｓｉ３Ｎ４　）の絶縁体（２）、内燃機関に取
り付ける時に使用するネジ部（４）と、上記発火部電極
（６）に対向する外側電極（５）を突設した土木金具（
３）と絶縁体（２）内の軸孔（１３）内にガラスシール
（１１）とともに封入される端子電極（１２）から構成
されるものである。そして、絶縁体（２）の先端に接合
される発火都電ｆＪｉ（６）とガラスシール（１１）と
の間の軸孔（８）内に、中間電極としてＳｉＣあるいは
Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ等のＩＶ、Ｖ
、　■族遷移金属のホウ化物あるいは、ケイ化物の少な
くとも１種以上よりなるセラミック造粒粉（１０）を充
填、封入してなるものである。このため、中間型Ｆ５と
して充填、封入するセラミック造粒４９　（１０）が絶
縁体（２）を構成するセラミックとの間で生じる線膨張
係数の差を最小限のものとするので、燃焼室内の燃焼に
よって発生する熱による熱応力によって起こる絶縁体（
２）の割れ等を防止でき、又、絶縁体（２）先端と貴金
属からなる発火部電極（６）は密着接合されているため
、熱膨張によって軸孔（８）に燃焼ガスの侵入が起こら
ず、またこのセラミック造粒粉（１０）自体が耐酸化性
能を有しているので、酸１ヒ膨張によって発生ずる絶縁
体（２）への機械的応力の負荷をも防ぎ、且つコストの
上昇を最小限のものとすることができる。

更に、このセラミック造粒粉（１０）自体に、耐酸化性
に優れ、且つ、比較的安価なＮｉ、Ｃ。

、Ｃｒ等により湿式メッキを施し、皮膜（９）を形成す
ることにより、絶縁体（２）への機械的応力の負荷を、
より一層防ぐことができる。

又、中間電極として使用するセラミック造粒粉（１０）
の粒径が過大なものであると、先端の発火部電極（６）
との接触面積が十分に確保することができないことから
、導通不良を起こし易いので、上記セラミック造粒粉（
１０）の粒径は１０〜１２０μｍが適当である。

なお、絶縁体（２）と上記貴金属からなる発火部電極（
６）との密着接合においては、焼結前の絶縁体（２）に
発火部重陽（６）を軸孔（８）の先端径小孔（１４）に
装入すると共に、大気雰囲気下、１５００〜１７００℃
で焼結することによって一体に接合してなるものである
。又、この発火部電極（６）には、アルミナ粉末をプラ
チナによって被覆した後、焼結することによって製造さ
れるサーメット電極でも良いものである そこで、発火部電極（６）として、粉末焼結により作成
した鍔付イリジウム電極を使用し、それを絶縁体（２）
と同時焼成して接合した上、中間電極としてＭｏＳｉ２
の造粒粉を充填、封入した、この発明の実施例である内
燃機関用スパークプラグ（１）と、同じく中間電極とし
てＴｉＢ２の造粒粉を充填、封入したものと、同じく中
間電極としてＣｒＢ２の造粒粉を充填、封入したものと
、同じく中間電極としてＭｏＳｉ２の造粒粉にＮｉメッ
キ皮膜（９）を施したものと、比較品としての、中間電
極としてアルミナ造粒粉にＮｉメッキ皮１模〈９）を施
したものとを、それぞれタクシ−に設置し、１０万ｋｍ
走行後の電気導通変化を比較したところ、この発明の実
施例である内燃機関用スパークプラグ（１）においては
、比較品に比し、顕著な差異が認められた（表）。

表中における粉末充填部の軸孔（８）はｌ　、　２ｍｍ
径Ｘ　２０ｍｍ長である。

表（１０万ｋｍ走行時の電気導通） （発明の効果） 以上のとおり、発火部電極に溶接することができない金
属やサーメット電極を用いても、中間電極との接合を必
要とすることがないことから、高い信頼性をもって耐久
性及び電気導通性を確保することができ、且つ量産性を
向上させることができる優れた効果を有するものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例である内燃機関用スパーク
プラグの拡大断面図、第２図は、その要部拡大断面図、
第３図は造粒粉に金属皮膜を施した場合の一部断面図で
ある。 １・・・内燃機関用スパークプラグ　２・・絶縁体６・
・・発火部電極　７・・・鍔部　８１３・・・軸孔９・
・・皮膜　１０・・・セラミック造粒粉１１・・・ガラ
スシール　１４・・先端小径孔特許出願人　代理人　弁
理士　藤　木　三　幸第１図 第２図 第３図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、貴金属からなる発火部電極と絶縁体を密着接合
   した上、上記絶縁体内部に設けられる軸孔に内封される
   ガラスシールと発火部電極の上部との間に、耐酸化性能
   及び電気伝導性能を有するセラミック粉末を充填、封入
   してなる内燃機関用スパークプラグ。
2. （２）、ガラスシールと発火部電極の上部との間に充填
   、封入されるセラミック粉末が、ＳｉＣあるいは、Ｔｉ
   、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｃｒ、ＷなどのIV、Ｖ、V
   I族遷移金属のホウ化物、或はケイ化物の少なくとも１
   種以上で、且つ粒径を１０〜１２０μｍとしてなる請求
   項（１）記載の内燃機関用スパークプラグ。
3. （３）、セラミック粉末の表面を金属コートしてなる請
   求項（１）記載の内燃機関用スパークプラグ