JP2003282218A - スパークプラグ - Google Patents
スパークプラグInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
- H01T13/00—Sparking plugs
- H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
- H01T13/36—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by the joint between insulation and body, e.g. using cement
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- Spark Plugs (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた気密性と碍子保持強度を長時間維持で
きる充填部を備えた長寿命のスパークプラグを提供する
こと。 【解決手段】 中心電極２を設けた絶縁碍子４と筒状の
ハウジング５と，両者の間の環状部６と気密性向上用の
充填部８を形成するための粉末充填材８０とを有し，環
状部６の外周に多角形状のプラグ取付部５１を有し，か
しめ用のスリーブ５２を有する。粉末充填材８０は充填
前粒径が１００〜１０００μｍである粒子が全体重量の
８０重量％以上を占めている。または，上記粉末充填材
８０は充填補助材を添加してある。または，上記粉末充
填材８０は，有機成分の含有量が０．２重量％未満であ
る。
きる充填部を備えた長寿命のスパークプラグを提供する
こと。 【解決手段】 中心電極２を設けた絶縁碍子４と筒状の
ハウジング５と，両者の間の環状部６と気密性向上用の
充填部８を形成するための粉末充填材８０とを有し，環
状部６の外周に多角形状のプラグ取付部５１を有し，か
しめ用のスリーブ５２を有する。粉末充填材８０は充填
前粒径が１００〜１０００μｍである粒子が全体重量の
８０重量％以上を占めている。または，上記粉末充填材
８０は充填補助材を添加してある。または，上記粉末充
填材８０は，有機成分の含有量が０．２重量％未満であ
る。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明は，自動車，コージェネレーショ
ン，ガス圧送用ポンプ等に使用する内燃機関用のスパー
クプラグに関する。
ン，ガス圧送用ポンプ等に使用する内燃機関用のスパー
クプラグに関する。
【０００２】
【従来技術】従来，自動車，コージェネレーションなど
の内燃機関に用いるスパークプラグには，使用環境が厳
しいため高温下においての高い気密性及び過酷な振動に
耐えうる強度が要求されている。上記スパークプラグに
は，例えば実開昭６４−２３８４号公報に示された構造
が提案され，後述する図１に示すごとく，ハウジング５
と絶縁碍子４との間に環状部６を設け，該環状部６に気
密性向上用の粉末充填材を充填して充填部８を設けると
ともに，ハウジング５のスリーブ５２をかしめた構造を
有する。
の内燃機関に用いるスパークプラグには，使用環境が厳
しいため高温下においての高い気密性及び過酷な振動に
耐えうる強度が要求されている。上記スパークプラグに
は，例えば実開昭６４−２３８４号公報に示された構造
が提案され，後述する図１に示すごとく，ハウジング５
と絶縁碍子４との間に環状部６を設け，該環状部６に気
密性向上用の粉末充填材を充填して充填部８を設けると
ともに，ハウジング５のスリーブ５２をかしめた構造を
有する。
【０００３】上記スパークプラグ１においては，上記ハ
ウジング５と絶縁碍子４との間の熱膨張差を粉末充填材
を充填した充填部８によってカバーして，両者の間の気
密性を保ち，絶縁碍子４を保持してきた。そして，上記
粉末充填材として，従来は原料粉末にバインダー水溶液
を添加し，混合整粒することで製造した造粒粉末を用い
ることが多かった（例えば，５０μｍ以下の原料粉末を
１００μｍ以上の大きさの造粒粉末とするなど）。
ウジング５と絶縁碍子４との間の熱膨張差を粉末充填材
を充填した充填部８によってカバーして，両者の間の気
密性を保ち，絶縁碍子４を保持してきた。そして，上記
粉末充填材として，従来は原料粉末にバインダー水溶液
を添加し，混合整粒することで製造した造粒粉末を用い
ることが多かった（例えば，５０μｍ以下の原料粉末を
１００μｍ以上の大きさの造粒粉末とするなど）。
【０００４】
【特許文献１】実開昭６４−２３８４号公報
【０００５】
【解決しようとする課題】しかしながら，高温・振動大
の環境下で上記充填部を備えたスパークプラグを長時間
使用すると，粉末充填材の気密性・強度が経時的に低下
し，スパークプラグとしての機能を維持できなくなるこ
とがあった。すなわち，従来は粉末充填材として，原料
粉末をバインダー等の有機成分と混合して造粒した造粒
粉末を用いているが，該造粒粉末は後述する図１３
（ａ）に示すごとく，造粒時に空気を巻き込んでおり，
全体的にポーラスである。ポーラスな粉末充填材を加圧
して充填しても，図１３（ｂ）に示すように，隙間の多
い充填部となりやすく，従って気密性が低くなりがちで
ある。また，機械的強度も弱くなりやすい。また，造粒
する際にバインダー等の有機成分を原料粉末に添加す
る。有機成分を含む造粒粉末からなる粉末充填材を用い
た場合，高温環境下で長時間使用することにより粉末充
填材内の有機成分が抜けて，粉末充填材の気孔率が大き
くなる。従って，充填部の気密性が経時的に低下した
り，機械的強度が経時的に弱くなることがある。
の環境下で上記充填部を備えたスパークプラグを長時間
使用すると，粉末充填材の気密性・強度が経時的に低下
し，スパークプラグとしての機能を維持できなくなるこ
とがあった。すなわち，従来は粉末充填材として，原料
粉末をバインダー等の有機成分と混合して造粒した造粒
粉末を用いているが，該造粒粉末は後述する図１３
（ａ）に示すごとく，造粒時に空気を巻き込んでおり，
全体的にポーラスである。ポーラスな粉末充填材を加圧
して充填しても，図１３（ｂ）に示すように，隙間の多
い充填部となりやすく，従って気密性が低くなりがちで
ある。また，機械的強度も弱くなりやすい。また，造粒
する際にバインダー等の有機成分を原料粉末に添加す
る。有機成分を含む造粒粉末からなる粉末充填材を用い
た場合，高温環境下で長時間使用することにより粉末充
填材内の有機成分が抜けて，粉末充填材の気孔率が大き
くなる。従って，充填部の気密性が経時的に低下した
り，機械的強度が経時的に弱くなることがある。
【０００６】また，密度が低い上述したような粉末充填
材よりなる充填部は碍子保持強度が低いため，スパーク
プラグをエンジンに装着する時にプラグレンチ等で絶縁
碍子の頭部をこじって碍子割れに至る場合もあった。
材よりなる充填部は碍子保持強度が低いため，スパーク
プラグをエンジンに装着する時にプラグレンチ等で絶縁
碍子の頭部をこじって碍子割れに至る場合もあった。
【０００７】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，優れた気密性と碍子保持強度を長時間維
持できる充填部を備えた長寿命のスパークプラグを提供
しようとするものである。
されたもので，優れた気密性と碍子保持強度を長時間維
持できる充填部を備えた長寿命のスパークプラグを提供
しようとするものである。
【０００８】
【課題の解決手段】第１の発明は，内部に中心電極を設
けた絶縁碍子と，該絶縁碍子の外周に配設した筒状のハ
ウジングと，上記絶縁碍子とハウジングとの間に設けた
環状部と，該環状部内に充填して気密性向上用の充填部
を形成するための粉末充填材とを有し，また上記ハウジ
ングにおける上記環状部の外周には，プラグ装着時に回
動するための多角形状のプラグ取付部を有し，かつ該プ
ラグ取付部は一端にかしめ用のスリーブを有し，該スリ
ーブは上記粉末充填材を閉止するように内側方向にかし
めてなる内燃機関用スパークプラグにおいて，上記粉末
充填材は充填前粒径が１００〜１０００μｍである粒子
が全体重量の８０重量％以上を占めていることを特徴と
する内燃機関用スパークプラグにある（請求項１）。
けた絶縁碍子と，該絶縁碍子の外周に配設した筒状のハ
ウジングと，上記絶縁碍子とハウジングとの間に設けた
環状部と，該環状部内に充填して気密性向上用の充填部
を形成するための粉末充填材とを有し，また上記ハウジ
ングにおける上記環状部の外周には，プラグ装着時に回
動するための多角形状のプラグ取付部を有し，かつ該プ
ラグ取付部は一端にかしめ用のスリーブを有し，該スリ
ーブは上記粉末充填材を閉止するように内側方向にかし
めてなる内燃機関用スパークプラグにおいて，上記粉末
充填材は充填前粒径が１００〜１０００μｍである粒子
が全体重量の８０重量％以上を占めていることを特徴と
する内燃機関用スパークプラグにある（請求項１）。
【０００９】第１の発明におけるスパークプラグでは，
充填前粒径が１００〜１０００μｍである比較的大径な
粒子からなる粉末充填材によって絶縁碍子とハウジング
との間に充填部を形成する。大径な粒子よりなる粉末充
填材は内部に空気があまり含まれてないため，充填時は
単なる加圧のみで容易に比重を高めることができる。よ
って，緻密で比重の高い充填部を容易に得ることがで
き，高い気密性を備えた充填部が得られる。さらに，繊
密化され，高密度となることで機械的強度も向上し，外
力に対して高い強度を維持できるため，充填部の碍子保
持強度が向上する。
充填前粒径が１００〜１０００μｍである比較的大径な
粒子からなる粉末充填材によって絶縁碍子とハウジング
との間に充填部を形成する。大径な粒子よりなる粉末充
填材は内部に空気があまり含まれてないため，充填時は
単なる加圧のみで容易に比重を高めることができる。よ
って，緻密で比重の高い充填部を容易に得ることがで
き，高い気密性を備えた充填部が得られる。さらに，繊
密化され，高密度となることで機械的強度も向上し，外
力に対して高い強度を維持できるため，充填部の碍子保
持強度が向上する。
【００１０】細粒（例えば５０μｍ以下）の粒子はその
ままの状態では凝集しやすく，流動性が悪いため，バイ
ンダ等を加えて造粒せねば扱いにくい。しかし，第１の
発明にかかる粉末充填材は大径な粒子よりなるため，従
来使われていた造粒した粉末充填材のように細粒を造粒
する必要がなくなり，造粒において粒子同士を接着する
バインダ等の有機成分を使用することなく流動性を確保
することが可能となる。そのため，従来の造粒した粉末
充填材のように高温時にバインダ等が飛散することがな
く，スパークプラグを高温環境で長期間使用した場合で
も，充填部が初期の繊密化された高密度の状態を長期間
維持できる。
ままの状態では凝集しやすく，流動性が悪いため，バイ
ンダ等を加えて造粒せねば扱いにくい。しかし，第１の
発明にかかる粉末充填材は大径な粒子よりなるため，従
来使われていた造粒した粉末充填材のように細粒を造粒
する必要がなくなり，造粒において粒子同士を接着する
バインダ等の有機成分を使用することなく流動性を確保
することが可能となる。そのため，従来の造粒した粉末
充填材のように高温時にバインダ等が飛散することがな
く，スパークプラグを高温環境で長期間使用した場合で
も，充填部が初期の繊密化された高密度の状態を長期間
維持できる。
【００１１】第２の発明は，内部に中心電極を設けた絶
縁碍子と，該絶縁碍子の外周に配設した筒状のハウジン
グと，上記絶縁碍子とハウジングとの間に設けた環状部
と，該環状部内に充填して気密性向上用の充填部を形成
するための粉末充填材とを有し，また上記ハウジングに
おける上記環状部の外周には，プラグ装着時に回動する
ための多角形状のプラグ取付部を有し，かつ該プラグ取
付部は一端にかしめ用のスリーブを有し，該スリーブは
上記粉末充填材を閉止するように内側方向にかしめてな
る内燃機関用スパークプラグにおいて，上記粉末充填材
には充填補助材を添加してあることを特徴とする内燃機
関用スパークプラグにある（請求項８）。
縁碍子と，該絶縁碍子の外周に配設した筒状のハウジン
グと，上記絶縁碍子とハウジングとの間に設けた環状部
と，該環状部内に充填して気密性向上用の充填部を形成
するための粉末充填材とを有し，また上記ハウジングに
おける上記環状部の外周には，プラグ装着時に回動する
ための多角形状のプラグ取付部を有し，かつ該プラグ取
付部は一端にかしめ用のスリーブを有し，該スリーブは
上記粉末充填材を閉止するように内側方向にかしめてな
る内燃機関用スパークプラグにおいて，上記粉末充填材
には充填補助材を添加してあることを特徴とする内燃機
関用スパークプラグにある（請求項８）。
【００１２】第２の発明におけるスパークプラグは，充
填部を構成する粉末充填材に対し充填補助材が添加され
ている。このため，粉末充填材を構成する粒子間を充填
補助材が埋めて，より一層の高密度の充填部を形成し
て，該充填部における高い気密性を確保することができ
る。さらに，粉末充填材に充填補助材を添加すること
で，加圧成形時の粒子の充填強度が高くなる。そのた
め，従来材に比べて外力に対し高い強度を維持できる。
よって，充填部の碍子保持強度が向上する。
填部を構成する粉末充填材に対し充填補助材が添加され
ている。このため，粉末充填材を構成する粒子間を充填
補助材が埋めて，より一層の高密度の充填部を形成し
て，該充填部における高い気密性を確保することができ
る。さらに，粉末充填材に充填補助材を添加すること
で，加圧成形時の粒子の充填強度が高くなる。そのた
め，従来材に比べて外力に対し高い強度を維持できる。
よって，充填部の碍子保持強度が向上する。
【００１３】以上，第１，第２の発明によれば，優れた
気密性と碍子保持強度を長時間維持できる充填部を備え
た長寿命のスパークプラグを提供することができる。
気密性と碍子保持強度を長時間維持できる充填部を備え
た長寿命のスパークプラグを提供することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】第１の発明において，範囲内の粒
径を持つ粒子が粉末充填材全体の８０％未満である場合
は，充填部の密度を高くすることが困難となり，充填部
の高い気密性確保が難しくなるおそれがある。また，も
っとも好ましい粉末充填材はすべての粒子の粒径が上記
範囲内に存在することである。
径を持つ粒子が粉末充填材全体の８０％未満である場合
は，充填部の密度を高くすることが困難となり，充填部
の高い気密性確保が難しくなるおそれがある。また，も
っとも好ましい粉末充填材はすべての粒子の粒径が上記
範囲内に存在することである。
【００１５】また，上記粉末充填材に含まれる粒径１０
０μｍ未満である粒子が多い場合は，粉末充填材の成形
性が低下し，気密性の低い充填部となるおそれがある。
また，粒径１０００μｍ超えの粒子が多い場合は，環状
部に粉末充填材を充填した際の粒子流動性が悪く，加圧
前に粒子間に隙間が多くなって，加圧後に密度が上がら
なくなるおそれがある。
０μｍ未満である粒子が多い場合は，粉末充填材の成形
性が低下し，気密性の低い充填部となるおそれがある。
また，粒径１０００μｍ超えの粒子が多い場合は，環状
部に粉末充填材を充填した際の粒子流動性が悪く，加圧
前に粒子間に隙間が多くなって，加圧後に密度が上がら
なくなるおそれがある。
【００１６】また，第１及び第２の発明において，使用
可能な粉末充填材の材質は特に問わないが，例えば，タ
ルク，窒化硼素等を用いることができる。
可能な粉末充填材の材質は特に問わないが，例えば，タ
ルク，窒化硼素等を用いることができる。
【００１７】さらに，上記問題点を鑑みると，上記粉末
充填材は充填前粒径が２１０〜７１０μｍである粒子が
全体重量の８０重量％以上を占めていることが一層好ま
しい（請求項２）。
充填材は充填前粒径が２１０〜７１０μｍである粒子が
全体重量の８０重量％以上を占めていることが一層好ま
しい（請求項２）。
【００１８】また，上記粉末充填材は，有機成分の含有
量が０．２重量％未満であることが好ましい（請求項
３）。有機成分を含んだ粉末充填材を用いた場合，時間
の経過とともに粉末充填材内の有機成分が抜けて，粉末
充填材の気孔率が大きくなるが，有機成分の含有量が
０．２重量％（内重量％）である粉末充填材を用いるこ
とで有機成分揮発後の空隙発生を減らすことができる。
従って，充填部の気密性が経時的に劣化したり，機械的
強度が経時的に弱くなることを防止できる。
量が０．２重量％未満であることが好ましい（請求項
３）。有機成分を含んだ粉末充填材を用いた場合，時間
の経過とともに粉末充填材内の有機成分が抜けて，粉末
充填材の気孔率が大きくなるが，有機成分の含有量が
０．２重量％（内重量％）である粉末充填材を用いるこ
とで有機成分揮発後の空隙発生を減らすことができる。
従って，充填部の気密性が経時的に劣化したり，機械的
強度が経時的に弱くなることを防止できる。
【００１９】有機成分の含有量は粉末充填材が造粒粉末
である場合は大きくなる（一般に０．３〜０．８重量％
程度となることが多い）。有機成分含有量が０．２重量
％未満である粉末充填材は，未造粒の一次粒子からなる
粉末充填材と考えることができる。仮に有機成分含有量
が０．２重量％以上である粉末充填材から充填部を作製
した場合，充填部から有機成分が揮発して空隙を形成し
やすくなり，充填部の気密性が経時的に劣化したり，機
械的強度が経時的に弱くなるおそれがある。また，もっ
とも好ましいのは有機成分を含有しない粉末充填材であ
る。
である場合は大きくなる（一般に０．３〜０．８重量％
程度となることが多い）。有機成分含有量が０．２重量
％未満である粉末充填材は，未造粒の一次粒子からなる
粉末充填材と考えることができる。仮に有機成分含有量
が０．２重量％以上である粉末充填材から充填部を作製
した場合，充填部から有機成分が揮発して空隙を形成し
やすくなり，充填部の気密性が経時的に劣化したり，機
械的強度が経時的に弱くなるおそれがある。また，もっ
とも好ましいのは有機成分を含有しない粉末充填材であ
る。
【００２０】上記粉末充填材は，気孔率２％以下の粒子
よりなることが好ましい（請求項４）。緻密な粒子を用
いることで，充填して加圧して容易に高い密度を持った
緻密な充填部を得ることができる。気孔率が２％より大
きい粒子は内部気孔を多く含んでいるため，加圧しても
充填部の比重が容易に向上せず，緻密で気密性の高い充
填部を得ることが困難となるおそれがある。また，気孔
率は小さければ小さいほど好ましい。
よりなることが好ましい（請求項４）。緻密な粒子を用
いることで，充填して加圧して容易に高い密度を持った
緻密な充填部を得ることができる。気孔率が２％より大
きい粒子は内部気孔を多く含んでいるため，加圧しても
充填部の比重が容易に向上せず，緻密で気密性の高い充
填部を得ることが困難となるおそれがある。また，気孔
率は小さければ小さいほど好ましい。
【００２１】また，上記充填部は気孔率が６％以下であ
ることが好ましい（請求項５）。粉末充填材の粒径を上
述したような範囲とすれば，加圧後に繊密化されるが，
特に充填部の気孔率を６％以下とすることで，充填部の
気密性，強度が共に良好になる。加圧条件を変更した
り，加圧条件がばらついた場合でも充填部の気孔率を測
定し，６％以下になっていれば充填部の高い気密性や高
い機械的強度といった効果を得ることができる。
ることが好ましい（請求項５）。粉末充填材の粒径を上
述したような範囲とすれば，加圧後に繊密化されるが，
特に充填部の気孔率を６％以下とすることで，充填部の
気密性，強度が共に良好になる。加圧条件を変更した
り，加圧条件がばらついた場合でも充填部の気孔率を測
定し，６％以下になっていれば充填部の高い気密性や高
い機械的強度といった効果を得ることができる。
【００２２】そして，従来知られた比較的小さい径の粉
末充填材，特に造粒粉末よりなる粉末充填材を用いた場
合では，加圧力を上げても上記気孔率を持つ充填部を得
ることは難しい。本発明にかかる比較的大きな径の粉末
充填材を用いた場合，特に造粒粉末ではない粒子よりな
る粉末充填材を用いることで，加圧条件を特別管理しな
くても上記密度を持つ充填部を容易に作製できる。好ま
しくは上記気孔率が２％以下になっていれば，気密性，
強度ともより優れた充填部を得ることができる（請求項
６）。
末充填材，特に造粒粉末よりなる粉末充填材を用いた場
合では，加圧力を上げても上記気孔率を持つ充填部を得
ることは難しい。本発明にかかる比較的大きな径の粉末
充填材を用いた場合，特に造粒粉末ではない粒子よりな
る粉末充填材を用いることで，加圧条件を特別管理しな
くても上記密度を持つ充填部を容易に作製できる。好ま
しくは上記気孔率が２％以下になっていれば，気密性，
強度ともより優れた充填部を得ることができる（請求項
６）。
【００２３】上記粉末充填材は環状部に充填可能なバル
ク体に粉末成形した後に上記環状部に充填することが好
ましい（請求項７）。予めバルク体に成形した後，該バ
ルク体を環状部に充填する操作は容易であり，バルク体
の成形工程が増大する分を考慮しても充填操作の手間が
軽減される分，生産性が高くなる。また，バルク体があ
る程度の高い強度を有していれば環状部への充填をロボ
ットなどで自動化することも可能となる。
ク体に粉末成形した後に上記環状部に充填することが好
ましい（請求項７）。予めバルク体に成形した後，該バ
ルク体を環状部に充填する操作は容易であり，バルク体
の成形工程が増大する分を考慮しても充填操作の手間が
軽減される分，生産性が高くなる。また，バルク体があ
る程度の高い強度を有していれば環状部への充填をロボ
ットなどで自動化することも可能となる。
【００２４】更に，一般に絶縁碍子は焼成したセラミッ
クよりなり面粗度がよくない（例えばＲｚ＝２０μ
ｍ）。よって，粉末流動性が阻害されやすく，緻密な充
填部作製の妨げとなることがあった。予めバルク体に成
形した後に充填する際は碍子表面の粉末流動性にかかわ
らず所定の充填結果を得ることができる。また，バルク
体に成形する際は金型などで行うため，一定の充填量や
充填密度，寸法を確保することが容易である。
クよりなり面粗度がよくない（例えばＲｚ＝２０μ
ｍ）。よって，粉末流動性が阻害されやすく，緻密な充
填部作製の妨げとなることがあった。予めバルク体に成
形した後に充填する際は碍子表面の粉末流動性にかかわ
らず所定の充填結果を得ることができる。また，バルク
体に成形する際は金型などで行うため，一定の充填量や
充填密度，寸法を確保することが容易である。
【００２５】また，第２の発明において，上記充填補助
材は結晶水または結合水のいずれかを持つ物質よりなる
ことが好ましい（請求項９）。これにより，粉末充填材
の粒子間に結晶水または結合水由来の水分が入り込み，
粉末充填材が移動しやすくなる。よって加圧すること
で，粉末充填材がより密に詰まることができる。また，
結晶水は液体成分であるため加圧後の粉末充填材の強度
も高くなり，碍子保持強度が高くなる。
材は結晶水または結合水のいずれかを持つ物質よりなる
ことが好ましい（請求項９）。これにより，粉末充填材
の粒子間に結晶水または結合水由来の水分が入り込み，
粉末充填材が移動しやすくなる。よって加圧すること
で，粉末充填材がより密に詰まることができる。また，
結晶水は液体成分であるため加圧後の粉末充填材の強度
も高くなり，碍子保持強度が高くなる。
【００２６】また，上記充填補助材は第１リン酸アルミ
ニウム（Ａｌ2Ｏ3・３Ｐ2Ｏ5・６Ｈ 2Ｏ），珪酸ソーダ
水溶液，珪酸カリウム水溶液のいずれか１種以上を用い
ることが好ましい（請求項１０）。これにより，粉末充
填材の粒子間に結晶水または結合水由来の水分が入り込
み，粉末充填材が移動しやすくなる。よって加圧するこ
とで，粉末充填材がより密に詰まることができる。ま
た，結晶水は液体成分であるため加圧後の粉末充填材の
強度も高くなり，碍子保持強度が高くなる。
ニウム（Ａｌ2Ｏ3・３Ｐ2Ｏ5・６Ｈ 2Ｏ），珪酸ソーダ
水溶液，珪酸カリウム水溶液のいずれか１種以上を用い
ることが好ましい（請求項１０）。これにより，粉末充
填材の粒子間に結晶水または結合水由来の水分が入り込
み，粉末充填材が移動しやすくなる。よって加圧するこ
とで，粉末充填材がより密に詰まることができる。ま
た，結晶水は液体成分であるため加圧後の粉末充填材の
強度も高くなり，碍子保持強度が高くなる。
【００２７】また，上記粉末充填材１００重量部に対す
る充填補助材の添加量は０．１〜５重量部であることが
好ましい（請求項１１）。これにより，高密度で気孔率
の低い緻密な充填部を得ることができる。充填補助材の
量が０．１重量部未満の場合は，粉末充填材の隙間を充
分に埋めるだけの量に達しないため，高密度の充填部が
得がたくなる恐れがある。一方，５重量部を越えた場合
は，含水量が多くなり高温時に水分が揮発し結果的に気
密性が劣化する。更には，水分が揮発した結果として充
填材の気孔率が高くなり強度自体も低下してくる恐れが
ある。
る充填補助材の添加量は０．１〜５重量部であることが
好ましい（請求項１１）。これにより，高密度で気孔率
の低い緻密な充填部を得ることができる。充填補助材の
量が０．１重量部未満の場合は，粉末充填材の隙間を充
分に埋めるだけの量に達しないため，高密度の充填部が
得がたくなる恐れがある。一方，５重量部を越えた場合
は，含水量が多くなり高温時に水分が揮発し結果的に気
密性が劣化する。更には，水分が揮発した結果として充
填材の気孔率が高くなり強度自体も低下してくる恐れが
ある。
【００２８】また，上記充填補助材を含む粉末充填材か
らなる充填部の気孔率は６％以下であることが好ましい
（請求項１２）。これにより，充填部の気密性，強度が
共に高くなる。さらに，上記充填補助材を含む粉末充填
材からなる充填部の気孔率が２％以下になっていれば，
気密性，強度が共に，より高くなるのは，明らかである
（請求項１３）。
らなる充填部の気孔率は６％以下であることが好ましい
（請求項１２）。これにより，充填部の気密性，強度が
共に高くなる。さらに，上記充填補助材を含む粉末充填
材からなる充填部の気孔率が２％以下になっていれば，
気密性，強度が共に，より高くなるのは，明らかである
（請求項１３）。
【００２９】
【実施例】以下に，図面を用いて本発明の実施例につい
て説明する。 （実施例１）本発明の実施例にかかるスパークプラグに
つき，図１〜図３を用いて説明する。本例のスパークプ
ラグ１は，図１に示すごとく内部に中心電極２を設けた
絶縁碍子４と，該絶縁碍子４の外周に配設した筒状のハ
ウジング５と，上記絶縁碍子４とハウジング５との間に
設けた環状部６と，該環状部６内に充填して気密性向上
用の充填部８を形成するための粉末充填材８０とを有す
る。
て説明する。 （実施例１）本発明の実施例にかかるスパークプラグに
つき，図１〜図３を用いて説明する。本例のスパークプ
ラグ１は，図１に示すごとく内部に中心電極２を設けた
絶縁碍子４と，該絶縁碍子４の外周に配設した筒状のハ
ウジング５と，上記絶縁碍子４とハウジング５との間に
設けた環状部６と，該環状部６内に充填して気密性向上
用の充填部８を形成するための粉末充填材８０とを有す
る。
【００３０】また，上記ハウジング５における上記環状
部６の外周には，スパークプラグ１装着時に回動するた
めの多角形状のスパークプラグ１の取り付け部５１を有
し，かつ該取り付け部５１にはその一端にかしめ用のス
リーブ５２を有する。そして該スリーブ５２は上記充填
部８を閉止するように内側にかしめてある。また，図２
に示すごとく，充填部８の長さＡは４ｍｍである。
部６の外周には，スパークプラグ１装着時に回動するた
めの多角形状のスパークプラグ１の取り付け部５１を有
し，かつ該取り付け部５１にはその一端にかしめ用のス
リーブ５２を有する。そして該スリーブ５２は上記充填
部８を閉止するように内側にかしめてある。また，図２
に示すごとく，充填部８の長さＡは４ｍｍである。
【００３１】上記スパークプラグ１を製造するにあたっ
ては，上記ハウジング５と絶縁碍子４とを組み合わせた
後に上記充填部８を形成するとともに，上記スリーブ５
２をかしめる。具体的には，図３に示すごとく，まず，
シール性を高めるために，環状部６の上下に炭素鋼より
なるリング８２を配設し，該リング８２間に粉末充填材
８０を充分に充填する。
ては，上記ハウジング５と絶縁碍子４とを組み合わせた
後に上記充填部８を形成するとともに，上記スリーブ５
２をかしめる。具体的には，図３に示すごとく，まず，
シール性を高めるために，環状部６の上下に炭素鋼より
なるリング８２を配設し，該リング８２間に粉末充填材
８０を充分に充填する。
【００３２】この時，粉末充填材８０の充填性を高める
ため，充填時に予備加圧してもよい。また，あらかじめ
粉末充填材８０をリング形状に加圧成形して作製したバ
ルク体を環状部内のリング８２間に充填し，充填部８を
作製することもできる（後述する実施例７参照）。この
粉末充填材８０は，充填前粒径が２１０〜７１０μｍで
ある粒子が全体重量の８０重量％以上を占めたタルク粉
末よりなる。
ため，充填時に予備加圧してもよい。また，あらかじめ
粉末充填材８０をリング形状に加圧成形して作製したバ
ルク体を環状部内のリング８２間に充填し，充填部８を
作製することもできる（後述する実施例７参照）。この
粉末充填材８０は，充填前粒径が２１０〜７１０μｍで
ある粒子が全体重量の８０重量％以上を占めたタルク粉
末よりなる。
【００３３】ついで，図３に示すごとく，一対の第１か
しめ治具７１および第２かしめ治具７２を用いて，ハウ
ジング５のスリーブ５２及び下方突起面５３を強く挟持
することにより，スリーブ５２をかしめる。これにより
環状部６には，リング８２および粉末充填材８０が圧縮
されて充填部８が形成される。なお，図１に示すごと
く，ハウジング５には内燃機関の係合穴に螺合される螺
子部５５を設けてあり，その上方には，ガスケット５８
が配設されている。
しめ治具７１および第２かしめ治具７２を用いて，ハウ
ジング５のスリーブ５２及び下方突起面５３を強く挟持
することにより，スリーブ５２をかしめる。これにより
環状部６には，リング８２および粉末充填材８０が圧縮
されて充填部８が形成される。なお，図１に示すごと
く，ハウジング５には内燃機関の係合穴に螺合される螺
子部５５を設けてあり，その上方には，ガスケット５８
が配設されている。
【００３４】次に，本例の作用効果について説明する。
本例のスパークプラグ１は，上述した特定範囲内にある
比較的大径な粒子からなる粉末充填材８０によって絶縁
碍子４とハウジング５との間に充填部８を形成する。大
径な粒子よりなる粉末充填材８０は内部に空気があまり
含まれてないため，充填時は単なる加圧のみで容易に比
重を高めることができる。よって，緻密で比重の高い充
填部８を，図３に示すような治具７１，７２を用いた加
圧で容易に得ることができる。また，この充填部８は高
い気密性を持つ。さらに，充填部８が繊密化され，高密
度となることで充填部８の強度も向上し，外力に対して
高い強度を維持できるため碍子保持強度が向上する。
本例のスパークプラグ１は，上述した特定範囲内にある
比較的大径な粒子からなる粉末充填材８０によって絶縁
碍子４とハウジング５との間に充填部８を形成する。大
径な粒子よりなる粉末充填材８０は内部に空気があまり
含まれてないため，充填時は単なる加圧のみで容易に比
重を高めることができる。よって，緻密で比重の高い充
填部８を，図３に示すような治具７１，７２を用いた加
圧で容易に得ることができる。また，この充填部８は高
い気密性を持つ。さらに，充填部８が繊密化され，高密
度となることで充填部８の強度も向上し，外力に対して
高い強度を維持できるため碍子保持強度が向上する。
【００３５】また，本例の粉末充填材８０は大径な粒子
よりなるため，従来使われていた粉末充填材のように細
粒を造粒して使用する必要がなくなり，粒子同士を接着
するバインダ成分が不要となる。そのため，従来の粉末
充填材のように高温時にバインダが飛散することなく，
スパークプラグを高温環境で長期使用した場合でも，充
填部が初期の繊密化されたままの状態を長時間維持でき
る。
よりなるため，従来使われていた粉末充填材のように細
粒を造粒して使用する必要がなくなり，粒子同士を接着
するバインダ成分が不要となる。そのため，従来の粉末
充填材のように高温時にバインダが飛散することなく，
スパークプラグを高温環境で長期使用した場合でも，充
填部が初期の繊密化されたままの状態を長時間維持でき
る。
【００３６】以上，本例によれば，優れた気密性と碍子
保持強度を長時間維持できる充填部を備えた長寿命のス
パークプラグを提供することができる。
保持強度を長時間維持できる充填部を備えた長寿命のス
パークプラグを提供することができる。
【００３７】（実施例２）本例は，図４に示すような粒
径分布を持つ粉末充填材の図５〜図９に示すごとき各種
特性について測定や試験した結果について説明する。な
お，本例の粉末充填材はいずれもタルクよりなる。
径分布を持つ粉末充填材の図５〜図９に示すごとき各種
特性について測定や試験した結果について説明する。な
お，本例の粉末充填材はいずれもタルクよりなる。
【００３８】まず，本例における粉末充填材の粒径分布
を図４に示す。同図において，凡例のもっとも上にある
２〜２０とは，粒径の範囲が２μｍ〜２０μｍの範囲に
ある粉末充填材で，横軸に粒径を，縦軸に各粒径におけ
る累積重量を示す。２〜２０と２〜１０００と記載され
たもの比較例，その他は本発明にかかる試料となる粉末
充填材である。
を図４に示す。同図において，凡例のもっとも上にある
２〜２０とは，粒径の範囲が２μｍ〜２０μｍの範囲に
ある粉末充填材で，横軸に粒径を，縦軸に各粒径におけ
る累積重量を示す。２〜２０と２〜１０００と記載され
たもの比較例，その他は本発明にかかる試料となる粉末
充填材である。
【００３９】そして，各粒径分布を有する粉末充填材に
所定の圧力を加え，成形し，得られた成形体の比重を図
５に記載した。なお，成形体は各粉末充填材に対し５つ
作製した（ｎ＝５）。図５より明らかであるが，粒径１
００〜１０００μｍの範囲としたり，１００〜１０００
μｍの範囲にある粒子を全体の８０重量％以上とするこ
とで，同じ圧力で成形した微粒の粉末充填材に比べて，
高い比重の成形体が得られる。また，上述の粉末充填材
は，成形圧力を変化させた場合でもほぼ一定の成形比重
が得られる。
所定の圧力を加え，成形し，得られた成形体の比重を図
５に記載した。なお，成形体は各粉末充填材に対し５つ
作製した（ｎ＝５）。図５より明らかであるが，粒径１
００〜１０００μｍの範囲としたり，１００〜１０００
μｍの範囲にある粒子を全体の８０重量％以上とするこ
とで，同じ圧力で成形した微粒の粉末充填材に比べて，
高い比重の成形体が得られる。また，上述の粉末充填材
は，成形圧力を変化させた場合でもほぼ一定の成形比重
が得られる。
【００４０】さらに，各粒径分布の粉末充填材を成形圧
力２．０ｔ／ｃｍ2で成形して得た成形体の気孔率を図
６に示す。図６より明らかであるが，本発明にかかる粉
末充填材よりなる成形体の気孔率は低く，比較例からな
る成形体は高かった。これにより，本発明にかかる粉末
充填材を用いることで気密性や強度が向上することがう
かがえる。
力２．０ｔ／ｃｍ2で成形して得た成形体の気孔率を図
６に示す。図６より明らかであるが，本発明にかかる粉
末充填材よりなる成形体の気孔率は低く，比較例からな
る成形体は高かった。これにより，本発明にかかる粉末
充填材を用いることで気密性や強度が向上することがう
かがえる。
【００４１】さらに，各粉末充填材を実施例１に示すス
パークプラグに対して用い，スパークプラグの性能とし
て評価した。具体的には，図１に示すごときスパークプ
ラグ１を専用気密測定装置にセットし，ハウジング５の
ねじ部５５の内側から２ＭＰａの圧力のガス（空気）を
供給し，スリーブ５２側に通過したガス量（気密漏量）
を測定した。他の条件は，スパークプラグ１をセットす
る際の締め付けトルクが２５Ｎｍ，座温（ガスケット５
８部分の温度）が３００℃とした。気密漏量と粉末充填
材との関係を図７に示した。横軸が粉末充填材の粒径分
布で，縦軸が気密漏量である。同図より明らかである
が，粒径分布が粗くなると，粉末充填材単独で得た成形
体の気孔率のデータと同様の傾向で，気密性が向上する
ことが分かった。
パークプラグに対して用い，スパークプラグの性能とし
て評価した。具体的には，図１に示すごときスパークプ
ラグ１を専用気密測定装置にセットし，ハウジング５の
ねじ部５５の内側から２ＭＰａの圧力のガス（空気）を
供給し，スリーブ５２側に通過したガス量（気密漏量）
を測定した。他の条件は，スパークプラグ１をセットす
る際の締め付けトルクが２５Ｎｍ，座温（ガスケット５
８部分の温度）が３００℃とした。気密漏量と粉末充填
材との関係を図７に示した。横軸が粉末充填材の粒径分
布で，縦軸が気密漏量である。同図より明らかである
が，粒径分布が粗くなると，粉末充填材単独で得た成形
体の気孔率のデータと同様の傾向で，気密性が向上する
ことが分かった。
【００４２】さらに，上記スパークプラグ１を耐久試験
として３００℃にて２４時間炉内放置し，その後に再度
上記と同様の方法にて気密漏量を評価した。この結果も
図７に記載した。その結果，２〜２０，２〜１０００と
いう粒径分布を持つ比較例にかかる粉末充填材を用いた
スパークプラグ１は，耐久後，気密漏量が大幅に増大し
たことが分かった。これに対し，本発明にかかるスパー
クプラグ１は耐久の前後で気密漏量の差は殆どなかっ
た。
として３００℃にて２４時間炉内放置し，その後に再度
上記と同様の方法にて気密漏量を評価した。この結果も
図７に記載した。その結果，２〜２０，２〜１０００と
いう粒径分布を持つ比較例にかかる粉末充填材を用いた
スパークプラグ１は，耐久後，気密漏量が大幅に増大し
たことが分かった。これに対し，本発明にかかるスパー
クプラグ１は耐久の前後で気密漏量の差は殆どなかっ
た。
【００４３】これは，比較例の粉末充填材は粒径が細か
いため，製造工程にてバインダ等の有機成分を混合して
１００μｍ程度の大きさに造粒しており，そのため高温
放置の耐久試験中にバインダ等の有機成分が飛散し，粉
末充填材内部の気孔率が低下した状態となって，充填部
の気密性が悪化したと考えられる。本発明にかかる粉末
充填材はそのようなバインダ等の有機成分を含んでいな
いため，耐久前後で気密漏量の増大はない。
いため，製造工程にてバインダ等の有機成分を混合して
１００μｍ程度の大きさに造粒しており，そのため高温
放置の耐久試験中にバインダ等の有機成分が飛散し，粉
末充填材内部の気孔率が低下した状態となって，充填部
の気密性が悪化したと考えられる。本発明にかかる粉末
充填材はそのようなバインダ等の有機成分を含んでいな
いため，耐久前後で気密漏量の増大はない。
【００４４】（実施例３）本例は，粒径分布が２１０〜
７００μｍ（図４参照）である粉末充填材１００重量部
に対し，充填補助材として第１リン酸アルミニウムを添
加した。このような粉末充填材の各種特性について測定
した。まず，粉末充填材に対し，充填補助材の添加量を
変化させたものを準備し，これについて，成形圧力を
２．０ｔ／ｃｍ2または１．５ｔ／ｃｍ2として成形体を
得た。得られた成形体の気孔率を図８に示す。横軸は充
填補助材の添加量，縦軸が気孔率である。図８より明ら
かであるが，充填補助材を添加することで，気孔率が低
下し，成形体が緻密となったことがわかる。つまり，添
加量０．１０重量部以上で気孔率は無添加の場合に比較
して小さくなり，充填補助材添加による効果が確認でき
る。
７００μｍ（図４参照）である粉末充填材１００重量部
に対し，充填補助材として第１リン酸アルミニウムを添
加した。このような粉末充填材の各種特性について測定
した。まず，粉末充填材に対し，充填補助材の添加量を
変化させたものを準備し，これについて，成形圧力を
２．０ｔ／ｃｍ2または１．５ｔ／ｃｍ2として成形体を
得た。得られた成形体の気孔率を図８に示す。横軸は充
填補助材の添加量，縦軸が気孔率である。図８より明ら
かであるが，充填補助材を添加することで，気孔率が低
下し，成形体が緻密となったことがわかる。つまり，添
加量０．１０重量部以上で気孔率は無添加の場合に比較
して小さくなり，充填補助材添加による効果が確認でき
る。
【００４５】また，実施例２にかかるスパークプラグの
気密漏量の耐久前後での試験を，充填補助材の添加量を
変えた粉末充填材を用いて行った。その結果を図９に示
す。充填補助材の添加によって，耐久の前後で気密漏量
が変化せず，良好な結果となった。これは，充填補助材
がバインダ成分とは異なり高温での飛散がないことによ
る。なお，充填補助材は若干の水分を含んでおり，高温
時に蒸発していくことが知られているが，３重量部程度
の添加量の範囲ではその量は僅かであり，気密漏量を低
下させるまでには至っていない。
気密漏量の耐久前後での試験を，充填補助材の添加量を
変えた粉末充填材を用いて行った。その結果を図９に示
す。充填補助材の添加によって，耐久の前後で気密漏量
が変化せず，良好な結果となった。これは，充填補助材
がバインダ成分とは異なり高温での飛散がないことによ
る。なお，充填補助材は若干の水分を含んでおり，高温
時に蒸発していくことが知られているが，３重量部程度
の添加量の範囲ではその量は僅かであり，気密漏量を低
下させるまでには至っていない。
【００４６】（実施例４）次に，各種の粉末充填材にか
かるスパークプラグでの絶縁碍子保持効果について，次
の測定を行って調べた。実施例１にかかるスパークプラ
グ１において，その頭部を押さえた場合に絶縁碍子が割
れる強度を測定した。その評価の様子を図１０に示す。
図１０に示すように，固定治具９１，９２にスパークプ
ラグ１の頭部１００をネジ締めにて固定する。この時の
ネジ締め付け力は２５Ｎ・ｍとした。一般的な荷重測定
装置にて図１０に示す矢線に示す方向からＣ部に荷重を
かけ，絶縁碍子１が割れる強度を割れ荷重として評価し
た。なお，この時の荷重印加速度は２．５ｍｍ／分とし
た。
かるスパークプラグでの絶縁碍子保持効果について，次
の測定を行って調べた。実施例１にかかるスパークプラ
グ１において，その頭部を押さえた場合に絶縁碍子が割
れる強度を測定した。その評価の様子を図１０に示す。
図１０に示すように，固定治具９１，９２にスパークプ
ラグ１の頭部１００をネジ締めにて固定する。この時の
ネジ締め付け力は２５Ｎ・ｍとした。一般的な荷重測定
装置にて図１０に示す矢線に示す方向からＣ部に荷重を
かけ，絶縁碍子１が割れる強度を割れ荷重として評価し
た。なお，この時の荷重印加速度は２．５ｍｍ／分とし
た。
【００４７】また，この測定で用いたスパークプラグ１
は図１に示した，ハウジング５に形成されたネジ部５５
がＭ１０，プラグ取り付け部５１の六角２面幅１６のも
のである。また，この測定で用いた粉末充填材は，比較
例として，図４における粒径分布が２〜２０のもの，ま
た本発明にかかる例として，粒径分布が２１０〜７１０
のもの，また２１０〜７１０の粉末充填材１００重量部
に対し，充填補助材（第１リン酸アルミニウム）を１．
０，２．０，３．０重量部添加したものである。
は図１に示した，ハウジング５に形成されたネジ部５５
がＭ１０，プラグ取り付け部５１の六角２面幅１６のも
のである。また，この測定で用いた粉末充填材は，比較
例として，図４における粒径分布が２〜２０のもの，ま
た本発明にかかる例として，粒径分布が２１０〜７１０
のもの，また２１０〜７１０の粉末充填材１００重量部
に対し，充填補助材（第１リン酸アルミニウム）を１．
０，２．０，３．０重量部添加したものである。
【００４８】上記測定の結果を図１１に示した。比較例
は，粉末充填材の密度があがらず気孔率も大きいため，
絶縁碍子の頭部に荷重をかけた場合に保持力を発揮せ
ず，図１０に示したＣ部に強い曲げモーメントが働いた
場合，Ｄ部を起点として割れに至る。そのため割れ荷重
は６００Ｎと低かった。
は，粉末充填材の密度があがらず気孔率も大きいため，
絶縁碍子の頭部に荷重をかけた場合に保持力を発揮せ
ず，図１０に示したＣ部に強い曲げモーメントが働いた
場合，Ｄ部を起点として割れに至る。そのため割れ荷重
は６００Ｎと低かった。
【００４９】これに対し，本発明にかかる粉末充填材を
用いたスパークプラグは，粉末充填材の密度が高いた
め，絶縁碍子の頭部に荷重をかけた場合に図１０に示し
たＥ部にて碍子を保持可能となり，Ｅ部を起点として割
れに至るため，曲げモーメントとしては低い値となる。
そのため割れ荷重が大きく，１４００Ｎとなった。
用いたスパークプラグは，粉末充填材の密度が高いた
め，絶縁碍子の頭部に荷重をかけた場合に図１０に示し
たＥ部にて碍子を保持可能となり，Ｅ部を起点として割
れに至るため，曲げモーメントとしては低い値となる。
そのため割れ荷重が大きく，１４００Ｎとなった。
【００５０】更に，充填補助材を添加した場合も同様な
効果が得られ，その割れ荷重は添加量の増加によっても
変化しない。しかし，充填補助材を５重量部を越えて添
加した場合には，加圧成形後に成形体が硬くなりすぎて
かえって脆くなるという弊害の生じることが知られてお
り，その点で最適な充填補助材の添加量は５重量部以下
となる。
効果が得られ，その割れ荷重は添加量の増加によっても
変化しない。しかし，充填補助材を５重量部を越えて添
加した場合には，加圧成形後に成形体が硬くなりすぎて
かえって脆くなるという弊害の生じることが知られてお
り，その点で最適な充填補助材の添加量は５重量部以下
となる。
【００５１】（実施例５）本例は，図１２に示すごとき
未造粒の一次粒子８１１からなる粉末充填材８１につい
て説明する。この粉末充填材８１は，未造粒で有機成分
の含有量が０．２重量％未満，気孔率が２％以下の緻密
な一次粒子８１１からなる粉末充填材８１である。その
粒径分布は，充填前粒径が１００〜１０００μｍである
粒子が全体重量の８０重量％以上を占めた状態にある。
この粉末充填材を，実施例１に示したスパークプラグの
環状部に充填し，加圧する。これにより粉末充填材８１
１は図１２（ｂ）に示すような状態となる。すなわち，
加圧により略球型の一次粒子８１１は平べったく潰さ
れ，鱗状体８１２となって相互に積層され，充填部８１
５となる。
未造粒の一次粒子８１１からなる粉末充填材８１につい
て説明する。この粉末充填材８１は，未造粒で有機成分
の含有量が０．２重量％未満，気孔率が２％以下の緻密
な一次粒子８１１からなる粉末充填材８１である。その
粒径分布は，充填前粒径が１００〜１０００μｍである
粒子が全体重量の８０重量％以上を占めた状態にある。
この粉末充填材を，実施例１に示したスパークプラグの
環状部に充填し，加圧する。これにより粉末充填材８１
１は図１２（ｂ）に示すような状態となる。すなわち，
加圧により略球型の一次粒子８１１は平べったく潰さ
れ，鱗状体８１２となって相互に積層され，充填部８１
５となる。
【００５２】平べったく潰れた各鱗状体８１２間は，一
次粒子８１１の気孔率が小さく未造粒で空気を巻き込ん
でいないことから，細く狭い迷路構造状の隙間８１３が
形成される。そして，この充填部８１５には有機成分が
殆ど含まれていないため，隙間の状態は殆ど経時変化し
ない。
次粒子８１１の気孔率が小さく未造粒で空気を巻き込ん
でいないことから，細く狭い迷路構造状の隙間８１３が
形成される。そして，この充填部８１５には有機成分が
殆ど含まれていないため，隙間の状態は殆ど経時変化し
ない。
【００５３】そして，スパークプラグにおいてガソリン
等の液体成分が充填部８１５に到達しても，この迷路構
造状の隙間８１３を通り抜けるには非常に時間がかかる
ため，充填部８１５を越える物質（液体や気体）のやり
とりは殆どない。従って，ハウジングと絶縁碍子との間
で充分な気密性を保つことができる。
等の液体成分が充填部８１５に到達しても，この迷路構
造状の隙間８１３を通り抜けるには非常に時間がかかる
ため，充填部８１５を越える物質（液体や気体）のやり
とりは殆どない。従って，ハウジングと絶縁碍子との間
で充分な気密性を保つことができる。
【００５４】また，実施例３に記載したような充填補助
材を粉末充填材８１に添加した場合，充填補助材は一次
粒子８１１の外表面を覆うように付着し，この粉末充填
材８１を環状部に充填して加圧する。これにより，図１
２（ｂ）に記載したように粉末充填材８１は平べったい
鱗状体８１２に潰されるが，図１２（ｂ）で各鱗状体８
１２間に形成された隙間８１３に上記充填補助材が入り
込み，ここを埋めることができる。従って，充填補助材
の添加によって更に気密性の高い充填部を得ることがで
きる。
材を粉末充填材８１に添加した場合，充填補助材は一次
粒子８１１の外表面を覆うように付着し，この粉末充填
材８１を環状部に充填して加圧する。これにより，図１
２（ｂ）に記載したように粉末充填材８１は平べったい
鱗状体８１２に潰されるが，図１２（ｂ）で各鱗状体８
１２間に形成された隙間８１３に上記充填補助材が入り
込み，ここを埋めることができる。従って，充填補助材
の添加によって更に気密性の高い充填部を得ることがで
きる。
【００５５】参考として従来技術に記載したような，造
粒した粒子８２２からなる粉末充填材８２について説明
すると，図１３（ａ）に示すように，造粒した粒子８２
２は，原料粉末の微細粒子８２１が空気を巻き込んで固
まっており，ポーラスとなっている。この粉末充填材８
２を加圧すると，それぞれ微細粒子８２１が加圧により
平べったく鱗状体８２３となっていく点は図１２（ｂ）
と同様であるが，各鱗状体８２３の大きさは図１２
（ｂ）よりも小さく，かつ多くの空気を巻き込んでいる
ため，鱗状体８２３間の隙間８２４が非常に大きく，ま
た充填部８２５全体の密度が低い。従って，隙間８２４
から容易にガソリンやその他の液体，気体が通過できる
ほどに経路長が短く，気密性が低い充填部８２５となっ
てしまっていた。
粒した粒子８２２からなる粉末充填材８２について説明
すると，図１３（ａ）に示すように，造粒した粒子８２
２は，原料粉末の微細粒子８２１が空気を巻き込んで固
まっており，ポーラスとなっている。この粉末充填材８
２を加圧すると，それぞれ微細粒子８２１が加圧により
平べったく鱗状体８２３となっていく点は図１２（ｂ）
と同様であるが，各鱗状体８２３の大きさは図１２
（ｂ）よりも小さく，かつ多くの空気を巻き込んでいる
ため，鱗状体８２３間の隙間８２４が非常に大きく，ま
た充填部８２５全体の密度が低い。従って，隙間８２４
から容易にガソリンやその他の液体，気体が通過できる
ほどに経路長が短く，気密性が低い充填部８２５となっ
てしまっていた。
【００５６】（実施例６）本例の粉末充填材８３はタル
ク粒子８３１よりなる。この粉末充填材８３を充填部に
充填し，加圧すると，当初は図１４（ａ）に示すごと
く，タルク粒子８３１が別のタルク粒子８３１の上に順
序良く積層された状態にあるが，図１４（ｂ）に示すご
とく，加圧力が大きくなるにつれて次第にタルク粒子８
３２がへき開しつつ，相互に滑りつつ崩れていく。
ク粒子８３１よりなる。この粉末充填材８３を充填部に
充填し，加圧すると，当初は図１４（ａ）に示すごと
く，タルク粒子８３１が別のタルク粒子８３１の上に順
序良く積層された状態にあるが，図１４（ｂ）に示すご
とく，加圧力が大きくなるにつれて次第にタルク粒子８
３２がへき開しつつ，相互に滑りつつ崩れていく。
【００５７】崩れたタルク粒子８３２間の隙間は更に崩
れて小さくなった別の微小なタルク粒子（図示略）が埋
めていくため，最終的に図１４（ｃ）に示すように，非
常に緻密なタルクの充填部８３４が形成される。なお，
符合８３３は潰れたタルク粒子８３２である。以上，タ
ルク粒子のように崩れやすい粒子を粉末充填材として使
用することで，より緻密で気密性の高い充填部を得るこ
とができる。
れて小さくなった別の微小なタルク粒子（図示略）が埋
めていくため，最終的に図１４（ｃ）に示すように，非
常に緻密なタルクの充填部８３４が形成される。なお，
符合８３３は潰れたタルク粒子８３２である。以上，タ
ルク粒子のように崩れやすい粒子を粉末充填材として使
用することで，より緻密で気密性の高い充填部を得るこ
とができる。
【００５８】なお，一般の粉体成形において粒子の最密
充填の充填率はおよそ７４％である。そのため粒子が崩
れなければ上記充填率以上に充填した緻密な充填部を得
ることは困難である。更に，径の異なる微粒子を混合し
ても充填率は８０％程度までしか上昇しないことが知ら
れている。
充填の充填率はおよそ７４％である。そのため粒子が崩
れなければ上記充填率以上に充填した緻密な充填部を得
ることは困難である。更に，径の異なる微粒子を混合し
ても充填率は８０％程度までしか上昇しないことが知ら
れている。
【００５９】しかしながら，本例のようにタルク粒子か
らなる粉末充填材を用いることで，充填率が９５％程度
に達するような非常に緻密な充填部を容易に得ることが
できる。
らなる粉末充填材を用いることで，充填率が９５％程度
に達するような非常に緻密な充填部を容易に得ることが
できる。
【００６０】（実施例７）本例にかかるスパークプラグ
１では，図１５に示すごとく，粉末充填材を環状部６に
充填可能なバルク体８９に粉末成形した後に環状部６に
充填した。すなわち，予め粉末充填材をバルク体８９に
成形した後，該バルク体８９を環状部６に充填する操作
は容易であり，バルク体８９の成形工程が増大する分を
考慮しても充填操作の手間が軽減される分，生産性が高
くなる。また，バルク体８９がある程度の高い強度を有
していれば環状部６への充填をロボットなどで自動化す
ることも可能となる。
１では，図１５に示すごとく，粉末充填材を環状部６に
充填可能なバルク体８９に粉末成形した後に環状部６に
充填した。すなわち，予め粉末充填材をバルク体８９に
成形した後，該バルク体８９を環状部６に充填する操作
は容易であり，バルク体８９の成形工程が増大する分を
考慮しても充填操作の手間が軽減される分，生産性が高
くなる。また，バルク体８９がある程度の高い強度を有
していれば環状部６への充填をロボットなどで自動化す
ることも可能となる。
【００６１】更に，絶縁碍子４は焼成したセラミックよ
りなり面粗度がよくない（例えばＲｚ＝２０μｍ）。よ
って，粉末流動性が阻害されやすく，緻密な充填部８を
作製する際の妨げとなることがあった。予めバルク体８
９に成形した後に充填する際は絶縁碍子４表面の粉末流
動性にかかわらず所定の充填結果を得ることができる。
また，バルク体８９に成形する際は金型などで行うた
め，一定の充填量や充填密度，寸法を確保することが容
易である。その他詳細な構成やその他の作用効果は実施
例１と同様である。
りなり面粗度がよくない（例えばＲｚ＝２０μｍ）。よ
って，粉末流動性が阻害されやすく，緻密な充填部８を
作製する際の妨げとなることがあった。予めバルク体８
９に成形した後に充填する際は絶縁碍子４表面の粉末流
動性にかかわらず所定の充填結果を得ることができる。
また，バルク体８９に成形する際は金型などで行うた
め，一定の充填量や充填密度，寸法を確保することが容
易である。その他詳細な構成やその他の作用効果は実施
例１と同様である。
【図１】実施例１における，スパークプラグの一部切欠
き断面図。
き断面図。
【図２】実施例１における，充填部近傍の説明図。
【図３】実施例１における，スリーブのかしめ方法を示
す説明図。
す説明図。
【図４】実施例２における，各粉末充填材の粒径分布を
示す説明図。
示す説明図。
【図５】実施例２における，各粉末充填材における成形
圧力と成形比重との関係を示す説明図。
圧力と成形比重との関係を示す説明図。
【図６】実施例２における，各粉末充填材による成形体
の気孔率を示す説明図。
の気孔率を示す説明図。
【図７】実施例２における，各粉末充填材よりなる充填
部を持つスパークプラグと耐久の前後と気密漏量との関
係を示す説明図。
部を持つスパークプラグと耐久の前後と気密漏量との関
係を示す説明図。
【図８】実施例３における，充填補助材の添加量と気孔
率との関係を示す説明図。
率との関係を示す説明図。
【図９】実施例３における，充填補助材の添加量を違え
た各粉末充填材よりなる充填部を持つスパークプラグと
耐久の前後と気密漏量との関係を示す説明図。
た各粉末充填材よりなる充填部を持つスパークプラグと
耐久の前後と気密漏量との関係を示す説明図。
【図１０】実施例４における，割れ荷重を測定する際の
説明図。
説明図。
【図１１】実施例４における，各粉末充填材よりなる充
填部を持つスパークプラグと割れ荷重との関係を示す説
明図。
填部を持つスパークプラグと割れ荷重との関係を示す説
明図。
【図１２】実施例５における，粉末充填材と，該粉末充
填材からなる充填部の説明図。
填材からなる充填部の説明図。
【図１３】実施例５における，造粒した粒子よりなる粉
末充填材と，該粉末充填材からなる充填部の説明図。
末充填材と，該粉末充填材からなる充填部の説明図。
【図１４】実施例６における，タルクよりなる粉末充填
材と，該粉末充填材からなる充填部の説明図。
材と，該粉末充填材からなる充填部の説明図。
【図１５】実施例７における，予め粉末充填材をバルク
体に成形して環状部に充填したスパークプラグの一部切
欠き断面図。
体に成形して環状部に充填したスパークプラグの一部切
欠き断面図。
１．．．スパークプラグ，
２．．．中心電極，
５．．．ハウジング，
４．．．絶縁碍子，
６．．．環状部，
８．．．充填部，
８０．．．粉末充填材，
Claims (13)
- 【請求項１】 内部に中心電極を設けた絶縁碍子と，該
絶縁碍子の外周に配設した筒状のハウジングと，上記絶
縁碍子とハウジングとの間に設けた環状部と，該環状部
内に充填して気密性向上用の充填部を形成するための粉
末充填材とを有し，また上記ハウジングにおける上記環
状部の外周には，プラグ装着時に回動するための多角形
状のプラグ取付部を有し，かつ該プラグ取付部は一端に
かしめ用のスリーブを有し，該スリーブは上記粉末充填
材を閉止するように内側方向にかしめてなる内燃機関用
スパークプラグにおいて，上記粉末充填材は充填前粒径
が１００〜１０００μｍである粒子が全体重量の８０重
量％以上を占めていることを特徴とする内燃機関用スパ
ークプラグ。 - 【請求項２】 請求項１において，上記粉末充填材は充
填前粒径が２１０〜７１０μｍである粒子が全体重量の
８０重量％以上を占めていることを特徴とする内燃機関
用スパークプラグ。 - 【請求項３】 請求項１または２において，上記粉末充
填材は，有機成分の含有量が０．２重量％未満であるこ
とを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項において，
上記粉末充填材は，気孔率２％以下の粒子よりなること
を特徴とする内燃機関用スパークプラグ。 - 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項において，
上記充填部は気孔率が６％以下であることを特徴とする
内燃機関用スパークプラグ。 - 【請求項６】 請求項１〜４のいずれか１項において，
上記充填部は気孔率が２％以下であることを特徴とする
内燃機関用スパークプラグ。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項において，
上記粉末充填材は環状部に充填可能なバルク体に粉末成
形した後に上記環状部に充填することを特徴とする内燃
機関用スパークプラグ。 - 【請求項８】 内部に中心電極を設けた絶縁碍子と，該
絶縁碍子の外周に配設した筒状のハウジングと，上記絶
縁碍子とハウジングとの間に設けた環状部と，該環状部
内に充填して気密性向上用の充填部を形成するための粉
末充填材とを有し，また上記ハウジングにおける上記環
状部の外周には，プラグ装着時に回動するための多角形
状のプラグ取付部を有し，かつ該プラグ取付部は一端に
かしめ用のスリーブを有し，該スリーブは上記粉末充填
材を閉止するように内側方向にかしめてなる内燃機関用
スパークプラグにおいて，上記粉末充填材には充填補助
材を添加してあることを特徴とする内燃機関用スパーク
プラグ。 - 【請求項９】 請求項８において，上記充填補助材は結
晶水または結合水のいずれかを持つ物質よりなることを
特徴とする内燃機関用スパークプラグ。 - 【請求項１０】 請求項８または９において，上記充填
補助材は第１リン酸アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3・３Ｐ2Ｏ5
・６Ｈ2Ｏ），珪酸ソーダ水溶液，珪酸カリウム水溶液
のいずれか１種以上よりなることを特徴とする内燃機関
用スパークプラグ。 - 【請求項１１】 請求項８〜１０のいずれか１項におい
て，上記粉末充填材１００重量部に対する充填補助材の
添加量は０．１〜５重量部であることを特徴とする内燃
機関用スパークプラグ。 - 【請求項１２】 請求項８〜１１のいずれか１項におい
て，上記充填補助材を含む粉末充填材からなる充填部の
気孔率は６％以下であることを特徴とする内燃機関用ス
パークプラグ。 - 【請求項１３】 請求項８〜１１のいずれか１項におい
て，上記充填補助材を含む粉末充填材からなる充填部の
気孔率は２％以下であることを特徴とする内燃機関用ス
パークプラグ。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002335550A JP4019911B2 (ja) | 2002-01-17 | 2002-11-19 | スパークプラグ |
| US10/345,174 US6975062B2 (en) | 2002-01-17 | 2003-01-16 | Spark plug with powder filling |
| DE10301492.6A DE10301492B4 (de) | 2002-01-17 | 2003-01-16 | Verfahren für die Herstellung einer Zündkerze |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002009036 | 2002-01-17 | ||
| JP2002-9036 | 2002-01-17 | ||
| JP2002335550A JP4019911B2 (ja) | 2002-01-17 | 2002-11-19 | スパークプラグ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003282218A true JP2003282218A (ja) | 2003-10-03 |
| JP4019911B2 JP4019911B2 (ja) | 2007-12-12 |
Family
ID=27736411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002335550A Expired - Fee Related JP4019911B2 (ja) | 2002-01-17 | 2002-11-19 | スパークプラグ |
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|---|---|
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| JP (1) | JP4019911B2 (ja) |
| DE (1) | DE10301492B4 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009116533A1 (ja) * | 2008-03-18 | 2009-09-24 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
| DE102005034886B4 (de) * | 2004-07-27 | 2016-10-06 | Denso Corporation | Kompakte Zündkerze mit hoher Gasdichtheit |
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|---|---|---|---|---|
| JP2006009783A (ja) * | 2004-05-21 | 2006-01-12 | Denso Corp | 内燃機関用点火装置 |
| WO2007149845A2 (en) | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Federal-Mogul Corporation | Small diameter/long reach spark plug |
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| DE102014218070A1 (de) * | 2014-09-10 | 2016-03-10 | Robert Bosch Gmbh | Keramischer Zündkerzenisolator, Zündkerze, Verfahren zur Herstellung eines Zündkerzenisolators und Verwendung des Verfahrens |
| JP2023008033A (ja) * | 2021-07-05 | 2023-01-19 | 株式会社デンソー | 点火プラグ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3705951A (en) * | 1970-11-12 | 1972-12-12 | Gen Motors Corp | Spark plug sealing gasket |
| JPS648439A (en) | 1987-06-30 | 1989-01-12 | Nec Corp | Arithmetic circuit for fuzzy control |
| JP2925425B2 (ja) * | 1993-04-26 | 1999-07-28 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ用絶縁碍子 |
| JPH11242982A (ja) | 1997-12-26 | 1999-09-07 | Denso Corp | 内燃機関用のスパークプラグ |
| US6130498A (en) * | 1997-12-26 | 2000-10-10 | Denso Corporation | Spark plug with specific measured parameters |
| JP3859354B2 (ja) * | 1998-04-30 | 2006-12-20 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ及びスパークプラグ用絶縁体及びその製造方法 |
| JP4268771B2 (ja) | 2000-06-23 | 2009-05-27 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ及びその製造方法 |
-
2002
- 2002-11-19 JP JP2002335550A patent/JP4019911B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-01-16 DE DE10301492.6A patent/DE10301492B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2003-01-16 US US10/345,174 patent/US6975062B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| DE102005034886B4 (de) * | 2004-07-27 | 2016-10-06 | Denso Corporation | Kompakte Zündkerze mit hoher Gasdichtheit |
| WO2009116533A1 (ja) * | 2008-03-18 | 2009-09-24 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
| JP2009224268A (ja) * | 2008-03-18 | 2009-10-01 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ |
| US8143773B2 (en) | 2008-03-18 | 2012-03-27 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug |
| KR101525277B1 (ko) * | 2008-03-18 | 2015-06-02 | 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 | 스파크 플러그 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6975062B2 (en) | 2005-12-13 |
| DE10301492B4 (de) | 2015-10-15 |
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