JP2013149623A - Spark plug - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スパークプラグに関するものである。 The present invention relates to a spark plug.
近年、自動車用エンジンに対する燃費改善の要望が一段と高まっている。燃費改善には、スパークプラグのエンジンへの取り付け精度が重要となるため、取り付け精度の向上が求められている。求められる取り付け精度としては、例えば、スパークプラグの燃焼室への突き出し量や、スパークプラグの外側電極(接地電極)の方向などが挙げられる。 In recent years, there has been a growing demand for fuel efficiency improvements for automotive engines. In order to improve fuel efficiency, the accuracy of attaching the spark plug to the engine is important. Examples of the required mounting accuracy include the amount of protrusion of the spark plug into the combustion chamber and the direction of the outer electrode (ground electrode) of the spark plug.
従来、スパークプラグの取り付け精度の向上のため、中空構造のガスケットに代えて、円環状の板材によって形成されたガスケットが採用されている。板材によって形成されたガスケットに関する技術としては、例えば、特許文献1に開示された技術が知られている。しかし、この技術では、気密性の確保や緩みの抑制に関しては、工夫が十分ではなかった。 Conventionally, in order to improve the accuracy of attaching a spark plug, a gasket formed of an annular plate material has been adopted instead of a hollow gasket. As a technique related to the gasket formed of the plate material, for example, a technique disclosed in Patent Document 1 is known. However, this technique has not been sufficiently devised for securing airtightness and suppressing loosening.
本発明は、上述した従来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、気密性を確保するとともに、ガスケットの緩みを抑制することのできる技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of ensuring airtightness and suppressing loosening of a gasket.
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、以下の形態または適用例を取ることが可能である。 In order to solve at least a part of the problems described above, the present invention can take the following forms or application examples.
[適用例1]
軸線方向に延びる筒状の主体金具と、
前記主体金具の外周に設けられた環状のガスケットと、を備えたスパークプラグであって、
前記ガスケットは、中実であるとともに、主成分が銅であり、かつ、ニッケルを0.10重量%以上含み、
前記ガスケットの前記軸線方向における最大の厚さは、0.4mm以上であり、
前記ガスケットのビッカース硬さは、30HV以上150HV以下であることを特徴とする、スパークプラグ。
この構成によれば、ガスケットは、適切な硬さ及び適切な厚さを有するので、気密性を確保することができる。さらに、ガスケットは、適切な量のニッケルを含有するため、耐応力緩和特性が向上し、ガスケットの緩みを抑制することができる。
[Application Example 1]
A cylindrical metal shell extending in the axial direction;
A spark plug provided with an annular gasket provided on the outer periphery of the metal shell,
The gasket is solid, the main component is copper, and contains 0.10% by weight or more of nickel,
The maximum thickness in the axial direction of the gasket is 0.4 mm or more,
The spark plug according to claim 1, wherein the gasket has a Vickers hardness of 30 HV or more and 150 HV or less.
According to this configuration, since the gasket has an appropriate hardness and an appropriate thickness, airtightness can be ensured. Furthermore, since the gasket contains an appropriate amount of nickel, the stress relaxation resistance can be improved and the gasket can be prevented from loosening.
[適用例2]
適用例1に記載のスパークプラグであって、
前記ガスケットは、さらに、リンを0.01重量%以上0.50重量%以下含むことを特徴とする、スパークプラグ。
この構成によれば、ガスケットの耐応力緩和特性が向上するので、ガスケットの緩みをさらに抑制することができる。
[Application Example 2]
The spark plug according to application example 1,
The spark plug is characterized in that the gasket further contains 0.01 wt% or more and 0.50 wt% or less of phosphorus.
According to this configuration, the stress relaxation resistance of the gasket is improved, so that loosening of the gasket can be further suppressed.
[適用例3]
適用例1または適用例2に記載のスパークプラグであって、
前記ガスケットは、さらに、スズを0.30重量%以上11.00重量%以下含むことを特徴とする、スパークプラグ。
この構成によれば、ガスケットの弾性が増すので、スパークプラグを一度取り外した後に再び締め付けた場合における締付精度を向上させることができる。
[Application Example 3]
The spark plug according to Application Example 1 or Application Example 2,
The spark plug is characterized in that the gasket further contains 0.30 wt% or more and 11.00 wt% or less of tin.
According to this configuration, since the elasticity of the gasket is increased, it is possible to improve the tightening accuracy when the spark plug is once removed and then tightened again.
[適用例4]
適用例1から適用例3のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記ガスケットは、ニッケル、リン、スズの3つの元素のうち、少なくともニッケルを含む1つ以上の元素を含み、
前記3つの元素の合計は、2.00重量%以下であることを特徴とする、スパークプラグ。
この構成によれば、ガスケットの熱伝導率の低下を抑制することができるので、ガスケットの緩みをさらに抑制することができる。
[Application Example 4]
The spark plug according to any one of Application Example 1 to Application Example 3,
The gasket includes one or more elements including at least nickel among the three elements of nickel, phosphorus, and tin,
The spark plug according to claim 1, wherein the total of the three elements is 2.00% by weight or less.
According to this structure, since the fall of the heat conductivity of a gasket can be suppressed, the loosening of a gasket can further be suppressed.
[適用例5]
適用例1から適用例4のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記ガスケットは、前記主体金具と接触する面の面積が111mm2以下であることを特徴とする、スパークプラグ。
このような構成のスパークプラグにおいて、ガスケットの緩みを効果的に抑制することができる。
[Application Example 5]
The spark plug according to any one of Application Example 1 to Application Example 4,
The spark plug according to claim 1, wherein an area of a surface of the gasket that contacts the metal shell is 111 mm 2 or less.
In the spark plug having such a configuration, loosening of the gasket can be effectively suppressed.
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、スパークプラグの製造方法および製造装置等の形態で実現することができる。 Note that the present invention can be realized in various modes. For example, it can be realized in the form of a spark plug manufacturing method and manufacturing apparatus.
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A.第1実施形態:
B.第2実施形態:
C.実験例:
C1.気密性に関する実験例:
C2.緩みに関する実験例1:
C3.締付精度に関する実験例:
C4.緩みに関する実験例2:
D.変形例:
Next, embodiments of the present invention will be described in the following order based on examples.
A. First embodiment:
B. Second embodiment:
C. Experimental example:
C1. Example of airtightness experiment:
C2. Experimental example 1 concerning loosening
C3. Example of experiment on tightening accuracy:
C4. Example 2 of loosening:
D. Variations:
A.第1実施形態:
図1は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグ100の部分断面図である。なお、図1において、スパークプラグ100の軸線方向ODを図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ100の先端側、上側を後端側として説明する。
A. First embodiment:
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a
スパークプラグ100は、絶縁碍子10と、主体金具50と、中心電極20と、接地電極30と、端子金具40とを備えている。中心電極20は、絶縁碍子10内に軸線方向ODに延びた状態で保持されている。絶縁碍子10は、絶縁体として機能しており、主体金具50には、この絶縁碍子10が内挿されている。端子金具40は、絶縁碍子10の後端部に設けられている。
The
絶縁碍子10は、アルミナ等を焼成して形成され、軸中心に軸線方向ODへ延びる軸孔12が形成された筒形状を有する。軸線方向ODの略中央には外径が最も大きな鍔部19が形成されており、それより後端側(図1における上側)には後端側胴部18が形成されている。鍔部19より先端側(図1における下側)には、後端側胴部18よりも外径の小さな先端側胴部17が形成され、さらにその先端側胴部17よりも先端側に、先端側胴部17よりも外径の小さな脚長部13が形成されている。脚長部13は先端側ほど縮径され、スパークプラグ100が内燃機関のエンジンヘッド200に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。脚長部13と先端側胴部17との間には支持部15が形成されている。
The
主体金具50は、低炭素鋼材より形成された円筒状の金具であり、スパークプラグ100を内燃機関のエンジンヘッド200に固定する。そして、主体金具50は、絶縁碍子10を内部に保持しており、絶縁碍子10は、その後端側胴部18の一部から脚長部13にかけての部位を主体金具50によって取り囲まれている。
The
また、主体金具50は、工具係合部51と、取付ねじ部52とを備えている。工具係合部51は、スパークプラグレンチ(図示せず)が嵌合する部位である。主体金具50の取付ねじ部52は、ねじ山が形成された部位であり、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド200の取付ねじ孔201に螺合する。なお、本実施形態における取付ねじ部52のねじ径は、M12である。
The
主体金具50の工具係合部51と取付ねじ部52との間には、鍔状のシール部54が形成されている。主体金具50の外周には、より具体的には、取付ねじ部52とシール部54との間のねじ首59には、環状のガスケット5が嵌挿されている。このガスケット5により、スパークプラグ100とエンジンヘッド200間が封止され、取付ねじ孔201を介したエンジン内の気密性が確保される。ガスケット5の詳細については、後述する。
Between the
主体金具50の工具係合部51より後端側には、薄肉の加締部53が設けられている。また、シール部54と工具係合部51との間には、加締部53と同様に、薄肉の座屈部58が設けられている。主体金具50の工具係合部51から加締部53にかけての内周面と、絶縁碍子10の後端側胴部18の外周面との間には、円環状のリング部材6,7が介在されている。さらに両リング部材6,7間にタルク(滑石)9の粉末が充填されている。加締部53を内側に折り曲げるようにして加締めると、絶縁碍子10は、リング部材6,7およびタルク9を介して主体金具50内の先端側に向け押圧される。これにより、絶縁碍子10の支持部15は、主体金具50の内周に形成された段部56に支持され、主体金具50と絶縁碍子10とは、一体となる。このとき、主体金具50と絶縁碍子10との間の気密性は、絶縁碍子10の支持部15と主体金具50の段部56との間に介在された環状の板パッキン8によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。板パッキン8は、例えば、銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い材料によって形成される。板パッキン8の熱伝導率が高いと、絶縁碍子10の熱が主体金具50の段部56に効率よく伝わるため、スパークプラグ100の熱引きがよくなり、耐熱性を向上させることができる。
座屈部58は、加締めの際に、圧縮力の付加に伴い外向きに撓み変形するように構成されており、タルク9の圧縮ストロークを稼いで主体金具50内の気密性を高めている。なお、主体金具50の段部56よりも先端側と絶縁碍子10との間には、所定寸法のクリアランスCLが設けられている。
A
The buckling
中心電極20は、棒状の電極であり、電極母材21の内部に芯材25を埋設した構造を有している。電極母材21は、インコネル(商標名)600または601等のニッケルまたはニッケルを主成分とする合金から形成されている。芯材25は、電極母材21よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主成分とする合金から形成されている。通常、中心電極20は、有底筒状に形成された電極母材21の内部に芯材25を詰め、底側から押出成形を行って引き延ばすことで作製される。芯材25は、胴部分においては略一定の外径をなすものの、先端側においては縮径部が形成される。また、中心電極20は、軸孔12内を後端側に向けて延設され、シール体4およびセラミック抵抗3を経由して、端子金具40に電気的に接続されている。端子金具40には、高圧ケーブル(図示せず)がプラグキャップ(図示せず)を介して接続され、高電圧が印加される。
The
中心電極20の先端部22は、絶縁碍子10の先端部11よりも突出している。中心電極20の先端部22の先端には、中心電極チップ90が接合されている。中心電極チップ90は、軸線方向ODに伸びた略円柱形状を有しており、耐火花消耗性を向上するため、高融点の貴金属によって形成されている。中心電極チップ90は、例えば、イリジウム(Ir)や、Irを主成分として、白金(Pt)、ロジウム(Rh)、ルテニウム(Ru)、パラジウム(Pd)、レニウム(Re)のうち、1種類あるいは2種類以上を添加したIr合金によって形成される。
The
接地電極30は、耐腐食性の高い金属から形成され、例えば、インコネル(商標名)600または601等のニッケル合金から形成されている。この接地電極30の基部32は、溶接によって、主体金具50の先端部57に接合されている。また、接地電極30は屈曲しており、接地電極30の先端部33は、中心電極チップ90と対向している。
The
さらに、接地電極30の先端部33には、接地電極チップ95が接合されている。接地電極チップ95は、中心電極チップ90と対向しており、接地電極チップ95と、中心電極チップ90との間には、火花放電ギャップGが形成されている。なお、接地電極チップ95は、中心電極チップ90と同様の材料で形成することができる。
Further, a
図2は、ガスケット5の構成を示す説明図である。図2(A)は、ガスケット5の平面図であり、図2(B)は、図2(A)のB−B断面である。
FIG. 2 is an explanatory view showing the configuration of the
図2(B)に示すように、ガスケット5は、中実となっている。ここで、本明細書において「中実」とは、中身が詰まっており中空部分を有していないこと、具体的には、例えば、板体が折り曲げられて作製され、中空部分が内部に形成されたものではないことを意味している。
As shown in FIG. 2B, the
ガスケット5は、主成分が銅(Cu)であり、かつ、ニッケル(Ni)を0.1重量%以上含んでいる。CuにNiを添加すると、強度、弾性、耐応力緩和特性が向上するため、ガスケットの緩みを抑制することが可能となる。この根拠については、実験例とともに後述する。なお、本明細書において「主成分」とは、含有量が50重量%以上であることを意味する。また、耐応力緩和特性とは、応力の減少に対する抵抗特性であり、応力の緩和率が小さいほど、耐応力緩和特性に優れるとされる。
The
本実施形態では、ガスケット5の軸線方向ODにおける最大の厚さTmaxは、0.4mmである。ここで、ガスケット5の最大厚さTmaxを0.4mm以上とすれば、ガスケット5の気密性を確保することができる。この根拠については、実験例とともに後述する。なお、ガスケット5の軸線方向ODにおける最小の厚さTminは、0.2mm以上であることが好ましい。
In the present embodiment, the maximum thickness Tmax in the axial direction OD of the
また、本実施形態では、ガスケット5のビッカース硬さ(以下では単に「硬度」ともいう。)は、80HVとなっている。ここで、ガスケット5の硬度を30HV以上150HV以下とすれば、気密性を確保しつつ、ガスケットの緩みを抑制することができる。この根拠については、実験例とともに後述する。
In the present embodiment, the Vickers hardness (hereinafter also simply referred to as “hardness”) of the
なお、ガスケット5の硬度を、30HV以上150HV以下の範囲に収めるための条件は、以下のとおりである。
・焼き鈍し条件:焼鈍温度:300〜600℃、時間30〜90分
In addition, the conditions for keeping the hardness of the
Annealing conditions: Annealing temperature: 300 to 600 ° C.,
また、本実施形態では、ガスケット5は、さらに、リン(P)を0.01重量%以上0.50重量%以下含んでいる。Pが添加されると、Niとの析出物が生成されるため、ガスケット5の耐応力緩和特性が向上する。このため、ガスケット5の緩みをさらに抑制することができる。この根拠については、実験例とともに後述する。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、ガスケット5は、さらに、スズ(Sn)を0.3重量%以上11.0重量%以下含んでいる。Snが添加されると、銅マトリックス中に固溶するので、ガスケット5の強度、弾性が向上する。したがって、繰り返しの締め付けを行なった場合における締付精度を向上させることができる。この根拠については、実験例とともに後述する。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、ガスケット5に含まれるニッケル、リン、スズの3つの元素の合計は、2.0重量%以下である。このようにすれば、ガスケット5の熱伝導率の低下を抑制することができるので、ガスケット5の緩みをさらに抑制することができる。
In the present embodiment, the total of the three elements nickel, phosphorus, and tin contained in the
なお、本実施形態では、ガスケット5の内周部に、5つの突出部5gが設けられている。この突出部5gは、ガスケット5をスパークプラグ100に嵌め込んだ後に、軸線方向ODの反対方向から治具を押し当てて、内周部の一部を押し潰して変形させることによって形成されている。この突出部5gが形成されていれば、スパークプラグ100がエンジンヘッドに装着されていない場合に、ガスケット5がスパークプラグ100から外れ落ちてしまうことを抑制することができる。
In the present embodiment, five protruding
このように、第1実施形態では、中実なガスケット5において、厚さ、硬度、材料を適切に調整しているため、気密性を確保しつつ、ガスケットの緩みを抑制することが可能である。特に、ガスケット5の主体金具50と接触する面の面積S(以下では、接触面積Sともいう。)が小さかったとしても、具体的には、接触面積Sが111mm2以下であっても、ガスケットの緩みを効果的に抑制することができる。なお、接触面積Sの具体的な数値の根拠については後述する。また、本明細書及び図面において示された元素の含有量の有効数字は、小数点以下2桁である。
Thus, in 1st Embodiment, since the thickness, hardness, and material are adjusted appropriately in the
B.第2実施形態:
図3は、第2実施形態におけるガスケット5bの構成を示す説明図である。図2に示した第1実施形態との違いは、突出部5gの代わりに、円形の溝部5xが設けられているという点だけであり、他の構成は第1実施形態と同じである。この溝部5xは、ガスケット5をスパークプラグ100に嵌め込んだ後に、軸線方向ODの反対方向から治具を押し当てて、ガスケット5bを押し潰して変形させることによって形成されている。溝部5xが形成されると、ガスケット5bの内周の径が縮小されるため、スパークプラグ100がエンジンヘッドに装着されていない場合に、ガスケット5bがスパークプラグ100から外れ落ちてしまうことを抑制することができる。このような形状としても、第1実施形態と同様に、気密性を確保しつつ、ガスケットの緩みを抑制することが可能である。
B. Second embodiment:
FIG. 3 is an explanatory view showing the configuration of the
C.実験例:
C1.気密性に関する実験例:
ガスケットの最大厚さTmaxや硬度、材料の異なる複数のガスケットのサンプルを用いて、気密性への影響を調べた。この実験例では、エンジンブロックを模擬したアルミブッシュに、ガスケットを備えたスパークプラグを取り付け、200℃への加熱と20℃への冷却を30分毎に繰り返し、ISO振動条件にて縦振動と横振動とをそれぞれ8時間ずつ交互に、縦振動と横振動とを合計で32時間与えた。なお、ISO振動条件は以下のとおりである。
ISO振動条件(ISO11565(2006)):
・周波数範囲:50〜500Hz
・スイープレート:1オクターブ/min
・加速度:30G
なお、スパークプラグに対して、上述した加熱と冷却を繰り返し、振動を与える試験を、以下では「耐久試験」とも呼ぶ。
C. Experimental example:
C1. Example of airtightness experiment:
The influence on the airtightness was examined by using a plurality of gasket samples having different maximum thicknesses Tmax, hardness, and materials. In this experimental example, a spark plug equipped with a gasket is attached to an aluminum bush simulating an engine block, heating to 200 ° C and cooling to 20 ° C are repeated every 30 minutes, and longitudinal vibration and lateral vibration are performed under ISO vibration conditions. Vibrations were alternately applied for 8 hours each, and longitudinal vibrations and transverse vibrations were applied for a total of 32 hours. The ISO vibration conditions are as follows.
ISO vibration conditions (ISO 11565 (2006)):
・ Frequency range: 50-500Hz
・ Sweep plate: 1 octave / min
・ Acceleration: 30G
In addition, the test which repeats the above-mentioned heating and cooling and gives vibration to the spark plug is also referred to as “endurance test” below.
耐久試験の後、アルミブッシュのうち、ガスケットが接する部分(座面)の温度を200℃とし、所定時間、圧縮空気をスパークプラグの発火部側から加えた。そして、ガスケットからの空気の漏洩量が10cc以下であった場合を、気密性が最も高い評価として「A」と示し、漏洩量が10ccより多く20cc以下の場合を、2番目に高い評価として「B」と示し、漏洩量が20ccよりも多い場合を最も低い評価として「C」と示した。 After the durability test, the temperature of the part (seat surface) with which the gasket contacts the aluminum bush was set to 200 ° C., and compressed air was applied from the ignition part side of the spark plug for a predetermined time. The case where the amount of air leakage from the gasket is 10 cc or less is indicated as “A” as the highest evaluation of airtightness, and the case where the amount of leakage is greater than 10 cc and 20 cc or less is indicated as “ B ”, and“ C ”as the lowest evaluation when the amount of leakage was greater than 20 cc.
図4は、気密性に関する評価結果を表形式で示す説明図である。この実験例では、同一の条件のサンプルを5つずつ用意し、5つのサンプルの評価結果のうち、最も低い評価結果を採用した。以下に説明する他の実験例においても同様である。 FIG. 4 is an explanatory diagram showing the evaluation results regarding airtightness in a tabular format. In this experimental example, five samples with the same conditions were prepared, and the lowest evaluation result among the evaluation results of the five samples was adopted. The same applies to other experimental examples described below.
この図4によれば、最大厚さTmaxが0.4mm以上のガスケットであれば、評価がB以上となることが理解できる。この理由は、最大厚さTmaxが0.4mm以上のガスケットであれば、押し潰された場合のストロークに余裕があることにより、エンジンブロックとの形状差を吸収することが可能となり、気密性が向上するためである。 According to FIG. 4, it can be understood that the evaluation is B or more if the maximum thickness Tmax is 0.4 mm or more. The reason for this is that if the gasket has a maximum thickness Tmax of 0.4 mm or more, there is a margin in the stroke when crushed, so that it is possible to absorb the shape difference from the engine block, and the airtightness is improved. It is for improving.
さらに、最大厚さTmaxが0.4mm以上であり、かつ、硬度が150HV以下のガスケットであれば、評価がAとなることが理解できる。この理由は、硬度が150HV以下のガスケットであれば、ガスケットの表面が適度に変形することが可能なことにより、形状差の吸収や、エンジンブロックへの接触面及びスパークプラグの接触面への密着性が向上し、気密性が向上するためである。以上より、ガスケットの最大厚さTmaxは0.4mm以上であり、かつ、硬度は150HV以下であることが好ましい。 Further, it can be understood that the evaluation is A if the gasket has a maximum thickness Tmax of 0.4 mm or more and a hardness of 150 HV or less. The reason for this is that if the gasket has a hardness of 150 HV or less, the surface of the gasket can be appropriately deformed, so that the difference in shape can be absorbed, and the contact surface to the engine block and the contact surface of the spark plug This is because the airtightness is improved. From the above, it is preferable that the maximum thickness Tmax of the gasket is 0.4 mm or more and the hardness is 150 HV or less.
なお、ビッカース硬さの試験を行なったときの圧子の強さは1.96Nである。 The strength of the indenter when the Vickers hardness test is performed is 1.96N.
C2.緩みに関する実験例1:
ガスケットの最大厚さTmaxや硬度、材料の異なる複数のガスケットのサンプルを用いて、耐久試験後の緩みへの影響を調べた。この実験例では、上述した耐久試験の後、スパークプラグをアルミブッシュから取り外した。このときの取り外し時のトルクが、取り付け時のトルクの50%以上であった場合を、最も高い評価として「AA」と示し、50%未満30%以上であった場合を、2番目に高い評価として「A」と示し、30%未満であった場合を、低い評価として「C]と示した。
C2. Experimental example 1 concerning loosening
The influence on the looseness after the durability test was examined using a plurality of gasket samples having different maximum thicknesses Tmax, hardness, and materials. In this experimental example, the spark plug was removed from the aluminum bush after the durability test described above. The case where the torque at the time of removal is 50% or more of the torque at the time of attachment is indicated as “AA” as the highest evaluation, and the case where it is less than 50% and 30% or more is the second highest evaluation. As “A”, the case of less than 30% was shown as “C” as a low evaluation.
図5は、緩みに関する評価結果を表形式で示す説明図である。この図5によれば、硬度が30HV以上であり、かつ、Niの含有量が0.1重量%以上であれば、評価はA以上であることが理解できる。この理由は、CuにNiが添加されると、Cu合金の耐応力緩和特性が向上し、ガスケットの緩みを抑制することができるからである。また、硬度が30HV以上であれば、ガスケットの塑性変形を抑制することができるため、ガスケットの緩みを抑制することができる。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing the evaluation results regarding looseness in a table format. According to FIG. 5, it can be understood that the evaluation is A or more when the hardness is 30 HV or more and the Ni content is 0.1 wt% or more. The reason for this is that when Ni is added to Cu, the stress relaxation resistance of the Cu alloy is improved and loosening of the gasket can be suppressed. Moreover, since the plastic deformation of a gasket can be suppressed if hardness is 30HV or more, the looseness of a gasket can be suppressed.
さらに、Pの含有量が0.01重量%以上であれば、評価はAAとなることが理解できる。この理由は、Pが添加されると、Niとの析出物が生成されることにより、耐応力緩和特性をより向上させることができるためである。 Furthermore, if the content of P is 0.01% by weight or more, it can be understood that the evaluation is AA. The reason for this is that when P is added, a precipitate with Ni is generated, whereby the stress relaxation resistance can be further improved.
以上より、ガスケットの緩みを抑制するためには、ガスケットの硬度は30HV以上であり、かつ、Niの含有量は0.1重量%以上であることが好ましく、さらに、Pの含有量は0.01重量%以上であることが特に好ましい。 From the above, in order to suppress the looseness of the gasket, the hardness of the gasket is preferably 30 HV or more, the Ni content is preferably 0.1% by weight or more, and the P content is 0. It is particularly preferable that the content be 01% by weight or more.
なお、Ni、Sn、Pの添加量が多いと、Cu合金の熱伝導率が低下する。熱伝導率の低いガスケットを備えたスパークプラグを長時間使用した場合には、ガスケットの温度が上昇して、ガスケットの塑性変形が進み、ガスケットの緩みの原因となる。したがって、ガスケットの緩みを抑制するためには、Ni、Sn、Pの添加量の合計は、2重量%以下であることが好ましい。 In addition, when there are many addition amounts of Ni, Sn, and P, the heat conductivity of Cu alloy will fall. When a spark plug provided with a gasket having a low thermal conductivity is used for a long time, the temperature of the gasket rises, the plastic deformation of the gasket proceeds, and the gasket is loosened. Therefore, in order to suppress the loosening of the gasket, the total amount of Ni, Sn, and P added is preferably 2% by weight or less.
なお、本実験例では、ガスケットの硬度が30HV以上であり、かつ、Niの含有量が0.1重量%以上10.0重量%以下の場合に、評価がA以上となったことが確認できた。さらに、本実験例では、Pの含有量が0.01重量%以上0.50重量%以下の場合に、評価がAAとなったことが確認できた。 In this experimental example, it can be confirmed that the evaluation is A or more when the hardness of the gasket is 30 HV or more and the Ni content is 0.1 wt% or more and 10.0 wt% or less. It was. Furthermore, in this experimental example, it was confirmed that the evaluation was AA when the P content was 0.01 wt% or more and 0.50 wt% or less.
C3.締付精度に関する実験例:
ガスケットの最大厚さTmaxや硬度、材料の異なる複数のガスケットのサンプルを用いて、繰り返しの締め付けを行なった場合における締付精度への影響を調べた。この実験例では、まず、上述した耐久試験を行なった。そして、スパークプラグをアルミブッシュから取り外し、再度スパークプラグを最初と同じ締付トルクでアルミブッシュに取り付けることを5回繰り返した。
C3. Example of experiment on tightening accuracy:
Using a plurality of gasket samples with different maximum thicknesses Tmax, hardnesses, and materials of gaskets, the influence on tightening accuracy when repeated tightening was examined. In this experimental example, first, the durability test described above was performed. Then, removing the spark plug from the aluminum bush and attaching the spark plug to the aluminum bush again with the same tightening torque as the first was repeated five times.
最初の締付角度に対して5回目の締付角度のずれ量が+5度以内であった場合を、最も高い評価として「A」と示し、締付角度のずれ量が+5度よりも多かった場合を、低い評価として「C」と示した。 When the deviation of the fifth clamping angle with respect to the first clamping angle was within +5 degrees, the highest evaluation was indicated as “A”, and the deviation of the clamping angle was more than +5 degrees. The case was indicated as “C” as a low rating.
図6は、締付精度の評価結果を表形式で示す説明図である。この図6によれば、Snの含有量が0.3重量%以上であれば、評価がAとなることが理解できる。この理由は、Snが0.3重量%以上添加されると、Cu合金の弾性が増すことになり、スパークプラグの繰り返しの締め付けを行なった場合における位置精度が向上したためである。以上より、繰り返し締め付けによる位置精度を向上させるためには、Snの含有量は0.3重量%以上であることが好ましい。なお、本実験例では、Snの含有量が0.3重量%以上11.0重量%以下の場合に、評価がAとなったことが確認できた。 FIG. 6 is an explanatory diagram showing the evaluation results of the tightening accuracy in a table format. According to FIG. 6, it can be understood that the evaluation is A when the Sn content is 0.3% by weight or more. The reason for this is that when Sn is added in an amount of 0.3% by weight or more, the elasticity of the Cu alloy increases, and the positional accuracy when the spark plug is repeatedly tightened is improved. As mentioned above, in order to improve the position accuracy by repeated fastening, the Sn content is preferably 0.3% by weight or more. In this experimental example, it was confirmed that the evaluation was A when the Sn content was 0.3 wt% or more and 11.0 wt% or less.
C4.緩みに関する実験例2:
本実験例では、ガスケット5の接触面積Sと、耐久試験後の緩みとの関係を調べた。具体的には、含有成分の異なる2つのタイプのガスケット毎に、接触面積Sの異なるサンプルを作製した。本実験例では、同一の条件のサンプルをそれぞれ30本ずつ作製した。
C4. Example 2 of loosening:
In this experimental example, the relationship between the contact area S of the
作製したサンプルに対して上述した耐久試験を行ない、耐久試験の後、スパークプラグをアルミブッシュから取り外した。そして、取り外し時のトルクが、取り付け時のトルクの50%未満であった場合に、緩みが発生したと認定し、緩みが発生したサンプルの数を記録した。なお、2つのタイプのガスケットの詳細は以下のとおりである。また、接触面積Sは、ガスケットの外径を変更することによって調整した。 The above-described durability test was performed on the manufactured sample. After the durability test, the spark plug was removed from the aluminum bush. And when the torque at the time of removal was less than 50% of the torque at the time of attachment, it recognized that the looseness generate | occur | produced and recorded the number of the samples which the looseness generate | occur | produced. The details of the two types of gaskets are as follows. The contact area S was adjusted by changing the outer diameter of the gasket.
タイプ1:
成分:銅の含有率が99.90重量%以上(Niは含まない)
最大厚さTmax:1.5mm
硬度:60HV
内径:9.5mm
タイプ2:
成分:銅の含有率が99重量%、Niの含有率が0.1重量%
最大厚さTmax:1.5mm
硬度:60HV
内径:9.5mm
Type 1:
Component: The content of copper is 99.90% by weight or more (Ni is not included)
Maximum thickness Tmax: 1.5mm
Hardness: 60HV
Inner diameter: 9.5 mm
Type 2:
Component: 99% by weight of copper and 0.1% by weight of Ni
Maximum thickness Tmax: 1.5mm
Hardness: 60HV
Inner diameter: 9.5 mm
図7は、緩みに関する実験結果を表形式で示す説明図である。図8は、ガスケット5の接触面積Sと、緩みが改善されたサンプルの数との関係をグラフ形式で示す説明図である。図7によれば、タイプ1のサンプルでは、接触面積Sが小さいほど、緩みが発生しやすいことが理解できる。これに対して、ニッケルを含有したタイプ2のサンプルでは、ガスケット5の接触面積Sが小さくても、緩みが発生していないことが理解できる。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing the results of the experiment on loosening in a table format. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the relationship between the contact area S of the
そして、ニッケルを含有することによって緩みが改善したサンプルの数に着目すると(図8参照)、ガスケット5の接触面積Sが小さいほど、改善数が多くなっていることが理解できる。具体的には、ガスケット5の接触面積Sが111mm2以下の場合に、改善数が顕著に多くなっている。したがって、ガスケット5の接触面積Sが111mm2以下の場合に、緩みの改善の効果が特に顕著であることが理解できる。
When attention is paid to the number of samples whose looseness has been improved by containing nickel (see FIG. 8), it can be understood that the smaller the contact area S of the
D.変形例:
なお、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。
D. Variations:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. For example, the following modifications are possible.
D1.変形例1:
上記実施形態におけるガスケットには、突出部5gや溝部5xが形成されていたが、これらは省略することとしてもよい。
D1. Modification 1:
Although the protruding
D2.変形例2:
上記実施形態におけるスパークプラグの放電方向は、軸線方向ODに一致しているが、本発明は、放電方向が軸線方向ODに垂直な方向である、いわゆる横放電型のスパークプラグに対しても、適用することができる。
D2. Modification 2:
Although the discharge direction of the spark plug in the above embodiment coincides with the axial direction OD, the present invention also applies to a so-called lateral discharge type spark plug in which the discharge direction is a direction perpendicular to the axial direction OD. Can be applied.
D3.変形例3:
上記実施形態におけるスパークプラグには、中心電極チップ90及び接地電極チップ95が設けられているが、これらの一方又は両方を設けないこととしてもよい。
D3. Modification 3:
Although the
3…セラミック抵抗
4…シール体
5…ガスケット
5b…ガスケット
5g…突出部
5x…溝部
6…リング部材
8…板パッキン
9…タルク
10…絶縁碍子
11…先端部
12…軸孔
13…脚長部
15…支持部
17…先端側胴部
18…後端側胴部
19…鍔部
20…中心電極
21…電極母材
22…先端部
25…芯材
30…接地電極
32…基部
33…先端部
40…端子金具
50…主体金具
51…工具係合部
52…取付ねじ部
53…加締部
54…シール部
56…段部
57…先端部
58…座屈部
59…ねじ首
90…中心電極チップ
95…接地電極チップ
100…スパークプラグ
200…エンジンヘッド
201…取付ねじ孔
G…火花放電ギャップ
OD…軸線方向
CL…クリアランス
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記主体金具の外周に設けられた環状のガスケットと、を備えたスパークプラグであって、
前記ガスケットは、中実であるとともに、主成分が銅であり、かつ、ニッケルを0.10重量%以上含み、
前記ガスケットの前記軸線方向における最大の厚さは、0.4mm以上であり、
前記ガスケットのビッカース硬さは、30HV以上150HV以下であることを特徴とする、スパークプラグ。 A cylindrical metal shell extending in the axial direction;
A spark plug provided with an annular gasket provided on the outer periphery of the metal shell,
The gasket is solid, the main component is copper, and contains 0.10% by weight or more of nickel,
The maximum thickness in the axial direction of the gasket is 0.4 mm or more,
The spark plug according to claim 1, wherein the gasket has a Vickers hardness of 30 HV or more and 150 HV or less.
前記ガスケットは、さらに、リンを0.01重量%以上0.50重量%以下含むことを特徴とする、スパークプラグ。 The spark plug according to claim 1,
The spark plug is characterized in that the gasket further contains 0.01 wt% or more and 0.50 wt% or less of phosphorus.
前記ガスケットは、さらに、スズを0.30重量%以上11.00重量%以下含むことを特徴とする、スパークプラグ。 The spark plug according to claim 1 or 2, wherein
The spark plug is characterized in that the gasket further contains 0.30 wt% or more and 11.00 wt% or less of tin.
前記ガスケットは、ニッケル、リン、スズの3つの元素のうち、少なくともニッケルを含む1つ以上の元素を含み、
前記3つの元素の合計は、2.00重量%以下であることを特徴とする、スパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 3,
The gasket includes one or more elements including at least nickel among the three elements of nickel, phosphorus, and tin,
The spark plug according to claim 1, wherein the total of the three elements is 2.00% by weight or less.
前記ガスケットは、前記主体金具と接触する面の面積が111mm2以下であることを特徴とする、スパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 4, wherein
The spark plug according to claim 1, wherein an area of a surface of the gasket that contacts the metal shell is 111 mm 2 or less.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9985418B1 (en) | 2016-11-29 | 2018-05-29 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug |
JP2018092888A (en) * | 2016-11-29 | 2018-06-14 | 日本特殊陶業株式会社 | Spark plug |
US10978857B2 (en) | 2019-02-26 | 2021-04-13 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method of manufacturing spark plug that reliably prevents gasket from coming off mounting screw |
DE102021207100A1 (en) | 2021-07-06 | 2023-01-12 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Sealing washer and spark plug with sealing washer |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54113690U (en) * | 1978-01-27 | 1979-08-09 | ||
JPH06283249A (en) * | 1993-03-25 | 1994-10-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gasket for spark plug |
JP2006307835A (en) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Spark plug having combustion pressure detecting function |
JP2008135370A (en) * | 2006-10-30 | 2008-06-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Spark plug for internal combustion engine and its manufacturing method |
-
2013
- 2013-03-11 JP JP2013047688A patent/JP2013149623A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54113690U (en) * | 1978-01-27 | 1979-08-09 | ||
JPH06283249A (en) * | 1993-03-25 | 1994-10-07 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Gasket for spark plug |
JP2006307835A (en) * | 2005-03-31 | 2006-11-09 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Spark plug having combustion pressure detecting function |
JP2008135370A (en) * | 2006-10-30 | 2008-06-12 | Ngk Spark Plug Co Ltd | Spark plug for internal combustion engine and its manufacturing method |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9985418B1 (en) | 2016-11-29 | 2018-05-29 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug |
JP2018092888A (en) * | 2016-11-29 | 2018-06-14 | 日本特殊陶業株式会社 | Spark plug |
US10978857B2 (en) | 2019-02-26 | 2021-04-13 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Method of manufacturing spark plug that reliably prevents gasket from coming off mounting screw |
DE102021207100A1 (en) | 2021-07-06 | 2023-01-12 | Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Sealing washer and spark plug with sealing washer |
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