JP5226838B2 - スパークプラグ - Google Patents
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Description
電極母材と、当該電極母材の内部に設けられ、銅を主体とする内層とを有する中心電極と、
前記中心電極の先端に設けられた貴金属チップと、
を備えたスパークプラグであって、
前記貴金属チップと、前記電極母材と、前記内層とにわたって形成された溶融部を備え、
前記中心電極の中心軸に平行な断面であって、かつ、前記中心軸及び前記溶融部を通る断面において、
前記溶融部は、前記内層に接しており、前記貴金属チップの成分と、前記電極母材の成分と、前記内層を形成する銅成分とを含むことを特徴とするスパークプラグ。
本適用例の構成では、溶融部に銅成分が含まれるので、溶融部の熱伝導率を大きくすることができる。したがって、溶融部の熱引き性能を向上させることができるとともに、貴金属チップの熱引き性能を向上させることができる。
適用例1に記載のスパークプラグであって、
前記断面において、
前記溶融部と前記内層とが接する部分のうち前記中心電極の外周面に最も近い点を点P1とし、
前記点P1を通り、前記中心軸に平行な直線を直線L1とし、
前記溶融部のうち、前記直線L1よりも前記中心軸寄りにある領域を領域Rとした場合に、
前記領域Rの重心Gにおける前記銅成分の含有量は、10重量%以上であることを特徴とするスパークプラグ。
中心電極の内層は、銅を主体として形成されているため、熱伝導率が大きい。領域Rは、溶融部のうち、中心電極の内層と貴金属チップとの間に挟まれた領域であるため、貴金属チップの熱引き性能に最も影響を与える領域である。本適用例の構成では、領域Rの重心Gにおける銅成分の含有量が10重量%以上であるため、溶融部の領域Rにおける熱伝導率を大きくすることができる。したがって、溶融部の熱引き性能を向上させることができるとともに、貴金属チップの熱引き性能を向上させることができる。
適用例1または適用例2に記載のスパークプラグであって、
前記断面において、
前記溶融部と前記内層とが接する部分のうち前記中心電極の外周面に最も近い点を点P1とし、
前記点P1を通り、前記中心軸に平行な直線を直線L1とし、
前記中心軸を挟んで、前記溶融部に対向して形成されている第2の溶融部と前記内層とが接する部分のうち前記中心電極の外周面に最も近い点を点P2とし、
前記点P2を通り、前記中心軸に平行な直線を直線L2とし、
前記直線L1と前記直線L2の距離をbとした場合に、
b≧0.2mm
の関係式を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
距離bは、内層のうち、溶融部や貴金属チップに接する部分の幅である。この距離bが長いほど、溶融部や貴金属チップに接する内層の面積が大きくなるので、溶融部や貴金属チップの熱引き性能を向上させることができる。本適用例の構成では、距離bが0.2mm以上なので、溶融部の熱引き性能を向上させることができるとともに、貴金属チップの熱引き性能を向上させることができる。
適用例1から適用例3のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記断面において、
前記溶融部と前記内層とが接する部分のうち前記中心電極の外周面に最も近い点を点P1とし、
前記点P1を通り、前記中心軸に平行な直線を直線L1とし、
前記直線L1と前記溶融部の前記貴金属チップ側における輪郭線との交点を点P3とし、
前記点P1から前記点P3までの長さをaとした場合に、
a≦0.3mm
の関係式を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
長さaは、中心電極の内層と貴金属チップとの間に形成された溶融部における最も厚い部分の長さである。中心電極の内層が貴金属チップに近いほど、すなわち、長さaが短いほど、貴金属チップの熱が中心電極の内層に伝わりやすくなるため、貴金属チップの熱引き性能を向上させることができる。本適用例の構成では、長さaが0.3mm以下なので、貴金属チップの熱引き性能を向上させることができる。
適用例1から適用例4のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記貴金属チップは、前記内層に接していることを特徴とするスパークプラグ。
本適用例の構成によれば、貴金属チップは、内層に接しているため、貴金属チップの熱が中心電極の内層に直接伝わる。したがって、貴金属チップの熱引き性能を向上させることができる。
A.実施形態:
B.実験例:
B1.溶融部92における銅成分の有無と熱引き性能に関する実験例:
B2.溶融部92における銅の含有率と熱引き性能に関する実験例:
B3.内層幅bと熱引き性能に関する実験例:
B4.溶融幅aと熱引き性能に関する実験例:
C.他の実施形態:
D.変形例:
図1は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグ100を示す部分断面図である。以下では、図1においてスパークプラグ100の軸線方向ODを図面における上下方向とし、下側をスパークプラグの先端側、上側を後端側として説明する。なお、図1では、軸線Oの右側にスパークプラグ100の外観を示し、軸線Oの左側にスパークプラグ100を軸線O(以下では、中心軸Oともいう。)を通る面で切断した断面を示している。
b≧0.2mm …(1)
このようにすれば、溶融部92、93や貴金属チップ90の熱引き性能を向上させることができる。この理由について以下説明する。
a≦0.3mm …(2)
このようにすれば、貴金属チップ90の熱引き性能を向上させることができる。この理由について以下説明する。
B1.溶融部92における銅成分の有無と熱引き性能に関する実験例:
本実験例では、溶融部92に銅成分が含まれているか否かと貴金属チップ90の熱引き性能との関係を調べるため、溶融部92に銅成分が含まれていない2つのサンプル(比較例1、2)と、溶融部92に銅成分が含まれているサンプル(実施形態)とを用意した。そして、各サンプルの貴金属チップ90をバーナーで900℃まで加熱し、加熱を停止してから30秒後に、放射温度計にて貴金属チップ90の放電面における温度を測定して、各サンプルの熱引き性能を比較した。
貴金属チップ90の露出している部分の長さT=0.6mm
貴金属チップ90の直径d=0.6mm
支持部20xの長さLa=0.6mm
支持部20xの直径D=0.9mm
比較例1における貴金属チップ90の長さLb=1.3mm
比較例2における貴金属チップ90の長さLc=1.0mm
本実験例では、溶融部92における銅の含有率と貴金属チップの熱引き性能との関係を調べるため、溶融部92における銅の含有率の異なる複数のサンプルを用意した。そして、各サンプルの貴金属チップ90をバーナーで900℃まで加熱し、加熱を停止してから30秒後に、放射温度計にて貴金属チップ90の放電面における温度を測定して、各サンプルの熱引き性能を比較した。なお、本実験例では、サンプルとして、貴金属チップ90の直径が0.6mmのタイプと、1.6mmのタイプを用意した。以下に説明する他の実験例においても同様に、2つのタイプのサンプルを用意して実験を行なった。
本実験例では、内層幅bと貴金属チップ90の熱引き性能との関係を調べるため、内層幅bの異なる複数のサンプルを用意した。そして、各サンプルの貴金属チップ90をバーナーで900℃まで加熱し、加熱を停止してから30秒後に、放射温度計にて貴金属チップ90の放電面における温度を測定して、各サンプルの熱引き性能を比較した。
本実験例では、溶融幅aと貴金属チップ90の熱引き性能との関係を調べるため、溶融幅aの異なる複数のサンプルを用意した。そして、各サンプルの貴金属チップ90をバーナーで900℃まで加熱し、加熱を停止してから30秒後に、放射温度計にて貴金属チップ90の放電面における温度を測定して、各サンプルの熱引き性能を比較した。
図10ないし図14は、他の実施形態における中心電極20及び貴金属チップ90の断面を拡大して示す説明図である。図10に示した実施形態では、溶融部92b、93bが、中心電極20と貴金属チップ90との境界面から貴金属チップ90側に移動した位置に形成されている。このような実施形態であっても、溶融部92b、93b及び貴金属チップ90の熱引き性能を向上させることができる。
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
上記実施形態では、溶融部92と第2の溶融部93とは中心軸近傍において離間していたが、これらは中心軸近傍で繋がって一体となっていてもよい。すなわち、図2に示した断面において、貴金属チップ90と内層25との間の全てに溶融部が形成され、貴金属チップ90が内層25に接していない状態であってもよい。また、上記実施形態では、中心軸Oの左側を溶融部92として説明し、中心軸Oの右側を第2の溶融部93として説明したが、これらは反対であってもよい。
上記実施形態では、溶融部92は、貴金属チップ90の側面の全周に形成されていたが、貴金属チップ90の側面の一部に溶融部92が形成されていることとしてもよい。この場合であっても、中心電極の中心軸Oに平行な断面であって、かつ、中心軸O及び溶融部92を通る断面において、上述した実施形態の構成の一部を備えていれば、溶融部92及び貴金属チップ90の熱引き性能を向上させることができる。
上記実施形態におけるスパークプラグの放電方向は、軸線方向ODに一致しているが、本発明は、放電方向が軸線方向ODに垂直な方向である、いわゆる横放電型のスパークプラグに対しても、適用することができる。
上記実施形態におけるスパークプラグには、電極チップ(貴金属チップ)90,95が設けられているが、接地電極30の先端に設けられた電極チップ(貴金属チップ)95は省略することとしてもよい。
4…シール体
5…ガスケット
6…リング部材
8…板パッキン
9…タルク
10…絶縁碍子
11…襞部
12…軸孔
13…脚長部
15…段部
17…先端側胴部
18…後端側胴部
19…鍔部
20…中心電極
20x…支持部
20y…溝部
20z、20s…中心電極基部材
21…電極母材
25、25f…芯材(内層)
30…接地電極
33…先端部
40…端子金具
50…主体金具
51…工具係合部
52…取付ネジ部
53…加締部
54…鍔部
55…座面
56…段部
58…座屈部
59…ネジ首
90、95…電極チップ(貴金属チップ)
92、92b〜92e、92x、92y…溶融部
93、93b〜93e…第2の溶融部
100…スパークプラグ
200…エンジンヘッド
201…取付ネジ孔
205…開口周縁部
a…溶融幅
b…内層幅
Claims (5)
- 電極母材と、当該電極母材の内部に設けられ、銅を主体とする内層とを有する中心電極と、
前記中心電極の先端に設けられた貴金属チップと、
を備えたスパークプラグであって、
前記貴金属チップと、前記電極母材と、前記内層とにわたって形成された溶融部を備え、
前記中心電極の中心軸に平行な断面であって、かつ、前記中心軸及び前記溶融部を通る断面において、
前記溶融部は、前記内層に接しており、前記貴金属チップの成分と、前記電極母材の成分と、前記内層を形成する銅成分とを含むことを特徴とするスパークプラグ。 - 請求項1に記載のスパークプラグであって、
前記断面において、
前記溶融部と前記内層とが接する部分のうち前記中心電極の外周面に最も近い点を点P1とし、
前記点P1を通り、前記中心軸に平行な直線を直線L1とし、
前記溶融部のうち、前記直線L1よりも前記中心軸寄りにある領域を領域Rとした場合に、
前記領域Rの重心Gにおける前記銅成分の含有量は、10重量%以上であることを特徴とするスパークプラグ。 - 請求項1または請求項2に記載のスパークプラグであって、
前記断面において、
前記溶融部と前記内層とが接する部分のうち前記中心電極の外周面に最も近い点を点P1とし、
前記点P1を通り、前記中心軸に平行な直線を直線L1とし、
前記中心軸を挟んで、前記溶融部に対向して形成されている第2の溶融部と前記内層とが接する部分のうち前記中心電極の外周面に最も近い点を点P2とし、
前記点P2を通り、前記中心軸に平行な直線を直線L2とし、
前記直線L1と前記直線L2の距離をbとした場合に、
b≧0.2mm
の関係式を満たすことを特徴とするスパークプラグ。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記断面において、
前記溶融部と前記内層とが接する部分のうち前記中心電極の外周面に最も近い点を点P1とし、
前記点P1を通り、前記中心軸に平行な直線を直線L1とし、
前記直線L1と前記溶融部の前記貴金属チップ側における輪郭線との交点を点P3とし、
前記点P1から前記点P3までの長さをaとした場合に、
a≦0.3mm
の関係式を満たすことを特徴とするスパークプラグ。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記貴金属チップは、前記内層に接していることを特徴とするスパークプラグ。
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