JP2012079417A - スパークプラグ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軸線方向に延びる棒状の中心電極であって、自身の外周表面に第1肩状部及び第2肩状部を有する中心電極と、軸線方向に延びる軸孔を有し、中心電極の先端よりも軸線方向後端側に自身の先端が位置し、軸孔の内部で中心電極を保持する絶縁碍子と、を備えるスパークプラグであって、第2肩状部は、絶縁碍子の先端よりも軸線方向後端側に配置され、第1肩状部は、絶縁碍子の先端から第1肩状部までの軸線に沿った距離Aが、0mm≦A≦0.6mmを満たす領域に配置され、第1肩状部から第2肩状部までの軸線に沿った距離Bは、1.6mm以下であることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
前記軸線方向に延びる軸孔を有し、前記中心電極の先端よりも前記軸線方向後端側に自身の先端が位置し、前記軸孔の内部で前記中心電極を保持する絶縁碍子と、
を備えるスパークプラグであって、
前記第2肩状部は、前記絶縁碍子の先端よりも前記軸線方向後端側に配置され、
前記第1肩状部は、前記絶縁碍子の先端から前記第1肩状部までの前記軸線に沿った距離Aが、0mm≦A≦0.6mmを満たす領域に配置され、
前記第1肩状部から前記第2肩状部までの前記軸線に沿った距離Bは、1.6mm以下であることを特徴とするスパークプラグ。
前記中心電極は、前記軸線と直交する断面形状が円形であって、径が一定の一定径部と前記軸線方向先端側に向かう方向に沿って径が減少する縮径部とが交互に配置された階段状部を有し、
前記第1肩状部及び前記第2肩状部は、いずれも、前記一定径部と前記縮径部との境界のエッジであることを特徴とするスパークプラグ。
前記軸孔の内周面の先端と前記中心電極の前記外周表面との距離のうち最短となる距離Cが0.2mm以上であることを特徴とするスパークプラグ。
前記第2肩状部が属する前記一定径部の径φDと、前記第1肩状部が属する前記一定径部の径φEとの関係は、φE/φD≧0.6を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
前記軸線を含む前記スパークプラグの断面において前記中心電極の断面を挟んで配置された2つの前記絶縁碍子の断面のいずれか一方の断面において、前記絶縁碍子の先端から前記軸線に沿った距離Fが1.5mmまでの領域の面積Gは、1.5mm2以下であることを特徴とするスパークプラグ。
前記面積Gは、1.0mm2以上であることを特徴とするスパークプラグ。
図1は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグの構造を示す要部断面図である。図1では、スパークプラグ100の軸心である軸線CXを境界として、右側にスパークプラグ100の外観形状を図示し、左側にスパークプラグ100の断面形状を示している。スパークプラグ100は、中心電極10と、絶縁碍子20と、主体金具30と、接地電極40とを備える。なお、スパークプラグ100の軸線CXは、中心電極10、絶縁碍子20、主体金具30の各部材の軸心でもある。
図5は、第2実施形態において、2つのエッジ間の軸線に沿った距離が好ましい長さとなるように2つのエッジが配置された状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。第2実施形態のスパークプラグは、2つのエッジE1,E2間の軸線CXに沿った距離において図1に示すスパークプラグ100と異なり、他の構成は、第1実施形態と同じである。なお、図5では、図3と同様に、軸線CXを境界として左半分の構造のみ示している。また、第2実施形態では、図3に示す第1実施形態のスパークプラグ100と同様に、先端側のエッジ(エッジE1)は、前述の距離A(脚長部22の先端からエッジE1までの軸線CXに沿った距離)が0mm≦A≦0.6mmを満たす領域に配置されている。
図7は、第3実施例形態において、軸孔Hの内周面S2の先端と中心電極の外周表面との間の最短距離、及び第3一定径部の径と第2一定径部の径との比が、いずれも好ましい値に設定された状態における中心電極及び接地電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。第3実施形態のスパークプラグは、軸孔Hの内周面S2の先端と中心電極10の外周表面との距離のうち最短となる距離C、及び第3一定径部SP3の径(φD)と第2一定径部SP2の径(φE)との比(φE/φD)において図1に示すスパークプラグ100と異なり、他の構成は、第1実施形態と同じである。なお、図7では、図3と同様に、軸線CXを境界として左半分の構造のみ示している。また、第3実施形態では、前述の距離Aは0mm≦A≦0.6mmを満たし、前述の距離BはB≦1.6mmを満たす。
図10は、第4実施形態において、脚長部の先端部分の大きさが好ましい大きさに設定された状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。第4実施形態のスパークプラグは、脚長部22の先端部分の大きさにおいて図1に示すスパークプラグ100と異なり、他の構成は、第1実施形態と同じである。なお、図10では、図3と同様に、軸線CXを境界として左半分の構造のみ示している。また、第4実施形態では、前述の距離Aは0mm≦A≦0.6mmを満たし、前述の距離BはB≦1.6mmを満たし、前述の距離CはC≧0.2mmを満たし、前述のφE/φDはφE/φD≧0.6を満たす。
E1.第1実施例:
第1実施例では、第1実施形態に示す距離A(中心電極10の外周表面において、脚長部22の先端面S1に対応する位置からエッジE1までの軸線方向XDに沿った距離)を互いに異ならせた8つのスパークプラグ(サンプル)を作製し、これら8つのサンプルを用いて実機耐久試験を行った。
第2実施例では、第2実施形態に示す距離B(2つのエッジE1,E2間の軸線CXに沿った距離)を互いに異ならせたスパークプラグ(サンプル)を作製して実機耐久試験を行なった。
第3実施例では、まず、距離C(軸孔Hの内周面S2の先端と中心電極10の外周表面との間の最短距離)を互いに異ならせたスパークプラグ(サンプル)を作製してリーク(正規放電以外で火花が飛ぶ現象)が発生する回数をカウントした。
第4実施例では、まず、第4実施形態に示す面積G(脚長部22の断面において、先端面S1から軸線CXに沿った距離Fが1.5mm以下である2つの領域のうち、一方の領域の面積)を互いに異ならせた7つのスパークプラグ(サンプル)を作製して実機耐久試験を行なった。
なお、上記各実施形態及び実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
各実施形態及び実施例において、中心電極10は、一定径部と縮径部とが交互に配置された外観構成を有していたが、本発明はこれに限定されるものではない。図19は、変形例1における中心電極の外観構成を示す説明図である。なお、図19では、互いに外観構成の異なる3つのケース((a)〜(c))の中心電極及び脚長部を示している。
各実施形態及び実施例では、脚長部22の先端面S1と内周面S2とは、これら2つの面S1,S2の間の角度がおよそ90度となるように互いに接していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、先端面S1と内周面S2との境界において面取りを施し、生成された新たな面を介して先端面S1と内周面S2とが接する構成を採用することもできる。この構成においても、面取りにより生じた新たな面に付着したカーボン等の未燃焼生成物を、中心電極10のエッジを起点とする沿面放電によって焼き切ることができる。
各実施形態及び実施例では、中心電極10に対応する接地電極40の数は1つであったが、本発明はこれに限定されるものではない。1つの中心電極10に対応して、複数の接地電極40を設ける構成を採用することもできる。
上記第3実施形態では、距離Cは0.2mm以上であり、かつ、φE/φDは0.6(60%)以上であることが好ましい構成であったが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、距離Cは0.2mm以上であり、かつ、φE/φDは0.6(60%)未満である構成も採用することもできる。この構成では、距離Cが0.2mm以上であるので、中心電極10の外周表面と絶縁碍子20の軸孔Hの内周面S2との最短ルートを火花が飛ぶ、異常放電の発生を抑制できる。また、例えば、距離Cは0.2mm未満であり、かつ、φE/φDは0.6(60%)以上である構成を採用することもできる。この構成では、φE/φDは0.6(60%)以上であるので、中心電極10の消耗を抑制し耐久性を向上させることができる。
12…電極母材
14…芯材
16…シール体
17…セラミック抵抗
18…シール体
19…端子金具
20…絶縁碍子
22…脚長部
24…第1碍子胴部
25…碍子鍔部
26…第2碍子胴部
30…主体金具
31…端面
32…取付ネジ部
34…胴部
35…溝部
36…工具係合部
38…加締部
40…接地電極
41…貴金属チップ
50…ガスケット
62…パッキン
63…充填部
90…未燃焼生成物
100…スパークプラグ
200…エンジンヘッド
210…取付ネジ孔
500…絶縁性試験装置
510…絶縁油槽
512…絶縁油
514…台座部
516…リング状部材
517…孔
518…電流測定器
C1,C2…クリアランス
E1〜E6…エッジ
H…軸孔
S1…先端面
L1…火花
S2…内周面
B5,B6…交線
E7,E8…突出部
XD…軸線方向
ST…階段状部
CX…軸線
SP1…第1一定径部
TP1…第1縮径部
SP2…第2一定径部
TP2…第2縮径部
SP3…第3一定径部
AR1,AR2,ARz…領域
TP3〜TP6…縮径部
Claims (6)
- 軸線方向に延びる棒状の中心電極であって、自身の外周表面に第1肩状部及び第2肩状部を有する中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有し、前記中心電極の先端よりも前記軸線方向後端側に自身の先端が位置し、前記軸孔の内部で前記中心電極を保持する絶縁碍子と、
を備えるスパークプラグであって、
前記第2肩状部は、前記絶縁碍子の先端よりも前記軸線方向後端側に配置され、
前記第1肩状部は、前記絶縁碍子の先端から前記第1肩状部までの前記軸線に沿った距離Aが、0mm≦A≦0.6mmを満たす領域に配置され、
前記第1肩状部から前記第2肩状部までの前記軸線に沿った距離Bは、1.6mm以下であることを特徴とするスパークプラグ。 - 請求項1に記載のスパークプラグにおいて、
前記中心電極は、前記軸線と直交する断面形状が円形であって、径が一定の一定径部と前記軸線方向先端側に向かう方向に沿って径が減少する縮径部とが交互に配置された階段状部を有し、
前記第1肩状部及び前記第2肩状部は、いずれも、前記一定径部と前記縮径部との境界のエッジであることを特徴とするスパークプラグ。 - 請求項2に記載のスパークプラグにおいて、
前記軸孔の内周面の先端と前記中心電極の前記外周表面との距離のうち最短となる距離Cが0.2mm以上であることを特徴とするスパークプラグ。 - 請求項2または請求項3に記載のスパークプラグにおいて、
前記第2肩状部が属する前記一定径部の径φDと、前記第1肩状部が属する前記一定径部の径φEとの関係は、φE/φD≧0.6を満たすことを特徴とするスパークプラグ。 - 請求項1ないし請求項4のいずれかに記載のスパークプラグにおいて、
前記軸線を含む前記スパークプラグの断面において前記中心電極の断面を挟んで配置された2つの前記絶縁碍子の断面のいずれか一方の断面において、前記絶縁碍子の先端から前記軸線に沿った距離Fが1.5mmまでの領域の面積Gは、1.5mm2以下であることを特徴とするスパークプラグ。 - 請求項5に記載のスパークプラグにおいて、
前記面積Gは、1.0mm2以上であることを特徴とするスパークプラグ。
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