JPS5910550B2 - 点火栓 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、絶縁体の脚部の表面に付着する未燃焼カーボ
ンが除去され易いようになされた点火栓に関する。

自動車工場において新らしいガソリン自動車が完成する
と、この自動車は客先に屈けられるまでの間に、モーク
プールに入れたり、輸送用トラックや輸出用貨物船に積
み込んだりするために、それのガソリンエンジンを作動
させて移動させられている。

この移動のための運転は、一様ではないが、その自動車
速度は大体毎時３０ないし４０ｂｌ，運転距離は各運転
ごとに５００ｍ程度であり、運転状況としては、低速、
短距離である。

しかして、このような低速、短距離運転下では、自動車
のエンジンに装着されている点火栓は、くすぶりを生じ
易く、このくすぶりのために点火栓の絶縁抵抗が低下し
，失火を生じ、移動運転が不調となる場合がある。

冬期など外気が冷え込んだ場合には、特にこのようなく
すぶり現象が多い。

また，かかるくすぶりは、上記のごとき新車の場合のみ
に限らず、一般に既に使用されている自動車の場合にも
冬期等において生ずる場合がある。

かかるくすぶり現象は，第１図に示すように，点火栓１
の絶縁体６において、それが燃焼ガスに露らされる部分
である脚部６１の表面に、エンジン内でのガソリン燃焼
により生ずるメス等の未燃焼カーボンが付着することに
より生ずるものである。

なお，図面において，２はハウジング、３は接地電極、
４はワツシャー、５は中心電極である。

上記問題点を解決するために、従来は、上記絶縁体脚部
６１の表面にアルミナ粒子の被覆層（同図に符号７で示
す部分）を形成してなる点火栓が試みられている。

しかしながら、このアルミナ粒子を塗布したものは、そ
の使用中にアルミナ粒子が脱落し、エンジン内の異常摩
耗を生せしめる恐わ７がある。

また上記脚部６がエンジン作動時に温度上昇をもたらし
，高速高負荷時にプレイグニッションを誘発する恐れが
ある。

本発明は，かかる従来技術の欠点を解消し、絶縁体脚部
６１の表面に付着した未燃焼カーボンが除去され易いよ
うになされた。

自己清浄性に優れ，かつ該自己清浄性の耐久性にも優れ
た点火栓を提供しようとするものである。

即ち、本発明は、中心電極を保持した絶縁体６と，この
絶縁体６の外周に配置され接地電極３を有するハウジン
グ２とを有してなる内燃機関用点火栓１において、上記
絶縁体６のうち内燃機関の燃焼ガスにさらされる脚部６
１の表面に、アルカリ金属の水酸化物、硝酸塩および炭
酸塩のいずれか一種以上と珪酸ナトリウム又は珪酸カリ
ウムの一種以上との混合物からなる被覆層７を形成して
なることを特徴とする点火栓にある。

しかして，本発明によれば、自己清浄性に優れ、かつ該
自己清浄性の耐久性にも優れた点火栓を提供することが
できる。

また，上記の被覆層７は、例えそれが長時間の点火栓使
用の後に前記脚部の表面から徐々に取り去られていった
としても、そのものはエンジンからの排気ガスと共に容
易に外部・＼放出されてしまい、エンジンの損傷の恐れ
もない。

また，本発明にかかる点火栓は前記のごときプレイグニ
ッションを生ずる恐れがない。

さらに上記被覆層７の形成は後述するごとく，水溶液の
状態で塗布し、焼付するのみで行なうことができ、簡単
である。

なお、上記の自己清浄性とは、エンジンの低温、短距離
運転によって前記脚部６１の表面に未燃焼カーボンが一
旦付着しても、次回の運転の際におけるエンジン室内の
温度上昇によって、点火栓温度が上昇し、付着カーボン
が自然に除去される、つまり点火栓自体による自己清浄
が行なかれることをいう。

しかして、この自己清浄は成可く低温で行なわれること
が要求され、好ましくは４００℃以下であることが要求
される。

本発明において、前記被覆層７を形成するための物質と
しては、前記のごとくアルカリ金属の水酸化物、硝酸塩
および炭酸塩のいずれか一種以上と、珪酸ナ｝ ＩＪウ
ム又は珪酸カリウムのいずれか一種以上との混合物であ
る。

ここに、アルカリ金属の水酸化物は、水酸化リ？ウム（
ＬｉＯＨ），＊酸化ナトリウム（ＮａＯＨ），水酸化カ
リウム（ＫＯＨ），水酸化ルビジウム（ＲｂＯＨ）およ
び水酸化セシウム（ＣｓＯＨ）を用Ｇ），アルカリ金属
の炭酸塩は炭酸リチウム（Ｌｉ２Ｃ０３）、炭酸ナトリ
ウム（Ｎａ２Ｃ０３）、炭酸カリウム（Ｋ２ＣＯ３）、
炭酸ルビジウム（Ｒｂ２Ｃ０３）および炭酸セシウム（
Ｃ Ｓ ２ Ｃ０ ３）を用い、アルカリ金属の硝酸
塩は硝酸リチウム（ ＬＩ ＮＯ３ ）、硝酸ナトリウ
ム（ Ｎ ａ Ｎ Ｏ ａ ）、硝酸カリウム（ＫＮ０
３）、硝酸ルビジウム（ＲｂＮＯ３）および硝酸セシウ
ム（ＣｓＮＯ３）を用いる。

また、珪酸ナトリウムは水ガラスを、珪酸カリウムはカ
リウム水ガラスを用いる。

ナトリウム水ガラスには、オルソ珪酸ナトリウム（２Ｎ
ａ２０−ＳｉＯ）、メタ珪酸ナトリウム（Ｎａ２０・Ｓ
ｉＯ）、セスキ珪酸ナトリウム（Ｎａ２０・２ＳｉＯ２
）などの珪酸ナトリウムとその結晶水とからなるものが
あり、またカリウム水ガラスには、同様にメタ珪酸カリ
ウム（Ｋ２０・ＳｉＯ２）、二珪酸カリウム（Ｋ２０・
２Ｓｉ０２）などの珪酸カリウムとその結晶水とからな
るものがある。

なお、通常はこれらの珪酸ナ｝ ＩＪウム、珪酸カリウ
ムは、上記の数種のものが混合された状態にある。

上記被覆層の形成は、上記被覆層形成用物質の水溶液を
上記絶縁体６の脚部６１の表面に塗布し、乾燥後、例え
ば１００ないし２００°Ｃにおいて０．５ないし２時間
程度加熱、焼付けることにより行なう。

上記の塗布は、上記脚部６１を被覆層形成用物質の水溶
液中に浸漬すること、或いはこの部分にハケ塗り或いは
スプレー塗布を施こすことにより行なう。

また、上記の水溶液の濃度は前記アルカリ金属の化合物
および珪酸ナトリウム又は珪酸カリウムがそれぞれエな
いし２０％（重量比、以下同じ）の範囲にあるものを用
いる。

なお、この中上記両者のものが５ないし１０係の場合が
被覆層の付着量、付着力の点より、より好ましい。

なお、本発明にかかる点火栓が、前記のごとき優れた自
己清浄性を発揮するのは、次のような理由によるものと
推察される。

即ち，前記脚部６１の表面への付着物はカーボンを主体
としたガソリンの未燃焼物である。

この付着物中の揮発分の一部は、エンジン始動時の比較
的低い温度（約１５０℃以下）で揮散する。

そして、上記付着物は残留揮発物と多量のカーボンブラ
ックとになる。

次に、脚部６１の温度が３００ないし４００゜Ｃに達す
ると、脚部６１上の前記被覆層７の物質がカーボンブラ
ックの細孔内に侵入し、カーボンブラックはその細孔が
拡げられ、遂には急速な崩壊へと導かれる。

崩壊したカーボンブラックの超微細片は、エンジン室内
の気流によってあおられ、脚部６１および被覆層７の表
面から飛散除去される。

除去された微細片のある物は燃焼され、またある物は排
気ガスによってエンジン室外・＼放出される。

しかして、エンジンの運転によって，再び未燃焼カーボ
ンが脚部６１上に付着した場合においても、次回のエン
ジン運転の際に、上記と同様にして被覆層７の存在によ
り付着物は除去される。

また、本発明における被覆層の物質はアルカリ金属化合
物と珪酸ナトリウム又は珪酸カリウムとの混合物よりな
るものであるから、実施例における比較データからも知
られるごとく、アルカリ金属化合物，珪酸ナトリウム、
又は珪酸カリウム単独の場合よりも優２１７た自己清浄
性を発揮すると共に、自己清浄性に関する優れた耐久性
を発揮する。

実施例 １ 被覆層７は形成されていない市販の点火栓を１５個準備
し、これらの前記絶縁体６の脚部６１の表面に、本発明
にかかる被覆層形成用物質の水溶液を，点火栓１個につ
き被覆層形成用物質一種の割合で塗布し、乾燥後、電気
炉内で１００℃、１時間の焼付けを行ない、前記脚部６
１の表面上に本発明にかかる被覆層を形成した点火栓を
製造した。

上記の塗布は脚部６１の部分を水溶液中に１回浸漬する
ことにより行なった。

また、塗布は脚部６１の先端の方から１０ｉｉｌ方まで
行なった。

なお、上記被覆層形成用物質としては、第２図に示すご
とく、アルカリ金属化合物の一種とカリウム水ガラスと
の混合物を用い、アルカリ金属化合物と珪酸カリウムと
がそれぞれ１係ずつ水溶液中に存在する水溶液を上記の
ごとく塗布した。

次に、上記点火栓を常法により自動車エンジンに取り付
け，点火栓の絶縁体６の脚部６１の部分が１５０°Ｃ以
下であるように、エンジン壁を冷却水により冷却しなが
ら、エンジンを作動させ、前記脚部６１の表面に多量の
カーボンを付着させた。

次いで，この点火栓をエンジンより取り外し、電気炉内
に入れて、付着物が除去される温度を測定した。

なお、上記のエンジン作動は空燃比５ないし６、回転数
１０００回／分、運転時間８分であった。

その結果を、各被覆層の物質ごとに第２図に示した。

同図において斜線で示す部分が除去可能温度である。

上記測定は、電気炉内の温度を上昇させながら行なった
ものであるから、斜線で示す部分の最低温度（例えば、
屋１では３５０℃）が、付着物の除去が可能となる最低
の温度である。

また，同図には、本発明にかかる被覆層を形成していな
いもの（ Ａ Ｃ １ ） ，即ち市販のままの点火栓
における同様の測定結果も併示した。

第２図より知られるごとく，本発明にかかる点火栓（Ａ
１〜１５）は、被覆層の形成されていない市販の点火栓
（ＡＣ１）に比して、１２５ないし２２５゜Ｃ低い温度
において、付着物の除去が可能であることが分る。

この中、ＫＯＨを用いた場合には約３００℃という低い
温度で除去可能という、優れた性能を発揮することが分
る。

また、全ての被覆層は４００℃以下において付着物を除
去できる能力を有することが分る。

実施例 ２ 被覆層形成用物質の水溶液として、アルカリ金属化合物
５係と珪酸ナトリウム（ナトリウム水ガラスを使用。

以下同じ）５％とを含む水溶液を準備し、これら各水溶
液一種類を実施例１と同様に点火栓の脚部６１に塗布し
，乾燥、焼付けを行ない、同様にカーボンを付着させ、
次いで付着物が除去される温度を測定した。

しかして、かかる除去温度を測定した後、再びその点火
栓に同様にしてカーボンを付着させ、その後除去温度を
測定するという操作を５回繰り返した。

各回のカーボン付着操作に当っては、その前の回に付着
させたカーボンが除去されていることを確認した。

各回におけるカーボン付着物の除去最低温度を各被覆層
用物質ごとに第１表に示した。

ここに付着物除去最低温度とは、付着物を除去しうる最
低の温度を言い、例えば実施例１に示したｊｌ６．１に
おいては８５０℃がこれに相肖する。

なお，第１表には比較のために、珪酸ナトリウム、ＫＯ
Ｈ，Ｋ２ＣＯ３又はＫＮＯ３のみを５％含む水溶液を用
いて前記と同様にして点火栓を作製し，同様にして測定
した結果を示した（ＡＣ２〜Ｃ５）。

第１表より知られるごとく、本発明にかかる点火栓（屋
１６〜２２）は５回の繰り返し付着，除去操作に対して
も、その除去最低温度は３５０℃又は４００゜Ｃであり
，自己清浄性に優れていると共にその耐久性において優
れていることが分る。

これに対し、珪酸ナトリウム、ＫＯＨ，Ｋ２ＣＯ３又は
ＫＮＯ３のみの被覆層を有する点火栓は，第１回目にお
いても本発明にかかる点火栓に比して付着物除去最低温
度が高く、また第５回目においても同様に更に高い温度
を示し、本発明にかかる点火栓が優れたものであること
が分る（ＡＣ２と煮１６〜２ ２ ，１１６． Ｃ ３
と況１６、ＡＣ ４ とＡ１７、ＡＣ５ とＡ１
８とを比較する）。

実施例 ３ 被覆層形成用物質の水溶液として，アルカリ金属化合物
２０％と珪酸ナトリウム２０係とを含む水溶液を準備し
，他は実施例２と同様にして被覆層を形成した点火栓を
作製し、付着物除去最低温度の測定を、同様に５回繰り
返し行なった。

各回における付着物除去最低温度を，第２表に第１表と
同様にして示した。

なお、同表には珪酸ナトリウムのみを２０係含有する水
溶液を用いて作製した点火栓についての測定結果も示し
た（ １１６．Ｃ ６）。

第２表より知らわ７るごとく、本発明にかかる点火栓は
優れた自己清浄性とその耐久性を有していることが分る
。

実施例 ４ 被覆層形成用物質の水溶液として，アルカリ金属化合物
５係と珪酸カリウム（カリウム水ガラスを使用）５係と
を含む水溶液を準備し、他は実施例２と同様にして被覆
層を形成した点火栓を作製し、付着物除去最低温度の測
定を、同様に繰り返し行なった。

その結果を、第８表に第１表と同様にして示した。

また、アルカリ金属化合物２０％と珪酸カリウム２０％
とを含む水溶液を用いて上記と同様に点火栓を作製し、
同様の測定を行なった。

かの結果を、第４表に示した。

主 第３，４表より知られるごとく、本発明にかかる点火栓
は優彊た自己清浄性とその耐久性を有していることが分
る。

また、上記実施例とは別に、本発明にかかる点火栓をエ
ンジンに装着して、実際の場合と同様に低速、短距離運
転を繰り返し行なったが，いずれの被覆層の点火栓もく
すぶりを生ぜず、優れた点火栓であることを示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は点火栓の要部断面図、第２図は実施例１におけ
る測定結果を示す図である。 １・・・・・・点火栓、２・・・・・・ハウジング、６
・・・・・・絶縁体、６１・・・・・・脚部、７・・・
・・・被覆層。 １６６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中心電極を保持した絶縁体と、この絶縁体の外周に
   配置され接地電極を有するハウジングとを有してなる内
   燃機関用点火栓において、上記絶縁体のうち内燃機関の
   燃焼ガスに露らされる脚部の表面に、アルカリ金属の水
   酸化物、硝酸塩および炭酸塩のいずれか一種以上と、珪
   酸ナトＩＪウム又は珪酸カリウムのいずれか一種以上と
   の混合物からなる被覆層を形成してなることを特徴とす
   る点火栓。