JPH06101367B2 - スパークプラグ - Google Patents
スパークプラグInfo
- Publication number
- JPH06101367B2 JPH06101367B2 JP10882088A JP10882088A JPH06101367B2 JP H06101367 B2 JPH06101367 B2 JP H06101367B2 JP 10882088 A JP10882088 A JP 10882088A JP 10882088 A JP10882088 A JP 10882088A JP H06101367 B2 JPH06101367 B2 JP H06101367B2
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- center electrode
- porcelain insulator
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野： 本発明は内燃機関用のスパークプラグに関し、耐熱性高
く、燻り汚損性に強いスパークプラグを提供しようとす
るものであり、さらにまた高熱負荷のかかる高出力エン
ジンで使用されるスパークプラグに生じがちな熱衝撃割
れに対しても放熱して、磁器絶縁体温度を下げるよう改
善をはかったものである。
く、燻り汚損性に強いスパークプラグを提供しようとす
るものであり、さらにまた高熱負荷のかかる高出力エン
ジンで使用されるスパークプラグに生じがちな熱衝撃割
れに対しても放熱して、磁器絶縁体温度を下げるよう改
善をはかったものである。
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はPt
ワイヤなどを用いた中心電極とそれを包囲する磁器絶縁
体とを同時に焼結成形したものが知られており、特開昭
59−49181号公報の刊行物によってその中心電極にニク
ロム線などの中間電極を接続するものが提案されてい
る。
ワイヤなどを用いた中心電極とそれを包囲する磁器絶縁
体とを同時に焼結成形したものが知られており、特開昭
59−49181号公報の刊行物によってその中心電極にニク
ロム線などの中間電極を接続するものが提案されてい
る。
発明が解決しようとする問題点： しかしながら上記特開昭59−49181号公報に開示された
従来技術の場合コバール、ニクロムなどを中間電極に用
い、その中間電極と先端の中心電極とを電気溶接によっ
て接合するものであるが、両部材とも熱伝導性が著しく
低いため磁器絶縁体の先端の高温度が上記の部材を通し
て適当に放熱することができず、その結果耐熱性が劣化
するため脚長を長くすることができず、耐汚損性を向上
することができなかった。
従来技術の場合コバール、ニクロムなどを中間電極に用
い、その中間電極と先端の中心電極とを電気溶接によっ
て接合するものであるが、両部材とも熱伝導性が著しく
低いため磁器絶縁体の先端の高温度が上記の部材を通し
て適当に放熱することができず、その結果耐熱性が劣化
するため脚長を長くすることができず、耐汚損性を向上
することができなかった。
問題を解決するための手段： 本発明は上記の不具合を解決しようとするもので、耐熱
性高く燻り汚損性に強い点火栓で、さらに高熱負荷の係
る高出力エンジンで使用されるスパークプラグに起る熱
衝撃割れに対しても熱膨張係数の差を少なくするよう配
慮し、磁器絶縁体に対する熱応力を緩和し、放熱性を改
良して磁器絶縁体温度を下げるように改善したものであ
る。
性高く燻り汚損性に強い点火栓で、さらに高熱負荷の係
る高出力エンジンで使用されるスパークプラグに起る熱
衝撃割れに対しても熱膨張係数の差を少なくするよう配
慮し、磁器絶縁体に対する熱応力を緩和し、放熱性を改
良して磁器絶縁体温度を下げるように改善したものであ
る。
すなわち磁器絶縁体内で磁器絶縁体と中心電極との間に
クリアランスがないように中心電極が磁器絶縁体とほゞ
同じ線膨張係数を有する貴金属或は導電性焼結体からな
るスパークプラグにおいて、中間電極がCu,Agからなる
良熱伝導性金属を内側芯材とし、NI−Cr−Fe合金、Ni−
Co−Fe合金及びNi−Fe合金からなる低膨張高強度で耐酸
化性金属を外筒材として円柱状に形成した複合クラッド
部材で構成したものである。或は、また逆にCu,Agから
なる良熱伝導性金属を外筒材とし、内側芯材をNi−Cr−
Fe合金、Ni−Co−Fe合金及びNi−Fe合金からなる低膨張
高強度で耐酸化性金属として円柱状に形成した複合クラ
ッド部材で構成したものである。
クリアランスがないように中心電極が磁器絶縁体とほゞ
同じ線膨張係数を有する貴金属或は導電性焼結体からな
るスパークプラグにおいて、中間電極がCu,Agからなる
良熱伝導性金属を内側芯材とし、NI−Cr−Fe合金、Ni−
Co−Fe合金及びNi−Fe合金からなる低膨張高強度で耐酸
化性金属を外筒材として円柱状に形成した複合クラッド
部材で構成したものである。或は、また逆にCu,Agから
なる良熱伝導性金属を外筒材とし、内側芯材をNi−Cr−
Fe合金、Ni−Co−Fe合金及びNi−Fe合金からなる低膨張
高強度で耐酸化性金属として円柱状に形成した複合クラ
ッド部材で構成したものである。
なお、さらに前記逆構成の中間電極の場合にその表面に
耐酸化性金属Ni,Crのメッキ層か、ホウ砂などの焼きつ
け層を付加形成したものである。
耐酸化性金属Ni,Crのメッキ層か、ホウ砂などの焼きつ
け層を付加形成したものである。
先端部の中心電極はIrワイヤー、焼結Irワイヤー、Pt−
Ir合金等の貴金属線か或はAl2O3AlNなどのセラミック粉
末にPt,Ir又はこれらの合金を被覆した機能粉の焼結体
から成るサーメット材で構成され、これら中心電極は生
の絶縁体素地中の軸孔の先端孔に挿設された後焼成され
て絶縁体と一体に固着される。磁器絶縁体内の中心電極
と中間電極の接合部は中心の銅芯材に孔を明けてサーメ
ットに押し込み導電性ガラスでシールするか、Ni−Mo焼
結高温鑞材のPdやNiなどの高温鑞材でシール接合しても
よい。
Ir合金等の貴金属線か或はAl2O3AlNなどのセラミック粉
末にPt,Ir又はこれらの合金を被覆した機能粉の焼結体
から成るサーメット材で構成され、これら中心電極は生
の絶縁体素地中の軸孔の先端孔に挿設された後焼成され
て絶縁体と一体に固着される。磁器絶縁体内の中心電極
と中間電極の接合部は中心の銅芯材に孔を明けてサーメ
ットに押し込み導電性ガラスでシールするか、Ni−Mo焼
結高温鑞材のPdやNiなどの高温鑞材でシール接合しても
よい。
実施例： 第１図は本発明実施例のスパークプラグの縦断面図であ
り、１は取付ねじを具えた主体金具、２はアルミナ等か
らなる絶縁体、３は中心電極であり、この中心電極３は
Pt,Ir合金、Pt−Ir−Ni合金等の貴金属線、或はAl2O3,A
lN,SiCなどのセラミック粉末にPt,Ir又はこれら合金等
を被覆した機能粉を焼結した円柱状のサーメット材であ
り、これらは絶縁体とほゞ同じ線膨張係数を有するよう
に構成され、絶縁体線の要部拡大断面図第２図（ａ）で
示すようにこの中心電極材が生の絶縁体素地の軸孔2aの
先端孔2bに配設された後、焼成されて絶縁体と一体に固
着されている。４は絶縁体軸孔2a内に配された中間電極
であり、その一端は前記中心電極３と接続され、他端は
導電性ガラス６、抵抗体７及び導電性ガラス６を充填し
て端子電極８と共に加熱封着されている。５は主体金具
１に接合された外側電極で、前記中心電極３の先端面と
対設して火花ギャップ10を形成したスパークプラグであ
る。
り、１は取付ねじを具えた主体金具、２はアルミナ等か
らなる絶縁体、３は中心電極であり、この中心電極３は
Pt,Ir合金、Pt−Ir−Ni合金等の貴金属線、或はAl2O3,A
lN,SiCなどのセラミック粉末にPt,Ir又はこれら合金等
を被覆した機能粉を焼結した円柱状のサーメット材であ
り、これらは絶縁体とほゞ同じ線膨張係数を有するよう
に構成され、絶縁体線の要部拡大断面図第２図（ａ）で
示すようにこの中心電極材が生の絶縁体素地の軸孔2aの
先端孔2bに配設された後、焼成されて絶縁体と一体に固
着されている。４は絶縁体軸孔2a内に配された中間電極
であり、その一端は前記中心電極３と接続され、他端は
導電性ガラス６、抵抗体７及び導電性ガラス６を充填し
て端子電極８と共に加熱封着されている。５は主体金具
１に接合された外側電極で、前記中心電極３の先端面と
対設して火花ギャップ10を形成したスパークプラグであ
る。
本発明の中間電極は第２図（ａ）及び（ｂ）に示すよう
に内側芯材4aがCu,Ag等の良熱伝導性金属と外側被覆材4
bがインコネル、コバール、Fe−Ni合金等の低膨張金属
からなる円柱状複合クラッド部材で構成されており、こ
のクラッド部材の中間電極４はその芯材4aに凹部を穿設
して中心電極３の頭部に圧入嵌合し、他端を導電性ガラ
ス６でシールしてなるか、或は第３図に示すように中間
電極４を中心電極３の頭部で導電性ガラス11を充填して
封着されてもよい。更には第４図（ａ）及び（ｂ）に示
すように、内側芯材14aが42％Ni−Fe合金の低膨張金属
とその外周にCuなどの良熱伝導性金属外筒14bを真空溶
解被覆し、さらにその外周を耐酸化金属のメッキ層又は
ホウ砂等の焼付層などの第２被覆層14cを形成した中間
電極14であり、この中間電極14を上記方法で接続する
か、或は第４図のようにNi−Mo焼結高温ろう材、Pd,Ni
高温ろう材12を用いて中心電極３と接合してもよくま
た、電気抵抗溶接によって接合してもよい。なお、第２
被覆層14cは中間電極4,14の両端面側のみ形成したので
あってもよく、かかる構造の場合、中心電極３及び導電
性ガラス６又はろう材12との接続強度を増加させること
ができる。
に内側芯材4aがCu,Ag等の良熱伝導性金属と外側被覆材4
bがインコネル、コバール、Fe−Ni合金等の低膨張金属
からなる円柱状複合クラッド部材で構成されており、こ
のクラッド部材の中間電極４はその芯材4aに凹部を穿設
して中心電極３の頭部に圧入嵌合し、他端を導電性ガラ
ス６でシールしてなるか、或は第３図に示すように中間
電極４を中心電極３の頭部で導電性ガラス11を充填して
封着されてもよい。更には第４図（ａ）及び（ｂ）に示
すように、内側芯材14aが42％Ni−Fe合金の低膨張金属
とその外周にCuなどの良熱伝導性金属外筒14bを真空溶
解被覆し、さらにその外周を耐酸化金属のメッキ層又は
ホウ砂等の焼付層などの第２被覆層14cを形成した中間
電極14であり、この中間電極14を上記方法で接続する
か、或は第４図のようにNi−Mo焼結高温ろう材、Pd,Ni
高温ろう材12を用いて中心電極３と接合してもよくま
た、電気抵抗溶接によって接合してもよい。なお、第２
被覆層14cは中間電極4,14の両端面側のみ形成したので
あってもよく、かかる構造の場合、中心電極３及び導電
性ガラス６又はろう材12との接続強度を増加させること
ができる。
実施例1: この発明の実施例として中心電極にPt−Ir線を用いた第
２図に示すスパークプラグと従来例のBCPR5EY（脚長17.
0mm）BCPR6EY（脚長14.0mm）及びBCPR7EY（脚長11.0m
m）を用いて、1600cc×４気筒のDOHC内燃機関、6500rpm
×4/4に保持して耐熱試験を行った。別表１に示すその
結果から従来のものと比較してプレイグニッションの発
生するBTDC（上死点前の角度）はいずれも従来のものと
比較して高くなる、すなわち絶縁体先端の高温を効率よ
く放散することができる耐熱性の向上効果が十分にみと
められた。なおこのため第５図に示すように従来プラグ
5,6,7品番の同一耐熱性に比べて、絶縁体の先端面から
主体金具の係止部パッキンまでの距離すなわち絶縁体脚
長を１〜2mm長めることができ、耐汚損性が向上できて
全体として広い面のスパークプラグとすることができ
る。
２図に示すスパークプラグと従来例のBCPR5EY（脚長17.
0mm）BCPR6EY（脚長14.0mm）及びBCPR7EY（脚長11.0m
m）を用いて、1600cc×４気筒のDOHC内燃機関、6500rpm
×4/4に保持して耐熱試験を行った。別表１に示すその
結果から従来のものと比較してプレイグニッションの発
生するBTDC（上死点前の角度）はいずれも従来のものと
比較して高くなる、すなわち絶縁体先端の高温を効率よ
く放散することができる耐熱性の向上効果が十分にみと
められた。なおこのため第５図に示すように従来プラグ
5,6,7品番の同一耐熱性に比べて、絶縁体の先端面から
主体金具の係止部パッキンまでの距離すなわち絶縁体脚
長を１〜2mm長めることができ、耐汚損性が向上できて
全体として広い面のスパークプラグとすることができ
る。
実施例2: 中心電極として導電性セラミック（アルミナ粉にPtを被
覆したサーメット材）を絶縁体に焼結させたもので絶縁
体肉厚及び内蔵するクラッド材の形状につき机上試験で
絶縁体の割れ発生の比較を行った。なおテストに用いた
各中心電極は外被に42φNi−Fe合金を用いてその外径Ｄ
としたときCu芯材径を0.7bとしたもので測定した。また
机上試験条件としては、試験品の主体金具先端部を削除
して絶縁体先端を露出させ、60秒バーナー加熱で先端12
00℃と60秒エア冷却の急速冷却を１サイクルとして割れ
発生するサイクル数で評価を行った。その結果は第６図
及び第７図に示す通り従来のニッケル合金の中間電極を
用いたときは第６図の関係になるが、本発明のクラッド
中間電極を用いたものは第７図のように同一絶縁体肉厚
において耐割れ発生を向上することができる。また、実
材の冷熱走行パターン運転の結果を第８図に示す。使用
車はロータリーエンジンで急加速、急減速の繰返しパタ
ーン運転であり、その結果は従来のニッケル合金の中間
電極よりも本発明のクラッド材の中間電極が大巾に耐割
れ性が向上できる。
覆したサーメット材）を絶縁体に焼結させたもので絶縁
体肉厚及び内蔵するクラッド材の形状につき机上試験で
絶縁体の割れ発生の比較を行った。なおテストに用いた
各中心電極は外被に42φNi−Fe合金を用いてその外径Ｄ
としたときCu芯材径を0.7bとしたもので測定した。また
机上試験条件としては、試験品の主体金具先端部を削除
して絶縁体先端を露出させ、60秒バーナー加熱で先端12
00℃と60秒エア冷却の急速冷却を１サイクルとして割れ
発生するサイクル数で評価を行った。その結果は第６図
及び第７図に示す通り従来のニッケル合金の中間電極を
用いたときは第６図の関係になるが、本発明のクラッド
中間電極を用いたものは第７図のように同一絶縁体肉厚
において耐割れ発生を向上することができる。また、実
材の冷熱走行パターン運転の結果を第８図に示す。使用
車はロータリーエンジンで急加速、急減速の繰返しパタ
ーン運転であり、その結果は従来のニッケル合金の中間
電極よりも本発明のクラッド材の中間電極が大巾に耐割
れ性が向上できる。
発明の効果： 以上のとおり良熱伝導性の中間電極を具えることにより
絶縁体先端の温度を伝熱により速やかに放散することが
でき、より長い脚長を有する内燃機関用スパークプラグ
の設計が可能となった。また耐汚損性を向上させること
が可能となり、また耐汚損性を向上させることのできる
優れた効果を有するものである。特に中間電極に複合ク
ラッド材を用いることにより絶縁体温度を低下させ、絶
縁体にかかる熱応力を解消して耐久力を向上させるとと
もに絶縁体肉厚をうすくして熱衝撃割れを防ぎ、特に高
熱負荷、高出力エンジン用スパークプラグとして有用で
ある。
絶縁体先端の温度を伝熱により速やかに放散することが
でき、より長い脚長を有する内燃機関用スパークプラグ
の設計が可能となった。また耐汚損性を向上させること
が可能となり、また耐汚損性を向上させることのできる
優れた効果を有するものである。特に中間電極に複合ク
ラッド材を用いることにより絶縁体温度を低下させ、絶
縁体にかかる熱応力を解消して耐久力を向上させるとと
もに絶縁体肉厚をうすくして熱衝撃割れを防ぎ、特に高
熱負荷、高出力エンジン用スパークプラグとして有用で
ある。
第１図はこの発明のスパークプラグの一実施例の縦断面
図、第２図（ａ）はその絶縁体先端要部の拡大断面図、
第２図（ｂ）はＡ−Ａ切断した断面図、第３図および第
４図（ａ）は別の実施例の絶縁体先端要部の拡大断面
図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）のＡ−Ａ切断の断面
図、第５図は絶縁体脚長と品番の関係を示すグラフ、第
６図及び第７図はバーナー試験における割れ発生と絶縁
体肉厚（mm）、及びクラッド材径（φDmm）の関係を示
すグラフ、第８図は実材における割れ発生の関係を示す
グラフである。 １…主体金具、２…絶縁体、３…中心電極、4,14…中間
電極、4a…内側芯材、4b…外側被覆材
図、第２図（ａ）はその絶縁体先端要部の拡大断面図、
第２図（ｂ）はＡ−Ａ切断した断面図、第３図および第
４図（ａ）は別の実施例の絶縁体先端要部の拡大断面
図、第４図（ｂ）は第４図（ａ）のＡ−Ａ切断の断面
図、第５図は絶縁体脚長と品番の関係を示すグラフ、第
６図及び第７図はバーナー試験における割れ発生と絶縁
体肉厚（mm）、及びクラッド材径（φDmm）の関係を示
すグラフ、第８図は実材における割れ発生の関係を示す
グラフである。 １…主体金具、２…絶縁体、３…中心電極、4,14…中間
電極、4a…内側芯材、4b…外側被覆材
Claims (3)
- 【請求項１】中心電極が磁器絶縁体とほゞ同じ線膨張係
数を有する貴金属或は導電性焼結体からなり、前記磁器
絶縁体内で中心電極と磁器絶縁体との間にクリアランス
のないスパークプラグにおいて、中間電極が内側にCu,A
gからなる良熱伝導性金属、外筒がNi−Cr−Fe合金,Ni−
Co−Fe合金及びNi−Fe合金からなる低膨張高強度で耐酸
化性金属からなる円柱状複合クラッド部材であることを
特徴とするスパークプラグ。 - 【請求項２】中心電極が磁器絶縁体とほぼ同じ線膨張係
数を有する貴金属或は導電性焼結体からなり前記磁器絶
縁体内で中心電極と磁器絶縁体との間にクリアランスの
ないスパークプラグにおいて、中間電極が内側をNi−Cr
−Fe合金,Ni−Co−Fe合金及びNi−Fe合金からなる低膨
張高強度で耐酸化性金属、外筒をCu−Agからなる良熱伝
導性金属で構成した円柱状複合クラッド部材であること
を特徴とするスパークプラグ。 - 【請求項３】第２項の中間電極の表面に耐酸化金属のメ
ッキ層あるいはホウ砂の焼きつけ層を形成したことを特
徴とするスパークプラグ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10882088A JPH06101367B2 (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | スパークプラグ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10882088A JPH06101367B2 (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | スパークプラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01279588A JPH01279588A (ja) | 1989-11-09 |
| JPH06101367B2 true JPH06101367B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=14494350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10882088A Expired - Fee Related JPH06101367B2 (ja) | 1988-04-30 | 1988-04-30 | スパークプラグ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101367B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100913343B1 (ko) * | 2008-12-23 | 2009-08-20 | (주)수도프리미엄엔지니어링 | 회로부 삽입형 방전소자 |
| JP5456083B2 (ja) * | 2011-02-10 | 2014-03-26 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
| JP5942961B2 (ja) | 2013-11-06 | 2016-06-29 | 株式会社デンソー | 内燃機関用のスパークプラグ |
-
1988
- 1988-04-30 JP JP10882088A patent/JPH06101367B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01279588A (ja) | 1989-11-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |