JPS5840789A - 高電圧点火プラグ - 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】 公知技術 本発明は金属製で実質的に管状のケーシングを有し、該
ケーシングがその外側に内燃機関内に装着するための手
段を有し、その貫通穿孔内に実質的に回転対称絶縁体が
密閉して設けられ、またその燃焼室側端部にアース電極
を有しており、該アース電極が距離（火花間隙）をおい
て中心電極に向いあっており、該中心電極が封入されて
燃焼室側で隙間なく絶縁体の長孔に固定され、また絶縁
体の接続端子側端から突出している接続端子デルトと導
電接続しており、かつ絶縁体の燃焼室側前面から最大で
１ｍ突出している高電圧点火プラグに関する。このよう
な点火プラグは既に米国特許第２２６５３５２号明細書
より公知であるが、望ましくない滑り火花放電及びそれ
による点火中断をひき起こす傾形 向がある。というのは球状で燃焼室側の中心電極範囲及
び絶縁体範囲に燃焼かすか沈積するからである：それに
よってこの種類の点火プラグは満足でない点火特性、比
較的高い点火電圧を必要とし、中心電極範囲における多
層構造のために材料及び費用がかかる。

さらに公知（米国特許第２２５１１７に１号明細書）点
火プラグでは絶縁体の燃焼室側端面を扁平なヘッドで覆
う中心電極を使用することである。この種類の点火プラ
グは滑り火花放電を引き起こす傾向は小さいが、この点
火プラグにおいても点火特性は満足なものではない；不
満足な点火特性はおそらく点火プラグの燃焼室側の形態
が原因で、例えば冷たい状態で始動する場合始め比較的
遅く自由燃焼温度に達する絶縁物のかさばる構造に帰因
し、またおそらく、火花隙間の範囲における燃料・空気
・混合気の不都合な導入に帰因する。

発明の効果 特許請求の範囲第１項に記載の特徴を有する本発明によ
る高電圧点火プラグはそれに対して以下の利点を有する
、即ち本発明による高電圧点火プラグはその点火範囲（
中心電極、絶縁、体、アース電極）の形態に基づき内燃
機関のすべての作動状態において有利な点火特性を示し
、通常の点火電圧でよく、滑り火花放電及び点火中断を
引き起こすことがなく、また工業的生産のために生産技
術的に及び費用の点ですぐれている：さらにこの点火プ
ラグは特性として高い耐久性を有し、内燃機関における
冷たい状態でのスタート及びエンジンブレーキ作動の際
自由燃焼温度に関して問題がなく、内燃機関の負荷時灼
熱点火を引き起こさない。

実施態様項に示されている構成により特許請求の範囲第
１項に示された点火プラグの有利な実施形態が可能であ
る。特に有利なのは本発明による点火プラグの中心電極
に貴金属を使用する場合である：貴金属の細い釘、貴金
属を混合したセラミックまたは貴金属を含んでいる導体
を中心電極として使用する場合、高価な貴金属の需要量
が非常に少なくなる。

本発明の実施例につき以下図を用いて詳しく説明する。

実施例の説明 第１図及び第２図に示された本発明による点火プラグ１
０の燃焼室側部分は金属ケーシング１１を有し、この金
属ケーシンｊはその外側にねじ山１２と、図示されてい
ない機関のシリンダヘッド内に点大プラ／１０の装着の
ための、第１図及び第２図で示されていない点火プラグ
六角頭部とを有する：点火プラグ１０を扁平シール座で
シリンダヘッドに装着するために、ねじ山１２の接続側
端に金属のシールリング１３が設けられている。金属ケ
ーシング１１は貫通穿孔１４で公知のように回転対称な
絶縁体１５を囲み、ケーシングの燃焼室側端において線
状アース電極１６を保持している。絶縁体１５は例えば
アルミニウム酸化物から成り、公知のように鍔出し及び
焼ばめ（必要な場合シールリング１７を介在させて）に
よってケーシング・貫通穿孔１４内に密閉されて固定さ
れ、孔径が段階的に異なる長孔１８を有する：絶縁体１
５はしかしセメント固着または類似の方法により金属ケ
ーシング１１内に密閉して固定することもできる。絶縁
体の接続端子側範囲の長孔１８は燃焼室側につながって
いる範囲よりも大きな直径を有し、金属製接続端子ヂル
ト１９の燃焼室側部分を収納しており１δ／１で示され
ている。絶縁体−長孔１δの、燃焼室側につながってい
る範囲には公知のように導電性の溶融ガラス２０が封入
されている（付加的に抵抗部材を含は んでいてもよい）。この部分、＆１８／２で示されてい
る。燃焼室側の範囲は絶縁体・長孔１８の最小の直径を
有し、中心電極２１の収納に使用され、１δ／３で示さ
れている。絶縁体長孔の接続端子側範囲１δ／１には、
その中に非合金鋼からなりローレット加工またはねじ山
を備えている接続端子ヂルト１９が突入しており、この
長孔範囲は約４酊の直径を有する。燃焼室側につながる
長孔範囲１８／２は２闘の直径を有し燃焼室側に向かっ
て約０．５　ｍｔｘ縮少し屑状段部２２を経て絶縁体長
孔１δの燃焼室側範囲１８／３に達する；絶縁体長孔１
８の燃焼室側範囲１δ／３は約０．３　ｍｍの直径を有
する。貴金属（有利なのは白金金属）から成る中心電極
２１（第３図）は軸２３及び扁平なヘラＰ２４から構成
され、接続端子ヂルト１９の燃焼室側端部が導電性溶融
ガラス２０の中に突入しているように中心電極２１とし
ての軸２３の自由端部分が突入している：適切な溶融ガ
ラス２０は例えば米国特許第３９０９４５９号明細書か
ら公知である。中心電極２１の軸２３は０．３酊の直径
を有し、その自由端部分で有利には先細になっており、
中心電極２１は隙間なく約１１１ｍの長さの燃焼室側長
孔範囲１８／３を通って延び、そのヘラＰ２４は絶縁体
１５の燃焼室側端面２５に当接している。中心電極−ヘ
ラＰ２４は０．５闘の直径を有し高さはわずか約０．１
　ｍｍである。

絶縁体端面２５はほぼ平らで２　ＩＩｍの直径を有する
；使用目的に応じて中心電極２４はより大きく形成する
こともできる。絶縁体端面２５の直径は大抵１．５〜３
ＩＩＩ！で、有利なのは２〜２．５鰭である。絶縁体１
５の燃焼室側端面２５は端面２５に設けられている、傾
斜の緩い周軸のそぎ取り部分としてのコーナえぐりカッ
ト部分２６に移り、このコーナえぐりカット部分は絶縁
体１５の燃焼室側端部分に移行縁２７と２８を形成する
。点火プラグ１ｏの長手方向において測定された、絶縁
体端面２５から移行縁２８までの高さは１．５關である
が、０．８〜３．０　Ｉｍの間であってもよい；移行縁
２７と２８の間の仮想線により測定されるコーナえぐり
カット部２６の最大の深さは０．８　ｍｔｘであり、有
利なのは０．４冨冨の範囲である。移行縁２８の範囲の
、絶縁体１５の直径は点火プラグ１０の使用例に依存し
、本実施例においては４．５　ＩＩＩである。絶縁体１
５のこの範囲における直径は３．０〜７．０　ｍｍの間
であってもよい。傾斜の緩いコーナえぐりカット部２６
の代わりに、極端な場合縁２７から縁２８へ截頭円錐状
移行部とすることもできる。

中心電極２１はその軸で絶縁体長孔１８の燃焼室側範囲
１８／３の中に次のように隙間なく装着される、即ち中
心電極２１が燃焼室側の予備焼結された絶縁体１５の長
孔範囲１８／３の中に導入され、絶縁体と共に仕上げ焼
結される。第４図かられかるように、中心電極２１を絶
縁体長孔１８の燃焼室側範囲１δ／３に挿入することは
次のようにして合理的に行える、即ち貴金属から成る導
１２９の断面をハンマ一工程・または圧延工程を用いて
同じ距離をおいて環状のノツチ３０を設け、このノツチ
は同時に中心電極−ヘラＰ２４として形成されている鍔
及び中心電極−軸２３の先細部を形作る；導線２９の前
方にある中心電極２１を絶縁体長孔１８の燃焼室側範囲
１８／３に装入した後、中心電極２１のヘラｒ２４に接
続されている中心電極２１は折って切断するかその他の
方法によって前方の中心電極２１から分断される。絶縁
体１５の燃焼室側端面２５を経て突出している中心電極
−ヘラｒ２４を押しつぶすことにより、中心電極−ヘラ
ｒ２４の直径を成形または拡大する；予め成形された中
心電極−ヘッド２４を押しつぶす前に暖めることも可能
で、必要な場合にはヘラｒを軟化ないし溶融状までの範
囲の温度にまで加熱される。前述の作業工程は工場の生
産においては簡単に自動化できる。

絶縁体１５の燃焼室側端面２５が比較的大きな直径（例
えば３．８　ｎ＋　）を有し中心電極２１のヘラｒ２４
が相応する使用目的のために（例えば大きな磨耗容積が
必要なために）端面２５の大きな部分を覆わなければな
らない場合、中心電極−ヘラＦ″２４は付加的な電極材
と結合してより大きな面とすることができる；付加的な
電極材はその際次の方法で予め成形された中心電極−ヘ
ラＰ２４に取付けることができる、即ち電極材から成る
（図示されていない）金属板片を中心電極ヘッド２４に
溶接するか端面２５上に貴金属が懸濁液または電解析出
（溶融塩電解、水溶性電気分解）を用いて取りつけられ
る。最終的な中心電極−ヘラｒ２４の高さは有利なのは
Ｏ，ｌ　ｙｘｍであるが（使用目的により）約１　ｒａ
ｍの厚さまで可能である。

中心電極−ヘラｒ２４には火花隙間３１を成す０．８−
の距離をおいてアース電極１６の端部が向いあっており
、この端部は絶縁体１５の燃焼室側２５の直径より幅広
い。本実施例においてアース電極１６は２．５　ｉｉ＋
の幅を有する。アース電極１６の幅は点火プラグ１０の
使用目的に合わせるべきである。アース電極１６は公知
のように耐腐蝕性の金属゛から成り、点火プラグ・ケー
シング１１に大抵溶接により固定される。

以下中心電極２１の構成及び装着のための他の有利な実
施例を示す。

白金から成る中実の中心電極２１のかわりに中空の軸２
３　を有する中心電極２１　を使用することができる。

軸２３　はその際その自由端部で閉じられ、ヘラＰ２４
　に向って開放されている。この種の中心電極２１’　
　は同様に工業的に良好に絶縁体１５　内に挿入される
。第１図から第４図による実施例において、点火プラグ
１０の取付けの際中心電極２１は予備焼結された絶縁体
１５に挿入されるが、中心電極２１または２１　を未焼
結の絶縁体１５の中に既に押し込むことも可能である。

釘状の中心電極２１または２１　のかわりに貴金属線の
一部分のみを用いることも既に公知である；このような
線は有利な方法では既に絶縁体１５のプレス成形の際に
その燃焼室側範囲に押し込まれる。

適当な中心電極の製造のための他の実施例（図示せず）
において、非導電性の棒状部材に導電性９表面膜（例え
ば白金）を被覆し、この種の中心電極を金属性中心電極
２１．２１　　のかわりに絶縁体１５の中に収容される
（Ｐイツ連邦共和国特許公開第３０３８７２０号公報参
照）。中心電極２１として同様に導電性セラミック材を
用いることができ（Ｐイツ連邦共和国特許第４０５３４
２号明細書参照、例えば７５％のＡｌ２Ｏ３，２０％の
０ｕ２０及び５％の０ｒ２０３から成る混合物）、また
はサーメツ）（ｆｉえば６０％のＡｌ２Ｏ３及び４０％
の白金から構成される）から成る中心電極２１が用いら
れ、必要な場合はこのようなサーメットにさらに例えば
パラジウムのような他の金属を添加することができる（
ｒイツ連邦共和国公開第２７２９０９９号公報参照）。

上述したセラミックを含む中心電極２１は以下の利点を
有する、即ちこのような中心電極はその熱膨張率に関し
て金属性中心電極２１よりも良好に絶縁体１５のセラミ
ックに適合している。今まで述べた中心電極２ｂは絶縁
体１５゜１５　に隙間なく焼結され、また完成焼結され
た絶縁体１５．１５　　の中にも公知な方法でガラスま
たはセメント接着材を用いて隙間なく固定できる。

第６図において中心電極２１　を絶縁体１５内に取り付
けるための他の変形が示されている：この中心電極２１
　は次のようにして製造される、即ち絶縁体長孔１８の
燃焼室側範囲１８／３　に貴金属−懸濁液（有利なのは
白金懸濁液）が入れられ焼結される；貴金属−懸濁液が
未だ完成焼結されていない絶縁体１５’　　内に滴下さ
れると完成焼結は絶縁体１５　の完成焼結と共に行われ
る。貴金属懸濁液をしかし、絶縁体１５　が既に完成燃
結された後にはじめて、絶縁体長孔１８の燃焼室側範囲
１δ／３１′　　内にいずれかの公知な方法により入れ
ることもできる；このような場合中心電極２１　は仕上
げのために付加的な焼結工程を要する。

この最後に述べた方法は、特に中心電極２１が比較的大
きい面のヘラｌ’２４’　　を備えている場合に、この
種の点火プラグ１０を製造するのに適している。という
のは同じ貴金属−懸濁液を用いると同じ作業工程におい
てこのようなヘラＰ２４が取りつけられるからである。

補足すると、中実な金属から形成されていない前述の中
心電極の上にも同様に中心電極−ヘラＰの拡張をこのよ
うな貴金属−懸濁液を用いて作ることができ、或いは中
心電極ヘラｒの拡大は溶融塩電解または水溶液電解を用
いた導電性の層を使用することにより、または（サーメ
ットを用いる場合）貴金属板片の溶接により行うことが
できる。直径が比較的大きく場合によっては厚さも１朋
にまで糟盃されたベラ）−２４を有する中心電極２１は
耐久性に富むという付加的な利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は点火プラグの、拡大して示された点火部の部分
断面図、第２図は第１図の線Ａ　／　Ｂに沿って切断し
た点火プラグの部分断面図、第３図は第１図及び第２図
による点火プラグの絶縁物及び中心電極の燃焼室側端部
の、拡大断面図、第４図は釘状の貴金属電極の点火プラ
グ−絶縁体への取付は工程を示゛す部分断面図、第５図
は第３図に示された点火プラグ部分の他の実施例の拡大
断面図、第６図は中心電極を有する点火プラグ−絶縁体
の燃焼室、側端部のもう一つの実施例の拡大断面図を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、金属製で実質的に管状のケーシングを有し、該ケー
   シングがその外側に内燃機関内に装着するための手段を
   有し、その貫通穿孔内に実質的に回転対称絶縁体が密閉
   して設けられ、またその燃焼室側端部にアース電極を有
   しており、該アース電極が距離（火花間ＩＩ）をおいて
   、中心電極に向いあっており、該中心電極が封入されて
   燃焼室側で隙間なく絶縁体の長孔に固定され、また絶縁
   体の接続端子側端から突出している接続端子ヂルトと導
   電接続しており、かつ絶縁体の燃焼室側端面から最大で
   １　＊ｍ突出している高電圧点火プラ２において、絶縁
   体の燃焼室側部分が同軸のそぎ取り部を有していること
   を特徴とする高電圧点火プラグ。 ２、絶縁体（１５，１５）の端面（２５）が１．５〜３
   １１Ｉ＋の直径、その際そぎ取り部の深さは最大０．８
   １肩、さらに中心電極（２１，２１）の長手方向におい
   て測定された、そぎ取り部の高さが１〜２．５　ｉｎで
   ある特許請求の範囲第１項記載の点火プラグ。 ３、絶縁体−長孔（１８）内にある中心電極（２１，２
   １，２１’　　）の部分が金属、導電性セラミック、ま
   たはサーメットから成るか或いは導体である特許請求の
   範囲第１項記載の点火プラグ。 先　中心電極（２１，２１，２１）が扁平Ｉ　　　　　
   　〃 なヘラ）’（２４，２４，２４）を有し、該ヘッドが燃
   焼室側絶縁体一端面（２５）上に設けられており、端面
   （２５）を越えて突出していない特許請求の範囲第１項
   記載の点大プラグ。 ５、中心電極（２１，２１）が中空軸（２３′）を有す
   る金属製の釘であり、中空軸がヘラｒ（２４’）に対し
   て開かれ自由端部に対して閉じられており、とりわけ自
   由端部に向がつて先細になっている特許請求の範囲第１
   項記載の点火プラグ。 ６、　中心電極（２１，２１）が最大０．５　ｎ＋の直
   径の軸（２３，２３）を有し、貴金属例えば白金から成
   る特許請求の範囲第１項記載の点火プラグ。