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JP7475317B2 - Spark plug - Google Patents

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JP7475317B2
JP7475317B2 JP2021113910A JP2021113910A JP7475317B2 JP 7475317 B2 JP7475317 B2 JP 7475317B2 JP 2021113910 A JP2021113910 A JP 2021113910A JP 2021113910 A JP2021113910 A JP 2021113910A JP 7475317 B2 JP7475317 B2 JP 7475317B2
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spark plug
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奨 今井
達哉 後澤
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Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
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Description

本開示は、スパークプラグに関する。 This disclosure relates to spark plugs.

内燃機関に用いる点火用のスパークプラグとして、エンジンヘッドに取り付けられて、中心電極の先端と接地電極との間で火花放電を発生させるスパークプラグが知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載のスパークプラグでは、主体金具において径方向に貫通する貫通孔が形成されており、径方向に沿って延びる棒状の接地電極が、その貫通孔に挿入されて固定されている。 A spark plug is known for use in an internal combustion engine to ignite an engine, and is attached to the engine head to generate a spark discharge between the tip of the center electrode and the ground electrode (see, for example, Patent Document 1). In the spark plug described in Patent Document 1, a through hole is formed in the metal shell, penetrating it in the radial direction, and a rod-shaped ground electrode extending along the radial direction is inserted and fixed into the through hole.

特開2019-046660号公報JP 2019-046660 A

特許文献1に記載のスパークプラグでは、接地電極を固定するための貫通孔が主体金具の周方向の一箇所に形成されるとともに、貫通孔よりも軸線方向の先端側にも主体金具の雄ネジが形成されている。このため、貫通孔が形成された領域は、雄ネジが形成されていないためエンジンヘッドの雌ネジと離間しており、冷却されにくい。この結果、貫通孔が形成された軸線方向の位置において、周方向において温度差が生じることに起因して熱膨張の度合いに差が生じてしまい、主体金具が曲がるような応力が発生するおそれがあった。このため、主体金具に応力が発生することを抑制できる技術が求められていた。 In the spark plug described in Patent Document 1, a through hole for fixing the ground electrode is formed at one location in the circumferential direction of the metal shell, and a male thread is also formed on the metal shell further forward in the axial direction than the through hole. Therefore, the area where the through hole is formed is separated from the female thread of the engine head because no male thread is formed, and is difficult to cool. As a result, at the axial position where the through hole is formed, a difference in the degree of thermal expansion occurs due to a temperature difference in the circumferential direction, and there is a risk of stress being generated that bends the metal shell. For this reason, there has been a demand for technology that can suppress the generation of stress in the metal shell.

本開示は、以下の形態として実現することができる。 This disclosure can be realized in the following forms:

(1)本開示の一形態によれば、スパークプラグが提供される。このスパークプラグは、軸線方向に延びる軸孔が形成された絶縁体と、前記軸孔に配置され、自身の先端部が前記軸孔の先端側に突出する中心電極と、前記絶縁体を内周側に保持し、外周面にネジ部が形成された筒状の主体金具と、一端部が前記主体金具に設けられた貫通孔に固定され、他端部が前記中心電極の前記先端部との間で放電ギャップを形成する接地電極と、を備えるスパークプラグであって、前記ネジ部は、前記貫通孔よりも前記軸線方向の後端側に位置する第1ネジ部と、前記貫通孔よりも前記軸線方向の先端側に位置する第2ネジ部と、を有し、前記主体金具は、前記第1ネジ部と前記第2ネジ部との間に位置してネジ山が全周に亘って形成されていない非ネジ部を有し、前記非ネジ部に前記貫通孔が設けられていることを特徴とする。この形態のスパークプラグによれば、主体金具は、第1ネジ部と第2ネジ部との間に位置してネジ山が全周に亘って形成されていない非ネジ部を有し、非ネジ部に貫通孔が設けられているので、主体金具は、貫通孔が形成された軸線方向の位置において全周に亘ってエンジンヘッドの雌ネジと離間する。この結果、周方向において温度差が生じることを抑制できるので、熱膨張の度合いに差が生じることを抑制でき、この結果、主体金具に応力が発生することを抑制できる。 (1) According to one embodiment of the present disclosure, a spark plug is provided. The spark plug includes an insulator having an axial hole extending in the axial direction, a center electrode disposed in the axial hole and having a tip end protruding toward the tip end of the axial hole, a cylindrical metal shell that holds the insulator on its inner periphery and has a threaded portion formed on its outer periphery, and a ground electrode having one end fixed to a through hole provided in the metal shell and having the other end forming a discharge gap with the tip end of the center electrode, the threaded portion having a first threaded portion located rearward in the axial direction from the through hole and a second threaded portion located forward in the axial direction from the through hole, the metal shell having a non-threaded portion located between the first threaded portion and the second threaded portion and having no thread formed around the entire circumference, and the non-threaded portion having the through hole. According to this form of spark plug, the metal shell has a non-threaded portion located between the first and second threaded portions, where the threads are not formed over the entire circumference, and a through hole is provided in the non-threaded portion, so that the metal shell is separated from the female thread of the engine head over the entire circumference at the axial position where the through hole is formed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of temperature differences in the circumferential direction, which in turn suppresses the occurrence of differences in the degree of thermal expansion, and as a result, it is possible to suppress the occurrence of stress in the metal shell.

(2)上記形態のスパークプラグにおいて、前記軸線方向において、前記第2ネジ部の長さは、前記第1ネジ部の長さよりも短くてもよい。この形態のスパークプラグによれば、軸線方向において第2ネジ部の長さが第1ネジ部の長さよりも短いので、より高温になりやすい軸線方向先端側に非ネジ部が形成される構成において、周方向の温度差を抑制でき、この結果、応力の発生を効果的に抑制できる。 (2) In the spark plug of the above embodiment, the length of the second threaded portion in the axial direction may be shorter than the length of the first threaded portion. With this spark plug, the length of the second threaded portion in the axial direction is shorter than the length of the first threaded portion. Therefore, in a configuration in which a non-threaded portion is formed on the axial tip side, which is more likely to become hot, the temperature difference in the circumferential direction can be suppressed, and as a result, the generation of stress can be effectively suppressed.

(3)上記形態のスパークプラグにおいて、前記第1ネジ部、前記第2ネジ部および前記非ネジ部は、一体に形成されていてもよい。この形態のスパークプラグによれば、第1ネジ部、第2ネジ部および非ネジ部が一体に形成されているので、第1ネジ部と第2ネジ部との位相がずれることを抑制できる。この結果、第1ネジ部と第2ネジ部との位相を合わせるために主体金具の製造工程が複雑化することを抑制できる。 (3) In the spark plug of the above embodiment, the first threaded portion, the second threaded portion, and the non-threaded portion may be integrally formed. With this spark plug, the first threaded portion, the second threaded portion, and the non-threaded portion are integrally formed, so that the phase shift between the first threaded portion and the second threaded portion can be suppressed. As a result, the manufacturing process of the metal shell can be prevented from becoming complicated in order to match the phase of the first threaded portion and the second threaded portion.

(4)上記形態のスパークプラグにおいて、前記非ネジ部の外径は、前記ネジ部の谷径よりも小さくてもよい。この形態のスパークプラグによれば、非ネジ部の外径がネジ部の谷径よりも小さいので、スパークプラグをエンジンヘッドに組み付ける際に、エンジンヘッドの雌ネジによって非ネジ部が削れることを抑制できる。 (4) In the spark plug of the above embodiment, the outer diameter of the non-threaded portion may be smaller than the root diameter of the threaded portion. With this spark plug, the outer diameter of the non-threaded portion is smaller than the root diameter of the threaded portion, so that the non-threaded portion can be prevented from being scraped by the female threads of the engine head when the spark plug is assembled to the engine head.

(5)上記形態のスパークプラグにおいて、前記非ネジ部の平均肉厚は、前記ネジ部の有効径の8%以上であってもよい。この形態のスパークプラグによれば、非ネジ部の平均肉厚がネジ部の有効径の8%以上であるので、非ネジ部の強度が過度に低下することを抑制できる。 (5) In the spark plug of the above embodiment, the average thickness of the non-threaded portion may be 8% or more of the effective diameter of the threaded portion. With this spark plug, the average thickness of the non-threaded portion is 8% or more of the effective diameter of the threaded portion, so that excessive reduction in strength of the non-threaded portion can be suppressed.

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、スパークプラグの製造方法、スパークプラグが取り付けられたエンジンヘッド等の形態で実現することができる。 The present invention can be realized in various forms, such as a method for manufacturing a spark plug, an engine head with a spark plug attached, etc.

スパークプラグの概略構成を示す部分断面図。1 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a spark plug; スパークプラグの先端付近を拡大して示す断面図。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing the tip portion of the spark plug;

A.第1実施形態:
図1は、本開示の一実施形態としてのスパークプラグ100の概略構成を示す部分断面図である。図1では、スパークプラグ100の軸心である軸線CAを境界として、紙面右側にスパークプラグ100の外観形状を示し、紙面左側にスパークプラグ100の断面形状を示している。以下の説明では、軸線CAに沿った図1の下方側(後述する接地電極40が配置されている側)を先端側と呼び、図1の上方側(後述する端子金具50が配置されている側)を後端側と呼び、軸線CAに沿った方向を軸線方向ADと呼ぶ。図1では、説明の便宜上、スパークプラグ100が取り付けられるエンジンヘッド90を破線で示している。エンジンヘッド90には、一般に、冷却媒体を循環させる図示しない冷媒流路が設けられている。スパークプラグ100は、その先端側が燃焼室95内に露出するようにエンジンヘッド90に取り付けられている。
A. First embodiment:
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a schematic configuration of a spark plug 100 according to an embodiment of the present disclosure. In FIG. 1, the outer shape of the spark plug 100 is shown on the right side of the drawing, and the cross-sectional shape of the spark plug 100 is shown on the left side of the drawing, with the axis CA being the axis of the spark plug 100 as the boundary. In the following description, the lower side of FIG. 1 along the axis CA (the side where a ground electrode 40 described later is arranged) is called the leading end side, the upper side of FIG. 1 (the side where a terminal metal fitting 50 described later is arranged) is called the rear end side, and the direction along the axis CA is called the axial direction AD. In FIG. 1, for convenience of description, an engine head 90 to which the spark plug 100 is attached is shown by a broken line. The engine head 90 is generally provided with a coolant flow passage (not shown) for circulating a cooling medium. The spark plug 100 is attached to the engine head 90 so that its leading end side is exposed in a combustion chamber 95.

スパークプラグ100は、絶縁体10と、中心電極20と、主体金具30と、接地電極40と、端子金具50とを備える。なお、スパークプラグ100の軸線CAは、絶縁体10と中心電極20と主体金具30と端子金具50との各部材の軸線と一致する。 The spark plug 100 comprises an insulator 10, a center electrode 20, a metal shell 30, a ground electrode 40, and a terminal metal fitting 50. The axis CA of the spark plug 100 coincides with the axis of each of the insulator 10, the center electrode 20, the metal shell 30, and the terminal metal fitting 50.

絶縁体10は、軸線方向ADに延びる軸孔11が形成された略筒状の外観形状を有する。軸孔11には、先端側において中心電極20の一部が収容され、後端側において端子金具50の一部が収容される。このため、絶縁体10は、中心電極20を内周側に保持する。絶縁体10は、先端側の部分が後述する主体金具30の軸孔31に収容され、後端側の部分が軸孔31から露呈している。絶縁体10は、アルミナ等のセラミック材料を焼成して形成された絶縁碍子により構成されている。 The insulator 10 has a generally cylindrical exterior shape with an axial hole 11 extending in the axial direction AD. The axial hole 11 accommodates a part of the center electrode 20 at the front end and a part of the terminal metal fitting 50 at the rear end. Thus, the insulator 10 holds the center electrode 20 on its inner periphery. The front end portion of the insulator 10 is accommodated in the axial hole 31 of the main metal fitting 30 described below, and the rear end portion is exposed from the axial hole 31. The insulator 10 is made of an insulating porcelain formed by sintering a ceramic material such as alumina.

中心電極20は、軸線方向ADに沿って延びる棒状の電極であり、軸孔11に配置されている。中心電極20の先端部21は、軸孔11の先端側に突出している。先端部21には、例えば白金やイリジウム合金等によって形成された貴金属チップが接合されていてもよい。本実施形態の中心電極20は、ニッケルを主成分とするニッケル合金により形成されている。 The center electrode 20 is a rod-shaped electrode extending along the axial direction AD, and is disposed in the axial hole 11. The tip portion 21 of the center electrode 20 protrudes toward the tip side of the axial hole 11. A precious metal tip made of, for example, a platinum or iridium alloy may be joined to the tip portion 21. The center electrode 20 in this embodiment is made of a nickel alloy containing nickel as the main component.

絶縁体10の軸孔11内において、中心電極20と端子金具50との間には、先端側から後端側へと向かって順番に、先端側シール材61と、抵抗体62と、後端側シール材63とが配置されている。このため、中心電極20は、後端側において、先端側シール材61と、抵抗体62と、後端側シール材63とを介して、端子金具50と電気的に接続されている。 In the axial hole 11 of the insulator 10, a leading end seal material 61, a resistor 62, and a trailing end seal material 63 are arranged between the center electrode 20 and the terminal metal fitting 50 in this order from the leading end side to the trailing end side. Therefore, the center electrode 20 is electrically connected to the terminal metal fitting 50 at the trailing end side via the leading end seal material 61, the resistor 62, and the trailing end seal material 63.

抵抗体62は、セラミック粉末と導電材とガラスとを材料として含んでいる。抵抗体62は、端子金具50と中心電極20との間における電気抵抗として機能することにより、火花放電を発生させる際のノイズの発生を抑制する。先端側シール材61と後端側シール材63とは、それぞれ導電性のガラス粉末を材料として含んでいる。本実施形態において、先端側シール材61および後端側シール材63は、銅粉末とホウケイ酸カルシウムガラス粉末とを混合した粉末を材料として含んでいる。 The resistor 62 contains ceramic powder, conductive material, and glass as its materials. The resistor 62 functions as an electrical resistor between the terminal fitting 50 and the center electrode 20, thereby suppressing the generation of noise when spark discharge occurs. The leading end sealing material 61 and the trailing end sealing material 63 each contain conductive glass powder as their materials. In this embodiment, the leading end sealing material 61 and the trailing end sealing material 63 contain a powder mixture of copper powder and calcium borosilicate glass powder as their materials.

端子金具50は、スパークプラグ100の後端側の端部に設けられている。端子金具50の先端側は、絶縁体10の軸孔11に収容され、端子金具50の後端側は、軸孔11から露呈している。端子金具50には、図示しない高圧ケーブルが接続され、高電圧が印加される。この印加により、後述する放電ギャップGに火花放電が発生する。放電ギャップGに発生した火花は、燃焼室95における混合気を着火させる。 The terminal fitting 50 is provided at the rear end of the spark plug 100. The tip side of the terminal fitting 50 is housed in the axial hole 11 of the insulator 10, and the rear end side of the terminal fitting 50 is exposed from the axial hole 11. A high-voltage cable (not shown) is connected to the terminal fitting 50, and high voltage is applied. This application generates a spark discharge in the discharge gap G, which will be described later. The spark generated in the discharge gap G ignites the mixture in the combustion chamber 95.

主体金具30は、軸線方向ADに沿って軸孔31が形成された略筒状の外観形状を有し、軸孔31内において絶縁体10を保持する。換言すると、主体金具30は、絶縁体10を内周側に保持する。主体金具30は、例えば低炭素鋼により形成され、ニッケルめっきや亜鉛めっき等のめっき処理が全体に施されている。主体金具30の外周面には、工具係合部32と、ネジ部33と、非ネジ部37とが形成されている。工具係合部32は、スパークプラグ100をエンジンヘッド90に取り付ける際に、図示しない工具と係合する。ネジ部33は、主体金具30の先端側の領域において外周面にネジ山が形成されており、エンジンヘッド90の雌ネジ部93にねじ込まれる。 The metal shell 30 has a generally cylindrical external shape with an axial hole 31 formed along the axial direction AD, and holds the insulator 10 within the axial hole 31. In other words, the metal shell 30 holds the insulator 10 on the inner periphery. The metal shell 30 is made of, for example, low carbon steel, and is entirely plated with nickel plating, zinc plating, or the like. The outer periphery of the metal shell 30 is formed with a tool engagement portion 32, a threaded portion 33, and a non-threaded portion 37. The tool engagement portion 32 engages with a tool (not shown) when the spark plug 100 is attached to the engine head 90. The threaded portion 33 has a thread formed on the outer periphery in the tip region of the metal shell 30, and is screwed into the female threaded portion 93 of the engine head 90.

図2は、スパークプラグ100の先端付近を拡大して示す断面図である。主体金具30の外周面に形成されたネジ部33は、第1ネジ部34と、第2ネジ部35とを有する。軸線方向ADにおいて、第1ネジ部34は、第2ネジ部35よりも後端側に位置している。また、主体金具30が有する非ネジ部37は、第1ネジ部34と第2ネジ部35との間に位置している。このため、主体金具30の外周面には、軸線方向ADの後端側から先端側に向かって、第1ネジ部34と、非ネジ部37と、第2ネジ部35とが、この順に並んで形成されている。 Figure 2 is an enlarged cross-sectional view showing the tip of the spark plug 100. The threaded portion 33 formed on the outer peripheral surface of the metal shell 30 has a first threaded portion 34 and a second threaded portion 35. In the axial direction AD, the first threaded portion 34 is located on the rear end side of the second threaded portion 35. The non-threaded portion 37 of the metal shell 30 is located between the first threaded portion 34 and the second threaded portion 35. Therefore, the first threaded portion 34, the non-threaded portion 37, and the second threaded portion 35 are formed on the outer peripheral surface of the metal shell 30 in this order from the rear end side to the tip end side in the axial direction AD.

非ネジ部37には、ネジ山が全周に亘って形成されていない。本実施形態において、非ネジ部37は、主体金具30の外周面の全周に亘って、主体金具30の径方向内側に向かって窪んで形成されている。非ネジ部37には、主体金具30の板厚を貫通する貫通孔39が設けられている。貫通孔39は、軸線方向ADにおいて中心電極20の先端部21よりも先端側において形成されており、主体金具30の外周面と内周面とを連通させている。貫通孔39は、主体金具30の周方向の一箇所に設けられている。貫通孔39には、後述する接地電極40が固定されている。 The non-threaded portion 37 does not have a thread formed around its entire circumference. In this embodiment, the non-threaded portion 37 is recessed radially inward of the metal shell 30 around the entire circumference of the outer circumferential surface of the metal shell 30. The non-threaded portion 37 has a through hole 39 penetrating the thickness of the metal shell 30. The through hole 39 is formed on the tip side of the tip portion 21 of the center electrode 20 in the axial direction AD, and connects the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the metal shell 30. The through hole 39 is provided at one location in the circumferential direction of the metal shell 30. A ground electrode 40, which will be described later, is fixed to the through hole 39.

第1ネジ部34は、貫通孔39よりも軸線方向ADの後端側に位置しており、第2ネジ部35は、貫通孔39よりも軸線方向ADの先端側に位置している。本実施形態では、軸線方向ADにおいて、第2ネジ部35の長さは、第1ネジ部34の長さよりも短い。また、本実施形態において、非ネジ部37の外径は、ネジ部33の谷径よりも小さい。ネジ部33の谷径は、第1ネジ部34および第2ネジ部35のネジ谷ごとに測定した値の平均値を算出することによって求めることができる。また、本実施形態において、非ネジ部37の平均肉厚は、ネジ部33の有効径の8%以上である。本明細書において、「非ネジ部37の平均肉厚」とは、非ネジ部37の肉厚の周方向における平均値を意味しており、より具体的には、貫通孔39の中心を通る軸線方向ADの位置において、周方向において等間隔に3点測定した肉厚の値の平均値を意味している。また、本明細書において、「有効径」とは、JIS B 0205 2001で規定された値を示す。ネジ部33の有効径は、第1ネジ部34および第2ネジ部35のネジ山ごとに測定した値の平均値を算出することによって求めることができる。なお、非ネジ部37の平均肉厚は、ネジ部33の有効径の17%以下であることが好ましい。 The first threaded portion 34 is located on the rear end side of the axial direction AD from the through hole 39, and the second threaded portion 35 is located on the tip side of the axial direction AD from the through hole 39. In this embodiment, the length of the second threaded portion 35 is shorter than the length of the first threaded portion 34 in the axial direction AD. In this embodiment, the outer diameter of the non-threaded portion 37 is smaller than the root diameter of the threaded portion 33. The root diameter of the threaded portion 33 can be obtained by calculating the average value of the values measured for each thread root of the first threaded portion 34 and the second threaded portion 35. In this embodiment, the average thickness of the non-threaded portion 37 is 8% or more of the effective diameter of the threaded portion 33. In this specification, the "average thickness of the non-threaded portion 37" means the average value of the thickness of the non-threaded portion 37 in the circumferential direction, and more specifically, means the average value of the thickness values measured at three points at equal intervals in the circumferential direction at a position in the axial direction AD passing through the center of the through hole 39. In this specification, "effective diameter" refers to the value specified in JIS B 0205 2001. The effective diameter of the threaded portion 33 can be determined by calculating the average value of the values measured for each thread of the first threaded portion 34 and the second threaded portion 35. The average thickness of the non-threaded portion 37 is preferably 17% or less of the effective diameter of the threaded portion 33.

ネジ部33と非ネジ部37とは、例えば、転造や切削等によって形成することができる。転造によって形成する場合には、例えば、第1ネジ部34と第2ネジ部35とをそれぞれ形成するために2つのダイスを用いて転造が行われてもよい。また、例えば、第1ネジ部34と第2ネジ部35とが1つのダイスを用いて転造されて、その後、全周に亘って外周面を削り取ることにより非ネジ部37が形成されてもよい。また、例えば、ネジ切り前の状態において、非ネジ部37に対応する箇所が予め径方向内側に向かって窪んで形成されていてもよい。本実施形態のスパークプラグ100では、第1ネジ部34、第2ネジ部35および非ネジ部37が一体に形成されている。なお、貫通孔39は、ネジ部33および非ネジ部37の形成前に形成されてもよく、ネジ部33および非ネジ部37の形成後に形成されてもよい。 The threaded portion 33 and the non-threaded portion 37 can be formed, for example, by rolling or cutting. When forming by rolling, for example, two dies may be used to form the first threaded portion 34 and the second threaded portion 35, respectively. Also, for example, the first threaded portion 34 and the second threaded portion 35 may be rolled using one die, and then the non-threaded portion 37 may be formed by cutting off the outer peripheral surface over the entire circumference. Also, for example, before threading, the portion corresponding to the non-threaded portion 37 may be formed in advance by being recessed toward the radial inside. In the spark plug 100 of this embodiment, the first threaded portion 34, the second threaded portion 35, and the non-threaded portion 37 are formed integrally. Note that the through hole 39 may be formed before the threaded portion 33 and the non-threaded portion 37 are formed, or may be formed after the threaded portion 33 and the non-threaded portion 37 are formed.

接地電極40は、棒状の金属部材により構成され、径方向に延びるように配置されている。接地電極40の一端部41は、貫通孔39に挿入されて固定されている。このため、一端部41は、固定部とも換言できる。接地電極40の他端部42は、中心電極20の先端部21と対向している。他端部42は、中心電極20の先端部21との間で、火花放電のための放電ギャップGを形成する。本実施形態の接地電極40は、中心電極20と同様に、ニッケルを主成分とするニッケル合金により形成されている。本実施形態の接地電極40は、貫通孔39において溶接されて固定されているが、溶接に限らず、圧入によって固定されていてもよい。 The ground electrode 40 is made of a rod-shaped metal member and is arranged to extend in the radial direction. One end 41 of the ground electrode 40 is inserted into the through hole 39 and fixed. Therefore, the one end 41 can also be said to be a fixed part. The other end 42 of the ground electrode 40 faces the tip 21 of the center electrode 20. The other end 42 forms a discharge gap G for spark discharge between the tip 21 of the center electrode 20. The ground electrode 40 of this embodiment is made of a nickel alloy containing nickel as a main component, like the center electrode 20. The ground electrode 40 of this embodiment is fixed by welding in the through hole 39, but it may be fixed by pressing instead of welding.

ここで、一般に、接地電極40は、混合気の燃焼に曝されて高温状態となる。このため、主体金具30に形成された貫通孔39に接地電極40が固定されるスパークプラグ100において、接地電極40の一端部41は、過熱によって酸化するおそれがある。しかしながら、本実施形態のスパークプラグ100では、軸線方向ADにおいて貫通孔39よりも先端側に第2ネジ部35が形成されているので、貫通孔39よりも先端側においても、主体金具30の第2ネジ部35とエンジンヘッド90の雌ネジ部93とを螺合させることができる。一般にエンジンヘッド90には冷媒流路が設けられているため、第2ネジ部35と雌ネジ部93とを螺合させることにより、より高温になりやすい先端側においても接地電極40の熱引き経路を確保できる。したがって、接地電極40の一端部41が過度に温度上昇することを抑制できるので、接地電極40の一端部41が酸化することを抑制できる。この結果、燃焼室95の冷熱サイクルにおいて接地電極40が貫通孔39から脱落することを抑制できるので、スパークプラグ100の耐久性を向上できる。 Here, the ground electrode 40 is generally exposed to the combustion of the air-fuel mixture and reaches a high temperature. Therefore, in the spark plug 100 in which the ground electrode 40 is fixed to the through hole 39 formed in the metal shell 30, the one end 41 of the ground electrode 40 may be oxidized due to overheating. However, in the spark plug 100 of this embodiment, the second screw portion 35 is formed on the tip side of the through hole 39 in the axial direction AD, so that the second screw portion 35 of the metal shell 30 and the female screw portion 93 of the engine head 90 can be screwed together even on the tip side of the through hole 39. Since the engine head 90 generally has a refrigerant flow path, by screwing the second screw portion 35 and the female screw portion 93, a heat transfer path for the ground electrode 40 can be secured even on the tip side, which is more likely to become hot. Therefore, the one end 41 of the ground electrode 40 can be prevented from excessively increasing in temperature, and therefore the one end 41 of the ground electrode 40 can be prevented from being oxidized. As a result, the ground electrode 40 is prevented from falling out of the through hole 39 during the cooling and heating cycles of the combustion chamber 95, improving the durability of the spark plug 100.

ここで、本実施形態のスパークプラグ100とは異なり、周方向において貫通孔の形成位置に限って雄ネジが形成されていないスパークプラグでは、周方向において貫通孔の形成位置に限って、雄ネジがエンジンヘッド90の雌ネジ部93と離間する。このため、周方向において貫通孔の形成領域は、冷却されにくく、周方向において貫通孔が形成されていない領域は、冷却されやすい。この結果、貫通孔が形成された軸線方向の位置において、周方向において温度差が生じることに起因して熱膨張の度合いに差が生じてしまい、主体金具が曲がるような応力が発生する。 Unlike the spark plug 100 of this embodiment, in a spark plug in which no male thread is formed only at the position where the through hole is formed in the circumferential direction, the male thread is separated from the female thread portion 93 of the engine head 90 only at the position where the through hole is formed in the circumferential direction. For this reason, the area where the through hole is formed in the circumferential direction is difficult to cool, while the area where the through hole is not formed in the circumferential direction is easily cooled. As a result, at the axial position where the through hole is formed, a difference occurs in the degree of thermal expansion due to the temperature difference in the circumferential direction, and stress that bends the metal shell occurs.

これに対し、本実施形態のスパークプラグ100は、第1ネジ部34と第2ネジ部35との間に位置してネジ山が全周に亘って形成されていない非ネジ部37を主体金具30が有し、非ネジ部37に貫通孔39が設けられている。このため、主体金具30は、貫通孔39が形成された軸線方向ADの位置において、全周に亘ってネジ山が形成されていないので、全周に亘ってエンジンヘッド90の雌ネジ部93と離間する。この結果、周方向において温度差が生じることを抑制できるので、熱膨張の度合いに差が生じることを抑制でき、この結果、主体金具30に応力が発生することを抑制できる。 In contrast, in the spark plug 100 of this embodiment, the metal shell 30 has a non-threaded portion 37 that is located between the first threaded portion 34 and the second threaded portion 35 and does not have a thread formed all around, and a through hole 39 is provided in the non-threaded portion 37. Therefore, since the metal shell 30 does not have a thread formed all around at the position in the axial direction AD where the through hole 39 is formed, the metal shell 30 is separated from the female threaded portion 93 of the engine head 90 all around. As a result, it is possible to suppress the occurrence of temperature differences in the circumferential direction, and therefore it is possible to suppress the occurrence of differences in the degree of thermal expansion, and as a result, it is possible to suppress the occurrence of stress in the metal shell 30.

また、軸線方向ADにおいて第2ネジ部35の長さが第1ネジ部34の長さよりも短いので、より高温になりやすい軸線方向AD先端側に非ネジ部37が形成される構成において、周方向の温度差を抑制でき、この結果、主体金具30に応力が発生することを効果的に抑制できる。また、第1ネジ部34、第2ネジ部35および非ネジ部37が一体に形成されているので、第1ネジ部34と第2ネジ部35とが別体に形成されて非ネジ部37を介して固定される態様と比較して、第1ネジ部34と第2ネジ部35との位相がずれることを抑制できる。この結果、第1ネジ部34と第2ネジ部35との位相を合わせるために主体金具30の製造工程が複雑化することを抑制できる。 In addition, since the length of the second threaded portion 35 in the axial direction AD is shorter than the length of the first threaded portion 34, in a configuration in which the non-threaded portion 37 is formed on the tip side in the axial direction AD, which is more likely to become hot, the temperature difference in the circumferential direction can be suppressed, and as a result, the occurrence of stress in the metal shell 30 can be effectively suppressed. In addition, since the first threaded portion 34, the second threaded portion 35, and the non-threaded portion 37 are integrally formed, the phase shift between the first threaded portion 34 and the second threaded portion 35 can be suppressed compared to a configuration in which the first threaded portion 34 and the second threaded portion 35 are formed separately and fixed via the non-threaded portion 37. As a result, the manufacturing process of the metal shell 30 can be suppressed from becoming complicated in order to match the phase of the first threaded portion 34 and the second threaded portion 35.

また、非ネジ部37の外径がネジ部33の谷径よりも小さいので、スパークプラグ100をエンジンヘッド90に組み付ける際に、エンジンヘッド90の雌ネジ部93によって非ネジ部37が削れることを抑制できる。また、非ネジ部37の平均肉厚がネジ部33の有効径の8%以上であるので、非ネジ部37の肉厚が過度に薄くなることを抑制できる。この結果、非ネジ部37の強度が過度に低下することを抑制できるので、締め付けトルクに適合する強度を維持することができ、スパークプラグ100をエンジンヘッド90に組み付ける際や取り外す際に非ネジ部37が損傷することを抑制できる。 In addition, since the outer diameter of the non-threaded portion 37 is smaller than the root diameter of the threaded portion 33, the non-threaded portion 37 is prevented from being scraped by the female threaded portion 93 of the engine head 90 when the spark plug 100 is assembled to the engine head 90. In addition, since the average thickness of the non-threaded portion 37 is 8% or more of the effective diameter of the threaded portion 33, the thickness of the non-threaded portion 37 is prevented from becoming excessively thin. As a result, the strength of the non-threaded portion 37 is prevented from decreasing excessively, so that the strength suitable for the tightening torque can be maintained, and damage to the non-threaded portion 37 is prevented when the spark plug 100 is assembled to or removed from the engine head 90.

B.他の実施形態:
上記実施形態におけるネジ部33の構成は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、軸線方向ADにおいて、第2ネジ部35の長さは、第1ネジ部34の長さと同じであってもよく、第1ネジ部34の長さよりも長くてもよい。また、例えば、第1ネジ部34、第2ネジ部35および非ネジ部37は、一体に形成されることに限らず、少なくとも一部が別体に形成されて固定されてもよい。また、例えば、非ネジ部37の平均肉厚は、ネジ部33の有効径の8%未満であってもよい。また、例えば、非ネジ部37の外径は、ネジ部33の谷径と同じであってもよく、ネジ部33の谷径よりも大きくてもよい。なお、非ネジ部37の外径がネジ部33の谷径よりも大きい態様において、非ネジ部37の外径は、雌ネジ部93のネジ山径の規格最小値よりも小さいことが好ましい。このような構成によっても、第1ネジ部34と第2ネジ部35との間に位置してネジ山が全周に亘って形成されていない非ネジ部37に貫通孔39が設けられることによって、周方向の熱膨張差を抑制できるので、主体金具30に応力が発生することを抑制できる。
B. Other embodiments:
The configuration of the threaded portion 33 in the above embodiment is merely an example, and can be modified in various ways. For example, in the axial direction AD, the length of the second threaded portion 35 may be the same as the length of the first threaded portion 34, or may be longer than the length of the first threaded portion 34. Also, for example, the first threaded portion 34, the second threaded portion 35, and the non-threaded portion 37 are not limited to being formed integrally, and at least a part of them may be formed separately and fixed. Also, for example, the average thickness of the non-threaded portion 37 may be less than 8% of the effective diameter of the threaded portion 33. Also, for example, the outer diameter of the non-threaded portion 37 may be the same as the root diameter of the threaded portion 33, or may be larger than the root diameter of the threaded portion 33. Note that, in an embodiment in which the outer diameter of the non-threaded portion 37 is larger than the root diameter of the threaded portion 33, it is preferable that the outer diameter of the non-threaded portion 37 is smaller than the standard minimum value of the thread diameter of the female threaded portion 93. Even with this configuration, by providing a through hole 39 in the non-threaded portion 37 located between the first threaded portion 34 and the second threaded portion 35 and not having a thread formed around the entire circumference, the thermal expansion difference in the circumferential direction can be suppressed, and therefore the generation of stress in the main metal shell 30 can be suppressed.

上記実施形態におけるスパークプラグ100の構成は、あくまで一例であり、種々変更可能である。例えば、スパークプラグ100は、主体金具30の先端にカバーを備えて副燃焼室が形成されたプレチャンバープラグであってもよい。 The configuration of the spark plug 100 in the above embodiment is merely an example and can be modified in various ways. For example, the spark plug 100 may be a pre-chamber plug that has a cover at the tip of the metal shell 30 and forms a sub-combustion chamber.

本発明は、上述の実施形態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中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部また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, and can be realized in various configurations without departing from the spirit of the present invention. For example, the technical features in the embodiments corresponding to the technical features in each form described in the Summary of the Invention column can be replaced or combined as appropriate to solve some or all of the above-described problems or to achieve some or all of the above-described effects. Furthermore, if a technical feature is not described as essential in this specification, it can be deleted as appropriate.

10…絶縁体、11…軸孔、20…中心電極、21…先端部、30…主体金具、31…軸孔、32…工具係合部、33…ネジ部、34…第1ネジ部、35…第2ネジ部、37…非ネジ部、39…貫通孔、40…接地電極、41…一端部、42…他端部、50…端子金具、61…先端側シール材、62…抵抗体、63…後端側シール材、90…エンジンヘッド、93…雌ネジ部、95…燃焼室、100…スパークプラグ、AD…軸線方向、CA…軸線、G…放電ギャップ 10...insulator, 11...shaft hole, 20...center electrode, 21...tip portion, 30...metal shell, 31...shaft hole, 32...tool engagement portion, 33...threaded portion, 34...first threaded portion, 35...second threaded portion, 37...non-threaded portion, 39...through hole, 40...ground electrode, 41...one end portion, 42...other end portion, 50...terminal metal fitting, 61...tip side seal material, 62...resistor, 63...rear end side seal material, 90...engine head, 93...female thread portion, 95...combustion chamber, 100...spark plug, AD...axial direction, CA...axis, G...discharge gap

Claims (5)

軸線方向に延びる軸孔が形成された絶縁体と、
前記軸孔に配置され、自身の先端部が前記軸孔の先端側に突出する中心電極と、
前記絶縁体を内周側に保持し、外周面にネジ部が形成された筒状の主体金具と、
一端部が前記主体金具に設けられた貫通孔に固定され、他端部が前記中心電極の前記先端部との間で放電ギャップを形成する接地電極と、
を備えるスパークプラグであって、
前記ネジ部は、前記貫通孔よりも前記軸線方向の後端側に位置する第1ネジ部と、前記貫通孔よりも前記軸線方向の先端側に位置する第2ネジ部と、を有し、
前記主体金具は、前記第1ネジ部と前記第2ネジ部との間に位置してネジ山が全周に亘って形成されていない非ネジ部を有し、
前記非ネジ部に前記貫通孔が設けられていることを特徴とする、スパークプラグ。
an insulator having an axial hole extending in an axial direction;
a center electrode disposed in the axial hole and having a tip end portion protruding toward a tip end of the axial hole;
a cylindrical metal shell having an inner periphery on which the insulator is held and an outer periphery on which a thread portion is formed;
a ground electrode having one end fixed in a through hole formed in the metallic shell and having the other end forming a discharge gap between itself and the tip end of the center electrode;
A spark plug comprising:
The threaded portion has a first threaded portion located on a rear end side of the through hole in the axial direction, and a second threaded portion located on a front end side of the through hole in the axial direction,
the metallic shell has a non-threaded portion located between the first threaded portion and the second threaded portion, the non-threaded portion having no thread formed over the entire periphery,
A spark plug, wherein the through hole is provided in the non-threaded portion.
請求項1に記載のスパークプラグにおいて、
前記軸線方向において、前記第2ネジ部の長さは、前記第1ネジ部の長さよりも短いことを特徴とする、スパークプラグ。
2. The spark plug according to claim 1,
A spark plug, wherein a length of the second threaded portion in the axial direction is shorter than a length of the first threaded portion.
請求項1または請求項2に記載のスパークプラグにおいて、
前記第1ネジ部、前記第2ネジ部および前記非ネジ部は、一体に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 1 or 2,
A spark plug, wherein the first threaded portion, the second threaded portion and the non-threaded portion are integrally formed.
請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
前記非ネジ部の外径は、前記ネジ部の谷径よりも小さいことを特徴とする、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 1 to 3,
A spark plug, wherein an outer diameter of the non-threaded portion is smaller than a root diameter of the threaded portion.
請求項1から請求項4までのいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
前記非ネジ部の平均肉厚は、前記ネジ部の有効径の8%以上であることを特徴とする、スパークプラグ。
The spark plug according to any one of claims 1 to 4,
13. A spark plug comprising: a non-threaded portion having an average thickness that is 8% or more of an effective diameter of the threaded portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2005093431A (en) 2003-09-19 2005-04-07 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Spark plug for internal combustion engine
JP2019046660A (en) 2017-09-02 2019-03-22 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
JP2021526305A (en) 2018-06-20 2021-09-30 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh Pre-combustion chamber / spark plug with symmetrically arranged ground electrodes inside the housing

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005093431A (en) 2003-09-19 2005-04-07 Ge Jenbacher Gmbh & Co Ohg Spark plug for internal combustion engine
JP2019046660A (en) 2017-09-02 2019-03-22 日本特殊陶業株式会社 Spark plug
JP2021526305A (en) 2018-06-20 2021-09-30 ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツングRobert Bosch Gmbh Pre-combustion chamber / spark plug with symmetrically arranged ground electrodes inside the housing

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