JP6158283B2 - スパークプラグ - Google Patents
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Description
内周方向に張り出した金具内段部を有するとともに、軸線方向に延びる筒穴を備える筒状の主体金具と、
前記主体金具に挿入され、前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、環状のパッキンを介して前記金具内段部と対向する対向部を備える絶縁体と、
前記軸線方向に延び、外周方向に張り出した鍔部を有するとともに、自身の一部が前記絶縁体の先端よりも先端側に突出するように前記軸孔に挿入される中心電極と、
前記軸孔内に配置され前記絶縁体と前記中心電極とを封着するシール体と、を有するスパークプラグであって、
前記軸線を含み前記軸線に沿った断面において、
前記絶縁体の前記対向部の後端から、前記絶縁体に前記鍔部が接触する部分の後端までの、前記軸線に沿った距離Lは、
L≦1.1(mm)
を満たすことを特徴とする。
また、本発明は、以下の形態として実現することも可能である。
A1.スパークプラグの構成:
図1は、本発明の一実施形態におけるスパークプラグ100の部分断面図である。スパークプラグ100は、軸線Oに沿った細長形状を有している。図1において、一点破線で示す軸線Oの右側は、外観正面図を示し、軸線Oの左側は、軸線Oを通る断面図を示している。以下の説明では、図1の下方側をスパークプラグ100の先端側と呼び、図1の上方側を後端側と呼ぶ。図1のXYZ軸は、他の図のXYZ軸と対応している。軸線OとZ軸とは平行であり、+Z方向は軸線方向でもある。図1において、スパークプラグ100の先端側が+Z方向であり、スパークプラグ100の後端側が−Z方向である。単に「Z方向」というときは、Z軸に平行な方向(Z軸に沿った方向)をいう。このことは、X軸及びY軸についても同様である。
Rc≦2.3(mm)・・・式(3)
図3は、距離Lとギャップ増加量の変化率との関係を示す図である。本実験では、まず、径Rcが2.3mm、径Rsが3.9mmであり距離Lがそれぞれ異なるスパークプラグ100のサンプル1〜7と、径Rcが2.3mm、径Rsが3.0mmであり距離Lがそれぞれ異なるサンプル8〜14と、径Rcが1.9mm、径Rsが3.9mmであり距離Lがそれぞれ異なるサンプル15〜24と、を作製した。スパークプラグ100の呼び径Mは、12mmである。次に、以下の条件において実験を行った。測定条件としては、大気雰囲気下で圧力を2.6Mpaとし、1秒間に100回(100Hz)の点火を5時間行った。そして、実験開始前と開始後の接地電極と中心電極の消耗度合いであるギャップの増加量(ギャップ増加量(mm))を測定し、ギャップ増加量の変化率(%)を算出した。「ギャップ増加量の変化率(%)」は、従来品に対する電極の消耗の変化率を示し、以下の式(4)により算出される。なお、図3に示した各サンプルのギャップ増加量と変化率は、同じ径Rcと径Rsと距離Lとを有するサンプルを3つ作製して実験を行った結果の平均値である。
変化率が−5%未満の場合:○
距離Lを式(1)の範囲とすることにより、変化率が向上する推定メカニズムを、以下に説明する。
B1.スパークプラグの構成:
図8は、第2実施形態のスパークプラグ100aの一部を拡大して示す拡大断面図である。図8に示す断面は、軸線Oを含み、軸線Oに沿った断面である。図8には、距離Lと、角度θAと、角度θBと、が示されている。角度θAは、断面において、軸線Oに直交する基準線(軸孔内段部14の先端P3から前記軸線Oに引いた垂線)と、絶縁体10に中心電極20の鍔部23が接触する部分である接触部16と、で形成される鋭角の角度である。角度θBは、断面において、軸線Oに直交する基準線(絶縁体10の対向部15の先端P4から軸線Oに引いた垂線)と、対向部15の先端P4と接触部16の後端P2とを結ぶ直線と、で形成される鋭角の角度である。本実施形態のスパークプラグ100aは、上述の式(1)を満たすのに加えて、さらに、距離Lが以下の式(7)を満たす。また、角度θAと角度θBとの合計(θA+θB)(°)は、以下の式(6)を満たす。なお、スパークプラグ100aのその他の構成は、第1実施形態のスパークプラグ100と同様であるため、説明を省略する。
L≧0.5(mm)・・・(7)
図9は、距離Lと、(θA+θB)の値と、絶縁体10の強度と、の関係を示す図である。本実験では、距離Lの値と、(θA+θB)の値と、が異なるスパークプラグ100aを作製するための絶縁体10と中心電極20と主体金具50とを用意した。サンプルは、各仕様において10本ずつである。そして、それらの絶縁体10と中心電極20と主体金具50とを用いて、中心電極20をシール体4によって軸孔12内に固着させるガラスシール工程を行った。本実験のガラスシール工程では、軸孔内段部14とシール体4とが接触する部分(接触部16)付近において、シール体4が軸孔内段部14部分を突き抜けることによる絶縁体10の破損の有無を調べた。「判定」の欄は、以下の基準により「○」または「×」を付した。絶縁体10の破損が発生しない場合には、絶縁体10の強度は十分に確保されていると言える。
サンプル10本中、破損なし:○
距離L、(θA+θB)を特定の範囲とすることにより、絶縁体10の強度が確保される推定メカニズムを、以下に説明する。
上述の種々の実施形態では、呼び径Mは12mm以下であるが、呼び径Mは、12mmより大きくてもよい。スパークプラグ100、100aは、放電チップを備えているが、スパークプラグ100、100aは、放電チップを備えていなくともよい。
G…放電ギャップ
L…距離
O…軸線
P1…後端
P2…後端
P3…先端
P4…先端
R…抵抗
Rc…シール径
Rs…中軸径
W、W1、W2…力
3…セラミック抵抗体
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、10a…絶縁体
12…軸孔
13…脚長部
14…軸孔内段部
15…対向部
16…接触部
17…先端側胴部
18…後端側胴部
19…中央胴部
20…中心電極
21…中心電極母材
22…芯材
23…鍔部
30…接地電極
32…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…シール部
56…金具内段部
57…先端面
58…圧縮変形部
80…放電チップ
100、100a…スパークプラグ
Claims (3)
- 内周方向に張り出した金具内段部を有するとともに、軸線方向に延びる筒穴を備える筒状の主体金具と、
前記主体金具に挿入され、前記軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、環状のパッキンを介して前記金具内段部と対向する対向部を備える絶縁体と、
前記軸線方向に延び、外周方向に張り出した鍔部を有するとともに、自身の一部が前記絶縁体の先端よりも先端側に突出するように前記軸孔に挿入される中心電極と、
前記軸孔内に配置され前記絶縁体と前記中心電極とを封着するシール体と、を有するスパークプラグであって、
前記軸線を含み前記軸線に沿った断面において、
前記絶縁体の前記対向部の後端から、前記絶縁体に前記鍔部が接触する部分の後端までの、前記軸線に沿った距離Lは、
L≦1.1(mm)
を満たすことを特徴とする、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、前記軸線に直交する基準線と、前記絶縁体に前記鍔部が接触する部分と、で形成される鋭角の角度をθAとし、
前記基準線と、前記対向部の先端と前記絶縁体に前記鍔部が接触する部分の後端とを結ぶ直線と、で形成される鋭角の角度をθBとしたとき、
θA+θB≧90°
L≧0.5(mm)
を満たすことを特徴とする、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、
前記主体金具のネジ部の呼び径Mは、
M≦12(mm)
を満たすことを特徴とする、スパークプラグ。
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