JP6333210B2 - Spark plug - Google Patents
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Description
本発明は、スパークプラグに関する。より詳しくは、絶縁体の外周面に凸部又は凹部が設けられているスパークプラグに関する。 The present invention relates to a spark plug. More specifically, the present invention relates to a spark plug in which convex portions or concave portions are provided on the outer peripheral surface of an insulator.
自動車エンジン等の内燃機関の点火用に使用されるスパークプラグは、一般に、筒状の主体金具と、この主体金具の内孔に配置される筒状の絶縁体と、この絶縁体の先端側内孔に配置される中心電極と、一端が主体金具の先端側に接合され、他端が中心電極との間に火花放電間隙を有する接地電極とを備える。そして、スパークプラグは、内燃機関の燃焼室内で、中心電極の先端部と接地電極の先端部との間に形成される火花放電間隙に火花放電され、燃焼室内に充填された燃料を燃焼させる。 Generally, a spark plug used for ignition of an internal combustion engine such as an automobile engine is generally composed of a cylindrical metal shell, a cylindrical insulator disposed in an inner hole of the metal shell, and an inner end of the insulator. A center electrode disposed in the hole, and a ground electrode having one end joined to the distal end side of the metal shell and the other end having a spark discharge gap between the center electrode and the center electrode. The spark plug is subjected to a spark discharge in a spark discharge gap formed between the tip of the center electrode and the tip of the ground electrode in the combustion chamber of the internal combustion engine, and burns the fuel filled in the combustion chamber.
ところで、近年の高出力エンジンにおいては、燃焼室内の圧力変動による振動等により絶縁体に加わる衝撃がより大きくなっている。その一方で、スパークプラグの小型化及び小径化の要請から絶縁体の薄肉化が要求されている。すなわち、絶縁体に加わる衝撃等により応力集中を起こしやすい傾向にあるにもかかわらず、絶縁体を厚肉として応力に耐え得る強度を確保するという手法が採用し難い現状となっている。したがって、絶縁体のうち、衝撃等による応力が特に集中し易い部分における割れ等の発生が懸念される。 Incidentally, in recent high-power engines, the impact applied to the insulator due to vibrations caused by pressure fluctuations in the combustion chamber is greater. On the other hand, there is a demand for thinner insulators due to the demand for smaller and smaller diameter spark plugs. That is, even though there is a tendency to cause stress concentration due to an impact applied to the insulator, it is difficult to adopt a method of ensuring strength that can withstand stress by making the insulator thick. Therefore, there is a concern about the occurrence of cracks or the like in a portion of the insulator where stress due to impact or the like is particularly concentrated.
例えば、特許文献1には、「ダイヤ部(2e)の端面をなす傾斜部(2j)と、中胴部(2g)の外周面との間には、周方向に谷状の空間が形成されるから、プラグ取付時のレンチによる捩じり力や、その他の衝撃力が加わって曲げモーメントが作用すると、応力集中を起こしやすい。しかし、本発明では、傾斜部(2j)の外周面と中胴部(2g)の外周面との各々の延長の交差位置に、該谷状の空間を埋める形態にて肉盛部(2k)を設けたことにより応力集中が回避され、耐折損性等を飛躍的に向上させることができる」(特許文献1の0009欄参照。)ことが記載されている。 For example, Patent Document 1 states that “a valley-shaped space is formed in the circumferential direction between the inclined portion (2j) forming the end surface of the diamond portion (2e) and the outer peripheral surface of the middle trunk portion (2g). Therefore, stress concentration tends to occur when a bending moment is applied due to the torsional force of the wrench or other impact force when the plug is attached, but in the present invention, the outer peripheral surface of the inclined portion (2j) Stress concentration is avoided by providing a built-up portion (2k) in a form that fills the valley-like space at each extended intersection with the outer peripheral surface of the trunk portion (2g), and breakage resistance is improved. It can be dramatically improved "(see column 0009 of Patent Document 1).
特許文献1に記載の発明では、スパークプラグを内燃機関に取り付ける際のレンチによる捩じり力による絶縁体への応力集中を回避する構造が開示されているが、振動等による絶縁体への応力集中を回避するという課題及びその手段については記載がない。一方で、絶縁体における燃焼ガスに曝される部分では、燃焼室内の圧力変動による振動が直接に伝わるため応力が集中し易く、破損し易い。また、絶縁体における燃焼ガスに曝される部分は外周面に主体金具が固定されている部分に比べて衝撃に弱い。したがって、スパークプラグを内燃機関に取り付ける際等にスパークプラグの先端部に衝撃が加わった場合、絶縁体における燃焼ガスに曝される部分が破損し易く、さらに絶縁体が薄肉化するほど破損し易くなる。したがって、絶縁体における燃焼ガスに曝される部分の耐折損性の向上が望まれる。 In the invention described in Patent Document 1, a structure is disclosed in which stress concentration on the insulator due to torsional force by a wrench when attaching the spark plug to the internal combustion engine is disclosed. However, stress on the insulator due to vibration or the like is disclosed. There is no description about the problem of avoiding concentration and its means. On the other hand, in the portion exposed to the combustion gas in the insulator, the vibration due to the pressure fluctuation in the combustion chamber is directly transmitted, so that stress is easily concentrated and easily damaged. In addition, the portion of the insulator that is exposed to the combustion gas is less susceptible to impact than the portion in which the metal shell is fixed to the outer peripheral surface. Therefore, when an impact is applied to the tip of the spark plug when attaching the spark plug to the internal combustion engine, the portion of the insulator that is exposed to the combustion gas is likely to be damaged, and further, the thinner the insulator is, the easier it is to be damaged. Become. Therefore, it is desired to improve the breakage resistance of the part exposed to the combustion gas in the insulator.
本発明は、絶縁体における燃焼ガスに曝される部分の耐折損性に優れたスパークプラグを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the spark plug excellent in the fracture resistance of the part exposed to the combustion gas in an insulator.
前記課題を解決するための手段は、
(1) 軸線方向に延びる軸孔を有し、先端に向かって外径が小さくなる段付部を有する筒状の絶縁体と、
前記軸孔の先端側に設けられた中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられると共に筒状を有し、自身の内周に径方向内側に突出する受け部を有する主体金具と、
前記段付部と前記受け部との間に介在する環状のパッキンと、
を備えるスパークプラグであって、
前記絶縁体は、自身の先端から前記パッキンと接触する部位の先端までの間に、外径が先端方向に向かって縮径するときの縮径割合が小さくなる縮径部を一つ以上有し、
前記縮径部のうちの少なくとも一つにおいて、前記縮径部の外周面における周方向の一部に凸部又は凹部が設けられ、
前記凸部又は前記凹部は、網目状に形成されていることを特徴とするスパークプラグである。
Means for solving the problems are as follows:
(1) A cylindrical insulator having an axial hole extending in the axial direction and having a stepped portion whose outer diameter decreases toward the tip;
A center electrode provided on the tip side of the shaft hole;
A metallic shell having a cylindrical shape provided on the outer periphery of the insulator and having a receiving portion protruding radially inward on its inner periphery;
An annular packing interposed between the stepped portion and the receiving portion;
A spark plug comprising:
The insulator has at least one reduced-diameter portion between the tip of the insulator and the tip of the portion that contacts the packing when the outer diameter is reduced toward the tip. ,
In at least one of the reduced diameter portions, a convex portion or a concave portion is provided in a part of the outer circumferential surface of the reduced diameter portion in the circumferential direction ,
The convex portion or the concave portion is a spark plug formed in a mesh shape .
前記(1)のスパークプラグの好ましい態様は、以下の通りである。
(2) 前記(1)のスパークプラグにおいて、前記凸部又は凹部は、すべての前記縮径部に設けられている。
Preferred embodiments of the spark plug (1) are as follows.
(2) In the spark plug of (1), the convex portion or the concave portion is provided in all the reduced diameter portions .
内燃機関の稼働中の燃焼室内の圧力変動による振動等によりスパークプラグの先端部に衝撃が加わった場合、及びスパークプラグを内燃機関に取り付ける際等にスパークプラグの先端部に衝撃が加わった場合等には、絶縁体における燃焼ガスに曝される部分のうち前記縮径部に応力が集中し易い。さらに絶縁体が薄肉化するほど前記縮径部に応力が集中して破損し易くなる。本発明に係るスパークプラグは、前記縮径部のうちの少なくとも一つにおいて、前記縮径部の外周面における周方向の一部に凸部又は凹部が設けられているので、スパークプラグの先端部に衝撃が加わった場合に、絶縁体の縮径部に集中する応力を分散することができ、その結果、耐折損性に優れた絶縁体を備えたスパークプラグを提供することができる。 When an impact is applied to the tip of the spark plug due to vibration caused by pressure fluctuation in the combustion chamber during operation of the internal combustion engine, or when an impact is applied to the tip of the spark plug when the spark plug is attached to the internal combustion engine, etc. The stress tends to concentrate on the reduced diameter portion of the portion of the insulator exposed to the combustion gas. Further, the thinner the insulator, the more concentrated the stress is on the reduced diameter portion, and the easier it is to break. In the spark plug according to the present invention, in at least one of the reduced diameter portions, a convex portion or a concave portion is provided in a part of the outer peripheral surface of the reduced diameter portion in the circumferential direction. When an impact is applied, stress concentrated on the reduced diameter portion of the insulator can be dispersed, and as a result, a spark plug provided with an insulator having excellent breakage resistance can be provided.
(第1の実施形態)
本発明に係るスパークプラグの一実施例であるスパークプラグを図1に示す。図1はこの発明に係るスパークプラグの一実施例であるスパークプラグ1の一部断面全体説明図である。なお、図1では紙面下方を軸線Oの先端方向、紙面上方を軸線Oの後端方向として説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a spark plug as an embodiment of the spark plug according to the present invention. FIG. 1 is a partial cross-sectional explanatory view of a spark plug 1 which is an embodiment of a spark plug according to the present invention. In FIG. 1, the lower side of the paper is described as the front end direction of the axis O and the upper side of the paper is described as the rear end direction of the axis O.
スパークプラグ1は、図1に示されるように、軸線O方向に延びる軸孔2を有する略筒状の絶縁体3と、前記軸孔2内の先端側に設けられた略棒状の中心電極4と、前記軸孔2内の後端側に設けられた端子金具5と、前記絶縁体3の外周に設けられた略筒状の主体金具6と、一端が主体金具6の先端に接合されると共に他端が中心電極4の先端に対向するように配置された接地電極7とを備える。前記接地電極7は、チップ8を備え、前記チップ8は、前記中心電極4の先端との間に間隙Gを介して配置されている。
As shown in FIG. 1, the spark plug 1 includes a substantially
絶縁体3は、略筒状を有し、軸線O方向に延びる軸孔2を有する。軸孔2内の先端側に中心電極4、後端側に端子金具5、中心電極4と端子金具5との間には中心電極4及び端子金具5を軸孔2内に固定するためのシール体10,11及び電波雑音を低減するための抵抗体12が設けられている。絶縁体3は、軸線O方向の中央付近に径方向に突出した鍔部13を有する。絶縁体3は、鍔部13の後端側に端子金具5を収容し、端子金具5と主体金具6とを絶縁する後端側胴部14を有する。絶縁体3は、鍔部13の先端側に抵抗体12を収容する先端側胴部15を有し、この先端側胴部15の先端側に中心電極4を収容し、先端側胴部15より外径の小さい脚長部16を有する。絶縁体3は、先端側胴部15と脚長部16との間に先端に向かって外径が小さくなる段付部31を有する。絶縁体3は、絶縁体3における先端方向の端部が主体金具6の先端から突出した状態で、主体金具6に固定されている。脚長部16の外周面には凸部又は凹部が設けられている。これによって、脚長部16に衝撃が加わった場合に集中する応力を分散させて、絶縁体3の折損を防止することができる。凸部又は凹部が設けられている脚長部16の詳細については後述する。絶縁体3は、機械的強度、熱的強度、電気的強度を有する材料で形成されることが望ましく、このような材料として、例えば、アルミナを主体とするセラミック焼結体が挙げられる。
The
主体金具6は、略筒状を有しており、絶縁体3を内装することにより絶縁体3を保持するように形成されている。主体金具6における先端方向の外周面にはネジ部17が設けられており、このネジ部17を利用して図示しない内燃機関のシリンダヘッドにスパークプラグ1が装着される。主体金具6は、ネジ部17の後端側にフランジ状のガスシール部18を有し、このガスシール部18とネジ部17との間にガスケット19がはめ込まれている。主体金具6は、ガスシール部18の後端側にスパナやレンチ等の工具を係合させるための工具係合部20を有し、工具係合部20の後端側に加締め部21を有する。加締め部21及び工具係合部20の内周面と絶縁体3の外周面との間に形成される環状の空間には環状のリング部材22,23及び滑石24が配置され、絶縁体3が主体金具6に対して固定されている。主体金具6は、ガスシール部18より先端側の内周に径方向内側に突出する受け部32を有する。受け部32と絶縁体3の段付部31との間に、環状のパッキン33が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性が保持され、燃焼室内に曝される受け部32と段付部31との隙間に燃料ガスが入り込んで外部に漏れないように形成されている。主体金具6は、導電性の鉄鋼材料、例えば、低炭素鋼により形成されることができる。
The
端子金具5は、中心電極4と接地電極7との間で火花放電を行うための電圧を外部から中心電極4に印加するための端子である。端子金具5は、軸孔2の内径よりも外径が大きく、軸孔2から露出して、軸線O方向の後端側端面にその鍔型部の一部が当接する露出部25と、該露出部25の軸線O方向の先端側から先端方向に延在し、軸孔2内に収容される略円柱状の柱状部26とを有する。端子金具5は、低炭素鋼等の金属材料により形成されることができる。
The
中心電極4は、略棒状を有し、外層27と該外層27の内部の軸心部に同心に埋め込まれるように形成されてなる芯部28とにより形成されている。中心電極4は、その先端が絶縁体3の先端から突出した状態で絶縁体3の軸孔2内に固定されており、主体金具6に対して絶縁保持されている。芯部28は外層27よりも熱伝導率の高い材料により形成され、そのような材料として、例えば、Cu、Cu合金、Ag、Ag合金、純Ni等を挙げることができる。外層27は、中心電極に使用される公知の材料で形成されることができ、インコネル600等のNi合金で形成されるのが好ましい。この中心電極4は芯部28を有するが、芯部を有していなくてもよい。
The center electrode 4 has a substantially rod shape, and is formed by an
接地電極7は、略角柱状に形成され、一端部が主体金具6の先端に接合され、途中で略L字状に屈曲され、他端部が中心電極4との間に間隙を設けて配置されている。接地電極7は、接地電極に使用される公知の材料で形成されることができ、インコネル600等のNi合金で形成されるのが好ましい。
The
チップ9は、接地電極7の先端部側面に設けられ、チップ9の先端と中心電極4の先端とが対向するように設けられている。チップ9の先端と中心電極4の先端との間には、間隙Gが形成され、この間隙Gにおいて火花放電が起こる。このスパークプラグ1における間隙Gは、チップ9の先端と中心電極4の先端との間の最短距離であり、この間隙Gは、通常、0.3〜1.5mmに設定される。このスパークプラグ1においては、チップ9が接地電極7のみに設けられ、中心電極4には設けられていないが、中心電極と接地電極との両方に設けられていてもよいし、接地電極と中心電極との両方に設けられていなくてもよい。チップ9は、貴金属合金により形成され、貴金属合金としては、Pt又はIrを主成分とするPr合金、Ir合金等を挙げることができる。チップ9の形状は特に限定されず、円柱状、円盤状、多角形柱状、多角形板状等を挙げることができる。
The tip 9 is provided on the side surface of the tip portion of the
次に、本発明の特徴部分である絶縁体について、図を参照しつつ説明する。図2(a)は、図1に示すスパークプラグの絶縁体を示す要部説明図である。この実施形態の絶縁体3は、絶縁体3の先端からパッキン33と接触する部位の先端までの間に、外径が先端方向に向かって縮径するときの縮径割合が小さくなる縮径部34a、34b、34cを3つ有し、すべての縮径部34a、34b、34cの外周面における周方向の一部に凸部36a、36b又は凹部36cが設けられている。縮径部34a、34b、34cは、内燃機関の稼働中の燃焼室内の圧力変動による振動等により衝撃が加わった場合、及びスパークプラグを内燃機関に取り付ける際等にスパークプラグ1の先端部に衝撃が加わった場合等に、応力が集中し易い部分である。このような応力の集中し易い部分の外周面に凸部36a、36b又は凹部36cが設けられていると、応力を分散することができ、その結果、耐折損性に優れた絶縁体3を備えたスパークプラグ1を提供することができる。縮径部34a、34b、34cは、絶縁体3の外周面が凹状に凹んでいる部分であるので、凹状部と称することもできる。
Next, the insulator which is a characteristic part of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 2A is an explanatory view of a main part showing an insulator of the spark plug shown in FIG. The
縮径部34aは、3つの縮径部34a、34b、34cのうち最も軸線O方向の後端側に設けられている。縮径部34aは、先端に向かって外径が一定の割合で小さくなるテーパ面35aと外径が一定である筒状面35bとの境界部である。軸線Oとテーパ面35aとのなす角をテーパ角θaとすると、テーパ面35aは外径が一定の割合で小さくなっているので、テーパ角θaは0°より大きく90°より小さい範囲で所定の値を有する。軸線Oと筒状面35bとのなす角をテーパ角θbとすると、筒状面35bは外径が一定であり、変化していないのでテーパ角θbは0°である。縮径部34aは、先端に向かって、0°より大きい角度のテーパ角θaを有するテーパ面35aからテーパ角θbが0°である筒状面35bに変化してテーパ角が小さくなっている環状の部分である。
The reduced
縮径部34bは、縮径部34aより軸線O方向の先端側に設けられている。縮径部24bは、先端に向かって外径が一定の割合で小さくなる、テーパ面35cとテーパ面35dとの境界部である。軸線Oとテーパ面35cとのなす角をテーパ角θc、軸線Oとテーパ面35dとのなす角をテーパ角θdとすると、テーパ面35c及びテーパ面35dは外径が一定の割合で小さくなっているので、テーパ角θc及びテーパ角θdは0°より大きく90°より小さい範囲で所定の値を有する。また、テーパ角θdはテーパ角θcより小さい。縮径部34bは、先端に向かって、テーパ面35cからテーパ角θcより小さいテーパ角θdを有するテーパ面35dに変化してテーパ角が小さくなっている環状の部分である。
The reduced
縮径部34cは、縮径部34bより軸線O方向の先端側に設けられている。縮径部34cは、先端に向かって外径が小さくなり、外径の縮径割合が先端に向かって小さくなる湾曲面35eである。すなわち、縮径部34cは、絶縁体3を軸線Oに直交する方向から見たときに、絶縁体3の外周面を示す輪郭線上の任意の点を接点Pとする接線Tを引いたときに、接点Pの位置が先端にいくほどその接点Pにおける接線Tの傾きが軸線Oに直交する方向から軸線Oに沿う方向に変化する領域である。湾曲面35eの先端側には、外径が一定である筒状面35fが隣接している。
The reduced
図3(a)は、図2の絶縁体3をA1―A2平面で切断したときの切断面を示す要部断面説明図である。縮径部34aは、絶縁体3の周方向に沿って延在する8個の線条の凸部36aを有する。8個の凸部36aは、縮径部34aの周方向に等間隔に設けられている。凸部36aは、楕円半球状であるが、凸部の形状は特に限定されない。凸部36aは、テーパ面35aから筒状面35bにわたって縮径部34aを跨ぐように設けられている。凸部36aは、テーパ面35a及び筒状面35bを基準にして径方向外側に盛り上がっている。縮径部34aは、スパークプラグ1の先端部に衝撃が加わった場合に応力が集中し易い部位であるが、縮径部34aに凸部36aが設けられているので、応力が分散し易く、耐折損性が向上する。
FIG. 3A is a cross-sectional explanatory view of a main part showing a cut surface when the
図3(b)は、図2の絶縁体をB1―B2平面で切断したときの切断面を示す要部断面説明図である。縮径部34bは、絶縁体3の軸線O方向に沿って延在する4個の線条の凸部36bを有する。4個の凸部36bは、縮径部34bの周方向に等間隔に設けられている。凸部36bは、テーパ面35cからテーパ面35dにわたって縮径部34bを跨ぐように設けられている。凸部36bは、凹状に凹んでいる縮径部34bを埋めるように形成され、その径方向外側の表面は平面になっている。凸部36bは、縮径部34bを埋めるように設けられているので、凸部36bが設けられている部分では、テーパ面35cからテーパ面35dへ縮径割合が急激に変化する部分がなくなり、テーパ面35cとテーパ面35dとの間に、テーパ角θcより小さく、テーパ角θdより大きいテーパ角を有する面が介在されて、先端に向かって緩やかに縮径している。凸部36aは、テーパ面35c及びテーパ面35dを基準にして径方向外側に盛り上がっている。縮径部34bは、スパークプラグ1の先端部に衝撃が加わった場合に応力が集中し易い部位であるが、縮径部34bに凸部36bが設けられているので応力が分散し易く、耐折損性が向上する。また、線条の凸部36bは軸線Oに沿った方向に延在しているので、軸線Oに直交する方向に延在する凸部が設けられている場合に比べて軸線Oに直交する方向からの衝撃に強い。
FIG. 3B is a cross-sectional explanatory view of a main part showing a cut surface when the insulator of FIG. 2 is cut along the plane B 1 -B 2 . The reduced
図3(c)は、図2の絶縁体をC1―C2平面で切断したときの切断面を示す要部断面説明図である。縮径部34cは、絶縁体3の軸線O方向に沿って延在する3個の線条の凹部36cを有する。3個の凹部36cは、縮径部34cの周方向に等間隔に設けられている。凹部36cは、スプーン状に抉られた形状を有しているが、凹部の形状は特に限定されない。凹部36cは、湾曲面35eから筒状面35fの一部にかけて設けられている。凹部36cは、湾曲面35e及び筒状面35fを基準にして径方向内側に抉られている。縮径部34cは、スパークプラグ1の先端部に衝撃が加わった場合に応力が集中し易い部位であるが、縮径部34cに凹部36cが設けられているので応力が分散し易く、耐折損性が向上する。
FIG. 3C is a cross-sectional explanatory view of a main part showing a cut surface when the insulator of FIG. 2 is cut along a C 1 -C 2 plane. The reduced
内燃機関の稼働中の燃焼室内の圧力変動による振動等によりスパークプラグ1の先端部に衝撃が加わった場合、及びスパークプラグ1を内燃機関に取り付ける際等にスパークプラグ1の先端部に衝撃が加わった場合等には、絶縁体3における燃焼ガスに曝される部分すなわち絶縁体3の先端からパッキン33と接触する部位の先端までの間のうち、縮径部34a、34b、34cに応力が集中し易い。さらに絶縁体3が薄肉化するほど縮径部34a、34b、34cに応力が集中して破損し易くなる。この実施形態のスパークプラグ1は、絶縁体3の先端からパッキン33と接触する部位の先端までの間に設けられた3つの縮径部34a、34b、34cのすべての外周面における周方向の一部に凸部36a、36b及び凹部36cがそれぞれ設けられている。したがって、スパークプラグ1の先端部に衝撃が加わった場合に、絶縁体3の縮径部34a、34b、34cに集中する応力を分散することができ、その結果、耐折損性に優れた絶縁体3を備えたスパークプラグ1を提供することができる。
When an impact is applied to the tip of the spark plug 1 due to vibration caused by pressure fluctuations in the combustion chamber during operation of the internal combustion engine, or when the spark plug 1 is attached to the internal combustion engine, the impact is applied to the tip of the spark plug 1. In such a case, stress concentrates on the diameter-reduced
この発明に係るスパークプラグの一実施例であるスパークプラグ1は、例えば次のようにして製造することができる。 A spark plug 1 as an embodiment of the spark plug according to the present invention can be manufactured, for example, as follows.
絶縁体3は、原料粉末から成形された成形体を焼成することにより作製することができる。具体的には、主成分であるアルミナと焼結助剤として機能する、Si、Mg、Ca、Ba等の元素の化合物とを配合して原料粉末を準備する。原料粉末に、ポリビニルアルコール等の親水性結合剤と水等の溶媒とを添加及び混合して成形用スラリーを調製する。次いで、成形用スラリーをスプレードライ法等により噴霧乾燥し、成形用造粒物を調製する。得られた成形用造粒物を、加圧成形又は射出成形することにより成形体を得る。
The
加圧成形の場合は、成形用造粒物を金型プレス成形法及びラバープレス法等により加圧成形し、軸孔2となる孔を有する筒状の成形体を成形する。次いで、得られた成形体の外周面を上述した形状となるように研削加工を施す。研削加工の際には、脚長部16に3つの縮径部34a、34b、34cを形成しつつ凸部36a、36b及び凹部36cを形成する。凹部36cに関しては、脚長部16に縮径部34cを形成した後に、縮径部34cの表面を研削加工して凹部36cを形成することができる。これによって、脚長部16の外周面に3つの縮径部34a、34b、34cが設けられ、かつ縮径部34a、34b、34cのそれぞれに凸部36a、36b又は凹部36cがそれぞれ設けられた成形体が得られる。
In the case of pressure molding, the granulated material for molding is pressure-molded by a die press molding method, a rubber press method, or the like to form a cylindrical molded body having a hole that becomes the
射出成形の場合は、前述した形状を有する絶縁体3が得られる金型を使用して射出成形をする。この金型の内周面には、凸部36a、36b又は凹部36cを形成することのできるパターンが予め設けられている。したがって、一つの工程で脚長部16に3つの縮径部34a、34b、34cが設けられ、かつ縮径部34a、34b、34cのそれぞれに凸部36a、36b又は凹部36cがそれぞれ設けられた成形体が得られる。射出成形によると、金型の内周面に所望のパターンを設けるだけで、凸部又は凹部を容易に形成することができる。したがって、成形用造粒物を加圧成形して成形体を得た後に、成形体の外周面に研削加工をする加圧成形による方法に比べて、射出成形による方法は工程数が少なく、縮径部34a、34b、34cのそれぞれに凸部36a、36b又は凹部36cがそれぞれ設けられた成形体を容易に作製することができる。
In the case of injection molding, injection molding is performed using a mold from which the
次いで、所望の形状に形成された成形体を大気雰囲気で1450℃〜1700℃で1〜24時間焼成する。所望により焼成後に釉薬をかけて仕上げ焼成を行うことにより絶縁体3が得られる。
Next, the molded body formed into a desired shape is fired at 1450 ° C. to 1700 ° C. for 1 to 24 hours in an air atmosphere. The
得られた絶縁体3の軸孔2に所定の形状に形成された中心電極4を挿設し、さらにシール体10,11を形成するガラス粉末、抵抗体12を形成する抵抗体組成物、前記ガラス粉末をこの順に前記軸孔2内に予備圧縮しつつ充填する。次いで、前記軸孔2内の端部から端子金具5を圧入しつつ抵抗体組成物及びガラス粉末を圧縮加熱する。こうして抵抗体組成物及びガラス粉末が焼結して抵抗体12及びシール体10,11が形成される。中心電極4及び端子金具5が挿設された絶縁体3を、所定の形状に形成された主体金具6に挿入して、段付部31と受け部32とを環状のパッキン33を介して係合させることによって、主体金具6に絶縁体3を取り付ける。接地電極7は、主体金具6に絶縁体3を取り付ける前又は後に、主体金具6の先端部近傍に電気抵抗溶接等によって接合される。また、チップ9は、接地電極7を主体金具6に接合する前又は後に、接地電極7の先端部側面に電気抵抗溶接及び/又はレーザ溶接等によって接合される。最後に接地電極7の先端部を中心電極4側に折り曲げて、接地電極7の先端部に設けられたチップ8が中心電極4の先端と対向するようにして、スパークプラグ1が製造される。
The center electrode 4 formed in a predetermined shape is inserted into the
(第2の実施形態)
図4は、本発明に係るスパークプラグの絶縁体の外周面に設けられた凸部又は凹部の一実施例を示す要部説明図である。この実施形態のスパークプラグにおける絶縁体203は、1つの縮径部234を有し、縮径部234に設けられた凸部236の形状及び配置が異なること以外は、第1の実施形態のスパークプラグ1と基本的に同じ構造を有する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a main part explanatory view showing an embodiment of a convex portion or a concave portion provided on the outer peripheral surface of the insulator of the spark plug according to the present invention. The
縮径部234は、先端に向かって外径が一定の割合で小さくなるテーパ面235aと外径が一定である筒状面235bとの境界部である。縮径部234は、その外周面に12個の線条の凸部236を有し、凸部236は軸線O2に対して傾斜する方向に沿って延在している。線条の凸部236の軸線O2に直交する面に対する傾斜角度θ2は特に限定されないが、20°以上であるのが好ましく、45°以上であるのがより好ましく、75°以上であるのが特に好ましく、90°に近い程好ましい。凸部236が軸線O2に対して傾斜する方向に沿って延在するように絶縁体203の外周面に配置されていると、軸線O2に直交する方向に延在している場合に比べて絶縁体203の耐折損性が向上する。
The reduced
縮径部234は、12個の凸部236が縮径部234の周方向に等間隔に設けられているが、凸部236の数及びその配置は特に限定されない。例えば12個より少ない凸部又は12個を超える多数の凸部が、縮径部234の周方向にランダムに設けられていてもよい。もっとも、凸部236は縮径部234の外周に沿って軸線O2を中心にして回転対称に配置されているのが好ましい。また、図4に示す縮径部234の外周面には、テーパ面235a及び筒状面235bを基準にして径方向に盛り上がる凸部236が設けられているが、凹部が設けられていてもよく、また凸部と凹部との両方が設けられていてもよい。この場合、凸部236が設けられている場合と同様に、傾斜角度θ2が90°に近い程耐折損性が向上する。
In the reduced
この実施形態の縮径部234は、線条の凸部236が軸線O2に対して傾斜する方向に沿って延在しているので、絶縁体の外周面に軸線に直交する方向に延在する凸部又は凹部が設けられている場合に比べて耐折損性に優れる。さらに、この実施形態の縮径部234は、12個という多数の凸部236が設けられているので、12個より少ない数の凸部又は凹部が設けられている場合に比べて耐折損性に優れる。
The diameter-reduced
(第3の実施形態)
図5は、本発明に係るスパークプラグの絶縁体の外周面に設けられた凸部又は凹部の別の一実施例を示す要部説明図である。この実施形態のスパークプラグにおける絶縁体303は、2つの縮径部を有し、そのうちの1つの縮径部334に凹部336が設けられ、凹部336の形状及び配置が異なること以外は、第1の実施形態のスパークプラグ1と基本的に同じ構造を有する。
(Third embodiment)
FIG. 5 is a main part explanatory view showing another embodiment of the convex part or the concave part provided on the outer peripheral surface of the insulator of the spark plug according to the present invention. The
縮径部334は、先端に向かって外径が小さくなり、外径の縮径割合が先端に向かって小さくなる湾曲面335aである。湾曲面335aの先端側には、先端に向かって外径が一定の割合で小さくなるテーパ面335bが隣接している。縮径部334は、その外周面に網目状の凹部336を有する。この実施形態の網目状の凹部336は、アヤ目ローレットであるが、網目状である限り特に限定されない。アヤ目ローレットにおけるローレット目は、複数の直線状の溝が平行に配列された溝群Aとこの溝群Aに交わるように複数の直線状の溝が平行に配列された溝群Bとにより形成される。溝群Aの軸線O3に直交する面に対する傾斜角度をローレット角θ3とすると、溝群Bの軸線O3に直交する面に対する傾斜角度は180°−θ3である。ローレット角θ3は0°を超え90°未満の範囲であり、15°以上が好ましく、45°以上がより好ましく、75°以上が特に好ましい。ローレット角θ3が90°に近い程耐折損性が向上する。ローレット目のピッチdは、特に限定されないが、0.2mm〜3mmが好ましく、0.2mm〜1.0mmがより好ましく、0.2〜0.5mmが特に好ましい。ローレット目のピッチdが小さい程耐折損性が向上する。
The reduced
図5に示す網目状の凹部336は、ローレット目における山と谷とのうち山を基準として凹部336が形成されているとしているが、ローレット目における山と谷との中央を基準とすると、網目状の凹部と凸部とが形成されているということもでき、また、ローレット目における山と谷とのうち谷を基準とすると、千鳥状に配列された菱形の凸部が形成されているということもできる。また、縮径部334の外周面に網目状の凹部336でなく、網目状の凸部が設けられていてもよい。この場合、網目状の凹部336が設けられている場合と同様に、網目状の凸部の傾斜角度が90°に近い程耐折損性が向上する。
The mesh-shaped
この実施形態の縮径部334は、網目状の凹部336が設けられているので、絶縁体の外周面に線条の凸部又は線条の凹部が設けられている場合に比べて耐折損性に優れる。
Since the diameter-reduced
本発明に係るスパークプラグは、自動車用の内燃機関例えばガソリンエンジン等の点火栓として使用され、内燃機関の燃焼室を区画形成するヘッド(図示せず)に設けられたネジ穴に前記ネジ部が螺合されて、所定の位置に固定される。この発明に係るスパークプラグは、如何なる内燃機関にも使用することができるが、スパークプラグの先端部に衝撃が加わった場合等に応力が集中し易い絶縁体の縮径部の外周面に凸部又は凹部を有することにより、耐折損性に優れた絶縁体を備えたスパークプラグであるので、燃焼室内の圧縮比が高く、振動等の生じやすい内燃機関に好適に使用されることができる。 The spark plug according to the present invention is used as an ignition plug for an internal combustion engine for automobiles such as a gasoline engine, and the screw portion is provided in a screw hole provided in a head (not shown) that defines a combustion chamber of the internal combustion engine. It is screwed and fixed at a predetermined position. The spark plug according to the present invention can be used for any internal combustion engine, but a convex portion is formed on the outer peripheral surface of the reduced diameter portion of the insulator where stress is likely to concentrate when an impact is applied to the tip of the spark plug. Alternatively, since the spark plug is provided with an insulator excellent in breakage resistance by having a recess, it can be suitably used for an internal combustion engine that has a high compression ratio in the combustion chamber and easily generates vibrations.
この発明に係るスパークプラグは、前述した実施形態に限定されることはなく、本願発明の課題を達成することができる範囲において、種々の変更が可能である。 The spark plug according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within a range in which the object of the present invention can be achieved.
この発明における絶縁体の先端からパッキンと接触する部位の先端までの間に形成される縮径部の形状、数、及び配置等は、前述した実施形態に特に限定されず、スパークプラグに要求される性能等に応じて適宜設定される。 The shape, number, arrangement, and the like of the reduced diameter portion formed between the tip of the insulator in this invention and the tip of the portion that contacts the packing are not particularly limited to the above-described embodiment, and are required for the spark plug. It is set as appropriate according to the performance and the like.
この発明における絶縁体の外周面に設けられる凸部又は凹部の形状、数、及び配置等は、前述した実施形態に特に限定されない。
例えば、凸部又は凹部は、縮径部の外周面における周方向の一部に設けられていればよく、少なくとも1個の凸部又は凹部が設けられていればよく、10個以上の凸部又は凹部が設けられているのが好ましい。
凸部又は凹部は、縮径部の外周面における周方向の一部に設けられていればよく、軸線方向に縮径部を跨ぐように、縮径部の外周面と縮径部に隣接する外周面の一部に設けられているのが好ましく、さらに縮径部に隣接する外周面に緩やかに連接するように設けられているのが好ましい。
また、前述した実施形態のように1つの縮径部に凸部のみ又は凹部のみが設けられている場合に限定されず、凸部と凹部との両方が1つの縮径部に設けられていてもよい。
絶縁体がその先端からパッキンと接触する部位の先端までの間に複数の縮径部を有する場合には、凸部又は凹部はそのうちの少なくとも1つに設けられていればよく、複数の縮径部のうち、特に応力の集中し易い縮径部のみに凸部又は凹部が設けられていてもよい。
また、複数の縮径部それぞれに異なる形状及び配置で凸部又は凹部が設けられていてもよいし、同じ形状及び配置で凸部又は凹部が設けられていてもよい。
また、前述した実施形態のように、複数の縮径部それぞれに別個の凸部又は凹部が設けられている場合に限定されず、複数の縮径部を跨ぐように凸部又は凹部が軸線方向に延在してもよく、例えば絶縁体の先端からパッキンと接触する部位の先端まで凸部又は凹部が延在していてもよい。
The shape, number, arrangement, and the like of the protrusions or recesses provided on the outer peripheral surface of the insulator in the present invention are not particularly limited to the above-described embodiment.
For example, the convex portion or the concave portion only needs to be provided in a part of the circumferential direction on the outer peripheral surface of the reduced diameter portion, and it is sufficient that at least one convex portion or concave portion is provided, and ten or more convex portions. Or it is preferable that the recessed part is provided.
The convex portion or the concave portion only needs to be provided on a part of the outer circumferential surface of the reduced diameter portion, and is adjacent to the outer peripheral surface of the reduced diameter portion and the reduced diameter portion so as to straddle the reduced diameter portion in the axial direction. It is preferably provided on a part of the outer peripheral surface, and further preferably provided so as to be gently connected to the outer peripheral surface adjacent to the reduced diameter portion.
Moreover, it is not limited to the case where only one convex portion or only a concave portion is provided in one reduced diameter portion as in the above-described embodiment, and both the convex portion and the concave portion are provided in one reduced diameter portion. Also good.
In the case where the insulator has a plurality of reduced diameter portions from the tip thereof to the tip of the portion in contact with the packing, it is sufficient that the convex portion or the concave portion is provided in at least one of the plurality of reduced diameter portions. Of the portions, a convex portion or a concave portion may be provided only on the reduced diameter portion where stress is particularly concentrated.
Moreover, a convex part or a recessed part may be provided in a different shape and arrangement | positioning in each of several diameter reduction parts, and a convex part or a recessed part may be provided in the same shape and arrangement | positioning.
Further, as in the above-described embodiment, the present invention is not limited to the case where each of the plurality of reduced diameter portions is provided with a separate convex portion or concave portion, and the convex portion or the concave portion extends in the axial direction so as to straddle the plurality of reduced diameter portions. For example, a convex portion or a concave portion may extend from the tip of the insulator to the tip of the portion in contact with the packing.
1 スパークプラグ
2 軸孔
3、203、303 絶縁体
4 中心電極
5 端子金具
6 主体金具
7 接地電極
8 チップ
10、11 シール体
12 抵抗体
13 鍔部
14 後端側胴部
15 先端側胴部
16 脚長部
17 ネジ部
18 ガスシール部
19 ガスケット
20 工具係合部
21 加締め部
22、23 リング部材
24 滑石
25 露出部
26 柱状部
27 外層
28 芯部
31 段付部
32 受け部
33 パッキン
34a、34b、34c、234、334 縮径部
35a、35c、35d、235a、335b テーパ面
35b、35f、235b 筒状面
35e、335a 湾曲面
36a、36b、236 凸部
36c、336 凹部
G 間隙
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記軸孔の先端側に設けられた中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられると共に筒状を有し、自身の内周に径方向内側に突出する受け部を有する主体金具と、
前記段付部と前記受け部との間に介在する環状のパッキンと、
を備えるスパークプラグであって、
前記絶縁体は、自身の先端から前記パッキンと接触する部位の先端までの間に、外径が先端方向に向かって縮径するときの縮径割合が小さくなる縮径部を一つ以上有し、
前記縮径部のうちの少なくとも一つにおいて、前記縮径部の外周面における周方向の一部に凸部又は凹部が設けられ、
前記凸部又は前記凹部は、網目状に形成されていることを特徴とするスパークプラグ。 A cylindrical insulator having an axial hole extending in the axial direction and having a stepped portion whose outer diameter decreases toward the tip;
A center electrode provided on the tip side of the shaft hole;
A metallic shell having a cylindrical shape provided on the outer periphery of the insulator and having a receiving portion protruding radially inward on its inner periphery;
An annular packing interposed between the stepped portion and the receiving portion;
A spark plug comprising:
The insulator has at least one reduced-diameter portion between the tip of the insulator and the tip of the portion that contacts the packing when the outer diameter is reduced toward the tip. ,
In at least one of the reduced diameter portions, a convex portion or a concave portion is provided in a part of the outer circumferential surface of the reduced diameter portion in the circumferential direction ,
The spark plug, wherein the convex portion or the concave portion is formed in a mesh shape .
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