JPS622483A - 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］ 本発明は放電側端面に貴金属などからなるチップ状放電
電極を接合させた点火栓に関する。

［従来の技術］ 内燃ＩＩＩ関用点用点火栓められる特性の第１はより低
い放′Ｒ電圧によって、より確実に点火させられること
にであり、第２にはこのような点火性能の長期持続であ
る。対応策として、昨今では中間電極の放電端面に電気
特性と化学的安定性にすぐれた貴金属製チップを放電電
極として接合させる方法が採用されつつある。

第１図にこのような構造を備えた点火栓の側断面を示し
た。図中１は棒状中間電極の主体部であリ、一般に鉄基
、ニッケル基、クロム基などの耐熱・耐蝕性合金で作ら
れている。２は貴金属、例えば白金または白金とパラジ
ウム、イリジウムないしはそれらの合金などからなり、
小円柱形状を備えたチップ状の放電電極であって、電極
主体部１の放電端部１ａの先細り形状部分の端面ａｋ：
溶接さｔている。４はアルミナ含有量の高い絶縁材料か
らなる筒状絶縁体であって、中間電極主体部１と放電電
極２とは放電面を除いてこの筒状絶縁体４に包被された
状態に置かれている。

なお、参考までに図中の他の符号について説明すると、
５は中間電極１の端子、８は端子５と中間電極１との間
に介在させた電波障害発生防止用抵抗体、９と１０はこ
れら５．８および、１を電気的に導通させた状態のもと
に接合させるための導電性ガラスシール材であって、燃
焼ガスが絶縁筒４のすき間を通って外界に逃れるのを防
ぐ封鎖材としても機能する。６は点火栓の取付用主体金
具、１は取付用ガスケット、３は主体金具６に溶接され
た接地電極、１１はシール材、そしてＡは放電間隙であ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記のごとき構造を備えた点火栓の筒状絶縁体４は、粉
末状ないし泥漿状磁器原料をゴム製のプレス型を用いた
ラバープレス法によって成形した後焼成を行うと言う一
般的なりｊｉ器製造：［程を経て作成されるが、筒状絶
縁体４の内周面は第１図の矢印（イ）で示された部分の
拡大図としての第２図にみられるように、電極主体部１
の納まる径の大きな筒壁面ｆ°と放電電極２の納まる径
の小さな筒壁面ｇ°とを円錐形斜面ｈ゛によって連接さ
せた形状を備えており、古くから使われてきた単なる１
本の棒状中間電極を筒状絶縁体で包被したタイプの点火
栓に較べると、磁器原料の成形技術の面からすれば、そ
して大径筒壁面［゛の内径が高々５ｍｍ程度の寸法に過
ぎないことを考えれば、このような曲折形状を有する絶
縁体の成形は必ずしも容易ではない。また・一方では点
火栓の外形は極力コンパクトに納めたいと言う要請もあ
る。

ところで第２図に示された断面形状を備えた従来の絶縁
体４の内周面に形成された２つの円周状稜部ｄおよびｅ
部分は意図的なまるみ付は形状が与えられていなかった
ために、成形原料のプレス成形段階においてこれら円周
状稜部ｄおよびｅは他の部分に較べて低いレベルのプレ
ス圧しか及ぼされず、このようなプレス成形品をそのま
ま焼成するとｄおよびｅ部分の組織が充分に緻密化され
ていないことに由来して必要な耐電圧性能が得られない
不都合を生ずる。そこで第２図のごとき形状の絶縁体４
については、前述の古くから使われてきた形状の絶縁体
のプレス成形圧のほぼ２倍の大きさのプレス圧を掛ける
と共に加圧時間を長引かせる必要があり生産性の低下を
きたしていた。

本発明は、第２図に部分図として示されたごとき、比較
的複雑な形状を備え筒状絶縁体の組込まれている点火栓
について、製造がより簡便に行えると共に耐電圧特性を
向上させることのできる絶縁体形状を選定することを目
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、より大
きい外径Ａを有する棒状の電極主体部の放電側端に、よ
り小さい外径Ｂを有する小円柱状放電部を接合してなる
中間電極を筒状絶縁体で包被した構成を有し、該絶縁体
の内周面が、前記電極主体部の納まる大径筒壁面と前記
放電部の納まる小径筒壁面とを円錐形斜面で連接させた
形状を備えた点火栓において、前記円錐形斜面と前記絶
縁体の筒軸に直交方向の面とがなす角度をθとした時、
前記大外径Ａを小外径Ｂで除した値が１．８以下である
形状の点火栓については、θの値を３０″ないし６０°
に設定すると共に、前記円錐形斜面と前記筒壁面との交
叉稜部に曲率半径Ｒが０．１＋ｎｍ以上のまるみをもた
せ、前記大外径Ａを小外径Ｂで除した値が１．８以上で
ある形状の点火栓については、θの値を３０°ないし７
０°に設定すると共に、前記曲率半径Ｒを０．６ｍ１１
以上に設定する構成を採用した。

［作用および発明の効果］ 上記のごとき構成を備えた本発明の点火栓は、筒状絶縁
体の内周面の径が相違する２つ筒壁面を円錐形斜面によ
って連接させることによって形成された円周状稜部に、
特定の曲率半径を有するまるみ付は形状を与えたことに
よって、絶縁体の製造工程において磁器原料をプレス成
形する際に、従来の形状の絶縁体に関しては充分にプレ
ス圧が伝播し難かった上記の稜部にも必要とするレベル
のプレス圧を及ぼさせることが可能となった。

したがって、従来形状の絶縁体のごとく過剰の成形圧を
掛けると共に、加圧時間も長引かせる必要がなくなり、
より小型のプレス機とより耐圧強度の低いプレス型で足
りることの経済的効果も寄与して、絶縁体の生産能率お
よび生産コストを著しく低減させる効果がえられる。そ
して別の観点からすれば、同一のプレス成形条件のもと
で、従来の形状の絶縁体に較べてより勝った耐電圧特性
を備えた点火栓をうろことができる。

［実施例］ 以下に付図に示す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図は従来の点火栓の側断面図である。本発明による
点火栓との相違点は、棒状中間電極の主体部１の放電端
部１ａの端面ａに貴金属製のチップ状放Ｎ電極２を溶接
して形成された中間電極を包被している筒状絶縁体４の
内周面のうち、放電端部近傍の形状に部分的変更を施し
て第３図に示されたごとき断面形状が与えられている点
であって、その他の形状構造においては異なるところが
ない。

第１図の点火栓の構造については従来の技術の項で既に
述べているので重複説明は省く。

第２図は第１図に矢印（イ）で示された、筒状絶縁体４
の放電側端部近傍の部分的断面図である。

第３図は、本発明による点火栓に組込まれている筒状絶
縁体４′の局部的側断面図であって、この局部とは第２
図に描かれている従来の筒状絶縁体の部分図中に矢印（
ロ）と丸印で示された部分に対応する。

第４図と第５図はそれぞれ、内周面寸法が異なる本発明
による２種類の筒状絶縁体４″について円周状稜部（Ｄ
）および（Ｅ）の曲率半径Ｒと耐電圧特性との相関性を
実験によって求めた結果をまとめたグラフであって、横
軸に筒状絶縁体４°の内周面に形成されている２個所の
稜部（Ｄ）および（Ｅ）のまるみ付は形状の曲率半径Ｒ
の値（ａｍ）が、また縦軸に火花貫通電圧（にＶ）がと
られている。グラフ（Ｉ）および（ＩＩＩ）は筒状絶縁
体への電圧印加個所が第６図の上段に２本の対向矢印で
示された場所である場合の計測データを、またグラフ（
ＩＩ）および（ＩＶ）は第６図の下段に同じく矢印で示
された場所に電圧を印加した場合のデータがプロットさ
れている。なお、電圧印加個所の絶縁体４°の肉厚は１
　、０１１１／ＩＩＩである。Ｓはテスト絶縁体４°の
合格耐電圧値の必要にして充分な範囲を示している。

次に本発明による筒状絶縁体４°の形状の特徴、並びに
このような特定形状が絶縁体４°の耐電圧特性および製
造工程にもたらす効果について主として第３図ないし第
５図を参照しながら説明する。

筒状絶縁体４°の内周面は第３図に描かれたように、中
間電極主体部１が納まるより大ぎい径Ａを有する筒壁面
ｆと放電電極２が納まるより小さい径Ｂを有する筒壁面
ｇと、これら両筒壁面を連接させている円錐形斜面りが
交叉することによって形成された２個所の円周状稜部（
Ｄ）と（Ｅ）にそれぞれ曲率半径Ｒをもったまるみ付は
形状が与えられている。また円錐形斜面りは絶縁体４°
の筒軸１方向と直交方向の面ｊに対してθの角度をなし
ている。

このように円周状稜部（Ｄ）および（Ｅ）にまるみ付は
形状を有する本発明による絶縁体４°と、まるみを有せ
ずとがった形状のままの稜部ｄおよびｅを備えた第２図
に描かれたごとき従来の絶縁体４とを、稜部以外の形状
寸法は同一に保ち、同−プレス機を使用して試行錯誤的
にプレス条件を変化させながら両者同一の耐電圧特性を
示すようなテスト製品を試作した実験の結果として、既
述のごとき、単なる棒状の中間電極を使用する旧来タイ
プの点火栓用絶縁体と同じレベルの耐電圧特性を備えた
製品をつるのに、従来の絶縁体４は旧来の絶縁体のプレ
ス圧のほぼ２倍プレス圧を加えなければならなかったの
に対して、本発明の絶縁体４°は過剰圧を及ぼす必要は
ほとんど認められなかった。また所要加圧時間について
も、絶縁体４は旧来タイプのそれに較べて４倍だけ時間
を延長しなければならなかったのに対して、本発明の絶
縁体４°は加圧時間を延長する必要はほとんど認められ
なかった。このテスト品の稜部（Ｄ）および（Ｅ）の曲
率半径はＡ／Ｂ≧１．８の時共に０．６ｍｍ。

またＡ／Ｂ＜　１．８の時０．１１１１とした。角度θ
は４５０に設定した。

従来の絶縁体４と本発明による絶縁体４°との間のこの
ような明確なプレス成形能率の差異は、絶縁体内周面の
稜部（Ｄ）および（Ｅ）のまるみ付けの有無によって生
じるであろうとの発想のもとに本願発明はなされている
ので、この推測の正しさを確認すると共に望ましい曲率
半径Ｒの値の範囲を求めるためのテストを次に行った。

その結果は第４ないし第６図に示されたごとくである。

テスト方法は、テストされる絶縁筒４゛にテスト電圧を
加圧するための第６図に示された個所（Ｄ）および（Ｅ
）部分における図中の水平方向の肉厚を１．Ｏｎに設定
し、稜部の曲率半径を様々に変化させることとした。テ
スト雰囲気は４ｋ（Ｊ／ＣｌＲ２・Ｇ１絶縁体は７００
℃に加熱した。またテスト品の作成工程は同一に整えた
。

絶縁体４゛の望ましい耐電圧特性のレベルを設定するた
めに、同一組成の磁器原料を用い、旧来タイプの点火栓
の製造条件に準じてプレス成形を行った厚さｉ　、　ｏ
ｎｉｍの板状の基準テストピースの幾枚かについて火花
貫通電圧を計測したところ、３２〜３８にＶの値を示し
たので、本テストに使用する絶縁体４゛もこの範囲内に
納まれば合格と判定することとした。対電圧性能は絶縁
体４゛の内周面の大径筒壁面の直径Ａと小径筒壁面の直
径Ｂとの比率およ。

び前述の角θの如何によって左右されるものと推察され
るので、Ａ／Ｂの値が１．８以下の寸法のテスト品と、
Ａ／Ｂの値が１．８以上の寸法のテスト品との２種類を
用いた。また角θは第４および第５図のデータを求める
ためのテスト品については４５°に設定した。電圧印加
個所は既述のごとく第６図に示された（Ｄ）および（Ｅ
）の部分、つまりプレス成形時にプレス圧が最も伝播し
難く、したがって耐電圧能力が劣る個所を選んだ。

テスト結果は第４図および第５図に明らかであって、Ａ
／Ｂ≧１．８のテスト絶縁体４°は稜部（Ｄ＞および（
Ｅ）の曲率半径Ｒがほとんど零に等しい０．２ｍｍでは
上記の合格耐電圧レベルよりかなり低い水準にとどまっ
ていた火花貫通電圧が、Ｒの値の増加と共に直線的に上
昇し、測定（Ｄ）個所についてはＲが０．４ｍｍに達し
た時、また（Ｅ）個所については０．５ｍｍを超えた時
合格水準に達した後急速にその上胃度合いは低落した。

このグラフからＡ／Ｂ≧１．８の条件下ではＲの値は０
．６ｍｍ以上であれば必要にして充分と判断された。

Ａ／Ｂ＜　１．８の条件を備えた別のテスト品について
もほぼ同じような傾向のグラフが描かれたが、Ｒの値が
０．０５ｍｍからｏ、　０８ｍｎ＋に増大する間に耐電
圧性能は直線的に上昇し、この間に０．０７１１１１１
前後で合格レベルに達した。そして以後はグラフはほと
んど水平方向に転すると言ったより明確な稜部のまるみ
付は効果が認められた。この区分の寸法条件に属する絶
縁体４゛の稜部に設けるべきＲの必要にして充分な値は
０．１ｍ１ｌｌと判断された。

また、角θの望ましい値については他のテストデータを
総合的にまとめた結果、Ａ／Ｂ≧１，８の時３０６〜１
０°が、またＡ／Ｂ＜　１．８の時３０°〜６００の範
囲に納めることが好ましいと判定した。

４、図の簡単な説明 第１図は筒状絶縁体の放電側端部の形状を除いて本発明
による点火栓と構造が共通している従来の点火栓の側断
面図、第２図は第１図の矢印（イ）で示された部分の拡
大図、第３図は本発明による点火栓に組込まれた筒状絶
縁体の放電側端部の部分拡大図であり、第２図の矢印（
ロ）で示された部分に相当する。

第４図と第５図は本発明による点火栓の耐電圧特性と筒
状絶縁体の内周面の稜部の曲率半径との相関性を求めた
実験結果をまとめたグラフ、そして第６図は耐電圧特性
の測定個所の説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 より大きい外径Ａを有する棒状の電極主体部の放電側端
   に、より小さい外径Ｂを有する小円柱状放電部を接合し
   てなる中間電極を筒状絶縁体で包被した構成を有し、該
   絶縁体の内周面が、前記電極主体部の納まる大径筒壁面
   と前記放電部の納まる小径筒壁面とを円錐形斜面で連接
   させた形状を備えた点火栓において、 前記円錐形斜面と前記絶縁体の筒軸に直交方向の面とが
   なす角度をθとした時、 前記大外径Ａを小外径Ｂで除した値が１．８以下である
   形状の点火栓については、θの値を３０°ないし６０°
   に設定すると共に、前記円錐形斜面と前記筒壁面との交
   叉稜部に曲率半径Ｒが０．１ｍｍ以上のまるみをもたせ
   、 前記大外径Ａを小外径Ｂで除した値が１．８以上である
   形状の点火栓については、θの値を３０°ないし７０°
   に設定すると共に、前記曲率半径Ｒを０．６ｍｍ以上に
   設定したことを特徴とする点火栓。