JPH11185930A

JPH11185930A - 抵抗体入りスパークプラグ

Info

Publication number: JPH11185930A
Application number: JP36492297A
Authority: JP
Inventors: Minoru Tanaka; 穣田中; Makoto Sugimoto; 誠杉本
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1997-12-18
Filing date: 1997-12-18
Publication date: 1999-07-09
Also published as: BR9805779A

Abstract

(57)【要約】【課題】絶縁体の外形寸法に制限がある場合でも抵抗
体の長さを大きくでき、電波雑音防止効果に優れた抵抗
体入りスパークプラグを提供する。【解決手段】抵抗体入りスパークプラグは、該貫通孔
５０内において端子金具と中心電極３との間に抵抗体１
５が配置される。絶縁体２の貫通孔５０は、中心電極３
を挿通させる第一部分５１と、その第一部分５１の後方
側においてこれよりも大径に形成されるとともに抵抗体
１５を収容する第二部分５２とを有する。中心電極３の
後端部には、その外周面から外向きに突出して電極固定
用凸部３ａが設けられる。そして、第一部分５１と第二
部分５２との接続部５５には、電極固定用凸部３ａを受
けるための凸部受け面２０が形成され、その凸部受け面
２０の外側への延長面２０ａと第二部分５２の該凸部受
け面２０側への延長面５２ａとが交差する位置に対応し
て、それら両延長面２０ａ，５２ａにまたがる形で内向
きに突出する突出部６０が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関に使用され
るスパークプラグに関し、特に電波ノイズ発生防止用の
抵抗体を組み込んだ抵抗体入りスパークプラグに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、上述のような抵抗体入りスパーク
プラグとして、絶縁体の軸方向に形成された貫通孔に対
し、その一方の端部側に端子金具を挿入・固定し、同じ
く他方の端部側に中心電極を挿入・固定するとともに、
該貫通孔内において端子金具と中心電極との間に抵抗体
を配置する構造のものが知られている。このような抵抗
体入りスパークプラグにおける電波雑音防止効果は、一
般に抵抗体の長さが大きくなるほど向上する傾向にあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スパー
クプラグの規格等により絶縁体の外形寸法が決まってい
る場合には、抵抗体の長さ増大には限界がある。この場
合、一法としては、凸部受け面の位置を中心電極の先端
方向に移動させて貫通孔の第二部分の軸長を延ばし、そ
の分だけ抵抗体の長さを増大させる方法がある。しかし
ながら、この方法では凸部受け面の位置において絶縁体
が薄肉化するので該部分の強度が不足しやすくなる欠点
がある。この場合、特に凸部受け面と第二部分との交差
部は、一種の切欠きとして作用することもあるので、強
度上の問題を特に生じやすい。

【０００４】本発明の課題は、絶縁体の外形寸法に制限
がある場合でも抵抗体の長さを大きくでき、電波雑音防
止効果に優れた抵抗体入りスパークプラグを提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明の
抵抗体入りスパークプラグは、絶縁体の軸方向に形成さ
れた貫通孔に対し、その一方の端部側に端子金具が挿入
・固定され、同じく他方の端部側に中心電極が挿入・固
定されるとともに、該貫通孔内において端子金具と中心
電極との間に抵抗体が配置された構造を有し、上述の課
題を解決するために、中心電極の軸断面径は抵抗体の軸
断面径よりも小さく設定され、該中心電極の先端に向か
う側を前方側として、絶縁体の貫通孔は、中心電極を挿
通させる第一部分と、その第一部分の後方側においてこ
れよりも大径に形成されるとともに抵抗体を収容する第
二部分とを有し、中心電極の後端部においてその外周面
からは外向きに突出して電極固定用凸部が設けられ、第
一部分と第二部分との接続部には、その電極固定用凸部
を受けるための凸部受け面が、第一部分の後端縁に連な
るとともに該第一部分の内周面よりも外向きに張り出す
形で形成され、さらに、その凸部受け面の外側への延長
面と第二部分の該凸部受け面側への延長面とが交差する
位置に対応して、それら両延長面にまたがる形で内向き
に突出する突出部が形成されていることを特徴とする。

【０００６】上記本発明の抵抗体入りスパークプラグの
構成によれば、凸部受け面と第二部分との各延長面にま
たがる形で突出部が形成されるので、貫通孔の第二部分
の軸長を延ばすために凸部受け面の位置を変更しても、
絶縁体の薄肉化を回避することができ、さらに上記各延
長面の交差部も上記突出部により埋められる形となって
切欠効果が軽減される。その結果、絶縁体の強度を十分
に確保しつつ、抵抗体の長さを大きくすることができ、
ひいては電波雑音防止性能に優れた抵抗体入りスパーク
プラグを実現することができる。

【０００７】次に、中心電極の後端部には、その外周面
から外向きに突出する電極固定用凸部を形成することが
できる。そして、上記接続部には、その電極固定用凸部
を受けるための凸部受け面を、第一部分の後端縁に連な
るとともに該第一部分の内周面よりも外向きに張り出す
形で形成することができる。この場合、接続部には、そ
の凸部受け面の外側への延長面と第二部分の該凸部受け
面側への延長面とが交差する位置に対応して、それら両
延長面にまたがる形で内向きに突出する突出面を形成す
ることができる。

【０００８】貫通孔の第二部分は、具体的には略円筒面
状に形成することができ、接続部の突出部の表面（突出
面）には、凸部受け面に接続して第二部分と同心的に配
置された略円筒状の本体面と、その第二部分と本体面と
を互いに接続する縮径面とを有するものとして形成でき
る。上記形状の接続部は特に強度に優れ、また絶縁体の
耐電圧も向上できる利点がある。

【０００９】また、接続部において上記突出面の縮径面
とは、第一部分が下となるように絶縁体を立てて配置し
たときに外側に向けて上り勾配となるテーパ面として形
成することができる。これにより、貫通孔の第二部分と
上記縮径面とのなす角度が鈍角となり、それらの接続点
において切欠効果が比較的生じにくくなることから、絶
縁体の強度が向上する利点がある。この場合、前述の凸
部受け面も同様のテーパ面とすることが望ましいといえ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明のいくつかの実施の
形態を図面を用いて説明する。図１に示す本発明の一例
たる抵抗体入りスパークプラグ１００は、筒状の主体金
具１、先端部が突出するようにその主体金具１に嵌め込
まれた絶縁体２、その絶縁体２の内側に設けられた中心
電極３、及び主体金具１に一端が結合され、中心電極３
と対向するように配置された接地電極４等を備え、接地
電極４と中心電極３との間には火花ギャップｇが形成さ
れている。一方、接地電極４の基端側は、主体金具１に
対して溶接等により固着・一体化されている。また、主
体金具１は炭素鋼等で形成され、図１に示すように、そ
の外周面には機関への取付け用のねじ部１２が形成され
ている。また、中心電極３はＮｉ合金等で構成されてい
る。さらに、絶縁体２はアルミナ等のセラミックス焼成
体で構成されている。

【００１１】絶縁体２の軸方向には貫通孔５０が形成さ
れており、その一方の端部側に端子金具１３が挿入・固
定され、同じく他方の端部側に中心電極３が挿入・固定
されている。また、該貫通孔５０内において端子金具１
３と中心電極３との間に抵抗体１５が配置されている。
この抵抗体１５の両端部は、導電性ガラスシール層１
６，１７を介して中心電極３と端子金具１３とにそれぞ
れ電気的に接続されている。なお、抵抗体１５は、ガラ
ス粉末と導電材料粉末（及び必要に応じてガラス以外の
セラミック粉末）とを混合して、ホットプレス等により
焼結して得られる抵抗体組成物により形成される。ま
た、導電性ガラスシール層１６，１７は、Ｃｕ、Ｆｅ
（あるいはそれらの合金）等の金属粉末を混合したガラ
スにより構成される。

【００１２】次に、中心電極３の軸断面径は抵抗体１５
の軸断面径よりも小さく設定されている。ここで、中心
電極３の先端に向かう側を前方側として、絶縁体２の貫
通孔５０は、中心電極３を挿通させる第一部分５１と、
その第一部分５１の後方側（図面上方側）においてこれ
よりも大径に形成されるとともに抵抗体１５を収容する
第二部分５２とを有する。そして、該第二部分５２は第
一部分５１に対し、接続部５５を経て接続されており、
その接続部５５に対応する位置において、抵抗体１５と
中心電極３との間に導電性ガラスシール層１６が配置さ
れている。

【００１３】図２は、絶縁体２の中心軸線Ｏを含む平面
による接続部５５近傍の要部断面図である。すなわち、
中心電極３の後端部には、その外周面から外向きに突出
して電極固定用凸部３ａが形成されている。そして、上
記貫通孔５０の接続部５５には、その電極固定用凸部３
ａを受けるための凸部受け面２０が、第一部分５１の後
端縁に連なるとともに該第一部分５１の内周面よりも外
向きに張り出す形で、例えば周方向に沿う鍔状に形成さ
れている。また、接続部５５には、凸部受け面２０の外
側への延長面２０ａと第二部分５２の該凸部受け面２０
側への延長面５２ａとの交差部Ｃに対応して、それら両
延長面２０ａ，５２ａにまたがるように突出部６０が形
成されており、その表面が突出面５３とされている。

【００１４】次に、貫通孔５０の第二部分５２の内周面
は、略円筒面状に形成されている。ただし、貫通孔５０
の内周面には、成形時において成形ピンの抜きとりを容
易にする等の目的で、微小なテーパが付されていてもよ
い。このテーパの角度は、例えば中心軸線Ｏとのなす角
度において、１〜１．２°程度である。また、接続部５
５の突出面５３は、凸部受け面２０に接続して第二部分
５２と同心的に配置された略円筒状の本体面５３ａと、
その本体面５３ａと第二部分５２とを互いに接続する縮
径面５３ｂとを有している。また、突出面５３の縮径面
５３ｂは、第一部分５１が下となるように絶縁体２を立
てて配置したときに、外側に向けて上り勾配となるテー
パ面とされている。

【００１５】上記抵抗体入りスパークプラグ１００にお
いて、絶縁体２に対する中心電極３と端子金具１３との
組付け、及び抵抗体１５と導電性ガラスシール層１６，
１７との形成は以下のようにして行うことができる。ま
ず、図７（ａ）に示すように、絶縁体２の貫通孔５０に
対し、その第一部分５１に中心電極３を挿入した後、
（ｂ）に示すように導電性ガラス粉末Ｈを充填する。そ
して、（ｃ）に示すように、貫通孔５０内に押さえ棒９
０を挿入して充填した粉末Ｈを予備圧縮し、第一の導電
性ガラス粉末層７１を形成する。次いで抵抗体組成物の
原料粉末を充填して同様に予備圧縮し、さらに導電性ガ
ラス粉末を充填して予備圧縮を行うことにより、図７
（ｄ）に示すように、中心電極３側（下側）から貫通孔
５０内には、第一の導電性ガラス粉末層７１、抵抗体組
成物粉末層７２及び第二の導電性ガラス粉末層７３が積
層された状態となる。

【００１６】そして、図８（ａ）に示すように、この状
態で全体を炉Ｆ内に挿入してガラス軟化点以上である９
００〜１０００℃に加熱し、その後、貫通孔５０内に端
子金具１３を、中心電極３と反対側から圧入して積層状
態の各層７１〜７３を軸方向にプレスする。これによ
り、図８（ｂ）に示すように、各層は圧縮・焼結されて
それぞれ導電性ガラスシール層１６、抵抗体１５及び導
電性ガラスシール層１７となる。

【００１７】以下、本発明の抵抗体入りスパークプラグ
１００の利点について、従来例と比較しながら説明す
る。抵抗体入りスパークプラグにおける電波雑音防止効
果は、一般に抵抗体の長さが大きくなるほど向上する傾
向にある。しかしながら、スパークプラグの規格等によ
り絶縁体の外形寸法は一般には自由に変更することがで
きず、同じ絶縁体外形寸法を維持する前提のもとでは、
抵抗体の長さ増大にも限界がある。例えば、図１０
（ｂ）に示すように、従来のスパークプラグ（図１０
（ａ））における凸部受け面１２０の位置を中心電極１
０３の先端方向に移動させて、貫通孔１５０の第二部分
１５２の軸長を延ばし、その分だけ抵抗体１１５の長さ
を増大させることが考えられる。しかしながら、この方
法では図１０（ｂ）に矢印で示すように、凸部受け面１
２０に対応する位置において絶縁体１０２が薄肉化する
ので該部分の強度が不足しやすくなる欠点がある。この
場合、特に凸部受け面１２０と第二部分１５２との交差
部Ｃは、一種の切欠きとして作用することもあるので、
強度上の問題を特に生じやすい。

【００１８】しかしながら、上記本発明の構成によれ
ば、図２に示すように、第二部分５２の軸長を延ばすた
めに凸部受け面２０の位置を変更しても、凸部受け面２
０と第二部分５２との各延長面２０ａ，５２ａにまたが
る形で突出部６０が形成されるので、上述のような絶縁
体１０２の薄肉化を回避することができ、さらに各延長
面２０ａ，５２ａの交差部Ｃは突出部６０に埋められる
形となるので切欠効果を生じない。その結果、絶縁体２
の強度を十分に確保しつつ抵抗体１５の長さを大きくす
ることが可能となり、ひいては電波雑音防止性能に優れ
た抵抗体入りスパークプラグを実現することができる。

【００１９】なお、図９は、絶縁体２の別の例を示して
いる。図９（ａ）に示す絶縁体２の軸方向中間には、係
止用突出部２ｅが例えばフランジ状に形成されている。
そして、絶縁体２には、中心電極３（図１）の先端に向
かう側を前方側として、該係止用突出部２ｅよりも後方
側がこれよりも細径に形成された本体部２ｂとされてい
る。一方、係止用突出部２ｅの前方側にはこれよりも細
径の第一軸部２ｇと、その第一軸部２ｇよりもさらに細
径の第二軸部２ｉがこの順序で形成されている。なお、
本体部２ｂの外周面には釉薬２ｄが施され、当該外周面
の後端部にはコルゲーション２ｃが形成されている。ま
た、第一軸部２ｇの外周面は略円筒状とされ、第二軸部
２ｉの外周面は先端に向かうほど縮径する略円錐面状と
されている。

【００２０】絶縁体２の貫通孔６は、中心電極３を挿通
させる略円筒状の第一部分６ａと、その第一部分６ａの
後方側（図面上方側）においてこれよりも大径に形成さ
れる略円筒状の第二部分６ｂとを有する。図１と同様
に、端子金具と抵抗体とは第二部分６ｂ内に収容され、
中心電極は第一部分６ａ内に挿通されることとなる。そ
して、上記貫通孔６の第一部分６ａと第二部分６ｂと
は、図９（ａ）の第一軸部２ｇ内において互いに接続し
ており、その接続位置には、凸部受け面２０と突出部６
０とが形成されている。

【００２１】以下、絶縁体２の寸法を例示する。・全長Ｌ1：３０〜７５ｍｍ。・第一軸部２ｇの長さＬ2：０〜３０ｍｍ（ただし、係
止用突出部２ｅとの接続部２ｆを含まず、第二軸部２ｉ
との接続部２ｈを含む）。・第二軸部２ｉの長さＬ3：２〜２７ｍｍ。・本体部２ｂの外径Ｄ1：９〜１３ｍｍ。・係止用突出部２ｅの外径Ｄ2：１１〜１６ｍｍ。・第一軸部２ｇの外径Ｄ3：５〜１１ｍｍ。・第二軸部２ｉの基端部外径Ｄ4：３〜８ｍｍ。・第二軸部２ｉの先端部外径Ｄ5（ただし、先端面外周
縁にアールないし面取が施される場合は、中心軸線Ｏを
含む断面において、該アール部ないし面取部の基端位置
における外径を指す）：２．５〜７ｍｍ。・貫通孔６の第二部分６ｂの内径Ｄ6：２〜５ｍｍ。・貫通孔６の第一部分６ａの内径Ｄ7：１〜３．５ｍ
ｍ。・第一軸部２ｇの肉厚ｔ1：０．５〜４．５ｍｍ。・第二軸部２ｉの基端部肉厚ｔ2（中心軸線Ｏと直交す
る向きにおける値）：０．３〜３．５ｍｍ。・第二軸部２ｉの先端部肉厚ｔ3（（中心軸線Ｏと直交
する向きにおける値；ただし、先端面外周縁にアールな
いし面取りが施される場合は、中心軸線Ｏを含む断面に
おいて、該アール部ないし面取部の基端位置における肉
厚を指す）：０．２〜３ｍｍ。・第二軸部２ｉの平均肉厚ｔA（（ｔ1＋ｔ2）／２）：
０．２５〜３．２５ｍｍ。

【００２２】なお、図１０（ａ）に示す絶縁体２におけ
る上記各部寸法は、例えば以下の通りである：Ｌ1＝約
６０ｍｍ、Ｌ2＝約１０ｍｍ、Ｌ3＝約１４ｍｍ、Ｄ1＝
約１１ｍｍ、Ｄ2＝約１３ｍｍ、Ｄ3＝約７．３ｍｍ、Ｄ
4＝５．３ｍｍ、Ｄ5＝４．３ｍｍ、Ｄ6＝３．９ｍｍ、
Ｄ7＝２．６ｍｍ、ｔ1＝３．３ｍｍ、ｔ2＝１．４ｍ
ｍ、ｔ3＝０．９ｍｍ、ｔA＝１．２ｍｍ。

【００２３】また、図１０（ｂ）の絶縁体２は、第一軸
部２ｇ及び第二軸部２ｉがそれぞれ、図１０（ａ）に示
すものと比較してやや大きい外径を有している。各部の
寸法は、例えば以下の通りである：Ｌ1＝約６０ｍｍ、
Ｌ2＝約１０ｍｍ、Ｌ3＝約１４ｍｍ、Ｄ1＝約１１ｍ
ｍ、Ｄ2＝約１３ｍｍ、Ｄ3＝約９．２ｍｍ、Ｄ4＝６．
９ｍｍ、Ｄ5＝５．１ｍｍ、Ｄ6＝３．９ｍｍ、Ｄ7＝
２．７ｍｍ、ｔ1＝３．３ｍｍ、ｔ2＝２．１ｍｍ、ｔ3
＝１．２ｍｍ、ｔA＝１．７ｍｍ。

【００２４】以下、本発明の抵抗体入りスパークプラグ
の変形例について説明する。まず、図２において突出部
６０は、中心軸線Ｏの向きにおいて、突出面５３と第二
部分５２との接続点Ｓ（すなわち突出部６０の後端縁位
置）が、中心電極３の後端縁位置よりも後方に位置する
ように形成されていたが、図３に示すように、この位置
関係が逆となるように突出部６０を形成するようにして
もよい。

【００２５】また、突出部６０の突出面５３は、図２に
おいてはテーパ面（縮径面）５３ｂと切立面状の本体面
５３ａとの組み合わせからなる段付面として形成されて
いたが、断面外形線が、図４に示すような滑らかな凸曲
線状となる態様、図５（ａ）に示すような直線状（すな
わちテーパ面状）となる態様、さらには同図（ｂ）に示
すような凹曲線状となる態様など、接続点Ｓから接続点
Ｐに向けて、貫通孔５０の内径を連続的に縮径させる形
状としてもよい。また、接続部５５は、図６に示すよう
に、３段あるいはそれ以上の縮径部を形成するようにし
てもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスパークプラグの一例を示す正面断面
図。

【図２】その要部を示す正面断面図。

【図３】本発明のスパークプラグの第一の変形例を示す
要部正面断面図。

【図４】同じく第二の変形例を示す要部正面断面図。

【図５】同じく第三及び第四の変形例を示す要部正面断
面図。

【図６】同じく第五の変形例を示す要部正面断面図。

【図７】図１のスパークプラグの製造工程を示す説明
図。

【図８】図７に続く説明図。

【図９】絶縁体の別のいくつかの例を示す正面断面図。

【図１０】従来のスパークプラグをその問題点とともに
示す説明図。

【符号の説明】

１主体金具２絶縁体３中心電極３ａ電極固定用凸部４接地電極１５抵抗体２０凸部受け面２０ａ凸部受け面の延長面１００スパークプラグ５０，６貫通孔５１第一部分５２第二部分５２ａ第二部分の延長面Ｃ交差部５３突出面５３ａ本体面５３ｂ縮径面５５接続部６０突出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁体の軸方向に形成された貫通孔に対
し、その一方の端部側に端子金具が挿入・固定され、同
じく他方の端部側に中心電極が挿入・固定されるととも
に、該貫通孔内において前記端子金具と前記中心電極と
の間に抵抗体が配置された抵抗体入りスパークプラグに
おいて、前記中心電極の軸断面径は前記抵抗体の軸断面径よりも
小さく設定され、該中心電極の先端に向かう側を前方側
として、前記絶縁体の貫通孔は、前記中心電極を挿通さ
せる第一部分と、その第一部分の後方側においてこれよ
りも大径に形成されるとともに前記抵抗体を収容する第
二部分とを有し、前記中心電極の後端部においてその外周面からは外向き
に突出して電極固定用凸部が設けられ、前記第一部分と前記第二部分との接続部には、その電極
固定用凸部を受けるための凸部受け面が、前記第一部分
の後端縁に連なるとともに該第一部分の内周面よりも外
向きに張り出す形で形成され、さらに、その凸部受け面
の外側への延長面と前記第二部分の該凸部受け面側への
延長面とが交差する位置に対応して、それら両延長面に
またがる形で内向きに突出する突出部が形成されている
ことを特徴とする抵抗体入りスパークプラグ。
【請求項２】前記第二部分は略円筒面状に形成され、
前記接続部の前記突出部の表面（以下、これを突出面と
いう）には、前記凸部受け面に接続して前記第二部分と
同心的に配置された略円筒状の本体面と、前記第二部分
とその本体面とを互いに接続する縮径面とが形成されて
いる請求項１記載の抵抗体入りスパークプラグ。
【請求項３】前記接続部において、前記突出面の前記
縮径面とは、前記第一部分が下となるように前記絶縁体
を立てて配置したときに外側に向けて上り勾配となるテ
ーパ面として形成される請求項２記載の抵抗体入りスパ
ークプラグ。