JP4975133B2 - スパークプラグ - Google Patents
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中心電極と、
中心電極の先端部を自身の先端面に露出させる形にて、該中心電極の外側に配置される絶縁体と、
中心電極の先端部との間に火花放電ギャップを形成するとともに、当該火花放電ギャップにて絶縁体の先端部表面に沿う沿面火花放電が可能となるように、絶縁体先端部及び中心電極先端部との間の位置関係が定められた接地電極とを備え、
絶縁体先端部表面に、侵食抑制層を形成することにより、沿面火花放電に伴う絶縁体先端部表面の侵食を抑制するようにしたことを特徴とする。
中心電極の先端部を自身の先端面に露出させる形にて、該中心電極の外側に配置される絶縁体と、
中心電極の先端部との間に火花放電ギャップを形成するとともに、当該火花放電ギャップにて絶縁体の先端部表面に沿う沿面火花放電が可能となるように、絶縁体先端部及び中心電極先端部との間の位置関係が定められた接地電極とを備え、
中心電極及び/又は接地電極は、火花放電ギャップに面する発火面の形成部分が少なくとも、Fe、Cr及びCuの少なくとも1以上を絶縁体侵食抑制成分として含有する金属材料にて構成され、火花放電ギャップにおける火花放電に伴い絶縁体先端部表面に、絶縁体侵食抑制成分を含有した侵食抑制層を形成することにより、沿面火花放電に伴う絶縁体先端部表面の侵食を抑制するように構成したスパークプラグが公知である。
中心電極と、
自身に形成された貫通孔内に中心電極が軸線方向に挿入され、該中心電極の先端部を自身の先端面に露出させる絶縁体と、
中心電極の先端部との間に火花放電ギャップを形成するとともに、当該火花放電ギャップにて絶縁体の先端部表面に沿う沿面火花放電が可能となるように、絶縁体先端部及び中心電極先端部との間の位置関係が定められた接地電極とを備え、
中心電極及び/又は接地電極は、火花放電ギャップに面する発火面形成部分が少なくとも、Fe、Cr及びCuの少なくとも1以上からなる成分を絶縁体侵食抑制成分として含有する金属材料にて構成され、火花放電ギャップにおける火花放電に伴い絶縁体先端部表面に絶縁体侵食抑制成分を含有した侵食抑制層が形成されるようになっており、かつ、
前記中心電極の外径Dと、該中心電極が挿通される貫通孔の内径dとの差d−Dが、絶縁体の先端位置から軸線方向に5mm離間した位置において0.07mm以上確保され、
さらに、前記中心電極及び/又は前記接地電極の、前記火花放電ギャップに面する発火面形成部分が少なくとも、前記Fe、Cr及びCuの少なくとも1を合計で10質量%以上含有する金属材料にて構成され、
前記侵食抑制層の形成に寄与することなく前記絶縁体侵食抑制成分の酸化により生じた反応生成物がダストとして前記中心電極と前記貫通孔との隙間に堆積して詰まることを抑制し、又は沿面放電火花により削られて生じた、既に形成されている前記侵食抑制層の一部がダストとして前記隙間に堆積して詰まることを抑制して、前記中心電極と前記絶縁体との熱膨張率の差による該絶縁体の割れを防止することを特徴とする。
中心電極と、
中心電極の先端部を自身の先端面に露出させる形にて、該中心電極の外側に配置される絶縁体と、
中心電極の先端部との間に火花放電ギャップを形成するとともに、当該火花放電ギャップにて絶縁体の先端部表面に沿う沿面火花放電が可能となるように、絶縁体先端部及び中心電極先端部との間の位置関係が定められた接地電極とを備え、
沿面火花放電の経路となる絶縁体先端部表面に、無機系化合物を主体とする侵食抑制層が形成され、その侵食抑制層により沿面火花放電に伴う絶縁体先端部表面の侵食抑制を図るように構成することができる。
(1)Ni基耐熱合金:本明細書では、Niを40〜85質量%含有し、残部の主体が、Cr、Co、Mo、W、Nb、Al、Ti及びFeの1種又は2種以上からなる耐熱合金を総称する。具体的には、次のようなものが使用できる(いずれも商品名;なお、合金組成については、文献(改訂3版金属データブック(丸善);p138)に記載されているので、詳細な説明は行わない):
ASTROLOY、CABOT 214、D-979、HASTELLOY C22、HASTELLOY C276、HASTELLOY G30、HASTELLOY S、HASTELLOY X、HAYNES 230、INCONEL 587、INCONEL 597、INCONEL 600、INCONEL 601、INCONEL 617、INCONEL 625、INCONEL 706、INCONEL 718、INCONEL X750、KSN、M-252、NIMONIC 75、NIMONIC 80A、NIMONIC 90、NIMONIC 105、NIMONIC 115、NIMONIC 263、NIMONIC 942、NIMONIC PE11、NIMONIC PE16、NIMONIC PK33、PYROMET 860、RENE 41、RENE 95、SSS 113MA、UDIMET 400、UDIMET 500、UDIMET 520、UDIMET 630、UDIMET 700、UDIMET 710、UDIMET 720、UNITEP AF2-1
DA6、WASPALOY。
A-286、ALLOY 901、DISCALOY、HAYNES 556、INCOLOY 800、INCOLOY 801、INCOLOY 802、INCOLOY 807、INCOLOY 825、INCOLOY 903、INCOLOY 907、INCOLOY 909、N-155、PYROMET CTX-1、PYROMET CTX-3、S-590、V-57、PYROMET CTX-1、16-25-6、17-14CuMo、19-9DL、20-Cb3。
2 中心電極
2a 先端部
2b 外周面(発火面)
2c 基端部
3 絶縁体
3d 貫通孔
4,104 接地電極
4a 端面(発火面)
13 端子金具
15 抵抗体
30,31 侵食抑制層
40〜42,4g,105 耐消耗部
Claims (16)
- 中心電極と、
自身に形成された貫通孔内に前記中心電極が軸線方向に挿入され、該中心電極の先端部を自身の先端面に露出させる絶縁体と、
前記中心電極の先端部との間に火花放電ギャップを形成するとともに、当該火花放電ギャップにて前記絶縁体の先端部表面に沿う沿面火花放電が可能となるように、前記絶縁体先端部及び中心電極先端部との間の位置関係が定められた接地電極とを備え、
前記中心電極及び/又は前記接地電極は、前記火花放電ギャップに面する発火面形成部分が少なくとも、Fe、Cr及びCuの少なくとも1以上からなる成分を絶縁体侵食抑制成分として含有する金属材料にて構成され、前記火花放電ギャップにおける火花放電に伴い前記絶縁体先端部表面に前記絶縁体侵食抑制成分を含有した侵食抑制層が形成されるようになっており、かつ、
前記中心電極の外径Dと、該中心電極が挿通される前記貫通孔の内径dとの差d−Dが、前記絶縁体の先端位置から軸線方向に5mm離間した位置において0.07mm以上確保され、
さらに、前記中心電極及び/又は前記接地電極の、前記火花放電ギャップに面する発火面形成部分が少なくとも、前記Fe、Cr及びCuの少なくとも1を合計で10質量%以上含有する金属材料にて構成され、
前記侵食抑制層の形成に寄与することなく前記絶縁体侵食抑制成分の酸化により生じた反応生成物がダストとして前記中心電極と前記貫通孔との隙間に堆積して詰まることを抑制し、又は沿面放電火花により削られて生じた、既に形成されている前記侵食抑制層の一部がダストとして前記隙間に堆積して詰まることを抑制して、前記中心電極と前記絶縁体との熱膨張率の差による該絶縁体の割れを防止することを特徴とするスパークプラグ。 - 中心電極側が正となる極性にて電圧印加されるようになっており、かつ、前記中心電極の外径Dと、該中心電極が挿通される前記貫通孔の内径dとの差d−Dが、前記絶縁体の先端位置から軸線方向に5mm離間した位置において0.03mm以上確保されている請求項1に記載のスパークプラグ。
- 前記金属材料は、Ni又はFeを主成分とするものである請求項1又は2記載のスパークプラグ。
- 前記中心電極は、先端部が基端部よりも小径となるように縮径されており、前記絶縁体の先端位置から軸線方向に5mm離間した位置において、その基端部の外径D1と前記貫通孔の内径dとの差d−D1が、0.07mm以上確保されている請求項1ないし3のいずれかに記載のスパークプラグ。
- 前記絶縁体の軸方向に形成された貫通孔に対し、その一方の端部側に端子金具が固定され、同じく他方の端部側に前記中心電極が固定されるとともに、該貫通孔内において前記端子金具と前記中心電極との間に抵抗体が配置されており、該抵抗体を介した前記端子金具と前記中心電極との間の電気抵抗値が2kΩ以上確保されている請求項1ないし4のいずれかに記載のスパークプラグ。
- 前記接地電極及び/又は前記中心電極の、前記火花放電ギャップに面する発火面の一部を含む部分が、Ir、Pt、Rh、W、Re及びRuの少なくともいずれかを主成分とする金属又は該金属を主体とする複合材料で構成された耐消耗部とされている請求項1ないし5のいずれかに記載のスパークプラグ。
- 前記中心電極の外周面には、該中心電極の軸線方向において、前記絶縁体の先端位置に関してその両側に位置する領域にまたがらないように、Ir、Pt、Rh、W、Re及びRuの少なくともいずれかを主成分とする金属又は該金属を主体とする複合材料で構成された耐消耗部が形成されている請求項1ないし6のいずれかに記載のスパークプラグ。
- 前記中心電極の軸線方向において該中心電極の先端に向かう側を前方側として、前記耐消耗部の前方側の縁が、前記絶縁体の先端縁から前記軸線方向において後方側へ0.5mmまでの区間内に位置している請求項7記載のスパークプラグ。
- 前記耐消耗部の周辺において、Fe及びCrの合計含有量が7質量%以上となる領域が、前記絶縁体の先端縁から前記軸線方向において前方側へ0.5mm、後方側へ0.3mmまでの区間内に位置している請求項7又は8記載のスパークプラグ。
- 前記中心電極を取り囲む形態で、前記接地電極が3つ以上配置されている請求項1ないし9のいずれかに記載のスパークプラグ。
- 前記中心電極の先端部が、前記絶縁体から突出して配置されるとともに、その絶縁体の外側を覆う筒状の主体金具が設けられ、
前記接地電極は、基端側が前記主体金具の端部に接合され、先端側は前記中心電極側に曲げ返されて、その端面が、突出する前記中心電極の先端部側面と対向するように配置されて第一ギャップを形成する一方、前記接地電極の先端部内側面が、前記絶縁体の先端面と対向して前記第一ギャップよりも小さい第二ギャップを形成し、
前記中心電極の軸線方向において該中心電極の先端面側を前方側、これと反対側を後方側として、前記軸線方向において、前記接地電極の端面の後方側の縁と前記絶縁体の先端面との間の距離hが0.3mm以上に調整されている請求項1ないし10のいずれかに記載のスパークプラグ。 - 前記絶縁体の外側を覆う筒状の主体金具が設けられ、
前記接地電極の基端側が前記主体金具の端部に接合される一方、先端側は前記中心電極側に曲げ返されて、その端面が前記絶縁体先端部を間に挟んで前記中心電極の側面と対向するように配置されており、
前記中心電極の軸線方向において、前記接地電極の端面の後方側の縁から前方側の縁までの距離をH、同じく前記絶縁体の先端面から前記接地電極の端面の前方側の縁までの距離をhとして、h/Hが0.5以下に設定されている請求項1ないし11のいずれかに記載のスパークプラグ。 - 前記中心電極の先端部の軸断面径が2.0mm以上である請求項1ないし12のいずれかに記載のスパークプラグ。
- 前記絶縁体の外側を覆う筒状の主体金具が設けられ、
前記接地電極として、基端側が前記主体金具の端部に接合される一方、先端側は前記中心電極側に曲げ返される形態のものが複数設けられるとともに、それら接地電極の1つは、側面が前記中心電極の先端面と対向するように配置される一方、残余の接地電極の少なくとも1つのものが、端面が前記中心電極の側面と対向するように配置され、
かつ前記中心電極の外径Dと、該中心電極が挿通される前記貫通孔の内径dとの差d−Dが、前記絶縁体の先端位置から軸線方向に5mm離間した位置において0.07mm以上確保されている請求項1ないし13のいずれかに記載のスパークプラグ。 - 側面が前記中心電極の先端面と対向するように配置される接地電極は、その端面が前記絶縁体先端部を間に挟んで前記中心電極の側面と対向するように配置されている請求項14記載のスパークプラグ。
- 前記絶縁体先端面に対応する位置における、前記中心電極の先端部の軸断面径が2.0mm以上である請求項14又は15に記載のスパークプラグ。
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