JPH031474A - 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、点火栓のトリーイング劣化の対策に関する。

［従来の技術〕 窒化物系セラミクスは、大変優れた熱伝導性を有する。

このため、点火栓の絶縁体に、窒化アルミニウムなどの
窒化物系セラミクスを用いると、点火栓のワイドレンジ
化が図られることが知られている。

［発明が解決しようとする課題］ しかるに、窒化物系セラミクスは、従来絶縁体に用いら
れてきたアルミナ等に比較して、温度が高温となった際
の、抵抗値の低下度合いが大きい。

一方、第３図に示すように、絶縁体１０１は、絶縁体１
０１の周囲に形成された段１０２が、主体金具１０３の
内周に形成された棚１０４に当接Ｌ、軸方向の移動が規
制されている。主体金具１０３の内周は、棚１０４を形
成するために、内周に突出した棚部１０５が形成されて
いる。棚部１０５は、主体金具１０３の内周に突出した
形状であるため、中心電極に高電圧が印加された際に、
棚部１０５と、棚部１０５に対向する脚長部１０６との
間（図中斜線部分）に電界の集中が発生しやすい。

このため、脚長部１０６の温度が高く、脚長部１０６の
絶縁性能が低下した状態で、中心電極に高電圧が印加さ
れると、棚部１０５付近における電界の集中によって、
脚長部１０６の表面にコロナ放電が発生Ｌ、脚長部１０
６の表面に絶縁破壊経路Ａが形成される（トリーイング
劣化）、この絶縁破壊経路Ａが形成されると、点火ミス
が起こるとともに、絶縁破壊経路Ａが成長して、ついに
は、絶縁体１０１の絶縁抵抗が低下Ｌ、失火に至る。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的
は、絶縁破壊経路の発生を抑えて点火ミスを無くすとと
もに、絶縁破壊経路の発生による絶縁体の絶縁抵抗の低
下を防ぐ点火栓の提供にある。

［課題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、次の
技術的手段を採用する。

（発明） 本発明の点火栓は、中心電極と、内周に棚を備えた筒状
の主体金具と、前記棚に当接する段を備えるとともに、
この段を介して小径とされ、前記主体金具との間に空隙
を隔てて対向する脚長部を備えた絶縁体とからなり、前
記絶縁体が窒化物系セラミクス材料よりなる。

そして、前記絶縁体は、熱伝導率が６０Ｗ　／　ｍ　Ｋ
以上の材料よりなるとともに、前記段より開放端へ向か
う、前記脚長部との間に隙間を有した筒状の絶縁性スリ
ーブを備える。

（実施態様） 前記スリーブの軸方向長をＬ、前記スリーブの前記段側
端部から開放端までの前記主体金具の軸方向長をＬＯと
すると、 ｌａｗ≦Ｌ≦１．０＋１ｍｍ の式を満足する。

［作用および効果］ （発明に対応した作用） 上記のように構成された点火栓は、脚長部の温度上昇に
より脚長部の抵抗値が低下しても、スリーブによって、
少なくとも段近傍の脚長部と主体金具との間の絶縁性が
保持される。

この結果、脚長部の棚近傍における電界の集中が緩和さ
れ、絶縁破壊経路の形成が防がれる。

なお、絶縁体の熱伝導率が６０Ｗ／ｍＫ未満の場合は、
放熱速度が低下Ｌ、プレイグニツシヨンが発生するが、
絶縁体の熱伝導率を６０Ｗ／ｍＫ以上とすることにより
、脚長部の周囲にスリーブを設けても、プレイグニツシ
ヨンの発生を抑えることができる。

（発明の効果） 本発明は、以上の作用で説明したように、脚長部の温度
が１−昇しても、絶縁破壊経路の形成が防がれる。この
結果、絶縁破壊経路の形成による点火ミスを無くすとと
もに、絶縁破壊経路の形成による絶縁体の絶縁抵抗の低
下を防ぐことができ、失火を防止する。

（実施態様の作用） スリーブの軸方向長しと、前記スリーブの前記段側端部
から開放端までの前記主体金具の軸方向長ＬＯとの関係
が、１醜≦Ｌ≦Ｌ０＋１ｍｍの式を満足する。

これは、Ｌ　＜　Ｉ　Ｗａの関係では、実験的に絶縁破
壊経路がスリーブを回り込んで形成されるためである。

また、Ｌ０＋１ｍｍ＋ｍ＜Ｌの関係では、熱伝導率を６
０Ｗ／ｍＫとしても、放熱速度が劣化Ｌ、プレイグニツ
シヨンが発生するためである。

（実施態様の効果） １ｆｉｔＩＩＩ≦Ｌ≦ＬＯ＋１＋ｎｍの式を満足するこ
とにより、スリーブが絶縁破壊経路の形成を防ぐととも
に、プレイグニツシヨンの発生を防ぐことができる。

［実施例］ 次に、本発明の点火栓を、図に示す一実施例に基づき説
明する。

（実施例の構成） 第１図は、内燃機関の燃焼室に配される、点火栓の要部
断面図である。

点火栓１は、大別して、中心電極２、主体金具３、絶縁
体４から構成される。

中心電極２は、図示しない点火装置から高電圧が印加さ
れる絶縁体４の軸芯を貫通する電極体である。

主体金具３は、内燃機関（図示しない）に螺合される筒
状の金具で、端部に、外側電極５が溶接などによって接
合されている。この外側電極５は、棒状を呈Ｌ、端部が
中心電極２との間に火花間隙ｐを介して対向するように
、曲折されている。

一方、主体金具３は、内周に、絶縁体４の段６（下達す
る）が、金属パツキン７を介して当接する棚８を備える
。この棚８は、絶縁体４の保持を行うためのものである
。

絶縁体４は、窒化アルミニウム、窒化珪素などよりなる
熱伝導率が６０Ｗ／ｍＫ以上の窒化物系セラミクスで、
中心電極２の周囲を覆い、中心電極２を絶縁保持する筒
状体を呈する。絶縁体４は、主体金具３との間に空隙を
隔てて対向する脚長部９を備える０脚長部９は、端部に
向かって細くなるテーパー形状を呈する。絶縁体４は、
脚長部９と他の部分との境に段６を有Ｌ、他の部分は、
この段６を介して大径とされている。なお、段６は、主
体金具３の棚８に、金属パツキン７を介して当接Ｌ、軸
方向の移動が規制される。

絶縁体４は、脚長部９の周囲に絶縁体４と一体に焼結さ
れた絶縁性のスリーブ１０を備える。このスリーブ１０
は、脚長部９の段６側から開放端へ向かって延びる筒状
体で、脚長部９との間に隙間１１を形成する。

スリーブ１０の軸方向長しは、１−以上で、かつスリー
ブ１０の段６側の端部から開放端までの主体金具３の軸
方向長Ｌ０＋１ｍｍ以下に設けられている（つまり、１
ｍ≦Ｌ≦１．０　＋　１　ｍｍ）。なお、ＬＯ＋１■≦
１０ｍ１である。

Ｌ＜１−の関係では、脚長部９の高温時、実験的に絶縁
破壊経路がスリーブ１０を回り込んで形成される。また
、ＬＯ＋　１　ｒｒｎ＜　Ｌ　（ただしＩ、Ｏ＋１閣≦
１０ｍ）の関係では、熱伝導率を６０Ｗ／ｍＫとしても
、絶縁体４の放熱が追い付かず、耐プレイグニッション
が劣化する。このため、ＩＩ＋ａＩＩ≦Ｌ≦１．Ｏ＋１
＋ａの式を満足することにより、スリーブ１０が絶縁破
壊経路の形成を防ぐとともに、プレイグニツシヨンの発
生を防ぐ。

なお、実施例では、Ｌ＝ＬＯ／２とした。

（実験データ） 上記実施例の点火栓１のトリーイング劣化に対する実験
データを、第２図に示す。

図中に示す比較品とは、脚長部の周囲にスリーブ１０を
有しない従来品で、実施例の点火栓１と同一の熱価のも
のである。

なお、本実験データは、２０００ｃｃの６気筒エンジン
を使用した。そして、５５００ｒｐｍ（フルスロットル
）を５分間運転した後に、１分間に５回の加減速を実施
するテストを１サイクルとＬ、このテストサイクルを繰
り返し行った。また、中心電極２への印加電圧は、最大
２５ｋＶとした。

そして、火花間隙ｐで正規の火花放電が起こらない（点
火ミスを発生する）状態となった時に、トリーイング劣
化を判断Ｌ、図中にΔ印で示した。

なお、図中○印は、５０００サイクル行っても、トリー
イング劣化の確認されなかったものを示す。

（実施例の作用） 点火栓１が過酷な使用条件で使用され、脚長部９の温度
が上昇すると、窒化物系セラミクス（ＡｊＮ）で形成さ
れた脚長部９の絶縁抵抗値が減少する。しかるに、段６
側の脚長部つと主体金具３との間は、スリーブ１０によ
って、絶縁状態が保持される。このため、棚６の近傍に
おける、主体金具３と脚長部９との間の電界の集中が緩
和される。

この結果、絶縁体４を窒化物系セラミクスで形成しても
、絶縁破壊経路の形成を抑えることができる。

（実施例の効果） 第２図に示されるように、比較品は、約１２００〜２０
００サイクルの間でトリーイング劣化が発生するのに対
Ｌ、本実施例の点火栓１は、４５００サイクルまで、ト
リーイング劣化の発生を抑える。つまり、従来品に比較
して、飛躍的に絶縁破壊経路の形成を抑えることができ
る。

このことは、通常の内燃機関の使用状態において、絶縁
破壊経路の形成をほぼ無くすことが可能となる。この結
果、絶縁破壊経路の形成による点火ミスを無くすととも
に、絶縁破壊経路の形成による絶縁体４の絶縁抵抗の低
下を防ぎ、失火を防止Ｌ、ワイドレンジ化を達成するこ
とができる。

図は実験データを示すグラフ、 大検の要部断面図である。

図中　１・・・点火栓 ３・・・主体金具 ６・・・段 ９・・・脚長部 １１・・・隙間

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）中心電極と、 内周に棚を備えた筒状の主体金具と、 前記棚に当接する段を備えるとともに、この段を介して
   小径とされ、前記主体金具との間に空隙を隔てて対向す
   る脚長部を備えた絶縁体とからなり、 前記絶縁体が窒化物系セラミクス材料よりなる点火栓に
   おいて、 前記絶縁体は、 熱伝導率が６０Ｗ／ｍＫ以上の材料よりなるとともに、 前記段より開放端へ向かう、前記脚長部との間に隙間を
   有した筒状の絶縁性スリーブを備えることを特徴とする
   点火栓。 ２）前記スリーブの軸方向長をＬ、 前記スリーブの前記段側端部から開放端までの前記主体
   金具の軸方向長をＬ０とすると、１ｍｍ≦Ｌ≦Ｌ０＋１
   ｍｍ の式を満足する、請求項１記載の点火栓。