JP4658871B2 - スパークプラグ - Google Patents
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Description
絶縁碍子30の中胴部32(本実施例においては第1中胴部322)の外周面322fの母線Loutから、接点Cを通り軸線Oに平行な直線LCまでの領域。その径方向距離は本実施例では0.2mm。なお、第1中胴部322の母線Loutが軸線Oに対して極端に傾いている場合は、加締め蓋60と絶縁碍子30との最外接点Bを通る軸線Oに平行な直線を母線Loutとする(図示せず)。なお、母線Loutが本発明の「直線Lout」に相当する。
直線LCから、加締め蓋60の内端点Tinを通り軸線Oに平行な直線LTinまでの領域。その径方向距離は本実施例では0.2mm。
絶縁碍子30の中胴部32の外径Mと絶縁碍子30の後端側胴部35の外径N(図2参照)との半径差である領域。本実施例におけるその距離は0.6mm。なお、図4においては後端側胴部35の母線の延長線をLYとして示している。この§Cが本発明における「半径差(M−N)/2」に相当する。
まず、加締め蓋60が肩部321に占める割合を50%以上と規定したことによる効果を確認するため、板パッキン7による気密性に関する評価試験を行った。この評価試験では、加締め後に加締め蓋となる工具係合部の後端側の寸法(スパークプラグ組み立て前の軸線O方向の長さ)を異ならせた5種類の一般用スパークプラグ用の主体金具を、各寸法の種類毎に5サンプルずつ5種類、合計25サンプル用意した。そして各主体金具に、後端側胴部の外径Nと中胴部(第1中胴部)の外径Mとの半径差が0.400mmとなるように作製した一般用スパークプラグ用の絶縁碍子を用いた絶縁碍子一体成形物を組み付けて、第1〜第5のスパークプラグのサンプル群(上記した5サンプルずつ5種類)を作製した。なお、主体金具への絶縁碍子の組み付けの際に、各サンプルの加締め蓋の形成は同一の治具を用いて締付トルク25N・mで加締め、蓋部分の曲がり具合(角度)がどのサンプルも同じようになるように行った。第1〜第5のサンプル群は、加締め蓋の当接部位(領域§A)および非当接部位(領域§B)の径方向における長さの合計が、それぞれ0.150,0.200,0.250,0.293,0.300[mm]となり、(§A+§B)/§Cで示される、加締め蓋が肩部(領域§C)に占める割合は、それぞれ、38,50,62,73,75[%]となった。なお、第4のサンプル群は、本実施の形態のスパークプラグ100と同等のものである。
次に、肩部321に当接する加締め蓋60の当接部位602が肩部321に占める割合を25%以上と規定したことによる効果を確認するため、板パッキン7による気密性に関する評価試験を行った。この評価試験では、同一の一般用スパークプラグ用の主体金具を5サンプルずつ7組、合計35サンプル用意し、実施例1と同様に、後端側胴部の外径Nと中胴部(第1中胴部)の外径Mとの半径差が0.4mmとなるように作製した一般用スパークプラグ用の絶縁碍子を用いた絶縁碍子一体成形物を組み付けて、第6〜第12のスパークプラグのサンプル群(上記した7組)を作製した。なお、主体金具への絶縁碍子の組み付けの際に加締め蓋形成金型の形状を変更した治具を用い、蓋部分の形状を変えることで、各サンプル群の当接部位の大きさを異ならせた。作製された第6〜第12のサンプル群は、加締め蓋の当接部位(領域§A)の径方向における長さがそれぞれ、0.04,0.07,0.10,0.15,0.16,0.18,0.20[mm]となり、§A/§Cで示される、当接部位が肩部(領域§C)に占める割合が、それぞれ、10,18,25,36,40,45,50[%]となった。なお、第9のサンプル群は、本実施の形態のスパークプラグ100と同等のものである。
さらに、実施例2で用いた第6〜第12のサンプル群に対し、加締め蓋による絶縁碍子の保持力(抜け荷重)についても評価試験を行った。まず、上下方向に貫通するねじ孔を有する治具を用意し、その治具の下側より、ねじ孔に、先端側を上に向けたスパークプラグのサンプルを挿入して螺合して固定した。次に、治具の上側に露出した絶縁碍子の先端面に押圧部材を当接させ、荷重をかけて絶縁碍子を下方に押圧した。そして、絶縁碍子に印加する荷重を徐々に増加させていき、加締め蓋が絶縁碍子を保持しきれなくなり絶縁碍子が主体金具から抜けてしまう、その直前に、絶縁碍子に印加されていた荷重(抜け荷重)を各サンプルについて測定した。
また、肩部321に当接する加締め蓋60の当接部位602が肩部321に占める割合を60%以下と規定したことによる効果を確認するため、絶縁碍子30の折れに対する強度に関する評価試験を行った。この評価試験では、実施例2と同様に、同一の一般用スパークプラグ用の主体金具を5サンプルずつ7組、合計35サンプル用意し、後端側胴部の外径Nと中胴部(第1中胴部)の外径Mとの半径差が0.4mmとなるように作製した一般用スパークプラグ用の絶縁碍子を用いた絶縁碍子一体成形物を組み付けて、さらに同様に、各サンプル群毎に加締め金型の形状を異ならせて加締め蓋を形成し、第13〜第19のスパークプラグのサンプル群(上記した7組)を作製した。第13〜第19のサンプル群では、加締め蓋の当接部位(領域§A)の径方向における長さがそれぞれ、0.15,0.18,0.20,0.24,0.26,0.29,0.33[mm]となり、§A/§Cで示される、当接部位が肩部(領域§C)に占める割合は、それぞれ、36,45,50,60,65,73,82[%]となった。なお、第13のサンプル群は、本実施の形態のスパークプラグ100と同等のものである。
次に、図5において説明したように、加締め蓋60の内周面601と絶縁碍子30の肩部321とが接点Cにおいてなす狭角に略等しい直線LItと直線LIpとがなす狭角θを25°以下に規定したことによる効果を確認するため、まず、板パッキン7による気密性に関する評価試験を行った。この評価試験では、同一の一般用スパークプラグ用の主体金具を5サンプルずつ5組、合計25サンプル用意し、実施例1や2と同様に絶縁碍子一体成形物を組み付け、加締めの際の加締め金型の形状を異ならせて蓋部分の曲がり具合(角度)を角サンプル群毎に変えた第20〜第24のサンプル群を作製した。第20〜第24のサンプル群では、狭角θがそれぞれ、18,21,25,30,34[°]となった。
さらに、実施例5で用いた第20〜第24のサンプル群に対し、加締め蓋による絶縁碍子の保持力(抜け荷重)についても評価試験を行った。試験方法については実施例3と同様である。この評価試験の結果、第20〜第24のサンプル群の抜け荷重は、それぞれ平均で、7.530,7.576,7.318,6.516,5.876[kN]であった。図11に、この評価試験の結果をグラフ化したものを示す。図11のグラフから明らかなように、狭角θが大きくなるに従って加締め蓋による絶縁碍子の保持力(抜け荷重)が小さくなるが、その狭角θが25°以下の第20〜第22のサンプル群と比べ、25%より大きい第23,第24のサンプル群では、抜け荷重がより小さくなってしまうことが確認できた。
また、加締め蓋60の内周面601と絶縁碍子30の肩部321とが接点Cにおいてなす狭角に略等しい直線LItと直線LIpとがなす狭角θを10°以上に規定したことによる効果を確認するため、絶縁碍子30の折れに対する強度に関する評価試験を行った。この評価試験では、実施例5,6と同様に、同一の一般用スパークプラグ用の主体金具を5サンプルずつ5組、合計25サンプル用意し、絶縁碍子一体成形物を組み付け、加締めの際の加締め金型の形状を異ならせて蓋部分の曲がり具合(角度)を角サンプル群毎に変えた第25〜第29のサンプル群を作製した。作製された第25〜第29のサンプル群は、狭角θがそれぞれ、6,8,10,18,21[°]となった。
次に、主体金具30を構成する鉄基合金の炭素含有量を0.15%以上としたことによる効果を確認するため、板パッキン7による気密性に関する評価試験を行った。この評価試験では、炭素含有量の異なる6種類の鉄基合金を用いて作製した一般用スパークプラグ用の主体金具を各種類5サンプルずつ合計30サンプル用意し、実施例1,2,5と同様に上記炭素含有量の異なる各種類毎に絶縁碍子一体成形物を組み付けた第30〜第35のサンプル群を作製した。第30〜第35のサンプル群に用いた鉄基合金の炭素含有量はそれぞれ、0.08,0.10,0.12,0.15,0.25,0.35[%]である。
さらに、実施例8で用いた第30〜第35のサンプル群に対し、加締め蓋による絶縁碍子の保持力(抜け荷重)についても評価試験を行った。試験方法については実施例3,6と同様である。この評価試験の結果、第30〜第35のサンプル群の抜け荷重は、それぞれ平均で、5.876,6.516,6.813,7.086,7.530,7.582[kN]であった。図14に、この評価試験の結果をグラフ化したものを示す。図14のグラフから明らかなように、主体金具を構成する鉄基合金の炭素含有量が少なくなるに従って加締め蓋による絶縁碍子の保持力(抜け荷重)が小さくなるが、炭素含有量が15%以上の第33〜第35のサンプル群と比べ、15%より少ない第30〜第32のサンプル群では、抜け荷重がより小さくなってしまうことが確認できた。
50 主体金具
60 加締め蓋
100 スパークプラグ
321 肩部
Claims (5)
- 自身の外周面の先端側に段部を有する先端側胴部と、当該先端側胴部の後端側に前記先端側胴部よりも大径の中胴部と、当該中胴部の後端側に肩部を介して形成された前記中胴部よりも小径の後端側胴部とを備え、軸線O方向に形成された自身の軸孔内に中心電極を保持し、前記中胴部の外径Mと前記後端側胴部の外径Nとの差が1.8mm以下である絶縁碍子と、
機関への取り付けのための工具係合部を備え、この工具係合部より後端側に形成された加締め蓋の内周面と自身の内孔に形成された径方向内向きに突出する棚部との間に、前記絶縁碍子の中胴部を収容して当該絶縁碍子を保持する主体金具と、
を備えたスパークプラグであって、
前記加締め蓋の内周面と前記絶縁碍子の肩部とが当接する部分を備え、
径方向において前記加締め蓋のうち軸線Oに最も接近した内端点Tinと前記絶縁碍子とが離間しており、且つ軸線O方向において当該内端点Tinと前記肩部とが離間していること
を特徴とするスパークプラグ。 - 前記絶縁碍子の後端側胴部の外径Nがφ11mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のスパークプラグ。
- 前記加締め蓋の内端点Tinと前記軸線Oを含む断面を径方向にみたときに、
前記加締め蓋の内端点Tinを通り前記軸線Oと平行な直線を直線LTin、前記加締め蓋と前記肩部とが接触している部分のうち最も軸線O寄りに位置する点を接点C、当該接点Cを通る前記軸線Oと平行な直線を直線LC、および前記絶縁碍子の中胴部外周面の母線を直線Loutとした場合において、
前記中胴部の外径Mと前記後端側胴部の外径Nとの半径差(M−N)/2に対し、前記直線LTinと直線Loutとの直線間距離が占める割合を50%以上とし、
且つ、前記半径差(M−N)/2に対して前記直線LCと前記直線Loutとの直線間距離が占める割合を25%以上60%以下とすること
を特徴とする請求項1または2に記載のスパークプラグ。 - 前記直線LTinと前記直線LCから等しい距離にある直線Lmと前記絶縁碍子の肩部外表面との交点をIpとし、前記直線Lmと前記加締め蓋の内周面との交点をItとしたときに、
前記接点Cと前記交点Ipとを通る直線と、前記接点Cと前記交点Itとを通る直線とがなす狭角θが、
10°≦θ≦25°
の関係を満たしていることを特徴とする請求項3に記載のスパークプラグ。 - 前記主体金具は、炭素含有量が0.15%以上0.35%以下である鉄基合金であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のスパークプラグ。
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