JP2016066448A - スパークプラグ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
絶縁体は、第1部分と第2部分と中間部とを含んでいる。第1部分は、端子金具の先端を収容し第1内径を有する部分である。第2部分は、第1部分よりも後端側に配置され、第1内径よりも大きい第2内径を有する部分である。中間部は、第1部分と第2部分との間に配置された部分である。端子金具は、外周面上に1以上の凸部分と1以上の凹部分との少なくとも一方を有する粗面部を含んでいる。端子金具のうちの貫通孔内に配置される部分のうち、粗面部よりも後端側の部分におけるビッカース硬度は、200Hv以上、320Hv以下である。第1内径に対する第1部分における粗面部の外径の割合である第1割合は、0.90以上である。第2内径に対する第1内径の割合である第2割合は、0.80以上、0.98以下である。
【選択図】 図1
Description
軸線の方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線の方向における先端側から後端側に延びる貫通孔を有する絶縁体であって、前記貫通孔の先端側の部分に前記中心電極の少なくとも一部が配置される絶縁体と、
前記貫通孔の後端側の部分に自身の少なくとも一部が配置されるとともに自身の後端側の部分が前記貫通孔から露出する端子金具と、
前記貫通孔内で、前記中心電極と前記端子金具とを電気的に接続する接続部と、
を備えるスパークプラグであって、
前記絶縁体は、
前記端子金具の先端を収容し、2.9mm以下の第1内径を有する部分である第1部分と、
前記第1部分よりも後端側に配置され、前記第1内径よりも大きい第2内径を有する部分である第2部分と、
前記第1部分と前記第2部分との間に配置され、内径が後端側に向かって大きくなる中間部と、
を含み、
前記端子金具は、前記軸線の方向における前記第1部分中の位置から前記中間部を通って前記第2部分中の位置にかけて延び、外周面上に1以上の凸部分と1以上の凹部分との少なくとも一方を有する粗面部を含み、
前記端子金具のうちの前記貫通孔内に配置される部分のうち、前記粗面部よりも後端側の部分における前記端子金具のビッカース硬度は、200Hv以上、320Hv以下であり、
前記絶縁体の前記第1内径に対する前記第1部分における前記粗面部の外径の割合である第1割合は、0.90以上であり、
前記絶縁体の前記第2内径に対する前記第1内径の割合である第2割合は、0.80以上、0.98以下である、
スパークプラグ。
適用例1に記載のスパークプラグであって、
前記第2割合は、0.80以上、0.96以下である、スパークプラグ。
適用例1または2に記載のスパークプラグであって、
前記絶縁体の前記第2部分の最大外径は、7.8mm以下であり、
前記第2部分の前記最大外径に対する前記第2部分の前記第2内径の割合は、0.45以下である、
スパークプラグ。
適用例1から3のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
前記端子金具のうち前記貫通孔から露出する露出部分の先端側の面の少なくとも一部は、前記絶縁体の後端面と接触し、
前記絶縁体の後端面と前記端子金具の前記露出部分の前記先端側の面とを、前記軸線の方向に沿って前記軸線と直交する平面に投影したとき、前記絶縁体の後端面の投影領域に対して前記端子金具の前記露出部分の前記先端側の面の投影領域の占める割合は、0.65以上である、スパークプラグ。
図1は、スパークプラグの一実施形態の断面図である。図中には、スパークプラグ100の中心軸CLが示されている(「軸線CL」とも呼ぶ)。図示された断面は、中心軸CLを含む断面である。以下、中心軸CLと平行な方向を「軸線CLの方向」、または、単に「軸線方向」とも呼ぶ。中心軸CLを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、中心軸CLを中心とする円の円周方向を「周方向」とも呼ぶ。中心軸CLに平行な方向のうち、図1における下方向を先端方向Dfと呼び、上方向を後端方向Dfrとも呼ぶ。先端方向Dfは、後述する端子金具40から電極20、30に向かう方向である。また、図1における先端方向Df側をスパークプラグ100の先端側と呼び、図1における後端方向Dfr側をスパークプラグ100の後端側と呼ぶ。
スパークプラグのサンプルを用いて、負荷寿命特性と、絶縁体10の先端部の不具合の可能性と、絶縁体10の後端部の不具合の可能性と、が評価された。以下の表1は、評価試験の結果を示している。
第1破損数=0 : 10点
1≦第1破損数≦2 : 7点
3≦第1破損数≦5 : 5点
6≦第1破損数 : 3点
第2破損数=0 : 10点
1≦第2破損数≦2 : 7点
3≦第2破損数≦5 : 5点
6≦第2破損数 : 3点
18番から22番までの6種類のサンプルの間では、ビッカース硬度Vが互いに異なっており、他の構成は共通である。ビッカース硬度Vの調整は、端子金具40の材料である炭素鋼に含まれる炭素の割合を調整することによって、行われた。表1に示すように、ビッカース硬度Vが低い場合の負荷寿命特性(3点(V=150Hv)、5点(V=190Hv))よりも、ビッカース硬度Vが高い場合の負荷寿命特性(10点(V=200、320、350(Hv)))の方が、良好であった。
1番から4番、7番から10番、12番、13番、17番、20番、21番、29番、30番等のサンプルが示すように、第1割合R1が小さい場合の負荷寿命特性(3点(R1=0.89))よりも、第1割合R1が大きい場合の負荷寿命特性(10点(R1=0.90、0.94、0.95、0.96))の方が、良好であった。この理由は、第1割合R1が大きい場合には、最大外径DBに対する端子金具40の粗面部42と貫通孔12の第1部分18aとの間の隙間の径方向の大きさの割合が小さいので、第2シール部80の材料がこの隙間を通って後端方向Dfr側に移動することが抑制される。この結果、部材60、70、80の材料を適切に圧縮できるので、負荷寿命特性が向上すると推定される。
5番から11番の7種類のサンプルの間では、第2割合R2が互いに異なっている。第2割合R2の調整は、第2内径DCを調整することによって、行われた。他の構成は、7種類のサンプルの間で共通である。表1に示すように、第2割合R2が小さい場合の負荷寿命特性(3点(R2=0.69)、5点(R2=0.77))よりも、第2割合R2が大きい場合の負荷寿命特性(10点(R2=0.80、0.87、0.96、0.98、1.00))の方が、良好であった。この理由は、以下のように推定される。第2割合R2が小さい場合には、第2内径DCに対する中間部18b(図2)における径差の割合が大きい。従って、端子金具40の脚部43を貫通孔12内に挿入する場合に、脚部43が中間部18bに接触することによって、円滑な挿入が妨げられ得る。この結果、部材60、70、80の材料の圧縮が不十分となり、負荷寿命特性が低下し得る。
31種類のサンプルのうちB構成の粗面部42を有するサンプルは、14番と15番と31番であった。14番と15番とに関しては、第1内径DAは、3.0mmであり、粗面部42の最大外径DBは、2.88mmであった。31番に関しては、第1内径DAは、2.7mmであり、最大外径DBは、2.60mmであった。なお、14番と15番との間では、第2内径DCが異なっている。14番の第2内径DCは3.90mmであり、15番の第2内径DCは、3.45mmであった。
23番から25番までの3種類のサンプルに関しては、絶縁体10の第2部分18cの最大外径DDが、7.9mmであった。26番から28番までの3種類のサンプルに関しては、最大外径DDが、7.8mmであった。これらの6種類のサンプルの間では、さらに第2内径DC(すなわち、第3割合R3)が異なる点を除いて、他の構成は、共通であった。なお、第2内径DCと第3割合R3とは、以下の通りであった。23番、24番、25番の第2内径DCは、3.16、3.56、3.63(mm)であった。23番、24番、25番の第3割合R3は、0.40、0.45、0.46(mm)であった。26番、27番、28番の第2内径DCは、3.12、3.51、3.59(mm)であった。26番、27番、28番の第3割合R3は、0.40、0.45、0.46(mm)であった。
29番と30番との間では、第4割合R4(SF/SE)が互いに異なっている。第4割合R4の調整は、端子金具40の鍔部45の外径を調整することによって、行われた。鍔部45の外径を小さくすることによって、第2面積SFが小さくなる。この結果、第4割合R4が小さくなる。他の構成は、2種類のサンプルの間で共通である。
(1)端子金具40の粗面部42の構成としては、ローレット加工によって形成される構成に代えて、他の種々の構成を採用可能である。例えば、ねじ山のように螺旋状の凸部を有する構成を採用してもよい。一般的には、外周面上に1以上の凸部分と1以上の凹部分との少なくとも一方を有する構成を採用可能である。このような構成を採用すれば、粗面部42と第2シール部80との接触面積が増大するので、端子金具40と第2シール部80との接合を強化できる。また、粗面部42の機械的強度を強化できる。なお、外周面上の1以上の凸部分としては、ねじ山のように連続な1つの凸部分を採用してもよく、この代わりに、ローレット加工によって形成される複数の凸部分のように互いに分離した複数の凸部分を採用してもよい。また、外周面上の1以上の凹部分としては、ねじの谷のように連続な1つの凹部分を採用してもよく、この代わりに、互いに分離した複数の凹部分を採用してもよい。
Claims (4)
- 軸線の方向に延びる棒状の中心電極と、
前記軸線の方向における先端側から後端側に延びる貫通孔を有する絶縁体であって、前記貫通孔の先端側の部分に前記中心電極の少なくとも一部が配置される絶縁体と、
前記貫通孔の後端側の部分に自身の少なくとも一部が配置されるとともに自身の後端側の部分が前記貫通孔から露出する端子金具と、
前記貫通孔内で、前記中心電極と前記端子金具とを電気的に接続する接続部と、
を備えるスパークプラグであって、
前記絶縁体は、
前記端子金具の先端を収容し、2.9mm以下の第1内径を有する部分である第1部分と、
前記第1部分よりも後端側に配置され、前記第1内径よりも大きい第2内径を有する部分である第2部分と、
前記第1部分と前記第2部分との間に配置され、内径が後端側に向かって大きくなる中間部と、
を含み、
前記端子金具は、前記軸線の方向における前記第1部分中の位置から前記中間部を通って前記第2部分中の位置にかけて延び、外周面上に1以上の凸部分と1以上の凹部分との少なくとも一方を有する粗面部を含み、
前記端子金具のうちの前記貫通孔内に配置される部分のうち、前記粗面部よりも後端側の部分における前記端子金具のビッカース硬度は、200Hv以上、320Hv以下であり、
前記絶縁体の前記第1内径に対する前記第1部分における前記粗面部の外径の割合である第1割合は、0.90以上であり、
前記絶縁体の前記第2内径に対する前記第1内径の割合である第2割合は、0.80以上、0.98以下である、
スパークプラグ。 - 請求項1に記載のスパークプラグであって、
前記第2割合は、0.80以上、0.96以下である、スパークプラグ。 - 請求項1または2に記載のスパークプラグであって、
前記絶縁体の前記第2部分の最大外径は、7.8mm以下であり、
前記第2部分の前記最大外径に対する前記第2部分の前記第2内径の割合は、0.45以下である、
スパークプラグ。 - 請求項1から3のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
前記端子金具のうち前記貫通孔から露出する露出部分の先端側の面の少なくとも一部は、前記絶縁体の後端面と接触し、
前記絶縁体の後端面と前記端子金具の前記露出部分の前記先端側の面とを、前記軸線の方向に沿って前記軸線と直交する平面に投影したとき、前記絶縁体の後端面の投影領域に対して前記端子金具の前記露出部分の前記先端側の面の投影領域の占める割合は、0.65以上である、スパークプラグ。
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