JP2014107084A - Spark plug - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、スパークプラグに関する。 The present invention relates to a spark plug.
近年では、エンジンの一層の高出力化や低燃費化の要求に伴って、スパークプラグに求められる放電電圧は上昇傾向にある。このため、スパークプラグに設けられている絶縁体の沿面に沿って電気が放電する現象(いわゆる、フラッシュオーバー)が生じることがある。 In recent years, the discharge voltage required for the spark plug has been on the rise with the demand for higher engine output and lower fuel consumption. For this reason, a phenomenon (so-called flashover) in which electricity is discharged along the creeping surface of the insulator provided in the spark plug may occur.
フラッシュオーバーを抑制するために、特許文献1では、絶縁体の発火部側(電極側)に、コルゲーションと呼ばれる凹凸が形成されており、特許文献2では、絶縁体と主体金具との間に設けられているパッキンに接する絶縁体の部位の表面平均粗度を10μm以下としている。 In order to suppress the flashover, in Patent Document 1, irregularities called corrugation are formed on the ignition portion side (electrode side) of the insulator, and in Patent Document 2, provided between the insulator and the metal shell. The surface average roughness of the portion of the insulator that is in contact with the packing is 10 μm or less.
しかしながら、特許文献1に記載されたスパークプラグでは、コルゲーションの凹部に応力が集中しやすいため、絶縁体が損傷するおそれがある。また、特許文献2に記載されたスパークプラグでは、絶縁体の先端からパッキンとの接触部位までの絶縁体表面の加工については何ら考慮されていないので、フラッシュオーバーの発生可能性は依然として残る。そのため、スパークプラグにおいて、絶縁体の耐久性を維持しつつ、フラッシュオーバーを抑制する技術が望まれている。 However, in the spark plug described in Patent Document 1, stress is likely to be concentrated in the concave portion of the corrugation, which may damage the insulator. In the spark plug described in Patent Document 2, no consideration is given to the processing of the insulator surface from the tip of the insulator to the contact portion with the packing, so the possibility of flashover still remains. Therefore, a technology for suppressing flashover while maintaining durability of an insulator in a spark plug is desired.
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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、スパークプラグが提供される。このスパークプラグは、軸線方向に貫通する軸孔を有し、自身の外周に径方向外側に突出する段部を有する絶縁体と、;前記軸孔の先端側に設けられる中心電極と、;前記絶縁体の外周に設けられ、自身の内周に径方向内側に突出する受け部を有し、該受け部に前記段部を係止した状態で前記絶縁体を保持する筒状の主体金具と、;前記段部と前記受け部との間に配置され両者に接するパッキンと、;を備え、前記絶縁体のうち、前記パッキンと接する位置よりも先端側の部分の外表面の算術平均粗さRa1は、3μm以上、かつ、15μm以下であることを特徴とする。この形態のスパークプラグによれば、絶縁体のうち、パッキンと接する位置よりも先端側の部分の外表面の算術平均粗さRa1が3μm以上となるので、絶縁体の表面の凹凸により、フラッシュオーバーが抑制される。また、この形態のスパークプラグによれば、絶縁体のうち、パッキンと接する位置よりも先端側の部分の外表面の算術平均粗さRa1が15μm以下となるので、絶縁体の表面に形成される凹凸の凹部に作用する応力を小さくでき、絶縁体の折れやひび割れといった絶縁体の損傷を抑制でき、スパークプラグの耐久性を向上できる。 (1) According to one aspect of the present invention, a spark plug is provided. The spark plug has an axial hole penetrating in the axial direction, and has an insulator having a stepped portion projecting radially outward on an outer periphery thereof; a center electrode provided on a distal end side of the axial hole; A cylindrical metal shell provided on the outer periphery of the insulator, having a receiving portion protruding radially inward on its inner periphery, and holding the insulator in a state where the step portion is locked to the receiving portion; A packing disposed between the stepped portion and the receiving portion and in contact with both; and an arithmetic average roughness of an outer surface of a portion of the insulator that is closer to the tip than a position in contact with the packing Ra 1 is 3 μm or more and 15 μm or less. According to this form of the spark plug, the arithmetic average roughness Ra 1 of the outer surface of the insulator on the tip side with respect to the position in contact with the packing is 3 μm or more. Over is suppressed. In addition, according to the spark plug of this embodiment, the arithmetic average roughness Ra 1 of the outer surface of the portion of the insulator that is closer to the tip than the position in contact with the packing is 15 μm or less, so that it is formed on the surface of the insulator. It is possible to reduce the stress acting on the concave and convex portions of the concave and convex, and to suppress damage to the insulator such as breakage and cracking of the insulator, and to improve the durability of the spark plug.
(2)上記形態のスパークプラグは、前記絶縁体と前記パッキンとが接する位置よりも先端側において、前記軸線方向に直交する方向における前記絶縁体と前記主体金具との間隔が0.5mm以下の部分の前記絶縁体の外表面の算術平均粗さRa2が、3μm以上、かつ、15μm以下であってもよい。一般的に、絶縁体と主体金具との間隔が狭いほど、絶縁体の沿面放電が生じやすい。この形態のスパークプラグによれば、絶縁体と主体金具との間隔が狭い部位の絶縁体の外表面の算術平均粗さRa2を、3μm以上、かつ、15μm以下とできるので、フラッシュオーバーを更に抑制できるとともに、スパークプラグの耐久性を向上できる。 (2) In the spark plug of the above aspect, the distance between the insulator and the metal shell in a direction orthogonal to the axial direction is 0.5 mm or less at a tip side from a position where the insulator and the packing are in contact with each other. The arithmetic average roughness Ra 2 of the outer surface of the insulator in a part may be 3 μm or more and 15 μm or less. Generally, the smaller the distance between the insulator and the metal shell, the easier the creeping discharge of the insulator occurs. According to the spark plug of this embodiment, the arithmetic average roughness Ra 2 of the outer surface of the insulator at a portion where the distance between the insulator and the metal shell is narrow can be set to 3 μm or more and 15 μm or less. It can be suppressed and the durability of the spark plug can be improved.
(3)上記形態のスパークプラグは、前記絶縁体の先端から前記絶縁体と前記パッキンとが接する位置までの前記軸線方向に沿った長さは、10mm以下であってもよい。絶縁体の先端から絶縁体とパッキンとが接する位置までの長さが10mm以下と短い場合、フラッシュオーバーがより発生しやすくなる。この点、上記形態のスパークプラグによれば、絶縁体の先端から絶縁体とパッキンとが接する位置までの長さが比較的短い場合であっても、フラッシュオーバーを抑制できる。 (3) In the spark plug of the above aspect, the length along the axial direction from the tip of the insulator to the position where the insulator and the packing are in contact may be 10 mm or less. When the length from the tip of the insulator to the position where the insulator and the packing are in contact is as short as 10 mm or less, flashover is more likely to occur. In this regard, according to the spark plug of the above aspect, flashover can be suppressed even when the length from the tip of the insulator to the position where the insulator and the packing are in contact is relatively short.
(4)上記形態のスパークプラグは、前記絶縁体の先端から前記絶縁体と前記パッキンとが接する位置までの前記軸線方向に沿った長さをLとしたとき、前記絶縁体のうち、前記パッキンと接する位置から前記軸線方向に沿ってL/3だけ先端側までの部分の前記絶縁体の外表面の算術平均粗さRa3が、15μm以下であってもよい。パッキンと接する絶縁体の部位は棚状に形成されているものがあり、この場合、電界が集中しやすくフラッシュオーバーの発生可能性、および、棚部に応力が集中しやすく絶縁体の損傷可能性が高くなるおそれがある。この形態のスパークプラグによれば、パッキン近傍(棚部近傍)の絶縁体の外表面の算術平均粗さRa3を15μm以下にできるので、フラッシュオーバーを抑制できるとともに、スパークプラグの耐久性を向上できる。 (4) When the length along the axial direction from the tip of the insulator to the position where the insulator and the packing are in contact is L, the spark plug of the above aspect is the packing of the insulator. The arithmetic average roughness Ra 3 of the outer surface of the insulator in a portion from the position in contact with the tip to the tip side by L / 3 along the axial direction may be 15 μm or less. Insulator parts that come in contact with the packing are formed in a shelf shape. In this case, the electric field can easily concentrate and flashover can occur, and stress can easily concentrate on the shelf and the insulator can be damaged. May increase. According to this form of the spark plug, the arithmetic average roughness Ra 3 of the outer surface of the insulator in the vicinity of the packing (near the shelf) can be reduced to 15 μm or less, so that flashover can be suppressed and the durability of the spark plug is improved. it can.
(5)上記形態のスパークプラグは、ねじ径がM10以下であってもよい。一般的に、ねじ径がM10以下のスパークプラグは、絶縁体の肉厚が薄いため損傷しやすい。この形態のスパークプラグによれば、ねじ径がM10以下という絶縁体の肉厚が薄いスパークプラグにおいても、耐久性を維持しつつフラッシュオーバーを抑制できる。 (5) The spark plug of the above aspect may have a screw diameter of M10 or less. Generally, a spark plug having a screw diameter of M10 or less is easily damaged because the insulator is thin. According to the spark plug of this embodiment, flashover can be suppressed while maintaining durability even in a spark plug having a screw diameter of M10 or less and a thin insulator.
(6)上記形態のスパークプラグは、前記主体金具の先端部に固定され、前記中心電極の先端部との間で間隔を形成する接地電極を備え、前記間隔は、0.9mm以上であってもよい。この形態のスパークプラグによれば、間隔が0.9mm以上のスパークプラグについても、耐久性を維持しつつ、フラッシュオーバーを抑制でき、高い電圧を印加することができる。 (6) The spark plug of the above aspect includes a ground electrode that is fixed to a tip portion of the metal shell and forms a gap with the tip portion of the center electrode, and the gap is 0.9 mm or more. Also good. According to the spark plug of this embodiment, flashover can be suppressed and a high voltage can be applied to a spark plug having an interval of 0.9 mm or more while maintaining durability.
本発明は、装置以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、スパークプラグの製造方法やスパークプラグの制御方法、その制御方法を実現するコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した一時的でない記録媒体等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms other than the apparatus. For example, the present invention can be realized in the form of a spark plug manufacturing method, a spark plug control method, a computer program for realizing the control method, a non-temporary recording medium on which the computer program is recorded, and the like.
A.第1実施形態:
A1.スパークプラグ概略構成:
図1は、第1実施形態におけるスパークプラグ100の部分断面図である。スパークプラグ100は、図1に示すように、軸線Oに沿った細長形状を有している。図1において、一点破線で示す軸線O−Oの右側は、外観正面図を示し、軸線O−Oの左側は、スパークプラグ100の中心軸を通る断面でスパークプラグ100を切断した断面図を示している。以下の説明では、軸線Oに平行であって図1の下方側を先端側と呼び、図1の上方側を後端側と呼ぶ。
A. First embodiment:
A1. Spark plug schematic configuration:
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a
スパークプラグ100は、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とを備える。絶縁碍子10の一端から突出する棒状の中心電極20は、絶縁碍子10の内部を通じて、絶縁碍子10の他端に設けられた端子金具40に電気的に接続されている。中心電極20の外周は、絶縁碍子10によって保持され、絶縁碍子10の外周は、端子金具40から離れた位置で主体金具50によって保持されている。主体金具50に電気的に接続された接地電極30は、火花を発生させる間隙である火花ギャップを中心電極20の先端との間に形成する。スパークプラグ100は、内燃機関のエンジンヘッド200に設けられた取付ネジ孔201に主体金具50を介して取り付けられる。端子金具40に2万〜3万ボルトの高電圧が印加されると、中心電極20と接地電極30との間に形成された火花ギャップに火花が発生する。絶縁碍子10は、特許請求の範囲の「絶縁体」にあたる。
The
絶縁碍子10は、アルミナを始めとするセラミックス材料を焼成して形成された絶縁体である。絶縁碍子10は、中心電極20および端子金具40を収容する軸孔12が中心に形成された筒状の部材である。絶縁碍子10の軸方向中央には外径を大きくした中央胴部19が形成されている。中央胴部19よりも端子金具40側には、端子金具40と主体金具50との間を絶縁する後端側胴部18が形成されている。中央胴部19よりも中心電極20側には、後端側胴部18よりも外径が小さい先端側胴部17が形成され、先端側胴部17の更に先には、先端側胴部17の外径以下の外径を有するとともに、先端側に向けて縮径する脚長部13が形成されている。なお、脚長部13は、一定の外径を有するストレート形状や、段部を有する形状などとしてもよい。
The
主体金具50は、絶縁碍子10の後端側胴部18の一部から脚長部13に亘る部位を包囲して保持する円筒状の金具である。本実施形態では、主体金具50は、低炭素鋼により形成され、全体にニッケルめっきや亜鉛めっき等のめっき処理が施されている。主体金具50は、工具係合部51と、取付ネジ部52と、シール部54とを備える。主体金具50の工具係合部51は、スパークプラグ100をエンジンヘッド200に取り付ける工具(図示せず)が嵌合する。主体金具50の取付ネジ部52は、エンジンヘッド200の取付ネジ孔201に螺合するネジ山を有する。主体金具50のシール部54は、取付ネジ部52の根元に鍔状に形成され、シール部54とエンジンヘッド200との間には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット5が嵌挿される。主体金具50の先端面57は、中空の円状であり、その中央には、絶縁碍子10の脚長部13から中心電極20が突出する。
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、円環状のリング部材6,7が介在されており、さらに両リング部材6,7間にタルク(滑石)9の粉末が充填されている。スパークプラグ100の製造時には、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が圧縮変形し、この圧縮変形部58の圧縮変形により、リング部材6,7およびタルク9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、タルク9が軸線O方向に圧縮されて主体金具50内の気密性が高められる。
A
また、主体金具50の内周においては、取付ネジ部52の位置に形成された金具内段部56に、環状の板パッキン8を介し、絶縁碍子10の脚長部13の基端に位置する係止部300が押圧されている。この板パッキン8は、主体金具50と絶縁碍子10との間の気密性を保持する部材であり、燃焼ガスの流出が防止される。
Further, on the inner periphery of the
中心電極20は、電極母材(図示省略)の内部に、電極母材よりも熱伝導性に優れる芯材(図示省略)が埋設された棒状の部材である。本実施形態では、電極母材は、ニッケルを主成分とするニッケル合金から成り、芯材は、銅または銅を主成分とする合金から成る。中心電極20の後端部は、セラミック抵抗3およびシール体4を介して端子金具40に電気的に接続される。
The
接地電極30は、耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、ニッケル合金が用いられる。この接地電極30の基端は、主体金具50の先端面57に溶接されている。接地電極30の先端側は、軸線Oと交差する方向に屈曲されており、接地電極30の先端部が、中心電極20の先端面と軸線O上で対向している。なお、接地電極30は、中心電極20と同様に、電極母材の内部に、電極母材よりも熱伝導性に優れる芯材が埋設された棒状の部材によって形成されてもよい。
The
A2.絶縁碍子10の詳細構成:
図2は、第1実施形態におけるスパークプラグ100の先端部分を説明する部分拡大図である。図2には、図1における枠Xが拡大されて示されている。絶縁碍子10の脚長部13は、金具内段部56に係止される係止部300と、係止部300の先端側に形成されている胴部302とを有する。胴部302は、先端側に向けて外径が縮径するように形成されている。係止部300は特許請求の範囲における「段部」に当たる。
A2. Detailed configuration of the insulator 10:
FIG. 2 is a partially enlarged view for explaining a tip portion of the
主体金具50の金具内段部56は、後端側から先端側に向けて内径が縮径する第1段部400と、第1段部400の先端側に形成され、絶縁碍子10の胴部302に対向するように延伸する第2段部402と、第2段部402の先端側に形成され、後端側から先端側に向けて内径が拡径する第3段部404を有する。第2段部402は、後端側から先端側に向かうにつれて内径が拡大するように、テーパ状に形成されている。金具内段部56は、特許請求の範囲における「受け部」にあたる。
The metal
図2に示されるように、絶縁碍子10の脚長部13と主体金具50の金具内段部56とは、所定の間隔だけ離間するように配置される。
As shown in FIG. 2, the
絶縁碍子10のうち、パッキン8と絶縁碍子10とが接する先端側の位置PAよりも先端側の部分の外表面の算術平均粗さRa1は、3μm以上、かつ、15μm以下である。なお、位置PAよりも先端側において、軸線O方向に直交する方向における絶縁碍子10と主体金具50との間隔Daが0.5mm以下の部分の絶縁碍子10の外表面について、算術平均粗さRa2が、3μm以上、かつ、15μm以下であることが好ましい。
Among the
なお、本明細書において、絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さ(表面粗度)は、非接触三次元測定装置NH−3(三鷹光機株式会社製)を利用し、JIS B 0601に従って測定されている。
In this specification, the arithmetic average roughness (surface roughness) of the outer surface of the
第1実施形態において、絶縁碍子10の外表面の粗さは、絶縁碍子10の外表面を研磨する砥石の粒度や切削速度を調整することにより規定される。絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さRa1を3μm以上、かつ、15μm以下とするには、砥石の平均粒度を50μm以上、かつ、150μm以下とすることが好ましい。砥石の平均粒度が約50μm未満の場合、目詰まりしやすいという問題が生じ、砥石の平均粒度が約150μmより大きい場合、切削痕が大きくなり、荒削りとなるという問題が生じるためである。また、生産性の向上と砥石の長寿命化という観点からは、成形体(絶縁碍子10)を切削する切削速度を0.5g/sec以上、かつ、2.0g/sec以下とすることが好ましい。切削速度が0.5g/sec未満の場合、生産性が低下するという問題が生じ、切削速度が2.0g/secより速い場合、砥石の寿命低下を招くおそれが高いためである。また、例えば、平均粒度の高い砥石を用いて絶縁碍子10の外表面を荒く削り、その後、平均粒度の低い砥石を用いて絶縁碍子10の外表面が所望の粗度となるように研磨しても良い。
In the first embodiment, the roughness of the outer surface of the
絶縁碍子10の先端10aから絶縁碍子10とパッキン8とが接する位置PAまでの軸線O方向に沿った長さLは、10mm以下である。また、絶縁碍子10のうち、パッキン8と接する位置PAから軸線O方向に沿ってL/3だけ先端側までの部分の絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さRa3は15μm以下である。
The length L along the axis O direction from the tip 10a of the
また、第1実施形態において、スパークプラグ100は、ねじ径がM10以下である。また、スパークプラグ100において、中心電極20の先端部20aと接地電極30の金属チップ31との間の間隔Db(いわゆる火花間隔)は、0.9mm以上である。
In the first embodiment, the
A3.評価結果:
以上説明した条件を備えるスパークプラグ100について、耐フラッシュオーバー性能、折れ強度、耐汚損性にについて試験を行い評価した結果を示す。表1は、耐フラッシュオーバー性能、折れ強度の試験結果を示しており、表2は、耐汚損性の試験結果を示している。
A3. Evaluation results:
The result of having tested and evaluated about the anti-flash over performance, bending strength, and antifouling property about the
表1において、各項目は以下の通り示している。
ネジ径:主体金具50のネジ径
Gap:中心電極20と接地電極30との火花間隔Db
L:絶縁碍子10の先端10aから絶縁碍子10とパッキン8とが接する位置PAまで の軸線O方向に沿った長さ
Ra1:パッキン8と接する位置PAよりも先端側の部分の絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さ
Ra2:絶縁碍子10と主体金具50との間隔Daが0.5mm以下の部分の絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さ
Ra3:パッキン8と接する位置PAから軸線O方向に沿ってL/3だけ先端側までの部分の絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さ
In Table 1, each item is shown as follows.
Screw diameter: Screw diameter of the
L: Length along the axis O direction from the tip 10a of the
耐フラッシュオーバー性能を評価する試験では、スパークプラグを可視チャンバーに取り付け、放電と放電波形を同期させて放電を観察することにより、フラッシュオーバーの発生率(単位:%)を評価した。試験1では、0.6Mpの圧力下において、60kH,25kVの電圧を30秒間印加したときのフラッシュオーバーの発生率と、判定結果を表1の「耐FO性能」に示す。表1において、判定結果はフラッシュオーバーの発生率をFrとして、以下の通りである。
A:Fr≦0.1%
B:0.1%<Fr≦0.5%
C:0.5%<Fr≦1.0%
D:1.0%<Fr≦3.0%
E:3.0%<Fr≦10.0%
F:Fr>10.0%
In the test for evaluating the flashover resistance, a spark plug was attached to a visible chamber, and the discharge was observed by synchronizing the discharge and the discharge waveform, thereby evaluating the flashover occurrence rate (unit:%). In Test 1, the occurrence rate of flashover when a voltage of 60 kH and 25 kV is applied for 30 seconds under a pressure of 0.6 Mp and the determination result are shown in “FO resistance performance” of Table 1. In Table 1, the determination results are as follows, where Fr is the flashover occurrence rate.
A: Fr ≦ 0.1%
B: 0.1% <Fr ≦ 0.5%
C: 0.5% <Fr ≦ 1.0%
D: 1.0% <Fr ≦ 3.0%
E: 3.0% <Fr ≦ 10.0%
F: Fr> 10.0%
折れ強度を評価する試験では、「JIS B 8031_7.4項」に準ずる耐衝撃性試験を行い、判定結果を表1の「折れ強度」に示す。なお、耐衝撃性試験の概要は次の通りである。L字ブッシュに取付けた上で、JIS B8031の7.4に規定される衝撃試験機により、衝呈22mmとして毎分400回の割合でサンプルの先端部に衝撃を与えた。そして、3時間経過後に、脚長部における割れの有無を確認するとともに、割れが発生した本数(割れ本数)を測定した。表1において、判定結果は以下の通りである。
A:割れ発生率≦1%
B:≦3%
C:≦10%
D:≧10%
In the test for evaluating the bending strength, an impact resistance test according to “JIS B 8031 — 7.4” is performed, and the determination result is shown in “Bending strength” in Table 1. The outline of the impact resistance test is as follows. After being attached to the L-shaped bush, an impact was applied to the tip of the sample at a rate of 400 times per minute as an impact 22 mm by an impact tester specified in 7.4 of JIS B8031. And after 3 hours progress, while checking the presence or absence of the crack in a leg long part, the number (number of cracks) which the crack generate | occur | produced was measured. In Table 1, the determination results are as follows.
A: Crack generation rate ≦ 1%
B: ≦ 3%
C: ≦ 10%
D: ≧ 10%
表1に示されるように、比較例のスパークプラグにおいて、絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さRa1が0.3μm未満のものについては、折れ強度は良好であるが、フラッシュオーバーの発生率Frが0.5%を超えてしまい、算術平均粗さRa1が15.0を超えるものについては、耐フラッシュオーバー性能は1.0%以下と良好であるが、強度が低下する。これは、パッキン8と接する位置PAよりも先端側の部分の絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さRa1が3.0μm未満のスパークプラグは、外表面の凹凸が少ないためフラッシュオーバーが発生しやすいためであると考えられ、また、パッキン8と接する位置PAよりも先端側の部分の絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さRa1が15.0μmを超えるスパークプラグについては、外表面の凹凸の凹部の窪みが比較的深く、凹部に応力が集中しやすいためであると考えられる。第1実施形態のスパークプラグ100の種々の条件を満たす実施例1〜12のスパークプラグは、パッキン8と接する位置PAよりも先端側の部分の絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さRa1が3.0μm以上、かつ、15μm以下であるので、表1に示されるように、耐フラッシュオーバー性能、折れ強度ともに良好な結果を示している。
As shown in Table 1, in the spark plug of the comparative example, when the arithmetic average roughness Ra 1 of the outer surface of the
また、表1に示されるように、絶縁碍子10と主体金具50との間隔Daが0.5mm以下の部分の絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さRa2が3.0μm以上、かつ、15μm以下である実施例4〜12のスパークプラグは、耐フラッシュオーバー性能を更に向上できる。
In addition, as shown in Table 1, the arithmetic average roughness Ra 2 of the outer surface of the
また、表1に示されるように、位置PAから軸線O方向に沿ってL/3だけ先端側までの部分の絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さRa3が15μm以下であれば、絶縁碍子10の折れ強度向上の効果が高い。
Further, as shown in Table 1, if the arithmetic average roughness Ra 3 of the outer surface of the
また、表1に示されるように、絶縁碍子10の先端10aから絶縁碍子10とパッキン8とが接する位置PAまでの軸線O方向に沿った長さLが10mm以下のスパークプラグ、ネジ径がM10以下のスパークプラグは、絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さを3.0μm以上、かつ、15μm以下とすることにより、耐フラッシュオーバー性能、折れ強度向上の効果の程度が大きくなる。
Further, as shown in Table 1, a spark plug having a length L of 10 mm or less along the axis O direction from the tip 10a of the
また、表1に示されるように、間隔が0.9mm以上のスパークプラグについても、絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さを3.0μm以上、かつ、15μm以下とすることにより、耐久性を維持しつつ、フラッシュオーバーを抑制でき、高い電圧を印加することができる。
In addition, as shown in Table 1, the spark plug having an interval of 0.9 mm or more has durability by setting the arithmetic average roughness of the outer surface of the
汚損性評価試験は、JIS規格D1606で規定されている「くすぶり汚損試験」である。表2に示される種々の条件を有するスパークプラグに対して、脚長部13の表面に絶縁油からなる被膜層を設け、低温試験室内(−10℃)のシャシダイナモメータ上に排気量1500ccの4気筒エンジンを有する試験用自動車を置き、当該試験用自動車のエンジンにスパークプラグを各気筒に対応して4本組み付ける。尚、「絶縁油」としては、例えば、シリコンオイルやフッ素系オイル等を主成分とし、パラフィン等を含む混合液を挙げることができる。そして、空吹かしを3回行った後、3速35km/hで40秒間走行し、90秒間のアイドリングを挟んで、再度3速35km/hで40秒間走行する。その後、エンジンを一度停止・冷却させる。次いで、空吹かしを3回行った後、1速15km/hで20秒間走行することを、30秒間のエンジン停止を挟みつつ、合計3度行い、その後エンジンを停止させる。この一連のテストパターンを1サイクルとして、複数サイクル繰り返し試験を行った。そして、各サイクルの終了時に、所定のサンプルに関し、主体金具と接続端子との間の絶縁抵抗値を測定し、その絶縁抵抗値が10MΩに到達したときのサイクル数(10MΩ到達サイクル数)を確認した。表2において、判定結果は、10MΩ到達サイクル数をNとして、以下の通りである。
A:N≧7
B:N=6
C:N≦5
The fouling property evaluation test is a “smoldering fouling test” defined in JIS standard D1606. For the spark plug having various conditions shown in Table 2, a coating layer made of an insulating oil is provided on the surface of the
A: N ≧ 7
B: N = 6
C: N ≦ 5
B.変形例:
・変形例1:
上記第1実施形態では、絶縁碍子10とパッキン8とが接する位置PAよりも先端側において、軸線O方向に直交する方向における絶縁碍子10と主体金具50との間隔Daが0.5mm以下の部分の絶縁碍子10の外表面について、算術平均粗さRa2が、3μm以上、かつ、15μm以下としているが、間隔Daが0.5mm以下の部分の絶縁碍子10の外表面について、算術平均粗さRa2が、3μm以上、かつ、15μm以下でなくてもよい。
B. Variations:
・ Modification 1:
In the first embodiment, a portion where the distance Da between the
・変形例2:
また、第1実施形態において、絶縁碍子10の先端10aから絶縁碍子10とパッキン8とが接する位置PAまでの軸線O方向に沿った長さLは、10mm以下である。また、絶縁碍子10のうち、パッキン8と接する位置PAから軸線O方向に沿ってL/3だけ先端側までの部分の絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さRa3は15μm以下であるが、絶縁碍子10の外表面の算術平均粗さRa3は15μm以下でなくてもよい。
Modification 2
Moreover, in 1st Embodiment, the length L along the axis O direction from the front-end | tip 10a of the
・変形例3:
また、第1実施形態において、スパークプラグ100は、ねじ径がM10以下であるが、ネジ径がM10より大きくても良い。
・ Modification 3:
In the first embodiment, the
・変形例4:
また、第1実施形態において、スパークプラグ100は、中心電極20の先端部20aと接地電極30の金属チップ31との間の間隔Dbが0.9mm以上であるが、間隔Dbは、0.9未満であってもよい。
-Modification 4:
In the first embodiment, in the
本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例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、実施例、変形例中の技術的特徴は、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 embodiments, examples, and modifications, and can be realized with various configurations without departing from the spirit thereof. For example, the technical features in the embodiments, examples, and modifications corresponding to the technical features in each embodiment described in the summary section of the invention are to solve some or all of the above-described problems, or In order to achieve part or all of the above effects, replacement or combination can be performed as appropriate. Further, if the technical feature is not described as essential in the present specification, it can be deleted as appropriate.
3…セラミック抵抗
4…シール体
5…ガスケット
6…リング部材
8…パッキン
9…タルク
10…絶縁碍子
10a…先端
12…軸孔
13…脚長部
17…先端側胴部
18…後端側胴部
19…中央胴部
20…中心電極
20a…先端部
30…接地電極
31…金属チップ
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
56…金具内段部
57…先端面
58…圧縮変形部
100…スパークプラグ
200…エンジンヘッド
201…取付ネジ孔
300…係止部
302…胴部
400…第1段部
402…第2段部
404…第3段部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記軸孔の先端側に設けられる中心電極と、
前記絶縁体の外周に設けられ、自身の内周に径方向内側に突出する受け部を有し、該受け部に前記段部を係止した状態で前記絶縁体を保持する筒状の主体金具と、
前記段部と前記受け部との間に配置され両者に接するパッキンと、を備えるスパークプラグであって、
前記絶縁体のうち、前記パッキンと接する位置よりも先端側の部分の外表面の算術平均粗さRa1は、3μm以上、かつ、15μm以下であることを特徴とするスパークプラグ。 An insulator having a shaft hole penetrating in the axial direction and having a stepped portion projecting radially outward on its outer periphery;
A center electrode provided on a tip side of the shaft hole;
A cylindrical metal shell provided on the outer periphery of the insulator, having a receiving portion protruding radially inward on the inner periphery thereof, and holding the insulator in a state where the step portion is locked to the receiving portion. When,
A spark plug provided between the stepped portion and the receiving portion and in contact with the packing,
The spark plug according to claim 1 , wherein an arithmetic mean roughness Ra1 of an outer surface of a portion of the insulator closer to a tip side than a position in contact with the packing is 3 μm or more and 15 μm or less.
前記絶縁体と前記パッキンとが接する位置よりも先端側において、前記軸線方向に直交する方向における前記絶縁体と前記主体金具との間隔が0.5mm以下の部分の前記絶縁体の外表面の算術平均粗さRa2が、3μm以上、かつ、15μm以下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,
Arithmetic of the outer surface of the insulator at a portion where the distance between the insulator and the metal shell in the direction orthogonal to the axial direction is 0.5 mm or less on the tip side of the position where the insulator and the packing are in contact with each other A spark plug having an average roughness Ra 2 of 3 μm or more and 15 μm or less.
前記絶縁体の先端から前記絶縁体と前記パッキンとが接する位置までの前記軸線方向に沿った長さは、10mm以下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
The length along the axial direction from the tip of the insulator to the position where the insulator and the packing are in contact with each other is 10 mm or less.
前記絶縁体の先端から前記絶縁体と前記パッキンとが接する位置までの前記軸線方向に沿った長さをLとしたとき、
前記絶縁体のうち、前記パッキンと接する位置から前記軸線方向に沿ってL/3だけ先端側までの部分の前記絶縁体の外表面の算術平均粗さRa3が、15μm以下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 3, wherein
When the length along the axial direction from the tip of the insulator to the position where the insulator and the packing contact is L,
Among the insulators, an arithmetic average roughness Ra 3 of an outer surface of the insulator in a portion from the position in contact with the packing to the tip side by L / 3 along the axial direction is 15 μm or less. And spark plug.
ねじ径がM10以下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 4, wherein
A spark plug having a screw diameter of M10 or less.
前記主体金具の先端部に固定され、前記中心電極の先端部との間で間隔を形成する接地電極を備え、
前記間隔は、0.9mm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
A ground electrode fixed to the tip of the metal shell and forming a gap with the tip of the center electrode;
The spark plug is characterized in that the distance is 0.9 mm or more.
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