JP2022023348A - Spark plug and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は端子金具に点火コイルが電気的に接続されるスパークプラグ及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a spark plug in which an ignition coil is electrically connected to a terminal fitting and a method for manufacturing the same.
点火コイルが接続された端子をスパークプラグの端子金具につなぎ、端子金具に高電圧を印加すると、スパークプラグは電極間に放電を生じ、燃料ガスに点火する。燃焼に伴い燃料ガスの原子や分子が電離しイオンが発生する。端子を通じてスパークプラグの電極間に流れるイオン電流を検知し、燃焼状態を判定する方法は知られている。イオン電流の検知精度が低いと、燃焼状態の判定精度が低下する。イオン電流の検知精度が低下する原因に、端子金具の表面にできた絶縁性皮膜と端子との接触抵抗がある(特許文献1)。特許文献1には、端子の接触抵抗を低減するため、絶縁性皮膜を覆う導電性皮膜を端子金具に設ける技術が開示されている。 When the terminal to which the ignition coil is connected is connected to the terminal fitting of the spark plug and a high voltage is applied to the terminal fitting, the spark plug generates a discharge between the electrodes and ignites the fuel gas. Atoms and molecules of fuel gas are ionized and ions are generated during combustion. A method of detecting an ion current flowing between the electrodes of a spark plug through a terminal and determining a combustion state is known. If the detection accuracy of the ion current is low, the accuracy of determining the combustion state will decrease. One of the causes of the decrease in the detection accuracy of the ion current is the contact resistance between the insulating film formed on the surface of the terminal fitting and the terminal (Patent Document 1). Patent Document 1 discloses a technique of providing a conductive film covering an insulating film on a terminal fitting in order to reduce the contact resistance of the terminal.
しかし上記技術では、導電性皮膜に覆われた絶縁性皮膜が厚いと、絶縁性皮膜の抵抗値が大きくなるため、イオン電流の検知精度は低下する。 However, in the above technique, if the insulating film covered with the conductive film is thick, the resistance value of the insulating film becomes large, so that the detection accuracy of the ion current is lowered.
本発明はこの問題点を解決するためになされたものであり、イオン電流の検知精度を向上できるスパークプラグ及びその製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve this problem, and an object of the present invention is to provide a spark plug capable of improving the detection accuracy of an ion current and a method for manufacturing the same.
この目的を達成するために本発明のスパークプラグは、軸孔を有する絶縁体と、軸孔に配置された軸部と、軸部につながり軸孔の外に配置される頭部と、を有する端子金具と、を備え、頭部は、点火コイルが電気的に接続される接続部を含み、接続部は、金属部材を覆う導電性の防食用皮膜と、防食用皮膜を覆う絶縁性皮膜と、を含み、絶縁性皮膜は最表面の皮膜であると共に、少なくとも一部は厚さが2μm以下である。 To achieve this object, the spark plug of the present invention has an insulator having a shaft hole, a shaft portion arranged in the shaft hole, and a head portion connected to the shaft portion and arranged outside the shaft hole. It is equipped with terminal fittings, the head includes a connection part to which the ignition coil is electrically connected, and the connection part has a conductive anticorrosion film covering a metal member and an insulating film covering the anticorrosion film. , And the insulating film is the outermost film, and at least a part thereof has a thickness of 2 μm or less.
本発明のスパークプラグの製造方法は、頭部に防食用皮膜が形成された端子金具と、軸孔の内部にガラス粉末を配置した絶縁体と、を準備する準備工程と、防食用皮膜が設けられた端子金具の軸部をガラス粉末に押し込みながら、端子金具およびガラス粉末を加熱することにより、ガラスの溶着によって端子金具と絶縁体とを固定する溶着工程と、を備える。溶着工程では防食用皮膜を覆う絶縁性皮膜が形成される。溶着工程の後に、接続部において絶縁性皮膜の少なくとも一部の厚さが2μm以下になるように、絶縁性皮膜の少なくとも一部を除去する除去工程を備える。 The method for manufacturing a spark plug of the present invention provides a preparatory step for preparing a terminal fitting having an anticorrosion film formed on the head and an insulator in which glass powder is arranged inside a shaft hole, and an anticorrosion film. It is provided with a welding step of fixing the terminal fitting and the insulator by welding the glass by heating the terminal fitting and the glass powder while pushing the shaft portion of the terminal fitting into the glass powder. In the welding process, an insulating film covering the anticorrosion film is formed. After the welding step, a removing step of removing at least a part of the insulating film is provided so that the thickness of at least a part of the insulating film at the connection portion is 2 μm or less.
第1の態様によれば、端子金具の頭部は、点火コイルが電気的に接続される接続部を含む。接続部は、金属部材を覆う導電性の防食用皮膜と、防食用皮膜を覆う絶縁性皮膜と、を含む。絶縁性皮膜は最表面の皮膜であり、絶縁性皮膜は少なくとも一部は厚さが2μm以下である。これにより点火コイルにつながる端子の接触抵抗が低減するので、イオン電流の検知精度を向上できる。 According to the first aspect, the head of the terminal fitting includes a connection to which the ignition coil is electrically connected. The connection portion includes a conductive anticorrosion coating that covers the metal member and an insulating coating that covers the anticorrosion coating. The insulating film is the outermost film, and at least a part of the insulating film has a thickness of 2 μm or less. As a result, the contact resistance of the terminal connected to the ignition coil is reduced, so that the detection accuracy of the ion current can be improved.
第2の態様によれば、防食用皮膜は、Ni,Cr,Ag及びZnからなる群から選択される1種または2種以上の元素を含む。これにより第1の態様の効果に加え、防食性を確保できる。 According to the second aspect, the anticorrosion coating contains one or more elements selected from the group consisting of Ni, Cr, Ag and Zn. Thereby, in addition to the effect of the first aspect, anticorrosion property can be ensured.
第3の態様によれば、防食用皮膜は厚さが1~100μmである。第1又は第2の態様の効果に加え、防食性を確保しつつ皮膜の剥離の発生を低減できる。 According to the third aspect, the anticorrosion coating has a thickness of 1 to 100 μm. In addition to the effects of the first or second aspect, it is possible to reduce the occurrence of peeling of the film while ensuring anticorrosion properties.
第4の態様によれば、頭部に防食用皮膜が形成された端子金具と、絶縁体の軸孔の内部にガラス粉末を配置した絶縁体と、を準備し、端子金具の軸部をガラス粉末に押し込みながら、端子金具およびガラス粉末を加熱することにより、ガラスの溶着によって端子金具と絶縁体とを固定する。防食用皮膜を覆う絶縁性皮膜が形成された後、点火コイルが電気的に接続される接続部において、絶縁性皮膜の少なくとも一部の厚さが2μm以下になるように、絶縁性皮膜の少なくとも一部が除去される。得られたスパークプラグは、点火コイルにつながる端子の接触抵抗が低減するので、イオン電流の検知精度を向上できる。 According to the fourth aspect, a terminal fitting having an anticorrosion coating formed on the head and an insulator in which glass powder is arranged inside the shaft hole of the insulator are prepared, and the shaft portion of the terminal fitting is made of glass. By heating the terminal fittings and the glass powder while pushing them into the powder, the terminal fittings and the insulator are fixed by welding the glass. After the insulating film covering the anticorrosion film is formed, at least a part of the insulating film has a thickness of 2 μm or less at the connection portion where the ignition coil is electrically connected. Part is removed. Since the contact resistance of the terminal connected to the ignition coil of the obtained spark plug is reduced, the detection accuracy of the ion current can be improved.
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は第1実施の形態におけるスパークプラグ10の軸線Oを境にした片側断面図である。図1では、紙面下側をスパークプラグ10の先端側、紙面上側をスパークプラグ10の後端側という(図2、図3、図5-8においても同じ)。図1に示すようにスパークプラグ10は、絶縁体11及び端子金具20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-sided cross-sectional view of the
絶縁体11は、軸線Oに沿う軸孔12を有する略円筒状の部材である。絶縁体11は、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等のセラミックスにより形成されている。絶縁体11は、軸線方向のほぼ中央の位置に、径方向の外側に張り出すフランジ13が設けられている。絶縁体11の軸孔12の先端側に中心電極14が配置されている。
The
中心電極14は、導電性を有する棒状の金属製の部材である。中心電極14は、例えばNiを主成分とする有底円筒状の母材が、銅を主成分とする芯材を覆っている。芯材を省略することは可能である。中心電極14は、導電性を有するガラス15の溶着によって絶縁体11の軸孔12に固定されている。
The
ガラス15は非晶質材料、及び、導電性粉末を含む。非晶質材料は例えばB2O3-SiO2系、BaO-B2O3系、SiO2-B2O3-CaO-BaO系などが採用され得る。導電性粉末は例えば炭素粒子(カーボンブラック等)、TiC粒子、TiN粒子などの非金属導電性材料や、Al,Mg,Ti,Zr,Cu及びZn等の金属が採用され得る。
The
抵抗体16は、非晶質材料、セラミック粉末、及び、導電性粉末を含む。非晶質材料は例えばB2O3-SiO2系、BaO-B2O3系、SiO2-B2O3-CaO-BaO系などが採用され得る。セラミック粉末は例えばTiO2,ZrO2等が採用され得る。導電性粉末は例えば炭素粒子(カーボンブラック等)、TiC粒子、TiN粒子などの非金属導電性材料や、Al,Mg,Ti,Zr及びZn等の金属が採用され得る。
The
ガラス17は非晶質材料、及び、導電性粉末を含み、導電性を有する。非晶質材料は例えばB2O3-SiO2系、BaO-B2O3系、SiO2-B2O3-CaO-BaO系などが採用され得る。導電性粉末は例えば炭素粒子(カーボンブラック等)、TiC粒子、TiN粒子などの非金属導電性材料や、Al,Mg,Ti,Zr,Cu及びZn等の金属が採用され得る。ガラス15,17は抵抗体16に接続されている。
The
端子金具20は、軸孔12に配置された軸部21と、軸部21につながり軸孔12の外に配置される頭部22と、を備えている。軸部21はガラス17によって絶縁体11の軸孔12に固定されている。端子金具20は、ガラス15,17及び抵抗体16を介して中心電極14に電気的に接続されている。頭部22は接続部23を含む。本実施形態では、接続部23は頭部22の後端面に位置する。接続部23は、点火コイル51(図4参照)と電気的に接続される部位である。
The
図2は図1のIIで示す部分を拡大した接続部23の断面図である。接続部23は、金属部材24を覆う導電性の防食用皮膜25と、防食用皮膜25を覆う絶縁性皮膜26と、を含む。金属部材24は軸部21及び頭部22の素材であり、低炭素鋼などの鉄系材料からなる。防食用皮膜25は、Ni,Cr,Ag及びZnからなる群から選択される1種または2種以上の元素を含む材料からなる。防食用皮膜25は金属部材24の腐食や酸化を低減する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the connecting
防食用皮膜25は薄いと金属部材24の防食性が低下する傾向がみられ、防食用皮膜25は厚いと金属部材24から防食用皮膜25が剥がれやすくなる傾向がみられる。接続部23における防食用皮膜25の厚さは、1μm以上100μm以下が好適である。金属部材24の防食性を確保しつつ防食用皮膜25の剥離の発生を低減するためである。接続部23は、接続部23のあらゆる部分における防食用皮膜25の厚さが1μm以上100μm以下であることが望ましい。防食用皮膜25の厚さは、軸線Oを含む接続部23の断面の、走査型顕微鏡(SEM)による観察によって特定される。
When the
絶縁性皮膜26は防食用皮膜25を覆う最表面の絶縁性の皮膜である。絶縁性皮膜26は例えば酸化膜である。接続部23における絶縁性皮膜26は、少なくとも一部に、厚さが2μm以下の部分が存在する。絶縁性皮膜26の厚さは、軸線Oを含む接続部23の断面のSEM観察によって特定される。
The insulating
図1に戻って説明する。主体金具30は、導電性を有する金属材料(例えば低炭素鋼等)によって形成された略円筒状の部材である。主体金具30は絶縁体11の先端側を取り囲み、絶縁体11を内側に保持する。主体金具30の外周面には、おねじ31が形成されている。おねじ31は、エンジン(図示せず)のねじ穴に螺合する部位である。主体金具30に接地電極32が接続されている。接地電極32は導電性を有する金属製の部材である。接地電極32と中心電極14との間に火花ギャップ33が作られている。
It will be described back to FIG. The main metal fitting 30 is a substantially cylindrical member made of a conductive metal material (for example, low carbon steel or the like). The main metal fitting 30 surrounds the tip end side of the
図3を参照してスパークプラグ10の製造方法の一例を説明する。図3(a)は準備工程における絶縁体11の断面図であり、図3(b)は溶着工程における絶縁体11の断面図である。
An example of a method for manufacturing the
図3(a)に示すように準備工程において、まず、絶縁体11の材料と略同じ材料で筒状に形成された支持体40に絶縁体11を挿入し、支持体40の端面で絶縁体11のフランジ13を支持する。次いで絶縁体11の軸孔12に中心電極14を挿入する。ガラス15(図1参照)の原料であるガラス粉末41を軸孔12に入れて、中心電極14の周りに充填する。ガラス粉末41は導電性粉末を含む。ガラス粉末41の充填後、圧縮用棒材(図示せず)を用いて軸孔12内のガラス粉末41を予備圧縮する。
As shown in FIG. 3A, in the preparatory step, first, the
次いで、抵抗体16(図1参照)の原料であるガラス粉末42を軸孔12に入れて、ガラス粉末41の後端側に充填する。ガラス粉末42はセラミック粉末および導電性粉末を含む。ガラス粉末42の充填後、圧縮用棒材(図示せず)を用いて軸孔12内のガラス粉末42を予備圧縮する。
Next, the
次に、ガラス17(図1参照)の原料であるガラス粉末43を軸孔12に入れて、ガラス粉末42の後端側に充填する。ガラス粉末43は導電性粉末を含む。ガラス粉末43の充填後、圧縮用棒材(図示せず)を用いて軸孔12内のガラス粉末43を予備圧縮する。
Next, the
これとは別に、電解めっき又は無電解めっきによって、少なくとも頭部22に金属部材24を覆う防食用皮膜25が形成された端子金具20を準備する。
Separately from this, a terminal fitting 20 having an
図3(b)に示す溶着工程では、まず、支持体40に支持された絶縁体11を加熱炉(図示せず)の中に入れ、例えばガラス粉末41,42,43に含まれる非晶質材料のガラス転移点より高い温度(800~1000℃)まで大気中で絶縁体11を加熱する。
In the welding step shown in FIG. 3B, first, the
次いで、端子金具20の軸部21を絶縁体11の軸孔12に入れ、軟化したガラス粉末41,42,43を軸部21によって軸線方向へ圧縮する。端子金具20によって、軟化したガラス粉末41,42,43を熱間で圧縮することにより、ガラス15,17及び抵抗体16が形成される。大気中で端子金具20が加熱されると、頭部22の防食用皮膜25の表面に、酸化膜である絶縁性皮膜26が形成される。軸部21の一部はガラス17の中に進入し、ガラス17が軸部21及び絶縁体11に溶着する。硬化したガラス17によって絶縁体11に端子金具20が固定される。
Next, the
端子金具20が固定された絶縁体11を加熱炉の外に出した後、除去工程において、頭部22の接続部23における絶縁性皮膜26の少なくとも一部の厚さが2μm以下になるように、絶縁性皮膜26の少なくとも一部を除去する。絶縁性皮膜26を除去する手段は化学的手段および機械的手段がある。
After the
化学的手段は、酸に頭部22を浸したり除錆剤を頭部22に塗布したりして絶縁性皮膜26を洗浄・除去するものが例示される。頭部22が浸される酸はシュウ酸、リン酸が例示される。頭部22に塗布される除錆剤は接点復活王(登録商標、サンハヤト株式会社)が例示される。酸や防錆剤に浸した頭部22を振盪したり、酸や防錆剤に濡れた頭部22を擦ったりしても良い。
Examples of the chemical means include immersing the
機械的手段は、研磨や研削によって絶縁性皮膜26を除去するものが例示される。研磨や研削は、固定砥粒や遊離砥粒を絶縁性皮膜26に擦る加工、流体に研削材を供給し研削材を絶縁性皮膜26に衝突させるブラストが例示される。
Examples of the mechanical means include those for removing the insulating
接続部23における絶縁性皮膜26の少なくとも一部を除去した後、予め接地電極32(図1参照)が接続された主体金具30を絶縁体11に組み付け、接地電極32を曲げ加工し、スパークプラグ10を得る。なお、主体金具30を絶縁体11に組み付けた後、接続部23における絶縁性皮膜26を除去しても良い。
After removing at least a part of the insulating
図4はスパークプラグ10を含むイオン電流検知装置50の回路図である。イオン電流検知装置50は一次巻線52及び二次巻線53を含む点火コイル51を備える。スパークプラグ10の端子金具20(図2参照)は点火コイル51に電気的に接続されている。一次電流を断続するパワートランジスタ54は一次巻線52に接続されている。スパークプラグ10の中心電極14は二次巻線53の第1端に接続されている。コンデンサ55及びツェナーダイオード56は並列に二次巻線53の第2端に接続されている。抵抗57及びダイオード58は並列にコンデンサ55に接続されている。抵抗57に発生する電圧は出力端子59において検出される。
FIG. 4 is a circuit diagram of an ion
エンジン(図示せず)の点火時期に、パワートランジスタ54がOFFになり一次巻線52の一次電流が遮断されると、二次巻線53に点火用高電圧が生じ、スパークプラグ10の中心電極14と接地電極32との間の火花ギャップ33に放電を生じる。これにより燃料ガスに点火する。このときの放電電流によってコンデンサ55が充電される。燃焼に伴い燃料ガスの原子や分子が電離しイオンが発生すると、コンデンサ55の電圧によりスパークプラグ10の中心電極14と接地電極32との間にイオン電流が流れる。イオン電流の発生による出力端子59の電圧を検出することで、燃料ガスの燃焼を検知できる。
When the
図5はエンジン(図示せず)に取り付けられたスパークプラグ10の断面図である。図5では主体金具30の図示が省略されている。スパークプラグ10にプラグキャップ60が取り付けられている。プラグキャップ60は、端子金具20の頭部22に点火コイル51(図4参照)を電気的に接続するための部材である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a
プラグキャップ60は、軸線方向に延びる内筒61、内筒61の軸線方向の先端側に接続された外筒62、内筒61の内側に配置された金属筒63、及び、金属筒63の先端側に接続された端子64を備えている。内筒61は電気絶縁性を有する合成樹脂製の部材である。外筒62は電気絶縁性を有するゴム製の部材である。外筒62の中にスパークプラグ10の絶縁体11がはめ込まれる。プラグキャップ60は、外筒62と絶縁体11との間に生じる摩擦によってスパークプラグ10に固定される。
The
金属筒63は導電性を有する金属製の部材である。点火コイル51(図4参照)は金属筒63に電気的に接続されている。端子64は金属製の圧縮コイルばねを含む。端子64は、頭部22の後端面と金属筒63との間に配置され、軸線方向の力(ばねの復元力)を頭部22の後端面(接続部23)に加える。接続部23に端子64が接触する状態は、線接触、面接触または点接触のいずれかである。
The
スパークプラグ10の製造工程では、端子金具20の軸部21が、溶着工程において、ガラス17によって絶縁体11の軸孔12に固定される。溶着工程において端子金具20の頭部22にできた絶縁性皮膜26のうち、少なくとも接続部23における絶縁性皮膜26が、除去工程において除去される。除去工程では、接続部23における絶縁性皮膜26の少なくとも一部の厚さが2μm以下になるように加工される。除去工程以後の製造工程において、溶着工程において加熱される温度以上の温度に頭部22が加熱されないようにすると、接続部23における絶縁性皮膜26の少なくとも一部の厚さが2μm以下に保たれる。
In the manufacturing process of the
プラグキャップ60がスパークプラグ10に固定され、接続部23に端子64が当たると、イオン電流の検出時に、接続部23の絶縁性皮膜26の厚さが2μm以下の部分が電気的に破壊され、端子64の接触抵抗が低減する。これによりイオン電流の発生による出力端子59の電圧の検出精度が高まる。イオン電流検知装置50によるイオン電流の検知精度を向上できるので、燃焼状態の判定精度を向上できる。
When the
接続部23は、接続部23の一部に絶縁性皮膜26の厚さが2μm以下の部分があれば良い。接続部23のうち絶縁性皮膜26の厚さが2μm以下の部分に電流が流れ、その部分の絶縁性皮膜26が電気的に破壊され、端子64の接触抵抗が低減するからである。
The connecting
図6は第2実施の形態におけるスパークプラグの接続部27の断面図である。図6は、図2と同様に、図1のIIで示す部分を拡大した部分断面図である。接続部27は、第1実施形態における接続部23に代えて、スパークプラグ10に設けられている。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the spark
接続部27は、金属部材24を覆う導電性の防食用皮膜25と、防食用皮膜25を覆う絶縁性皮膜26と、を含む。接続部27における絶縁性皮膜26には、厚さが0μm(即ち厚さが2μm以下)の部分が存在する。この場合は、接続部27に端子64が当たると端子64が防食用皮膜25に接するので、端子64の接触抵抗が低減する。これによりイオン電流の発生による出力端子59の電圧の検出精度が高まり、イオン電流検知装置50によるイオン電流の検知精度を向上できる。
The connecting
図7は第3実施の形態におけるスパークプラグの接続部28の断面図である。図7は、図2と同様に、図1のIIで示す部分を拡大した部分断面図である。接続部28は、第1実施形態における接続部23に代えて、スパークプラグ10に設けられている。
FIG. 7 is a cross-sectional view of the spark
接続部28は、金属部材24を覆う導電性の防食用皮膜25を含む。接続部28には絶縁性皮膜26(図2参照)が存在しない。接続部28における絶縁性皮膜は、厚さが0μm(即ち厚さが2μm以下)である。接続部28に端子64が当たると端子64が防食用皮膜25に接するので、端子64の接触抵抗が低減する。これによりイオン電流の発生による出力端子59の電圧の検出精度が高まり、イオン電流検知装置50によるイオン電流の検知精度を向上できる。
The connecting
図8を参照して第4実施の形態について説明する。第1実施形態から第3実施形態では、スパークプラグ10の端子金具20の頭部22の後端面に接続部23,27,28が設けられている場合について説明した。これに対し第4実施形態では、頭部22の側面に接続部29が設けられたスパークプラグについて説明する。接続部29は、第1実施形態における接続部23に代えて、スパークプラグ10に設けられている。第1実施形態において説明した部分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。
The fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the first to third embodiments, the case where the
図8はエンジン(図示せず)に取り付けられたスパークプラグの断面図である。図8では主体金具30の図示が省略されている。絶縁体11にプラグキャップ70が取り付けられている。プラグキャップ70は、頭部22に点火コイル51(図4参照)を電気的に接続するための部材である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a spark plug attached to an engine (not shown). In FIG. 8, the main metal fitting 30 is not shown. A
プラグキャップ70は、軸線方向に延びる内筒71、内筒71の軸線方向の先端側に接続された外筒72、外筒72の内側に配置された金属筒73、及び、金属筒73の内側に接続された端子74を備えている。内筒71は電気絶縁性を有する合成樹脂製の部材である。外筒72は電気絶縁性を有するゴム製の部材である。外筒72の中にスパークプラグの絶縁体11がはめ込まれる。プラグキャップ70は、外筒72と絶縁体11との間に生じる摩擦によってスパークプラグに固定される。
The
金属筒73は導電性を有する金属製の部材である。点火コイル51(図4参照)は金属筒73に電気的に接続されている。端子74は金属製のリングばねからなる。端子74は頭部22の側面と金属筒73との間に配置される。端子74は径方向の力(ばねの復元力)を頭部22の側面に加える。端子金具20の頭部22の側面は、点火コイル51が電気的に接続される接続部29である。
The
接続部29は、金属部材24(図2参照)を覆う導電性の防食用皮膜25と、防食用皮膜25を覆う絶縁性皮膜26と、を含む。接続部29における絶縁性皮膜26は、第1実施形態から第3実施形態と同様に(図2,6,7参照)、少なくとも一部に厚さが2μm以下の部分が存在する。これにより第1実施形態から第3実施形態と同様の作用効果が得られる。
The connecting
本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
頭部22に防食用皮膜25が形成された端子金具20を使って、加熱炉の中で、軟化したガラス粉末41,42,43を熱間で圧縮することにより、ガラス15,17及び抵抗体16を形成し、ガラス17に端子金具20を溶着した。このときに大気中で加熱された頭部22の防食用皮膜25の表面に、酸化膜である絶縁性皮膜26ができた。
Using the terminal fitting 20 having the
シュウ酸溶液に頭部22を浸して絶縁性皮膜26の少なくとも一部を除去した。シュウ酸溶液に頭部22を浸す時間を異ならせることによって、頭部22に形成された絶縁性皮膜26の厚さを異ならせた。接地電極32が接続された主体金具30を絶縁体11に組み付け、接地電極32を曲げ加工し、種々の厚さの絶縁性皮膜26が頭部22に形成されたスパークプラグを作製した。
The
燃焼室の圧力を検知する圧力センサが配置されたエンジンに、作製したスパークプラグを取り付け、イオン電流検知装置50の点火コイル51に電気的に接続されたコンタクトプローブ(端子)をスパークプラグの頭部22に点接触させた。コンタクトプローブは、絶縁性皮膜26を機械的に破壊しない程度の力で頭部22に押し付けた。コンタクトプローブが押し付けられた部分が接続部である。
The manufactured spark plug is attached to the engine in which the pressure sensor that detects the pressure in the combustion chamber is arranged, and the contact probe (terminal) electrically connected to the
イオン電流検知装置50を作動し、二次巻線53に生じた1回の点火用高電圧によってスパークプラグ10の中心電極14と接地電極32との間に放電を生じさせ、圧力センサが検知する燃焼室の圧力、及び、出力端子59の電圧を検出した。燃料ガスが燃焼すると、中心電極14と接地電極32との間にイオン電流が発生し、燃焼室の圧力は高くなるので、出力端子59に電圧が検出され、圧力センサが検知する圧力は高くなる。圧力センサが検知する圧力が高くなったときに出力端子59に電圧が検出された場合を「正常」と判定し、圧力センサが圧力を検知したのに出力端子59に電圧が検出されない場合を「異常」と判定した。
The ion
正常か異常かを判定したスパークプラグをエンジンから取り外した後、コンタクトプローブが押し付けられた接続部の、軸線Oを含む断面のSEMの画像処理を行い、接続部における絶縁性皮膜26の厚さ(接続部における最小値)を測定した。絶縁性皮膜26の厚さの測定値の小数第1位を四捨五入して得られた、厚さ0μmから5μmまで、各10個のスパークプラグについて、「正常」と判定した数を調べた。
After removing the spark plug determined to be normal or abnormal from the engine, SEM image processing of the cross section including the axis O of the connection part to which the contact probe is pressed is performed, and the thickness of the insulating
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。例えば端子金具20の頭部22の形状は一例であり適宜設定できる。
Although the present invention has been described above based on the embodiments, 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 is easy to guess. For example, the shape of the
実施形態では、ガラス17の溶着によって端子金具20を絶縁体11に固定した後、頭部22の絶縁性皮膜26を除去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。例えば、端子金具20の頭部22に絶縁性皮膜26ができないように、又は、頭部22にできる絶縁性皮膜26の厚さが薄くなるように、頭部22の加熱温度を低くする(ガラス17を溶着するときの加熱炉の温度を低くする)ことができる。
In the embodiment, the case where the terminal fitting 20 is fixed to the
実施形態では、絶縁体11の軸孔12に抵抗体16が配置され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。抵抗体16を省略することは当然可能である。抵抗体16を省略する場合には、ガラス15を省略して、軸部21を軸孔12に溶着するガラス17によって中心電極14を軸孔12に溶着する。
In the embodiment, the case where the
イオン電流検知装置50(図4参照)は一例である。他のイオン電流検知装置を採用することは当然可能である。他のイオン電流検知装置としては、例えば特開平4-191465号公報に開示されたものが挙げられる。 The ion current detection device 50 (see FIG. 4) is an example. Of course, it is possible to adopt other ion current detection devices. Examples of other ion current detection devices include those disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-191465.
プラグキャップ60,70(図5、図8参照)は一例である。頭部22に接する端子を備えるプラグキャップが適宜採用される。
The plug caps 60 and 70 (see FIGS. 5 and 8) are examples. A plug cap having a terminal in contact with the
10 スパークプラグ
11 絶縁体
12 軸孔
17 ガラス
20 端子金具
21 軸部
22 頭部
23,27,28,29 接続部
24 金属部材
25 防食用皮膜
26 絶縁性皮膜
43 ガラス粉末
51 点火コイル
10
Claims (4)
前記軸孔に配置された軸部と、前記軸部につながり、前記軸孔の外に配置される頭部と、を有する端子金具と、を備え、
前記頭部は、点火コイルが電気的に接続される接続部を含み、
前記接続部は、金属部材を覆う導電性の防食用皮膜と、前記防食用皮膜を覆う絶縁性皮膜と、を含むスパークプラグであって、
前記絶縁性皮膜は最表面の皮膜であると共に、少なくとも一部は厚さが2μm以下であるスパークプラグ。 Insulators with shaft holes and
A terminal fitting having a shaft portion arranged in the shaft hole and a head portion connected to the shaft portion and arranged outside the shaft hole is provided.
The head comprises a connection to which the ignition coil is electrically connected.
The connection portion is a spark plug including a conductive anticorrosion film covering a metal member and an insulating film covering the anticorrosion film.
The insulating film is the outermost film, and at least a part of the spark plug has a thickness of 2 μm or less.
前記軸孔に配置された軸部と、前記軸部につながり、前記軸孔の外に配置される頭部と、を有する端子金具と、を備え、
前記頭部は、点火コイルが電気的に接続される接続部を含み、
前記接続部は、金属部材を覆う導電性の防食用皮膜と、前記防食用皮膜を覆う絶縁性皮膜と、を含むスパークプラグの製造方法であって、
前記頭部に前記防食用皮膜が形成された前記端子金具と、前記軸孔の内部にガラス粉末を配置した前記絶縁体と、を準備する準備工程と、
前記防食用皮膜が設けられた前記端子金具の前記軸部を前記ガラス粉末に押し込みながら、前記端子金具および前記ガラス粉末を加熱することにより、ガラスの溶着によって前記端子金具と前記絶縁体とを固定する溶着工程と、を備え、
前記溶着工程では前記防食用皮膜を覆う絶縁性皮膜が形成され、
前記溶着工程の後に、前記接続部において前記絶縁性皮膜の少なくとも一部の厚さが2μm以下になるように、前記絶縁性皮膜の少なくとも一部を除去する除去工程を備えるスパークプラグの製造方法。 Insulators with shaft holes and
A terminal fitting having a shaft portion arranged in the shaft hole and a head portion connected to the shaft portion and arranged outside the shaft hole is provided.
The head comprises a connection to which the ignition coil is electrically connected.
The connection portion is a method for manufacturing a spark plug including a conductive anticorrosion film covering a metal member and an insulating film covering the anticorrosion film.
A preparatory step for preparing the terminal fitting having the anticorrosion film formed on the head and the insulator in which the glass powder is arranged inside the shaft hole.
By heating the terminal fitting and the glass powder while pushing the shaft portion of the terminal fitting provided with the anticorrosion film into the glass powder, the terminal fitting and the insulator are fixed by welding the glass. With a welding process,
In the welding step, an insulating film covering the anticorrosion film is formed.
A method for manufacturing a spark plug, comprising a removing step of removing at least a part of the insulating film so that the thickness of at least a part of the insulating film at the connection portion becomes 2 μm or less after the welding step.
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JP2020126224A JP2022023348A (en) | 2020-07-27 | 2020-07-27 | Spark plug and manufacturing method of the same |
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- 2020-07-27 JP JP2020126224A patent/JP2022023348A/en active Pending
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