JP6183129B2 - Spark plug for internal combustion engine - Google Patents

Spark plug for internal combustion engine Download PDF

Info

Publication number
JP6183129B2
JP6183129B2 JP2013210219A JP2013210219A JP6183129B2 JP 6183129 B2 JP6183129 B2 JP 6183129B2 JP 2013210219 A JP2013210219 A JP 2013210219A JP 2013210219 A JP2013210219 A JP 2013210219A JP 6183129 B2 JP6183129 B2 JP 6183129B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulator
center electrode
ring member
linear expansion
expansion coefficient
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2013210219A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015076174A (en
Inventor
健二 服部
健二 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2013210219A priority Critical patent/JP6183129B2/en
Publication of JP2015076174A publication Critical patent/JP2015076174A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6183129B2 publication Critical patent/JP6183129B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Spark Plugs (AREA)

Description

本発明は、自動車のエンジン等に用いる内燃機関用のスパークプラグに関する。   The present invention relates to a spark plug for an internal combustion engine used for an automobile engine or the like.

内燃機関用のスパークプラグは、筒状のハウジングと、該ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子と、先端部が突出するように上記絶縁碍子の内側に保持された中心電極と、上記ハウジングの先端部に接続されると共に上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極と、を有する。中心電極には、径方向外側へ突出した鍔部が設けられている。中心電極は、この鍔部が絶縁碍子の内周面に設けられた支承部に当接することにより、支承されている。   A spark plug for an internal combustion engine includes a cylindrical housing, a cylindrical insulator held inside the housing, a center electrode held inside the insulator so that a tip portion projects, and the above A ground electrode connected to the front end of the housing and forming a spark discharge gap with the center electrode. The center electrode is provided with a flange that protrudes radially outward. The center electrode is supported by the flange portion coming into contact with a support portion provided on the inner peripheral surface of the insulator.

かかるスパークプラグにおいては、上記火花放電ギャップに高電圧を付与することから、中心電極から電波雑音が発生し、周辺機器に影響を及ぼすおそれがある。この電波雑音を防止する性能(雑防性)を向上させるため、中心電極の基端側に抵抗体が配置される。そして、雑防性の一層の向上を図るべく、抵抗体を火花放電ギャップに近い位置に配置することが提案されている(特許文献1参照)。   In such a spark plug, since a high voltage is applied to the spark discharge gap, radio noise is generated from the center electrode, which may affect peripheral devices. In order to improve the performance (noise prevention) for preventing the radio noise, a resistor is disposed on the base end side of the center electrode. And in order to aim at the further improvement of noise prevention property, arrange | positioning a resistor in the position close | similar to a spark discharge gap is proposed (refer patent document 1).

特許第3383920号公報Japanese Patent No. 3383920

しかしながら、抵抗体を火花放電ギャップに近い位置に配置することに伴い、中心電極の鍔部と絶縁碍子の支承部との当接部が火花放電ギャップに近い位置に形成されることとなる。そうすると、当接部付近は、温度変化が大きくなりやすく、中心電極と絶縁碍子との間の線膨張係数の差に起因して絶縁碍子に大きな熱応力がかかりやすい。その結果、絶縁碍子の耐久性が低下するおそれがある。   However, as the resistor is disposed at a position close to the spark discharge gap, a contact portion between the flange portion of the center electrode and the support portion of the insulator is formed at a position close to the spark discharge gap. If it does so, the temperature change will become large easily in the contact part vicinity, and it will be easy to apply a big thermal stress to an insulator due to the difference of the linear expansion coefficient between a center electrode and an insulator. As a result, the durability of the insulator may be reduced.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたものであり、絶縁碍子の耐久性を向上することができる内燃機関用のスパークプラグを提供しようとするものである。   The present invention has been made in view of such a background, and an object of the present invention is to provide a spark plug for an internal combustion engine that can improve the durability of an insulator.

本発明の一態様は、筒状のハウジングと、
該ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子と、
先端部が突出するように上記絶縁碍子の内側に保持された中心電極と、
上記ハウジングの先端部に接続されると共に上記中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極と、を有し、
上記中心電極は、上記絶縁碍子の内周面に設けた支承部に軸方向から支承される被支承部を外周部に設けてなり、
上記支承部と上記被支承部との間には、環状のリング部材が介在しており、
該リング部材の線膨張係数と上記絶縁碍子の線膨張係数との差は、上記中心電極の線膨張係数と上記絶縁碍子の線膨張係数との差よりも小さく、
上記リング部材は、複数部材を積層してなり、上記中心電極に接する面に設けられた電極側層は、上記絶縁碍子に接する面に設けられた碍子側層よりも、硬質であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある。
One embodiment of the present invention includes a cylindrical housing;
A cylindrical insulator held inside the housing;
A center electrode held inside the insulator so that the tip protrudes; and
A ground electrode connected to the front end of the housing and forming a spark discharge gap with the center electrode;
The center electrode is provided with a supported portion supported on the support portion provided on the inner peripheral surface of the insulator from the axial direction on the outer peripheral portion,
An annular ring member is interposed between the bearing part and the supported part,
The difference between the linear expansion coefficient and the linear expansion coefficient of the insulator of the ring member, rather smaller than the difference between the linear expansion coefficient and the linear expansion coefficient of the insulator of the center electrode,
The ring member is formed by laminating a plurality of members, and the electrode side layer provided on the surface in contact with the center electrode is harder than the insulator side layer provided on the surface in contact with the insulator. And a spark plug for an internal combustion engine.

上記内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記支承部と上記被支承部との間に、環状のリング部材が介在している。これにより、リング部材が緩衝材の役割を果たし、中心電極から絶縁碍子にかかる熱応力を低減することができる。すなわち、スパークプラグが温度上昇したとき、絶縁碍子と中心電極との線膨張係数の差に起因して、支承部と被支承部との間には寸法変動の差が生じる。この寸法変動の差をリング部材が変形して吸収することにより、絶縁碍子の支承部に作用する応力を緩和することができる。   In the spark plug for the internal combustion engine, an annular ring member is interposed between the support portion and the supported portion. Thereby, a ring member plays the role of a shock absorbing material and can reduce the thermal stress applied to an insulator from a center electrode. That is, when the temperature of the spark plug rises, a difference in dimensional variation occurs between the support portion and the supported portion due to the difference in coefficient of linear expansion between the insulator and the center electrode. When the ring member deforms and absorbs the difference in dimensional variation, the stress acting on the support portion of the insulator can be relaxed.

また、上記リング部材の線膨張係数と上記絶縁碍子の線膨張係数との差は、上記中心電極の線膨張係数と上記絶縁碍子の線膨張係数との差よりも小さい。これにより、リング部材と絶縁碍子との間の線膨張係数の差に起因して絶縁碍子にかかる熱応力を、低減することができる。   Further, the difference between the linear expansion coefficient of the ring member and the linear expansion coefficient of the insulator is smaller than the difference between the linear expansion coefficient of the center electrode and the linear expansion coefficient of the insulator. Thereby, the thermal stress applied to the insulator due to the difference in the linear expansion coefficient between the ring member and the insulator can be reduced.

以上のごとく、本発明によれば、絶縁碍子の耐久性を向上することができる内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a spark plug for an internal combustion engine that can improve the durability of an insulator.

参考例1における、内燃機関用のスパークプラグの一部断面正面図。The partial cross section front view of the spark plug for internal combustion engines in the reference example 1. FIG. 参考例1における、支承部付近の拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of a support portion in Reference Example 1. 参考例1における、リング部材の斜視図。The perspective view of the ring member in the reference example 1. FIG. 実施例1における、支承部付近の拡大図断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the support portion in the first embodiment . 実験例における、支承部付近の拡大断面図。The expanded sectional view of the bearing part vicinity in an experiment example. 参考例2における、内燃機関用のスパークプラグの一部断面正面図。The partial cross-sectional front view of the spark plug for internal combustion engines in Reference Example 2 . 参考例2における、支承部付近の拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of a support portion in Reference Example 2 .

本発明において、上記内燃機関用のスパークプラグは、例えば、自動車、コージェネレーション等の内燃機関に用いることができる。
また、本明細書において、スパークプラグの軸方向において、内燃機関の燃焼室に挿入される側を先端側、その反対側を基端側として説明する。
In the present invention, the spark plug for the internal combustion engine can be used for an internal combustion engine such as an automobile or a cogeneration.
In the present specification, in the axial direction of the spark plug, the side inserted into the combustion chamber of the internal combustion engine will be described as the front end side, and the opposite side will be described as the base end side.

上記内燃機関用のスパークプラグにおいて、上記リング部材は、上記中心電極よりも軟質であることが好ましい。この場合には、リング部材による緩衝材としての役割をより一層向上させることができる。その結果、絶縁碍子にかかる熱応力をより低減させることができる。   In the spark plug for the internal combustion engine, the ring member is preferably softer than the center electrode. In this case, the role of the ring member as a cushioning material can be further improved. As a result, the thermal stress applied to the insulator can be further reduced.

参考例1)
上記内燃機関用のスパークプラグの参考例につき、図1〜図3を用いて説明する。
本例の内燃機関用のスパークプラグ1は、図1に示すごとく、筒状のハウジング2と、ハウジング2の内側に保持された筒状の絶縁碍子3と、先端部が突出するように絶縁碍子3の内側に保持された中心電極4と、ハウジング2の先端部21に接続されると共に中心電極4との間に火花放電ギャップ11を形成する接地電極5と、を有する。図1、図2に示すごとく、中心電極4は、絶縁碍子3の内周面に設けた支承部31に軸方向から支承される被支承部412を外周部に設けてなる。
( Reference Example 1)
A reference example of the spark plug for the internal combustion engine will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1, a spark plug 1 for an internal combustion engine according to the present embodiment includes a cylindrical housing 2, a cylindrical insulator 3 held inside the housing 2, and an insulator such that a tip portion protrudes. 3 and a ground electrode 5 which is connected to the tip 21 of the housing 2 and forms a spark discharge gap 11 between the center electrode 4 and the center electrode 4. As shown in FIGS. 1 and 2, the center electrode 4 is provided with a supported portion 412 supported from the axial direction on a supporting portion 31 provided on the inner peripheral surface of the insulator 3 on the outer peripheral portion.

図2に示すごとく、支承部31と被支承部412との間には、環状のリング部材6が介在している。
リング部材6の線膨張係数と絶縁碍子3の線膨張係数との差は、中心電極4の線膨張係数と絶縁碍子3の線膨張係数との差よりも小さい。
As shown in FIG. 2, an annular ring member 6 is interposed between the support part 31 and the supported part 412.
The difference between the linear expansion coefficient of the ring member 6 and the linear expansion coefficient of the insulator 3 is smaller than the difference between the linear expansion coefficient of the center electrode 4 and the linear expansion coefficient of the insulator 3.

絶縁碍子3は、中心電極4を挿通保持するための軸孔30を軸方向に貫通して設けている。軸孔30は、その先端側に小径孔部30aを有し、小径孔部30aより基端側においてはこれよりも大径に形成された大径孔部30bを有する。そして、小径孔部30aと大径孔部30bとの連結部に、先端側に向かって漸次径小となるテーパ形状の支承部31が形成されている。   The insulator 3 is provided with a shaft hole 30 through which the center electrode 4 is inserted and held in the axial direction. The shaft hole 30 has a small-diameter hole portion 30a on the distal end side thereof, and a large-diameter hole portion 30b formed with a larger diameter on the proximal end side than the small-diameter hole portion 30a. A tapered support portion 31 having a gradually decreasing diameter toward the distal end is formed at the connecting portion between the small diameter hole portion 30a and the large diameter hole portion 30b.

図1に示すごとく、絶縁碍子3の軸孔30には、中心電極4が挿通保持されている。中心電極4は、中心電極母材41とその先端に接合された貴金属チップ42とからなる。中心電極母材41の先端は、絶縁碍子3の先端よりも先端側に配されている。貴金属チップ42は、円柱形状を有し、中心電極母材41に溶接等によって接合されている。   As shown in FIG. 1, the center electrode 4 is inserted and held in the shaft hole 30 of the insulator 3. The center electrode 4 includes a center electrode base material 41 and a noble metal tip 42 bonded to the tip thereof. The distal end of the center electrode base material 41 is arranged closer to the distal end side than the distal end of the insulator 3. The noble metal tip 42 has a cylindrical shape, and is joined to the center electrode base material 41 by welding or the like.

中心電極母材41は、基端部に鍔部411を有する。鍔部411は、中心電極母材41の基端部において、径方向外向きに突出している。また、図2に示すごとく、鍔部411には、先端側に向かって漸次径小となるテーパ面が形成されており、この部分が被支承部412となっている。つまり、鍔部411における被支承部412が、リング部材6を介して支承部31に支承されることにより、中心電極4が絶縁碍子3に保持されている。   The center electrode base material 41 has a flange portion 411 at the base end portion. The flange portion 411 protrudes outward in the radial direction at the proximal end portion of the center electrode base material 41. Further, as shown in FIG. 2, the flange portion 411 is formed with a tapered surface having a diameter that gradually decreases toward the distal end side, and this portion serves as a supported portion 412. In other words, the supported portion 412 in the flange portion 411 is supported on the support portion 31 via the ring member 6, so that the center electrode 4 is held by the insulator 3.

リング部材6は、図3に示すような円環形状を有する。また、リング部材6は、先端側に向かって漸次径小となっている。そして、図2に示すごとく、リング部材6は、支承部31に対する当接面と、被支承部412に対する当接面とが、略平行となっている。   The ring member 6 has an annular shape as shown in FIG. Moreover, the ring member 6 is gradually reduced in diameter toward the tip side. As shown in FIG. 2, in the ring member 6, the contact surface with respect to the support portion 31 and the contact surface with respect to the supported portion 412 are substantially parallel.

支承部31と被支承部412とが、リング部材6を介して圧接されることにより、中心電極4が絶縁碍子3の内側に安定して保持されている。そして、中心電極4は、被支承部412以外の部分においては、絶縁碍子3の内周面に圧接していない。   The support part 31 and the supported part 412 are pressed against each other via the ring member 6, so that the center electrode 4 is stably held inside the insulator 3. The center electrode 4 is not in pressure contact with the inner peripheral surface of the insulator 3 at portions other than the supported portion 412.

本例において、中心電極母材41はNi基合金からなり、貴金属チップ42はイリジウム合金からなり、絶縁碍子3はアルミナ(Al23)からなり、リング部材6はニオブ(Nb)からなる。Nbからなるリング部材6の線膨張係数とアルミナからなる絶縁碍子3の線膨張係数との差は、Ni基合金からなる中心電極4の線膨張係数とアルミナからなる絶縁碍子3の線膨張係数との差よりも小さい。また、Nbからなるリング部材6は、Ni基合金からなる中心電極4よりも軟質である。すなわち、Nbからなるリング部材6は、Ni基合金からなる中心電極4よりもビッカース硬さが小さい。 In this example, the center electrode base material 41 is made of a Ni-based alloy, the noble metal tip 42 is made of an iridium alloy, the insulator 3 is made of alumina (Al 2 O 3 ), and the ring member 6 is made of niobium (Nb). The difference between the linear expansion coefficient of the ring member 6 made of Nb and the linear expansion coefficient of the insulator 3 made of alumina is the difference between the linear expansion coefficient of the center electrode 4 made of Ni-based alloy and the linear expansion coefficient of the insulator 3 made of alumina. Smaller than the difference. The ring member 6 made of Nb is softer than the center electrode 4 made of a Ni-based alloy. That is, the ring member 6 made of Nb has a Vickers hardness smaller than that of the center electrode 4 made of a Ni-based alloy.

また、リング部材6の材質は、これに限られることなく、例えば、タンタル(Ta)としてもよい。この場合においても、リング部材6と絶縁碍子3との線膨張係数の差は、中心電極4と絶縁碍子3との線膨張係数の差よりも小さい。また、Taからなるリング部材6は、Ni基合金からなる中心電極4よりも軟質である。すなわち、Taからなるリング部材6は、Ni基合金からなる中心電極4よりもビッカース硬さが小さい。   The material of the ring member 6 is not limited to this, and may be tantalum (Ta), for example. Even in this case, the difference in linear expansion coefficient between the ring member 6 and the insulator 3 is smaller than the difference in linear expansion coefficient between the center electrode 4 and the insulator 3. Further, the ring member 6 made of Ta is softer than the center electrode 4 made of a Ni-based alloy. That is, the ring member 6 made of Ta has a Vickers hardness smaller than that of the center electrode 4 made of a Ni-based alloy.

図1に示すごとく、接地電極5は、ハウジング2の先端部21に一端が溶接等によって接合されており、他端部が中心電極4と軸方向に対向する位置に配されるように屈曲している。これにより、中心電極4と接地電極5との間に、火花放電ギャップ11が形成されている。接地電極5は、Ni基合金からなる。   As shown in FIG. 1, the ground electrode 5 is bent so that one end is joined to the front end portion 21 of the housing 2 by welding or the like and the other end portion is disposed at a position facing the center electrode 4 in the axial direction. ing. Thereby, a spark discharge gap 11 is formed between the center electrode 4 and the ground electrode 5. The ground electrode 5 is made of a Ni-based alloy.

図1、図2に示すごとく、軸孔30において、中心電極4の基端側には、導電性のガラスシール8を介して抵抗体7が配置されている。抵抗体7は、カーボンを主体とするセラミック抵抗や炭化ケイ素(SiC)、窒化アルミニウム(AlN)等によって構成することができる。   As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the resistor 7 is disposed on the proximal end side of the center electrode 4 through the conductive glass seal 8 in the shaft hole 30. The resistor 7 can be made of a ceramic resistor mainly composed of carbon, silicon carbide (SiC), aluminum nitride (AlN), or the like.

次に、本例の作用効果につき説明する。内燃機関用のスパークプラグ1においては、支承部31と被支承部412との間に、環状のリング部材6が介在している。これにより、リング部材6が緩衝材の役割を果たし、中心電極4から絶縁碍子3にかかる熱応力を低減することができる。すなわち、スパークプラグ1が温度上昇したとき、絶縁碍子3と中心電極4との線膨張係数の差に起因して、支承部31と被支承部412との間には寸法変動の差が生じる。この寸法変動の差をリング部材6が変形して吸収することにより、絶縁碍子3の支承部31に作用する応力を緩和することができる。   Next, the function and effect of this example will be described. In the spark plug 1 for an internal combustion engine, an annular ring member 6 is interposed between the support portion 31 and the supported portion 412. Thereby, the ring member 6 plays the role of a buffer material, and the thermal stress applied to the insulator 3 from the center electrode 4 can be reduced. That is, when the temperature of the spark plug 1 rises, a difference in dimensional variation occurs between the support part 31 and the supported part 412 due to a difference in linear expansion coefficient between the insulator 3 and the center electrode 4. When the ring member 6 is deformed and absorbed by the difference in dimensional variation, the stress acting on the support portion 31 of the insulator 3 can be relaxed.

また、リング部材6は、中心電極4よりも軟質である。これにより、リング部材6による緩衝材としての役割をより一層向上させることができる。その結果、絶縁碍子3にかかる熱応力をより低減させることができる。   The ring member 6 is softer than the center electrode 4. Thereby, the role as a buffer material by the ring member 6 can be further improved. As a result, the thermal stress applied to the insulator 3 can be further reduced.

また、リング部材6の線膨張係数と絶縁碍子3の線膨張係数との差は、中心電極4の線膨張係数と絶縁碍子3の線膨張係数との差よりも小さい。これにより、リング部材6と絶縁碍子3との間の線膨張係数の差に起因して絶縁碍子3にかかる熱応力を、低減することができる。   Further, the difference between the linear expansion coefficient of the ring member 6 and the linear expansion coefficient of the insulator 3 is smaller than the difference between the linear expansion coefficient of the center electrode 4 and the linear expansion coefficient of the insulator 3. Thereby, the thermal stress applied to the insulator 3 due to the difference in the linear expansion coefficient between the ring member 6 and the insulator 3 can be reduced.

以上のごとく、本例によれば、絶縁碍子の耐久性を向上することができる内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。   As described above, according to this example, it is possible to provide a spark plug for an internal combustion engine that can improve the durability of the insulator.

実施例1
本例は、図4に示すごとく、リング部材6を二層構造にした例である。すなわち、リング部材6は、2つの部材を積層してなり、中心電極4に接する面に設けられた電極側層61は、絶縁碍子3に接する面に設けられた碍子側層62よりも、硬質である。
( Example 1 )
In this example, as shown in FIG. 4, the ring member 6 has a two-layer structure. That is, the ring member 6 is formed by laminating two members, and the electrode side layer 61 provided on the surface in contact with the center electrode 4 is harder than the insulator side layer 62 provided on the surface in contact with the insulator 3. It is.

リング部材6の電極側層61はモリブデン(Mo)からなり、碍子側層62はニオブ(Nb)からなる。リング部材6の電極側層61及び碍子側層62の線膨張係数とアルミナ(Al23)からなる絶縁碍子3の線膨張係数との差は、Ni基合金からなる中心電極4の線膨張係数とアルミナからなる絶縁碍子3の線膨張係数との差よりも小さい。 The electrode side layer 61 of the ring member 6 is made of molybdenum (Mo), and the insulator side layer 62 is made of niobium (Nb). The difference between the linear expansion coefficient of the electrode side layer 61 and the insulator side layer 62 of the ring member 6 and the linear expansion coefficient of the insulator 3 made of alumina (Al 2 O 3 ) is the linear expansion of the center electrode 4 made of Ni-based alloy. It is smaller than the difference between the coefficient and the linear expansion coefficient of the insulator 3 made of alumina.

なお、電極側層61、碍子側層62の材質の組合せは、特に限定されず、碍子側層62が電極側層61よりも軟質であればよく、例えば、電極側層61をモリブデン(Mo)、タングステン(W)又はコバール合金、碍子側層62をニオブ(Nb)、タンタル(Ta)又はジルコニウム(Zr)としてもよい。これらの場合においても、リング部材6の電極側層61及び碍子側層62と絶縁碍子3との線膨張係数の差は、中心電極4と絶縁碍子3との線膨張係数との差よりも小さい。   In addition, the combination of the material of the electrode side layer 61 and the insulator side layer 62 is not specifically limited, The insulator side layer 62 should just be softer than the electrode side layer 61, for example, the electrode side layer 61 is molybdenum (Mo). , Tungsten (W) or Kovar alloy, and the insulator side layer 62 may be niobium (Nb), tantalum (Ta), or zirconium (Zr). Also in these cases, the difference in linear expansion coefficient between the electrode side layer 61 and the insulator side layer 62 of the ring member 6 and the insulator 3 is smaller than the difference between the linear expansion coefficients of the center electrode 4 and the insulator 3. .

その他は、参考例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、参考例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、参考例1と同様の構成要素等を表す。 Others are the same as in Reference Example 1 . Of the reference numerals used in this example or the drawings relating to this example, the same reference numerals as those used in Reference Example 1 represent the same components as in Reference Example 1 unless otherwise indicated.

本例の場合には、リング部材6の耐久性向上を図ることができる。すなわち、リング部材6と中心電極4との線膨張係数の差に起因してリング部材6に熱応力がかかるが、より熱応力がかかりやすい電極側層61を硬質にすることにより、リング部材6の過度の変形を防止している。その一方で、碍子側層62を軟質にすることにより、中心電極4から絶縁碍子3にかかる熱応力を、碍子側層62が変形することにより吸収することができる。
その他、参考例1と同様の作用効果を有する。
In the case of this example, the durability of the ring member 6 can be improved. That is, although the thermal stress is applied to the ring member 6 due to the difference in the coefficient of linear expansion between the ring member 6 and the center electrode 4, the ring side member 6 is made harder by making the electrode side layer 61 more susceptible to thermal stress. Prevents excessive deformation. On the other hand, by making the insulator side layer 62 soft, the thermal stress applied to the insulator 3 from the center electrode 4 can be absorbed by the deformation of the insulator side layer 62.
In addition, the same effects as those of Reference Example 1 are obtained.

(実験例)
本例は、表1に示すように、参考例1及び実施例1のスパークプラグ1につき、絶縁碍子3の耐久性を評価した例である。すなわち、絶縁碍子3の支承部31と中心電極4の被支承部412との間にリング部材6を介在させ、その材質を種々変更した構成のスパークプラグについて、絶縁碍子3の耐久性を評価した。また、リング部材6を介在させない構成のスパークプラグについても同様の評価を行った。さらに、絶縁碍子3の大径孔部30bと支承部31との境界における、絶縁碍子3の肉厚T(図5参照)も種々変更した。
(Experimental example)
As shown in Table 1, this example is an example in which the durability of the insulator 3 was evaluated for the spark plugs 1 of Reference Example 1 and Example 1 . That is, the durability of the insulator 3 was evaluated with respect to a spark plug having a structure in which the ring member 6 was interposed between the support portion 31 of the insulator 3 and the supported portion 412 of the center electrode 4 and the material was variously changed. . The same evaluation was performed for a spark plug having a configuration in which the ring member 6 is not interposed. Furthermore, the thickness T (see FIG. 5) of the insulator 3 at the boundary between the large-diameter hole portion 30b of the insulator 3 and the support portion 31 was also variously changed.

具体的には、表1に示すごとく、リング部材6を設けないもの、参考例1のスパークプラグにおいてリング部材6をニオブ(Nb)としたもの、参考例1のスパークプラグにおいてリング部材6をタンタル(Ta)としたもの、実施例1のスパークプラグにおいて、リング部材6の電極側層61をモリブデン(Mo)、碍子側層62をNbとしたもの、をそれぞれ用意した。上述の4種類の試料は、順に、表1の「リング部材」の欄の表記として、「なし」、「Nb」、「Ta」、「Nb−Mo」としたものが対応する。
さらに、上記4種類のスパークプラグにつき、絶縁碍子3の肉厚Tを0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm、1.0mm、1.2mmと、種々変更したものを用意した。すなわち、表1に示すごとく、全部で32種類のスパークプラグを用意した。
Specifically, as shown in Table 1, the ring member 6 is not provided, the spark plug of Reference Example 1 is made of niobium (Nb) in the spark plug of Reference Example 1 , and the ring member 6 is replaced with tantalum in the spark plug of Reference Example 1. In the spark plug of Example 1 , the electrode side layer 61 of the ring member 6 was made of molybdenum (Mo), and the insulator side layer 62 was made of Nb. The above-mentioned four types of samples correspond to those in the order of “None”, “Nb”, “Ta”, and “Nb-Mo” in the column of “Ring member” in Table 1.
Further, for the above four types of spark plugs, the thickness T of the insulator 3 is 0.05 mm, 0.1 mm, 0.2 mm, 0.3 mm, 0.5 mm, 0.7 mm, 1.0 mm, 1.2 mm. Various changes were prepared. That is, as shown in Table 1, 32 types of spark plugs were prepared in total.

ここで、図1に示すごとく、軸方向における中心電極4の先端面44から鍔部411までの距離Dは10mmに固定している。   Here, as shown in FIG. 1, the distance D from the front end surface 44 of the center electrode 4 to the flange 411 in the axial direction is fixed to 10 mm.

参考例1及び実施例1と同様に、中心電極母材41はNi基合金からなり、絶縁碍子3はアルミナ(Al23)からなる。Ni基合金からなる中心電極母材41の線膨張係数は、16.1×10−6/℃であり、アルミナからなる絶縁碍子3の線膨張係数は、7×10−6/℃である。また、Nb、Taからなるリング部材6の線膨張係数は、それぞれ、7.2×10−6/℃、7.3×10−6/℃である。
また、Ni基合金からなる中心電極母材41のビッカース硬さは、HV182であり、Nb、Taからなるリング部材6のビッカース硬さは、それぞれ、HV96、HV90である。
また、電極側層61と碍子側層62との二重構造のリング部材6において、Moからなる電極側層61の線膨張係数は7.1×10−6/℃、ビッカース硬さはHV160であり、Nbからなる碍子側層62の線膨張係数は7.2×10−6/℃、ビッカース硬さはHV96である。
As in Reference Example 1 and Example 1 , the center electrode base material 41 is made of a Ni-based alloy, and the insulator 3 is made of alumina (Al 2 O 3 ). The linear expansion coefficient of the central electrode base material 41 made of Ni-based alloy is 16.1 × 10 −6 / ° C., and the linear expansion coefficient of the insulator 3 made of alumina is 7 × 10 −6 / ° C. The linear expansion coefficient of the ring member 6 made Nb, Ta, are respectively the 7.2 × 10 -6 /℃,7.3×10 -6 / ℃ .
The Vickers hardness of the center electrode base material 41 made of a Ni-based alloy is HV182, and the Vickers hardness of the ring member 6 made of Nb and Ta is HV96 and HV90, respectively.
Further, in the ring member 6 having a double structure of the electrode side layer 61 and the insulator side layer 62, the linear expansion coefficient of the electrode side layer 61 made of Mo is 7.1 × 10 −6 / ° C., and the Vickers hardness is HV160. The insulator side layer 62 made of Nb has a linear expansion coefficient of 7.2 × 10 −6 / ° C. and a Vickers hardness of HV96.

上記32種類のスパークプラグ1を、JIS B 8031 7.9に準じて、ガスバーナによって絶縁碍子3の中心電極4側の先端部32が800℃になるまで昇温し、その後常温まで徐冷した。その後、絶縁碍子3に浸透探傷液を塗布し、絶縁碍子3に割れ(以下、適宜「碍子割れ」という。)が生じたか否かを目視によって観察した。観察結果を表1に示す。表1において、碍子割れがない場合を○、ある場合を×とした。   The 32 types of spark plugs 1 were heated by a gas burner until the tip 32 on the side of the central electrode 4 of the insulator 3 reached 800 ° C. according to JIS B 8031 7.9, and then gradually cooled to room temperature. Thereafter, a penetrating flaw detection liquid was applied to the insulator 3 and it was visually observed whether or not the insulator 3 was cracked (hereinafter referred to as “insulator crack” as appropriate). The observation results are shown in Table 1. In Table 1, the case where there was no insulator cracking was marked with ◯, and the case where there was some insulator cracking.

Figure 0006183129
Figure 0006183129

表1に示すごとく、リング部材6を設けないスパークプラグにおいては、肉厚Tが0.7mm以下で碍子割れが生じた。一方、リング部材6を介在させたスパークプラグにおいては、いずれも肉厚Tが0.2mm以上において碍子割れが生じなかった。この結果から、リング部材6を介在させることにより、絶縁碍子3の耐久性が向上することが分かる。
さらに、リング部材6を実施例1で示したNb−Moの二層構造にすると、肉厚Tを0.1mmとしても碍子割れが生じなかった。このことから、実施例1のように、リング部材6を適切な材料の組合せによる二重構造とすることで、さらに絶縁碍子3の耐久性向上を図れることが分かった。
As shown in Table 1, in the spark plug in which the ring member 6 is not provided, insulator cracks occurred when the thickness T was 0.7 mm or less. On the other hand, in the spark plug in which the ring member 6 was interposed, no insulator cracks occurred when the wall thickness T was 0.2 mm or more. From this result, it is understood that the durability of the insulator 3 is improved by interposing the ring member 6.
Further, when the ring member 6 has the Nb—Mo two-layer structure shown in Example 1 , no insulator cracking occurred even when the wall thickness T was 0.1 mm. From this, it was found that the durability of the insulator 3 can be further improved by making the ring member 6 into a double structure by combining appropriate materials as in the first embodiment .

参考例2
本例は、図6、図7に示すごとく、支承部31を、絶縁碍子3の先端部に設けた例である。本例においては、中心電極母材41の先端部に形成されたテーパ部が被支承部412となっており、リング部材6を介して、絶縁碍子3の支承部31により軸方向から支承されている。なお、本例においては、中心電極母材41に鍔部(図1、図2における符号411参照)が形成されていない。また、中心電極母材41の長さが参考例1実施例1に示したものより短く、その分、抵抗体7が火花放電ギャップ11に近い位置に配置されている。
( Reference Example 2 )
In this example, as shown in FIGS. 6 and 7, the support portion 31 is provided at the tip of the insulator 3. In this example, the tapered portion formed at the tip of the center electrode base material 41 is the supported portion 412, and is supported from the axial direction by the supporting portion 31 of the insulator 3 via the ring member 6. Yes. In this example, the collar portion (see reference numeral 411 in FIGS. 1 and 2) is not formed on the center electrode base material 41. Further, the length of the center electrode base material 41 is shorter than those shown in Reference Example 1 and Example 1, and accordingly, the resistor 7 is disposed at a position close to the spark discharge gap 11.

その他は、参考例1と同様である。なお、本例又は本例に関する図面において用いた符号のうち、参考例1において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、参考例1と同様の構成要素等を表す。 Others are the same as in Reference Example 1 . Of the reference numerals used in this example or the drawings relating to this example, the same reference numerals as those used in Reference Example 1 represent the same components as in Reference Example 1 unless otherwise indicated.

本例の場合には、抵抗体7をより火花放電ギャップ11側に近づけることができるため、雑防性を向上させることができる。その一方で、支承部31及び被支承部412が火花放電ギャップ11に近いため、支承部31における熱応力の問題が生じやすい。そこで、支承部31と被支承部412との間にリング部材6を介在させることにより、支承部31における熱応力を低減することができる。つまり、本例においては、リング部材6を設けることによる絶縁碍子3の耐久性向上の効果が特に要求されると共に期待できる。   In the case of this example, since the resistor 7 can be brought closer to the spark discharge gap 11 side, it is possible to improve noise prevention. On the other hand, since the support part 31 and the supported part 412 are close to the spark discharge gap 11, a problem of thermal stress in the support part 31 is likely to occur. Therefore, by interposing the ring member 6 between the support part 31 and the supported part 412, the thermal stress in the support part 31 can be reduced. That is, in this example, the effect of improving the durability of the insulator 3 by providing the ring member 6 is particularly required and expected.

1 スパークプラグ
2 ハウジング
3 絶縁碍子
31 支承部
4 中心電極
412 被支承部
5 接地電極
6 リング部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Spark plug 2 Housing 3 Insulator 31 Bearing part 4 Center electrode 412 Supported part 5 Ground electrode 6 Ring member

Claims (3)

筒状のハウジング(2)と、
該ハウジング(2)の内側に保持された筒状の絶縁碍子(3)と、
先端部が突出するように上記絶縁碍子(3)の内側に保持された中心電極(4)と、
上記ハウジング(2)の先端部(21)に接続されると共に上記中心電極(4)との間に火花放電ギャップ(11)を形成する接地電極(5)と、を有し、
上記中心電極(4)は、上記絶縁碍子(3)の内周面に設けた支承部(31)に軸方向から支承される被支承部(412)を外周部に設けてなり、
上記支承部(31)と上記被支承部(412)との間には、環状のリング部材(6)が介在しており、
該リング部材(6)の線膨張係数と上記絶縁碍子(3)の線膨張係数との差は、上記中心電極(4)の線膨張係数と上記絶縁碍子(3)の線膨張係数との差よりも小さく、
上記リング部材(6)は、複数部材を積層してなり、上記中心電極(4)に接する面に設けられた電極側層(61)は、上記絶縁碍子(3)に接する面に設けられた碍子側層(62)よりも、硬質であることを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ(1)。
A tubular housing (2);
A cylindrical insulator (3) held inside the housing (2);
A center electrode (4) held inside the insulator (3) such that the tip protrudes;
A ground electrode (5) connected to the tip (21) of the housing (2) and forming a spark discharge gap (11) with the center electrode (4);
The center electrode (4) is provided with a supported part (412) supported from the axial direction on a support part (31) provided on the inner peripheral surface of the insulator (3) on the outer peripheral part,
An annular ring member (6) is interposed between the support part (31) and the supported part (412),
The difference between the linear expansion coefficient of the ring member (6) and the linear expansion coefficient of the insulator (3) is the difference between the linear expansion coefficient of the center electrode (4) and the linear expansion coefficient of the insulator (3). rather smaller than,
The ring member (6) is formed by laminating a plurality of members, and the electrode side layer (61) provided on the surface in contact with the center electrode (4) is provided on the surface in contact with the insulator (3). A spark plug (1) for an internal combustion engine , which is harder than the insulator side layer (62 ).
上記リング部材(6)は、上記中心電極(4)よりも軟質であることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関用のスパークプラグ。   The spark plug for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the ring member (6) is softer than the center electrode (4). 上記支承部(31)は、上記絶縁碍子(3)の先端部に設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関用のスパークプラグ(1)。 The spark plug (1) for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the support portion (31) is provided at a tip portion of the insulator (3 ).
JP2013210219A 2013-10-07 2013-10-07 Spark plug for internal combustion engine Active JP6183129B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013210219A JP6183129B2 (en) 2013-10-07 2013-10-07 Spark plug for internal combustion engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013210219A JP6183129B2 (en) 2013-10-07 2013-10-07 Spark plug for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015076174A JP2015076174A (en) 2015-04-20
JP6183129B2 true JP6183129B2 (en) 2017-08-23

Family

ID=53000894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013210219A Active JP6183129B2 (en) 2013-10-07 2013-10-07 Spark plug for internal combustion engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6183129B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4024320B2 (en) * 1995-08-01 2007-12-19 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
JP4578025B2 (en) * 2001-07-06 2010-11-10 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
JP2005190762A (en) * 2003-12-25 2005-07-14 Ngk Spark Plug Co Ltd Spark plug and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015076174A (en) 2015-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8274203B2 (en) Electrode material for a spark plug
JP5041561B2 (en) Spark plug
JPWO2021111719A1 (en) Spark plug
JP5642032B2 (en) Spark plug
WO2013167974A1 (en) Spark plug with increased mechanical strength
JP6183129B2 (en) Spark plug for internal combustion engine
JP6548610B2 (en) Plasma jet plug
JP6293582B2 (en) Glow plug
JP2007173116A (en) Spark plug
JP5847259B2 (en) Spark plug
JP5992022B2 (en) Insulator and spark plug
WO2019225054A1 (en) Spark plug
JP6626473B2 (en) Spark plug
JP6270802B2 (en) Spark plug
JP6169751B2 (en) Spark plug
JP6873891B2 (en) Igniter plug
JP5643878B1 (en) Spark plug
JP4435646B2 (en) Spark plug
JP6436942B2 (en) Spark plug
JP5207309B2 (en) Spark plug
JP6490025B2 (en) Spark plug
JP6910992B2 (en) Igniter plug
JP5333750B2 (en) Spark plug
US20180351331A1 (en) Spark plug
JP6023649B2 (en) Spark plug

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20161111

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20161122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170627

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170710

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6183129

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250