JP2003257584A

JP2003257584A - スパークプラグ

Info

Publication number: JP2003257584A
Application number: JP2002357706A
Authority: JP
Inventors: Akira Suzuki; 彰鈴木
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2003-09-12

Abstract

(57)【要約】【課題】加締めにより主体金具を絶縁体に組み付けた
スパークプラグにおいて、スパークプラグが細径化した
場合においても、主体金具を絶縁体に十分な締め付け力
にて固定することができ、ひいては気密性や耐振動性を
向上させる。【解決手段】主体金具１の後端部が、絶縁体２に向け
て屈曲形態にて加締められた加締め部１ｄとされる。ま
た、主体金具１の絶縁体挿通孔４０の内径が８〜１２ｍ
ｍとされる。そして、主体金具１の軸線Ｏ方向の、絶縁
体挿通孔４０の内周面から加締め部１ｄの内周面に移行
する位置１ｉにおいて、軸線Ｏと直交する平面Ａ−Ａに
よる主体金具１の断面積Ｓと、主体金具１を構成する鋼
材の炭素含有量とが、条件Ａ：１５≦Ｓ＜２９ｍｍ^２であって、炭素含有量
０．２０〜０．５０質量％；及び、条件Ｂ：２９≦Ｓ＜３５ｍｍ^２であって、炭素含有量
０．１５〜０．５０質量％、のいずれかを充足する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の点火に使
用されるスパークプラグに関する。

【０００２】

【従来の技術】スパークプラグの主体金具は絶縁体に対
し加締め固定により取り付けられている。具体的には、
筒状に形成された主体金具の内側に絶縁体を挿入し、そ
の状態で主体金具の後端部周縁（加締め予定部）に対
し、金型を用いて圧縮荷重を加える。これにより、加締
め予定部は、絶縁体の外周面に形成されたフランジ状の
突出部に向けて屈曲して加締め部となり、絶縁体が固定
される。主体金具は炭素鋼等の鋼材にて構成されるのが
一般的である。

【０００３】主体金具に対して絶縁体を加締め部によっ
て締め付け固定する方法は、具体的には以下のようにな
される。すなわち、図２の工程（ａ）に示すように、加
締め予定部１ｄ’は、加締め金型１１０，１１１により
軸線方向に圧縮されると、半径方向内向きにつぶれるよ
うに塑性変形する。加締め予定部１ｄ’とフランジ状の
突出部２ｅとの間には通常、パッキン６０，６２やタル
ク等の充填材６１（充填材が省略され、単一の太いパッ
キンが配置されるだけの構造もある）が配置される。加
締め予定部１ｄ’の圧縮変形量が大きくなると、これら
パッキン６０，６２あるいは充填材６１、及びフランジ
状の突出部２ｅ（以下、これらを総称して被締め付け部
という）にも荷重が及ぶようになり、これらの圧縮変形
も生じながら、さらに加締め予定部１ｄ’の塑性変形が
進行する。そして、図２工程（ｂ）に示すように、加締
めの圧縮ストロークが最終的な値に到達すれば除荷さ
れ、加締め加工が終了する（加締め予定部１ｄ’は加締
め部１ｄとなる）。加締め部１ｄは除荷に伴い若干スプ
リングバックを起こすが、加締め部１ｄが塑性変形して
いるため、被締め付け部は弾性変形した状態で加締め部
１ｄにより拘束され、これが締め付け力となって絶縁体
２が主体金具１に対し固定されることとなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、エンジンのヘッ
ド周りの複雑化やバルブの大口径化に伴い、スパークプ
ラグの細径化及び長大化への指向が著しくなりつつあ
る。しかし、スパークプラグが細径化すれば、主体金具
も小径で肉薄のものを採用しなければならない。上記説
明した原理からも明らかなように、主体金具に対して絶
縁体を締め付ける力は、加締め部１ｄからの反作用によ
りなされる。主体金具が小径・肉薄化すれば加締め部１
ｄの軸断面積が減少することになるため、加締め部１ｄ
の軸断面における応力を従来と同じレベルにすると、加
締め時の圧縮ストロークを小さくせざるを得ない。従っ
て、軸断面積が減少する分だけ総締め付け力は小さくな
り、主体金具と絶縁体との間の気密性が損なわれること
につながる。特に、高速高負荷運転時のように、スパー
クプラグに激しい振動が加わる場合は、スパークプラグ
の使用中に加締めが緩み、気密性がより損なわれやす
い。

【０００５】他方、総締め付け力を同じに保とうとする
と、加締め部１ｄの軸断面積が減る分だけ応力レベルが
高くなり、加締め部１ｄが強度的に耐え切れなくなっ
て、結局気密性を確保できなくなることにつながる。

【０００６】本発明の課題は、加締めにより主体金具を
絶縁体に組み付けたスパークプラグにおいて、スパーク
プラグが細径化した場合においても、主体金具を絶縁体
に十分な締め付け力にて固定することができ、ひいては
気密性や耐振動性を向上させることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明の
スパークプラグは、軸状の中心電極と、その外周に配置
され、中央に突出部を有する軸状の絶縁体と、両端が開
放する筒状に形成され、絶縁体の外周側に配置される筒
状の主体金具と、中心電極と対向して火花放電ギャップ
を形成する接地電極とを備え、主体金具は絶縁体の突出
部が挿通された絶縁体挿通孔が軸線方向に形成されてお
り、軸線方向において、火花放電ギャップに近い側を前
方側として、該主体金具の後端部が、絶縁体に向けて屈
曲形態にて加締められた加締め部とされてなり、さら
に、上記の課題を解決するために、主体金具の軸線方向
の、絶縁体挿通孔の内周面から加締め部の内周面に移行
する位置において、主体金具の絶縁体挿通孔の内径が８
〜１２ｍｍとされ、軸線と直交する平面による主体金具
の断面積Ｓと、主体金具を構成する鋼材の炭素含有量と
が、条件Ａ：１５≦Ｓ＜２９ｍｍ^２であって、炭素含有量
０．２０〜０．５０質量％；及び、条件Ｂ：２９≦Ｓ＜３５ｍｍ^２であって、炭素含有量
０．１５〜０．５０質量％、のいずれかを充足することを特徴とする。

【０００８】スパークプラグに使用する主体金具は、通
常、軸線方向において、火花放電ギャップの形成される
側を前方側としたとき、加締め部の前方側に隣接して、
スパークプラグを内燃機関のプラグ取付孔に取り付ける
際に、レンチ等の工具を係合させるための工具係合部
（いわゆる六角部）が形成される。従来、スパークプラ
グの工具係合部は、その対辺寸法が１６ｍｍ以上確保で
きるものが主流であり、加締め部軸断面積は４０ｍｍ^２
以上確保できていた。しかしながら、前述の細径化によ
り、工具係合部についても、寸法縮小の要求が高まりつ
つある。これは、個別の点火コイルをスパークプラグの
上部に直接取り付けるダイレクトイグニッション方式の
採用により、シリンダヘッドの上方空間に余裕がなくな
っていることや、あるいは前記したバルブ占有面積の拡
大によりプラグホールが小径化している等の事情によ
る。そして、こうした要因により、工具係合部の対辺寸
法は、従来１６ｍｍ以上確保できていたのが、例えば１
４ｍｍないしそれ以下の寸法への縮小を余儀なくされて
いる。本発明において、条件Ａ及び条件Ｂに定めた加締
め部軸断面積の範囲は、工具係合部の対辺寸法が例えば
１４ｍｍ以下に細径化された主体金具の採用を考慮して
定められたものである。また、主体金具の絶縁体挿通孔
の内径範囲（８〜１２ｍｍ）も、該主体金具の細径化を
考慮して定められたものである。なお、主体金具の絶縁
体挿通孔の内径は、絶縁体の突出部が挿通される位置で
の内径を意味するものとする。

【０００９】そして、本発明の主旨は、このように縮小
された加締め部軸断面積を有する主体金具を、該断面積
に応じて炭素含有量を増大させた鋼材にて構成すること
により、増加した締め付け応力を十分に支えることがで
きる強度を、加締め部に付与することにある。その結
果、主体金具が細径化されているにもかかわらず、絶縁
体に十分な締め付け力にて固定することができ、ひいて
は気密性や耐振動性を向上させることができる。

【００１０】具体的には、主体金具の外径寸法を、加締
め部軸断面積Ｓの範囲により、条件Ａと条件Ｂとの２水
準に分類する。条件Ａにおいて採用するのは、加締め部
軸断面積Ｓが１５≦Ｓ＜２９ｍｍ^２の範囲である。この
場合は、主体金具を構成する鋼材の炭素含有量を０．２
０〜０．５０質量％の範囲に選定する。他方、条件Ｂに
おいて採用するのは、加締め部軸断面積Ｓが２９≦Ｓ＜
３５ｍｍ^２の範囲である。この場合は、主体金具を構成
する鋼材の炭素含有量を０．１５〜０．５０質量％の範
囲に選定する。

【００１１】いずれの場合も、鋼材の炭素含有量が下限
値を下回った場合、加締め部の強度が不足して締め付け
応力を十分に支え切れなくなり、気密性や耐振動性の不
足を招くことにつながる。他方、鋼材の炭素含有量が上
限値を上回ると、冷間鍛造（圧造）加工を用いて製造さ
れるスパークプラグ用の主体金具の場合、鋼材の変形抵
抗が高くなりすぎ、加工能率の低下や加工工具の寿命低
下といった不具合につながり、製造コストの増大を引き
起こす。細径でかつ軸長の長い主体金具の場合、こうし
た傾向は特に顕著である。

【００１２】なお、加締め部軸断面積Ｓの範囲がより小
さい条件Ａでは、気密性確保のため、条件Ｂよりも大き
な応力が必要となることから、鋼材の炭素含有量の下限
値を大きく設定している。そして、該条件Ａにおいて
も、加締め部軸断面積Ｓが１５ｍｍ^２未満となる小径の
主体金具では、気密性確保が困難となるため、断面積Ｓ
を最低でも１５ｍｍ^２以上は確保している。これは、主
体金具の絶縁体挿通孔の内径下限値（８ｍｍ）について
も同様である。

【００１３】上記の加締め部は冷間加締め部とすること
ができる。冷間加締めは加締め用の設備が簡略であり、
加締めのサイクルタイムも短くて済むので能率的であ
る。

【００１４】次に、炭素鋼等で構成されるスパークプラ
グ用の主体金具は、従来のほとんどの品種が、防食皮膜
を施す形で使用されている。防食皮膜としては、安価で
かつ防食性に優れた亜鉛メッキが用いられてきた。しか
し、本発明のように炭素量を増加させた鋼材で主体金具
を構成する場合、亜鉛メッキを用いると、次のような問
題が発生することがある。

【００１５】電解亜鉛メッキにおいては、鉄の表面にそ
れよりも卑な亜鉛を析出させる必要があるため、メッキ
電位が比較的高めに設定され、メッキ中に水素が発生し
やすい傾向がある。この水素は下地である鋼材中に溶け
込むが、高強度の鋼材は、この水素を吸収して脆化す
る、いわゆる水素脆化を生じやすいことが知られてい
る。また、水素脆化の発生には、引張による拘束応力の
存在が重要な役割を果たすことも明らかにされている。
主体金具の加締め部は、締め付け応力を支えるために常
に引張応力がかかった状態に置かれるので、この意味で
も水素脆化を生じやすいといえる。

【００１６】いずれにしろ、水素脆化により加締めが緩
むと、主体金具の気密性や耐振動性が低下することにつ
ながる。また、水素脆化による破壊は、脆化発生の条件
（つまり、一定以上の水素の吸収と拘束応力の付加）が
揃って直ちに起こるわけではなく、ある潜伏期間をおい
て破壊に至ることが知られており、遅れ割れあるいは遅
れ破壊と称されることもある。

【００１７】本発明のスパークプラグは、上記の通り炭
素含有量を増加することによって強度を向上させた鋼材
を用いるが、このような鋼材は水素脆化の感受性が特に
高く、加締め部への水素脆化発生防止に配慮を要する。
また、遅れ破壊の潜伏期間は、拘束応力のレベルが高い
ほど短くなる。従って、加締め部の軸断面積縮小をカバ
ーするため、圧縮ストロークの大きい加締めにより締め
付け応力レベルを高めたスパークプラグでは、遅れ破壊
をより生じやすくなる。また、冷間加締めを採用する場
合は、加工歪による応力集中部で加締め部の水素脆化が
起こりやすく、圧縮ストロークの大きい加締めを採用す
る場合は、その加工歪の蓄積量も大きくなる。

【００１８】そして、本発明のスパークプラグの主体金
具に対し、亜鉛メッキを適用する場合は、メッキ中に過
度に水素が発生しないよう、メッキ条件等に相当の注意
を払う必要がある。しかし、メッキの操業条件の幅を縮
小することは、当然、条件管理が困難になり、コスト高
を招くことにつながる。

【００１９】そこで、本発明においては、主体金具に形
成する防食皮膜として、従来の亜鉛メッキに代え、ニッ
ケルメッキ層を採用することが望ましい。ニッケルは亜
鉛と異なり鉄よりも貴であるから、電解ニッケルメッキ
の電位をそれほど高くしなくとも、ニッケル金属の析出
を問題なく行なうことができる。従って、メッキ中にも
ともと水素が発生しにくく、水素脆化の問題を本質的に
生じにくい利点がある。

【００２０】なお、本明細書の特許請求の範囲において
各要件に付与した符号は、添付の図面の対応部分に付さ
れた符号を援用して用いたものであるが、あくまで発明
の理解を容易にするために付与したものであり、特許請
求の範囲における各構成要件の概念をなんら限定するも
のではない。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例を参照して説明する。図１は本発明の一実
施例たるスパークプラグ１００を示すものである。スパ
ークプラグ１００は、筒状の主体金具１、先端部２１が
突出するようにその主体金具１の内側に嵌め込まれた絶
縁体２、先端に形成された貴金属放電部３１を突出させ
た状態で絶縁体２の内側に設けられた中心電極３、及び
主体金具１に一端が溶接等により結合されるとともに、
他端側が側方に曲げ返されて、その側面が中心電極３の
放電部３１と対向するように配置された接地電極４等を
備えている。また、接地電極４には上記貴金属放電部３
１に対向する貴金属放電部３２が形成されており、それ
ら貴金属放電部３１と貴金属放電部３２との間に火花放
電ギャップｇが形成されている。

【００２２】絶縁体２は、例えばアルミナあるいは窒化
アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、そ
の内部には自身の軸方向に沿って中心電極３を嵌め込む
ための貫通孔６を有している。貫通孔６の一方の端部側
に端子金具１３が挿入・固定され、同じく他方の端部側
に中心電極３が挿入・固定されている。また、該貫通孔
６内において端子金具１３と中心電極３との間に抵抗体
１５が配置されている。この抵抗体１５の両端部は、導
電性ガラスシール層１６，１７を介して中心電極３と端
子金具１３とにそれぞれ電気的に接続されている。ま
た、中央にはフランジ状の突出部２ｅが形成されてい
る。

【００２３】主体金具１は、炭素鋼により円筒状に形成
されており、スパークプラグ１００のハウジングを構成
するとともに、その外周面には、プラグ１００を図示し
ないエンジンブロックに取り付けるための取付ねじ部７
が形成されている。絶縁体２の軸線Ｏ方向において、火
花放電ギャップｇの位置する側を前方側として、取付ね
じ部７の後方側に隣接してフランジ状のガスシール部１
ｇが形成され、その更に後方側に、主体金具１を取り付
ける際に、スパナやレンチ等の工具を係合させる工具係
合部１ｅが形成されている。そして、工具係合部１ｅと
ガスシール部１ｇとの間には、肉厚がそれらのいずれよ
りも小さい薄肉部１ｈが形成されてなる。

【００２４】工具係合部１ｅは、図２に示すように、軸
線Ｏと平行な工具係合面１ｐが、互いに平行なものを１
対として、周方向に複数組形成されたものである。正六
角形状の断面に形成する場合にはこのような工具係合面
１ｐを３組有することになる。また、２組の正六角形を
軸線Ｏの周りに３０゜ずらせて重ね合わせることによ
り、平行な工具係合面１ｐの対を１２組形成してもよ
い。正六角形状の断面外形線の対辺間距離にて工具係合
部１ｅの対辺寸法Σを表すと、いずれの場合においても
工具係合部１ｅの上記対辺寸法Σは１４ｍｍ以下であ
る。

【００２５】絶縁体のフランジ状の突出部２ｅが挿通さ
れる主体金具１の絶縁体挿通孔４０は、内径が８〜１２
ｍｍとされる。また、主体金具１の軸線Ｏ方向の、絶縁
体挿通孔４０の内周面から加締め部１ｄの内周面に移行
する位置１ｉにおいて、軸線Ｏと直交する平面（Ａ−
Ａ）による主体金具１の断面積（加締め部軸断面積）を
Ｓとしたとき、該加締め部軸断面積Ｓと、主体金具１を
構成する鋼材の炭素含有量とが、次の関係のいずれかに
なるよう、鋼材の材質が選定される：条件Ａ：１５≦Ｓ＜２９ｍｍ^２であって、炭素含有量
０．２０〜０．５０質量％；条件Ｂ：２９≦Ｓ＜３５ｍｍ^２であって、炭素含有量
０．１５〜０．５０質量％。

【００２６】また、主体金具１の後方側開口部内面と、
絶縁体２の外面との間には、フランジ状の突出部２ｅの
後方側周縁と係合するリング状の線パッキン６２が配置
され、そのさらに後方側にはタルク等の充填層６１を介
してリング状のパッキン６０が配置されている。そし
て、絶縁体２を主体金具１に向けて前方側に押し込み、
その状態で主体金具１の開口縁をパッキン６０に向けて
内側に加締めることにより加締め部１ｄが形成され、主
体金具１が絶縁体２に対して固定されている。なお、主
体金具１の取付ねじ部７の基端部には、ガスシール部１
ｇの前端面に当接する形で、図示しないガスケットがは
め込まれる。

【００２７】また、主体金具１の外面全体には防食のた
めのニッケルメッキ層４１で覆われている。ニッケルメ
ッキ層４１は、公知の電解メッキ法により形成されるも
のであり、厚さ（工具係合部１ｅの工具係合面にて測定
する）は、例えば３〜１５μｍ程度とされる。この厚さ
が３μｍ未満では耐食性を十分に確保できなくなる場合
があり、逆に１５μｍを超える膜厚は耐食性確保という
観点においては過剰スペックであり、またメッキ時間も
長くなって製造能率が低下するので、コストアップにつ
ながる。また、後述の加締め加工により絶縁体２を組み
付ける際に、加締め変形を生ずる部位において、メッキ
剥離等を生じ易くなる問題もある。

【００２８】以下、上記スパークプラグ１００の本発明
の製造方法について述べる。まず、ニッケルメッキ層４
１を公知の電解メッキ処理により主体金具１に形成す
る。この主体金具１に対して、貫通孔６に中心電極３及
び導電性シール層１６，１７、抵抗体１５並びに端子金
具１３を予め組み付けた絶縁体２を、絶縁体挿通孔４０
の後方側開口部から挿入し、絶縁体２の係合部２ｈと主
体金具１の係合部１ｃとを線パッキン（図示略）を介し
て結合させた状態とする（なお、これらの部材について
は図１を参照）。次に、主体金具１の挿入開口部からそ
の内側に線パッキン６２を配置し、充填材を充填してさ
らに線パッキン６０を配置する。その後、これらの線パ
ッキン６０，６２及び充填材を介して主体金具１の加締
め予定部を絶縁体２に対して加締めることにより充填層
６１を形成するとともに主体金具１と絶縁体２とを組み
付ける。この加締め加工は、本実施形態では冷間加締め
により行なう。

【００２９】上記加締め加工は、具体的には図２のよう
にして行なうことができる。まず、図２の工程（ａ）に
示すように、加締めベース１１０のセット孔１１０ａに
主体金具１の先端部を挿入し、主体金具１に形成された
フランジ状のガスシール部１ｇをその開口周縁に支持さ
せる。なお、図１における主体金具１の加締め部１ｄ
は、加締め前の状態では円筒状形態であり、これを加締
め予定部１ｄ’と称する。次いで、主体金具１に対し上
方から加締め金型１１１を装着する。加締め金型１１１
の加締め予定部１ｄ’に当接する部分には、加工後の加
締め部１ｄ（図１）に対応した凹状形態の加締め作用面
１１１ｐが形成されている。この状態で、加締め金型１
１１に対し、加締めベース１１０に接近させる向きの軸
線方向圧縮力を加えると、加締め予定部１ｄ’は、加締
め作用面１１１ｐに沿って半径方向内向きに屈曲しなが
ら圧縮され、工程（ｂ）に示すように、主体金具１と絶
縁体２とが加締め固定される。また、圧縮力の付加に伴
い、ガスシール部１ｇと工具係合部１ｅとの間に形成さ
れた薄肉部１ｈが外向きに撓み変形し、加締めによる充
填層６１の圧縮ストロークを稼いでシール性を高める働
きをなす。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の効果を確認するために行った
実験結果について説明する。 (実施例１)試験用として、図３及び図４に示すスパーク
プラグ２００及び３００を作製した。これらのスパーク
プラグ２００，３００は、貴金属放電部３１及び３２が
省略されている点を除いて、図１のスパークプラグ１０
０と類似の構成を有するものである。図３及び図４にお
いては、図１のスパークプラグ１００と概念的に共通す
る部分に同一の符号を付与している（ただし、符号は代
表的な部位を選んで付与してある）。また、加締め部１
ｄは冷間加締めにより形成している。

【００３１】両スパークプラグ２００，３００の特徴は
以下の通りである。スパークプラグ２００（図３）加締め部軸断面積Ｓ：２９〜３５ｍｍ^２；絶縁体挿通孔４０の内径：１１．２ｍｍ；冷間加締め条件：加圧力３〜４ｔｏｎスパークプラグ３００（図４）加締め部軸断面積Ｓ：１３〜２９ｍｍ^２；絶縁体挿通孔４０の内径：１０ｍｍ；冷間加締め条件：加圧力約２〜３ｔｏｎ

【００３２】また、いずれのスパークプラグにおいて
も、主体金具１を構成する炭素鋼材中の炭素含有量を、
０．０５〜０．５０質量％の種々の値にて選定した。そ
して、それらスパークプラグ２００，３００に対し、以
下の条件で加熱気密試験を行い、加締め部１ｄ（充填材
６１の充填部）からの空気漏洩量を測定した。（試験条件）雰囲気温度：２００℃ 振動条件：ＩＳＯ１５５６５に記載の振動条件振動周波数：５０〜５００Ｈｚスイープ率：１オクターブ／分加速度：３０ＧＮ振動方向：スパークプラグの軸線Ｏ方向と直交する向き振動時間：１６時間（測定条件）空気圧力：２ＭＰａ試験温度：１５０℃

【００３３】そして、この測定条件において空気漏洩が
認められなかったものを良好（○）、漏洩量が１０ｃｃ
未満であったものを可（△）、漏洩量が１０ｃｃ以上と
なったものを不可（×）として判定した。スパークプラ
グ２００及び３００についての試験結果を表１に示す。
いずれも、試験品数ｎ＝３として、その結果を個別に示
している。

【００３４】

【表１】

【００３５】スパークプラグ２００については条件Ｂを
充足する炭素量において、スパークプラグ３００につい
ては条件Ａを充足する炭素量において、いずれも１５０
℃において空気漏洩が認められず、気密性が確保されて
いることがわかる。

【００３６】（実施例２）主体金具の冷間圧造成形性
と、絶縁体挿通孔の内径との関係を調べるために、図５
及び図６に示すような冷間圧造した状態での主体金具１
Ａ，１Ｂを、０．１〜０．５５質量％の種々の炭素含有
量を有する炭素鋼を用いて作製した。ただし、両主体金
具１Ａ，１Ｂは、工具係合部となる部分１ｅ’の肉厚を
１．３５ｍｍ、取付ねじ部となる部分７’の肉厚を１．
７５ｍｍ、金具の全長を４３ｍｍにそろえてある。ま
た、冷間圧造加工は、金型を用いた周知の冷間鍛造加工
として行い、くぼみ、ひけ等の成型不良を生じないもの
を鍛造可能（○）、成型不良を生じるものを鍛造不能
（×）として判定した。以上の結果を表２に示す。

【００３７】

【表２】

【００３８】炭素含有量が０．５質量％を超えると、絶
縁体挿通孔の内径が１２ｍｍ以下である主体金具１Ａで
は成形が困難となることがわかる。

【００３９】（実施例３）主体金具の素材となる炭素鋼
材として、炭素含有量を０．０５〜０．５０質量％の種
々の値にて選定した。そして、図３に示すスパークプラ
グ２００に用いたものと同じ主体金具を各組成毎に２０
０００個製造し、防食皮膜として、そのうちの１０００
０個に厚さ５μｍの電解ニッケルメッキ層を形成する一
方、残りの１００００個には厚さ５μｍの電解亜鉛メッ
キ層を形成した。そして、この主体金具を用いて図７に
示すように、薄肉部１ｈの挫屈変形量が図３の２．５倍
となるよう、過剰な圧縮ストロークにより冷間加締めを
行い、スパークプラグ４００を製造した。このスパーク
プラグ４００を、常温の条件で４８時間まで保持し、主
体金具の外観を目視により観察するとともに、加締め部
１ｄあるいは薄肉部１ｈに遅れ破壊によるヘアクラック
が認められたものの総本数を累計・記録した。以上の結
果を表３に示す。

【００４０】

【表３】

【００４１】本試験は、加締め条件を過酷にした一種の
加速試験であるが、炭素含有量が０．１５質量％以上の
鋼材を用いた場合、防食皮膜としてニッケルメッキ層を
採用することにより、Ｚｎメッキ層を採用する場合と比
較して、水素脆化の感受性が明らかに低減されているこ
とがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例たるスパークプラグを種々の
断面により示す説明図。

【図２】加締め工程の説明図。

【図３】実施例１に用いた第一のスパークプラグの縦部
分断面図。

【図４】実施例１に用いた第二のスパークプラグの縦部
分断面図。

【図５】実施例２に用いた第一の主体金具を示す縦半断
面図

【図６】実施例２に用いた第二の主体金具を示す縦半断
面図

【図７】実施例３に用いたスパークプラグを、実施例１
の第一のスパークプラグと比較して示す縦部分断面図。

【符号の説明】

１００，２００，３００，４００スパークプラグ１主体金具１ｄ加締め部１ｅ工具係合部１ｈ薄肉部２絶縁体３中心電極４接地電極ｇ火花放電ギャップ７取付ねじ部４０絶縁体挿通孔

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸状の中心電極（３）と、その外周に配
置され、中央に突出部（２ｅ）を有する軸状の絶縁体
（２）と、両端が開放する筒状に形成され、前記絶縁体
（２）の外周側に配置される筒状の主体金具（１）と、
前記中心電極（３）と対向して火花放電ギャップ（ｇ）
を形成する接地電極（４）とを備え、前記主体金具（１）は前記絶縁体（２）の前記突出部
（２ｅ）が挿通された絶縁体挿通孔（４０）が軸線
（Ｏ）方向に形成されており、前記軸線（Ｏ）方向にお
いて、前記火花放電ギャップ（ｇ）に近い側を前方側と
して、該主体金具（１）の後端部が、前記絶縁体（２）
に向けて屈曲形態にて加締められた加締め部（１ｄ）と
されてなり、さらに、前記主体金具（１）の軸線（Ｏ）方向の、前記絶縁体挿
通孔（４０）の内周面から前記加締め部（１ｄ）の内周
面に移行する位置（１ｉ）において、前記主体金具
（１）の前記絶縁体挿通孔（４０）の内径が８〜１２ｍ
ｍとされ、前記軸線（Ｏ）と直交する平面による前記主
体金具（１）の断面積Ｓと、前記主体金具（１）を構成
する鋼材の炭素含有量とが、条件Ａ：１５≦Ｓ＜２９ｍｍ^２であって、炭素含有量
０．２０〜０．５０質量％；及び、条件Ｂ：２９≦Ｓ＜３５ｍｍ^２であって、炭素含有量
０．１５〜０．５０質量％、のいずれかを充足することを特徴とするスパークプラ
グ。
【請求項２】前記主体金具（１）に防食皮膜としてニ
ッケルメッキ層が形成されてなる請求項１に記載のスパ
ークプラグ。