JP2018152310A - Spark plug - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書は、スパークプラグに関する。 The present specification relates to a spark plug.
従来から、内燃機関に、スパークプラグが用いられている。スパークプラグとしては、例えば、軸線の方向に延びる軸孔を有する筒状の絶縁体と、絶縁体の外周に配置される主体金具と、絶縁体の軸孔に配置される中心電極と、主体金具に接続される接地電極と、を備えるスパークプラグが利用されている。 Conventionally, spark plugs have been used in internal combustion engines. Examples of the spark plug include a cylindrical insulator having an axial hole extending in the direction of the axis, a metal shell disposed on the outer periphery of the insulator, a center electrode disposed in the shaft hole of the insulator, and a metal shell. There is used a spark plug including a ground electrode connected to the.
内燃機関の運転中には、スパークプラグの絶縁体の温度は、燃焼ガスから受ける熱によって、上昇する。内燃機関の出力が小さい場合のように、燃焼ガスから絶縁体へ伝達される熱量が少ない場合には、絶縁体の温度が低い状態が続く。絶縁体の温度が低い場合、絶縁体の表面にカーボンが堆積し得る。このようなカーボンに起因して、絶縁体の表面を通る意図しない経路に沿って放電が生じ得る。ここで、熱価が小さくなるようにスパークプラグを構成すれば、絶縁体の昇温によってカーボンの焼失を促進できるので、絶縁体の表面を通る放電を抑制できる。しかし、内燃機関の出力が大きくなるなどして、燃焼ガスから絶縁体へ伝達される熱量が多くなると、絶縁体の異常過熱によってプレイグニッションなどの誤着火が生じ得る。絶縁体の表面を通る放電を抑制することと、絶縁体の温度が過度に高くなることを抑制することと、を両立させることは、容易ではなかった。 During operation of the internal combustion engine, the temperature of the insulator of the spark plug rises due to heat received from the combustion gas. When the amount of heat transferred from the combustion gas to the insulator is small, such as when the output of the internal combustion engine is small, the temperature of the insulator continues to be low. When the temperature of the insulator is low, carbon can be deposited on the surface of the insulator. Due to such carbon, discharge can occur along unintended paths through the surface of the insulator. Here, if the spark plug is configured so that the heat value becomes small, the burning of the carbon can be promoted by the temperature rise of the insulator, so that the discharge through the surface of the insulator can be suppressed. However, if the amount of heat transferred from the combustion gas to the insulator increases due to an increase in the output of the internal combustion engine or the like, erroneous ignition such as pre-ignition may occur due to abnormal overheating of the insulator. It has not been easy to achieve both suppression of discharge passing through the surface of the insulator and suppression of an excessive increase in the temperature of the insulator.
本明細書は、絶縁体の表面を通る放電を抑制し、絶縁体の温度が過度に高くなることを抑制することができる技術を開示する。 This specification discloses the technique which can suppress the discharge which passes along the surface of an insulator and can suppress that the temperature of an insulator becomes high too much.
本明細書は、例えば、以下の適用例を開示する。 This specification discloses the following application examples, for example.
[適用例1]
軸線の方向に沿って先端側から後端側に延びる軸孔と、先端側に向かうにつれて外径が縮径する段部と、を有する筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に配置され、先端側に向かって辿る場合に内径が小さくなる部分であるとともに前記段部を直接的又は間接的に支持する支持部を有する、筒状の主体金具と、
前記絶縁体の軸孔に配置される中心電極と、
前記主体金具に接続され、前記中心電極の先端部と対向する接地電極と、
を備えるスパークプラグであって、
前記絶縁体は、内周側の部分である第1部分と、外周側の部分である第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間で前記第1部分の先端と前記第2部分の先端とのいずれよりも後端側に凹んだ第3部分と、を含み、
前記第2部分のうち、前記段部よりも先端側の部分の少なくとも一部は、前記主体金具と直接的又は間接的に接続されている、
スパークプラグ。
[Application Example 1]
A cylindrical insulator having an axial hole extending from the front end side to the rear end side along the direction of the axis, and a step portion whose outer diameter is reduced toward the front end side,
A cylindrical metal shell having a support portion that is disposed on the outer periphery of the insulator and has a support portion that directly or indirectly supports the stepped portion as well as a portion having a smaller inner diameter when traced toward the tip side.
A central electrode disposed in the axial hole of the insulator;
A ground electrode connected to the metal shell and facing the tip of the center electrode;
A spark plug comprising:
The insulator includes a first portion that is an inner peripheral portion, a second portion that is an outer peripheral portion, a tip of the first portion and the first portion between the first portion and the second portion. A third portion recessed to the rear end side from any of the two portions of the tip, and
Of the second part, at least a part of the tip side of the step part is directly or indirectly connected to the metal shell,
Spark plug.
この構成によれば、中心電極から絶縁体の表面を通って主体金具へ至る経路が長くなるので、絶縁体の表面を通る放電を抑制できる。また、絶縁体の第2部分のうち段部よりも先端側の部分の少なくとも一部が、主体金具と直接的または間接的に接続されている。従って、絶縁体の第2部分は、主体金具へ、熱を容易に伝達できる。また、絶縁体と主体金具との間に燃焼ガスが入ることが抑制される。以上により、絶縁体の先端部の温度が過度に高くなることを抑制できる。これにより、プレイグニションなどの誤着火を抑制できる。 According to this configuration, since the path from the center electrode to the metal shell through the surface of the insulator becomes long, discharge through the surface of the insulator can be suppressed. In addition, at least a part of the portion of the second portion of the insulator that is closer to the tip than the stepped portion is directly or indirectly connected to the metal shell. Therefore, the second portion of the insulator can easily transfer heat to the metal shell. Moreover, it is suppressed that a combustion gas enters between an insulator and a metal shell. As described above, it is possible to suppress the temperature of the tip portion of the insulator from becoming excessively high. Thereby, misfires, such as preignition, can be controlled.
[適用例2]
適用例1に記載のスパークプラグであって、
前記主体金具は、前記絶縁体の前記第2部分の先端側で内周側に向かって突出する突出部を含む、
スパークプラグ。
[Application Example 2]
The spark plug according to application example 1,
The metal shell includes a protruding portion that protrudes toward the inner peripheral side at the distal end side of the second portion of the insulator,
Spark plug.
この構成によれば、燃焼ガスが絶縁体の第2部分に接触することが抑制され、また、絶縁体と主体金具との間に燃焼ガスが入ることが抑制される。従って、絶縁体の先端部の温度が過度に高くなることを抑制できる。 According to this configuration, the combustion gas is suppressed from coming into contact with the second portion of the insulator, and the combustion gas is suppressed from entering between the insulator and the metal shell. Therefore, it can suppress that the temperature of the front-end | tip part of an insulator becomes high too much.
[適用例3]
適用例2に記載のスパークプラグであって、
前記突出部は、前記絶縁体の前記第2部分の先端面よりも内周側まで延びている、
スパークプラグ。
[Application Example 3]
The spark plug according to application example 2,
The protruding portion extends to the inner peripheral side from the tip surface of the second portion of the insulator,
Spark plug.
この構成によれば、燃焼ガスが絶縁体の第2部分に接触することが抑制され、また、絶縁体と主体金具との間に燃焼ガスが入ることが抑制される。従って、絶縁体の先端部の温度が過度に高くなることを抑制できる。 According to this configuration, the combustion gas is suppressed from coming into contact with the second portion of the insulator, and the combustion gas is suppressed from entering between the insulator and the metal shell. Therefore, it can suppress that the temperature of the front-end | tip part of an insulator becomes high too much.
[適用例4]
適用例1から3のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記絶縁体の前記第1部分は、前記主体金具の先端よりも後端側から先端側まで延びている、
スパークプラグ。
[Application Example 4]
The spark plug according to any one of Application Examples 1 to 3,
The first portion of the insulator extends from the rear end side to the front end side from the front end of the metal shell.
Spark plug.
この構成によれば、絶縁体の表面を通る放電経路が長くなるので、絶縁体の表面を通る放電を抑制できる。 According to this configuration, since the discharge path passing through the surface of the insulator becomes long, the discharge passing through the surface of the insulator can be suppressed.
[適用例5]
適用例1から4のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記中心電極は、前記絶縁体の前記第1部分の先端よりも後端側から先端側まで延びている、
スパークプラグ。
[Application Example 5]
The spark plug according to any one of Application Examples 1 to 4,
The center electrode extends from the rear end side to the front end side from the front end of the first portion of the insulator.
Spark plug.
この構成においても、絶縁体の先端部の表面を通る放電を抑制できる。 Even in this configuration, the discharge passing through the surface of the tip of the insulator can be suppressed.
[適用例6]
適用例1から5のいずれか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部分は、前記第3部分側の内周面の内径が先端側に向けて小さくなる部分を含む、
スパークプラグ。
[Application Example 6]
The spark plug according to any one of Application Examples 1 to 5,
The second portion of the insulator includes a portion in which the inner diameter of the inner peripheral surface on the third portion side becomes smaller toward the tip side.
Spark plug.
この構成によれば、絶縁体の第1部分と第2部分との間に燃焼ガスが入りにくいので、絶縁体の先端部の温度が過度に高くなることが抑制される。 According to this configuration, since the combustion gas hardly enters between the first portion and the second portion of the insulator, it is possible to suppress the temperature of the tip portion of the insulator from becoming excessively high.
なお、本明細書に開示の技術は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、スパークプラグやスパークプラグを用いた点火装置、そのスパークプラグを搭載する内燃機関や、そのスパークプラグを用いた点火装置を搭載する内燃機関等の態様で実現することができる。 The technology disclosed in the present specification can be realized in various modes. For example, a spark plug, an ignition device using the spark plug, an internal combustion engine equipped with the spark plug, and the spark plug are provided. This can be realized in an aspect of an internal combustion engine or the like equipped with the used ignition device.
A.第1実施形態:
A−1.スパークプラグ100の構成:
図1は、一実施形態としてのスパークプラグ100の断面図である。図中には、スパークプラグ100の中心軸CL(「軸線CL」とも呼ぶ)と、スパークプラグ100の中心軸CLを含む平らな断面と、が示されている。以下、中心軸CLに平行な方向を「軸線CLの方向」、または、単に「軸線方向」または「前後方向」とも呼ぶ。軸線CLを中心とする円の径方向を「径方向」とも呼ぶ。径方向は、軸線CLに垂直な方向である。軸線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、または、前方向Dfと呼び、上方向を後端方向Dfr、または、後方向Dfrとも呼ぶ。先端方向Dfは、後述する端子金具40から中心電極20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。
A. First embodiment:
A-1.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a
スパークプラグ100は、軸線CLに沿って延びる貫通孔12(軸孔12とも呼ぶ)を有する筒状の絶縁体10と、貫通孔12の先端側で保持される中心電極20と、貫通孔12の後端側で保持される端子金具40と、貫通孔12内で中心電極20と端子金具40との間に配置された抵抗体73と、中心電極20と抵抗体73とに接触してこれらの部材20、73を電気的に接続する導電性の第1シール部72と、抵抗体73と端子金具40とに接触してこれらの部材73、40を電気的に接続する導電性の第2シール部74と、絶縁体10の外周側に固定された筒状の主体金具50と、一端が主体金具50の先端面55に接合されるとともに他端が中心電極20とギャップgを介して対向するように配置された接地電極30と、を有している。
The
絶縁体10の軸線方向の略中央には、外径が最も大きな大径部14が形成されている。大径部14より後端側には、後端側胴部13が形成されている。大径部14よりも先端側には、後端側胴部13よりも外径の小さな先端側胴部15が形成されている。先端側胴部15よりもさらに先端側には、縮外径部16と、脚部19とが、先端側に向かってこの順に形成されている。縮外径部16の外径は、前方向Dfに向かって、徐々に小さくなっている。脚部19の先端面には、後方向Dfr側に向かって凹む溝390が形成されている(詳細は、後述)。縮外径部16の近傍(図1の例では、先端側胴部15)には、前方向Dfに向かって内径が徐々に小さくなる縮内径部11が形成されている。絶縁体10は、機械的強度と、熱的強度と、電気的強度とを考慮して形成されることが好ましく、例えば、アルミナを焼成して形成されている(他の絶縁材料も採用可能である)。
A large-
中心電極20は、金属製の部材であり、絶縁体10の貫通孔12内の前方向Df側の端部に配置されている。中心電極20は、略円柱状の棒部28と、棒部28の先端に接合(例えば、レーザ溶接)された第1チップ29と、を有している。棒部28は、後方向Dfr側の部分である頭部24と、頭部24の前方向Df側に接続された軸部27と、を有している。軸部27は、軸線CLに平行に前方向Dfに向かって延びている。頭部24のうちの前方向Df側の部分は、軸部27の外径よりも大きな外径を有する鍔部23を形成している。鍔部23の前方向Df側の面は、絶縁体10の縮内径部11によって、支持されている。軸部27は、鍔部23の前方向Df側に接続されている。第1チップ29は、軸部27の先端に接合されている。
The
棒部28は、外層21と、外層21の内周側に配置された芯部22と、を有している。外層21は、芯部22よりも耐酸化性に優れる材料(例えば、ニッケルを主成分として含む合金)で形成されている。ここで、主成分は、含有率(重量パーセント(wt%))が最も高い成分を意味している。芯部22は、外層21よりも熱伝導率が高い材料(例えば、純銅、銅を主成分として含む合金、等)で形成されている。第1チップ29は、軸部27よりも放電に対する耐久性に優れる材料(例えば、イリジウム(Ir)、白金(Pt)等の貴金属)を用いて形成されている。中心電極20のうち第1チップ29を含む先端側の一部分は、絶縁体10の軸孔12から前方向Df側に露出している。なお、芯部22は、省略されてもよい。また、第1チップ29は、省略されてもよい。
The
端子金具40は、軸線CLに平行に延びる棒状の部材である。端子金具40は、導電性材料を用いて形成されている(例えば、鉄を主成分として含む金属)。端子金具40は、前方向Dfに向かって順番で並ぶ、キャップ装着部49と、鍔部48と、軸部41と、を有している。軸部41は、絶縁体10の軸孔12の後方向Dfr側の部分に挿入されている。キャップ装着部49は、絶縁体10の後端側で、軸孔12の外に露出している。
The
絶縁体10の軸孔12内において、端子金具40と中心電極20との間には、電気的なノイズを抑制するための抵抗体73が配置されている。抵抗体73は、導電性材料(例えば、ガラスと炭素粒子とセラミック粒子との混合物)を用いて形成されている。抵抗体73と中心電極20との間には、第1シール部72が配置され、抵抗体73と端子金具40との間には、第2シール部74が配置されている。これらのシール部72、74は、導電性材料(例えば、金属粒子と抵抗体73の材料に含まれるものと同じガラスとの混合物)を用いて形成されている。中心電極20は、第1シール部72、抵抗体73、第2シール部74によって、端子金具40に電気的に接続されている。
In the
主体金具50は、軸線CLに沿って延びる貫通孔59を有する筒状の部材である。主体金具50の貫通孔59には、絶縁体10が挿入され、主体金具50は、絶縁体10の外周に固定されている。主体金具50は、導電材料(例えば、主成分である鉄を含む炭素鋼等の金属)を用いて形成されている。絶縁体10の後方向Dfr側の一部は、貫通孔59の外に露出している。
The
主体金具50は、工具係合部51と、先端側胴部52と、を有している。工具係合部51は、スパークプラグ用のレンチ(図示せず)が嵌合する部分である。先端側胴部52は、主体金具50の先端面55を含む部分である。先端側胴部52の外周面には、内燃機関(例えば、ガソリンエンジン)の取付孔に螺合するためのネジ部57が形成されている。ネジ部57は、軸線CLの方向に延びる雄ねじが形成された部分である。
The
主体金具50の工具係合部51と先端側胴部52との間の外周面には、径方向外側に張り出したフランジ状の中胴部54が形成されている。中胴部54の外径は、ネジ部57の最大外径(すなわち、ネジ山の頂の外径)よりも、大きい。中胴部54の前方向Df側の面300は、内燃機関のうちの取付孔を形成する部分である取り付け部(例えば、エンジンヘッド)とのシールを形成する座面である。
On the outer peripheral surface between the
先端側胴部52のネジ部57と中胴部54の座面300との間には、環状のガスケット90が配置されている。ガスケット90は、例えば金属の板状部材を折り曲げることによって形成されている。ガスケット90は、スパークプラグ100が内燃機関に取り付けられた際に押し潰されて変形する。このガスケット90の変形によって、スパークプラグ100の中胴部54の座面300と、図示しない内燃機関の取り付け部(例えば、エンジンヘッド)と、の隙間が封止され、燃焼ガスの漏出が抑制される。なお、ガスケット90が省略されてもよい。この場合、中胴部54の座面300は、直接に内燃機関の取り付け部に接触することによって、座面300と、内燃機関の取り付け部と、の隙間を封止する。
An
主体金具50の先端側胴部52には、先端側に向かって内径が徐々に小さくなる縮内径部56が形成されている。主体金具50の縮内径部56と、絶縁体10の縮外径部16と、の間には、先端側パッキン8が挟まれている。本実施形態では、先端側パッキン8は、例えば、鉄製の板状リングである(他の材料(例えば、銅等の金属材料)も採用可能である)。
The front end
主体金具50の工具係合部51より後端側には、薄肉の部分であるカシメ部53が形成されている。また、中胴部54と工具係合部51との間には、薄肉の部分である座屈部58が形成されている。主体金具50の工具係合部51からカシメ部53にかけての内周面と、絶縁体10の後端側胴部13の外周面との間には、円環状のリング部材61、62が挿入されている。さらにこれらのリング部材61、62の間には、タルク70の粉末が充填されている。スパークプラグ100の製造工程において、カシメ部53が内側に折り曲げられて加締められると、座屈部58が圧縮力の付加に伴って外向きに変形(座屈)し、この結果、主体金具50と絶縁体10とが固定される。タルク70は、この加締め工程の際に圧縮され、主体金具50と絶縁体10との間の気密性が高められる。また、パッキン8は、絶縁体10の縮外径部16と主体金具50の縮内径部56との間で押圧され、そして、主体金具50と絶縁体10との間をシールする。
A
このように、絶縁体10の縮外径部16は、前方向Df側に向かうにつれて外径が縮径する段部を形成している。そして、主体金具50の縮内径部56は、前方向Df側に向かって内周面を辿る場合に内径が小さくなる部分であるとともに、絶縁体10の縮外径部16を、先端側パッキン8を介して間接的に支持する支持部を形成している。
Thus, the reduced
接地電極30は、金属製の部材であり、棒状の本体部37で構成されている。本体部37の一方の端部33(基端部33とも呼ぶ)は、主体金具50の先端面55に接合されている(例えば、抵抗溶接)。本体部37は、主体金具50に接合された基端部33から先端方向Dfに向かって延び、中心軸CLに向かって曲がって、先端部34に至る。接地電極30の先端部34と、中心電極20の第1チップ29とは、ギャップgを形成している。すなわち、接地電極30の先端部34は、中心電極20の第1チップ29の前方向Df側に配置されており、第1チップ29とギャップgを介して対向している。
The
本体部37は、外層31と、外層31の内周側に配置された内層32と、を有している。外層31は、内層32よりも耐酸化性に優れる材料(例えば、ニッケルを主成分として含む合金)で形成されている。内層32は、外層31よりも熱伝導率が高い材料(例えば、純銅、銅を主成分として含む合金、等)で形成されている。なお、内層32は、省略されてもよい。
The
また、先端部34の後方向Dfr側に第2チップを接合し(例えば、レーザ溶接)、この第2チップと中心電極20の第1チップ29とが、ギャップgを形成してもよい。第2チップは、本体部37よりも放電に対する耐久性に優れる材料(例えば、イリジウム(Ir)、白金(Pt)等の貴金属)を用いて形成されることが好ましい。
Alternatively, the second tip may be joined to the rear direction Dfr side of the tip 34 (for example, laser welding), and the second tip and the
A−2.スパークプラグ100の先端部について:
図2(A)は、スパークプラグ100の先端部の断面を示している。この断面は、軸線CLを含む平らな断面の一部を示している。図中では、中心電極20の内部構成と、接地電極30の内部構成と、の図示が、省略されている。
A-2. About the tip of the spark plug 100:
FIG. 2A shows a cross section of the tip of the
図2(A)に示すように、本実施形態では、絶縁体10は、内周側の部分である第1部分310と、外周側の部分である第2部分320と、第1部分310と第2部分320との間の部分である第3部分330と、を含んでいる。第1部分310は、軸孔12の内周面を形成する。第1部分310の形状は、軸線CLを中心とする略筒状である。第1部分310の前方向Df側の部分の内周側には、中心電極20が配置されている。
As shown in FIG. 2A, in this embodiment, the
第2部分320は、絶縁体10の外周面を形成する。第2部分320の形状は、軸線CLを中心とする略筒状である。第2部分320の前方向Df側の部分の外周面323は、主体金具50(本実施形態では、先端側胴部52)の内周面に覆われている。
The
また、図中の主体金具50の前方向Df側の部分510は、主体金具50の先端側胴部52のうち、縮内径部56の前方向Df側に接続された部分である(先部分510と呼ぶ)。また、絶縁体10の第2部分320の前方向Df側の部分328は、第2部分320のうち、縮外径部16よりも前方向Df側の部分である(先部分328と呼ぶ)。本実施形態では、第2部分320の先部分328の少なくとも一部が、主体金具50(ここでは、先部分510)と直接的に接続されている(すなわち、先部分328の少なくとも一部は、直接的に、主体金具50の先部分510に接触している)。具体的には、絶縁体10は、絶縁体10の先部分328の外径が、主体金具50の先部分510の内径とおおよそ同じとなるように、形成されている。この場合、主体金具50に対する絶縁体10の位置、主体金具50の先部分510の内径、絶縁体10の先部分328の外径、などのパラメータの製造上の公差などに起因して、絶縁体10の先部分328の少なくとも一部は、主体金具50と直接的に接触する。
A
絶縁体10の第3部分330は、第1部分310と第2部分320との間の部分である。本実施形態では、第3部分330は、第1部分310の先端と第2部分320の先端とのいずれよりも後方向Dfr側に凹んでいる。第1部分310と第2部分320との間には、後方向Dfrに向かって凹む円筒状の溝390が形成されている。第3部分330の前方向Df側の面331(先端面331とも呼ぶ)は、溝390の後方向Dfr側の底を形成している。図2(A)の実施形態では、第3部分330の先端面331は、絶縁体10の縮外径部16よりも前方向Df側に、位置している。
The
主体金具50の先端には、内周側に向かって突出する突出部400が形成されている。この突出部400は、絶縁体10の第2部分320の先端側に配置されている。突出部400は、軸線CLを中心とする環状の部分であり、周方向の全周に亘って設けられている。このような突出部400は、第2部分320の前方向Df側の面321(先端面321とも呼ぶ)を、周方向の全周に亘って、覆っている。
A protruding
以上説明したスパークプラグ100は、以下に説明するように、種々の利点を有する。スパークプラグ100が装着された内燃機関が運転される場合、絶縁体10は、燃焼ガスから熱を受ける。絶縁体10の温度が過度に高くなると、プレイグニションなどの誤着火が生じ得る。上述したように、本実施形態では、絶縁体10の第2部分320の先部分328の少なくとも一部は、主体金具50(ここでは、先部分510)と直接的に接続されている。従って、第2部分320(特に、先部分328)は、主体金具50へ、熱を容易に伝達できる。この結果、第2部分320の先部分328の温度(ひいては、絶縁体10の先端部の温度)が高くなることを、抑制できる。この結果、プレイグニションなどの誤着火を抑制できる。
The
また、絶縁体10の第2部分320の先部分328の少なくとも一部が、主体金具50に直接的に接続される場合、先部分328と主体金具50との隙間が大きくなることが抑制される。従って、燃焼ガスが、絶縁体10の先部分328と主体金具50との間の隙間に入ることが抑制される。この結果、絶縁体10の先部分328の温度(ひいては、絶縁体10の先端部の温度)が高くなることを、抑制できる。この結果、プレイグニションなどの誤着火を抑制できる。
Further, when at least a part of the
図2(B)は、図2(A)の断面のうちの先端側パッキン8を含む部分の拡大図を示している。図示するように、主体金具50の縮内径部56と、絶縁体10の縮外径部16と、の間に、先端側パッキン8が挟まれている。本実施形態では、主体金具50の先部分510は、絶縁体10の第2部分320の先部分328の外周面323を、覆っている。図中の距離d1は、主体金具50の先部分510の内周面512と、絶縁体10の第2部分320の先部分328の外周面323と、の間の、軸線CLに垂直な径方向の距離である。
FIG. 2B shows an enlarged view of a portion including the tip side packing 8 in the cross section of FIG. As shown in the drawing, the front end side packing 8 is sandwiched between the reduced
距離d1が小さい場合、絶縁体10の先部分328は、主体金具50の先部分510へ、容易に熱を伝達できる。従って、先部分328の温度(ひいては、絶縁体10の先端部の温度)が高くなることを、抑制できる。なお、距離d1は、前方向Dfの位置(すなわち、軸線CLに平行な方向の位置)に応じて変動し得る。また、距離d1は、軸線CLを中心とする周方向の位置に応じて変動し得る。ここで、絶縁体10の昇温を抑制するためには、距離d1の最小値が、0.2mm以下であることが好ましく、0.1mm以下であることが特に好ましい。ここで、主体金具50の先部分510と絶縁体10の先部分328とが、距離d1が0.2mmを超える部分を含んでもよい。絶縁体10の昇温を更に抑制するためには、主体金具50の先部分510と絶縁体10の先部分328との間の隙間の全体に亘って、距離d1(すなわち、距離d1の最大値)が、0.2mm以下であることが好ましく、0.1mm以下であることが特に好ましい。いずれの場合も、距離d1は、ゼロmm以上である。
When the distance d <b> 1 is small, the
なお、図2(B)の部分断面では、説明のために、絶縁体10の先部分328の外周面323と、主体金具50の先部分510の内周面512と、の間に隙間があいている(すなわち、図2(B)の部分断面の内では、距離d1は、ゼロより大きい)。ただし、本実施形態では、絶縁体10の先部分328の外周面323の少なくとも一部は、主体金具50の先部分510の内周面512に、直接的に、接触している。この接触部分は、図2(B)に示す部分断面に含まれる部分であってもよく、また、スパークプラグ100のうちの図2(B)に示す部分とは異なる別の部分であってもよい。
In the partial cross section of FIG. 2B, a gap is formed between the outer
また、主体金具50の縮内径部56の内周面と先部分510の内周面との接続部分C1は、丸められ得る。この場合、以下のように、縮内径部56と先部分510との境界を特定してよい。図2(B)の断面において、縮内径部56の内周面を表す直線部分のうちの最も先部分510に近い部分56Lと、先部分510の内周面を表す直線部分のうち最も縮内径部56に近い部分52Lと、を延長して得られる2本の直線の交点P1を、境界位置として採用可能である。この交点P1よりも前方向Df側において、距離d1の最小値が上記の好ましい範囲内であることが好ましく、更には、距離d1(すなわち、距離d1の最大値)が上記の好ましい範囲内であることが好ましい。
Further, the connection portion C1 between the inner peripheral surface of the reduced
また、絶縁体10の第2部分320のうち縮外径部16よりも前方向Df側の部分である先部分328の少なくとも一部が、主体金具50と直接的、又は、間接的に(すなわち、他の部材を介して)、接続されていることが好ましい。例えば、絶縁体10の先部分328と主体金具50との間の隙間の少なくとも一部に、先部分328と主体金具50とを接続する部材が配置されてもよい(接続材と呼ぶ)。接続材としては、スパークプラグ100が装着された内燃機関の運転時の熱に耐えるとともに、先部分328から主体金具50へ熱を伝達可能な任意の部材を採用可能である。例えば、アルミナを主成分として含むセメントを採用してよい(アルミナセメントとも呼ばれる)。この場合、先部分328は、セメントを介して間接的に、主体金具50に接続される。アルミナセメントとしては、アルミナを含む種々の部材を採用可能であり、例えば、主成分であるアルミナと、シリカと、を含む部材を採用可能である。このような接続材を、絶縁体10の先部分328と主体金具50との間の隙間に配置する方法としては、任意の方法を採用可能である。例えば、絶縁体10の先部分328の外周面と、主体金具50(特に、先部分510)の内周面と、の少なくとも一方に接続材の材料を塗り、その後、絶縁体10を主体金具50に取り付ける方法を採用してよい。
Further, at least a part of the
なお、絶縁体10(図2(B))の縮外径部16の外周面と先部分328の外周面との接続部分C2は、丸められ得る。この場合、以下のように、縮外径部16と先部分328との境界を特定してよい。図2(B)の断面において、縮外径部16の外周面を表す直線部分のうちの最も先部分328に近い部分16Lと、先部分328の外周面を表す直線部分のうち最も縮外径部16に近い部分328Lと、を延長して得られる2本の直線の交点P2を、境界位置として採用可能である。ここで、第2部分320のうち交点P2よりも前方向Df側の部分(すなわち、先部分328)の少なくとも一部が、主体金具50に、直接的、または、間接的に、接続されていることが好ましい。
Note that the connection portion C2 between the outer peripheral surface of the reduced
図2(A)中の右部には、放電経路Pthが、太線で示されている。この放電経路Pthは、主体金具50と中心電極20との間で、絶縁体10の外面に沿って、意図しない放電が生じる場合の経路である(沿面経路Pthとも呼ぶ)。本実施形態では、沿面経路Pthは、主体金具50(ここでは、突出部400の内周面)から、第2部分320の内周面322と、第3部分330の先端面331と、第1部分310の外周面313と、第1部分310の先端面311と、を通って、中心電極20に至る。なお、第2部分320の内周面322は、第2部分320の外面のうちの中心軸CLを中心とする径方向の内側の面であり、第3部分330側の面である。第1部分310の外周面313は、第1部分310の外面のうちの中心軸CLを中心とする径方向の外側の面であり、第3部分330側の面である。なお、本実施形態では、外周面313と内周面322とは、いずれも、軸線CLに平行である。
In the right part of FIG. 2A, the discharge path Pth is indicated by a bold line. This discharge path Pth is a path when an unintended discharge occurs along the outer surface of the
仮に、溝390が埋められて溝390が省略される場合、沿面経路は、図2(A)の沿面経路Pthよりも、短くなる。本実施形態では、絶縁体10の先端部に溝390が形成されているので、沿面経路Pthが長くなる。従って、絶縁体10の先端部の表面を通る意図しない放電を、抑制できる。そして、中心電極20と接地電極30との間のギャップgでの適切な放電を、促進できる。
If the
また、本実施形態では、中心電極20は、絶縁体10の第1部分310の先端319よりも後方向Dfr側から前方向Df側まで延びている(すなわち、中心電極20は、第1部分310の先端319よりも前方向Df側に位置する部分を含んでいる。また、中心電極20の前方向Df側の部分は、軸孔12の前方向Df側に露出する)。仮に、中心電極20の前方向Df側の端が、第1部分310の先端319よりも後方向Dfr側に位置する、すなわち、中心電極20の全体が、軸孔12内に配置されていると仮定する。この場合、沿面経路Pthは、軸孔12の内周面上を通る部分を含むので、沿面経路Pthは、その分、長くなる。本実施形態では、中心電極20の前方向Df側の部分は、軸孔12の前方向Df側に露出する。この場合、沿面経路Pthは、軸孔12の内周面上を通る部分を含むことができないので、沿面経路Pthは、その分、短くなる。このように、沿面経路Pthが短くなり得るような構成においても、溝390によって沿面経路Pthが長くなるので、絶縁体10の先端部の表面を通る意図しない放電を、抑制できる。
In the present embodiment, the
また、図2(A)中の左部には、受熱領域Axが、太線で示されている。受熱領域Axは、絶縁体10の外面のうち、燃焼ガスから受ける熱によって昇温し易い部分を示している。溝390の表面は、燃焼ガスに曝されるので、絶縁体10のうちの溝390を形成する部分の温度が、高くなりやすい。しかし、上述したように、本実施形態では、絶縁体10の第2部分320の先部分328は、主体金具50に容易に熱を伝達できるので、第2部分320の昇温が抑制されている。従って、溝390を形成する部分のうち、第2部分320の内周面322は、受熱領域Axから除かれる。この結果、受熱領域Axは、第1部分310の先端面311と外周面313と、第3部分330の先端面331と、で構成される。このように、絶縁体10の第2部分320の昇温が抑制されるので、絶縁体10の昇温を抑制できる。
Further, the heat receiving area Ax is indicated by a thick line on the left side in FIG. A heat receiving area Ax indicates a portion of the outer surface of the
また、図2(A)に示すように、主体金具50は、突出部400を含む。この突出部400は、絶縁体10の第2部分320の前方向Df側で、内周側に向かって突出している。従って、燃焼ガスが第2部分320の先端面321に接触することが、抑制される。また、絶縁体10と主体金具50との間の隙間に燃焼ガスが入ることが抑制される。従って、絶縁体10の第2部分320(ひいては、絶縁体10の先端部)の昇温を抑制できる。
In addition, as shown in FIG. 2A, the
A−3.スパークプラグ100の製造方法について:
上記したスパークプラグ100の製造方法としては、任意の方法を採用可能である。例えば、以下の製造方法を採用可能である。まず、絶縁体10と、端子金具40と、抵抗体73の材料粉末と、シール部72、74の材料粉末と、中心電極20と、主体金具50と、直線状の接地電極30と、を含むスパークプラグ100の部品を準備する。絶縁体10は、例えば、アルミナなどの材料粉末を、成形型を用いて成形し、成形された部材を焼成することによって、製造される。ここで、焼成前の部材、または、焼成後の部材に、切削や研磨などの加工を行うことによって、溝390を形成してもよい。端子金具40、中心電極20、直線状の接地電極30などの金属部材は、例えば、鍛造、切削などの方法によって、製造される。
A-3. About the manufacturing method of the spark plug 100:
As a manufacturing method of the
次に、絶縁体10と中心電極20と端子金具40とを有する組立体が作成される。例えば、絶縁体10の後方向Dfr側の開口から中心電極20が挿入される。中心電極20は、絶縁体10の縮内径部11に支持されることにより、貫通孔12内の所定位置に配置される。次に、第1シール部72、抵抗体73、第2シール部74のそれぞれの材料粉末の投入と投入された粉末材料の成形とが、部材72、73、74の順番に、行われる。粉末材料は、絶縁体10の後方向Dfr側の開口から貫通孔12内に投入される。次に、絶縁体10を、部材72、73、74の材料粉末に含まれるガラス成分の軟化点よりも高い所定温度まで加熱し、所定温度に加熱した状態で、絶縁体10の後方向Dfr側の開口から、端子金具40の軸部41を貫通孔12に挿入する。この結果、部材72、73、74の材料粉末が圧縮および焼結されて、部材72、73、74が形成される。そして、端子金具40が、絶縁体10に固定される。また、主体金具50には、接地電極30が接合される(例えば、抵抗溶接)。
Next, an assembly including the
次に、主体金具50に、絶縁体10を含む上記の組立体が固定される。具体的には、主体金具50の貫通孔59内に、後方向Dfr側の開口から、先端側パッキン8と、組立体と、リング部材62と、タルク70と、リング部材61とが、挿入される。絶縁体10の第2部分320の先部分328は、主体金具50の先部分510の内周側に、挿入される。そして、主体金具50のカシメ部53を内側に折り曲げるように加締めることによって、主体金具50に絶縁体10が固定される。そして、棒状の接地電極30を曲げることによって、ギャップgの距離が調整される。以上により、スパークプラグ100が完成する。
Next, the assembly including the
B.第2実施形態:
図3(A)は、スパークプラグの第2実施形態を示す断面図である。図中には、図2(A)と同様の断面が示されている。図2(A)のスパークプラグ100との差異は、図3(A)のスパークプラグ100aでは、突出部400aが、絶縁体10の第2部分320の先端面321よりも内周側まで延びている点だけである。スパークプラグ100aの他の部分の構成は、図2(A)のスパークプラグ100の対応する部分の構成と、同じである(対応する要素と同じ要素には、同じ符号を付して、説明を省略する)。例えば、主体金具50aの先端側胴部52aの先部分510aの形状は、突出部400aを除いて、図2(A)の主体金具50の先端側胴部52の先部分510の形状と、同じである。このようなスパークプラグ100aは、図2(A)のスパークプラグ100と同じく種々の利点を実現できる。
B. Second embodiment:
FIG. 3A is a cross-sectional view showing a second embodiment of the spark plug. In the drawing, a cross section similar to that of FIG. The difference from the
また、突出部400aの形状は、図2(A)の突出部400を、さらに、内周側に向かって延長して得られる形状と、同じである。この構成によれば、燃焼ガスが絶縁体10の第2部分320の先部分328に接触することが、更に、抑制される。また、燃焼ガスが、絶縁体10と主体金具50との間の隙間に入ることが、更に、抑制される。従って、絶縁体10の第2部分320(ひいては、絶縁体10の先端部)の昇温を抑制できる。
Moreover, the shape of the
なお、第2部分320の先端面321と内周面322との接続部分C3は、丸められ得る。この場合、以下のように、先端面321と内周面322との境界を特定してよい。図3(B)は、図2(A)の断面のうちの接続部分C3を含む部分の拡大図を示している。図中の方向Diは、径方向の内側に向かう方向であり(内周方向Diとも呼ぶ)、方向Doは、径方向の外側に向かう方向である(外周方向Doとも呼ぶ)。いずれの方向Di、Doも、軸線CL(図3(A))に垂直である。
Note that the connection portion C3 between the
図示するように、接続部分C3は、丸められている。この場合、図3(B)の断面において、先端面321を表す直線部分のうちの最も内周面322に近い部分321iと、内周面322を表す直線部分のうち最も先端面321に近い部分322Lと、を延長して得られる2本の直線の交点P3を、境界位置として採用可能である。突出部400が、この交点P3よりも内周方向Di側まで延びている場合(すなわち、突出部400aの内周側の端402aが、交点P3よりも内周方向Di側に位置している場合)、突出部400は、絶縁体10の第2部分320の先端面321よりも内周側まで延びている、といえる。
As illustrated, the connection portion C3 is rounded. In this case, in the cross section of FIG. 3B, the
C.第3実施形態:
図4は、スパークプラグの第3実施形態を示す断面図である。図中には、図2(A)と同様の断面が示されている。図2(A)のスパークプラグ100との差異は、図4のスパークプラグ100bでは、絶縁体10bの第1部分310bが、主体金具50の先端面55よりも後方向Dfr側から後方向Dfr側へ延びている点である。すなわち、第1部分310bは、主体金具50の先端面55よりも後方向Dfr側に位置する第3部分330の先端面331の近傍から、前方向Dfに向かって、主体金具50の先端面55よりも前方向Df側まで延びる部分を含んでいる。第1部分310bの先端面311bは、主体金具50の先端面55よりも前方向Df側に位置している。
C. Third embodiment:
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a third embodiment of the spark plug. In the drawing, a cross section similar to that of FIG. The
本実施形態においても、中心電極20bは、絶縁体10bの第1部分310bの先端319bよりも後方向Dfr側から前方向Df側まで延びている(すなわち、中心電極20bの前方向Df側の部分は、絶縁体10bの軸孔12bの前方向Df側に露出する)。また、接地電極30bは、接地電極30bの先端部34bが、中心電極20bから前方向Df側に離れた位置に配置されるように、構成される。スパークプラグ100bの他の部分の構成は、図2(A)のスパークプラグ100の対応する部分の構成と、同じである(対応する要素と同じ要素には、同じ符号を付して、説明を省略する)。例えば、絶縁体10bの脚部19bの構成は、第1部分310bの構成を除いて、図2(A)の脚部19の構成と、同じである。絶縁体10bの先端部には、後端方向Dfrに向かって凹む溝390bが、形成されている。このようなスパークプラグ100bは、図2(A)のスパークプラグ100と同じく種々の利点を実現できる。
Also in the present embodiment, the
図中で、太線で示される沿面経路Pthbは、主体金具50と中心電極20bとの間で、絶縁体10bの外面に沿って、意図しない放電が生じる場合の経路である。沿面経路Pthbは、主体金具50(ここでは、突出部400の内周面)から、第2部分320の内周面322と、第3部分330の先端面331と、第1部分310bの外周面313bと、第1部分310bの先端面311bと、を通って、中心電極20に至る。本実施形態では、第1部分310bの外周面313bは、主体金具50の先端面55よりも前方向Df側の部分を含むので、沿面経路Pthbは、その分、長くなる。従って、絶縁体10bの先端部の表面を通る意図しない放電が生じることを、抑制できる。そして、中心電極20bと接地電極30bとの間のギャップgでの適切な放電を、促進できる。
In the figure, a creeping path Pthb indicated by a bold line is a path when an unintended discharge occurs along the outer surface of the
また、本実施形態では、絶縁体10bの第1部分310bは、主体金具50の先端面55よりも前方向Df側の部分を含むので、絶縁体10の外面のうちの燃焼ガスに曝される部分の面積は、その分、広くなる。このような場合であっても、第2部分320は、主体金具50へ、熱を容易に伝達できる。従って、絶縁体10の先端部の昇温を抑制できる。
In the present embodiment, the
D.第4実施形態:
図5は、スパークプラグの第4実施形態を示す断面図である。図中には、図3(A)と同様の断面が示されている。図3(A)のスパークプラグ100aとの差異は、図5のスパークプラグ100cでは、絶縁体10cの第2部分320c(ここでは、縮外径部16よりも前方向Df側の先部分328c)が、第3部分330側の内周面322cの内径が前方向Df側に向けて小さくなる縮径部322xを含む点だけである。内周面322cのうち縮径部322xによって形成される部分を除いた残りの部分の構成は、図3(A)の実施形態の内周面322の対応する部分の構成と同じである。また、スパークプラグ100cの他の部分の構成は、図3(A)のスパークプラグ100aの対応する部分の構成と、同じである(対応する要素と同じ要素には、同じ符号を付して、説明を省略する)。このようなスパークプラグ100cは、図3(A)のスパークプラグ100aと同じく種々の利点を実現できる。
D. Fourth embodiment:
FIG. 5 is a sectional view showing a fourth embodiment of the spark plug. In the figure, a cross section similar to that of FIG. The
また、本実施形態では、縮径部322xは、第2部分320cの先端部に設けられている。すなわち、第2部分320cの先端面321cの内周側に、縮径部322xが接続されている。第2部分320cの内周面322cのうち、縮径部322xよりも後方向Dfr側の部分の形状は、図3(A)の内周面322の対応する部分の形状と同じである。
In the present embodiment, the reduced
図中の右部で、太線で示される沿面経路Pthcは、主体金具50aと中心電極20との間で、絶縁体10cの外面に沿って、意図しない放電が生じる場合の経路である。沿面経路Pthcは、主体金具50a(ここでは、突出部400aの内周面)から、第2部分320cの内周面322cと、第3部分330の先端面331と、第1部分310の外周面313と、第1部分310の先端面311と、を通って、中心電極20に至る。
A creeping path Pthc indicated by a bold line in the right part of the drawing is a path when an unintended discharge occurs along the outer surface of the
第2部分320cの内周面322cのうち、縮径部322xによって形成される部分は、軸線CLに対して斜めに傾斜している。従って、内周面322cの全体が軸線CLに平行である場合と比べて、沿面経路Pthcは、長くなる。従って、絶縁体10cの先端部の表面を通る意図しない放電が生じることを、抑制できる。そして、中心電極20と接地電極30との間のギャップgでの適切な放電を、促進できる。
Of the inner
また、縮径部322xでは、第2部分320cの内周面322cの内径が、前方向Df側に向けて小さくなる。従って、溝390cの径方向の幅が、縮径部322xで狭くなるので、燃焼ガスが溝390cに入ることが抑制される。この結果、絶縁体10cの先端部の昇温を抑制できる。
In the reduced
また、図5の実施形態では、縮径部322xは、第2部分320cの先端部に設けられている(すなわち、縮径部322xの内周面は、第2部分320cの先端面321cに接続されている)。従って、溝390cの開口392cが小さくなる。この結果、燃焼ガスが溝390cに入ることを、適切に、抑制できる。ただし、縮径部322xは、第2部分320cの先端面321cから後方向Dfr側に離れた位置に設けられてもよい。
In the embodiment of FIG. 5, the reduced
E.第5実施形態:
図6は、スパークプラグの第5実施形態を示す断面図である。図中には、図2(A)と同様の断面が示されている。図2(A)のスパークプラグ100との差異は、図6のスパークプラグ100dでは、絶縁体10dの第1部分310dの外周面313dと、第2部分320d(ここでは、縮外径部16よりも前方向Df側の先部分328d)の内周面322dとに、雌ネジが形成されている点だけである。スパークプラグ100dの他の部分の構成は、図2(A)のスパークプラグ100の対応する部分の構成と、同じである(対応する要素と同じ要素には、同じ符号を付して、説明を省略する)。このようなスパークプラグ100dは、図2(A)のスパークプラグ100と同じく種々の利点を実現できる。
E. Fifth embodiment:
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a fifth embodiment of the spark plug. In the drawing, a cross section similar to that of FIG. The
また、図中で太線で示される沿面経路Pthdは、主体金具50と中心電極20との間で、絶縁体10dの外面に沿って、意図しない放電が生じる場合の経路である。沿面経路Pthdは、主体金具50(ここでは、突出部400の内周面)から、第2部分320dの内周面322dと、第3部分330の先端面331と、第1部分310dの外周面313dと、第1部分310dの先端面311と、を通って、中心電極20に至る。
Further, a creeping path Pthd indicated by a bold line in the figure is a path when an unintended discharge occurs along the outer surface of the
図2(A)の実施形態とは異なり、第1部分310dの外周面313dと第2部分320dの内周面322dとには、多数のネジ山が形成されている。従って、沿面経路Pthdが、その分、長くなる。この結果、絶縁体10dの先端部の表面を通る意図しない放電が生じることを、抑制できる。
Unlike the embodiment of FIG. 2A, a large number of threads are formed on the outer
なお、外周面313dと内周面322dとに雌ネジを形成する方法としては、種々の方法を採用可能である。例えば、焼成前の絶縁体の外周面313dと内周面322dとに対応する部分に、ネジ用の成形型をねじ込むことによって、雌ネジを形成してよい。
Various methods can be adopted as a method of forming the female screw on the outer
F.第6実施形態:
図7は、スパークプラグの第6実施形態を示す断面図である。図中には、図2(A)と同様の断面が示されている。図2(A)のスパークプラグ100との差異は、図7のスパークプラグ100eでは、主体金具50eの先端側胴部52eの先部分510eから、突出部400が省略されている点である(先部分510eは、主体金具50eの先端側胴部52eのうち、縮内径部56の前方向Df側に接続された部分である)。図7の実施形態では、主体金具50eの先端面55eの前方向Dfの位置は、絶縁体10の第2部分320の先端面321の前方向Dfの位置と、おおよそ同じである。また、接地電極30eは、接地電極30eの先端部34eが、中心電極20から前方向Df側に離れた位置に配置されるように、構成される。スパークプラグ100eの他の部分の構成は、図2(A)のスパークプラグ100の対応する部分の構成と、同じである(対応する要素と同じ要素には、同じ符号を付して、説明を省略する)。
F. Sixth embodiment:
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a sixth embodiment of the spark plug. In the drawing, a cross section similar to that of FIG. The difference from the
本実施形態においても、絶縁体10の第2部分320の先部分328の少なくとも一部は、主体金具50eの先部分510eと、直接的に接続されている。従って、第2部分320(特に、先部分328)は、直接的に、主体金具50eに熱を伝達できる。この結果、突出部400が省略された場合であっても、第2部分320の先部分328の温度(ひいては、絶縁体10の先端部の温度)が高くなることを、抑制できる。この結果、プレイグニションなどの誤着火を抑制できる。
Also in this embodiment, at least a part of the
また、突出部400が省略された点を除いて、スパークプラグ100eの構成は、図2(A)のスパークプラグ100の対応する部分の構成と、同じである。従って、スパークプラグ100eは、図2(A)のスパークプラグ100と同じく種々の利点を実現できる。
Moreover, the structure of the
G.変形例:
(1)スパークプラグの先端部の構成としては、図2〜図7の実施形態の構成に代えて、他の種々の構成を採用可能である。例えば、図3の突出部400aのように、絶縁体の第2部分の先端面よりも内周側まで延びる突出部を、他の実施形態の主体金具に適用してもよい。また、図4の絶縁体10bの第1部分310bのように、主体金具の先端よりも後方向Dfr側から後方向Dfr側へ延びる第1部分を、他の実施形態の絶縁体に適用してもよい。また、図5の絶縁体10cの第2部分320cのように、絶縁体の第3部分側の内周面の内径が前方向Df側に向けて小さくなる縮径部を含む第2部分を、他の実施形態の絶縁体に適用してもよい。また、図6の内周面322dのように、軸線CLを含む断面上で複数の凹凸を形成する内周面を、他の実施形態の絶縁体の第2部分に適用してもよい。また、図6の外周面313dのように、軸線CLを含む断面上で複数の凹凸を形成する外周面を、他の実施形態の絶縁体の第1部分に適用してもよい。また、図7の主体金具50eのように、絶縁体の第2部分の先端側に位置する突出部が省略された主体金具を、他の実施形態のスパークプラグに適用してもよい。
G. Variation:
(1) As a structure of the front-end | tip part of a spark plug, it can replace with the structure of embodiment of FIGS. 2-7, and can employ | adopt other various structures. For example, a protrusion that extends to the inner peripheral side of the tip surface of the second portion of the insulator, such as the
(2)軸線CLを含む断面(軸断面とも呼ぶ)上において、絶縁体の第1部分と第2部分と第3部分とによって形成される溝の形状は、後方向Dfrに向かって凹む種々の形状であってよい。例えば、軸断面上で、絶縁体の第1部分の外周面は、軸線CLに対して傾斜する部分を含んでよく、軸線CLに平行な部分を含んでよく、曲線で表される部分を含んでよい。軸断面上で、絶縁体の第2部分の内周面は、軸線CLに対して傾斜する部分を含んでよく、軸線CLに平行な部分を含んでよく、曲線で表される部分を含んでもよい。軸断面上で、第3部分の先端面は、軸線CLに対して傾斜する部分を含んでよく、軸線CLに垂直な部分を含んでよく、曲線で表される部分を含んでよい。また、第3部分の先端面(すなわち、溝の最も後方向Dfr側の底)は、絶縁体の縮外径部(主体金具の縮内径部に支持される部分。例えば、図2(A)の縮外径部16)よりも後方向Dfr側に位置していてもよい。 (2) On the cross section including the axis CL (also referred to as the axial cross section), the shape of the groove formed by the first portion, the second portion, and the third portion of the insulator is variously recessed toward the rear direction Dfr. It may be a shape. For example, on the axial cross section, the outer peripheral surface of the first portion of the insulator may include a portion inclined with respect to the axis CL, may include a portion parallel to the axis CL, and includes a portion represented by a curve. It's okay. On the axial cross section, the inner peripheral surface of the second portion of the insulator may include a portion inclined with respect to the axis CL, may include a portion parallel to the axis CL, and may include a portion represented by a curve. Good. On the axial cross section, the distal end surface of the third portion may include a portion inclined with respect to the axis CL, may include a portion perpendicular to the axis CL, and may include a portion represented by a curve. Further, the tip surface of the third portion (that is, the bottom of the groove on the most rearward direction Dfr side) is a reduced outer diameter portion of the insulator (a portion supported by the reduced inner diameter portion of the metal shell, for example, FIG. 2A). May be located on the rear side Dfr side of the reduced outer diameter portion 16).
(3)主体金具に設けられる突出部の構成としては、上記各実施形態の突出部400、400aの構成に代えて、絶縁体の第2部分の先端側で、内周側に向かって突出する種々の構成を採用可能である。例えば、上記各実施形態では、突出部400、400aは、主体金具50、50aの先端の内周側に設けられており、突出部400、400aの前方向Df側の面は、主体金具50、50aの先端面55、55aの一部を形成している。これに代えて、突出部は、主体金具の先端面よりも後方向Dfr側に設けられていてもよい。突出部の軸線CLに平行な方向の位置は、絶縁体の第2部分の先端側における任意の位置であってよい。
(3) As a structure of the protrusion provided in the metal shell, instead of the structure of the
絶縁体と主体金具との間の隙間に燃焼ガスが入ることを抑制するためには、絶縁体の第2部分の先端面と主体金具の突出部とが軸線CLに平行な方向に沿って対向する部分において、第2部分の先端面と突出部の後方向Dfr側の面との間の軸線CLに平行な方向の距離(例えば、図3(B)の距離d2)が、小さいことが好ましい。なお、距離d2は、軸線CLを中心とする周方向の位置と径方向の位置とに応じて変動し得る。ここで、絶縁体の昇温を抑制するためには、距離d2の最小値が、0.2mm以下であることが好ましく、0.1mm以下であることが特に好ましい。ここで、主体金具の突出部と絶縁体の第2部分とは、距離d2が0.2mmを超える部分を含んでもよい。絶縁体10の昇温を更に抑制するためには、絶縁体の第2部分と主体金具の突出部との間の隙間の全体に亘って、距離d2(すなわち、距離d2の最大値)が、0.2mm以下であることが好ましく、0.1mm以下であることが好ましい。いずれの場合も、距離d2は、ゼロmm以上である。
In order to prevent the combustion gas from entering the gap between the insulator and the metal shell, the distal end surface of the second portion of the insulator and the protruding portion of the metal shell face each other in a direction parallel to the axis CL. It is preferable that the distance in the direction parallel to the axis CL (for example, the distance d2 in FIG. 3B) between the tip surface of the second portion and the surface on the rearward direction Dfr side of the protruding portion is small. . Note that the distance d2 can vary depending on the circumferential position about the axis CL and the radial position. Here, in order to suppress the temperature rise of the insulator, the minimum value of the distance d2 is preferably 0.2 mm or less, and particularly preferably 0.1 mm or less. Here, the protrusion part of the metal shell and the second part of the insulator may include a part where the distance d2 exceeds 0.2 mm. In order to further suppress the temperature rise of the
図3(B)の実施形態のように、第2部分320の先端面321と内周面322との接続部分C3が丸められている場合、第2部分320の前方向Df側の外面のうちの図3(B)で説明した交点P3よりも外周方向Do側の部分を、先端面321として採用してよい。また、図3(B)の実施形態のように、第2部分320の先端面321と外周面323との接続部分C4も、丸められ得る。この場合、以下のように、先端面321と外周面323との境界を特定してよい。すなわち、図3(B)の断面において、先端面321を表す直線部分のうちの最も外周面323に近い部分321jと、外周面323を表す直線部分のうち最も先端面321に近い部分323Lと、を延長して得られる2本の直線の交点P4を、境界位置として採用可能である。そして、第2部分320の前方向Df側の外面のうちの交点P4よりも内周方向Di側の部分を、先端面321として採用してよい。このような先端面321と、主体金具の突出部とが、軸線CLに平行な方向に沿って対向する部分において、距離d2の最小値が上記の好ましい範囲内であることが好ましく、更には、距離d2(すなわち、距離d2の最大値)が上記の好ましい範囲内であることが好ましい。また、絶縁体の第2部分の少なくとも一部が、主体金具の突出部に、直接的又は間接的に(すなわち、他の部材を介して)、接続されていることが好ましい。絶縁体の第2部分と主体金具の突出部との間の隙間には、第2部分と突出部とを接続する接続材(例えば、アルミナセメント)が、配置されてよい。
When the connecting portion C3 between the
いずれの場合も、絶縁体の昇温を抑制するためには、後方向Dfrを向いてスパークプラグを見る場合に、主体金具の突出部は、絶縁体の第2部分の先端面の少なくとも一部と重なるように、構成されていることが好ましい(すなわち、突出部は、第2部分の先端面の少なくとも一部を、隠す)。そして、絶縁体の昇温を更に抑制するためには、主体金具の突出部は、絶縁体の第2部分の先端面の全体と重なるように、構成されていることが好ましい(すなわち、突出部は、第2部分の先端面の全体を、隠す)。この場合、図3(B)のような軸線CLを含む断面において、突出部の内周側の端(例えば、突出部400aの端402a)の内周方向Diの位置は、絶縁体の第2部分の先端面(例えば、第2部分320の先端面321)の内周側の端(例えば、交点P3)の内周方向Diの位置と同じ、または、先端面の内周側の端よりも内周方向Di側に位置している。
In any case, in order to suppress the temperature rise of the insulator, when the spark plug is viewed in the rearward direction Dfr, the protruding portion of the metal shell is at least a part of the front end surface of the second portion of the insulator. It is preferable that the projection portion is configured to overlap with the projection portion (that is, the protruding portion hides at least a part of the distal end surface of the second portion). And in order to further suppress the temperature rise of the insulator, it is preferable that the protruding portion of the metal shell is configured to overlap the entire tip surface of the second portion of the insulator (that is, the protruding portion). Hiding the entire tip surface of the second part). In this case, in the cross section including the axis CL as shown in FIG. 3B, the position in the inner circumferential direction Di of the inner circumferential end of the projecting portion (for example, the
また、主体金具に突出部が設けられる場合、中心電極と突出部との間の最短距離が、中心電極と接地電極との間の放電ギャップの距離よりも、長くなるように、突出部が構成されることが好ましい。 Further, when the metal shell is provided with a protrusion, the protrusion is configured so that the shortest distance between the center electrode and the protrusion is longer than the distance of the discharge gap between the center electrode and the ground electrode. It is preferred that
(4)主体金具の構成としては、上記各実施形態の構成に代えて、他の種々の構成を採用可能である。例えば、主体金具のうちの絶縁体の第2部分の外周側を囲む部分(例えば、図2(A)の先部分510)の内周面に、絶縁体に接触するために内周側に向かって突出する凸部が設けられていてもよい。また、絶縁体の段部を支持する支持部(例えば、図2(A)の縮内径部56)の構成は、先端側に向かって辿る場合に内径が小さくなる種々の構成であってよい。例えば、軸線CLを含む断面において、軸線CLに垂直な面で形成されていてもよい。すなわち、支持部は、先端側に向かって辿る場合に内径が階段状に小さくなる部分であってもよい。
(4) As a configuration of the metal shell, other various configurations can be adopted instead of the configurations of the above-described embodiments. For example, on the inner peripheral surface of a portion surrounding the outer peripheral side of the second part of the insulator of the metal shell (for example, the
(5)スパークプラグの構成としては、上記各実施形態の構成に代えて、他の種々の構成を採用可能である。例えば、先端側パッキン8(図1)が省略されてもよい。この場合、主体金具の縮内径部(例えば、図2(A)の縮内径部56)は、直接的に、絶縁体の縮外径部を、支持する。また、中心電極の先端部の先端面(例えば、図1の第1チップ29の前方向Df側の面)に代えて、中心電極の先端部の側面(軸線CLに垂直な方向側の面)と、接地電極とが、放電用のギャップを形成してもよい。放電用のギャップの総数が2以上であってもよい。抵抗体73が省略されてもよい。絶縁体の貫通孔内の中心電極と端子金具との間に、磁性体が配置されてもよい。
(5) As a configuration of the spark plug, other various configurations can be adopted instead of the configurations of the above-described embodiments. For example, the front end side packing 8 (FIG. 1) may be omitted. In this case, the reduced inner diameter portion of the metal shell (for example, the reduced
以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment and a modification, embodiment mentioned above is for making an understanding of this invention easy, and does not limit this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the spirit and scope of the claims, and equivalents thereof are included in the present invention.
8…先端側パッキン、10、10b、10c、10d…絶縁体、11…縮内径部、12、12b…貫通孔(軸孔)、13…後端側胴部、14…大径部、15…先端側胴部、16…縮外径部、16L…部分、19、19b…脚部、20、20b…中心電極、21…外層、22…芯部、23…鍔部、24…頭部、27…軸部、28…棒部、29…第1チップ、30、30b、30e…接地電極、31…外層、32…内層、33…基端部、34、34b、34e…先端部、37…本体部、40…端子金具、41…軸部、48…鍔部、49…キャップ装着部、50…主体金具、50a、50e…主体金具、51…工具係合部、52…先端側胴部、52L…部分、52a、52e…先端側胴部、53…カシメ部、54…中胴部、55、55e…先端面、56…縮内径部、56L…部分、57…ネジ部、58…座屈部、59…貫通孔、61、62…リング部材、70…タルク、72…第1シール部、73…抵抗体、74…第2シール部、90…ガスケット、100、100a〜100e…スパークプラグ、300…座面、310、310b、310d…第1部分、311、311b…先端面、313、313b、313d…外周面、319、319b…先端、320、320c、320d…第2部分、321、321c…先端面、321i、321j…部分、322、322c、322d…内周面、322L…部分、322x…縮径部、323…外周面、323L…部分、328…、328c、328d…先部分、328L…部分、330…第3部分、331…先端面、390、390c…溝、392c…開口、400、400a…突出部、402a…端、510、510a、510e…先部分、512…内周面、g…ギャップ、Pth、Pthb、Pthc、Pthd…沿面経路(放電経路)、C1〜C4…接続部分、P1〜P4…交点、CL…中心軸(軸線)、Df…先端方向(前方向)、Di…内周方向、Do…外周方向、Ax…受熱領域、Dfr…後端方向(後方向) 8 ... Front end side packing 10, 10b, 10c, 10d ... Insulator, 11 ... Reduced inner diameter part, 12, 12b ... Through hole (shaft hole), 13 ... Rear end side body part, 14 ... Large diameter part, 15 ... Front end side body part, 16 ... reduced outer diameter part, 16L ... part, 19, 19b ... leg part, 20, 20b ... center electrode, 21 ... outer layer, 22 ... core part, 23 ... collar part, 24 ... head part, 27 ... Shaft part, 28 ... Bar part, 29 ... First tip, 30, 30b, 30e ... Ground electrode, 31 ... Outer layer, 32 ... Inner layer, 33 ... Base end part, 34, 34b, 34e ... Tip part, 37 ... Main body , 40 ... terminal fitting, 41 ... shaft portion, 48 ... collar portion, 49 ... cap mounting portion, 50 ... metal fitting, 50a, 50e ... metal fitting, 51 ... tool engaging portion, 52 ... tip side body portion, 52L ... part, 52a, 52e ... front end side body part, 53 ... caulking part, 54 ... middle body part, 55, 55e ... front end surface, 6 ... Reduced inner diameter portion, 56L ... portion, 57 ... Screw portion, 58 ... Buckling portion, 59 ... Through hole, 61, 62 ... Ring member, 70 ... Talc, 72 ... First seal portion, 73 ... Resistor, 74 2nd seal part, 90 ... Gasket, 100, 100a to 100e ... Spark plug, 300 ... Seat surface, 310, 310b, 310d ... 1st part, 311, 311b ... Tip surface, 313, 313b, 313d ... Outer peripheral surface, 319, 319b ... tip, 320, 320c, 320d ... second part, 321, 321c ... tip surface, 321i, 321j ... part, 322, 322c, 322d ... inner peripheral surface, 322L ... part, 322x ... reduced diameter part, 323 ... outer peripheral surface, 323L ... portion, 328 ..., 328c, 328d ... tip portion, 328L ... portion, 330 ... third portion, 331 ... tip surface, 390, 390c ... groove, 92c: Opening, 400, 400a ... Projection, 402a ... End, 510, 510a, 510e ... Tip portion, 512 ... Inner circumferential surface, g ... Gap, Pth, Pthb, Pthc, Pthd ... Creeping path (discharge path), C1 C4: Connection portion, P1 to P4: Intersection, CL: Center axis (axis), Df: Front end direction (forward direction), Di ... Inner circumferential direction, Do ... Outer circumferential direction, Ax ... Heat receiving region, Dfr ... Rear end direction (Backward)
Claims (6)
前記絶縁体の外周に配置され、先端側に向かって辿る場合に内径が小さくなる部分であるとともに前記段部を直接的又は間接的に支持する支持部を有する、筒状の主体金具と、
前記絶縁体の軸孔に配置される中心電極と、
前記主体金具に接続され、前記中心電極の先端部と対向する接地電極と、
を備えるスパークプラグであって、
前記絶縁体は、内周側の部分である第1部分と、外周側の部分である第2部分と、前記第1部分と前記第2部分との間で前記第1部分の先端と前記第2部分の先端とのいずれよりも後端側に凹んだ第3部分と、を含み、
前記第2部分のうち、前記段部よりも先端側の部分の少なくとも一部は、前記主体金具と直接的又は間接的に接続されている、
スパークプラグ。 A cylindrical insulator having an axial hole extending from the front end side to the rear end side along the direction of the axis, and a step portion whose outer diameter is reduced toward the front end side,
A cylindrical metal shell having a support portion that is disposed on the outer periphery of the insulator and has a support portion that directly or indirectly supports the stepped portion as well as a portion having a smaller inner diameter when traced toward the tip side.
A central electrode disposed in the axial hole of the insulator;
A ground electrode connected to the metal shell and facing the tip of the center electrode;
A spark plug comprising:
The insulator includes a first portion that is an inner peripheral portion, a second portion that is an outer peripheral portion, a tip of the first portion and the first portion between the first portion and the second portion. A third portion recessed to the rear end side from any of the two portions of the tip, and
Of the second part, at least a part of the tip side of the step part is directly or indirectly connected to the metal shell,
Spark plug.
前記主体金具は、前記絶縁体の前記第2部分の先端側で内周側に向かって突出する突出部を含む、
スパークプラグ。 The spark plug according to claim 1,
The metal shell includes a protruding portion that protrudes toward the inner peripheral side at the distal end side of the second portion of the insulator,
Spark plug.
前記突出部は、前記絶縁体の前記第2部分の先端面よりも内周側まで延びている、
スパークプラグ。 The spark plug according to claim 2,
The protruding portion extends to the inner peripheral side from the tip surface of the second portion of the insulator,
Spark plug.
前記絶縁体の前記第1部分は、前記主体金具の先端よりも後端側から先端側まで延びている、
スパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 3,
The first portion of the insulator extends from the rear end side to the front end side from the front end of the metal shell.
Spark plug.
前記中心電極は、前記絶縁体の前記第1部分の先端よりも後端側から先端側まで延びている、
スパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 4,
The center electrode extends from the rear end side to the front end side from the front end of the first portion of the insulator.
Spark plug.
前記絶縁体の前記第2部分は、前記第3部分側の内周面の内径が先端側に向けて小さくなる部分を含む、
スパークプラグ。 The spark plug according to any one of claims 1 to 5,
The second portion of the insulator includes a portion in which the inner diameter of the inner peripheral surface on the third portion side becomes smaller toward the tip side.
Spark plug.
Priority Applications (1)
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