特許 7655833 スパークプラグ及びスパークプラグの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-03-25

(45)【発行日】2025-04-02

(54)【発明の名称】スパークプラグ及びスパークプラグの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/20 20060101AFI20250326BHJP

【ＦＩ】

H01T13/20 B

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021170128

(22)【出願日】2021-10-18

(65)【公開番号】P2023060489

(43)【公開日】2023-04-28

【審査請求日】2024-04-03

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000534

【氏名又は名称】弁理士法人真明センチュリー

(74)【代理人】

【識別番号】100142686

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 浩貴

(72)【発明者】

【氏名】木村 順二

(72)【発明者】

【氏名】小松 大祐

【審査官】石井 茂

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０９３２８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－０１６５８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２１－５２１０２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０９３９２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０６Ｋ １９／０６

Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／７０

Ｈ０１Ｔ ７／００－２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

筒状の主体金具と、前記主体金具の内部に保持されるとともに前記主体金具の軸線方向後端側から突出する絶縁体とを備え、
前記絶縁体の外表面に識別部が形成されているスパークプラグであって、
前記絶縁体はアルミナを主成分として形成されており、
前記識別部は、前記外表面上に形成される第１層と、前記第１層の表面の一部に形成されるとともに前記第１層と識別可能である第２層と、からなり、
前記第１層は明度７以上であり、前記第２層は明度５以下であり、
前記第１層のうち表面に前記第２層が形成されている部分の厚さが、前記第１層のうち露出している部分の厚さより厚くなっているスパークプラグ。

【請求項2】

前記第２層の表面粗さＲａは、前記第１層の表面粗さＲａより大きい請求項１記載のスパークプラグ。

【請求項3】

前記第１層は不透明である請求項１又は２に記載のスパークプラグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スパークプラグ及びスパークプラグの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

自動車用エンジンなど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。スパークプラグは、例えば、軸状の中心電極と、その中心電極を内側に保持する略円筒状の絶縁体と、その絶縁体を内側に保持する主体金具とを有している。

【0003】

一般に、スパークプラグには、メーカ名やロゴマークあるいは品番など、文字や記号その他の画像などからなるマークが付されている。例えば、特許文献１には、スパークプラグの表面に文字、記号、画像等を表すマーキング層が形成されているスパークプラグが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００４－２２２２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明の発明者は、スパークプラグの表面のマークの読み取り精度について改善の余地があると考えた。

【0006】

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、表面のマークを精度良く読み取り可能なスパークプラグを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一つの局面に係るスパークプラグは、筒状の主体金具と、前記主体金具の内部に保持されるとともに前記主体金具の軸線方向後端側から突出する絶縁体とを備え、前記主体金具又は前記絶縁体の外表面に識別部が形成されているスパークプラグであって、前記識別部は、前記外表面上に形成されるとともに第１層と、前記第１層の表面の一部に形成されるとともに前記第１層と識別可能である第２層と、からなり、前記第１層のうち表面に前記第２層が形成されている部分の厚さが、前記第１層のうち露出している部分の厚さより厚くなっている。

【0008】

上記構成によれば、識別部が、第１層と、第１層の表面の一部に形成されるとともに第１層と識別可能である第２層と、からなるので、識別部が単層からなる場合のように外表面の傷や汚れに依存して読み取り精度が低下することを抑制できる。また、識別部は、スパークプラグの出荷時に互いに擦れ合って一部がはがれてしまうことがあるが、識別部が形成されている領域において第２層が第１層からはがれてしまった場合と比べて第１層が外表面からはがれてしまった場合には読み取り精度が著しく低下する。ここで、上記構成によれば、第１層のうち表面に第２層が形成されている部分の厚さが、第１層のうち露出している部分より厚くなっているため、第１層のうち出荷時に特にはがれやすい露出している部分がはがれてしまうことを抑制し、読み取り精度の低下を抑制できる。

【0009】

本発明の一つの局面に係るスパークプラグでは、前記絶縁体はアルミナを主成分として形成されており、前記識別部は前記絶縁体上に形成されており、前記第１層は明度が７以上であり、前記第２層は明度が５以下としてもよい。

【0010】

上記構成によれば、アルミナを主成分とする絶縁体と明度７以上の第１層とが同系統の色となるため、仮に第１層の一部がはがれてしまったとしても読み取り精度が著しく低下することを抑制できる。また、第１層と第２層とで明度に差があるので、第１層と第２層との間にコントラストが生じて識別部の読み取りが容易になる。

【0011】

本発明の一つの局面に係るスパークプラグでは、前記第２層の表面粗さＲａは、第１層の表面粗さＲａより大きい構成としてもよい。

【0012】

上記構成によれば、第１層と比べてより外側に位置する第２層において、表面での読み取り用の照射光の反射率を抑えることができるため、識別部の読み取り性が低下することを抑制することができる。

【0013】

本発明の一つの局面に係るスパークプラグでは、前記第１層が不透明としてもよい。

【0014】

上記構成によれば、外表面の状態による識別部の読み取り精度の低下を抑制することができる。

【0015】

本発明のもう一つの局面に係るスパークプラグの製造方法では、自身の外表面に識別部が形成されているスパークプラグの製造方法であって、前記識別部は、前記外表面上に、視認可能な第１層を形成する第１工程と、前記第１工程の後に前記第１層上の一部に前記第１層と識別可能であり、かつ、視認可能な第２層を形成する第２工程と、を含む。

【0016】

上記構成によれば、識別部が、第１層と、第１層の表面の一部に形成されるとともに第１層と識別可能である第２層と、からなるので、識別部が単層からなる場合のように外表面の傷や汚れに依存して読み取り精度が低下することを抑制できる。

【0017】

本発明のもう一つの局面に係るスパークプラグの製造方法では、前記第２工程において、前記第２層は、前記第１層上に積層された層の一部を除去することで前記第２層を形成してもよい。

【0018】

上記構成によれば、形状の精度がより高い識別部を形成することができる。

【0019】

本発明のもう一つの局面に係るスパークプラグの製造方法では、さらに、前記第２工程において、前記第１層上に積層された層の一部を除去する際に前記外表面が露出しないように除去してもよい。

【0020】

上記構成によれば、第１層上に積層された層の一部を除去する際に外表面に傷をつけてしまうことを抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１の実施形態に係るスパークプラグの外観図である。

【図2】図１に示すスパークプラグにおける識別部形成領域の断面構成を示す模式図である。

【図3】図１に示すスパークプラグにおける識別部の形成過程を工程順に示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

第１の実施形態：
図１は第１の実施形態に係るスパークプラグの外観図である。スパークプラグ１は、絶縁体５０及び主体金具３０を備えている。

【0023】

絶縁体５０は、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、耐熱性及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、アルミナを主成分として形成されている。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５０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。なお、絶縁体５０はその表面に釉薬層が設けられていてもよく、その場合には、釉薬層まで含めて本発明に係る「絶縁体」とする。

【0024】

中心電極２１は、その先端部が絶縁体５０の先端部５１から突出した状態で、絶縁体５０の軸孔に貫通保持されている。中心電極２１は、その先端部が略円筒形状の絶縁体５０の軸線Ｏ上に位置するように、絶縁体５０に対して取り付けられている。中心電極２１は略円柱形状を有しており、その先端部分はテーパ状に縮系している。なお、中心電極２１の先端部は、例えば、円柱状に成形された貴金属チップにて構成してもよい。

【0025】

主体金具３０は、内燃機関のネジ穴に固定される略円筒形状の部材である。主体金具３０は、絶縁体５０を部分的に覆うように設けられている。主体金具３０は、導電性を有する金属材料で形成されており、このような金属材料としては、低炭素鋼、又は鉄を主成分とする金属材料が挙げられる。なお、主体金具にはメッキ層が設けられていてもよくその場合には、メッキ層まで含めて本発明に係る「主体金具」とする。

【0026】

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、及び胴部３５などを有している。

【0027】

加締め部３１及び湾曲部３３は、絶縁体５０に主体金具３０を取り付けるための部位である。工具係合部３２は、内燃機関のネジ穴に主体金具３０を取り付けるときに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と胴部３５との間に位置している。スパークプラグ１が内燃機関に取り付けられた状態で、座部３４には、環状のガスケットが配置される。胴部３５は、絶縁体５０の先端部５１側に位置している。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３５の外周に形成されたネジ溝が内燃機関のネジ穴に螺合される。

【0028】

また、主体金具３０の先端部側（胴部３５が位置する側）には、接地電極４１が取り付けられている。接地電極４１は、全体がＬ字形に屈曲する板状体で、基端側が主体金具３０の先端面に接合固定されている。接地電極４１の先端部は、絶縁体５０の軸線Ｏの仮想延長線が通過する位置まで延びている。なお、図示はしないが、接地電極４１の先端部の近傍には、中心電極２１側に向かって突出する凸部が形成されていてもよい。

【0029】

中心電極２１及び接地電極４１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）等があげられる。中心電極２１及び接地電極４１は、その内部に、熱伝導性に優れた金属、例えば、Ｃｕ（銅）又はＣｕ合金等の金属材料からなる芯材を有していてもよい。

【0030】

（スパークプラグの識別部について）
スパークプラグ１には、識別部の一例である二次元コード１０が付されている。二次元コード１０は、例えば、Ｄａｔａｍａｔｒｉｘコード、ＱＲコード（登録商標）などである。二次元コード１０には、スパークプラグ１の製品情報、製造過程における履歴情報などといった個々のスパークプラグを識別するための各種情報が含まれている。

【0031】

なお、本発明では、識別部は二次元コードに限定されない。二次元コード以外の識別部としては、例えば、バーコードなどの一次元コード、文字、記号、及び画像などで構成されるものが挙げられる。また、識別部は、一次元コード、二次元コード、文字、記号、及び画像のうちいくつかを組み合わせて構成されるものであってもよい。

【0032】

一実施例では、図１に示すように、二次元コード１０は、絶縁体５０の外周面の任意の位置に付されている。絶縁体５０の外表面における二次元コード１０が形成されている領域を識別部形成領域１０ａと呼ぶ。

【0033】

図２には、スパークプラグ１の識別部形成領域１０ａの断面構成を示す。絶縁体５０上に形成された二次元コード１０は、絶縁体５０上に形成される第１層１１と第１層１１上の一部に形成される第２層１２とを有している。なお、第１層１１と第２層１２とは識別可能な状態となっている。また、第１層１１のうちその表面に第２層１２が形成されている部分の厚さＡは第２層１２が形成されていない部分の厚さＢよりも厚くなっている。これにより、第１層１１のうち表面に第２層１２が形成されていない部分は識別部の表面からの深さが深くなっているため、出荷時に外力によりはがれてしまうことを抑制できる。

【0034】

本実施形態では、第１層１１及び第２層１２の原料は特に限定されないが、第１層１１は、例えば、明度７以上の白色のインクからなり、第２層１２は、例えば、明度５以下の第１層１１とは異なる色のインクからなる。第１層１１が明度７以上であると、仮に第１層１１がはがれたとしても、アルミナを主成分とする絶縁体５０と第１層１１とが同系統の色であるため二次元コード１０の読み取り精度が著しく低下することを抑制できる。また、第２層１２が明度５以下であることで、明度７以上の第１層１１との明度の差によって第１層１１と第２層１２との間でコントラストが生じ、識別部の読み取りが容易になる。

【0035】

さらに、第２層１２の表面粗さは第１層１１の表面粗さよりも大きいことが好ましい。なお、本発明に係る「表面粗さ」とは、平均算術表面粗さのことを示す。これにより、第１層１１と比べてより外側に位置する第２層１２において、表面での読み取り用の照射光の反射率を抑えることができるため、二次元コード１０の読み取り性が低下することを抑制することができる。

【0036】

また、第１層１１は不透明であることが好ましい。これにより、絶縁体５０のうち第１層１１が形成されている部分に傷や汚れ等がついていたとしても第１層１１によりその傷や汚れ等を覆うことで二次元コード１０の読み取り精度が低下することを抑制できる。
（スパークプラグの製造方法）

【0037】

続いて、スパークプラグ１の製造方法について説明する。ここでは、スパークプラグ１の製造方法の中でも、二次元コード１０などのマークを形成する工程を中心に説明する。スパークプラグ１の製造方法における、それ以外の製造工程については、従来のスパークプラグの製造方法と同様の製造方法が適用できる。

【0038】

図３の（ａ）から（ｃ）には、スパークプラグの１の製造方法に含まれる二次元コード１０の形成過程を工程順に示す。以下では、スパークプラグ１の完成品に対して二次元コード１０を形成する場合を例に挙げて説明する。しかし、製造途中のスパークプラグ１の構成部品に対して、以下に説明する方法と同様の方法で二次元コード１０を形成してもよい。

【0039】

先ず、二次元コード１０が付されていない状態のスパークプラグを準備する。そして、絶縁体５０の表面に第１層１１を形成する（図３（ａ）参照）。第１層１１は、例えば、上述したような白色のインクを絶縁体５０の表面に印刷して形成することができる。

【0040】

続いて、形成した第１層１１上に後に第２層１２となる層（以下、中間形成層１３と呼ぶ。）を形成する（図３（ｂ）参照）。中間形成層１３は、例えば、上述したような第１層１１とは異なる色のインクを第１層１１の第１層１１の表面に印刷して形成することができる。

【0041】

第１層１１上に中間形成層１３を形成した後、中間形成層１３の所定の領域にレーザLを照射し、第１層が露出するようにして中間形成層１３を部分的に削ることで第２層１２を形成する（図３（ｂ）、（ｃ）参照）。また、このときレーザを照射した領域において主体金具３０の表面が露出するまで第１層１１を削らないようにする。なお、レーザLの種類は特に限定されず、例えば、ＹＡＧレーザやファイバーレーザを用いて、パルス照射又は連続照射で照射することができる。

【0042】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

【0043】

上記実施の形態では、二次元コード１０を絶縁体５０の表面に形成する場合について説明したが、主体金具３０上に形成することも当然可能である。

【符号の説明】

【0044】

１ ：スパークプラグ
１０ ：二次元コード
１１ ：第１層
１２ ：第２層
１３ ：中間形成層
２１ ：中心電極
３０ ：主体金具
４１ ：接地電極
５０ ：絶縁体

【図1】

【図2】

【図3】