JPH0963746A - Spark plug - Google Patents
Spark plugInfo
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- JPH0963746A JPH0963746A JP21369995A JP21369995A JPH0963746A JP H0963746 A JPH0963746 A JP H0963746A JP 21369995 A JP21369995 A JP 21369995A JP 21369995 A JP21369995 A JP 21369995A JP H0963746 A JPH0963746 A JP H0963746A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 中心電極5の熱を絶縁体4の先端側セラミッ
ク15へ素早く逃がすことのできるスパークプラグ1の
提供。
【解決手段】 スパークプラグ1は、絶縁体4が分割型
で、火花放電側に窒化アルミニウムよりなる先端側セラ
ミック15を備える。この先端側セラミック15と中心
電極5との間の隙間には、熱伝導率が4W/m・k以
上、耐熱性が400℃以上のシリコンワニスを主体とし
た接着剤23が充填されている。中心電極5の熱は、接
着剤23を介して熱伝導性に優れた先端側セラミック1
5に伝えられるため、中心電極5の温度が下がり、スパ
ークプラグ1の耐熱性が向上する。
(57) An object of the present invention is to provide a spark plug 1 capable of quickly radiating heat of a center electrode 5 to a ceramic 15 on a tip side of an insulator 4. SOLUTION: The spark plug 1 has a split type insulator 4 and a tip side ceramic 15 made of aluminum nitride on the spark discharge side. An adhesive 23 mainly composed of a silicon varnish having a thermal conductivity of 4 W / m · k or more and a heat resistance of 400 ° C. or more is filled in a gap between the tip side ceramic 15 and the center electrode 5. The heat of the center electrode 5 is transferred through the adhesive 23 to the tip side ceramic 1 having excellent thermal conductivity.
5, the temperature of the center electrode 5 is lowered and the heat resistance of the spark plug 1 is improved.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関等で火花
放電を行なうスパークプラグに関し、特に中心電極の放
熱技術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spark plug for performing spark discharge in an internal combustion engine or the like, and more particularly to heat dissipation technology for a center electrode.
【0002】[0002]
【従来の技術】スパークプラグは、アルミナを主体とし
た絶縁体が多く採用されている。アルミナは、熱伝導率
が低いため、中心電極からの熱引きの際に、絶縁体の先
端(火花放電側)が高温となり、その部分が熱点となっ
てプレイグニッションが発生し易い。そこで、高温とな
る絶縁体の発火側に、アルミナより、耐熱性、熱伝導性
に優れた窒化アルミニウムを使用し、耐プレイグニッシ
ョン性の向上を図ったスパークプラグの提案がなされて
いる。2. Description of the Related Art Spark plugs often employ an insulator mainly composed of alumina. Since alumina has a low thermal conductivity, the tip (spark discharge side) of the insulator becomes high in temperature when heat is drawn from the center electrode, and that portion becomes a hot point, and preignition easily occurs. Therefore, there has been proposed a spark plug in which aluminum nitride, which is more excellent in heat resistance and thermal conductivity than alumina, is used on the ignition side of an insulator that becomes high temperature to improve preignition resistance.
【0003】しかるに、中心電極は、絶縁体の軸孔の内
部に挿入される構造を採用しているため、中心電極と絶
縁体の間には隙間が生じ、結果的に絶縁体の熱が、中心
電極に伝わりにくく、結果的にプレイグニッションの発
生を充分抑えることができなかった。However, since the center electrode has a structure that is inserted into the shaft hole of the insulator, a gap is created between the center electrode and the insulator, and as a result, heat of the insulator is generated. It was difficult to reach the center electrode, and as a result, preignition could not be sufficiently suppressed.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】この不具合を解決する
技術として、中心電極と絶縁体との間の隙間に、スミセ
ラム、アロンセラミック、リン酸塩を基とした接着剤な
ど、無機接着剤を充填し、隙間を埋めることで中心電極
の熱を絶縁体へ逃がす技術が提出されている。As a technique for solving this problem, an inorganic adhesive such as Sumiceram, Aron ceramic, or a phosphate-based adhesive is filled in the gap between the center electrode and the insulator. However, a technique has been proposed in which the heat of the center electrode is released to the insulator by filling the gap.
【0005】しかしながら、これら無機接着剤は、熱伝
導率が悪く(スミセラムの熱伝導率は1.25W/m・
k、アロンセラミックの熱伝導率は0.79W/m・
k、スリーボンド2.55W/m・k、水酸化アルミニ
ウム系接着剤1.25W/m・k)、中心電極の熱を絶
縁体へ素早く逃がすことができず、プレイグニッション
の発生に繋がる。また、絶縁体に蓄えられた熱を中心電
極に素早く逃がすこともできず、結果的に絶縁体が高温
となり、プレイグニッションの発生に繋がる不具合を有
していた。However, these inorganic adhesives have poor thermal conductivity (the thermal conductivity of SUMISERAM is 1.25 W / m.multidot.m).
k, the thermal conductivity of Aron ceramic is 0.79W / m
k, three bond 2.55 W / m · k, aluminum hydroxide adhesive 1.25 W / m · k), the heat of the center electrode cannot be quickly released to the insulator, leading to the occurrence of preignition. In addition, the heat stored in the insulator cannot be quickly released to the center electrode, resulting in a high temperature of the insulator, which causes a problem of preignition.
【0006】[0006]
【発明の目的】本発明は、上記の事情に鑑みてなされた
もので、その目的は、中心電極から絶縁体へ熱を、高い
伝導率で逃がすことのできるスパークプラグの提供にあ
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a spark plug capable of radiating heat from a center electrode to an insulator with high conductivity.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明のスパークプラグ
は、次の技術的手段を採用した。 〔請求項1の手段〕スパークプラグは、筒状の主体金具
と、この主体金具内に固定され、内部に軸孔を備える筒
状の絶縁体と、前記軸孔の内部に挿入された棒状の中心
電極とを備え、前記絶縁体と前記中心電極との隙間の少
なくとも一部に、熱伝導率が4W/m・k以上の接着剤
を充填したことを特徴とする。The spark plug of the present invention employs the following technical means. [Means of Claim 1] A spark plug comprises a tubular metallic shell, a tubular insulator fixed in the metallic shell and having a shaft hole therein, and a rod-shaped insulator inserted into the shaft hole. A center electrode is provided, and an adhesive having a thermal conductivity of 4 W / m · k or more is filled in at least a part of a gap between the insulator and the center electrode.
【0008】〔請求項2の手段〕請求項1のスパークプ
ラグにおいて、前記接着剤は、シリコン系樹脂と、Al
2 O3 、MgO、SiO2 、ZnO2、BaO、Sr
O、CaO、Y2 O3 等の少なくとも1種以上の絶縁性
の金属酸化物粉末と、BN、AlN等の良熱伝導性粉末
とからなることを特徴とする。[Means for Claim 2] In the spark plug according to claim 1, the adhesive is a silicon-based resin and Al.
2 O 3 , MgO, SiO 2 , ZnO 2 , BaO, Sr
It is characterized by comprising at least one kind of insulating metal oxide powder such as O, CaO, Y 2 O 3 and the like and good heat conductive powder such as BN and AlN.
【0009】〔請求項3の手段〕請求項2のスパークプ
ラグにおいて、前記接着剤は、前記金属酸化物粉末が2
0〜40重量%、前記良熱伝導性粉末が0.5〜5重量
%と残部が前記シリコン系樹脂からなることを特徴とす
る。[Means for Claim 3] In the spark plug according to claim 2, the adhesive contains 2 parts of the metal oxide powder.
It is characterized in that 0 to 40% by weight, the good thermal conductive powder is 0.5 to 5% by weight, and the balance is the silicon resin.
【0010】[0010]
【発明の作用および効果】絶縁体と中心電極との隙間の
少なくとも一部に熱伝導率が4W/m・k以上の接着剤
を充填したことにより、中心電極と絶縁体との熱伝導性
が向上し、中心電極が絶縁体よりも温度が高い場合は、
素早く中心電極の熱が絶縁体に伝わり、逆に絶縁体が中
心電極よりも温度が高い場合は、素早く絶縁体の熱が中
心電極に伝わる。The operation and effect of the present invention is such that at least a part of the gap between the insulator and the center electrode is filled with an adhesive having a thermal conductivity of 4 W / m · k or more, so that the heat conductivity between the center electrode and the insulator is improved. Improved, if the center electrode is warmer than the insulator,
The heat of the center electrode is quickly transferred to the insulator, and conversely, when the temperature of the insulator is higher than that of the center electrode, the heat of the insulator is quickly transferred to the center electrode.
【0011】このように、中心電極と絶縁体との熱伝導
性が向上することにより、中心電極の熱を素早く絶縁体
に逃がしたり、絶縁体の熱を素早く中心電極に逃がすこ
とができるため、中心電極あるいは絶縁体の熱が従来に
比較して素早く下がる。この結果、火花放電側の温度を
素早く放熱することができ、スパークプラグの耐熱性を
向上させることができる。As described above, since the thermal conductivity between the center electrode and the insulator is improved, the heat of the center electrode can be quickly released to the insulator and the heat of the insulator can be quickly released to the center electrode. The heat of the center electrode or the insulator falls faster than before. As a result, the temperature on the spark discharge side can be quickly dissipated, and the heat resistance of the spark plug can be improved.
【0012】なお、接着剤を、シリコン系樹脂、絶縁性
の金属酸化物粉末、良熱伝導性粉末から構成することに
よって、耐熱性に優れ、かつ熱伝導率を4W/m・k以
上の接着剤とすることができる。Since the adhesive is composed of a silicon resin, an insulating metal oxide powder, and a good thermal conductive powder, the adhesive has excellent heat resistance and a thermal conductivity of 4 W / m · k or more. It can be an agent.
【0013】[0013]
【実施例】次に、本発明のスパークプラグを、図面を用
いて説明する。 〔第1実施例の構成〕図1は第1実施例を示すスパーク
プラグの先端側の断面図である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a spark plug of the present invention will be described with reference to the drawings. [Structure of First Embodiment] FIG. 1 is a cross-sectional view of the front end side of a spark plug showing a first embodiment.
【0014】スパークプラグ1は、主要な構成として、
ガソリンエンジン等の内燃機関に締結される略筒状の主
体金具2と、この主体金具2の内部に固定され、軸方向
へ伸びる孔(以下、軸孔3)を備える分割型の絶縁体4
と、この絶縁体4の軸孔3内の先端側(燃焼室側)に固
定された中心電極5と、および主体金具2の端部に接合
された外側電極6とを備える。The spark plug 1 has a main structure as follows.
A split-type insulator 4 having a substantially cylindrical metal shell 2 that is fastened to an internal combustion engine such as a gasoline engine, and a hole (hereinafter, shaft hole 3) fixed in the metal shell 2 and extending in the axial direction.
A center electrode 5 fixed to the tip side (combustion chamber side) of the insulator 4 in the shaft hole 3; and an outer electrode 6 joined to the end of the metal shell 2.
【0015】また、絶縁体4の軸孔3内には、中心電極
5の他に、絶縁体4の後端側(反燃焼室側)に固定され
た端子電極7、中心電極5と端子電極7との間に配置さ
れたモノシリック抵抗体8が配置され、中心電極5、端
子電極7およびモノシリック抵抗体8は、絶縁体4の軸
孔3内に封入された導電性のガラスシール9によって固
定されている。In the shaft hole 3 of the insulator 4, in addition to the center electrode 5, a terminal electrode 7, which is fixed to the rear end side (anti-combustion chamber side) of the insulator 4, the center electrode 5 and the terminal electrode 7, a monolithic resistor 8 disposed between the central electrode 5, the terminal electrode 7 and the monolithic resistor 8 is fixed by a conductive glass seal 9 enclosed in the shaft hole 3 of the insulator 4. Has been done.
【0016】主体金具2は、図示しない内燃機関に締結
されることでエンジンにアース接地されるもので、その
周囲には内燃機関にネジ込まれるネジ部11、および主
体金具2を締結するための工具が嵌め合わされる六角部
12が形成されている。また、主体金具2の内周には、
パッキング13を受ける環状の台座14を備える。な
お、パッキング13は、ニッケル、鉄等の金属よりなる
リングで、主体金具2の台座14と、絶縁体4(後述す
るの外周段差21)との間に圧接されて、主体金具2と
絶縁体4との隙間を塞ぐとともに、絶縁体4の熱を主体
金具2へ導くものである。The metal shell 2 is grounded to the engine by being fastened to an internal combustion engine (not shown), around which the screw portion 11 screwed into the internal combustion engine and the metal shell 2 are fastened. A hexagonal part 12 into which a tool is fitted is formed. Also, on the inner circumference of the metal shell 2,
An annular pedestal 14 for receiving the packing 13 is provided. The packing 13 is a ring made of a metal such as nickel or iron, and is pressed between the pedestal 14 of the metal shell 2 and the insulator 4 (outer peripheral step 21 described later) to make the metal shell 2 and the insulator The heat of the insulator 4 is guided to the metal shell 2 while closing the gap with the metal shell 4.
【0017】絶縁体4は、主体金具2の先端側で保持さ
れた先端側セラミック15と、主体金具2の後端側で保
持された後端側セラミック16とを組み合わせてなる。
先端側セラミック15は、燃焼室の燃焼ガスに晒される
もので、耐熱性に優れ、かつ熱伝導性に優れた窒化アル
ミニウムよりなる。また、後端側セラミック16は、機
械的強度に優れたアルミナよりなる。The insulator 4 is composed of a front end side ceramic 15 held on the front end side of the metallic shell 2 and a rear end side ceramic 16 held on the rear end side of the metallic shell 2.
The tip side ceramic 15 is exposed to the combustion gas in the combustion chamber, and is made of aluminum nitride having excellent heat resistance and thermal conductivity. The rear end side ceramic 16 is made of alumina having excellent mechanical strength.
【0018】先端側セラミック15の前端には、主体金
具2との間にガスボリュームを形成するテーパ状の脚長
部17が形成されている。先端側セラミック15の後端
には、内側に後端側セラミック16が嵌め込まれる凹部
18を備える。また、先端側セラミック15の後端面1
9は、リング状の平面で、主体金具2の加締め時に後端
側セラミック16と強固に接触する。先端側セラミック
15の外周には、パッキング13に当たる環状の外周段
差21が形成されており、先端側セラミック15の熱を
パッキング13を介して素早く主体金具2へ伝えるよう
に設けられている。At the front end of the tip side ceramic 15, there is formed a tapered leg long portion 17 which forms a gas volume with the metal shell 2. The rear end of the front side ceramic 15 is provided with a recess 18 into which the rear side ceramic 16 is fitted. In addition, the rear end surface 1 of the front side ceramic 15
Reference numeral 9 denotes a ring-shaped flat surface, which firmly contacts the rear end side ceramic 16 when the metal shell 2 is caulked. An annular outer peripheral step 21 is formed on the outer periphery of the tip side ceramic 15 so as to abut the packing 13. The heat of the tip side ceramic 15 is quickly transmitted to the metal shell 2 through the packing 13.
【0019】先端側セラミック15の内周には、中心電
極5の先端側を挿通する先端側軸孔22が形成されてい
る。この先端側軸孔22の内径は、中心電極5の先端側
を挿通するために、中心電極5の外径よりも、僅かに大
きく設けられている。この先端側セラミック15内の先
端側軸孔22と、中心電極5との間の隙間には、中心電
極5の熱を素早く先端側セラミック15へ伝えるための
接着剤23が充填されている。この接着剤23は、熱伝
導率が4W/m・k以上で、かつ耐熱性が400℃以上
のシリコンワニスを主体とした接着剤で、詳細は後述す
る。On the inner periphery of the tip side ceramic 15, a tip side shaft hole 22 is formed to pass through the tip side of the center electrode 5. The inner diameter of the tip-side shaft hole 22 is set to be slightly larger than the outer diameter of the center electrode 5 in order to insert the tip side of the center electrode 5. An adhesive 23 for quickly transmitting the heat of the center electrode 5 to the tip side ceramic 15 is filled in a gap between the tip side shaft hole 22 in the tip side ceramic 15 and the center electrode 5. This adhesive 23 is an adhesive mainly composed of a silicon varnish having a thermal conductivity of 4 W / m · k or more and a heat resistance of 400 ° C. or more, which will be described in detail later.
【0020】後端側セラミック16の前端には、先端側
セラミック15の後端の凹部18内に嵌め込まれる凸部
24が設けられている。なお、この凸部24の外側の環
状平面部25が、加締め時に後端側セラミック16と強
固に接触する。後端側セラミック16の外周には、主体
金具2の加締め力を受ける段差26が設けられており、
主体金具2の加締め部と段差26との間には、2つのリ
ング27、28と、セラミック充填粉末29が介在され
ている。At the front end of the rear end side ceramic 16, there is provided a convex portion 24 which is fitted into the recess 18 at the rear end of the front end side ceramic 15. The annular flat surface portion 25 on the outer side of the convex portion 24 firmly contacts the rear end side ceramic 16 at the time of caulking. A step 26 that receives the crimping force of the metal shell 2 is provided on the outer periphery of the rear end side ceramic 16.
Two rings 27, 28 and a ceramic filling powder 29 are interposed between the swaged portion of the metal shell 2 and the step 26.
【0021】後端側セラミック16の内周には、中心電
極5の後端側、端子電極7、モノシリック抵抗体8、ガ
ラスシール9が配設される後端側軸孔31が形成されて
いる。この後端側軸孔31の内径は、中心電極5を挿通
するために、中心電極5の外径よりも、僅かに大きく設
けられている。後端側軸孔31は、先端側が小径に設け
られ、大径部と小径部との間の段部32には、中心電極
5のフランジ部33が押し付けられ、中心電極5を係止
するように設けられている。なお、後端側軸孔31の大
径部内には、端子電極7、モノシリック抵抗体8、ガラ
スシール9が配設され、後端側軸孔31の小径部内に中
心電極5の後端側が挿通される。A rear end side axial hole 31 in which the rear end side of the center electrode 5, the terminal electrode 7, the monolithic resistor 8 and the glass seal 9 are arranged is formed on the inner periphery of the rear end side ceramic 16. . The inner diameter of the rear end side axial hole 31 is set slightly larger than the outer diameter of the center electrode 5 in order to insert the center electrode 5. The rear end side axial hole 31 has a small diameter on the front end side, and the flange portion 33 of the center electrode 5 is pressed against the step portion 32 between the large diameter portion and the small diameter portion so that the center electrode 5 is locked. It is provided in. The terminal electrode 7, the monolithic resistor 8 and the glass seal 9 are arranged in the large diameter portion of the rear end side axial hole 31, and the rear end side of the center electrode 5 is inserted into the small diameter portion of the rear end side axial hole 31. To be done.
【0022】外側電極6は、断面略矩形の棒状金属を略
L字形に曲折された耐熱性および耐腐食性に優れたニッ
ケル、ニッケル合金(例えばインコネル)で、主体金具
2の先端面に溶接技術によって接合されたものである。
そして、外側電極6の端部は、中心電極5の先端に対し
て対向配置され、外側電極6の端部と中心電極5の先端
との間に所定の火花放電ギャップGを形成する。The outer electrode 6 is made of nickel or nickel alloy (for example, Inconel), which is made by bending a rod-shaped metal having a substantially rectangular cross section into a substantially L shape and has excellent heat resistance and corrosion resistance. Is joined by.
The end of the outer electrode 6 is disposed so as to face the tip of the center electrode 5, and a predetermined spark discharge gap G is formed between the end of the outer electrode 6 and the tip of the center electrode 5.
【0023】中心電極5は、絶縁体4(先端側セラミッ
ク15、後端側セラミック16)の軸孔3(先端側軸孔
22、後端側軸孔31)内において燃焼室側に固定され
る棒状のもので、先端が絶縁体4の端部より突出する。
中心電極5の後端側の周囲には、絶縁体4の段部32に
係止する径方向へ突出した上述のフランジ部33が設け
られている。なお、中心電極5は、耐熱性および耐腐食
性に優れたニッケル合金の内部に、熱伝導性に優れた銅
または銅合金を配した複合電極である。The center electrode 5 is fixed to the combustion chamber side in the shaft hole 3 (front end side shaft hole 22, rear end side shaft hole 31) of the insulator 4 (front end side ceramic 15, rear end side ceramic 16). It is rod-shaped and has a tip protruding from the end of the insulator 4.
On the periphery of the rear end side of the center electrode 5, the above-mentioned flange portion 33 which is engaged with the step portion 32 of the insulator 4 and which projects in the radial direction is provided. The center electrode 5 is a composite electrode in which copper or copper alloy having excellent thermal conductivity is arranged inside a nickel alloy having excellent heat resistance and corrosion resistance.
【0024】端子電極7は、点火時期に高電圧を発生す
る点火装置(図示しない)と高圧コード(図示しない)
を介して接続されるものである。また、ガラスシール9
およびモノシリック抵抗体8は、高電圧が印加された際
のノイズの発生を防ぐとともに、組付け時に、軟化後固
化して中心電極5および端子電極7を、絶縁体4の軸孔
3内に固定するものである。The terminal electrode 7 includes an ignition device (not shown) for generating a high voltage at ignition timing and a high voltage cord (not shown).
It is connected through. Also, the glass seal 9
The monolithic resistor 8 prevents noise from being generated when a high voltage is applied, and when assembled, is softened and solidified to fix the center electrode 5 and the terminal electrode 7 in the shaft hole 3 of the insulator 4. To do.
【0025】先端側セラミック15内と、中心電極5と
の間の隙間に充填された接着剤23は、熱伝導率が4W
/m・k以上で、かつ耐熱性が400℃以上を達成する
ために、シリコン系樹脂、絶縁性の金属酸化物粉末、良
熱伝導性粉末を混合してなる。具体的には、接着剤23
は、Al2 O3 、MgO、SiO2 、ZnO2 、Ba
O、SrO、CaO、Y2 O3 等の少なくとも1種以上
の絶縁性の金属酸化物粉末を20〜40重量%、BN、
AlN等の良熱伝導性粉末を0.5〜5重量%と残部が
シリコン系樹脂を加えて混合したもので、熱伝導率は4
〜6W/m・kとなる。The adhesive 23 filled in the gap between the tip side ceramic 15 and the center electrode 5 has a thermal conductivity of 4 W.
In order to achieve a heat resistance of 400 ° C. or higher and a heat resistance of 400 m / k or more, a silicon resin, an insulating metal oxide powder, and a good heat conductive powder are mixed. Specifically, the adhesive 23
Is Al 2 O 3 , MgO, SiO 2 , ZnO 2 , Ba
20 to 40% by weight of at least one insulating metal oxide powder such as O, SrO, CaO and Y 2 O 3 , BN,
It is a mixture of 0.5 to 5% by weight of good thermal conductive powder such as AlN and the balance of silicon-based resin, and has a thermal conductivity of 4
It becomes ~ 6 W / m · k.
【0026】〔実験データ〕接着剤23を構成するシリ
コンワニス(シリコン系樹脂)、Al2 O3 粉末(金属
酸化物粉末)、BN粉末(良熱伝導性粉末)の混合比を
種々変更して試作し、試作した接着剤23をスパークプ
ラグ1(脚長部17の長さが20mmのタイプ)に用い
て、スパークプラグ1の耐熱性を測定した。実験方法
は、試作した接着剤23を用いたスパークプラグ1を4
気筒内燃機関に装着し、5000rpm運転時に点火進
角を順次進ませてプレイグニッションを発生させ、その
プレイグニッションが発生した進角(点火時期)によっ
て耐熱性を評価した。この耐熱性テストの結果を次の表
1に示す。[Experimental data] Various mixing ratios of silicon varnish (silicon resin), Al 2 O 3 powder (metal oxide powder), and BN powder (good thermal conductive powder) which constitute the adhesive 23 were changed. The heat resistance of the spark plug 1 was measured by using the adhesive 23 that was manufactured as a prototype and was used for the spark plug 1 (type in which the length of the leg portion 17 is 20 mm). The experimental method was to use the spark plug 1 with the adhesive 23 manufactured as a prototype.
The cylinder was mounted on a cylinder internal combustion engine, and the ignition advance was sequentially advanced during operation at 5000 rpm to generate preignition, and heat resistance was evaluated by the advance (ignition timing) at which the preignition occurred. The results of this heat resistance test are shown in Table 1 below.
【0027】表中におけるシリコンワニス、Al2 O3
粉末、BN粉末の数値は、重量%を示す。クランク角の
▲は、プレイグニッションの発生を示し、〇はプレイグ
ニッションが発生していない状態を示す。評価の〇は大
変優れた耐熱性を示し、評価の△は接着剤23の熱伝導
率が4以上で従来品より耐熱性は向上するものの、評価
〇に比較して耐熱性が劣るものを示し、×は試料ナンバ
ー12(接着剤23に無機接着剤23を用いたもの)と
同様、充分な耐熱性能が得られないものを示し、××は
接着剤23がうまく混ざらなかったものを示す。なお、
BNは、0.5重量%未満では充分な熱伝導率が得られ
ず、5重量%を越える場合、あるいはAl2 O3 が40
重量%を越える場合ではうまく混ざらず、接着剤23が
できない。なお、金属酸化物粉末は、Al2 O3 以外
に、MgO、SiO2 、ZnO2 、BaO、SrO、C
aOおよびY2 O3 粉末を用いた場合、あるいはこれら
を2種以上混合して用いた場合にも、同様の効果が得ら
れる。また、良熱電動性粉末は、BNの代わりにAlN
粉末を用いても、同様の効果が得られる。Silicon varnish and Al 2 O 3 in the table
The numerical values of the powder and the BN powder show% by weight. A crank angle ▲ indicates that pre-ignition has occurred, and a circle indicates that pre-ignition has not occurred. A rating of ◯ indicates extremely excellent heat resistance, and a rating of Δ indicates that the heat conductivity of the adhesive 23 is 4 or more and the heat resistance is improved as compared with the conventional product, but the heat resistance is inferior to the evaluation ◯. , × indicate the sample in which sufficient heat resistance was not obtained as in the case of sample number 12 (using the inorganic adhesive 23 as the adhesive 23), and XX indicates the sample in which the adhesive 23 was not mixed well. In addition,
When BN is less than 0.5% by weight, sufficient thermal conductivity cannot be obtained. When it exceeds 5% by weight, or when Al 2 O 3 is 40% by weight.
If it exceeds 5% by weight, the mixture does not mix well and the adhesive 23 cannot be formed. In addition to Al 2 O 3 , the metal oxide powders include MgO, SiO 2 , ZnO 2 , BaO, SrO, and C.
Similar effects can be obtained when aO and Y 2 O 3 powders are used, or when two or more kinds thereof are mixed and used. In addition, the good heat-electricity powder is AlN instead of BN.
The same effect can be obtained by using powder.
【0028】[0028]
【表1】 [Table 1]
【0029】〔実施例の効果〕上記の実験結果からも明
らかなように、絶縁体4(先端側セラミック15)と、
中心電極5との間の隙間に、熱伝導率が4W/m・k以
上の接着剤23を充填することにより、従来に比較して
耐熱性が向上する。これは、中心電極5の熱が素早く、
接着剤23→絶縁体4(先端側セラミック15)→パッ
キング13→主体金具2→内燃機関へ伝わり、中心電極
5の温度が従来に比較して素早く下がり、プレイグニッ
ションの発生を抑えるためである。[Effects of the Embodiment] As is clear from the above experimental results, the insulator 4 (the tip side ceramic 15),
By filling the gap with the center electrode 5 with the adhesive 23 having a thermal conductivity of 4 W / m · k or more, heat resistance is improved as compared with the conventional case. This is because the heat of the center electrode 5 is quick,
This is to prevent the preignition from occurring because the temperature of the central electrode 5 is reduced more quickly than in the conventional case by being transferred to the adhesive 23 → insulator 4 (ceramic 15 on the tip side) → packing 13 → metal shell 2 → internal combustion engine.
【0030】〔第2実施例〕図2は第2実施例を示すス
パークプラグ1の先端側の断面図である。上記の第1実
施例では、先端側セラミック15の先端側軸孔22と中
心電極5との隙間の全てに接着剤23を充填した例を示
したが、本実施例では先端側軸孔22の後端側と中心電
極5との隙間のみに接着剤23を充填し、先端側軸孔2
2の先端側と中心電極5との隙間には接着剤23を充填
しないものである。[Second Embodiment] FIG. 2 is a cross-sectional view of the spark plug 1 at the tip side showing a second embodiment. In the above-described first embodiment, the example in which the adhesive 23 is filled in the entire gap between the tip end side axial hole 22 of the tip end side ceramic 15 and the center electrode 5 is shown. The adhesive 23 is filled only in the gap between the rear end side and the center electrode 5, and the front end side axial hole 2
The adhesive 23 is not filled in the gap between the tip side of 2 and the center electrode 5.
【0031】接着剤23をを火花放電側まで充填する
と、接着剤23が燃焼ガスに晒されて酸化膨張し、絶縁
体4が割れる可能性があるが、接着剤23を火花放電側
に充填しないことによって、接着剤23が膨張して絶縁
体4を破損させる不具合を回避できる。When the adhesive 23 is filled up to the spark discharge side, the adhesive 23 may be exposed to combustion gas and oxidatively expanded to crack the insulator 4. However, the adhesive 23 is not filled up on the spark discharge side. As a result, it is possible to avoid the problem that the adhesive 23 expands and damages the insulator 4.
【0032】〔第3実施例〕図3は第3実施例を示すス
パークプラグ1の先端側の断面図である。上記の第1、
第2実施例では、絶縁体4が分割タイプの例を示した
が、本実施例の絶縁体4は、アルミナよりなる単体のも
のである。アルミナは、窒化アルミニウムに比較して熱
伝導率が悪く、中心電極5の後端側の周囲付近では、熱
が蓄えられて中心電極5よりも高温になる。そこで、本
実施例では、中心電極5の後端側と絶縁体4との間に接
着剤23を充填し、絶縁体4に蓄えられた熱を素早く中
心電極5へ逃がし、結果的にスパークプラグ1の熱を下
げて耐熱性の向上を図ったものである。[Third Embodiment] FIG. 3 is a sectional view of the spark plug 1 on the front end side showing a third embodiment. First, above
In the second embodiment, an example in which the insulator 4 is a split type is shown, but the insulator 4 of this embodiment is a single body made of alumina. Alumina has a lower thermal conductivity than aluminum nitride, and heat is accumulated near the rear end side of the center electrode 5 and becomes higher in temperature than the center electrode 5. Therefore, in this embodiment, the adhesive 23 is filled between the rear end side of the center electrode 5 and the insulator 4 to quickly release the heat stored in the insulator 4 to the center electrode 5, resulting in a spark plug. The heat of 1 is reduced to improve heat resistance.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【図1】スパークプラグの先端側の断面図である(第1
実施例)。FIG. 1 is a sectional view of a front end side of a spark plug (first
Example).
【図2】スパークプラグの先端側の断面図である(第2
実施例)。FIG. 2 is a sectional view of a tip side of a spark plug (second
Example).
【図3】スパークプラグの先端側の断面図である(第3
実施例)。FIG. 3 is a cross-sectional view of a tip side of a spark plug (third part)
Example).
1 スパークプラグ 2 主体金具 3 軸孔 4 絶縁体 5 中心電極 23 接着剤 1 Spark plug 2 Metal shell 3 Shaft hole 4 Insulator 5 Center electrode 23 Adhesive
Claims (3)
され、内部に軸孔を備える筒状の絶縁体と、前記軸孔の
内部に挿入された棒状の中心電極とを備えたスパークプ
ラグにおいて、 前記絶縁体と前記中心電極との隙間の少なくとも一部
に、熱伝導率が4W/m・k以上の接着剤を充填したこ
とを特徴とするスパークプラグ。1. A cylindrical metallic shell, a cylindrical insulator fixed in the metallic shell and having a shaft hole therein, and a rod-shaped center electrode inserted into the shaft hole. In the spark plug, at least a part of the gap between the insulator and the center electrode is filled with an adhesive having a thermal conductivity of 4 W / m · k or more.
O、SiO2 、ZnO2、BaO、SrO、CaO、Y
2 O3 等の少なくとも1種以上の絶縁性の金属酸化物粉
末と、BN、AlN等の良熱伝導性粉末とからなること
を特徴とするスパークプラグ。2. The spark plug according to claim 1, wherein the adhesive is a silicon-based resin, Al 2 O 3 and Mg.
O, SiO 2 , ZnO 2 , BaO, SrO, CaO, Y
A spark plug comprising at least one insulating metal oxide powder such as 2 O 3 and a good thermal conductive powder such as BN and AlN.
%、前記良熱伝導性粉末が0.5〜5重量%と残部が前
記シリコン系樹脂からなることを特徴とするスパークプ
ラグ。3. The spark plug according to claim 2, wherein the adhesive is 20 to 40% by weight of the metal oxide powder, 0.5 to 5% by weight of the good thermal conductive powder, and the balance is the silicon-based material. A spark plug characterized by being made of resin.
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| JP (1) | JP3132989B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017524230A (en) * | 2014-08-06 | 2017-08-24 | フェデラル−モーグル・イグニション・カンパニーFederal−Mogul Ignition Company | Ceramic for igniter insulator with low dielectric constant |
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|---|---|---|---|---|
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1995
- 1995-08-22 JP JP07213699A patent/JP3132989B2/en not_active Expired - Fee Related
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