JP6294982B2 - Spark plug - Google Patents
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Description
本発明は、スパークプラグに関するものである。 The present invention relates to a spark plug.
従来、内燃機関の点火用のスパークプラグにおいて、スパークプラグの外部の機器に輻射される電波雑音(以下、電雑ノイズとも呼ぶ)を低減するために(電雑性能を向上させるために)、中心電極と端子金具との間に抵抗体が配置された抵抗体入りスパークプラグが広く用いられている。このような抵抗体入りのスパークプラグとしては、例えば、スパークプラグの絶縁体の貫通孔内にガラス質抵抗体組成物粉末を充填して、熱間加圧によって抵抗体を形成したスパークプラグが知られている。また、巻線抵抗器によって抵抗体を形成するスパークプラグ、あるいは、セラミック焼結体によって抵抗体を形成するスパークプラグが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, in spark plugs for ignition of internal combustion engines, in order to reduce radio noise (hereinafter also referred to as noise noise) radiated to equipment outside the spark plug (to improve the noise performance), the center A spark plug containing a resistor in which a resistor is disposed between an electrode and a terminal fitting is widely used. As such a spark plug containing a resistor, for example, a spark plug is known in which a glassy resistor composition powder is filled in a through hole of an insulator of a spark plug and a resistor is formed by hot pressing. It has been. Further, a spark plug in which a resistor is formed by a winding resistor or a spark plug in which a resistor is formed by a ceramic sintered body is known (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、近年スパークプラグの放電電圧が上昇される傾向にあり、このことは電雑ノイズが増加する要因となっている。また、車両の軽量化の要請により、車両の構成材料として、電雑ノイズを除去する性質を有する鉄を含有する材料の使用を抑える傾向にあり、このことも、電雑ノイズが増加する要因となっている。したがって、従来知られるスパークプラグでは電雑性能が不十分となる可能性が生じており、電雑性能のさらなる向上が求められている。 However, in recent years, the discharge voltage of the spark plug tends to increase, which causes an increase in noise. In addition, due to demands for reducing the weight of vehicles, there is a tendency to suppress the use of iron-containing materials that have the property of removing electric noise as components of vehicles, which is also a factor that increases electric noise. It has become. Therefore, there is a possibility that the conventionally known spark plug has insufficient electrical performance, and further improvement in electrical performance is required.
上記したガラス質抵抗体組成物粉末を熱間加圧して抵抗体を形成する構成は、生産性および耐久性に優れており、軸線方向における抵抗体の長さによって抵抗体の抵抗値を確保し、電雑ノイズを低減することができる。しかしながら、電雑性能を向上させるために抵抗体を長くして抵抗値を大きくすることは、スパークプラグの大型化を招き、また、着火性能の低下を引き起こす可能性があるため、採用し難い場合がある。よって、スパークプラグの大型化や着火性能の低下を引き起こすことなく、効果的に電雑ノイズを抑えることが望まれていた。 The structure in which the above-described glassy resistor composition powder is hot-pressed to form a resistor is excellent in productivity and durability, and the resistance value of the resistor is secured by the length of the resistor in the axial direction. Electric noise can be reduced. However, if it is difficult to increase the resistance value by increasing the resistance value in order to improve the electrical performance, it will lead to an increase in the size of the spark plug and may cause a decrease in ignition performance. There is. Therefore, it has been desired to suppress electric noise effectively without causing an increase in the size of the spark plug and a decrease in ignition performance.
一方、巻線抵抗器によって抵抗体を形成する場合には、例えば巻線の巻数を増加させても抵抗体の抵抗値を十分に確保することが困難であり、また、巻線の巻数の増加は、巻線抵抗器の耐久性の低下を招くために採用し難い場合がある。さらに、巻線抵抗器やセラミック焼結体によって抵抗体を形成する場合には、スパークプラグの絶縁体の内壁面と抵抗体との間の密着性を十分に確保することが困難となり易い。絶縁体の内壁面と抵抗体との間の密着性が不十分であれば、スパークプラグの点火時に、絶縁体の内壁面に沿って短絡が生じてスパークプラグにおいて失火が起こる可能性がある。そのため、スパークプラグの耐久性や着火性能の低下を抑えつつ、電雑ノイズを抑制することが望まれていた。 On the other hand, when a resistor is formed by a winding resistor, for example, it is difficult to ensure a sufficient resistance value of the resistor even if the number of turns of the winding is increased, and the number of turns of the winding is increased. May be difficult to adopt because it causes a decrease in durability of the winding resistor. Further, when the resistor is formed by a winding resistor or a ceramic sintered body, it is difficult to ensure sufficient adhesion between the inner wall surface of the insulator of the spark plug and the resistor. If the adhesion between the inner wall surface of the insulator and the resistor is insufficient, a short circuit may occur along the inner wall surface of the insulator when the spark plug is ignited, and a misfire may occur in the spark plug. Therefore, it has been desired to suppress electric noise while suppressing a decrease in durability and ignition performance of the spark plug.
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。
本発明の一形態は、スパークプラグであって、軸線方向に延びる貫通孔を有する絶縁体と;前記絶縁体の先端部から自身の先端部が露出した状態で前記貫通孔内に配置される中心電極と;前記絶縁体の後端部から自身の後端部が露出した状態で前記貫通孔内に配置される端子金具と;少なくとも導電性材料およびガラスを含み、前記貫通孔内において前記中心電極と前記端子金具との間に配置される第1の抵抗体と;前記第1の抵抗体の前記軸線方向の両端に配置された一対の導電性ガラスシール層と;を備える。このスパークプラグは、さらに、前記一対の導電性ガラスシール層のうちの後端側に配置された導電性ガラスシール層の後端側に配置された封着端子と;前記封着端子の後端側に配置された巻線抵抗器である第2の抵抗体と;前記第2の抵抗体と前記端子金具との間に配置されて前記軸線方向に弾性変形する導電性弾性体と;を備え;前記第2の抵抗体は、前記巻線抵抗器における巻線の巻数が30回以上であり;前記巻線抵抗器の先端部と前記封着端子の後端部の各々は、互いに係合する係合部を備える。
このような形態であれば、導電性材料およびガラスを含む第1の抵抗体と巻線抵抗器である第2の抵抗体とを備えることで、スパークプラグの大型化、着火性能の低下、あるいは耐久性の低下を抑えつつ、電雑ノイズを低減することができる。また、スパークプラグの耐衝撃性をより向上させることができる。その他、本発明は、以下のような形態として実現することも可能である。
The present invention has been made to solve the above-described problems, and can be realized as the following forms.
One aspect of the present invention is a spark plug, an insulator having a through-hole extending in the axial direction; and a center disposed in the through-hole in a state where the tip of the insulator is exposed from the tip of the insulator An electrode; a terminal fitting disposed in the through hole in a state where the rear end of the insulator is exposed from the rear end of the insulator; and including at least a conductive material and glass, and the center electrode in the through hole And a first resistor disposed between the terminal fitting and a pair of conductive glass seal layers disposed at both ends of the first resistor in the axial direction. The spark plug further includes a sealing terminal disposed on a rear end side of the conductive glass sealing layer disposed on a rear end side of the pair of conductive glass sealing layers; and a rear end of the sealing terminal A second resistor that is a winding resistor disposed on the side; and a conductive elastic body that is disposed between the second resistor and the terminal fitting and elastically deforms in the axial direction. The second resistor has 30 or more windings in the winding resistor; the leading end of the winding resistor and the rear end of the sealing terminal are engaged with each other; An engaging portion is provided.
If it is such a form, by providing the 1st resistor containing a conductive material and glass, and the 2nd resistor which is a winding resistor, the enlargement of a spark plug, the fall of ignition performance, or Electric noise can be reduced while suppressing a decrease in durability. Moreover, the impact resistance of the spark plug can be further improved. In addition, the present invention can be realized in the following forms.
(1)本発明の一形態によれば、軸線方向に延びる貫通孔を有する絶縁体と、前記絶縁体の先端部から自身の先端部が露出した状態で前記貫通孔内に配置される中心電極と、前記絶縁体の後端部から自身の後端部が露出した状態で前記貫通孔内に配置される端子金具と、少なくとも導電性材料およびガラスを含み、前記貫通孔内において前記中心電極と前記端子金具との間に配置される第1の抵抗体と、前記第1の抵抗体の前記軸線方向の両端に配置された一対の導電性ガラスシール層と、を備えるスパークプラグが提供される。このスパークプラグは、さらに、前記一対の導電性ガラスシール層のうちの後端側に配置された導電性ガラスシール層の後端側に配置された封着端子と;前記封着端子の後端側に配置された巻線抵抗器である第2の抵抗体と;前記第2の抵抗体と前記端子金具との間に配置されて前記軸線方向に弾性変形する導電性弾性体と;を備え、前記第2の抵抗体は、前記巻線抵抗器における巻線の巻数が30回以上である。
この形態のスパークプラグによれば、導電性材料およびガラスを含む第1の抵抗体と巻線抵抗器である第2の抵抗体とを備えることで、スパークプラグの大型化、着火性能の低下、あるいは耐久性の低下を抑えつつ、電雑ノイズを低減することができる。
(1) According to one aspect of the present invention, an insulator having a through-hole extending in the axial direction, and a center electrode disposed in the through-hole in a state where the tip of the insulator is exposed from the tip of the insulator A terminal fitting disposed in the through hole in a state where the rear end portion of the insulator is exposed from the rear end portion of the insulator, at least a conductive material and glass, and the center electrode in the through hole There is provided a spark plug including a first resistor disposed between the terminal fittings and a pair of conductive glass seal layers disposed at both ends of the first resistor in the axial direction. . The spark plug further includes a sealing terminal disposed on a rear end side of the conductive glass sealing layer disposed on a rear end side of the pair of conductive glass sealing layers; and a rear end of the sealing terminal A second resistor that is a winding resistor disposed on the side; and a conductive elastic body that is disposed between the second resistor and the terminal fitting and elastically deforms in the axial direction. In the second resistor, the number of windings in the winding resistor is 30 or more.
According to this form of the spark plug, by providing the first resistor including the conductive material and glass and the second resistor that is a winding resistor, the spark plug is enlarged, the ignition performance is reduced, Alternatively, it is possible to reduce electric noise while suppressing a decrease in durability.
(2)上記形態のスパークプラグにおいて、前記第1の抵抗体の前記軸線方向の長さが3mm以上12mm以下であることとしてもよい。この形態のスパークプラグによれば、電雑ノイズを低減する効果をより高めると共に、スパークプラグの耐衝撃性を高める効果を得ることができる。 (2) In the spark plug of the above aspect, the axial length of the first resistor may be 3 mm or more and 12 mm or less. According to the spark plug of this embodiment, it is possible to obtain an effect of further improving the effect of reducing the electric noise and improving the impact resistance of the spark plug.
(3)上記形態のスパークプラグにおいて、前記巻線抵抗器における前記巻線の巻数が100回以上であることとしてもよい。このような形態によれば、第2の抵抗体が強磁性体の芯棒を備えない場合であっても、電雑ノイズを低減する効果を大きくすることができる。 (3) In the spark plug of the above aspect, the winding number of the winding resistor may be 100 or more. According to such a form, even if the second resistor is not provided with a ferromagnetic core, the effect of reducing noise can be increased.
(4)上記形態のスパークプラグにおいて、前記巻線抵抗器は、前記巻線を前記軸線方向に貫通する強磁性体によって構成される芯棒を備えることとしてもよい。このような形態によれば、第2の抵抗体においてインダクタンス成分を大きく確保し易くなり、電雑ノイズを低減する効果を高めることができる。 (4) In the spark plug of the above aspect, the winding resistor may include a core rod made of a ferromagnetic material that penetrates the winding in the axial direction. According to such a form, it becomes easy to ensure a large inductance component in the second resistor, and the effect of reducing noise can be enhanced.
(5)上記形態のスパークプラグにおいて、前記強磁性体は、酸化鉄を含む強磁性の材料を用いて形成されていることとしてもよい。このような形態によれば、電雑ノイズを低減する効果をより高めることができる。 (5) In the spark plug of the above aspect, the ferromagnetic body may be formed using a ferromagnetic material including iron oxide. According to such a form, the effect of reducing electric noise can be further enhanced.
(6)上記形態のスパークプラグにおいて、前記巻線抵抗器の先端部と前記封着端子の後端部の各々は、互いに係合する係合部を備えることとしてもよい。このような形態によれば、スパークプラグの耐衝撃性をより向上させることができる。 (6) In the spark plug according to the aspect described above, each of the front end portion of the winding resistor and the rear end portion of the sealing terminal may include an engaging portion that engages with each other. According to such a form, the impact resistance of the spark plug can be further improved.
(7)上記形態のスパークプラグにおいて、前記第2の抵抗体は、抵抗値が1kΩ以下であることとしてもよい。このような形態によれば、スパークプラグの耐久性をより向上させることができる。 (7) In the spark plug of the above aspect, the second resistor may have a resistance value of 1 kΩ or less. According to such a form, the durability of the spark plug can be further improved.
本発明は、スパークプラグ以外の種々の態様で形態することが可能である。例えば、スパークプラグが装着された内燃機関や、かかる内燃機関を備えた車両等の形態で実現することができる。また、例えば、スパークプラグの製造方法の形態で実現することもできる。 The present invention can be implemented in various modes other than the spark plug. For example, it can be realized in the form of an internal combustion engine equipped with a spark plug or a vehicle equipped with such an internal combustion engine. For example, it can also be realized in the form of a spark plug manufacturing method.
A.スパークプラグの構成:
図1は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグ100の概略構成を表わす断面模式図である。スパークプラグ100は、図1に示すように、軸線Oに沿って伸長する細長形状を有している。以下の説明では、軸線Oに平行な方向において、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. Spark plug configuration:
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of a
スパークプラグ100は、主体金具1と、絶縁碍子2と、中心電極3と、接地電極4と、端子金具13とを備える。
The
絶縁碍子2は、アルミナ等のセラミック焼結体により構成され、軸線Oに沿って貫通孔6が形成された絶縁体である。貫通孔6の後端部側には端子金具13の一部が挿入及び固定され、先端部側には中心電極3が挿入及び固定されている。貫通孔6内において、中心電極3と端子金具13との間には、導電性ガラスシール層16、第1の抵抗体15、導電性ガラスシール層17、封着端子20、第2の抵抗体22、および導電性弾性体24が、先端側から後端側に向かってこの順序で配置されている。これらの各部を介して、中心電極3と端子金具13とは電気的に接続されている。中心電極3と端子金具13の間に配置された各抵抗体等の詳しい構成については後述する。
The
主体金具1は、端子金具13から離間して、絶縁碍子2の後端側の部分を包囲して保持する略円筒状の金具である。本実施形態では、主体金具1は、低炭素鋼により形成されており、全体にニッケルめっきや亜鉛めっき等のめっき処理を施した部材とすることができる。主体金具1は、工具係合部51と、取付ネジ部52と、ガスケット受け部54とを備える。主体金具1の工具係合部51は、スパークプラグ100をエンジンヘッドに取り付ける工具(図示せず)が嵌合する。主体金具1の取付ネジ部52は、エンジンヘッドの取付ネジ孔に螺合するネジ山を有する。主体金具1のガスケット受け部54は、取付ネジ部52の後端側において、取付ネジ部52よりも径方向の外周側に張り出して、鍔状に形成されている。ガスケット受け部54の先端側端部には、図示しない円環状部材であるガスケットが嵌挿されて、このガスケットによって、スパークプラグ100のガスケット受け部54とエンジンヘッドとの間のシール性が確保される。主体金具1の先端の開口部からは、絶縁碍子2および中心電極3の先端部が突出している。
The
主体金具1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、ガスケット受け部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1の内周面と絶縁碍子2の外周面との間には、円環状のリング部材7,8が介在されており、さらに両リング部材7,8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を圧縮変形させる加締加工を行なう。加締加工を行なうことで、リング部材7,8およびタルク9を介し、絶縁碍子2が主体金具1内で先端側に向け押圧される。
A
中心電極3は、先端に発火部31が形成された棒状の部材であり、発火部31が露出した状態で貫通孔6に配置されている。本実施形態の中心電極3は、ニッケルを主成分とするニッケル合金から成る電極母材の内部に、銅または銅を主成分する合金から成る芯材を埋設して形成されている。
The
接地電極4は、棒状の部材であり、その基端は、主体金具1の先端面に溶接されている。接地電極4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4の先端部の側面32が、中心電極3の先端の発火部31と軸線O上で対向している。側面32と発火部31との間の隙間は、火花ギャップである。端子金具13に2万〜3万ボルトの高電圧が印加されると、上記火花ギャップに火花が発生する。
The
B.絶縁碍子内の構造:
既述したように、絶縁碍子2の貫通孔6内において、中心電極3と端子金具13との間には、導電性ガラスシール層16、第1の抵抗体15、導電性ガラスシール層17、封着端子20、第2の抵抗体22、および導電性弾性体24が配置されている。本実施形態では、第1の抵抗体15および第2の抵抗体22を設けることにより、火花放電時の電波雑音(電雑ノイズ)の発生を抑制している。
B. Insulator structure:
As described above, in the through
導電性弾性体24は、軸線方向に弾性変形する導電性部材によって構成され、貫通孔6内に配置される各部材の軸線方向の長さのバラツキを吸収すると共に、軸線方向の衝撃を吸収し、スパークプラグ100の耐衝撃性を向上させる働きを有する。導電性弾性体24は、例えばバネとすることができ、本実施形態ではコイルバネによって導電性弾性体24を形成している。
The conductive
導電性ガラスシール層16,17は、貫通孔6内における気密を確保するための構造であり、導電性材料とガラスとの混合物によって形成されている。導電性材料は、銅(Cu)、鉄(Fe)、およびスズ(Sn)等から選択される1種以上の金属を主体とする材料とすることができる。ガラスは、例えばB2O3−SiO2系、BaO−B2O3系、SiO2−B2O3−CaO−BaO系、SiO2−ZnO−B2O3系、SiO2−B2O3−Li2O系、およびSiO2−B2O3−Li2O−BaO系等から選択される1種以上の酸化物を主体とする。さらに、導電性ガラスシール層16,17は、TiO2等の半導体性材料や、絶縁性材料を含有していてもよい。
The conductive glass seal layers 16 and 17 have a structure for ensuring airtightness in the through
第1の抵抗体15は、骨材と導電性材料とを構成材料として備える。骨材は、少なくともガラスを含み、さらに、例えばセラミック材料を含んでいてもよい。
The
導電性材料としては、例えば、金属材料、および非金属材料から選択される1種以上の材料から成る粉末を用いることができる。金属材料としては、亜鉛、アンチモン、スズ、銀、およびニッケルが挙げられる。非金属材料としては、例えば、カーボンブラックおよびグラファイトなどのカーボン材料、炭化ケイ素、炭化チタン、炭化タングステンおよび炭化ジルコニウムが挙げられる。 As the conductive material, for example, a powder made of one or more materials selected from metal materials and non-metal materials can be used. Metallic materials include zinc, antimony, tin, silver, and nickel. Examples of the nonmetallic material include carbon materials such as carbon black and graphite, silicon carbide, titanium carbide, tungsten carbide, and zirconium carbide.
ガラスとしては、例えば、B2O3−SiO2系、BaO−B2O3系、SiO2−B2O3−CaO−BaO系、SiO2−ZnO−B2O3系、SiO2−B2O3−Li2O系、およびSiO2−B2O3−Li2O−BaO系等から選択される1種以上の酸化物を主体とするガラス材料を挙げることができる。 Examples of the glass include B 2 O 3 —SiO 2 system, BaO—B 2 O 3 system, SiO 2 —B 2 O 3 —CaO—BaO system, SiO 2 —ZnO—B 2 O 3 system, and SiO 2 —. B 2 O 3 -Li 2 O system, and an SiO 2 -B 2 O 3 -Li 2 O-BaO -based such as one or more oxides selected from may be mentioned glass material mainly.
セラミック材料としては、例えば、アルミナ、窒化ケイ素、ムライトおよびステアタイト等から選択される1種以上の絶縁性セラミック材料や、酸化スズなどの半導体酸化物を挙げることができる。 Examples of the ceramic material include one or more insulating ceramic materials selected from alumina, silicon nitride, mullite, steatite, and the like, and semiconductor oxides such as tin oxide.
第1の抵抗体15の軸線方向の長さは、3mm以上であることが好ましい。このようにすることで、第1の抵抗体15内において絶縁性材料によって構成される部分を電流が流れることを抑え、電雑ノイズを抑える働き(電雑性能とも呼ぶ)を高めることができる。
The length of the
また、第1の抵抗体15の軸線方向長さは、12mm以下が好ましく8mm以下がさらに好ましい。第1の抵抗体15は後述するように、粉末状の材料を貫通孔6内に充填して圧縮することにより形成するが、第1の抵抗体15の長さを長くするほど第1の抵抗体15の長さがばらつきやすくなる。第1の抵抗体15の長さがばらつくことにより第1の抵抗体15の長さがより長くなると、貫通孔6内において導電性弾性体24が圧縮される程度が大きくなる。その結果、導電性弾性体24が衝撃を吸収する働きが弱まり、スパークプラグ100の耐衝撃性が低下し易くなる。また、第1の抵抗体15の長さがばらつくことにより第1の抵抗体15の長さがより短くなると、導電性弾性体24が圧縮される程度が小さくなって、導電性弾性体24の軸線方向長さが長くなる。その結果、導電性弾性体24が振動負荷に対して曲がりやすくなり、第2の抵抗体22および端子金具13と導電性弾性体24との間の接触不良が生じやすくなり、スパークプラグ100の耐衝撃性が低下する可能性がある。そのため、第1の抵抗体15の軸線方向長さの上限は、上記した値とすることが望ましい。
Further, the axial length of the
なお、第1の抵抗体15の軸線方向長さとは、スパークプラグ100の軸線Oを通過する断面において、第1の抵抗体15と導電性ガラスシール層16の界面の最上点(最も後端側の位置)と、第1の抵抗体15と導電性ガラスシール層17の界面の最下点(最も先端側の位置)との間の、軸線方向の距離をいう。
The length in the axial direction of the
封着端子20は、略円柱形状の金属製部材である。スパークプラグ100の製造時には、貫通孔6内に、導電性ガラスシール層16,17および第1の抵抗体15を構成する材料粉末を充填し、さらに封着端子20を配置して、封着端子20側から先端側へと軸線方向に加圧し、加熱する。このように、封着端子は、圧力を導電性ガラスシール層16にまで伝えて、導電性ガラスシール層16,17および第1の抵抗体15の密度を高め、スパークプラグ100の耐久性を高めるための部材である。上記加圧および加熱時に封着端子20と導電性ガラスシール層17とが密着することで、封着端子20と導電性ガラスシール層17との抵抗を抑え、スパークプラグ100内の抵抗値が所望の値よりも大きくなることを抑えている。
The sealing
第2の抵抗体22は巻線抵抗器であり、略円柱形状の芯棒と、この芯棒の表面に螺旋状に配置された巻線とを備えている。すなわち、第2の抵抗器22では、巻線が芯棒によって軸線方向に貫通されている。本実施形態では、第2の抵抗体22を設けることによってインダクタンス成分を確保して、スパークプラグ100の電雑性能を高めている。第2の抵抗体22の巻線の巻数は、30回以上とすればよく、これにより、電雑ノイズを効果的に抑えることが可能になる。巻線の巻数を多くするほどインダクタンス成分は大きくなるが、巻数を多くしようとすると巻線を細くする必要が生じて、断線などが起こりやすくなる。そのため、巻数を大きくし過ぎると、第2の抵抗体22の耐衝撃性および耐久性が低下する可能性がある。したがって、巻線の上限は、例えば550回以下とすればよい。なお、本実施形態において巻線の巻数とは、始点から終点へと旋回しながら延びる巻線において、上記始点と軸線方向に重なる位置に達する回数をいう。
The
第2の抵抗体22において、巻線の断線を抑えて耐衝撃性および耐久性を確保するためには、巻線の線径は2μm以上とすることが好ましく、3μm以上とすることがより好ましく、5μm以上とすることがさらに好ましい。巻線の線径の上限としては、第2の抵抗体22を大型化し過ぎることなく必要な巻数を確保するために、例えば50μm以下とすればよく、40μm以下とすることが好ましい。
In the
第2の抵抗体22において巻線の巻数および巻線の線径を上記の望ましい範囲で確保するためには、第2の抵抗体22の軸線方向長さは3mm以上とすることが好ましく、5mm以上とすることがさらに好ましい。第2の抵抗体22の軸線方向長さの上限に特に制限はないが、スパークプラグ100の大型化を抑えるために、例えば15mm以下とすればよく、10mm以下とすることが好ましい。なお、第2抵抗体22の軸線方向長さとは、芯棒上に配置された巻線の最下点(最も先端側の位置)と最上点(最も後端側の位置)との間の、軸線方向の距離をいう。
In order to secure the number of windings and the wire diameter of the windings in the above desired range in the
第2の抵抗体22の芯棒の外径は、1.5mm以上が好ましく、2.0mm以上がより好ましい。芯棒の外径をより大きくすることで、より容易にインダクタンス成分を確保することが可能になる。ただし、芯棒の外径が大きくなると、第2の抵抗体22が貫通孔6の中に収まり難くなる。そのため、芯棒の外径は、芯棒に巻線を巻き付けた第2の抵抗体22を、貫通孔6内に配置できる範囲であればよい。
The outer diameter of the core rod of the
第2の抵抗体22の芯棒は、強磁性体によって構成することができる。これにより、第2の抵抗体22における巻線の巻数をより少なくしても第2の抵抗体22のインダクタンス成分を確保して、電雑性能を高めることが可能になる。強磁性体とは、物質中の隣接するスピンが同一の方向を向いて平行に整列し、自発磁化を有する磁性材料を指す。強磁性体としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、ステンレス鋼(SUS)、および酸化鉄を含む強磁性の材料(フェライト等のセラミック材料)を挙げることができる。芯棒の材料としては、中でもマンガン亜鉛(Mn−Zn)フェライト、ニッケル亜鉛(Ni−Zn)フェライト、および銅亜鉛(Cu−Zn)フェライトが好ましく、特に、Mn−ZnフェライトおよびNi−Znフェライトが好ましい。
The core rod of the
第2の抵抗体22の芯棒を強磁性体以外の材料によって構成する場合には、第2の抵抗体22のインダクタンス成分をより十分に確保するために、巻線の巻数を、例えば100回以上とすることが好ましい。
When the core rod of the
第2の抵抗体22の抵抗値は、1kΩ以下とすることが好ましく、500Ω以下とすることがより好ましく、100Ω以下とすることがさらに好ましい。このように第2の抵抗体22の抵抗値を抑えることにより、第2の抵抗体22の発熱に起因する巻線の変質や断線を抑えることができ、また、隣り合う巻線間での電流の貫通を抑えることができるため、スパークプラグ100の耐久性を向上させることができる。なお、ここでいう抵抗値は、20℃換算の値である。
The resistance value of the
C.スパークプラグの製造方法:
図2は、本実施形態のスパークプラグ100の製造方法の一例を示すフローチャートである。スパークプラグ100を製造する際には、まず、第1の抵抗体15の基材を作製する(ステップS100)。第1の抵抗体15の基材の作製では、まず、第1の抵抗体15を構成するガラス以外の材料を粉末状で用意して混合する。混合は、例えば、湿式ボールミルによる混合の後に、高速剪断ミキサーによる混合を行なうことで、各材料を十分に分散させることができる。ここでは、既述した導電性材料およびガラス等の他に、さらにバインダを加えている。バインダとしては、例えば、 ポリカルボン酸等の有機バインダを用いることができる。その後、スプレードライ法により造粒して、さらに粉末状のガラスおよび水を加えて混合して乾燥させ、第1の抵抗体15の基材を得る。
C. Spark plug manufacturing method:
FIG. 2 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing the
第1の抵抗体15の基材の作製が完了すると、絶縁碍子2の貫通孔6に中心電極3を挿入する(ステップS110)。その後、導電性ガラスシール層16を構成するための導電性材料とガラスとを含む混合物の粉末(以下、導電性ガラス粉末とも呼ぶ)を、後端側から貫通孔6に充填して圧縮する(ステップS120)。かかる圧縮は、例えば、貫通孔6に棒状の冶具を挿入し、充填した導電性ガラス粉末を先端側に押圧することにより実現できる。ステップS120により形成される導電性ガラス粉末の層は、後述する加熱工程を経て、導電性ガラスシール層16となる。
When the production of the base material of the
次に、ステップS100で作製された第1の抵抗体15の基材(粉体)を、後端側から貫通孔6に充填して圧縮し(ステップS130)、さらに導電性ガラス粉末を、後端側から貫通孔6に充填して圧縮する(ステップS140)。ステップS130により形成される粉末の層は、後述する加熱工程を経て、第1の抵抗体15となる。同様に、ステップS140により形成される粉末の層は、後述する加熱工程を経て、導電性ガラスシール層17となる。
Next, the base material (powder) of the
なお、ステップS140において用いられる導電性ガラス粉末としては、ステップS120で用いた導電性ガラス粉末と同じ粉末を用いることができる。また、ステップS130,S140における圧縮方法は、ステップS120における圧縮方法と同じ方法を採用することができる。ステップS130において、貫通孔6内に充填する第1の抵抗体15の基材の量を調整することにより、第1の抵抗体15の軸線方向長さを調節することができる。
As the conductive glass powder used in step S140, the same powder as the conductive glass powder used in step S120 can be used. Moreover, the same method as the compression method in step S120 can be adopted as the compression method in steps S130 and S140. In step S <b> 130, the axial length of the
その後、後端側から貫通孔6内にさらに封着端子20を挿入して、封着端子20によって、導電性ガラスシール層16,17となる導電性ガラス粉末の層および第1の抵抗体15の基材の層を先端側に向かって押圧する(ステップS150)。そして、絶縁碍子2全体を加熱炉内に配置して700〜950℃の所定温度に加熱して(ステップS160)、各層のガラス成分を溶融させて、貫通孔6内をシールする。
Thereafter, the sealing
上記加熱工程の後、後端側から貫通孔6内にさらに第2の抵抗体22および導電性弾性体24をこの順序で挿入する(ステップS170)。そして、絶縁碍子2の後端部に端子金具13を装着し(ステップS180)、さらに主体金具1および接地電極4等を組み付けて(ステップS190)、スパークプラグ100を完成する。
After the heating step, the
以上のように構成された本実施形態のスパークプラグ100によれば、抵抗体として、導電性材料とガラスとの混合物から成る第1の抵抗体15と共に、巻線抵抗器である第2の抵抗体22を備えている。そのため、スパークプラグ100において、抵抗値は第1の抵抗体15で確保すると共に、インダクタンス成分は第2の抵抗体22で確保することによって、電雑ノイズを低減する効果を高めることができる。
According to the
このように、スパークプラグにおいて抵抗値だけでなくインダクタンス成分を十分に確保することにより電雑性能を効果的に高めることができることは、本願発明者らによる新たな知見である。一般的に、スパークプラグが備える抵抗体の抵抗値を大きくする、すなわち、抵抗体の軸線方向長さを長くすることにより、抵抗体のキャパシタンス成分が小さくなるため、電雑性能は向上する傾向にある。しかしながら抵抗値を大きくし過ぎると、スパークプラグの大型化、着火性能の低下、火花放電のためにより高い電圧が必要になる、等の問題が生じ得る。 Thus, it is a new finding by the present inventors that the electrical performance can be effectively enhanced by sufficiently securing not only the resistance value but also the inductance component in the spark plug. In general, increasing the resistance value of the resistor included in the spark plug, that is, increasing the axial length of the resistor decreases the capacitance component of the resistor, so the electrical performance tends to improve. is there. However, if the resistance value is increased too much, problems such as an increase in the size of the spark plug, a decrease in ignition performance, and a higher voltage required for spark discharge may occur.
また、特に導電性材料とガラスとの混合物を圧縮して成る第1の抵抗体15のみによって抵抗体を構成する場合には、抵抗体の抵抗値を大きくするために第1の抵抗体15の軸線方向長さを長くすると、第1の抵抗体15の軸線方向長さのバラツキがより大きくなる。このように第1の抵抗体15の軸線方向長さがばらついて設計値よりも長くなると、導電性弾性体24が圧縮される程度が大きくなって、導電性弾性体24が衝撃を吸収する働きが弱まり、スパークプラグの耐衝撃性が低下し易くなるという不都合を生じ得る。
In particular, when the resistor is constituted only by the
また、巻線抵抗器である第2の抵抗体22のみによって抵抗体を構成する場合には、第1の抵抗体15よりも容易に軸線方向長さの精度を確保することが可能であるが、第2の抵抗体22の軸線方向長さをある程度確保しても抵抗値が不十分となって、電雑性能が不十分となる場合が生じ得た。さらに、第2の抵抗体22は、絶縁碍子2の貫通孔6の内壁面との間の密着性を確保し難いため、第2の抵抗体22のみによって抵抗値を確保しようとすると、フラッシュオーバー(貫通孔6の壁面を介した短絡)が生じ易くなるという問題があった。
Further, when the resistor is constituted only by the
本実施形態のように、抵抗値は第1の抵抗体15で確保すると共にインダクタンス成分は第2の抵抗体22で確保することにより、抵抗体全体の抵抗値を従来より低く抑えても、電雑性能を十分に高め、抵抗値が過大であることに起因する不都合を抑えることが可能になる。また、第1の抵抗体15のみによって抵抗体を構成する場合に比べて第1の抵抗体15の軸線方向長さを抑えることができるため、第1の抵抗体15の軸線方向長さのバラツキを抑えることができ、これにより、スパークプラグの耐衝撃性を高めることが可能になる。さらに、第1の抵抗体15は、貫通孔6内でガラスを含む粉体材料を圧縮して加熱することにより形成するため、貫通孔6の内壁面との密着性が高い。そのため、第1の抵抗体15によって必要な抵抗値を確保しても、フラッシュオーバーを抑えることができる。
As in the present embodiment, the resistance value is secured by the
特に、本実施形態では、第1の抵抗体15と共に用いる第2の抵抗体22の巻数を30回以上としているため、第2の抵抗体22におけるインダクタンス成分を十分に大きくして、第1の抵抗体15で確保すべき抵抗値を抑える効果を高めることができる。
In particular, in this embodiment, since the number of turns of the
さらに、本実施形態では、第1の抵抗体15と第2の抵抗体22とを併用する際に、第1の抵抗体15を第2の抵抗体22よりも先端側に配置して、第1の抵抗体15を形成するための加熱工程の後に第2の抵抗体22を貫通孔6内に配置している。そのため、製造工程において第2の抵抗体22が受ける熱を削減して、加熱に起因する第2の抵抗体22における断線を抑制してスパークプラグ100の耐久性を高めることができる。その結果、第2の抵抗体22において、巻線の線径をより細くすることが可能になり、軸線方向の単位長さ当たりの巻線の巻数をより多くすることが可能になり、インダクタンス成分をより大きくすることができる。
Further, in the present embodiment, when the
D.変形例:
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
D. Variations:
In addition, this invention is not restricted to said embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can be implemented in a various aspect, For example, the following deformation | transformation is also possible.
・変形例1(封着端子と第2の抵抗体の接続部の変形):
図3は、変形例1のスパークプラグの構成の概略を示す説明図である。変形例1のスパークプラグは、封着端子20と第2の抵抗体22との接続部分の構成が異なる以外は、実施形態のスパークプラグ100と同様の構成を有しており、以下の説明では、実施形態のスパークプラグ100の各部に対応する部分には同じ参照番号を付して詳しい説明は省略する。図3では、封着端子20と第2の抵抗体22との接続部分のみを拡大して示しており、両者が接合される直前の様子を表わしている。
Modification 1 (deformation of the connection portion between the sealing terminal and the second resistor):
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an outline of the configuration of the spark plug according to the first modification. The spark plug of
図3に示すように、変形例1のスパークプラグでは、封着端子20の後端部には係合部21が設けられており、第2の抵抗体22の芯棒の先端部には係合部23が設けられている。変形例1のスパークプラグを組み立てる際には、封着端子20の係合部21と第2の抵抗体22の係合部23とが係合される。このように第2の抵抗体22を封着端子20に固定することにより、第2の抵抗体22と封着端子20との間の接続の信頼性を高めて、スパークプラグの耐衝撃性を高めることができる。
As shown in FIG. 3, in the spark plug of
なお、図3では、封着端子20の係合部21は凹部であり、第2の抵抗体22の係合部23は凸部としたが、異なる構成としてもよい。例えば、係合部21と係合部23の凹凸関係を逆にしてもよい。あるいは、封着端子20と第2の抵抗体22との固定を、凸部と凹部の嵌め込みにより行なうのではなく、例えばねじ式により行なってもよい。
In FIG. 3, the engaging
・変形例2(導電性ガラスシール層の変形):
上記実施形態では、導電性ガラスシール層16,17は、ガラスと導電性材料とを含む材料を粉末状で用意して、混合し、加圧・加熱して形成したが、異なる方法により形成してもよい。導電性ガラスシール層16,17において十分なシール性が得られ、既述した第1の抵抗体15および第2の抵抗体22を備えるならば、実施形態と同様の効果を得ることができる。
Modification 2 (deformation of conductive glass seal layer):
In the above embodiment, the conductive glass sealing layers 16 and 17 are formed by preparing a material containing glass and a conductive material in a powder form, mixing, pressing and heating, but they are formed by different methods. May be. If sufficient sealing performance is obtained in the conductive glass seal layers 16 and 17 and 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.
サンプルとして、抵抗体に係る条件が異なる種々のスパークプラグを作製し、耐久性、電雑性能、および耐衝撃性を評価した結果を以下に説明する。図4〜図9は、各サンプルにおける抵抗体に係る条件と評価結果とをまとめて示す説明図である。 As a sample, various spark plugs having different resistance-related conditions were produced, and the results of evaluating durability, electrical performance, and impact resistance will be described below. 4-9 is explanatory drawing which shows collectively the conditions which concern on the resistor in each sample, and an evaluation result.
<耐久性の評価>
机上火花試験機を用いた加速実験として、300℃雰囲気中で、製造した各スパークプラグに対して、300℃雰囲気中で20kV、60Hzにて放電電圧を印加する動作を継続して行ない、抵抗値変化率を測定した。具体的には、放電試験前の抵抗値(R0)と、放電試験後の抵抗値(R1)とを測定し、放電試験前後の抵抗値の変化量(R1−R0)の、放電試験前の抵抗値に対する割合((R1−R0)/R0)を求めた。所定時間経過後の抵抗値変化率が小さいほど、また、所定の抵抗値変化率に達するまでの時間が長いほど、スパークプラグの耐久性が優れていると評価できる。なお、上記抵抗値とは20℃換算の値である。
<Durability evaluation>
As an acceleration experiment using a desktop spark tester, an operation of applying a discharge voltage at 20 kV and 60 Hz in a 300 ° C. atmosphere was continuously performed on each manufactured spark plug in a 300 ° C. atmosphere, and the resistance value was The rate of change was measured. Specifically, the resistance value (R0) before the discharge test and the resistance value (R1) after the discharge test are measured, and the change amount of the resistance value (R1-R0) before and after the discharge test is measured before the discharge test. The ratio ((R1-R0) / R0) to the resistance value was determined. It can be evaluated that the durability of the spark plug is better as the rate of change in resistance value after the elapse of the predetermined time is smaller and as the time until reaching the predetermined rate of change in resistance is longer. In addition, the said resistance value is a value of 20 degreeC conversion.
求めた抵抗値変化率に基づいて、以下のように点数を付与して評価した。
・6時間ごとにスパークプラグの抵抗値を測定しながら、60時間まで放電試験を行なった。60時間経過後の抵抗値変化率が±30%以内を満たせば10点。
・上記を満たさない場合には、抵抗値変化率が±30%に達する時間が6時間短くなるにつれて1点ずつ減点。
例えば、放電試験時間が60時間では抵抗値変化率が±30%を超えるが、放電試験時間が54時間では抵抗値変化率が±30%以内であれば、9点である。また、放電試験時間が6時間で抵抗値変化率が±30%を超えれば、0点である。
Based on the obtained resistance value change rate, evaluation was performed by assigning points as follows.
-The discharge test was conducted up to 60 hours while measuring the resistance value of the spark plug every 6 hours. 10 points if the rate of change in resistance after 60 hours is within ± 30%.
・ If the above conditions are not met, points will be deducted by 1 point as the time for the resistance value change rate to reach ± 30% is shortened by 6 hours.
For example, when the discharge test time is 60 hours, the resistance value change rate exceeds ± 30%, but when the discharge test time is 54 hours and the resistance value change rate is within ± 30%, it is 9 points. In addition, if the discharge test time is 6 hours and the resistance value change rate exceeds ± 30%, it is 0 point.
<電雑性能の評価>
評価対象となるサンプルとして、条件の異なる種々のスパークプラグを作製する際に、同一条件のスパークプラグの中から、抵抗値がほぼ同一(5±0.3kΩ)であるスパークプラグを5本ずつ用意した。次に、各スパークプラグに対してJASO D002−2に準ずる電波雑音評価試験を行ない、同一条件のスパークプラグごとに電波雑音抑制効果の平均値(電雑抑制性能)を求めて、予め基準として定めたスパークプラグにおける電雑抑制性能の値と比較した。より具体的には、100MHzの電雑性能を比較した。基準として定めたスパークプラグとは、第2の抵抗体を有さず、抵抗体として第1の抵抗体のみを有すると共に、抵抗値が5kΩのスパークプラグである。
<Evaluation of electronic performance>
When producing various types of spark plugs with different conditions as samples to be evaluated, five spark plugs with almost the same resistance value (5 ± 0.3 kΩ) are prepared from spark plugs with the same conditions. did. Next, a radio noise evaluation test according to JASO D002-2 is performed for each spark plug, and an average value (electric noise suppression performance) of the radio noise suppression effect is obtained for each spark plug under the same conditions, and set as a standard in advance. It was compared with the value of electrical noise suppression performance in a spark plug. More specifically, 100 MHz electrical performance was compared. The spark plug defined as a reference is a spark plug that does not have the second resistor, has only the first resistor as the resistor, and has a resistance value of 5 kΩ.
電雑抑制性能の比較結果に基づいて、以下のように点数を付与して評価した。
・電雑抑制性能の平均値が、基準のスパークプラグに対して10dB以上改善した場合には10点。
・基準のスパークプラグに対する改善の程度が、9dB以上10dB未満の場合には9点。
・以降は、基準のスパークプラグに対する改善の程度が1dB小さくなるごとに1点減点とした。
Based on the comparison result of the electronic noise suppression performance, the evaluation was performed by assigning points as follows.
-10 points when the average value of the noise suppression performance is improved by 10 dB or more with respect to the standard spark plug.
-Nine points when the degree of improvement over the standard spark plug is 9 dB or more and less than 10 dB.
・ After that, every time the degree of improvement over the standard spark plug is reduced by 1 dB, one point is deducted.
<耐衝撃性の評価>
評価対象となるサンプルとして、条件の異なる種々のスパークプラグを作製する際に、同一条件のスパークプラグを10本ずつ用意した。これらのスパークプラグを用いて、JIS B 8031(2006)の7.4項の「耐衝撃試験」に準じて衝程22mmで毎分400回の割合で10分間衝撃を加えた後、各スパークプラグの抵抗値を測定した。そして、同一条件のスパークプラグの中で、抵抗値が異常値であるスパークプラグが何本あるかを調べた。なお、異常値とは、スパークプラグ内で断線が生じていることを表わす値であり、正常値とは桁が全く異なるため容易に識別することができる。
<Evaluation of impact resistance>
When producing various types of spark plugs having different conditions as samples to be evaluated, ten spark plugs having the same conditions were prepared. Using these spark plugs, an impact was applied for 10 minutes at a rate of 400 times per minute at a distance of 22 mm in accordance with 7.4 “impact resistance test” of JIS B 8031 (2006). The resistance value was measured. Then, the number of spark plugs having an abnormal resistance value among the spark plugs under the same conditions was examined. The abnormal value is a value indicating that a disconnection has occurred in the spark plug, and can be easily identified because the digit is completely different from the normal value.
同一条件の10本のスパークプラグのうち、抵抗値が異常値である本数に基づいて、以下のように点数を付与して評価した。
・10本のスパークプラグのうち、抵抗値が異常値であるスパークプラグが1本でもあれば0点。
・上記した耐衝撃試験では1本も異常値を示さず、さらに同様の耐衝撃試験を追加で30分行なった時に、抵抗値が異常値であるスパークプラグが1本でも発生した場合には3点。
・上記した30分の追加の耐衝撃試験では1本も異常値を示さず、さらに同様の耐衝撃試験を追加で30分行なった時に、抵抗値が異常値であるスパークプラグが1本でも発生した場合には8点、10本全てが正常値であれば10点。
Of the 10 spark plugs under the same conditions, based on the number of resistance values that are abnormal values, evaluation was performed by assigning points as follows.
-Out of 10 spark plugs, if there is at least one spark plug with an abnormal resistance value, 0 points.
・ In the above-described impact resistance test, no abnormal value is shown, and when a similar impact resistance test is performed for an additional 30 minutes, even if one spark plug having an abnormal resistance value occurs, 3 point.
・ In the additional 30 minute impact resistance test described above, no abnormal value was shown, and when a similar impact resistance test was conducted for an additional 30 minutes, even one spark plug with an abnormal resistance value was generated. 8 points in the case, 10 points if all 10 are normal values.
<サンプル1〜7>
サンプル1〜5は、図1のスパークプラグ100と同様の構成を有するスパークプラグであって、第2の抵抗体22における巻線の巻数が互いに異なっており、その他は、各構成部材の組成および大きさは共通している。第2の抵抗体22における巻線の巻数は、サンプル1では20回、サンプル2では30回、サンプル3では80回、サンプル4では100回、サンプル5では400回とした。各サンプルでは、第2の抵抗体22は、磁性体ではないアルミナ製の芯棒と、ステンレス製の巻線を備えている。芯棒の外径は2.0mm、第2の抵抗体22の抵抗値は50Ω、巻線の線径は10μm、第2の抵抗体22の軸線方向長さは10mmとした。
<Samples 1-7>
また、各サンプルでは、第1の抵抗体15は、導電性材料としてカーボンブラックを含有し、ガラスとしてB2O3−SiO2系ガラスを含有し、さらにセラミック材料としてZrO2を含有している。第1の抵抗体15の軸線方向長さは8.0mmとした。なお、以後に説明する各サンプルにおいても、サンプル1〜5と共通する部分については詳しい説明は省略する。
In each sample, the
図10は、サンプル6であるスパークプラグ200の構成を表わす断面模式図である。図10では、図1と共通する部分には同じ参照番号を付している。サンプル6は、第2の抵抗体22を有しておらず、抵抗体として第1の抵抗体15のみを有する。
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of the
図11は、サンプル7であるスパークプラグ300の構成を表わす断面模式図である。図11では、図1と共通する部分には同じ参照番号を付している。サンプル7は、第1の抵抗体15を有しておらず、抵抗体として第2の抵抗体22のみを有する。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view illustrating the configuration of a
図4は、サンプル1〜5について、抵抗体に係る条件と、耐久性、電雑性能、および耐衝撃性についての評価結果をまとめて示す説明図である。サンプル1〜5と、サンプル6あるいはサンプル7との比較により、第1の抵抗体15と第2の抵抗体22の双方を備えることにより、電雑性能が大きく高まることが確認された。また、図4に示すように、巻線の巻数を30回以上とすることで(サンプル2〜5)、巻線の巻数が30回よりも少ないサンプル1に比べて極めて良好な電雑性能が得られた。これは、巻線の巻数を30回以上とすることで、インダクタンス成分を十分に確保可能になって、電雑性能が高まったと考えられる。
FIG. 4 is an explanatory diagram collectively showing the conditions relating to the resistors and the evaluation results on durability, electrical performance, and impact resistance of
<サンプル8〜10>
サンプル8〜10は、図1のスパークプラグ100と同様の構成を有するスパークプラグであって、第2の抵抗体22における巻線の巻数を互いに異ならせたサンプルである。サンプル8〜10は、第2の抵抗体22の芯棒が強磁性体であるNi−Znフェライト製である点でサンプル1〜5と異なっている。巻線の巻数は、サンプル8では20回、サンプル9では30回、サンプル10では50回とした。
<
図5は、サンプル8〜10について、抵抗体に係る条件と、耐久性、電雑性能、および耐衝撃性についての評価結果をまとめて示す説明図である。図5に示すように、芯棒が強磁性体の場合であっても、巻線の巻数を30回以上とすることで(サンプル9,10)、巻線の巻数が30回よりも少ないサンプル8に比べて電雑性能が大きく向上した。
FIG. 5 is an explanatory diagram collectively showing the conditions relating to the resistors and the evaluation results on the durability, the electrical performance, and the impact resistance of
<サンプル11〜13>
サンプル11〜13は、図1のスパークプラグ100と同様の構成を有するスパークプラグであって、第2の抵抗体22における巻線の線径および第2の抵抗体22の軸線方向長さを互いに異ならせたサンプルである。第2の抵抗体22の軸線方向長さは、サンプル11が3mm、サンプル12が5mm、サンプル13が10mmである。また、巻線の線径は、サンプル11が1μm、サンプル12が5μm、サンプル13が10μmである。これらサンプル11〜13では、第2の抵抗体22の芯棒は、サンプル8〜10と同様の強磁性体とした。なお、サンプル13は、図5に示したサンプル9と同じである。サンプル11〜13では、第2の抵抗体22の軸線方向長さが互いに異なることに対応して、封着端子20の軸線方向長さも互いに異ならせた。
<Samples 11-13>
図6は、サンプル11〜13について、抵抗体に係る条件と、耐久性、電雑性能、および耐衝撃性についての評価結果をまとめて示す説明図である。図6に示すように、第2の抵抗体22の軸線方向長さを5mm以上とすることで、極めて良好な耐衝撃性が得られた。これは、第2の抵抗体22の軸線方向長さを5mm以上にすることで、巻線の線径をより太くしても所望の巻数を確保することが可能になるためと考えられる。
FIG. 6 is an explanatory diagram collectively showing the conditions relating to the resistors and the evaluation results on durability, electrical performance, and impact resistance for
<サンプル14〜16>
サンプル14〜16は、図1のスパークプラグ100と同様の構成を有するスパークプラグであって、第2の抵抗体22における芯棒の外径を互いに異ならせたサンプルである。芯棒の外径は、サンプル14が1.2mm、サンプル15が1.5mm、サンプル16が2.0mmである。これらサンプル14〜16では、第2の抵抗体22の芯棒は、サンプル8〜10と同様の強磁性体とした。なお、サンプル16は、図5に示したサンプル10と同じである。
<Samples 14-16>
図7は、サンプル14〜16について、抵抗体に係る条件と、耐久性、電雑性能、および耐衝撃性についての評価結果をまとめて示す説明図である。図7に示すように、芯棒の外径を1.5mm以上とすることで、極めて良好な電雑性能が得られた。これは、芯棒の外径を1.5mm以上とすることで、インダクタンス成分がより大きく確保されたためと考えられる。
FIG. 7 is an explanatory diagram collectively showing the conditions relating to the resistors and the evaluation results on durability, electrical performance, and impact resistance of
<サンプル17〜21>
サンプル17〜21は、図1のスパークプラグ100と同様の構成を有するスパークプラグであって、第2の抵抗体22における抵抗値(20℃換算)を互いに異ならせたサンプルである。第2の抵抗体22の抵抗値は、サンプル17が2000Ω、サンプル18が1000Ω、サンプル19が100Ω、サンプル20が50Ω、サンプル21が10Ωである。これらのサンプルは、巻線の材料および巻線の線径によって第2の抵抗体22の抵抗値を調節している。サンプル17およびサンプル18は、タングステン合金製の巻線を用いている。また、サンプル19〜21は、ステンレス製の巻線を用いている。巻線の線径は、サンプル17が20μm、サンプル18が28μm、サンプル19が7μm、サンプル21が10μm、サンプル21が22μmである。これらサンプル17〜21では、第2の抵抗体22の芯棒は、サンプル8〜10と同様の強磁性体とした。なお、サンプル20は、図5に示したサンプル10と同じである。
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図8は、サンプル17〜21について、抵抗体に係る条件と、耐久性、電雑性能、および耐衝撃性についての評価結果をまとめて示す説明図である。図8に示すように、第2の抵抗体22の抵抗値を1000Ω(1kΩ)以下とすることで、極めて良好な耐久性が得られた。これは、第2の抵抗体22の抵抗値を1kΩ以下とすることで、第2の抵抗体22の発熱に起因する巻線の変質や断線を抑えることができ、また、隣り合う巻線間での電流の貫通を抑えることができたためと考えられる。
FIG. 8 is an explanatory diagram collectively showing the conditions relating to the resistors and the evaluation results on durability, electrical performance, and impact resistance of
<サンプル22〜26>
サンプル22〜26は、図1のスパークプラグ100と同様の構成を有するスパークプラグであって、第1の抵抗体15の軸線方向長さを互いに異ならせたサンプルである。第1の抵抗体15の軸線方向長さは、サンプル22が2.8mm、サンプル23が3.0mm、サンプル24が8.0mm、サンプル25が12.0mm、サンプル26が13.0mmである。これらサンプル22〜26では、第2の抵抗体22の芯棒は、サンプル8〜10と同様の強磁性体とした。サンプル24は、図5に示したサンプル10と同じである。サンプル22〜26では、第1の抵抗体15の軸線方向長さが互いに異なることに対応して、封着端子20の軸線方向長さも互いに異ならせた。なお、サンプル22〜26を作製する際には、製造時に用いる第1の抵抗体15の基材(粉体)の量と、得られる第1の抵抗体15の軸線方向長さとの関係を予め調べておき、所望の長さの第1の抵抗体15を形成するために要する量の基材を貫通孔6内に充填した。
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図9は、サンプル22〜26について、抵抗体に係る条件と、耐久性、電雑性能、および耐衝撃性についての評価結果をまとめて示す説明図である。図9に示すように、第1の抵抗体15の軸線方向長さを3mm以上とすることで、極めて良好な電雑性能が得られた。これは、第1の抵抗体15の軸線方向長さを3mm以上とすることで、第1の抵抗体15内における絶縁性材料によって構成される部分を電流が流れることを抑えたためと考えられる。また、図9に示すように、第1の抵抗体15の軸線方向長さを12mm以下とすることで、極めて良好な耐衝撃性が得られた。
FIG. 9 is an explanatory diagram collectively showing the conditions relating to the resistors and the evaluation results on durability, electrical performance, and impact resistance of
1…主体金具
2…絶縁碍子
3…中心電極
4…接地電極
6…貫通孔
7…リング部材
9…タルク
13…端子金具
15…第1の抵抗体
16,17…導電性ガラスシール層
20…封着端子
21…係合部
22…第2の抵抗体
23…係合部
24…導電性弾性体
31…発火部
32…側面
51…工具係合部
52…取付ネジ部
53…加締部
54…ガスケット受け部
58…圧縮変形部
100,200,300…スパークプラグ
O…軸線
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記絶縁体の先端部から自身の先端部が露出した状態で前記貫通孔内に配置される中心電極と、
前記絶縁体の後端部から自身の後端部が露出した状態で前記貫通孔内に配置される端子金具と、
少なくとも導電性材料およびガラスを含み、前記貫通孔内において前記中心電極と前記端子金具との間に配置される第1の抵抗体と、
前記第1の抵抗体の前記軸線方向の両端に配置された一対の導電性ガラスシール層と、
を備えるスパークプラグであって、さらに、
前記一対の導電性ガラスシール層のうちの後端側に配置された導電性ガラスシール層の後端側に配置された封着端子と、
前記封着端子の後端側に配置された巻線抵抗器である第2の抵抗体と、
前記第2の抵抗体と前記端子金具との間に配置されて前記軸線方向に弾性変形する導電性弾性体と、
を備え、
前記第2の抵抗体は、前記巻線抵抗器における巻線の巻数が30回以上であり、
前記巻線抵抗器の先端部と前記封着端子の後端部の各々は、互いに係合する係合部を備えることを特徴とする
スパークプラグ。 An insulator having a through hole extending in the axial direction;
A center electrode disposed in the through hole in a state where the tip of the insulator is exposed from the tip of the insulator;
A terminal fitting disposed in the through hole in a state where the rear end of the insulator is exposed from the rear end of the insulator;
A first resistor including at least a conductive material and glass and disposed between the center electrode and the terminal fitting in the through hole;
A pair of conductive glass seal layers disposed at both ends in the axial direction of the first resistor;
A spark plug comprising:
A sealing terminal disposed on the rear end side of the conductive glass seal layer disposed on the rear end side of the pair of conductive glass seal layers; and
A second resistor which is a winding resistor disposed on the rear end side of the sealing terminal;
A conductive elastic body disposed between the second resistor and the terminal fitting and elastically deforming in the axial direction;
With
The second resistor has a winding number of turns of 30 or more in the winding resistor,
Each of the front-end | tip part of the said winding resistor and the rear-end part of the said sealing terminal is provided with the engaging part which mutually engages, The spark plug characterized by the above-mentioned.
前記第1の抵抗体の前記軸線方向の長さが3mm以上12mm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,
The spark plug according to claim 1, wherein a length of the first resistor in the axial direction is 3 mm or more and 12 mm or less.
前記巻線抵抗器における前記巻線の巻数が100回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,
The spark plug according to claim 1, wherein the number of turns of the winding in the winding resistor is 100 or more.
前記巻線抵抗器は、前記巻線を前記軸線方向に貫通する強磁性体によって構成される芯棒を備え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,
The said winding resistor is provided with the core rod comprised with the ferromagnetic material which penetrates the said coil | winding to the said axial direction, The spark plug characterized by the above-mentioned.
前記強磁性体は、酸化鉄を含む強磁性の材料を用い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 claim 4,
The spark plug is formed of a ferromagnetic material containing iron oxide.
前記第2の抵抗体は、抵抗値が1kΩ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 5,
The spark plug is characterized in that the second resistor has a resistance value of 1 kΩ or less.
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