JPS622482A - 点火栓 - 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］ 本発明は貴金属製チップ状放電電極が絶縁体の放電側端
部に埋設されている内燃機関用点火栓に関する。

［従来の技術］ より低い放電電圧によってより確実に放電火花を発生さ
せられ、また放電摩耗を生じ難い白金などのチップを棒
状中間電極の放電側端部に溶接させた点火栓は、外形の
コンパクト化効果も得られるので昨今次第に普及しつつ
ある。

この種の点火栓の組立方法としては、棒状中間電極を包
被する筒状の磁器絶縁体の成形時にその放電側端部に貴
金属チップを埋設させて置き、焼成時に起こる磁器の熱
収縮を利用して両者を気密的に合体させた後、貴金属チ
ップに中間電極を溶接し、この中間電極の他端部はガラ
スシール材により絶縁体の筒内壁面に固定させる方法が
一般にとられて来た。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の如き構成を備えた点火栓は、使用開始当初は前述
の如く絶縁体と貴金属チップとの接触界面・が良好な気
密状態に保たれているが、内燃機関のシリンダー内温度
が激しく上下動するに伴って貴金属チップに溶接されて
いる棒状中間電極も、その一端部が絶縁体に固定された
状態のもとに頻繁な熱伸縮を繰返すことになり、この伸
縮作用力が貴金属チップに伝えられることによって上記
の接触界面は経時的に次第に剥離して来る。

上記のような中間電極の熱伸縮を極力少なくすることと
、今一つは貴金属チップと中間電極との溶接後に、熱せ
られた中間電極が冷却伸縮するのに伴って両端部が固定
状態にある中間電極の溶接面に剥離作用力が及ぼされる
度合を少なくするために、従来は中間電極材は熱膨張係
数が比較的小さい鉄〜ニッケル合金や鉄〜ニッケル〜コ
バルト合金などを使用してきた。しかしこれらの合金は
耐蝕性の点では劣っており、完全には防止することので
きない上記剥離現象の発生により、シリンダ内の腐蝕性
燃焼ガスが中間電極と筒状絶縁体との間隙部に侵入し、
酸化膨張を起こした中間電極により絶縁体が裂断される
恐れがあった。

本発明は点火栓の使用中または製造時に中間電極の熱伸
縮作用力により絶縁体に破壊作用力が及ぼされたり、貴
金属チップと中間電極の溶接面に大きな剥離力が生じた
りする恐れのない構造を備えた点火栓を提供することを
目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 上記の目的を達成するために本発明の点火栓は、貴金属
製チップ状放電電極を絶縁体と同時焼成によって固着す
ると共に、絶縁体軸孔内で前記放電電極と中間電極を溶
接して後端部分をガラスシールによって固定させた点火
栓において、前記中間電極の後端部分とその固定手段と
の間に、前記中間電極の熱伸縮作用力の吸収手段を介在
させる構成を採用した。

［作用および発明の効果］ 上記の如き構成をそなえた点火栓は、点火栓が内燃機関
のシリンダー内に取付けられて激しい熱変動の場に晒さ
れ、中間電極がひんばんな熱伸縮動を繰返しても、その
伸縮作用力は中間電極の後端部とその固定手段との間に
介在させた作用力吸収手段、例えばばね材によって有効
に吸収されてしまうので、この中間電極の前端部に溶接
されている貴金属チップ側にはほとんど及ぼされず、従
って絶縁体と貴金属チップとの接触界面に生ずるずれ動
かし力も微弱にとどめられてこの部分の気密シールの破
壊が防止され、シリンダ内で発生した腐蝕性燃焼ガスの
侵入により中間電極が酸化膨張して絶縁体を裂断させる
現象の発生も防がれる。

また中間電極の熱伸縮作用力吸収手段の働きによって、
中間電極に貴金属チップを溶接した直後に゛中間電極の
冷却収縮により溶接面が剥離する恐れも解消する。

［実施例］ 以下に付図に示すいくつかの実施例に基づいて本発明の
構成を具体的に説明する。

第１図は本発明による第１実施例の点火栓の縦断面図で
あって、１は棒状中間電極であり、鉄〜クロム〜ニッケ
ル合金としてのステンレススチールやニッケル〜クロム
〜鉄合金としてのインコネルなどで作られている。この
種の合金は従来使われてきた中間電極１の素材として低
膨張材料の鉄〜ニッケル合金や鉄〜ニッケル〜コバルト
合金に較べると格段にすぐれた耐蝕性を備えているが、
線膨張係数は１５Ｘ　１０　　　／’Ｃ以上で後者に比
較してかなり大きい欠点を抱えている。

２は貴金属製チップ状放電電極であって、白金あるいは
白金とイリジウム、パラジウム等の合金などからなり、
小円柱の一端部の径を増大させた如き形状を備えている
。ａは中間電極１と放電電極２との溶接面である。４は
高アルミナ含量など・の絶縁材料からなる筒状絶縁体で
あって、中間電極１および放電電極２を包被している。

５は中間電極１の端子であって、筒状絶縁体４の後端部
（放電側端部の反対側）に＊ｉされている。８は電波障
害発生防止用の抵抗体、６と７は導電性ガラスシール材
であって、端子５と抵抗体８との間および抵抗体８と中
間電極１の後端部との間において筒状絶縁体４の内空部
に設けられた空隙を気密的に封鎖すると共に、これら５
．８および１を電気的に導通させながら連接させる固定
手段としての役割を果たしている。９は中間電極１によ
る熱伸縮作用力の吸収手段としての伸縮力吸収用ブロッ
ク体であって、軟鋼、ニッケル合金などで作られた半円
筒状形あるいは単球状形などの適宜の外形を備えており
、中間電極１の後端部１ａを遊嵌させるための有底軸穴
９ａが穿たれている。そしてこの軸穴９ａにはその深さ
より短い長さのコイルスプリング３が納められている。

１１は主体金具であって、筒状絶縁体４に外嵌され点火
栓取付具と接地電極１３の取付は用ベースとしての役目
を果す。

１２は点火栓の取付用ガスケット、１４は主体金具１１
と筒状絶縁体４との間隙部のシール材である。

次に上記実施例に示された点火栓の組立構造と機能的特
徴とについて説明する。

筒状絶縁体４を粉末状磁器原料からプレス成形する工程
において、絶縁体４の放電側前端部に貴金属製チップ状
放電電極２を図示のような状態に埋設させる。しかる後
成形体の焼成を行うことによって絶縁体４は著しく収縮
するので放電電極２はいわば絶縁体４による“焼ばめ″
効果を及ぼされて両者は強固に衝接され、その接触界面
すは機関のシリンダ内で発生した腐蝕性燃焼ガスが絶縁
体４の内空部に侵入するのを阻止するに足る気密シール
状態が得られる。次いで中間電極１の前端面１ｂに放電
電極２が電気抵抗溶接法などによって接合される。しか
る後中間電極１の後端部１ａに前記の如き形状・構造を
備えた伸縮力吸収用ブロック９の軸穴９ａをはめ込み、
このブロック９と絶縁体の内空部局壁面との間に生じた
空隙部に粉末状の導電性ガラスシール材７を所要量充填
した後、その上部に抵抗体８を挿着し、更にその上部に
所要量のガラスシール材６を充填したうえ、残された筒
状空間に端子５を圧入することによって点火栓の主要部
分の仮組立を終わる。仮組立体は次に粉末状ガラスシー
ル材の溶融温度にまで加熱したうえ冷却することによっ
てガラスシール材が呈する接着力により本組立が完了す
る。この加熱処理によって、従来の点火栓であれば中間
電極１の後端部１ａは直接ガラスシール材７に包埋され
た状態のもとに絶縁体４に対して固着されることになる
ので、一旦熱を受けて伸張した中間電極１が冷却収縮す
る際に、いわば自由端である中間電極の前端部１ｂは後
端部１ａ側に引き寄せらせる作用力を受けることになる
。その際に中間電極１の前端面ａに溶接されている放電
電極２は前述の如くして絶縁体４の放電側端部に強固に
固着されているために、引張強度に劣る溶接面ａはこの
ような中間電極１による熱収縮作用力に抗し切れずに剥
離する可能性が高かった。しかし本発明による点火栓の
場合には中間電極１の後端部１ａは、ガラスシール材７
を介して絶縁体４に固定されている伸縮力吸収用ブロッ
ク９の軸穴９ａに遊嵌状態にあるので、中間電極１の熱
収縮に伴う引張作用力が溶接面ａに及ぼされる余地はな
くなる。そして中間電極１とその端子５との電気的導通
は、幾分圧縮された状態のもとに軸穴９ａに納まってい
るコイルスプリング３および金属製のブロック９を介し
て確保される。

次に点火栓が内燃機関のシリンダ内に取付けられて前述
の如く激しい反復熱伸縮を繰返している時については、
従来の点火栓では中間電極１の後端１ａが絶縁体４に固
定されているので、中間電極１の伸縮動が直接的に放電
ＴｉｗＡ２と絶縁体４との接触界面すを強制的にずれ動
かす力として作用し、使用開始当初は厳密に保たれてい
た気密シール状態も経時的に次第に失われて遂には絶縁
体４の内空部に腐蝕性燃焼ガスが侵入するに至る。しか
し本発明による点火栓の場合には、上記の伸縮力吸収用
ブロック体９の働きによって接触界面すにずれ動かし力
が及ぶことが阻止される。従って中間電極１が燃焼排ガ
スに晒されて酸化膨張し絶縁体４を裂断させるという事
故はほとんど起こり得なくなる。仮に放電電極２と絶縁
体４との接触界面すの気密シール状態が失われたとして
も本発明の点火栓には従来よりもはるかに耐蝕性のすぐ
れた合金で作られた中間電極１が使われているので、絶
縁体裂断の恐れは著しく少なくなる。

また中間電極１の熱伸縮が著しい場合には、従来の点火
栓であれば単に接触界面すのシール状態が失われるだけ
にとどまらず、中間電極１による伸張時の押圧力によっ
て絶縁体４の前端部が破壊され兼ねなかったが、本発明
による点火栓についてはそのような事故は起こり得ない
。

本発明による中間電極１の熱伸縮作用力吸収手段として
は上記以外にも様々な方法が可能なので、次に他の実施
例について説明する。

第２図は本発明による第２実施例の点火栓の縦断面図で
あって、１′は中間電極、１ａ’　と１ｂ’はその後端
部と前端部、３°はコイルスプリング、１０はコイルス
プリング３°の後端部の係止用の金属その他の導電性材
料から成るブロック体であって、ガラスシール材７に包
埋状態で筒状絶縁体４に固着されている。図中の他の符
号は前記のそれと共通している。この実施例ではコイル
スプリング３°とブロック体１０とが組合わさって熱伸
縮作用力の吸収手段を構成しているが、その作動につい
ては第１実施例のそれと本質的には異なる所はないので
説明は省略する。

第３図は本発明の第３実施例としての点火栓の縦断面図
であり、１゛は中間電極、１８゛はその後端部の膨出形
状部、１ｂ’“は前端部である。３°°は熱伸縮作用力
吸収手段としてのコイルスプリングであるが、この実施
例では金属製中間電極１°°の前後両端の中間部分を引
き伸し加工して細線状に変形させたうえ、ラセン状に巻
回させることによって、いわば中間電極１と熱伸縮作用
力吸収手段３゛°とを一体構造にまとめて製造および組
立工程の簡易化を図っている。作動については第１実施
例のそれと異なる所はない。

第４図および第５図はそれぞれ第１および第２実施例の
点火栓の要部の構造の理解を助けるための部分拡大図で
、絶縁体４のガラスシール材７の充填空間の前端側部分
には、未充填の空隙Ｃを残存させることによってガラス
シール材７と中間電極１またはコイルスプリング３°と
の接合が防がれている。

上記実施例はいずれも熱伸縮作用力の吸収手段としての
ばね材にコイルスプリングが使われているが、その他に
も金属製板ばねあるいは導電性ゴム製のブロック体や継
手状体などの導電性弾性材料を使用することができるし
、必要に応じて導電性粉末材料を用いることも可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による第１実施例の点火栓の縦断面図、
第２図と第３図はそれぞれ第２および第３実施例の点火
栓の縦断面図、そして第４図と第５図はそれぞれ第１図
と第２図に示された点火栓の中間電極部分の拡大縦断面
図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）貴金属製チップ状放電電極を絶縁体と同時焼成によ
   つて固着すると共に、絶縁体軸孔内で前記放電電極と中
   間電極を溶接して後端部分をガラスシールによって固定
   させた点火栓において、前記中間電極の後端部分とその
   固定手段との間に、前記中間電極の熱伸縮作用力の吸収
   手段が介在されていることを特徴とする点火栓。 ２）前記熱伸縮作用力の吸収手段がバネ材であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の点火栓。 ３）前記熱伸縮作用力の吸収手段が導電性を有する弾性
   材料からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の点火栓。 ４）前記中間電極がステンレススチール、インコネル、
   ニクロムなどの耐蝕性合金からなることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の点火栓。