JPH0244674A - 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１−の利用分野］ 本発明は、内燃機関の点火用に使用されるスパークプラ
グに関する。

［ＵＣ来の技術］ 従来、内燃機関の点火用スパークプラグの絶縁体材料と
して良熱伝導性セラミックスを用いると、Ｍ４　ｅ耐久
性に優れたスパークプラグができる。しかし、絶縁体（
絶縁碍子）全体に使用すると大幅なコスト高になる。コ
ストを押さえ且つ耐熱耐久性に優れた絶縁体（絶縁碍子
）を提供するために、高温高圧の燃焼ガスに晒され、さ
らに急激な温度と圧力の変化に晒され、特別にハイレベ
ルな熱的強度を検束さｔ【る、絶縁体の先端側部分に良
熱伝導性セラミックス（一例としてＡＩＮ）を用い、絶
縁体の後端側に従来汎用されているセラミックス（一例
としてＡｌ２Ｏ２＞を用い、両者を接合させてその隙間
をガラス封着した形式の絶縁体を用いるスパークプラグ
が考えられていた。

しかし、燃焼室内で長期１ｍ使用すると、高温高圧の燃
焼ガスに晒され、さらに急激な温度と圧力の変化に晒さ
れて受ける物理的衝撃や熱衝撃により絶縁体接合部に少
しのずれが生じて小さな隙間ができ、その小さな隙間に
燃焼ガスの前記５ｇを受けて、ついには先端側絶縁体と
筒状後端側絶縁体との間にガタを生じて気密性を失い破
損してしまう等、絶縁体接合部の耐久性に問題があった
。

従来型のスパークプラグの例として、第６図に示す一般
型について構成の概略を説明する。

軸孔３１２を有し、後端に接合用突起部３１１が形成さ
れた良熱伝導性セラミックス製の先端側絶縁体３１０と
、該軸孔３１２内に先端を突出して嵌め込まれる二重構
造の中心電極３２０と、酸１ヒ物系セラミックス製で前
記先端側絶縁体３１０の後端の接合用突起部３１１に接
合する軸孔３３２を有する筒状後端１１１１絶縁体３３
０と、該筒状後端側絶縁体３３０の軸孔３３２の先端側
に充填される導電性ガラスシール３４０と、先端が導電
性ガラスシール３４０に連続し、後端を後端側絶縁体３
３０から突出させて軸孔３３２に嵌め込まれた端子３５
０を備えた絶縁体３５０を、筒状主体金具３７０内に嵌
め込んでなるスパークプラク３００゜ ［発明が解決［７ようとする課題］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものである。

スパークプラグにおいて、中心電極を覆う絶縁体が高温
高圧の燃焼ガスに晒されることに対処して、絶縁体（絶
縁碍子）の先端側に耐熱耐久性に極めて優れた良熱伝導
性の非酸化物系セラミックスを用い、その後端側にコス
トが低く、かつ接合加二［か容易な絶縁体材料を用いる
。

第（１〉の課題として先端側絶縁体と後端側絶縁体との
接合方法は、耐熱耐久性に優れ、かつ接合部ｌ−が容易
である。第（２）の課題として後端側絶縁体材料は、後
端側に用いて、十分な耐熱耐久性を有し月つコストが低
く、かつ接合部］［が容易である。

本発明の目的は、以上の課題を解決して、絶縁体（絶縁
碍子）の先端側に用いられる耐熱耐久性に極めて優れた
良熱伝導性絶縁体と、後端側に用いられる絶縁体との接
合部の耐久性を向上させ、かつ接合力ＩＩＩが容易な絶
縁体材料を選択することによって、耐熱耐久性に極めて
優れると共にコストが低いスパークプラグの提供にある
。

［課題を解決するための手段］ 本発明のスパークプラグは、上記目的を達成するために
、筒状主体金具と、該主体金具の先端側に嵌め込まれる
と共に、良熱伝導性セラミックス製で軸孔材の筒状先端
側絶縁体と、前記先端側絶縁体の後部に物理的に嵌合す
る、耐熱性樹脂製で軸孔材の筒状後端側絶縁体と、先端
を筒状先端側絶縁体から突出させて前記軸孔内に嵌め込
まれる中心電極と、前記軸孔内の中心電極と絶縁体の隙
間に充填されるセラミックス粉末と、先端が中心電極に
連続し、後端を後端側絶縁体から突出させて軸孔に嵌め
込まれた端子とからなることを技術的手段とし、さらに
、前記良熱伝導性セラミックスの熱伝導率が５０Ｗ／ｍ
Ｋ以上であり、前記耐熱性樹脂の最高連続使用温度が摂
氏２００度以上であることを技術的手段とする。

［作用および発明の効果］ 以上の構成に述べたように、本発明のスパークプラグは
、絶縁体く絶縁碍子）の先端側絶縁体材料に良熱伝導性
の非酸化物系セラミックスを用いるので、耐熱耐久性に
極めて優れる。また、後端側絶縁体材料として加工が容
易な耐熱樹脂を用い、先端側絶縁体の後部と後端側絶縁
体の前部を物理的に嵌合させることにより、長期間使用
しても、燃焼室内で受ける物理的衝撃により接合部にず
れが生じるのが防止され、さらに、ずれにより小さな隙
間が生じその隙間に燃焼ガスの熱衝撃や物理的衝撃を受
け°ζ絶縁体間の隙間がさらに拡大し、ついには先端側
絶縁体と筒状後端側絶縁体との間にガタを生じて気密性
を失い破損してしまうようなことが防止される。

したがって、先端側絶縁体の後部と後端側絶縁体の接合
部分の耐久性が大幅に向上する。

以上に述べた如く、本発明によれば耐熱耐久性に極めて
優れると共に低コストのスパークプラグを提供できる。

［実施例］ つぎに本発明のスパークプラグを第１図〜第３図に示す
第１実施例に基づき説明する。

第１図は、第１実施例のスパークプラグ１００の断面図
である。

スパークプラグ１００は、筒状主体金具７０を有する。

筒状主体金具７０の先端側には、後端部に断面り字型の
環状溝１１が形成された良熱伝導性セラミックス製の筒
状先端側絶縁体１０が嵌め込まれている。該筒状先端側
絶縁体１０の後には、その環状構１１と嵌合する断面り
字型の環状突起３１が先端部に形成された耐熱性樹脂製
の筒状後端側絶縁体３０が接合されている。

良熱伝導性セラミックス製の先端側絶縁体１０は、本実
施例ではＡＩＮ製であり、後端部に断面り字型の環状溝
１１（本発明の要旨である）が形成されると共に、先端
側の軸孔小径部１６と後端側の軸孔大径部１７から成る
軸孔１！）を有する。

耐熱樹脂製の筒状後端側絶縁体３０は、本実施例ではポ
リイミド系樹脂製であり前記断面り字型の環状溝１１と
嵌合する断面り字型の環状突起３１（本発明の要旨であ
る）が先端部に形成されると共に、前記軸孔大径部１１
に連続する同径の軸孔３５を看する。

筒状先端側絶縁体１０の軸孔１５とこれに連続する筒状
後端側絶縁体３０の軸孔３５には、耐熱性ニッケル合金
製で先端側内部に銅芯を封入しその中間部に鍔状部２１
を侑する中心電極２０が、先端を突出させＣ嵌め込まれ
ている。中心電極２０は、加［［程において、絶縁体６
０の軸孔３５．１５の後側から挿入さね、その鍔状部２
１で軸孔大径部１７の段部に嵌合する。中心電極２０の
鍔状部２１から先端側は、軸孔小径部１６に耐熱性無機
接着剤２２により接着されている。

該中心電極２０と軸孔１５，３５の隙間には、耐熱性セ
ラミックス粉末（滑石等）４０が充填される。筒状後端
側絶縁体３０の軸孔３５の後端には、中心電極２０と嵌
合する端子５０が接着剤５１を塗布して螺着されている
。

つぎに本発明の要旨である筒状先端側絶縁体１０に用い
る材質の熱伝導率の許容値、および筒状後端側絶縁体３
０に用いる材質に必要とされる最高連続使用温度につい
て説明する。

先端側絶縁体１０に用いる良熱伝導性ビラミックスは、
その熱伝導率が少なくとも５０Ｗ／ｍｋ以上が必要であ
る。それ以下であれば、従来のアルミナ一体ｆｌｌＩ造
の絶縁体と比べて耐ブレイグニション性における有意な
差がない。

耐熱樹脂の最高連続使用温度は２００°Ｃ以十、が必要
である。セラミックスとの接合部の温度が最高２００℃
となる可能性がある。

良熱伝導性セラミックスの例とその物性値を表１に示す
。また、耐熱樹脂の例とその物性値を表２に示す。

表１ 表２ （以Ｆ余白） つぎに本発明の要旨である筒状先端側絶縁体１０と筒状
ｆ＆端側絶縁体３０を、前記環状Ｗｉ１１および環状突
起３１で嵌合させて、接合形成する方法について第２図
および第３図に基づいて説明する。

良熱伝導性セラミックス製のＡＩＮを用い、後端部に断
面り字型の環状溝１１が形成されている先端側絶縁体１
０を成型し、焼成して作る。

つぎに第２図に示すように、前記ＡＩＮ製の先端側絶縁
体１０を成形型２００に嵌め込む。さらに、ポリイミド
系樹脂（矢印Ａ）を注入して、射出成型する。

以」二の１程を経て第３図に示す絶縁体６０が作られる
。前記の射出成型により断面り字型の環状突起３１が形
成されると共に、先端側絶縁体１（）と後端側絶縁体３
０は、強固に嵌合して接合する。

つぎに本発明を、先端側絶縁体１０と後端側絶縁体３０
を接合さぜる嵌合部の形状の変形例である第４図の第２
実施例のスパークプラグ１１０および第５図の第３実施
例のスパークプラグ１２０に基づき説明する。第１実施
例と同等物は同一符号で表す。

第２実施例は、先端側絶縁体１０の嵌合部の形状がｐ〜
パ而面環状溝１３に形成され、後端側絶縁体３０の嵌合
部の形状がテーパ面の環状突起３３に形成されている。

接合形成する方法は第１実施例と同様である。

第３実施例は、先端側絶縁体１０の嵌合部の形状が雌イ
・ン１４に形成され、後端側絶縁体３０の嵌合部の形状
が雄ネジ３４に形成されている。

第３実施例の場合、第１実施例および第２実施例と同様
の接合形成する方法でも＋Ｍ″ｉｉできるが、ポリイミ
ド系樹脂の後端側絶縁体３０を単独で射出成型し、その
後に接合面に到着ガラスあるいは樹脂系接り剤を挟み込
んで接合することもできる。

以トの如く、コストが低く、加り性が良く、耐熱性の向
］した絶縁体を備えるスパークプラグを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるスパークプラグの第１実施例の
四面１−４、第２図および第３図はその絶縁体の製造［
程図、第４図は第２実施例の断面図、第５図は第３実施
例の断面図、第６図は従来例の断面図である。 図中　１００．１１０．１２０・・・スパークプラグ　
１０・・・先端側絶縁体　１１・・・断面り字型の環状
溝　１３・・・テーパ面の環状溝　１４・・・畑ネジ　
２０・・・中心電極　３０・・・後端側絶縁体　３１・
・・断面り字型の環状突起　３３・・・テーパ面の環状
突起　３４・・・雄ネジ　５０・・・端ｒ箔１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）筒状主体金具と、 該主体金具の先端側に嵌め込まれると共に、良熱伝導性
   セラミックス製で軸孔付の筒状先端側絶縁体と、 前記先端側絶縁体の後部に物理的に嵌合する、耐熱性樹
   脂製で軸孔付の筒状後端側絶縁体と、先端を筒状先端側
   絶縁体から突出させて前記軸孔内に嵌め込まれる中心電
   極と、 前記軸孔内の中心電極と絶縁体の隙間に充填されるセラ
   ミックス粉末と、 先端が中心電極に連続し、後端を後端側絶縁体から突出
   させて軸孔に嵌め込まれた端子とからなることを特徴と
   するスパークプラグ。 ２）前記良熱伝導性セラミックスの熱伝導率が５０Ｗ／
   ｍＫ以上であり、前記耐熱性樹脂の最高連続使用温度が
   摂氏２００度以上であることを特徴とする請求項１に記
   載のスパークプラグ。