JP7316252B2 - スパークプラグ - Google Patents
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図1は、本開示の一実施形態としてのスパークプラグ100の概略構成を示す部分断面図である。図1では、スパークプラグ100の軸心である軸線CAを境界として、紙面右側にスパークプラグ100の外観形状を示し、紙面左側にスパークプラグ100の断面形状を示している。以下の説明では、軸線CAに沿った図1の下方側(後述する接地電極40が配置されている側)を先端側と呼び、図1の上方側(後述する端子金具50が配置されている側)を後端側と呼び、軸線CAに沿った方向を軸線方向ADと呼ぶ。なお、図1では、説明の便宜上、スパークプラグ100が取り付けられるエンジンヘッド90を破線で示している。スパークプラグ100は、その先端部が燃焼室95内に露出するようにエンジンヘッド90に取り付けられている。
本発明の効果を立証するために、溝47の数と深さDとをそれぞれ互いに異ならせた試料を用いて、耐久試験と強度試験とを行なった。図5に示すように、試料における溝47の数は、0~15とし、試料における溝47の深さDは、屈曲部42の法線方向NDに沿った最大厚みT1の0%~30%とした。
各試料の溝47の深さDについて、三次元測定機を用いて測定を行なった。より具体的には、光学式非接触三次元測定機INFINITE FOCUS(alicona社製)を用いて測定を行なった。測定時の温度は室温(20℃±1℃前後)とし、測定時の湿度は50~70%程度とした。
エンジンに装着したスパークプラグ100を、火花放電により消耗させた。用いたエンジンは、直列4気筒であり、スロットルバルブを全開状態として100時間稼働させて試験を行なった。接地電極40の消耗(酸化消耗および火花消耗)は、耐久試験後における接地電極40の輪郭をトレースすることにより確認した。溝47が形成されていない接地電極と比較して、消耗の度合いが同等であるものを耐久性向上効果なしと評価し、消耗の度合いが少ないものを耐久性向上効果ありと評価した。さらに、消耗の度合いが検出限界以下であるものを耐久性向上効果が高いと評価した。
耐久性向上効果が高いと評価された試料に対して、3Dモデルを用いて、エンジンの振動に対する折損強度の試験を行なった。エンジンの振動に対して接地電極40の揺れが最も大きくなる共振点を応答周波数として求め、応答周波数の振動を各試料に与えた場合の発生応力を比較した。発生応力は、FEM(Finite Element Method)解析を用いて求めた。発生応力が大きいほど、接地電極40が折れやすいことを意味する。溝47が形成されていない接地電極と比較して、発生応力が同等以下であるものを強度低下なしと評価し、発生応力が大きいものを強度低下ありと評価した。
◎:耐久性向上効果が高く、且つ、強度低下なし
○:耐久性向上効果が高く、且つ、強度低下あり
△:耐久性向上効果あり
×:耐久性向上効果なし
-:物理的に作れないため未評価
図6は、第2実施形態のスパークプラグにおける接地電極40aの概略構成を示す斜視図である。第2実施形態のスパークプラグが備える接地電極40aは、屈曲部42に形成された溝47aの具体的構成において、第1実施形態のスパークプラグ100が備える接地電極40と異なる。その他の構成は第1実施形態のスパークプラグ100と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。
図7は、第3実施形態のスパークプラグにおける接地電極40bの概略構成を示す斜視図である。第3実施形態のスパークプラグが備える接地電極40bは、屈曲部42に形成された溝47bの具体的形状において、第1実施形態のスパークプラグ100が備える接地電極40と異なる。その他の構成は第1実施形態のスパークプラグ100と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。
上記各実施形態における接地電極40、40a~bの構成は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、屈曲部42の外側面46には、深さDが互いに異なる複数の溝47、47a~bが形成されていてもよく、形状が互いに異なる複数の溝47、47a~bが形成されていてもよい。
Claims (5)
- 軸線方向に沿った貫通孔が形成された絶縁体と、前記貫通孔の前記軸線方向の先端から自身の先端部が突出する中心電極と、前記絶縁体を保持する主体金具と、前記主体金具に接続された接地電極と、を備えるスパークプラグであって、
前記接地電極は、
自身の一端が前記主体金具に接続され、前記軸線方向に沿って延びる基端部と、
自身の一端が前記基端部の他端に連なり、前記中心電極に向かって屈曲する屈曲部と、
自身の一端が前記屈曲部の他端に連なり、前記先端部との間で放電ギャップを形成する延設部と、
を有し、
前記屈曲部のうち、前記先端部と対向する内側面とは反対側の面である外側面には、前記屈曲部の曲げ幅方向に沿って延びる溝が形成されていることを特徴とする、スパークプラグ。 - 請求項1に記載のスパークプラグにおいて、
前記溝は、複数形成されていることを特徴とする、スパークプラグ。 - 請求項1または請求項2に記載のスパークプラグにおいて、
前記屈曲部のうち曲率半径が最も小さい最小部は、前記軸線方向において前記絶縁体の先端よりも先端側に位置することを特徴とする、スパークプラグ。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
前記屈曲部の最小厚みは、前記屈曲部の最大厚みの半分よりも大きいことを特徴とする、スパークプラグ。 - 請求項4に記載のスパークプラグにおいて、
前記最小厚みは、前記最大厚みの80%以上98%以下であることを特徴とする、スパークプラグ。
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JP2019200902A (ja) | 2018-05-16 | 2019-11-21 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | 点火プラグの製造方法および点火プラグ |
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