JP6242259B2 - スパークプラグ - Google Patents
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Description
[形態1]
軸線方向に延びる第1の孔を有する第1部分と、前記第1の孔より大きな内径を有する第2の孔を有し、前記第1部分より後端側に配置された第2部分と、前記第1部分と前記第2の部分との間に形成された棚部と、を備える第1の絶縁部材と、
前記軸線方向に延びる貫通孔を有し前記第1の孔に配置された筒状部を備える第2の絶縁部材と、
前記筒状部の前記貫通孔に配置される棒状部を備える中心電極と、
を備えるスパークプラグであって、
前記第2の絶縁部材は、前記筒状部の後端側に配置され、前記筒状部より大きな外径を有する大径部を備え、
前記大径部は、前記第1の絶縁部材の前記棚部に直接または間接に支持され、
前記第1の絶縁部材と前記第2の絶縁部材とのそれぞれはAl 2 O 3 を含み、
前記第1の絶縁部材に含まれるAl 2 O 3 の重量比率と、前記第2の絶縁部材に含まれるAl 2 O 3 の重量比率とは、異なることを特徴とする、スパークプラグ。
[形態2]
軸線方向に延びる第1の孔を有する第1部分と、前記第1の孔より大きな内径を有する第2の孔を有し、前記第1部分より後端側に配置された第2部分と、前記第1部分と前記第2の部分との間に形成された棚部と、を備える第1の絶縁部材と、
前記軸線方向に延びる貫通孔を有し前記第1の孔に配置された筒状部を備える第2の絶縁部材と、
前記筒状部の前記貫通孔に配置される棒状部を備える中心電極と、
を備えるスパークプラグであって、
前記第2の絶縁部材は、前記筒状部の後端側に配置され、前記筒状部より大きな外径を有する大径部を備え、
前記大径部は、前記第1の絶縁部材の前記棚部に直接または間接に支持され、
前記第1の絶縁部材は、Al 2 O 3 を主成分とするセラミックスであり、
前記第2の絶縁部材は、AlN、ZrO 2 、SiC、TiO 2 、Y 2 O 3 のうちのいずれかを主成分とするセラミックスであることを特徴とする、スパークプラグ。
前記軸線方向に延びる貫通孔を有し前記第1の孔に配置された筒状部を備える第2の絶縁部材と、
前記筒状部の前記貫通孔に配置される棒状部を備える中心電極と、
を備えるスパークプラグであって、
前記第2の絶縁部材は、前記筒状部の後端側に配置され、前記筒状部より大きな外径を有する大径部を備え、
前記大径部は、前記第1の絶縁部材の前記棚部に直接または間接に支持されていることを特徴とする、スパークプラグ。
前記中心電極は、前記筒状部より後端側に配置され、前記筒状部より大きな外径を有する頭部を備え、
前記第2の絶縁部材の前記大径部は、前記第1の絶縁部材の前記棚部と、前記中心電極の前記頭部と、によって挟まれていることを特徴とするスパークプラグ。
前記第2の孔において、前記頭部と前記第2部分との間をシールするシール部材と、
を備える、スパークプラグ。
前記第1の絶縁部材と前記第2の絶縁部材とのそれぞれはAl2O3を含み、
前記第1の絶縁部材に含まれるAl2O3の重量比率と、前記第2の絶縁部材に含まれるAl2O3の重量比率とは、異なることを特徴とするスパークプラグ。
前記第1の絶縁部材と前記第2の絶縁部材とのそれぞれはAl2O3を含み、
前記第2の絶縁部材に含まれるAl2O3の重量比率は、前記第1の絶縁部材に含まれるAl2O3の重量比率以上であることを特徴とするスパークプラグ。
前記第2の絶縁部材の先端は、前記第1の絶縁部材の先端より先端側に位置し、
前記中心電極の先端は、前記第2の絶縁部材の先端より後端側に位置することを特徴とするスパークプラグ。
前記第2の絶縁部材は、La2O3、SiO2、SiC、TiO2、Y2O3、CaO、MgOのうちの少なくとも1個の特定化合物を含み、
前記第2の絶縁部材に含まれる前記特定化合物の合計の重量比率は、前記第1の絶縁部材に含まれる前記特定化合物の合計の重量比率より大きいことを特徴とするスパークプラグ。
前記第1の絶縁部材は、Al2O3を主成分とするセラミックスであり、
前記第2の絶縁部材は、AlN、ZrO2、SiC、TiO2、Y2O3のうちのいずれかを主成分とするセラミックスであることを特徴とするスパークプラグ。
A−1.スパークプラグの構成:
以下、本発明の実施の態様を実施形態に基づいて説明する。図1は、第1実施形態のスパークプラグ100を軸線が含まれる面で切断した断面図である。図1の一点破線は、スパークプラグ100の軸線CO(軸線COとも呼ぶ)を示している。軸線COと平行な方向(図1の上下方向)を軸線方向とも呼ぶ。軸線COを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、軸線COを中心とする円の周方向を、単に「周方向」とも呼ぶ。図1における下方向を先端方向FDと呼び、上方向を後端方向BDとも呼ぶ。図1における下側を、スパークプラグ100の先端側と呼び、図1における上側をスパークプラグ100の後端側と呼ぶ。スパークプラグ100は、第1の絶縁部材としての外側絶縁碍子10と、中心電極20と、接地電極30と、端子金具40と、主体金具50と、第2の絶縁部材としての内側絶縁碍子90と、を備える。
上記のスパークプラグ100の中心電極20近傍の構成について、さらに、詳細に説明する。図2は、図1の断面図の中心電極20の近傍を拡大した図である。外側絶縁碍子10の貫通孔12(図1)は、径R1の第1の孔121と、第1の孔121より後端側に位置し、径R1より大きな径R2(R1<R2)を有する第2の孔122と、を含んでいる(図2)。すなわち、外側絶縁碍子10は、第1の孔121を有する第1部分101と、第2の孔122を有し、第1部分より後端側に配置された第2部分102と、を備えている、と言うことができる。
第1評価試験では、上記第1実施形態のスパークプラグ100の強度を確認するために、上記第1実施形態のスパークプラグ100のサンプル(評価サンプルとも呼ぶ)と、比較サンプルA〜Cの強度試験を実施した。
外側絶縁碍子10の第1部分101の内径(第1の孔121の径)R1:2.54mm
外側絶縁碍子10の第2部分102の内径(第1の孔121の径)R2:4mm
内側絶縁碍子90の筒状部91の外径R3:2.5mm
内側絶縁碍子90の筒状部91の内径R4:1.5mm
内側絶縁碍子90の大径部92の外径R5:3.8mm
中心電極本体25の棒状部251の外径R6:1.46mm
中心電極本体25の鍔状部252の外径R7:3.8mm
中心電極本体25の柱状部253の外径R8:2.5mm
外側絶縁碍子10の脚長部13の後端径Rb:5.5mm
外側絶縁碍子10の脚長部13の先端径Ra:4mm
第2評価試験では、下の表2に示すように、8種類のサンプル1〜8を10個ずつ準備した。サンプル1は、比較形態のスパークプラグのサンプル(比較サンプル)である。サンプル2〜8は、第1実施形態のスパークプラグ100のサンプル(評価サンプル)である。評価サンプル2〜8の構成は、外側絶縁碍子10と内側絶縁碍子90を形成する材料を除いて、第1評価試験の評価サンプルと同じである。比較サンプル1では、評価サンプルの外側絶縁碍子10と内側絶縁碍子90とが、一体の絶縁碍子で形成されている。比較サンプル1の他の構成は、評価サンプルと同じである。
B−1.スパークプラグの構成:
第2実施形態のスパークプラグは、第1実施形態のスパークプラグ100と異なり、プラズマジェットプラグと呼ばれるタイプのスパークプラグである。なお、プラズマジェットプラグは、第1実施形態のスパークプラグ100とは、先端部近傍の構成が異なる。図4は、第2実施形態のスパークプラグの先端部近傍を軸線が含まれる面で切断した断面図である。第2実施形態のスパークプラグの構成のうち、第1実施形態のスパークプラグ100と異なる構成については、符号の末尾に「D」を付し、第1実施例のスパークプラグ100と同じ構成については、第1実施形態のスパークプラグ100と同じ符号を付した。
評価試験では、上記第2実施形態のスパークプラグのサンプルの耐火花消耗性の試験を実施した。
外側絶縁碍子10Dの第1部分101Dの内径R21:2.54mm
外側絶縁碍子10Dの第2部分102の内径R22:4mm
内側絶縁碍子90Dの筒状部91Dの外径R23:2.5mm
内側絶縁碍子90Dの筒状部91Dの内径R4:0.8mm
内側絶縁碍子90Dの大径部92の外径R25:3.8mm
中心電極20Dの棒状部251Dの外径R26:0.76mm
中心電極20Dの鍔状部252の外径R27:3.8mm
中心電極20Dの柱状部253の外径R28:2.5mm
外側絶縁碍子10Dの脚長部13Dの後端径R2b:5.5mm
外側絶縁碍子10Dの脚長部13Dの先端径R2a:4mm
(1)図5は、変形例の内側絶縁碍子の例を示す第1の図である。図5(A)〜(C)の変形例について第2実施形態と異なる部分のみを説明する。図5(A)の内側絶縁碍子90Fの大径部92Fの外径は、中心電極の鍔状部252Dの外径より大きい。図5(B)の内側絶縁碍子90Gの大径部92Gの外径は、中心電極の鍔状部252Dの外径より小さい。このように、内側絶縁碍子の大径部の外径は、中心電極の鍔状部252Dの外径と異なっていても良い。
Claims (7)
- 軸線方向に延びる第1の孔を有する第1部分と、前記第1の孔より大きな内径を有する第2の孔を有し、前記第1部分より後端側に配置された第2部分と、前記第1部分と前記第2の部分との間に形成された棚部と、を備える第1の絶縁部材と、
前記軸線方向に延びる貫通孔を有し前記第1の孔に配置された筒状部を備える第2の絶縁部材と、
前記筒状部の前記貫通孔に配置される棒状部を備える中心電極と、
を備えるスパークプラグであって、
前記第2の絶縁部材は、前記筒状部の後端側に配置され、前記筒状部より大きな外径を有する大径部を備え、
前記大径部は、前記第1の絶縁部材の前記棚部に直接または間接に支持され、
前記第1の絶縁部材と前記第2の絶縁部材とのそれぞれはAl 2 O 3 を含み、
前記第1の絶縁部材に含まれるAl 2 O 3 の重量比率と、前記第2の絶縁部材に含まれるAl 2 O 3 の重量比率とは、異なることを特徴とする、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の絶縁部材に含まれるAl2O3の重量比率は、前記第1の絶縁部材に含まれるAl2O3の重量比率より大きいことを特徴とするスパークプラグ。 - 軸線方向に延びる第1の孔を有する第1部分と、前記第1の孔より大きな内径を有する第2の孔を有し、前記第1部分より後端側に配置された第2部分と、前記第1部分と前記第2の部分との間に形成された棚部と、を備える第1の絶縁部材と、
前記軸線方向に延びる貫通孔を有し前記第1の孔に配置された筒状部を備える第2の絶縁部材と、
前記筒状部の前記貫通孔に配置される棒状部を備える中心電極と、
を備えるスパークプラグであって、
前記第2の絶縁部材は、前記筒状部の後端側に配置され、前記筒状部より大きな外径を有する大径部を備え、
前記大径部は、前記第1の絶縁部材の前記棚部に直接または間接に支持され、
前記第1の絶縁部材は、Al 2 O 3 を主成分とするセラミックスであり、
前記第2の絶縁部材は、AlN、ZrO 2 、SiC、TiO 2 、Y 2 O 3 のうちのいずれかを主成分とするセラミックスであることを特徴とする、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、
前記中心電極は、前記筒状部より後端側に配置され、前記筒状部より大きな外径を有する頭部を備え、
前記第2の絶縁部材の前記大径部は、前記第1の絶縁部材の前記棚部と、前記中心電極の前記頭部と、によって挟まれていることを特徴とするスパークプラグ。 - 請求項4に記載のスパークプラグであって、さらに、
前記第2の孔において、前記頭部と前記第2部分との間をシールするシール部材と、
を備える、スパークプラグ。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
前記第2の絶縁部材の先端は、前記第1の絶縁部材の先端より先端側に位置し、
前記中心電極の先端は、前記第2の絶縁部材の先端より後端側に位置することを特徴とするスパークプラグ。 - 請求項6に記載のスパークプラグであって、
前記第2の絶縁部材は、La2O3、SiO2、SiC、TiO2、Y2O3、CaO、MgOのうちの少なくとも1個の特定化合物を含み、
前記第2の絶縁部材に含まれる前記特定化合物の合計の重量比率は、前記第1の絶縁部材に含まれる前記特定化合物の合計の重量比率より大きいことを特徴とするスパークプラグ。
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