JP7490507B2 - スパークプラグ - Google Patents
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Description
(1)本明細書によって開示されるスパークプラグは、軸線方向に延びる軸孔が形成された絶縁体と、前記軸孔の前記軸線方向の先端側に配置された中心電極と、を備え、前記軸孔は、前記軸線方向の先端側から順に、第1内径部と、前記軸線方向の後端側に向かうにつれて内径が大きくなる段部と、前記第1内径部より内径の大きい第2内径部と、を有し、前記中心電極は、先端が前記段部に支持される鍔部と、前記鍔部から前記軸線方向の後端側に延びて前記第2内径部に配置される頭部と、前記鍔部から前記軸線方向の先端側に延びて前記第1内径部に配置される軸部と、を有し、前記軸孔の内部において前記鍔部と前記頭部との周囲に充填される導電性シール部材を備えるスパークプラグであって、前記頭部は、前記鍔部に連なる円柱状の円柱部と、前記円柱部に連なり、前記鍔部から離れるほど外径が大きくなる拡径部とを備え、前記中心電極は、前記鍔部の表面と前記円柱部の表面とが滑らかに接続される。
本明細書によって開示される技術の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
実施形態1を、図1から図3を参照しつつ説明する。スパークプラグ1は内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられ、内燃機関の燃焼室内の混合気に着火するために用いられる。スパークプラグ1は、図1に示すように、絶縁体10と、主体金具20と、中心電極30と、端子金具40と、抵抗体50と、導電性シール部材(以下、「シール部材」と略記する)60、70と、接地電極80とを備える。図1の一点破線は、スパークプラグ1の軸線AXを示している。以下の説明では、軸線AXと平行な方向(図1の上下方向)を「軸線方向」という。また、図1における下側を軸線方向の先端側といい、図1における上側を軸線方向の後端側という。
絶縁体10は、図1に示すように、軸線AXに沿って延びる円筒状の部材であって、軸線方向に延びる軸孔11を有する。絶縁体10は、例えば、アルミナ等のセラミックスを用いて形成されている。軸孔11は、軸線方向の先端側から順に、第1内径部12と、この第1内径部12に連なり、軸線方向の後端側に向かうにつれて内径が大きくなる段部13と、段部13に連なり、第1内径部12より内径の大きい第2内径部14と、を有している。
主体金具20は、スパークプラグ1をシリンダヘッドに取り付ける際に利用される部材である。この主体金具20は、図1に示すように、全体として軸線方向に延びた円筒形状をなし、導電性の金属材料(例えば、低炭素鋼材)によって構成される。
中心電極30は、図1に示すように、軸線方向に延びる棒状の中心電極本体31と、その中心電極本体31の先端に取り付けられる円柱状のチップ32とを備えている。中心電極本体31は、その先端部が絶縁体10の外部に露出するように、絶縁体10の軸孔11の先端側に保持されている。中心電極本体31は、ニッケル(Ni)又はニッケルを最も多く含むニッケル基合金(例えば、NCF600、NCF601等)によって構成される。なお、中心電極本体31は、ニッケル又はニッケル基合金製からなる外層部(母材)と、その外層部に埋設された芯部とを含む2層構造であってもよい。その場合、芯部は、外層部よりも熱伝導性に優れる銅(Cu)又は銅を最も多く含む銅基合金から形成されることが好ましい。チップ32は、例えば白金やイリジウムなどの貴金属を主成分とする。なお、チップ32は省略可能である。
端子金具40は、図1に示すように、軸線方向に延びる棒状の部材であり、その後端部が絶縁体10の外部に露出するように、絶縁体10の軸孔11の後端側に保持されている。端子金具40は、軸孔11内において、中心電極30よりも後端側に配置されている。端子金具40は、導電性の金属材料(例えば、低炭素鋼)で構成される。端子金具40の表面には、防食等の目的でニッケル等のメッキが施されてもよい。端子金具40は、軸線方向の所定位置に形成された鍔部41と、鍔部41よりも後端側に位置する端子接続部42と、鍔部41よりも先端側の脚部43と、を備えている。脚部43は、絶縁体10の軸孔11に挿入されている。端子接続部42は、絶縁体10よりも後端側に露出している。端子接続部42には、図示しない高圧ケーブルが接続されたプラグキャップが装着され、放電を発生するための高電圧が印加される。
抵抗体50は、図1に示すように、絶縁体10の軸孔11内において、端子金具40の先端と中心電極30の後端との間に配置される。抵抗体50は、例えば、1kΩ以上の抵抗値(例えば、5kΩ)を有し、火花発生時の電波ノイズを低減する機能等を備えている。
軸孔11における抵抗体50の先端と中心電極30の後端との間には、導電性を有するシール部材60が配置されている。シール部材60は、軸孔11の内部において鍔部33と頭部34との周囲に充填されており、頭部34の全体と、鍔部33のうち頭部34側の一部が、シール部材60に埋設されている。また、軸孔11における抵抗体50の後端と端子金具40の先端との間には、導電性を有するシール部材70が配置されている。シール部材60、70は、導電性を有する材料、例えば、金属粒子(Cu、Feなど)と、B2O3-SiO2系等のガラス粒子とを含む組成物で形成されている。
接地電極80は、全体的には途中で略L字状に折れ曲がった形状を有し、その後端が主体金具20の先端に接合される。そして、その先端部が中心電極30の先端にあるチップ32と間隔を保ちつつ対向するように配される。接地電極80と主体金具20とは、例えば、互いに抵抗溶接、レーザ溶接等によって接合される。これにより、接地電極80と主体金具20とは、互いに電気的に接続される。接地電極80は、例えば、ニッケル又はニッケル基合金からなる。
上記の構成のスパークプラグ1の製造工程の一例を、以下に説明する。まず、中心電極本体31となる電極基材100を準備する。電極基材100は、図3に示すように、中心電極本体31と同様に鍔部33と軸部35とを備えているとともに、ストレート部101を備えている。ストレート部101は、全長にわたって外径が一定の円柱状をなし、鍔部33から軸部35と反対方向に延びている。また、ストレート部101の後端側の面には窪みが形成されている。この電極基材100を、軸孔11の内部に第2内径部14側(図3の上側)から挿入する。鍔部33が段部13の内周面に支持され、ストレート部101が第2内径部14内に配置され、軸部35が第1内径部12内に配置される。
中心電極30と接地電極80との間に高電圧が印加されると、その隙間において、概ね軸線AXに沿った形で、火花放電が発生する。シール部材60は、中心電極30を軸孔11内に固定するとともに、抵抗体50およびシール部材70を介して中心電極30と端子金具40との導通を図っている。
一定な部分における長さを指す。
10:絶縁体
11:軸孔
12:第1内径部
13:段部
14:第2内径部
30:中心電極
33:鍔部
34:頭部
35:軸部
36:円柱部
37:拡径部
60:導電性シール部材
Claims (3)
- 軸線方向に延びる軸孔が形成された絶縁体と、
前記軸孔の前記軸線方向の先端側に配置された中心電極と、を備え、
前記軸孔は、前記軸線方向の先端側から順に、第1内径部と、前記軸線方向の後端側に向かうにつれて内径が大きくなる段部と、前記第1内径部より内径の大きい第2内径部と、を有し、
前記中心電極は、先端側が前記段部に支持され、後端側が1段である鍔部と、前記鍔部の後端側から前記軸線方向の後端側に延びて前記第2内径部に配置される頭部と、前記鍔部の先端側から前記軸線方向の先端側に延びて前記第1内径部に配置される軸部と、を有し、
前記軸孔の内部において前記鍔部と前記頭部との周囲に充填される導電性シール部材を備えるスパークプラグであって、
前記頭部は、前記鍔部に連なり、外径が一定な円柱状をなす円柱部と、前記円柱部に連なり、前記鍔部から離れるほど外径が大きくなる拡径部と、を備え、
前記中心電極は、前記鍔部の表面と前記円柱部の表面とが滑らかに接続される、スパークプラグ。 - 前記第2内径部の内径が3.1mm以下である、請求項1に記載のスパークプラグ。
- 前記円柱部の前記軸線方向における長さが1.9mm以下である、請求項1または請求項2に記載のスパークプラグ。
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