JP2021150199A

JP2021150199A - Sparkplug

Info

Publication number: JP2021150199A
Application number: JP2020049615A
Authority: JP
Inventors: 祐也阿部; Yuya Abe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-09-27

Abstract

To provide a sparkplug which can suppress noise and ensure a load life while avoiding the increase in production load.SOLUTION: A sparkplug 1 has a resistant body 5 between a center electrode 3 and a terminal metal fitting 6. The resistant body 5 contains: glass 51; zirconia 52; and carbon 53. In the resistant body 5, the content of the carbon is 1 mass% or more and 3 mass% or less, and the mass ratio of the zirconia to the carbon is 8 or larger and below 16.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、スパークプラグに関する。 The present invention relates to a spark plug.

スパークプラグは、自動車のエンジン等の内燃機関における点火手段として用いられる。スパークプラグは、中心電極と端子金具との間に抵抗体を有している。抵抗体としては、ガラスと、ジルコニアと、導電材としてのカーボンとを含む抵抗体が公知である。 Spark plugs are used as ignition means in internal combustion engines such as automobile engines. The spark plug has a resistor between the center electrode and the terminal fitting. As the resistor, a resistor containing glass, zirconia, and carbon as a conductive material is known.

なお、先行する特許文献１には、抵抗体のうち軸線方向における中心電極後端と端子電極先端との間の中点よりも先端側に位置する先端側部位において、カーボンの含有量が１．５質量％以上４．０質量％以下とされるとともに、抵抗体の抵抗値が１．０ｋΩ以上３．０ｋΩ以下であり、抵抗体のうち軸線方向における中心電極後端と端子電極先端との間の中点よりも後端側に位置する後端側部位の抵抗値よりも、先端側部位の抵抗値が小さいスパークプラグが提案されている。 In the preceding Patent Document 1, the carbon content is 1. It is 5% by mass or more and 4.0% by mass or less, and the resistance value of the resistor is 1.0 kΩ or more and 3.0 kΩ or less, and between the rear end of the center electrode and the tip of the terminal electrode in the axial direction of the resistor. A spark plug has been proposed in which the resistance value of the tip side portion is smaller than the resistance value of the rear end side portion located on the rear end side of the midpoint.

特許第５７９５１２９号公報Japanese Patent No. 5795129

これまでスパークプラグの分野では、抵抗体の抵抗値は、ノイズ抑制などの観点から３ｋΩ超５ｋΩ以下が一般的であった。しかしながら、上記のような比較的高い抵抗値では電流が流れ難い。近年では、着火性の向上を図るため、抵抗体の抵抗値を比較的小さくすることが望まれている。抵抗体の低抵抗化を図る手法としては、導電材であるカーボン量を増加する方法がある。ところが、低抵抗化された抵抗体を用いたスパークプラグでは、火花放電の発生時に抵抗体を流れる電流が大きくなるため、抵抗体に形成された導電経路が高温となりやすい。その結果、通電によるジュール発熱によってカーボンが消失し、抵抗体の抵抗値が急激に増大するおそれがある。そのため、抵抗値が比較的小さなスパークプラグでは、ノイズ抑制を図りつつ負荷寿命を確保することが難しい。 Until now, in the field of spark plugs, the resistance value of a resistor has generally been more than 3 kΩ and less than 5 kΩ from the viewpoint of noise suppression and the like. However, it is difficult for current to flow at a relatively high resistance value as described above. In recent years, it has been desired to make the resistance value of the resistor relatively small in order to improve the ignitability. As a method for reducing the resistance of the resistor, there is a method of increasing the amount of carbon as a conductive material. However, in a spark plug using a resistor having a low resistance, the current flowing through the resistor becomes large when a spark discharge occurs, so that the conductive path formed in the resistor tends to have a high temperature. As a result, carbon disappears due to Joule heat generation due to energization, and the resistance value of the resistor may increase sharply. Therefore, it is difficult to secure the load life while suppressing noise with a spark plug having a relatively small resistance value.

なお、特許文献１のスパークプラグは、抵抗体を、小抵抗層と大抵抗層との二層構成としている。そのため、特許文献１のスパークプラグは、２つの異なる材料を用いて抵抗体を作製しなければならず、スパークプラグの製造負荷が高くなることが懸念される。 The spark plug of Patent Document 1 has a resistor having a two-layer structure consisting of a small resistance layer and a large resistance layer. Therefore, in the spark plug of Patent Document 1, a resistor must be manufactured using two different materials, and there is a concern that the manufacturing load of the spark plug will increase.

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、製造負荷を高くせずにノイズ抑制と負荷寿命の確保とを図ることが可能なスパークプラグを提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and an object of the present invention is to provide a spark plug capable of suppressing noise and ensuring a load life without increasing a manufacturing load.

本発明の一態様は、中心電極（３）と端子金具（６）との間に抵抗体（５）を有するスパークプラグ（１）であって、
上記抵抗体は、ガラス（５１）と、ジルコニア（５２）と、カーボン（５３）とを含み、
上記カーボンの含有率が１質量％以上３質量％以下であり、
上記カーボンに対する上記ジルコニアの質量比が８以上１６未満である、
スパークプラグ（１）にある。 One aspect of the present invention is a spark plug (1) having a resistor (5) between the center electrode (3) and the terminal fitting (6).
The resistor contains glass (51), zirconia (52), and carbon (53).
The carbon content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
The mass ratio of the zirconia to the carbon is 8 or more and less than 16.
It is on the spark plug (1).

上記スパークプラグは、上記特定の抵抗体を有する。そのため、上記スパークプラグは、ノイズ抑制と負荷寿命の確保とを図ることができる。また、上記特定の抵抗体は、カーボンとジルコニアとの質量比を調整した単一材料より作製することができるので、スパークプラグの製造負荷を高くせずに済む。よって、上記スパークプラグによれば、製造負荷を高くせずにノイズ抑制と負荷寿命の確保とを図ることができる。 The spark plug has the specific resistor. Therefore, the spark plug can suppress noise and secure a load life. Further, since the specific resistor can be produced from a single material in which the mass ratio of carbon and zirconia is adjusted, it is not necessary to increase the manufacturing load of the spark plug. Therefore, according to the spark plug, noise suppression and load life can be ensured without increasing the manufacturing load.

なお、特許請求の範囲および課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。 The reference numerals in parentheses described in the scope of claims and the means for solving the problem indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later, and limit the technical scope of the present invention. It's not a thing.

図１は、実施形態１におけるスパークプラグの全体構造を示した縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view showing the overall structure of the spark plug according to the first embodiment. 図２は、実施形態１におけるスパークプラグの抵抗体の微構造の一部を模式的に示した説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing a part of the microstructure of the spark plug resistor according to the first embodiment. 図３は、実験例における試験体についての電雑評価方法を示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an electric miscellaneous evaluation method for a test body in an experimental example.

（実施形態１）
実施形態１のスパークプラグ１について、図１、図２を用いて説明する。図１に例示されるように、本実施形態のスパークプラグ１は、中心電極３と端子金具６との間に抵抗体５を有している。以下、これを詳説する。 (Embodiment 1)
The spark plug 1 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As illustrated in FIG. 1, the spark plug 1 of the present embodiment has a resistor 5 between the center electrode 3 and the terminal fitting 6. This will be explained in detail below.

スパークプラグ１において、抵抗体５は、図２に例示されるように、ガラス５１と、ジルコニア５２と、カーボン５３と、を含んでいる。なお、図２では、抵抗体５は、具体的には、複数のガラス粒子５１１と、ガラス粒子５１１間の隙間を埋める混合物５４とを有している。複数のガラス粒子５１１は、骨材として機能するものであり、網目構造を形成している。混合物５４は、ジルコニア粒子５２１と、カーボン粒子５３１と、溶けて固まったガラス５１２とを含んでいる。 In the spark plug 1, the resistor 5 contains glass 51, zirconia 52, and carbon 53, as illustrated in FIG. In addition, in FIG. 2, the resistor 5 specifically has a plurality of glass particles 511 and a mixture 54 that fills a gap between the glass particles 511. The plurality of glass particles 511 function as an aggregate and form a network structure. The mixture 54 contains zirconia particles 521, carbon particles 531 and melted and solidified glass 512.

ジルコニア５２としては、例えば、ＺｒＯ_２、安定化ジルコニアなどを例示することができる。これらは１種または２種以上併用されていてもよい。「安定化ジルコニア」の語は、安定化剤によって結晶構造が安定化された狭義の安定化ジルコニアのみならず、安定化部分と不安定な部分とが混在する部分安定化ジルコニアをも含む概念として用いる。ガラスとしては、例えば、ホウケイ酸ガラスなどを例示することができる。 Examples of the zirconia 52 include ZrO ₂ , stabilized zirconia, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The term "stabilized zirconia" includes not only stabilized zirconia in a narrow sense in which the crystal structure is stabilized by a stabilizer, but also partially stabilized zirconia in which a stabilized portion and an unstable portion are mixed. Use. Examples of the glass include borosilicate glass and the like.

ここで、抵抗体５は、カーボン５３の含有率（以下、「カーボン含有率」ということがある。）が１質量％以上３質量％以下とされ、カーボン５３に対するジルコニア５２の質量比（以下、「ＺｒＯ_２／Ｃ比」ということがある。）が８以上１６未満とされる。 Here, the resistor 5 has a carbon 53 content (hereinafter, may be referred to as “carbon content”) of 1% by mass or more and 3% by mass or less, and the mass ratio of zirconia 52 to carbon 53 (hereinafter, referred to as “carbon content”). "ZrO ₂ / C ratio") is 8 or more and less than 16.

抵抗体５において、カーボン含有率が１質量％未満になると、スパークプラグ１の低抵抗化が難しくなる。また、カーボン含有率が３質量％超になると、カーボン５３の凝集が生じやすくなる。カーボン含有率は、好ましくは、１質量％超、より好ましくは、１．２質量％以上、さらに好ましくは、１．５質量％以上とすることができる。なお、カーボン含有率は、負荷寿命などの観点から、好ましくは、２．５質量％以下とすることができる。 If the carbon content of the resistor 5 is less than 1% by mass, it becomes difficult to reduce the resistance of the spark plug 1. Further, when the carbon content exceeds 3% by mass, agglutination of carbon 53 is likely to occur. The carbon content can be preferably more than 1% by mass, more preferably 1.2% by mass or more, still more preferably 1.5% by mass or more. The carbon content can be preferably 2.5% by mass or less from the viewpoint of load life and the like.

抵抗体５において、ＺｒＯ_２／Ｃ比が８より小さくなると、負荷寿命が低下する。これは、カーボン５３の分散性が低下し、カーボン５３が凝集した部分等において局所的な発熱が生じ、ジルコニア５２を介したカーボン５３と酸素の化学反応が進行してカーボン５３が消失することによって、抵抗体５の抵抗値が急激に増大するためであると考えられる。ＺｒＯ_２／Ｃ比は、上記化学反応の反応性抑制、負荷寿命向上などの観点から、好ましくは、８超、より好ましくは、８．５以上、さらに好ましくは、９以上とすることができる。 When the ZrO ₂ / C ratio of the resistor 5 is smaller than 8, the load life is lowered. This is because the dispersibility of the carbon 53 is lowered, local heat is generated in the portion where the carbon 53 is aggregated, and the chemical reaction between the carbon 53 and oxygen via the zirconia 52 proceeds and the carbon 53 disappears. It is considered that this is because the resistance value of the resistor 5 rapidly increases. The ZrO ₂ / C ratio can be preferably more than 8, more preferably 8.5 or more, still more preferably 9 or more, from the viewpoint of suppressing the reactivity of the chemical reaction and improving the load life.

また、ＺｒＯ_２／Ｃ比が１６以上になると、相対的にカーボン５３が少なくなり絶縁体であるジルコニア５２が多くなり、ノイズ抑制を図り難くなる。ＺｒＯ_２／Ｃ比は、負荷寿命、プラグ標準サイズ内での抵抗調整のしやすさなどの観点から、好ましくは、１５以下、より好ましくは、１４以下、さらに好ましくは、１３以下とすることができる。 Further, when the ZrO ₂ / C ratio is 16 or more, the carbon 53 is relatively reduced and the zirconia 52 as an insulator is increased, which makes it difficult to suppress noise. The ZrO ₂ / C ratio is preferably 15 or less, more preferably 14 or less, still more preferably 13 or less, from the viewpoints of load life, ease of resistance adjustment within the standard plug size, and the like. can.

抵抗体５は、カーボン含有率が１質量％以上３質量％以下とされ、ＺｒＯ_２／Ｃ比が９以上１３以下とされることが好ましい。この構成によれば、負荷寿命の向上を図りやすくなる。 The resistor 5 preferably has a carbon content of 1% by mass or more and 3% by mass or less, and a ZrO ₂ / C ratio of 9 or more and 13 or less. According to this configuration, it becomes easy to improve the load life.

なお、カーボン含有率（質量％）、ＺｒＯ_２／Ｃ比（カーボンに対するジルコニアの質量比）は、スパークプラグ１の軸方向Ｄに沿って２等分した抵抗体５の断面について、電子線マイクロアナライザ（ＥＰＭＡ：Electron Probe Micro Analyzer）を用いて測定することができる。なお、ＺｒＯ_２／Ｃ比は、ジルコニア含有率（質量％）およびカーボン含有率（質量％）を測定し、ジルコニア含有率（質量％）をカーボン含有率（質量％）で除すことにより算出することできる。また、電子線マイクロアナライザによる測定条件は、ＡＣＣ．Ｖ（加速電圧）：１５ｋＶ、ビーム電流５０ｎＡ、測定エリア：１．０ｍｍ×１．０ｍｍとする。 The carbon content (mass%) and ZrO ₂ / C ratio (mass ratio of zirconia to carbon) are the electron probe microanalyzer for the cross section of the resistor 5 divided into two equal parts along the axial direction D of the spark plug 1. It can be measured using (EPMA: Electron Probe Micro Analyzer). The ZrO ₂ / C ratio is calculated by measuring the zirconia content (mass%) and carbon content (mass%) and dividing the zirconia content (mass%) by the carbon content (mass%). Can be done. The measurement conditions by the electron probe microanalyzer are ACC. V (acceleration voltage): 15 kV, beam current 50 nA, measurement area: 1.0 mm × 1.0 mm.

抵抗体５の抵抗値（電気抵抗値）は、０．５ｋΩ以上３ｋΩ以下とすることができる。この構成によれば、ノイズ抑制と負荷寿命の確保とを図りやすくなる。 The resistance value (electrical resistance value) of the resistor 5 can be 0.5 kΩ or more and 3 kΩ or less. According to this configuration, it becomes easy to suppress noise and secure the load life.

スパークプラグ１は、中心電極３と端子金具６との間に、上述した抵抗体５を有しておれば、その他の各部位の構成については公知の構成を適宜適用することができる。以下、スパークプラグ１の全体構成の一例を示すが、これに限定されるものではない。 If the spark plug 1 has the resistor 5 described above between the center electrode 3 and the terminal metal fitting 6, a known configuration can be appropriately applied to the configuration of each of the other parts. Hereinafter, an example of the overall configuration of the spark plug 1 will be shown, but the present invention is not limited to this.

図１に例示されるスパークプラグ１は長尺状である。スパークプラグ１は内燃機関用である。内燃機関は、例えば自動車用のエンジンであり、スパークプラグ１は、後述の取付金具１１によって、図示しないエンジン燃焼室に臨むシリンダヘッドの取付孔に取り付けられる。 The spark plug 1 illustrated in FIG. 1 has an elongated shape. The spark plug 1 is for an internal combustion engine. The internal combustion engine is, for example, an engine for an automobile, and the spark plug 1 is attached to a mounting hole of a cylinder head facing an engine combustion chamber (not shown) by a mounting bracket 11 described later.

なお、スパークプラグ１の軸方向Ｄにおける燃焼室内に突出する側を先端側Ｄ１といい、その反対側を基端側Ｄ２という。つまり、図１における下側が先端側Ｄ１であり、上側が基端側Ｄ２である。 The side of the spark plug 1 protruding into the combustion chamber in the axial direction D is referred to as the tip side D1, and the opposite side is referred to as the proximal end side D2. That is, the lower side in FIG. 1 is the tip end side D1, and the upper side is the base end side D2.

スパークプラグ１は、取付金具１１と、絶縁碍子２と、中心電極３と、導電性ガラスシール部４、４８と、上述した抵抗体５と、端子金具６と、接地電極７とを具備する。導電性ガラスシール部４、４８には、中心電極３の基端側Ｄ２と抵抗体５の先端側Ｄ１との間に設けられた第１導電性ガラスシール部４と、抵抗体５の基端側Ｄ２と端子金具６の先端側Ｄ１との間に設けられた第２導電性ガラスシール部４８とがある。 The spark plug 1 includes a mounting bracket 11, an insulating insulator 2, a center electrode 3, conductive glass seal portions 4, 48, a resistor 5 described above, a terminal bracket 6, and a ground electrode 7. The conductive glass seal portions 4 and 48 have a first conductive glass seal portion 4 provided between the base end side D2 of the center electrode 3 and the tip end side D1 of the resistor 5, and the base end of the resistor 5. There is a second conductive glass seal portion 48 provided between the side D2 and the tip end side D1 of the terminal fitting 6.

筒状の取付金具１１は内側に絶縁碍子２を保持している。絶縁碍子２は、軸孔２１０内の先端側Ｄ１に中心電極３を保持し、軸孔２１０内の基端側に端子金具６の軸部６１を保持する。第１導電性ガラスシール部４は、中心電極３の基端側Ｄ２を絶縁碍子２の軸孔２１０内に固定している。第２導電性ガラスシール部４８は、端子金具６の先端側Ｄ１を絶縁碍子２の軸孔２１０内に固定している。 The tubular mounting bracket 11 holds the insulating insulator 2 inside. The insulating insulator 2 holds the center electrode 3 on the tip end side D1 in the shaft hole 210, and holds the shaft portion 61 of the terminal fitting 6 on the base end side in the shaft hole 210. The first conductive glass seal portion 4 fixes the base end side D2 of the center electrode 3 in the shaft hole 210 of the insulating insulator 2. The second conductive glass seal portion 48 fixes the tip end side D1 of the terminal fitting 6 in the shaft hole 210 of the insulating insulator 2.

接地電極７は、絶縁碍子２の軸孔２１０の先端側Ｄ１において中心電極３と対向する。抵抗体５は、絶縁碍子２の軸孔２１０内において中心電極３と端子金具６との間に配置される。スパークプラグ１においては、絶縁碍子２と中心電極３とが同軸配置されている。以下、スパークプラグ１を構成する各部を詳説する。 The ground electrode 7 faces the center electrode 3 at the tip end side D1 of the shaft hole 210 of the insulating insulator 2. The resistor 5 is arranged between the center electrode 3 and the terminal fitting 6 in the shaft hole 210 of the insulating insulator 2. In the spark plug 1, the insulating insulator 2 and the center electrode 3 are coaxially arranged. Hereinafter, each part constituting the spark plug 1 will be described in detail.

取付金具１１は、筒状であり、絶縁碍子２を内側に保持する。取付金具１１は、軸方向Ｄの先端側Ｄ１の外周に取付用ネジ部１２を有し、基端側Ｄ２に、取付用ネジ部１２より外径が大きい大径部１３を有している。 The mounting bracket 11 has a cylindrical shape and holds the insulating insulator 2 inside. The mounting bracket 11 has a mounting screw portion 12 on the outer periphery of the tip side D1 in the axial direction D, and has a large diameter portion 13 having a larger outer diameter than the mounting screw portion 12 on the base end side D2.

取付金具１１の大径部１３の内側には、絶縁碍子２の中間部に設けた大径部２２が収容保持され、大径部２２の基端縁部２４を加締め固定して気密シールしている。取付金具１１は、例えば、炭素鋼等の鉄系合金材料からなる。 Inside the large-diameter portion 13 of the mounting bracket 11, the large-diameter portion 22 provided in the middle portion of the insulating insulator 2 is accommodated and held, and the base end edge portion 24 of the large-diameter portion 22 is crimped and fixed to be airtightly sealed. ing. The mounting bracket 11 is made of, for example, an iron-based alloy material such as carbon steel.

絶縁碍子２は筒状の取付金具１１の内側に保持される。絶縁碍子２は軸方向Ｄを貫通する軸孔２１０を有する。絶縁碍子２の軸孔２１０内には中心電極３が保持される。絶縁碍子２の先端部２３は、取付金具１１の先端開口１１１よりも先端側Ｄ１に突出している。絶縁碍子２は、アルミナ等の絶縁性セラミックスからなる。 The insulating insulator 2 is held inside the cylindrical mounting bracket 11. The insulating insulator 2 has a shaft hole 210 penetrating the axial direction D. The center electrode 3 is held in the shaft hole 210 of the insulating insulator 2. The tip portion 23 of the insulating insulator 2 projects toward the tip side D1 from the tip opening 111 of the mounting bracket 11. The insulating insulator 2 is made of an insulating ceramic such as alumina.

中心電極３は、スパークプラグ１の軸方向Ｄに伸びる長尺状である。中心電極３は、絶縁碍子２の軸孔２１０内の先端側Ｄ１に保持される。中心電極３は、大径の基端部３２を有し、基端部３２が絶縁碍子２の軸孔２１０の内周に設けたテーパ状の段差面２１１上に支持される。一方、中心電極３は、テーパ状の先端部３１１を有し、先端部３１１は、絶縁碍子２の先端部２３よりも、さらに先端側Ｄ１に突出している。 The center electrode 3 has a long shape extending in the axial direction D of the spark plug 1. The center electrode 3 is held in the tip side D1 in the shaft hole 210 of the insulating insulator 2. The center electrode 3 has a large-diameter base end portion 32, and the base end portion 32 is supported on a tapered stepped surface 211 provided on the inner circumference of the shaft hole 210 of the insulating insulator 2. On the other hand, the center electrode 3 has a tapered tip portion 311, and the tip portion 311 projects further toward the tip side D1 than the tip portion 23 of the insulating insulator 2.

接地電極７は、断面形状全体がＬ字形（具体的には、図１では逆Ｌ字状）に屈曲する板状体であり、基端側Ｄ２が取付金具１１の先端面に接合固定されている。接地電極７は、中心電極３の側方で軸方向Ｄに延び、先端部７１が径方向の内側に屈曲して中心電極３の先端部３１１に対向している。これにより、中心電極３の先端部３１１と接地電極７の先端部７１との間に、火花放電ギャップＧが形成される。 The ground electrode 7 is a plate-like body whose entire cross-sectional shape is bent into an L shape (specifically, an inverted L shape in FIG. 1), and the base end side D2 is joined and fixed to the tip surface of the mounting bracket 11. There is. The ground electrode 7 extends in the axial direction D on the side of the center electrode 3, and the tip portion 71 bends inward in the radial direction to face the tip portion 311 of the center electrode 3. As a result, a spark discharge gap G is formed between the tip portion 311 of the center electrode 3 and the tip portion 71 of the ground electrode 7.

中心電極３、接地電極７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構成される。電極内部に、熱伝導性に優れた金属、例えば、Ｃｕ（銅）またはＣｕ合金等の金属材料等からなる芯材を有して構成されていてもよい。中心電極３の先端部３１１と、接地電極７の先端部７１との対向面には、例えば、円柱状に成形された貴金属チップが、溶接等により接合される。貴金属材料としては、例えば、Ｐｔ（白金）、Ｉｒ（イリジウム）、Ｒｈ（ロジウム）等が挙げられ、これら貴金属から選ばれる少なくとも１種類を主成分として含む貴金属または貴金属合金を用いることができる。 The center electrode 3 and the ground electrode 7 are made of, for example, a metal material such as a Ni-based alloy containing Ni (nickel) as a main component as a base material. The electrode may be configured to have a core material made of a metal having excellent thermal conductivity, for example, a metal material such as Cu (copper) or a Cu alloy. For example, a noble metal chip formed into a columnar shape is joined to the facing surface of the tip portion 311 of the center electrode 3 and the tip portion 71 of the ground electrode 7 by welding or the like. Examples of the noble metal material include Pt (platinum), Ir (iridium), Rh (rhodium) and the like, and a noble metal or a noble metal alloy containing at least one selected from these noble metals as a main component can be used.

端子金具６は、大径の端子部６２と、これより小径の軸部６１とを備える。軸部６１は、端子部６２側の基端部６１１と、これより先端側Ｄ１の主軸部６１２とからなる。主軸部６１２は、先端側Ｄ１の外周にネジ加工または溝加工を施してなる外周溝部６１３を有する。外周溝部６１３は、抵抗体５との間の導電性ガラスシール部４８との固着力を向上させる。 The terminal fitting 6 includes a large-diameter terminal portion 62 and a shaft portion 61 having a smaller diameter. The shaft portion 61 includes a base end portion 611 on the terminal portion 62 side and a spindle portion 612 on the tip end side D1 from the base end portion 611. The spindle portion 612 has an outer peripheral groove portion 613 formed by threading or grooving the outer periphery of the tip side D1. The outer peripheral groove portion 613 improves the adhesive force between the outer peripheral groove portion 613 and the conductive glass seal portion 48 with the resistor 5.

図１において、端子金具６は、小径の軸部６１が絶縁碍子２の軸孔２１０内に収容されており、絶縁碍子２への組付時に、導電性ガラスシール部４８を介して抵抗体５を加圧する。端子金具６の大径の端子部６２は、絶縁碍子２の軸孔２１０の基端開口よりも基端側Ｄ２に突出し、図示しない高電圧源に接続される。高電圧源は、例えば、車載バッテリに接続されて点火用高電圧を発生する点火コイルであり、図示しない制御装置に接続されている。なお、端子金具６は、ステムと称されることもある。 In FIG. 1, the terminal fitting 6 has a small-diameter shaft portion 61 housed in a shaft hole 210 of the insulating insulator 2, and when assembled to the insulating insulator 2, the resistor 5 is interposed via a conductive glass seal portion 48. Pressurize. The large-diameter terminal portion 62 of the terminal fitting 6 projects from the proximal end opening of the shaft hole 210 of the insulating insulator 2 to the proximal end side D2 and is connected to a high voltage source (not shown). The high voltage source is, for example, an ignition coil connected to an in-vehicle battery to generate a high voltage for ignition, and is connected to a control device (not shown). The terminal fitting 6 may be referred to as a stem.

絶縁碍子２の軸孔２１０内において、端子金具６の軸部６１と中心電極３との間には、導電性ガラスシール部４、４８を介して抵抗体５が設けられる。抵抗体５は、円柱状の部材であり、所望の電気抵抗値に調整されている。抵抗体５は、中心電極３と端子金具６とを電気的に接続すると共に、電波雑音を吸収する機能を有する。 In the shaft hole 210 of the insulating insulator 2, a resistor 5 is provided between the shaft portion 61 of the terminal fitting 6 and the center electrode 3 via the conductive glass seal portions 4 and 48. The resistor 5 is a columnar member and is adjusted to a desired electric resistance value. The resistor 5 has a function of electrically connecting the center electrode 3 and the terminal fitting 6 and absorbing radio wave noise.

抵抗体５と中心電極３との間には、第１導電性ガラスシール部４が設けられている。また、抵抗体５と端子金具６との間には、第２導電性ガラスシール部４８が設けられている。 A first conductive glass seal portion 4 is provided between the resistor 5 and the center electrode 3. Further, a second conductive glass seal portion 48 is provided between the resistor 5 and the terminal fitting 6.

第１導電性ガラスシール部４および第２導電性ガラスシール部４８は、導電性の接合ガラスからなり、接合ガラスは、例えば、ガラスに銅粉末を混入させてなる銅ガラスからなる。これにより、外部の高電圧源から、端子金具６、第２導電性ガラスシール部４８、抵抗体５、第１導電性ガラスシール部４を経て、中心電極３に至る導電パスが形成され、中心電極３と接地電極７との間に高電圧が印加されて火花放電が発生する。 The first conductive glass seal portion 4 and the second conductive glass seal portion 48 are made of conductive bonded glass, and the bonded glass is made of, for example, copper glass obtained by mixing copper powder with glass. As a result, a conductive path is formed from an external high voltage source through the terminal fitting 6, the second conductive glass seal portion 48, the resistor 5, and the first conductive glass seal portion 4 to the center electrode 3, and the center is formed. A high voltage is applied between the electrode 3 and the ground electrode 7, and a spark discharge is generated.

（実験例）
−抵抗体材料の準備−
大径ガラス（ホウケイ酸ガラス）粉末（平均粒径１００〜２００μｍ）と、小径ガラス（ホウケイ酸ガラス）粉末（平均粒径１０〜２０μｍ）と、カーボン粉末（平均粒径１〜１０μｍ）と、ジルコニア（ＺｒＯ_２）粉末（平均粒径２〜６μｍ）と、結合剤（デキストリン）とを十分に混練して均一状態とすることにより、複数種の抵抗体材料を調製した。なお、大径ガラス粉末と小径ガラス粉末とカーボン粉末とジルコニア粉末と結合剤とは、合計で１００質量部とした。また、抵抗体材料１００質量部中のカーボン粉末およびジルコニア粉末の質量比は、カーボン含有率およびジルコニア含有率が後述の表１を満たすように調整した。また、抵抗体材料１００質量部中、結合剤は１質量部であり、１００質量部からカーボン粉末およびジルコニア粉末および結合剤の合計質量部を引いた値を、大径ガラス粉末および小径ガラス粉末の合計質量部とした。大径ガラス粉末と小径ガラス粉末との質量比は、１６とした。上述した平均粒径は、レーザー回折・散乱法により測定した体積基準の累積度数分布が５０％を示すときの粒子径（直径）である。 (Experimental example)
-Preparation of resistor material-
Large-diameter glass (borosilicate glass) powder (average particle size 100 to 200 μm), small-diameter glass (borosilicate glass) powder (average particle size 10 to 20 μm), carbon powder (average particle size 1 to 10 μm), and zirconia A plurality of types of resistor materials were prepared by sufficiently kneading the (ZrO _{2) powder (average particle size 2 to 6} μm) and the binder (dextrin) to bring them into a uniform state. The total amount of the large-diameter glass powder, the small-diameter glass powder, the carbon powder, the zirconia powder, and the binder was 100 parts by mass. The mass ratio of the carbon powder and the zirconia powder in 100 parts by mass of the resistor material was adjusted so that the carbon content and the zirconia content satisfy Table 1 described later. Further, the binder is 1 part by mass in 100 parts by mass of the resistor material, and the value obtained by subtracting the total mass parts of the carbon powder, the zirconia powder and the binder from 100 parts by mass is the value of the large diameter glass powder and the small diameter glass powder. The total mass was taken as a part. The mass ratio of the large-diameter glass powder to the small-diameter glass powder was 16. The above-mentioned average particle size is the particle size (diameter) when the volume-based cumulative frequency distribution measured by the laser diffraction / scattering method shows 50%.

−試験体の作製−
絶縁碍子の軸孔内に中心電極を挿入した後、導電性ガラスシール材料を充填し、予備圧縮した。次いで、軸孔内に所定の抵抗体材料、導電性ガラスシール材料を同様に順に充填し、予備圧縮した。次いで、軸孔内に端子金具を挿入した。次いで、これを炉内にて８６０℃で１時間加熱した後、端子金具を圧入して溶着させた。これにより、試験体１〜試験体２４のスパークプラグを得た。各試験体における抵抗体は、いずれも単一材料より形成されている。なお、各試験体は、抵抗体の抵抗値が０．５ｋΩ以上３ｋΩ以下となるように抵抗体の長さを調整した。抵抗体の長さが長いほど、抵抗体の抵抗値が大きくなる。 -Preparation of test piece-
After inserting the center electrode into the shaft hole of the insulator, it was filled with a conductive glass sealing material and precompressed. Next, a predetermined resistor material and a conductive glass sealing material were filled in the shaft hole in this order in the same manner, and precompressed. Next, the terminal fitting was inserted into the shaft hole. Next, this was heated in a furnace at 860 ° C. for 1 hour, and then the terminal fittings were press-fitted and welded. As a result, spark plugs of test bodies 1 to 24 were obtained. The resistors in each test piece are all made of a single material. The length of each test piece was adjusted so that the resistance value of the resistor was 0.5 kΩ or more and 3 kΩ or less. The longer the resistor, the higher the resistance value of the resistor.

−抵抗体のカーボン含有率（質量％）、ＺｒＯ_２／Ｃ比−
上述した測定方法に従って、各試験体における抵抗体のカーボン含有率（質量％）、ＺｒＯ_２／Ｃ比を測定した。この際、電子線マイクロアナライザには、島津製作所社製の「ＥＰＭＡ−１６１０」を用いた。 -Carbon content (mass%) of resistor, ZrO ₂ / C ratio-
According to the measurement method described above, the carbon content (mass%) and ZrO ₂ / C ratio of the resistor in each test body were measured. At this time, "EPMA-1610" manufactured by Shimadzu Corporation was used as the electron probe microanalyzer.

−電雑評価−
電雑評価として、試験体のスパークプラグについて、広帯域放射ノイズ試験を実施した。具体的には、図３に示すように、内燃機関の燃焼室を模した、所定の圧力（０．２ＭＰａ）に調整可能な圧力容器９０に試験体のスパークプラグ１を取り付け、放電電圧１５ｋＶを印加したときに発生する電磁波ノイズを、ＥＭＩレシーバ９１を用いて測定した。なお、図３中、符合９２は、点火制御回路である。符合９３は、点火制御回路９２とスパークプラグ１とを接続するハイテンションコード（４．８ｋΩ、３０ｃｍ、１６ｋΩ・ｍ）である。符合９４は、ＥＭＩレシーバ９１に接続された電流プローブである。符合９５は、点火コイルである。符合９６は、イグナイタである。 -Electrical miscellaneous evaluation-
As an electrical miscellaneous evaluation, a wideband radiation noise test was conducted on the spark plug of the test piece. Specifically, as shown in FIG. 3, the spark plug 1 of the test piece is attached to a pressure vessel 90 that can be adjusted to a predetermined pressure (0.2 MPa), which imitates the combustion chamber of an internal combustion engine, and a discharge voltage of 15 kV is applied. The electromagnetic wave noise generated when the voltage was applied was measured using the EMI receiver 91. In FIG. 3, reference numeral 92 is an ignition control circuit. Reference numeral 93 is a high tension cord (4.8 kΩ, 30 cm, 16 kΩ · m) that connects the ignition control circuit 92 and the spark plug 1. Reference numeral 94 is a current probe connected to the EMI receiver 91. Reference numeral 95 is an ignition coil. Code 96 is an igniter.

試験体１５のスパークプラグを基準として、電磁波ノイズが±５％以内の変動であった場合を、ノイズ抑制ができているとして「Ａ」と評価した。また、電磁波ノイズが±５％超えの変動であった場合を、ノイズ抑制ができていないとして「Ｃ」と評価した。 When the electromagnetic wave noise fluctuated within ± 5% based on the spark plug of the test body 15, it was evaluated as “A” as the noise was suppressed. Further, when the electromagnetic wave noise fluctuated by more than ± 5%, it was evaluated as “C” because the noise could not be suppressed.

−負荷寿命評価−
試験体のスパークプラグ１を、エンジンベンチシステムに取り付けて、表１に示す条件にて抵抗体負荷寿命試験を加速試験で実施した。なお、加速試験条件は、ＪＩＳＢ８０３１「内燃機関−スパークプラグ」の抵抗体負荷寿命試験に準ずるものであり、放電電圧・温度条件を、ＪＩＳＢ８０３１における条件（すなわち、２０±５ｋＶ、温度規定なし）より厳しい、３５ｋＶ、３５０℃とした。また、点火回数は、ＪＩＳＢ８０３１の規格である、抵抗値変化率における±３０％以下に基づいて、抵抗値変化率における±３０％に到達するまでの時間とした。なお、ＪＩＳＢ８０３１における点火回数１３００００００は、加速試験条件の周波数１００Ｈｚにおいて、４０時間に相当する。そのため、加速試験においては、抵抗値変化率における±３０％に到達するまでの時間を負荷寿命時間として、当該負荷寿命時間が４０時間以上であることを規格に設定した。 -Load life evaluation-
The spark plug 1 of the test body was attached to the engine bench system, and the resistor load life test was carried out by an accelerated test under the conditions shown in Table 1. The accelerated test conditions are based on the resistor load life test of JISB8031 "internal combustion engine-spark plug", and the discharge voltage and temperature conditions are stricter than the conditions in JISB8031 (that is, 20 ± 5 kV, no temperature regulation). , 35 kV, 350 ° C. The number of ignitions was set to the time required to reach ± 30% of the resistance value change rate based on the JISB8031 standard of ± 30% or less of the resistance value change rate. The number of ignitions in JISB8031 is 13000000, which corresponds to 40 hours at a frequency of 100 Hz under the acceleration test condition. Therefore, in the accelerated test, the time required to reach ± 30% of the resistance value change rate is set as the load life time, and the standard is set that the load life time is 40 hours or more.

加速試験における負荷寿命時間が４０時間以上４８時間（規格の１．２倍）未満であった場合を「Ｂ」、加速試験における負荷寿命時間が４８時間（規格の１．２倍）以上であった場合を「Ａ」と評価した。また、加速試験における負荷寿命時間が４０時間未満であった場合を「Ｃ」と評価した。本実験例では、「Ａ」または「Ｂ」と評価された試験体は、負荷寿命が確保されていると判断し、そのうち、「Ａ」と評価された試験体は、負荷寿命が向上していると判断した。「Ｃ」と評価された試験体は、負荷寿命を確保することができないと判断した。 “B” indicates that the load life time in the accelerated test is 40 hours or more and less than 48 hours (1.2 times the standard), and the load life time in the accelerated test is 48 hours or more (1.2 times the standard). Was evaluated as "A". Further, the case where the load life time in the accelerated test was less than 40 hours was evaluated as "C". In this experimental example, it is judged that the test piece evaluated as "A" or "B" has a sufficient load life, and among them, the test piece evaluated as "A" has an improved load life. I decided that there was. It was judged that the test piece evaluated as "C" could not secure the load life.

表２に、抵抗体の詳細構成および評価結果をまとめて示す。 Table 2 summarizes the detailed configuration and evaluation results of the resistor.

表２によれば、抵抗体におけるカーボン含有率、カーボンに対するジルコニアの質量比（ＺｒＯ_２／Ｃ比）が、本開示にて規定される場合には、ノイズ抑制と負荷寿命の確保とを図ることが可能であることが確認された。また、各試験体の抵抗体は、カーボンとジルコニアとの質量比を調整した単一材料より作製することができる。そのため、各試験体の抵抗体は、特許文献１のスパークプラグのように、２つの異なる材料を用いて抵抗体を作製する必要がなく、スパークプラグの製造負荷を高くせずに済む利点があるといえる。 According to Table 2, when the carbon content in the resistor and the mass ratio of zirconia to carbon (ZrO ₂ / C ratio) are specified in the present disclosure, noise suppression and load life should be ensured. Was confirmed to be possible. Further, the resistor of each test piece can be prepared from a single material in which the mass ratio of carbon and zirconia is adjusted. Therefore, unlike the spark plugs of Patent Document 1, the resistors of each test piece do not need to be manufactured using two different materials, and have an advantage that the manufacturing load of the spark plugs does not need to be increased. It can be said that.

本発明は、上記各実施形態、各実験例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。また、各実施形態、各実験例に示される各構成は、それぞれ任意に組み合わせることができる。 The present invention is not limited to each of the above-described embodiments and experimental examples, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. In addition, each configuration shown in each embodiment and each experimental example can be arbitrarily combined.

１スパークプラグ
３中心電極
６端子金具
５抵抗体
５１ガラス
５２ジルコニア
５３カーボン 1 Spark plug 3 Center electrode 6 Terminal metal fittings 5 Resistor 51 Glass 52 Zirconia 53 Carbon

Claims

A spark plug (1) having a resistor (5) between the center electrode (3) and the terminal fitting (6).
The resistor contains glass (51), zirconia (52), and carbon (53).
The carbon content is 1% by mass or more and 3% by mass or less.
The mass ratio of the zirconia to the carbon is 8 or more and less than 16.
Spark plug (1).

The spark plug (1) according to claim 1, wherein the mass ratio of the zirconia to the carbon is 9 or more and 13 or less.