JP6230348B2 - Spark plug - Google Patents
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Description
本発明は、スパークプラグに関する。 The present invention relates to a spark plug.
スパークプラグは、軸孔を有する絶縁体と、絶縁体の軸孔に設けられた中心電極と、絶縁体の外周に配置された主体金具と、主体金具の先端部に一端が固定された接地電極と、を備える。特許文献1には、接地電極の熱伝導性を向上させるため、接地電極の内部に、銅を含む芯材を配置する技術が開示されている。
The spark plug includes an insulator having a shaft hole, a center electrode provided in the shaft hole of the insulator, a metal shell disposed on the outer periphery of the insulator, and a ground electrode having one end fixed to the tip of the metal shell And comprising.
一般に、内燃機関の運転時には、接地電極は、その先端部が最も高温となる。しかし、特許文献1に記載されたスパークプラグの接地電極は、その先端まで芯材が配置されていない。そのため、接地電極の熱伝導性を向上させることについては、更に、改善の余地があった。
In general, during operation of an internal combustion engine, the tip of the ground electrode has the highest temperature. However, the spark plug ground electrode described in
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
本発明の第1の形態は、
軸線方向に沿った軸孔を有する絶縁体と、
前記軸孔に設けられた中心電極と、
前記絶縁体の外周に配置された主体金具と、
前記主体金具に基端が固定された接地電極と、を備え、
前記接地電極は、母材と、該母材の内側に配置され該母材よりも熱伝導率が高い芯材と、を有する、スパークプラグであって、
前記接地電極の先端部に、前記芯材の一部に接触し、かつ、該一部を覆う金属膜が形成されており、
前記金属膜の厚みが、前記母材の厚みよりも小さく、
前記金属膜の厚みが、100μm以下であることを特徴とする。また、本発明は、以下の形態としても実現できる。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.
The first aspect of the present invention is:
An insulator having an axial hole along the axial direction;
A center electrode provided in the shaft hole;
A metal shell disposed on the outer periphery of the insulator;
A ground electrode having a base end fixed to the metal shell,
The ground electrode is a spark plug having a base material and a core material disposed inside the base material and having a higher thermal conductivity than the base material,
A metal film that contacts and covers a part of the core material is formed at the tip of the ground electrode,
The thickness of the metal film is rather smaller than the thickness of the base material,
The metal film has a thickness of 100 μm or less . The present invention can also be realized as the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、軸線方向に沿った軸孔を有する絶縁体と;前記軸孔に設けられた中心電極と;前記絶縁体の外周に配置された主体金具と;前記主体金具に基端が固定された接地電極と、を備え、前記接地電極は、母材と、該母材の内側に配置され該母材よりも熱伝導率が高い芯材と、を有する、スパークプラグが提供される。このスパークプラグは、前記接地電極の先端部に、前記芯材の一部に接触し、かつ、該一部を覆う金属膜が形成されていることを特徴とする。このような形態のスパークプラグであれば、金属膜によって芯材を覆うことができるため、芯材を接地電極の先端まで配置することができる。よって、接地電極の熱伝導性を向上させることができる。 (1) According to one aspect of the present invention, an insulator having an axial hole along the axial direction; a central electrode provided in the axial hole; a metal shell disposed on an outer periphery of the insulator; A ground electrode having a base end fixed to a metal shell, and the ground electrode includes a base material and a core material that is disposed inside the base material and has a higher thermal conductivity than the base material. A spark plug is provided. This spark plug is characterized in that a metal film that contacts and covers a part of the core material is formed at the tip of the ground electrode. In the case of such a spark plug, since the core material can be covered with the metal film, the core material can be arranged up to the tip of the ground electrode. Therefore, the thermal conductivity of the ground electrode can be improved.
(2)上記形態のスパークプラグにおいて、前記金属膜の厚みが、1μm以上であってもよい。このような形態であれば、芯材が金属膜から滲んで揮発してしまうことを抑制することができる。 (2) In the spark plug of the above aspect, the thickness of the metal film may be 1 μm or more. If it is such a form, it can suppress that a core material oozes and volatilizes from a metal film.
(3)上記形態のスパークプラグにおいて、前記金属膜の厚みが、10μm以上であってもよい。このような形態であれば、芯材が金属膜から滲んで揮発してしまうことを、より効果的に抑制することができる。 (3) In the spark plug of the above aspect, the thickness of the metal film may be 10 μm or more. If it is such a form, it can suppress more effectively that a core material oozes and volatilizes from a metal film.
(4)上記形態のスパークプラグにおいて、前記金属膜の厚みが、100μm以下であってもよい。このような形態であれば、接地電極の熱伝導性を十分に向上させることができる。 (4) In the spark plug of the above aspect, the thickness of the metal film may be 100 μm or less. With such a configuration, the thermal conductivity of the ground electrode can be sufficiently improved.
(5)上記形態のスパークプラグにおいて、前記芯材は、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、のうち、1種類以上を主成分として含んでもよい。このような形態であれば、接地電極の熱伝導性を向上させることができる。 (5) In the spark plug of the above aspect, the core material may include one or more of gold (Au), silver (Ag), and copper (Cu) as a main component. With such a configuration, the thermal conductivity of the ground electrode can be improved.
(6)上記形態のスパークプラグにおいて、前記金属膜は、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)のうち、1種類以上を主成分として含み、かつ、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、イットリウム(Y)のうち1種類以上を含んでもよい。このような形態であれば、金属膜の耐酸化性を向上させることができる。 (6) In the spark plug of the above aspect, the metal film includes one or more of nickel (Ni) and cobalt (Co) as a main component, and chromium (Cr), aluminum (Al), yttrium ( One or more of Y) may be included. With such a form, the oxidation resistance of the metal film can be improved.
(7)上記形態のスパークプラグにおいて、前記接地電極の任意の横断面において、前記芯材の断面積が、前記接地電極の断面積の8%以上であってもよい。このような形態であれば、接地電極の熱伝導性を十分に向上させることができる。 (7) In the spark plug of the above aspect, the cross-sectional area of the core member may be 8% or more of the cross-sectional area of the ground electrode in an arbitrary cross section of the ground electrode. With such a configuration, the thermal conductivity of the ground electrode can be sufficiently improved.
(8)上記形態のスパークプラグにおいて、前記芯材の横断面積が、前記先端側から前記基端側に向かって、漸増していてもよい。このような形態であれば、主体金具に近い部位ほど芯材の横断面積が大きくなるため、接地電極の熱伝導性をより効果的に向上させることができる。 (8) In the spark plug of the above aspect, a cross-sectional area of the core member may gradually increase from the distal end side toward the proximal end side. If it is such a form, since the cross-sectional area of a core material becomes large as the site | part close | similar to a metal shell, the thermal conductivity of a ground electrode can be improved more effectively.
(9)上記形態のスパークプラグにおいて、前記金属膜が、溶射によって形成されてもよい。このような形態であれば、接地電極に金属膜を容易に形成することができる。 (9) In the spark plug of the above aspect, the metal film may be formed by thermal spraying. With such a form, a metal film can be easily formed on the ground electrode.
本発明は、上述したスパークプラグの製造方法としての形態に限らず、種々の形態で実現することが可能である。例えば、上述した製造方法によって製造されたスパークプラグや、そのスパークプラグを備える車両等の形態で実現することができる。 The present invention is not limited to the above-described method for manufacturing a spark plug, and can be realized in various forms. For example, it can be realized in the form of a spark plug manufactured by the above-described manufacturing method or a vehicle including the spark plug.
A.スパークプラグの構成:
図1は、スパークプラグ1の部分断面図である。図1において、スパークプラグ1の軸線向ODを図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ1の先端側、上側を後端側として説明する。図1において、一点破線で示す軸線Oの右側は、スパークプラグ1の外観を示しており、軸線Oの左側は、スパークプラグ1の中心軸を通る断面を示している。
A. Spark plug configuration:
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the
スパークプラグ1は、絶縁体としての絶縁碍子10と、主体金具50と、中心電極20と、接地電極30と、端子金具40とを備える。主体金具50には、軸線方向ODに貫通する挿入孔26が形成されている。この挿入孔26には、絶縁碍子10が挿入されて保持されている。中心電極20は、絶縁碍子10内に形成された軸孔12内に軸線方向ODに沿って保持されている。中心電極20の先端部は、絶縁碍子10の先端側に露出している。接地電極30は、主体金具50の先端部(図1における下側の端部)に固定されている。端子金具40は、中心電極20の後端側(図1における上側の端部)に設けられている。端子金具40の後端部は絶縁碍子10の後端側に露出している。
The
絶縁碍子10は周知のようにアルミナ等を焼成して形成され、軸線方向ODへ延びる軸孔12が形成された円筒形状を有する。軸線方向ODの略中央には外径が最も大きな鍔部19が形成されており、それより後端側には後端側胴部18が形成されている。鍔部19より先端側には、後端側胴部18よりも外径の小さな先端側胴部17が形成されている。さらにその先端側胴部17よりも先端側に、先端側胴部17よりも外径の小さな脚長部13が形成されている。脚長部13は先端側ほど縮径され、スパークプラグ1が内燃機関のエンジンヘッド70に取り付けられた際には、燃焼室内に曝される。
As is well known, the
主体金具50は、内燃機関のエンジンヘッド70にスパークプラグ1を固定するための略円筒状の金具である。主体金具50は、絶縁碍子10を、その後端側胴部18の一部から脚長部13にかけての部位を取り囲むようにして保持している。すなわち、主体金具50の挿入孔26に絶縁碍子10が挿入され、絶縁碍子10の先端と後端がそれぞれ主体金具50の先端と後端から露出するように構成されている。主体金具50は低炭素鋼材により形成され、全体にニッケルメッキや亜鉛メッキが施されている。主体金具50の後端部には、図示しないスパークプラグレンチが係合する六角柱形状の工具係合部51が設けられている。主体金具50は、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド70の取付ネジ孔71に螺合するネジ山が形成された取付ネジ部52を備えている。
The
主体金具50の工具係合部51と取付ネジ部52との間には、鍔状のシール部54が形成されている。取付ネジ部52とシール部54との間のネジ首59には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット5が嵌挿されている。ガスケット5は、スパークプラグ1をエンジンヘッド70に取り付けた際に、シール部54の座面55と取付ネジ孔71の開口周縁部75との間で押し潰されて変形する。このガスケット5の変形により、スパークプラグ1とエンジンヘッド70間が封止され、取付ネジ孔71を介した内燃機関内の気密漏れが防止される。
Between the
主体金具50の工具係合部51より後端側には薄肉の加締部53が設けられている。また、シール部54と工具係合部51との間には、加締部53と同様に薄肉の圧縮変形部58が設けられている。工具係合部51から加締部53にかけての主体金具50の内周面と絶縁碍子10の後端側胴部18の外周面との間には、環状の第1の線パッキン6と第2の線パッキン7とが介在している。第1の線パッキン6と第2の線パッキン7との間には、タルク(滑石)9が充填されている。
A
スパークプラグ1の製造時においては、加締部53を内側に折り曲げるようにして先端側に押圧することにより圧縮変形部58が圧縮変形する。圧縮変形部58の圧縮変形により、第2の線パッキン7、タルク9、および、第1の線パッキン6を介し、絶縁碍子10が主体金具50内で先端側に向け押圧される。この押圧により、主体金具50の内周で取付ネジ部52の位置に形成された第1の段部56に、板パッキン8を介し、絶縁碍子10の第2の段部15が押圧されて、主体金具50と絶縁碍子10とが一体にされる。このとき、主体金具50と絶縁碍子10との間の気密性は、板パッキン8によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。また、この押圧により、タルク9が軸線方向OD方向に圧縮されて主体金具50内の気密性が高められる。
When the
中心電極20は、インコネル(商標名)600等のニッケルまたはニッケルを主成分とする合金から形成された母材の内部に、母材よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主成分とする合金からなる芯材を埋設した構造を有する棒状の電極である。中心電極20は軸孔12内を後端側に向けて延設され、シール体4およびセラミック抵抗3を経由して、後方の端子金具40に電気的に接続されている。端子金具40には高圧ケーブル(図示せず)がプラグキャップ(図示せず)を介して接続され、高電圧が印加される。中心電極20の先端には貴金属チップが固定されていても良い。
The
接地電極30は、その基端34が、主体金具50の先端部57に溶接されて固定されている。接地電極30は、その先端部35の内側面が中心電極20の先端と軸線O上で対向するように屈曲されている。接地電極30の任意の横断面における断面積は、1.5mm2以上であることが好ましく、2.0mm2以上であることがより好ましい。また、当該断面積は、4.5mm2以下であることが好ましい。接地電極30の先端部35の内側面には、中心電極20の先端と対向するように貴金属チップが固定されていても良い。
The
図2および図3は、接地電極30の詳細な構成を示す説明図である。図2には、接地電極30の断面構成を示しており、図3には、図2のA−A線における断面を示している。接地電極30は、母材31と、母材31よりも熱伝導率が高い芯材32と、を備えている。本実施形態では、母材31は、ニッケル合金であるインコネル600によって形成されている。芯材32は、銅を90%以上含む銅または銅合金によって形成されている。芯材32は、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、のうち、1種類以上を主成分として含んだ材料によって形成されていてもよい。図2および図3に示すように、芯材32は、母材31の内側に配置されている。このような接地電極30は、芯材32の周囲を母材31で覆った複合材料に引き抜き加工を施し、所定の寸法に切断することで形成することができる。本実施形態では、芯材32の先端面36が母材31から露出している。芯材32の断面積は、接地電極30の任意の横断面において、接地電極30の断面積の8%以上であることが好ましい。接地電極30の断面形状および芯材32の断面形状は、本実施形態では略矩形状である。
2 and 3 are explanatory diagrams showing the detailed configuration of the
接地電極30の先端部35には、金属膜33が形成されている。金属膜33は、芯材32の一部(先端面36)に接触し、かつ、その一部(先端面36)を覆っている。金属膜33は、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)のうち、1種類以上を主成分として含み、かつ、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、イットリウム(Y)のうち1種類以上を含む材料によって形成されている。より好ましくは、金属膜33は、Ni、Coのうち、1種類以上を主成分として含み、かつ、Crも必須として含み、AlおよびYのうち少なくともいずれか一方を含んでいてもよい。さらに好ましくは、Ni、Co、Cr、Al、Yの全部を含むことが好ましい。金属膜33の組成は、例えば、Niを25〜40%とすることが好ましい。また、金属膜33の組成は、Coを30.5〜45.5%とすることが好ましい。また、金属膜33は、Cr、Al、Yを含んでも良い。このような素材によって金属膜33を形成すれば、金属膜33の耐酸化性を向上させることができる。
A
金属膜33は、溶射(本実施形態では、高速フレーム溶射)によって形成されている。金属膜33は、その他にも、例えば、プラズマ溶射やコールドスプレーなどによって形成してもよい。溶射は、例えば、接地電極30が主体金具50の先端部57に溶接された後に行われる。接地電極30は、溶射後に、屈曲される。溶射の際には、主体金具50内に、絶縁碍子10および中心電極20が組み付けられていてもよいし、組み付けられていなくても良い。なお、溶射の際には、金属膜33が形成される部分以外の部分は、金属膜が形成されないようにマスキングされる。
The
図4は、金属膜33の厚みを示す図である。芯材32に接触する部分における金属膜33の厚みTは、1μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましい。また、金属膜33の厚みTは、100μm以下であることが好ましい。これらの厚みTは、図4に示すように、芯材32の断面において、先端面36を4等分する3つ位置において金属膜33の厚みをそれぞれ測定し(t1,t2,t3)、それらの平均を求めた値(=(t1+t2+t3)/3)である。
FIG. 4 is a diagram showing the thickness of the
以上で説明した本実施形態のスパークプラグ1は、接地電極30の先端部35まで芯材32が配置されている。そのため、接地電極30の熱引き性能(熱伝導性)を格段に向上させることができる。また、芯材32の、母材31から露出した部分(先端面36)は、金属膜33で覆われているため、スパークプラグ1が高温環境において使用された際に、芯材32が接地電極30から揮発してしまうことが抑制される。よって、本実施形態のスパークプラグ1によれば、接地電極30の熱引き性能の向上と耐久性の向上の両方を実現することができる。また、本実施形態によれば、接地電極30の熱引き性能が向上するため、接地電極30に貴金属チップが固定されている場合には、貴金属チップの消耗を抑制することもできる。
In the
B.評価試験:
図5は、金属膜33の厚みに関する第1の試験の結果を示すグラフである。本願の発明者らは、上記実施形態のように、接地電極30内の芯材32を母材31から露出させ、その露出した部分を金属膜33によって覆う構成とした場合に、金属膜33の厚みやスパークプラグ1の使用温度によっては、金属膜33から芯材32の主成分(銅)が滲み出てしまうことを初めて見出した。そこで、以下に説明する試験を行った。この試験では、金属膜33の組成と芯材32の組成との組み合わせが異なる4種類の接地電極30を用意した。具体的には、以下の(1)の組成の金属膜33を有し、かつ、以下の(a)の組成の芯材32を有する第1の接地電極と、以下の(2)の組成の金属膜33を有し、かつ、以下の(a)の組成の芯材32を有する第2の接地電極と、以下の(1)の組成の金属膜33を有し、かつ、以下の(b)の組成の芯材32を有する第3の接地電極と、以下の(2)の組成の金属膜33を有し、かつ、以下の(b)の組成の芯材32を有する第4の接地電極と、を用意した。なお、第1〜4の接地電極は、いずれも、母材31はインコネル600である。また、これらの接地電極は、いずれも、横断面(図3参照)における縦幅Hが1.5mm、横幅Wが2.8mmである。また、芯材32の断面積が、約2.1mm2である。さらに、これらの4種類の接地電極について、金属膜33の厚みをそれぞれ、0.2μm、0.6μm、1.0μmと変化させたサンプルを用意した。
B. Evaluation test:
FIG. 5 is a graph showing the results of the first test regarding the thickness of the
(1)Coが45.5%、Niが25%、Crが21%、Alが8%、Yが0.5%
(2)Coが30.5%、Niが40%、Crが21%、Alが8%、Yが0.5%
(a)Cuが99%
(b)Cuが90%
(1) Co is 45.5%, Ni is 25%, Cr is 21%, Al is 8%, Y is 0.5%
(2) Co 30.5%,
(A) 99% Cu
(B) 90% Cu
この試験では、上記のように用意された各サンプルの先端部35(つまり、金属膜33が形成されている部分)をバーナで2分間加熱し、その後、1分間冷却するサイクルを1000サイクル実施する冷熱試験を行った。この冷熱試験では、放射温度計を用いて各接地電極の先端部35の温度を測定しながら、目標とする温度に加熱を行った。そして、EDS(エネルギー分散型X線分析)によって接地電極の先端面の銅成分の割合を測定し、その割合が1%を超えた温度を、図5のグラフに示した。つまり、図5は、冷熱試験後に、芯材32の主成分である銅が金属膜33から滲み出ることになった温度を示している。
In this test, the tip portion 35 (that is, the portion on which the
図5に示した試験結果によれば、金属膜33の厚みが、1.0μm未満では、接地電極の先端面の銅成分が1%を超える温度が、スパークプラグ1が使用される温度である900℃よりも低くなってしまうことが理解できる。つまり、金属膜33の厚みが、1.0μm未満であると、スパークプラグ1の使用に伴って、芯材32が金属膜33から滲み出して揮発し、接地電極30の熱伝導性が悪化してしまう。そのため、スパークプラグ1の通常使用環境に耐えるためには、金属膜33の厚みは、1.0μm以上であることが好ましいことが確認された。
According to the test results shown in FIG. 5, when the thickness of the
図6は、金属膜の厚みに関する第2の試験の結果を示すグラフである。この試験では、母材31としてインコネル600を採用し、上記(1)の組成の金属膜33と、上記(a)の組成の芯材32とを有する接地電極を用意した。この接地電極の横断面(図3参照)における縦幅Hは1.5mm、横幅Wは2.8mmであり、芯材32の断面積は、約2.1mm2である。そして、このような接地電極について、金属膜33の厚みを0μm、10μm、50μm、90μm、100μm、110μm、130μmと変化させたサンプルを用意し、それぞれのサンプルの先端部35をバーナによって1000℃まで加熱し、その5秒後の温度を測定した。図6には、その温度を示している。
FIG. 6 is a graph showing the results of the second test regarding the thickness of the metal film. In this test, Inconel 600 was used as the
図6に示した試験結果によれば、金属膜33の厚みが、100μmを超えると、接地電極の熱引き性が低下することが理解できる。よって、金属膜33の厚みは、100μm以下であることが好ましいことが確認された。
According to the test results shown in FIG. 6, it can be understood that when the thickness of the
図7は、金属膜の厚みに関する第3の試験の結果を示すグラフである。この試験では、上述した第2の試験と同じ種類の接地電極について、金属膜33の厚みを、1μm、5μm、10μm、15μm、20μmと変化させたサンプルを用意した。そして、それぞれのサンプルの先端部35をバーナによって2分間、1000℃まで加熱し、その後、1分間冷却するサイクルを1000サイクル繰り返す冷熱試験を行った。図7には、この冷熱試験の結果、各サンプルの先端面において、金属膜33から芯材32の銅が析出した面積を画像解析によって測定した結果を示している。なお、金属膜33から芯材32の銅が析出すると、その部分が黒く変色するため、画像解析によって面積を測定することができる。
FIG. 7 is a graph showing the results of a third test relating to the thickness of the metal film. In this test, a sample was prepared in which the thickness of the
図7に示した試験結果によれば、金属膜33の厚みが10μm以上であれば、金属膜33から芯材32の銅が析出することがなかった。よって、金属膜33の厚みは、10μm以上であることがより好ましいことが確認された。
According to the test results shown in FIG. 7, if the thickness of the
図8は、芯材の断面積に関する試験の結果を示すグラフである。この試験では、上記(1)の組成の金属膜33と、上記(a)の組成の芯材32とを有し、縦幅Hおよび横幅Wが異なる2種類の接地電極を用意した。一方の接地電極の縦幅H(図3参照)は1.5mm、横幅Wは2.8mmであり、母材31としてインコネル600を採用した。もう一方の接地電極の縦幅Hは、1.3mm、横幅Wは、2.7mmであり、母材31としてインコネル601を採用した。これらの2種類の接地電極について、接地電極の任意の断面における芯材32の面積割合を、0%、5%、8%、12%、20%、33%、45%と変化させたサンプルをそれぞれ用意した。なお、これらのサンプルも長さは、いずれも13mmとした。
FIG. 8 is a graph showing the results of a test related to the cross-sectional area of the core material. In this test, two kinds of ground electrodes having the
この試験では、芯材32の面積割合が0%、すなわち、芯材32を有していないサンプルの先端から5mmの部分における温度が900℃になる加熱条件において、他のサンプルを加熱した。そして、各サンプルの先端から5mmの部分における温度を放射温度計によって測定し、その結果を図8のグラフに示した。
In this test, other samples were heated under heating conditions in which the area ratio of the
図8に示した試験結果によれば、2種類の接地電極のどちらについても、接地電極30の断面積に対する芯材32の断面積の割合が増加すれば、熱引き性能が向上することが理解できる。特に、その面積割合が、8%以上であれば、温度の低下が特に顕著である。そのため、接地電極30の熱伝導性を向上させるには、接地電極30の任意の横断面において、芯材32の断面積が、接地電極30の断面積の8%以上であることが好ましいことが確認された。
According to the test results shown in FIG. 8, it is understood that, for both of the two types of ground electrodes, if the ratio of the cross-sectional area of the
以上で説明した各試験の結果によれば、スパークプラグ1が備える接地電極30は、金属膜33の厚みが、1μm以上であることが好ましく、10μm以上であることがより好ましいことが確認された。また、金属膜33の厚みは、100μm以下であることが好ましいことが確認された。更に、接地電極30の任意の横断面において、芯材32の断面積の割合は、接地電極30の断面積の8%以上であることが好ましいことが確認された。
According to the results of the tests described above, it was confirmed that the
C.他の実施形態:
図9は、接地電極30の他の実施形態を示す模式図である。図9(A)〜(G)には、それぞれ、下段に各実施形態における接地電極の断面を示し、上段に接地電極の先端面の形状と芯材32の断面形状(破線部分)を示している。なお、図9(A)〜(G)には、接地電極30が屈曲される前の状態が示されている。
C. Other embodiments:
FIG. 9 is a schematic diagram showing another embodiment of the
図9(A)に示した第2実施形態の接地電極30aは、芯材32が多層の金属によって構成されている。つまり、銅を主成分とする芯材32の内側に、更に、他の材料の芯材37が配置されている。他の材料としては、例えば、ニッケルまたはニッケル合金を採用することができる。このように、銅を主成分とする芯材32の内側に、更にニッケルを主成分とする芯材37を配置すれば、銅を主成分とする芯材32によって接地電極30の熱伝導性を向上させることが可能となる。更に、ニッケルを主成分とする芯材37によって、屈曲された接地電極30の形状が直線状に戻ろうとすることを抑制することができる。
In the
図9(B)に示した第3実施形態の接地電極30bは、芯材32の横断面積が、接地電極30の先端部から基端側に向かって漸増するように構成されている。このような形態であれば、先端部で受けた熱を、スムーズに主体金具50に伝えることができるので、接地電極30の熱伝導性をより効果的に向上させることができる。
The
図9(C)に示した第4実施形態の接地電極30cは、母材31内に複数の芯材32が並列的に埋設されている。このような形態であっても、接地電極30の熱伝導性を向上させることができる。
In the
図9(D)に示した第5実施形態の接地電極30dは、芯材32の横断面積が、接地電極30の先端部から基端側に向かって漸増するように構成されている。更に、その芯材32の中に、他の材料の芯材37が埋設されている。このような形態であれば、第2実施形態(図9(A))と第3実施形態(図9(B))の両方の効果を奏することができる。
The
図9(E)に示した第6実施形態の接地電極30eは、芯材32の横断面積が、接地電極30の先端部から基端側に向かって漸減するように構成されている。このような形態であっても、熱伝導性を向上させることができる。
The
図9(F)に示した第7実施形態の接地電極30fは、芯材32の横断面が楕円に形成されている。このように、芯材32の横断面は、矩形に限らず、楕円や他の形状であっても良い。また、接地電極30の横断面も矩形に限らず、楕円や他の形状であっても良い。
In the
図9(G)に示した第8実施形態の接地電極30gでは、金属膜33が、接地電極30の先端部全体ではなく、芯材32のみを覆っている。このように、金属膜33は、少なくとも母材31から露出した芯材32を覆うように形成されていればよい。
In the
なお、上述した各実施形態では、芯材32は、母材31の先端面から露出している例を示したが、芯材32は、母材31の先端面だけではなく、側面から露出していても良い。金属膜33は、芯材32が母材31から露出した部分の全体(例えば、先端面および側面)に接触して覆っていればよい。
In each of the above-described embodiments, the
本発明は、上述の実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be realized with various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features of the embodiments corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are intended to solve part or all of the above-described problems, or part of the above-described effects. Or, in order to achieve the whole, it is possible to replace or combine as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.
1…スパークプラグ
3…セラミック抵抗
4…シール体
5…ガスケット
6…第1の線パッキン
7…第2の線パッキン
8…板パッキン
9…タルク
10…絶縁碍子
12…軸孔
13…脚長部
15…第2の段部
17…先端側胴部
18…後端側胴部
19…鍔部
20…中心電極
26…挿入孔
30…接地電極
31…母材
32…芯材
33…金属膜
34…基端
35…先端部
36…先端面
40…端子金具
50…主体金具
51…工具係合部
52…取付ネジ部
53…加締部
54…シール部
55…座面
56…第1の段部
57…先端部
58…圧縮変形部
59…ネジ首
70…エンジンヘッド
71…取付ネジ孔
75…開口周縁部
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記軸孔に設けられた中心電極と、
前記絶縁体の外周に配置された主体金具と、
前記主体金具に基端が固定された接地電極と、を備え、
前記接地電極は、母材と、該母材の内側に配置され該母材よりも熱伝導率が高い芯材と、を有する、スパークプラグであって、
前記接地電極の先端部に、前記芯材の一部に接触し、かつ、該一部を覆う金属膜が形成されており、
前記金属膜の厚みが、前記母材の厚みよりも小さく、
前記金属膜の厚みが、100μm以下であることを特徴とするスパークプラグ。 An insulator having an axial hole along the axial direction;
A center electrode provided in the shaft hole;
A metal shell disposed on the outer periphery of the insulator;
A ground electrode having a base end fixed to the metal shell,
The ground electrode is a spark plug having a base material and a core material disposed inside the base material and having a higher thermal conductivity than the base material,
A metal film that contacts and covers a part of the core material is formed at the tip of the ground electrode,
The thickness of the metal film is rather smaller than the thickness of the base material,
A spark plug , wherein the metal film has a thickness of 100 μm or less .
前記金属膜の厚みが、1μm以上であることを特徴とするスパークプラグ。 The spark plug according to claim 1,
A spark plug, wherein the metal film has a thickness of 1 μm or more.
前記金属膜の厚みが、10μm以上であることを特徴とするスパークプラグ。 The spark plug according to claim 1 or 2, wherein
A spark plug, wherein the metal film has a thickness of 10 μm or more.
前記芯材は、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、のうち、1種類以上を主成分として含むことを特徴とするスパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 3 , wherein
The spark plug is characterized in that the core material includes one or more of gold (Au), silver (Ag), and copper (Cu) as a main component.
前記金属膜は、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)のうち、1種類以上を主成分として含み、かつ、クロム(Cr)、アルミニウム(Al)、イットリウム(Y)のうち1種類以上を含むことを特徴とするスパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 4 , wherein
The metal film includes at least one of nickel (Ni) and cobalt (Co) as a main component, and includes at least one of chromium (Cr), aluminum (Al), and yttrium (Y). Spark plug characterized by
前記接地電極の任意の横断面において、前記芯材の断面積が、前記接地電極の断面積の8%以上であることを特徴とするスパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 5 , wherein
The spark plug according to any one of the cross-sectional areas of the ground electrode, wherein the cross-sectional area of the core member is 8% or more of the cross-sectional area of the ground electrode.
前記芯材の横断面積が、前記先端部から前記基端側に向かって、漸増していることを特徴とするスパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 6 , wherein
A spark plug characterized in that a cross-sectional area of the core member gradually increases from the distal end portion toward the proximal end side.
前記金属膜が、溶射によって形成されていることを特徴とするスパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 7 ,
A spark plug, wherein the metal film is formed by thermal spraying.
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