JP4653130B2 - スパークプラグ - Google Patents
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Description
中心電極と、その中心電極の径方向周囲を取り囲む絶縁体と、前記絶縁体の径方向周囲を取り囲む主体金具と、前記中心電極との間に火花放電ギャップを形成するように、これと対向する形で配置された接地電極を有するとともに、タルクを主体に構成され、前記主体金具の内面と前記絶縁体の外面との隙間に充填されてこれをシールするシール充填材層を備え、
絶縁体と前記主体金具との隙間に該タルクを充填し、その状態で主体金具の後端側周縁を充填されたタルクととともに軸線方向に圧縮することにより内向きに曲げつつこれを絶縁体に向けて加締めることにより、絶縁体の外周面と主体金具の内周面により形成される加締め後の前記隙間の体積をV、充填されるシール充填材層全体の質量をMとして、M/Vにて規定されるシール充填材層の充填密度を1.5g/cm3〜3.0g/cm3となし、シール充填材層を構成するタルクとして平均粒径が30μm以上200μm以下のものを使用することを特徴とするスパークプラグを提供する。
前記主体金具の内側に前記絶縁体を配置して、両者の隙間にタルクを主体とする充填材粉末を充填することにより粉末充填層を形成する充填工程と、
その状態で該粉末充填層を前記主体金具の軸線方向に圧縮することにより、前記シール充填材層を形成する圧縮工程と、
前記充填工程に先立って、前記充填材粉末を前記隙間に対応するリング状形態に成形する成形工程を含み、
前記充填工程において前記隙間に前記充填材粉末の成形体を配置し、前記圧縮工程において、その成形体を粉末充填層として、前記成形工程よりも高圧にてこれを圧縮することにより充填密度が1.5g/cm3〜3.0g/cm3であるシール充填材層を形成することを特徴とするスパークプラグの製造方法を提供する。
図1に示す本発明の一例たる抵抗体入りスパークプラグ100は、筒状の主体金具1、先端部が突出するようにその主体金具1内に嵌め込まれた絶縁体2、先端部を突出させた状態で絶縁体2の内側に設けられた中心電極3、及び主体金具1に一端が結合され、他端側が中心電極3と対向するように配置された接地電極4等を備えている。接地電極4と中心電極3の間には火花放電ギャップgが形成されている。
本発明のスパークプラグ100において、シール充填材層61は、主体金具1の内面と絶縁体2の外面との間に形成される環状空間に充填密度が1.5g/cm3〜3.0g/cm3となるように充填される。この範囲を満たすよう充填することにより、高圧縮状態が維持され、耐衝撃性が向上することとなる。なお、望ましくは2.0g/cm3〜3.0cm3とするのがよい。当該シール充填材層61の充填密度を2.0g/cm3以上とすることにより耐衝撃性が更に向上し、高圧縮状態が極めて良好に維持される。なお、シール充填材層61はバインダーを含有しており、そのバインダーは、常温で液体状態が維持され、かつ沸点が150℃以上であることが望ましい。これによりシール充填材層61の耐熱性が向上し、高温下であっても安定した品質が維持されることとなる(即ち高温下にあっても変質しにくくなる)。そして、本発明においてシール充填材層61に使用するバインダーの好適例として、水ガラス、コロイダルシリカ、リン酸アルミニウム等の無機物(以下、無機バインダーとも言う)、或いはシリコーンオイル、シリコーンワニス等のシリコーン(以下シリコーン系バインダーとも言う)を含有するようにできる。このように無機物或いはシリコーンをバインダーとして使用することにより、高温下に晒される過酷な使用条件においてもシール充填材層61の変質がしにくく、高温下においても高圧縮状態が良好に維持されてシール性が向上する。
1:主体金具と絶縁体との隙間へ充填材粉末を直接充填し、これを圧縮する工程を採用する場合は、上記隙間への粉末のスムーズな流入が妨げられる。
2:充填材粉末を金型プレスにより予備成形し、得られる予備成形体を上記隙間へ配置する工程を採用する場合は、金型キャビティへの粉末のスムーズな流入が妨げられる。
なお、バインダーの含有量は、望ましくは3〜5重量%となっているのがよい。
図5に示すように、主体金具1の内面にはその内周面に沿って環状の第一主体金具側係合凸部1hが形成されている。他方、絶縁体2には上述のごとく、その外周面に沿って環状の第一絶縁体側係合凸部2eが形成されている。本実施例では、主体金具1の挿通孔1gの前端側が段部により縮径されており、この段部が第一主体金具側係合凸部1hとして機能している。なお、図5は、主体金具1内に板パッキン20(図1参照)を挿入した後、絶縁体2に形成される第二絶縁体側係合凸部2i(図1)が、主体金具1側に形成される第二主体金具側係合凸部1i(図1)と板パッキン20を挟んで当たる位置まで絶縁体2を挿入した状態(加締め部1d(図1)形成前)を示す。
適当な粒度分布に調整した滑石原料(純度95%以上)に無機バインダー(本実施例では水ガラス)を5重量%混合し、攪拌機を使用して良く混合した。次いで、上記混合粉末をロールプレス機に通して、1〜3mmのシート状にしたあと、篩を使用して粗砕・分級して300〜1000μm程度に整粒した。そして、上述した組立工程により上記整粒粉末(充填材粉末)を、スパークプラグの絶縁体との外面と主体金具の内面との間に挿入し、プレス機にて加締めた。このとき、図7のごとく滑石充填粉末の上下に線パッキンを設けた。このようにして、表1に示す試験品1ないし7を得た。一方、比較品として有機バインダー(本実施例ではフェノール樹脂)を5重量%混合し、上記と同様の方法にてスパークプラグの絶縁体の外面と主体金具の内面との間に充填し、これを試験品8ないし10とした。
2 絶縁体
3 中心電極
4 接地電極
61 シール充填材層
PC 成形体 (粉末充填層)
Claims (8)
- 中心電極と、その中心電極の径方向周囲を取り囲む絶縁体と、前記絶縁体の径方向周囲を取り囲む主体金具と、前記中心電極との間に火花放電ギャップを形成するように、これと対向する形で配置された接地電極を有するとともに、タルクを主体に構成され、前記主体金具の内面と前記絶縁体の外面との隙間に充填されてこれをシールするシール充填材層を備え、
前記絶縁体と前記主体金具との隙間に該タルクを充填し、その状態で前記主体金具の後端側周縁を充填されたタルクととともに軸線方向に圧縮することにより内向きに曲げつつこれを前記絶縁体に向けて加締めることにより、前記絶縁体の外周面と前記主体金具の内周面により形成される加締め後の前記隙間の体積をV、充填されるシール充填材層全体の質量をMとして、M/Vにて規定される前記シール充填材層の充填密度を1.5g/cm3〜3.0g/cm3となし、
前記シール充填材層を構成する前記タルクとして平均粒径が30μm以上200μm以下のものを使用することを特徴とするスパークプラグ。 - 前記主体金具には、当該スパークプラグを機関に取り付けるための工具係合部が形成されており、
該工具係合部の平行する2面の対面距離をWとした場合、W<16mmであり、
前記主体金具における前記シール充填材層を囲む部分の内径D S が、9.0mm<D S <13.0mmを満たすとともに、前記絶縁体における前記シール充填材層に囲まれる部分の外径をD I とした場合に、D S −D I >1.6mm、かつD I ≧7.0mmを満たすよう設定され、
さらに、前記シール充填材層の充填密度が1.5g/cm 3 〜3.0g/cm 3 である請求項1記載のスパークプラグ。 - 前記シール充填材層は、常温で液体状態が維持され、かつ沸点が150℃以上であるバインダーを含有する請求項1又は請求項2に記載のスパークプラグ。
- 前記シール充填材層に含有されるバインダーは、無機物又はシリコーンを含む請求項1ないし3のいずれか1項に記載のスパークプラグ。
- 前記バインダーは水ガラスを含有する請求項4に記載のスパークプラグ。
- 前記シール充填材層に含有されるバインダーの含有量は2〜7重量%である請求項3ないし5のいずれか1項に記載のスパークプラグ。
- 前記シール充填材層は無機物又はシリコーンバインダーを2〜7重量%の範囲で含有する請求項1ないし6のいずれか1項に記載のスパークプラグ。
- 前記火花放電ギャップが形成される側を前方側としたときに、前記主体金具は、自身の後端側周縁部が前記絶縁体の外面に向けて加締め部を形成している請求項1ないし7のいずれか1項に記載のスパークプラグ。
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