JPH03110781A - 光センサ内蔵型スパークプラグ - Google Patents
光センサ内蔵型スパークプラグInfo
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- JPH03110781A JPH03110781A JP24976389A JP24976389A JPH03110781A JP H03110781 A JPH03110781 A JP H03110781A JP 24976389 A JP24976389 A JP 24976389A JP 24976389 A JP24976389 A JP 24976389A JP H03110781 A JPH03110781 A JP H03110781A
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Landscapes
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- Measuring Fluid Pressure (AREA)
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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。
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]
本発明は、内燃機関の燃焼室の温度あるいは燃焼光信号
波形を計測するスパークプラグに関する。
波形を計測するスパークプラグに関する。
[従来の技術]
筒状主体金具に絶縁体を嵌め込み、該絶縁体の軸孔に中
心導体を差込み、該中心導体内に石英ガラスロッドある
いは光ファイバーなどを挿設し、燃焼光信号、温度など
を測定する光センサを組込んだスパークプラグが、英国
特許第263883号、特開昭56−106123号公
報などで知られている。
心導体を差込み、該中心導体内に石英ガラスロッドある
いは光ファイバーなどを挿設し、燃焼光信号、温度など
を測定する光センサを組込んだスパークプラグが、英国
特許第263883号、特開昭56−106123号公
報などで知られている。
[発明が解決しようとする課M]
しかるに、このような光センサ内蔵型スパークプラグは
、中心導体に挿設する石英ガラスロッド、光ファイバー
などにより中心導体の熱引きが悪化し、耐ブレイグニシ
ョン性(耐熱性)が極端に低下する不具合が起きる。こ
の不具合を脚長部を短くして回避しようとすると耐汚損
性が低下してしまう。
、中心導体に挿設する石英ガラスロッド、光ファイバー
などにより中心導体の熱引きが悪化し、耐ブレイグニシ
ョン性(耐熱性)が極端に低下する不具合が起きる。こ
の不具合を脚長部を短くして回避しようとすると耐汚損
性が低下してしまう。
本発明の目的は、耐ブレイグニション性に優れる光セン
サ内蔵型スパークプラグの提供にある。
サ内蔵型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]
上記目的を達成するため、本発明は、先端に外側電極を
形成した筒状主体金具と、該筒状主体金具に嵌め込まれ
て固定される軸孔付きの絶縁体と、先端を1M口または
閉塞して形成し、前記軸孔内に差込まれる中心導体と、
該中心導体内に装入され、赤外線を伝導する光導波体と
を備える光センサ内蔵型スパークプラグにおいて、前記
絶縁体は、少なくとも脚長部を窒化アルミニウムを主体
とするセラミック焼結体で形成した構成を採用した。
形成した筒状主体金具と、該筒状主体金具に嵌め込まれ
て固定される軸孔付きの絶縁体と、先端を1M口または
閉塞して形成し、前記軸孔内に差込まれる中心導体と、
該中心導体内に装入され、赤外線を伝導する光導波体と
を備える光センサ内蔵型スパークプラグにおいて、前記
絶縁体は、少なくとも脚長部を窒化アルミニウムを主体
とするセラミック焼結体で形成した構成を採用した。
[作用および発明の効果]
本発明の光センサ内蔵型スパーク1ラグはつぎの効果を
奏する。
奏する。
中心導体内に赤外線を伝導する光導波体を装入している
ので、光導波体を装入しない場合に比べ中心導体の熱引
きは悪くなる。ここで、少なくとも脚長部を熱伝導に優
れる窒化アルミニウムを主体とするセラミック焼結体で
形成している。このため、中心導体の発火部の熱は速や
かに主体金具に伝導され熱引きがスムースに行われる。
ので、光導波体を装入しない場合に比べ中心導体の熱引
きは悪くなる。ここで、少なくとも脚長部を熱伝導に優
れる窒化アルミニウムを主体とするセラミック焼結体で
形成している。このため、中心導体の発火部の熱は速や
かに主体金具に伝導され熱引きがスムースに行われる。
よって、光センサ内蔵型スパークプラグは耐ブレイグニ
ション性に優れる。
ション性に優れる。
[実施例]
本発明にかかる光センサ内蔵型プラグの第1実施例を第
1図〜第4図に基づき説明する。
1図〜第4図に基づき説明する。
光センサ内蔵型プラグAは、先端に外側電極11を溶接
した筒状主体金具1と、テーパ21付きの軸孔22を有
し、前記筒状主体金具1に嵌め込まれて固定される絶縁
体2と、前記テーパ21に鍔を係止して差込まれる鍔付
筒状中心電極31、前記軸孔22の後端から差込まれた
管状端子電極33、該端子電極33と前記鍔付中心電極
31とを軸孔22内で封着する導電性ガラス34からな
る中心導体3と、前記中心導体3に挿設される光ファイ
バー4とを備える。
した筒状主体金具1と、テーパ21付きの軸孔22を有
し、前記筒状主体金具1に嵌め込まれて固定される絶縁
体2と、前記テーパ21に鍔を係止して差込まれる鍔付
筒状中心電極31、前記軸孔22の後端から差込まれた
管状端子電極33、該端子電極33と前記鍔付中心電極
31とを軸孔22内で封着する導電性ガラス34からな
る中心導体3と、前記中心導体3に挿設される光ファイ
バー4とを備える。
筒状主体金具1(炭素[J)は、外周に取付けねじ12
、内周にパツキン面13を形成した先端部と、内方にか
しめられ、線パツキン14および絶縁粉末15が配され
る後端部と、ガスケット16が配設され六角部17が形
成される中央部とからなる。外側電極11(耐熱金属製
)は、前記絶縁体2の先端を覆うように張り出している
。
、内周にパツキン面13を形成した先端部と、内方にか
しめられ、線パツキン14および絶縁粉末15が配され
る後端部と、ガスケット16が配設され六角部17が形
成される中央部とからなる。外側電極11(耐熱金属製
)は、前記絶縁体2の先端を覆うように張り出している
。
絶縁体2(窒化アルミニウムの焼成体;120W/m−
k)は、径小の脚長部23(長さ20mm)、後端のコ
ルゲーション部24、中央の胴部25からなる0脚長部
23は前記パツキン面13にパツキン18を介して固定
される。テーパ21は円錐面である。コルゲーション部
24にはプラグキャップ100が外嵌される。
k)は、径小の脚長部23(長さ20mm)、後端のコ
ルゲーション部24、中央の胴部25からなる0脚長部
23は前記パツキン面13にパツキン18を介して固定
される。テーパ21は円錐面である。コルゲーション部
24にはプラグキャップ100が外嵌される。
鍔付筒状中心電極31はニッケル合金で形成され、鍔状
部と、前記絶縁体2の先端面から僅かに突出して配設さ
れる棒状部とからなる。
部と、前記絶縁体2の先端面から僅かに突出して配設さ
れる棒状部とからなる。
端子電極33は鋼で形成され管状を呈する。この端子電
極33の先端部は前記筒状主体金具1の略中央部に位置
し、その先端部外周は螺刻されている。端子電極33に
は端子35から高電圧が印加される。
極33の先端部は前記筒状主体金具1の略中央部に位置
し、その先端部外周は螺刻されている。端子電極33に
は端子35から高電圧が印加される。
導電性ガラス34(ポウケイ酸ガラス粉末、銅粉末を主
成分とする)は前記端子型fi3・3の先端部と前記鍔
付筒状中心電極31の鍔状部とを軸孔22内でガス密的
に加熱封着し、かつ両者の電気的接続を図っている。さ
らに光ファイバー4を軸孔22内に保持している。
成分とする)は前記端子型fi3・3の先端部と前記鍔
付筒状中心電極31の鍔状部とを軸孔22内でガス密的
に加熱封着し、かつ両者の電気的接続を図っている。さ
らに光ファイバー4を軸孔22内に保持している。
光ファイバー4(サファイヤガラスで外径1mm)は、
高屈折率のコアを低屈折率のクラッドが取巻いている。
高屈折率のコアを低屈折率のクラッドが取巻いている。
この光ファイバー4の先端面は燃焼室側に露出し、前記
鍔付中心電極の先端面から1mm引っ込んで配設されて
いる。なお、プラグキャップ100からコネクタ300
までの間は、シリコン層、テフロン層、アラミド繊維、
テフロン層の4層で被覆される。
鍔付中心電極の先端面から1mm引っ込んで配設されて
いる。なお、プラグキャップ100からコネクタ300
までの間は、シリコン層、テフロン層、アラミド繊維、
テフロン層の4層で被覆される。
つぎに、光センサ内蔵型プラグAの製造工程(要部)を
説明する。
説明する。
(1)焼成絶縁体2の軸孔の後端側から鍔付筒状中心電
極31を挿入する。
極31を挿入する。
(2)光ファイバー4を鍔付筒状中心電極31内に差込
む。
む。
(3)軸孔22の後端側から導電性ガラス粉末を入れて
押圧し、さらに端子電極33を差し込む。
押圧し、さらに端子電極33を差し込む。
(4)端子電極3を加圧(40kg前後)しながら加熱
(950℃前後)し、導電性ガラス粉末を溶融させ、端
子電極3の先端部、鍔付筒状中心電極31および光ファ
イバー4を絶縁体2の軸孔22内で一体に封属する。
(950℃前後)し、導電性ガラス粉末を溶融させ、端
子電極3の先端部、鍔付筒状中心電極31および光ファ
イバー4を絶縁体2の軸孔22内で一体に封属する。
つぎに、光センサ内蔵型プラグAの温度測定試験につい
て述べる。
て述べる。
第3図に示すように、光センサ内蔵型プラグAは、ガソ
リン機関のシリンダヘッド201に主体金具1の取付り
ねじ12を介して螺着される。
リン機関のシリンダヘッド201に主体金具1の取付り
ねじ12を介して螺着される。
この機関において、202はシリンダ、203はピスト
ン、204は排気ボート、205は吸気ボー1〜.20
6は排気弁、207は吸気弁である。
ン、204は排気ボート、205は吸気ボー1〜.20
6は排気弁、207は吸気弁である。
また、光ファイバー4のコネクタ300は硫化鉛PbS
、CdSe、GaAsP、GaP、Siからなる検知器
としての検出器301、放射率補償回路302、アナロ
グ−デジタルコンバータ303、リニアライザー304
を順に介してデジタル用の表示装置305に接続されて
いる。また、フェアライザー304からはデジタル−ア
ナログコンバータ306を介してペンレコーダ307に
接続されている。
、CdSe、GaAsP、GaP、Siからなる検知器
としての検出器301、放射率補償回路302、アナロ
グ−デジタルコンバータ303、リニアライザー304
を順に介してデジタル用の表示装置305に接続されて
いる。また、フェアライザー304からはデジタル−ア
ナログコンバータ306を介してペンレコーダ307に
接続されている。
機関の稼働状態において、燃料が燃焼室208内で燃焼
し、プラグ先端部が昇温して燃焼室208に近い温度に
なる。プラグ先端部が昇温するに伴い中心導体3の鍔付
中心電極31から比較的波長の長い(λ−650n m
以上)熱輻射、すなわち赤外線が発生し、この赤外線を
光ファイバー4が受け、該光ファイバー4を通して検出
器301に伝わる。この検出器301は赤外線を電気信
号に変換し、この電気信号は放射率補償回路302によ
り補償される。こうして補償された電気信号はアナログ
−デジタルコンバータ203およびリニアライザー30
4を介して表示装置305により燃焼室208内の温度
あるいは燃焼圧力に対応した燃焼光信号がデジタル表示
される。また、同時にデジタル−アナログコンバータ3
06を介してペンレコーダ307により燃iff、室2
08内の温度あるいは圧力が連続的に記録される。
し、プラグ先端部が昇温して燃焼室208に近い温度に
なる。プラグ先端部が昇温するに伴い中心導体3の鍔付
中心電極31から比較的波長の長い(λ−650n m
以上)熱輻射、すなわち赤外線が発生し、この赤外線を
光ファイバー4が受け、該光ファイバー4を通して検出
器301に伝わる。この検出器301は赤外線を電気信
号に変換し、この電気信号は放射率補償回路302によ
り補償される。こうして補償された電気信号はアナログ
−デジタルコンバータ203およびリニアライザー30
4を介して表示装置305により燃焼室208内の温度
あるいは燃焼圧力に対応した燃焼光信号がデジタル表示
される。また、同時にデジタル−アナログコンバータ3
06を介してペンレコーダ307により燃iff、室2
08内の温度あるいは圧力が連続的に記録される。
つぎに耐熱性の比較試験について述べる。
1600cc、4気筒DOHCガソリンエンジンにスパ
ークプラグを装着(各5セツト試験した)、5500
r p m X 4 / 4の条件で点火進角を可変し
て試験し、ブレイグニションの発生具合を第4図に示す
。
ークプラグを装着(各5セツト試験した)、5500
r p m X 4 / 4の条件で点火進角を可変し
て試験し、ブレイグニションの発生具合を第4図に示す
。
比較晶■は、本発明にかかる光センサ内蔵型プラグAの
絶縁体(iN)を20W/m−にのアルミナの焼成体に
変え、脚長部を14mmにしたものである。
絶縁体(iN)を20W/m−にのアルミナの焼成体に
変え、脚長部を14mmにしたものである。
比較晶■は、光ファイバー4が挿設されてなく、脚長部
が14mmで20W/m−にのアルミナの焼成体を有す
るもの(BPR6EY)である。
が14mmで20W/m−にのアルミナの焼成体を有す
るもの(BPR6EY)である。
第4図から分かるように、本発明にかかる光センサ内蔵
型プラグAは、光ファイバー4が挿設されているのにも
かかわらず、脚長部を6mm長くしたく耐汚損性は向上
する)状態で、比較晶■と同等(熱価6)の耐熱性を得
ることができた。
型プラグAは、光ファイバー4が挿設されているのにも
かかわらず、脚長部を6mm長くしたく耐汚損性は向上
する)状態で、比較晶■と同等(熱価6)の耐熱性を得
ることができた。
本実施例の光センサ内蔵型プラグAはつぎの作用および
効果を奏する。
効果を奏する。
(1)光ファイバー4にサファイアガラスを用いている
ので光ファイバー4は耐熱性に優れる。このため、光フ
ァイバー4の先端面を燃焼室側に露出して温度あるいは
燃焼光信号計測の感度および応答速度を上げることがで
きる。なお、先端面が露出していても、中心型fi31
の発火部の温度を高くすることができるので先端面はカ
ーボンなどで汚損され難い。
ので光ファイバー4は耐熱性に優れる。このため、光フ
ァイバー4の先端面を燃焼室側に露出して温度あるいは
燃焼光信号計測の感度および応答速度を上げることがで
きる。なお、先端面が露出していても、中心型fi31
の発火部の温度を高くすることができるので先端面はカ
ーボンなどで汚損され難い。
(2)絶縁体2に熱伝導率の良い窒化アルミニウムのセ
ラミック焼結体を使っているので、中心電極31の発火
部の熱は速やかに絶縁体2を介して主体金具1に伝導さ
れ熱引きがスムースに行える。
ラミック焼結体を使っているので、中心電極31の発火
部の熱は速やかに絶縁体2を介して主体金具1に伝導さ
れ熱引きがスムースに行える。
このため、光センサ内蔵型プラグAは、絶縁体がアルミ
ナで脚長部が同じ長さで、光ファイバー4が挿設されて
いないスパークプラグよりも良好な耐熱性が得られる。
ナで脚長部が同じ長さで、光ファイバー4が挿設されて
いないスパークプラグよりも良好な耐熱性が得られる。
(3)導電性ガラス34で端子電極33の先端部と中心
電極31の鍔状部とを加熱封着して中心導体3としてい
る。このため、中心導体3と絶縁体2との接合強度は強
固である。また、光ファイバー4も導電性ガラス34に
強固に固着される。
電極31の鍔状部とを加熱封着して中心導体3としてい
る。このため、中心導体3と絶縁体2との接合強度は強
固である。また、光ファイバー4も導電性ガラス34に
強固に固着される。
第5図は、本発明にかかる光センサ内蔵型プラグの第2
実施例であり、この光センナ内蔵型プラグBは、AJ)
N焼結体からなる脚長部絶縁体26とアルミナからなる
コルゲーション部絶縁体27とを主体金具1の中央部で
接合している。また、中心電極31は先端35を閉塞さ
れてその内部に光ファイバー4が封入されている。
実施例であり、この光センナ内蔵型プラグBは、AJ)
N焼結体からなる脚長部絶縁体26とアルミナからなる
コルゲーション部絶縁体27とを主体金具1の中央部で
接合している。また、中心電極31は先端35を閉塞さ
れてその内部に光ファイバー4が封入されている。
光センサ内蔵型プラグBは良熱伝導が要求される脚長部
側のみを窒化アルミニウムのセラミックとしているので
材料コストが低減できる。また、先端が閉塞した中心電
極31を用いているので、光導波体にコストの安い石英
ガラス製のものを使用することができる。特に光ファイ
バーの先端を封塞することによって、火花放電時の光を
検出しなく、かつカーボン汚損の影響を排除することが
できる。
側のみを窒化アルミニウムのセラミックとしているので
材料コストが低減できる。また、先端が閉塞した中心電
極31を用いているので、光導波体にコストの安い石英
ガラス製のものを使用することができる。特に光ファイ
バーの先端を封塞することによって、火花放電時の光を
検出しなく、かつカーボン汚損の影響を排除することが
できる。
本発明は上記実施例以外につぎの実施態様を有する。゛
a、第1実施例において、光ファイバー4の先端面と中
心電極31の先端面との距離1はOmm〜1.5mmが
好適である。1゜5mmを越えると感度が悪化し、突出
させると端面の劣化が起き易くなる。
心電極31の先端面との距離1はOmm〜1.5mmが
好適である。1゜5mmを越えると感度が悪化し、突出
させると端面の劣化が起き易くなる。
b、導電性ガラスは抵抗体であっても良い。
C1光フアイバー4のコネクタ300内部に光電素子(
ホトダイオード)を配する構成であっても良い。
ホトダイオード)を配する構成であっても良い。
第1図は本発明の第1実施例を示す光センサ内蔵型プラ
グの要部部分断面図、第2図はそのプラグにソケットを
嵌めた状態を示す部分断面図、第3図はそのプラグを用
いた温度測定システムを示す説明図で、第4図は耐熱試
験結果のグラフである。 第5図は本発明の第2実施例を示す光センサ内蔵型プラ
グの要部部分断面図である、 図中 1・・・筒状主体金具 2・・・絶縁体 3・・
・中心導体 4・・・光ファイバー(光導波体)11・
・・外側電極 22・・・軸孔 26・・・脚長部絶縁
体(絶縁体)A、B・・・光センサ内蔵型プラグ(光セ
ンサ内蔵型スパークプラグ)
グの要部部分断面図、第2図はそのプラグにソケットを
嵌めた状態を示す部分断面図、第3図はそのプラグを用
いた温度測定システムを示す説明図で、第4図は耐熱試
験結果のグラフである。 第5図は本発明の第2実施例を示す光センサ内蔵型プラ
グの要部部分断面図である、 図中 1・・・筒状主体金具 2・・・絶縁体 3・・
・中心導体 4・・・光ファイバー(光導波体)11・
・・外側電極 22・・・軸孔 26・・・脚長部絶縁
体(絶縁体)A、B・・・光センサ内蔵型プラグ(光セ
ンサ内蔵型スパークプラグ)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)先端に外側電極を形成した筒状主体金具と、該筒状
主体金具に嵌め込まれて固定される軸孔付きの絶縁体と
、 先端を開口または閉塞して形成し、前記軸孔内に差込ま
れる中心導体と、 該中心導体内に装入され、赤外線を伝導する光導波体と を備える光センサ内蔵型スパークプラグにおいて、 前記絶縁体は、少なくとも脚長部を窒化アルミニウムを
主体とするセラミック焼結体で形成したことを特徴とす
る光センサ内蔵型スパークプラグ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24976389A JPH03110781A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 光センサ内蔵型スパークプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24976389A JPH03110781A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 光センサ内蔵型スパークプラグ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03110781A true JPH03110781A (ja) | 1991-05-10 |
Family
ID=17197869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24976389A Pending JPH03110781A (ja) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | 光センサ内蔵型スパークプラグ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03110781A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5456624A (en) * | 1994-03-17 | 1995-10-10 | Alliedsignal Inc. | Spark plug with fine wire rivet firing tips and method for its manufacture |
CN102057547A (zh) * | 2008-04-10 | 2011-05-11 | 费德罗-莫格尔点火公司 | 陶瓷火花塞绝缘体及其制造方法 |
JP2016138835A (ja) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の筒内温度測定装置 |
-
1989
- 1989-09-26 JP JP24976389A patent/JPH03110781A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5456624A (en) * | 1994-03-17 | 1995-10-10 | Alliedsignal Inc. | Spark plug with fine wire rivet firing tips and method for its manufacture |
CN102057547A (zh) * | 2008-04-10 | 2011-05-11 | 费德罗-莫格尔点火公司 | 陶瓷火花塞绝缘体及其制造方法 |
JP2016138835A (ja) * | 2015-01-28 | 2016-08-04 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の筒内温度測定装置 |
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