JP7227933B2 - スパークプラグ - Google Patents
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Description
最初に本開示の実施形態を列記して説明する。
(1)本開示のスパークプラグは、軸線に沿って延びる中心電極と、前記中心電極を外周から保持する絶縁体と、前記絶縁体を外周から保持する保持部材と、接地電極と、を備え、前記接地電極が、棒状の電極母材と、前記電極母材に中間部材を介して接合され、軸線方向において前記中心電極との間に間隙を形成する放電面を有する貴金属チップと、を有し、前記電極母材が前記保持部材から前記貴金属チップに向けて延設されているスパークプラグであって、前記中間部材の少なくとも一部が、前記電極母材から、前記電極母材の延設方向および前記軸線方向に対して垂直な方向に突出する突出部を有し、前記貴金属チップの少なくとも一部は、前記突出部に接合されている。
本開示のスパークプラグの具体例を、図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
スパークプラグ1は内燃機関に取り付けられ、内燃機関の燃焼室内の混合気に着火するために用いられる。スパークプラグ1は、図1に示すように、中心電極20と、絶縁体10と、主体金具50(保持部材の一例)と、端子電極40と、抵抗体70と、導電性のシール部材60、80と、接地電極30と、を備える。図1の一点破線は、スパークプラグ1の軸線AXを示している。以下の説明では、軸線AXと平行な方向(図1のZ軸方向)を軸線方向という。また、図1における下側をスパークプラグ1の先端側といい、図1における上側をスパークプラグ1の後端側という。
中心電極20は、図1に示すように、軸線AXに沿って延びる棒状の中心電極本体21と、中心電極チップ29と、を備えている。中心電極本体21は、耐腐食性と耐熱性が高い金属、例えば、ニッケル(Ni)製またはニッケル(Ni)が一番多く含まれる合金(例えば、NCF600、NCF601等のNi合金)製とされている。中心電極本体21は、NiまたはNi合金で形成された母材と、その母材の内部に埋設された芯部と、を含む2層構造を有してもよい。この場合には、芯部は、例えば、母材よりも熱伝導性に優れる銅(Cu)製または銅(Cu)が一番多く含まれる合金で形成される。
絶縁体10は、図1に示すように、軸線AXに沿って延び、絶縁体10を貫通する貫通孔である軸孔12を有する略円筒状の部材である。絶縁体10は、例えば、アルミナ等のセラミックスを用いて形成されている。絶縁体10は、鍔部19と、後端側胴部18と、先端側胴部17と、縮外径部15と、脚長部13と、を備えている。
主体金具50は、導電性の金属材料(例えば、低炭素鋼材)で形成され、内燃機関のエンジンヘッド(図示省略)にスパークプラグ1を固定するための円筒状の金具である。主体金具50には、図1に示すように、軸線AXに沿って貫通する貫通孔59が形成されている。主体金具50は、絶縁体10を外周から保持している。すなわち、主体金具50の貫通孔59内に、絶縁体10が挿入されている。絶縁体10の後端は、主体金具50の後端よりも後端側に突出している。
端子電極40は、図1に示すように、軸線方向に延びる棒状の部材である。端子電極40は、絶縁体10の軸孔12に後端側から挿通され、軸孔12内において、中心電極20よりも後端側に位置している。端子電極40は、導電性の金属材料(例えば、低炭素鋼)で形成され、端子電極40の表面には、例えば、防食のために、Niなどのめっきが形成されている。
抵抗体70は、図1に示すように、絶縁体10の軸孔12において端子電極40の先端と中心電極20の後端との間に配置されている。抵抗体70は、例えば、1KΩ以上の抵抗値(例えば、5KΩ)を有し、火花発生時の電波ノイズを低減する機能を有する。抵抗体70は、例えば、主成分であるガラス粒子と、ガラス以外のセラミック粒子と、導電性材料と、を含む組成物で形成されている。
接地電極30は、図2に示すように、主体金具50から延設された棒状の電極母材31と、この電極母材31に中間部材32を介して接合された貴金属チップ33とを備えている。
次に、貴金属チップ33と中間部材32との接合強度と、中間部材32と電極母材31との接合強度とを比較する試験方法について説明する。図6に示すように、貴金属チップ33が中間部材32を介して電極母材31に接合された試験用の接地電極40Tを準備する。治工具Jを貴金属チップ33の側面(中間部材32との接合面と垂直な面)に当接させる。この状態で、治工具Jを定速で、貴金属チップ33と中間部材32との接合面に平行な方向(図6の太矢印方向)に移動させる。貴金属チップ33と中間部材32との間、または、中間部材32と電極母材31との間で破断が生じた場合に、破断した瞬間の治工具Jから貴金属チップ33に加えられていた力を接合強度とする。貴金属チップ33と中間部材32との間で破断が生じた時に、中間部材32と電極母材31との間で破断が生じていなければ、「貴金属チップ33と中間部材32との接合強度よりも、中間部材32と電極母材31との接合強度の方が大きい」と判断される。
上記のように本実施形態のスパークプラグ1は、軸線AXに沿って延びる中心電極20と、中心電極20を外周から保持する絶縁体10と、絶縁体10を外周から保持する主体金具50と、接地電極30と、を備え、接地電極30が、棒状の電極母材31と、電極母材31に中間部材32を介して接合され、軸線方向において中心電極20との間に間隙Gを形成する第2放電面335を有する貴金属チップ33と、を有し、電極母材31が主体金具50から貴金属チップ33に向けて延設されている。中間部材32の少なくとも一部が、電極母材31から、電極母材31の延設方向および軸線方向に対して垂直な方向に突出する突出部32Aを有し、貴金属チップ33の少なくとも一部は、突出部32Aに接合されている。
次に、実施形態1の接地電極30の構成を変更した実施形態2について図9および図10を参照しつつ説明する。実施形態1と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。実施形態2の接地電極110は、電極母材31と、中間部材111と、貴金属チップ33とを備えている。
次に、実施形態1の接地電極30の構成を一部変更した実施形態3について、図11および図12を参照しつつ説明する。実施形態1と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。実施形態3の接地電極120は、電極母材31と、中間部材121と、2つの貴金属チップ33A、33Bとを備えている。
次に、実施形態1の接地電極30の構成を一部変更した実施形態4について、図13および図14を参照しつつ説明する。実施形態1と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。実施形態4の接地電極130は、電極母材31と、中間部材131と、貴金属チップ33とを備えている。
(1)上記実施形態では、貴金属チップの一部が突出部に接合されていたが、貴金属チップの全体が突出部に接合されていても構わない。
5…ガスケット、6、7…線パッキン、8…板パッキン、9…タルク
10…絶縁体、12…軸孔、12L…大内径部、12S…小内径部、13…脚長部、15…縮外径部、16…縮内径部、17…先端側胴部、18…後端側胴部、19…鍔部
20…中心電極、21…中心電極本体、23…頭部、24…鍔部、25…脚部、29…中心電極チップ
30…接地電極、31…電極母材、31A…一端部、31B…他端部、31C…湾曲部、32…中間部材、32A…突出部、33…貴金属チップ、33A…一方の貴金属チップ、33B…他方の貴金属チップ
40…端子電極、41…キャップ装着部、42…鍔部、43…脚部
50…主体金具(保持部材)、51…工具係合部、52…取付ネジ部、52V…仮想面、53…加締部、54…座部、56…段部、58…圧縮変形部、59…貫通孔
60…シール部材
70…抵抗体
80…シール部材
AX…軸線
G…間隙
P1、P2…放電経路
Claims (3)
- 先端に第1放電面を有し、軸線に沿って延びる中心電極と、
前記中心電極を外周から保持する絶縁体と、
前記絶縁体を外周から保持する保持部材と、
接地電極と、を備え、
前記接地電極が、
棒状の電極母材と、
前記電極母材に中間部材を介して接合され、軸線方向において前記中心電極の前記第1放電面との間に間隙を形成する第2放電面を有する貴金属チップと、を有し、
前記電極母材が前記保持部材側の端部である一端部と前記貴金属チップ側の端部である他端部とを備え、前記保持部材から前記貴金属チップに向けて延設されているスパークプラグであって、
前記電極母材の前記他端部は、前記軸線方向において前記第1放電面と対向するチップ保持面を有し、前記中間部材は前記チップ保持面に接合されており、
前記中間部材の少なくとも一部が、前記電極母材から、前記電極母材の延設方向および前記軸線方向に対して垂直な方向に突出する突出部を有し、
前記貴金属チップの少なくとも一部は、前記突出部に接合されている、スパークプラグ。 - 前記貴金属チップと前記中間部材との接合強度よりも、前記中間部材と前記電極母材との接合強度の方が大きい、請求項1に記載のスパークプラグ。
- 前記中間部材が、前記電極母材の延設方向および前記軸線方向に対して垂直な2方向のうち一方にのみ突出している、請求項1または請求項2に記載のスパークプラグ。
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JP2004134209A (ja) | 2002-10-10 | 2004-04-30 | Ngk Spark Plug Co Ltd | スパークプラグ及びその製造方法 |
WO2014076966A1 (ja) | 2012-11-19 | 2014-05-22 | 日本特殊陶業株式会社 | スパークプラグ |
JP2015197066A (ja) | 2014-04-01 | 2015-11-09 | 日本特殊陶業株式会社 | 内燃機関、および、スパークプラグ |
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