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JP2000243536A - Spark plug and ignition system for internal combustion engine - Google Patents

Spark plug and ignition system for internal combustion engine

Info

Publication number
JP2000243536A
JP2000243536A JP4036599A JP4036599A JP2000243536A JP 2000243536 A JP2000243536 A JP 2000243536A JP 4036599 A JP4036599 A JP 4036599A JP 4036599 A JP4036599 A JP 4036599A JP 2000243536 A JP2000243536 A JP 2000243536A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
center electrode
spark plug
ignition
electrode
insulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4036599A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichiro Ito
祥一郎 伊藤
Yoshihiro Matsubara
佳弘 松原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP4036599A priority Critical patent/JP2000243536A/en
Publication of JP2000243536A publication Critical patent/JP2000243536A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the lifetime while restricting generation of arc discharge and restricting the consumption of electrode by forming a light emitting part of a Pt contained metal as a main component, and specifying an electric resistance between a terminal metal and the center electrode arranged through a resistor. SOLUTION: As an alloy for forming a light emitting part (chip) 31 of a spark plug 100, an alloy containing Pt at 60% or more and Ir or the like at 15-30% at a center electrode 3 side is used so as to restrict the wastage of an ignition part 31 in the high-temperature condition due to the rise of melting point. For a grounding electrode 4, an alloy mainly composed of Pt and containing Ni or the like at 10-30% is used so as to relax the thermal stress due to a thermal expansion difference and so as to restrict the generation of breakdown of the chip 31. About 0.1-15% of the oxide of a 3A group rare earth group element and a metal element such as Ti, Zr, Hf of 4A group can be contained in the material for the chip 31. Electric resistance measured between a terminal fitting 13 of a resistor 15 and the center electrode 3 is adjusted to 10 KΩ or more.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関用のスパー
クプラグと、スパークプラグを用いた内燃機関用点火シ
ステムに関する。
The present invention relates to a spark plug for an internal combustion engine and an ignition system for the internal combustion engine using the spark plug.

【0002】[0002]

【従来の技術】スパークプラグを使用する自動車用内燃
機関の点火システムとしては、図11に示すような、デ
ィストリビュータを用いた方式が長らく使用されてき
た。該システム249では、点火コイル251は、点火
スイッチ257を介してバッテリー256から受電する
一次コイル252がイグナイタ254に接続される一
方、二次コイル253がディストリビュータ250に接
続される。そして、制御ユニット255が所定の着火タ
イミングでイグナイタ254に遮断指令信号を発する
と、イグナイタ254は無接点スイッチ部を作動させて
一次コイル252への通電を遮断する。これにより、二
次コイル253には高圧の誘導電流が発生し、これがデ
ィストリビュータ250によりハイテンションケーブル
Cを介して各スパークプラグ100に分配される。
2. Description of the Related Art As an ignition system for an automotive internal combustion engine using a spark plug, a system using a distributor as shown in FIG. 11 has been used for a long time. In the system 249, the primary coil 252 of the ignition coil 251 that receives power from the battery 256 via the ignition switch 257 is connected to the igniter 254, while the secondary coil 253 is connected to the distributor 250. Then, when the control unit 255 issues a cutoff command signal to the igniter 254 at a predetermined ignition timing, the igniter 254 operates the non-contact switch unit to cut off the power supply to the primary coil 252. As a result, a high-voltage induced current is generated in the secondary coil 253, and is distributed by the distributor 250 to each spark plug 100 via the high tension cable C.

【0003】しかしながら、最近はディストリビュータ
方式は次第に用いられなくなってきており、点火時期制
御が容易で接点メンテナンスも不要である、フルトラン
ジスタ型コイルオン方式の点火システム(以下、ディス
トリビュータを使用しない点火方式という意味で、DL
I(Distributor-LessIgnition)方式と称する)が主流
となりつつある。この方式では、各スパークプラグ上に
点火コイルが直接取り付けられ、制御ユニットにより所
定のタイミングで遮断駆動されることとなる。この場
合、点火コイルがスパークプラグに直接取り付けられる
ため、ハイテンションケーブルは不要となる。
[0003] However, recently, the distributor system has been gradually used, and the ignition system of a full transistor type coil-on system (hereinafter referred to as an ignition system without using a distributor), in which ignition timing control is easy and contact maintenance is unnecessary. And DL
I (Distributor-LessIgnition) system) is becoming mainstream. In this system, an ignition coil is directly mounted on each spark plug, and is driven to be cut off at a predetermined timing by a control unit. In this case, since the ignition coil is directly attached to the spark plug, a high tension cable is not required.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来より、
スパークプラグの耐火花消耗性を向上させるために、電
極の先端にPt(白金)合金のチップを溶接して発火部
を形成したものが使用されている。しかしながら、白金
の融点1769℃近くになると溶融飛散し、比較的消耗
しやすくなる。
By the way, conventionally,
In order to improve the spark erosion resistance of a spark plug, a spark plug formed by welding a tip of a Pt (platinum) alloy to the tip of an electrode is used. However, when the melting point of platinum becomes close to 1,769 ° C., it melts and scatters, and is relatively easily consumed.

【0005】そして、このようなPt系チップにて発火
部を構成したスパークプラグにおいては、前記した点火
システムの方式変更が、その発火部の耐久性に少なから
ぬ影響を及ぼす場合がある。すなわち、スパークプラグ
の火花放電の形態には、大きく分けてグロー放電とアー
ク放電との2種類がある。グロー放電は、例えば電源イ
ンピーダンスが比較的大きい時に発生する放電形態であ
り、放電電流がそれほど大きくないので、発火部の昇温
・消耗は比較的進みにくい。他方、アーク放電は電源イ
ンピーダンスが小さいときに発生することが多く、大電
流が流れて発火部の昇温ひいては消耗が進みやすい。従
って、発火部の消耗抑制という観点においては、グロー
放電が主体となる環境が望ましいと言える。
[0005] In a spark plug in which the ignition portion is constituted by such a Pt-based tip, the change in the ignition system described above may have a considerable effect on the durability of the ignition portion. That is, spark discharges of a spark plug are roughly classified into two types: glow discharge and arc discharge. Glow discharge is a form of discharge that occurs when, for example, the power supply impedance is relatively large. Since the discharge current is not so large, the temperature rise and consumption of the ignition portion are relatively difficult to progress. On the other hand, arc discharge often occurs when the power source impedance is small, and a large current flows, and the temperature of the ignition portion is easily increased, and consequently the wear is apt to proceed. Therefore, from the viewpoint of suppressing the consumption of the ignition part, it can be said that an environment mainly composed of glow discharge is desirable.

【0006】そして、ディストリビュータ方式では、接
点ギャップやハイテンションケーブルに由来する電気抵
抗により電源インピーダンスは大きく、放電形態はグロ
ー放電を主体としたものになりやすい。しかしながら、
DLI方式では接点ギャップやケーブルの抵抗が存在し
ないため電源インピーダンスが小さく、電極に使用され
る材質によっては火花放電でのグロー/アークの放電遷
移比率が増し、電極消耗が生じやすくなることがある。
そして、本発明者らが検討したところによると、Pt系
の発火部の場合、従来のディストリビュータ方式では、
グロー放電を主体としたものであったが、DLI方式で
は、前記電源インピーダンスが小さく、グロー/アーク
の放電遷移率が高くなり、短寿命化しやすくなることが
わかった。
In the distributor system, the power supply impedance is large due to the contact gap and the electric resistance derived from the high tension cable, and the discharge form is likely to be mainly glow discharge. However,
In the DLI method, since there is no contact gap or resistance of the cable, the power source impedance is small, and depending on the material used for the electrode, the discharge transition ratio of glow / arc in spark discharge increases, and the electrode may be easily consumed.
According to the study by the present inventors, in the case of a Pt-based ignition portion, the conventional distributor method uses:
Although glow discharge was mainly used, it was found that in the DLI method, the power supply impedance was small, the glow / arc discharge transition rate was high, and the life was easily shortened.

【0007】本発明の課題は、発火部をPt系金属で構
成しつつもアーク放電が発生しにくく、ひいては電極消
耗が抑制された長寿命となるスパークプラグと、該スパ
ークプラグを用いた内燃機関用点火システムとを提供す
ることにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a spark plug which is less likely to generate an arc discharge even if the ignition portion is made of a Pt-based metal, and has a long life with reduced electrode consumption, and an internal combustion engine using the spark plug. And an ignition system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記課題
を解決するために、本発明のスパークプラグは、中心電
極と、その中心電極の外側に設けられた絶縁体と、絶縁
体の外側に設けられた主体金具と、中心電極と対向する
ように配置された接地電極と、それら中心電極と接地電
極との少なくとも一方に固着されて火花放電ギャップを
形成する発火部とを備え、また、絶縁体の軸方向に形成
された貫通孔に対し、その一方の端部側に端子金具が固
定され、同じく他方の端部側に中心電極が固定されると
ともに、該貫通孔内において端子金具と中心電極との間
に抵抗体が配置されており、発火部が、Ptを60重量
%以上含有する金属を主体に構成され、かつ抵抗体を介
した端子金具と中心電極との間の電気抵抗値が10kΩ
以上確保されていることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a spark plug according to the present invention comprises a center electrode, an insulator provided outside the center electrode, and an insulator provided outside the insulator. A metal shell provided, a ground electrode disposed so as to face the center electrode, and a firing portion fixed to at least one of the center electrode and the ground electrode to form a spark discharge gap; and A terminal fitting is fixed to one end of the through hole formed in the axial direction of the body, a center electrode is similarly fixed to the other end, and the terminal fitting and the center are fixed in the through hole. A resistor is disposed between the electrode and the electrode, and the ignition portion is mainly composed of a metal containing 60% by weight or more of Pt, and an electric resistance value between the terminal fitting and the center electrode via the resistor. Is 10kΩ
It is characterized by being secured as described above.

【0009】また、本発明の内燃機関用点火システム
は、中心電極と、その中心電極の外側に設けられた絶縁
体と、絶縁体の外側に設けられた主体金具と、中心電極
と対向するように配置された接地電極と、それら中心電
極と接地電極との少なくとも一方に固着されて火花放電
ギャップを形成する発火部とを備え、また、絶縁体の軸
方向に形成された貫通孔に対し、その一方の端部側に端
子金具が固定され、同じく他方の端部側に中心電極が固
定されたスパークプラグと、そのスパークプラグに取り
付けられるケーシングと、そのケーシングの内側に収容
されるとともにスパークプラグの端子金具に接続され、
該スパークプラグに対して放電用の高電圧を印加する点
火コイルとを有するコイルユニットを備え、スパークプ
ラグの発火部が、Ptを60重量%以上含有する金属を
主体に構され、かつ点火コイルと中心電極との間に、両
者の間の電気抵抗値を10kΩ以上に確保するための抵
抗部が設けられたことを特徴とする。
Further, the ignition system for an internal combustion engine of the present invention has a center electrode, an insulator provided outside the center electrode, a metal shell provided outside the insulator, and a center electrode facing the center electrode. A ground electrode, and a firing portion fixed to at least one of the center electrode and the ground electrode to form a spark discharge gap, and a through hole formed in the insulator in the axial direction, A spark plug having a terminal fitting fixed to one end thereof and a center electrode similarly fixed to the other end thereof, a casing attached to the spark plug, a spark plug housed inside the casing and Is connected to the terminal fitting of
A coil unit having an ignition coil for applying a high voltage for discharge to the spark plug, wherein the ignition portion of the spark plug is mainly composed of a metal containing 60% by weight or more of Pt; A resistance portion is provided between the central electrode and the central electrode so as to secure an electric resistance value between the two at 10 kΩ or more.

【0010】発火部をPt系の金属で構成する場合、従
来のディストリビュータ方式では、その金属成分の60
重量%以上をPtで構成すれば、発火部の高融点化によ
る耐火花消耗性の向上は十分に期待できた。しかしなが
ら、コイルユニットによりスパークプラグに点火コイル
をハイテンションケーブルを介さずに直結する方式、す
なわちDLI方式を点火システムとして採用する場合、
前述のようにアーク放電等の大電流への遷移が起こりや
すくなり昇温によるPt成分の溶融飛散に起因した消耗
が生じやすくなる。
When the ignition portion is made of a Pt-based metal, the conventional distributor system uses 60% of the metal component.
If Pt is used in an amount of not less than Pt by weight, the improvement of the spark erosion resistance due to the higher melting point of the ignition portion could be expected. However, when the ignition unit is directly connected to the spark plug by the coil unit without using a high tension cable, that is, when the DLI system is used as the ignition system,
As described above, transition to a large current such as arc discharge is likely to occur, and wear due to melting and scattering of the Pt component due to temperature rise is likely to occur.

【0011】しかしながら、本発明者らが鋭意検討した
結果、上記のようなPt系金属で発火部を構成したスパ
ークプラグ(以下、Pt系プラグともいう)において
は、点火コイルと中心電極との間の電気抵抗値(すなわ
ち電源インピーダンスに相当する)を10kΩ以上に確
保することで、DLI方式においても比較的電流の小さ
い形態の放電(グロー放電等)が安定して持続しやすく
なることを見い出し、発明を完成するに至ったのであ
る。これにより、DLI方式の点火システムに上記Pt
系プラグを適用した場合に、アーク放電等の大電流放電
への遷移が起こりにくくなり、ひいては高速あるいは高
負荷運転時においてもPtの溶融飛散による発火部の消
耗が抑えられ、スパークプラグを長寿命化することがで
きる。なお、点火コイルと中心電極との間の電気抵抗値
は、より望ましくは15kΩ以上確保されているのがよ
い。他方、電気抵抗値が100kΩを超えると着火性の
低下を招くことがあり、注意が必要である。
However, as a result of intensive studies by the present inventors, in a spark plug (hereinafter, also referred to as a Pt-based plug) having an ignition portion made of a Pt-based metal as described above, the distance between the ignition coil and the center electrode is reduced. It is found that by securing the electric resistance (i.e., equivalent to the power supply impedance) of 10 kΩ or more, a discharge (glow discharge or the like) having a relatively small current can be stably maintained even in the DLI method. The invention was completed. As a result, the above Pt is added to the DLI ignition system.
When a system plug is applied, the transition to high-current discharge such as arc discharge is unlikely to occur, and thus, even during high-speed or high-load operation, consumption of the ignition portion due to melting and scattering of Pt is suppressed, and the life of the spark plug is extended. Can be The electric resistance between the ignition coil and the center electrode is more desirably 15 kΩ or more. On the other hand, if the electric resistance exceeds 100 kΩ, the ignitability may be reduced, and caution is required.

【0012】点火コイルと中心電極との間で10kΩ以
上の電気抵抗値を確保するためには、スパークプラグに
組み込まれた電波ノイズ低減用の抵抗体を利用すること
ができる。この場合、抵抗体の電気抵抗値を高くして、
端子金具と中心電極との間で10kΩ以上(望ましくは
15kΩ以上)の電気抵抗値が確保されるように、スパ
ークプラグを構成することができる。他方、安価な普及
型スパークプラグのように、抵抗体が組み込まれない場
合には、コイルユニット側に設けた抵抗器等の抵抗部に
より、上記範囲の電気抵抗値が確保されるようにしても
よい。
In order to secure an electric resistance value of 10 kΩ or more between the ignition coil and the center electrode, a radio noise reducing resistor incorporated in the spark plug can be used. In this case, increase the electric resistance of the resistor,
The spark plug can be configured such that an electric resistance value of 10 kΩ or more (preferably 15 kΩ or more) is secured between the terminal fitting and the center electrode. On the other hand, in the case where a resistor is not incorporated, as in an inexpensive popular type spark plug, an electric resistance value in the above range may be ensured by a resistor portion such as a resistor provided on the coil unit side. Good.

【0013】スパークプラグは、中心電極の先端部の軸
断面径を小さくするほど中心電極先端部体積が減少し
て、着火により生じた炎の熱を奪いにくくなり着火性が
向上する。そして、本発明のスパークプラグあるいは点
火システムにおいて、上記Pt系金属で構成された発火
部を中心電極の先端部に形成する場合、該中心電極の先
端径は1.2mm以下の範囲で調整するのがよい。すな
わち、先端径を1.2mm以下とすることで、先端細径
化による着火性向上の効果を顕著に享受できる。なお、
該先端径は望ましくは0.4〜0.8mmの範囲で調整
するのがよい。先端径を0.8mm以下とすることで、
着火性向上の効果がさらに顕著となる。他方、先端径が
0.4mm未満になると火花の集中により発火部が昇温
しやすくなり、Ptの溶融飛散による発火部の消耗が進
みやすくなる場合がある。
In a spark plug, as the axial cross-sectional diameter of the tip of the center electrode is reduced, the volume of the tip of the center electrode is reduced, so that the flame generated by ignition is less likely to be deprived of heat and the ignitability is improved. In the spark plug or the ignition system of the present invention, when the ignition portion made of the Pt-based metal is formed at the tip of the center electrode, the tip diameter of the center electrode is adjusted within a range of 1.2 mm or less. Is good. That is, by setting the tip diameter to 1.2 mm or less, the effect of improving the ignitability by reducing the tip diameter can be remarkably enjoyed. In addition,
The tip diameter is desirably adjusted in the range of 0.4 to 0.8 mm. By making the tip diameter 0.8 mm or less,
The effect of improving the ignitability becomes more remarkable. On the other hand, when the tip diameter is less than 0.4 mm, the temperature of the ignition portion tends to rise due to the concentration of sparks, and the consumption of the ignition portion due to melting and scattering of Pt may easily occur.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施の
形態を図面を用いて説明する。図1に示す本発明の一例
たる抵抗体入りスパークプラグ100は、筒状の主体金
具1、先端部が突出するようにその主体金具1内に嵌め
込まれた絶縁体2、先端部を突出させた状態で絶縁体2
の内側に設けられた中心電極3、及び主体金1に一端が
結合され、他端側が中心電極3の先端と対向するように
配置された接地電極4等を備えている。また、図2に示
すように、接地電極4には中心電極の発火部31に対向
する発火部32が形成されており、それら発火部31
と、対向する発火部32との間の隙間が火花放電ギャッ
プgとされている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A spark plug 100 including a resistor as an example of the present invention shown in FIG. 1 has a cylindrical metal shell 1, an insulator 2 fitted into the metal shell 1 so that a tip portion protrudes, and a tip portion protruding. Insulator 2 in state
And a ground electrode 4 and the like, one end of which is coupled to the metal core 1 and the other end of which is opposed to the tip of the center electrode 3. As shown in FIG. 2, the ground electrode 4 is provided with a firing portion 32 facing the firing portion 31 of the center electrode.
And a gap between the opposed firing portion 32 is a spark discharge gap g.

【0015】絶縁体2は、例えばアルミナあるいは窒化
アルミニウム等のセラミック焼結体により構成されてい
る。また、主体金具1は、低炭素鋼等で形成されてお
り、スパークプラグ100のハウジングを構成するとと
もに、その外周面には、プラグ100を図示しないエン
ジンブロックに取り付けるためのねじ部7が形成されて
いる。なお、ねじ部7の呼びは、例えばM14Sであ
る。また、中心電極3を突出させている側の主体金具1
の開口端から、絶縁体2の後端縁位置までの長さL1
は、例えば58.5mmである。
The insulator 2 is made of a ceramic sintered body such as alumina or aluminum nitride. The metal shell 1 is made of low-carbon steel or the like, constitutes a housing of the spark plug 100, and has a screw portion 7 on its outer peripheral surface for attaching the plug 100 to an engine block (not shown). ing. In addition, the nominal of the screw part 7 is M14S, for example. The metal shell 1 on the side where the center electrode 3 is projected.
From the open end of the insulator 2 to the rear edge position of the insulator 2
Is, for example, 58.5 mm.

【0016】次に、中心電極3及び接地電極4の本体部
3a及び4a(図2)はNi合金(例えばインコネル
(Inconel:商標名))で構成されている。一方、上記
発火部31及び対向する発火部32は、金属成分がPt
を60重量%以上含有する金属を主体に構成される。
Next, the body portions 3a and 4a (FIG. 2) of the center electrode 3 and the ground electrode 4 are made of a Ni alloy (for example, Inconel (trade name)). On the other hand, the ignition portion 31 and the opposing ignition portion 32 have a metal component of Pt.
Is mainly composed of a metal containing 60% by weight or more.

【0017】図2に示すように、中心電極3の本体部3
aは先端側が縮径されるとともにその先端面が平坦に構
成され、ここに上記発火部31を構成する合金組成から
なる板状のチップを重ね合わせ、さらにその接合面外縁
部に沿ってレーザー溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接等
により溶接部Wを形成してこれを固着することにより発
火部31が形成される。また、対向する発火部32は、
発火部31に対応する位置において接地電極4にチップ
を位置合わせし、その接合面外縁部に沿って同様に溶接
部Wを形成してこれを固着することにより形成される。
なお、これらチップは、例えば表記組成となるように各
合金成分を配合・溶解することにより得られる溶解材、
又は合金粉末あるいは所定比率で配合された金属単体成
分粉末を成形・焼結することにより得られる焼結材によ
り構成することができる。
As shown in FIG. 2, the main body 3 of the center electrode 3
In a, the front end side is reduced in diameter and the front end surface is flattened. A plate-like chip made of an alloy composition constituting the ignition portion 31 is superimposed on the front end, and laser welding is performed along the outer edge of the joining surface. The welding portion W is formed by electron beam welding, resistance welding, or the like, and is fixed to form the ignition portion 31. Also, the opposing firing part 32
The chip is formed by aligning the tip with the ground electrode 4 at a position corresponding to the firing portion 31, forming a welded portion W along the outer edge of the joint surface, and fixing the same.
In addition, these chips are, for example, a melting material obtained by blending and melting each alloy component so as to have the indicated composition,
Alternatively, it can be constituted by a sintered material obtained by molding and sintering an alloy powder or a metal single component powder mixed in a predetermined ratio.

【0018】上記チップを構成する合金としては、例え
ば次のようなものを使用できる。 (1)中心電極側にPtを主体としてIrを15〜30
重量%の範囲で含有する合金を使用する。該合金の使用
により、融点の上昇による高温での発火部の消耗が効果
的に抑制され、ひいては耐久性に優れたスパークプラグ
が実現される。
As the alloy constituting the chip, for example, the following can be used. (1) Ir is 15 to 30 mainly composed of Pt on the center electrode side
An alloy containing in the range of% by weight is used. By using the alloy, consumption of the ignition portion at a high temperature due to an increase in the melting point is effectively suppressed, and a spark plug having excellent durability is realized.

【0019】そして、接地電極側にPtを主体としてN
iを10〜30重量%の範囲で含有する合金を使用す
る。該合金の使用により、熱膨張差による熱応力を緩和
してチップの破断が抑制され、ひいては耐久性に優れた
スパークプラグが実現される。中心電極側がマイナス極
性である場合には、中心電極・接地電極ともに同じ合金
を用いると電極の消耗の度合いは中心電極側の方が大き
く、また、中心電極側の方が温度が低いため、耐消耗性
を考慮して上記のような組み合わせでチップを用いると
よい。
On the ground electrode side, Pt is mainly used and N
An alloy containing i in the range of 10 to 30% by weight is used. By using the alloy, the thermal stress due to the difference in thermal expansion is alleviated, the breakage of the chip is suppressed, and a spark plug excellent in durability is realized. When the center electrode side has negative polarity, if the same alloy is used for both the center electrode and the ground electrode, the degree of wear of the electrodes is greater on the center electrode side, and the temperature on the center electrode side is lower. It is preferable to use chips in the above combination in consideration of wear.

【0020】(2)Ptを主体としてIrを10〜30
重量%およびNiを0.5〜2重量%の範囲で含有する
合金を使用する。該合金の使用により、熱膨張差による
熱応力を緩和してチップの破断が抑制され、ひいては耐
久性に優れたスパークプラグが実現される。なお、上記
合金中のIrの含有量が10重量%未満になると合金の
融点が低下し、プラグの耐久性が低下する。一方、Ir
の含有量が30重量%以上になるとIrの酸化・揮発量
が増大し、発火部が消耗しやすくなるためプラグの耐久
性が同様に低下する。
(2) Ir is 10 to 30 mainly with Pt
An alloy containing 0.5% to 2% by weight of Ni and 0.5 to 2% by weight is used. By using the alloy, the thermal stress due to the difference in thermal expansion is alleviated, the breakage of the chip is suppressed, and a spark plug excellent in durability is realized. If the content of Ir in the alloy is less than 10% by weight, the melting point of the alloy decreases, and the durability of the plug decreases. On the other hand, Ir
If the content is more than 30% by weight, the amount of oxidation and volatilization of Ir increases, and the ignition portion is easily consumed, so that the durability of the plug similarly decreases.

【0021】チップ(発火部)を構成する材料には、元
素周期律表の3A族(いわゆる希土類元素)及び4A族
(Ti、Zr、Hf)に属する金属元素の酸化物(複合
酸化物を含む)を0.1〜15重量%の範囲内で含有さ
せることができる。これにより、チップ中に含まれるI
r成分の酸化・揮発による消耗がさらに効果的に抑制さ
れる。この場合、該酸化物の配合によりIr成分の酸化
揮発を抑制できることから、チップを構成する金属部
は、上記(1)あるいは(2)のようなPt−Ir合金
で構成することもできる。なお、上記酸化物の含有量が
0.1重量%未満になると、当該酸化物添加によるIr
の酸化・揮発防止効果が十分に得られなくなる。一方、
酸化物の含有量が15重量%を超えると、チップの耐熱
衝撃性が低下し、例えばチップを電極に溶接等により固
着する際に、ひびわれ等の不具合を生ずることがある。
なお、上記酸化物としては、Yが好適に使用され
るが、このほかにもLa、ThO、ZrO
を好ましく使用することができる。
The material constituting the chip (ignition portion) includes an oxide (composite oxide) of a metal element belonging to Group 3A (so-called rare earth element) and Group 4A (Ti, Zr, Hf) of the Periodic Table of the Elements. ) Can be contained in the range of 0.1 to 15% by weight. Thereby, I included in the chip
Consumption by oxidation and volatilization of the r component is further effectively suppressed. In this case, since the oxidation and volatilization of the Ir component can be suppressed by the compounding of the oxide, the metal part constituting the chip can be made of a Pt-Ir alloy as described in the above (1) or (2). If the content of the oxide is less than 0.1% by weight, Ir
The effect of preventing oxidation and volatilization cannot be sufficiently obtained. on the other hand,
When the content of the oxide exceeds 15% by weight, the thermal shock resistance of the chip decreases, and for example, when the chip is fixed to the electrode by welding or the like, a problem such as cracking may occur.
In addition, as the above-mentioned oxide, Y 2 O 3 is preferably used, but in addition, La 2 O 3 , ThO 2 , ZrO 2 and the like can be preferably used.

【0022】ここで、発火部31、すなわち中心電極3
の先端径δは1.2mm以下、望ましくは0.4〜0.
8mmに設定される。なお、発火部31及び対向する発
火部32は、いずれか一方を省略する構成としてもよ
い。この場合には、発火部31又は対向する発火部32
及び接地電極4又は中心電極3との間で火花放電ギャッ
プgが形成される。
Here, the firing portion 31, that is, the center electrode 3
Has a tip diameter δ of 1.2 mm or less, preferably 0.4 to 0.1 mm.
It is set to 8 mm. Note that one of the firing unit 31 and the opposing firing unit 32 may be omitted. In this case, the firing portion 31 or the facing firing portion 32
And the ground electrode 4 or the center electrode 3 forms a spark discharge gap g.

【0023】図1に戻り、上記スパークプラグ100に
おいては、絶縁体2の軸方向には貫通孔6が形成されて
おり、その一方の端部側に端子金具13が挿入・固定さ
れ、同じく他方の端部側に中心電極3が挿入・固定され
ている。また、該貫通孔6内において端子金具13と中
心電極3との間に抵抗体15が配置されている。この抵
抗体15の両端部は、導電性ガラスシール層16,17
を介して中心電極3と端子金具13とにそれぞれ電気的
に接続されている。
Returning to FIG. 1, in the spark plug 100, a through hole 6 is formed in the insulator 2 in the axial direction, and a terminal fitting 13 is inserted and fixed to one end of the spark plug 100, and the other end is inserted into the same. The center electrode 3 is inserted and fixed to the end side of. A resistor 15 is arranged between the terminal fitting 13 and the center electrode 3 in the through hole 6. Both ends of the resistor 15 are connected to the conductive glass seal layers 16 and 17.
Are electrically connected to the center electrode 3 and the terminal fittings 13 respectively.

【0024】端子金具13は低炭素鋼等で構成され、表
面には防食のためのNiメッキ層(層厚:例えば5μ
m)が形成されている。そして、該端子金具13は、シ
ール部13c(先端部)と、絶縁体2の後端縁より突出
する端子部13aと、端子部13aとシール部13cと
を接続する棒状部13bとを有する。シール部13cは
軸方向に長い円筒状に形成されて、導電性ガラスシール
層17中に没入する形で配置され、貫通孔6の内面との
間を該シール層17によりシールされる。
The terminal fitting 13 is made of low carbon steel or the like, and has a Ni plating layer (layer thickness:
m) is formed. The terminal fitting 13 has a seal portion 13c (tip portion), a terminal portion 13a protruding from a rear end edge of the insulator 2, and a rod portion 13b connecting the terminal portion 13a and the seal portion 13c. The seal portion 13 c is formed in a cylindrical shape that is long in the axial direction, is arranged so as to be immersed in the conductive glass seal layer 17, and is sealed between the inner surface of the through hole 6 and the seal layer 17.

【0025】抵抗体15は、ガラス粉末、セラミック粉
末、金属粉末(Zn、Sb、Sn、Ag及びNiの1種
又は2種以上を主体とするもの)、非金属導電物質粉末
(例えば無定形カーボン(カーボンブラック)ないしグ
ラファイト)及び有機バインダ等を所定量配合し、ホッ
トプレス等の公知の手法により焼結して製造されるもの
である。そして、その組成及び寸法は、端子金具13と
中心電極3との間で測定した電気抵抗値が10kΩ以上
(望ましくは15kΩ以上)となるように調整される。
The resistor 15 is made of a glass powder, a ceramic powder, a metal powder (mainly one or more of Zn, Sb, Sn, Ag and Ni), a nonmetallic conductive material powder (for example, amorphous carbon). (Carbon black) or graphite) and an organic binder are blended in predetermined amounts and sintered by a known method such as hot pressing. The composition and dimensions are adjusted so that the electrical resistance measured between the terminal fitting 13 and the center electrode 3 is 10 kΩ or more (preferably 15 kΩ or more).

【0026】また、導電性ガラスシール層16,17
は、Cu及びFe等の金属成分の1種又は2種以上を主
体とする金属粉末を混合したガラスにより構成され、そ
の金属含有量が35〜70重量%とされる。なお、該導
電性ガラスシール層16,17には、必要に応じてTi
O2等の半導体性の無機化合物粉末を適量配合すること
ができる。
Further, the conductive glass sealing layers 16 and 17
Is made of glass mixed with a metal powder mainly composed of one or more metal components such as Cu and Fe, and has a metal content of 35 to 70% by weight. The conductive glass seal layers 16 and 17 may include Ti if necessary.
An appropriate amount of a semiconductor inorganic compound powder such as O2 can be blended.

【0027】図3は、スパークプラグ100を用いた点
火システムの一例を示すものである。該点火システム1
50では、ディストリビュータを使用せず、各スパーク
プラグ100に対し個別の点火コイル51により直接的
に電圧印加するように構成されている。各点火コイル5
1においては、点火スイッチ157を介してバッテリー
156から受電する一次コイル52がイグナイタ154
に接続されている。他方二次コイル53は、それぞれス
パークプラグ100に接続される。この場合、イグナイ
タ154は、個々の点火コイル51に対応したトランジ
スタ等の無接点スイッチ部を有し、それら無接点スイッ
チ部は制御ユニット155の対応する出力ポートから個
別に遮断指令信号を受けて、所定のタイミングで遮断駆
動されるようになっている。なお、各点火コイル51と
スパークプラグ100との間には、イグナイタ154内
の無接点スイッチ部を遮断状態から導通状態に復帰させ
る際に、スパークプラグ100に再通電することを阻止
するためのダイオード51aが設けられている。
FIG. 3 shows an example of an ignition system using the spark plug 100. The ignition system 1
In 50, a voltage is directly applied to each spark plug 100 by an individual ignition coil 51 without using a distributor. Each ignition coil 5
1, the primary coil 52 that receives power from the battery 156 via the ignition switch 157 is connected to the igniter 154.
It is connected to the. On the other hand, the secondary coils 53 are connected to the spark plugs 100, respectively. In this case, the igniter 154 has a non-contact switch unit such as a transistor corresponding to each ignition coil 51, and these non-contact switch units individually receive a shutoff command signal from a corresponding output port of the control unit 155, The cutoff drive is performed at a predetermined timing. A diode is provided between each ignition coil 51 and the spark plug 100 to prevent re-energization of the spark plug 100 when the non-contact switch section in the igniter 154 is returned from the cut-off state to the conductive state. 51a are provided.

【0028】図4に示すように、内燃機関180が多気
筒ガソリンエンジンとして構成されている場合、それら
各気筒181に点火用のスパークプラグ100が、取付
ねじ部7により火花放電ギャップgがそれぞれ燃焼室内
に位置するように取り付けられる。そして、各スパーク
プラグ100に一対一に対応して、コイルユニット50
が取り付けられており、それぞれ制御ユニット155に
接続されている。コイルユニット50は、スパークプラ
グ100の後端部に嵌め込まれるケーシング60を有
し、その内側に点火コイル51とイグナイタ154とが
収容されている。点火コイル51は、図示しないユニッ
ト側端子部にてスパークプラグ100の端子金具と電気
的に接続される。
As shown in FIG. 4, when the internal combustion engine 180 is configured as a multi-cylinder gasoline engine, a spark plug 100 for ignition is burned in each of the cylinders 181, and a spark discharge gap g is burned by the mounting screw 7. It is installed to be located indoors. The coil units 50 correspond to the spark plugs 100 one-to-one.
Are connected to the control unit 155, respectively. The coil unit 50 has a casing 60 fitted into the rear end of the spark plug 100, and houses the ignition coil 51 and the igniter 154 inside. The ignition coil 51 is electrically connected to a terminal fitting of the spark plug 100 at a unit-side terminal (not shown).

【0029】なお、スパークプラグ100は、抵抗体1
5を省略し、端子金具13と中心電極3とを、例えば単
一の導電性ガラスシール層で接合するようにしてもよ
い。また、抵抗体15を設ける場合、これと中心電極3
との間の導電性ガラスシール層16を省略してもよい。
この場合、点火コイル51とスパークプラグ100の中
心電極3との間で10kΩ以上(望ましくは15kΩ以
上)の電気抵抗値が確保されるよう、例えば点火コイル
51とユニット側端子部との間に抵抗器を配置しておく
とよい。
The spark plug 100 is connected to the resistor 1
5 may be omitted, and the terminal fitting 13 and the center electrode 3 may be joined by, for example, a single conductive glass seal layer. When the resistor 15 is provided, the resistor 15 and the center electrode 3
May be omitted.
In this case, for example, a resistance is set between the ignition coil 51 and the unit-side terminal so that an electric resistance value of 10 kΩ or more (preferably 15 kΩ or more) is secured between the ignition coil 51 and the center electrode 3 of the spark plug 100. It is good to arrange a vessel.

【0030】[0030]

【実施例】以下、上記スパークプラグ100ないし点火
システム150の効果を確認するために、以下の実験を
行った。まず、微粒ガラス粉末(平均粒径80μm)を
30重量部、セラミック粉末としてのZrO(平均粒
径3μm)を60重量部、金属粉末としてのAl粉末
(平均粒径20〜50μm)を1重量部、非金属導電材
料粉末としてのカーボンブラックを2〜9重量部、及び
有機バインダとしてのデキストリンを3重量部配合し、
水を溶媒としてボールミルにより湿式混合し、その後こ
れを乾燥して予備素材を調製した。そして、これに粗粒
ガラス粉末(平均粒径250μm)を、上記予備素材1
00重量部に対して400重量部配合し、抵抗体組成物
の原料粉末を得た。なお、ガラス粉末の材質は、SiO
を50重量部、Bを29重量部、LiOを4
重量部、及びBaOを17重量部配合・溶解して得られ
るホウケイ酸リチウムガラスであり、その軟化温度は5
85℃であった。
The following experiment was conducted to confirm the effects of the spark plug 100 and the ignition system 150. First, 30 parts by weight of fine glass powder (average particle size 80 μm), 60 parts by weight of ZrO 2 (average particle size 3 μm) as ceramic powder, and 1 part by weight of Al powder (average particle size 20 to 50 μm) as metal powder Parts, 2 to 9 parts by weight of carbon black as a nonmetallic conductive material powder, and 3 parts by weight of dextrin as an organic binder,
Water was mixed by a ball mill using water as a solvent, and then dried to prepare a preliminary material. Then, coarse glass powder (average particle size 250 μm) was added to the above
400 parts by weight were added to 00 parts by weight to obtain a raw material powder of the resistor composition. The material of the glass powder is SiO
2 50 parts by weight, B 2 O 5 29 parts by weight, Li 2 O 4 parts
Parts by weight and 17 parts by weight of BaO are blended and dissolved to obtain a lithium borosilicate glass.
85 ° C.

【0031】次いで、この抵抗体組成物粉末を用いてホ
ットプレスにより抵抗体15を形成することで、図1に
示す抵抗体入りスパークプラグ100のサンプルを各種
作製した。ここで、中心電極3は、材質がNi合金(イ
ンコネル600)であり、軸方向長さを20.7mm、
軸断面径を2.6mmとした。また、絶縁体2の貫通孔
6の内径(得られる抵抗体15の軸断面径はこれとほぼ
同じ値となる)は4.0mmであり、ホットプレス処理
の加熱温度は900℃、加圧力は100kg/cm2に
設定した。また、導電性ガラス粉末として、Cu、F
e、Sn、TiO2等の導電性粉末とホウケイ酸カルシ
ウムガラス粉末との混合物(導電性粉末の含有量が約5
0重量%)を用いた。得られたスパークプラグにおい
て、抵抗体15の長さL2は7.0〜15.0mmであ
る。なお、中心電極3と端子金具13との間の電気抵抗
値Rkは、抵抗体15の長さL2と組成調整により5〜3
0kΩの各種値となるように調整している。
Next, by using the resistor composition powder to form the resistor 15 by hot pressing, various samples of the spark plug 100 including the resistor shown in FIG. 1 were produced. Here, the center electrode 3 is made of a Ni alloy (Inconel 600), has an axial length of 20.7 mm,
The shaft cross-sectional diameter was set to 2.6 mm. The inner diameter of the through-hole 6 of the insulator 2 (the axial cross-sectional diameter of the obtained resistor 15 is almost the same as this) is 4.0 mm, the heating temperature of the hot press treatment is 900 ° C., and the pressing force is It was set to 100 kg / cm2. In addition, as the conductive glass powder, Cu, F
e, Sn, a mixture of a conductive powder such as TiO2 and a calcium borosilicate glass powder (the content of the conductive powder is about 5%).
0% by weight). In the obtained spark plug, the length L2 of the resistor 15 is 7.0 to 15.0 mm. The electric resistance Rk between the center electrode 3 and the terminal fitting 13 is 5 to 3 depending on the length L2 of the resistor 15 and the composition adjustment.
It is adjusted to have various values of 0 kΩ.

【0032】次に、発火部31及び32は、次のように
して形成した。まず、所定量のPt及びIrを配合・溶
解することにより、Irを5重量%含有し残部Ptとな
る合金を作製し、これを直径0.2〜1.6mm、厚さ
0.6mmの円板状のチップに加工した。そして、この
チップを用いて図1及び図2に示すスパークプラグ10
0の発火部31及び対向する発火部32を形成した(す
なわち、中心電極3の発火部の大きさを0.2〜1.6
mmの各種値に調整した)。また、火花放電ギャップg
の初期の大きさγは0.6〜1.6mmの各種値に設定
した。
Next, the ignition portions 31 and 32 were formed as follows. First, a predetermined amount of Pt and Ir is blended and melted to produce an alloy containing 5% by weight of Ir and serving as a balance of Pt, and is made into a circle having a diameter of 0.2 to 1.6 mm and a thickness of 0.6 mm. It was processed into a plate-like chip. Then, the spark plug 10 shown in FIGS.
0, and the opposing firing portions 32 were formed (that is, the size of the firing portion of the center electrode 3 was set to 0.2 to 1.6).
mm). Also, the spark discharge gap g
Was set to various values of 0.6 to 1.6 mm.

【0033】そして、上記の各種スパークプラグを、6
気筒ガソリンエンジン(排気量1998cc)に取り付
け、スロットル全開状態、エンジン回転数5600rp
mにて250時間まで連続運転し(中心電極温度約78
0℃)、運転終了後のプラグの火花放電ギャップgの拡
大量を測定した。なお、テストに用いた点火システムは
図3に示すタイプのものであり、中心電極側が負となる
極性にて二次電流ピーク値70mA、放電エネルギ65
mJの条件にて点火放電させた。また、放電中の電流及
び電圧の波形をオシロスコープにて記録した。さらに、
比較のために、図11に示すディストリビュータ方式の
点火システムを用いた実験も同様に行った。ただし、点
火コイル251と各ハイテンションケーブルCの末端と
の間の電気抵抗値は5〜10kΩとした。
Then, the above various spark plugs are
Attached to a cylinder gasoline engine (displacement 1998cc), throttle fully open, engine speed 5600rpm
m for up to 250 hours (center electrode temperature about 78
0 ° C.), and the amount of expansion of the spark discharge gap g of the plug after the operation was completed was measured. The ignition system used in the test is of the type shown in FIG. 3, and has a secondary current peak value of 70 mA and a discharge energy of 65 at the polarity where the center electrode side is negative.
The ignition discharge was performed under the condition of mJ. The current and voltage waveforms during the discharge were recorded with an oscilloscope. further,
For comparison, an experiment using the distributor-type ignition system shown in FIG. 11 was performed in the same manner. However, the electric resistance between the ignition coil 251 and the end of each high tension cable C was 5 to 10 kΩ.

【0034】まず、図5は、書記火花放電ギャップの大
きさγを0.8mmとし、電気抵抗値Rkの値を5kΩ
とし、中心電極の先端径を各種変化させて250時間耐
久させた時の、1放電あたりの電極の消耗体積を測定し
た結果である。これはδが小さくものほど温度が上がり
やすく、すなわち白金成分の溶融飛散が起こりやすいた
めであると考えられる。
First, FIG. 5 shows that the size γ of the secretary spark discharge gap is 0.8 mm and the value of the electric resistance Rk is 5 kΩ.
It is the result of measuring the consumption volume of the electrode per discharge when the center electrode was endured for 250 hours by variously changing the tip diameter. This is presumably because the smaller the δ, the higher the temperature is, that is, the more easily the platinum component melts and scatters.

【0035】次に、図6は、中心電極の先端径δをφ
0.6mm、、φ0.8mmおよびφ1.0mmとし、
電気抵抗値Rkの値を5kΩとし、初期火花放電ギャッ
プの大きさγを各種変化させて250時間耐久させた時
の、1放電あたりの電極の消耗体積を測定した結果であ
る。γが1.2mmあるいは1.4mmのものは消耗体
積が大きくなっている。図7(a)はγ=1.0mm、
図7(b)はγ=1.2mmの場合の1放電の波形であ
る。図7(a)では電流値が比較的安定しており、グロ
ー放電が主体になっていると推測されるのに対し、図7
(b)では、電流値が突然大きくなる挙動が頻繁に生じ
ており、特にグロー放電からアーク放電に移行する瞬間
に大きな電流が流れていると推測される。すなわち、図
7(b)では、1放電中におけるグロー/アークの放電
遷移頻度が高くなり、瞬間的に大きな電流が流れる機会
が多くなって、電極消耗が激しくなったものと考えられ
る。
Next, FIG. 6 shows that the tip diameter δ of the center electrode is φ
0.6mm, φ0.8mm and φ1.0mm,
It is the result of measuring the consumption volume of the electrode per discharge when the electric resistance value Rk was 5 kΩ and the initial spark discharge gap size γ was variously changed and the electrode was durable for 250 hours. When the γ is 1.2 mm or 1.4 mm, the consumption volume is large. FIG. 7A shows γ = 1.0 mm,
FIG. 7B is a waveform of one discharge when γ = 1.2 mm. In FIG. 7A, the current value is relatively stable, and it is presumed that glow discharge is dominant.
In (b), the behavior in which the current value suddenly increases frequently occurs, and it is presumed that a large current flows particularly at the moment when the transition from the glow discharge to the arc discharge occurs. That is, in FIG. 7B, it is considered that the frequency of glow / arc discharge transition during one discharge increases, the chances of a large current flowing instantaneously increase, and the electrode wear increases.

【0036】例えば、図7(a)において、グロー放電
が起こっていると考えられる領域では電流変化幅が概ね
5mAの範囲に収まりつつ、電流絶対値が放電末期に向
けて漸減する、いわばバックグラウンド電流を形成す
る。そこで、本実施例では、1放電期間を0.5ms単
位に区切って各区間の平均値を算出することにより上記
バックグラウンド電流レベルを求め、そのバックグラウ
ンド電流レベルより少なくとも20mA以上の電流が流
れた場合をグロー/アークの放電遷移と判断し、1放電
中の発生回数(頻度)をカウントすることにより、その
遷移の起こりやすさについての評価を行った。
For example, in FIG. 7A, in a region where a glow discharge is considered to be occurring, the current change width falls within a range of approximately 5 mA, and the absolute value of the current gradually decreases toward the end of discharge. Form a current. Therefore, in the present embodiment, the background current level is obtained by calculating an average value of each section by dividing one discharge period into 0.5 ms units, and a current of at least 20 mA or more flows from the background current level. The case was determined to be a glow / arc discharge transition, and the number of occurrences (frequency) during one discharge was counted to evaluate the likelihood of the transition.

【0037】図8は、電気抵抗値Rkを5kΩ、10k
Ω及び15kΩのいずれかとし、中心電極の先端径δを
0.8mmとし、初期火花放電ギャップの大きさγを
0.6〜1.6mmの各種値としたときの、グロー/ア
ークの遷移頻度を測定した結果である(γ=1.3m
m、Rk=5kΩのときの結果を100とした相対値に
より表示している。また、数値を表1に示す)。
FIG. 8 shows that the electric resistance value Rk is 5 kΩ and 10 kΩ.
And the transition frequency of the glow / arc when the tip diameter δ of the center electrode is 0.8 mm and the size γ of the initial spark discharge gap is various values of 0.6 to 1.6 mm. (Γ = 1.3 m)
The results when m and Rk = 5 kΩ are represented by relative values with the result being 100. The numerical values are shown in Table 1).

【0038】[0038]

【表1】 [Table 1]

【0039】すなわち、電気抵抗値Rkを大きくするこ
とで遷移回数が少なくなっていることがわかる。
That is, it is understood that the number of transitions is reduced by increasing the electric resistance value Rk.

【0040】次に、図9は初期火花放電ギャップの大き
さγを1.3mmとし、電気抵抗値Rkを5〜30kΩ
の各種値として、図3のDLI方式の点火システムと、
図11のディストリビュータ方式の点火システムのそれ
ぞれについて、同様の評価を行った結果を示すものであ
る(数値を表2に示す)。
Next, FIG. 9 shows that the initial spark discharge gap size γ is 1.3 mm and the electric resistance Rk is 5 to 30 kΩ.
The DLI ignition system of FIG.
12 shows the results of the same evaluation performed on each of the distributor type ignition systems shown in FIG. 11 (numerical values are shown in Table 2).

【0041】[0041]

【表2】 [Table 2]

【0042】DLI方式の点火システムを使用した場合
でも、電気抵抗値Rkを大きくするに従って遷移頻度は
減少し、抵抗値を10kΩ以上とすることで、遷移頻度
はディストリビュータ(DIS)式のものと同程度に抑
制されていることがわかる。なお抵抗値が20kΩ以上
では遷移頻度の変化率は小さくなっていることもわか
る。
Even when the DLI type ignition system is used, the transition frequency decreases as the electric resistance value Rk increases, and the transition frequency is the same as that of the distributor (DIS) type by setting the resistance value to 10 kΩ or more. It turns out that it is suppressed to the extent. It can also be seen that the rate of change of the transition frequency is small when the resistance value is 20 kΩ or more.

【0043】図10は、中心電極の先端径δをφ0.8
mmとし、電気抵抗値Rkを5kΩ、10kΩ及び15
kΩのいずれかとし、初期火花放電ギャップの大きさγ
を各種変化させて250時間耐久させた時の1放電当り
の電極の消耗体積を測定した結果である。電気抵抗値R
k=5kΩではγが1.2mmあるいは1.4mmのと
ころで消耗体積が多くなっているが、電気抵抗値Rk=
10kΩとすれば、γが1.2mmあるいは1.4mm
のところで消耗体積を低減でき、さらに電気抵抗値Rk
=15kΩとすれば消耗体積は火花放電ギャップにかか
わらずほぼ一定にできることがわかる。
FIG. 10 shows that the tip diameter δ of the center electrode is φ0.8.
mm, and the electric resistance Rk is 5 kΩ, 10 kΩ and 15 kΩ.
kΩ, the initial spark discharge gap size γ
Is a result obtained by measuring the consumption volume of the electrode per discharge when the electrode was endured for 250 hours with various changes. Electric resistance value R
When k = 5 kΩ, the consumption volume increases at γ of 1.2 mm or 1.4 mm, but the electric resistance Rk =
If 10 kΩ, γ is 1.2 mm or 1.4 mm
The consumption volume can be reduced at the
= 15 kΩ, the consumable volume can be made substantially constant regardless of the spark discharge gap.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明のスパークプラグの一実施例を示す縦部
分断面図。
FIG. 1 is a vertical partial sectional view showing one embodiment of a spark plug of the present invention.

【図2】その火花放電ギャップ付近を拡大して示す断面
図。
FIG. 2 is an enlarged sectional view showing the vicinity of the spark discharge gap.

【図3】図1のスパークプラグを用いた点火システムの
一例を示す回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of an ignition system using the spark plug of FIG. 1;

【図4】図3の点火システムのエンジンへの取付態様の
一例を示す正面模式図。
FIG. 4 is a schematic front view showing an example of a mode of attaching the ignition system of FIG. 3 to an engine.

【図5】実施例にて行った実験結果を示す第一のグラ
フ。
FIG. 5 is a first graph showing the results of experiments performed in Examples.

【図6】同じく第二のグラフ。FIG. 6 is also a second graph.

【図7】同じく第三のグラフ。FIG. 7 is also a third graph.

【図8】同じく第四のグラフ。FIG. 8 is also a fourth graph.

【図9】同じく第五のグラフ。FIG. 9 is also a fifth graph.

【図10】同じく第六のグラフ。FIG. 10 is also a sixth graph.

【図11】ディストリビュータ方式による点火システム
の一例を示す回路図。
FIG. 11 is a circuit diagram showing an example of a distributor type ignition system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 主体金具 2 絶縁体 3 中心電極 4 接地電極 6 貫通孔 13 端子金具 15 抵抗体 31 発火部(チップ) 32 対向する発火部(チップ) 50 コイルユニット 51 点火コイル 60 ケーシング 100 スパークプラグ 150 点火システム g 火花放電ギャップ REFERENCE SIGNS LIST 1 metal shell 2 insulator 3 center electrode 4 ground electrode 6 through hole 13 terminal metal 15 resistor 31 firing part (chip) 32 facing firing part (chip) 50 coil unit 51 ignition coil 60 casing 100 spark plug 150 ignition system g Spark discharge gap

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 棒状の中心電極と、 その中心電極の外側に設けられた絶縁体と、 前記絶縁体の外側に設けられた主体金具と、 前記中心電極と対向するように配置された接地電極と、 それら中心電極と接地電極との少なくとも一方に固着さ
れて火花放電ギャップを形成する発火部とを備え、 また、前記絶縁体の軸方向に形成された貫通孔に対し、
その一方の端部側に端子金具が固定され、同じく他方の
端部側に前記中心電極が固定されるとともに、該貫通孔
内において前記端子金具と前記中心電極との間に抵抗体
が配置されており、 前記発火部が、Ptを60重量%以上含有する金属を主
体に構成され、かつ前記抵抗体を介した前記端子金具と
前記中心電極との間の電気抵抗値が10kΩ以上確保さ
れていることを特徴とするスパークプラグ。
1. A rod-shaped center electrode; an insulator provided outside the center electrode; a metal shell provided outside the insulator; and a ground electrode arranged to face the center electrode. And a firing portion fixed to at least one of the center electrode and the ground electrode to form a spark discharge gap, and a through hole formed in an axial direction of the insulator,
A terminal fitting is fixed to one end thereof, the center electrode is similarly fixed to the other end, and a resistor is disposed between the terminal fitting and the center electrode in the through hole. The ignition portion is mainly composed of a metal containing 60% by weight or more of Pt, and an electric resistance value between the terminal metal and the center electrode via the resistor is secured to 10 kΩ or more. Spark plug characterized by the following.
【請求項2】 前記端子金具と前記中心電極との間の電
気抵抗値が15kΩ以上確保されている請求項1記載の
スパークプラグ。
2. The spark plug according to claim 1, wherein an electric resistance value between the terminal fitting and the center electrode is secured to 15 kΩ or more.
【請求項3】 前記発火部は前記中心電極の先端部に形
成されており、かつ前記中心電極の先端径が1.2mm
以下である請求項1又は2に記載のスパークプラグ。
3. The ignition section is formed at the tip of the center electrode, and the tip diameter of the center electrode is 1.2 mm.
The spark plug according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記中心電極の先端径が0.4〜0.8
mmの範囲に調整されている請求項3記載のスパークプ
ラグ。
4. A tip diameter of the center electrode is 0.4 to 0.8.
The spark plug according to claim 3, which is adjusted to a range of mm.
【請求項5】 棒状の中心電極と、 その中心電極の外側に設けられた絶縁体と、 前記絶縁体の外側に設けられた主体金具と、 前記中心電極と対向するように配置された接地電極と、 それら中心電極と接地電極との少なくとも一方に固着さ
れて火花放電ギャップを形成する発火部とを備え、 また、前記絶縁体の軸方向に形成された貫通孔に対し、
その一方の端部側に端子金具が固定され、同じく他方の
端部側に前記中心電極が固定されたスパークプラグと、 そのスパークプラグに取り付けられるケーシングと、 そのケーシングの内側に収容されるとともに前記スパー
クプラグの前記端子金具に接続され、該スパークプラグ
に対して放電用の高電圧を印加する点火コイルとを有す
るコイルユニットとを備え、 前記スパークプラグの発火部が、Ptを60重量%以上
含有する金属を主体に構成され、かつ前記点火コイルと
前記中心電極との間に、両者の間の電気抵抗値を10k
Ω以上に確保するための抵抗部が設けられたことを特徴
とする内燃機関用点火システム。
5. A rod-shaped center electrode, an insulator provided outside the center electrode, a metal shell provided outside the insulator, and a ground electrode arranged so as to face the center electrode. And a firing portion fixed to at least one of the center electrode and the ground electrode to form a spark discharge gap, and a through hole formed in an axial direction of the insulator,
A terminal fitting is fixed to one end of the spark plug, and the center electrode is fixed to the other end of the spark plug, a casing attached to the spark plug, and housed inside the casing. A coil unit having an ignition coil connected to the terminal fitting of the spark plug and applying a high voltage for discharge to the spark plug, wherein the ignition portion of the spark plug contains at least 60% by weight of Pt. And the electric resistance between the ignition coil and the center electrode is 10 k.
An ignition system for an internal combustion engine, wherein a resistance portion for ensuring a resistance of Ω or more is provided.
【請求項6】 前記抵抗部により、前記点火コイルと前
記中心電極との間の抵抗値が15kΩ以上の値に確保さ
れている請求項5記載の内燃機関用点火システム。
6. The ignition system for an internal combustion engine according to claim 5, wherein a resistance value between the ignition coil and the center electrode is maintained at a value of 15 kΩ or more by the resistance portion.
【請求項7】 前記スパークプラグは、請求項1ないし
4のいずれかに記載されたスパークプラグである請求項
5又は6に記載の内燃機関用点火システム。
7. The ignition system for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the spark plug is the spark plug according to any one of claims 1 to 4.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014528145A (en) * 2011-09-28 2014-10-23 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Improved spark plug

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JP2014528145A (en) * 2011-09-28 2014-10-23 ローベルト ボッシュ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング Improved spark plug
US9391429B2 (en) 2011-09-28 2016-07-12 Robert Bosch Gmbh Spark plug

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