JP2005294267A - 点火プラグ - Google Patents

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    • H01T13/32Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by features of the earthed electrode

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Abstract

【課題】点火プラグであって、ケーシング21が設けられており、ケーシング21に接地電極61が取り付けられており、ケーシング21内に配置された絶縁体31が設けられており、絶縁体31が、中心電極51の設けられた縦孔32を備えており、接地電極61が、コア62と外套部63とを備えており、コア62の材料が、外套部63の材料よりも高い熱伝導率を有している形式のものを改良する。
【解決手段】コア62の横断面が、少なくとも部分的に、接地電極61の横断面の少なくとも40%の面積を占めている。
【選択図】図2

Description

本発明は、点火プラグであって、ケーシングが設けられており、ケーシングに接地電極が取り付けられており、ケーシング内に配置された絶縁体が設けられており、絶縁体が、中心電極の設けられた縦孔を備えており、接地電極がコアと外套部とを備えており、コアの材料が、外套部の材料よりも高い熱伝導率を有している形式のものに関する。
このような形式の点火プラグは、たとえばドイツ連邦共和国特許出願公開第4424789号明細書から公知である。点火プラグはケーシングを備えており、ケーシング内に縦孔を備えた絶縁体が配置されている。縦孔には中心導体が設けられおり、中心導体は接続ピンと中心電極とを備えている。ケーシングに接地電極が取り付けられている。高圧を印加することによって、接地電極と中心電極との間に放電区間が形成される。接地電極は、複合体として形成されていて、かつ銅コアを備えており、銅コアは外套部によって取り囲まれている。外套部はたとえばニッケルから成っている。接地電極は押出成形によって製作される。
このような点火プラグでは、銅コアの横断面は、接地電極の横断面の最大で20%の面積を占めている。内燃機関の運転中、接地電極は著しい高温に加熱される。このような高温では、接地電極に腐食進行および火花浸食性の剥離が強く生じる、という欠点が存在する。さらにたとえば接地電極に貴金属区分を取り付けるために用いられる溶接結合部の耐久性が損なわれる。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第4424789号明細書
したがって本発明の課題は、冒頭で述べたような形式の点火プラグを改良することである。
この課題を解決するための本発明の装置によれば、コアの横断面が、少なくとも部分的に、接地電極の横断面の少なくとも40%の面積を占めている。
本発明の点火プラグの利点によれば、接地電極は、運転中に極端な条件下でも比較的僅かしか温度上昇しない。これによって接地電極の過熱が防止される。比較的低い温度によって、接地電極における腐食および火花侵食性の剥離も低減される。接地電極の比較的低い運転温度では、追加的に接地電極の外套部と、接地電極の端部区分に溶接される貴金属尖端部との間の溶接結合部の耐久性も改善される。さらに接地電極は、点火プラグを製作する際に、簡単に所望の位置で曲げ加工することができる。
本発明によれば、接地電極のコアの材料は、接地電極の、コアを取り囲む外套部の材料よりも高い熱伝導率を有しており、接地電極のコアの横断面は、少なくとも部分的に、接地電極の適当な横断面の少なくとも40%の面積を占めている。これによって接地電極のコアを介して点火プラグのケーシングに向かう熱伝導の改善が得られる。横断面とは、接地電極の縦延伸部に対して垂直の面と解される。
従属請求項に記載した構成によって、独立請求項に記載した点火プラグの有利な改良系が得られる。
有利には、コアの横断面は、接地電極の横断面の少なくとも40%、特に少なくとも50%の面積を占めており、それも接地電極の長さの少なくとも半部にわたって占めている。接地電極の長さまたは接地電極のコアの長さとは、曲げ加工された接地電極では、一平面上に展開された接地電極の長さと解される。
有利には、接地電極のコアはケーシングまで延びているので、接地電極の、熱伝導良好なコアを介してケーシングに向かう熱伝導は改善される。
有利には、コアの長さは、接地電極の長さの少なくとも70%を占めている。また有利には、接地電極のコアの横断面は、縦延伸部の少なくとも70%にわたって、少なくとも実質的に一定であり、つまりコアの横断面は、この領域で、最大で10%の変動を下回っている。この領域では、外套部の壁厚は、有利には0.25〜0.40mmの範囲、特に0.30mmである。
有利には、接地電極のコアの材料は、室温で、少なくとも350w/mKの熱伝導率を有している。また有利には、接地電極のコアの材料の熱伝導率は、室温で、接地電極の外套部の材料の熱伝導率よりも少なくとも300W/mKだけ大きくなっている。
次に本発明の実施の形態を図示の実施例を用いて詳しく説明する。
図1には、本発明による、燃焼室側の端部11と接続側の端部12とを備えた点火プラグ10の1実施例を示した。点火プラグ10は金属製のケーシング21を備えており、ケーシング21はねじ山22と六角部23とを備えている。点火プラグ10は、六角部23に作用する工具によって、ねじ山22で、内燃機関のシリンダヘッドの対抗ねじ山にねじ込まれるので、点火プラグ10は燃焼室側の端部11で内燃機関のシリンダの燃焼室29に突入するようになっている。
ケーシング21内にセラミック製の絶縁体31がガス密に取り付けられている。絶縁体31は、対称軸線33を有する縦孔32を備えており、対称軸線は絶縁体31、ひいては点火プラグ10のの縦軸線33を成している。絶縁体31の縦孔32には、接続側で接続ピン24が、また燃焼室側で中心電極51が取り付けられている。接続ピン24と中心電極51とは、同様に絶縁体31の縦孔32内に配置された抵抗素子25によって電気的に接続されており、抵抗素子25は、接続ピン24に、高圧が印加される際に電流を制限するよう作用する。抵抗素子25は、1つの抵抗区分と2つのコンタクト区分とを備えており、抵抗区分は、それぞれコンタクト区分を介して、接続ピン24および中心電極51と電気的に接続されている。
絶縁体31は、点火プラグ10の燃焼室側の端部11で、ケーシング21から突出している。中心電極51は、絶縁体31の端面を超えて燃焼室29に突入するようになっている。
ケーシング21に接地電極61が取り付けられている。接地電極61は、熱伝導良好な材料から成るコア62を備えており、コア62は外套部63によって取り囲まれている。コア62の材料は銅である。外套部63はニッケル合金を有している。選択的にコア63は鉄−クロム−合金またはインコネル601を有している。したがって外套部63の材料は、コア62の材料よりも低い熱伝導率を有している。
接地電極61はいわゆる屋根形電極(Dachelektrode)として形成されており、接地電極61は、ケーシング21から出発して、先ず点火プラグ10の縦軸線33に対して平行に延びて、次いで中心電極51に向かう90°のカーブを有しているので、接地電極61の端部区分65は、中心電極51の上方まで、つまり点火プラグ10の縦軸線33の領域まで延びている(空気放電プラグ、直接火花放電プラグ)。高圧の印加によって、中心電極51と接地電極61の端部区分65との間に放電区間が形成される。接地電極61の端部区分65に貴金属区分(図示せず)を設けることもできる。
接地電極61は、押出成形法で金属製の素材から製作される。次いで接地電極61は、点火プラグ10のケーシング21に溶接されて、そのあとでフック状に曲げられるので、接地電極61の端部区分65は中心電極51に対向するようになる。
図2および図3には、曲げ加工前(もしくは曲げられた接地電極61を展開したあと)の接地電極61を示した。接地電極61ならびにそのコア62は、横断面でほぼ矩形に成形されており、ここでは縁部はそれぞれ丸み付けされている。接地電極61のコア62は、接地電極61の長さの約75%にわたって延在している。コア62の横断面は、ほぼ全長にわたって大体において一定である。外套部63の壁厚は約0.3mmである。
本発明の点火プラグの部分縦断面図である。 本発明の点火プラグの、一平面上に展開された接地電極を示す縦断面図である。 図2のIII−III線に沿った、接地電極の断面図である。
符号の説明
10 点火プラグ、 11 端部、 12 端部、 21 ケーシング、 22 ねじ山、 23 六角部、 25 抵抗素子、 29 燃焼室、 31 絶縁体、 32 縦孔、 33 縦軸線、 51 中心電極、 61 接地電極、 62 コア、 63 外套部、 65 端部区分

Claims (8)

  1. 点火プラグであって、
    ケーシング(21)が設けられており、該ケーシング(21)に、接地電極(61)が取り付けられており、ケーシング(21)内に配置された絶縁体(31)が設けられており、該絶縁体(31)が、中心電極(51)の設けられた縦孔(32)を備えており、接地電極(61)が、コア(62)と外套部(63)とを備えており、コア(62)の材料が、外套部(63)の材料よりも高い熱伝導率を有している形式のものにおいて、
    コア(62)の横断面が、少なくとも部分的に、接地電極(61)の横断面の少なくとも40%の面積を占めていることを特徴とする、点火プラグ。
  2. コア(62)の横断面が、接地電極(61)の長さの少なくとも半分、特に接地電極(61)の長さの少なくとも65%にわたって、接地電極(61)の横断面の少なくとも40%、特に少なくとも50%の面積を占めている、請求項1記載の点火プラグ。
  3. 接地電極(61)のコア(62)が、ケーシング(21)まで延びている、請求項1または2記載の点火プラグ。
  4. コア(62)の長さ、つまり接地電極(61)の縦延伸部に沿ったコア(62)の伸張部が、接地電極(61)の長さの少なくとも70%を占めている、請求項1から3までのいずれか1項記載の点火プラグ。
  5. 接地電極(61)のコア(62)の横断面が、コア(62)の縦延伸部の少なくとも70%にわたって、少なくとも実質的に一定であり、つまり最大で10%の変動を下回っている、請求項1から4までのいずれか1項記載の点火プラグ。
  6. 接地電極(61)の外套部(63)の壁厚が、コア(62)の領域で、0.25mmから0.40mmまでの範囲、特に0.30mmである、請求項1から5までのいずれか1項記載の点火プラグ。
  7. 接地電極(61)のコア(62)の材料が、室温で少なくとも350W/mKの熱伝導率を有している、請求項1から6までのいずれか1項記載の点火プラグ。
  8. 接地電極(61)のコア(62)の材料の熱伝導率が、接地電極(61)の外套部(63)の材料の熱伝導率よりも、室温で少なくとも300W/mKだけ大きくなっている、請求項1から7までのいずれか1項記載の点火プラグ。
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