KR101999494B1 - 스파크 플러그 - Google Patents

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츠토무 고바야시
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니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
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Abstract

내충격성을 확보하면서 전극 소모를 일으키기 어렵게 할 수 있는 스파크 플러그를 제공하는 것.
저항체와 중심전극의 후단부에 접촉하는 도전성 실은, 중심전극의 후단부의 측면의 전면에 축직각방향의 두께 10㎛ 이상의 측면 실층이 접촉하기 때문에, 내충격성을 확보할 수 있다. 축구멍에 저항체가 접촉하는 접촉면은, 중심축의 주위에 중심전극을 축직각방향으로 투영한 축구멍 상의 투영면의 적어도 일부와 겹쳐진다.스파크시에 도전성 실과 금속 쉘 사이에 생기는 기생용량에 축적되는 전하를 접촉면과 투영면이 겹쳐지는 부분에서 중심전극으로 이동시킬 수 있다. 전하가 저항체를 통과할 때에 전압 강하가 생기기 때문에, 전극 소모를 일으키기 어렵게 할 수 있다.

Description

스파크 플러그
본 발명은 저항체를 내장한 스파크 플러그에 관한 것으로서, 특히 전극 소모를 일으키기 어렵게 할 수 있는 스파크 플러그에 관한 것이다.
스파크시에 발생하는 전파 노이즈를 억제하기 위해서 저항체를 내장한 스파크 플러그가 있다(예를들면, 특허문헌 1). 이 스파크 플러그는 축구멍 내에 저항체가 배치되는 절연체와, 절연체의 외주면의 일부를 덮는 금속 쉘과, 금속 쉘의 선단에 결합되는 접지전극과, 축구멍에 삽입되는 중심전극과, 중심전극과 저항체에 접촉하는 도전성 실(conductive seal)을 구비하고 있으며, 중심전극의 선단과 접지전극 사이에 스파크 갭이 형성된다. 스파크시에 스파크 갭에 화염핵이 생성된다.
특허문헌 1 : 일본국 특개2015-64987호 공보
그러나, 상기한 종래 기술에서는 도전성 실이나 중심전극과 금속 쉘 사이에 생기는 기생용량에 축적된 전하(電荷)가 스파크시에 스파크 갭으로 이동하여 중심전극이나 접지전극의 소모(전극 소모)를 조장한다는 문제점이 있다.
전극 소모를 조장하는 전하를 적게 하기 위해서, 도전성 실의 면적을 작게 하여 기생용량을 줄이면, 도전성 실과 중심전극의 접촉면적이 작아지기 때문에, 충격이나 진동에 의해서 도전성 실과 중심전극의 접촉상태가 악화된다(내충격성이 저하된다)는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 내충격성을 확보하면서 전극 소모를 일으키기 어렵게 할 수 있는 스파크 플러그를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
이 목적을 달성하기 위해서, 청구항 1에 기재된 스파크 플러그에 의하면, 통형상의 금속 쉘의 선단에 접지전극이 접속되고, 절연체는 자신의 외주면의 일부가 금속 쉘에 덮여진다. 절연체는 제 1 구멍부와 이 제 1 구멍부보다 내경이 큰 제 2 구멍부가 단차부를 통해서 연속하는 축구멍을 구비하고 있다. 중심전극은 절연체의 단차부에 배치되는 후단부와 이 후단부에서 접지전극 측으로 향해서 축방향으로 연장되는 다리부를 구비하고 있다. 중심전극의 후단부와 간격을 두고서 제 2 구멍부 내에 금속단자의 선단이 배치되고, 금속단자의 선단과 중심전극의 후단부 사이의 제 2 구멍부 내에 저항체가 배치된다. 저항체와 중심전극의 후단부에 도전성 실이 접촉한다. 도전성 실은 중심전극의 후단부의 측면의 전면(全面)에 축직각방향의 두께 10㎛ 이상의 측면 실층이 접촉한다. 중심전극의 후단부의 측면과 도전성 실의 접촉면적이 작아지지 않도록 할 수 있기 때문에, 내충격성을 확보할 수 있다.
축구멍에 저항체가 접촉하는 접촉면은, 중심축의 주위에 중심전극을 축직각방향으로 투영한 축구멍 상의 투영면의 적어도 일부와 겹쳐진다. 도전성 실과 금속 쉘 사이에 생기는 기생용량에 축적되는 전하를, 중심전극과 접지전극 사이에 스파크가 일어나는 스파크시에, 접촉면과 투영면이 겹쳐지는 부분에서 중심전극으로 이동시킬 수 있다. 접촉면과 투영면이 겹쳐지는 부분을 전하가 이동할 때에 그 부분에 접촉하는 저항체에 의해서 전압 강하가 생기기 때문에, 그 만큼 전하가 가지는 에너지를 작게 할 수 있다. 그 결과, 중심전극이나 접지전극의 소모를 일으키기 어렵게 할 수 있다. 즉, 내충격성을 확보하면서 전극 소모를 일으키기 어렵게 할 수 있는 효과가 있다.
청구항 2에 기재된 스파크 플러그에 의하면, 측면 실층은 두께가 100㎛ 이상이기 때문에, 측면 실층의 체적을 확보할 수 있다. 따라서, 청구항 1의 효과에 더하여 중심전극의 후단부와 도전성 실의 접합 강도를 확보할 수 있는 효과가 있다.
청구항 3에 기재된 스파크 플러그에 의하면, 접촉면과 투영면이 겹쳐지는 부분은 축구멍 상에 환형상으로 연속하기 때문에, 전하가 접촉면과 투영면이 겹쳐지는 부분을 스파크시에 이동하는 확률을 높일 수 있다. 따라서, 청구항 1 또는 2의 효과에 더하여 전극 소모를 더 일으키기 어렵게 할 수 있는 효과가 있다.
청구항 4에 기재된 스파크 플러그에 의하면, 접촉면과 투영면이 겹쳐지는 부분은 단차부의 적어도 일부에 형성된다. 제 1 구멍부와 제 2 구멍부의 경계에 단차부가 있고, 중심전극의 후단부가 단차부에 배치되기 때문에, 접촉면과 투영면이 겹쳐지는 부분의 축방향의 길이를 크게 할 수 있다. 스파크시에 접촉면과 투영면이 겹쳐지는 부분을 전하가 이동하는 확률을 높일 수 있기 때문에, 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 효과에 더하여 전극 소모를 더 일으키기 어렵게 할 수 있는 효과가 있다.
청구항 5에 기재된 스파크 플러그에 의하면, 도전성 실은 두께 10㎛ 이상의 단면 실층이 후단부의 축방향의 후단면의 전면(全面)에 접한다. 단면 실층에 의해서 저항체와 도전성 실의 접촉면적을 확보할 수 있기 때문에, 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항의 효과에 더하여 저항값에 변화가 생기는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제 1 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 단면도이다.
도 2는 일부를 확대한 스파크 플러그의 단면도이다.
도 3은 제 2 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 단면도이다.
도 4는 제 3 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 단면도이다.
도 5는 제 4 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 단면도이다.
도 6은 제 5 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 단면도이다.
도 7은 제 6 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 단면도이다.
도 8은 제 7 실시형태에 있어서의 스파크 플러그의 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해서 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 있어서의 스파크 플러그(10)의 중심축(O)을 포함하는 면에서 절단한 단면도이다. 도 1에서는 지면 하측을 스파크 플러그(10)의 선단측, 지면 상측을 스파크 플러그(10)의 후단측이라 한다(도 2 내지 도 8에서도 같다). 도 1에 나타내는 바와 같이 스파크 플러그(10)은 금속 쉘(20), 접지전극(30), 절연체(40), 중심전극(50), 금속단자(60) 및 저항체(70)를 구비하고 있다.
금속 쉘(20)은 내연기관의 나사구멍(도시생략)에 고정되는 대략 원통형상의 부재이며, 중심축(O)을 따라서 관통하는 관통구멍(21)이 형성되어 있다. 금속 쉘(20)은 도전성을 가지는 금속재료(예를 들면, 저탄소강 등)에 의해서 형성되어 있다. 금속 쉘(20)은 직경방향의 외측으로 플랜지형상으로 돌출되는 시트부(22)와, 시트부(22)보다 선단측의 외주면에 형성된 나사부(23)를 구비하고 있다. 시트부(22)와 나사부(23) 사이에 환형상의 개스킷(24)이 삽입되어 있다. 개스킷(24)은 내연기관의 나사구멍에 나사부(23)가 끼워졌을 때에, 금속 쉘(20)과 내연기관(엔진 헤드)의 틈새를 밀봉한다.
접지전극(30)은 금속 쉘(20)의 선단에 접합되는 금속제(예를 들면, 니켈기 합금제)의 부재이다. 본 실시형태에서는, 접지전극(30)은 봉형상으로 형성되어 있으며, 중심축(O)과 교차하도록 선단부(31)가 중심축(O)으로 향해서 굴곡된다. 선단부(31)에는 백금을 주체로 하는 합금제 또는 백금제의 전극 팁(32)이 중심축(O)과 교차하는 위치에 접합되어 있다.
절연체(40)는 기계적 특성이나 고온에서의 절연성이 우수한 알루미나 등에 의해서 형성된 대략 원통형상의 부재이며, 중심축(O)을 따라서 관통하는 축구멍(41)이 형성되어 있다. 절연체(40)는 금속 쉘(20)의 관통구멍(21)에 삽입되며, 외주에 금속 쉘(20)이 고정되어 있다. 절연체(40)는 그 선단 및 후단이 금속 쉘(20)의 관통구멍(21)에서 각각 노출되어 있다.
축구멍(41)은 절연체(40)의 선단측에 위치하는 단면 원형형상의 제 1 구멍부(42)와, 제 1 구멍부(42)의 후단에 연속하며 직경방향의 외측으로 향해서 확대되는 단차부(43)와, 단차부(43)의 외측 가장자리에 연속하며 절연체(40)의 후단측에 위치하는 단면 원형형상의 제 2 구멍부(44)를 구비하고 있다. 제 2 구멍부(44)는 그 내경이 제 1 구멍부(42)의 내경보다 크게 설정되어 있다.
중심전극(50)은 중심축(O)을 따라서 연장되는 봉형상의 부재이며, 축구멍(41)의 단차부(43)에 배치되는 후단부(51)와, 후단부(51)에서 중심축(O)을 따라서 연장되는 다리부(52)를 구비하고 있다. 중심전극(50)은 심재(53)가 매설되어 있다. 심재(53)는 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금으로 형성되어 있으며, 중심전극(50)의 모재인 니켈 또는 니켈기 합금으로 덮여져 있다. 다리부(52)는 대부분이 제 1 구멍부(42) 내에 위치한다. 다리부(52)는 그 선단이 제 1 구멍부(42)에서 노출되며, 스파크 갭을 형성하도록 선단이 접지전극(30)과 대향한다. 다리부(52)는 이리듐제 또는 이리듐을 주성분으로 하는 합금제의 전극 팁(54)이 선단에 접합되어 있다.
금속단자(60)는 고압 케이블(도시생략)이 접속되는 봉형상의 부재이며, 도전성을 가지는 금속재료(예를 들면, 저탄소강 등)에 의해서 형성되어 있다. 금속단자(60)는 절연체(40)의 축구멍(41)에 압입되며, 선단(61)이 제 2 구멍부(44) 내에 배치된다.
저항체(70)는 스파크시에 발생하는 전파 노이즈를 억제하기 위한 부재이며, 금속단자(60)의 선단(61)과 중심전극(50)의 후단부(51) 사이의 제 2 구멍부(44) 내에 배치되어 있다. 저항체(70)는 주성분인 유리 입자와, 유리 이외의 세라믹 입자와, 도전성 재료를 포함하는 조성물로 형성되어 있다. 유리 입자의 재료로서는, 예를 들면 B2O3－SiO2계, BaO－B2O3계, SiO2－B2O3－CaO－BaO계 등의 재료가 채용될 수 있다. 세라믹 입자의 재료로서는, 예를 들면 TiO2, ZrO2 등이 채용될 수 있다. 도전성 재료로서는, 예를 들면 탄소 입자(카본 블랙 등), TiC 입자, TiN 입자 등의 비금속 도전성 재료나, Al, Mg, Ti, Zr 및 Zn 등의 금속이 채용될 수 있다. 저항체(70)의 저항값은, 예를 들면 0.1kΩ∼30kΩ인 것이 바람직하고, 1kΩ∼20kΩ 이하인 것이 더 바람직하다.
저항체(70)와 중심전극(50) 사이, 저항체(70)와 금속단자(60) 사이에 도전성을 가지는 도전성 실(80, 90)이 각각 배치된다. 도전성 실(80)은 저항체(70)와 중심전극(50)에 각각 접촉하고, 도전성 실(90)은 저항체(70)와 금속단자(60)에 각각 접촉한다. 이 결과, 중심전극(50)과 금속단자(60)는 저항체(70)와 도전성 실(80, 90)을 통해서 전기적으로 접속된다. 도전성 실(80, 90)은, 예를 들면 상기한 각종 유리 입자와 금속 입자(Cu, Fe 등)를 1대 1 정도의 비율로 포함하고 있다. 도전성 실(80, 90)은 비저항이 중심전극(50) 및 금속단자(60)의 비저항과 저항체(70)의 비저항 사이에 있다. 따라서, 중심전극(50) 및 금속단자(60)나 저항체(70)와의 접촉저항을 안정화시킬 수 있어, 중심전극(50)과 금속단자(60) 사이의 저항값을 안정하게 할 수 있다.
도 2를 참조하여 저항체(70) 및 도전성 실(80)과 중심전극(50)의 관계에 대해서 설명한다. 도 2는 일부{중심전극(50)의 후단부(51) 부근}를 확대한 스파크 플러그(10)의 단면도{중심축(O)를 포함하는 단면도}이다(도 3 내지 도 8에서도 같다). 도 2에 나타내는 화살표 O, 화살표 P는 스파크 플러그(10)의 "축방향" 및 "축직각방향"을 나타낸다. 도 2에서는 이해를 용이하게 하기 위해서, 중심전극(50) 및 저항체(70)의 축방향의 일부의 도시, 중심전극(50)의 심재(53)의 도시, 금속 쉘(20)의 나사부(23)의 도시가 생략되어 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이 중심전극(50)의 후단부(51)는 다리부(52)의 외경보다도 외경이 큰 플랜지부(55)와, 다리부(52)에 대해서 반대측의 축방향(화살표 O방향)으로 플랜지부(55)에서 돌출되는 머리부(56)를 구비하고 있다. 플랜지부(55) 및 머리부(56)는 중심축(O)을 중심으로 하는 원기둥형상으로 형성되어 있다. 머리부(56)는 플랜지부(55)의 외경보다도 외경이 작게 설정되어 있다. 플랜지부(55)는 제 1 구멍부(42)의 내경보다 외경이 크게 설정되어 있기 때문에, 후단부(51)는 단차부(43)에 배치되어 제 2 구멍부(44) 내에 위치한다. 플랜지부(55) 및 머리부(56)의 측면은 후단부(51)의 축직각방향(화살표 P방향)의 측면(57)을 구성한다. 머리부(56)의 축방향의 후단면은 후단부(51)의 축방향의 후단면(58)을 구성한다.
저항체(70)는 절연체(40)의 제 2 구멍부(44)에 접촉하는 접촉면(71)을 형성한다. 접촉면(71)은 제 2 구멍부(44) 상에 있어서 중심축(O)을 중심으로 하는 환형상으로 연속한다. 투영면(59)은 중심축(O)의 주위에 중심전극(50)을 축직각방향으로 제 2 구멍부(44) 상에 투영한 면이다. 투영면(59)과 접촉면(71)은 저항체(70)의 선단측(도 2 하측)의 중복부(重複部)(72)에서 겹쳐진다. 중복부(72)는 투영면(59)의 둘레방향의 가장자리를 포함하며, 또한 제 2 구멍부(44) 상에 환형상으로 연속한다. 또한, 접촉면(71) 및 투영면(59)은 저항체(70) 및 중심전극(50)이 존재하는 범위에서 축방향으로 연속하지만, 도 2에서는 저항체(70) 및 중심전극(50)의 축방향의 일부 도시가 생략되어 있기 때문에, 저항체(70) 및 중심전극(50)이 도시된 범위에서 접촉면(71) 및 투영면(59)을 도시한다(도 3 내지 도 8에서도 같다).
도전성 실(80)은 단차부(43)에 배치된 후단부(51)와 저항체(70) 사이에 배치된다. 도전성 실(80)은 후단부(51)의 측면(57)의 전면(全面)에 접하는 측면 실층(81)과, 후단부(51)의 후단면(58)의 전면(全面)에 접하는 단면 실층(82)과, 단면 실층(82)과 측면 실층(81) 사이에 배치되는 환형상 실층(83)을 구비하고 있다.
측면 실층(81)은 후단부(51)의 측면(57)의 전면, 제 2 구멍부(44), 단차부(43) 및 저항체(70)에 접한다. 측면 실층(81)은 축방향에서 보았을 때 원통형상으로 형성된다. 측면 실층(81)은 플랜지부(55)와 제 2 구멍부(44) 사이에 축직각방향의 두께(t1)가 가장 얇은 부분이 형성된다. 두께(t1)는 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상이다.
단면 실층(82)은 후단부(51)의 후단면(58) 및 저항체(70)에 접한다. 단면 실층(82)은 축방향에서 보았을 때 원형형상으로 형성된다. 환형상 실층(83)은 단면 실층(82), 측면 실층(81) 및 저항체(70)에 접하며, 축방향에서 보았을 때 링형상으로 형성된다. 단면 실층(82)은 환형상 실층(83)과의 경계에 축방향의 두께(t2)가 가장 얇은 부분이 형성된다. 두께(t2)는 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상이다.
스파크 플러그(10)는, 예를 들면 다음과 같은 방법에 의해서 제조된다.
우선, 절연체(40)의 제 2 구멍부(44) 측에서 중심전극(50)을 삽입한다. 중심전극(50)은 그 후단부(51)가 단차부(43)에 지지됨으로써, 제 2 구멍부(44) 내에 후단부(51)가 배치되고, 제 1 구멍부(42) 내에 다리부(52)가 배치된다.
그 다음, 도전성 실(80)의 원료분말을 제 2 구멍부(44) 측에서 넣어서 후단부(51)의 주위에 충전한다. 중앙이 오목한 오목면 형상으로 단면이 형성된 압축용 봉재(도시생략)를 이용하여 제 2 구멍부(44)에 충전한 도전성 실(80)의 원료분말을 예비 압축한다. 압축용 봉재의 단면의 오목부에 의해서 도전성 실(80)의 원료분말을 중앙이 솟아오른 상태로 성형한다. 중복부(72)의 축방향의 길이나 둘레방향의 연속성 등은 상기 압축용 봉재의 단면의 오목부의 깊이나 압축용 봉재에 의한 예비 압축의 압력 등에 의해서 설정된다.
성형된 도전성 실(80)의 원료분말의 성형체 위에 저항체(70)의 원료분말을 충전한다. 다른 압축용 봉재(도시생략)를 이용하여 제 2 구멍부(44)에 충전한 저항체(70)의 원료분말을 예비 압축한다. 그 다음, 저항체(70)의 원료분말 위에 도전성 실(90)의 원료분말을 충전한다. 압축용 봉재(도시생략)를 이용하여 제 2 구멍부(44)에 충전한 도전성 실(90)의 원료분말을 예비 압축한다.
그 다음, 도전성 실(80), 저항체(70) 및 도전성 실(90)의 원료분말을 순차적으로 충전한 절연체(40)를 노(爐) 내로 이송하여, 예를 들면 각 원료분말에 포함되는 유리 성분의 연화점보다 높은 온도까지 가열한다. 가열 후, 절연체(40)의 제 2 구멍부(44)에 금속단자(60)를 압입하여, 금속단자(60)의 선단(61)에 의해서 도전성 실(80), 저항체(70) 및 도전성 실(90)의 원료분말을 축방향으로 압축한다. 이 결과, 각 원료분말이 압축·소결되어 절연체(40)의 내부에 도전성 실(80), 저항체(70) 및 도전성 실(90)이 형성된다.
그 다음, 절연체(40)를 노(爐) 외로 이송하여, 절연체(40)의 외주에 금속 쉘(20)을 조립한다. 접지전극(30)을 금속 쉘(20)에 접합하고, 접지전극(30)의 선단부(31)에 전극 팁(32)을 용접한다. 접지전극(30)의 선단부(31)가 중심전극(50)과 축방향으로 대향하도록 접지전극(30)을 굴곡하여 스파크 플러그(10)를 얻는다.
스파크 플러그(10)는, 중심전극(50)이나 도전성 실(80)과 금속 쉘(20) 사이에 기생용량이 발생한다. 기생용량은 절연체(40)(유전체) 및 금속 쉘(20)과 절연체(40) 사이의 공기층(유전체)이 중심전극(50) 및 도전성 실(80)과 금속 쉘(20) 사이에 끼이기 때문에 발생한다. 금속단자(60)와 금속 쉘(20) 사이에 고전압이 인가되면, 기생용량에 전하가 축적된다. 축적된 전하가 스파크시에 중심전극(50)으로 이동하면 중심전극(50)이나 접지전극(30)의 소모(전극 소모)를 조장한다는 문제점이 있다.
여기서, 기생용량에 축적된 전하 중 저항체(70)와 금속 쉘(20) 사이에 축적된 전하는 스파크시에 저항체(70)에서 도전성 실(80)을 거쳐 중심전극(50)으로 이동하기 때문에, 저항체(70)를 통과할 때에 전압 강하가 생긴다. 그 만큼 전하가 가지는 에너지를 작게 할 수 있기 때문에, 전극 소모를 일으키기 어렵게 할 수 있다. 따라서, 기생용량이 원인이 되는 전극 소모를 억제하기 위해서는, 저항체(70)보다도 선단측의 부분, 즉 도전성 실(80) 및 중심전극(50)과 금속 쉘(20) 사이에 생기는 기생용량을 작게 하는 것이 효과적이다.
도전성 실(80) 및 중심전극(50)과 금속 쉘(20) 사이에 생기는 기생용량을 작게 하기 위해서, 도전성 실(80)의 면적(특히 축방향의 길이)을 작게 하는 수단이나, 제 2 구멍부(44)의 내경을 작게 하는{절연체(40)의 축직각방향의 두께를 크게 하는) 수단이 있다. 후단부(51)의 측면(57) 상의 도전성 실(80)의 면적을 작게 하면, 도전성 실(80)과 중심전극(50){후단부(51)}의 접촉면적이 작아지기 때문에, 충격이나 진동에 의해서 도전성 실(80)과 중심전극(50)의 접촉이 불안정하게 된다(내충격성이 저하된다)는 문제점이 있다. 후단부(51)의 후단면(58) 상의 도전성 실(80)의 면적을 작게 하면, 중심전극(50){후단부(51)}이 저항체(70)에 접촉하여 저항값이 변화될 우려가 있다. 또, 절연체(40)의 축직각방향의 두께를 크게 하기 위해서, 제 2 구멍부(44)의 내경을 작게 하면, 제 2 구멍부(44)의 소경화(小徑化)에 수반하여 저항체(70)의 외경이 작아지기 때문에, 저항체(70)의 수명이 짧아지게 될 우려가 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서, 스파크 플러그(10)는, 제 2 구멍부(44)에 저항체(70)가 접촉하는 접촉면(71)과 중심축(O)의 주위에 중심전극(50)을 축직각방향으로 투영한 제 2 구멍부(44) 상의 투영면(59)이 중복부(72)에서 겹쳐지도록, 도전성 실(80) 및 저항체(70)의 형상이 설정되어 있다. 그렇기 때문에, 도전성 실(80)과 금속 쉘(20) 사이에 생기는 기생용량에 축적되는 전하의 적어도 일부를 스파크시에 중복부(72)에서 중심전극(50)으로 이동시킬 수 있다. 중복부(72)를 이동할 때에 전하는 저항체(70)의 일부(선단)를 통과하기 때문에 전압 강하가 생긴다. 그 만큼 중심전극(50)으로 흐르는 전하가 가지는 에너지를 작게 할 수 있기 때문에, 전극 소모를 일으키기 어렵게 할 수 있다.
한편, 도전성 실(80)은, 중심전극(50)의 후단부(51)의 측면(57)의 전면에 축직각방향의 두께(t1)가 10㎛ 이상인 측면 실층(81)이 접촉한다. 도전성 실(80)과 중심전극(50)의 후단부(51)의 접촉면적이 작아지지 않도록 할 수 있기 때문에, 내충격성을 확보할 수 있다. 즉, 내충격성을 확보하면서 전극 소모를 일으키기 어렵게 할 수 있다.
또한, 측면 실층(81)의 두께(t1)를 100㎛ 이상으로 함으로써, 측면 실층(81)의 체적을 확보할 수 있다. 그 결과, 중심전극(50)의 후단부(51)와 도전성 실(80)의 접합 강도를 확보할 수 있다.
스파크 플러그(10)는 중복부(72)가 축구멍(41){제 2 구멍부(44)} 상에 환형상으로 연속하기 때문에, 투영면(59)의 가장자리 상에 중복부(72)가 단속적으로 형성되어 있는 경우에 비해서, 스파크시에 중복부(72) 및 저항체(70)를 전하가 이동하는 확률을 높일 수 있다. 따라서, 전극 소모를 더 일으키기 어렵게 할 수 있다.
도전성 실(80)은 두께(t2)가 10㎛ 이상인 단면 실층(82)이 후단부(51)의 후단면(58)의 전면에 접한다. 단면 실층(82)에 의해서 저항체(70)와 도전성 실(80)의 접촉면적을 확보할 수 있기 때문에, 저항값에 변화가 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 단면 실층(82)의 두께(t2)를 100㎛ 이상으로 함으로써, 단면 실층(82)의 체적을 확보할 수 있다. 그 결과, 단면 실층(82)과 저항체(70)의 접촉의 안정성을 향상시킬 수 있다.
또한, 중복부(72)가 투영면(59)의 가장자리 주위를 전부 포함하는 환형상으로 연속하는 것은 필수 요건이 아니며, 중복부(72)는 투영면(59)의 가장자리의 적어도 일부를 포함하도록 존재하면 좋다. 중복부(72)가 약간이라도 존재하면, 기생용량에 축적된 전하의 일부가 저항체(70) 및 중복부(72)를 이동하기 때문에, 중복부(72)가 존재하지 않는 경우에 비해서, 전하가 가지는 에너지를 작게 할 수 있기 때문이다.
중복부(72)가 투영면(59)의 가장자리의 적어도 일부를 포함하도록 존재하는 경우, 투영면(59)의 가장자리에 있어서의 중복부(72)의 길이는 투영면(59)의 가장자리의 전 둘레의 길이에 대해서 1/4 이상, 바람직하게는 1/3 이상, 더 바람직하게는 1/2 이상, 더욱더 바람직하게는 2/3 이상이면 좋다. 수치가 커짐에 따라서 중복부(72)의 면적이 커지기 때문에, 스파크시에 중복부(72) 및 저항체(70)를 전하가 이동하는 확률을 높일 수 있다. 그 결과, 전극 소모를 더 생기기 어렵게 할 수 있다.
중복부(72)가 투영면(59)의 가장자리의 일부 또는 전부를 포함하도록 존재하는 경우, 중복부(72)의 축방향의 길이{단차부(43)에 가장 가까운 지점에서부터 투영면(59)의 가장자리까지의 거리}는, 투영면(59)의 축방향의 길이{단차부(43)와 제 2 구멍부(44)의 경계에서부터 투영면(59)의 가장자리까지의 거리}에 대해서 1/4 이상, 바람직하게는 1/3 이상, 더 바람직하게는 1/2 이상, 보다 더 바람직하게는 2/3 이상이면 좋다. 수치가 커짐에 따라서 중복부(72)의 면적이 커지기 때문에, 스파크시에 중복부(72) 및 저항체(70)를 전하가 이동하는 확률을 높일 수 있다. 그 결과, 전극 소모를 더 생기기 어렵게 할 수 있다.
이어서, 도 3을 참조하여 제 2 실시형태에 대해서 설명한다.
제 1 실시형태에서는 도전성 실(80)이 단면 실층(82)을 가지는 경우에 대해서 설명하였다. 이것에 대해서, 제 2 실시형태에서는 단면 실층이 생략된 도전성 실(180)을 구비하는 스파크 플러그(100)에 대해서 설명한다. 또한, 제 1 실시형태에서 설명한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 3은 제 2 실시형태에 있어서의 스파크 플러그(100)의 단면도이다.
도 3에 나타내는 바와 같이 스파크 플러그(100)는, 저항체(170)가 제 2 구멍부(44)에 접촉면(171)에서 접촉한다. 접촉면(171)은 제 2 구멍부(44) 상에 있어서 중심축(O)을 중심으로 하는 환형상으로 연속한다. 접촉면(171)과 투영면(59)은 저항체(170)의 선단측(도 3 하측)의 중복부(172)에서 겹쳐진다. 중복부(172)는 제 2 구멍부(44) 상에 환형상으로 연속한다.
도전성 실(180)은 후단부(51)의 측면(57)의 전면에 접하는 측면 실층(181)을 구비하고 있다. 측면 실층(181)은 축방향에서 보았을 때 원통형상으로 형성된다. 측면 실층(181)은 플랜지부(55)와 제 2 구멍부(44) 사이에 축직각방향의 두께(t1)가 가장 얇은 부분이 형성된다. 두께(t1)는 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상이다.
스파크 플러그(100)의 제조방법은, 도전성 실(180)의 원료분말을 절연체(40)의 제 2 구멍부(44)의 선단{후단부(51)의 주위}에 충전하는 방법이 스파크 플러그(10)의 제조방법과 다르다.
우선, 도전성 실(180)의 원료분말이 후단면(58)에 부착되지 않도록 하기 위해서, 후단면(58)보다 내경이 약간 큰 파이프(도시생략)를 제 2 구멍부(44) 내로 삽입하여, 이 파이프 내에 후단부(51)의 머리부(56){후단면(58)}를 삽입한다. 그 다음, 파이프의 외측과 제 2 구멍부(44) 사이에 도전성 실(180)의 원료분말을 충전한다. 제 2 구멍부(44) 내에 파이프를 삽입한 상태에서, 중앙이 오목한 오목면 형상으로 단면이 형성된 압축용 통형상체(도시생략)를 파이프의 외측에 삽입하여 제 2 구멍부(44)에 충전한 도전성 실(180)의 원료분말을 예비 압축한다. 파이프 및 압축용 통형상체를 빼낸 후, 저항체(170)의 원료분말을 충전하여 저항체(170)을 성형한다.
스파크 플러그(100)에 의하면, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 도전성 실(180)과 금속 쉘(20) 사이에 생기는 기생용량에 축적되는 전하의 적어도 일부가 스파크시에 저항체(170)의 일부(선단)를 거쳐 중복부(172)를 이동한다. 전하가 저항체(170)의 일부(선단)를 통과할 때에 전압 강하가 생기기 때문에, 전하가 가지는 에너지를 작게 할 수 있다. 따라서, 전극 소모를 일으키기 어렵게 할 수 있다. 또, 후단부(51)의 측면(57)의 전면에 접하는 측면 실층(181)이 있기 때문에, 내충격성을 확보할 수 있다. 도전성 실(180)은 측면 실층(181)과 저항체(170)가 접촉하기 때문에, 도전성 실(180)과 저항체(170)의 접촉을 확보할 수 있다.
이어서, 도 4를 참조하여 제 3 실시형태에 대해서 설명한다.
제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에서는 측면 실층(81, 181)이 제 2 구멍부(44)에 접하는 경우에 대해서 설명하였다. 이것에 대해서 제 3 실시형태에서는, 제 2 구멍부(44)에 측면 실층(281)이 비접촉인 경우에 대해서 설명한다. 또한, 제 1 실시형태에서 설명한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 4는 제 3 실시형태에 있어서의 스파크 플러그(200)의 단면도이다.
도 4에 나타내는 바와 같이 스파크 플러그(200)는, 저항체(270)가 제 2 구멍부(44) 및 단차부(43)에 접촉면(271)에서 접촉한다. 접촉면(271)은 제 2 구멍부(44) 및 단차부(43) 상에 있어서 중심축(O)을 중심으로 하는 환형상으로 연속한다. 접촉면(271)과 투영면(59)은 저항체(270)의 선단측{도 4 하측)의 중복부(272)에서 겹쳐진다. 중복부(272)는 제 2 구멍부(44)에서부터 단차부(43)에 걸쳐서 형성되며, 제 2 구멍부(44) 및 단차부(43) 상에 환형상으로 연속한다.
도전성 실(280)은 후단부(51)의 측면(57)의 전면에 접하는 측면 실층(281)을 구비하고 있다. 측면 실층(281)은 후단부(51)의 측면(57)의 전면, 단차부(43) 및 저항체(270)에 접한다. 측면 실층(281)은 축방향에서 보았을 때 원통형상으로 형성된다. 측면 실층(281)은 플랜지부(55)와 제 2 구멍부(44) 사이에 축직각방향의 두께(t1)가 가장 얇은 부분이 형성된다. 두께(t1)는 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상이다.
단면 실층(282)은 후단부(51)의 후단면(58) 및 저항체(270)에 접한다. 단면 실층(282)은 축방향에서 보았을 때 원형형상으로 형성된다. 환형상 실층(283)은 단면 실층(282), 측면 실층(281) 및 저항체(270)에 접하며, 축방향에서 보았을 때 링형상으로 형성된다. 단면 실층(282)은 환형상 실층(283)과의 경계에 축방향의 두께(t2)가 가장 얇은 부분이 형성된다. 두께(t2)는 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상이다.
스파크 플러그(200)의 제조방법은, 도전성 실(280)의 원료분말을 절연체(40)의 제 2 구멍부(44)의 선단{후단부(51)의 주위}에 충전하는 방법이 스파크 플러그(10)의 제조방법과 다르다.
우선, 도전성 실(280)의 원료분말이 제 2 구멍부(44)에 부착되지 않도록 하기 위해서, 제 2 구멍부(44)보다 외경이 약간 작고 플랜지부(55)의 외경보다 내경이 큰 파이프(도시생략)를 제 2 구멍부(44) 내로 삽입하여, 이 파이프의 선단을 단차부(43)에 맞닿게 한다. 그 다음, 파이프 내에 도전성 실(280)의 원료분말을 충전한다. 제 2 구멍부(44) 내에 파이프를 삽입한 상태에서, 압축용 봉재(도시생략)를 파이프 내에 삽입하여 파이프에 충전한 도전성 실(280)의 원료분말을 예비 압축한다. 파이프 및 압축용 봉재를 빼낸 후, 저항체(270)의 원료분말을 충전하여 저항체(270)를 성형한다.
스파크 플러그(200)에 의하면, 제 1 실시형태와 마찬가지로, 도전성 실(280)과 금속 쉘(20) 사이에 생기는 기생용량에 축적되는 전하의 적어도 일부가 스파크시에 저항체(270)의 선단의 원통형상의 부분을 거쳐 중복부(272)를 이동한다. 전하가 저항체(270)의 선단의 원통형상의 부분을 통과할 때에 전압 강하가 생기기 때문에, 전하가 가지는 에너지를 작게 할 수 있다. 따라서, 전극 소모를 일으키기 어렵게 할 수 있다. 후단부(51)의 측면(57)의 전면에 접하는 측면 실층(281)이 있기 때문에, 내충격성을 확보할 수 있다. 또한, 중복부(272)는 단차부(43)의 적어도 일부에 형성되기 때문에, 제 1 실시형태나 제 2 실시형태에 비해서, 중복부(272)의 축방향의 길이를 크게 할 수 있다. 스파크시에 중복부(272) 및 저항체(270)를 전하가 이동하는 확률을 높일 수 있기 때문에, 전극 소모를 더 생기기 어렵게 할 수 있다.
이어서, 도 5를 참조하여 제 4 실시형태에 대해서 설명한다.
제 3 실시형태에서는 측면 실층(281)의 축직각방향의 두께가 플랜지부(55)의 측면과 머리부(56)의 측면에서 다른 경우에 대해서 설명하였다. 이것에 대해서, 제 4 실시형태에서는 측면 실층(381)의 축직각방향의 두께가 후단부(51)의 측면(57)에서 축방향에 걸쳐서{플랜지부(55)와 머리부(56)의 경계를 제외하다} 거의 동일한 경우에 대해서 설명한다. 또한, 제 1 실시형태에서 설명한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 5는 제 4 실시형태에 있어서의 스파크 플러그(300)의 단면도이다.
도 5에 나타내는 바와 같이 스파크 플러그(300)는, 저항체(370)가 제 2 구멍부(44) 및 단차부(43)에 접촉면(371)에서 접촉한다. 접촉면(371)은 제 2 구멍부(44) 및 단차부(43) 상에 있어서 중심축(O)을 중심으로 하는 환형상으로 연속한다. 접촉면(371)과 투영면(59)은 저항체(370)의 선단측(도 5 하측)의 중복부(372)에서 겹쳐진다. 중복부(372)는 제 2 구멍부(44)에서부터 단차부(43)에 걸쳐서 형성되며, 제 2 구멍부(44) 및 단차부(43) 상에 환형상으로 연속한다.
도전성 실(380)은 후단부(51)의 측면(57)의 전면에 접하는 측면 실층(381)을 구비하고 있다. 측면 실층(381)은 후단부(51)의 측면(57)의 전면, 단차부(43) 및 저항체(370)에 접한다. 측면 실층(381)은 축방향에서 보았을 때 원통형상으로 형성된다. 플랜지부(55)의 측면 및 머리부(56)의 측면에 형성된 측면 실층(381)은 축직각방향의 두께(t1)가 축방향에 걸쳐서{플랜지부(55)와 머리부(56)의 경계를 제외하다} 거의 균일하다. 두께(t1)는 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상이다.
단면 실층(382)은 후단부(51)의 후단면(58) 및 저항체(370)에 접한다. 단면 실층(382)은 축방향에서 보았을 때 원형형상으로 형성된다. 환형상 실층(383)은 단면 실층(382), 측면 실층(381) 및 저항체(370)에 접하며, 축방향에서 보았을 때 링형상으로 형성된다. 단면 실층(382)은 후단면(58)의 전체에서 축방향의 두께(t2)가 거의 동일하다. 두께(t2)는 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상이다.
스파크 플러그(300)의 제조방법은, 도전성 실(380)의 원료분말을 절연체(40)의 제 2 구멍부(44)의 선단{후단부(51)의 주위}에 충전하는 방법이 스파크 플러그(10)의 제조방법과 다르다.
우선, 도전성 실(380)의 원료분말이 제 2 구멍부(44)에 부착되지 않도록 하기 위해서, 제 2 구멍부(44)보다 외경이 약간 작고 플랜지부(55)의 외경보다 내경이 큰 파이프(도시생략)를 제 2 구멍부(44) 내로 삽입하여, 이 파이프의 선단을 단차부(43)에 맞닿게 한다. 그 다음, 파이프 내에 도전성 실(380)의 원료분말을 충전한다. 제 2 구멍부(44) 내에 파이프를 삽입한 상태에서, 원형의 선단 평면에서 가장자리가 원통형상으로 돌출된 압축용 봉재(도시생략)를 파이프 내에 삽입하여, 파이프에 충전된 도전성 실(380)의 원료분말을 예비 압축한다. 파이프 및 압축용 봉재를 빼낸 후, 저항체(370)의 원료분말을 충전하여 저항체(370)를 성형한다. 스파크 플러그(300)에 의하면, 제 3 실시형태에 있어서의 스파크 플러그(200)와 같은 작용 효과를 실현할 수 있다.
이어서, 도 6을 참조하여 제 5 실시형태에 대해서 설명한다.
도 6은 제 5 실시형태에 있어서의 스파크 플러그(400)의 단면도이다. 제 1 실시형태에서 설명한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
도 6에 나타내는 바와 같이 스파크 플러그(400)는 저항체(470)가 단차부(43)의 일부 및 제 2 구멍부(44)에 접촉면(471)에서 접촉한다. 접촉면(471)은 제 2 구멍부(44) 상에 있어서 중심축(O)을 중심으로 하는 환형상으로 연속한다. 접촉면(471)과 투영면(59)은 저항체(470)의 선단측(도 6 하측)의 중복부(472)에서 겹쳐진다. 중복부(472)는 제 2 구멍부(44)에서부터 단차부(43)의 일부에 걸쳐서 형성되며, 제 2 구멍부(44) 상에 환형상으로 연속한다.
도전성 실(480)은 후단부(51)의 측면(57)의 전면에 접하는 측면 실층(481)을 구비하고 있다. 측면 실층(481)은 후단부(51)의 측면(57)의 전면, 단차부(43)의 일부 및 저항체(470)에 접한다. 측면 실층(481)은 축방향에서 보았을 때 원통형상으로 형성된다. 측면 실층(481)은 플랜지부(55)와 제 2 구멍부(44) 사이에 축직각방향의 두께(t1)가 가장 얇은 부분이 형성된다. 두께(t1)는 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상이다.
단면 실층(482)은 후단부(51)의 후단면(58) 및 저항체(470)에 접한다. 환형상 실층(483)은 단면 실층(482), 측면 실층(481) 및 저항체(470)에 접한다. 단면 실층(482)은 환형상 실층(483)과의 경계(가장 얇은 부분)에 있어서의 축방향의 두께(t2)가 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상이다.
스파크 플러그(400)의 제조방법은, 도전성 실(480)의 원료분말을 절연체(40)의 제 2 구멍부(44)의 선단{후단부(51)의 주위}에 충전하는 방법이 스파크 플러그(10)의 제조방법과 다르다.
우선, 도전성 실(480)의 원료분말이 제 2 구멍부(44)에 부착되지 않도록 하기 위해서, 제 2 구멍부(44)보다 외경이 약간 작고 플랜지부(55)의 외경보다 내경이 큰 단면 원호형상의 돌기가 선단에 있는 파이프(도시생략)를 제 2 구멍부(44) 내로 삽입하여, 이 파이프의 선단의 돌기를 단차부(43)에 맞닿게 한다. 그 다음, 파이프 내에 도전성 실(480)의 원료분말을 충전한다. 제 2 구멍부(44) 내에 파이프를 삽입한 상태에서, 중앙이 오목한 오목면 형상의 단면을 가지는 압축용 봉재(도시생략)를 파이프 내에 삽입하여, 파이프에 충전한 도전성 실(480)의 원료분말을 예비 압축한다. 파이프 및 압축용 봉재를 빼낸 후, 저항체(470)의 원료분말을 충전하여 저항체(470)를 성형한다. 스파크 플러그(400)에 의하면, 중복부(472)가 제 2 구멍부(44)에서부터 단차부(43)의 일부에 걸쳐서 형성되어 있기 때문에, 제 3 실시형태에 있어서의 스파크 플러그(200)와 같은 작용 효과를 실현할 수 있다.
이어서, 도 7을 참조하여 제 6 실시형태에 대해서 설명한다.
도 7은 제 6 실시형태에 있어서의 스파크 플러그(500)의 단면도이다. 제 1 실시형태에서 설명한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다.
도 7에 나타내는 바와 같이 스파크 플러그(500)는 저항체(570)가 단차부(43) 및 제 2 구멍부(44)에 접촉면(571)에서 접촉한다. 접촉면(571)은 단차부(43) 및 제 2 구멍부(44) 상에 있어서 중심축(O)을 중심으로 하는 환형상으로 연속한다. 접촉면(571)과 투영면(59)은 저항체(570)의 선단측(도 7 하측)의 중복부(572)에서 겹쳐진다. 중복부(572)는 제 2 구멍부(44)에서부터 단차부(43)에 걸쳐서 형성되며, 단차부(43) 및 제 2 구멍부(44) 상에 환형상으로 연속한다.
도전성 실(580)은 후단부(51)의 측면(57)의 전면에 접하는 측면 실층(581)을 구비하고 있다. 측면 실층(581)은 후단부(51)의 측면(57)의 전면, 단차부(43) 및 저항체(570)에 접한다. 측면 실층(581)은 축방향에서 보았을 때 원통형상으로 형성된다. 측면 실층(581)은 플랜지부(55)와 제 2 구멍부(44) 사이에 축직각방향의 두께(t1)가 가장 얇은 부분이 형성된다. 두께(t1)는 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상이다.
스파크 플러그(500)의 제조방법은, 도전성 실(580)의 원료분말을 절연체(40)의 제 2 구멍부(44)의 선단{후단부(51)의 주위}에 충전하는 방법이 스파크 플러그(10)의 제조방법과 다르다.
우선, 도전성 실(580)의 원료분말이 제 2 구멍부(44)에 부착되지 않도록 하기 위해서, 제 2 구멍부(44)보다 외경이 약간 작고 플랜지부(55)의 외경보다 내경이 큰 제 1 파이프(도시생략)를 제 2 구멍부(44) 내로 삽입하여, 이 제 1 파이프의 선단의 돌기를 단차부(43)에 맞닿게 한다. 마찬가지로, 도전성 실(580)의 원료분말이 후단면(58)에 부착되지 않도록 하기 위해서, 머리부(56)의 외경보다 내경이 약간 큰 제 2 파이프(도시생략)를 제 1 파이프 내로 삽입하여, 이 제 2 파이프의 선단을 머리부(56)에 덮어 씌운다.
그 다음, 제 1 파이프와 제 2 파이프 사이에 도전성 실(580)의 원료분말을 충전한다. 제 2 구멍부(44) 내에 제 1 파이프 및 제 2 파이프를 삽입한 상태에서, 압축용 통형상체(도시생략)를 제 1 파이프와 제 2 파이프 사이에 삽입하여, 제 1 파이프와 제 2 파이프 사이에 충전한 도전성 실(580)의 원료분말을 예비 압축한다. 제 1 파이프 및 제 2 파이프를 빼낸 후, 저항체(570)의 원료분말을 충전하여 저항체(570)를 성형한다. 스파크 플러그(500)에 의하면, 중복부(572)가 제 2 구멍부(44)에서부터 단차부(43)에 걸쳐서 형성되어 있기 때문에, 제 3 실시형태에 있어서의 스파크 플러그(200)와 같은 작용 효과를 실현할 수 있다.
이어서, 도 8을 참조하여 제 7 실시형태에 대해서 설명한다.
제 1 실시형태 내지 제 6 실시형태에서는 플랜지부(55) 및 머리부(56)를 가지는 원기둥형상의 후단부(51)를 구비하는 중심전극(50)을 축구멍(41)에 배치하는 경우에 대해서 설명하였다. 이것에 대해서, 제 7 실시형태에서는 돔형으로 형성된 후단부(651)를 가지는 중심전극(650)을 축구멍(41)에 배치하는 경우에 대해서 설명한다. 또한, 제 1 실시형태에서 설명한 부분과 동일한 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙이고 그 설명을 생략한다. 도 8은 제 7 실시형태에 있어서의 스파크 플러그(600)의 단면도이다.
도 8에 나타내는 바와 같이, 중심전극(650)의 후단부(651)는 중심축(O)을 중심으로 하는 축대칭 형상의 돔형으로 형성되어 있다. 후단부(651)는 중심축(O)과 교차하는 외면의 일부(정점(頂点))가 후단면(653)이고, 후단면(653) 이외의 외면이 측면(652)을 구성한다. 후단부(651)는 측면(652)이 선단측(도 8 하측)에서부터 중심축(O)을 따라서 후단면(653) 측으로 향함에 따라서 외경이 점차 작아지게 되도록 설정되어 있다. 후단부(651)는 측면(652)의 최대 외경이 다리부(52)의 외경보다 크고, 또한 제 1 구멍부(42)의 내경보다 크게 설정되어 있다. 그 결과, 후단부(651)는 단차부(43)에 배치되어 제 2 구멍부(44) 내에 위치한다.
저항체(670)는 절연체(40)의 제 2 구멍부(44)에 접촉면(671)에서 접촉한다. 접촉면(671)은 제 2 구멍부(44) 상에 있어서 중심축(O)을 중심으로 하는 환형상으로 연속한다. 접촉면(671)과 중심축(O)의 주위에 중심전극(650)을 축직각방향으로 투영한 투영면(654)은 저항체(670)의 선단측(도 8 하측)의 중복부(672)에서 겹쳐진다. 중복부(672)는 제 2 구멍부(44) 상에 환형상으로 연속한다.
도전성 실(680)은 후단부(651)의 측면(652)의 전면에 접하는 측면 실층(681)과, 후단면(653)의 전면에 접하는 단면 실층(682)을 구비하고 있다. 측면 실층(681)은 측면(652)의 전면, 제 2 구멍부(44), 단차부(43) 및 저항체(670)에 접한다. 측면 실층(681)은 축직각방향으로 가장 얇은 부분의 두께(t1)가 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상으로 설정된다. 단면 실층(682)은 후단부(651)의 후단면(653) 및 저항체(670)에 접한다. 단면 실층(682)은 중심축(O) 상의 두께(t2)가 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상이다.
스파크 플러그(600)의 제조방법은, 제 1 실시형태에 있어서의 스파크 플러그(10)와 같기 때문에 그 설명을 생략한다. 스파크 플러그(600)에 의하면, 제 1 실시형태와 같은 작용 효과를 실현할 수 있다.
[실시예]
＜스파크 플러그의 제조＞
도 5에 나타내는 스파크 플러그(300)와 같은 구조를 가지는 실험예 1∼7에 있어서의 스파크 플러그를 제조하였다. 실험예 1∼7에 있어서의 스파크 플러그는, 후단부(51)의 측면(57)의 전면에 측면 실층(381)이 모두 접촉하는 점이 공통되고, 측면 실층(381)의 축직각방향의 두께(t1)가 0.1㎛∼150㎛의 범위에서 다르다.
＜내충격성 시험＞
실험예 1∼7에 있어서의 스파크 플러그에 대해서, JIS B8031(2006년판) 7.4항에 준하는 내충격성 시험을 실시하였다. 실험예 1∼7에 있어서의 스파크 플러그를 각 8개씩 시험장치에 장착하고, 매분 400회의 비율로 10분간 충격을 가한 후, 8개에 대해서 이상(異狀){특히 중심전극(50)의 헐거워짐(loosening)}의 유무를 조사하였다. 각 실험예에서는 1개라도 이상이 보인 시점에서 시험을 종료하였다. 8개 모두에 이상이 없는 경우는 10분간씩 최대 100분간의 충격을 더 가하였다. 충격 진폭은 22㎜로 하였다. 판정은 100분 후에도 이상이 없는 것을 ◎, 이상이 50분 이상 없는 것을 ○, 20분 미만에서 이상이 생긴 것을 X로 하였다.
실험예 1∼7에 있어서의 스파크 플러그의 측면 실층(381)의 두께(t1)(㎛)와 시험 결과의 관계를 표 1에 나타낸다.
두께
(㎛)		 시험 시간(분) 판정
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
실험예1 0.1 NG - - - - - - - - - ×
실험예2 1 NG - - - - - - - - - ×
실험예3 10 OK OK OK OK OK NG - - - - ○
실험예4 50 OK OK OK OK OK OK OK NG - - ○
실험예5 80 OK OK OK OK OK OK OK OK NG - ○
실험예6 100 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK ◎
실험예7 150 OK OK OK OK OK OK OK OK OK OK ◎
표 1에서 분명한 바와 같이, 측면 실층(381)의 축직각방향의 두께(t1)를 10㎛ 이상으로 하면, 50분 이상에서도 이상(異狀)이 생기지 않도록 할 수 있었다(실험예 3∼7). 특히, 측면 실층(381)의 축직각방향의 두께(t1)를 100㎛ 이상으로 하면, 100분 후에도 이상이 생기지 않도록 할 수 있었다(실험예 6, 7). 또한, 실험예 3∼7에 있어서의 스파크 플러그는, 시험 전후의 저항값의 변화가 시험 전의 저항값에 대해서 ±10%의 범위 내였다. 이 실시예에 의해서, 중심전극의 후단부의 측면의 전면에 접하는 측면 실층의 축직각방향의 두께를 10㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상으로 함으로써 내충격성을 확보할 수 있는 것이 밝혀졌다.
이상, 실시형태 및 실시예에 의거하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시형태 및 실시예에 하등 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위 내에서 여러 가지 개량 변형이 가능한 것은 용이하게 추측할 수 있는 것이다. 예를 들면, 금속 쉘(20), 절연체(40), 중심전극(50) 및 금속단자(60) 등의 형상이나 치수, 접지전극(30)의 형상이나 개수 등은 일례이며, 적절하게 설정할 수 있다. 당연한 것이지만 후단부(51, 651)의 형상도 적절하게 설정할 수 있다.
상기 각 실시형태에서는, 접지전극(30) 및 중심전극(50)에 전극 팁(32, 54)이 접합되는 경우에 대해서 설명하였으나, 반드시 이것에 한정되는 것이 아니며, 전극 팁(32, 54)은 생략하는 것이 당연히 가능하다.
상기 제 2 실시형태 내지 제 7 실시형태에서는, 제 2 구멍부(44)에 중복부(172, 272, 372, 472, 572, 672)가 환형상으로 연속하는{투영면(59)의 가장자리 전부를 포함한다} 경우에 대해서 설명하였으나, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다. 제 1 실시형태에서 설명한 바와 같이, 중복부(172, 272, 372, 472, 572, 672)를 투영면(59)의 가장자리의 일부 또는 전부를 포함하도록 존재시키는 것은 당연히 가능하다.
상기 제 7 실시형태에서는, 저항체(670)의 접촉면(671)이 제 2 구멍부(44)에 형성되는 경우에 대해서 설명하였으나, 반드시 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제 3 실시형태나 제 4 실시형태, 제 5 실시형태에서 설명한 바와 같이, 저항체(670)의 접촉면(671)을 제 2 구멍부(44)에서부터 단차부(43)에 걸쳐서 형성하는 것은 당연히 가능하다. 이 경우는, 제 2 구멍부(44)에서부터 단차부(43)의 적어도 일부에 걸쳐서 중복부(672)를 형성할 수 있기 때문에, 중복부(672)의 축방향의 길이를 크게 할 수 있다. 중복부(672) 및 저항체(670)를 스파크시에 전하가 이동하는 확률을 높일 수 있기 때문에, 전극 소모를 더 생기기 어렵게 할 수 있다.
10, 100, 200, 300, 400, 500, 600 - 스파크 플러그
20 - 금속 쉘 30 - 접지전극
40 - 절연체 41 - 축구멍
42 - 제 1 구멍부 43 - 단차부
44 - 제 2 구멍부 50, 650 - 중심전극
51, 651 - 후단부 52 - 다리부
57, 652 - 측면 58, 653 - 후단면
59 - 투영면 60 - 금속단자
70, 170, 270, 370, 470, 570, 670 - 저항체
71, 171, 271, 371, 471, 571, 671 - 접촉면
72, 172, 272, 372, 472, 572, 672 - 중복부(重複部, 겹쳐지는 부분)
80, 180, 280, 380, 480, 580, 680 - 도전성 실
81, 181, 281, 381, 481, 581, 681 - 측면 실층
82, 282, 382, 482, 682 - 단면 실층
O - 중심축 t1, t2 - 두께

Claims (5)

  1. 자신의 선단에 접지전극이 접속되는 통형상의 금속 쉘과,
    제 1 구멍부와 당해 제 1 구멍부보다 내경이 큰 제 2 구멍부가 단차부를 통해서 연속하는 축구멍을 구비하며, 자신의 외주면의 일부가 상기 금속 쉘에 덮여지는 절연체와,
    상기 절연체의 상기 단차부에 배치되는 후단부와 당해 후단부에서 상기 접지전극 측으로 향해서 축방향으로 연장되는 다리부를 구비하는 중심전극과,
    상기 중심전극의 상기 후단부와 간격을 두고서 상기 제 2 구멍부 내에 선단이 배치되는 금속단자와,
    상기 금속단자의 상기 선단과 상기 중심전극의 상기 후단부 사이의 상기 제 2 구멍부 내에 배치되는 저항체와,
    상기 저항체와 상기 중심전극의 상기 후단부에 접촉하는 도전성 실을 구비하는 스파크 플러그에 있어서,
    상기 도전성 실은 상기 후단부의 측면의 전면(全面)에 접하는 축직각방향의 두께 10㎛ 이상의 측면 실층을 구비하고,
    상기 축구멍에 상기 저항체가 접촉하는 접촉면은, 중심축의 주위에 상기 중심전극을 축직각방향으로 투영한 상기 축구멍 상의 투영면의 적어도 일부와 겹쳐지는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 측면 실층은 두께가 100㎛ 이상인 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 접촉면과 상기 투영면이 겹쳐지는 부분은 상기 축구멍 상에 환형상으로 연속하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 접촉면과 상기 투영면이 겹쳐지는 부분은 상기 단차부의 적어도 일부에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전성 실은 상기 후단부의 축방향의 후단면의 전면(全面)에 접하는 두께 10㎛ 이상의 단면 실층을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
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