JP7263824B2 - スパークプラグ、及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スパークプラグに関する。

従来、点火コイルの導通用ばねに接触させる端子電極の端部に、円錐状の凹部を形成したスパークプラグがある（特許文献１参照）。特許文献１によれば、凹部が円錐状であるため、点火コイルの導通用ばねを取り付ける際に簡単に誘導することができるとともに、振動があっても凹部内に導通用ばねの先端部を良好に固定することができるとしている。

特表２０１３－５０１１８０号公報

ところで、端子電極の端部に凹部を形成していないスパークプラグにおいて、端子電極の端面に識別子が印刷されることがある。しかし、端子電極の端部に円錐状の凹部を形成したスパークプラグにおいて、凹部の底面に識別子を印刷すると、以下の問題が生じることに本願発明者は着目した。すなわち、スパークプラグの軸線方向から識別子に光を当てて撮影を行うと、円錐状の凹部内で光が乱反射して識別子を読み取りにくくなる。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、端子電極の端部に凹部を形成したスパークプラグにおいて、凹部の底面に書かれた識別子を読み取り易くすることにある。

上記課題を解決するための第１手段は、
軸線方向に延びる端子電極を備え、前記端子電極の前記軸線方向の端部に凹部を形成したスパークプラグであって、
前記凹部の底面に識別子が書かれており、
前記凹部の側面が前記軸線方向に平行である。

上記構成によれば、スパークプラグは、軸線方向に延びる端子電極を備えている。端子電極の軸線方向の端部には、凹部が形成されている。このため、凹部の内部に、点火コイルの導通用ばね等の先端部を収納することができる。なお、導通用ばね等の先端部を必ずしも凹部の内部に収納しなくてもよく、導通用ばね等は端子電極に接触させればよい。

凹部の底面に識別子が書かれているため、識別子を読み取ることにより、スパークプラグに関する情報を得ることができる。ここで、凹部の側面が軸線方向に平行である。このため、スパークプラグの軸線方向から識別子に光を当てた際に、光が凹部の側面で反射されることを抑制することができる。したがって、凹部内で光が乱反射することを抑制することができ、凹部の底面に書かれた識別子を読み取り易くすることができる。すなわち、端子電極の端部に凹部を形成したスパークプラグであっても、端子電極の端部に識別子によって情報を付与することができ、且つ識別子を良好に読み取ることができるといった顕著な効果を奏する。

第２の手段では、前記凹部は、互いに対向する側面同士の距離が第１距離である第１凹部と、前記第１凹部の底部に形成され、互いに対向する側面同士の距離が前記第１距離よりも短い第２距離である第２凹部と、を含み、前記第２凹部の底面に前記識別子が書かれている。

上記構成によれば、凹部は、第１凹部と第２凹部とを含んでいる。第１凹部は、互いに対向する側面同士の距離が第１距離である。第２凹部は、第１凹部の底部に形成されており、互いに対向する側面同士の距離が第１距離よりも短い第２距離である。そして、第２凹部の底面に識別子が書かれている。このため、点火コイルの導通用ばね等の先端部を、第１凹部の内部に収納し、第２凹部の内部には収納しないようにすることができる。したがって、導通用ばね等の先端部が、第２凹部の底面に書かれた識別子に接触しないようにすることができる。その結果、スパークプラグが使用されても、識別子が摩耗することを抑制することができる。

第３の手段は、
軸線方向に延びる端子電極を備え、前記端子電極の前記軸線方向の端部に凹部を形成したスパークプラグであって、
前記凹部は、互いに対向する側面同士の距離が第１距離である第１凹部と、前記第１凹部の底部に形成され、互いに対向する側面同士の距離が前記第１距離よりも短い第２距離である第２凹部と、を含み、
前記第２凹部の底面に識別子が書かれており、
前記第１凹部及び前記第２凹部のうち、前記軸線方向における深さが深い方の凹部の側面が、前記軸線方向に平行である。

上記構成によれば、第１凹部及び第２凹部のうち、軸線方向における深さが深い方の凹部の側面が、軸線方向に平行である。このため、スパークプラグの軸線方向から識別子に光を当てた際に、第１凹部及び第２凹部のうち深さが深い方の凹部の側面で光が反射されることを抑制することができる。したがって、第１の手段に準じた作用効果を奏することができる。さらに、第２の手段と同様の構成を備えるため、第２の手段と同様の作用効果を奏することができる。なお、第１凹部及び第２凹部のうち、軸線方向における深さが浅い方の凹部の側面は、軸線方向に平行であってもよいし、平行でなくてもよい。

第４の手段では、前記凹部の底面の外形が円形である、又は前記凹部の底面の外形と前記識別子の外形とが相似である。

上記構成によれば、凹部の底面の外形が円形であるため、端子電極の軸線方向の端部に凹部を容易に形成することができる。又は、凹部の底面の外形と識別子の外形とが相似であるため、凹部の底面に識別子を書く位置を容易に決めることができる。さらに、識別子が凹部の底面を占める割合を高くすることができるため、凹部の底面の範囲内で識別子に多くの情報を含ませることができる。

第５の手段では、前記識別子は２次元コードであるため、識別子が数字等である場合と比較して、端子電極の軸線方向の端部という狭い領域に書かれる識別子に、多くの情報を含ませることができる。

第６の手段では、前記識別子は、前記スパークプラグの製造年月日の情報と、前記製造年月日における通し番号の情報とを含む。こうした構成によれば、スパークプラグの製造年月日と、その日における番号とを容易に特定することができる。このため、スパークプラグに不具合が発生した時に、その発生原因の分析に識別子を役立てることができる。

第７の手段では、前記識別子は、前記スパークプラグの特性を示す情報を含む。こうした構成によれば、スパークプラグからスパークプラグの特性を直接読み取ることができる。

第８の手段は、第１～第７の手段のいずれか１つのスパークプラグを製造する方法であって、前記凹部の底面にレーザ加工により前記識別子を書く。

上記工程によれば、凹部の底面にレーザ加工により識別子が書かれる。このため、加工を行いにくい凹部の底面にも識別子を書くことができる。さらに、識別子が微細な文字や模様を含む場合であっても、識別子を明確に書くことができる。

第１実施形態のスパークプラグの半断面図。 図１のスパークプラグの平面図。 図１のスパークプラグの上部拡大図。 ＤＭＣを示す図。 第２実施形態のスパークプラグの平面図。 図５のスパークプラグの上部拡大図。 第３実施形態のスパークプラグの上部拡大図。 第３実施形態のスパークプラグの変更例の上部拡大図。 第４実施形態のスパークプラグの平面図。 ＱＲコードを示す図。 変更例のスパークプラグの上部拡大図。

（第１実施形態）
以下、内燃機関に用いられるスパークプラグに具現化した第１実施形態について、図面を参照して説明する。

図１に示すように、スパークプラグ１０は、鉄等の金属材料によって形成された円筒状のハウジング１１を備えている。ハウジング１１（主体金具）の下部の外周には、ねじ部１１ａが形成されている。

ハウジング１１の内部には、円筒状の絶縁碍子１２の下端部が同軸に挿入されている。絶縁碍子１２は、アルミナ等の絶縁材料で成形されている。絶縁碍子１２に対してハウジング１１の上端部１１ｂをかしめることにより、ハウジング１１と絶縁碍子１２とが一体に結合されている。そして、絶縁碍子１２の下部（一端部）において、貫通孔１２ａ（中空部）には、中心電極１３が挿入されて保持されている。

中心電極１３は、耐熱性等に優れているＮｉ合金を母材として、円柱状に形成されている。具体的には、中心電極１３の内材（中心材）が銅で形成され、外材（外皮材）がＮｉ（ニッケル）基合金で形成されている。中心電極１３の先端部１３ａは、絶縁碍子１２の下端（一端）から露出している。

中心電極１３の先端部１３ａに対向する位置には、ハウジング１１の下端面（一端面）から一体的に湾曲して延びる接地電極１４が配置されている。すなわち、接地電極１４は、ハウジング１１に接続されて、中心電極１３の先端面１５ａに先端部１４ａが対向するように湾曲している。接地電極１４もＮｉ基合金によって形成されている。

中心電極１３の先端部１３ａと接地電極１４の先端部１４ａとの間に、火花ギャップが形成されている。すなわち、中心電極１３の先端部１３ａと接地電極１４の先端部１４ａとの間で放電が行われ、放電火花が形成される。

ハウジング１１のねじ部１１ａの上端部には、内燃機関への取り付けに用いられるガスケット１６が設けられている。スパークプラグ１０が内燃機関の燃焼室に対して取り付けられた状態では、スパークプラグ１０の中心電極１３及び接地電極１４が燃焼室に露出している。

中心電極１３の上部には、抵抗１７を介して端子電極２０が電気的に接続されている。端子電極２０は、スパークプラグ１０の軸線Ｃ１の方向（以下、「軸線方向」という）に延びている。端子電極２０は円柱状（柱状）に形成されている。

端子電極２０の軸線方向の端部２１には、火花発生用の高電圧を印加する点火コイル（外部回路）が、導通用ばねを介して接続される。端部２１は、軸線方向において端子電極２０の上側（中心電極１３と反対側）の端部である。端部２１の外径は、端子電極２０の他の部分の外径よりも大きくなっている。そして、軸線方向において、絶縁碍子１２の上側（端部２１側）の端面１２ｂに、端部２１の下側（中心電極１３側）の端面２１ａが当接している。

図２はスパークプラグ１０の平面図であり、図３はスパークプラグ１０の上部拡大図である。

同図に示すように、端子電極２０の端部２１には、軸線方向にへこむ凹部２３が形成されている。凹部２３は円柱状に形成されている。これにより、端部２１は有底円筒状に形成されている。凹部２３の底面２３ａの外形は円形である。底面２３ａの中心は軸線Ｃ１上にある。底面２３ａは、軸線方向（軸線Ｃ１）に垂直である。側面２３ｂは、軸線方向（軸線Ｃ１）に平行である。そして、凹部２３の内部に、点火コイルの導通用ばね等の先端部が収納される。

底面２３ａには、図４に示すＤＭＣ３０（Data Matrix Code）が書かれている。ＤＭＣ３０の外形は正方形である。ＤＭＣ３０（２次元コード、識別子）は、底面２３ａをレーザ加工することにより書かれている。レーザ加工（レーザ照射）により、底面２３ａの表面を削って彫り込んでもよいし、底面２３ａを焦がしたり酸化させたりして変色させてもよいし、底面２３ａの表面の塗装やメッキ等を剥離してコントラストを形成してもよい。

ＤＭＣ３０は、スパークプラグ１０の製造年月日の情報と、その製造年月日における通し番号の情報とを含んでいる。通し番号は、その製造年月日に製造したスパークプラグ１０に対して、例えば１，２，３・・・と、順に付けられる番号である。ＤＭＣ３０は、さらにスパークプラグ１０の特性を示す情報を含んでいる。スパークプラグ１０の特性を示す情報は、上記火花ギャップの幅、上記抵抗１７の抵抗値、スパークプラグ１０取り付け時の締め付けトルク、及び熱価の少なくとも１つである。その他に、ＤＭＣ３０は、スパークプラグ１０を適合可能な内燃機関（適合可能車種）、スパークプラグ１０の交換を推奨する車両の走行距離、スパークプラグ１０の型式及び製品名、スパークプラグ１０を購入する顧客名、スパークプラグ１０の製造者名及び製造場所、及びスパークプラグ１０についてのサービスを説明するＨＰアドレスの少なくとも１つを含んでいてもよい。

以上詳述した本実施形態は、以下の利点を有する。

・凹部２３の底面２３ａに識別子が書かれているため、識別子を読み取ることにより、スパークプラグ１０に関する情報を得ることができる。ここで、凹部２３の側面２３ｂが軸線方向に平行である。このため、スパークプラグ１０の軸線方向から識別子に光を当てた際、例えばカメラによりフラッシュ撮影を行う際に、光が凹部２３の側面２３ｂで反射されることを抑制することができる。したがって、凹部２３内で光が乱反射することを抑制することができ、凹部２３の底面２３ａに書かれた識別子を読み取り易くすることができる。すなわち、端子電極２０の端部２１に凹部２３を形成したスパークプラグ１０であっても、端子電極２０の端部２１に識別子によって情報を付与することができ、且つ識別子を良好に読み取ることができるといった顕著な効果を奏する。

・凹部２３の底面２３ａの外形が円形であるため、ドリル切削等により端子電極２０の軸線方向の端部２１に凹部２３を容易に形成することができる。

・識別子はＤＭＣ３０（２次元コード）であるため、識別子が数字等である場合と比較して、端子電極２０の軸線方向の端部２１という狭い領域に書かれる識別子に、多くの情報を含ませることができる。

・ＤＭＣ３０は、スパークプラグ１０の製造年月日の情報と、製造年月日における通し番号の情報とを含む。こうした構成によれば、スパークプラグ１０の製造年月日と、その日における番号とを容易に特定することができる。このため、スパークプラグ１０に不具合が発生した時に、その発生原因の分析にＤＭＣ３０を役立てることができる。

・ＤＭＣ３０は、スパークプラグ１０の特性を示す情報を含む。こうした構成によれば、スパークプラグ１０からスパークプラグ１０の特性を直接読み取ることができる。

・凹部２３の底面２３ａにレーザ加工によりＤＭＣ３０が書かれる。このため、加工を行いにくい凹部２３の底面２３ａにもＤＭＣ３０を書くことができる。さらに、ＤＭＣ３０が微細な模様を含む場合であっても、ＤＭＣ３０を明確に書くことができる。

（第２実施形態）
図５，６に示すように、第２実施形態では、端子電極２０の軸線方向の端部２１に、第１凹部３５及び第２凹部３７を含む凹部３３が形成されている。以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

同図に示すように、端子電極２０の端部２１には、軸線方向にへこむ凹部３３が形成されている。凹部３３は、第１凹部３５と第２凹部３７とを含んでいる。第１凹部３５，第２凹部３７は円柱状に形成されている。

第１凹部３５の内径は内径Ｄ１である。すなわち、第１凹部３５において、互いに対向する側面３５ｂ同士の距離はＤ１（第１距離）である。第２凹部３７は、第１凹部３５の底部に形成されている。第２凹部３７の内径は、内径Ｄ１よりも小さい内径Ｄ２である。すなわち、第２凹部３７において、互いに対向する側面３７ｂ同士の距離はＤ２（第２距離）である。

第１凹部３５の底面３５ａ及び第２凹部３７の底面３７ａの外形は円形である。底面３５ａ，３７ａの中心は軸線Ｃ１上にある。底面３５ａ，３７ａは、軸線方向（軸線Ｃ１）に垂直である。側面３５ｂ，３７ｂは、軸線方向（軸線Ｃ１）に平行である。第１凹部３５の内部に点火コイルの導通用ばね等の先端部が収納され、第２凹部３７の内部に点火コイルの導通用ばね等の先端部は収納されない。すなわち、第２凹部３７の内径Ｄ２は、導通用ばね等の先端部の外径よりも小さい。

そして、底面３７ａには、第１実施形態と同様のＤＭＣ３０が書かれている。

本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１実施形態と異なる利点のみを述べる。

・凹部３３は、第１凹部３５と第２凹部３７とを含んでいる。第１凹部３５は、互いに対向する側面３５ｂ同士の距離がＤ１である。第２凹部３７は、第１凹部３５の底部に形成されており、互いに対向する側面３７ｂ同士の距離がＤ１よりも短いＤ２である。そして、第２凹部３７の底面３７ａにＤＭＣ３０が書かれている。このため、点火コイルの導通用ばね等の先端部を、第１凹部３５の内部に収納し、第２凹部３７の内部には収納しないようにすることができる。したがって、導通用ばね等の先端部が、第２凹部３７の底面３７ａに書かれたＤＭＣ３０に接触しないようにすることができる。その結果、スパークプラグ１０が使用されても、ＤＭＣ３０が摩耗することを抑制することができる。

（第３実施形態）
図７に示すように、第３実施形態では、第１凹部３５の側面３５ｂは軸線方向に平行であるのに対して、第２凹部３７の側面３７ｂは軸線方向に平行でない。その他の点は、第２実施形態と同一である。なお、第１，第２実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

ここで、第１凹部３５の深さＡは、第２凹部３７の深さＢよりも深い。すなわち、第１凹部３５及び第２凹部３７のうち、軸線方向における深さが深い方の第１凹部３５の側面３５ｂが、軸線方向（軸線Ｃ１）に平行である。一方、第１凹部３５及び第２凹部３７のうち、軸線方向における深さが浅い方の第２凹部３７の側面３７ｂは、軸線方向に平行でなく、軸線方向に対して傾斜している。第２凹部３７は円錐台状に形成されている。

本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１，第２実施形態と異なる利点のみを述べる。

・第１凹部３５及び第２凹部３７のうち、軸線方向における深さが深い方の第１凹部３５の側面３５ｂが、軸線方向に平行である。このため、スパークプラグ１０の軸線方向からＤＭＣ３０に光を当てた際に、第１凹部３５及び第２凹部３７のうち深さが深い方の第１凹部３５の側面３５ｂで光が反射されることを抑制することができる。したがって、第１，第２実施形態に準じた作用効果を奏することができる。

なお、上記第３実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。

図８に示すように、第１凹部３５の側面３５ｂが軸線方向（軸線Ｃ１）に平行でないのに対して、第２凹部３７の側面３７ｂが軸線方向に平行であってもよい。なお、第１～第３実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

ここで、第１凹部３５の深さＡは、第２凹部３７の深さＢよりも浅い。すなわち、第１凹部３５及び第２凹部３７のうち、軸線方向における深さが深い方の第２凹部３７の側面３７ｂが、軸線方向（軸線Ｃ１）に平行である。一方、第１凹部３５及び第２凹部３７のうち、軸線方向における深さが浅い方の第１凹部３５の側面３５ｂは、軸線方向に平行でなく、軸線方向に対して傾斜している。第１凹部３５は円錐台状に形成されている。

上記構成によれば、第１凹部３５及び第２凹部３７のうち、軸線方向における深さが深い方の第２凹部３７の側面３７ｂが、軸線方向に平行である。このため、スパークプラグ１０の軸線方向からＤＭＣ３０に光を当てた際に、第１凹部３５及び第２凹部３７のうち深さが深い方の第２凹部３７の側面３７ｂで光が反射されることを抑制することができる。したがって、第１～第３実施形態に準じた作用効果を奏することができる。

（第４実施形態）
図９に示すように、第４実施形態では、凹部５３の底面５３ａの外形とＤＭＣ３０（識別子）の外形とが相似である。その他の点は、第１実施形態と同一である。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

同図に示すように、凹部５３は四角柱状（多角柱柱）に形成されている。凹部５３の底面５３ａの外形は正方形である。凹部５３において互いに対向する側面５３ｂ同士の距離Ｅは、ＤＭＣ３０の一辺の長さＦよりも長い。底面５３ａの中心は軸線Ｃ１上にある。底面５３ａは、軸線方向（軸線Ｃ１）に垂直である。側面５３ｂは、軸線方向（軸線Ｃ１）に平行である。底面５３ａには、第１実施形態と同様のＤＭＣ３０が書かれている。そして、凹部５３の内部に、点火コイルの導通用ばね等の先端部が収納される。

本実施形態は、以下の利点を有する。ここでは、第１～第３実施形態と異なる利点のみを述べる。

・凹部５３の底面５３ａの外形とＤＭＣ３０の外形とが相似であるため、凹部５３の底面５３ａにＤＭＣ３０を書く位置を容易に決めることができる。さらに、ＤＭＣ３０が凹部５３の底面５３ａを占める割合を高くすることができるため、凹部５３の底面５３ａの範囲内でＤＭＣ３０に多くの情報を含ませることができる。

なお、凹部５３が、互いに対向する側面同士の距離が第１距離である第１凹部と、第１凹部の底部に形成され、互いに対向する側面同士の距離が前記第１距離よりも短い第２距離である第２凹部と、を含んでいてもよい。そして、第２凹部の底面に識別子が書かれていてもよい。

なお、上記の各実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。なお、第１～第４実施形態と同一の部分については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。

・識別子を、図１０に示すＱＲコード６０（登録商標）や、マイクロＱＲコードにすることもできる。この場合も、識別子が数字等である場合と比較して、端子電極２０の軸線方向の端部２１という狭い領域に書かれる識別子に、多くの情報を含ませることができる。また、識別子を、バーコード、数字、文字、記号等にすることもできる。

・底面２３ａ，３７ａ，５３ａに、スタンプにより識別子を表示したり、インクジェットにより識別子を印刷したり、シールにより識別子を貼り付けたりすることもできる。

・図１１に示すように、端部２１の外周に、点火コイルの導通用ばね等の先端部が嵌合されるスパークプラグ１０であってもよい。この場合も、凹部２３の底面２３ａに識別子が書かれることにより、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

１０…スパークプラグ、２０…端子電極、２１…端部、２３…凹部、２３ａ…底面、２３ｂ…側面、３０…ＤＭＣ、３３…凹部、３５…第１凹部、３５ａ…底面、３５ｂ…側面、３７…第２凹部、３７ａ…底面、３７ｂ…側面、５３…凹部、５３ａ…底面、５３ｂ…側面、６０…ＱＲコード。

Claims (7)

1. 軸線方向に延びる端子電極（２０）を備え、前記端子電極の前記軸線方向の端部（２１）に凹部（２３、３３、５３）を形成したスパークプラグ（１０）であって、
   前記凹部の底面（２３ａ、３７ａ、５３ａ）に識別子（３０、６０）が書かれており、
   前記凹部の側面（２３ｂ、３５ｂ、３７ｂ、５３ｂ）が前記軸線方向に平行であり、
   前記凹部（３３）は、互いに対向する側面（３５ｂ）同士の距離が第１距離である第１凹部（３５）と、前記第１凹部の底部に形成され、互いに対向する側面（３７ｂ）同士の距離が前記第１距離よりも短い第２距離である第２凹部（３７）と、を含み、
   前記第２凹部の底面（３７ａ）に前記識別子が書かれている、スパークプラグ。
2. 軸線方向に延びる端子電極（２０）を備え、前記端子電極の前記軸線方向の端部（２１）に凹部（３３）を形成したスパークプラグであって、
   前記凹部は、互いに対向する側面（３５ｂ）同士の距離が第１距離である第１凹部（３５）と、前記第１凹部の底部に形成され、互いに対向する側面（３７ｂ）同士の距離が前記第１距離よりも短い第２距離である第２凹部（３７）と、を含み、
   前記第２凹部の底面（３７ａ）に識別子（３０、６０）が書かれており、
   前記第１凹部及び前記第２凹部のうち、前記軸線方向における深さが深い方の凹部の側面が、前記軸線方向に平行である、スパークプラグ。
3. 前記凹部の底面の外形が円形である、又は前記凹部の底面の外形と前記識別子の外形とが相似である、請求項１又は２に記載のスパークプラグ。
4. 前記識別子は２次元コード（３０、６０）である、請求項１～３のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
5. 前記識別子は、前記スパークプラグの製造年月日の情報と、前記製造年月日における通し番号の情報とを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
6. 前記識別子は、前記スパークプラグの特性を示す情報を含む、請求項１～５のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載のスパークプラグを製造する方法であって、
   前記凹部の底面にレーザ加工により前記識別子を書く、スパークプラグの製造方法。

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