JP7689934B2 - Spark plug - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関に用いられるスパークプラグに関する。 The present invention relates to a spark plug for use in an internal combustion engine.
自動車用エンジン等の内燃機関の着火手段として、スパークプラグが用いられている。スパークプラグには、火花放電を発生させるための構成として、中心電極と接地電極とが設けられている。接地電極における中心電極との対向面には、スパークプラグの着火性を向上させるために、電極チップが設けられている。電極チップは、例えば、貴金属材料からなる柱状体で形成されており、接地電極の母材に溶接などによって接合されている。 Spark plugs are used as an ignition means for internal combustion engines such as automobile engines. Spark plugs are provided with a center electrode and a ground electrode as components for generating spark discharge. An electrode tip is provided on the surface of the ground electrode facing the center electrode to improve the ignition performance of the spark plug. The electrode tip is formed, for example, from a columnar body made of a precious metal material, and is joined to the base material of the ground electrode by welding or the like.
例えば、特許文献1には、電極チップのチップ面の裏側がレーザ溶接によって電極母材に接合された接地電極を備えるスパークプラグが開示されている。このスパークプラグにおいて、電極チップのチップ面の裏側には、レーザ溶接によって形成された溶融部が設けられている。
For example,
電極チップが母材に接合された接地電極では、母材の先端面側の電極チップの端部が露出した状態となっている。例えば角柱状の電極チップが母材に接合されると、母材の先端面側には、角柱の角部分が存在することになる。このような形状の接地電極と中心電極との間に火花放電を発生させると、チップ面の端部の角部分に電界集中する可能性があり、この部分のみの電極消耗が早まってしまう可能性がある。 In a ground electrode where the electrode tip is joined to the base material, the end of the electrode tip on the tip surface side of the base material is exposed. For example, when a rectangular electrode tip is joined to the base material, the corners of the rectangular column are present on the tip surface side of the base material. If a spark discharge occurs between a ground electrode of this shape and a center electrode, the electric field may concentrate on the corners of the end of the tip surface, which may accelerate the wear of the electrode only in this part.
そこで、本発明では、チップ面の端部に電界集中することを抑制することのできるスパークプラグを提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a spark plug that can suppress electric field concentration at the end of the tip surface.
本発明の一局面にかかるスパークプラグは、中心電極と、軸線に沿って延び、前記中心電極を絶縁保持する主体金具と、前記主体金具に一端部が接続された母材と、前記母材の他端部において、前記他端部の先端面より前記一端部側で前記母材と接合された電極チップとを有する接地電極とを備えている。前記電極チップは、前記中心電極と前記軸線方向に対向するチップ面を有するとともに、前記母材のうち前記中心電極と前記軸線方向に対向する対向面から突出しており、前記母材と前記電極チップとの間には、互いを接合する溶融部が介在する。このスパークプラグにおいて、前記電極チップの前記先端面側の端部の少なくとも一部は前記溶融部で覆われており、前記端部に存在する前記溶融部は、丸みを帯びており、前記チップ面と同一の位置、あるいは前記チップ面より高い位置にまで存在する。 The spark plug according to one aspect of the present invention includes a center electrode, a metal shell extending along an axis and insulating the center electrode, a base metal shell having one end connected to the metal shell, and a ground electrode having an electrode tip at the other end of the base metal, the electrode tip being joined to the base metal on the one end side of the tip surface of the other end. The electrode tip has a tip surface facing the center electrode in the axial direction, and protrudes from the surface of the base metal facing the center electrode in the axial direction, and a fusion zone is interposed between the base metal and the electrode tip to join them. In this spark plug, at least a portion of the end of the electrode tip on the tip surface side is covered with the fusion zone, and the fusion zone at the end is rounded and is at the same position as the tip surface or even higher than the tip surface.
上記の構成によれば、母材の先端面側に位置する電極チップの端部の少なくとも一部が溶融部で覆われており、この溶融部が丸みを帯びていることで、チップ面の端部に電界集中することを抑制することができる。また、この丸みを帯びた溶融部がチップ面と同一の位置にまで存在することで、電極チップにおけるチップ面と端部との境界の角部分が露出しなくなる。これにより、電極チップの角部分に電界集中することを抑制することができる。また、この丸みを帯びた溶融部がチップ面よりも高い位置にまで存在することで、電極チップにおけるチップ面と端部との境界の角部分が溶融部によって覆われた状態となる。これにより、電極チップの角部分に電界集中することを抑制することができる。したがって、接地電極の電極消耗を遅らせることができる。 According to the above configuration, at least a part of the end of the electrode tip located on the tip surface side of the base material is covered with a molten part, and this molten part is rounded, so that it is possible to suppress electric field concentration at the end of the tip surface. In addition, since this rounded molten part exists at the same position as the tip surface, the corner part of the boundary between the tip surface and the end of the electrode tip is not exposed. This makes it possible to suppress electric field concentration at the corner part of the electrode tip. In addition, since this rounded molten part exists at a position higher than the tip surface, the corner part of the boundary between the tip surface and the end of the electrode tip is covered by the molten part. This makes it possible to suppress electric field concentration at the corner part of the electrode tip. Therefore, it is possible to delay the electrode wear of the ground electrode.
上記の本発明の一局面にかかるスパークプラグにおいて、前記端部に存在する前記溶融部は、前記チップ面と同一の位置になっていてもよい。 In the spark plug according to one aspect of the present invention described above, the molten portion at the end may be located at the same position as the tip surface.
上記の構成によれば、溶融部がチップ面と同一の位置にまで存在することで、電極チップのチップ面と溶融部の表面とが面一の状態となる。これにより、電極チップの角部分に電界集中することを抑制することができる。 According to the above configuration, the molten part is located at the same position as the tip surface, so that the tip surface of the electrode tip and the surface of the molten part are flush with each other. This makes it possible to suppress electric field concentration at the corners of the electrode tip.
上記の本発明の一局面にかかるスパークプラグにおいて、前記チップ面の一部が前記溶融部によって覆われていてもよい。 In the spark plug according to one aspect of the present invention described above, a portion of the tip surface may be covered by the molten portion.
上記の構成によれば、電極チップにおけるチップ面と端部との境界の角部分が溶融部によって覆われて隠された状態となる。これにより、電極チップの角部分に電界集中することを抑制することができる。 With the above configuration, the corners of the boundary between the tip surface and the end of the electrode tip are covered and hidden by the molten part. This makes it possible to suppress electric field concentration at the corners of the electrode tip.
また、本発明の一局面にかかるスパークプラグにおいて、前記母材の前記先端面と前記溶融部とが面一になっていてもよい。 In addition, in a spark plug according to one aspect of the present invention, the tip surface of the base material and the molten portion may be flush with each other.
上記の構成によれば、母材の先端面における中心電極と対向する側の角部分が露出しなくなる。したがって、電極チップのチップ面で火花放電が発生したときに、より先端側に位置する母材の方へ火花が流れ飛ぶことが抑制できるため、母材の一部が局所的に消耗してしまうことを抑制することができる。 With the above configuration, the corners of the tip surface of the base material facing the center electrode are not exposed. Therefore, when a spark discharge occurs on the tip surface of the electrode tip, the sparks are prevented from flowing toward the base material located closer to the tip, and localized wear of a portion of the base material is prevented.
以上のように、本発明の一局面によれば、チップ面の端部に電界集中することを抑制することのできるスパークプラグを提供することができる。 As described above, one aspect of the present invention provides a spark plug that can suppress electric field concentration at the end of the tip surface.
以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Each embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the following description, identical parts are given the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed descriptions thereof will not be repeated.
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について説明する。本実施形態では、スパークプラグ1を例に挙げて説明する。
First Embodiment
A first embodiment of the present invention will be described below. In this embodiment, a
(スパークプラグの構成)
先ず、スパークプラグ1の全体構成について、図1を参照しながら説明する。スパークプラグ1は、絶縁体50および主体金具30を備えている。図1では、紙面下側をスパークプラグ1の一方もしくは先端側、紙面上側をスパークプラグ1の他方もしくは後端側という。
(Spark plug configuration)
First, the overall configuration of a
絶縁体50は、軸線Oに沿ってスパークプラグ1の長手方向に延びる略円筒形状の部材である。絶縁体50は、絶縁性、耐熱性、および熱伝導性に優れた材料で形成されている。例えば、絶縁体50は、アルミナ系セラミックなどで形成されている。絶縁体50の一方の端部(先端部)51には、中心電極21が設けられている。また、絶縁体の他方の端部(後端部)には、端子金具52が取り付けられている。
The
中心電極21は、その先端部(電極先端部22)が絶縁体50の先端部51から突出した状態で、絶縁体50の軸孔に保持されている。中心電極21は略円柱形状を有しており、その先端部分は、電極先端部22へ向かってテーパ状に縮径している。電極先端部22は、縮径された中心電極21の先端部分と同径の略円柱形状を有している。
The
中心電極21は、例えば、Ni(ニッケル)を主成分として含むNi基合金等の金属材料を母材として形成される。Ni基合金に添加される合金元素としては、Al(アルミニウム)等が挙げられる。中心電極21は、その内部に、熱伝導性に優れた金属、例えば、Cu(銅)又はCu合金等の金属材料等からなる芯材を有していてもよい。
The
中心電極21の先端には、電極先端部22が設けられている。電極先端部22は、例えば、円柱状に成形された貴金属チップにて構成することができ、溶接等により中心電極21の先端に接合される。貴金属チップは、例えば、Pt、Rh、Ir、およびRuから選ばれる1種の貴金属を50wt%以上の含有割合で含む。
The tip of the
主体金具30は、内燃機関のネジ穴に固定される筒状の部材である。本実施形態では、主体金具30は軸線Oに沿って延びる略円筒形状を有しており、絶縁体50を部分的に覆うように設けられている。これにより、絶縁体50の先端部に設けられている中心電極21は、主体金具30に絶縁保持される。
The
主体金具30は、導電性を有する金属材料で形成されている。このような金属材料としては、低炭素鋼、または鉄を主成分とする金属材料などが挙げられる。主体金具30は、主に、加締め部31、工具係合部32、湾曲部33、座部34、および胴部36などを有している。
The
加締め部31は、主体金具30の後端側において絶縁体50側に屈曲する部位である。工具係合部32は、加締め部31の先端側に接続され内燃機関(シリンダヘッド)のネジ穴に主体金具30を取り付けるときに使用されるレンチなどの工具を係合させる部位である。座部34は、工具係合部32より先端側に位置し、主体金具30の径方向外側に張り出している。湾曲部33は、工具係合部32と座部34とを接続する薄肉の部位である。胴部36は、座部34の先端側に位置し、外周にネジ部が形成されている。座部34と胴部36のネジ部との間には、環状のガスケットが配置される。スパークプラグ1が内燃機関に取り付けられる際には、胴部36の外周に形成されたネジ溝(図示せず)が内燃機関のネジ穴に螺合される。このとき、座部34とシリンダヘッドとで環状のガスケットが挟まれることにより、ネジ穴における気密性が確保される。
The crimping
また、主体金具30には、接地電極11が接合されている。接地電極11は、溶接などによって主体金具30に接合される。
The
接地電極11は、主として、本体部(母材)12と、電極チップ13とを有している。本体部12は、略L字形に屈曲した形状をなす。本体部12の一端部(基端部ともいう)は、主体金具30の胴部36の先端面に接合されている。本体部12の他端部(先端部ともいう)は、中心電極21の電極先端部22に対向する。
The
本体部(母材)12は、例えば、Ni(ニッケル)を主成分として含むNi基合金等の金属材料で形成される。Ni基合金に添加される合金元素としては、Mn(マンガン)、Cr(クロム)、Al(アルミニウム)等が挙げられる。本体部12は、その内部に、熱伝導性に優れた金属、例えば、Cu(銅)又はCu合金等の金属材料等からなる芯材を有していてもよい。
The main body (base material) 12 is formed of a metal material such as a Ni-based alloy containing Ni (nickel) as the main component. Examples of alloy elements added to the Ni-based alloy include Mn (manganese), Cr (chromium), and Al (aluminum). The
また、本体部(母材)12は、Ni以外の成分として、Mn(マンガン)、Cr(クロム)、Al(アルミニウム)、およびTi(チタン)より選択される少なくとも一つの元素を含んでいてもよい。 The main body (base material) 12 may also contain at least one element selected from Mn (manganese), Cr (chromium), Al (aluminum), and Ti (titanium) as a component other than Ni.
電極チップ13は、本体部12の先端部側に配置されている。電極チップ13は、中心電極21の電極先端部22側に向かって突出するように設けられている。すなわち、電極チップ13は、本体部(母材)12の先端部(他端部)の先端面12aより基端部(一端部)側で本体部12と接合されている。電極チップ13の先端は、中心電極21の電極先端部22に対向する対向面となっている。この電極チップ13における電極先端部22との対向面をチップ面13a(図2参照)と呼ぶ。電極チップ13は、中心電極21の電極先端部22と同様に貴金属材料で形成されている。電極チップ13は、例えば、Pt、Rh、Ir、およびRuから選ばれる1種の貴金属を50wt%以上の含有割合で含む。
The
(接地電極の先端部の構成)
続いて、接地電極11の先端部のより詳細な構成について説明する。図2には、スパークプラグ1の接地電極11の先端部分の断面構成を示す。図2は、接地電極11の電極チップ13を含む先端部を、本体部12の先端面12aに垂直な縦方向(軸線方向)に切断した場合の断面模式図である。
(Configuration of tip of ground electrode)
Next, a more detailed configuration of the tip portion of the
電極チップ13は、例えば、抵抗溶接によって本体部(母材)12に溶接接合される。電極チップ13が本体部(母材)12に対して溶接される際に、本体部12と電極チップ13との間には、母材の一部および電極チップ13の一部が溶融して得られる溶融部14が形成される。すなわち、本体部12と電極チップ13との間には、互いを接合する溶融部14が介在する。なお、溶融部14は、本体部12と電極チップ13との接触面(例えば、電極チップ13の底面部13cなど)にも形成されていてもよい。
The
これにより、本体部(母材)12における中心電極21との対向面(図2では、上面12b)から少なくとも一部が突出する電極チップ13が得られる。図2に示す例では、電極チップ13の一部(具体的には、底面部13c側の部分)は、本体部12の母材中に埋設されている。
This results in an
また、別の例では、電極チップ13は、本体部(母材)12の上面12b(中心電極21との対向面)上に配置されていてもよい。すなわち、本体部(母材)12の上面12bと電極チップ13の底面部13cとが、同一面に位置する状態となっていてもよい。
In another example, the
図2に示すように、本体部12の先端面12a側の電極チップ13の端部13bの少なくとも一部は、溶融部14で覆われている。そして、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部14は、丸みを帯びている。すなわち、図2に示すような接地電極11の断面において、溶融部14の表面は湾曲したR形状となっている。例えば、溶融部14の丸みを帯びた箇所RのR値は、30μm以上200μm以下となっている。
As shown in FIG. 2, at least a portion of the
また、本実施形態では、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部14は、チップ面13aと同一の位置にまで存在する。すなわち、端部13b側の溶融部14の表面14aは、電極チップ13のチップ面13aと面一となっている(図2参照)。さらに、本体部12の先端面12a側の溶融部14の表面14bは、先端面12aと面一になっている(図2参照)。
In addition, in this embodiment, the
接地電極11の先端部の上記のような形状は、溶接後の電極チップ13および溶融部14の表面を、例えば、切削工具などを用いて削ることで形成することができる。
The above-described shape of the tip of the
(第1の実施形態のまとめ)
以上のように、本実施形態にかかるスパークプラグ1は、中心電極21と、主体金具30と、接地電極11とを備えている。接地電極11は、本体部(母材)12と、本体部12に接合された電極チップ13とを有する。電極チップ13は、本体部12の上面12bから突出しており、中心電極21と対向するチップ面13aを有する。本体部12と電極チップ13との間には、互いを接合する溶融部14が介在する。本体部12の先端面12a側に位置する電極チップ13の端部13bの少なくとも一部は、溶融部14で覆われている。電極チップ13の端部13bに存在する溶融部14は、丸みを帯びており、チップ面13aと同一の位置にまで存在する。
(Summary of the first embodiment)
As described above, the
上記の構成によれば、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部14が丸みを帯びていることで、チップ面13aの端部13bに電界集中することを抑制することができる。また、この丸みを帯びた溶融部14がチップ面13aと同一の位置にまで存在することで、電極チップ13におけるチップ面13aと端部13bとの境界の角部分が露出しなくなる。これにより、電極チップ13の角部分に電界集中することを抑制することができる。
According to the above configuration, the
また、本実施形態では、本体部12の先端面12a側の溶融部14の表面14bは、先端面12aと面一になっている。これにより、本体部12の先端面12aの上方側(中心電極21と対向する側)の角部分が露出しなくなる。したがって、電極チップ13のチップ面13aで火花放電が発生したときに、より先端側に位置する本体部12の角部分に火花が集中して流れ飛ぶことが抑制できる。これにより、本体部12の一部(すなわち、先端部)が局所的に消耗してしまうことが抑制され、より寿命の長いスパークプラグ1を得ることができる。
In addition, in this embodiment, the
また、溶融部14には、電極チップ13に含まれる貴金属成分に由来する貴金属が微量に含まれている。そのため、溶融部14は、例えば、ニッケル基合金などの金属材料で形成された本体部12よりも消耗しにくい。このような溶融部14が本体部12の先端面12aにまで設けられていることで、本体部12の局所的な消耗をさらに抑制することができる。
The
<第2の実施形態>
続いて、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態では、接地電極の母材と電極チップとの間に介在する溶融部の構成が第1の実施形態とは異なっている。それ以外の構成については、第1の実施形態と同様の構成が適用できる。そこで、第2の実施形態では、第1の実施形態とは異なる点を中心に説明する。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the configuration of the fusion zone between the base metal of the ground electrode and the electrode tip is different from that of the first embodiment. Other configurations can be applied similarly to those of the first embodiment. Therefore, in the second embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described.
図3には、第2の実施形態にかかるスパークプラグ1の接地電極11の先端部分の断面構成を示す。図3は、接地電極11の電極チップ13を含む先端部を、本体部12の先端面12aに垂直な縦方向(軸線方向)に切断した場合の断面模式図である。
Figure 3 shows a cross-sectional configuration of the tip portion of the
電極チップ13は、例えば、抵抗溶接によって本体部(母材)12に溶接接合される。電極チップ13が本体部(母材)12に対して溶接される際に、本体部12と電極チップ13との間には、母材の一部および電極チップ13の一部が溶融して得られる溶融部114が形成される。
The
これにより、本体部(母材)12における中心電極21との対向面(図3では、上面12b)から少なくとも一部が突出する電極チップ13が得られる。
This results in an
図3に示すように、本体部12の先端面12a側の電極チップ13の端部13bの少なくとも一部は、溶融部114で覆われている。そして、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部114は、丸みを帯びている。すなわち、図3に示すような接地電極11の断面において、溶融部114の表面は湾曲したR形状となっている。このR形状は、第1の実施形態と同様の構成が適用できる。
As shown in FIG. 3, at least a portion of the
本実施形態では、第1の実施形態と同様に、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部114は、チップ面13aと同一の位置にまで存在する。すなわち、端部13b側の溶融部114の表面114aは、電極チップ13のチップ面13aと面一となっている(図3参照)。
In this embodiment, as in the first embodiment, the
一方、本体部12の先端面12a側の溶融部114の表面114bは、本体部12の先端面12aの一部を覆うように設けられている(図3参照)。この点が、第1の実施形態とは異なっている。
On the other hand, the
接地電極11の先端部の上記のような形状は、溶接後の電極チップ13および溶融部114の表面を、例えば、切削工具などを用いて削ることで形成することができる。
The above-described shape of the tip of the
本実施形態では、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部114が丸みを帯びていることで、チップ面13aの端部13bに電界集中することを抑制することができる。
In this embodiment, the
また、本実施形態では、本体部12の先端面12a側の溶融部114の表面114bは、本体部12の先端面12aの一部を覆うように設けられている。これにより、本体部12の先端面12aの上方側(中心電極21と対向する側)の角部分が溶融部114によって覆われる。したがって、電極チップ13のチップ面13aで火花放電が発生したときに、より先端側に位置する本体部12の方へ火花が流れ飛ぶことが抑制できる。これにより、本体部12の一部(すなわち、先端部)が局所的に消耗してしまうことが抑制され、より寿命の長いスパークプラグ1を得ることができる。
In addition, in this embodiment, the
<第3の実施形態>
続いて、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態では、接地電極の母材と電極チップとの間に介在する溶融部の構成が第1の実施形態とは異なっている。それ以外の構成については、第1の実施形態と同様の構成が適用できる。そこで、第3の実施形態では、第1の実施形態とは異なる点を中心に説明する。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the configuration of the fusion zone between the base metal of the ground electrode and the electrode tip is different from that of the first embodiment. Other configurations can be applied similarly to those of the first embodiment. Therefore, in the third embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described.
図4には、第3の実施形態にかかるスパークプラグ1の接地電極11の先端部分の断面構成を示す。図4は、接地電極11の電極チップ13を含む先端部を、本体部12の先端面12aに垂直な縦方向(軸線方向)に切断した場合の断面模式図である。
Figure 4 shows a cross-sectional configuration of the tip portion of the
電極チップ13は、例えば、抵抗溶接によって本体部(母材)12に溶接接合される。電極チップ13が本体部(母材)12に対して溶接される際に、本体部12と電極チップ13との間には、母材の一部および電極チップ13の一部が溶融して得られる溶融部214が形成される。
The
これにより、本体部(母材)12における中心電極21との対向面(図4では、上面12b)から少なくとも一部が突出する電極チップ13が得られる。
This results in an
図4に示すように、本体部12の先端面12a側の電極チップ13の端部13bの少なくとも一部は、溶融部214で覆われている。そして、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部214は、丸みを帯びている。すなわち、図4に示すような接地電極11の断面において、溶融部214の表面は湾曲したR形状となっている。このR形状は、第1の実施形態と同様の構成が適用できる。
As shown in FIG. 4, at least a portion of the
本実施形態では、第1の実施形態と同様に、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部214は、チップ面13aと同一の位置にまで存在する。すなわち、端部13b側の溶融部214の表面214aは、電極チップ13のチップ面13aと面一となっている(図4参照)。
In this embodiment, as in the first embodiment, the
一方、本体部12の先端面12a側の溶融部214の表面214bは、本体部12の先端面12aには被っていない。すなわち、先端面12aの上方側(中心電極21と対向する側)の角部212cは、露出している。そして、本体部12の角部212cは、丸みを帯びている。すなわち、図4に示すような接地電極11の断面において、本体部12の角部212cの表面は湾曲したR形状となっている。この点が、第1の実施形態とは異なっている。
On the other hand, the surface 214b of the
接地電極11の先端部の上記のような形状は、溶接後の電極チップ13、溶融部214、および本体部12の表面を、例えば、切削工具などを用いて削ることで形成することができる。
The above-described shape of the tip of the
上記の構成によれば、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部214が丸みを帯びていることで、チップ面13aの端部13bに電界集中することを抑制することができる。また、溶融部214で覆われていない本体部12の角部212cの表面がR形状となっていることで、電極チップ13のチップ面13aで火花放電が発生したときに、より先端側に位置する本体部(母材)12の方へ火花が流れ飛ぶことが抑制できる。これにより、本体部12の一部(すなわち、先端部)が局所的に消耗してしまうことが抑制され、より寿命の長いスパークプラグ1を得ることができる。
According to the above configuration, the
<第4の実施形態>
続いて、本発明の第4の実施形態について説明する。第4の実施形態では、接地電極の母材と電極チップとの間に介在する溶融部の構成が第1の実施形態とは異なっている。それ以外の構成については、第1の実施形態と同様の構成が適用できる。そこで、第4の実施形態では、第1の実施形態とは異なる点を中心に説明する。
Fourth Embodiment
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the configuration of the fusion zone between the base metal of the ground electrode and the electrode tip is different from that of the first embodiment. Other configurations can be applied similarly to those of the first embodiment. Therefore, in the fourth embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described.
図5には、第4の実施形態にかかるスパークプラグ1の接地電極11の先端部分の断面構成を示す。図5は、接地電極11の電極チップ13を含む先端部を、本体部12の先端面12aに垂直な縦方向(軸線方向)に切断した場合の断面模式図である。
Figure 5 shows a cross-sectional configuration of the tip portion of the
電極チップ13は、例えば、抵抗溶接によって本体部(母材)12に溶接接合される。電極チップ13が本体部(母材)12に対して溶接される際に、本体部12と電極チップ13との間には、母材の一部および電極チップ13の一部が溶融して得られる溶融部314が形成される。
The
これにより、本体部(母材)12における中心電極21との対向面(図5では、上面12b)から少なくとも一部が突出する電極チップ13が得られる。
This results in an
図5に示すように、本体部12の先端面12a側の電極チップ13の端部13bの少なくとも一部は、溶融部314で覆われている。そして、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部314は、丸みを帯びている。すなわち、図5に示すような接地電極11の断面において、溶融部314の表面は湾曲したR形状となっている。このR形状は、第1の実施形態と同様の構成が適用できる。
As shown in FIG. 5, at least a portion of the
本実施形態では、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部314は、チップ面13aよりも高い位置にまで存在する。すなわち、端部13b側の溶融部314の表面314aが、電極チップ13のチップ面13aの一部を覆うように設けられている(図5参照)。この点が、第1の実施形態とは異なっている。
In this embodiment, the
一方、本体部12の先端面12a側の溶融部314の表面314bは、第1の実施形態と同様に、先端面12aと面一になっている(図5参照)。
On the other hand, the
接地電極11の先端部の上記のような形状は、溶接後の電極チップ13および溶融部314の表面を、例えば、切削工具などを用いて削ることで形成することができる。
The above-described shape of the tip of the
以上のように、本実施形態にかかるスパークプラグ1は、中心電極21と、主体金具30と、接地電極11とを備えている。接地電極11は、本体部(母材)12と、本体部12に接合された電極チップ13とを有する。電極チップ13は、本体部12の上面12bから突出しており、中心電極21と対向するチップ面13aを有する。本体部12と電極チップ13との間には、互いを接合する溶融部314が介在する。本体部12の先端面12a側に位置する電極チップ13の端部13bの少なくとも一部は、溶融部314で覆われている。電極チップ13の端部13bに存在する溶融部314は、丸みを帯びており、チップ面13aよりも高い位置にまで存在する。
As described above, the
上記の構成によれば、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部314が丸みを帯びていることで、チップ面13aの端部13bに電界集中することを抑制することができる。また、この丸みを帯びた溶融部14がチップ面13aよりも高い位置にまで存在することで、電極チップ13におけるチップ面13aと端部13bとの境界の角部分が溶融部314によって覆われた状態となる。これにより、電極チップ13の角部分に電界集中することを抑制することができる。
According to the above configuration, the
<第5の実施形態>
続いて、本発明の第5の実施形態について説明する。第5の実施形態では、接地電極の母材と電極チップとの間に介在する溶融部の構成が第1の実施形態とは異なっている。それ以外の構成については、第1の実施形態と同様の構成が適用できる。そこで、第5の実施形態では、第1の実施形態とは異なる点を中心に説明する。
Fifth embodiment
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, the configuration of the fusion zone between the base metal of the ground electrode and the electrode tip is different from that of the first embodiment. Other configurations can be applied similarly to those of the first embodiment. Therefore, in the fifth embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described.
図6には、第5の実施形態にかかるスパークプラグ1の接地電極11の先端部分の断面構成を示す。図6は、接地電極11の電極チップ13を含む先端部を、本体部12の先端面12aに垂直な縦方向(軸線方向)に切断した場合の断面模式図である。
Figure 6 shows a cross-sectional configuration of the tip portion of the
電極チップ13は、例えば、抵抗溶接によって本体部(母材)12に溶接接合される。電極チップ13が本体部(母材)12に対して溶接される際に、本体部12と電極チップ13との間には、母材の一部および電極チップ13の一部が溶融して得られる溶融部414が形成される。
The
これにより、本体部(母材)12における中心電極21との対向面(図6では、上面12b)から少なくとも一部が突出する電極チップ13が得られる。
This results in an
図6に示すように、本体部12の先端面12a側の電極チップ13の端部13bの少なくとも一部は、溶融部414で覆われている。そして、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部414は、丸みを帯びている。すなわち、図6に示すような接地電極11の断面において、溶融部414の表面は湾曲したR形状となっている。このR形状は、第1の実施形態と同様の構成が適用できる。
As shown in FIG. 6, at least a portion of the
本実施形態では、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部414は、チップ面13aよりも高い位置にまで存在する。すなわち、端部13b側の溶融部414の表面414aが、電極チップ13のチップ面13aの一部を覆うように設けられている(図6参照)。この点が、第1の実施形態とは異なっている。
In this embodiment, the
また、本体部12の先端面12a側の溶融部414の表面414bは、本体部12の先端面12aの一部を覆うように設けられている(図6参照)。この点も、第1の実施形態とは異なっている。
The
接地電極11の先端部の上記のような形状は、溶接後の電極チップ13および溶融部314の表面を、例えば、切削工具などを用いて削ることで形成することができる。
The above-described shape of the tip of the
上記の構成によれば、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部414が丸みを帯びていることで、チップ面13aの端部13bに電界集中することを抑制することができる。また、本体部12の先端面12a側の溶融部414の表面414bが、本体部12の先端面12aの一部を覆うように設けられていることで、電極チップ13のチップ面13aで火花放電が発生したときに、より先端側に位置する本体部12の方へ火花が流れ飛ぶことが抑制できる。これにより、本体部12の一部(すなわち、先端部)が局所的に消耗してしまうことが抑制され、より寿命の長いスパークプラグ1を得ることができる。
According to the above configuration, the
<第6の実施形態>
続いて、本発明の第6の実施形態について説明する。第6の実施形態では、接地電極の母材と電極チップとの間に介在する溶融部の構成が第1の実施形態とは異なっている。それ以外の構成については、第1の実施形態と同様の構成が適用できる。そこで、第6の実施形態では、第1の実施形態とは異なる点を中心に説明する。
Sixth Embodiment
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the sixth embodiment, the configuration of the fusion zone between the base metal of the ground electrode and the electrode tip is different from that of the first embodiment. Other configurations can be applied similarly to those of the first embodiment. Therefore, in the sixth embodiment, the differences from the first embodiment will be mainly described.
図7には、第6の実施形態にかかるスパークプラグ1の接地電極11の先端部分の断面構成を示す。図7は、接地電極11の電極チップ13を含む先端部を、本体部12の先端面12aに垂直な縦方向(軸線方向)に切断した場合の断面模式図である。
Figure 7 shows a cross-sectional configuration of the tip portion of the
電極チップ13は、例えば、抵抗溶接によって本体部(母材)12に溶接接合される。電極チップ13が本体部(母材)12に対して溶接される際に、本体部12と電極チップ13との間には、母材の一部および電極チップ13の一部が溶融して得られる溶融部514が形成される。
The
これにより、本体部(母材)12における中心電極21との対向面(図7では、上面12b)から少なくとも一部が突出する電極チップ13が得られる。
This results in an
図7に示すように、本体部12の先端面12a側の電極チップ13の端部13bの少なくとも一部は、溶融部514で覆われている。そして、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部514は、丸みを帯びている。すなわち、図7に示すような接地電極11の断面において、溶融部514の表面は湾曲したR形状となっている。このR形状は、第1の実施形態と同様の構成が適用できる。
As shown in FIG. 7, at least a portion of the
本実施形態では、第4の実施形態などと同様に、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部514は、チップ面13aよりも高い位置にまで存在する。すなわち、端部13b側の溶融部514の表面514aが、電極チップ13のチップ面13aの一部を覆うように設けられている(図7参照)。
In this embodiment, as in the fourth embodiment, the
また、本体部12の先端面12a側の溶融部514の表面514bは、第3の実施形態と同様に、本体部12の先端面12aには被っていない。すなわち、先端面12aの上方側(中心電極21と対向する側)の角部212cは、露出している。そして、本体部12の角部212cは、丸みを帯びている。すなわち、図7に示すような接地電極11の断面において、本体部12の角部212cの表面は湾曲したR形状となっている。
In addition, the
接地電極11の先端部の上記のような形状は、溶接後の電極チップ13、溶融部514、および本体部12の表面を、例えば、切削工具などを用いて削ることで形成することができる。
The above-described shape of the tip of the
上記の構成によれば、電極チップ13の端部13bを覆うように存在する溶融部514が丸みを帯びていることで、チップ面13aの端部13bに電界集中することを抑制することができる。また、溶融部514で覆われていない本体部12の角部212cの表面がR形状となっていることで、電極チップ13のチップ面13aで火花放電が発生したときに、より先端側に位置する本体部(母材)12の方へ火花が流れ飛ぶことが抑制できる。これにより、本体部12の一部(すなわち、先端部)が局所的に消耗してしまうことが抑制され、より寿命の長いスパークプラグ1を得ることができる。
According to the above configuration, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、本明細書で説明した各実施形態の構成を互いに組み合わせて得られる構成についても、本発明の範疇に含まれる。 The embodiments disclosed herein should be considered to be illustrative and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the claims, not by the above description, and is intended to include all modifications equivalent to the claims and within the scope thereof. Furthermore, configurations obtained by combining the configurations of the embodiments described in this specification are also included in the scope of the present invention.
1 :スパークプラグ
11 :接地電極
12 :本体部(母材)
12a :(本体部の)先端面
12b :(本体部の)上面(母材の中心電極との対向面)
13 :電極チップ
13a :(電極チップの)チップ面
13b :(電極チップの)端部
14 :溶融部
21 :中心電極
30 :主体金具
50 :絶縁体
114 :溶融部
214 :溶融部
314 :溶融部
414 :溶融部
514 :溶融部
1: Spark plug 11: Ground electrode 12: Main body (base material)
12a: tip surface (of the main body) 12b: upper surface (of the main body) (surface facing the center electrode of the base material)
13:
Claims (1)
軸線に沿って延び、前記中心電極を絶縁保持する主体金具と、
前記主体金具に一端部が接続された母材と、前記母材の他端部において、前記他端部の先端面より前記一端部側で前記母材と接合された電極チップとを有する接地電極と
を備え、
前記電極チップは、前記中心電極と前記軸線方向に対向するチップ面を有するとともに、前記母材のうち前記中心電極と前記軸線方向に対向する対向面から突出しており、
前記母材と前記電極チップとの間には、互いを接合する溶融部が介在するスパークプラグであって、
前記電極チップの前記先端面側の端部の少なくとも一部は前記溶融部で覆われており、
前記端部に存在する前記溶融部は、丸みを帯びており、
前記チップ面の一部が前記溶融部によって覆われており、前記溶融部は前記チップ面より高い位置にまで存在し、
前記母材の前記他端部の先端面における前記中心電極と対向する側の角部は、前記溶融部に覆われておらず露出しており、前記角部は丸みを帯びている、
スパークプラグ。
A center electrode;
a metal shell extending along an axis and insulating and holding the center electrode;
a base metal having one end connected to the metallic shell; and a ground electrode having an electrode tip at the other end of the base metal, the electrode tip being joined to the base metal on the one end side of a tip surface of the other end,
the electrode tip has a tip surface facing the center electrode in the axial direction and protrudes from an opposing surface of the base material facing the center electrode in the axial direction,
A spark plug in which a fusion zone is interposed between the base material and the electrode tip, the fusion zone joining the base material and the electrode tip,
At least a portion of the end of the electrode tip on the tip surface side is covered with the fusion zone,
The fusion zone at the end is rounded,
a part of the tip surface is covered with the molten portion, and the molten portion is present at a position higher than the tip surface;
a corner portion of the tip surface of the other end portion of the base material facing the center electrode is not covered by the molten portion and is exposed, and the corner portion is rounded;
Spark plug.
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