JP2016138514A - アダプター、金具セットおよびスパークプラグ - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関に用いられ、自身が高温となる装置、例えば、スパークプラグ、グロープラグおよびＡ／Ｆセンサ等の放熱性を向上させる。
【解決手段】ねじの表面に配置されるアダプターは、内燃機関の雌ねじ部と、雌ねじ部に挿入されて取り付けられる雄ねじ部を有する金具と、の間に配置されて用いられ、金具の硬度よりも低い硬度を有することを特徴とする。かかるアダプターは、アダプターと金具とを有する金具セットとしての形態で用いられてもよく、スパークプラグに適用されてもよい。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関に取り付けられるスパークプラグ等の装置の放熱に関する。

一般に、ガソリンエンジン等の内燃機関の点火に使用されるスパークプラグは、絶縁体と発火部とを備えている。発火部は、内燃機関の燃焼室に露出しているため、燃焼により生じた熱に曝される。発火部を介して絶縁体が加熱されると、プレイグニッション等の異常燃焼が発生するおそれがある。このような異常燃焼を回避するために、スパークプラグは、エンジンヘッドの内部を循環する冷却水により放熱されている。特許文献１には、エンジンヘッドに形成された雌ねじ部に螺合する主体金具の雄ねじ部の長さを長くすることにより、スパークプラグの放熱性を向上させる技術が開示されている。

特開平１１−２７３８２７号公報

近年、内燃機関の出力の向上に伴い、燃焼室内の温度が上昇することで、発火部がより高温となる傾向にある。このため、スパークプラグの放熱性をより一層向上させる技術が求められていた。このような課題は、スパークプラグに限らず、グロープラグおよびＡ／Ｆセンサ等、内燃機関に用いられ、自身が高温となる任意の装置において共通する課題であった。例えば、Ａ／Ｆセンサが非常に高温となることにより、Ａ／Ｆセンサの故障および測定精度の低下等のおそれがあるため、Ａ／Ｆセンサの放熱性をより一層向上させる技術が求められていた。

上記課題を解決するために、本発明は以下の形態として実現することが可能である。
（１）本発明の一形態によれば、ねじの表面に配置されるアダプターが提供される。このアダプターは、内燃機関の雌ねじ部と、前記雌ねじ部に挿入されて取り付けられる雄ねじ部を有する金具と、の間に配置されて用いられ、前記金具の硬度よりも低い硬度を有することを特徴とする。この形態のアダプターによれば、内燃機関の雌ねじ部と、金具との間に配置されて用いられた場合、金具の雄ねじ部と内燃機関の雌ねじ部との間の密着性を向上できるので、金具を有するスパークプラグ等の装置の放熱性を向上できる。

（２）上記アダプターは、前記雌ねじ部の硬度よりも低い硬度を有していてもよい。この形態のアダプターによれば、金具の雄ねじ部と内燃機関の雌ねじ部との間において潰されて変形するので、内燃機関の雌ねじ部と、金具との間に配置されて用いられた場合、金具の雄ねじ部と内燃機関の雌ねじ部との間の密着性を向上でき、金具を有するスパークプラグ等の装置の放熱性を向上できる。

（３）上記アダプターは、金属により形成されていてもよい。この形態のアダプターによれば、高い耐熱性を有するので、内燃機関における高温での使用に適合する。

（４）上記アダプターは、前記金具の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有していてもよい。この形態のアダプターによれば、良好な熱伝導が得られるため、内燃機関の雌ねじ部と、金具との間に配置されて用いられた場合、金具を有するスパークプラグ等の装置の放熱性をより向上できる。

（５）上記アダプターは、前記雄ねじ部の挿入方向の後端側に位置するリング状のガスケット部と；前記挿入方向の先端側に位置する螺旋状のコイル部と；を備えていてもよい。この形態のアダプターによれば、内燃機関の雌ねじ部と、金具との間に配置されて用いられた場合、金具の雄ねじ部と内燃機関の雌ねじ部との間の密着性を向上できるので、金具を有するスパークプラグ等の装置の放熱性を向上できる。また、ガスケット部を備えるので、かかる装置と、内燃機関の雌ねじ部との間の気密性を向上できる。

（６）上記アダプターは、前記雄ねじ部の挿入方向の後端側に位置するリング状のガスケット部と；前記挿入方向の先端側に位置し、外周面に前記雌ねじ部と螺合する雄ねじが形成され、内周面に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじが形成されている円筒部と；を備えていてもよい。この形態のアダプターによれば、内燃機関の雌ねじ部と、金具との間に配置されて用いられた場合、金具の雄ねじ部と内燃機関の雌ねじ部との間の密着性を向上できるので、金具を有するスパークプラグ等の装置の放熱性を向上できる。また、ガスケット部を備えるので、かかる装置と、内燃機関の雌ねじ部との間の気密性を向上できる。

（７）上記アダプターにおいて、前記金具は、第１の軸孔を有し；前記雄ねじのねじ山の位置と、前記雌ねじのねじ山の位置とは、前記第１の軸孔の軸線に沿った方向において互いに一致しなくてもよい。この形態のアダプターによれば、円筒部の最大肉厚を薄くすることができるので、アダプターの設計上の自由度を向上できる。

（８）上記アダプターにおいて、前記雌ねじのピッチは、前記雄ねじのピッチ以下であってもよい。この形態のアダプターによれば、アダプターの雌ねじと金具の雄ねじ部との間の接触面積を大きくすることができ、内燃機関の雌ねじ部と、金具との間に配置されて用いられた場合、金具を有するスパークプラグ等の装置の放熱性をより向上できる。

（９）本発明の他の形態によれば、金具セットが提供される。この金具セットは、前記雄ねじ部の外周面に配置される前記アダプターと、前記金具とを有することを特徴とする。この形態の金具セットによれば、アダプターと金具とを有するので、金具にアダプターを取り付けた状態を短時間で実現できる。

（１０）本発明の他の形態によれば、スパークプラグが提供される。このスパークプラグは、前記金具セットと；前記金具が有する第１の軸孔の軸線に沿って延びている第２の軸孔を有し、前記軸線に沿った方向の一部が前記第１の軸孔に挿入されている絶縁体と；前記第２の軸孔に挿入され、端部が前記第２の軸孔から露呈している中心電極と；前記金具の端部に配置され、前記中心電極との間で放電ギャップを形成する接地電極と；を備え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、金具の雄ねじ部と内燃機関の雌ねじ部との間にアダプターを備えるので、かかる雄ねじ部と雌ねじ部との密着性を向上でき、スパークプラグの放熱性を向上できる。

（１１）上記スパークプラグにおいて、前記金具は、前記第１の軸孔の内周面において径方向に突出し、前記絶縁体を支持する突出部を有し；前記アダプターは、前記雄ねじ部の挿入方向に沿って少なくとも前記雄ねじ部の後端から前記突出部と径方向に対応する位置までに亘って、前記雌ねじ部と前記金具との間に配置されていてもよい。この形態のスパークプラグによれば、熱の伝達量が多い部位にアダプターを備えるので、スパークプラグの放熱性を向上できる。

（１２）上記スパークプラグにおいて、前記アダプターは、前記挿入方向に沿って前記雄ねじ部の後端から先端までに亘って、前記雌ねじ部と前記金具との間に配置されていてもよい。この形態のスパークプラグによれば、アダプターと雌ねじ部との間の接触面積およびアダプターと金具との間の接触面積をそれぞれ大きくできるので、スパークプラグの放熱性をより向上できる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、アダプターの製造方法、金具セットの製造方法、スパークプラグの製造方法、点火プラグ、センサ等の形態で実現することができる。

本発明の第１実施形態としてのアダプターを適用したスパークプラグの部分断面図である。 アダプター１００の詳細構成を示す説明図である。 第２実施形態としてのアダプター１００ａの詳細構成を示す説明図である。 アダプターの有無に応じた放熱性評価の結果を示す説明図である。 変形例３としてのアダプター１００ｂの詳細構成を示す説明図である。

Ａ．第１実施形態：
Ａ−１． スパークプラグの全体構成：
図１は、本発明の第１実施形態としてのアダプターを適用したスパークプラグの部分断面図である。図１では、スパークプラグ３００の軸心である軸線ＯＬを境界として、右側にスパークプラグ３００の外観形状を示し、左側にスパークプラグ３００の断面形状を示している。ただし、後述するアダプター１００については、左右のいずれにおいても断面形状を示している。以下の説明では、軸線ＯＬに沿った図１の下方側（後述する接地電極６０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７０が配置されている側）を後端側と呼ぶ。

スパークプラグ３００は、図１において破線で示す内燃機関５００に取り付け可能に構成されている。スパークプラグ３００は、内燃機関５００の燃焼室５１０の内壁５２０から先端側の一部を突出させた状態で取り付けられる。図１では、スパークプラグ３００の挿入方向を白抜きの矢印で示している。なお、本実施形態において「内燃機関５００」とは、内燃機関５００の排熱のための配管も含む。

スパークプラグ３００は、中心電極２０と、絶縁碍子３０と、主体金具５０と、接地電極６０と、端子金具７０と、アダプター１００とを備える。なお、スパークプラグ３００の軸線ＯＬは、中心電極２０と絶縁碍子３０と主体金具５０と端子金具７０とアダプター１００との各部材の軸線ＯＬと一致する。

中心電極２０は、軸線ＯＬに沿った方向に延びる棒状の電極により形成されている。中心電極２０は、絶縁碍子３０の軸孔３１に収容され、先端側の一部が軸孔３１から露呈している。中心電極２０は、例えば、インコネル（登録商標）などのニッケルを主成分とするニッケル合金により形成される。中心電極２０の後端は、セラミック抵抗１２およびシール体１４を介して端子金具７０に電気的に接続される。

絶縁碍子３０は、軸線ＯＬと平行な軸孔３１を備えた筒状の外観形状を有する。絶縁碍子３０は、先端側の約半分が主体金具５０の軸孔５１に収容され、後端側の約半分が軸孔５１から露呈している。絶縁碍子３０は、アルミナ等のセラミックス材料を焼成して形成され、絶縁体として機能する。絶縁碍子３０は、軸線ＯＬに沿って先端側から後端側に向かって順番に、脚長部３２と、碍子段部３３と、先端側胴部３４と、中央胴部３６と、後端側胴部３８とを備える。脚長部３２は、後端側から先端側に向かって外径が次第に減少する筒状の外観形状を有する。先端側胴部３４は、脚長部３２よりも大きな外径の筒状の外観形状を有する。碍子段部３３は、脚長部３２の後端と先端側胴部３４の先端とを接続する。中央胴部３６は、先端側胴部３４と後端側胴部３８との間に配置されている。中央胴部３６の外径は、先端側胴部３４の外径および後端側胴部３８の外径よりも大きい。後端側胴部３８は、中央胴部３６と端子金具７０との間に配置されている。後端側胴部３８は、主体金具５０と端子金具７０との間の絶縁距離を十分に確保する。

主体金具５０は、軸線ＯＬと平行な軸孔５１を備えた筒状の外観形状を有する。本実施形態において、主体金具５０は、炭素鋼により形成されている。主体金具５０は、雄ねじ部５２と、座部５５と、屈曲部５６と、工具係合部５７と、加締め部５８とを備える。

雄ねじ部５２は、外周面にねじ山が形成されており、主体金具５０の先端部に配置されている。雄ねじ部５２のねじ山は、アダプター１００の雌ねじ１２４と螺合する。雄ねじ部５２の内周面には、径方向に突出した突出部５３が形成されている。突出部５３は、軸孔５１に挿入される絶縁碍子３０を支持する。突出部５３の後端側の面５４は、碍子段部３３の表面と略平行に形成されている。突出部５３の後端側の面５４と碍子段部３３との間には、環状の板パッキン１６が配置されている。本実施形態において、ねじリーチ（
座部５５の先端側の面から主体金具５０の先端側の端面５９までの長さ）は、１９ｍｍであるが、１９ｍｍに代えて２６．５ｍｍ等、他の任意の長さであってもよい。また、本実施形態において、スパークプラグ３００（雄ねじ部５２）の呼び径はＭ１２である。なお、「呼び径」とは、径をｍｍ単位で表したものを意味する。

座部５５は、径方向に膨出した部位であり、雄ねじ部５２に対して後端側に接して配置されている。座部５５とアダプター１００のガスケット部１１０との間には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット１８が配置されている。環状のガスケット１８は、４枚重ねの構造を有し、自身の反力によってスパークプラグ３００と内燃機関５００のエンジンヘッド５５０との間の緩みを抑制する。

屈曲部５６は、主体金具５０における他の部位に比べて薄肉に形成され、座部５５に対して後端側に接して配置されている。屈曲部５６は、主体金具５０が加締め部５８において加締められると圧縮変形する。

工具係合部５７は、屈曲部５６に対して後端側に接して配置されている。工具係合部５７は、スパークプラグ３００をエンジンヘッド５５０に取り付ける際に工具と係合する。本実施形態において、工具係合部５７は、六角形の断面形状を有しているが、六角形に代えて、工具と係合可能な他の任意の形状であってもよい。

加締め部５８は、工具係合部５７に対して後端側に接して配置されている。加締め部５８は、屈曲部５６と同様に、主体金具５０における他の部位に比べて薄肉に形成され、自身の後端部が内側（主体金具５０の軸心に向かう方向）に向かって折り曲げられた構造を有する。主体金具５０は、加締め部５８において加締められることにより、絶縁碍子３０に組み付けられる。

接地電極６０は、屈曲した棒状の金属製部材により形成されている。接地電極６０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る。接地電極６０は、一方の端部が主体金具５０の端面５９に溶接されており、他方の端部が中心電極２０の先端部と対向するように屈曲している。接地電極６０において、中心電極２０の先端と対向する部分には、電極チップ６２が設けられている。本実施形態において、電極チップ６２はプラチナにより形成されるが、他の任意の金属により形成されてもよい。電極チップ６２と中心電極２０の先端との間には、火花放電のための間隙ＳＧが形成されている。なお、間隙ＳＧは、放電ギャップまたは火花ギャップとも呼ばれる。

端子金具７０は、先端側が絶縁碍子３０の軸孔３１に収容され、後端側が軸孔３１から露呈している。端子金具７０には、図示しない高圧ケーブルが接続され、高電圧（例えば、１万〜３万ボルト）が印加される。この印加により、間隙ＳＧに火花放電が発生する。間隙ＳＧに発生した火花放電は、燃焼室５１０における混合気を着火させる。

アダプター１００は、略円筒状の外観形状を有し、主体金具５０の雄ねじ部５２とエンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４との間に配置されている。より具体的には、スパークプラグ３００の挿入方向に沿って、雄ねじ部５２の後端から先端までに亘って配置されており、ガスケット部１１０がスパークプラグ３００の挿入方向の後端側に位置するように配置されている。アダプター１００は、主体金具５０の雄ねじ部５２とエンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４との間の密着性を向上させ、スパークプラグ３００の放熱性を向上させる機能を有する。このため、本実施形態では、アダプター１００は高い伝熱性を有する金属である銅により形成されている。

Ａ−２． アダプターの詳細構成：
図２は、アダプター１００の詳細構成を示す説明図である。図２（ａ）は、アダプター１００の外観構成を斜視図で示しており、図２（ｂ）は、軸線ＯＬに沿ったアダプター１００の断面における円筒部１２０の一部の構成を拡大して示している。なお、アダプター１００の軸線ＯＬは、スパークプラグ３００の軸線ＯＬと等しい。

図２（ａ）に示すように、アダプター１００は、ガスケット部１１０と、円筒部１２０とを備える。ガスケット部１１０は、平面視リング状の形状を有し、円筒部１２０の後端側の端部に配置されている。ガスケット部１１０の外径は、円筒部１２０の外径よりも大きい。円筒部１２０は、円筒状の外観形状を有し、アダプター１００のうちの大部分を占める。円筒部１２０の外周面には雄ねじ１２２が形成され、ガスケット部１１０の内周面および円筒部１２０の内周面には雌ねじ１２４が形成されている。図１に示すように、雄ねじ１２２は、エンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４と螺合し、雌ねじ１２４は、主体金具５０の雄ねじ部５２と螺合する。

図２（ｂ）に示すように、本実施形態において、雄ねじ１２２のねじ山の位置と雌ねじ１２４のねじ谷の位置とは、軸線ＯＬに沿った方向において互いに一致している。このような構成により、アダプター１００の円筒部１２０における径方向の厚み（以下、「肉厚」とも呼ぶ）のうち、最大の厚みを薄くでき、アダプター１００の設計上の自由度を向上できる。加えて、軸線ＯＬに沿ったいずれの部位においても円筒部１２０の肉厚が一定となるので、アダプター１００の強度を向上できる。また、本実施形態において、雄ねじ１２２のピッチと雌ねじ１２４のピッチとは、いずれも１．２５ｍｍである。また、本実施形態において、円筒部１２０の肉厚は、１．０ｍｍである。なお、本実施形態において、ガスケット部１１０と円筒部１２０とは一体成形されているが、別体に成形された後に溶接されてもよい。

本実施形態において、アダプター１００は、スパークプラグ３００がエンジンヘッド５５０に取り付けられる前に、予め主体金具５０の雄ねじ部５２の外周面に取り付けられている。アダプター１００の取り付けは、例えば、ユーザーがスパークプラグ３００をガスケット部１１０側からアダプター１００に挿入し、雄ねじ部５２を雌ねじ１２４に螺合させることにより実現でき、この際に工具を用いなくてもよい。アダプター１００が取り付けられたスパークプラグ３００は、エンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４に挿入され、規定のトルクで締め付けられる。また、本実施形態において、エンジンヘッド５５０は、アルミニウム合金ＡＣ４Ｄにより形成されている。上述したように、主体金具５０は炭素鋼により形成され、アダプター１００は銅により形成されている。このため、アダプター１００の硬度（約８０ＨＶ）は、主体金具５０の硬度（約２００ＨＶ）およびエンジンヘッド５５０の硬度（約８５ＨＶ）よりも低い。したがって、アダプター１００の雄ねじ１２２とエンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４とが螺合する際に、アダプター１００は、潰されて変形する。これにより、主体金具５０の雄ねじ部５２とエンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４との間の密着性を向上できる。

本実施形態において、主体金具５０は、請求項における金具の下位概念に相当し、主体金具５０とアダプター１００とは、請求項における金具セットの下位概念に相当する。また、雄ねじ部５２は請求項における雄ねじ部の下位概念に、雌ねじ部５５４は請求項における雌ねじ部の下位概念に、雄ねじ１２２は請求項における雄ねじの下位概念に、雌ねじ１２４は請求項における雌ねじの下位概念に、それぞれ相当する。また、主体金具５０の軸孔５１は請求項における第１の軸孔の下位概念に相当し、絶縁碍子３０の軸孔３１は請求項における第２の軸孔の下位概念に相当し、絶縁碍子３０は請求項における絶縁体の下位概念に相当する。

Ａ−３．スパークプラグの放熱：
スパークプラグ３００は、図１に示すように、内燃機関５００の燃焼室５１０の内壁５２０から先端側の一部を突出させた状態で取り付けられると、燃焼により生じた熱に曝される。スパークプラグ３００の熱は、エンジンヘッド５５０を介して冷却水５６０に伝わり、冷却水５６０は、図示しないラジエーターによって冷却される。

ここで、アダプター１００は、主体金具５０とエンジンヘッド５５０との間に取り付けられた状態において、潰されて変形しているので、主体金具５０の雄ねじ部５２とエンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４との間の密着性を向上できる。換言すると、アダプター１００の雌ねじ１２４と主体金具５０の雄ねじ部５２との間の接触面積およびアダプター１００の雄ねじ１２２とエンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４との間の接触面積をいずれも増大できる。このため、伝熱に寄与する接触面積を増大でき、スパークプラグ３００の放熱性を向上できる。それゆえ、中心電極２０、絶縁碍子３０および接地電極６０の過度な昇温を抑制できる。したがって、中心電極２０、絶縁碍子３０および接地電極６０のいずれかの高温化によるプレイグニッション等の異常燃焼を抑制できる。加えて、中心電極２０の酸化および接地電極６０の酸化を抑制でき、スパークプラグ３００の寿命が短くなることを抑制できる。

また、アダプター１００の熱伝導率（約３７０Ｗ／（ｍ・Ｋ））は、主体金具５０の熱伝導率（約６０Ｗ／（ｍ・Ｋ））およびエンジンヘッド５５０の熱伝導率（約１５９Ｗ／（ｍ・Ｋ））よりも高い。このため、良好な熱伝導が得られるので、スパークプラグ３００放熱性をより向上できる。また、アダプター１００は銅により形成されているので、燃焼室５１０が１０００℃以上の高温となる場合にも耐え得る耐熱性を有し、内燃機関５００における高温での使用に適合する。

加えて、アダプター１００は、スパークプラグ３００の挿入方向に沿って、雄ねじ部５２の後端から先端までに亘って配置されている。このため、アダプター１００と主体金具５０との接触面積およびアダプター１００とエンジンヘッド５５０との接触面積をそれぞれ大きくでき、スパークプラグ３００の放熱性をより向上できる。

また、アダプター１００において、雄ねじ１２２のねじ山の位置と雌ねじ１２４のねじ谷の位置とは、軸線ＯＬに沿った方向において互いに一致している。このため、雄ねじ１２２のねじ山の位置と雌ねじ１２４のねじ山の位置とが軸線ＯＬに沿った方向において互いに一致している構成と比較して、円筒部１２０の最大肉厚を薄くすることができ、アダプター１００の設計上の自由度を向上できる。加えて、軸線ＯＬに沿ったいずれの部位においても円筒部１２０の肉厚が一定となるので、アダプター１００の強度を向上できる。また、アダプター１００は、円筒部１２０の外径よりも大きい外径を有するガスケット部１１０を備える。このため、ガスケット部１１０とガスケット１８との間の密着性を向上でき、スパークプラグ３００とエンジンヘッド５５０との間の気密性を向上できる。加えて、エンジンヘッド５５０に対するスパークプラグ３００の緩みを抑制できる。また、ガスケット部１１０と円筒部１２０とは一体成形されるため、製造工程を簡素化でき、製造速度の低下および製造コストの上昇を抑制できる。

また、本実施形態において、スパークプラグ３００は、主体金具５０の外周面にアダプター１００が取り付けられた状態で、エンジンヘッド５５０に挿入される。このため、エンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４にアダプター１００を配置するための工具等を用いなくてもよく、取り付けの際の利便性を向上できる。また、アダプター１００を用いることにより、エンジンヘッド５５０に取り付けるスパークプラグの小径化を実現できる。換言すると、スパークプラグの径の調整を行うことができ、同一の呼び径のスパークプラグを、互いに異なる呼び径の雌ねじ部を有するエンジンヘッドに用いることができ、互換性を向上できる。

なお、主体金具５０の雄ねじ部５２またはエンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４の補強を目的として、主体金具５０若しくはエンジンヘッド５５０の硬度と同じ又はそれ以上の硬度を有する部材を雄ねじ部５２と雌ねじ部５５４との間に介装する構成に比べて、主体金具５０とエンジンヘッド５５０との間の密着性を向上できる。このため、より高い放熱性を得ることができる。なお、主体金具５０は、炭素鋼により形成されているため、そもそも補強の必要性が小さい。また、主体金具５０とエンジンヘッド５５０との間の緩みの抑制を目的として、主体金具５０の雄ねじ部５２に樹脂を塗布する構成に比べて、高い耐熱性を有し内燃機関５００における高温での使用に適合すると共に、アダプター１００の取り付けが容易でありユーザーの利便性を向上できる。なお、スパークプラグ３００は交換を前提とする装置であり、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット１８を配置し締め付けトルクを管理してガスケット１８の反力を調整することで、スパークプラグ３００の緩みが抑制されている。このため、スパークプラグ３００においては、緩みを更に抑制する要請が少ない。

Ｂ．第２実施形態：
図３は、第２実施形態としてのアダプター１００ａの詳細構成を示す説明図である。図３（ａ）は、アダプター１００ａの使用状態における外観構成を斜視図で示しており、図３（ｂ）は、アダプター１００ａの構成を説明するために、コイル部１２０ａを軸線ＯＬに沿った方向に引き伸ばした状態における一部の外観構成を示している。第２実施形態のアダプター１００ａは、円筒部１２０に代えてコイル部１２０ａを備える点において、第１実施形態のアダプター１００と異なる。その他の構成は第１実施形態のアダプター１００と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。また、第２実施形態のアダプター１００ａが適用されるスパークプラグは、図１に示すスパークプラグ３００と同じであるので、同一の構成には同一の符号を付し、それらの詳細な説明を省略する。

第２実施形態のアダプター１００ａは、ガスケット部１１０と、コイル部１２０ａとを備える。コイル部１２０ａは、図３（ｂ）に示すように、銅の線材１２６を螺旋状に巻いた構造を有する。線材１２６は、菱形の断面形状を有する。図３（ａ）に示すアダプター１００ａの使用状態においては、螺旋状に巻かれた線材１２６同士の隙間がなく、コイル部１２０ａの外周部１２２ａは雄ねじとして機能し、内周部１２４ａは雌ねじとして機能する。外周部１２２ａは、エンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４と螺合し、内周部１２４ａは、主体金具５０の雄ねじ部５２と螺合する。本実施形態において、ガスケット部１１０とコイル部１２０ａとは、銀ロウの溶接により接合されているが、銀ロウに代えて他の任意の金属材料により溶接されてもよく、ロウ接に代えて融接されてもよい。

以上の構成を有する第２実施形態のアダプター１００ａにおいても、主体金具５０の雄ねじ部５２とエンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４との間に配置されて用いられることにより、雄ねじ部５２と雌ねじ部５５４との間の密着性を向上でき、スパークプラグ３００の放熱性を向上できる。このため、第２実施形態のアダプター１００ａは、第１実施形態のアダプター１００と同様な効果を奏する。

Ｃ．アダプターの有無に応じた放熱性評価：
図４は、アダプターの有無に応じた放熱性評価の結果を示す説明図である。縦軸は、スパークプラグの温度（℃）を示し、横軸は、スパークプラグの締め付けトルク（Ｎｍ）を示している。

実施例１，２，３および比較例１について、スパークプラグのサンプルをそれぞれ作製した。実施例１は、上述した第１実施形態のアダプター１００を備えるサンプルである。実施例２は、第１実施形態のアダプター１００に対して、雄ねじ１２２のねじ山の位置と雌ねじ１２４のねじ山の位置とが、軸線ＯＬに沿った方向において互いに一致しているアダプターを備えるサンプルである。実施例３は、第２実施形態のアダプター１００ａを備えるサンプルである。比較例１は、主体金具の外周にアダプターを備えないサンプルである。

実施例１，２，３において、アダプターの円筒部１２０またはコイル部１２０ａの肉厚は、いずれも１ｍｍとした。アダプターの軸線ＯＬに沿った長さは、いずれも主体金具５０の雄ねじ部５２の軸線ＯＬに沿った長さと同じにした。実施例１，２，３は、呼び径Ｍ１２のスパークプラグを用い、比較例１は、呼び径Ｍ１４のスパークプラグを用いた。

各サンプルを、呼び径Ｍ１４のエンジンヘッド５５０に取り付けた。各サンプルについて、１０Ｎｍ、２０Ｎｍ、３０Ｎｍの３種類の締め付けトルクにより、放熱性評価を行なった。放熱性評価は、一定の条件下で内燃機関５００を燃焼させたときの、各サンプル温度を測定することにより行なった。

図４に示すように、いずれの締め付けトルクにおいても、実施例１，２，３は、比較例１よりもサンプル温度が低く、放熱性に優れていた。なお、実施例１，２，３は、各サンプル間に優位な差が認められず、いずれも良好な結果だった。以上の結果から、スパークプラグ３００においてアダプターを配置して用いることにより、スパークプラグ３００の放熱性を向上できることがわかる。また、円筒部１２０を備えるかコイル部１２０ａを備えるかに関わらず、スパークプラグ３００の放熱性を向上できることがわかる。さらに、雄ねじ１２２のねじ山の位置と雌ねじ１２４のねじ山の位置とが、軸線ＯＬに沿った方向において互いに一致しているか否かに関わらず、スパークプラグ３００の放熱性を向上できることがわかる。

Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

Ｄ−１．変形例１：
各実施形態において、アダプター１００，１００ａの硬度は、主体金具５０の硬度およびエンジンヘッド５５０の硬度のいずれよりも低かったが、これに代えて、主体金具５０の硬度よりも低く、且つ、エンジンヘッド５５０の硬度以上であってもよい。この場合、アダプター１００，１００ａの材料として、例えば、アルミニウム合金等を用いてもよい。また、アダプター１００，１００ａは、銅に代えて銅合金や純アルミニウムにより形成されてもよい。このような構成によっても、各実施形態のアダプター１００，１００ａと同様な効果を奏する。

Ｄ−２．変形例２：
各実施形態において、アダプター１００，１００ａは、スパークプラグ３００の挿入方向に沿って、雄ねじ部５２の後端から先端までに亘って配置されていたが、スパークプラグ３００の挿入方向に沿った少なくとも一部に配置されていてもよい。ただし、スパークプラグ３００の挿入方向に沿って雄ねじ部５２の後端から板パッキン１６と径方向に対応する位置までに亘って少なくとも配置されることが望ましい。例えば、スパークプラグ３００の挿入方向に沿って雄ねじ部５２の後端から突出部５３と径方向に対応する位置までに亘って配置されていてもよい。かかる構成によっても、熱の伝達量が多い部位にアダプター１００，１００ａを備えるので、スパークプラグ３００の放熱性を向上できる。また、例えば、アダプター１００，１００ａの先端側の端部が、雄ねじ部５２の先端側の端部と径方向に対応する位置に配置されていてもよい。

Ｄ−３．変形例３：
図５は、変形例３としてのアダプター１００ｂの詳細構成を示す説明図である。各実施形態のアダプター１００，１００ａは、ガスケット部１１０を備えていたが、ガスケット部１１０が省略されていてもよい。図５に示すように、アダプター１００ｂは、円筒部１２０またはコイル部１２０ａのみを備えていてもよい。換言すると、ガスケット部１１０の外径は、円筒部１２０またはコイル部１２０ａの外径と等しくてもよい。かかる構成によっても、各実施形態のアダプター１００，１００ａと同様な効果を奏する。

Ｄ−４．変形例４：
各実施形態では、呼び径Ｍ１４のエンジンヘッド５５０に、呼び径Ｍ１２のスパークプラグ３００および肉厚１ｍｍのアダプター１００，１００ａを用いていたが、本発明はこれに限定されるものではない。エンジンヘッド５５０およびスパークプラグ３００の径は、他の任意の値であってもよく、アダプター１００，１００ａの肉厚は、１．０ｍｍに限らず、他の任意の寸法であってもよい。なお、アダプター１００，１００ａの肉厚は、アダプター１００，１００ａの加工の容易性の観点から０．５ｍｍ以上が好ましく、比較的径の大きなスパークプラグ３００を使用できる観点から１．０５ｍｍ以下であることが好ましい。このような構成によっても、エンジンヘッド５５０およびスパークプラグ３００の径ならびにアダプター１００，１００ａの肉厚を調節することにより、雄ねじ部５２と雌ねじ部５５４との間の密着性を向上できるので、スパークプラグ３００の放熱性を向上できる。

Ｄ−５．変形例５：
第１実施形態のアダプター１００において、雄ねじ１２２のピッチと雌ねじ１２４のピッチとは、いずれも１．２５ｍｍであったが、本発明はこれに限定されるものではない。雌ねじ１２４のピッチは、雄ねじ１２２のピッチ以下であってもよい。例えば、雌ねじ１２４のピッチが１．０ｍｍであり、雄ねじ１２２のピッチが１．２５ｍｍであってもよい。かかる構成によれば、アダプター１００の雌ねじ１２４と、主体金具５０の雄ねじ部５２との間の接触面積を大きくできるので、スパークプラグ３００の放熱性をより向上できる。

Ｄ−６．変形例６：
第１実施形態のアダプター１００において、雄ねじ１２２のねじ山の位置と雌ねじ１２４のねじ谷の位置とは、軸線ＯＬに沿った方向において互いに一致していたが、互いに一致していなくてもよい。例えば、雄ねじ１２２のねじ山の位置と雌ねじ１２４のねじ谷の位置とが、軸線ＯＬに沿った方向において僅かにずれていてもよい。また、上述の実施例２のように、雄ねじ１２２のねじ山の位置と雌ねじ１２４のねじ山の位置とは、軸線ＯＬに沿った方向において互いに一致していてもよい。これらの構成によっても、第１実施形態のアダプター１００と同様な効果を奏する。また、変形例５のように、雄ねじ１２２のピッチと雌ねじ１２４のピッチとが異なる構成では、部分的に雄ねじ１２２のねじ山と雌ねじ１２４のねじ山とが一致し、また、部分的に雄ねじ１２２のねじ山と雌ねじ１２４のねじ谷とが一致することが起こり得る。

Ｄ−７．変形例７：
各実施形態におけるアダプター１００，１００ａの構成は、あくまでも一例であり、種々変更可能である。例えば、アダプター１００，１００ａは、主体金具５０の雄ねじ部５２の外周面に予め取り付けられていたが、エンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４側に予め取り付けられていてもよい。かかる構成によっても、各実施形態のアダプター１００，１００ａと同様な効果を奏する。ただし、エンジンヘッド５５０の雌ねじ部５５４が、内燃機関５００の表面から燃焼室５１０側に奥まった位置に形成されている構成においては、アダプター１００，１００ａを雌ねじ部５５４に配置するために、専用の工具を用いればよい。また、例えば、アダプター１００，１００ａは、ガスケット１８と一体化していてもよい。かかる構成によっても、各実施形態のアダプター１００，１００ａと同様な効果を奏する。

Ｄ−８．変形例８：
各実施形態におけるスパークプラグ３００の構成は、あくまでも一例であり、種々変更可能である。例えば、スパークプラグ３００において、環状のガスケット１８が省略されていてもよい。かかる構成によっても、各実施形態のアダプター１００，１００ａはガスケット部１１０を備えるので、エンジンヘッド５５０に対するスパークプラグ３００の緩みを抑制できる。

Ｄ−９．変形例９：
各実施形態では、スパークプラグ３００に本発明のアダプター１００，１００ａを適用したが、スパークプラグ３００に代えて、グロープラグ、Ａ／Ｆセンサおよびガスセンサ等、内燃機関５００に用いられて自身が高温となる他の任意の装置に適用してもよい。すなわち一般には、アダプター１００，１００ａは、内燃機関５００の雌ねじ部５５４と、雌ねじ部５５４に挿入されて取り付けられる雄ねじ部５２を有する金具と、の間に配置されて用いられてもよい。また、アダプター１００，１００ａと主体金具５０とが、金具セットとしての形態で用いられてもよい。かかる金具セットによれば、主体金具５０にアダプター１００，１００ａを取り付けた状態を短時間で実現でき、ユーザーの利便性を向上できる。

本発明は、上述の実施形態、実施例、および変形例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本実施形態、実施例、および変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又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。

１２…セラミック抵抗
１４…シール体
１６…板パッキン
１８…ガスケット
２０…中心電極
３０…絶縁碍子
３１…軸孔
３２…脚長部
３３…碍子段部
３４…先端側胴部
３６…中央胴部
３８…後端側胴部
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…軸孔
５２…雄ねじ部
５３…突出部
５４…面
５５…座部
５６…屈曲部
５７…工具係合部
５８…加締め部
５９…端面
６０…接地電極
６２…電極チップ
７０…端子金具
１００…アダプター
１００ａ…アダプター
１００ｂ…アダプター
１１０…ガスケット部
１２０…円筒部
１２０ａ…コイル部
１２２…雄ねじ
１２２ａ…外周部
１２４…雌ねじ
１２４ａ…内周部
１２６…線材
３００…スパークプラグ
５００…内燃機関
５１０…燃焼室
５２０…内壁
５５０…エンジンヘッド
５５４…雌ねじ部
５６０…冷却水
ＯＬ…軸線
ＳＧ…間隙

Claims (12)

1. ねじの表面に配置されるアダプターであって、
   内燃機関の雌ねじ部と、前記雌ねじ部に挿入されて取り付けられる雄ねじ部を有する金具と、の間に配置されて用いられ、
   前記金具の硬度よりも低い硬度を有することを特徴とするアダプター。
2. 請求項１に記載のアダプターであって、
   前記雌ねじ部の硬度よりも低い硬度を有することを特徴とするアダプター。
3. 請求項１または請求項２に記載のアダプターであって、
   金属により形成されることを特徴とするアダプター。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のアダプターであって、
   前記金具の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有することを特徴とするアダプター。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のアダプターであって、
   前記雄ねじ部の挿入方向の後端側に位置するリング状のガスケット部と、
   前記挿入方向の先端側に位置する螺旋状のコイル部と、
   を備えることを特徴とするアダプター。
6. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のアダプターであって、
   前記雄ねじ部の挿入方向の後端側に位置するリング状のガスケット部と、
   前記挿入方向の先端側に位置し、外周面に前記雌ねじ部と螺合する雄ねじが形成され、内周面に前記雄ねじ部と螺合する雌ねじが形成されている円筒部と、
   を備えることを特徴とするアダプター。
7. 請求項６に記載のアダプターであって、
   前記金具は、第１の軸孔を有し、
   前記雄ねじのねじ山の位置と、前記雌ねじのねじ山の位置とは、前記第１の軸孔の軸線に沿った方向において互いに一致しないことを特徴とするアダプター。
8. 請求項６または請求項７に記載のアダプターであって、
   前記雌ねじのピッチは、前記雄ねじのピッチ以下であることを特徴とするアダプター。
9. 請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載のアダプターであって、前記雄ねじ部の外周面に配置されるアダプターと、
   前記金具と、
   を有する金具セット。
10. 請求項９に記載の金具セットと、
    前記金具が有する第１の軸孔の軸線に沿って延びている第２の軸孔を有し、前記軸線に沿った方向の一部が前記第１の軸孔に挿入されている絶縁体と、
    前記第２の軸孔に挿入され、端部が前記第２の軸孔から露呈している中心電極と、
    前記金具の端部に配置され、前記中心電極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。
11. 請求項１０に記載のスパークプラグであって、
    前記金具は、前記第１の軸孔の内周面において径方向に突出し、前記絶縁体を支持する突出部を有し、
    前記アダプターは、前記雄ねじ部の挿入方向に沿って少なくとも前記雄ねじ部の後端から前記突出部と径方向に対応する位置までに亘って、前記雌ねじ部と前記金具との間に配置されることを特徴とするスパークプラグ。
12. 請求項１１に記載のスパークプラグであって、
    前記アダプターは、前記挿入方向に沿って前記雄ねじ部の後端から先端までに亘って、前記雌ねじ部と前記金具との間に配置されることを特徴とするスパークプラグ。

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