JP2012109114A - Inspection method of insulator - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a defect inspection method of an insulator which allows for easy and accurate inspection of the presence or absence of an internal defect of the insulator.SOLUTION: In the inspection method of an insulator 1 which inspects the presence or absence of an internal defect of the insulator 1 for a spark plug having a shaft hole 11 through which a center electrode is inserted, an inner electrode 2 is arranged in the shaft hole 11 of the insulator 1, and an outer electrode 3 is arranged on the outer surface 12 of the insulator 1. A partial discharge is generated at the internal defect by applying an inspection voltage, where plus and minus are inverted temporarily and alternately, between the inner electrode 2 and the outer electrode 3. The internal defect is made conspicuous by destroying the insulator 1 with the energy of partial discharge starting from the internal defect.

Description

本発明は、中心電極を挿通させる軸孔を備えたスパークプラグ用の絶縁碍子の内部欠陥の有無を検査する絶縁碍子の欠陥検査方法に関する。   The present invention relates to an insulator defect inspection method for inspecting the presence or absence of an internal defect of an insulator for a spark plug having a shaft hole through which a center electrode is inserted.

スパークプラグは、筒状のハウジングと、該ハウジングの内側に保持された軸孔を備えた筒状の絶縁碍子と、該絶縁碍子の軸孔に挿通された中心電極と、上記ハウジングに固定された接地電極とを備える。そして、上記中心電極と上記接地電極とは、スパークプラグの軸方向に対向配置されて火花放電ギャップを形成しており、上記中心電極に高電圧が印加されることで、火花放電ギャップに火花放電が生じる。
ここで、上記絶縁碍子にピンホール等の内部欠陥が存在していると、該内部欠陥を通って上記中心電極と上記ハウジングとの間で、電流がリークしてしまい、正常な火花放電が行われなくなるおそれがある。このため、上記絶縁碍子の欠陥の有無を検査する必要がある。
The spark plug is fixed to the housing, a cylindrical insulator having a shaft hole held inside the housing, a center electrode inserted through the shaft hole of the insulator, and the housing. A ground electrode. The center electrode and the ground electrode are arranged opposite to each other in the axial direction of the spark plug to form a spark discharge gap, and when a high voltage is applied to the center electrode, a spark discharge is generated in the spark discharge gap. Occurs.
Here, if an internal defect such as a pinhole is present in the insulator, current leaks between the center electrode and the housing through the internal defect, and normal spark discharge occurs. There is a risk of being lost. For this reason, it is necessary to inspect for the presence or absence of defects in the insulator.

そして、絶縁碍子の欠陥検出方法として、例えば、絶縁碍子の中心電極を挿通させる軸孔に第1電極を配置し、絶縁碍子の外周側に第2電極を配置して絶縁碍子に対して直流電圧を印加し、その流れる電流によって内部欠陥の有無を検査する方法がある(特許文献1)。   As a defect detection method for an insulator, for example, a first electrode is disposed in a shaft hole through which a center electrode of the insulator is inserted, and a second electrode is disposed on the outer peripheral side of the insulator so that a DC voltage is applied to the insulator. There is a method for inspecting the presence or absence of an internal defect by the flowing current (Patent Document 1).

また、近年、スパークプラグの小径化に伴い絶縁碍子の肉厚も薄くなるため、その絶縁性の低下が懸念されていた。そのため、絶縁碍子の絶縁検査では検査精度の向上が求められており、そのために、上記欠陥検査方法においては、検査電圧を高める必要がある。しかし、検査電圧を高めると、内部欠陥のない良品の絶縁碍子まで破壊するおそれがあり、さらにはその検査電圧の高さに起因して、絶縁碍子表面を通じて電流が流れるフラッシュオーバーが生じやすくなる。   Further, in recent years, since the thickness of the insulator has been reduced as the diameter of the spark plug has been reduced, there has been a concern about the deterioration of the insulation. For this reason, improvement in inspection accuracy is required in the insulation inspection of the insulator. Therefore, in the defect inspection method, it is necessary to increase the inspection voltage. However, when the inspection voltage is increased, there is a risk that even a non-defective insulator without internal defects may be destroyed. Further, due to the high inspection voltage, a flashover in which a current flows through the surface of the insulator is likely to occur.

ここで、上記フラッシュオーバーを防止するために、検査装置内に高圧のエアを封止することで空気絶縁性を高めた状態にし、絶縁碍子の内側と外側とに直流電圧を印加して、その電流を測定して内部欠陥の有無を検査する方法が提案されている(特許文献2)。   Here, in order to prevent the flashover, a high-pressure air is sealed in the inspection device to improve the air insulation, and a DC voltage is applied to the inside and outside of the insulator, There has been proposed a method for inspecting the presence or absence of internal defects by measuring current (Patent Document 2).

特開2007−134132号公報JP 2007-134132 A 特開2004−108817号公報JP 2004-108817 A

しかしながら、上記特許文献2に記載の方法では、高圧のエアを供給するための供給装置等を要し、検査装置が大型化し、大がかりなものとなってしまう。また、検査電圧を高めたことに起因する良品の破壊の課題については、上記特許文献2に記載の方法でも解決されない。それゆえ、検査電圧を高めて検査精度を上げるという方法では、上記課題の抜本的解決には至らない。   However, the method described in Patent Document 2 requires a supply device for supplying high-pressure air, and the inspection device becomes large and large. Further, the problem of destruction of non-defective products caused by increasing the inspection voltage cannot be solved even by the method described in Patent Document 2. Therefore, the method of increasing the inspection voltage and increasing the inspection accuracy does not lead to a fundamental solution to the above problem.

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、絶縁碍子の内部欠陥の有無を、容易かつ精度良く検査することができる絶縁碍子の欠陥検査方法を提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide an insulator defect inspection method capable of easily and accurately inspecting the presence or absence of an internal defect of an insulator.

本発明は、中心電極を挿通させる軸孔を備えたスパークプラグ用の絶縁碍子の内部欠陥の有無を検査する絶縁碍子の欠陥検査方法であって、
上記絶縁碍子の上記軸孔内に内側電極を配置し、上記絶縁碍子の外側面に外側電極を配置し、
上記内側電極と上記外側電極との間に、プラスとマイナスとが時間的に交互に反転する検査電圧を印加することにより、上記内部欠陥において部分放電を発生させ、該部分放電のエネルギによって上記内部欠陥を起点に上記絶縁碍子を破壊して、上記内部欠陥を顕在化させることを特徴とする絶縁碍子の欠陥検査方法にある(請求項1)。
The present invention is an insulator defect inspection method for inspecting the presence or absence of an internal defect of an insulator for a spark plug having a shaft hole through which a center electrode is inserted,
An inner electrode is disposed in the shaft hole of the insulator, an outer electrode is disposed on the outer surface of the insulator,
By applying an inspection voltage in which plus and minus are alternately reversed in time between the inner electrode and the outer electrode, a partial discharge is generated in the internal defect, and the internal discharge is performed by the energy of the partial discharge. The present invention provides a defect inspection method for an insulator, wherein the insulator is destroyed starting from a defect to reveal the internal defect (claim 1).

本発明にかかる絶縁碍子の欠陥検査方法においては、上記内側電極と上記外側電極との間に印加される検査電圧について、直流電流ではなく、プラスとマイナスとが時間的に交互に反転する検査電圧を印加することにより、上記絶縁碍子内に存在するピンホール等の空間である上記内部欠陥内において、部分放電を生じさせることができる。そして、部分放電のエネルギによって、上記内部欠陥を起点に上記絶縁碍子を破壊し、上記絶縁碍子の内側と外側との間の絶縁状態の破壊(以下、「絶縁破壊」という)を生じさせる。これによって、上記内部欠陥を顕在化させることができる。それゆえ、比較的低い電圧値によって内部欠陥を顕在化させることができる。   In the insulator defect inspection method according to the present invention, the inspection voltage applied between the inner electrode and the outer electrode is not a direct current, but an inspection voltage in which plus and minus are alternately reversed in time. Is applied, a partial discharge can be generated in the internal defect which is a space such as a pinhole existing in the insulator. Then, due to the energy of the partial discharge, the insulator is broken starting from the internal defect, and the insulation state between the inside and the outside of the insulator is broken (hereinafter referred to as “insulation breakdown”). Thereby, the internal defect can be made obvious. Therefore, an internal defect can be revealed by a relatively low voltage value.

さらに、上記検査電圧は、プラスとマイナスとが時間的に交互に反転する電圧であり、プラス側の電圧の絶対値とマイナス側の電圧の絶対値との和が電圧変動の大きさとなるため、低い電圧値にて大きな部分放電のエネルギを得ることができる。そのため、検査電圧値の高さに起因するフラッシュオーバーの発生も抑制することができる。その結果、検査装置の大型化、複雑化を招くおそれもない。   Further, the inspection voltage is a voltage in which plus and minus are alternately inverted in time, and the sum of the absolute value of the plus side voltage and the absolute value of the minus side voltage is the magnitude of the voltage fluctuation. A large partial discharge energy can be obtained at a low voltage value. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of flashover due to the high inspection voltage value. As a result, there is no risk of increasing the size and complexity of the inspection apparatus.

以上のごとく、本発明によれば、絶縁碍子の内部欠陥の有無を、容易かつ精度良く検査することができる絶縁碍子の欠陥検査方法を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an insulator defect inspection method capable of easily and accurately inspecting the presence or absence of an internal defect of an insulator.

実施例1における、絶縁碍子の内部欠陥の有無を検査する状態の説明図。Explanatory drawing of the state which test | inspects the presence or absence of the internal defect of an insulator in Example 1. FIG. 実施例1における、検査電圧の電圧印加の波形パターンの説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a waveform pattern of voltage application of an inspection voltage in the first embodiment. 実施例1における、検査電圧の印加状態における絶縁碍子の拡大説明図。FIG. 3 is an enlarged explanatory diagram of an insulator in a state where an inspection voltage is applied in the first embodiment. 実験例1における、絶縁破壊電圧と検査電圧の電圧変化率の関係説明図。Explanatory drawing of the relationship between the dielectric breakdown voltage and the voltage change rate of a test | inspection voltage in Experimental example 1. FIG. 実施例2における、検査電圧の電圧印加の波形パターンの説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of a waveform pattern of voltage application of an inspection voltage in Example 2. 実施例3における、検査電圧の電圧印加の波形パターンの説明図。FIG. 10 is an explanatory diagram of a waveform pattern of voltage application of an inspection voltage in Example 3.

本発明において、上記絶縁碍子の破壊とは、目視にて判別できる破壊のみならず、視認できない亀裂等によって内外の絶縁抵抗が大幅に低下するような現象も含む。
また、上記検査電圧は、電圧変化率が40kV/ms以上の波形を含むことが好ましい(請求項2)。
この場合には、上記内部欠陥に部分放電を発生させやすくすることができ、部分放電のエネルギによる上記内部欠陥を起点とした上記絶縁碍子の破壊に要される電圧(本明細書においては、この電圧を「絶縁破壊電圧」という)を低下させることができる。そのため、検査電圧の電圧に起因するフラッシュオーバーの発生を抑制できると共に、検査精度を向上させることができる。
なお、上記電圧変化率は、マイナス(あるいはプラス)の電圧からプラス(あるいはマイナス)の電圧へ変化するとき、マイナス(プラス)の電圧のピークからプラス(マイナス)の電圧のピークまでの電圧変化を時間で除したものである。
In the present invention, the breakdown of the insulator includes not only a break that can be visually discerned but also a phenomenon that the insulation resistance inside and outside is greatly reduced due to a crack that cannot be visually recognized.
The inspection voltage preferably includes a waveform having a voltage change rate of 40 kV / ms or more.
In this case, it is possible to easily generate a partial discharge in the internal defect, and a voltage required for breaking the insulator starting from the internal defect due to the energy of the partial discharge (in this specification, this Voltage can be reduced). Therefore, the occurrence of flashover due to the voltage of the inspection voltage can be suppressed, and the inspection accuracy can be improved.
Note that when the voltage change rate changes from a minus (or plus) voltage to a plus (or minus) voltage, the voltage change from the minus (plus) voltage peak to the plus (minus) voltage peak. Divided by time.

また、上記内側電極は、上記スパークプラグの中心電極であることが好ましい(請求項3)。
この場合には、スパークプラグの製造工程において、上記絶縁碍子の軸孔に挿通される中心電極を利用して、上記絶縁碍子の欠陥検査を容易に行うことができる。それゆえ、スパークプラグの生産効率を向上させ、製造コストの低減を図ることができる。
The inner electrode is preferably a center electrode of the spark plug.
In this case, in the spark plug manufacturing process, the defect inspection of the insulator can be easily performed by using the center electrode inserted through the shaft hole of the insulator. Therefore, the production efficiency of the spark plug can be improved and the manufacturing cost can be reduced.

また、上記検査電圧の発生手段として、上記スパークプラグの火花放電ギャップにおける放電のための電圧印加手段として用いられる点火コイルを用いることが好ましい(請求項4)。
この場合には、スパークプラグの製造工程において、上記点火コイルを利用して、上記絶縁碍子の欠陥検査を容易に行うことができる。それゆえ、スパークプラグの生産効率を向上させ、製造コストの低減を図ることができる。
Further, it is preferable to use an ignition coil used as voltage applying means for discharging in the spark discharge gap of the spark plug as the inspection voltage generating means.
In this case, it is possible to easily inspect the insulator for defects using the ignition coil in the spark plug manufacturing process. Therefore, the production efficiency of the spark plug can be improved and the manufacturing cost can be reduced.

また、検査電圧の印加手段として点火コイルを用いることによって、電圧変化率の高い検査電圧を印加しやすい。つまり、上記点火コイルによる検査電圧は、一次コイルと二次コイルとの相互誘導作用と、二次コイルの自己誘導作用とによる振動波形を形成するため、電圧変化率を高くしやすい。そのため、上記内部欠陥において部分放電を発生させやすくすることができる。   Further, by using an ignition coil as the inspection voltage application means, it is easy to apply an inspection voltage having a high voltage change rate. That is, the inspection voltage by the ignition coil forms a vibration waveform by the mutual induction action of the primary coil and the secondary coil and the self-induction action of the secondary coil, so that the voltage change rate can be easily increased. Therefore, partial discharge can be easily generated in the internal defect.

また、上記点火コイルによって発生させる上記検査電圧は、複数のパルス状の波形群からなり、各波形群の中において、プラスとマイナスとが時間的に交互に反転すると共に、隣り合う上記波形群は、互いにプラスとマイナスとが反転した波形パターンとなっていることが好ましい(請求項5)。
この場合には、上記内部欠陥における電荷量の偏りを防ぎ、より効率的に部分放電を生じさせる。これにより、部分放電のエネルギを大きくして内部欠陥の検出精度を向上させることができる。
The inspection voltage generated by the ignition coil is composed of a plurality of pulse-shaped waveform groups, and in each waveform group, plus and minus are alternately inverted in time, and the adjacent waveform groups are It is preferable that the waveform pattern is such that plus and minus are reversed.
In this case, the bias of the charge amount in the internal defect is prevented, and partial discharge is generated more efficiently. Thereby, the energy of partial discharge can be increased and the detection accuracy of internal defects can be improved.

(実施例1)
本発明の実施例にかかる絶縁碍子の欠陥検査方法につき、図1〜図3を用いて説明する。本例の絶縁碍子1の欠陥検査方法は、中心電極を挿通させる軸孔11を備えたスパークプラグ用の絶縁碍子1の内部欠陥10(図3参照)の有無を検査するものである。
そして、検査にあたっては、図1に示すごとく、絶縁碍子1の軸孔11内に内側電極2を配置し、絶縁碍子1の外側面12に外側電極3を配置する。
次いで、内側電極2と外側電極3との間に、図2に示すごとく、プラスとマイナスとが時間的に交互に反転する検査電圧を印加する。これにより、内部欠陥10において部分放電を発生させ、部分放電のエネルギによって内部欠陥10を起点に絶縁碍子1を破壊して、内部欠陥10を顕在化させる。
Example 1
An insulator defect inspection method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The defect inspection method of the insulator 1 of this example is to inspect for the presence or absence of the internal defect 10 (see FIG. 3) of the insulator 1 for a spark plug having the shaft hole 11 through which the center electrode is inserted.
In the inspection, as shown in FIG. 1, the inner electrode 2 is disposed in the shaft hole 11 of the insulator 1, and the outer electrode 3 is disposed on the outer surface 12 of the insulator 1.
Next, a test voltage is applied between the inner electrode 2 and the outer electrode 3 as shown in FIG. As a result, a partial discharge is generated in the internal defect 10, and the insulator 1 is broken starting from the internal defect 10 by the energy of the partial discharge, thereby revealing the internal defect 10.

本例の検査方法にかかるスパークプラグ用の絶縁碍子1は、アルミナ等を主成分とするセラミックスからなる筒状の成形体である。
この絶縁碍子1の外側面12は、軸心に沿って肉厚が変化する複雑な形状となっている。
An insulator 1 for a spark plug according to the inspection method of this example is a cylindrical molded body made of ceramics whose main component is alumina or the like.
The outer surface 12 of the insulator 1 has a complicated shape whose thickness changes along the axis.

なお、このスパークプラグは、自動車エンジン等の内燃機関に適用されるものである。
そして、このようなスパークプラグに適用される絶縁碍子1は、本例の検査方法によって、下記のように、内部欠陥10の有無が検出される。
The spark plug is applied to an internal combustion engine such as an automobile engine.
And the insulator 1 applied to such a spark plug detects the presence or absence of the internal defect 10 by the inspection method of this example as follows.

以下において、具体的に本例の絶縁碍子1の欠陥検査方法を説明する。
まず、図1に示すごとく、絶縁碍子1の軸孔11内に内側電極2を配置し、絶縁碍子1の外側面12に外側電極3を配置する。
絶縁碍子1の軸孔11には、内側電極2を係止するための係止段部13が形成されている。また、内側電極2は、絶縁碍子1の軸孔11に挿通できるよう略円柱形状をなし、かつ係止段部13に係止される径変部23を有する。そして、内側電極2を、絶縁碍子1の軸孔11の基端側から挿通して、径変部23が係止段部13に係止した状態で配置する。ここで、内側電極2の基端部は、絶縁碍子1の基端部から突出している。
なお、本例においては、内側電極2に、スパークプラグの中心電極を使用したが、欠陥検査用の内側電極を別途用意しても構わない。
Below, the defect inspection method of the insulator 1 of this example is demonstrated concretely.
First, as shown in FIG. 1, the inner electrode 2 is disposed in the shaft hole 11 of the insulator 1, and the outer electrode 3 is disposed on the outer surface 12 of the insulator 1.
A locking step portion 13 for locking the inner electrode 2 is formed in the shaft hole 11 of the insulator 1. Further, the inner electrode 2 has a substantially cylindrical shape so as to be inserted into the shaft hole 11 of the insulator 1 and has a diameter changing portion 23 that is locked to the locking step portion 13. Then, the inner electrode 2 is inserted from the base end side of the shaft hole 11 of the insulator 1, and is arranged in a state where the diameter changing portion 23 is locked to the locking step portion 13. Here, the base end portion of the inner electrode 2 protrudes from the base end portion of the insulator 1.
In this example, the center electrode of the spark plug is used as the inner electrode 2, but an inner electrode for defect inspection may be separately prepared.

また、外部電極3は、金属材料からなり、絶縁碍子1の外側面12を挟持できるように形成されている。なお、外部電極3の軸方向の寸法を変更することによって、内部欠陥10の検出範囲を広くすることもできる。
そして、内側電極2は、電源4の一方の電極に接続されており、電源4の他方の電極はアース5に接続されている。また、外側電極3は、アース5に接続されている。
The external electrode 3 is made of a metal material and is formed so as to sandwich the outer surface 12 of the insulator 1. In addition, the detection range of the internal defect 10 can be widened by changing the axial dimension of the external electrode 3.
The inner electrode 2 is connected to one electrode of the power source 4, and the other electrode of the power source 4 is connected to the ground 5. The outer electrode 3 is connected to the ground 5.

次いで、内側電極2と外側電極3との間に、図2に示すごとく、プラスとマイナスとが時間的に交互に反転する交流の検査電圧を印加する。ここで、検査電圧は、その電圧変化率が40kV/ms以上の波形を有するように設定される。   Next, as shown in FIG. 2, an AC inspection voltage in which plus and minus are alternately reversed in time is applied between the inner electrode 2 and the outer electrode 3. Here, the inspection voltage is set so that the voltage change rate has a waveform of 40 kV / ms or more.

なお、上記電圧変化率は、図2に示すごとく、マイナス(あるいはプラス)の電圧からプラス(あるいはマイナス)の電圧へ変化する時間をtとしたとき、マイナス(プラス)の電圧のピークからプラス(マイナス)の電圧のピークまでの電圧変動(|ΔV|)を上記時間(t)で除したもの(|ΔV|/t)である。   Note that, as shown in FIG. 2, the rate of voltage change is positive (+) from the peak of the negative voltage, where t is the time to change from the negative (or positive) voltage to the positive (or negative) voltage. The voltage fluctuation (| ΔV |) up to the peak of the minus voltage is divided by the time (t) (| ΔV | / t).

そして、図3に示すごとく、検査電圧が印加された絶縁碍子1にピンホール等の空間を有した内部欠陥10が存在している場合には、検査電圧のプラスとマイナスとが時間的に交互に反転することに起因して、内部欠陥10内に部分放電が発生することとなる。
つまり、例えば、絶縁碍子1の内側(図3の上側)がプラス(+)、外側(図3の下側)がマイナス(−)となる状態で電圧が印加されている状態において、絶縁碍子1を構成するセラミックスの各粒子14においては、電子(−)が内側(上方)へ引き寄せられ、正孔(+)が外側(下方)へ引き寄せられることとなる。これに伴い、内部欠陥10においても同様に、電子(−)が内側(上方)へ引き寄せられ、正孔(+)が外側(下方)へ引き寄せられることとなる。
As shown in FIG. 3, when an internal defect 10 having a space such as a pinhole is present in the insulator 1 to which the inspection voltage is applied, the inspection voltage is alternately positive and negative in terms of time. Due to the inversion, partial discharge is generated in the internal defect 10.
That is, for example, in a state where a voltage is applied in a state where the inside (upper side in FIG. 3) of the insulator 1 is plus (+) and the outside (lower side in FIG. 3) is minus (−), the insulator 1 In each ceramic particle 14 constituting, electrons (-) are attracted to the inside (upward), and holes (+) are attracted to the outside (downward). As a result, in the internal defect 10 as well, electrons (−) are attracted to the inside (upward) and holes (+) are attracted to the outside (downward).

そして、この状態から検査電圧がプラスとマイナスとで反転すると、内部欠陥10における電子(−)は、外側(下方)へ引き寄せられることとなるため、内部欠陥10において放電(図3に示す矢印A)が生じる。これが部分放電となる。
そして、上記の部分放電のエネルギによって、内部欠陥10を起点に絶縁碍子1が破壊されることとなる。その結果、内部欠陥10が顕在化されることとなり、絶縁碍子1の内部欠陥10の有無を容易に検査できる。
Then, when the inspection voltage is reversed between plus and minus from this state, electrons (−) in the internal defect 10 are attracted to the outside (downward), and therefore discharge (arrow A shown in FIG. 3) occurs in the internal defect 10. ) Occurs. This is a partial discharge.
And the insulator 1 will be destroyed by the internal defect 10 by the energy of said partial discharge. As a result, the internal defect 10 becomes obvious, and the presence or absence of the internal defect 10 of the insulator 1 can be easily inspected.

他方、検査電圧が印加された、絶縁碍子1にピンホール等の空隙部分である内部欠陥10が存在しない場合には、上記の部分放電は発生し得ない。かかる場合、その絶縁碍子1は良品と判断させる。
なお、本例の欠陥検査方法は、複数の検査絶縁碍子1に対して同時に実施してもよい(図示略)。
On the other hand, when the inspection voltage is applied and the internal defect 10 which is a void portion such as a pinhole does not exist in the insulator 1, the above partial discharge cannot occur. In such a case, the insulator 1 is determined to be a non-defective product.
In addition, you may implement the defect inspection method of this example with respect to the some test | inspection insulator 1 simultaneously (illustration omitted).

次に本例の絶縁碍子の欠陥検査方法における作用効果について説明する。
本例において、内側電極2と外側電極3との間に印加される検査電圧について、直流電流ではなく、プラスとマイナスとが時間的に交互に反転する検査電圧を印加することにより、絶縁碍子1内に存在するピンホール等の空間である内部欠陥10内において、部分放電を生じさせることができる。そして、部分放電のエネルギによって、内部欠陥10を起点に絶縁碍子1を破壊し、絶縁破壊を生じさせる。これによって、内部欠陥10を顕在化させることができる。それゆえ、比較的低い電圧値によって、内部欠陥10を顕在化させることができる。
Next, the function and effect of the insulator defect inspection method of this example will be described.
In this example, the test voltage applied between the inner electrode 2 and the outer electrode 3 is not a direct current, but by applying a test voltage in which plus and minus are alternately reversed in time, the insulator 1 A partial discharge can be generated in the internal defect 10 which is a space such as a pinhole existing therein. And by the energy of partial discharge, the insulator 1 is destroyed from the internal defect 10 as a starting point, and dielectric breakdown is caused. Thereby, the internal defect 10 can be made obvious. Therefore, the internal defect 10 can be revealed by a relatively low voltage value.

さらに、本例の検査電圧は、プラスとマイナスとが時間的に交互に反転する電圧であり、プラス側の電圧の絶対値とマイナス側の電圧の絶対値との和が電圧変動の大きさとなるため、低い電圧値にて大きな部分放電のエネルギを得ることができる。そのため、検査電圧値の高さに起因するフラッシュオーバーの発生も抑制することができる。その結果、検査装置の大型化、複雑化を招くおそれもない。   Further, the inspection voltage in this example is a voltage in which plus and minus are alternately reversed in time, and the sum of the absolute value of the plus side voltage and the absolute value of the minus side voltage is the magnitude of the voltage fluctuation. Therefore, a large partial discharge energy can be obtained at a low voltage value. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of flashover due to the high inspection voltage value. As a result, there is no risk of increasing the size and complexity of the inspection apparatus.

また、検査電圧の電圧変化率は40kV/ms以上の波形を有する。これにより、内部欠陥10に部分放電を発生させやすくすることができ、絶縁破壊電圧を低下させることができる。そのため、検査電圧の電圧に起因するフラッシュオーバーの発生を抑制できると共に、検査精度を向上させることができる。   The voltage change rate of the inspection voltage has a waveform of 40 kV / ms or more. Thereby, partial discharge can be easily generated in the internal defect 10, and the dielectric breakdown voltage can be reduced. Therefore, the occurrence of flashover due to the voltage of the inspection voltage can be suppressed, and the inspection accuracy can be improved.

また、内側電極2は、スパークプラグの中心電極である。これにより、スパークプラグの製造工程において、絶縁碍子1の軸孔11に挿通される中心電極を利用して、絶縁碍子1の欠陥検査を容易に行うことができる。それゆえ、スパークプラグの生産効率を向上させ、製造コストの低減を図ることができる。   The inner electrode 2 is a center electrode of the spark plug. Thereby, in the manufacturing process of a spark plug, the defect inspection of the insulator 1 can be easily performed using the center electrode inserted through the shaft hole 11 of the insulator 1. Therefore, the production efficiency of the spark plug can be improved and the manufacturing cost can be reduced.

以上のごとく、本例によれば、絶縁碍子の内部欠陥の有無を、容易かつ精度良く検査することができる絶縁碍子の欠陥検査方法を提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a defect inspection method for an insulator that can easily and accurately inspect for the presence or absence of an internal defect in the insulator.

(実験例1)
本例は、図4に示すごとく、絶縁碍子の絶縁破壊電圧と電圧変化率との関係について、比較実験を行った。
まず、図1に示したとおり、絶縁碍子1の軸孔11内に内側電極2を配置し、絶縁碍子1の外側面12に外側電極3を配置する。
(Experimental example 1)
In this example, as shown in FIG. 4, a comparative experiment was performed on the relationship between the dielectric breakdown voltage of the insulator and the voltage change rate.
First, as shown in FIG. 1, the inner electrode 2 is disposed in the shaft hole 11 of the insulator 1, and the outer electrode 3 is disposed on the outer surface 12 of the insulator 1.

次いで、内側電極2と外側電極3とに検査電圧を印加し、上記実施例1で示した絶縁碍子1の欠陥検査を行った。この際、検査電圧として、異なる種々の電圧変化率の交流電圧をそれぞれ用いた。そして、各検査における絶縁破壊電圧を調べた。その結果を図4に示す。同図においては、電圧変化率を1kV/msとした場合の絶縁破壊電圧に対する、各電圧変化率における絶縁破壊電圧の比をプロットした。すなわち、図4に示す曲線Bが、電圧変化率と絶縁破壊電圧との関係を表す。   Next, an inspection voltage was applied to the inner electrode 2 and the outer electrode 3, and the defect inspection of the insulator 1 shown in Example 1 was performed. At this time, AC voltages having different voltage change rates were used as the inspection voltages. And the dielectric breakdown voltage in each test | inspection was investigated. The result is shown in FIG. In the figure, the ratio of the breakdown voltage at each voltage change rate to the breakdown voltage when the voltage change rate is 1 kV / ms is plotted. That is, the curve B shown in FIG. 4 represents the relationship between the voltage change rate and the breakdown voltage.

図4からわかるように、検査電圧の電圧変化率を40kV/ms以上とすることにより、絶縁破壊電圧を大きく低減でき、これ以上電圧変化率を上げても絶縁破壊電圧は変化しない。
したがって、本例の検査電圧の電圧変化率を40kV/ms以上に設定することによって、絶縁破壊電圧を充分に低下させることができる。そのため、検査電圧の電圧値に起因するフラッシュオーバーの発生を抑制できると共に、検査精度を向上することができる。
As can be seen from FIG. 4, by setting the voltage change rate of the inspection voltage to 40 kV / ms or more, the breakdown voltage can be greatly reduced, and even if the voltage change rate is increased further, the breakdown voltage does not change.
Therefore, by setting the voltage change rate of the inspection voltage of this example to 40 kV / ms or more, the dielectric breakdown voltage can be sufficiently reduced. Therefore, the occurrence of flashover due to the voltage value of the inspection voltage can be suppressed, and the inspection accuracy can be improved.

(実施例2)
本例は、検査電圧の発生手段として、スパークプラグの火花放電ギャップにおける放電のための電圧印加手段として用いられる点火コイルを用いた例である。
本例では、検査電圧の印加手段として点火コイルが用いられるため、図5に示すごとく、検査電圧の波形は、減衰振動がパルス状に生じる波形となる。
(Example 2)
This example is an example in which an ignition coil used as voltage application means for discharging in the spark discharge gap of the spark plug is used as the inspection voltage generating means.
In this example, since the ignition coil is used as the inspection voltage application means, as shown in FIG.

つまり、点火コイルは、その一次コイルへの通電を遮断したときに、相互誘導作用によって二次コイルに生じる高電圧の誘導起電力を利用している。この誘導起電力による電圧波形は、自己誘導作用によって減衰振動波のように、その電圧ピークが、減衰しながらもプラス、マイナスの電圧を繰り返す。それゆえ、点火コイルでは、一次コイルへの通電、遮断によって、一群の減衰振動波状のパルス波(波形群P)が生じ、各波形群Pにおける最初のマイナス(あるいはプラス)電圧のピークから、プラス(あるいはマイナス)電圧のピークまでの電圧変化率が最も大きくなる。そして、点火コイルには、一定時間間隔ごとに一次コイルへの通電、遮断を繰り返すことによって、図5のような複数の波形群Pが生じている。なお、図5においては、通電、遮断3回分の波形を示す。
その他は、実施例1と同様である。
That is, the ignition coil uses high voltage induced electromotive force generated in the secondary coil by mutual induction when the energization to the primary coil is cut off. The voltage waveform generated by the induced electromotive force repeats positive and negative voltages while the voltage peak is attenuated like a damped oscillation wave due to self-induction. Therefore, in the ignition coil, a group of damped oscillatory pulse waves (waveform group P) is generated by energizing and shutting off the primary coil, and from the first negative (or positive) voltage peak in each waveform group P, positive The voltage change rate up to the peak of (or minus) voltage is the largest. Then, a plurality of waveform groups P as shown in FIG. 5 are generated in the ignition coil by repeatedly energizing and interrupting the primary coil at regular time intervals. In addition, in FIG. 5, the waveform for 3 times electricity supply and interruption | blocking is shown.
Others are the same as in the first embodiment.

本例においては、スパークプラグの製造工程において、点火コイルを利用して、絶縁碍子1の欠陥検査を容易に行うことができる。それゆえ、スパークプラグの生産効率を向上させ、製造コストの低減を図ることができる。
また、本例では、検査電圧の印加手段として点火コイルを用いることによって、電圧変化率の高い検査電圧を印加しやすい。つまり、点火コイルによる検査電圧は、一次コイルと二次コイルとの相互誘導作用と、二次コイルの自己誘導作用とによる振動波形を形成するため、電圧変化率を高くしやすい。そのため、内部欠陥10において部分放電を発生させやすくすることができる。
その他、実施例1と同様の作用効果を有する。
In this example, the defect inspection of the insulator 1 can be easily performed using the ignition coil in the spark plug manufacturing process. Therefore, the production efficiency of the spark plug can be improved and the manufacturing cost can be reduced.
Further, in this example, by using an ignition coil as the inspection voltage application means, it is easy to apply an inspection voltage having a high voltage change rate. That is, the inspection voltage by the ignition coil forms a vibration waveform by the mutual induction action of the primary coil and the secondary coil and the self-induction action of the secondary coil, so that the voltage change rate can be easily increased. Therefore, partial discharge can be easily generated in the internal defect 10.
In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.

(実施例3)
本例も、検査電圧の発生手段として、スパークプラグの火花放電ギャップにおける放電のための電圧印加手段として用いられる点火コイルを用いた例である。
ただし、本例では、図6に示すごとく、点火コイルによって発生させる検査電圧を、隣り合う波形群Pが互いにプラスとマイナスとが反転した波形パターンとしている。
これは、上述した一次コイルへの通電方向を交互に行うことで実現される。
その他は、実施例2と同様である。
(Example 3)
This example is also an example in which an ignition coil used as a voltage application means for discharging in the spark discharge gap of the spark plug is used as the inspection voltage generating means.
However, in this example, as shown in FIG. 6, the inspection voltage generated by the ignition coil has a waveform pattern in which the adjacent waveform group P is inverted between plus and minus.
This is realized by alternately performing the energization direction to the primary coil described above.
Others are the same as in the second embodiment.

本例は、内部欠陥10における電荷量の偏りを防ぎ、より効率的に部分放電を生じさせる。これにより、部分放電のエネルギを大きくして内部欠陥10の検出精度を向上させることができる。
その他、実施例2と同様の作用効果を有する。
In this example, the bias of the charge amount in the internal defect 10 is prevented, and partial discharge is generated more efficiently. Thereby, the energy of partial discharge can be enlarged and the detection accuracy of the internal defect 10 can be improved.
In addition, the same effects as those of the second embodiment are obtained.

1 絶縁碍子
11 軸孔
12 外側面
2 内側電極
3 外側電極
1 Insulator 11 Shaft Hole 12 Outer Side 2 Inner Electrode 3 Outer Electrode

Claims (5)

中心電極を挿通させる軸孔を備えたスパークプラグ用の絶縁碍子の内部欠陥の有無を検査する絶縁碍子の欠陥検査方法であって、
上記絶縁碍子の上記軸孔内に内側電極を配置し、上記絶縁碍子の外側面に外側電極を配置し、
上記内側電極と上記外側電極との間に、プラスとマイナスとが時間的に交互に反転する検査電圧を印加することにより、上記内部欠陥において部分放電を発生させ、該部分放電のエネルギによって上記内部欠陥を起点に上記絶縁碍子を破壊して、上記内部欠陥を顕在化させることを特徴とする絶縁碍子の欠陥検査方法。
An insulator defect inspection method for inspecting the presence or absence of an internal defect of an insulator for a spark plug having a shaft hole through which a center electrode is inserted,
An inner electrode is disposed in the shaft hole of the insulator, an outer electrode is disposed on the outer surface of the insulator,
By applying an inspection voltage in which plus and minus are alternately reversed in time between the inner electrode and the outer electrode, a partial discharge is generated in the internal defect, and the internal discharge is performed by the energy of the partial discharge. A method for inspecting a defect of an insulator, characterized by destroying the insulator from a defect and revealing the internal defect.
請求項1において、上記検査電圧は、電圧変化率が40kV/ms以上の波形を含むことを特徴とする絶縁碍子の欠陥検査方法。   2. The defect inspection method for an insulator according to claim 1, wherein the inspection voltage includes a waveform having a voltage change rate of 40 kV / ms or more. 請求項1又は2において、上記内側電極は、上記スパークプラグの中心電極であることを特徴とする絶縁碍子の欠陥検査方法。   3. The insulator defect inspection method according to claim 1, wherein the inner electrode is a center electrode of the spark plug. 請求項1〜3のいずれか一項において、上記検査電圧の発生手段として、上記スパークプラグの火花放電ギャップにおける放電のための電圧印加手段として用いられる点火コイルを用いることを特徴とする絶縁碍子の欠陥検査方法。   The insulator according to any one of claims 1 to 3, wherein an ignition coil used as a voltage application means for discharging in the spark discharge gap of the spark plug is used as the inspection voltage generation means. Defect inspection method. 請求項4において、上記点火コイルによって発生させる上記検査電圧は、複数のパルス状の波形群からなり、各波形群の中において、プラスとマイナスとが時間的に交互に反転すると共に、隣り合う上記波形群は、互いにプラスとマイナスとが反転した波形パターンとなっていることを特徴とする絶縁碍子の欠陥検査方法。   5. The inspection voltage generated by the ignition coil according to claim 4, comprising a plurality of pulse-shaped waveform groups, and in each waveform group, plus and minus are alternately inverted in time and adjacent to each other. The method for inspecting a defect of an insulator, wherein the waveform group has a waveform pattern in which plus and minus are reversed to each other.
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