JP6657977B2 - 内燃機関用のスパークプラグ - Google Patents
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Description
また、燃焼室の内圧が上昇することにより、スパークプラグの要求電圧が上昇し、容量放電電流が大きくなりやすい。その結果、レジスタにおける発熱が大きくなりやすく、レジスタの寿命の低下が懸念される。
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、
基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端子金具と、
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、
上記中心電極と上記端子金具との間において上記絶縁碍子の内側に配置されたカーボンを含有するレジスタと、を有し、
該レジスタは、軸方向における中央よりも先端側の第1領域が、軸方向における中央よりも基端側の第2領域よりも、カーボンの含有率が高く、
上記レジスタは、カーボンの含有率が一様である一様部位を少なくとも軸方向の2か所に有し、少なくとも一つの一様部位は上記レジスタの先端に配された先端側部位であり、該先端側部位のカーボンの含有率は、他の一様部位のカーボンの含有率よりも高いことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグにある。
また、本明細書において、軸方向における、スパークプラグが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。
内燃機関用のスパークプラグの実施例につき、図1、図2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、中心電極4と、端子金具7と、接地電極5と、レジスタ6とを有する。中心電極4は、先端部が突出するように絶縁碍子3の内側に保持されている。端子金具7は、基端部が突出するように絶縁碍子3の内側に保持されている。接地電極5は、中心電極4との間に火花放電ギャップGを形成する。レジスタ6は、中心電極4と端子金具7との間において絶縁碍子3の内側に配置され、カーボンを含有する。レジスタ6は、軸方向Xにおける中央よりも先端側の第1領域61が、軸方向Xにおける中央よりも基端側の第2領域62よりも、カーボンの含有率が高い。本例において、例えば第1領域61のカーボン含有率を1.7〜1.9重量%とし、第2領域62のカーボン含有率を1.1〜1.3重量%とすることができる。
まず、スパークプラグ1から、レジスタ6を取り出す。そして、レジスタ6を、軸方向Xの中央位置で切断し、第1領域61と第2領域62を得る。そして、得られた第1領域61及び第2領域62を、それぞれ粉砕して測定器で測定する。測定器としては、例えば株式会社堀場製作所製の商品であるEMIAを用いることができる。
まず、レジスタ6を軸方向Xに10等分に切断し、10個の試験片を作成する。そして、各試験片のカーボンの含有率を、上記測定器で測定する。そして、軸方向Xに隣接する試験片同士のカーボンの含有率の値が同じであれば、それらの試験片は共に1つの一様部位8の少なくとも一部を構成していると確認できる。
まず、筒状の絶縁碍子3内に、中心電極4を挿入し、その先端の一部を絶縁碍子3の先端から突出させた状態にて配置する。そして、絶縁碍子3の内側に、その基端側からガラスシール11の材料粉末を充填し、これを軸方向Xに加圧する。次いで、ガラスシール11の材料粉末の基端側に、レジスタ6の材料粉末を充填する。レジスタ6の材料粉末としては、カーボン粉末、ガラス粉末、ジルコニア粉末等がある。そして、レジスタ6の材料粉末としては、カーボン粉末の含有率を互いに異ならせた2種類の材料粉末を用意する。
内燃機関用のスパークプラグ1において、レジスタ6は、第1領域61が第2領域62よりもカーボンの含有率が高い。これにより、経時的なレジスタ6の抵抗値の上昇を抑制することができる。すなわち、酸化されやすいレジスタ6の第1領域61のカーボンの含有率を高くすることにより、カーボンの酸化によるレジスタ6の抵抗値の上昇を抑制することができる。
本例は、レジスタ6全体におけるカーボンの含有率を不変に保ちつつ、レジスタ6における第1領域61のカーボンの含有率と第2領域62のカーボンの含有率とを種々変更したスパークプラグにつき、電気抵抗値の変化率を評価した例である。
Rc=100×(R1−R0)/R0・・・(1)
本例は、図4に示すごとく、レジスタ6が、軸方向Xの3か所に一様部位8を有する例である。すなわち、本例において、レジスタ6は、先端部に形成された一様部位8である先端側部位81と、基端部に形成された一様部位8である基端側部位82と、先端側部位81と基端側部位82との間に形成された中間部位83とを有する。本例においては、先端側部位81と中間部位83と基端側部位82とは、軸方向Xにおける長さが同じであるが、これに限られるものではない。
本例においても、実施例1と同様の作用効果を有する。
本例は、図5に示すごとく、実施例1と同様に2つの一様部位8を有するレジスタ6を備えたスパークプラグ1において、軸方向Xにおけるレジスタ6の全長Lに対する先端側部位81の長さLaの比La/Lを種々変更したときの、レジスタ6の寿命への影響を評価した例である。
本例においては、各試料を、中心電極4と接地電極5との間に、上記規格の放電電圧の条件である20±5kVよりも高い放電電圧35kVをかけ、周波数100Hzで放電を繰り返した。また、本例においては、各試料を350℃の加熱炉内に配置することによって、上記規格よりも一層厳しい条件とした。そして、抵抗値上昇率Rcの絶対値が30を超えるまでの試験時間を、レジスタ寿命として測定した。その結果を表1に示す。なお、抵抗値上昇率Rcは、実験例1と同様、中心電極4と端子金具7との間における、放電試験前の電気抵抗値に対する放電試験後の電気抵抗率の上昇率である。
S:レジスタ寿命が60時間以上
A:レジスタ寿命が40時間以上60時間未満
B:レジスタ寿命が40時間未満
なお、レジスタ寿命が40時間以上60時間未満となる試料が存在しなかったため、表1の評価に、Aの評価は表れていない。
本例は、実施例1と同様に2つの一様部位8を有するレジスタ6を備えたスパークプラグ1において、カーボン含有率C1、カーボン含有率C2、及びC1/C2を種々変更したときの、レジスタ寿命への影響を評価した例である。
なお、カーボン含有率C1、カーボン含有率C2、レジスタ寿命等、すでに説明した用語については、重複する説明を省略する。以下の実験例においても同じである。
本例は、実験例2で示した数値範囲0.1L≦La≦0.7L、及び、実験例3で示した数値範囲、C1/C2≧1.1、C1≦3.5、C2≧0.9、のすべてを満たしながら、全長Lを種々変更させたときのレジスタ寿命への影響を評価した例である。
本例は、実験例4と同様、0.1L≦La≦0.7L、C1/C2≧1.1、C1≦3.5、C2≧0.9、のすべてを満たしながら、内径Dを種々変更させたときのレジスタ寿命への影響を評価した例である。
2 ハウジング
3 絶縁碍子
4 中心電極
5 接地電極
6 レジスタ
61 第1領域
62 第2領域
G 火花放電ギャップ
X 軸方向
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、
基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端子金具(7)と、
上記中心電極(4)との間に火花放電ギャップ(G)を形成する接地電極(5)と、
上記中心電極(4)と上記端子金具(7)との間において上記絶縁碍子(3)の内側に配置されたカーボンを含有するレジスタ(6)と、を有し、
該レジスタ(6)は、軸方向(X)における中央よりも先端側の第1領域(61)が、軸方向(X)における中央よりも基端側の第2領域(62)よりも、カーボンの含有率が高く、
上記レジスタ(6)は、カーボンの含有率が一様である一様部位(8)を少なくとも軸方向(X)の2か所に有し、少なくとも一つの一様部位(8)は上記レジスタ(6)の先端に配された先端側部位(81)であり、該先端側部位(81)のカーボンの含有率は、他の一様部位(8)のカーボンの含有率よりも高いことを特徴とする内燃機関用のスパークプラグ(1)。 - 上記レジスタ(6)は、上記先端側部位(81)と、該先端側部位(81)の基端側に配された上記一様部位(8)である基端側部位(82)と、の2つの上記一様部位(8)を有し、上記先端側部位(81)の軸方向(X)の長さをLa、上記先端側部位(81)のカーボン含有率をC1重量%、上記基端側部位(82)のカーボン含有率をC2重量%、上記レジスタ(6)の軸方向(X)の長さをL、としたとき、0.1L≦La≦0.7L、C1/C2≧1.1、C1≦3.5、C2≧0.9、の関係を満たす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(1)。
- 上記C1及び上記C2は、C1≦3、C2≧1.3、を満たすことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関用のスパークプラグ(1)。
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