JP4824464B2 - Spark plug - Google Patents
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Description
本発明は、自動車用エンジン等の内燃機関に使用されるスパークプラグに関する。 The present invention relates to a spark plug used for an internal combustion engine such as an automobile engine.
従来から、スパークプラグとして、中心電極と、この中心電極を保持する絶縁碍子と、先端部に接地電極を備えた主体金具とを備え、主体金具内に絶縁碍子が支持固定された構造のものが知られている。このようなスパークプラグでは、筒状に形成された主体金具内に絶縁碍子の径大の鍔状の部位を挿入し、主体金具の一方の端部を加締めて絶縁碍子の鍔状の部位を軸線方向に押圧することによって主体金具内に絶縁碍子に支持固定する構造とすることが一般的である(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, a spark plug has a structure in which a center electrode, an insulator holding the center electrode, and a metal shell provided with a ground electrode at the tip are supported and fixed in the metal shell. Are known. In such a spark plug, a large bowl-shaped portion of the insulator is inserted into a cylindrical metal shell, and one end of the metal shell is crimped to form a bowl-shaped portion of the insulator. In general, a structure in which an insulator is supported and fixed in the metal shell by pressing in the axial direction (see, for example, Patent Document 1).
また、上記のようなスパークプラグにおいて、熱的な特性(熱価ともいう)は重要であり、特に点火進角とスパークプラグの発火温度の関係から、範囲は規定されている。この範囲が広いほど特性として好ましい。この熱価の調整としては、絶縁碍子の発火部側の燃焼ガスにさらされる面積の大小を調整することによりその範囲を調整する方法が一般的である。しかしながら、この面積の変更のみでは、熱価の調整が十分に行えず単にくすぶり易い、または焼け易いスパークプラグとなってしまうことがある。このため、銅芯入り中心電極等を用いることりより、発火部側からの放熱性を向上させることにより、ワイドレンジ化が図られてきた。 Further, in the spark plug as described above, thermal characteristics (also referred to as heat value) are important, and the range is defined particularly from the relationship between the ignition advance angle and the ignition temperature of the spark plug. The wider this range, the better the characteristics. As the adjustment of the heat value, a method of adjusting the range by adjusting the size of the area exposed to the combustion gas on the ignition part side of the insulator is generally used. However, only by changing the area, the heat value may not be adjusted sufficiently, and the spark plug may be easily smoldered or burnt easily. For this reason, wide range has been achieved by improving the heat dissipation from the ignition part side by using a center electrode with a copper core or the like.
また、上記のような銅芯入り中心電極等を用いたスパークプラグにおいて、主体金具と絶縁碍子の間に形成され燃焼ガスが入り込むガスポケットの長さと、主体金具と絶縁碍子との間に配置される金属製のパッキン介装部の長さの和を一定にし、これらの長さを変更することによって、熱価を調整することも知られている(例えば、特許文献2参照。)。この方法では、放熱性を上げるためには、パッキン介装部の長さを大きくしガスポケットの長さを小さくする。このため、くすぶり等の耐汚損性が悪くなるという問題がある。
上記のように従来においては、くすぶり等の耐汚損性の低下を招くことなく放熱性を上げることが困難であるという問題があった。また、スパークプラグにおいては、小径化することが求められている。 As described above, in the prior art, there has been a problem that it is difficult to improve heat dissipation without causing deterioration in stain resistance such as smoldering. Further, the spark plug is required to have a smaller diameter.
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。本発明は、従来に比べて耐汚損性及び放熱性の向上を図ることができるとともに、小径化を図ることのできるスパークプラグを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problems. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a spark plug that can improve the fouling resistance and heat dissipation as compared with the prior art and can be reduced in diameter.
本発明のスパークプラグは、軸線方向に延在する中心電極と、前記中心電極を保持する円筒状の絶縁碍子と、前記絶縁碍子の一部を収容するとともに、先端部に前記中心電極との間で火花放電を生じさせるための接地電極が設けられた円筒状の主体金具と、を備えたスパークプラグであって、前記主体金具は、当該主体金具の内側に向けて突出する突出部であって、互いに軸線方向位置の異なる突出基端と突出内端とを有し、当該突出内端が前記絶縁碍子と当接される突出部を有し、前記突出部は、前記主体金具と前記絶縁碍子とが当接する当接部のうち、最も軸線方向先端側に位置し、前記突出部と前記絶縁碍子とは圧入によって接触していることを特徴とする。 The spark plug of the present invention accommodates a center electrode extending in the axial direction, a cylindrical insulator for holding the center electrode, a part of the insulator, and a tip portion between the center electrode and the center electrode. A spark plug having a cylindrical metal shell provided with a ground electrode for generating a spark discharge, wherein the metal shell is a protruding portion that protrudes toward the inside of the metal shell. And a projecting base end and a projecting inner end having different axial positions from each other, the projecting inner end having a projecting portion that comes into contact with the insulator, and the projecting portion includes the metal shell and the insulator Among the abutting portions that are in contact with each other, the projection is positioned closest to the tip end in the axial direction , and the protruding portion and the insulator are in contact with each other by press-fitting .
上記構成の本発明のスパークプラグにおいて、突出部は、最も軸線方向先端側に位置した、絶縁碍子と主体金具との間の放熱経路として作用する。このように、主体金具から内周方向に向けて突出させた突出部によって放熱経路を形成することにより、例えば、主体金具と絶縁碍子とに夫々対向する段部を形成して、これらの間にリング状等の伝熱部材を配置する従来構造に比べて、段部等の構造を設ける必要がなくなるため、脚長(ガスポケットの長さ)を最大限長くすることができる。これによって、耐汚損性の良好なスパークプラグを得ることができるとともに、段部を過度に大きくする必要がなくスパークプラグの小径化を図ることができる。さらに、突出部は、突出基端と突出内端とが、軸線方向にずれた位置となるように構成されているので、絶縁碍子への突出部による締め付け負荷を軽減することができる。つまり、突出部のうち絶縁碍子に負荷を及ぼす部分である突出部はたわむように変形して応力を緩和することができ、絶縁碍子に対する突出部による面圧の過度な上昇を抑制することが可能となる。これによって、締め付け負荷により絶縁碍子が破損することを防止できる。また、圧入による主体金具の径方向の膨れを防止することができ、ねじ部のねじ精度の低下を防止できる。 In the spark plug of the present invention having the above-described configuration, the projecting portion functions as a heat dissipation path between the insulator and the metal shell, which is positioned closest to the tip end in the axial direction. In this way, by forming the heat radiation path by the protruding portion that protrudes from the metal shell in the inner peripheral direction, for example, stepped portions that respectively face the metal shell and the insulator are formed, and between them, Compared to a conventional structure in which a heat transfer member such as a ring is arranged, it is not necessary to provide a structure such as a stepped portion, so that the leg length (gas pocket length) can be maximized. As a result, a spark plug with good antifouling properties can be obtained, and the diameter of the spark plug can be reduced without the need for an excessively large stepped portion. Furthermore, since the protruding portion is configured such that the protruding base end and the protruding inner end are displaced from each other in the axial direction, the tightening load due to the protruding portion on the insulator can be reduced. In other words, the protrusion, which is a portion that exerts a load on the insulator among the protrusions, can be deformed to bend and relieve stress, and an excessive increase in surface pressure due to the protrusion on the insulator can be suppressed. It becomes. This can prevent the insulator from being damaged by the tightening load. Moreover, the radial expansion | swelling of the metal shell by press-fitting can be prevented, and the fall of the screw precision of a thread part can be prevented.
また、本発明のスパークプラグは、上記スパークプラグにおいて、前記絶縁碍子は、自身の後端寄りの一部が前記主体金具より露出する碍子径大部と、前記碍子径大部より小径の碍子中胴部と、前記中胴部より小径で機関に取り付けた時に少なくとも自身の先端寄りの一部が燃焼ガスに晒される碍子脚長部とを有し、前記主体金具は、内周面が、前記碍子径大部と対向する大孔部と、前記碍子中胴部と対向する中孔部と、前記碍子脚長部と対向する小孔部とを有し、前記突出部は、前記小孔部の最も後端側に形成され、当該突出部によって前記中孔部と前記小孔部とが区分されていることを特徴とする。このように、突出部の位置を変更することによって、脚長(ガスポケットの長さ)の調整を行うことができるようになり、脚長を最大限長くする構成の実現が可能となる。また、異なる熱価を有する異なる品番のスパークプラグの製造に際し、絶縁碍子については共通部品化することができる。 Further, the spark plug of the present invention is the above spark plug, wherein the insulator has a large diameter portion where a portion near the rear end thereof is exposed from the metal shell, and a small diameter diameter insulator than the large diameter portion. A body part, and an insulator leg long part that is exposed to combustion gas at least a part near its tip when attached to the engine with a smaller diameter than the middle body part, and the inner surface of the metal shell is the insulator A large hole portion opposed to the large diameter portion, a middle hole portion opposed to the insulator middle trunk portion, and a small hole portion opposed to the lever leg long portion, wherein the protruding portion is the most of the small hole portion. It is formed in the rear end side, The said hole part and the said small hole part are divided by the said protrusion part, It is characterized by the above-mentioned. In this way, by changing the position of the protruding portion, the leg length (the length of the gas pocket) can be adjusted, and a configuration that maximizes the leg length can be realized. Further, when manufacturing spark plugs of different product numbers having different heat values, the insulator can be made into a common part.
また、本発明のスパークプラグは、上記スパークプラグにおいて、前記絶縁碍子のうち、前記突出内端と当接する部位が軸線に対して平行であることを特徴とする。絶縁碍子は熱サイクルにより軸線方向に伸縮(膨張−収縮)する。このため絶縁碍子の外径も変化し、突出部の突出内端と絶縁碍子の径方向における当接位置は変化してしまう。この当接位置の変化について軸線方向とこれに垂直な径方向について分析すると、絶縁碍子のうち突出内端と当接する部位が平行でない場合は、絶縁碍子の軸線方向成分の伸縮によっても径方向の当接位置の変化に影響を与えてしまう。しかしながら、本構成のように平行とすることにより、軸線方向の伸縮による径方向の当接位置が変化してしまうことはなく、良好な当接状態を維持することができる。このため、絶縁碍子の破損を抑制ないし低減し、良好な放熱性も実現できる。なお、この突出内端と当接する部位の先端側に隣接する部位を、先端に向かって小径となる傾斜面を有する形状としてもよい。これによって、主体金具内に絶縁碍子を容易に挿入することが可能となる。 The spark plug according to the present invention is characterized in that, in the spark plug, a portion of the insulator that contacts the projecting inner end is parallel to the axis. The insulator expands and contracts (expands and contracts) in the axial direction due to a thermal cycle. For this reason, the outer diameter of the insulator also changes, and the contact position in the radial direction of the protruding inner end of the protruding portion and the insulator changes. When the axial direction and the radial direction perpendicular to the axial direction are analyzed with respect to the change in the contact position, if the portion of the insulator that contacts the projecting inner end is not parallel, the radial direction is also affected by the expansion and contraction of the axial component of the insulator. It will affect the change of the contact position. However, the parallel contact as in this configuration does not change the radial contact position due to expansion and contraction in the axial direction, and a good contact state can be maintained. For this reason, breakage of the insulator is suppressed or reduced, and good heat dissipation can be realized. In addition, it is good also considering the site | part adjacent to the front end side of the site | part which contact | abuts this protrusion inner end as a shape which has the inclined surface which becomes a small diameter toward a front-end | tip. As a result, the insulator can be easily inserted into the metal shell.
また、本発明のスパークプラグは、上記スパークプラグにおいて、前記突出部は、前記突出基端から突出内端に向かって厚みが減少する形状であることを特徴とする。これによって、さらに、絶縁碍子への突出部による締め付け負荷を軽減することができる。 The spark plug according to the present invention is characterized in that, in the spark plug, the protruding portion has a shape whose thickness decreases from the protruding base end toward the protruding inner end. As a result, the tightening load due to the protrusions on the insulator can be further reduced.
また、本発明のスパークプラグは、上記スパークプラグにおいて、前記主体金具は、少なくとも前記突出部よりも後端側に、圧入、焼き嵌め、冷やし嵌めのいずれかによって前記絶縁碍子を保持する嵌合部を備えることを特徴とする。 Further, the spark plug of the present invention is the above-described spark plug, wherein the metal shell holds the insulator by any one of press fitting, shrink fitting, and cold fitting at least on the rear end side of the protruding portion. It is characterized by providing.
上記のように、主体金具の嵌合部にて、圧入、焼き嵌め、冷やし嵌めのいずれかによって絶縁碍子を保持することによって、従来のように主体金具の加締め部を係合させるための大径の部位を絶縁碍子に設ける必要がなくなる。これにより、スパークプラグの最大径を従来に比べて細くすることができる。すなわち、従来に比べてスパークプラグの小径化を図ることができる。また、嵌合部において気密性を保持する構造とすることによって、放熱部の構造の自由度を高めることができる。 As described above, by holding the insulator by any one of press fitting, shrink fitting, and cold fitting at the fitting portion of the metal shell, a large size for engaging the crimping portion of the metal shell as in the conventional case. There is no need to provide a diameter portion in the insulator. Thereby, the maximum diameter of a spark plug can be made thinner than before. That is, the diameter of the spark plug can be reduced as compared with the conventional case. Moreover, the freedom degree of the structure of a thermal radiation part can be raised by setting it as the structure which maintains airtightness in a fitting part.
前記絶縁碍子が前記嵌合部にて保持される手段としては、圧入を選択することができ、この場合絶縁碍子の圧入部の先端側に、後端側よりも径小とした圧入導入部を設けることが好ましい。これによって容易に製造が可能となり、かつ、十分な抜け荷重を確保することができる。 As a means for holding the insulator in the fitting portion, press-fitting can be selected. In this case, a press-fitting introduction portion having a diameter smaller than that of the rear end side is provided on the front end side of the press-fitting portion of the insulator. It is preferable to provide it. This makes it possible to manufacture easily and to ensure a sufficient pull-out load.
本発明によれば、従来に比べて耐汚損性及び放熱性の向上を図ることができるとともに、小径化を図ることのできるスパークプラグを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to aim at the improvement of stain resistance and heat dissipation compared with the past, the spark plug which can aim at diameter reduction can be provided.
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るスパークプラグ100の要部断面構成を拡大して示すものであり、図2は、スパークプラグ100の全体の外観を示し、図3は図1中に一点鎖線で囲んだ要部構成をさらに拡大して示している。スパークプラグ100は、略円筒状の主体金具1と、先端部が突出するようにその主体金具1内に嵌め込まれる略円筒状の絶縁碍子2とを備えている。図1中に点線で示すように、絶縁碍子2内の先端側の中心部分にはその軸方向に沿って銅芯入りの中心電極3が配置されており、中心電極3の先端部は絶縁碍子2の先端面から突出した状態となっている。そして、この中心電極3の先端部と対向するように、接地電極10が配置されている。この接地電極10は、一端が主体金具1に結合され、接地電極10と中心電極3の間には所定間隔の火花放電ギャップが形成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an enlarged cross-sectional configuration of a main part of a
絶縁碍子2は、例えばアルミナ等のセラミック焼結体により略円筒状に構成されている。図1中に点線で示すように、絶縁碍子2の内部には自身の軸方向に沿って中心電極3を挿通させるための貫通孔が設けられ、その後端側に端子金具4が挿入・固定され、先端部側に中心電極3が挿入・固定されている。これらの端子金具4と中心電極3とは、絶縁碍子2の貫通孔内において抵抗体30及び導電性ガラスシール層31を介して電気的に接続されている。また、絶縁碍子2は、主体金具1の後端寄り部位や主体金具1より後端側で主体金具1より露出する部位を含む碍子径大部21と、碍子径大部21より先端側で碍子径大部21より小径の碍子中胴部22と、碍子中胴部22より先端側で碍子中胴部22より小径でありエンジン等の内燃機関に取り付けた時に自身の先端寄りの一部が燃焼ガスに晒される碍子脚長部23とを有している。本実施形態では、碍子中胴部22は、後端側に位置し大径の後端側碍子中胴部220と、先端側に位置し小径の先端側碍子中胴部221とから構成されている。
The
主体金具1は、炭素鋼やステンレス鋼等の金属、例えば、S35C、S45C、SUS430、SUS630等により円筒状に形成されており、スパークプラグ100のハウジングを構成するとともに、その先端側(図中下側)の外周面には、スパークプラグ100を図示しない機関のプラグ取付孔に取り付けるためのねじ部7が形成されている。このねじ部7より後端側の外周部には、スパークプラグ100をプラグ取付孔に取り付ける際に、スパナやレンチ等の工具を係合させる工具係合部8が設けられている。そして、この工具係合部8よりさらに後端側には、嵌合部9が設けられている。なお、図1,2において、5はスパークプラグ100を機関に取り付けた際に当該機関との間で気密封止面を形成する座面である。この座面5と機関の当接面との間には、例えば気密シールのためのリング状のシール部材(ガスケット)が配置される場合がある。
The
主体金具1の内周面は、絶縁碍子2の碍子径大部21と対向する大孔部11と、碍子中胴部22と対向する中孔部12と、碍子脚長部23と対向する小孔部13とを有している。また、中孔部12は、主に後端側碍子中胴部220と対向する大径の後端側中孔部120と、主に先端側碍子中胴部221と対向する小径の先端側中孔部121とから構成されている。
The inner peripheral surface of the
小孔部13の最も後端側(図1中上側)には、主体金具1の内側に向けて突出する環状の突出部14が形成されており、この突出部14によって、実質的に、中孔部12(先端側中孔部121)と小孔部13とが区分されている。突出部14は、図3に示すように、互いに軸線方向位置の異なる突出基端140と突出内端141とを有し、突出内端141が絶縁碍子2と当接されている。すなわち、突出基端140と突出内端141とは、その軸線方向位置(図3中に双方向矢印で示す。)が一部も重なることがないように軸線方向にずれた位置に配置されている。なお、この双方向矢印に示す長さが突出部の「厚み」にも相当する。すなわち、「厚み」とは、突出部をスパークプラグの軸線を含む断面において、軸線と平行な方向に占める突出部の長さを意味するものである。
An annular projecting
上記突出部14は、後で詳述する嵌合部9と同様に、絶縁碍子2が圧入された状態に維持される。そして、この突出部14が、主体金具1と絶縁碍子2とが当接する当接部のうち、最も軸線方向先端側に位置している。すなわち、突出部14は、絶縁碍子2と主体金具1との間に形成される放熱経路のうち、最も軸線方向先端側に位置した放熱経路として作用する。このように、主体金具1から内周方向に向けて突出させた突出部14によって放熱経路を形成することにより、例えば、主体金具と絶縁碍子とに夫々対向する段部を形成して、これらの間にリング状等の伝熱部材を配置する場合に比べて、段部等の構造を設ける必要がなくなるため、脚長(ガスポケットの長さ)を最大限長くすることができる。これによって、放熱性を良好に維持しつつ、耐汚損性の良好なスパークプラグを得ることができるとともに、スパークプラグ全体の小径化を図ることができる。
The protruding
また、圧入によって、突出部14と絶縁碍子2とが径方向の締め付けによって接触しているため、軸方向に押圧されて接触している場合に比べて、熱サイクルが加わった場合において、より確実に接触状態を維持することができる。すなわち、熱サイクルが加わった場合、絶縁碍子2の径方向の伸縮よりも、軸方向の伸縮が大きくなる。このため、軸方向に押圧されて伝熱部材が接触している場合、熱が加わって絶縁碍子2が伸びると伝熱部材の変形が進み、温度が常温に戻り絶縁碍子2の伸びが戻ると接触が保たれない場合がある。一方、本実施形態によれば、絶縁碍子2の軸方向への伸縮に対しては、突出部14と絶縁碍子2とがスライドすることで吸収できる。また、径方向への絶縁碍子2の伸縮は軸方向に比べて僅かであることに加え、突出部14自身がたわむように変形したりするため、問題とならない。このため、良好な放熱性を維持することができる。
Further, since the projecting
さらに、前述したとおり、突出部14は、突出基端140と突出内端141とが、その軸線方向位置が一部も重なることがないように軸線方向にずれた位置に配置された構成となっている。換言すれば、径方向の任意の断面において、主体金具1と絶縁碍子2との間に空間が形成されるように、突出部14が配置されている。これによって、絶縁碍子2への締め付け負荷を軽減することができる。突出部14は、絶縁碍子2のうち、小径で肉厚の薄い碍子脚長部23と当接されているため、このように面圧を抑制することは、絶縁碍子2の破損を防止する上で有効である。また、圧入による主体金具1の径方向の膨れを防止することができ、ねじ部7のねじ精度の低下を防止することができる。
Furthermore, as described above, the projecting
また、本実施形態によれば、突出部14の軸方向位置を変更することによって、熱価を調節することが可能である。この場合においても、絶縁碍子2については、共通部品化が可能となる。
Moreover, according to this embodiment, it is possible to adjust a heat value by changing the axial direction position of the
なお、本実施形態では、上記した突出部14より後端側に、放熱経路を形成するための環状の伝熱部材40が、絶縁碍子2と主体金具1との間に介在するように設けられている。この伝熱部材40は、熱伝導性の良好な金属、例えば銅、アルミニウム等から構成されている。このように、絶縁碍子2の軸方向に離間した複数個所(2箇所)において、絶縁碍子2から主体金具1へ放熱する放熱経路を形成することにより、放熱を精度良く制御することができ、耐汚損性の低下を招くことなく、ワイドレンジ化することができる。
In the present embodiment, an annular
すなわち、この場合、図1中の突出部14による先端側の放熱経路は、主として絶縁碍子2の先端部からの熱を主体金具1に放熱する。また、図1中の伝熱部材40による後端側の放熱経路は、中心電極3と抵抗体30とを接合する部分に隣接して設けられており、熱伝導性の良好な銅芯入り中心電極3からの熱を主体金具1に放熱する。これによって、これらの部位の温度を夫々所望の熱価に合うように所望温度に制御することができ、プリイグニッションの発生等を防止してワイドレンジ化を実現することができる。また、ガスポケットの長さを小さくする必要もないため、くすぶり等の耐汚損性が悪化することもない。
That is, in this case, the heat radiation path on the distal end side by the
嵌合部9は、絶縁碍子2を嵌合保持するためのものであり、本実施形態においてこの嵌合部9は、絶縁碍子2を圧入することによって、径方向に嵌合保持するようになっている。このように、嵌合部9を工具係合部8よりも後端側に設けることにより、工具係合部8に工具を係合させてスパークプラグ100をプラグ取付孔に締め付けた際等に、嵌合部9にねじれトルクや軸力が加わることを防止したり、低減することができ、嵌合部9における結合部分(嵌合保持)の信頼性を向上させることができる。すなわち、スパークプラグ100のプラグ取付孔への取り付け、取り外しを繰り返して何度も行ったとしても、嵌合部9への影響が小さく、絶縁碍子2との結合状態に緩み等が生じることがない。また、主体金具1の後端側で絶縁碍子2を支持することにより、絶縁碍子2が振動した際の振動周波数を高めることができ、耐振動性を向上させることができる。
The
また、上記のような嵌合部9を、例えばねじ部7の部分に設けたとすると、絶縁碍子2の圧入によってねじ部7が膨らみ、ねじ精度が低下する可能性があるが、本実施形態のように、工具係合部8よりも後端側に嵌合部9を設けることにより、このような不具合が生じることを防止することができる。更に、後端側に設けることで絶縁碍子2の碍子径大部21側で嵌合することができる。碍子径大部21は他の部位に比べて厚肉に構成することができ、絶縁碍子2の破壊荷重が小/中径部と比べて高く、そのため嵌合力を強めに設計しても、絶縁碍子2が破壊、損傷することを防ぐことができる。また、エンジンで使用したときに、比較的低温となるため気密漏れ等の不具合が生じにくい。
Further, if the
一方、前記したとおり、絶縁碍子2は、先端側から順に、碍子脚長部23、碍子中胴部22、碍子径大部21とされている。そして、碍子径大部21の碍子中胴部22側端部は、所定角度のテーパーが形成され、主体金具1の嵌合部9に圧入するための圧入導入部24とされている。この圧入導入部24のテーパー角度は、1〜5度程度とすることが好ましく、2〜4度程度とすることがさらに好ましい。テーパー角度を1度以上、好ましくは2度以上とする理由は、テーパー角度によって、テーパー長(圧入導入部長さ)が変化し、テーパー角度が1度未満となると、テーパー長が急激に長くなるためである。また、テーパー角度を5度以下、好ましくは4度以下とする理由は、十分な抜き後の嵌合代を確保するためである。この抜き後の嵌合代とは、一旦圧入した後引き抜いた時の絶縁碍子2の外形(D1)と圧入部9の内径(D2)との径差(D2−D1)のことを示しており、十分な嵌合強度(一定以上の抜け荷重)を得るためにはある程度大きい必要がある。
On the other hand, the
上記のように、本実施形態では、嵌合部9に、絶縁碍子2を圧入して嵌合保持する構成となっているので、従来のように主体金具1の加締め部を係合させるための大径の部位を絶縁碍子2に設ける必要がなく、スパークプラグ100の最大径を細くすることができる。これによって、エンジンに設けるスパークプラグ100取り付け用の孔の径を小さくすることができ、エンジン設計における自由度を高めることができる。なお、圧入の他、焼き嵌め、冷やし嵌め、或いはこれらの組み合わせによって、嵌合部9に絶縁碍子2を嵌合させるようにしても良い。
As described above, in the present embodiment, the
また、本実施形態のスパークプラグでは、嵌合部分の信頼性を高める、すなわち抜け荷重を高くする必要があるが、この抜け荷重を高くすればするほど、圧入荷重も高くなってしまう。このようなときには、圧入時に潤滑材を使用することで嵌合部の信頼性を高く保ったまま、圧入荷重を少なくすることができる。この場合、圧入後に熱処理を行うことで抜け荷重が増大する。これは、熱処理によって潤滑材が分解され潤滑効果がなくなるためと、嵌合部9の接触状態が熱処理前では点接触の状態にあるが、点接触部には局所的に高面圧が掛かっており、この状態に熱を与えることで主体金具材が軟化、そして塑性変形することで接触状態が点から面接触へと変化し、嵌合部9の真の接触面積が増大するための2つの効果による。このような潤滑材としては、例えばパスキンM30(商品名)、セロゾール(商品名)等を使用することができる。
Moreover, in the spark plug of this embodiment, it is necessary to increase the reliability of the fitting portion, that is, to increase the unloading load. However, the higher the unloading load, the higher the press-fit load. In such a case, the press-fitting load can be reduced while keeping the reliability of the fitting portion high by using a lubricant during press-fitting. In this case, the removal load increases by performing heat treatment after press-fitting. This is because the lubricant is decomposed by heat treatment and the lubrication effect is lost, and the contact state of the
熱処理は、例えば温度300℃で15分程度行うことが好ましい。このような圧入後の熱処理を行わなかった場合、圧入荷重と抜け荷重は略同一となる。ところが、上記のような熱処理を行うことにより、例えば嵌合部直径(絶縁碍子の外径)が10mmのスパークプラグの場合に実際に測定したデータの一例を挙げれば、圧入荷重が150Kgに対して、室温での抜け荷重が610Kg、200℃での抜け荷重が520Kgとなった。また、例えば嵌合部直径(絶縁碍子の外径)が8mmのスパークプラグの場合に実際に測定したデータの一例を挙げれば、圧入荷重が157Kgに対して、室温での抜け荷重が357Kg、200℃での抜け荷重が276Kgとなった。この圧入の際は、主体金具1の座面5を支持して絶縁碍子2の圧入を行っている。主体金具1には公知の方法によって、先端に接地電極10が接合されているので(図1参照。)、この接地電極10を変形させてしまうことなく圧入を行うためには座面5を支持して圧入することが好ましい。
The heat treatment is preferably performed at a temperature of 300 ° C. for about 15 minutes, for example. When such heat treatment after press-fitting is not performed, the press-fitting load and the removal load are substantially the same. However, by performing the heat treatment as described above, for example, in the case of a spark plug having a fitting portion diameter (outer diameter of the insulator) of 10 mm, an example of data actually measured is as follows. The unloading load at room temperature was 610 kg, and the unloading load at 200 ° C. was 520 kg. For example, in the case of a spark plug having a fitting portion diameter (outer diameter of the insulator) of 8 mm, an example of data actually measured is 157 kg of press-fit load and 357 kg of unloading load at room temperature. The unloading load at ℃ was 276 kg. In this press-fitting, the
さらに、上記嵌合部9は、絶縁碍子2の外側との間で、必要とされる気密性が確保できるようになっている。スパークプラグ100を取り付けた状態で内部から1.55MPaの圧力が加わった場合の気密性について測定したところ、常温では漏れ量が略0ml/min、200℃で略1ml/min程度であり、一般に市販されている加締めによるスパークプラグと同等以上の気密性が確保されていることが分かった。このように、本実施形態に係るスパークプラグ100では、嵌合部9において気密性を確保するようになっているので、従来のように気密性を確保するためのシールとなるタルク粉末等の充填が必要なく、このため構造を簡易化することができる。
Further, the
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。例えば、本実施形態に記載したL字形状の接地電極10の他、複数の接地電極を組み合わせたもの、さらには一般に沿面放電タイプと呼ばれるもののひとつである主体金具の先端部が火花放電電極を兼ねるタイプであってもよい。
In the above, the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment and the like, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the gist thereof. For example, in addition to the L-shaped
また、嵌合部において絶縁碍子と当接する部分の長さは1mm以上とすることが好ましい。しかしながら、長すぎると過剰な圧入荷重を必要としてしまうため、作製の面からは嵌合部の内径を上限とすることが好ましい。また、本発明の要点である突出部についても、上記実施形態に限定されることはない。上記実施形態では突出部を環状形状としているが、例えば突出部に径方向のスリットを設け圧入を容易に行える構成としてもよい。なお、このように構成する場合は、突出部よりも後端側にて気密を保持する部分を有することが必要であることはいうまでもない。 Moreover, it is preferable that the length of the part which contacts an insulator in a fitting part shall be 1 mm or more. However, if the length is too long, an excessive press-fitting load is required. From the viewpoint of production, it is preferable to set the inner diameter of the fitting portion as the upper limit. Further, the protruding portion that is the main point of the present invention is not limited to the above embodiment. In the above-described embodiment, the projecting portion has an annular shape. However, for example, a radial slit may be provided in the projecting portion to facilitate press-fitting. In addition, when comprised in this way, it cannot be overemphasized that it needs to have a part which hold | maintains airtight in the rear end side rather than a protrusion part.
1……主体金具、2……絶縁碍子、3……中心電極、4……端子金具、7……ねじ部、8……工具係合部、9……嵌合部、10……接地電極、14……突出部、100……スパークプラグ。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記中心電極を保持する円筒状の絶縁碍子と、
前記絶縁碍子の一部を収容するとともに、先端部に前記中心電極との間で火花放電を生じさせるための接地電極が設けられた円筒状の主体金具と、
を備えたスパークプラグであって、
前記主体金具は、当該主体金具の内側に向けて突出する突出部であって、互いに軸線方向位置の異なる突出基端と突出内端とを有し、当該突出内端が前記絶縁碍子と当接される突出部を有し、
前記突出部は、前記主体金具と前記絶縁碍子とが当接する当接部のうち、最も軸線方向先端側に位置し、
前記突出部と前記絶縁碍子とは圧入によって接触している
ことを特徴とするスパークプラグ。 A central electrode extending in the axial direction;
A cylindrical insulator holding the center electrode;
A cylindrical metal shell provided with a ground electrode for accommodating a part of the insulator and generating a spark discharge with the center electrode at the tip,
A spark plug comprising:
The metal shell is a protruding portion that protrudes toward the inside of the metal shell, and has a protruding base end and a protruding inner end that are different from each other in the axial direction, and the protruding inner end is in contact with the insulator. Having a protruding portion,
The projecting portion is located on the most distal end side in the axial direction among the abutting portions with which the metal shell and the insulator are abutted ,
The spark plug, wherein the protrusion and the insulator are in contact with each other by press-fitting .
前記主体金具は、内周面が、前記碍子径大部と対向する大孔部と、前記碍子中胴部と対向する中孔部と、前記碍子脚長部と対向する小孔部とを有し、
前記突出部は、前記小孔部の最も後端側に形成され、当該突出部によって前記中孔部と前記小孔部とが区分されていることを特徴とする請求項1記載のスパークプラグ。 The insulator is attached to the engine with a large-diameter portion in which a portion near the rear end of the insulator is exposed from the metal shell, a small-diameter intermediate body portion smaller than the large-diameter portion, and a smaller diameter than the central body portion. And at least a part near its tip when exposed to combustion gas,
The metal shell has a large hole portion with an inner peripheral surface facing the large insulator diameter portion, a medium hole portion facing the insulator medium trunk portion, and a small hole portion facing the insulator leg long portion. ,
2. The spark plug according to claim 1, wherein the protruding portion is formed on the most rear end side of the small hole portion, and the middle hole portion and the small hole portion are divided by the protruding portion.
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