JPH0650663B2 - 内燃機関用スパークプラグ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグに関
する。

（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、始動から暖機終了までは混合気を濃くすることか
ら、燃料の燃焼に伴って発生するカーボンが液状燃料に
よって絶縁体の脚部に大量に付着することがあり、この
絶縁体脚部へのカーボンの付着が電気的な力（印加電
圧）に伴って配列して、脚部基部のアース側から先端に
向かってカーボン路が進展して絶縁体の絶縁抵抗の低下
を生じ、内燃機関の不調の原因となるものであることか
ら、この付着したカーボンを除去し、絶縁体自体による
自己清浄作用を促進するために、絶縁体の脚部長を長く
することによって、絶縁抵抗の低下を防止したり、撥水
性の高いシリコンオイル等の物質を絶縁体表面や主体金
具の内壁に塗布することによってカーボン自体の付着を
防止している。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記従来のものにおいて、絶縁体表面温
度を上昇し易いように、脚部長を長くする場合には、燃
料の燃焼によるカーボンの付着に対しては絶縁体の絶縁
抵抗を維持することができるので耐汚損性に効果をもた
らすものとなるが、絶縁体脚部が長くなるとプレイグニ
ッションが発生し易く、耐熱性の面で自らその長さにも
限界があった。さらに、撥水性の高いシリコンオイル等
の物質を絶縁体表面や主体金具の内壁に塗布するものに
おいては、高温の燃焼ガスに曝されると、絶縁体の脚部
表面や主体金具の内壁に塗布される撥水性の高いシリコ
ンオイル等の物質は、徐々にシリコンオイル等が蒸発し
てしまうので、カーボン付着に対する効果は短期間に失
われる欠点がある。そこで、この発明は上記従来のもの
の持つ欠点を改善するものであり、燃焼に伴って発生す
るカーボンの絶縁体脚部等への付着を防ぐことによっ
て、絶縁抵抗の低下を防ぎ、スパークプラグの確実な点
火を維持できるようにするものである。

（課題を解決するための手段） そのために、絶縁体脚部の基部側の表面に５×１０^２〜
１０^４ＭΩ／mmの抵抗値を有する半導体物質による帯体
を塗布或は焼付けし、かつ、前記帯体の長さを前記絶縁
体脚部の脚部長の1/3以下とし、更に、この半導体物質
による帯体を撥水性を有するものとし、半導体物質によ
る帯体を塗布或は焼付けしてなる絶縁体脚部に対向する
主体金具内壁に、撥水性物質を塗布しまたは、主体金具
棚巾を軸方向に長くしてなるものである。

（作用） 上記構成を具えるので、燃焼によってカーボンが発生
し、急加減速運転の繰返において生ずる生ガスや水等に
よって絶縁体表面に付着しようとしても、絶縁体、特に
絶縁体脚部表面には、５×１０^２〜５×１０^４ＭΩ／mm
の抵抗値を有する半導体物質による帯体が塗布或は焼付
けされているので、たとえ絶縁体表面に水等がカーボン
を伴って付着しても、電気的にカーボンの配列が阻害す
ることができ、又帯体を撥水性を有するものとしたり、
主体金具内壁に撥水性物質を塗布することによって防水
性を高め、絶縁体表面のカーボンによる耐汚損性を向上
すると共に、絶縁抵抗の低下を防ぐことができる。

（実施例） この発明を図に示す実施例により更に説明する。（１）
は、この発明の実施例である内燃機関用スパークプラグ
であり、この内燃機関用スパークプラグ（１）は、先端
に中心電極（３）を固持する絶縁体（２）と上記中心電
極（３）に対向する位置に外側電極（５）を配置し、内
燃機関に装着する時に使用するネジ部（６）を周設して
なる主体金具（４）から構成されるものであり、この先
端に中心電極（３）を固持する絶縁体（２）の特に脚部
（７）の基部側（１４）の表面に、５×１０^２〜５×１
０^４ＭΩ／mmの抵抗値有する半導体物質による帯体
（８）を塗布或は焼付けしてなるものである（第１実施
例）。この半導体物質による帯体（８）は、アルミナ又
はシリカを主成分とし、0.1〜５％の半導体物質（Ｔｉ
Ｏ_２、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＺｒＯ_２、ＢａＴｉＯ_３、ＩｒＯ_２
等或はＦｅ_２Ｏ_３等に代表されるフェライト）を混合し
塗布した後、風乾（１hr）、更に100〜300℃で焼き付け
てなるものである。このため、燃焼によってカーボンが
発生し、燃料や水等によって絶縁体（２）表面に付着し
ようとしても、絶縁体（２）、特に絶縁体脚部（７）の
基部側（１４）の表面に５×１０^２〜５×１０^４ＭΩ／
mmの抵抗値有する半導体物質による帯体（８）が設けら
れているから、水等と共に付着するカーボンが印加電圧
によって電気的に配列することを防止でき、絶縁体
（２）表面のカーボン付着により発生する絶縁抵抗の低
下を防ぐことができる。特に、帯体（８）の半導体物質
の抵抗値は５×１０^２より小さいと絶縁抵抗が小さく、
フラッシュオーバーを防止することができずに失火を生
じ、また、５×１０^４より大きいと絶縁体と同じとな
り、カーボンの電気的配列を妨げ、カーボン汚損を防止
する効果が得られない。

なお、この絶縁体（２）の表面に塗布或は焼付けされる
半導体物質による帯体（８）の範囲は、脚部長（１）の
1/3以下であると耐汚損性の効果を維持することがで
き、それ以上長くなるとその効果が生じなくなる（第２
実施例）。

また、半導体物質による帯体（８）は第３図に示すよう
に、基部側（１４）の根元（１７）を除いて塗布又は焼
付けによって形成してもよい（第３実施例）。かかる帯
体（８）の形態は根元（１７）から進展したカーボン路
が帯体（８）によって中断され、帯体（８）から先端に
向かってのカーボン路の移動が一層遅らせるように働く
ため、耐汚損性が第１実施例よりも優れる。

更に、この絶縁体（２）の特に絶縁体脚部（７）の基部
側（１４）の表面に塗布或は焼付けしてなる半導体物質
による帯体（８）を、カーボンブラックを２〜５％添加
するシリコーン又はシリコーンワニス及び窒化ホウ素の
混合物を塗布し、乾燥させ、焼き付ける、又は耐熱性を
向上させる為にベース材としてテフロン等を使用するこ
とによって、この帯体（８）を撥水性を有するものと
し、燃料或は燃焼によって生じる水等が絶縁体（２）の
表面に付着することを防止することができるので、カー
ボン等の付着の汚損を防止することがより可能となるも
のである（第４実施例）。又、第４図に示すように、絶
縁体（２）の基部側（１４）の表面に塗布或は焼付けし
てなる帯体（８）に対向する位置の主体金具（３）の内
壁（１５）に、撥水性物質（９）を塗布することによっ
て、絶縁体（２）表面に付着しようとする水分を防止
し、カーボンの付着要因を除去しようとするものである
（第５実施例）。

その上、絶縁体脚部（７）の基部側（１４）の表面に帯
体（８）を塗布或は焼付けによって形成すると共に、そ
の絶縁体（２）の受部である主体金具（３）の棚部（１
６）の棚巾（Ｓ）を軸方向に長めたものであり、これに
よって絶縁体（２）の基部側（１４）へのカーボンの侵
入が少なくなり、耐汚損性を向上することができる（第
６実施例）。また第６実施例において、更に主体金具
（３）の内壁（１５）に第５実施例と同様に撥水性物質
（９）を塗布することを組合せて使用してもよく、この
場合にはより耐汚損性効果が得られる。

なお、（１１）は、絶縁体（２）中に穿設された軸孔
（１０）にガラスシール材（１２）を挟んで抵抗体（１
３）と共に封入される端子電極である。

そこで、表に示すようにこの発明の実施例、比較例及び
従来例である内燃機関用スパークプラグに対して、４サ
イクル、２０００ccの市販車を用い、車速35km／ｈ×６
０秒、アイドリング×２０秒及び１５km／ｈ×４０秒の
運転パターンを１サイクルとして繰り返すプリデリバリ
ー汚損テストを１０℃の低温下で行ったところ、その効
果は第６図に示す通り確認された。

汚損テストの結果、半導体の帯体を設けない従来例のス
パークプラグは３サイクルから急激に絶縁抵抗値が低下
し、６サイクルで１ＭΩまで下がって失火に至るのに対
し、この発明の第１、第３、第４、第５及び第６実施例
のスパークプラグは絶縁抵抗の低下が緩慢であり、良好
な耐汚損性を示す。特に半導体の抵抗値としては５×１
０^２〜５×１０^４ＭΩ／mmがよく、比較例に示すように
１００ＭΩ／mmだとサイクル数を経るに従って徐々に絶
縁抵抗値が低下し、充分に耐汚損性を示すことができな
い。また、第２実施例の比較品に示すように帯体（８）
の長さ（ｔ）が脚部長（１）の約５０％だと急激に絶縁
抵抗値が低下して耐汚損性に効果がなく、ｔは1/3，１
以下が適当であり、また帯体（８）は第３実施例に示す
ように、基部側（１４）で根元（１７）を除いて前記
（ｔ）の範囲においてリング状に設けた方が耐汚損性に
有効である。更に半導体は第４実施例のように帯体の上
に撥水性を備えたものがより効果的であり、また第５実
施例のように主体金具（３）の内壁に同じく撥水性を備
えたもの、及び第６実施例のように、主体金具（３）の
棚巾（Ｓ）を長くすることが耐汚損性に更に効果的であ
る。特に第６実施例のものは棚部の加工寸法を変えるだ
けのため製作が容易で有用である。

（発明の効果） 以上のとおり、絶縁体の脚部に半導体物質を塗布、焼付
けすることによって、絶縁体表面に付着するカーボンの
電気的配列を阻害し、更に撥水性物質を絶縁体表面に配
置することによって、上記カーボンの電気的配列の原因
である水分等を排除することができるので、絶縁抵抗値
の減少を防止し、プレイグニッションの原因となるカー
ボン汚損を除去することができる優れた効果を有するも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例である内燃機関用スパーク
プラグの部分断面図であり、第２図は、この発明の第１
実施例の要部拡大断面図、第３図は、この発明の第３実
施例の要部拡大断面図、第４図は、この発明の第５実施
例の要部拡大断面図、第５図は、この発明の第６実施例
の要部拡大断面図、第６図は汚損テスト結果を示すグラ
フである。 １……内燃機関用スパークプラグ、２……絶縁体、３…
…中心電極、４……主体金具、５……外側電極、６……
ネジ部、７……脚部、８……帯体、９……撥水性物質、
１０……軸孔、１１……端子電極、１２……ガラスシー
ル材、１３……抵抗体、１４……基部側、１５……主体
金具内壁、１６……棚部、１７……根元

フロントページの続き (72)発明者 後藤 永五 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 杉本 誠 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内 (72)発明者 守屋 透 愛知県名古屋市瑞穂区高辻町14番18号 日 本特殊陶業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁体脚部の基部側の表面に５×１０^２〜
   ５×１０^４ＭΩ／mmの抵抗値を有する半導体物質による
   帯体を塗布或は焼付け、かつ前記帯体の長さ（ｔ）を前
   記絶縁体脚部の脚部長（１）の1/3以下としてなる内燃
   機関用スパークプラグ。
2. 【請求項２】絶縁体脚部表面に塗布或は焼付けしてなる
   半導体物質による帯体を撥水性を有するものとしてなる
   請求項（１）記載の内燃機関要スパークプラグ。
3. 【請求項３】半導体物質による帯体を塗布或は焼付けし
   てなる絶縁体脚部に対抗する主体金具内壁に、撥水性物
   質を塗布してなる請求項（１）又は（２）記載の内燃機
   関用スパークプラグ。
4. 【請求項４】絶縁体受部である主体金具棚巾を軸方向に
   長くしてなる請求項（１）、（２）又は（３）記載の内
   燃機関用スパークプラグ。