JP7202222B2 - spark plug - Google Patents
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Description
本発明は、点火プラグに関する。 The present invention relates to spark plugs.
内燃機関(エンジン)に用いられる点火プラグは、特許文献1で開示される点火プラグのように、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状の絶縁体と、絶縁体の外周に設けられる筒状の主体金具とを備えた構成が一般的である。特許文献1で開示される点火プラグは、絶縁体の先端側に中心電極が配され、主体金具の先端側に接地電極が設けられ、中心電極と接地電極との間で火花放電が行われる。
A spark plug used in an internal combustion engine (engine), like the spark plug disclosed in
特許文献1の点火プラグは、主体金具の内周面において、内向きに突出した突出部(突部21)が設けられ、絶縁体の外周面には、突出部に対向した段部(係止部14)が設けられている。突出部(凸部21)は、先端側に向けて内径寸法が小さくなる第1傾斜面(縮径部21Aの表面)を有し、段部(係止部14)は、先端側に向けて外径寸法が小さくなる第2傾斜面(係止部14の表面)を有している。第1傾斜面と第2傾斜面との間には、環状の金属製パッキン22が装着され、主体金具と絶縁体との間の気密性が確保される。
In the ignition plug of
近年、点火プラグの小型化・細径化がより一層求められている。点火プラグを小型化・細径化するためには主体金具の突出部や絶縁体の段部のサイズを抑え、上述の第1傾斜面や第2傾斜面の面積を削減することが望ましいといえる。しかし、単に、第1傾斜面や第2傾斜面の面積を削減するだけでは、その分、傾斜面とパッキンとの接触面積が低下し、十分なシール効果を発揮できなくなる懸念がある。 In recent years, there has been an increasing demand for smaller and thinner spark plugs. In order to reduce the size and diameter of the spark plug, it is desirable to reduce the size of the protruding portion of the metal shell and the stepped portion of the insulator, and reduce the areas of the above-described first and second inclined surfaces. . However, simply reducing the areas of the first inclined surface and the second inclined surface reduces the contact area between the inclined surface and the packing, and there is a concern that a sufficient sealing effect cannot be exhibited.
このような問題に対する対策としては、主体金具の突出部と絶縁体の段部とがパッキンを挟み込む力をより増大させ、パッキンをより変形させて密着性を高めることが考えられる。突出部や段部がパッキンを挟み込む力をより増大させると、パッキンがより強く圧縮されるため、パッキンの一部が第1傾斜面と第2傾斜面の間から後端側の隙間(主体金具の内周面と絶縁体の外周面の隙間)に逃げるように変形しやすくなる。その結果、第1傾斜面及び第2傾斜面の後端側でも、パッキンが主体金具や絶縁体に接触することになり、接触面積が増すことになる。 As a countermeasure against such a problem, it is conceivable to increase the force with which the protrusion of the metallic shell and the stepped portion of the insulator sandwich the packing, thereby deforming the packing to improve adhesion. If the protrusion or stepped portion increases the force with which the packing is sandwiched, the packing will be compressed more strongly, so that a part of the packing will form a gap between the first inclined surface and the second inclined surface on the rear end side (main metal fitting). gap between the inner peripheral surface of the insulator and the outer peripheral surface of the insulator). As a result, the packing comes into contact with the metal shell and the insulator even on the rear end sides of the first inclined surface and the second inclined surface, increasing the contact area.
しかし、パッキンが第1傾斜面と第2傾斜面の間から後端側の隙間(主体金具の内周面と絶縁体の外周面の間の隙間)に入り込んだ場合、この隙間に入り込んだパッキンから絶縁体に対して過剰な力が加わる懸念がある。特に、後端側の隙間に入り込んだパッキンの一部が主体金具の内周面からも絶縁体の外周面からも圧力を受ける構成であると、主体金具の内周面からパッキンに加えられた力がパッキンを介して絶縁体の外周面に加わってしまうことになる。このような事態が生じると、絶縁体の内周面がパッキンの一部によって非常に強い力で押され、絶縁体の割れ等を招く懸念があった。 However, if the packing enters the gap on the rear end side (the gap between the inner peripheral surface of the metal shell and the outer peripheral surface of the insulator) from between the first inclined surface and the second inclined surface, the packing There is a concern that excessive force is applied to the insulator from the In particular, if a portion of the packing that has entered the gap on the rear end side receives pressure from both the inner peripheral surface of the metal shell and the outer peripheral surface of the insulator, the packing is subjected to pressure from the inner peripheral surface of the metal shell. Force will be applied to the outer peripheral surface of the insulator through the packing. If such a situation occurs, the inner peripheral surface of the insulator is pushed by a part of the packing with a very strong force, and there is a concern that the insulator may crack or the like.
本発明は上述した課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであって、パッキンから絶縁体に過剰な力が加わることを抑制し得る点火プラグを、気密性の低下を抑制し得る構成で実現することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve at least one of the above-described problems, and provides a spark plug capable of suppressing excessive force applied from a packing to an insulator, and a structure capable of suppressing a decrease in airtightness. It is intended to be realized by
本発明の一態様である点火プラグは、
軸線方向に延びる軸孔を有し、前記軸孔の先端側に中心電極が配される筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられる筒状の主体金具と、
前記絶縁体と前記主体金具との間に装着されるパッキンと、
を備え、
前記主体金具は、先端側ほど内径が小さくなる第1傾斜面を備えるとともに径方向の内側に突出する突出部を有し、
前記絶縁体は、先端側ほど外径が小さくなる第2傾斜面を備えるとともに前記第2傾斜面が前記第1傾斜面と対向して配される段部を有し、
前記パッキンは、前記第1傾斜面と前記第2傾斜面とに接触して配される点火プラグであって、
前記パッキンは、前記絶縁体の外周面のうち前記第2傾斜面より後端側の部分に接触し、前記主体金具の内周面のうち前記第1傾斜面より後端側の部分から離れている。
A spark plug, which is one aspect of the present invention,
a tubular insulator having an axial hole extending in the axial direction and having a center electrode disposed on the tip side of the axial hole;
a tubular metal shell provided on the outer periphery of the insulator;
a packing mounted between the insulator and the metal shell;
with
The metallic shell has a projecting portion that has a first inclined surface with an inner diameter that decreases toward the distal end and that projects radially inward,
The insulator has a stepped portion having a second inclined surface with an outer diameter that decreases toward the tip end, and the second inclined surface is arranged to face the first inclined surface,
The packing is a spark plug disposed in contact with the first inclined surface and the second inclined surface,
The packing is in contact with a portion of the outer peripheral surface of the insulator on the rear end side of the second inclined surface, and away from a portion of the inner peripheral surface of the metal shell on the rear end side of the first inclined surface. there is
上記の点火プラグは、パッキンが、第1傾斜面及び第2傾斜面のみならず「絶縁体の外周面のうち第2傾斜面より後端側の部分」に接触するため、その分、パッキンの接触面積が増す。よって、点火プラグの小型化によって第1傾斜面や第2傾斜面のサイズが低減しても、気密性の低下は抑えられる。一方で、パッキンが、「主体金具の内周面のうち第1傾斜面より後端側の部分」から離れているため、第1傾斜面よりも後端側では、パッキンが主体金具の内周面から押す力を受けなくなる。よって、第1傾斜面よりも後端側では、パッキンが径方向内側に押されることを抑えることができ、パッキンを介して絶縁体に過剰な力が加わることを抑制することができる。よって、上記構成によれば、パッキンから絶縁体に過剰な力が加わることを抑制し得る点火プラグを、気密性の低下を抑制し得る構成で実現しうる。 In the spark plug described above, the packing contacts not only the first inclined surface and the second inclined surface, but also "a portion of the outer peripheral surface of the insulator on the rear end side of the second inclined surface". Increased contact area. Therefore, even if the sizes of the first inclined surface and the second inclined surface are reduced due to the miniaturization of the spark plug, the deterioration of airtightness can be suppressed. On the other hand, since the packing is away from "the portion of the inner peripheral surface of the metal shell on the rear end side of the first inclined surface", the packing is located on the inner peripheral side of the metal shell on the rear end side of the first inclined surface. It will not receive the force pushing from the surface. Therefore, on the rear end side of the first inclined surface, it is possible to prevent the packing from being pushed radially inward, and it is possible to prevent excessive force from being applied to the insulator via the packing. Therefore, according to the above configuration, it is possible to realize a spark plug capable of suppressing excessive force applied from the packing to the insulator with a configuration capable of suppressing a decrease in airtightness.
上記の点火プラグにおいて、軸線を通り軸線に沿った断面において、第1傾斜面に相当する直線を径方向外側に延長した直線と、第2傾斜面に相当する直線を径方向外側に延長した直線とが、交差する構成であってもよい。
このような構成によれば、パッキンが加圧によって変形する際に、第1傾斜面の先端と絶縁体の外周面との間の隙間(第2の隙間)よりも、第2傾斜面の後端と主体金具の内周面との間の隙間(第1の隙間)のほうにはみ出しやすくなる。
In the above spark plug, in a cross section along the axis passing through the axis, a straight line obtained by extending a straight line corresponding to the first inclined surface radially outward and a straight line obtained by extending a straight line corresponding to the second inclined surface radially outward may intersect with each other.
According to such a configuration, when the packing is deformed by pressurization, the gap (second gap) between the tip of the first inclined surface and the outer peripheral surface of the insulator is closer to the rear of the second inclined surface than the gap (second gap). It tends to protrude toward the gap (first gap) between the end and the inner peripheral surface of the metallic shell.
上記の点火プラグにおいて、絶縁体は、第2傾斜面の後端側に隣接するとともに一定の外径で軸線方向に続く第1外周面と、第2傾斜面の先端側に隣接するとともに一定の外径で軸線方向に続く第2外周面と、を有していてもよい。そして、主体金具は、第1傾斜面の後端側において第1外周面の周りに配置されるとともに一定の内径で軸線方向に続く第1内周面と、記第1傾斜面の先端側において第2外周面の周りに配置されるとともに一定の内径で軸線方向に続く第2内周面と、を有していてもよい。そして、第2内周面の後端と第2外周面との間隔が、第1外周面の先端と第1内周面との間隔よりも小さくなっていてもよい。
このような構成によれば、第2内周面の後端が第2外周面に近い位置まで及んでいるため、第1傾斜面の面積及び突出部の強度をより確保することができる。よって、突出部がパッキンから受ける面圧が高すぎることに起因する突出部の変形等を抑制することができる。
In the spark plug described above, the insulator includes a first outer peripheral surface adjacent to the rear end side of the second inclined surface and continuing in the axial direction with a constant outer diameter, and a first outer peripheral surface adjacent to the tip side of the second inclined surface and having a constant outer diameter. and a second outer circumferential surface that continues axially at the outer diameter. The metallic shell has a first inner peripheral surface arranged around the first outer peripheral surface on the rear end side of the first inclined surface and continuing in the axial direction with a constant inner diameter, and a front end side of the first inclined surface. a second inner peripheral surface disposed about the second outer peripheral surface and continuing axially with a constant inner diameter. The distance between the rear end of the second inner peripheral surface and the second outer peripheral surface may be smaller than the distance between the front end of the first outer peripheral surface and the first inner peripheral surface.
With such a configuration, the rear end of the second inner peripheral surface extends to a position close to the second outer peripheral surface, so that the area of the first inclined surface and the strength of the protruding portion can be further ensured. Therefore, it is possible to suppress deformation or the like of the protrusion due to excessively high surface pressure that the protrusion receives from the packing.
上記の点火プラグでは、主体金具の内周面において第1傾斜面の後端側に、径方向外側に全周に亘って窪んだ形状をなす窪み部が形成されていてもよい。そして、パッキンが、窪み部内における主体金具の内周面から離れた状態で窪み部に進入していてもよい。
このような構成によれば、パッキンが径方向内側に押されることをより効果的に抑えることができる。しかも、パッキンを第1傾斜面の後端に達する形で又は第1傾斜面の後端を跨ぐ形で接触させることができるため、パッキンと主体金具との接触面積をより大きくすることができる。
In the spark plug described above, a recessed portion having a shape recessed radially outward over the entire circumference may be formed on the inner peripheral surface of the metal shell on the rear end side of the first inclined surface. Then, the packing may enter the recess while being separated from the inner peripheral surface of the metal shell in the recess.
According to such a configuration, it is possible to more effectively prevent the packing from being pushed radially inward. Moreover, since the packing can be brought into contact with the rear end of the first inclined surface or straddle the rear end of the first inclined surface, the contact area between the packing and the metallic shell can be increased.
本発明によれば、パッキンから絶縁体に過剰な力が加わることを抑制し得る点火プラグを、気密性の低下を抑制し得る構成で実現する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ignition plug which can control that excessive force is applied to an insulator from a packing is implement|achieved by the structure which can control the deterioration of airtightness.
<第1実施形態>
1.スパークプラグの全体構成
図1で示す第1実施形態の点火プラグ1は、図示しない内燃機関に取り付けられ、内燃機関の燃焼室内の燃焼ガスに着火するために用いられる。点火プラグ1は、絶縁体10と、主体金具30と、中心電極50と、端子金具60と、抵抗体61とを備えている。本明細書では、点火プラグ1の軸線X(中心軸線)の方向を軸線方向とする。この軸線方向において、接地電極42が設けられた側を先端側とし、それとは反対側(端子金具60が絶縁体10の外側に露出する側)を後端側とする。図1では、点火プラグ1の先端(前端)を符号Fで示し、点火プラグの後端を符号Rで示す。以下では、各構成部材において、図1の下側を先端側、上側を後端側として説明する。また、軸線方向を前後方向ともいい、先端側を前側、後端側を後ろ側ともいう。
<First Embodiment>
1. Overall Configuration of Spark Plug
絶縁体10は、軸線方向に延びる軸孔11を有する円筒状の部材である。絶縁体10は、例えばアルミナ等の絶縁性セラミックス材料を焼成して形成されている。絶縁体10は、主体金具30の貫通孔31に挿入された状態で、固定されている。絶縁体10の先端は、主体金具30の先端より先端側に突出する。絶縁体10の後端は、主体金具30の後端より後端側に突出する。
The
絶縁体10のうち中心電極50を囲む部分には段部13が設けられている。段部13は、環状のパッキン17を介して主体金具30の突出部35に係止される。段部13には、先端側に向かって径寸法が小さくなるように傾斜した第2傾斜面22が設けられている。
A
絶縁体10には、段部13より先端側に脚部12が設けられている。脚部12は、点火プラグ1が内燃機関に取り付けられた状態において燃焼室に曝される部分であり、後述する先端側胴部14よりも細く構成された部分である。
The
絶縁体10には、段部13より後端側に先端側胴部14が設けられている。先端側胴部14は、段部13の後端から鍔部15の前端まで続くように配されるとともに一部が主体金具30のねじ部34の内側に配される部分である。先端側胴部14の外周面は、軸線Xを中心とする円筒面である。先端側胴部14の外径(外周面の径)は、段部13の後端から鍔部15の前端までの間の領域で一定であり、脚部12の外径(外周面の径)より大きい。
The
絶縁体10には、先端側胴部14より後端側に鍔部15が設けられている。鍔部15は、絶縁体10における軸線方向の略中央に位置し、先端側胴部14及び後端側胴部16よりも径方向外側に張り出した鍔状形態をなす。
The
絶縁体10には、鍔部15よりも後端側に後端側胴部16が設けられている。後端側胴部16の外周面は、軸線Xを中心とする円筒面である。後端側胴部16の外径(外周面の径)は、鍔部15の後端から所定範囲に亘って一定である。鍔部15の外径は、先端側胴部14及び後端側胴部16の外径より大きい。
The
主体金具30は、導電性の金属材料(例えば低炭素鋼材)で形成されている。主体金具30は、内燃機関のエンジンヘッドに点火プラグ1を固定するための金具である。主体金具30は、軸線方向に貫通する貫通孔31を有した円筒形状をなしている。主体金具30は、絶縁体10の外周に配され、加締めによって絶縁体10に固定される。
The
主体金具30は、主体金具30をエンジンヘッドに取り付けるための工具(スパークプラグレンチ)に係合する工具係合部32を備えている。工具係合部32の外周面は、工具が係合する多角形状をなしている。工具係合部32の後側には、薄肉の加締部33が備えられている。加締部33は、主体金具30を絶縁体10に加締める際に、絶縁体10の後端側胴部16に密着する。
The
主体金具30は、内燃機関に設けられたねじ孔(図示しない雌ねじ部)に挿入しつつ固定するためのねじ部34(雄ねじ部)を備えている。ねじ部34の外周面にはねじ溝(雄ねじ溝)が形成されている。ねじ部34の内周面には、周方向全体に亘って内側に突出するように突出部35が形成されている。突出部35は、絶縁体10に設けられた段部13とともにパッキン17を挟み込むように機能する。なお、突出部35付近の詳細は後述する。
The
主体金具30は、ねじ部34の後端側に、鍔状の座部37を備えている。座部37と工具係合部32との間には、薄肉の圧縮変形部38が設けられている。工具係合部32及び加締部33の内周面と、絶縁体10の後端側胴部16の外周面との間には、タルク(滑石)の粉末が充填される充填部39が設けられている。充填部39は、環状のシール部材(線パッキン)41によって封止される。主体金具30の座部37から加締部33にわたる部分は、内径が拡径する拡径部43となっている。拡径部43の内径は、座部37において、先端側から後端側に向かって次第に大きくなる。拡径部43の内側に絶縁体10の鍔部15の一部が入り込むように配されている。
The
絶縁体10は、主体金具30の圧縮変形部38の圧縮変形により、シール部材41及びタルクを介して貫通孔31内で先端側に押圧され、パッキン17は第1傾斜面(突出部傾斜面)21と第2傾斜面(段部傾斜面)22とに密着する。このような構成により、燃焼室内のガスが主体金具30と絶縁体10の間の隙間を介して後端側に漏れることを防止する。
The
主体金具30の先端には、例えば抵抗溶接によって接地電極42が接合されている。接地電極42と中心電極50との間に、火花を発生される隙間である火花ギャップが形成される。
A
中心電極50は、耐腐食性及び耐熱性が高い金属、例えばニッケル(Ni)またはニッケルを主成分とする合金を用いて形成される。中心電極50は、軸線方向に延びる棒状をなし、絶縁体10の軸孔11の先端側に配される。中心電極50の先端は、絶縁体10の先端より先端側に突出し、中心電極50の後端は、先端側胴部14の内部に位置している。
The
端子金具60は、導電性の金属材料(例えば、低炭素鋼)により形成されている。端子金具60は、軸線方向に延びる棒状の部材であり、絶縁体10の軸孔11の後端側に配される。端子金具60の後端部は、絶縁体10より後端側に突出している。端子金具60には、電源供給部材から火花放電を発生させるための高電圧が印加される。
The
抵抗体61は、軸孔11内において中心電極50と端子金具60との間に配される。抵抗体61は、例えば導電性材料と、ガラス粒子と、ガラス粒子以外のセラミック粒子とを含む組成物で形成されている。
The
軸孔11のうち抵抗体61と中心電極50との間の隙間は、導電性の先端側シール部材62によって埋められている。先端側シール部材62は、中心電極50及び抵抗体61に接触し、中心電極50と抵抗体61とを離間している。先端側シール部材62は、絶縁体10と中心電極50とを封着固定する部材である。
A gap between the
軸孔11のうち抵抗体61と端子金具60との間は、導電性の後端側シール部材63によって埋められている。後端側シール部材63は、端子金具60及び抵抗体61に接触し、端子金具60と抵抗体61とを離間している。後端側シール部材63は、絶縁体10と端子金具60とを封着固定する部材である。先端側シール部材62及び後端側シール部材63は、抵抗体61を介して中心電極50と端子金具60とを電気的、物理的に接続している。先端側シール部材62及び後端側シール部材63は、導電性を有する材料、例えばガラス粒子と金属粒子とを含む組成物で形成されている。
The space between the
2.パッキン付近の構成
次に、パッキン17付近の構成を更に詳述する。
図2のように、パッキン17は、絶縁体10と主体金具30との間に装着される部材であり、具体的には、パッキン17は、第1傾斜面21と第2傾斜面22とに接触して配される。パッキン17は、絶縁体10の外周面のうち第2傾斜面22より後端側の部分に接触し、主体金具30の内周面のうち第1傾斜面21より後端側の部分から離れている。なお、本明細書において、主体金具30の内周面とは、主体金具30の内壁面のうち軸線X側に面する内面を意味し、傾斜した状態で軸線X側に面していてもよい。但し、軸線X側に向いていない面は、「主体金具30の内周面」には該当しない。
2. Configuration around Packing Next, the configuration around the packing 17 will be described in further detail.
As shown in FIG. 2, the packing 17 is a member mounted between the
第1傾斜面21は、先端側ほど内径が小さくなるように傾斜して構成された面であり、径方向内側に突出する突出部35の後端部付近に構成された面である。第1傾斜面21は、軸線Xの周りに環状に配置される面であり、軸線Xを通るいずれの方向で点火プラグ1を切断した切断面においても軸線Xに対する角度が一定角度となるように傾斜する面である。また、第1傾斜面21は、軸線Xを通るいずれの方向で点火プラグ1を切断した切断面においても軸線Xと直交する仮想平面に対する角度θsが一定角度となるように傾斜した面である。第1傾斜面21は、周方向全体に亘ってパッキン17を径方向内側且つ後方側に押すように作用する面である。なお、図2では、軸線Xと直交する仮想平面を符号Z1で例示している。
The first
第2傾斜面22は、先端側ほど外径が小さくなる傾斜して構成された面であり、段部13において第1傾斜面21と対向して配される面である。第2傾斜面22は、軸線Xの周りに環状に配置される面であり、軸線Xを通るいずれの方向で点火プラグ1を切断した切断面においても軸線Xに対する角度が一定角度となるように傾斜する面である。また、第2傾斜面22は、軸線Xを通るいずれの方向で点火プラグ1を切断した切断面においても軸線Xと直交する仮想平面に対する角度θiが一定角度となるように傾斜した面である。第2傾斜面22は、周方向全体に亘ってパッキン17を径方向外側且つ前方側に押すように作用する面である。なお、図2では、軸線Xと直交する仮想平面を符号Z2で例示している。
The second
本構成では、第1傾斜面21の後端が、第2傾斜面22の後端よりも径方向外側且つ先端側(前側)に位置し、第2傾斜面22の先端(前端)よりも後端側(後ろ側)に位置している。更に、第1傾斜面21の先端(前端)が、第2傾斜面22の先端(前端)よりも径方向外側且つ先端側(前側)に位置している。
In this configuration, the rear end of the first
図2の例では、絶縁体10において第2傾斜面22よりも後端側に第1外周面71が設けられ、第2傾斜面22よりも先端側に第2外周面72が設けられ、パッキン17は、第1外周面71及び第2外周面72のいずれにも接触する。一方で、主体金具30において第1傾斜面21よりも後端側に第1内周面91が設けられ、パッキン17は、第1内周面91に接触しない配置となっている。
In the example of FIG. 2 , the
第1外周面71は、第2傾斜面22の後端側に隣接するとともに一定の外径で軸線方向に続く面である。第1外周面71は、第2傾斜面22の後端を先端位置として軸線方向(前後方向)の一定範囲(上述の拡径部43の先端まで)に亘って一定の外径で続いている。第1外周面71は、軸線Xを中心とする円筒面である。
The first outer
第2外周面72は、第2傾斜面22の先端側に隣接するとともに一定の外径で軸線方向に続く面である。第2外周面72は、第2傾斜面22の先端を後端位置として軸線方向(前後方方向)の一定範囲に亘って一定の外径で続いている。第2外周面72は、軸線Xを中心とする円筒面である。
The second outer
第1内周面91は、第1傾斜面21の後端側において第1外周面71の周りに配置されるとともに一定の内径で軸線方向に続く面である。第1内周面91は、第1傾斜面21の後端を先端位置として軸線方向(前後方向)の一定範囲に亘って一定の内径で続いている。第1内周面91は、軸線Xを中心とする円筒面であり、第1内周面91の先端(前端)は、第1外周面71の先端(前端)よりも先端側(前側)に配置されている。
The first inner
第2内周面92は、第1傾斜面21の先端側において第2外周面72の周りに配置されるとともに一定の内径で軸線方向に続く面である。第2内周面92は、第1傾斜面21の先端を後端位置として軸線方向(前後方向)の一定範囲に亘って一定の内径で続いている。第2内周面92は、軸線Xを中心とする円筒面であり、第2内周面92の後端は、第2外周面72の後端よりも先端側(前側)に配置されている。
The second inner
このような構成において、第2内周面92の後端と第2外周面72との間隔Hが、第1外周面71の先端と第1内周面91との間隔Gよりも小さくなっている。つまり、第2内周面92の後端の位置で軸線Xと直交する方向に点火プラグ1を切断した切断面での第2内周面92の内径と第2外周面72の外径との差は、第1外周面71の先端の位置で軸線Xと直交する方向に点火プラグ1を切断した切断面での第1内周面91の内径(図2で示す内径Aに相当)と第1外周面71の外径(図2で示す外径Cに相当)との差よりも小さい。換言すれば、第1外周面71の先端の位置で軸線Xと直交する方向に点火プラグ1を切断した切断面での第1内周面91の内側の面積と第1外周面71の内側の面積との差は、第2内周面92の後端の位置で軸線Xと直交する方向に点火プラグ1を切断した切断面での第2内周面92の内側の面積と第2外周面72の内側の面積との差よりも大きい。よって、製造段階でパッキン17が塑性変形する際に、第2内周面92と第2外周面72との間の隙間102よりも第1内周面91と第1外周面71との間の隙間101のほうへパッキン17の一部が入り込みやすくなっている。
In such a configuration, the distance H between the rear end of the second inner
図2のように、パッキン17は、第1傾斜面21に接する第1接触面81、第2傾斜面22に接する第2接触面82、第1外周面71に接する第3接触面83、及び第2外周面72に接する第4接触面84を有している。第1接触面81は、第1傾斜面21の先端から後端近傍にわたっているが、第1傾斜面21の後端からは離間している。第2接触面82は、第2傾斜面22の全体にわたっている。第3接触面83は、第1外周面71の先端から後端側の所定領域にわたっている。第4接触面84は、第2外周面72の後端から軸線方向において第1傾斜面21の先端と等しい位置まで、もしくは第1傾斜面21の先端より若干後端寄りの位置までわたっている。
As shown in FIG. 2, the packing 17 has a
次に、点火プラグ1の作用及び効果を例示する。
上記の点火プラグ1は、パッキン17が、第1傾斜面21及び第2傾斜面22のみならず「絶縁体10の外周面のうち第2傾斜面22より後端側の部分」に接触するため、その分、パッキン17の接触面積が増す。よって、点火プラグ1の小型化によって第1傾斜面21や第2傾斜面22のサイズが低減しても、気密性の低下は抑えられる。一方で、パッキン17が、「主体金具30の内周面のうち第1傾斜面21より後端側の部分」から離れているため、第1傾斜面21よりも後端側では、パッキン17が主体金具30の内周面から押す力を受けなくなる。よって、第1傾斜面21よりも後端側では、パッキン17が径方向内側に押されることを抑えることができ、パッキン17を介して絶縁体10に過剰な力が加わることを抑制することができる。よって、上記構成によれば、パッキン17から絶縁体10に過剰な力が加わることを抑制し得る点火プラグ1を、気密性の低下を抑制し得る構成で実現しうる。
Next, the action and effect of the
In the
具体的には、図2のように、主体金具30の第1内周面91の内径Aは、塑性変形後のパッキン17のうち最も径方向の外側に位置する外周縁の径寸法(外径B)より大きくなっている。更に、パッキン17の外径Bは、絶縁体10の第1外周面71の外径Cより大きくなっている。このようにすれば、パッキン17の外縁の径(外径B)を絶縁体10の第1外周面71の外径Cより大きくして接触面積を確保しつつ、第1内周面91の内径Aよりも小さくして第1内周面91に接触しない構成とすることができる。
Specifically, as shown in FIG. 2, the inner diameter A of the first inner
上記の点火プラグ1は、図2のように、軸線Xを通り軸線Xに沿った断面において、第1傾斜面21に相当する直線を径方向外側に延長した直線L1と、第2傾斜面22に相当する直線を径方向外側に延長した直線L2とが、交差する構成となっている。このような関係は、軸線Xを通り軸線Xに沿ったいずれの方向の断面においても成立するものであり、図2はそのうちの一つの方向の断面について例示するものである。このような構成によれば、パッキン17が加圧によって変形する際に、第1傾斜面21の先端と絶縁体10の外周面との間の隙間(第2の隙間)よりも、第2傾斜面22の後端と主体金具30の内周面との間の隙間(第1の隙間)のほうにはみ出しやすくなる。
As shown in FIG. 2, the
点火プラグ1において、角度θi(絶縁体10の第2傾斜面22と軸線方向と直交する仮想平面とのなす角度)は、20~30度の範囲が望ましい。第2傾斜面22の角度θiが20度未満である場合、第2傾斜面22に対して略直角方向に作用する圧力が過大になる虞がある。第2傾斜面22の角度θiが20度以上であれば、そのような問題が生じにくい。
In the
点火プラグ1において、角度θs(主体金具30の第1傾斜面21と軸線方向と直交する仮想平面とのなす角度)は、20~30度の範囲が望ましい。第1傾斜面21の角度θsが30度以上である場合、主体金具30の第1傾斜面21におけるパッキン17との接触面積が小さくなり、第1傾斜面21に作用する応力が過大になって、突出部35の変形を招く虞がある。第1傾斜面21の角度θsが30度未満であれば、そのような問題が生じにくい。
In the
第1傾斜面21の角度θsと第2傾斜面22の角度θiとの関係は、第1傾斜面21の角度θsが第2傾斜面22の角度θiより大きいような非平行の関係であることが望ましい。第1傾斜面21の角度θsが第2傾斜面22の角度θiより小さい場合、パッキン17が径方向の外側に広がりやすい。第1傾斜面21の角度θsが第2傾斜面22の角度θiより大きければ、パッキン17が径方向外側に広がりにくくなり、パッキン17が第1内周面91から離れた状態を実現しやすい。
The relationship between the angle θs of the first
上記の点火プラグ1において、絶縁体10は、第2傾斜面22の後端側に隣接するとともに一定の内径で軸線方向に続く第1外周面71と、第2傾斜面22の先端側に隣接するとともに一定の内径で軸線方向に続く第2外周面72と、を有する。そして、主体金具30は、第1傾斜面21の後端側において第1外周面71の周りに配置されるとともに一定の内径で軸線方向に続く第1内周面91と、第1傾斜面21の先端側において第2外周面72の周りに配置されるとともに一定の内径で軸線方向に続く第2内周面92と、を有する。そして、第2内周面92の後端と第2外周面72との間隔Hが、第1外周面71の先端と第1内周面91との間隔Gよりも小さくなっている。このような構成によれば、第2内周面92の後端が第2外周面72に近い位置まで及んでいるため、第1傾斜面21の面積及び突出部35の強度をより確保することができる。よって、突出部35がパッキン17から受ける面圧が高すぎることに起因する突出部35の変形等を抑制することができる。
In the
<第2実施形態>
次に、第2実施形態に係る点火プラグ201について、主に図3を参照して説明する。
<Second embodiment>
Next, a
本実施形態の点火プラグ201は、主体金具30の内周面に窪み部210が形成されている点、及び窪み部210に入り込むようにパッキン17が形成されている点以外は第1実施形態の点火プラグ1と同様である。よって、第1実施形態と同様の構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。例えば、図1の構成のうち領域Kで示す内部構造以外は図1で示す点火プラグ1と同一である。よって、以下の説明では、図3の領域以外の説明については適宜図1を参照することとする。
The
図3で示す点火プラグ201は、全体構成については図1で示す第1実施形態の構成と同様であり、絶縁体10と、絶縁体10の外周に設けられる筒状の主体金具30とを有する。絶縁体10は、軸線方向に延びる軸孔(軸孔11と同様の構成)を有し、軸孔の先端側に中心電極(中心電極50と同様の構成)が配される筒状のものである。主体金具30は、径方向の内側に突出する突出部35を有し、突出部35には、先端側ほど内径が小さくなる第1傾斜面21が設けられる。絶縁体10は、段部13を有し、段部13には、先端側ほど外径が小さくなる第2傾斜面22が設けられ、第2傾斜面22が第1傾斜面21と対向して配される。パッキン17は、絶縁体10と主体金具30との間に装着され、主体金具30の第1傾斜面21と絶縁体10の第2傾斜面22とに接触して配される。更に、第1外周面71及び第2外周面72にも接触して配される。
A
本構成でも、パッキン17は、絶縁体10の外周面のうち第2傾斜面22より後端側の部分に接触し、主体金具30の内周面のうち第1傾斜面21より後端側の部分から離れている。但し、本構成では、主体金具30の内周面において第1傾斜面21の後端側に窪み部210が形成され、窪み部210は、全周に亘って径方向外側に窪んだ形状をなす。パッキン17は、窪み部210における主体金具30の内周面(後述する第3面213)から離れた状態で窪み部210に進入している。
Also in this configuration, the packing 17 is in contact with the portion of the outer peripheral surface of the
窪み部210は、主体金具30の全周にわたって周方向に連続した形態で形成されている。具体的には、軸線Xを通り軸線Xに沿ったいずれの方向の断面においても、径方向外側に向かって窪んだ形態で窪み部210が設けられ、上記いずれの方向の断面においても、窪み部210は図3のような形態をなす。窪み部210は、第1傾斜面21の後端から径方向外側に広がる第1面211と、第1面211と軸線方向に対向する第2面212とを有している。軸線Xを通り軸線Xに沿ったいずれの方向の断面においても、第1面211は、軸線方向に略直交している。第1面211は、径方向の寸法(幅)Yaが全周に亘り一定の環状をなしている。第2面212は、第1面211と略平行をなしている。第2面212の径方向の寸法(幅)は、第1面211の径方向の寸法(幅)Yaと概ね等しい。第2面212の内周縁は、第1内周面91の先端に連なっている。
The recessed
窪み部210は、第1面211の外周縁から第2面212の外周縁にわたる第3面213を有しており、この第3面213が「窪み部内における主体金具の内周面」の一例に相当する。第3面213は、軸線Xを中心とする円筒面であり、軸線方向の一定範囲に亘って内径が一定とされている。第3面213は、「主体金具30の内壁面のうち軸線X側に面する内面」であり、「主体金具30の内周面」の一例に相当する。一方、第1面211は、軸線X側に向いていない面であるため、「主体金具30の内周面」には該当しない。
The recessed
パッキン17は、周方向全周に亘って窪み部210に進入している。パッキン17のうち第1傾斜面21の後端より径方向の外側に進出した進出部分は、第1面211の外縁から離れており、第2面212及び第3面213からも離れている。上記進出部分の径方向の寸法(幅)Xaは、第1面211の径方向の寸法(幅)Yaより小さい。また、上記進出部分の軸線方向の大きさ(高さ)Xbは、窪み部210の軸線方向の大きさ(高さ)Ybより小さい。窪み部210の軸線方向の大きさ(高さ)Ybは、第1面211と第2面212との軸線方向の距離に相当し、第1内周面91の先端と第1傾斜面21の後端との間の軸線方向の距離にも相当し、第3面213の軸線方向の大きさ(高さ)にも相当する。
The packing 17 enters the recessed
本実施形態の構成でも、第1実施形態と同様の効果が得られる。更に、本実施形態の構成によれば、パッキン17が径方向内側に押されることをより効果的に抑えることができる。しかも、第1傾斜面21の後端を跨ぐ形でパッキン17を接触させることができるため、パッキン17と主体金具30との接触面積をより大きくすることができる。
The configuration of this embodiment also provides the same effects as those of the first embodiment. Furthermore, according to the configuration of the present embodiment, it is possible to more effectively prevent the packing 17 from being pushed radially inward. Moreover, since the packing 17 can be brought into contact with the rear end of the first
なお、本実施形態の構成でも、軸線X(図1)を通り軸線Xに沿った断面おいて、第1傾斜面21に相当する直線を径方向外側に延長した直線と、第2傾斜面22に相当する直線を径方向外側に延長した直線とが、交差する。よって、この点に関し、第1実施形態と同様の効果が得られる。
Also in the configuration of the present embodiment, in a cross section along the axis X ( FIG. 1 ), a straight line obtained by extending a straight line corresponding to the first
<他の実施形態>
本発明は、本明細書の実施形態の各態様や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現できる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、先述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことができる。特に、上述した実施形態や後述する実施形態の様々な技術的特徴は、矛盾のない範囲であらゆる組み合わせが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除できる。変更例としては、例えば、以下のようなものが該当する。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to each aspect or modification of the embodiments of this specification, and can be implemented in various configurations without departing from the scope of the invention. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each form described in the outline of the invention are used to solve some or all of the above problems, or In order to achieve some or all of the above effects, replacements and combinations can be made as appropriate. In particular, various technical features of the embodiments described above and the embodiments described later can be combined in any consistent manner. Also, if the technical features are not described as essential in this specification, they can be deleted as appropriate. Examples of modifications include the following.
上述した実施形態では、パッキン17が隙間102に入り込んでいないが、パッキン17は隙間102に入り込んでいてもよい。この場合、パッキン17が第2内周面92から離れて配置されるとともに第2外周面72に接触して配置される構成とし、後端側と同様の効果を生じさせてもよい。
Although the packing 17 does not enter the
上述した実施形態では、間隔Gが間隔Hより大きいが、間隔Gと間隔Hの関係は等しくてもよいし、間隔Hが間隔Gより大きくてもよい。 Although the interval G is larger than the interval H in the above-described embodiment, the interval G and the interval H may be equal, or the interval H may be larger than the interval G.
上述した実施形態では、第1外周面71、第2外周面72、第1内周面91及び第2内周面92は軸線Xに平行な構成(軸線Xを中心とする円筒面)となっているが、第1外周面、第2外周面、第1内周面及び第2内周面のいずれか1又は複数若しくは全てが軸線に対して傾斜したテーパ面とされていてもよい。
In the above-described embodiment, the first outer
第2実施形態では、窪み部210を例示したが、窪み部の形状は図3で例示した形状とは異なる形状であってもよい。例えば、窪み部210の第1面211と第2面212の関係は非平行であってもよいし、第1面211及び第2面212のいずれか又は両方が曲面であってもよい。
Although the
第2実施形態では、窪み部210は、主体金具30の全周にわたって連続した形態で形成されているが、窪み部は主体金具30の周方向に所定間隔をあけて複数個所に形成されていてもよい。
In the second embodiment, the
1,201…点火プラグ
10…絶縁体
11…軸孔
13…段部
17…パッキン
21…第1傾斜面
22…第2傾斜面
30…主体金具
35…突出部
50…中心電極
71…第1外周面
72…第2外周面
91…第1内周面
92…第2内周面
210…窪み部
X…軸線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,201...
Claims (4)
前記絶縁体の外周に設けられる筒状の主体金具と、
前記絶縁体と前記主体金具との間に装着されるパッキンと、
を備え、
前記主体金具は、先端側ほど内径が小さくなる第1傾斜面を備えるとともに径方向の内側に突出する突出部を有し、
前記絶縁体は、先端側ほど外径が小さくなる第2傾斜面を備えるとともに前記第2傾斜面が前記第1傾斜面と対向して配される段部を有し、
前記パッキンは、前記第1傾斜面と前記第2傾斜面とに接触して配される点火プラグであって、
前記主体金具は、前記第1傾斜面の後端側に第1内周面を有し、
前記絶縁体は、前記第2傾斜面の後端側に隣接すると共に一定の外径で前記軸線方向に続く第1外周面を有し、
前記パッキンは、前記絶縁体の外周面のうち前記第2傾斜面より後端側の前記第1外周面に接触し、前記主体金具の内周面のうち前記第1傾斜面より後端側の部分から離れ、前記第1内周面に接触しない点火プラグ。 a tubular insulator having an axial hole extending in the axial direction and having a center electrode disposed on the tip side of the axial hole;
a tubular metal shell provided on the outer periphery of the insulator;
a packing mounted between the insulator and the metal shell;
with
The metallic shell has a projecting portion that has a first inclined surface with an inner diameter that decreases toward the distal end and that projects radially inward,
The insulator has a stepped portion having a second inclined surface with an outer diameter that decreases toward the tip end, and the second inclined surface is arranged to face the first inclined surface,
The packing is a spark plug disposed in contact with the first inclined surface and the second inclined surface,
The metal shell has a first inner peripheral surface on the rear end side of the first inclined surface,
The insulator has a first outer peripheral surface adjacent to the rear end side of the second inclined surface and continuing in the axial direction with a constant outer diameter,
The packing contacts the first outer peripheral surface of the outer peripheral surface of the insulator on the rear end side of the second inclined surface, and the inner peripheral surface of the metallic shell on the rear end side of the first inclined surface. a spark plug that is separated from the portion and does not contact the first inner peripheral surface .
請求項1に記載の点火プラグ。 In a cross section along the axis passing through the axis, a straight line obtained by extending a straight line corresponding to the first inclined surface radially outward and a straight line obtained by extending a straight line corresponding to the second inclined surface radially outward. , intersect.
前記主体金具は、前記第1外周面の周りに配置されるとともに一定の内径で前記軸線方向に続く前記第1内周面と、前記第1傾斜面の先端側において前記第2外周面の周りに配置されるとともに一定の内径で前記軸線方向に続く第2内周面と、を有し、
前記第2内周面の後端と前記第2外周面との間隔が、前記第1外周面の先端と前記第1内周面との間隔よりも小さい
請求項1又は請求項2に記載の点火プラグ。 The insulator has a second outer peripheral surface adjacent to the tip side of the second inclined surface and continuing in the axial direction with a constant outer diameter,
The metal shell is arranged around the first outer peripheral surface and has a constant inner diameter that continues in the axial direction, and the second outer peripheral surface on the tip end side of the first inclined surface. a second inner peripheral surface disposed therearound and continuing in the axial direction with a constant inner diameter;
3. The distance between the rear end of the second inner peripheral surface and the second outer peripheral surface is smaller than the distance between the tip of the first outer peripheral surface and the first inner peripheral surface. spark plug.
前記絶縁体の外周に設けられる筒状の主体金具と、
前記絶縁体と前記主体金具との間に装着されるパッキンと、
を備え、
前記主体金具は、先端側ほど内径が小さくなる第1傾斜面を備えるとともに径方向の内側に突出する突出部を有し、
前記絶縁体は、先端側ほど外径が小さくなる第2傾斜面を備えるとともに前記第2傾斜面が前記第1傾斜面と対向して配される段部を有し、
前記パッキンは、前記第1傾斜面と前記第2傾斜面とに接触して配される点火プラグであって、
前記パッキンは、前記絶縁体の外周面のうち前記第2傾斜面より後端側の部分に接触し、前記主体金具の内周面のうち前記第1傾斜面より後端側の部分から離れており、
前記主体金具の内周面において前記第1傾斜面の後端側に、径方向外側に全周に亘って窪んだ形状をなす窪み部が形成され、
前記パッキンが、前記窪み部内における前記主体金具の内周面から離れた状態で前記窪み部に進入している点火プラグ。 a tubular insulator having an axial hole extending in the axial direction and having a center electrode disposed on the tip side of the axial hole;
a tubular metal shell provided on the outer periphery of the insulator;
a packing mounted between the insulator and the metal shell;
with
The metallic shell has a projecting portion that has a first inclined surface with an inner diameter that decreases toward the distal end and that projects radially inward,
The insulator has a stepped portion having a second inclined surface with an outer diameter that decreases toward the tip end, and the second inclined surface is arranged to face the first inclined surface,
The packing is a spark plug disposed in contact with the first inclined surface and the second inclined surface,
The packing is in contact with a portion of the outer peripheral surface of the insulator on the rear end side of the second inclined surface, and away from a portion of the inner peripheral surface of the metal shell on the rear end side of the first inclined surface. cage,
A recessed portion having a shape recessed radially outward over the entire circumference is formed on the inner peripheral surface of the metal shell on the rear end side of the first inclined surface,
A spark plug in which the packing enters the recess while being separated from the inner peripheral surface of the metal shell in the recess.
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