JP2019003752A - Ignition plug - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は点火プラグに関し、特に非平衡プラズマを利用する点火プラグに関するものである。 The present invention relates to a spark plug, and more particularly to a spark plug using non-equilibrium plasma.
混合気に着火する点火プラグとして、非平衡プラズマを利用するものがある(特許文献1)。特許文献1に開示される点火プラグは、中心電極を内包する有底筒状の絶縁体の先端部を突出させた状態で、主体金具が絶縁体を保持する。この点火プラグは、主体金具と中心電極との間に交流電圧または複数回のパルス電圧が印加されると、絶縁体の先端部の周囲のガスを電離し、火種となるラジカル等の活性種を生成する。先端部の主体金具からの突出し量を増やし、先端部の表面積を広げると、活性種の生成量が増えて着火性が向上する。 Some spark plugs that ignite an air-fuel mixture use non-equilibrium plasma (Patent Document 1). In the spark plug disclosed in Patent Document 1, the metal shell holds the insulator in a state in which the tip of the bottomed cylindrical insulator containing the center electrode protrudes. When an alternating voltage or a plurality of pulse voltages are applied between the metal shell and the center electrode, this spark plug ionizes the gas around the tip of the insulator, and activates an active species such as a radical that becomes a fire. Generate. Increasing the amount of protrusion from the metal shell at the tip and increasing the surface area of the tip increases the amount of active species generated and improves the ignitability.
しかしながら上記従来の技術では、先端部の主体金具からの突出し量が増えると、先端部が折損し易くなるという問題点がある。 However, the above-described conventional technique has a problem that when the protruding amount of the tip portion from the metal shell increases, the tip portion is easily broken.
本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、先端部の主体金具からの突出し量を増やすことなく活性種の生成量を増やし、着火性を向上できる点火プラグを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides an ignition plug that can increase the amount of active species generated without increasing the amount of protrusion from the metal shell of the tip and improve the ignitability. It is an object.
この目的を達成するために本発明の点火プラグは、先端が閉じた有底筒状の絶縁体が、先端側から後端側へと軸線に沿って延び、絶縁体の先端部に少なくとも中心電極が内包される。筒状の主体金具は、先端部が自身の先端から突出する状態で絶縁体を外周側から保持する。先端部は、中心電極の先端よりも軸線方向の先端側に位置する第1部分と、少なくとも自身の後端側に自身の後端まで窄む、第1部分に隣接する第2部分と、を有し、第2部分の最大となる大径部の外径は、第1部分の外径よりも大きい。 In order to achieve this object, the spark plug of the present invention is such that a bottomed cylindrical insulator having a closed end extends along the axis from the front end side to the rear end side, and at least a center electrode is provided at the front end portion of the insulator. Is included. The cylindrical metal shell holds the insulator from the outer peripheral side in a state in which the tip portion protrudes from the tip of itself. The tip portion includes a first portion located on the tip side in the axial direction with respect to the tip of the center electrode, and a second portion adjacent to the first portion that is at least constricted to the back end side of the tip portion. And the outer diameter of the large-diameter portion that is the maximum of the second portion is larger than the outer diameter of the first portion.
請求項1記載の点火プラグによれば、主体金具から突出した絶縁体の先端部は、中心電極の先端よりも軸線方向の先端側に第1部分が位置し、第1部分に隣接する第2部分が、少なくとも自身の後端側に自身の後端まで窄む。第2部分の最大となる大径部の外径は、第1部分の外径よりも大きいので、先端部のうち電位が比較的高い部分の表面積を広くできる。その結果、先端部の電位の低下を抑制しつつ先端部の表面積を広くできるので、先端部の主体金具からの突出し量を増やすことなく活性種の生成量を増やし、着火性を向上できる。 According to the spark plug of the first aspect, the first end portion of the insulator protruding from the metal shell is located closer to the tip end side in the axial direction than the tip end of the center electrode, and the second portion adjacent to the first portion. The portion is constricted to at least the rear end side of the portion up to the rear end of the portion. Since the outer diameter of the large-diameter portion that is the maximum of the second portion is larger than the outer diameter of the first portion, the surface area of the tip portion having a relatively high potential can be increased. As a result, since the surface area of the tip can be increased while suppressing a decrease in the potential of the tip, the amount of active species generated can be increased without increasing the amount of protrusion of the tip from the metal shell, and the ignitability can be improved.
請求項2記載の点火プラグによれば、先端部の外周面は、先端部の先端から大径部にかけて径方向の外側へ向かって凸状に湾曲し、大径部から後端側に向かって径方向の外側へ向かって凸状に湾曲する。その結果、先端部の外周面が、火種の成長を妨げ難くできるので、請求項1の効果に加え、着火性をさらに向上できる。 According to the spark plug of the second aspect, the outer peripheral surface of the front end is curved in a convex shape from the front end of the front end to the outer diameter in the radial direction, and from the large end to the rear end. It curves in a convex shape toward the outside in the radial direction. As a result, since the outer peripheral surface of the tip can hardly hinder the growth of the fire type, in addition to the effect of the first aspect, the ignitability can be further improved.
請求項3記載の点火プラグによれば、主体金具の先端から中心電極の先端までの軸線方向の距離Lで、大径部の外径Dを除した値D/Lは、0.3≦D/L≦1.4を満たす。よって、請求項1又は2の効果に加え、この範囲外にD/Lが存在する場合に比べて、活性種の生成量を増やすことができる。 According to the spark plug of claim 3, the value D / L obtained by dividing the outer diameter D of the large diameter portion by the distance L in the axial direction from the tip of the metal shell to the tip of the center electrode is 0.3 ≦ D. /L≦1.4 is satisfied. Therefore, in addition to the effect of claim 1 or 2, the amount of active species generated can be increased as compared with the case where D / L exists outside this range.
請求項4記載の点火プラグによれば、主体金具の先端から中心電極の先端までの軸線方向の距離Lで、主体金具の先端から大径部までの軸線方向の距離Hを除した値H/Lは、0.5≦H/L≦0.7を満たす。よって、請求項1から3のいずれかの効果に加え、この範囲外にH/Lが存在する場合に比べて、活性種の生成量を増やすことができる。 According to the spark plug of claim 4, a value H / a value obtained by dividing the axial distance H from the leading end of the metallic shell to the large diameter portion by the axial distance L from the leading end of the metallic shell to the distal end of the center electrode. L satisfies 0.5 ≦ H / L ≦ 0.7. Therefore, in addition to the effect of any one of claims 1 to 3, the amount of active species generated can be increased as compared with the case where H / L exists outside this range.
請求項5記載の点火プラグによれば、大径部の外径は、主体金具の最小内径よりも小さいので、主体金具に絶縁体を先端側から挿入できる。その結果、請求項1から4のいずれかの効果に加え、絶縁体を外周側から主体金具が保持する信頼性の高い構造を簡易に実現できる。 According to the spark plug of the fifth aspect, since the outer diameter of the large diameter portion is smaller than the minimum inner diameter of the metal shell, the insulator can be inserted into the metal shell from the front end side. As a result, in addition to the effect of any one of claims 1 to 4, a highly reliable structure in which the metal shell holds the insulator from the outer peripheral side can be easily realized.
請求項6記載の点火プラグによれば、先端部は、後端の外径が、第2部分の後端の外径よりも大きい。その結果、主体金具の先端が第2部分の後端を取り囲む場合に比べて、主体金具の先端と先端部との隙間を狭くできるので、主体金具の先端と先端部との間に生じるプラズマを抑制できる。よって、請求項5の効果に加え、先端部の貫通(絶縁破壊)を抑制できる。 According to the spark plug of the sixth aspect, the outer diameter of the rear end of the front end portion is larger than the outer diameter of the rear end of the second portion. As a result, compared with the case where the front end of the metal shell surrounds the rear end of the second part, the gap between the front end of the metal shell and the front end can be narrowed. Can be suppressed. Therefore, in addition to the effect of Claim 5, the penetration (dielectric breakdown) of the tip portion can be suppressed.
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図1は本発明の第1実施の形態における点火プラグ10の軸線Oを境にした片側断面図であり、図2は先端を拡大した点火プラグ10の軸線Oを含む断面図である。図1及び図2では、紙面下側を点火プラグ10の先端側、紙面上側を点火プラグ10の後端側という(図5及び図6においても同じ)。図2では、点火プラグ10の後端側の図示が省略されている(図5及び図6においても同じ)。図1に示すように点火プラグ10は、主体金具20、絶縁体30及び中心電極50を備えている。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a one-side cross-sectional view with the axis O of the
主体金具20は、内燃機関(図示せず)のねじ穴に固定される略円筒状の部材であり、導電性を有する金属材料(例えば低炭素鋼等)によって形成されている。主体金具20は、後端側から先端側へと軸線Oに沿って加締め部21、工具係合部22、湾曲部23、座部24、胴部25の順に連接されている。胴部25は外周面にねじ部26が形成されている。
The
加締め部21及び湾曲部23は、主体金具20を絶縁体30に固定するための部位である。工具係合部22は、ねじ部26を内燃機関(図示せず)に結合するときにレンチ等の工具を係合させる部位である。座部24は、胴部25の後端側に位置し、径方向外側に環状に突出する部位である。座部24は、胴部25との間に環状のガスケット56が配置される。ガスケット56は、内燃機関にねじ部26が結合したときに、座部24と内燃機関とに挟まれてねじ穴(図示せず)とねじ部26との隙間を封止する。胴部25は、径方向の内側へ突出する棚部27が、内周に形成されている。
The
絶縁体30は、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等により形成された有底円筒状の部材である。絶縁体30は、自身の後端に開口し先端が閉じた穴部31が、軸線Oに沿って形成されている。絶縁体30は、軸線O方向に延びる円筒状の胴部32と、胴部32の軸線O方向の中央から径方向の外側へ張り出す環状の張出部33と、係止部34を介して胴部32の先端側に連接される脚部35と、を備えている。脚部35の外径は胴部32の外径よりも小さく設定されており、係止部34は先端側へ向かうにつれて縮径している。
The
絶縁体30は主体金具20に挿入される。絶縁体30の係止部34と主体金具20の棚部27との間にパッキン48が介在する。パッキン48は、主体金具20を構成する金属材料よりも軟質の軟鋼板等の金属材料で形成される円環状の板材である。
The
絶縁体30の張出部33よりも後端側の胴部32と主体金具20の工具係合部22との間に、一対のリング部材54及びリング部材54に挟まれたタルク等の充填材55が配置される。主体金具20の加締め部21が絶縁体30に向けて径方向内側に加締められると、リング部材54及び充填材55を介して、絶縁体30が主体金具20の棚部27へ向けて押圧される。その結果、主体金具20は、パッキン48、リング部材54及び充填材55を介して、主体金具20の先端28から絶縁体30の先端部36が突出する状態で、絶縁体30を外周側から保持する。
A pair of
中心電極50は、導電性を有する金属材料(例えばニッケル基合金等)によって形成された棒状の電極である。中心電極50は、絶縁体30の穴部31内に係止され、先端側から後端側へと軸線Oに沿って延びる。
The
端子金具53は、交流電圧やパルス電圧が入力される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料(例えば低炭素鋼等)によって形成されている。端子金具53は、端子金具53の先端側が穴部31の内側に配置され、導電性ガラス等の接続部52を介して中心電極50に接続される。
The
図2に示すように点火プラグ10は、絶縁体30の先端部36が、主体金具20の先端28から突出する。先端部36は、主体金具20の先端28を通る軸線Oに垂直な切断面37で切り取られた脚部35の一部である。先端部36は、先端部36の軸線O方向の先端38から後端39まで、曲面からなる外周面40で囲まれている。先端部36は、中心電極50の先端51よりも軸線O方向の先端側に位置する第1部分41と、第1部分41に隣接する第2部分42と、を備えている。第1部分41は、中心電極50の先端51を通る軸線Oに垂直な切断面43で切り取られた先端部36の一部である。
As shown in FIG. 2, in the
第2部分42は、第2部分42の先端44が第1部分41に繋がっている。先端部36は、第2部分42のうち外径が最大となる大径部45の外径Dが、第1部分41の最大の外径D1よりも大きく設定される。第2部分42のうち第2部分42の後端46側の部分は、後端46まで外周面40が窄んでいる。よって、先端部36のうち後端46よりも先端側の部分が直線状に形成される場合(第2部分42を有していない場合)に比べて、先端部36の表面積を広くできる。
In the second portion 42, the
本実施の形態では、先端部36の外周面40は、先端部36の先端38から大径部45にかけて径方向の外側へ向かって凸状に湾曲し、大径部45から後端46にかけて径方向の外側へ向かって凸状に湾曲している。即ち、軸線Oを含む断面(図2)において、外周面40は、軸線Oからの距離(軸線O及び外周面40を終点とする軸線Oに直交する線分の長さ)が、先端38から後端側へ向かうにつれて、先端38から大径部45にかけて単調増加し、大径部45から後端46にかけて単調減少する。
In the present embodiment, the outer
軸線Oを含む断面(図2)において、外周面40は、大径部45において極大値を有し、後端46において変曲点を有している。軸線Oを含む断面において、外周面40は、大径部45の付近で径方向の外側に凸の曲線であり、後端46の付近で径方向の内側に凸の曲線である。外周面40は、第2部分42の後端46と先端部36の後端39との間に、軸線Oと垂直に形成された垂直面47を有している。
In the cross section including the axis O (FIG. 2), the outer
本実施の形態では、大径部45の外径Dは、先端部36の後端39の外径と同じ大きさに設定されている。また、第2部分42の後端46は主体金具20の先端28よりも先端側(図2下側)に位置し、先端部36の後端39の外径は、第2部分42の後端46の外径D2よりも大きい。第2部分42の後端46の外径D2は第1部分41の外径D1よりも小さい。さらに、大径部45の外径Dは、主体金具20のうち最小の内径D3(本実施の形態では棚部27の先端の内径)よりも小さく設定されている。
In the present embodiment, the outer diameter D of the
点火プラグ10は、主体金具20の先端28から中心電極50の先端51までの軸線O方向の距離Lで、大径部45の外径Dを除した値D/Lが、0.3≦D/L≦1.4を満たす。また、点火プラグ10は、主体金具20の先端28から大径部45までの軸線O方向の距離Hを距離Lで除した値H/Lが、0.5≦H/L≦0.7を満たす。
The
次に図3を参照して、プラズマシミュレーションの結果を説明する。ソフトウェアにCFD−ACE+(Multiphysics based on Computational Fluid Dynamics)を用いて誘電体バリア放電に関するプラズマ生成を計算した。計算モデルは二次元対称モデルであり、軸線Oを対称境界とした半分の領域について、原子−電子間の電離・付着などを計算した。図3(a)は点火プラグ10の電位の分布を示す図であり、図3(b)は比較例における点火プラグ80の電位の分布を示す図である。
Next, the results of the plasma simulation will be described with reference to FIG. Plasma generation for dielectric barrier discharge was calculated using CFD-ACE + (Multiphysics based on Computational Fluid Dynamics) as software. The calculation model is a two-dimensional symmetric model, and ionization / attachment between atoms and electrons was calculated for a half region with the axis O as a symmetric boundary. FIG. 3A is a diagram showing the potential distribution of the
モデル化した点火プラグ10の各部の寸法は以下のとおりであった(図2参照)。中心電極50の外径=Φ1.7mm、主体金具20の内径D3=Φ7.9mm、先端部36の後端39の外径=Φ7.4mm、第2部分42の後端46の外径D2=Φ4.1mm、大径部45の外径D=Φ7.4mm、主体金具20の先端28から先端部36の先端38までの軸線方向の長さ=12.7mm、主体金具20の先端28から中心電極50の先端51までの軸線方向の距離L=11.29mm、主体金具20の先端28から大径部45までの軸線方向の距離H=6.774mm、主体金具20の先端28から垂直面47までの軸線方向の長さM=1.0mm、D/L=0.66。
The dimensions of each part of the modeled
一方、比較例における点火プラグ80の先端部81以外の部分は、点火プラグ10の各部と同一である。先端部81は、後端46(図2参照)よりも先端側の部分が直線状に形成されており、D=D2=Φ4.1mmであった。
On the other hand, portions other than the
点火プラグ10,80は、絶縁体30の比誘電率を9.5とした。先端部36,81を取り囲む電位がゼロの境界の大きさは、先端28から先端側に62.7mm,Φ104mmとした。気相中のガス種はN2、ガスの初期圧力は0.2MPa、ガスの初期温度は300Kとし、中心電極50に交流電圧を与えたときの電子やラジカル、イオンの反応を計算し、電位の分布を求めた。
In the spark plugs 10 and 80, the dielectric constant of the
図3(a)及び図3(b)では、電位の分布が、電位が同じ高さの点を結んだ曲線(等電位線)で図示されている。中心電極50に近いほど電位は高く、中心電極50から離れるにつれて電位が低くなる。電位が高いほどガスを電離するエネルギーが高いので、電位が高い分布の広がりが大きいほど、火種となるラジカル等の活性種の生成量が増加する。
In FIG. 3A and FIG. 3B, the distribution of the potential is illustrated by a curve (equipotential line) connecting points having the same potential. The closer to the
図3(b)に示すように、先端部81における等電位線は、軸線Oに垂直な方向における軸線Oからの距離が、先端部81の先端から先端部81の軸線方向の中央に向かうにつれて長くなり、先端部81の軸線方向の中央付近から先端部81の後端に向かうにつれて短くなっている。そこで、点火プラグ10は、等電位線と軸線Oとの距離が長い先端部36の軸線方向の中央付近の肉厚を厚くして、先端部36の表面積を広くする。
As shown in FIG. 3B, the equipotential line at the
図3(a)に示すように点火プラグ10は、第2部分42(図2参照)を形成し、先端部36の軸線方向の中央付近の径方向の厚さ(肉厚)を、先端部81(図3(b)参照)の軸線方向の中央付近の肉厚より大きくしている。具体的には図2に示すように、第2部分42のうち外径が最大となる大径部45の外径Dを、第1部分41の最大の外径D1よりも大きくし、第2部分42のうち第2部分42の後端46側の外周面40を後端46まで窄ませる。これにより、先端部36のうち電位が比較的高い部分の表面積を広くできる。その結果、点火プラグ10は先端部36の主体金具20からの軸線方向の突出し量を増やすことなく、ラジカル等の活性種の生成量を増やし、着火性を向上できる。
As shown in FIG. 3A, the
図2に示すように点火プラグ10は、先端部36の外周面40が、先端部36の先端38から大径部45にかけて径方向の外側へ向かって凸状に湾曲し、大径部45から後端46にかけて径方向の外側へ向かって凸状に湾曲している。その結果、表面積を広げるために外周面40に凹凸が形成されている場合に比べて、外周面40の凹みが火種の成長を妨げないようにできるので、着火性をさらに向上できる。また、外周面40に凹凸が形成されている場合に比べて、先端部36から中心電極50や主体金具20等への熱伝導を良くすることができるので、先端部36の過熱を防ぎ先端部36が着火源とならないようにできる。
As shown in FIG. 2, in the
第1部分41の外径D1は第2部分42の後端46の外径D2よりも大きいので(D1>D2)、D1<D2の場合に比べて、第1部分41の表面積を広くできる。その結果、点火プラグ10の軸線O方向の先端側に電位の分布を広がらせることができる。よって、先端部36が生成した活性種を内燃機関(図示せず)の燃焼室の中心側へ供給できる。
Since the outer diameter D1 of the
点火プラグ10には交流電圧または複数回のパルス電圧が印加されるので、主体金具20の先端28と先端部36との間にプラズマが重畳されると、先端部36が貫通(絶縁破壊)に至るおそれがある。これに対し、点火プラグ10は、第2部分42の後端46が主体金具20の先端28よりも先端側に位置し、先端部36の後端39の外径が、第2部分42の後端46の外径よりも大きくされている。これにより、主体金具20の先端28が第2部分42の後端46を取り囲む場合に比べて、主体金具20の先端28と先端部36との隙間を狭くできる。その結果、主体金具20の先端28と先端部36との間に生じるプラズマを抑制できるので、先端部36の貫通を抑制できる。
Since an alternating voltage or a plurality of pulse voltages are applied to the
先端部36の大径部45の外径Dは、主体金具20のうち最小の内径D3(棚部27の先端の内径)よりも小さく設定されているので、先端部36側から絶縁体30を主体金具20に挿入できる。よって、絶縁体30の係止部34を主体金具20の棚部27が係止し、主体金具20が外周側から絶縁体30を保持するという信頼性の高い構造を簡易に実現できる。
Since the outer diameter D of the
次に図4を参照して、点火プラグ10のラジカルの生成量を計算した結果を説明する。ソフトウェアは、図3(a)の場合と同様にCFD−ACE+を用いた。モデル化した各部の寸法等(中心電極50の外径、主体金具20の内径D3、先端部36の後端39の外径、第2部分42の後端46の外径、主体金具20の先端28から先端部36の先端38までの軸線方向の長さ、主体金具20の先端28から中心電極50の先端51までの軸線方向の距離L、主体金具20の先端28から垂直面47までの軸線方向の長さM、絶縁体30の比誘電率、電位がゼロの境界の大きさ、気相中のガス種、ガスの初期圧力および初期温度)は、図3(a)の場合と同じにした。
Next, with reference to FIG. 4, the result of calculating the radical generation amount of the
大径部45の外径D、及び、主体金具20の先端28から大径部45までの軸線方向の距離Hを変えて、D/L及びH/Lとラジカル(窒素分子ラジカル及び窒素分子イオン)の生成量との関係を計算した。図4は、D/L及びH/Lとラジカルの生成量との関係を示す図である。図4は、横軸にD/Lをとり、縦軸にラジカルの生成量[×10−27](g)をとった。
By changing the outer diameter D of the
図4に示すように、0.4≦H/L≦0.8において、D/L<0.9ではD/Lの増加(表面積の増加)に伴いラジカルの生成量が増加し、D/L≒0.9をピークに、D/L>0.9の増加に伴いラジカルの生成量が減少した。この結果、ラジカルの生成量を確保するには0.3≦D/L≦1.4が好ましく、0.4≦D/L≦1.3がより好ましいことがわかった。また、0.5≦H/L≦0.7の場合は、H/L=0.4又はH/L=0.8の場合よりもラジカルの生成量を多くできることがわかった。よって、ラジカルの生成量を確保するには0.5≦H/L≦0.7が好ましいことがわかった。 As shown in FIG. 4, when 0.4 ≦ H / L ≦ 0.8, when D / L <0.9, the amount of radicals generated increases as D / L increases (increase in surface area). With the peak at L≈0.9, the amount of radicals generated decreased with an increase in D / L> 0.9. As a result, it was found that 0.3 ≦ D / L ≦ 1.4 is preferable and 0.4 ≦ D / L ≦ 1.3 is more preferable to secure the amount of radicals generated. Further, it was found that when 0.5 ≦ H / L ≦ 0.7, the amount of radicals generated can be increased more than when H / L = 0.4 or H / L = 0.8. Therefore, it was found that 0.5 ≦ H / L ≦ 0.7 is preferable in order to ensure the amount of radical generation.
次に図5を参照して第2実施の形態について説明する。第1実施の形態では、軸線Oを含む断面(図2)において、先端部36の外周面40の軸線Oからの距離が、先端38から大径部45にかけて単調増加し、大径部45から後端46にかけて単調減少する場合について説明した。これに対し第2実施の形態では、先端部62の外周面に凹凸が形成された点火プラグ60について説明する。なお、第1実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図5は第2実施の形態における点火プラグ60の軸線Oを含む断面図である。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In the first embodiment, in the cross section including the axis O (FIG. 2), the distance from the axis O of the outer
図5に示すように点火プラグ60は、絶縁体61の先端部62が、主体金具20の先端28から突出する。先端部62は、先端部62の軸線O方向の先端63から後端64まで、曲面からなる外周面で囲まれている。先端部62は、中心電極50の先端51よりも軸線O方向の先端側に位置する第1部分65と、第1部分65に隣接する第2部分66と、を備えている。先端部62は、第2部分66のうち外径が最大となる大径部67の外径Dが、第1部分65の最大の外径よりも大きく設定される。第2部分66のうち第2部分66の後端68側の部分は、後端68まで外周面が窄んでいる。大径部67の外径Dは、主体金具20の最小の内径D3よりも小さく設定される。
As shown in FIG. 5, in the
本実施の形態では、第2部分66に形成された凹凸は、周方向に連続している。また、第2部分66に形成された凹凸の凹みの部分の最小の外径は、第1部分65の最大の外径よりも大きく設定される。これにより、凹凸の凹みの部分の機械的強度が著しく低下しないようにできる。
In the present embodiment, the irregularities formed in the
点火プラグ60によれば、第2部分66に凹凸が形成されているので、先端部62の電位の低下を防ぎつつ先端部62の表面積を広くできる。その結果、先端部62の主体金具20からの軸線方向の突出し量を増やすことなく活性種の生成量を増やし、着火性を向上できる。
According to the
次に図6を参照して第3実施の形態について説明する。第1実施の形態および第2実施の形態では、大径部45,67の外径Dが、主体金具20の最小の内径D3よりも小さく設定される場合について説明した。これに対し第3実施の形態では、大径部77の外径Dが、主体金具20の最小の内径D3よりも大きく設定される場合について説明する。なお、第1実施の形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図6は第3実施の形態における点火プラグ70の軸線Oを含む断面図である。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG. In 1st Embodiment and 2nd Embodiment, the case where the outer diameter D of the
図6に示すように点火プラグ70は、絶縁体71の先端部72が、主体金具20の先端28から突出する。先端部72は、先端部72の軸線O方向の先端73から後端74まで、曲面からなる外周面で囲まれている。先端部72は、中心電極50の先端51よりも軸線O方向の先端側に位置する第1部分75と、第1部分75に隣接する第2部分76と、を備えている。
As shown in FIG. 6, the
先端部72は、第2部分76のうち外径が最大となる大径部77の外径Dが、第1部分75の最大の外径よりも大きく設定される。第2部分76のうち第2部分76の後端78側の部分は、後端78まで外周面が窄んでいる。第2部分76の後端78は、先端部72の後端74と大径部77との間において、外径が拡大し始める最も後端側の部位である。
In the
大径部77の外径Dは主体金具20の最小の内径よりも大きく設定されているので、先端部72側からは絶縁体71を主体金具20に挿入できない。そこで、点火プラグ70は、絶縁体71を後端側から主体金具20に挿入して、絶縁体71の後端側を主体金具20で保持する。また、絶縁体71を、係止部34(図1参照)を含む部分(以下「後端部材」と称す)と先端部72を含む部分(以下「先端部材」と称す)とに分け、後端部材に先端部材を接合して絶縁体71が構成される。点火プラグ70によれば、第2部分76を備えているので、第1実施の形態と同様に、先端部72の主体金具20からの軸線方向の突出し量を増やすことなく活性種の生成量を増やし、着火性を向上できる。
Since the outer diameter D of the
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。 The present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It can be easily guessed.
第1実施の形態では、大径部45の外径Dが先端部36の後端39の外径と同一の場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。大径部45の外径Dは第1部分41の外径D1よりも大きければ良いので、D>D1の関係を満たすように適宜設定される。
In the first embodiment, the case where the outer diameter D of the
第1実施の形態では、第2部分42の後端46の外径D2が、第1部分41の外径D1よりも小さい場合(D2<D1)について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第2部分42は後端46側が後端46まで窄んでいれば良いので、この関係とは逆に、D2≧D1とすることは当然可能である。
In the first embodiment, the case where the outer diameter D2 of the
第2実施の形態では、第2部分66に形成された凹凸の凹みの部分の最小の外径が、第1部分65の最大の外径よりも大きい場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第2部分66に形成された凹凸の凹みの部分の最小の外径を、第1部分65の最大の外径よりも小さくすることは当然可能である。この場合には、凹みを深くすることにより先端部62の表面積をより広くできる。
In the second embodiment, the case where the minimum outer diameter of the concave and convex portion formed in the
第3実施の形態では、先端部72の外周面の軸線Oからの距離が、先端73から後端側へ向かうにつれて、先端73から大径部77にかけて単調増加し、大径部77から後端78にかけて単調減少する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。第2実施の形態のように、先端部72に凹凸を設けることは当然可能である。
In the third embodiment, the distance from the axis O of the outer peripheral surface of the
上記各実施の形態では、リング部材54及び充填材55を介して主体金具20を絶縁体30に加締める場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。リング部材54及び充填材55を省略して、主体金具20を加締めることは当然可能である。
In each of the above embodiments, the case where the
10,60,70 点火プラグ
20 主体金具
28 主体金具の先端
30,61,71 絶縁体
36,62,72 絶縁体の先端部
38,63,73 先端部の先端
39,64,74 先端部の後端
40 先端部の外周面
41,65,75 第1部分
42,66,76 第2部分
45,67,77 第2部分の大径部
46,68,78 第2部分の後端
50 中心電極
51 中心電極の先端
D 大径部の外径
H,L 距離
10, 60, 70
Claims (6)
前記絶縁体の先端部に少なくとも内包される中心電極と、
前記先端部が自身の先端から突出する状態で前記絶縁体を外周側から保持する筒状の主体金具と、を備える点火プラグであって、
前記先端部は、前記中心電極の先端よりも軸線方向の先端側に位置する第1部分と、
前記第1部分に隣接する第2部分であり、少なくとも自身の後端側に自身の後端まで窄む第2部分と、を有し、
前記第2部分の最大となる大径部の外径は、前記第1部分の外径よりも大きい点火プラグ。 A bottomed cylindrical insulator extending along the axis from the front end side to the rear end side,
A central electrode contained at least in the tip of the insulator;
A spark plug provided with a cylindrical metal shell that holds the insulator from the outer peripheral side in a state in which the tip portion protrudes from its tip,
The tip portion is a first portion located closer to the tip side in the axial direction than the tip of the center electrode;
A second portion adjacent to the first portion, and having at least a second portion constricted to the rear end on the rear end side of the first portion;
A spark plug in which the outer diameter of the largest diameter portion of the second portion is larger than the outer diameter of the first portion.
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