JP6373313B2 - 点火プラグ - Google Patents
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Description
[形態]
軸線方向に沿って延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸線方向に沿って延び、後端が前記軸孔内に位置する中心電極と、
前記軸線方向に沿って延び、先端が前記軸孔内における前記中心電極の後端より後端側に位置する端子金具と、
前記軸孔内における前記中心電極と前記端子金具との間に配置された抵抗体と、
前記軸孔内における前記抵抗体と前記中心電極との隙間を埋めて前記中心電極と前記抵抗体とを離間する導電性シール層と、
を備える点火プラグであって、
前記導電性シール層は、前記中心電極側に位置する第1層と、該第1層と前記抵抗体との間に位置する第2層と、を備え、
前記第1層は、第1の導電性材料と、第1のガラス粒子と、を含み、
前記抵抗体は、前記第1の導電性材料とは異なる第2の導電性材料と、前記第1のガラス粒子より平均粒径が大きな第2のガラス粒子と、を含み、
前記第2層は、前記第1の導電性材料と、前記第2の導電性材料と、前記第1のガラス粒子より平均粒径が大きく、かつ、前記第2のガラス粒子より平均粒径が小さな第3のガラス粒子と、を含むことを特徴とする、点火プラグ。
前記軸線方向に沿って延び、後端が前記軸孔内に位置する中心電極と、
前記軸線方向に沿って延び、先端が前記軸孔内における前記中心電極の後端より後端側に位置する端子金具と、
前記軸孔内における前記中心電極と前記端子金具との間に配置された抵抗体と、
前記軸孔内における前記抵抗体と前記中心電極との隙間を埋めて前記中心電極と前記抵抗体とを離間する導電性シール層と、
を備える点火プラグであって、
前記導電性シール層は、前記中心電極側に位置する第1層と、該第1層と前記抵抗体との間に位置する第2層と、を備え、
前記抵抗体と前記第1層と前記第2層の熱膨張係数は、互いに異なり、
前記第2層の熱膨張係数は、前記第1層の熱膨張係数と前記抵抗体の熱膨張係数との間の値であることを特徴とする、点火プラグ。
前記軸線方向に沿って延び、後端が前記軸孔内に位置する中心電極と、
前記軸線方向に沿って延び、先端が前記軸孔内における前記中心電極の後端より後端側に位置する端子金具と、
前記軸孔内における前記中心電極と前記端子金具との間に配置された抵抗体と、
前記軸孔内における前記抵抗体と前記中心電極との隙間を埋めて前記中心電極と前記抵抗体とを離間する導電性シール層と、
を備える点火プラグであって、
前記導電性シール層は、前記中心電極側に位置する第1層と、該第1層と前記抵抗体との間に位置する第2層と、を備え、
前記第1層は、第1の導電性材料を含み、
前記抵抗体は、前記第1の導電性材料とは異なる第2の導電性材料を含み、
前記第2層は、前記第1の導電性材料と前記第2の導電性材料とを含むことを特徴とする、点火プラグ。
前記第2層は、複数個の粒子を含み、
前記第2層に含まれる前記粒子の最大粒径は、180μm以下であることを特徴とする、点火プラグ。
前記第1層は、第1のガラス粒子を含み、
前記抵抗体は、前記第1のガラス粒子より平均粒径が大きな第2のガラス粒子を含み、
前記第2層は、前記第1のガラス粒子より平均粒径が大きく、かつ、前記第2のガラス粒子より平均粒径が小さな第3のガラス粒子を含むことを特徴とする、点火プラグ。
前記抵抗体の先端から中心電極までの抵抗値は、1kΩ以下であることを特徴とする点火プラグ。
A−1.スパークプラグの構成:
図1は本実施形態の点火プラグ100の断面図である。図1の一点破線は、点火プラグ100の軸線COを示している。軸線COと平行な方向(図1の上下方向)を軸線方向とも呼ぶ。軸線COを中心とし、軸線と垂直な面上の円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、当該円の周方向を、単に「周方向」とも呼ぶ。図1における下方向を先端方向FDと呼び、上方向を後端方向BDとも呼ぶ。図1における下側を、点火プラグ100の先端側と呼び、図1における上側を点火プラグ100の後端側と呼ぶ。
図2は、図1の導電性シール層60の近傍の拡大図である。導電性シール層60は、中心電極20側に位置する第1層61と、第1層61と抵抗体70との間に位置する第2層62と、を備えている。第1層61は、中心電極20の後端を含む部分、具体的には、頭部23および鍔部24と接触しており、抵抗体70とは接触していない。第2層62は、第1層61と、抵抗体70の先端を含む部分と、に接触している。第2層62の軸線方向の長さの平均(平均厚さ)は、0.5mm以上であることが好ましく、1mm以上であることが、さらに好ましい。
抵抗体70:カーボンブラック、TiO2、ZrO2、アルミニウム、ガラスの混合物
第1層61:真鍮(Cu−Zn合金)、ガラスの混合物
第2層62:真鍮、カーボンブラック、TiO2、ZrO2、アルミニウム、ガラスの混合物
抵抗体70:5.7×10−6/℃、第1層61:12×10−6/℃、第2層62:7.2×10−6/℃
各部材の熱膨張係数は、熱膨張係数を含む温度に依存する力学的特性の解析手法である公知のTMA(Thermal Mechanical Analysis)を用いて測定される。具体的には、熱膨張係数は、JIS R 3102にて規定されたガラスの平均線膨張係数の試験方法を用いて測定される。第2層62の厚さは、比較的小さいので、第2層62単体の熱膨張係数を直接測定することは困難である場合がある。この場合は、例えば、先ず、図2の領域SA1に示す部分の試料(抵抗体70のみを含む試料)から、抵抗体70の熱膨張係数が測定される。そして、図2の領域SA2に示す部分の試料(抵抗体70と第2層62とを含む試料)の熱膨張係数が測定される。これら2個の領域の試料の測定結果に基づいて、第2層62の単体の熱膨張係数が計算される。
上記した点火プラグ100は、例えば、以下のような製造方法によって製造することが可能である。まず、後述する工程を経て作製された絶縁体アセンブリ(絶縁体10に中心電極20、端子金具40、抵抗体70、導電性シール層60、80等が組み付けられたアセンブリ)と、主体金具50と、接地電極30と、を用意する。そして、絶縁体アセンブリの外周に、主体金具50を組み付けると共に、接地電極30の接合端面312を主体金具50の先端50Aに接合する。接合された接地電極30の自由端面311の近傍に接地電極チップ39を溶接する。その後、接地電極30の接地電極チップ39が中心電極20の中心電極チップ29と対向するように接地電極30を屈曲して、点火プラグ100を完成させる。
(1)導電性シール層60は、2層に限らず、さらに、多層の構造を有しても良い。図5は変形例の点火プラグの導電性シール層60bの近傍の拡大図である。図5の導電性シール層60bは、図2の第1層61と第2層62との間に、さらに、第3層63が配置された3層構造を有している。この場合には、第3層63の熱膨張係数は、第1層61の熱膨張係数と、第2層62の熱膨張係数と、の間の値であることが好ましい。例えば、中心電極20側(先端側)から抵抗体70側(後端側)に向かって、熱膨張係数が段階的に大きくなるように、熱膨張係数の小さい順は、第1層61、第3層63、第2層62の順であることが好ましい。
Claims (5)
- 軸線方向に沿って延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸線方向に沿って延び、後端が前記軸孔内に位置する中心電極と、
前記軸線方向に沿って延び、先端が前記軸孔内における前記中心電極の後端より後端側に位置する端子金具と、
前記軸孔内における前記中心電極と前記端子金具との間に配置された抵抗体と、
前記軸孔内における前記抵抗体と前記中心電極との隙間を埋めて前記中心電極と前記抵抗体とを離間する導電性シール層と、
を備える点火プラグであって、
前記導電性シール層は、前記中心電極側に位置する第1層と、該第1層と前記抵抗体との間に位置する第2層と、を備え、
前記抵抗体と前記第1層と前記第2層の熱膨張係数は、互いに異なり、
前記第2層の熱膨張係数は、前記第1層の熱膨張係数と前記抵抗体の熱膨張係数との間の値であることを特徴とする、点火プラグ。 - 請求項1に記載の点火プラグであって、
前記第1層は、第1のガラス粒子を含み、
前記抵抗体は、前記第1のガラス粒子より平均粒径が大きな第2のガラス粒子を含み、
前記第2層は、前記第1のガラス粒子より平均粒径が大きく、かつ、前記第2のガラス粒子より平均粒径が小さな第3のガラス粒子を含むことを特徴とする、点火プラグ。 - 軸線方向に沿って延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記軸線方向に沿って延び、後端が前記軸孔内に位置する中心電極と、
前記軸線方向に沿って延び、先端が前記軸孔内における前記中心電極の後端より後端側に位置する端子金具と、
前記軸孔内における前記中心電極と前記端子金具との間に配置された抵抗体と、
前記軸孔内における前記抵抗体と前記中心電極との隙間を埋めて前記中心電極と前記抵抗体とを離間する導電性シール層と、
を備える点火プラグであって、
前記導電性シール層は、前記中心電極側に位置する第1層と、該第1層と前記抵抗体との間に位置する第2層と、を備え、
前記第1層は、第1の導電性材料と、第1のガラス粒子と、を含み、
前記抵抗体は、前記第1の導電性材料とは異なる第2の導電性材料と、前記第1のガラス粒子より平均粒径が大きな第2のガラス粒子と、を含み、
前記第2層は、前記第1の導電性材料と、前記第2の導電性材料と、前記第1のガラス粒子より平均粒径が大きく、かつ、前記第2のガラス粒子より平均粒径が小さな第3のガラス粒子と、を含むことを特徴とする、点火プラグ。 - 請求項1〜3のいずれかに記載の点火プラグであって、
前記第2層は、複数個の粒子を含み、
前記第2層に含まれる前記粒子の最大粒径は、180μm以下であることを特徴とする、点火プラグ。 - 請求項1〜4のいずれかに記載の点火プラグであって、
前記抵抗体の先端から中心電極までの抵抗値は、1kΩ以下であることを特徴とする点火プラグ。
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