JP2005166298A - Spark plug - Google Patents
Spark plug Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005166298A JP2005166298A JP2003400079A JP2003400079A JP2005166298A JP 2005166298 A JP2005166298 A JP 2005166298A JP 2003400079 A JP2003400079 A JP 2003400079A JP 2003400079 A JP2003400079 A JP 2003400079A JP 2005166298 A JP2005166298 A JP 2005166298A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ground electrode
- spark plug
- metal shell
- engine head
- electrode
- 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.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Spark Plugs (AREA)
- Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
Description
本発明は、エンジンのスパークプラグに関し、詳細には、接地電極の熱を効果的にエンジンヘッドに逃がすことのできるスパークプラグに関する。 The present invention relates to a spark plug for an engine, and more particularly, to a spark plug capable of effectively releasing heat from a ground electrode to an engine head.
従来、内燃機関には点火のためのスパークプラグが用いられている。この従来のスパークプラグでは、一般的には、中心電極が挿設された絶縁碍子を保持する主体金具の燃焼室側の先端部の端面(以下、「先端面」と言う)に接地電極を溶接して、当該接地電極の他端部を中心電極の先端部と対向させて、火花放電間隙を形成している。この接地電極は、耐食性の高いNiを主成分とするNi合金又はFeを主成分とするFe合金からなる。また、接地電極は、エンジンの燃焼室内の中央部に位置し、さらに、中心電極との火花放電により高温となる。また、内燃機関の高出力化、高効率化、長時間の連続運転等により、スパークプラグの接地電極に対する熱負荷が増大し、接地電極が消耗し易くなってきている。 Conventionally, spark plugs for ignition are used in internal combustion engines. In this conventional spark plug, generally, a ground electrode is welded to the end surface (hereinafter referred to as “front end surface”) of the front end of the metal shell that holds the insulator in which the center electrode is inserted. Then, the other end portion of the ground electrode is opposed to the tip portion of the center electrode to form a spark discharge gap. This ground electrode is made of a Ni alloy containing Ni having a high corrosion resistance as a main component or a Fe alloy containing Fe as a main component. The ground electrode is located at the center of the combustion chamber of the engine, and further becomes hot due to spark discharge with the center electrode. In addition, due to higher output, higher efficiency, and long-time continuous operation of the internal combustion engine, the thermal load on the ground electrode of the spark plug is increased, and the ground electrode is easily consumed.
この問題を解決するために、接地電極の温度低減を目的として、内部に接地電極の表面金属層よりも熱伝導性に優れた金属芯材を内封した複合接地電極を備えたスパークプラグが提案されている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載のスパークプラグでは、角棒状に形成された接地電極の芯材としてNiを主成分とした合金を用い、当該芯材をCuで被覆し、その外側の表面金属層をNiを主成分とした合金で被覆した3層構造としている。このスパークプラグでは、接地電極は、主体金具の先端面に溶接されているので、接地電極に加えられた熱は、当該溶接部を介して主体金具に伝導され、さらに、主体金具のねじ部等のエンジンヘッドとの接触部を介して、エンジンヘッドに伝導する。このスパークプラグでは、接地電極の内部にCu層を設けているので接地電極内での熱の伝導に優れるという効果がある。
しかしながら、上記の特許文献1に記載のスパークプラグでは、接地電極が主体金具の先端面に溶接されているので、接地電極の受熱面積に対して、接地電極と主体金具との接合面積が小さい。そのため、接地電極に受けた熱を効率よく主体金具に伝導することができずに、接地電極は高温になり火花放電前に着火する過早着火が起きるというおそれがあった。また、接地電極が加熱されて酸化腐食し、接地電極の消耗が早くなるという問題点もあった。 However, in the spark plug described in Patent Document 1, since the ground electrode is welded to the front end surface of the metal shell, the bonding area between the ground electrode and the metal shell is smaller than the heat receiving area of the ground electrode. For this reason, the heat received by the ground electrode cannot be efficiently conducted to the metal shell, and the ground electrode may become high temperature and may be prematurely ignited before spark discharge. In addition, the ground electrode is heated to be oxidized and corroded, and the ground electrode is consumed quickly.
ここで、Ni合金で主体金具と接地電極を一体で製作したスパークプラグが提案されている(例えば、特開2001−126844号公報)。このスパークプラグでは、主体金具と接地電極とがNi合金で一体成型されているために、接地電極を主体金具の先端面に溶接する作業が不要になることで、過早着火が起こりにくくなり、また、主体金具と接地電極が耐熱性に優れるという効果がある。 Here, there has been proposed a spark plug in which a metallic shell and a ground electrode are integrally manufactured of Ni alloy (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-126844). In this spark plug, since the metal shell and the ground electrode are integrally formed of Ni alloy, the work of welding the ground electrode to the tip surface of the metal shell is not required, and pre-ignition is less likely to occur. Moreover, there is an effect that the metal shell and the ground electrode are excellent in heat resistance.
しかし、上記のスパークプラグでは、主体金具と接地電極とがNi合金で一体成型されているが、Ni合金は、主体金具より低熱伝導のため、絶縁碍子に受けた熱を主体金具を介してエンジンヘッドに伝導しにくいという問題があった。 However, in the above spark plug, the metal shell and the ground electrode are integrally formed of a Ni alloy. However, since the Ni alloy has a lower thermal conductivity than the metal shell, the heat received by the insulator is transmitted through the metal shell to the engine. There was a problem that it was difficult to conduct to the head.
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、接地電極の熱を効果的にエンジンヘッドに逃がしつつ、絶縁碍子の熱も効果的にエンジンヘッドに逃がすことができ、スパークプラグの長寿命化を実現することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The spark plug can effectively release the heat of the ground electrode to the engine head, and can also effectively release the heat of the insulator to the engine head. The purpose is to extend the service life.
上記の課題を解決するために請求項1に記載の発明のスパークプラグは、軸線方向に貫通した貫通孔の先端側に中心電極が挿設された絶縁碍子と、当該絶縁碍子を保持する主体金具と、一端部が当該主体金具に接合され他端部が前記中心電極に対向するNiを主成分とするNi合金又はFeを主成分とするFe合金である接地電極とを備え、前記接地電極の他端部と前記中心電極の先端部との間に火花放電間隙を形成したスパークプラグであって、
該スパークプラグをエンジンヘッドに取り付けた際に前記接地電極の前記一端部は、前記主体金具の前記シリンダヘッドと接触する接触部の一部を構成し、前記エンジンヘッドと接触することを特徴とする。
In order to solve the above-described problem, the spark plug according to the first aspect of the present invention is an insulator having a center electrode inserted on the tip side of a through hole penetrating in the axial direction, and a metal shell for holding the insulator. And a ground electrode made of Ni alloy containing Ni as a main component or Fe alloy containing Fe as a main component and having the other end joined to the metal shell and the other end facing the center electrode. A spark plug in which a spark discharge gap is formed between the other end and the tip of the center electrode,
When the spark plug is attached to the engine head, the one end portion of the ground electrode constitutes a part of a contact portion that comes into contact with the cylinder head of the metal shell, and makes contact with the engine head. .
また、請求項2に記載の発明のスパークプラグは、請求項1に記載の発明の構成に加えて、前記エンジンヘッドと接触する前記接地電極の前記一端部の外側面のうち前記主体金具の先端面から後端側の面積は、前記先端面から先端側の外側面の面積に対して、1/8〜1の割合であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a spark plug according to the first aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the tip of the metallic shell of the outer surface of the one end portion of the ground electrode that contacts the engine head. The area from the surface to the rear end side is a ratio of 1/8 to 1 with respect to the area of the outer surface from the front end surface to the front end side.
また、請求項3に記載の発明のスパークプラグは、請求項1又は2に記載の発明の構成に加えて、前記エンジンヘッドと接触する前記接地電極の前記一端部の外側面のうち前記主体金具の先端面から後端側の面積は、前記先端面から先端側の外側面の面積に対して、1/2〜1の割合であることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the spark plug according to the first or second aspect of the invention, in addition to the configuration of the first or second aspect of the invention, the metal shell of the outer surface of the one end portion of the ground electrode that contacts the engine head. The area from the front end surface to the rear end side is a ratio of 1/2 to 1 with respect to the area of the outer surface from the front end surface to the front end side.
また、請求項4に記載の発明のスパークプラグは、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記接地電極には、Ni又はFeを主成分とする表面金属層よりも熱伝導性に優れた金属又は合金からなる金属芯材が内封されていることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a spark plug according to a fourth aspect of the present invention, in addition to the structure of the first aspect of the present invention, wherein the ground electrode comprises a surface metal layer mainly composed of Ni or Fe. Is also characterized in that a metal core made of a metal or alloy having excellent thermal conductivity is enclosed.
また、請求項5に記載の発明のスパークプラグは、請求項1乃至4の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記金属芯材は、Cu,Ag,Al,Au又はその合金の少なくとも一つから成ることを特徴とする。
Further, in the spark plug of the invention according to
また、請求項6に記載の発明のスパークプラグは、請求項1乃至5の何れかに記載の発明の構成に加えて、前記接地電極の放電部には、Pt,Ir,Rh,W,Ru,Re又はその合金の少なくとも一つから成る貴金属が設けられていることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a spark plug according to any one of the first to fifth aspects, wherein the discharge portion of the ground electrode includes Pt, Ir, Rh, W, Ru. , Re or an alloy thereof is provided as a noble metal.
請求項1に記載の発明のスパークプラグは、該スパークプラグをエンジンヘッドに取り付けた際に、接地電極の一端部がエンジンヘッドと接触するので、接地電極の熱をエンジンヘッドと接触する接地電極の一端部からエンジンヘッドに効果的に逃がすことができる。従って、過早着火を防止でき、また、接地電極の耐熱性を向上させて接地電極の腐食、消耗を防止できる。 When the spark plug is attached to the engine head, one end portion of the ground electrode is in contact with the engine head, so that the heat of the ground electrode is in contact with the engine head. It is possible to effectively escape from one end to the engine head. Accordingly, premature ignition can be prevented, and the heat resistance of the ground electrode can be improved to prevent corrosion and wear of the ground electrode.
また、請求項1に記載の発明のスパークプラグは、該スパークプラグをエンジンヘッドに取り付けた際に、接地電極の一端部が、主体金具のシリンダヘッドと接触する接触部の一部のみを構成しているので、絶縁碍子の受けた熱を主体金具を介してエンジンヘッドに効果的に逃がすことができる。なお、接地電極は耐食性の高いNiを主成分とするNi合金又はFeを主成分とするFe合金なので、特に有効にエンジンヘッドに熱を効果的に逃がすことができる。よって、本発明はスパークプラグの長寿命化を図ることができる。なお「主成分」とは、含有される成分のうち最も多く含有される成分のことを言う。 Further, in the spark plug according to the first aspect of the present invention, when the spark plug is attached to the engine head, one end of the ground electrode constitutes only a part of the contact portion that contacts the cylinder head of the metal shell. Therefore, the heat received by the insulator can be effectively released to the engine head via the metal shell. In addition, since the ground electrode is a Ni alloy containing Ni having a high corrosion resistance as a main component or a Fe alloy containing Fe as a main component, heat can be effectively effectively released to the engine head. Therefore, the present invention can extend the life of the spark plug. The “main component” refers to the most contained component among the contained components.
請求項2に記載の発明のスパークプラグは、請求項1に記載の発明の効果に加えて、エンジンヘッドと接触する接地電極の一端部の外側面のうち、主体金具の先端面から後端側の面積は、前記先端面から先端側の外側面の面積に対して、1/8〜1の割合であるので、接地電極の熱をエンジンヘッドと接触する接地電極の外側面からエンジンヘッドに効果的に逃がしつつ、絶縁碍子の熱をエンジンヘッドに効果的に逃がすことができる。つまり、スパークプラグの長寿命化を効果的に図ることができる。
In addition to the effect of the invention according to claim 1, the spark plug of the invention according to
請求項3に記載の発明のスパークプラグは、請求項1又は2に記載の発明の効果に加えて、エンジンヘッドと接触する接地電極の一端部の外側面のうち、主体金具の先端面から後端側の面積は、前記先端面から先端側の外側面の面積に対して、1/2〜1の割合であるので、接地電極の熱をエンジンヘッドと接触する接地電極の外側面からエンジンヘッドに効果的に逃がしつつ、絶縁碍子の熱をエンジンヘッドに効果的に逃がすことができる。つまり、スパークプラグの長寿命化を効果的に図ることができる。
In addition to the effect of the invention described in
請求項4に記載の発明のスパークプラグは、請求項1乃至3の何れかに記載の発明の効果に加えて、接地電極には、Ni又はFeを主成分とする表面金属層よりも熱伝導性に優れた金属又は合金からなる金属芯材が内封されているので、金属芯材により接地電極の熱をより効率良くエンジンヘッドに逃がすことができる。 In addition to the effects of the invention according to any one of claims 1 to 3, the spark plug according to the invention described in claim 4 is more conductive in heat than the surface metal layer mainly composed of Ni or Fe. Since the metal core material made of a metal or alloy having excellent properties is enclosed, the heat of the ground electrode can be released to the engine head more efficiently by the metal core material.
請求項5に記載の発明のスパークプラグは、請求項1乃至4の何れかに記載の発明の効果に加えて、金属芯材は、Cu,Ag,Al,Au又はその合金の少なくとも一つから成る金属芯材が設けられているので、当該金属芯材により接地電極の熱をより効率良くエンジンヘッドに逃がすことができる。
In addition to the effects of the invention according to any one of claims 1 to 4, the spark plug of the invention according to
請求項6に記載の発明のスパークプラグは、請求項1乃至5の何れかに記載の発明の効果に加えて、接地電極の放電部には、Pt,Ir,Rh,W,Ru,Re又はその合金の少なくとも一つから成る貴金属が設けられているので、接地電極の放電部の消耗を防止することができる。 In addition to the effect of the invention according to any one of claims 1 to 5, the spark plug according to the invention described in claim 6 includes Pt, Ir, Rh, W, Ru, Re or Since the noble metal made of at least one of the alloys is provided, it is possible to prevent the discharge portion of the ground electrode from being consumed.
以下、本発明の第1の実施の形態の内燃機関用のスパークプラグ100について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態のスパークプラグ100の部分断面図である。図1に示すように、スパークプラグ100は、概略、絶縁体を構成する絶縁碍子1と、絶縁碍子1の長手方向略中央部に設けられ当該絶縁碍子1を保持する主体金具5と、絶縁碍子1内に軸線方向に保持された中心電極2と、主体金具5に一端部を溶接され、他端部が中心電極2の先端部22と対向する接地電極60と、中心電極2が上端部に設けられた端子金具4とから構成されている。
Hereinafter, a
次に、スパークプラグ100の絶縁体を構成する絶縁碍子1について説明する。絶縁碍子1は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その後端部(図1に於ける上部)には、沿面距離を稼ぐためのコルゲーション11が形成されている。また、絶縁碍子1の先端部(図1に於ける下部)には、内燃機関の燃焼室に曝される脚長部13が設けられている。さらに、絶縁碍子1の軸中心には中心貫通孔12が形成され、この中心貫通孔12には、インコネル(商標名)600又は601等のNi(ニッケル)系合金等からなる電極母材21を少なくとも表層部に有する中心電極2が保持されている。この中心電極2の先端部22は、絶縁碍子1の先端面から突出しており、この先端部22は、中心電極2の軸線方向と直交する平面に形成されている。また、中心電極2は中心貫通孔12の内部に設けられたシール体16、セラミック抵抗体3を経由して上方の端子金具4に電気的に接続され、端子金具4には高圧ケーブル(図示外)がプラグキャップ(図示外)を介して接続され高電圧が印加されるようになっている。
Next, the insulator 1 constituting the insulator of the
次に、主体金具5について説明する。図1に示すように、主体金具5は、絶縁碍子1を保持し、図6に示すエンジンヘッド40にスパークプラグ100を固定するために設けられ、絶縁碍子1は主体金具5に囲まれて支持されている。また、主体金具5は低炭素鋼材(例えば、S15C、S20C)で形成され、図示外のスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部である六角部51と、図示外の内燃機関上部に設けられたエンジンヘッドに螺合するねじ部52とを備えている。このねじ部52の規格の一例としては、M14等が用いられる。主体金具5は、かしめ部53をかしめることにより、段部56に絶縁碍子1が板パッキン8を介して支持されて主体金具5と絶縁碍子1とが一体にされる。かしめによる密閉を完全なものとするため、主体金具5と絶縁碍子1との間に環状のリング部材6,7が介在され、リング部材6,7の間にはタルク(滑石)9の粉末が充填されている。また、主体金具5の中央部には、鍔部54が形成され、ねじ部52の後端部側(図1に於ける上部)近傍、即ち、鍔部54の座面55にはガスケット10が嵌挿されている。
Next, the
さらに、ねじ部52には、先端部57からねじ部52の後端部近傍までスパークプラグ100の軸線方向と平行に所定幅で、所定の深さの溝部である接合部58が形成され(図2参照)、この接合部58に後述する接地電極60が接合されている。尚、六角部51の対辺寸法は、一例として16mmであり、主体金具5の座面55から先端部57までの長さは、一例として19mmである。
Further, the
次に、接地電極60について説明する。接地電極60は、耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、インコネル(商標名)600又は601等のNi合金が用いられている。この接地電極60は、ねじ部52の側面の接合部58に接合され、自身の長手方向と直交する横断面が略長方形であり、屈曲された角棒状の外形を呈する接地電極60の一端部62が溶接により接合部58に接合されている。この接地電極60の他端部61は、中心電極2の先端部22と当該中心電極2の軸線方向に対向し、中心電極2と接地電極60との対向面の隙間が火花放電間隙を形成している。
Next, the
次に、図2乃至図5を参照して、主体金具5の製造工程について説明する。図2は、主体金具5の切削加工後の平面図であり、図3は、主体金具5の切削加工後の一部破断図であり、図4は、接地電極60の接合後の主体金具5の平面図であり、図5は、接地電極60の接合後の主体金具5の一部破断図である。まず、炭素鋼の棒材に冷間加工を行って、主体金具5を形成する。この状態では、まだ、主体金具5に接合部58及びねじ山は形成されていない。次いで、図2及び図3に示すように、主体金具5のねじ部52の側面(まだ、ねじ山の形成はされていない)の先端部57(本発明の構成の「端面」に相当)からねじ部52の後端部近傍まで主体金具5の軸線方向と平行に所定幅で、所定の深さの溝部である接合部58を切削加工により形成する。この接合部58の幅は、一例として、接地電極60の幅より僅かに大きく、深さは、接地電極60の厚みと略同一である。そして、図4及び図5に示すように、接合部58には、接地電極60が溶接(一例として、抵抗溶接、レーザー溶接、アーク溶接等)により接合される。その後、ねじ部52のねじ山の転造処理が行われる。このねじ山の転造処理により、接地電極60の一端部62の外側面にもねじ山が形成される。次いで、絶縁碍子1等の組み付け、主体金具5のかしめ処理、接地電極60の先端部の折り曲げ処理等が行われる。
Next, the manufacturing process of the
次に、図6を参照して、スパークプラグ100をエンジンヘッド40に組み付けた状態について説明する。図6は、スパークプラグ100をエンジンヘッド40に組み付けた状態を示す縦断面図である。図6に示すように、エンジンヘッド40に設けられ雌ねじが形成されたプラグ孔41にスパークプラグ100をガスケット10がエンジンヘッド40に当接するまでねじ込むと、接地電極60の他端部61及び中心電極2の先端部22がエンジンの燃焼室42内に露出する。このとき、主体金具5の接合部58に接合されている接地電極60の一端部62の外側面は、エンジンヘッド40のプラグ孔41の雌ねじ部に螺着して接触する。従って、接地電極60の他端部61に加えられた熱は、接地電極60の一端部62に伝導されて、当該一端部62から直接エンジンヘッド40に伝導される。よって、接地電極60の他端部61が高温になることを防止でき、過早着火を防止できる。また、接地電極60の加熱による接地電極60の消耗を防止できる。
Next, a state where the
次に、図7及び表1を参照して、机上熱引き評価試験と実機耐久評価試験の結果を説明する。図7は、接地電極60の接合後の接地電極60の側面側から見た主体金具5の平面図であり、表1は、評価試験の結果を示す表である。以下に説明する評価試験では、図7に示すように、接地電極60の外側面(図7に示す表面)を主体金具5の先端部57(端面)を境にして、当該先端部57より後端側の外側面をA部とし、当該先端部57より先端側の外側面をB部とする。
この机上熱引き評価試験及び実機耐久評価試験では、主体金具5のねじ部52の外径がM14のスパークプラグで、接地電極60がインコネル(商標名)600から構成され、厚み、1.3mmで、幅2.7mmのものを用いた。
In this desktop heat pulling evaluation test and actual machine durability evaluation test, the outer diameter of the threaded
まず、机上熱引き評価試験について説明する。この机上熱引き評価試験では、アルミ合金から構成された水冷のエンジンヘッド模擬材に接地電極60が接合された主体金具5を取り付ける。次いで、接地電極60の先端部を30秒間バーナーで加熱し、その後、空冷する。接地電極60に取り付けた熱電対でバーナー加熱時から空冷時までの温度を測定し、最高温度及び室温に降温するまでの時間を測定する。この机上熱引き評価試験で用いた主体金具5は、接地電極60のA部の面積が、6.5mm2 (A部の面積/B部の面積の割合が1/15、以下、「第1実施例の接地電極60」という。)のものと、接地電極60のA部の面積が、12.0mm2 (A部の面積/B部の面積の割合が1/8、以下、「第2実施例の接地電極60」という。)のものと、接地電極60のA部の面積が、48.0mm2 (A部の面積/B部の面積の割合が1/2、以下、「第3実施例の接地電極60」という。)のものと、接地電極60のA部の面積が、96.0mm2 (A部の面積/B部の面積の割合が1/1、以下、「第4実施例の接地電極60」という。)のものと、接地電極60のA部の面積が、116.0mm2 (A部の面積/B部の面積の割合が6/5、以下、「第5実施例の接地電極60」という。)のものと、従来品として、接地電極60を主体金具5のねじ部52の先端部に溶接し接地電極60のA部の面積が、0mm2 (A部の面積/B部の面積の割合が0、以下、「比較例の接地電極60」という。)のものとの6タイプを用意し、上記の条件で試験を行った。
First, the desktop heat pulling evaluation test will be described. In this desktop heat pulling evaluation test, the
まず、机上熱引き評価試験の結果を表1に示す。この表1では、最高温度が700℃未満の場合を「◎」、最高温度が700℃以上800℃未満の場合を「○」、最高温度が800℃以上900℃未満の場合を「△」、最高温度が900℃以上の場合を「×」で示した。また、室温までの降温時間が40秒未満を「◎」、40秒以上50秒未満を「○」、50秒以上60秒未満を「△」、60秒以上を「×」として表示した。表1に示すように、第1実施例の接地電極60では、最高温度及び室温までの降温時間は、何れも△評価となった。第2実施例の接地電極60では、最高温度及び室温までの降温時間は、何れも○評価となった。第3実施例の接地電極60では、最高温度及び室温までの降温時間は、何れも◎評価となった。第4実施例の接地電極60では、最高温度及び室温までの降温時間は、何れも◎評価となった。第5実施例の接地電極60では、最高温度及び室温までの降温時間は、何れも◎評価となった。尚、比較例の接地電極60では、最高温度及び室温までの降温時間は、何れも×評価となった。
First, Table 1 shows the results of the desktop heat drawing evaluation test. In Table 1, “◎” indicates that the maximum temperature is less than 700 ° C., “◯” indicates that the maximum temperature is 700 ° C. or more and less than 800 ° C., and “Δ” indicates that the maximum temperature is 800 ° C. or more and less than 900 ° C. The case where the maximum temperature is 900 ° C. or higher is indicated by “x”. Also, the temperature drop time to room temperature was displayed as “◎” when less than 40 seconds, “◯” when 40 seconds or more and less than 50 seconds, “Δ” when 50 seconds or more and less than 60 seconds, and “X” when 60 seconds or more. As shown in Table 1, in the
次に、実機耐久評価試験について説明する。この実機耐久評価試験では、接地耐熱評価試験と絶縁碍子耐熱評価試験とを行った。まず、接地耐熱評価試験について説明する。接地耐熱評価試験では、上記第1実施例〜第5実施例及び比較例の接地電極60が溶接された主体金具5を有するスパークプラグを4気筒2.0Lのガソリンエンジンに装着して試験を行った。試験は、5000rpmの運転1分間と、アイドリング運転1分間を交互に行い、100時間経過後、接地電極60の先端から3mmの部分の接地電極60の長手方向と直交する断面の酸化膜厚を計測した。尚、粒界酸化が見られる場合には、それを膜厚に含んでいる。接地耐熱評価試験の結果を表1に示す。この表1では、酸化被膜の厚みが180μm未満の場合を「○」、酸化被膜の厚みが180μm以上210μm未満の場合を「△」、酸化被膜の厚みが210μm以上の場合を「×」として表示した。表1に示すように、第1実施例の接地電極60では、酸化被膜厚は×評価となった。第2実施例の接地電極60では、酸化被膜厚は△評価となった。第3実施例の接地電極60では、酸化被膜厚は○評価となった。第4実施例の接地電極60では、酸化被膜厚は○評価となった。第5実施例の接地電極60では、酸化被膜厚は○評価となった。尚、比較例の接地電極60では、酸化被膜厚は×評価となった。
Next, an actual machine durability evaluation test will be described. In this actual machine durability evaluation test, a grounding heat resistance evaluation test and an insulator heat resistance evaluation test were performed. First, the grounding heat resistance evaluation test will be described. In the grounding heat resistance evaluation test, the spark plug having the
次に、絶縁碍子耐熱評価試験について説明する。この絶縁碍子耐熱評価試験では、上記第1実施例〜第5実施例及び比較例の接地電極60が溶接された主体金具5を有するスパークプラグを5本用意し、4気筒1.6Lのガソリンエンジンに装着して試験を行った。試験は、5500rpmの全負荷運転時に点火進角を進めていき、過早着火が起きた点火進角の5本の平均を測定した。この過早着火が起きた点火進角が、40°以上の場合を「○」とし、過早着火が起きた点火進角が、40°未満の場合を「×」とした。表1に示すように、第1実施例の接地電極60では、○評価となった。第2実施例の接地電極60では、○評価となった。第3実施例の接地電極60では、○評価となった。第4実施例の接地電極60では、○評価となった。第5実施例の接地電極60では、×評価となった。尚、比較例の接地電極60では、○評価となった。
Next, the insulator heat resistance evaluation test will be described. In this insulator heat resistance evaluation test, five spark plugs having the
次に、表1を参照して、上記の机上熱引き評価試験及び実機耐久評価試験の結果に基づく総合評価を説明する。この総合評価では、机上熱引き評価試験及び実機耐久評価試験で、1つでも、×評価のあったものは、総合×評価とし、1つでも、△評価のあったものは、総合△評価とし、×評価及び△評価の無かったものは、総合○評価とした。表1に示すように、第3実施例の接地電極60(接地電極60のA部の面積/B部の面積の価が1/2)が及び第4実施例の接地電極60(接地電極60のA部の面積/B部の面積の価が1/1)の接地電極60が、総合○評価となった。また、第2実施例の接地電極60(接地電極60のA部の面積/B部の面積の割合が1/8)の接地電極60が、総合△評価となった。従って、接地電極60のA部の面積/B部の面積の価が1/8〜1/1の場合が好ましく、接地電極60のA部の面積/B部の面積の価が1/2〜1/1の場合がより好ましいことが分かる。
Next, with reference to Table 1, the comprehensive evaluation based on the results of the above-mentioned desk heat pulling evaluation test and the actual machine durability evaluation test will be described. In this comprehensive evaluation, even if one of the desktop heat pulling evaluation test and the actual machine durability evaluation test was evaluated as x, it was evaluated as comprehensive x evaluation. , X evaluation and △ evaluation were not evaluated as overall ○ evaluation. As shown in Table 1, the
以上説明したように、第1の実施の形態のスパークプラグ100では、スパークプラグ100をエンジンヘッドに取り付けた際に接地電極60の一端部62が、エンジンと接触している。従って、接地電極60からエンジンヘッドへ熱が直接伝導し、接地電極60の温度を低減し、接地電極60の高温腐食を防止することができる。また、過早着火も防止することができる。
As described above, in the
また、スパークプラグ100をエンジンヘッドに取り付けた際に耐食性の高いNiを主成分とするNi合金又はFeを主成分とするFe合金からなる接地電極60の一端部62が、主体金具5のシリンダヘッドと接触する接触部の一部のみを構成している。従って、絶縁碍子1の受けた熱を低炭素鋼材からなる主体金具5を介してエンジンヘッドに効果的に逃がすことができる。よって、スパークプラグ100の長寿命化を図ることができる。
Further, when the
次に、図8を参照して、第2の実施の形態のスパークプラグ101を説明する。図8は、主体金具5部分の一部拡大断面図である。この第2の実施の形態のスパークプラグ101は、大部分が第1の実施の形態のスパークプラグ100と同じ構造であり、異なる点は、接地電極60の内部構造のみである。従って、ここでは、第2の実施の形態のスパークプラグ101の接地電極60の内部構造のみ説明し、他の構造の説明は、上記第1の実施の形態の説明を援用して説明を省略する。図8に示すように、この第2の実施の形態のスパークプラグ101の接地電極60は、その長手方向に沿って、内部に金属芯材63が内封されている。この金属芯材63は、接地電極60の他端部61から一端部62まで、接地電極60の内部に延設され、その材質としては、接地電極60の表面金属層を構成する金属(一例として、Ni合金)より熱伝導性に優れた金属又は合金(一例として、Cu,Ag,Al,Au又はその合金の少なくとも一つから成る金属)を用いる。接地電極60をこのような構成にすることにより、接地電極60の熱伝導性を高めて、接地電極60からエンジンヘッドへの熱の伝導性を向上して、接地電極60の他端部61の温度を低減し、接地電極60の他端部61高温腐食を防止することができる。また、過早着火も防止することができる。
Next, the
次に、図9を参照して、第3の実施の形態のスパークプラグ102を説明する。図9は、主体金具5部分の一部拡大断面図である。この第3の実施の形態のスパークプラグ102は、大部分が第1及び第2の実施の形態のスパークプラグ100,101と同じ構造であり、異なる点は、中心電極2との対向する接地電極60の他端部61の内面(放電部)に貴金属チップ68が接合されている点である。従って、ここでは、接地電極60の他端部61の内面に設けられた貴金属チップ68のみ説明し、他の構造の説明は、第1及び第2の実施の形態の説明を援用して説明を省略する。図9に示すように、第3の実施の形態のスパークプラグ102の接地電極60の他端部61の内面(放電部)には、貴金属チップ68が溶接により接合されている。この貴金属チップ68の材質の一例としては、Pt,Ir,Rh,W,Ru,Re又はその合金の少なくとも一つから成る貴金属が用いられる。従って、接地電極60の他端部61の内面(放電部)には、火花放電で消耗しにくい貴金属チップ68が設けられているので、火花放電により接地電極60の放電部が消耗することを防止できる。尚、接地電極60の内部に金属芯材63を設けていないものに貴金属チップ68を設けても良い。
Next, a
次に、図10を参照して、第4の実施の形態のスパークプラグ103を説明する。図10は第4の実施の形態のスパークプラグ103の部分断面図である。この第4の実施の形態のスパークプラグ103は、大部分が第1の実施の形態のスパークプラグ100と同じ構造であり、異なる点は、主体金具5及びスパークプラグ103の固定方法である。従って、ここでは、主体金具5及びスパークプラグ103の固定方法のみ説明し、他の構造の説明は、第1の実施の形態の説明を援用して説明を省略する。
Next, a
図10に示すように、第4の実施の形態のスパークプラグ103の主体金具5には、ねじ部52が無く、代わりに、エンジンヘッド40に形成された雌ねじの無いプラグ孔41に挿入される円筒状の差し込み部59が形成されている。従って、主体金具5には、六角部51がなく、代わりに鍔部54が大きく突出している。この鍔部54をねじ44によりエンジンヘッド40に固定されるプラグ固定金具43により固定することにより、スパークプラグ103がエンジンヘッド40に固定される。この様なねじ部52の無いスパークプラグ103においても、第1の実施の形態と同様に、主体金具5の差し込み部59の外側面に接地電極60を接合し、当該接地電極60の外側面がエンジンヘッド40との接触部の一部を構成するようにできる。この様な構成にすることによって、接地電極60からエンジンヘッド40へ熱が直接伝導し、接地電極60の温度を低減し、接地電極60の高温腐食を防止することができる。また、過早着火も防止することができる。
As shown in FIG. 10, the
次に、図11を参照して、第5の実施の形態のスパークプラグ104を説明する。図11は第5の実施の形態のスパークプラグ104の部分断面図である。この第5の実施の形態のスパークプラグ104は、大部分が第4の実施の形態のスパークプラグ103と同じ構造であり、異なる点は、接地電極60の構造である。従って、ここでは、接地電極60の構造のみ説明し、他の構造の説明は、第4の実施の形態の説明を援用して説明を省略する。図11に示すように、第5の実施の形態のスパークプラグ104の接地電極60の一端部62は、第4の実施の形態のスパークプラグ103よりも長く形成され、主体金具5の鍔部54にまで延設されている。そして、接地電極60の一端部62の上端部64は、鍔部54の半径方向外側に向けて折り曲げられている。この形状の接地電極60が主体金具5の差し込み部59の外側面及び鍔部54のエンジンヘッド40への当接面に接合されている。従って、接地電極60の一端部62の上端部64が、エンジンヘッド40のプラグ孔41の外周部に係合するので、スパークプラグ104をエンジンヘッド40に固定した状態では、接地電極60が、主体金具5の差し込み部59の外側面から剥離して脱落することが無い。
Next, a
尚、本発明は、上記の実施の形態に限られず、各種の変形が可能である。たとえば、上記の各実施の形態では、接地電極60が1つのものを例に説明したが、必ずしも接地電極60が1つのものに限られず、接地電極60が2つ、3つ等の複数の接地電極を備えたスパークプラグにも本発明は適用できる。尚、接地電極が複数の場合、当該複数の接地電極の全てを中心電極2の先端部22と当該中心電極2の軸線方向に垂直な方向に対向させても良いし、1つの接地電極を中心電極2の先端部22と当該中心電極2の軸線方向に対向させ、残りの接地電極を中心電極2の先端部22と当該中心電極2の軸線方向に垂直な方向に対向させても良い。
In addition, this invention is not restricted to said embodiment, Various deformation | transformation are possible. For example, in each of the above embodiments, one
本発明は、自動車用のスパークプラグに限られず、発電機等の各種のエンジン用のスパークプラグに利用できる。 The present invention is not limited to a spark plug for an automobile but can be used for a spark plug for various engines such as a generator.
1 絶縁碍子
2 中心電極
5 主体金具
40 エンジンヘッド
41 プラグ孔
42 燃焼室
43 プラグ固定金具
51 六角部
52 ねじ部
54 鍔部
57 先端部
58 接合部
60 接地電極
61 他端部
62 一端部
63 金属芯材
64 上端部
68 貴金属チップ
100 スパークプラグ
101 スパークプラグ
102 スパークプラグ
103 スパークプラグ
104 スパークプラグ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
該スパークプラグをエンジンヘッドに取り付けた際に前記接地電極の前記一端部は、前記主体金具の前記シリンダヘッドと接触する接触部の一部を構成し、前記エンジンヘッドと接触することを特徴とするスパークプラグ。 An insulator in which a center electrode is inserted on the tip side of a through-hole penetrating in the axial direction, a metal shell holding the insulator, one end joined to the metal shell, and the other end facing the center electrode A ground electrode made of Ni alloy containing Ni as a main component or Fe alloy containing Fe as a main component, and forming a spark discharge gap between the other end of the ground electrode and the tip of the center electrode. A spark plug,
When the spark plug is attached to the engine head, the one end portion of the ground electrode constitutes a part of a contact portion that comes into contact with the cylinder head of the metal shell, and makes contact with the engine head. Spark plug.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003400079A JP4217589B2 (en) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | Spark plug |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003400079A JP4217589B2 (en) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | Spark plug |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005166298A true JP2005166298A (en) | 2005-06-23 |
JP4217589B2 JP4217589B2 (en) | 2009-02-04 |
Family
ID=34724443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003400079A Expired - Fee Related JP4217589B2 (en) | 2003-11-28 | 2003-11-28 | Spark plug |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4217589B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010277947A (en) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Spark plug |
WO2011104430A1 (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-01 | Wärtsilä Finland Oy | Spark plug |
WO2022030072A1 (en) * | 2020-08-04 | 2022-02-10 | 日本特殊陶業株式会社 | Spark plug |
-
2003
- 2003-11-28 JP JP2003400079A patent/JP4217589B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010277947A (en) * | 2009-06-01 | 2010-12-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Spark plug |
WO2011104430A1 (en) * | 2010-02-25 | 2011-09-01 | Wärtsilä Finland Oy | Spark plug |
WO2022030072A1 (en) * | 2020-08-04 | 2022-02-10 | 日本特殊陶業株式会社 | Spark plug |
JP2022029128A (en) * | 2020-08-04 | 2022-02-17 | 日本特殊陶業株式会社 | Spark plug |
CN114868315A (en) * | 2020-08-04 | 2022-08-05 | 日本特殊陶业株式会社 | Spark plug |
US11637412B2 (en) | 2020-08-04 | 2023-04-25 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug |
JP7316253B2 (en) | 2020-08-04 | 2023-07-27 | 日本特殊陶業株式会社 | Spark plug |
CN114868315B (en) * | 2020-08-04 | 2023-12-15 | 日本特殊陶业株式会社 | Spark plug |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4217589B2 (en) | 2009-02-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4092889B2 (en) | Spark plug | |
JP5166277B2 (en) | Spark plug | |
JP5341752B2 (en) | Spark plug for internal combustion engine and method for manufacturing the same | |
JP4351272B2 (en) | Spark plug | |
JP6205006B2 (en) | Spark plug | |
JP2009541946A (en) | Spark plug with extra fine wire ground electrode | |
WO2021111719A1 (en) | Spark plug | |
US8624472B2 (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
KR20100086491A (en) | Spark plug | |
WO2011027500A1 (en) | Spark plug | |
JP6611769B2 (en) | Spark plug | |
JP2008053017A (en) | Spark plug for internal combustion engine | |
JP5325947B2 (en) | Spark plug | |
JP6548610B2 (en) | Plasma jet plug | |
JP2005093221A (en) | Spark plug | |
CN114287091B (en) | Spark plug ground electrode configuration | |
JP4295064B2 (en) | Spark plug | |
JP5296677B2 (en) | Spark plug | |
JP6270802B2 (en) | Spark plug | |
JP4217589B2 (en) | Spark plug | |
JP4758113B2 (en) | Spark plug | |
JP2015022791A (en) | Spark plug and method of manufacturing the same | |
JP2005063705A (en) | Spark plug | |
JP4435646B2 (en) | Spark plug | |
JP3796845B2 (en) | Spark plug |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060105 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080717 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080723 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080918 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20081014 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20081110 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4217589 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111114 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121114 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121114 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131114 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |