JPH02306565A - 内燃機関のスパークプラグ - 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］ 本発明は、内燃機関のスパークプラグに係わり、特に耐
熱性、耐汚損性を向上させたワイドレンジプラグに関す
る。

［従来の技術］ 従来より、第３図に示すように、先端に外側電極１１０
が溶接された筒状主体金具１００と、該筒状主体金具１
００に嵌め込まれ窒化物系セラミックで形成された筒状
の絶縁体２００と、該絶縁体２００内に嵌挿される中心
電極３００とからなり、前記窒化物系セラミックの良熱
伝導性によりワイドレンジを得ているスパークプラグＢ
が提案されている。（特願昭６３−５５５７７号公報、
特願昭６３−１５１１５３号公報、特公昭５５−４６６
３４号公報）。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、従来のスパークプラグＢは、つぎのような欠
点がある。

（１）窒化物系セラミック（窒化アルミニウムも含む）
絶縁体２００を使用したスパークプラグＢは、実際に自
動車のエンジンに装着して長時間の耐久試験を行うと、
絶縁体表面２１０にコロナ放電と思われる浅い講２２０
が根元２３０から発火部側２４０に向かって掘れ、この
講２２０に沿って高電圧がリークし、発火ミスが発生し
易くなる。

（２）窒化物１系セラミツクは、第４図に示す（本グラ
フにおける絶縁体は窒化アルミニウムである）ように、
高温になると電気伝導度が」−昇（絶縁性が悪化する）
し、絶縁体２００の脚長部２５０の根元２３０からのコ
ロナの伸展が顕著となる。これにより、このコロナの伸
展が発火部側２４０まで到達して正規のギャップ３１０
で発火ミスを起こす。

本発明の目的は、高温で絶縁体が絶縁低下を起こさない
とともに、耐熱性、耐汚損性に優れ、ワイドレンジ化が
図られた内燃機関のスパークプラグの提供にある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題の達成のため、本発明は、筒状主体金具と、そ
れぞれ軸孔を有し、前記主体金具の先端側部および後端
側部に同軸的に嵌め込まれる脚長部絶縁体およびコルゲ
ーション部絶縁体と、前記各絶縁体内の軸孔に挿通しＣ
差し込まれた中心電極とを備えてなる内燃機関のスパー
クプラグにおいて、前記筒状主体金具は、引張強度が４
０ｋｇ／　ｍ　ｍ　２以」−１で、かつ熱伝導率が１２
０Ｗ／ｍｋ以上の材料で形成され、前記脚長部絶縁体は
、アルミナを主体とするセラミックで形成され、前記コ
ルゲーション部絶縁体は、熱伝導率が６０Ｗ／ｍｋ以」
−の材料で形成される構成を採用した。

［作用および発明の効果］ 本発明はつぎの作用および効果を奏する。

脚長部絶縁体にアルミナを主体とするセラミック絶縁体
を用いているので、受熱により脚長部絶縁体が高温にな
つ°Ｃも絶縁低下が少ない。

また、コルゲーション部絶縁体には熱伝導率が６０　Ｗ
　／　ｍ　ｋ以上の材料を用い、主体金具は、熱伝導率
が１２０Ｗ／ｍｋ以十、の材料を用いている。

ここで、コルゲーション部絶縁体は、脚長部絶縁体が受
ける熱を逃がすし−１〜シンクとして作用し、主体金具
に熱を速やかに伝導する。すなわち、発火部付近の脚長
部絶縁体は熱引きが迅速に行われ、スパークプラグは耐
熱性、耐汚損性に優れる。

数値限定の理由はつぎのとおりである。

コルゲーション部絶縁体の熱伝導率が６０Ｗ／ｍｋ未満
であると、脚長部絶縁体が受ける熱を逃がすヒートシン
クとして効率良く作用しない。主体金具の熱伝導率か１
２０Ｗ／ｍｋ未満であると、コルゲーション部絶縁体に
伝わった熱を効率良く受は止めたり、受は止めた熱を速
やかに放熱することができない。主体金具の引張強度が
４０ｋｇ／ｍｍ２未満であるとスパークプラグを内燃機
関に装着する際の機械的強度に劣る。なお、各数値は常
温での値である。

［実施例］ つぎに、本発明にかかる内燃機関のスパークプラグの構
成を第１図とともに説明する。

スパークプラグＡ　（ＢＰＲ４ＥＹに相当）は、＝４− 筒状主体金具１と、該筒状主体金具１の先端側に嵌め込
まれる脚長部絶縁体２と、該脚長部絶縁体２の後部に嵌
合するコルゲーション部絶縁体３と、各絶縁体２．３の
軸孔２１．３１に差し込まれる中心電極４とを備えてな
る。

筒状主体金具１は、第２図に示す材料で形成され、内壁
にはテーパ面１１が形成され銅パツキン１２を介して前
記脚長部絶縁体２の基底を固定している。また、筒状主
体金具１の外周には機関への取付けねじ１３が螺刻され
、先端面には外側電極１４が溶接されている。

脚長部絶縁体２（脚長は２０ｍｍ）は、アルミナく熱伝
導率２０Ｗ／ｍｋ＞で形成されＣいる。

この脚長部絶縁体２の後端は円錐テーパ面２２付きの凸
部２３となっている。

コルゲーション部絶縁体３は、第２図に示す材料で形成
され、前記軸孔３１は前記軸孔２１より大きく形成され
ている。このコルゲーション部絶縁体３は前記テーパ面
１１よりやや後端寄りの位置で高融点カラス接合材３２
により接合されている。なお、コルゲーション部絶縁体
３は熱伝導率が６０Ｗ／ｍｋ以上の絶縁体であれば他の
セラミック材料、耐熱プラスチック等でも良い。

中心電極４は、電極本体４１とガラスシール材４２とか
らなる。

電極本体４１は略棒状を呈し、先端は丸棒状、後端は鍔
状となっている。この電極本体４１はニッケル合金４３
に銅４４が封入されている。この電極本体４１は、前記
鍔状部をテーパ面２２に係止して前記軸孔２１内に遊嵌
されている。

ガラスシール材４２は前記軸孔３１内に充填され、前記
電極本体４１と中軸（図示ぜず）との電気的導通を図る
とともに、鍔状部の固定を行っている。

つぎにスパーププラグＡの作用効果を述べる。

（１）脚長部絶縁体２が受ける熱は矢印５１に示すよう
に、中心電極４の銅４４部分を通り、■鍔状、コルゲー
ション部絶縁体３、主体金具１へ（矢印５２）、■脚長
部絶縁体２、銅パツキン１２、主体金具１へ（矢印５３
）、■鍔状部、ガラスシール材４２、コルゲーション部
絶縁体３、主体金具１へ（矢印５４）へスムーズに逃げ
る。このため、プラグの先端温度が過昇温せず、ブレイ
グニションが起き難い。

（２）高熱を受ける脚長部絶縁体２はアルミナであるの
で高温環境下でも絶縁低下が少ない。

（３）脚長部絶縁体２の脚長が２０ｍｍと比敦的長いス
パークプラグであるので汚損性に優れる。

つぎに、このスパーププラグＡの耐ブレイグニション性
（耐熱性）、および汚損性を評価する試験について述べ
る。

（１）耐ブレイグニション試験について１６００ｃｃ、
４気筒エンジン（回転数５０００ｒｐｍｘ４／４）に装
着し、ブレイグニション発生進角を求めた。この試験は
、第２図に示す組み合わせで各３組ずつ行った。

Ｎｏ、　２、Ｎｏ、　３、Ｎｏ、　５、Ｎｏ、　６が本
発明品である。Ｎ。

１、Ｎｏ、　４、Ｎｏ７〜９は発明外品、ＮＱＩＯは従
来品、Ｎα１１およびＮｏ、　１２は参考品である。

本発明品Ｎｏ、　２、Ｎｏ、　３、Ｎｏ、　５、Ｎ（１
６は同一熱価のもの（Ｎα１０）と比較し”Ｃ点火進角
が大きくとれ、耐ブレイグニション性に優れる。

（２）汚損試験について 同様のエンジンを用い（環境温度−１０℃）、アイドリ
ングを９０秒、３５　ｋ　ｍ　／　ｈを１２０秒の繰り
返しパターン運転を１サイクルとし、絶縁抵抗がＩＯＭ
Ω醪低下するサイクル数を求めた。

Ｎｏ、　２、Ｎｏ、　３、Ｎ＋ｏ、５・、Ｎｏ、　６の
本発明品は、低熱価（脚長が２０　ｍ’ｍと長い）であ
るので当然汚損性に優れた結果となった。

なお、参考品Ｎｏ、１１（１１１１長部１７ｍｍ）およ
びＮｏ、　１２　（脚長部１４ｍｍ）の耐汚損性を示す
サイクル数は５〜７程度である。

上記各試験により、本発明品Ｎα２、Ｎｏ３、Ｎｏ、　
５、Ｎα６は、低熱価による汚損性に優れた利点を有し
、かつＢＰＲ５ＥＹ　（脚長部１７ｍｍ）と略同等の耐
ブレイグニション性を有することが実証された。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる内燃機関のスパークプラグの構
成図である。 第２図は耐ブレイグニション試験および汚損試験の試験
結果を示すグラフである。 第３図は従来のスパークプラグが、高温時の絶縁低下に
より発生する溝を示す説明図である。 第４図は窒化アルミニウムの温度と電気伝導度の関係を
示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）筒状主体金具と、 それぞれ軸孔を有し、前記主体金具の先端側部および後
   端側部に同軸的に嵌め込まれる脚長部絶縁体およびコル
   ゲーション部絶縁体と、 前記各絶縁体内の軸孔に挿通して差し込まれた中心電極
   と を備えてなる内燃機関のスパークプラグにおいて、 前記筒状主体金具は、引張強度が４０ｋｇ／ｍｍ＾２以
   上で、かつ熱伝導率が１２０Ｗ／ｍｋ以上の材料で形成
   され、 前記脚長部絶縁体は、アルミナを主体とするセラミック
   で形成され、 前記コルゲーション部絶縁体は、熱伝導率が６０Ｗ／ｍ
   ｋ以上の材料で形成される ことを特徴とする内燃機関のスパークプラグ。