本發明涉及火花塞。
背景技術:
作為火花塞,已知有具備在內側保持中心電極的絕緣體和在內側保持絕緣體的主體配件的結構。在這樣的火花塞中,為了確保絕緣體與主體配件之間的氣密而在絕緣體與主體配件之間夾持片式密封墊(例如,參照專利文獻1)。
在火花塞的中心電極成為過度的溫度(例如,950℃以上)時,在火花放電發生之前,會出現中心電極成為熱源而引燃的預點火(過早引燃)的情況。在火花塞中,為了防止預點火而調整了將因燃燒而受到的熱量向周圍發散的程度即熱值(散熱性)。作為使中心電極的熱量發散的路徑之一,存在從保持中心電極的絕緣體經由片式密封墊至主體配件的路徑。主體配件的熱量向安裝火花塞的內燃機的缸蓋發散。
近年來,為了同時實現內燃機的輸出提高和燃耗提高這兩者,要求更高地設定燃燒室內的溫度。而且,從提高內燃機的設計自由度的觀點出發,要求火花塞的小型化。根據這些情況,火花塞處于因燃燒而受到的熱量容易蓄積的傾向。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻1:國際公開第2011/125306號
技術實現要素:
發明要解決的課題
在專利文獻1的火花塞中,關于通過從絕緣體經由片式密封墊至主體配件的路徑使熱量充分發散的情況未進行充分的研究。
用于解決課題的方案
本發明為了解決上述的課題而作出,可以作為以下的方式實現。
(1)根據本發明的一方式,提供一種火花塞,具備:絕緣體,呈從后端側向前端側沿著與軸線平行的軸線方向延伸的筒狀,且形成有具有朝向所述前端側的面的臺階部;主體配件,呈在內側保持所述絕緣體的筒狀,且形成有對所述臺階部進行支撐的隔架部和在比所述隔架部靠所述后端側處與所述隔架部相連的中孔部;及片式密封墊,夾持在所述臺階部與所述隔架部之間。在該火花塞中,在通過所述軸線的所述火花塞的截面中,由所述軸線分割的兩個單側截面中的一方的單側截面中所述片式密封墊與所述主體配件接觸的長度A1(mm)與所述一方的單側截面中所述片式密封墊與所述絕緣體接觸的長度A2(mm)相加的長度為長度A(mm),所述兩個單側截面中的與所述一方的單側端面不同的另一方的單側截面中所述片式密封墊與所述主體配件接觸的長度B1(mm)與所述另一方的單側截面中所述片式密封墊與所述絕緣體接觸的長度B2(mm)相加的長度為長度B(mm),從所述中孔部的內徑C(mm)減去所述隔架部的內徑D(mm)得到的差量為差量M(mm),所述長度A、所述長度B、所述差量M的關系滿足2.8≤(A+B)/M。根據該方式,能夠充分地確保絕緣體與片式密封墊接觸的面積、片式密封墊與主體配件接觸的面積,因此能夠提高通過從絕緣體經由片式密封墊至主體配件的路徑的散熱性。
(2)在上述方式的火花塞中,可以是,所述截面中的所述主體配件的部分中的位于距與所述片式密封墊接觸的界面0.2mm深度的部分的平均維氏硬度E為240HV以上,所述截面中的所述片式密封墊的平均維氏硬度F為100HV以上,且小于所述平均維氏硬度E。根據該方式,能夠防止由于片式密封墊過于壓扁而絕緣體相對于主體配件的位置向前端側過度偏移的情況,并且能夠提高通過從絕緣體經由片式密封墊至主體配件的路徑的散熱性。
(3)在上述方式的火花塞中,可以是,所述隔架部具有朝向所述后端側的內表面,在所述截面中,所述內表面的中點處的所述片式密封墊的厚度為0.15mm以上且0.20mm以下。根據該方式,能夠通過片式密封墊確保充分的壓扁量而維持將絕緣體組裝于主體配件的精度,并且能夠進一步提高通過從絕緣體經由片式密封墊至主體配件的路徑的散熱性。
(4)在上述方式的火花塞中,可以是,在所述主體配件的外周形成有標稱直徑M14以下的陽螺紋。根據該方式,在標稱直徑M14以下的陽螺紋形成于主體配件的火花塞中,能夠提高散熱性。
(5)在上述方式的火花塞中,可以是,所述陽螺紋的標稱直徑為M10以下。根據該方式,在標稱直徑M10以下的陽螺紋形成于主體配件的火花塞中,能夠提高散熱性。
(6)在上述方式的火花塞中,可以是,所述中孔部具有沿著所述軸線的第一內表面,所述隔架部具有:沿著所述軸線的第二內表面;及位于所述第一內表面與所述第二內表面之間且朝向所述后端側的第三內表面,在所述一方的單側截面中的比從所述第三內表面的中點引出的垂線PL1靠外周側處所述片式密封墊與所述絕緣體接觸的長度為長度AO,在所述一方的單側截面中的比所述垂線PL1靠內周側處所述片式密封墊與所述絕緣體接觸的長度為長度AI,在所述另一方的單側截面中的比從所述第三內表面的中點引出的垂線PL2靠外周側處所述片式密封墊與所述絕緣體接觸的長度為長度BO,在所述另一方的單側截面中的比所述垂線PL2靠內周側處所述片式密封墊與所述絕緣體接觸的長度為長度BI,所述長度AO、所述長度AI、所述長度BO、所述長度BI的關系滿足1.1≤(AI+BI)/(AO+BO)。
根據該方式,與后端側相比片式密封墊偏向前端側而與絕緣體接觸,因此能夠有效地提高通過從絕緣體經由片式密封墊至主體配件的路徑的散熱性。
本發明也能夠以火花塞以外的各種方式實現。例如,能夠以火花塞的構件及火花塞的制造方法等方式實現。
附圖說明
圖1是表示火花塞的局部截面的說明圖。
圖2是以臺階部及隔架部為中心而表示火花塞的局部放大圖。
圖3是表示以片式密封墊為中心而位于+Y軸方向的一方的單側截面的局部放大圖。
圖4是表示以片式密封墊為中心而位于-Y軸方向的另一方的單側截面的局部放大圖。
圖5是表示以片式密封墊為中心而位于+Y軸方向的一方的單側截面的局部放大圖。
圖6是表示以片式密封墊為中心而位于+Y軸方向的一方的單側截面的局部放大圖。
圖7是表示以片式密封墊為中心而位于-Y軸方向的另一方的單側截面的局部放大圖。
圖8是表示評價了值(A+B)/M的結果的表。
圖9是表示評價了值(A+B)/M的結果的表。
圖10是表示評價了主體配件的平均維氏硬度E和絕緣體的平均維氏硬度F的結果的表。
圖11是表示評價了主體配件的平均維氏硬度E和絕緣體的平均維氏硬度F的結果的表。
圖12是表示評價了片式密封墊的厚度TP的結果的表。
圖13是表示評價了值(AI+BI)/(AO+BO)的結果的表。
具體實施方式
A.第一實施方式
A-1.火花塞的結構
圖1是表示火花塞10的局部截面的說明圖。在圖1中,以火花塞10的軸心即軸線CL為交界,在比軸線CL靠紙面左側圖示出火花塞10的外觀形狀,在比軸線CL靠紙面右側圖示出火花塞10的截面形狀。在本實施方式的說明中,將火花塞10的圖1的紙面下側稱為“前端側”,將圖1的紙面上側稱為“后端側”。
火花塞10具備中心電極100、絕緣體200、主體配件300、接地電極400、片式密封墊500。在本實施方式中,火花塞10的軸線CL也是中心電極100、絕緣體200及主體配件300的各構件的軸心。
火花塞10在前端側具有形成于中心電極100與接地電極400之間的間隙SG。火花塞10的間隙SG也稱為火花間隔。火花塞10構成為,在使形成有間隙SG的前端側從燃燒室920的內壁910突出的狀態下能夠安裝于內燃機90。在將火花塞10安裝于內燃機90的狀態下向中心電極100施加了高電壓(例如,1萬~3萬伏)時,在間隙SG產生火花放電。在間隙SG產生的火花放電實現對于燃燒室920中的混合氣的引燃。
圖1圖示出相互正交的XYZ軸。圖1的XYZ軸對應于后述的其他的圖中的XYZ軸。
圖1的XYZ軸中,X軸是與Y軸及Z軸正交的軸。沿著X軸的X軸方向中,+X軸方向是圖1的從紙面里側朝向紙面近前的方向,-X軸方向是+X軸方向的反方向。
圖1的XYZ軸中,Y軸是與X軸及Z軸正交的軸。沿著Y軸的Y軸方向中,+Y軸方向是圖1的從紙面右側朝向紙面左側的方向,-Y軸方向是+Y軸方向的反方向。
圖1的XYZ軸中,Z軸是沿著軸線CL的軸。沿著Z軸的Z軸方向(軸線方向)中,+Z軸方向是從火花塞10的后端側朝向前端側的方向,-Z軸方向是+Z軸方向的反方向。
火花塞10的中心電極100是具有導電性的電極。中心電極100呈以軸線CL為中心而延伸的棒狀。在本實施方式中,中心電極100的材質是以鎳(Ni)為主成分的鎳合金(例如,INCONEL600(“INCONEL”為注冊商標))。中心電極100的外側面通過絕緣體200而與外部被電絕緣。中心電極100的前端側從絕緣體200的前端側突出。中心電極100的后端側與絕緣體200的后端側電連接。在本實施方式中,中心電極100的后端側經由端子配件190而與絕緣體200的后端側電連接。
火花塞10的接地電極400是具有導電性的電極。接地電極400呈從主體配件300向+Z軸方向延伸之后朝向軸線CL彎折的形狀。接地電極400的后端側接合于主體配件300。接地電極400的前端側在其與中心電極100之間形成間隙SG。在本實施方式中,與中心電極100同樣,電極母材410的材質是以鎳(Ni)為主成分的鎳合金。
火花塞10的絕緣體200是具有電絕緣性的絕緣子。絕緣體200呈以軸線CL為中心而延伸的筒狀。在本實施方式中,絕緣體200通過對絕緣性陶瓷材料(例如,氧化鋁)進行燒制來制作。絕緣體200具有以軸線CL為中心而延伸的貫通孔即軸孔290。在絕緣體200的軸孔290中,以使中心電極100從絕緣體200的前端側突出的狀態將中心電極100保持在軸線CL上。
絕緣體200具有前主體部210、臺階部220、中主體部230。絕緣體200的前主體部210是隨著從后端側朝向前端側而外徑減小的筒狀的部位。中心電極100從前主體部210的前端側突出。絕緣體200的臺階部220位于前主體部210的后端側,是將前主體部210與中主體部230之間連結的部位。臺階部220的外徑隨著從前主體部210朝向中主體部230而變大。絕緣體200的中主體部230是位于臺階部220的后端側的筒狀的部位。中主體部230的外徑比前主體部210的外徑大。關于絕緣體200的詳細結構在后文敘述。
火花塞10的主體配件300是具有導電性的金屬體。在本實施方式中,主體配件300的材質是含有約0.25%的碳的碳鋼。在其他的實施方式中,主體配件300的材質可以是含有比0.25%少的碳的碳鋼,也可以是含有比0.25%多的碳的碳鋼。在本實施方式中,對主體配件300的外周側的表面實施鍍鎳。在其他的實施方式中,對主體配件300外周側的表面可以實施鍍鋅,也可以不實施鍍敷。
主體配件300呈以軸線CL為中心而延伸的筒狀。主體配件300在從中心電極100被電絕緣的狀態下通過斂緊而固定在絕緣體200的外側。主體配件300具有端面310、螺紋部320、前孔部360、隔架部370、中孔部380。
主體配件300的端面310是朝向前端側的圓環狀的面。絕緣體200與中心電極100一起從端面310的中央朝向前端側突出。在端面310上接合有接地電極400。
主體配件300的螺紋部320位于前孔部360、隔架部370及中孔部380的外側,是在主體配件300的外周形成有陽螺紋的部位。在本實施方式中,形成于螺紋部320的陽螺紋的標稱直徑為M10。在其他的實施方式中,形成于螺紋部320的陽螺紋的標稱直徑可以小于M10(例如,M8),也可以大于M10(例如,M12、M14)。
主體配件300的前孔部360以軸線CL為中心而形成在與絕緣體200的前主體部210之間形成間隙的孔。主體配件300的隔架部370位于前孔部360的后端側,是將前孔部360與中孔部380之間連結的部位。隔架部370比前孔部360及中孔部380向內側呈環狀地突出。由此,隔架部370經由片式密封墊500而支撐絕緣體200的臺階部220。主體配件300的中孔部380位于隔架部370的后端側,形成在與絕緣體200的中主體部230之間形成間隙的孔。關于主體配件300的詳細結構在后文敘述。
火花塞10的片式密封墊500是夾持在絕緣體200的臺階部220與主體配件300的隔架部370之間的構件。片式密封墊500呈在臺階部220與隔架部370之間被壓扁的圓環狀。在本實施方式中,片式密封墊500的材質是含有約0.15%的碳的碳鋼。在其他的實施方式中,片式密封墊500的材質可以是含有比0.15%少的碳的碳鋼,也可以是含有比0.15%多的碳的碳鋼。在其他的實施方式中,片式密封墊500的材質可以為銅,也可以為不銹鋼。
圖2是以臺階部220及隔架部370為中心而表示火花塞10的局部放大圖。在圖2中圖示出絕緣體200的外觀、主體配件300的截面、片式密封墊500的截面。圖2所示的主體配件300及片式密封墊500的截面位于通過軸線CL的假想平面上。
絕緣體200具有外表面212、外表面222、外表面232。外表面212是構成前主體部210的面。外表面222是朝向前端側的面,構成臺階部220。外表面232是沿著軸線CL的面,構成中主體部230。在本實施方式中,外表面212與外表面222之間平滑地相連。在本實施方式中,外表面222與外表面232之間平滑地相連。
主體配件300具有內表面362、內表面372、內表面374、內表面376、內表面382。內表面362是沿著軸線CL的面,構成前孔部360。內表面372、374、376是構成隔架部370的面。內表面372是朝向前端側的面,且與內表面362的后端側相連。內表面374是沿著軸線CL的面,且與內表面372的后端側相連。內表面376是朝向后端側的面,且與內表面374的后端側相連。內表面382是沿著軸線CL的面,構成中孔部380。內表面382為第一面,內表面374為第二面,內表面376為第三面。
點P1a是由軸線CL分割的兩個單側截面中的位于+Y軸方向的一方的單側截面的內表面374的延長線與內表面376的延長線的交點。點P2a是+Y軸方向側的單側截面的內表面376的延長線與內表面382的延長線的交點。點P1b是由軸線CL分割的兩個單側截面中的位于-Y軸方向的另一方的單側截面的內表面374的延長線與內表面376的延長線的交點。點P2b是-Y軸方向側的單側截面的內表面376的延長線與內表面382的延長線的交點。
主體配件300的中孔部380的內徑C等于點P2a與點P2b之間的沿Y軸的距離。主體配件300的隔架部370的內徑D等于點P1a與點P2b之間的沿Y軸的距離。絕緣體200的中主體部230的外徑J小于中孔部380的內徑C,且大于隔架部370的內徑D。
片式密封墊500的前端側在絕緣體200中,可以形成于臺階部220,也可以形成至前主體部210。片式密封墊500的前端側在主體配件300中,可以形成于隔架部370的內表面376,也可以形成至隔架部370的內表面374。片式密封墊500的后端側在絕緣體200中,可以形成于臺階部220,也可以形成至中主體部230。片式密封墊500的后端側在主體配件300中,形成至中孔部380。
圖3是表示以片式密封墊500為中心而位于+Y軸方向的一方的單側截面的局部放大圖。點P3a表示主體配件300與片式密封墊500接觸的前端側的端部。點P4a表示主體配件300與片式密封墊500接觸的后端側的端部。點P5a表示絕緣體200與片式密封墊500接觸的前端側的端部。點P6a表示絕緣體200與片式密封墊500接觸的后端側的端部。
長度A1是圖3的單側截面中的主體配件300與片式密封墊500接觸的長度。換言之,長度A1是沿著主體配件300的表面從點P3a經由點P1a及點P2a直至點P4a的長度。
長度A2是圖3的單側截面中的絕緣體200與片式密封墊500接觸的長度。換言之,長度A2是沿著絕緣體200的表面從點P5a至點P6a的長度。
圖4是表示以片式密封墊500為中心而位于-Y軸方向的另一方的單側截面的局部放大圖。點P3b表示主體配件300與片式密封墊500接觸的前端側的端部。點P4b表示主體配件300與片式密封墊500接觸的后端側的端部。點P5b表示絕緣體200與片式密封墊500接觸的前端側的端部。點P6b表示絕緣體200與片式密封墊500接觸的后端側的端部。
長度B1是圖4的單側截面中的主體配件300與片式密封墊500接觸的長度。換言之,長度B1是沿著主體配件300的表面從點P3b經由點P1b及點P2b至點P4b的長度。
長度B2是圖4的單側截面中的絕緣體200與片式密封墊500接觸的長度。換言之,長度B2是沿著絕緣體200的表面從點P5b至點P6b的長度。
從提高通過從絕緣體200經由片式密封墊500至主體配件300的路徑的散熱性的觀點出發,關于將長度A1(mm)與長度A2(mm)相加得到的長度A(mm)、將長度B1(mm)與長度B2(mm)相加得到的長度B(mm)、從中孔部380的內徑C(mm)減去隔架部370的內徑D(mm)而得到的差量M(mm),值(A+B)/M優選為2.8以上,更優選為2.9以上。值(A+B)/M越大,則散熱性的提高越有效,例如,可以為3.0,也可以為4.0,還可以為5.0。即,值(A+B)/M只要為2.8以上即可,可以為5.0以下。關于值(A+B)/M的評價值在后文敘述。
圖5是表示以片式密封墊500為中心而位于+Y軸方向的一方的單側截面的局部放大圖。點Mf表示用于測定主體配件300的維氏硬度的測定點。點Mp表示用于測定片式密封墊500的維氏硬度的測定點。點P7a是片式密封墊500的前端側的界面502的中點。點P8a是片式密封墊500的后端側的界面504的中點。中心線CP是從點P7a向點P8a而通過片式密封墊500的中心的線。
點Mf是相對于主體配件300的部分中的位于距與片式密封墊500接觸的界面P4a-P2a-P1a-P3a為0.2mm的深度的部分,從后端側以0.1mm間隔設定的點。在本實施方式中,點Mf在位于-Y軸方向的另一方的單側截面中也同樣地設定。主體配件300的平均維氏硬度E是在多個點Mf處測定的維氏硬度的平均值。
點Mp是在片式密封墊500的部分中的中心線CP上,從與點P8a分離了0.2mm的部分,以0.1mm間隔,設定至距點P7a為0.2mm的范圍內的近前的點。在本實施方式中,點Mp在位于-Y軸方向的另一方的單側截面中也同樣地設定。片式密封墊500的平均維氏硬度F是在多個點Mp處測定的維氏硬度的平均值。
主體配件300及片式密封墊500的各維氏硬度以日本工業標準JIS-Z-2244:2009為基準來測定,其測定條件如下所述。
·試驗分類:微型維氏硬度試驗
·試驗力:980.7mN(毫牛)
·試驗力的保持時間:15秒
·壓頭的接近速度:60μm/s(微米每秒)
從防止由于片式密封墊500過分壓扁而絕緣體200相對于主體配件300的位置向前端側過度偏離的觀點出發,片式密封墊500的平均維氏硬度F優選為100HV以上。從提高通過從絕緣體200經由片式密封墊500直至主體配件300的路徑的散熱性的觀點出發,優選主體配件300的平均維氏硬度E為240HV以上,且片式密封墊500的平均維氏硬度F比主體配件300的平均維氏硬度E小。關于平均維氏硬度E、F的評價值,在后文敘述。
圖6是表示以片式密封墊500為中心而位于+Y軸方向的一方的單側截面的局部放大圖。點P9a表示位于+Y軸方向的一方的單側截面的內表面376的中點,即,表示將點P1a與點P2a連結的線段的中點。厚度TPa是點P9a處的片式密封墊500的厚度。
垂線PL1是通過點P9a且與內表面376正交的線。長度AO表示在比垂線PL1靠外周側處絕緣體200與片式密封墊500接觸的長度。長度AI表示在比垂線PL1靠內周側處絕緣體200與片式密封墊500接觸的長度。
圖7是表示以片式密封墊500為中心而位于-Y軸方向的另一方的單側截面的局部放大圖。點P9b表示位于-Y軸方向的另一方的單側截面的內表面376的中點,即,表示將點P1b與點P2b連結的線段的中點。厚度TPb是點P9b處的片式密封墊500的厚度。
垂線PL2是通過點P9b且與內表面376正交的線。長度BO表示在比垂線PL2靠外周側處絕緣體200與片式密封墊500接觸的長度。長度BI表示在比垂線PL2靠內周側處絕緣體200與片式密封墊500接觸的長度。
從通過片式密封墊500確保充分的壓扁量來維持將絕緣體200向主體配件300組裝的精度的觀點出發,片式密封墊500的厚度TP優選為0.15mm以上。從進一步提高通過從絕緣體200經由片式密封墊500至主體配件300的路徑的散熱性的觀點出發,片式密封墊500的厚度TP優選為0.30mm以下,更優選為0.20mm以下。在本實施方式中,片式密封墊500的厚度TP是厚度TPa與厚度TPb的平均值。關于厚度TP的評價值在文敘述。
從有效地提高通過從絕緣體200經由片式密封墊500至主體配件300的路徑的散熱性的觀點出發,值(AI+BI)/(AO+BO)優選為0.9以上,更優選為1.1以上。關于值(AI+BI)/(AO+BO)的評價值在后文敘述。
A-2.評價試驗
圖8是表示評價了值(A+B)/M的結果的表。在圖8的評價試驗中,試驗者按照螺紋部320的各標稱直徑M10、M12、M14,評價了值(A+B)/M不同的多個火花塞10作為樣品A1~A9。
樣品A1~A9共通的規格如下所述。
·主體配件300的材質:含有約0.25%的碳的碳鋼
·片式密封墊500的材質:含有約0.15%的碳的碳鋼
樣品A1~A3共通的規格如下所述。
·螺紋部320的標稱直徑:M10
·差量M(=C-D):1.3mm
·內徑C:6.5mm
·內徑D:5.2mm
·外徑J:6.3mm
樣品A4~A6共通的規格如下所述。
·螺紋部320的標稱直徑:M12
·差量M(=C-D):1.3mm
·內徑C:7.5mm
·內徑D:6.2mm
·外徑J:7.3mm
樣品A7~A9共通的規格如下所述。
·螺紋部320的標稱直徑:M14
·差量M(=C-D):1.6mm
·內徑C:9.5mm
·內徑D:7.9mm
·外徑J:9.2mm
在圖8的評價試驗中,試驗者在負載試驗用發動機上安裝了樣品之后,使負載試驗用發動機以節氣門全開維持6000rpm并運轉5分鐘,測定了在該運轉中發生的爆震的次數。然后,試驗者將從負載試驗用發動機拆卸的樣品在軸線CL上切斷,測定了各部的尺寸。
試驗者按照如下的評價基準而評價了各樣品的散熱性。以預點火為起因而產生爆震,因此火花塞10的散熱性越優異,爆震越少。
·◎(優):無爆震
·○(合格):1~4次的爆震
·△(差):5~10次的爆震
·×(不合格):11次以上的爆震
根據圖8的評價試驗,無論螺紋部320的標稱直徑為何種值,為了提高火花塞10的散熱性,值(A+B)/M都優選2.8以上,更優選2.9以上。
圖9是表示評價了值(A+B)/M的結果的表。在圖9的評價試驗中,試驗者按照片式密封墊500的各材質,評價了值(A+B)/M不同的多個火花塞10作為樣品A11~A19。圖9的評價試驗與圖8的評價試驗相同。圖9的評價基準與圖8的評價基準相同。
樣品A11~A19共通的規格如下所述。
·主體配件300的材質:含有約0.25%的碳的碳鋼
·螺紋部320的標稱直徑:M10
·差量M(=C-D):1.3mm
·內徑C:6.5mm
·內徑D:5.2mm
·外徑J:6.3mm
樣品A11~A13共通的規格如下所述。
·片式密封墊500的材質:含有約0.10%的碳的碳鋼
樣品A14~A16共通的規格如下所述。
·片式密封墊500的材質:含有約0.25%的碳的碳鋼
樣品A17~A19共通的規格如下所述。
·片式密封墊500的材質:含有約0.45%的碳的碳鋼
根據圖9的評價試驗,無論片式密封墊500為何種材質,為了提高火花塞10的散熱性,值(A+B)/M都優選為2.8以上,更優選為2.9以上。
圖10及圖11是表示評價了主體配件300的平均維氏硬度E和絕緣體200的平均維氏硬度F的結果的表。在圖10及圖11的評價試驗中,試驗者評價了平均維氏硬度E、F不同的多個火花塞10作為樣品B1~B16。試驗者通過調整主體配件300的基于塑性加工的變形量而使主體配件300的平均維氏硬度E變化。試驗者通過調整片式密封墊500的材質(碳含有量:0.10~0.45%)而使絕緣體200的平均維氏硬度F變化。圖10及圖11的評價試驗與圖8的評價試驗相同。圖10及圖11的評價基準與圖8的評價基準相同。
樣品B1~B16共通的規格如下所述。
·主體配件300的材質:含有約0.25%的碳的碳鋼
·片式密封墊500的材質:含有約0.15%的碳的碳鋼
·螺紋部320的標稱直徑:M10
·差量M(=C-D):1.3mm
·內徑C:6.5mm
·內徑D:5.2mm
·外徑J:6.3mm
根據圖10及圖11的評價試驗,優選主體配件300的平均維氏硬度E為240HV以上,并且片式密封墊500的平均維氏硬度F比主體配件300的平均維氏硬度E小。
圖12是表示評價了片式密封墊500的厚度TP的結果的表。在圖12的評價試驗中,試驗者評價了片式密封墊500的厚度TP不同的多個火花塞10作為樣品C1~C5。樣品C5相當于樣品B11。
在圖12的評價試驗中,試驗者在負載試驗用發動機上安裝了樣品之后,作為比圖8的評價試驗更嚴格的條件,使負載試驗用發動機以節氣門全開維持7000rpm并運轉5分鐘,測定了在該運轉中發生的爆震的次數。然后,試驗者將從負載試驗用發動機拆卸的樣品在軸線CL上切斷,測定了各部的尺寸。圖12的評價基準與圖8的評價基準相同。
根據圖12的評價試驗,片式密封墊500的厚度TP優選為0.30mm以下,更優選為0.20mm以下。
圖13是表示評價了值(AI+BI)/(AO+BO)的結果的表。在圖13的評價試驗中,評價了值(AI+BI)/(AO+BO)不同的多個火花塞10作為樣品D1~D4。樣品D2相當于樣品B11。
在圖13的評價試驗中,試驗者在負載試驗用發動機上安裝了樣品之后,作為比圖12的評價試驗更嚴格的條件,使負載試驗用發動機以節氣門全開維持7500rpm并運轉30分鐘,測定了在該運轉中發生的爆震的次數。然后,試驗者將從負載試驗用發動機拆卸的樣品在軸線CL上切斷,測定了各部的尺寸。圖13的評價基準與圖8的評價基準相同。
根據圖13的評價試驗,值(AI+BI)/(AO+BO)優選為0.9以上,更優選為1.1以上。
A-3.效果
根據以上說明的實施方式,由于滿足2.8≤(A+B)/M,因此能夠充分地確保絕緣體200與片式密封墊500接觸的面積、片式密封墊500與主體配件300接觸的面積,因此能夠提高通過從絕緣體200經由片式密封墊500至主體配件300的路徑的散熱性。
另外,主體配件300的平均維氏硬度E為240HV以上,片式密封墊500的平均維氏硬度F為100HV以上且比主體配件300的平均維氏硬度E小。因此,能夠防止由于片式密封墊500過分壓扁而絕緣體200相對于主體配件300的位置向前端側過度偏移的情況,并且能夠提高通過從絕緣體200經由片式密封墊500至主體配件300的路徑的散熱性。
另外,片式密封墊500的厚度TP為0.15mm以上且0.20mm以下,因此通過片式密封墊500確保充分的壓扁量而能夠維持將絕緣體200組裝于主體配件300的精度,并且能夠進一步提高通過從絕緣體200經由片式密封墊500至主體配件300的路徑的散熱性。
另外,通過滿足1.1≤(AI+BI)/(AO+BO),與后端側相比片式密封墊500偏向前端側而與絕緣體200接觸,因此能夠有效地提高通過從絕緣體200經由片式密封墊500至主體配件300的路徑的散熱性。
B.其他的實施方式
本發明并不局限于上述的實施方式、實施例、變形例,在不脫離其主旨的范圍內能夠以各種結構實現。例如,發明內容一欄記載的各方式中的技術特征對應的實施方式、實施例、變形例中的技術特征為了解決上述的課題的一部分或全部,或者為了實現上述的效果的一部分或全部,可以適當進行更換、組合。而且,該技術特征在本說明書中只要不是作為必須的特征進行說明,就可以適當刪除。
標號說明
10…火花塞
90…內燃機
100…中心電極
190…端子配件
200…絕緣體
210…前主體部
212…外表面
220…臺階部
222…外表面
230…中主體部
232…外表面
290…軸孔
300…主體配件
310…端面
320…螺紋部
360…前孔部
362…內表面
370…隔架部
372…內表面
374…內表面(第二面)
376…內表面(第三面)
380…中孔部
382…內表面(第一面)
400…接地電極
410…電極母材
500…片式密封墊
502…界面
504…界面
910…內壁
920…燃燒室