JP2011086612A - Spark plug - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関において電気的に火花を発生させることによって燃料に着火させるスパークプラグ(点火プラグ)に関し、特に、スパークプラグの接地電極に関する。 The present invention relates to a spark plug (ignition plug) for igniting fuel by electrically generating a spark in an internal combustion engine, and more particularly to a ground electrode of the spark plug.
スパークプラグには、良好な着火性が望まれており、例えば、接地電極の中心電極に対向する部位に突き出し部分を備えることによって、火炎の広がりを良好にし、着火性を向上させる技術が提案されている。このようなスパークプラグでは、押圧治具を用いて、接地電極の、中心電極に対向する面において、中心電極側に向けて、接地電極の一部を押圧して突き出し部分を形成することにより、着火性を向上させる技術が開示されている。 Spark plugs are desired to have good ignitability. For example, a technique has been proposed that improves the spread of flame and improves the ignitability by providing a protruding portion at a portion of the ground electrode that faces the center electrode. ing. In such a spark plug, by using a pressing jig, on the surface of the ground electrode facing the center electrode, by pressing a part of the ground electrode toward the center electrode side, a protruding portion is formed, A technique for improving ignitability is disclosed.
一般的に、突き出し部分の先端部分の径が大きい場合には着火性が低下するため、突き出し部分の先端部分の径を小さく形成することが望まれている。しかしながら、従来の技術では、突き出し部分の径が根元部分と先端部分とにおいて同一となるように、突き出し部分が形成されている。このため、チップの径を小さく形成すると、製造時に突き出し部分に歪みやひびわれが発生する虞がある。 Generally, since the ignitability decreases when the diameter of the tip portion of the protruding portion is large, it is desired to make the diameter of the tip portion of the protruding portion small. However, in the conventional technique, the protruding portion is formed so that the diameter of the protruding portion is the same in the root portion and the tip portion. For this reason, when the diameter of the chip is formed small, there is a risk that distortion or cracking may occur in the protruding portion during manufacturing.
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、接地電極の着火性、生産性の向上および耐久性の向上を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and aims to improve the ignitability, productivity, and durability of the ground electrode.
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to solve at least a part of the problems described above, and the invention can be implemented as the following forms or application examples.
[適用例1]
軸線方向に延びる中心電極と、前記中心電極の先端を露出させつつ前記中心電極の外周に形成された絶縁体と、前記絶縁体の外周に形成された主体金具と、前記主体金具に接合された基端部と、前記中心電極の端面と対向するように配置された先端部と、を有する接地電極と、を備えたスパークプラグであって、前記先端部は、前記中心電極側に多段状に突出するように形成された発火部を備え、前記発火部は、前記多段状に形成された各段のうち、最も根元側の段である根元段から、最も前記中心電極側の段である先端段に向けて、前記各段の前記突出方向に直交する断面の平均断面積が小さくなるように形成されている、スパークプラグ。
[Application Example 1]
A center electrode extending in the axial direction, an insulator formed on the outer periphery of the center electrode while exposing a tip of the center electrode, a metal shell formed on the outer periphery of the insulator, and the metal shell joined A spark plug having a base electrode and a ground electrode having a tip arranged to face the end face of the center electrode, wherein the tip is multi-staged on the center electrode side A firing portion formed so as to protrude, and the firing portion is a tip that is the step closest to the center electrode from a root step that is the step closest to the root among the steps formed in a multi-stage shape. A spark plug formed so that an average cross-sectional area of a cross section perpendicular to the protruding direction of each stage is reduced toward the stage.
適用例1のスパークプラグによれば、中心電極側に突出するように多段状に形成された発火部が、最も根元側の段である根元段から先端段に向けて、各段の突出方向に直交する断面の平均断面積が小さくなるように形成されている。従って、根元段の断面積を先端段の断面積に比して大きく形成できるので、製造時に、発火部にひずみやひび割れが発生することを抑制できる。よって、接地電極の生産性を向上できる。また、先端段の径を小さく形成できるので着火性を向上できる。 According to the spark plug of Application Example 1, the firing portion formed in a multi-stage shape so as to protrude toward the center electrode side is directed in the protruding direction of each stage from the root stage, which is the most proximal stage, toward the tip stage. It is formed so that the average cross-sectional area of the cross sections orthogonal to each other becomes small. Therefore, since the cross-sectional area of the root step can be formed larger than the cross-sectional area of the tip step, it is possible to suppress the occurrence of strain and cracks in the ignition portion during manufacturing. Therefore, the productivity of the ground electrode can be improved. Moreover, since the diameter of the tip step can be reduced, the ignitability can be improved.
なお、前記発火部は、たとえば、前記根元段の径をAとし、前記先端段の径をBとし、前記軸線方向と直交し、且つ前記接地電極の延長方向と直交する方向における前記接地電極の幅をXとしたとき、0.3≦A/X≦0.9、かつ、0.2≦B/A≦0.9の関係が成立するように形成され、前記多段状に形成された各段のうち、最も根元側の段である根元段の突出量をC、最も前記中心電極側の段である先端段の突出量をDとしたとき、0<C≦1.0mm、かつ、0<D≦1.0mmの関係が成立するように形成されていても良い。この構成を備えるスパークプラグによれば、0.3≦A/X≦0.9、かつ、0.2≦B/A≦0.9の関係が成立するように形成することにより、着火性および生産性を向上できる。また、発火部を、0<C≦1.0mm、かつ、0<D≦1.0mmとなるように形成することにより、製造時において、発火部にひび割れが発生することを抑制できる。従って、生産性の向上を図ることができる。 In addition, the ignition portion may be configured such that, for example, the diameter of the root step is A, the diameter of the tip step is B, the ground electrode in the direction perpendicular to the axial direction and perpendicular to the extension direction of the ground electrode. When the width is X, it is formed so that the relationship of 0.3 ≦ A / X ≦ 0.9 and 0.2 ≦ B / A ≦ 0.9 is established. Of the steps, when C is the protrusion amount of the root step that is the most proximal step, and D is the protrusion amount of the tip step that is the center electrode-side step, 0 <C ≦ 1.0 mm, and 0 <D ≦ 1.0 mm may be formed to satisfy the relationship. According to the spark plug having this configuration, by forming so that the relationship of 0.3 ≦ A / X ≦ 0.9 and 0.2 ≦ B / A ≦ 0.9 is established, Productivity can be improved. Further, by forming the ignition part so that 0 <C ≦ 1.0 mm and 0 <D ≦ 1.0 mm, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the ignition part during manufacturing. Therefore, productivity can be improved.
[適用例2]
適用例1のスパークプラグであって、前記発火部は、前記根元段の径をAとしたとき、A≦2.0mmである。適用例2のスパークプラグによれば、発火部を、A≦2.0mmとなるように形成することにより、着火性を向上できる。
[Application Example 2]
In the spark plug of Application Example 1, the ignition portion has A ≦ 2.0 mm, where A is the diameter of the root stage. According to the spark plug of Application Example 2, the ignitability can be improved by forming the ignition portion so that A ≦ 2.0 mm.
[適用例3]
適用例1または2のスパークプラグであって、前記発火部は、0.3mm≦C≦1.0mm、かつ、0.3mm≦D≦1.0mmである。適用例3のスパークプラグによれば、発火部を、0.3mm≦C≦1.0mm、かつ、0.3mm≦D≦1.0mmとなるように形成することにより、着火性を更に向上できる。
[Application Example 3]
In the spark plug according to application example 1 or 2, the ignition portion satisfies 0.3 mm ≦ C ≦ 1.0 mm and 0.3 mm ≦ D ≦ 1.0 mm. According to the spark plug of Application Example 3, the ignitability can be further improved by forming the ignition portion so that 0.3 mm ≦ C ≦ 1.0 mm and 0.3 mm ≦ D ≦ 1.0 mm. .
[適用例4]
適用例1ないし適用例3いずれかのスパークプラグであって、前記発火部は、前記多段状に形成された各段のうち、最も根元側の段である根元段の径が、1.4mm以上である。適用例4のスパークプラグによれば、発火部の最根元段の径が、1.4mm以上となるように形成することにより、耐久性を更に向上できる。
[Application Example 4]
The spark plug according to any one of Application Example 1 to Application Example 3, wherein the ignition portion has a diameter of a root step, which is the step on the most base side, of each of the steps formed in the multi-stage shape is 1.4 mm or more. It is. According to the spark plug of Application Example 4, durability can be further improved by forming the most base stage diameter of the ignition portion to be 1.4 mm or more.
[適用例5]
適用例1ないし適用例4いずれかのスパークプラグであって、前記接地電極は、ニッケルを主成分として形成されている。適用例5のスパークプラグによれば、安価なニッケルを主成分とする材料により接地電極を形成できる。従って、コストを削減できる。
[Application Example 5]
The spark plug according to any one of Application Examples 1 to 4, wherein the ground electrode is formed mainly of nickel. According to the spark plug of Application Example 5, the ground electrode can be formed from an inexpensive nickel-based material. Therefore, the cost can be reduced.
[適用例6]
軸線方向に延びる中心電極と、前記中心電極の先端を露出させつつ前記中心電極の外周に形成された絶縁体と、前記絶縁体の外周に形成された主体金具と、前記主体金具に接合された基端部と、前記中心電極の端面と対向するように配置された先端部と、を有する接地電極と、備えるスパークプラグの製造方法であって、プレス成形により、前記先端部に、前記中心電極側に多段状に突出するとともに、前記多段状に形成された各段のうち、最も根元側の段である根元段から、最も前記中心電極側の段である先端段に向けて、前記各段の前記突出方向に直交する断面の平均断面積が小さくなる発火部を形成する。適用例6のスパークプラグの製造方法によれば、プレス成形により、接地電極の先端部に、中心電極側に多段状に突出するとともに、前記多段状に形成された各段のうち、最も根元側の段である根元段から、最も前記中心電極側の段である先端段に向けて、前記各段の前記突出方向に直交する断面の平均断面積が小さくなる発火部が形成される。従って、根元段の断面積を先端段の断面積に比して大きく形成できるので、発火部にひずみやひび割れが発生することを抑制できる。よって、接地電極の耐久性を向上できる。また、先端段の径を小さく形成できるので着火性を向上できる。
[Application Example 6]
A center electrode extending in the axial direction, an insulator formed on the outer periphery of the center electrode while exposing a tip of the center electrode, a metal shell formed on the outer periphery of the insulator, and the metal shell joined A spark plug manufacturing method comprising: a ground electrode having a proximal end portion and a distal end portion disposed so as to face an end face of the center electrode, wherein the center electrode is formed on the distal end portion by press molding. Of each of the stages formed in a multi-stage shape, from the root stage that is the most proximal stage to the tip stage that is the most central-stage stage. An ignition portion is formed in which the average cross-sectional area of the cross section perpendicular to the projecting direction is small. According to the method for manufacturing a spark plug of Application Example 6 , by press molding, the tip of the ground electrode protrudes in a multi-stage shape toward the center electrode side, and among the stages formed in the multi-stage shape, the most base side From the base stage, which is the stage, to the tip stage, which is the stage closest to the center electrode, an ignition portion is formed in which the average cross-sectional area of the cross section perpendicular to the projecting direction of each stage is reduced. Therefore, since the cross-sectional area of the root step can be formed larger than the cross-sectional area of the tip step, it is possible to suppress the occurrence of strain and cracks in the ignition portion. Therefore, the durability of the ground electrode can be improved. Moreover, since the diameter of the tip step can be reduced, the ignitability can be improved.
本発明において、上述した種々の態様は、適宜、組み合わせたり、一部を省略したりして適用することができる。 In the present invention, the various aspects described above can be applied by appropriately combining or omitting some of them.
A.実施例:
A1.スパークプラグの構成:
図1は、スパークプラグ100の部分断面を主に示す説明図である。スパークプラグ100は、絶縁碍子10と、中心電極20と、接地電極30と、端子金具40と、主体金具50とを備える。絶縁碍子10の一端から突出する棒状の中心電極20は、絶縁碍子10の内部を通じて、絶縁碍子10の他端に設けられた端子金具40に電気的に接続されている。中心電極20の外周は、絶縁碍子10によって絶縁され、絶縁碍子10の外周は、端子金具40から離れた位置で主体金具50によって保持されている。主体金具50に電気的に接続された接地電極30は、火花を発生させる隙間である火花ギャップを中心電極20の先端との間に形成する。スパークプラグ100は、内燃機関(図示しない)のエンジンヘッド200に設けられた取付ネジ孔201に主体金具50を介して取り付けられ、2万〜3万ボルトの高電圧が端子金具40に印加されると、中心電極20と接地電極30との間に形成された火花ギャップに火花が発生する。
A. Example:
A1. Spark plug configuration:
FIG. 1 is an explanatory view mainly showing a partial cross section of the
スパークプラグ100の絶縁碍子10は、アルミナを始めとするセラミックス材料を焼成して形成された絶縁体である。絶縁碍子10は、中心電極20および端子金具40を収容する軸孔12が中心に形成された筒状体である。絶縁碍子10の軸方向中央には外径を大きくした鍔部19が形成されている。鍔部19よりも端子金具40側には、端子金具40と主体金具50との間を絶縁する後端側胴部18が形成されている。鍔部19よりも中心電極20側には、後端側胴部18よりも外径が小さい先端側胴部17が形成され、先端側胴部17の更に先には、先端側胴部17よりも小さい外径であって中心電極20側へ向かうほど外径が小さくなる脚長部13が形成されている。
The
スパークプラグ100の主体金具50は、絶縁碍子10の後端側胴部18の一部から脚長部13に亘る部位を包囲して保持する円筒状の金具であり、本実施例では、低炭素鋼から成る。主体金具50は、工具係合部51と、取付ネジ部52と、シール部54と、先端面57とを備える。主体金具50の工具係合部51は、スパークプラグ100をエンジンヘッド200に取り付ける工具(図示しない)が嵌合する。主体金具50の取付ネジ部52は、エンジンヘッド200の取付ネジ孔201に螺合するネジ山を有する。主体金具50のシール部54は、取付ネジ部52の根元に鍔状に形成され、シール部54とエンジンヘッド200との間には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット5が嵌挿される。主体金具50の先端面57は、取付ネジ部52の先端に形成された中空円状の面であり、先端面57の中央には、脚長部13に包まれた中心電極20が突出する。
The
スパークプラグ100の中心電極20は、有底筒状に形成された中心電極母材21の内部に、中心電極母材21よりも熱伝導性に優れる芯材25を埋設した棒状の電極である。本実施例では、中心電極母材21は、インコネル(登録商標)を始めとするニッケルを主成分とするニッケル合金から成り、芯材25は、銅または銅を主成分とする合金から成る。中心電極20は、中心電極母材21の先端が絶縁碍子10の軸孔12から突出した状態で絶縁碍子10の軸孔12に挿入され、セラミック抵抗3およびシール体4を介して端子金具40に電気的に接続されている。
The center electrode 20 of the
スパークプラグ100の接地電極30は、主体金具50の先端面57に接合され、中心電極20の軸方向に交差する方向に屈曲して中心電極20の先端に対向する電極である。本実施例では、接地電極30は、インコネル(登録商標)を始めとするニッケルを主成分とするニッケル合金から成る。
The
図2は、第1実施例における接地電極30の詳細構造を主に示す説明図である。接地電極30は、接地電極母材35と、発火部36とから構成されており、接地電極母材35の先端部39を構成する先端面31と、接地電極30の表面のうち中心電極20に対向する対向面32と、対向面32とは反対側の面であり接地電極30に背を向ける背面33とを備える。
FIG. 2 is an explanatory view mainly showing a detailed structure of the
発火部36は、接地電極30の対向面32に、中心電極20の先端に対向して、多段状に突出するようにプレス成形により形成されている。発火部36は、多段状に形成された各段のうち、最も根元側の段である根元段36aから、最も中心電極側の段である先端段36bに向けて、各段の突出方向に直交する断面の平均断面積が小さくなるように形成されている。本実施例では、発火部36は、円形の断面を有する円柱状の突起である。窪み部37は、発火部36を形成する際のプレス成形により、背面33から接地電極母材35の内側に向けて凹状に形成される。
The
図2に示すように、発火部36と中心電極20との間には、火花ギャップと呼ばれる間隙が形成される。発火部36の重心は、中心電極20の中心軸(軸線)Oの延長線上に略沿って位置する。
As shown in FIG. 2, a gap called a spark gap is formed between the
図3は、第1実施例における発火部36の形状について詳細に説明する平面図である。図3(a)は、接地電極30の対向面32を中心電極20側から見た平面図である。図3(b)は、接地電極30を、先端面31側から見た平面図である。発火部36は、以下の式1〜式4を満たすように形成されている。ただし、図3(a)および図3(b)において、根元段36aの最も中心電極20側の部分の径をA、先端段36bの最も中心電極20側の部分の径をB、軸線方向と直交し、且つ接地電極30の延長方向と直交する方向における接地電極30の幅をX、根元段36aの突出量をC、先端段36bの突出量をDとする。なお、突出量とは、各段の軸線方向に沿った高さを表す。
FIG. 3 is a plan view for explaining in detail the shape of the
0.3≦A/X≦0.9、かつ、0.2≦B/A≦0.9 …(式1)
A≦2.0mm …(式2)
0<C≦1.0mm、かつ、0<D≦1.0mm …(式3)
B≦1.4mm …(式4)
0.3 ≦ A / X ≦ 0.9 and 0.2 ≦ B / A ≦ 0.9 (Formula 1)
A ≦ 2.0 mm (Formula 2)
0 <C ≦ 1.0 mm and 0 <D ≦ 1.0 mm (Formula 3)
B ≦ 1.4mm (Formula 4)
A2.製造工程:
図4は、第1実施例における接地電極30の製造工程を示すフローチャートである。図5は、固定治具を説明する斜視図である。図6は、発火部36の成型について説明するための断面図である。なお、図5、図6に示すように、一段目固定治具300は、押さえ型310と受け型320と加工ピン340とから構成されており、二段目固定治具400は、押さえ型410と受け型420と加工ピン440とから構成されている。押さえ型310、押さえ型410および受け型320、420は、押出しプレス成型に用いられる金型である。
A2. Manufacturing process:
FIG. 4 is a flowchart showing a manufacturing process of the
まず、ニッケルを主成分とする材料により、接地電極母材35を作製する(ステップS10)。本実施例では、電極部材301は、略長方形の断面を有する棒状のニッケル合金である。次に、一段目固定治具300の押さえ型310と受け型320との間に接地電極母材35を配置する(ステップS12)。図5に示すように、受け型320には、接地電極母材35と略同じ形状である成形溝部350が形成されており、接地電極母材35は、受け型320の成形溝部350に収容される。受け型320に形成された成形溝部350の位置に合わせて、押さえ型310には、接地電極30の発火部36に対応する位置にピン孔部314が形成され、受け型320には、接地電極30の発火部36に対応する位置に段形成部330が形成されている。
First, the ground
押さえ型310と受け型320との間に接地電極母材35を配置した後(ステップS12、図6(a))、押さえ型310のピン孔部314に加工ピン340をプレス挿入することによって、接地電極母材35の一部が受け型320の段形成部330に押し込まれる。このように、接地電極母材35に押出しプレス加工が施され、発火部36の一段目(根元段)が成型される(ステップS14、図6(b))。受け型320の段形成部330は、径が、加工ピン340の径とほぼ同一もしくは若干小さくなるように形成されている。こうすることにより、段形成部330の形状に沿うように段が形成される。なお、発火部36の突出量Cは、予め、段形成部330の形状により規定される。ピン孔部314に加工ピン340がプレス挿入されると、接地電極母材35において押さえ型310のピン孔部314に隣接する部位は、加工ピン340に押されて窪むことによって一段目に対応する窪み部37aを形成し、接地電極母材35において受け型320の段形成部330に隣接する部位は、加工ピン340によって段形成部330に押し出されて発火部36の根元段36aを形成する。
After the ground
発火部36の一段目(根元段36a)を押出しプレスで成型した後(ステップS14)、一段目固定治具300から接地電極母材35を取り出し、二段目固定治具400の押さえ型410と受け型420との間に接地電極母材35を配置する(ステップS16、図6(c))。二段目固定治具400は、ピン孔部の径が小さく形成されている点、および、受け型420に、一段目(根元段)を収容する収容部460が形成されている点以外は、一段目固定治具300と同様の構成を備える。接地電極母材35を二段目固定治具400に固定する際、一段目(根元段36a)が収容部460に収容されるように配置する。
After the first stage (
接地電極母材35を二段目固定治具400に固定した後(ステップS16)、押さえ型410のピン孔部414に加工ピン440をプレス挿入することによって、押出しプレス加工を接地電極母材35に施し、発火部36の2段目(先端段36b)を成型する(ステップS18、図6(d))。この際、接地電極母材35において押さえ型410のピン孔部414に隣接する部位は、加工ピン440に押されて窪むことによって二段目に対応する窪み部37bが形成される。なお、第1実施例では、発火部36の段数を2段としているため、押し出しプレス加工は2回行われるが、発火部36の段数を3段以上とする場合、押し出しプレス加工を段数分行えばよい。この場合、根元側の段から先端側(中心電極側)の段に向けて径が小さくなるように形成することが好ましい。
After fixing the ground
発火部36および窪み部37が形成された接地電極母材35を、二段目固定治具400から取り出し(ステップS20)、二段目固定治具400から取り出された接地電極母材35の先端を曲げ加工により折り曲げることによって(ステップS22)、接地電極30が完成する。以上説明した工程で接地電極30が製造され、主体金具50に組み付けられる。
The ground
A3.実験結果1:
上述のように製造された接地電極30の着火性、生産性および耐久性を評価する評価試験を行った結果を表1および表2に示す。表1、2において、図3(a)および図3(b)に示すように、根元段36aの径をA、先端段36bの径をB、軸線方向と直交し、且つ接地電極30の延長方向と直交する方向における接地電極30の幅をX、根元段36aの突出量をC、先端段36bの突出量をDとする。
A3. Experimental result 1:
Tables 1 and 2 show the results of evaluation tests for evaluating the ignitability, productivity, and durability of the
第1実施例では、着火性の評価試験方法として、アイドル回転域における安定性試験を行った。この評価試験方法は、点火時期をパラメータとし、徐々に進角させ、平均有効圧の変動率をプロットしていき、変動率が20%のときを閾値として、そのときの点火時期をそのスパークプラグの進角限界とする着火性評価法である。表1において、進角限界が50degBTDC以上のプラグをOK(○、◎)とし、それ以外のプラグをNG(X)とした。なお、OKのうち、進角限界が50degBTDC以上のプラグを○、進角限界が55degBTDC以上のプラグを◎とした。 In the first example, a stability test in an idle rotation range was performed as an ignitability evaluation test method. In this evaluation test method, the ignition timing is used as a parameter, the angle is gradually advanced, and the variation rate of the average effective pressure is plotted. When the variation rate is 20%, the ignition timing at that time is the spark plug. It is an ignitability evaluation method with the advance angle limit of. In Table 1, plugs having an advance angle limit of 50 deg BTDC or more are OK (◯, ◎), and other plugs are NG (X). Of the OK, plugs with an advance angle limit of 50 deg BTDC or more were marked with ◯, and plugs with an advance angle limit of 55 deg BTDC or more were marked with ◎.
また、第1実施例では、生産性の評価試験方法として、表1に示す寸法で、接地電極30を10個生産し、プレス成形した突状の発火部36を拡大鏡を用いて確認し、われ、ひびがあるか否かにより生産性を評価した。表1において、われ、ひびがあったプラグをNG(X)とし、われ、ひびがなかったプラグをOK(○)とした。
Further, in the first example, as a productivity evaluation test method, 10
また、第1実施例では、耐久性の評価試験方法として、5000rpm * WOTの条件で200時間の耐久試験を実施した。生産時点(新品時)での放電電圧と、耐久試験後の放電電圧を比較し、電圧上昇率が30%を超えたプラグをNG(X)とし、電圧上昇率が30%以下のプラグをOK(○)とした。なお、WOTとは、Wide Open Throttleを示す。 In the first example, a durability test for 200 hours was performed as a durability evaluation test method under the condition of 5000 rpm * WOT. Comparing the discharge voltage at the time of production (when new) and the discharge voltage after the endurance test, plugs with a voltage increase rate exceeding 30% are NG (X), and plugs with a voltage increase rate of 30% or less are OK (○). In addition, WOT shows Wide Open Throttle.
表1に示すように、式1および式3を満たすサンプル2〜4、7〜9、12〜14、17〜19は、着火性および生産性のいずれの評価においてもOKであることがわかった。一方、式1および式3の少なくとも一方を満たさないサンプル1、5、6、10、11、15、16および20は、着火性もしくは生産性のいずれかにおいて、NGであることがわかった。
As shown in Table 1, it was found that Samples 2 to 4, 7 to 9, 12 to 14, and 17 to 19 satisfying Equation 1 and
また、表1において、サンプル12とサンプル13を比較した場合、および、サンプル17とサンプル18を比較した場合、A/XおよびB/Aの値が同一であっても、CもしくはDの少なくとも一方が0.3mm未満である場合には、着火性が低いことがわかった。よって、発火部36は、式3を満たすとともに、更に、以下の式5を満たすことにより、着火性を向上できる。
In Table 1, when
0.3mm≦C≦1.0mm、かつ、0.3mm≦D≦1.0mm …(式5) 0.3 mm ≦ C ≦ 1.0 mm and 0.3 mm ≦ D ≦ 1.0 mm (Formula 5)
また、表2に示すように、式2を満たすサンプル21〜23は、着火性が安定しており、式2を満たさないサンプル24は、着火性が安定しないことがわかった。
In addition, as shown in Table 2, it was found that
また、表2に示すように、式4を満たすサンプル22〜24は、耐久性が高いが、式4を満たさないサンプル21は、耐久性が低いことがわかった。
Moreover, as shown in Table 2, it was found that samples 22 to 24
以上説明した第1実施例のスパークプラグ100によれば、中心電極20側に突出するように多段状に形成された発火部36が、最も根元側の段である根元段36aから先端段36bに向けて、各段の突出方向に直交する断面の平均断面積が小さくなるように形成されている。更に、第1実施例では、発火部36が、式1〜式3および式5を満たすように形成されている。こうすることにより、根元段36aの断面積を先端段36bの断面積に比して大きく形成できるので、製造時に、発火部36にひずみやひび割れが発生することを抑制できる。よって、接地電極30の生産性を向上できる。また、先端段36bの径を小さく形成できるので着火性を向上できる。
According to the
また、第1実施例のスパークプラグによれば、式4を満たすように形成されていることにより、耐久性を向上できる。
Moreover, according to the spark plug of 1st Example, durability can be improved by being formed so that
B.変形例
(1)上述の実施例では、発火部36の段数を2段としているが、3段以上であってもよい。この場合、式1〜式5を満たすように形成することが好ましい。こうすれば、スパークプラグによればの着火性、耐久性、生産性を向上できる。
B. Modification (1) In the above-described embodiment, the number of stages of the
(2)図7は変形例における発火部36の形状について詳細に説明する平面図である。図7(a)は、接地電極30の対向面32を中心電極20側から見た平面図である。図7(b)は、接地電極30を、先端面31側から見た平面図である。図7(a)および(b)に示すように、発火部36の先端面には、貴金属チップ38、たとえば、プラチナ(Pt)チップが備えられていても良い。貴金属チップ38を供えることによって、発火部36の耐久性を向上させることができる。
(2) FIG. 7 is a plan view for explaining in detail the shape of the
以上、本発明の種々の実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成をとることができる。 As mentioned above, although the various Example of this invention was described, this invention is not limited to these Examples, A various structure can be taken in the range which does not deviate from the meaning.
3…セラミック抵抗
4…シール体
5…ガスケット
10…絶縁碍子
12…軸孔
13…脚長部
17…先端側胴部
18…後端側胴部
19…鍔部
20…中心電極
21…中心電極母材
25…芯材
30…接地電極
31…先端面
32…対向面
33…背面
35…接地電極母材
36…発火部
36a…根元段
36b…先端段
37…窪み部
39…先端部
40…端子金具
50…主体金具
51…工具係合部
52…取付ネジ部
54…シール部
57…先端面
100…スパークプラグ
200…エンジンヘッド
201…取付ネジ孔
300…一段目固定治具
301…電極部材
310…押さえ型
314…ピン孔部
320…受け型
330…段形成部
340…加工ピン
350…成形溝部
400…二段目固定治具
410…押さえ型
414…ピン孔部
420…受け型
440…加工ピン
460…収容部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記中心電極の先端を露出させつつ前記中心電極の外周に形成された絶縁体と、
前記絶縁体の外周に形成された主体金具と、
前記主体金具に接合された基端部と、前記中心電極の端面と対向するように配置された先端部と、を有する接地電極と、を備えたスパークプラグであって、
前記先端部は、前記中心電極側に多段状に突出するように形成された発火部を備え、
前記発火部は、前記根元段の径をAとし、前記先端段の径をBとし、前記軸線方向と直交し、且つ前記接地電極の延長方向と直交する方向における前記接地電極の幅をXとしたとき、0.3≦A/X≦0.9、かつ、0.2≦B/A≦0.9の関係が成立するように形成され、
前記発火部は、前記多段状に形成された各段のうち、最も根元側の段である根元段の突出量をC、最も前記中心電極側の段である先端段の突出量をDとしたとき、0<C≦1.0mm、かつ、0<D≦1.0mmの関係が成立するように形成されている、
スパークプラグ。 A central electrode extending in the axial direction;
An insulator formed on an outer periphery of the center electrode while exposing a tip of the center electrode;
A metal shell formed on the outer periphery of the insulator;
A spark plug comprising a ground electrode having a base end joined to the metal shell and a tip arranged to face the end face of the center electrode,
The tip portion includes an ignition portion formed so as to protrude in a multi-stage shape on the center electrode side,
The ignition portion has a diameter of the root step as A, a diameter of the tip step as B, a width of the ground electrode in a direction perpendicular to the axial direction and a direction perpendicular to the extension direction of the ground electrode as X When formed, the relationship of 0.3 ≦ A / X ≦ 0.9 and 0.2 ≦ B / A ≦ 0.9 is established.
Of the stages formed in the multi-stage shape, the firing portion is defined as C, which is the protrusion amount of the root stage, which is the most proximal stage, and D, which is the protrusion quantity of the tip stage, which is the most central electrode side. Is formed so that the relationship of 0 <C ≦ 1.0 mm and 0 <D ≦ 1.0 mm is satisfied,
Spark plug.
前記発火部は、前記根元段の径をAとしたとき、A≦2.0mmである、
スパークプラグ。 The spark plug according to claim 1, wherein
The ignition part is A ≦ 2.0 mm, where A is the diameter of the root step.
Spark plug.
前記発火部は、0.3mm≦C≦1.0mm、かつ、0.3mm≦D≦1.0mmである、
スパークプラグ。 The spark plug according to claim 1 or 2,
The ignition part is 0.3 mm ≦ C ≦ 1.0 mm and 0.3 mm ≦ D ≦ 1.0 mm.
Spark plug.
前記発火部は、前記多段状に形成された各段のうち、最も先端側の段である先端段の径が、1.4mm以上である、
スパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 3,
The firing portion has a diameter of a tip step which is the step on the most tip side among the steps formed in the multi-stage shape is 1.4 mm or more.
Spark plug.
前記接地電極は、ニッケルを主成分として形成されている、
スパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 4,
The ground electrode is formed mainly of nickel.
Spark plug.
前記中心電極の先端を露出させつつ前記中心電極の外周に形成された絶縁体と、
前記絶縁体の外周に形成された主体金具と、
前記主体金具に接合された基端部と、前記中心電極の端面と対向するように配置された先端部と、を有する接地電極と、備えるスパークプラグの製造方法であって、
プレス成形により、前記先端部に、前記中心電極側に多段状に突出するとともに、前記多段状に形成された各段のうち、最も根元側の段である根元段から、最も前記中心電極側の段である先端段に向けて、前記各段の前記突出方向に直交する断面の平均断面積が小さくなる発火部を形成する、
スパークプラグの製造方法。 A central electrode extending in the axial direction;
An insulator formed on an outer periphery of the center electrode while exposing a tip of the center electrode;
A metal shell formed on the outer periphery of the insulator;
A grounding electrode having a base end joined to the metal shell and a tip arranged to face the end face of the center electrode, and a spark plug manufacturing method comprising:
By press molding, the tip protrudes in a multi-stage shape toward the center electrode side, and among the stages formed in the multi-stage shape, from the root stage, which is the most root-side stage, to the center electrode side most To form a firing portion where the average cross-sectional area of the cross section perpendicular to the protruding direction of each stage is reduced toward the tip stage which is a stage,
Spark plug manufacturing method.
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