JP2020512674A - 改良された密閉性を有するスパークプラグ - Google Patents

Abstract

本発明はスパークプラグに関し、絶縁体（２）と、ハウジング（３）と、前記絶縁体（２）と前記ハウジング（３）の間に配置されたシールワッシャ（４）とを含み、前記シールワッシャ（４）は変形可能であり、前記絶縁体（２）は環状に周回する段部（２０）を有し、この段部に前記シールワッシャ（４）が当接し、前記段部（２０）は０．２０ｍｍから０．６０ｍｍの範囲内にある半径（Ｒ１）を有している。【選択図】 図２

Description

本発明は、絶縁体とスパークプラグのハウジングの間の改良された密閉性を有するスパークプラグに関する。

スパークプラグは、従来技術からさまざまに異なる実施形態で知られている。エンジンのダウンサイジングに関わる内燃機関の製造者からの要求の高まりに基づき、小型のスパークプラグも必要とされている。そこでのトレンドは、雄ねじＭ１４を有するスパークプラグから離れて、雄ねじＭ１０またはＭ８を有するスパークプラグへと移っている。しかしこのことは、ロバスト性、気密性、および耐温度性に関わるスパークプラグのいっそう高い要求事項を必要とする。特許文献１より、絶縁体とハウジングの間の改良された結合を示すスパークプラグが公知である。その場合、絶縁体は外側円周に周回する凹部を有していて、その中にハウジングが係合する。しかしながら、スパークプラグの気密性とロバスト性に関して、さらに別の改良された解決法を有することが望ましい。

独国特許出願第１０２０１４２２３７５２．１号明細書

それに対して請求項１の構成要件を有する本発明のスパークプラグは、スパークプラグの削減された寸法が可能であり、絶縁体とスパークプラグのハウジングとの間で改良されたスパークプラグの封止が可能であるという利点を有する。このことは本発明によると、スパークプラグが絶縁体と、ハウジングと、絶縁体とスパークプラグのハウジングとの間に配置されたシールワッシャとを有することによって実現される。シールワッシャは変形可能であり、絶縁体は環状に周回するように段部を有していて、この段部にシールワッシャが当接する。段部は、０．２０ｍｍから０．６０ｍｍの範囲内にある半径Ｒ１を有する。シールワッシャの材料は、絶縁体とハウジングの変形能が、シールワッシャの変形能よりも低くなるように選択される。それにより、組み付けのときにシールワッシャの確実な変形を可能にすることができる。０．２０ｍｍから０．６０ｍｍの間の小さい半径を選択することで、組付プロセス中にいっそう高いヘルツの面圧を実現することができる。

従属請求項は本発明の好ましい発展例を示している。

絶縁体の段部の半径が外方を向いていると、特別に高い面圧を実現することができる。換言すると半径が凸面状に設けられている。

半径が０．３０ｍｍから０．５０ｍｍの範囲内にあるのが特別に好ましく、０．４０ｍｍであるのが特別に好ましい。

絶縁体の段部は軸方向で見て２０ｍｍから２６ｍｍの範囲内の円弧長を有するのが好ましく、円弧長は２３ｍｍであるのが特別に好ましい。この方策も、それぞれの接合相手の間の面圧をさらに高くする。

絶縁体とシールワッシャの間で少なくとも４５００Ｎ／ｍｍ^２、好ましくは少なくとも５０００Ｎ／ｍｍ^２のヘルツの面圧が生じるのが好ましい。このように、特に比較的小型の内燃機関で発生する比較的高い圧力でも確実に封止され得る。

ハウジングは、シールワッシャとの接触のための接触領域に、先細になる領域を有しているのが特別に好ましい。ハウジングの先細になる領域は、テーパ状であるのが好ましい。それにより接合中に、ハウジングでのシールワッシャの確実な支持が可能であることが実現され、その結果、接合方法中に高い面圧が可能である。

特別に高い密閉性を保証できるようにするために、シールワッシャは段部に組み付けられた状態のとき絶縁体に全面的に接触する。それにより、シールワッシャが絶縁体の段部の円弧長全体に当接し、その結果、特に高い圧力に対して高い密閉性が可能となる。

シールワッシャは組み付けられた状態のときハウジングの接触領域に全面的に接触するのがさらに好ましい。

スパークプラグハウジングはＭ１０雄ねじまたはＭ１２雄ねじを有するのが好ましい。

さらに本発明は、先行請求項のうちいずれか１項に記載のスパークプラグを含む内燃機関に関する。

次に、本発明の好ましい実施例について、添付の図面を参照しながら詳しく説明する。図面には次のものが示されている：

本発明によるスパークプラグを示す模式的な部分断面図である。 スパークプラグのハウジングと絶縁体の間のシールワッシャの領域でスパークプラグを示す拡大した断面図である。

以下において図１および２を参照しながら、本発明の好ましい実施例に基づくスパークプラグ１について詳しく説明する。

図１から明らかなように、スパークプラグは電気的に非伝導性の材料からなる、特にセラミックからなる絶縁体２を有している。さらにスパークプラグは、金属材料からなるハウジング３を有している。ハウジング３には雄ねじ１０が設けられている。

さらにスパークプラグ１は、中心電極８とアース電極９とを含んでいる。符号６は、スパークプラグが組み付けられた状態のときシリンダヘッドなどを封止する外側のシールリングを表す。

図１からさらに明らかとなるように、中心電極８とアース電極９が配置されている、燃焼室のほうを向くスパークプラグの端部には、絶縁体２とハウジング３の間に間隙５がある。間隙５を介して、高い圧力がスパークプラグの内部に入ることがあり得る。これを防ぐために、シールワッシャ４が絶縁体２とハウジング３の間に配置されている。

シールワッシャ４は図２から詳細に明らかとなる。シールワッシャ４は、絶縁体の材料およびハウジングの材料よりも高い変形能を有する、変形可能な材料で製作されている。

図２に示すように、絶縁体２は断面で見て円弧状に構成された段部２０を有している。段部２０は半径Ｒ１を有している。半径Ｒ１は、０．２０ｍｍから０．６０ｍｍの範囲内にあり、好ましくは０．４０ｍｍである。

図２から明らかなように、スパークプラグの軸方向Ｘ−Ｘで、段部２０は第１の壁面２１と第２の壁面２２の間に配置されている。第１の壁面２１は円筒状であるのが好ましく、第２の壁面２２も同じく円筒状であるのが好ましい。

ハウジング３には、シールワッシャ４の高さに、先細になる領域３０が設けられている。本実施例では、先細になる領域３０はテーパ状に形成されている。軸方向Ｘ−Ｘに対する垂線Ｙとのテーパ状の領域の角度αは、約１１５°であるのが好ましい。

図２からさらに明らかなように、組み付けられた状態のとき、変形したシールワッシャ４が円弧状の段部２０に全面的に当接する。さらに、変形したシールワッシャ４はハウジング３のテーパ状の面３０にも同じく全面的に当接する。小さな半径Ｒ１を選択することで、４５００Ｎ／ｍｍ^２を上回る非常に高いヘルツの面圧がもたらされる。

第１および第２の壁面２１，２２の間の段部２０の円弧長は２０ｍｍから２６ｍｍの範囲内にあるのが好ましく、本実施例では２３ｍｍである。

このように、絶縁体２、ハウジング３、およびシールワッシャ４のそれぞれ接合相手の間でいっそう高いヘルツの面圧のための条件が実現されることによって、スパークプラグの改良された密閉性を絶縁体２とハウジング３の間で実現することができる。それにより、燃焼室ガスが間隙５を介してスパークプラグの内部へ入るのを回避することができる。

シールワッシャ４の材料として、比較的容易に変形可能な材料が使用される。この材料は高い熱伝導率もさらに有するのが好ましく、その結果、ハウジング３から絶縁体２への方向に熱伝導が可能である。

図１から明らかなように、シールワッシャ４はスパークプラグ１の軸方向Ｘ−Ｘでハウジング３の雄ねじ１０の高さで、特に燃焼室と反対を向くほうのスパークプラグの側へ向かう方向に位置する雄ねじ１０の端部に設けられている。

雄ねじ１０は低減された寸法を有しており、Ｍ１０雄ねじまたはＭ１２雄ねじであるのが好ましい。

２ 絶縁体
３ ハウジング
４ シールワッシャ
１０ 雄ねじ
２０ 段部
３０ 先細になる領域

Claims (9)

1. スパークプラグにおいて、
   絶縁体（２）と、
   ハウジング（３）と、
   前記絶縁体（２）と前記ハウジング（３）の間に配置されたシールワッシャ（４）とを含み、
   前記シールワッシャ（４）が変形可能であり、
   前記絶縁体（２）が環状に周回する段部（２０）を有し、この段部に前記シールワッシャ（４）が当接し、
   前記段部（２０）が０．２０ｍｍから０．６０ｍｍの範囲内にある半径（Ｒ１）を有しているスパークプラグ。
2. 前記半径（Ｒ１）が凸面状の半径として構成される、請求項１に記載のスパークプラグ。
3. 前記半径（Ｒ１）が０．３０ｍｍから０．５０ｍｍの範囲内にあり、特に０．４０ｍｍである、請求項１または２に記載のスパークプラグ。
4. 前記段部（２０）が２０ｍｍから２６ｍｍの範囲内にある、特に２３ｍｍである円弧長を有する、請求項１から３のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
5. 前記絶縁体（２）と前記シールワッシャ（４）の間で少なくとも４５００Ｎ／ｍｍ^２、好ましくは５０００Ｎ／ｍｍ^２の面圧が生じる、請求項１から４のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
6. 前記ハウジング（３）が前記シールワッシャ（４）との接触のための接触領域に確実に先細になる領域（３０）、特にテーパ状に先細になる領域を有する、請求項１から５のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
7. 前記シールワッシャ（４）が組み付けられた状態のときに前記絶縁体の前記段部（２０）に全面的に接触する、請求項１から６のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
8. 前記シールワッシャ（４）が組み付けられた状態のときに前記ハウジング（３）の前記接触領域（３０）に全面的に接触する、請求項６または７に記載のスパークプラグ。
9. 前記ハウジング（３）がＭ１０雄ねじまたはＭ−１２雄ねじを有する、請求項１から８のいずれか１項に記載のスパークプラグ。

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