JPH0521130A

JPH0521130A - 測温スパークプラグ

Info

Publication number: JPH0521130A
Application number: JP16808591A
Authority: JP
Inventors: Wataru Matsutani; 渉松谷; Junichi Kagawa; 純一加川
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1991-07-09
Filing date: 1991-07-09
Publication date: 1993-01-29

Abstract

(57)【要約】【目的】測温部への熱電対装着に起因して起こる測温
部の温度上昇の防止を図った測温スパークプラグの提
供。【構成】筒状の主体金具１、主体金具１に嵌着される
軸孔２１付きの絶縁碍子２、および軸孔２１に挿設され
るとともに略先端に位置する測温部３１に達する細孔３
２が穿設された中心電極３を備え、先端４１が測温部３
１にパーカッション溶接され、アルミナ等のセラミック
４２で細孔内周と電気絶縁を図ったクロメル線４を細孔
３２内に導入している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中心電極や主体金具の
所定箇所に位置する測温部の温度を測定する測温スパー
クプラグに関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭｇＯ粉末を充填したステンレスパイプ
内にクロメル- アルメル線を絶縁して配したシース型熱
電対（例えばφ０．５）を、中心電極先端部（例えばφ
２．０）の測温部まで掘った孔（例えばφ１）内に挿入
し、先端をレーザー溶接して構成され、クロメル- アル
メル線の後端に現れる熱起電力により、中心電極先端部
の温度を測定する測温スパークプラグが従来より知られ
ている。なお、孔無しでシース型熱電が挿入されていな
いこと以外は同一構造の通常のスパークプラグに、この
測温スパークプラグでの測定データを用いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術は以下のような欠点がある。シース型熱電対
は、構造上、直径が太いので、これを中心電極の測温部
に配設した場合、中心電極の熱引きが悪化する。このた
め、測温スパークプラグで測定される測温部の温度は、
通常のスパークプラグのそれより高くなってしまう。本
発明の目的は、測温部への熱電対装着に起因して起こる
測温部の温度上昇の防止を図った測温スパークプラグの
提供にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、以下のような構成を採用した。（１）筒状の主体金具、該主体金具に嵌着される軸孔付
きの絶縁碍子、および前記軸孔に挿設される中心電極と
を備え、該中心電極に、その電極先端に位置する測温部
と外部との連絡用の細孔を形成し、該細孔に、前記中心
電極と異なる材質の金属細線を細孔内周と電気絶縁して
挿設するとともに、その細線先端を前記測温部に溶着
し、前記中心電極と前記金属細線との間に生じる熱起電
力により、前記測温部の温度を測定する。（２）エンジンの燃焼室に臨む筒状の主体金具、該主体
金具に嵌着される軸孔付きの絶縁碍子、および前記軸孔
に挿設される中心電極を備え、前記主体金具に、その金
具先端に位置する測温部と外部とを連絡する細孔を形成
し、該細孔に、前記主体金具と異なる材質の金属細線を
細孔内周と電気絶縁して挿設するとともに、その細線先
端を前記測温部に溶着し、前記主体金具と前記金属細線
との間に生じる熱起電力により、前記測温部の温度を測
定する。

【０００５】

【作用】熱電対の温接点を構成する溶着位置（＝測温
部）が高温になると、中心電極または主体金具と金属細
線との間に熱起電力が生じる。この熱起電力を測定し、
温度- 熱起電力特性から測温部の温度を求める。

【０００６】

【発明の効果】熱電対の一方を、中心電極や主体金具で
代用しているので、細孔内に挿設する金属細線は一本で
済む。また、金属細線を細孔内周と電気絶縁して細孔に
挿設する構成であり、シース被覆は用いない。このた
め、細孔の直径を細くすることができ、中心電極や主体
金具の熱伝導性を著しく低下させない。よって、測温部
への熱電対装着に起因する温度上昇を最小限に抑えるこ
とができる。

【０００７】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図３に基づいて
説明する。図１、２に示すごとく、測温スパークプラグ
Ａは、筒状の主体金具１、主体金具１に嵌着される軸孔
２１付きの絶縁碍子２、および軸孔２１に挿設されると
ともに略先端に位置する測温部３１に達する細孔３２が
穿設された中心電極３を備える。また、細孔３２内に
は、先端４１が測温部３１にパーカッション溶接され、
アルミナやマグネシア等のセラミック４２で細孔内周と
電気絶縁を図ったクロメル線４が導入されている。

【０００８】主体金具１は、低炭素鋼で形成され、先端
のリーチ部１１、後端の六角部１２、および中央の胴部
１３からなる。リーチ部１１には、先端部を除いて外周
に機関取付け用のねじ１１１が形成されている。また、
リーチ部１１内壁には、テーパ状のパッキン接触面１１
２が形成され、該パッキン接触面１１２にはパッキン１
１３が周設されている。さらに、リーチ部１１の先端面
には、エンジンの燃焼室に臨む外側電極１１４（高ニッ
ケル合金）が溶接されている。六角部１２は、外周に六
角対辺１２１が形成され、内周には滑石１２２、線パッ
キン１２３が装入されている。胴部１３は、やや径大に
形成され、ガスケット１３１を周設している。

【０００９】絶縁碍子２は、先端の脚長部２２、後端の
コルゲーション部２３、および中胴部２４からなり、こ
れら各部は、アルミナを主体とするセラミック焼結体で
一体的に形成されている。

【００１０】中心電極３は、ニッケル合金（本実施例で
は７２Ｎｉ- １５Ｃｒ- ８Ｆｅ- ０．５Ｃｕ他）で形成
され、発火部の外径は約２ミリ、軸径は２．５ミリであ
る。この中心電極３は、先端が絶縁碍子２の先端面から
数ミリ突出し、後端はコルゲーション部２３に臨み、高
圧端子３３として露出している。また、３４は、中心電
極３と同じ材質で製造した金属線であり、ミリボルト計
５の一端に接続されている。細孔３２（直径０．２ミ
リ）は、胴部１３辺りまでは中心電極３の中心軸に沿っ
て形成されるが、中胴部２４で屈曲して中心電極３外に
出る。また、この細孔３２は、外部に連通するコルゲー
ション部２３の溝２３１に連絡されている。

【００１１】クロメル線４（９５Ｎｉ- ２Ｍｎ- ２Ａ
ｌ）は、直径０．１ミリであり、その一端は、中心電極
３の細孔３２を通って先端４１に接続されるとともに、
他端は、絶縁碍子２の溝２３１を通ってミリボルト計５
の他端に接続されている。また、アルミナ等のセラミッ
ク４２は、クロメル線４にアルミナ泥漿を塗布し、これ
を細孔３２内に導入後、熱処理を行って焼成したもので
ある。

【００１２】つぎに、測温スパークプラグＡの作用効果
を述べる。（ア）１０個の測温スパークプラグＡを、一個づつエン
ジン（５０００ｒｐｍ×ｗ．ｏ．ｔ．）に装着し、ミリ
ボルト計５で検出した熱起電力を温度に換算する測温試
験を行ったところ、図３に示すように、真の温度７６０
℃に対し、−１℃〜＋９℃の範囲でばらついた（〇印で
示す）が、これは、シース熱電対を用いた上述した従来
品のばらつき（×印で示す）に比べ、著しく改善され
た。これは、以下の理由によるものと思われる。熱電対の一方を、中心電極３で代用しているので、細
孔３２内に導入する金属線が一本で済み、シース被覆も
用いていない。このため、細孔３２の直径を０．２ミリ
程度に細くすることができ、中心電極３の熱伝導性を著
しく悪化させない。従来品の場合、レーザー溶接をする際、ステンレスパ
イプ先端の溶け具合が製品毎に変動し、測温部とパイプ
内底の温接点との寸法が区々になる。このため、測温部
が同じ温度であっても測定温度は製品毎にばらつく。しかし、測温スパークプラグＡでは、クロメル線４の先
端を測温部３１に直接パーカッション溶接しているの
で、測温部３１と温接点とが一致する。

【００１３】（イ）中心電極３と同一材料の金属線３４
で高圧端子３３とミリボルト計５の一端との間を電気接
続している。また、クロメル線４の他端がミリボルト計
５の他端に電気接続されている。これにより、プラグ外
の、金属線３４やクロメル線４周りの環境温度の影響を
相殺することができる。

【００１４】図４は、本発明の第２実施例を示す。本実
施例の測温スパークプラグＢでは、細孔３２は、中心電
極３に斜めに形成され、脚長部２２内の細孔２２１に連
絡している。また、クロメル線４は、脚長部２２を経て
コルゲーション部２３から外部に出て、ミリボルト計５
の他端に接続されている。なお、他の構成は、測温スパ
ークプラグＡと同じである。本実施例の測温スパークプ
ラグＢは、第１実施例の作用効果以外にも、細孔３２が
穿設しやすいという効果がある。

【００１５】図５は、本発明の第３実施例を示す。上記
第１実施例及び第２実施例において、クロメル線４は、
中心電極３の細孔３２を通り、さらに、絶縁碍子２の溝
２３１又は細孔２２１を通って導出される構造である。
これに対し、本実施例の測温スパークプラグＣは、図２
または図４に示す、中心電極３の細孔３２より、中心電
極３の外周に溝３５を設けてクロメル線４を絶縁して埋
設し、端子３３の端部に導出される構造である。なお、
他の構成は、測温スパークプラグＡと同じである。この
測温スパークプラグＣは、溝３５の加工が、絶縁碍子２
の溝２３１や細孔２２１の加工に比べて行い易いので、
製造が容易であるという利点がある。

【００１６】図６、図７は、本発明の第４実施例を示
す。測温スパークプラグＤにおいて、主体金具１には、
主体金具１の略先端に位置する測温部１４に達する細孔
１５が穿設されている。また、細孔１５内には、先端６
１が測温部１４にパーカッション溶接され、アルミナ等
のセラミック６２で細孔内周と電気絶縁を図ったコンス
タンタン線６（５５Ｃｕ- ４５Ｎｉ）が導入されてい
る。このコンスタンタン線６は、主体金具１の胴部１３
の近辺より外部に導出され、ミリボルト計５の一端に接
続されている。また、１８は主体金具１と同じ材質の金
属線であり、ミリボルト計５の他端に接続されている。
なお、他の構成は、測温スパークプラグＡと同じであ
る。

【００１７】測温スパークプラグＤの作用効果は以下の
通りである。熱電対の一方を、主体金具１で代用してい
るので、細孔１５内に導入する金属細線は一本で済む。
また、コンスタンタン線６を細孔内周と電気絶縁して細
孔１５に導入する構成であり、シース被覆は用いない。
このため、細孔１５の直径を０．２ミリ程度に細くする
ことができ、主体金具１の熱伝導性を殆ど低下させな
い。よって、測温部１４への熱電対装着に起因する温度
上昇を４℃未満に抑えることができる。

【００１８】測温スパークプラグＤでは、コンスタンタ
ン線６の先端を測温部１４に直接パーカッション溶接し
ているので、測温部１４と温接点とが一致する。このた
め、製品毎の測定温度のばらつき（但し測温部１４が同
じ温度）は、±６℃以内に抑えることができる。

【００１９】図８は、本発明の第５実施例を示す。測温
スパークプラグＥにおいて、主体金具１には、主体金具
１の先端に位置する測温部１４に達する細孔１５が先端
面１６を貫通するように穿設されている。また、細孔１
５内には、アルミナ等のセラミック６２で細孔内周と電
気絶縁を図ったコンスタンタン線６が挿通され、コンス
タンタン線６は、先端面１６のＮｉメッキ１７（他のメ
ッキでも可）と電気接続が成されている。なお、他の構
成は、測温スパークプラグＤと同じである。本実施例の
測温スパークプラグＥは、第４実施例の作用効果以外に
も、パーカッション溶接が不要になるという効果があ
る。

【００２０】本発明は、上記実施例以外につぎの実施態
様を含む。ａ．金属細線と細孔内周とを電気絶縁する材料は、その
他、アロンセラミック、シリカ、ポリイミド等を用いて
も良く、また、これらを細孔内周に塗布しても良い。ｂ．中心電極または主体金具と金属細線との間に熱起電
力が生じるものであれば、金属細線は、以下のものであ
っても良い。銅、鉄、アルメル、白金、白金ロジウム、
タングステン、タングステンロジウム、プラチネル。ｃ．図７より、中心電極または主体金具に穿設される細
孔の断面積は、測温部の熱移動方向と垂直な、中心電極
または主体金具の面の断面積に対して２０％以下であれ
ば良い。ｄ．第５実施例の構成は、中心電極３の先端面に、Ｎｉ
メッキ１７を用いてコンスタンタン線６またはクロメル
線４を電気接続するものにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例にかかる測温スパークプラ
グの部分断面図である。

【図２】その測温スパークプラグの要部断面図である。

【図３】その測温スパークプラグ、および従来の測温ス
パークプラグの測温試験の結果を示すグラフである。

【図４】本発明の第２実施例にかかる測温スパークプラ
グの要部断面図である。

【図５】本発明の第３実施例にかかる測温スパークプラ
グの部分断面図である。

【図６】本発明の第４実施例にかかる測温スパークプラ
グの要部断面図である。

【図７】本発明の第４実施例にかかる測温スパークプラ
グの部分断面図である。

【図８】本発明の第５実施例にかかる測温スパークプラ
グの要部断面図である。

【図９】細孔の断面積割合の限界を示すグラフである。

【符号の説明】

１主体金具２絶縁碍子３中心電極４クロメル線（金属細線）６コンスタンタン線（金属細線）１４、３１測温部２１軸孔Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ測温スパークプラグ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筒状の主体金具、該主体金具に嵌着され
る軸孔付きの絶縁碍子、および前記軸孔に挿設される中
心電極を備え、該中心電極に、その電極先端に位置する測温部と外部と
の連絡用の細孔を形成し、該細孔に、前記中心電極と異なる材質の金属細線を細孔
内周と電気絶縁して挿設するとともに、その細線先端を
前記測温部に溶着し、前記中心電極と前記金属細線との間に生じる熱起電力に
より、前記測温部の温度を測定する測温スパークプラ
グ。
【請求項２】エンジンの燃焼室に臨む筒状の主体金
具、該主体金具に嵌着される軸孔付きの絶縁碍子、およ
び前記軸孔に挿設される中心電極を備え、前記主体金具に、その金具先端に位置する測温部と外部
とを連絡する細孔を形成し、該細孔に、前記主体金具と異なる材質の金属細線を細孔
内周と電気絶縁して挿設するとともに、その細線先端を
前記測温部に溶着し、前記主体金具と前記金属細線との間に生じる熱起電力に
より、前記測温部の温度を測定する測温スパークプラ
グ。