KR102042909B1

KR102042909B1 - 스파크 플러그

Info

Publication number: KR102042909B1
Application number: KR1020177030754A
Authority: KR
Inventors: 츠토무 고바야시; 게이지 오제키
Original assignee: 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤
Priority date: 2015-04-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2019-11-08
Also published as: CN107534272A; US10027093B2; US20180123323A1; KR20170130574A; EP3291388B1; EP3291388A4; JP2016207585A; JP5963908B1; WO2016174816A1; EP3291388A1; CN107534272B

Abstract

전극의 소모를 억제하는 기술을 제공한다. 스파크 플러그는, 축선방향으로 연장되는 축구멍을 가지는 절연체와, 상기 축구멍의 일단 측에서 유지되는 중심전극과, 상기 축구멍의 타단 측에서 유지되는 금속단자와, 상기 축구멍 내에서 상기 중심전극과 상기 금속단자를 전기적으로 접속하는 전기적 접속부와, 외주의 적어도 일부에 나사부를 구비함과 아울러 상기 절연체의 외주에 배치되어 상기 절연체의 적어도 일부를 수용하는 금속 쉘을 구비하며, 상기 전기적 접속부는 저항체와, 상기 저항체와 상기 중심전극의 사이에 배치되어 상기 절연체와 상기 중심전극을 밀봉 고정하는 도전성의 밀봉층을 가지는 스파크 플러그로서, 상기 축선방향에 있어서, 상기 밀봉층이 형성되어 있는 범위 중 절반 이상의 범위가 소정의 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다.

Description

스파크 플러그{SPARK PLUG}

본 발명은 스파크 플러그에 관한 것이다.

근년의 자동차 엔진에 있어서는 고출력화나 연비 향상을 위해서 연소시에 있어서의 엔진 내의 압력이 높아지게 되는 경향에 있다. 그 결과로서, 점화시에 엔진 내에 장착된 스파크 플러그의 요구 전압이 높아지게 되는 경향에 있다. 점화시에 있어서의 스파크 플러그의 요구 전압이 높아질수록 스파크 플러그의 전극의 소모가 가속되기 때문에, 스파크 플러그의 전극의 소모를 억제하는 기술이 요망되고 있었다.

종래에는 스파크 플러그의 전극의 소모를 억제하는 기술로서 중심전극 및 접지전극의 각각의 대향면에 귀금속 팁을 부착하는 기술이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1).

특허문헌 1 : 일본국 특개2008-77838호 공보

그러나, 스파크 플러그의 요구 전압에 따라서는 귀금속 팁 자체가 용해되어 버리는 경우가 있다. 그렇기 때문에, 전극의 소재에 의하지 않고 전극의 소모를 억제할 수 있는 기술이 요망되고 있었다.

본 발명은 상기한 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 이하의 형태로서 실현할 수 있다.

(1) 본 발명의 일 형태에 의하면 스파크 플러그가 제공된다. 스파크 플러그는, 축선방향으로 연장되는 축구멍을 가지는 절연체와, 상기 축구멍의 일단 측에서 유지되는 중심전극과, 상기 축구멍의 타단 측에서 유지되는 금속단자와, 상기 축구멍 내에서 상기 중심전극과 상기 금속단자를 전기적으로 접속하는 전기적 접속부와, 외주의 적어도 일부에 나사부를 구비함과 아울러 상기 절연체의 외주에 배치되어 상기 절연체의 적어도 일부를 수용하는 금속 쉘을 구비하며, 상기 전기적 접속부는 저항체와, 상기 저항체와 상기 중심전극의 사이에 배치되어 상기 절연체와 상기 중심전극을 밀봉 고정하는 도전성의 밀봉층을 가지는 스파크 플러그로서, 상기 축선방향에 있어서, 상기 밀봉층이 형성되어 있는 범위 중 절반 이상의 범위가 이하의 조건을 만족하는 것을 특징으로 한다.

M=14㎜인 경우 a/(a+b)×100≥8.2, a+b≥2.80

M=12㎜인 경우 a/(a+b)×100≥8.3, a+b≥1.80

삭제

(다만, M은 상기 나사부의 호칭직경을 나타내고, a는 상기 절연체와 상기 금속 쉘의 사이의 거리를 나타내고, b는 상기 절연체의 두께를 나타낸다)

이 형태의 스파크 플러그에 의하면, 범위(L)에 있어서의 정전용량을 낮출 수 있다. 그 결과로서, 중심전극 및 접지전극의 소모를 억제할 수 있다.

(2) 상기 형태의 스파크 플러그에 있어서, 이하의 조건을 더 만족하여도 좋다.

M=14㎜인 경우 a+b≥2.95

M=12㎜인 경우 a+b≥1.95

삭제

이 형태의 스파크 플러그에 의하면, 중심전극 및 접지전극의 소모를 더 억제할 수 있다.

(3) 상기 형태의 스파크 플러그에 있어서, 상기 밀봉층이 형성되어 있는 범위 모두에 있어서 상기 조건을 만족하여도 좋다. 이 형태의 스파크 플러그에 의하면, 중심전극 및 접지전극의 소모를 더 억제할 수 있다.

(4) 상기 형태의 스파크 플러그에 있어서, 상기 나사부의 호칭직경을 12㎜로 하여도 좋다. 이 형태의 스파크 플러그에 의하면, 중심전극 및 접지전극의 소모를 더 억제할 수 있다.

또한, 본 발명은 여러 가지 형태로 실현하는 것이 가능하며, 예를 들면 스파크 플러그의 제조방법 등의 형태로 실현될 수 있다.

도 1은 스파크 플러그(100)를 나타내는 부분 단면도.
도 2는 스파크 플러그(100)의 일부를 확대하여 나타내는 확대 단면도.
도 3은 'a 및 b'와 '저감율'의 관계를 나타내는 도면.
도 4는 '공간층 비율'과 '저감율(%)'의 관계를 나타내는 도면.
도 5는 '범위(L) 중 범위(L1)의 비율'과 '저감율(%)'의 관계를 나타내는 도면.
도 6은 'a 및 b'와 '저감율(%)'의 관계를 나타내는 도면.
도 7은 스파크 플러그(100)의 등가회로를 나타내는 도면.
도 8은 a와 b를 조정하는 다른 형태를 나타내는 도면.

A. 실시형태 :

A-1. 스파크 플러그의 구성 :

도 1은 스파크 플러그(100)를 나타내는 부분 단면도이다. 도 1에는 스파크 플러그(100)의 축 중심인 축선(O-O)을 경계로 하여 일방에 스파크 플러그(100)의 외관 형상을 도시하고, 타방에 스파크 플러그(100)의 단면 형상을 도시한다. 스파크 플러그(100)는 축선(O-O)방향으로 연장되는 축구멍(28)을 가지는 절연체(20)와, 축구멍(28)의 일단 측에서 유지되는 중심전극(10)과, 축구멍(28)의 타단 측에서 유지되는 금속단자(19)와, 축구멍(28) 내에서 중심전극(10)과 금속단자(19)를 전기적으로 접속하는 전기적 접속부(15)와, 절연체(20)의 외주에 배치되어 절연체(20)의 적어도 일부를 수용하는 금속 쉘(30)을 구비한다. 본 실시형태에서는, 스파크 플러그(100)의 축선(O-O)은 중심전극(10), 절연체(20), 금속 쉘(30)의 각 부재의 축 중심이기도 하다.

스파크 플러그(100)에 있어서, 중심전극(10)은 절연체(20)에 의해서 전기적으로 절연되어 있다. 절연체(20)의 외주에는 중심전극(10)으로부터 전기적으로 절연된 상태로 금속 쉘(30)이 클림핑(crimping)에 의해서 고정되어 있다. 금속 쉘(30)에는 접지전극(40)이 전기적으로 접속되며, 중심전극(10)과 접지전극(40)의 사이에는 불꽃을 발생시키는 간극인 불꽃 갭이 형성되어 있다. 스파크 플러그(100)는 내연기관(도시생략)의 엔진 헤드(200)에 형성된 장착나사구멍(210)에 금속 쉘(30)을 나사 결합시킨 상태로 장착되며, 2만∼3만 볼트의 고전압이 중심전극(10)에 인가되면, 중심전극(10)과 접지전극(40)의 사이에 형성된 불꽃 갭에 불꽃이 발생한다.

스파크 플러그(100)의 중심전극(10)은 폐관 형상으로 성형된 전극 모재(12)의 내부에 상기 전극 모재(12)보다도 열전도성이 우수한 심재(14)를 매설한 봉형상의 전극이다. 본 실시형태에서는, 중심전극(10)은 전극 모재(12)의 선단이 절연체(20)의 일단에서 돌출되는 상태로 절연체(20)에 고정됨과 아울러, 전기적 접속부(15)를 통해서 금속단자(19)와 전기적으로 접속되어 있다. 본 실시형태에서는, 중심전극(10)의 전극 모재(12)는 인코넬(등록상표)을 비롯하여 니켈을 주성분으로 하는 니켈 합금으로 형성되어 있으며, 중심전극(10)의 심재(14)는 구리 또는 구리를 주성분으로 하는 합금으로 형성되어 있다.

전기적 접속부(15)는 중심전극(10) 측에서부터 순차적으로 제 1 밀봉층(16)과 저항체(17)와 제 2 밀봉층(18)을 구비한다. 제 1 밀봉층(16)은 절연체(20)와 중심전극(10)을 밀봉 고정하는 부재이고, 제 2 밀봉층(18)은 절연체(20)와 금속단자(19)를 밀봉 고정하는 부재이다. 본 실시형태에서는, 저항체(17)는 "세라믹 저항"이라고도 하며, 주로 도전성 재료와 유리 입자와 이 유리 입자 이외의 세라믹 입자에 의해서 구성되어 있다. 제 1 밀봉층(16) 및 제 2 밀봉층(18)은 Cu, Sn, Fe 등의 금속 성분의 1종 또는 2종 이상을 주체로 하는 금속 분말을 혼합한 유리에 의해서 구성되어 있다. 또한, 제 1 밀봉층(16) 및 제 2 밀봉층(18)에는 필요에 따라서 TiO₂ 등의 반도체성의 무기화합물 분말을 적당량 배합하여도 좋다. 여기서, 제 1 밀봉층(16)이 본 발명에 있어서의 도전성의 밀봉층에 해당한다.

스파크 플러그(100)의 절연체(20)는 알루미나를 비롯하여 절연성 세라믹스 재료를 소성하여 형성된다. 절연체(20)는 중심전극(10)을 수용하는 축구멍(28)을 가지는 통형상체이며, 중심전극(10)이 돌출되는 측에서부터 축선(O-O)을 따라서 순차적으로 다리부(22)와 제 1 애자 몸통부(24)와 애자 턱부(25)와 제 2 애자 몸통부(26)를 구비한다. 절연체(20)의 다리부(22)는 중심전극(10)이 돌출되는 측으로 향해서 외경이 작아지게 되는 통형상의 부위이다. 절연체(20)의 제 1 애자 몸통부(24)는 다리부(22)보다도 큰 외경을 가지는 통형상의 부위이다. 절연체(20)의 애자 턱부(25)는 제 1 애자 몸통부(24)보다도 더 큰 외경을 가지는 통형상의 부위이다. 절연체(20)의 제 2 애자 몸통부(26)는 애자 턱부(25)보다도 작은 외경을 가지는 통형상의 부위이며, 금속 쉘(30)과 금속단자(19)의 사이에 충분한 절연 거리를 확보한다.

스파크 플러그(100)의 금속 쉘(30)은, 본 실시형태에서는 니켈 도금된 저탄소강제의 부재이지만, 다른 실시형태에서는 아연 도금된 저탄소강제의 부재이어도 좋고, 무도금의 니켈 합금제의 부재이어도 좋다. 금속 쉘(30)은 중심전극(10)이 돌출되는 측에서부터 축선(O-O)을 따라서 순차적으로 단면(31)과 나사부(32)와 몸통부(34)와 홈부(35)와 공구걸어맞춤부(36)와 클림핑부(38)를 구비한다.

금속 쉘(30)의 단면(31)은 나사부(32)의 선단에 형성된 중공 원형상의 면이며, 단면(31)에는 접지전극(40)이 접합되고, 단면(31)의 중앙으로부터는 절연체(20)의 다리부(22)에 둘러싸인 중심전극(10)이 돌출된다. 금속 쉘(30)의 나사부(32)는 금속 쉘(30)의 외주의 일부이며, 엔진 헤드(200)의 장착나사구멍(210)에 나사 결합되는 나사홈이 형성된 부위이다. 금속 쉘(30)의 몸통부(34)는 홈부(35)에 인접하게 형성되되 홈부(35)보다도 외주 방향으로 돌출된 턱형상부이다.

금속 쉘(30)의 홈부(35)는 몸통부(34)와 공구걸어맞춤부(36)의 사이에 형성되며, 금속 쉘(30)을 절연체(20)에 클림핑할 때에 압축가공에 의해서 외주방향 및 내주방향으로 돌출된 부위이다. 금속 쉘(30)의 공구걸어맞춤부(36)는 홈부(35)에 인접하게 형성되되 홈부(35)보다도 외주방향으로 더 돌출된 턱형상부이며, 스파크 플러그(100)를 엔진 헤드(200)에 장착하기 위한 공구(도시생략)가 걸어맞춰지도록 다각 형상으로 성형되어 있다. 본 실시형태에서는, 공구걸어맞춤부(36)는 육각 형상이지만, 다른 실시형태에서는 사각형이나 팔각형 등 다른 다각형이어도 좋다. 금속 쉘(30)의 클림핑부(38)는 공구걸어맞춤부(36)에 인접하게 형성되며, 금속 쉘(30)을 절연체(20)에 클림핑할 때에 절연체(20)의 제 2 애자 몸통부(26)에 밀착되도록 소성 가공된 부위이다. 금속 쉘(30)의 클림핑부(38)와 절연체(20)의 애자 턱부(25)의 사이의 영역에는 분말의 탈크(활석)를 충전한 충전부(63)가 형성되며, 충전부(63)는 패킹(62, 64)에 의해서 밀봉되어 있다.

스파크 플러그(100)의 접지전극(40)은 용접에 의해서 금속 쉘(30)에 접합되며, 중심전극(10)의 축선(O-O)에 교차하는 방향으로 굴곡되어 중심전극(10)의 선단에 대향하는 전극이다. 본 실시형태에서는, 접지전극(40)은 인코넬(등록상표)을 비롯하여 니켈을 주성분으로 하는 니켈 합금으로 형성되어 있다.

도 2는 스파크 플러그(100)의 일부를 확대하여 나타내는 확대 단면도이다. 도 2에 나타내는 금속 쉘(30)의 단면은 축선(O-O)을 통과하는 단면, 즉 축선(O-O)을 포함하는 단면이며, 도 2는 제 1 밀봉층(16)과 절연체(20)와 금속 쉘(30)을 확대하여 나타낸다. 절연체(20)와 금속 쉘(30)의 사이에는 공간이 존재한다. 이 공간에는 공기가 존재하며, 이 공간을 공간층(80)이라 한다. 도 2에 있어서, 「a」는 절연체(20)와 금속 쉘(30)의 사이의 공간층(80)의 두께, 즉 절연체(20)와 금속 쉘(30)의 사이의 거리(㎜)를 나타내고, 「b」는 절연체(20)의 두께(㎜)를 나타낸다. '두께'란 축선(O-O)에 수직인 방향에 있어서의 치수를 말한다. 범위(L)는 축선(O-O)방향에 있어서의 제 1 밀봉층(16)이 형성되어 있는 범위를 나타내고, 범위(L1)는 범위(L) 중 이하의 조건{수식(1)∼수식(3)}을 만족하는 범위를 나타낸다. 또한, 「M」은 나사부(32)의 호칭직경(「나사직경」이라고도 한다)을 나타낸다. 이하에 있어서, 「a/(a+b)×100」을 「공간층 비율」이라고도 하고, 「a+b」를「전극간 거리」라고도 한다.

M=14㎜인 경우 a/(a+b)×100≥8.2, a+b≥2.80　…(1)

M=12㎜인 경우 a/(a+b)×100≥8.3, a+b≥1.80　…(2)

M=10㎜인 경우 a/(a+b)×100≥8.6, a+b≥1.75　…(3)

본 실시형태에 있어서, 범위(L) 중 범위(L1)가 절반 이상을 차지한다. 이와 같이 함으로써, 상세한 추정 메카니즘은 후술하지만, 범위(L)에 있어서의 정전용량을 낮출 수 있다. 그 결과, 스파크 플러그(100)의 용량 에너지를 저감할 수 있기 때문에, 중심전극(10) 및 접지전극(40)의 소재에 의하지 않고 중심전극(10) 및 접지전극(40)의 소모를 억제할 수 있다. 이하에 그 효과를 증명하는 실험결과를 나타낸다.

A-2. 실험결과 :

도 3은 'a 및 b'와 '저감율'의 관계를 나타내는 도면이다. 우선, 나사직경이 다른 금속 쉘을 복수 준비한 후, 절연체(20)의 외주를 깎아냄에 의해서 a와 b를 다르게 한 스파크 플래그를 작성하고, 이하의 조건에서 실험을 하였다. 범위(L1)는 범위(L)의 절반을 차지하는 구성으로 하고, 도 2와 같이 a와 b는 각각 일정한 값이 되도록 작성하였다. 측정 조건으로서는 대기 분위기 하에서 압력을 2.6Mpa로 하고, 1초간에 100회(100Hz)의 점화를 5시간 실시하였다. 스파크 플러그를 축선(O-O)을 따라서 절단한 후, a와 b의 값을 축선(O-O) 중심의 좌우 각각에 대해서 계측하고, 그 평균치를 각각 도 3에 나타내었다. 「저감율(%)」은 종래품에 대한 전극의 소모의 저감율을 나타내며, 이하의 수식(4)에 의해서 산출된다.

{1-(시작품의 전극 간의 갭 증가량/종래품의 전극 간의 갭 증가량)}×100　…(4)

실험 후의 전극 간의 갭 증가량이 작을수록 전극의 소모가 억제되어 있다고 말할 수 있고, 저감율(%)이 클수록 종래품에 대해서 전극의 소모가 적다고 말할 수 있다. 또, 「판정」란에는 이하의 기준에 따라서 「◎○△」을 붙였다. 또한, 「판정」란에 있어서 「-」의 스파크 플러그는 종래품이며, 비교대상인 것을 나타낸다.

저감율이 5% 미만의 경우 : △

저감율이 5% 이상 10% 미만의 경우 : ○

저감율이 10% 이상의 경우 : ◎

도 3의 결과로부터, 상기 수식(1)∼(3)을 만족함으로써 저감율이 증가하였으며, 전극의 소모가 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 구체적으로는, 도 3의 결과로부터, 상기 수식(1)∼(3)을 만족하는 스파크 플러그인 샘플 4∼9, 12∼17, 20∼24는 저감율이 5% 이상인 것을 알 수 있다.

도 4는 '공간층 비율(a/(a+b)×100)'과 '저감율(%)'의 관계를 나타내는 도면이다. 도 4에 있어서, 공간층 비율(a/(a+b)×100)을 가로축으로 하고, 저감율(%)을 세로축으로 한다. 도 4에 있어서, 나사직경(M)이 10㎜인 데이터를 「▲」로 나타내고, 나사직경(M)이 12㎜인 데이터를 「■」로 나타내고, 나사직경(M)이 14㎜인 데이터를 「◆」로 나타낸다.

도 4의 결과로부터, 나사직경에 따라서 다소 차이는 있지만, 전극간 거리(a+b)에 대해서 공간층의 두께(a)의 비율이 증가할수록 저감율이 증가하였으며, 전극의 소모가 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 특히, 나사직경이 작을수록 공간층의 두께(a)의 비율이 저감율에 기여하는 것을 알 수 있다. 즉, 나사직경(M)이 10㎜ 또는 12㎜인 경우에 저감율이 더 향상되는 것을 알 수 있다. 또한, 스파크 플러그의 강도를 확보하는 관점에서 a/(a+b)는 0.5 미만이 바람직하다.

도 5는 '범위(L) 중 범위(L1)의 비율(L1/L)'과 '저감율(%)'의 관계를 나타내는 도면이다. a와 b의 값은 도 3의 샘플 s(샘플 4)와 같게 하였다. 그리고, 샘플의 '범위(L) 중 범위(L1)의 비율(L1/L)'을 조정하였다. 도 5(A)는 '판정' 항목을 더 만들고 '범위(L) 중 범위(L1)의 비율(L1/L)'과 '저감율(%)'의 관계를 나타낸다. 도 5(B)는 가로축을 범위(L) 중 범위(L1)의 비율(L1/L)로 하고, 세로축을 저감율(%)로 하여 나타낸다.

도 5의 결과로부터, L1/L이 0.5 이상, 즉 범위(L) 중 범위(L1)가 절반 이상을 차지하는 경우(샘플 33∼36)에 저감율이 5% 이상이 되는 것을 알 수 있다. 또, 도 5(B)로부터 알 수 있는 바와 같이, L1/L이 0.4에서부터 0.6에 있어서, 저감율이 급격하게 변화하는 것을 알 수 있다. 저감율을 향상시키는 관점에서, L1/L은 0.5 이상이고, 0.6 이상이 바람직하고, 1(L=L1)이 가장 바람직하다.

도 6은 공간층 비율(a/(a+b)×100)을 변화시키지 않고, a와 b를 변화시켰을 경우에 있어서의 'a 및 b'와 '저감율(%)'의 관계를 나타내는 도면이다. 공간층 비율(a/(a+b)×100)의 값은, M=14㎜인 경우는 도 3의 샘플 s(샘플 4)와 같게 하고, M=12㎜인 경우는 도 3의 샘플 t(샘플 12)와 같게 하고, M=10㎜인 경우는 도 3의 샘플 u(샘플 20)와 같게 하였다. 그리고, 샘플의 a와 b를 조정하였다.

도 6의 결과로부터, 이하의 조건{수식(5)∼수식(7)}을 만족할 때 저감율(%)이 더 향상되는 것을 알았다.

M=14㎜인 경우 a+b≥2.95 …(5)

M=12㎜인 경우 a+b≥1.95 …(6)

M=10㎜인 경우 a+b≥1.90 …(7)

구체적으로는, 도 6의 결과로부터, 상기 수식(5)∼(7)을 만족하는 스파크 플러그인 샘플 43∼44, 48∼49, 53∼54는 저감율이 10% 이상인 것을 알 수 있다.

A-3. 추정 메카니즘 :

L1/L, a, b, M을 특정의 범위로 함으로써 저감율(%)이 향상되는 추정 메카니즘을 이하에 설명한다.

도 7은 스파크 플러그(100)의 등가회로를 나타내는 도면이다. 스파크 플러그(100)는 콘덴서로서 간주될 수 있으며, 스파크 플러그(100)에 축적된 전하는 방전시에 갭 간을 흐른다. 그렇기 때문에, 스파크 플러그(100)의 정전용량을 억제함으로써 방전 발생시의 에너지(용량 전류)가 낮아진다. 그 결과로서, 중심전극(10) 및 접지전극(40)의 소모를 억제할 수 있다고 생각된다. 도 7에 있어서, 저항체(17)와 제 1 밀봉층(16)의 경계보다도 중심전극(10) 측(도 1 참조)을 콘덴서(C1)로 나타내고, 저항체(17)와 제 1 밀봉층(16)의 경계보다도 금속단자(19) 측을 콘덴서(C2)로 나타낸다. 또, 도 7에 있어서, 저항체(17)의 내부 저항을 저항(R)로 나타내고, 중심전극(10)과 접지전극(40)의 갭을 갭(G)으로 나타낸다.

콘덴서(C2)로부터 흐르는 전류는 저항(R)을 경유함으로써 전류치가 크게 낮아진다. 한편, 콘덴서(C1)로부터 흐르는 전류는 저항(R)을 경유하지 않고 갭(G) 사이로 흐른다. 그렇기 때문에, 갭(G) 사이에서의 방전 발생시의 용량 전류에 대해서는 콘덴서(C1)로부터 흐르는 전류의 기여가 크다고 생각된다. 따라서, 콘덴서(C1)의 정전용량을 억제함으로써, 중심전극(10) 및 접지전극(40)의 소모를 억제할 수 있다. 특히, 제 1 밀봉층(16)과 금속 쉘(30)의 거리는 짧으며, 통상 제 1 밀봉층(16)과 금속 쉘(30)의 사이에는 절연체(20)가 차지하고 있다. 그렇기 때문에, 본 실시형태에서는, 절연체(20)보다도 유전율이 작은 공기층을 형성함으로써 콘덴서(C1)의 정전용량을 작게 할 수 있으며, 그 결과로서 전극의 소모를 억제할 수 있다고 생각된다. 또한, 제 1 밀봉층(16)과 금속 쉘(30)의 사이에 존재하는 절연체(20)의 두께를 변경하여도, 스파크 플러그(100)의 다른 성능(예를 들면 내열성, 내오손성, 내리크성)에 영향을 주는 비율이 작음에도 불구하고, 전극의 소모를 억제할 수 있다.

B. 변형예 :

상기 실시형태에 있어서, 절연체(20)의 외주를 깎아냄에 의해서 a와 b를 조정하였으나, 이것에 한정되지 않고 예를 들면 이하의 형태로 하여도 좋다.

도 8은 a와 b를 조정하는 다른 형태를 나타내는 도면이다. 도 8(A)는 제 1 밀봉층(16)과 저항체(17)의 경계 측의 절연체(20)의 외주를 깎아내지 않고, 절연체(20)의 외주의 일부를 깎아내는 형태를 나타낸다. 도 8(B)는 금속 쉘(30)의 내주를 깎아내는 형태를 나타낸다. 도 8(C)는 제 1 밀봉층(16)과 저항체(17)의 경계 측의 금속 쉘(30)의 내주를 깎아내지 않고, 금속 쉘(30)의 내주의 일부를 깎아내는 형태를 나타낸다. 도 8(D)는 금속 쉘(30)의 내주를 테이퍼 형상으로 깎아내는 형태를 나타낸다. 또한, 절연체(20)의 외주를 테이퍼 형상으로 깎아내는 형태로 하여도 좋다.

본 발명은 상술한 실시형태나 변형예에 한정되는 것이 아니며, 그 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 구성으로 실현할 수 있다. 예를 들면, 발명의 개요란에 기재한 각 형태 중의 기술적 특징에 대응하는 실시형태, 변형예 중의 기술적 특징은 상술한 과제의 일부 또는 전부를 해결하기 위해서, 혹은 상술한 효과의 일부 또는 전부를 달성하기 위해서 적절히 전환하거나 조합하는 것이 가능하다. 또, 그 기술적 특징이 본 명세서 중에 필수적인 것으로서 설명되어 있지 않으면, 적절히 삭제하는 것이 가능하다.

10 : 중심전극 12 : 전극 모재
14 : 심재 15 : 전기적 접속부
16 : 제 1 밀봉층 17 : 저항체
18 : 제 2 밀봉층 19 : 금속단자
20 : 절연체 22 : 다리부
24 : 제 1 애자 몸통부 25 : 애자 턱부
26 : 제 2 애자 몸통부 28 : 축구멍
30 : 금속 쉘 31 : 단면
32 : 나사부 34 : 몸통부
35 : 홈부 36 : 공구걸어맞춤부
38 : 클림핑부 40 : 접지전극
50 : 개스킷 62 : 패킹
63 : 충전부 80 : 공간층
100 : 스파크 플러그 200 : 엔진 헤드
210 : 장착나사구멍 C1 : 콘덴서
C2 : 콘덴서 G : 갭
L : 범위 L1 : 범위
O-O : 축선 R : 저항

Claims

축선방향으로 연장되는 축구멍을 가지는 절연체와,
상기 축구멍의 일단 측에서 유지되는 중심전극과,
상기 축구멍의 타단 측에서 유지되는 금속단자와,
상기 축구멍 내에서 상기 중심전극과 상기 금속단자를 전기적으로 접속하는 전기적 접속부와,
외주의 적어도 일부에 나사부를 구비함과 아울러 상기 절연체의 외주에 배치되어 상기 절연체의 적어도 일부를 수용하는 금속 쉘을 구비하며,
상기 전기적 접속부는 저항체와, 상기 저항체와 상기 중심전극의 사이에 배치되어 상기 절연체와 상기 중심전극을 밀봉 고정하는 도전성의 밀봉층을 가지는 스파크 플러그로서,
상기 축선방향에 있어서, 상기 밀봉층이 형성되어 있는 범위 중 절반 이상의 범위가 이하의 조건을 만족하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
M=14㎜인 경우 a/(a+b)×100≥8.2, a+b≥2.80
M=12㎜인 경우 a/(a+b)×100≥8.3, a+b≥1.80
(다만, M은 상기 나사부의 호칭직경을 나타내고, a는 상기 절연체와 상기 금속 쉘의 사이의 거리를 나타내고, b는 상기 절연체의 두께를 나타낸다)
청구항 1에 있어서,
이하의 조건을 더 만족하는 스파크 플러그.
M=14㎜인 경우 a+b≥2.95
M=12㎜인 경우 a+b≥1.95
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 밀봉층이 형성되어 있는 범위 모두에 있어서 상기 조건을 만족하는 스파크 플러그.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 나사부의 호칭직경이 12㎜인 스파크 플러그.
청구항 3에 있어서,
상기 나사부의 호칭직경이 12㎜인 스파크 플러그.