JP2023039630A - Spark plug for internal-combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関用のスパークプラグに関する。 The present invention relates to spark plugs for internal combustion engines.
副燃焼室を備えたスパークプラグが、例えば特許文献1に開示されている。このスパークプラグにおいて、副燃焼室内に設けられた接地電極の一端が、ハウジングの先端部に固定されている。接地電極は、ハウジングの先端部から先端側へ延びるとともに、プラグ中心軸に向かって屈曲している。 A spark plug with an auxiliary combustion chamber is disclosed, for example, in US Pat. In this spark plug, one end of a ground electrode provided inside the sub-combustion chamber is fixed to the tip of the housing. The ground electrode extends from the distal end of the housing toward the distal end and is bent toward the central axis of the plug.
しかしながら、接地電極がハウジングの先端部から先端側へ大きく突出すると、スパークプラグの使用時において、接地電極の温度が上昇しやすくなる。さらに、接地電極よりも先端側に配されるプラグカバーの一部の温度が上昇しやすくなる。そうすると、プレイグニッションが懸念されることとなる。一方、ハウジングの先端部からの接地電極の突出長さを短くしようとすると、接地電極の曲げ加工を行い難くなる。 However, if the ground electrode protrudes significantly from the distal end portion of the housing toward the distal end side, the temperature of the ground electrode tends to rise during use of the spark plug. Furthermore, the temperature of a portion of the plug cover arranged on the tip side of the ground electrode tends to rise. Then, pre-ignition becomes a concern. On the other hand, if the projecting length of the ground electrode from the tip of the housing is to be shortened, it becomes difficult to bend the ground electrode.
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、プレイグニッションを抑制しやすい製造容易な内燃機関用のスパークプラグを提供しようとするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a spark plug for an internal combustion engine that can easily suppress pre-ignition and is easy to manufacture.
本発明の一態様は、筒状の絶縁碍子(3)と、
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子から先端側に突出した中心電極(4)と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング(2)と、
上記中心電極との間に放電ギャップ(G)を形成する接地電極(6)と、
上記放電ギャップが配される副燃焼室(50)を覆うよう上記ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー(5)と、を有する内燃機関用のスパークプラグ(1)であって、
上記接地電極は、上記ハウジングの先端部に固定された固定端部(61)から先端側へ立設する立設部(62)と、該立設部の先端から屈曲部(63)を介してプラグ中心軸(C)側へ延びる延設部(64)と、を有し、
上記中心電極の先端(41)は、上記ハウジングの先端(21)よりも先端側に配されており、
上記接地電極の上記延設部と上記中心電極の先端とがプラグ軸方向(Z)に対向した部分に、上記放電ギャップが形成されており、
上記ハウジングの先端部には、内周側に開放された段差部(22)が設けてあり、
上記接地電極の上記固定端部は、上記段差部において、上記ハウジングに接合されている、内燃機関用のスパークプラグにある。
One aspect of the present invention is a tubular insulator (3),
a center electrode (4) held on the inner peripheral side of the insulator and protruding from the insulator to the tip side;
a cylindrical housing (2) that holds the insulator on the inner peripheral side;
a ground electrode (6) forming a discharge gap (G) with the center electrode;
A spark plug (1) for an internal combustion engine, comprising: a plug cover (5) provided at the tip of the housing so as to cover an auxiliary combustion chamber (50) in which the discharge gap is arranged;
The ground electrode has an upright portion (62) standing upright from a fixed end portion (61) fixed to the front end portion of the housing, and a bending portion (63) extending from the tip of the upright portion. an extending portion (64) extending toward the plug central axis (C),
The tip (41) of the center electrode is arranged on the tip side of the tip (21) of the housing,
The discharge gap is formed at a portion where the extended portion of the ground electrode and the tip of the center electrode face each other in the axial direction (Z) of the plug,
A stepped portion (22) opened to the inner peripheral side is provided at the tip of the housing,
The fixed end of the ground electrode is in a spark plug for an internal combustion engine joined to the housing at the step.
上記内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記ハウジングの先端部には上記段差部が設けてある。これにより、接地電極の固定端部を、より基端側に配置することができる。それゆえ、立設部の長さをある程度確保しても、ハウジングの先端からの接地電極の突出長さを抑制することができる。その結果、接地電極の曲げ加工を容易にしつつ、プレイグニッションを抑制することができる。 In the spark plug for an internal combustion engine, the front end portion of the housing is provided with the stepped portion. As a result, the fixed end of the ground electrode can be arranged closer to the proximal side. Therefore, even if the length of the standing portion is secured to some extent, it is possible to suppress the projection length of the ground electrode from the tip of the housing. As a result, it is possible to suppress pre-ignition while facilitating bending of the ground electrode.
以上のごとく、上記態様によれば、プレイグニッションを抑制しやすい製造容易な内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、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ものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
As described above, according to the above aspect, it is possible to provide a spark plug for an internal combustion engine that can easily suppress pre-ignition and is easy to manufacture.
It should be noted that the symbols in parentheses described in the claims and the means for solving the problems indicate the corresponding relationship with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. not a thing
(実施形態1)
内燃機関用のスパークプラグに係る実施形態について、図1~図9を参照して説明する。
本形態の内燃機関用のスパークプラグ1は、図1~図3に示すごとく、筒状の絶縁碍子3と中心電極4と筒状のハウジング2と接地電極6とプラグカバー5とを有する。
(Embodiment 1)
An embodiment of a spark plug for an internal combustion engine will be described with reference to FIGS. 1 to 9. FIG.
A
中心電極4は、絶縁碍子3の内周側に保持されると共に絶縁碍子3から先端側に突出している。ハウジング2は、絶縁碍子3を内周側に保持する。接地電極6は、中心電極4との間に放電ギャップGを形成する。プラグカバー5は、放電ギャップGが配される副燃焼室50を覆うようハウジング2の先端部に設けられている。
The
接地電極6は、立設部62と延設部64とを有する。立設部62は、ハウジング2の先端部に固定された固定端部61から先端側へ立設する部位である。延設部64は、立設部62の先端から屈曲部63を介してプラグ中心軸C側へ延びる部位である。
The
図1に示すごとく、中心電極4の先端41は、ハウジング2の先端21よりも先端側に配されている。接地電極6の延設部64と中心電極4の先端41とがプラグ軸方向Zに対向した部分に、放電ギャップGが形成されている。ハウジング2の先端部には、内周側に開放された段差部22が設けてある。接地電極6の固定端部61は、段差部22において、ハウジング2に接合されている。
As shown in FIG. 1 , the
本形態のスパークプラグ1は、例えば、自動車、コージェネレーション等の内燃機関における着火手段として用いることができる。スパークプラグ1のプラグ軸方向Zの一端が、内燃機関の主燃焼室に配置される。プラグ軸方向Zにおいて、主燃焼室に露出する側を先端側、その反対側を基端側というものとする。また、スパークプラグ1の中心軸(すなわちプラグ中心軸C)に直交する方向を、プラグ径方向というものとする。また、プラグ中心軸Cを中心とした円周に沿った方向をプラグ周方向というものとする。
The
ハウジング2は、外周面に、取付ネジ部23を有する。この取付ネジ部23を、内燃機関のプラグホールに形成された雌ネジ部に螺合することで、スパークプラグ1が内燃機関に取り付けられる。そして、この取付ネジ部23が、スパークプラグ1から周辺部材(エンジンヘッド等)への放熱経路の一部となる。
The
図2に示すごとく、本形態において、ハウジング2の段差部22は、プラグ周方向の一部に形成されている。段差部22の幅Wは、接地電極6の固定端部61の幅以上である。本形態においては、段差部22の幅Wは、接地電極6の固定端部61の幅よりも少し大きい。ここで、段差部22の幅W及び固定端部61の幅は、プラグ軸方向Z及びプラグ径方向の双方に直交する方向の長さである。
As shown in FIG. 2, in this embodiment, the
また、段差部22のプラグ径方向の深さd1は、接地電極6の固定端部61のプラグ径方向の厚みと略同等である。ただし、段差部22の深さd1は、固定端部61の上記厚みよりも大きくすることもできる。
Further, the depth d1 of the
図1に示すごとく、段差部22は、プラグ軸方向Zの基端側に、先端側を向いた天井面221を有する。また、段差部22は、プラグ径方向の外周側に、内周側を向いた内向面222を有する。また、図2に示すごとく、段差部22は、プラグ周方向の両側に、互いに対向した一対の側壁面223を有する。
As shown in FIG. 1, the
接地電極6の固定端部61は、段差部22に収容配置されている。固定端部61は、段差部22において、ハウジング2に溶接等によって固定されている。固定端部61は、例えば天井面221において接合されているものとすることができる。あるいは、固定端部61は、例えば、内向面222及び側壁面223の少なくとも一方に接合されているものとすることもできる。あるいは、固定端部61は、天井面221に接合されるとともに、内向面222及び側壁面223の少なくとも一方にも接合されているものとすることもできる。
A fixed
図1、図3に示すごとく、プラグカバー5には、副燃焼室50と外部とを連通させる噴孔51が形成されている。本形態において、噴孔51は4個形成されている。プラグ軸方向Zから見て、噴孔51の噴孔軸は、プラグ径方向に対して傾斜している。ただし、噴孔51の数や向き、形状等は、特に限定されるものではない。例えば、プラグ軸方向Zから見て、噴孔51の噴孔軸がプラグ径方向を向いている構成とすることもできる。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
プラグカバー5は略カップ形状を有し、その開放端側がハウジング2の先端部に接合されている。図1、図3に示すごとく、プラグカバー5は、プラグ軸方向Zに沿った内周面53における、プラグ周方向の一部に、収容凹部52を有する。収容凹部52には、接地電極6の立設部62の一部が収容される。なお、本形態においては、接地電極6の屈曲部63の一部も、収容凹部52に配置される。
The
プラグカバー5は、例えば、ニッケル合金からなる。ハウジング2は、例えば低炭素鋼からなる。接地電極6は、例えば、ニッケル合金からなる。
The
次に、本形態のスパークプラグ1を製造する方法につき、説明する。
まず、図4に示すごとく、ハウジング2の内側に、中心電極4及び絶縁碍子3を組み付けたサブアッシーを用意する。ここで、図4、図5に示すごとく、ハウジング2の先端部には、段差部22が形成されている。この段差部22は、予め、ハウジング2に切削加工等を行うことによって形成しておくことができる。なお、図5は、ハウジング2の先端面を先端側から見た図である。
Next, a method for manufacturing the
First, as shown in FIG. 4, a sub-assembly having a
次いで、図6、図7に示すごとく、接地電極6をハウジング2に接合する。このとき、まず、図6に示すごとく、曲げ加工前の接地電極6である棒状の電極部材60を、ハウジング2に接合する。棒状の電極部材60の長手方向がプラグ軸方向Zに沿うように、電極部材60の一端を、ハウジング2の段差部22に配置して、立設する。そして、段差部22において、電極部材60の一端を、レーザ溶接等にて接合する。
Next, the
次いで、ハウジング2に一端が固定された電極部材60の曲げ加工を行う。すなわち、電極部材60を、所定位置においてプラグ中心軸C側へ屈曲させる。このとき、電極部材60の基端側の一部を、図示を省略する固定治具にて固定しながら、電極部材60を曲げ加工する。これにより、図7に示すごとく、屈曲部63が形成された接地電極6が得られる。
Next, the
また、接地電極6の延設部64の基端側面と、中心電極4の先端41との間に、放電ギャップGが形成される。この放電ギャップGの寸法を微調整すべく、延設部64の位置を微調整する。つまり、屈曲部63の屈曲角度を微調整することで、放電ギャップGの微調整を行う。この放電ギャップGの微調整は、放電ギャップGを観測しながら行う。ここで、中心電極4の先端41は、ハウジング2の先端21よりも先端側に位置しているため、例えばカメラ等によって放電ギャップGの寸法を容易に観測することができる。
A discharge gap G is formed between the base end side surface of the extended
放電ギャップGの微調整を行った後、図8、図1に示すごとく、プラグカバー5を、ハウジング2の先端部に接合する。プラグカバー5には、上述のように、収容凹部52が形成されている(図5参照)。この収容凹部52の位置が接地電極6の立設部62の位置に合うように、プラグ周方向の位置合わせを行う。これにより、収容凹部52に接地電極6の立設部62の一部が収容された状態にて、プラグカバー5がハウジング2の先端部に配置される。そして、ハウジング2とプラグカバー5との当接部を、レーザ溶接等にて接合する。
以上により、図1に示すようなスパークプラグ1が組み立てられる。
After finely adjusting the discharge gap G, the
As described above, the
なお、図9に示すごとく、予め屈曲した接地電極6を、ハウジング2に固定することもできる。この場合も、接地電極6の固定端部61をハウジング2の段差部22に接合した後、放電ギャップGの微調整を行う。この放電ギャップGの微調整は、基本的には、延設部64の基端側面を中心電極4の先端41に近付ける方向に接地電極6を変形させることにより行う。それゆえ、ハウジング2に固定する前の接地電極6は、立設部62と延設部64とのなす角度αを鈍角としておくことが望ましい。例えば、90°<α<135°としておくことが好ましい。その後、プラグカバー5をハウジング2に接合する点は、上記と同様である(図8、図1参照)。
In addition, as shown in FIG. 9, the
次に、本形態の作用効果につき説明する。
上記内燃機関用のスパークプラグ1において、ハウジング2の先端部には段差部22が設けてある。これにより、接地電極6の固定端部61を、より基端側に配置することができる。それゆえ、立設部62の長さをある程度確保しても、ハウジング2の先端21からの接地電極6の突出長さを抑制することができる。その結果、接地電極6の曲げ加工を容易にしつつ、プレイグニッションを抑制することができる。
Next, the effects of this embodiment will be described.
In the
すなわち、仮にハウジング2に段差部22が形成されていないとすると、接地電極6の固定端部61をハウジング2の先端21に当接させて接合することとなる。そうすると、ハウジング2の先端21からの接地電極6の突出長さが大きくなる。この場合、スパークプラグを内燃機関に取り付けたとき、接地電極6が主燃焼室の中央に近付き、より高温となりやすくなる。また、この場合、プラグカバー5の先端部がより主燃焼室の中央に近付き、より高温となりやすくなる。その結果、プレイグニッションを抑制し難くなる。
That is, if the
また、接地電極6の立設部62は、屈曲部63の形成しやすさを考慮すると、ある程度の長さを確保することが望まれる。すなわち、接地電極6を屈曲する際に、治具等にて保持する部位として、充分な長さの立設部62を確保しておくことが望ましい。
Considering ease of forming the
そこで、本形態のスパークプラグ1においては、ハウジング2の先端部に段差部22を設けることで、接地電極6の立設部62の長さを確保しつつ、ハウジング2の先端21からの接地電極6の突出量を抑制することができる。その結果、接地電極6の曲げ加工を容易にすることができ、かつ、プレイグニッションを抑制しやすくすることができる。
Therefore, in the
また、プラグカバー5は、収容凹部52を有する。これにより、収容凹部52以外の箇所におけるプラグカバー5の厚みを確保することができる。それゆえ、プラグカバー5からハウジング2を介した放熱を円滑に行うことができる。また、プラグカバー5が収容凹部52を有することで、ハウジング2及び接地電極6に対する、プラグカバー5のプラグ周方向の位置決めが可能となる。これにより、主燃焼室および接地電極6に対する、プラグカバー5の噴孔51の位置関係を、所定の位置関係に設定することが容易となる。
The
以上のごとく、本形態によれば、プレイグニッションを抑制しやすい製造容易な内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a spark plug for an internal combustion engine that can easily suppress pre-ignition and is easy to manufacture.
(実施形態2)
本形態は、図10~図12に示すごとく、段差部22が、ハウジング2の先端部の内周の全周にわたって形成されている形態である。
(Embodiment 2)
In this embodiment, as shown in FIGS. 10 to 12, the stepped
図11に示すごとく、ハウジング2をプラグ軸方向Zの先端側から見たとき、段差部22は円環状に形成されている。また、段差部22は、全周にわたり、一定のプラグ径方向の深さ、一定のプラグ軸方向の深さにて形成されている。すなわち、段差部22は、全周にわたって一様に形成されている。また、段差部22のプラグ径方向の深さd1は、接地電極6の固定端部61のプラグ径方向の厚みと同等、もしくはそれよりも大きいことが望ましい。
As shown in FIG. 11, when the
また、図10、図12に示すごとく、プラグカバー5の基端部には、段差部22に嵌合する突出部54を有する。突出部54は、プラグカバー5の内周面53に沿うように、プラグカバー5の基端部の内周側の一部から、基端側に突出している。また、図12に示すごとく、突出部54は、プラグ周方向の全周のうち、接地電極6が固定されている箇所以外に連続的に形成されている。
Further, as shown in FIGS. 10 and 12, the proximal end of the
その他は、実施形態1と同様である。なお、実施形態2以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。 Others are the same as those of the first embodiment. Note that, of the reference numerals used in the second and subsequent embodiments, the same reference numerals as those used in the previous embodiments represent the same components as those in the previous embodiments, unless otherwise specified.
本形態の場合には、ハウジング2への接地電極6の組み付けを、より容易とすることができる。すなわち、段差部22がプラグ周方向の全周にわたって形成されている。そのため、ハウジング2の先端部における、プラグ周方向のいずれの位置においても、接地電極6の固定端部61を接合することができる。それゆえ、ハウジング2に対する接地電極6のプラグ周方向の位置決めを行う必要がない。したがって、ハウジング2への接地電極6の組み付けを、効率的に行うことができる。
その他は、実施形態1と同様の作用効果を有する。
In the case of this embodiment, the assembly of the
Others have the same effects as those of the first embodiment.
(実施形態3)
本形態は、図13、図14に示すごとく、実施形態1に対して、接地電極6の形状を変更した形態である。本形態のスパークプラグ1において、接地電極6は、立設部62の立設方向の長さL1と、延設部64の延設方向の長さL2とが、互いに同等である。
(Embodiment 3)
As shown in FIGS. 13 and 14, this embodiment is a form in which the shape of the
また、本形態において、接地電極6は、屈曲部63を境にして、立設部62と延設部64とが、互いに対称な形状を有している。また、ハウジング2の段差部22の深さは、立設部62の長さに応じて、適宜設定される。本形態においては、段差部22の深さは、接地電極6のプラグ軸方向Zの長さの半分以上としている。ここで、接地電極6のプラグ軸方向Zの長さは、立設部62の長さL1と延設部64の厚みとの合計と略同等である。なお、段差部22の深さは、特に限定されるものではない。
Further, in the present embodiment, the
本形態においては、図14に示すごとく、接地電極6をハウジング2に接合する前に、予め屈曲部63を設けた接地電極6を用意する。ただし、接合前の段階において、立設部62と延設部64との互いになす角度αは鈍角としておくことが望ましい。例えば、角度αは、90°<α<135°としておくことが望ましい。なお、この段階においては、立設部62と延設部64とは特に区別されない。
In this embodiment, as shown in FIG. 14, before joining the
そして、接地電極6の一端を段差部22に配置して、接地電極6をハウジング2に接合する。その後、放電ギャップGの微調整を行う。
その他は、実施形態1と同様である。
Then, one end of the
Others are the same as those of the first embodiment.
本形態においては、接地電極6をハウジング2に組み付ける前の状態において、立設部62と延設部64との区別が特にない。すなわち、接地電極6のいずれの一端をハウジング2に接合してもよい。それゆえ、ハウジング2への接地電極6の組付け作業を容易にすることができる。その結果、スパークプラグ1の生産性を向上させることができる。
その他、実施形態1と同様の作用効果を有する。
In this embodiment, before the
In addition, it has the same effects as those of the first embodiment.
本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and can be applied to various embodiments without departing from the scope of the invention.
1…内燃機関用のスパークプラグ、2…ハウジング、21…(ハウジングの)先端、22…段差部、3…絶縁碍子、4…中心電極、41…(中心電極)の先端、5…プラグカバー、50…副燃焼室、6…接地電極、61…固定端部、62…立設部、63…屈曲部、64…延設部、C…プラグ中心軸、Z…プラグ軸方向
DESCRIPTION OF
Claims (4)
該絶縁碍子の内周側に保持されると共に該絶縁碍子から先端側に突出した中心電極(4)と、
上記絶縁碍子を内周側に保持する筒状のハウジング(2)と、
上記中心電極との間に放電ギャップ(G)を形成する接地電極(6)と、
上記放電ギャップが配される副燃焼室(50)を覆うよう上記ハウジングの先端部に設けられたプラグカバー(5)と、を有する内燃機関用のスパークプラグ(1)であって、
上記接地電極は、上記ハウジングの先端部に固定された固定端部(61)から先端側へ立設する立設部(62)と、該立設部の先端から屈曲部(63)を介してプラグ中心軸(C)側へ延びる延設部(64)と、を有し、
上記中心電極の先端(41)は、上記ハウジングの先端(21)よりも先端側に配されており、
上記接地電極の上記延設部と上記中心電極の先端とがプラグ軸方向(Z)に対向した部分に、上記放電ギャップが形成されており、
上記ハウジングの先端部には、内周側に開放された段差部(22)が設けてあり、
上記接地電極の上記固定端部は、上記段差部において、上記ハウジングに接合されている、内燃機関用のスパークプラグ。 a cylindrical insulator (3);
a center electrode (4) held on the inner peripheral side of the insulator and protruding from the insulator to the tip side;
a cylindrical housing (2) that holds the insulator on the inner peripheral side;
a ground electrode (6) forming a discharge gap (G) with the center electrode;
A spark plug (1) for an internal combustion engine, comprising: a plug cover (5) provided at the tip of the housing so as to cover an auxiliary combustion chamber (50) in which the discharge gap is arranged;
The ground electrode has an upright portion (62) standing upright from a fixed end portion (61) fixed to the front end portion of the housing, and a bending portion (63) extending from the tip of the upright portion. an extending portion (64) extending toward the plug central axis (C),
The tip (41) of the center electrode is arranged on the tip side of the tip (21) of the housing,
The discharge gap is formed at a portion where the extended portion of the ground electrode and the tip of the center electrode face each other in the axial direction (Z) of the plug,
A stepped portion (22) opened to the inner peripheral side is provided at the tip of the housing,
A spark plug for an internal combustion engine, wherein the fixed end of the ground electrode is joined to the housing at the stepped portion.
4. The ground electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the length (L1) of the standing portion in the standing direction and the length (L2) of the extending portion in the extending direction are equal to each other. 1. A spark plug for an internal combustion engine according to 1.
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