JPH03225785A - 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、内燃機間に使用されるスパークプラグに間
する。

（従来の技術） 近年、内燃機関の高性能化に伴ってスパークプラグの使
用環境が厳しくなるにつれて、高い熱的強度及び機械的
強度が要求されるようになり、そのため貴金属よりなる
発火部電極を絶縁体の軸孔内先端に、絶縁体焼成時にそ
の収縮力によって、固持してなる同時焼成プラグ（特開
昭５９−４９１８１号等）が提案されている。

（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、特開昭５９−
４９１８１号の場合、絶縁体の軸孔内に固持される金属
体の一端と端子との間に導電性シールを充填し、他方の
尖端部を上記軸孔の先端に固持する貴金属よりなる発火
電極に溶接させてなるものであるが、貴金属よりなる発
火電極と金属体の尖端部が溶接していることから、その
熱が発火電極と金属体において熱膨張を誘起させ、この
熱膨張が絶縁体に対して著しい熱的、機械的応力を加え
ることとなり、絶縁体に折損やワレ等の不具合を生し易
くするものである。また、内燃機関に装着して長時間の
走行を行なうと、この間内燃機関の燃焼室内に長時間曝
されることによって金属体が酸化膨張するので、この金
属体の酸化膨張に伴って、上記中心電極に当接する金属
体によって絶縁体に対して大きな負荷がかかり、絶縁体
の破損等を招いてしまう欠点がある。

そこで、この発明は上記従来のものの有する欠点を改善
するものであり、安定した電気導電性を確保しつつ、熱
的、機械的強度の向上を達成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、絶縁体の軸孔内先端に密嵌する貴金属より
なる発火部電極と端子との間にガラスシール層として導
電性ガラスを封着、接合するとともに、上記導電性ガラ
スの金属添加量を３０〜７０ｗｔ２とし、残部の線膨張
係数を室温から３００℃で５．０×１０−６以下であり
、転移点が７００℃以上であるガラスからなるものとし
、また、上記ガラスを粒径が１００μｍ以下である粒体
とした上、そのニッケルコート量を３０〜７０ｗｔ％と
し、更には発火部電極と端子との間のガラスシール層を
構成する導電性ガラスに他のガラスシールを積層させる
ことによって、複層のガラスシール層としてなるもので
ある。

（作用） 上記構成を具えるので、ガラスシール材の転移温度が７
００℃以上であるので、内燃機間に装着して最も高温に
なるガラスシール先端部の高温にも耐えることができ、
また粘性１０７１ｉボイズて、数分間の内にガラスがそ
の自重により著しく変形する軟化温度が９００℃前後と
なり、ガラスシールを軸孔内にホットプレスする時の量
産性を向上させることも可能とし、更にガラスシールを
、ガラス材中に導電性金属自体を混入、或は導電性金属
によって被覆されたガラス粒体よりなるものとすること
で、安定した電気伝導性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。

第１図に示す（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、軸孔（３）先端に貴金属（例えは、イリ
ジウム、或はＰ　ｔ　−２０％１　ｒ　）よりなる発火
部電極（４）を絶縁体（２）と同時焼成によって固持し
てなる絶縁体（２）と上記発火部電極（４）の対向する
位置に外側電極（６）を配置し、その先端側周に内燃機
関に装着するネジ部（７）を有する主体金具（５）から
構成されるものである。

そして、第２図に示すように、この発明の第１実施例は
、先端に貴金属よりなる発火部電極（４）を具える絶縁
体（２）の軸孔（３）内においては、端子電極（８）と
ともに、上記発火部電極（４）と端子電極（８）との間
に導電性ガラス（９）を加熱、封着してなるものである
。

更に、この導電性ガラス（９）は、導電性金属（例えは
、Ｎｉ、Ｃｒ或はこれらの合金等）の添加量を３０〜７
０ｗｔ％とし、残部を線膨張係数を室温から３００℃で
５．ＯＸ　１０−６以下であり、転移点が７００℃以上
であるガラスとしてなるものである。

この実施例は以上の構成を具えるので、内燃機関に装着
して使用しても、導電性ガラス（９）中に導電性金属（
例えば、Ｎｉ、Ｃｒ或はこれらの合金等）が、その添加
量を３０〜７０ｗｔ％とするものを含有するものである
から、端子電極（８）と発火部電極（４）間の電気的導
通は確保することができるとともに、燃焼室内において
常に高温の燃焼ガスに曝されることによって発火部電極
（４）を介して導電性ガラス（９）が高温になっても、
上記導電性ガラス（９）中に使用するガラスの線膨張係
数が室温から３００℃で５．ＯＸ　１０−６以下で、転
移温度が７００℃以上であるから、軸孔（３）内に導電
性ガラス（９）を、端子電極（８）とともに加熱、封着
する時に、軟化温度も約９００〜１ｏｏｏ℃程度にする
ことができ、端子電極（８）を介して圧力をかけても、
導電性ガラス（９）の温度によって軟化することを防ぐ
ことが可能となり、有効な圧力を導電性ガラス（９）に
加えられることになる。また、軸孔（３）内に加熱、封
着される導電性ガラス（９）の線膨張係数が室温から３
００℃において、５、ＯＸ　１０−６以下と低いことか
ら、高温時の絶縁体（２）にかかる熱応力を低減するこ
とができるので、絶縁体（２）の熱応力による破損を少
なくすることができる。

そこで、この構造を具える実施例である内燃機関用スパ
ークプラグ（１）を、ガラス成分を変えながら、２００
０ｃｃ、６気筒の実機に装着して１００時間冷熱テスト
（アイドリング１分間と全開５５００ｒｐｍ　１分間の
繰り返し）を繰り返したところ、その効果が顕著に認め
られた（表）。

さらに、第３図及び第４図に示す第２実施例のように、
軸孔（３）内に加熱、封着する導電性ガラス（９）を、
粒径１００μｍ以下であるガラス粒体（１１）の外表面
にニラケルコ−）（１２）を施した導電性ガラス粒（１
０）とし、粒径が１００μｍ以下である粒体とした上、
その総ニッケルコート量を３０〜７０ｗｔＸとしてなる
ものであっても確実に電気導通性を確保しつつ、高温に
おいての熱応力を抑制することができるものである。

なお、この粒径１００μｍ以下であるガラス粒体（１１
）の外表面にニラケルコ−）（１２）を施した導電性ガ
ラス粒（ｌＯ）を製造するにあたっては、第４図に示す
ように、軸孔（３）に充填した場合に生じる導電性ガラ
ス粒（１０）間の間隙を最小限とするために、ガラス粒
体（１１）の粒径１００μｍ以下としたものを流動炉（
１２）を利用してニッケルコーティングを行なうもので
ある。すなわち、粒径１００μｍ以下としたガラス粒体
（１１）をチャンバー（流動床炉）内において、２００
℃程度に加熱した窒素ガスを通じて加熱させた後、ニッ
ケルカーボニルガス（Ｎ　ｉ　（Ｃｏ）　４）を流速さ
せることによって、加熱したガラス粒体（１１）の表面
上において、 Ｎ　ｉ　（Ｃｏ）ａ→Ｎ　ｉ　＋４ＣＯの反応が起こり
、上記ガラス粒体（１１）の表面にニラケルコ−）（１
２）が施されるものとななお、カラス粒体（１１）の粒
径は、軸孔（３）内に充填した場合に、ガラス粒体（１
１）間の間隙を少なくして確実に電気導通性を確保する
ために粒径１００μｍ以下としたが、上記ガラス粒体（
１１）の表面にニッケルコーティングを施すにあたって
ガスの流速を行なうものであることから、余りに微細で
あると、流速するガスの圧力によって飛散し過ぎること
となり均一なニッケルコート（１２）が望めないので、
最低でも２０μｍ以上、望ましくは５０１ＩＷ１以上で
あることが適するものである。

一方、軸孔（３）内において加熱、封着される導電性ガ
ラス（９）においては、発火部電極（４）側においては
熱的環境が厳しいものであるが、端子電極（８）側にお
いては、それほと高温にならず熱的環境が十分に緩和さ
れていることから、第５図に示す第３実施例のように、
従来より使用しているガラスシール（９′）を積層して
、二重構造としても同等不具合は生しないものにてきる
。

このとき、端子電極（８）と発火部電極（４）間の電気
的導通性を維持するために添加する金属も遷移金属ホウ
化物（例えは、Ｆｅ−Ｂ等）、Ｓｎ等の低融点金属であ
って、セラミックスとの濡れ性の良いものを添加するこ
とで加工性を向上させることができる。

（発明の効果） 以上のとおり、導電性ガラスによってガラスシールを行
なうことによって、内燃横開より受ける熱によって絶縁
体にかかる熱応力を緩和することができるので、長時間
走行等によって著しい熱負荷が加わってもワレ等の破損
を生じることを防止することができ、ガラス粒体の表面
にニッケルコートを施すことによって、確実な電気伝導
性を確保でき、更には溶接困難な高融点貴金属であるイ
リジウムやサーメット電極に対して、導電性ガラスによ
って電気導通を得ることが容易とな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図はこの発明の第１実施例である内燃機関用スパー
クプラグの部分断面正面図、第２図はその要部断面図、
第３図及び第４図はこの発明の第２実施例である内燃機
関用スパークプラグの要部拡大断面図及び導電性ガラス
粒の拡大断面図、第５図はこの発明の第３実施例である
内燃機関用スパークプラグの要部断面図である。 ｌ・・・内燃機関用スパーク１ラグ　２・・・絶縁体３
・・・軸孔　４・・・発火部電極　５・・・主体金具６
・・・外側電極　７・・・ネジ部　８・・・端子電極９
・・・導電性ガラス　９′・・・ガラスシール１０・・
・導電性ガラス粒　１１・・・ガラス粒体１２・・・ニ
ッケルコート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）、絶縁体の軸孔内先端に密嵌する貴金属よりなる
   発火部電極と端子との間にガラスシール層として導電性
   ガラスを封着、接合するとともに、上記導電性ガラスの
   金属添加量を３０〜７０ｗｔ％とし、残部の線膨張係数
   を室温から３００℃で５．０×１０＾−＾６以下であり
   、転移点が７００℃以上であるガラスからなる内燃機関
   用スパークプラグ。
2. （２）、導電性ガラス中のガラスを、ニッケルコートし
   、粒径が１００μｍ以下である粒体とした上、そのニッ
   ケルコート量を３０〜７０ｗｔ％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）、発火部電極と端子との間のガラスシール層を構
   成する導電性ガラスに他のガラスシールを積層させるこ
   とによって、複層のガラスシール層としてなる請求項（
   １）、又は（２）、記載の内燃機関用ス