JPH08315954A

JPH08315954A - スパークプラグの中心電極

Info

Publication number: JPH08315954A
Application number: JP11750895A
Authority: JP
Inventors: Minoru Tanaka; 穣田中; Minoru Ando; 実安藤; Mitsutaka Yoshida; 光孝吉田
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-29
Anticipated expiration: 2019-02-16
Also published as: JP3497009B2

Abstract

(57)【要約】【目的】ガラスシール材によって、十分な強度、耐衝
撃性を確保する。【構成】中心電極３の鍔状部３２の直径ｄ１と頭部３
３の直径ｄ２とが、０≦ｄ１−ｄ２≦１ｍｍのとき、鍔
状部３２の下端から頭部３３の上端までの鍔頭長ｈが、
絶縁体２の軸孔２１の径大孔２４の内径ｄ０に対して、
（ｄ０−ｄ１））×５の±２５％の範囲にする。また、
頭部３３の頂面に、凹部３４を設ける。鍔状部３２及び
頭部３３の長さが短過ぎずある程度確保され、且つ長過
ぎないため、ガラスシール材４が頭部３３及び鍔状部３
２の側面まで確実に流れ込み、中心電極３との固着強度
が得られる。また、凹部３４にもガラスシール材４が充
填されるため、固着強度が増す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スパークプラグの中心
電極の頭部の形状に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりスパークプラグの製造において
は、大小の２種の径を呈する軸孔を有する絶縁体の小径
側から円柱形状の脚部と頭部との間に鍔状部を有した中
心電極の脚部が露出され、軸孔内の大径の段差部分に鍔
状部が嵌着された後に、軸孔内の中心電極の頭部側に粉
状のガラスシール材が充填され、絶縁体の軸孔の他方側
に配される端子電極で加圧しながら加熱して、ガラスシ
ール材を溶融させて、中心電極の固着を行っている。こ
こで、具体的な中心電極の寸法は、例えば、絶縁体の径
大孔の軸孔の内径３．９ｍｍに対して、中心電極の頭部
の直径は２．９ｍｍ、鍔部の直径は３．４ｍｍであり、
鍔状部と頭部との長さは、鍔状部及び頭部がガラスシー
ル材内に多く埋め込まれるようにしてガラスシール材と
の固着強度を大きくする目的で、大きく設定されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のもので
は、流動性が悪いガラスシール材を用いてガラスシール
を行なうと、中心電極の鍔状部の側面までガラスシール
が流れ込まない場合があった。また、固形のガラスシー
ル材を挿入してガラスシールを行おうとすると、同様に
中心電極の鍔状部の側面までガラスシールが流れ込まな
いために、例えば、図７に示すように、鍔状部の側面に
隙間Ｓができて、固着強度が低くなり、緩んだり、熱引
きが悪い、耐熱性にばらつきを生じるなどの問題があっ
た。

【０００４】本発明は、ガラスシール材によるガラスシ
ールによって、充分な強度、耐衝撃性が確保できること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、後部が径大
孔、先端が段部を介して径小孔となっている軸孔を備え
た円柱の絶縁体に、丸棒状の脚部、該脚部の後端部に設
けられた鍔状部、およびさらに該鍔状部の後端に形成さ
れた頭部を有する中心電極を、前記軸孔の前記径小孔に
前記脚部を挿通させて、前記段部に前記鍔状部を係合さ
せ、前記径大孔内にガラスシール材を充填するとともに
端子電極を配して一体に加熱封着してなるスパークプラ
グの中心電極において、前記軸孔の前記径大孔の内径ｄ
０、前記鍔状部の直径ｄ１、前記頭部の直径ｄ２が、０
≦ｄ１−ｄ２≦１ｍｍのとき、前記鍔状部の下端外縁か
ら前記頭部上端までの鍔頭長ｈが、（ｄ０−ｄ１）×５
の±２５％の範囲にあることを技術的手段とする。ま
た、前記頭部の頂面に、凹部を備えたことを技術的手段
とする。

【０００６】

【作用】本発明は、中心電極の鍔状部の直径ｄ１と頭部
の直径ｄ２との差が１ｍｍ以下で小さい場合には、中心
電極の鍔状部の下端外縁から頭部上端までの鍔頭長ｈ
を、軸孔の径大孔の内径ｄ０と鍔状部の直径ｄ１との差
の５倍の±２５％にする。これによって、鍔状部及び頭
部の長さが長過ぎないため、中心電極の頭部の上側に充
填されるガラスシール材が溶融する際に、頭部の側面か
ら鍔状部の側面まで確実に流れ込む。また、頭部及び鍔
状部の長さが短過ぎずある程度確保されるため、ガラス
シール材と中心電極の頭部及び鍔状部との固着力が確保
でき、ガラスシール材による中心電極への固着強度が得
られる。また、頭部の頂面に、凹部を備えたため、ガラ
スシール材が凹部に充填されて頭部とガラスシール材と
の固着強度が向上する。

【０００７】

【発明の効果】本発明は、中心電極の鍔状部の下端外縁
から頭部上端までの鍔頭長、すなわち頭部及び鍔状部の
高さが、絶縁体の径大孔の内径と中心電極の鍔状部との
差に対して適度に設定されているため、ガラスシール材
による加熱封着工程において、頭部の上方に充填される
ガラスシール材が、頭部及び鍔状部の側面に確実に流れ
込む。これにより、中心電極を充分な強度で固着するこ
とができる。また、頭部の頂面に凹部が形成されている
ため、ガラスシール材との固着強度が増す。

【０００８】

【実施例】次に本発明を図に示す実施例に基づいて説明
する。図１は、本発明の第１実施例のスパークプラグ１
を示す。このスパークプラグ１は、円筒状の絶縁体２の
軸孔２１に、中心電極３を嵌入し、導電性のガラスシー
ル材４を軸孔２１内に充填した後、軸孔２１内に端子５
を嵌めて加熱して封着し、外側電極６を備えた主体金具
７を絶縁体２の外側に嵌め込んでなる。

【０００９】絶縁体２は、例えば、アルミナで成形さ
れ、軸孔２１の先端側は径小孔２２で、段部２３を介し
て径大孔２４と連通しており、径大孔２４の内径ｄ０
は、３．９ｍｍとなっている。

【００１０】中心電極３は、例えば、軸芯には良熱伝導
性金属である銅又は銅合金が、表皮には耐熱金属である
ニッケル合金（Ｎｉ９０ｗｔ％以上）によって成形され
ており、図２に示すように、径小の脚部３１と径大の鍔
状部３２と頭部３３とが順に設けられた丸棒状を呈し、
鍔状部３２の脚部３１側の表面は、テーパ状となってい
る。各部の寸法は、鍔状部３２の直径ｄ１が３．４ｍ
ｍ、頭部３３の直径ｄ２が２．９ｍｍであり、脚部３１
の直径は、例えば、絶縁体２の径小孔２２の内径より僅
かに小さい２．５ｍｍとなっており、０≦ｄ１−ｄ２≦
１ｍｍの関係がある。

【００１１】また、鍔状部３２の下端外縁（テーパー状
の下端外周縁）３２ａから頭部３３の上端までの鍔頭長
ｈ、すなわち頭部３３及び鍔状部３２の高さｈは、軸孔
２１の径大孔２４の内径ｄ０と鍔状部３２の直径ｄ１と
によって次式で決まる条件値Ｅに対して、その±２５％
の範囲になるように設定されている。

【数１】Ｅ＝（ｄ０−ｄ１）×５

【００１２】すなわち、この実施例において、条件値Ｅ
の具体的な値は、Ｅ＝（３．９−３．４）×５＝０．５×５＝２．５となり、この条件値Ｅに対する±２５％の値は、±０．
６２５ｍｍであり、高さｈは、２．５±０．６２５の範
囲で、例えば、２．０ｍｍ、２．５ｍｍ、３．０ｍｍに
設定されている。

【００１３】さらに、中心電極３の頭部３３の頂面に
は、凹部３４が形成されている。凹部３４の具体的な形
状は、例えば、図３に示すような円錐状、図４に示すよ
うな四角錐状、図５に示すように、円錐と複数の溝とを
組み合わせたものなどがある。その他凹部３４の形状と
しては、三角錐状、多角錐状のものであってもよい。

【００１４】ガラスシール材４は、導電性ガラス粉末
（ホウケイ酸ガラス粉末５０ｗｔ％と銅粉末５０ｗｔ％
を主成分とした混合粉末）を加熱加圧して溶融させて中
心電極３と端子５間を導通させるもので、図１に示す実
施例では、抵抗体８を形成する抵抗体粉末の両側に配置
される。そして抵抗体８としては、例えばガラス粉末３
０〜７０ｗｔ％と残部セラミック粉末からなる１００ｗ
ｔ部と、負荷寿命安定材（ＴｉＯ₂）０〜３０ｗｔ部、
カーボンブラックと有機炭質物質０．１〜１０ｗｔ部及
びＡｌ、Ｆｅなどの金属粉末０．０１〜１０ｗｔ部から
なる。

【００１５】以下、ガラスシール材４による中心電極３
の封着工程について説明する。図２及び図１に示すよう
に、絶縁体２の軸孔２１の径大孔２４側から径小孔２２
内に中心電極３を脚部３１側から差し込み、段部２３に
鍔状部３２を係止し、同じく軸孔２１の径大孔２４側か
らガラスシール材４となる導電性ガラス粉末を充填した
後、一旦押し棒で、押圧する。さらに、軸孔２１の径大
孔２４側から抵抗体８となる抵抗体粉末を充填した後、
一旦押し棒で、押圧する。

【００１６】再び、軸孔２１の径大孔２４側からガラス
シール材４となる導電性ガラス粉末を充填して押し棒で
押圧した後、端子５を挿入する。端子５を押圧しながら
絶縁体２中央部を加熱して、軸孔２１内の導電性ガラス
粉末および抵抗体粉末を溶融させ、その後冷却させる
と、ガラスシール材４および抵抗体８が形成され、中心
電極３が絶縁体２の軸孔２１に固着される。

【００１７】この加圧、加熱を伴う封着工程において、
鍔状部３２及び頭部３３の長さが短過ぎずある程度確保
され、且つ長過ぎないため、中心電極３の頭部３３の上
側に充填される導電性ガラス粉末が溶融する際に、頭部
３３の側面から鍔状部３２の側面まで確実に流れ込む。
また、頭部３３及び鍔状部３２の長さ適度であるため、
ガラスシール材４と中心電極３の頭部３３及び鍔状部３
２との固着力が確保でき、ガラスシール材４による中心
電極３への固着強度が得られる。また、頭部３３の頂面
に、凹部３４を備えたため、ガラスシール材が凹部３４
に充填されて頭部３３とガラスシール材４との固着強度
が向上する。

【００１８】様々な形状の頭部３３を有する中心電極３
について、上記の封着工程を行った場合のガラスシール
材４による充填性及び耐衝撃性についての測定結果を表
１に示す。なお、封着工程におけるガラスシール材４の
加熱温度は８５０℃、耐衝撃性の測定結果は、ＪＩＳ規
格、Ｂ８０３１、３条３項に規定された条件に基づいた
ものである。

【００１９】

【表１】

【００２０】この表から明らかなとおり、ガラスシール
材４の充填性については、鍔頭長ｈが短い程良好であ
り、２．０ｍｍや２．５ｍｍの場合が特に良好で、３．
０ｍｍの場合にも満足すべきものであるが、３．５ｍｍ
では、劣る結果が現れている。また耐衝撃性の検査で
は、鍔頭長ｈが、２．５ｍｍの場合が特に良好で、頂面
の形状によっては３．０ｍｍ、２．０ｍｍの場合にも良
好なものが多く、１．５ｍｍになると実用に供すること
ができない．

【００２１】以上のとおり、本実施例によれば、中心電
極３とガラスシール材４との固着強度を向上させること
ができ、且つ、従来のものと比べて中心電極３の鍔状部
３２及び頭部３３の長さを短くすることができる。従っ
て、充分な固着強度を確保しつつ、雑音防止のための抵
抗体８を中心電極３の先端（発火部側）に近づけること
ができるため、電波雑音防止効果の大きいプラグの製造
が容易になり、特に、図６に示すように、全長が制限さ
れたコンパクトプラグにおいては、従来のものに比べ
て、抵抗体の長さを充分にとることができるため、その
効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示すスパークプラグの断
面図である。

【図２】本発明の第１実施例の中心電極と絶縁体との関
係を示す部分断面図である。

【図３】本発明の実施例における中心電極の頂面の第１
の形状を示す斜視図である。

【図４】本発明の実施例における中心電極の頂面の第２
の形状を示す斜視図である。

【図５】本発明の実施例における中心電極の頂面の第３
の形状を示す斜視図である。

【図６】本発明の第２実施例を示すスパークプラグを従
来のものと比較して示す断面図である。

【図７】従来のスパークプラグにおける中心電極とガラ
スシール材との関係を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１スパークプラグ２絶縁体２１軸孔２２径小孔２３段部２４径大孔３中心電極３１脚部３２鍔状部３２ａ鍔状部の下端外縁３３頭部３４凹部４ガラスシール材５端子（端子電極）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】後部が径大孔、先端が段部を介して径小
孔となっている軸孔を備えた円筒状の絶縁体に、丸棒状
の脚部、該脚部の後端部に設けられた鍔状部、およびさ
らに該鍔状部の後端に形成された頭部を有する中心電極
を、前記軸孔の前記径小孔に前記脚部を挿通させて、前
記段部に前記鍔状部を係合させ、前記径大孔内にガラス
シール材を充填するとともに端子電極を配して一体に加
熱封着してなるスパークプラグの中心電極において、前記軸孔の前記径大孔の内径ｄ０、前記鍔状部の直径ｄ
１、前記頭部の直径ｄ２が、０≦ｄ１−ｄ２≦１ｍｍのとき、前記鍔状部の下端外縁から前記頭部上端までの鍔頭長ｈ
が、（ｄ０−ｄ１）×５の±２５％の範囲にあることを特徴
とするスパークプラグの中心電極。
【請求項２】前記頭部の頂面に、凹部を備えたことを
特徴とする請求項１記載のスパークプラグの中心電極。