JP2022015939A - Spark plug - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、スパークプラグに関する。 This disclosure relates to spark plugs.
従来、下記の特許文献1に記載のスパークプラグがある。このスパークプラグは、中心電極と、中心電極と所定の隙間を有して配置される接地電極とを備えている。接地電極は、略L字状に形成される電極母材と、電極部材において中心電極に対向する母材面に設けられる電極チップとを有している。電極チップは、電極母材の母材面から中心電極に向かって突出するように形成されている。電極チップの基端部はレーザ溶接により電極母材に接合されている。電極チップの基端部の周囲には、レーザ溶接により溶融された溶融部が形成されている。溶融部は、電極母材の先端側に位置する電極チップの一方の側面から、電極母材の曲げ部側に位置する電極チップの他方の側面に向かって高さが徐々に低くなるように形成されている。 Conventionally, there is a spark plug described in Patent Document 1 below. This spark plug includes a center electrode and a ground electrode arranged with a predetermined gap from the center electrode. The ground electrode has an electrode base material formed in a substantially L shape and an electrode tip provided on the base material surface facing the center electrode in the electrode member. The electrode tip is formed so as to project from the base material surface of the electrode base material toward the center electrode. The base end of the electrode tip is joined to the electrode base material by laser welding. A molten portion melted by laser welding is formed around the base end portion of the electrode chip. The molten portion is formed so that the height gradually decreases from one side surface of the electrode chip located on the tip side of the electrode base material toward the other side surface of the electrode chip located on the bending portion side of the electrode base material. Has been done.
特許文献1に記載のスパークプラグでは、中心電極と接地電極との間に電圧が印加されると、まずは中心電極と電極チップの先端部との間に火花放電が形成される。その後、エンジンのシリンダ内の気流の流れにより火花放電の電極チップ側の端部が電極チップの側面に沿って電極母材の先端部に向かって移動する。したがって、火花放電を中心電極及び接地電極の外側に誘導できるため、中心電極及び接地電極の外側で混合気を着火させることができる。これにより、火炎の熱が中心電極及び接地電極に吸収されることを抑制できるため、着火性を向上させることができる。 In the spark plug described in Patent Document 1, when a voltage is applied between the center electrode and the ground electrode, a spark discharge is first formed between the center electrode and the tip of the electrode tip. After that, the end of the spark discharge on the electrode tip side moves toward the tip of the electrode base material along the side surface of the electrode tip due to the flow of the air flow in the cylinder of the engine. Therefore, since the spark discharge can be guided to the outside of the center electrode and the ground electrode, the air-fuel mixture can be ignited outside the center electrode and the ground electrode. As a result, it is possible to suppress the heat of the flame from being absorbed by the center electrode and the ground electrode, so that the ignitability can be improved.
ところで、特許文献1に記載のスパークプラグでは、電極チップの基端部に形成される溶融部が、電極チップを形成する材料である白金等の貴金属と、電極母材を形成する材料であるニッケル合金等の金属とが溶融した部分となっている。よって、溶融部は、貴金属単体からなる電極チップと比較すると、火花放電に対する耐消耗性が劣る。そのため、火花放電の形成が繰り返し行われると、電極チップよりも溶融部の方が、例えばえぐれ状に消耗し易い。溶融部の消耗が進むと、電極母材から電極チップが脱落するおそれがある。 By the way, in the spark plug described in Patent Document 1, the molten portion formed at the base end portion of the electrode chip is a noble metal such as platinum which is a material for forming the electrode chip and nickel which is a material for forming the electrode base material. It is a part where metal such as alloy is melted. Therefore, the molten portion is inferior in wear resistance to spark discharge as compared with the electrode chip made of a single precious metal. Therefore, when the spark discharge is repeatedly formed, the molten portion is more likely to be consumed in a scoop-like shape than the electrode tip. If the molten portion is consumed, the electrode tip may fall off from the electrode base material.
本開示は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電極チップの脱落を抑制することが可能なスパークプラグを提供することにある。 The present disclosure has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a spark plug capable of suppressing the falling off of an electrode tip.
上記課題を解決するスパークプラグ(10)は、中心電極(13)と接地電極(14)との間に電圧を印加することにより火花放電を形成する。接地電極は、中心電極に対して隙間を有して対向して配置される電極チップ(141)と、電極チップが接合される接地電極母材(140)と、を有する。電極チップは、電極部材(30)と、接合部材(31)と、を有する。電極部材は、接地電極母材に対向する基端部(301)に開口部を有するようにカップ状に形成される。接合部材は、電極部材の開口部からその内部に挿入されるように設けられるとともに、電極部材と接地電極母材との間に配置され、接地電極母材に電極部材を接合させる。電極部材は、中心電極に対向する先端部(300)から、接地電極に対向する基端部(301)に向かう方向を所定方向とするとき、同一の外径を有する同一径部(30a)と、所定方向に向かうほど外径が大きくなるように形成される拡径部(30b)と、を先端部から基端部に向かって順に有する。電極部材の基端部は、接地電極母材から離間している。 The spark plug (10) that solves the above problems forms a spark discharge by applying a voltage between the center electrode (13) and the ground electrode (14). The ground electrode has an electrode tip (141) arranged so as to face the center electrode with a gap, and a ground electrode base material (140) to which the electrode tip is bonded. The electrode tip has an electrode member (30) and a joining member (31). The electrode member is formed in a cup shape so as to have an opening at a base end portion (301) facing the ground electrode base material. The joining member is provided so as to be inserted into the inside through the opening of the electrode member, and is arranged between the electrode member and the ground electrode base material to join the electrode member to the ground electrode base material. The electrode member has the same outer diameter as the same diameter portion (30a) when the direction from the tip portion (300) facing the center electrode to the proximal end portion (301) facing the ground electrode is a predetermined direction. , A diameter-expanded portion (30b) formed so that the outer diameter becomes larger toward a predetermined direction, and a diameter-expanded portion (30b), which are formed in order from the tip portion to the base end portion. The base end portion of the electrode member is separated from the ground electrode base material.
上記課題を解決する他のスパークプラグ(10C)は、中心電極(13)と接地電極(14)との間に電圧を印加することにより火花放電を形成する。接地電極は、中心電極に対して隙間を有して対向して配置される電極チップ(141)と、電極チップが接合される接地電極母材(140)と、を有する。電極チップは、電極部材(30)と、接合部材(31)と、を有する。電極部材は、接地電極母材に対向する基端部(301)に開口部を有するようにカップ状に形成される。接合部材は、電極部材の開口部からその内部に挿入されるように設けられるとともに、電極部材と接地電極母材との間に配置され、接地電極母材に電極部材を接合させる。電極部材は、中心電極に対向する先端部(300)から、接地電極に対向する基端部(301)に向かう方向を所定方向とするとき、所定方向に向かうほど外径が小さくなるように形成される縮径部(30c)と、所定方向に向かうほど外径が大きくなるように形成される拡径部(30b)と、を先端部から基端部に向かって順に有する。電極部材の基端部は、接地電極母材から離間している。 Another spark plug (10C) that solves the above problems forms a spark discharge by applying a voltage between the center electrode (13) and the ground electrode (14). The ground electrode has an electrode tip (141) arranged so as to face the center electrode with a gap, and a ground electrode base material (140) to which the electrode tip is bonded. The electrode tip has an electrode member (30) and a joining member (31). The electrode member is formed in a cup shape so as to have an opening at a base end portion (301) facing the ground electrode base material. The joining member is provided so as to be inserted into the inside through the opening of the electrode member, and is arranged between the electrode member and the ground electrode base material to join the electrode member to the ground electrode base material. The electrode member is formed so that the outer diameter becomes smaller toward the predetermined direction when the direction from the tip portion (300) facing the center electrode to the proximal end portion (301) facing the ground electrode is a predetermined direction. It has a reduced diameter portion (30c) to be formed and an enlarged diameter portion (30b) formed so that the outer diameter increases toward a predetermined direction, in order from the tip end portion to the base end portion. The base end portion of the electrode member is separated from the ground electrode base material.
この構成によれば、中心電極と接地電極の電極部材の先端部との間に火花放電が形成された後、スパークフラグ付近の気流の流れにより、火花放電の一端部が電極部材の先端部からその基端部に向かって電極部材の側面を移動する。その際、電極部材の基端部が接地電極母材から離間しているため、火花放電の一端部は電極部材の基端部までは移動するが、接地電極母材まで移動し難くなる。そのため、従来のスパークプラグのように電極チップと接地電極母材とが溶融部を介して繋がっている構造と比較すると、電極チップ以外の部分が火花放電により消耗するといった現象が生じ難くなる。結果的に、接地電極母材からの電極チップの脱落を抑制することができる。 According to this configuration, after a spark discharge is formed between the center electrode and the tip of the electrode member of the ground electrode, one end of the spark discharge is from the tip of the electrode member due to the flow of airflow near the spark flag. The side surface of the electrode member is moved toward the base end portion. At that time, since the base end portion of the electrode member is separated from the ground electrode base material, one end of the spark discharge moves to the base end portion of the electrode member, but it becomes difficult to move to the ground electrode base material. Therefore, as compared with the structure in which the electrode tip and the ground electrode base material are connected via the molten portion as in the conventional spark plug, the phenomenon that the portion other than the electrode tip is consumed by the spark discharge is less likely to occur. As a result, it is possible to prevent the electrode tip from falling off from the ground electrode base material.
なお、上記手段、特許請求の範囲に記載の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。 The reference numerals in parentheses described in the above means and claims are examples showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.
本開示のスパークプラグによれば、電極チップの脱落を抑制することができる。 According to the spark plug of the present disclosure, it is possible to prevent the electrode tip from falling off.
以下、スパークプラグの実施形態について図面を参照しながら説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
<第1実施形態>
図1に示されるスパークプラグ10は内燃機関のシリンダ内に配置される。スパークプラグ10は、電圧の印加に基づき火花放電を形成することによりシリンダ内の混合気を着火する。スパークプラグ10は、ハウジング11と、絶縁碍子12と、中心電極13と、接地電極14とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the spark plug will be described with reference to the drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same components are designated by the same reference numerals as possible in the drawings, and duplicate description is omitted.
<First Embodiment>
The
ハウジング11は、鉄等の金属材料により、軸線LMを中心に円筒状に形成されている。ハウジング11の下部の外周には、ねじ部11aが形成されている。ねじ部11aを内燃機関のシリンダブロックに形成されるねじ穴にねじ込むことにより、スパークプラグ10をシリンダブロックに固定することができる。ハウジング11のねじ部11aの上端部には、内燃機関とスパークプラグとの間に形成される隙間をシールするためのガスケット17が設けられている。ハウジング11の内部には、絶縁碍子12の下端部が同軸に挿入されている。
The
絶縁碍子12は、アルミナ等の絶縁材料により、軸線LMを中心に円筒状に形成されている。絶縁碍子12の外周部分にはハウジング11が一体的に組み付けられている。絶縁碍子12の下部に形成される貫通孔12aには、中心電極13が挿入されて保持されている。
The
中心電極13は、中心電極母材130と、中心電極チップ131とを有している。中心電極母材130は、耐熱性に優れるニッケル(Ni)合金等により、軸線LMを中心に円柱状に形成されている。具体的には、中心電極母材130の内材は銅で形成され、その外材はニッケル合金で形成されている。中心電極母材130の先端部130aは絶縁碍子12の下端から露出している。中心電極母材130の中心軸はスパークプラグ10の中心軸LMに一致している。中心電極チップ131は、レーザ溶接や抵抗溶接等の接合加工により中心電極母材130の先端部130aに接合されている。中心電極チップ131は、軸線LMを中心に円柱状に形成されている。中心電極チップ131は、高融点で耐消耗性に優れたイリジウム(Ir)を主材料として、イリジウムの高温揮発性を抑制するためにロジウム(Rh)を含むイリジウム合金等により形成されている。なお、中心電極チップ131は、イリジウム合金に限らず、白金(Pt)を主材料とする白金合金等の貴金属により形成されていてもよい。
The
接地電極14は、接地電極母材140と、接地電極チップ141とを有している。接地電極母材140は、ニッケル合金等により形成されている。接地電極母材140はハウジング11の下端面に一体的に形成されている。接地電極母材140はハウジング11の下端面から湾曲して延びるように形成されている。接地電極母材140の先端部140bは中心電極チップ131に対向するように位置している。接地電極チップ141は抵抗溶接により接地電極母材140の先端部140bに接合されている。接地電極チップ141も、イリジウム合金や白金合金等の貴金属により形成されている。接地電極チップ141は、所定の隙間18を有して中心電極チップ131に対向して配置されている。以下では、中心電極チップ131と接地電極チップ141との間に形成される隙間18を「火花放電ギャップ18」と称する。
The
このスパークプラグ10では、中心電極13の上部に中心軸部材15及び端子部16が電気的に接続されている。端子部16には、高電圧を印加する外部回路が接続される。外部回路により端子部16に高電圧が印加されると、中心電極13の中心電極チップ131と接地電極14の接地電極チップ141との間に火花放電が形成される。このスパークプラグ10が形成する火花放電により内燃機関のシリンダ内の混合気が着火することにより、混合気が燃焼する。
In the
次に、スパークプラグ10の接地電極14の構造について具体的に説明する。
図2に示されるように、接地電極チップ141は接地電極母材140の上面140aに接合されている。接地電極母材140の上面140aは、接地電極母材140において中心電極チップ131に対向している平坦面である。接地電極チップ141は、電極部材30と、接合部材31とを有している。
Next, the structure of the
As shown in FIG. 2, the
図3に示されるように、電極部材30は、その接地電極母材140に対向する基端部301に開口部を有するようにカップ状に形成されている。電極部材30は、イリジウム合金等の貴金属により形成されている。電極部材30は、その中心電極チップ131に対向する先端部300から、接地電極母材140に対向する基端部301に向かって、同一径部30aと拡径部30bとを順に有している。以下では、電極部材30の先端部300から基端部301に向かう方向を「所定方向Z」と称する。同一径部30aは、軸線LMを中心とする外径が同一の外径に形成されている部分である。拡径部30bは、所定方向Zに向かうほど、軸線Lmを中心とする外径が大きくなるように形成されている部分である。
As shown in FIG. 3, the
接合部材31は、接地電極母材140に電極部材30を接合させるための部材である。接合部材31は、電極部材30よりも融点の低い材料、例えばニッケル合金により形成されている。接合部材31は、電極部材30の開口部からその内部に挿入されるように設けられている。接合部材31の下端部310は、電極部材30の基端部301と接地電極母材140との間に設けられる隙間から露出しており、それらの間に介在するように配置されている。これにより、電極部材30の基端部301が接地電極母材140から離間している。以下では、接合部材31の下端部310を「露出部分310」とも称する。接合部材31の露出部分310は、接合部材31の基端部301の外縁よりも内側に配置されている。よって、電極部材30の基端部301と接地電極母材140との間には隙間が形成されている。
The joining
次に、接地電極母材140に対する接地電極チップ141の接合方法について説明する。
スパークプラグ10の製造工程においては、図4(A)に示されるように、有底円筒状の電極部材30と、円柱状の接合部材31とが成形される。接地電極母材140に接地電極チップ141を接合する際には、まず、図4(A)に矢印Cで示されるように電極部材30の基端部301の開口部分から接合部材31が挿入される。その後、図4(B)に示されるように、電極部材30及び接合部材31の組み付け品を接地電極母材140の上面140aに設置した後、それらを抵抗溶接により接合させる。具体的には、図4(B)に矢印F1,F2で示される方向の荷重、すなわち電極部材30、接合部材31、及び接地電極母材140を圧縮する方向の荷重を加えつつ、それらの部材に電流を流す。これにより、電極部材30、接合部材31、及び接地電極母材140にジュール熱が発生する。このジュール熱により電極部材30及び接合部材31が軟化する。
Next, a method of joining the
In the manufacturing process of the
図4(B)に示されるような圧縮荷重F1,F2が電極部材30、接合部材31、及び接地電極母材140に付与されている状態で電極部材30及び接合部材31が軟化すると、電極部材30の基端部301付近に位置している接合部材31が径方向外側に向かって広がるように変形する。この接合部材31の変形に伴い、電極部材30の基端部301に径方向外側に向かう方向の力F3が加わる。結果として、電極部材30の基端部301を、円筒形状から、図3に示されるような末広がり状の形状に変形させることができる。
When the
その後、電極部材30、接合部材31、及び接地電極母材140の温度がジュール熱により更に高くなると、電極部材30及び接地電極母材140よりも融点が低い接合部材31が先に融解して、電極部材30及び接地電極母材140が接合部材31を介して溶融接合される。その後、それらを冷却することにより、接地電極母材140に対する接地電極チップ141の接合が完了する。
After that, when the temperatures of the
次に、本実施形態のスパークプラグ10の動作例について説明する。
スパークプラグ10では、外部回路から端子部16に高電圧が印加されると、まず、図5に実線D1に示されるように、中心電極チップ131の先端部131aと、接地電極チップ141の電極部材30の先端部300との間に火花放電が形成される。その後、内燃機関のシリンダ内の気流の流れにより、火花放電が伸張する。
Next, an operation example of the
In the
具体的には、火花放電における接地電極チップ141側の起点Pが、電極部材30の先端部300から基端部301に向かって電極部材30の側面に沿って矢印で示されるように移動する。その後、火花放電の接地電極チップ141側の起点が電極部材30の基端部301まで流れると、それ以上、火花放電の起点が移動可能な部位が存在しなくなる。すなわち、電極部材30の基端部301の角が一つの電界集中点となって、火花放電における接地電極チップ141側の起点が電極部材30の基端部301で止まるため、火花放電が接地電極母材140まで移動することを抑制できる。
Specifically, the starting point P on the
火花放電における接地電極チップ141側の起点Pが電極部材30の基端部301で止まった際に、火花放電は、図5に実線D2で示されるように、火花放電ギャップ18から離間する位置まで移動する。そのため、火花放電により混合気が着火した際に、その初期火炎が火花放電ギャップ18から離間した位置に形成されるため、初期火炎の熱が中心電極チップ131や接地電極チップ141、接地電極母材140に吸収され難くなる。よって、混合気の着火性を向上させることができる。
When the starting point P on the
また、本実施形態のスパークプラグ10のように電極部材30に同一径部30aと拡径部30bとが形成されていれば、スパークプラグ10の寿命を延ばすこともできる。
具体的には、本実施形態のスパークプラグの要求電圧Vrは時間の経過に伴って例えば図6に実線で示されるように推移する。スパークプラグの要求電圧Vrとは、火花放電を形成するために外部回路からスパークプラグ10に印加する必要のある最低限の電圧である。図6では、接地電極チップが拡径部のみで形成されている第1比較例のスパークプラグ10Aの要求電圧Vrの推移が一点鎖線で示され、接地電極チップが同一径部のみで形成されている第2比較例のスパークプラグ10Bの要求電圧Vrの推移が二点鎖線で示され、本実施形態のスパークプラグの要求電圧Vrの推移が実線で示されている。なお、第1比較例のスパークプラグ10A及び第2比較例のスパークプラグ10Bでは、従来のスパークプラグのように、接地電極母材に対して接地電極チップがレーザ溶接により接合されている。
Further, if the
Specifically, the required voltage Vr of the spark plug of the present embodiment changes with the passage of time, for example, as shown by a solid line in FIG. The required voltage Vr of the spark plug is the minimum voltage required to be applied to the
例えば時刻t10でスパークプラグの使用を開始したとすると、その初期の段階では接地電極チップの先端部の角部が消耗して、その角部がピン角形状からR形状に変化する。時刻t11は、接地電極チップの先端部の角部がR形状まで消耗した時刻を示す。この場合、時刻t10から時刻t11までの期間はスパークプラグの要求電圧Vrが急上昇する。時刻t10から時刻t11までの期間におけるスパークプラグの要求電圧Vrの変化は、第1比較例及び第2比較例のスパークプラグ10A,10B、及び本実施形態のスパークプラグ10のいずれでも略同様である。
For example, if the use of the spark plug is started at time t10, the corner portion of the tip of the ground electrode chip is consumed at the initial stage, and the corner portion changes from the pin angle shape to the R shape. The time t11 indicates the time when the corner portion of the tip of the ground electrode chip is consumed to the R shape. In this case, the required voltage Vr of the spark plug rises sharply during the period from time t10 to time t11. The change in the required voltage Vr of the spark plug during the period from the time t10 to the time t11 is substantially the same in any of the
時刻t11以降、接地電極チップが同一径部のみで形成されている第2比較例のスパークプラグ10Bでは、二点鎖線で示されるように、放電ができなくなるまで要求電圧Vrが緩やかに上昇する。これは、時間の経過に伴って接地電極チップが消耗することにより火花放電ギャップが拡大するとともに、その火花放電ギャップの拡大に伴って要求電圧Vrが上昇するためである。
After time t11, in the
一方、接地電極チップが拡径部のみで形成されている第1比較例のスパークプラグ10Aでは、一点鎖線で示されるように、時刻t11以降、第2比較例のスパークプラグ10Bよりも大きい傾きで要求電圧Vrが上昇する。これは、時間の経過に伴って火花放電ギャップが拡大するだけでなく、消耗により接地電極チップの先端部の外径が徐々に大きくなることにより、初期の火花放電が形成される接地電極チップの外径が実質的に拡大するためである。
On the other hand, in the
これに対し、本実施形態のスパークプラグ10では、実線で示されるように、時刻t11以降、同一径部30aが消耗する時刻t12までの期間は、一点鎖線で示される第2比較例のスパークプラグ10Bと同様に要求電圧Vrが緩やかに上昇する。そして、時刻t12以降、拡径部30bが消耗し始めると、本実施形態のスパークプラグ10の要求電圧Vrが、より大きな傾きで上昇し始める。
On the other hand, in the
スパークプラグの要求電圧Vrが上昇するほど、外部回路からスパークプラグに印加する必要のある電圧が上昇する。スパークプラグの要求電圧Vrが所定値を超えると、外部回路からスパークプラグに電圧を印加しても火花放電が形成されなくなる。よって、スパークプラグの要求電圧Vrの上昇度合いが大きくなるほど、スパークプラグの寿命が短くなると言える。 As the required voltage Vr of the spark plug increases, the voltage required to be applied to the spark plug from the external circuit increases. When the required voltage Vr of the spark plug exceeds a predetermined value, spark discharge is not formed even if a voltage is applied to the spark plug from an external circuit. Therefore, it can be said that the life of the spark plug becomes shorter as the degree of increase in the required voltage Vr of the spark plug increases.
これを考慮すると、一点鎖線で示される第2比較例のスパークプラグ10Bは、寿命の観点では優れている。しかしながら、第2比較例のスパークプラグ10Bでは、接地電極チップが同一径部のみで形成されているため、火花放電を中心電極チップ及び接地電極チップの外側に誘導することが難しい。よって着火性の観点では劣る。
Considering this, the
これに対して、一点鎖線で示される第1比較例のスパークプラグ10Aは、寿命の観点では劣っている。しかしながら、第1比較例のスパークプラグ10Aは、接地電極チップが拡径部のみで形成されているため、火花放電を中心電極チップ及び接地電極チップの外側に誘導し易い。よって、着火性の観点では優れている。
On the other hand, the
このように、第1比較例及び第2比較例のいずれのスパークプラグ10A,10Bでも有利な点と不利が点とが存在する。
この点、本実施形態のスパークプラグ10は、第2比較例のスパークプラグ10Bに近い寿命を実現しつつ、優れた着火性を有している。換言すれば、本実施形態のスパークプラグ10は寿命と着火性とを両立させることができる。
As described above, there are advantages and disadvantages in the
In this respect, the
以上説明した本実施形態のスパークプラグ10によれば、以下の(1)~(4)に示される作用及び効果を得ることができる。
(1)接地電極チップ141は、カップ状に形成される電極部材30と、接地電極母材140に電極部材30を接合させる接合部材31とを有する。電極部材30は、同一の外径を有する同一径部30aと、所定方向Zに向かうほど外径が大きくなるように形成される拡径部30bとを先端部300から基端部301に向かって順に有している。電極部材30の基端部301は接地電極母材140から離間している。この構成によれば、中心電極チップ131と電極部材30との間に火花放電が形成された際に、火花放電の一端部は、接地電極チップ141の電極部材30の基端部301までは移動するが、接地電極母材140まで移動し難くなる。そのため、従来のスパークプラグのように電極チップと接地電極母材とが溶融部を介して繋がっている構造と比較すると、接地電極チップ141以外の部分が火花放電により消耗する現象が生じ難くなる。結果的に、接地電極母材140からの接地電極チップ141の脱落を抑制することができる。また、スパークプラグ10の寿命と着火性とを両立させることができる。
According to the
(1) The
(2)接地電極チップ141の電極部材30の基端部301の外縁と接地電極母材140との間には隙間が形成されている。この構成によれば、内燃機関のシリンダ内の気流の流れにより火花放電が移動した際に、接地電極チップ141側の火花放電の一端部が電極部材30の基端部301で止まるようになるため、火花放電により接地電極母材140が消耗し難くなる。
(2) A gap is formed between the outer edge of the
(3)接合部材31において電極部材30の基端部301と接地電極母材140との間に設けられる露出部分310は、電極部材30の基端部301の外縁よりも内側に位置している。この構成によれば、例えば電極部材30の基端部301まで移動した火花放電の一端部が接合部材31を介して接地電極母材140まで移動するような現象が生じ難くなるため、接地電極母材140が更に消耗し難くなる。
(3) The exposed
(4)電極部材30を形成する材料は、接合部材31を形成する部材よりも融点が低い材料である。より詳しくは、電極部材30を形成する材料は、例えばイリジウム合金や白金合金等の貴金属である。また、接合部材31を形成する材料は、例えばニッケル合金である。この構成によれば、抵抗溶接を用いて電極部材30を接地電極母材140に容易に接合させることができる。
(4) The material forming the
<第2実施形態>
次に、第2実施形態のスパークプラグについて説明する。以下、第1実施形態のスパークプラグ10との相違点を中心に説明する。
図7に示されるように、本実施形態のスパークプラグ10Cでは、その電極部材30が、その先端部300から基端部301に向かって縮径部30cと拡径部30bとが順に設けられている。縮径部30cは、所定方向Zに向かうほど、その軸線Lmを中心とする外径が小さくなるように形成されている部分である。
<Second Embodiment>
Next, the spark plug of the second embodiment will be described. Hereinafter, the differences from the
As shown in FIG. 7, in the
次に、本実施形態のスパークプラグ10Cの動作例について説明する。
本実施形態のスパークプラグ10Cを用いた場合、図8に実線で示されるように要求電圧Vrが時間の経過に伴って推移する。なお、図8では、参考のために、第1実施形態のスパークプラグ10の要求電圧Vrの推移が一点鎖線で示されるとともに、接地電極チップが同一径部のみで形成されている比較例のスパークプラグ10Bの要求電圧Vrの推移が二点鎖線で示されている。
Next, an operation example of the
When the
図8に実線で示されるように、本実施形態のスパークプラグ10Cでは、時刻t11から時刻t12までの期間、同一径部30aよりも外径の小さい縮径部30cが消耗する。よって、本実施形態のスパークプラグ10Cでは、一点鎖線で示される第1実施形態のスパークプラグ10及び二点鎖線で示される比較例のスパークプラグ10Bよりも小さい傾きで要求電圧Vrが上昇するようになる。よって、第1実施形態のスパークプラグ10及び比較例のスパークプラグ10Bと比較すると、本実施形態のスパークプラグ10Cでは、要求電圧Vrを大幅に抑制することができる。
As shown by the solid line in FIG. 8, in the
以上説明した本実施形態のスパークプラグ10Cによれば、上記の(2)~(4)に示される作用及び効果に加え、上記の(1)に代わる作用及び効果として、以下の(5)に示される作用及び効果を得ることができる。
(5)接地電極チップ141は、カップ状に形成される電極部材30と、接地電極母材140に電極部材30を接合させる接合部材31とを有する。電極部材30は、縮径部30cと拡径部30bとを先端部300から基端部301に向かって順に有している。電極部材30の基端部301は接地電極母材140から離間している。この構成によれば、第1実施形態のスパークプラグ10と同様に、火花放電の一端部が接地電極母材140まで移動し難くなるため、接地電極チップ141以外の部材が火花放電により消耗する現象が生じ難くなる。よって、接地電極母材140からの接地電極チップ141の脱落を抑制することができる。また、スパークプラグ10Cの要求電圧Vrを抑制することができる。
According to the
(5) The
<他の実施形態>
なお、各実施形態は、以下の形態にて実施することもできる。
・接地電極母材140や接地電極チップ141を形成する材料等、スパークプラグ10,10Cの各部品を形成する材料は任意に変更可能である。
<Other embodiments>
In addition, each embodiment can also be carried out in the following embodiments.
-The material forming each component of the spark plugs 10 and 10C, such as the material forming the ground
・本開示は上記の具体例に限定されるものではない。上記の具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素、及びその配置、条件、形状等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 -The present disclosure is not limited to the above specific examples. Specific examples described above with appropriate design changes by those skilled in the art are also included in the scope of the present disclosure as long as they have the characteristics of the present disclosure. Each element included in each of the above-mentioned specific examples, and their arrangement, conditions, shape, and the like are not limited to those exemplified, and can be appropriately changed. The combinations of the elements included in each of the above-mentioned specific examples can be appropriately changed as long as there is no technical contradiction.
10,10C:スパークプラグ
13:中心電極
14:接地電極
30:電極部材
30a:同一径部
30b:拡径部
30c:縮径部
31:接合部材
141:電極チップ
140:接地電極母材
300:先端部
301:基端部
310:露出部分
10, 10C: Spark plug 13: Center electrode 14: Ground electrode 30:
Claims (7)
前記接地電極は、前記中心電極に対して隙間を有して対向して配置される電極チップ(141)と、前記電極チップが接合される接地電極母材(140)と、を有し、
前記電極チップは、
前記接地電極母材に対向する基端部(301)に開口部を有するようにカップ状に形成される電極部材(30)と、
前記電極部材の開口部からその内部に挿入されるように設けられるとともに、前記電極部材と前記接地電極母材との間に配置され、前記接地電極母材に前記電極部材を接合させる接合部材(31)と、を有し、
前記電極部材は、
前記中心電極に対向する先端部(300)から、前記接地電極母材に対向する基端部に向かう方向を所定方向とするとき、
同一の外径を有する同一径部(30a)と、前記所定方向に向かうほど外径が大きくなるように形成される拡径部(30b)と、を先端部から基端部に向かって順に有し、
前記電極部材の基端部は、前記接地電極母材から離間している
スパークプラグ。 A spark plug (10) that forms a spark discharge by applying a voltage between the center electrode (13) and the ground electrode (14).
The ground electrode has an electrode tip (141) arranged so as to face the center electrode with a gap, and a ground electrode base material (140) to which the electrode tip is bonded.
The electrode tip is
An electrode member (30) formed in a cup shape so as to have an opening at a base end portion (301) facing the ground electrode base material, and
A joining member (which is provided so as to be inserted into the inside through the opening of the electrode member, is arranged between the electrode member and the ground electrode base material, and joins the electrode member to the ground electrode base material. 31) and
The electrode member is
When the direction from the tip portion (300) facing the center electrode toward the proximal end portion facing the ground electrode base material is set as a predetermined direction.
The same diameter portion (30a) having the same outer diameter and the enlarged diameter portion (30b) formed so that the outer diameter increases toward a predetermined direction are provided in order from the tip portion to the base end portion. death,
The base end portion of the electrode member is a spark plug separated from the ground electrode base material.
前記接地電極は、前記中心電極に対して隙間を有して対向して配置される電極チップ(141)と、前記電極チップが接合される接地電極母材(140)と、を有し、
前記電極チップは、
前記接地電極母材に対向する基端部(301)に開口部を有するようにカップ状に形成される電極部材(30)と、
前記電極部材の開口部からその内部に挿入されるように設けられるとともに、前記電極部材と前記接地電極母材との間に配置され、前記接地電極母材に前記電極部材を接合させる接合部材(31)と、を有し、
前記電極部材は、
前記中心電極に対向する先端部(300)から、前記接地電極母材に対向する基端部に向かう方向を所定方向とするとき、
前記所定方向に向かうほど外径が小さくなるように形成される縮径部(30c)と、前記所定方向に向かうほど外径が大きくなるように形成される拡径部(30b)と、を先端部から基端部に向かって順に有し、
前記電極部材の基端部は、前記接地電極母材から離間している
スパークプラグ。 A spark plug (10C) that forms a spark discharge by applying a voltage between the center electrode (13) and the ground electrode (14).
The ground electrode has an electrode tip (141) arranged so as to face the center electrode with a gap, and a ground electrode base material (140) to which the electrode tip is bonded.
The electrode tip is
An electrode member (30) formed in a cup shape so as to have an opening at a base end portion (301) facing the ground electrode base material, and
A joining member (which is provided so as to be inserted into the inside through the opening of the electrode member, is arranged between the electrode member and the ground electrode base material, and joins the electrode member to the ground electrode base material. 31) and
The electrode member is
When the direction from the tip portion (300) facing the center electrode toward the proximal end portion facing the ground electrode base material is set as a predetermined direction.
The tip of the reduced diameter portion (30c) formed so that the outer diameter becomes smaller toward the predetermined direction and the enlarged diameter portion (30b) formed so that the outer diameter becomes larger toward the predetermined direction. Hold in order from the part to the base end,
The base end portion of the electrode member is a spark plug separated from the ground electrode base material.
請求項1又は2に記載のスパークプラグ。 The spark plug according to claim 1 or 2, wherein a gap is formed between the outer edge of the base end portion of the electrode member and the ground electrode base material.
請求項1~3のいずれか一項に記載のスパークプラグ。 Claim 1 in which the exposed portion (310) provided between the base end portion of the electrode member and the ground electrode base material in the joining member is located inside the outer edge of the base end portion of the electrode member. The spark plug according to any one of 3 to 3.
請求項1~4のいずれか一項に記載のスパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 4, wherein the material forming the electrode member has a melting point lower than that of the material forming the joining member.
請求項1~5のいずれか一項に記載のスパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 5, wherein the material forming the electrode member is an iridium alloy or a platinum alloy.
請求項1~6のいずれか一項に記載のスパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 6, wherein the material forming the joining member is a nickel alloy.
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