JP2022172777A - スパークプラグ - Google Patents

Abstract

【課題】組み付け時の絶縁体の割れを抑制しつつ、発火部の気密性を向上させることのできるリング状部材を有するスパークプラグを提供する。【解決手段】スパークプラグ１は、略筒状の主体金具３０と、少なくとも一部が主体金具３０の内部に配置されている絶縁体５０と、絶縁体５０の先端に配置されている中心電極２０と、主体金具３０に接合され、中心電極２０との間でギャップＧを形成する接地電極１１とを備えている。主体金具３０の棚部３８と、絶縁体５０の段部５５との間には、板パッキン（リング状部材）６２が配置されている。板パッキン６２は、棚部３８のテーパ面３８ａおよび段部５５のテーパ面５５ａに接触しているとともに、断面視で先端側に開口した凹み６２ａを有している。【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関に用いられるスパークプラグに関する。

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、軸状の中心電極と、その中心電極を先端側で保持し軸方向に延びる絶縁体と、その絶縁体を内側に保持する筒状の主体金具とを有している。スパークプラグは、中心電極の先端部と、主体金具の先端部に取り付けられた接地電極との間で火花放電が発生するように構成されている。

近年、エンジンの高効率化や燃費向上のために、エンジンに設けられるバルブ径を拡大したり、水廻り改善のためにエンジンに対してより大きなウォータージャケットを確保したりすることが行われている。これにより、エンジンに取り付けられるスパークプラグの設置スペースが小さくなるため、スパークプラグの小径化が要求される。

スパークプラグを小径化すると、主体金具の筒状部の内径は小さくなる。一方、高電圧が印加される中心電極を保持する絶縁体の肉厚は、電気的あるいは機械的な特性等による制約のため、ある程度の厚さを確保することが望ましい。このような主体金具と絶縁体とを組み付ける場合、互いの軸線が位置ずれした状態で組み付けられると、絶縁体が主体金具の内面に当たり、絶縁体が破損してしまうおそれがある。

特開２００７－７３２２４号公報

そのため、スパークプラグには、主体金具と絶縁体とが直接接触することで発生し得る絶縁体の割れを防ぐために、リング状のパッキング部材（板パッキンとも呼ばれる）が設けられている。板パッキンは、主体金具の内面と絶縁体の外面との間に配置されている。

このような板パッキンは、高熱伝導性を有する金属で形成することができる。これにより、絶縁体で発生した熱を、板パッキンを介して主体金具へと放熱させることができる。例えば、特許文献１に開示されているスパークプラグは、主体金具１と絶縁碍子２との間に介挿されたリング状部材３０を有している。このリング状部材３０は、絶縁碍子２の軸方向に離間した少なくとも２箇所において、絶縁碍子２から主体金具１へ放熱する放熱経路を形成する。

また、スパークプラグは、内燃機関に取り付けられた際に、内燃機関の発火部の気密性を確保できる構造を有していることが求められる。そのため、板パッキンも、主体金具の内面と絶縁体の外面との間の気密性を向上させることのできる構成であることが望ましい。

そこで、本発明では、組み付け時の絶縁体の割れを抑制しつつ、発火部の気密性を向上させることのできるリング状部材を有するスパークプラグを提供することを目的とする。

本発明の一局面にかかるスパークプラグは、軸線に沿って延びると共に、前記軸線の方向の先端側に向かうにつれて内径が縮経する棚部を有する略筒状の主体金具と、少なくとも一部が前記主体金具の内部に配置され、前記先端側に向かうにつれて外径が縮経する段部を有する絶縁体と、前記棚部と前記段部との間に配置されているリング状部材と、前記絶縁体の先端に配置され、前記軸線に沿って延びる中心電極と、前記主体金具に接合され、前記中心電極との間でギャップを形成する接地電極とを備えている。このスパークプラグにおいて、前記リング状部材は、前記棚部のテーパ面および前記段部のテーパ面に接触しているとともに、前記軸線を含む断面視で、前記先端側に開口した凹みを有している。

上記のスパークプラグにおいては、主体金具と絶縁体とが組み付けられた状態で、主体金具の棚部のテーパ面と絶縁体の段部のテーパ面との間に、リング状部材が介在する。これにより、主体金具と絶縁体との組付け時に主体金具の内周面と絶縁体の外周面とが直接接触することで発生し得る絶縁体の割れを抑制することができる。

また、上記の構成によれば、リング状部材が先端側に開口した凹みを有していることで、スパークプラグの火花放電時に、燃焼圧によって凹みの端部が主体金具の内周面および絶縁体の外周面に対して押し付けられる。そのため、内燃機関の燃焼時に、主体金具および絶縁体とリング状部材との隙間が燃焼圧によって塞がりやすくなり、非燃焼時（無圧時）と比較してリング状部材周辺の気密性を向上させることができる。

上記の本発明の一局面にかかるスパークプラグにおいて、前記リング状部材は、前記棚部のテーパ面の前記先端側に連続する前記主体金具の内周面と面接触しており、かつ、前記リング状部材は、前記段部のテーパ面の前記先端側に連続する前記絶縁体の外周面と面接触していてもよい。

上記の構成によれば、リング状部材と主体金具の内周面との接触領域、および、リング状部材と絶縁体の外周面との接触領域がより大きくなり、内燃機関の発火部の気密性をより向上させることができる。

上記の本発明の一局面にかかるスパークプラグにおいて、前記リング状部材の前記先端側の端部の位置は、該端部から前記先端側の前記絶縁体の外周面の耐電圧が前記ギャップの耐電圧よりも大きくなるように規定されていてもよい。

上記の構成によれば、スパークプラグの内部フラッシュオーバーによる失火を防ぐことができる。

上記の本発明の一局面にかかるスパークプラグにおいて、前記リング状部材は、前記軸線を含む断面視で、前記凹みの最深部の位置から前記先端側とは反対側の後端部までの長さが、前記段部のテーパ面の長さよりも長くなっていてもよい。

上記の構成によれば、スパークプラグの火花放電時などに絶縁体で発生する熱を、リング状部材を介して主体金具側へ効率的に伝達させることができる。したがって、スパークプラグの熱引き性の低下をより抑えることができる。

上記の本発明の一局面にかかるスパークプラグにおいて、前記リング状部材は、前記軸線を含む断面視で、前記先端側とは反対側の後端側に開口した第２の凹みをさらに有していてもよい。

上記の構成によれば、第２の凹みが設けられていることで、スパークプラグを加熱した時に起こり得る主体金具およびリング状部材の熱圧縮による応力を絶縁体にかかりにくくすることができる。

以上のように、本発明の一局面にかかるスパークプラグは、上記のようなリング状部材を有していることで、組み付け時の絶縁体の割れを抑制しつつ、発火部の気密性を向上させることができる。

一実施形態にかかるスパークプラグの外観および内部構成を示す片側断面図である。 第１の実施形態にかかるスパークプラグの一部分の構成を示す断面模式図である。この図は、図１に示すスパークプラグのＡで示す部分を拡大して示す図である。 第１の実施形態にかかるスパークプラグの一部分の構成を示す模式図である。この図は、図１に示すスパークプラグのＢで示す部分を拡大して示す図である。 主体金具と絶縁体との間の空間に配置される板パッキンの先端部の断面形状を示す模式図である。 図２に示すスパークプラグの製造に使用される板パッキンの構成を示す模式図である。 第２の実施形態にかかるスパークプラグの一部分の構成を示す断面模式図である。この図は、図１に示すスパークプラグのＡで示す部分を拡大して示す図である。 第３の実施形態にかかるスパークプラグの一部分の構成を示す断面模式図である。この図は、図１に示すスパークプラグのＡで示す部分を拡大して示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

〔第１の実施形態〕
第１の実施形態では、スパークプラグ１を例に挙げて説明する。

（スパークプラグの全体構成）
先ず、スパークプラグ１の全体構成について、図１などを参照しながら説明する。図１には、スパークプラグ１の全体構成を示す。図１では、スパークプラグ１の左側部分の内部構成（すなわち、主体金具３０内に配置される絶縁体５０の構成）も示す。図２には、図１に示すスパークプラグ１のＡで示す部分を拡大して示す。図３には、図１に示すスパークプラグ１のＢで示す部分を拡大して示す。

スパークプラグ１は、絶縁体５０および主体金具３０を備えている。図１では、スパークプラグ１の軸線をＯで示す。以下では、この軸線Ｏと平行な方向を軸線方向と呼び、軸線Ｏと垂直な平面上に位置し、軸線Ｏを中心とする円の径方向を、単に径方向と呼ぶ。

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内には、軸線Ｏに沿って延びる軸孔が形成されている。軸孔の一端側には、中心電極２０が配置される。スパークプラグ１、主体金具３０、および絶縁体５０において、中心電極２０が設けられている側をスパークプラグ１または絶縁体５０の先端側とし、その他端側を後端側とする。絶縁体５０の後端部の軸孔内には、端子金具５９が取り付けられている。

絶縁体５０は、絶縁性、耐熱性、およ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、アルミナ系セラミックなどで形成されている。絶縁体５０は、先端側から順に、主として、先端部５１、先端側胴部５２、ダイヤ部５３、および後端側胴部５４などを有している。

先端部５１は、絶縁体５０の最も先端側に位置している。先端部５１は、その後端側から先端側に向かって徐々に縮径する外径を有している。先端側胴部５２は、先端部５１の後端側に位置している。先端側胴部５２は、その後端側から先端側の全領域において径方向に略一定の外径を有している。ダイヤ部５３は、絶縁体５０の径方向に突出し、最大の外径を有する部分である。後端側胴部５４は、ダイヤ部５３の後端側に位置している。

このような構成を有する絶縁体５０において、先端部５１と先端側胴部５２との間には、先端側に向かうにつれて外径が縮経する段部５５が設けられている。段部５５の外周面は、テーパ面５５ａとなっている。

中心電極２０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の軸孔に保持されている。中心電極２０は、略円柱形状の本体部と、本体部の先端側に位置し、先端側へ向かってテーパ状に縮径している先端部とを有している。略円柱形状の中心電極２０の軸線は、軸線Ｏと概ね一致するように配置されている。

中心電極２０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）等が挙げられる。中心電極２０は、その内部に、熱伝導性に優れた金属、例えば、Ｃｕ（銅）又はＣｕ合金等の金属材料等からなる芯材を有していてもよい。

中心電極２０の先端には、電極先端部２１が設けられている（図３参照）。電極先端部２１は、例えば、円柱状に成形された貴金属チップにて構成することができ、溶接等により中心電極２０の先端に接合される。貴金属チップは、例えば、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｉｒ、およびＲｕから選ばれる１種の貴金属を５０ｗｔ％以上の含有割合で含む。

主体金具３０は、内燃機関のネジ穴に固定される筒状の部材である。本実施形態では、主体金具３０は略円筒形状を有しており、軸線Ｏに沿って延びている。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。すなわち、絶縁体５０の少なくとも一部（具体的には、先端側の一部）は、略円筒形状の主体金具３０の内部に配置されている。

主体金具３０は、導電性を有する金属材料で形成されている。このような金属材料としては、低炭素鋼、あるいは、鉄または銅などを主成分とする金属材料などが挙げられる。主体金具３０の表面には、メッキ処理が施されている。すなわち、主体金具３０の表面には、メッキ膜が形成されている。

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、胴部３６、および棚部３８などを有している。

加締め部３１は、主体金具３０の後端側において絶縁体５０側に屈曲する部位である。主体金具３０と絶縁体５０とが組み付けられた状態で、加締め部３１は、ダイヤ部５３の後端側に位置する。加締め部３１が位置する主体金具３０の内周面と、絶縁体５０の外周面との間には、タルク（滑石）６１が充填されている。

工具係合部３２は、加締め部３１の先端側に接続され内燃機関（シリンダヘッド）のネジ穴に主体金具３０を取り付けるときに使用される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より先端側に位置し、主体金具３０の径方向外側に張り出している。

湾曲部３３は、工具係合部３２と座部３４とを接続する薄肉の部位である。胴部３６は、座部３４の先端側に位置し、外周にネジ溝（図示せず）が形成されている。座部３４と胴部３６のネジ部との間には、環状のガスケット１５が配置される。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３６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。このとき、座部３４とシリンダヘッドとで環状のガスケット１５が挟まれることにより、ネジ穴における気密性が確保される。

棚部３８は、筒状の主体金具３０の内周部において内径を狭めるように形成されている。棚部３８は、胴部３６の軸線方向における略中央部に位置している。棚部３８には、その後端側に、軸線方向の先端側に向かうにつれて内径が縮経するテーパ面３８ａが設けられている。このテーパ面３８ａは、絶縁体５０の段部５５のテーパ面５５ａと対向するように配置される（図２参照）。

また、主体金具３０には、接地電極１１が接合されている。接地電極１１は、略Ｌ字形に屈曲した棒状の形状をなす。接地電極１１の基端部は、主体金具３０の胴部３６の先端面に接合されている。これにより、接地電極１１の先端部は、中心電極２０の電極先端部２１に対向するように配置され、接地電極１１の先端部と中心電極２０の電極先端部２１との間で火花放電が発生するギャップＧ（図３参照）が形成される。

接地電極１１の先端側には、貴金属を含む電極チップで形成された凸部（図示せず）が設けられていてもよい。接地電極１１が凸部を有している構成では、この凸部の先端部と中心電極２０の電極先端部２１との間で火花放電が発生する。

接地電極１１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で形成されている。Ｎｉ基合金に添加される合金元素としては、例えば、Ｍｎ（マンガン）、Ｃｒ（クロム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｆｅ（鉄）等が挙げられる。接地電極１１は、その内部に、熱伝導性に優れた金属、例えば、Ｃｕ（銅）又はＣｕ合金等の金属材料等からなる芯材を有していてもよい。

上記のような構成を有する絶縁体５０および主体金具３０は、それぞれ別部材として製造された後に、互いに組み付けられる。組み付けの工程では、略筒状の主体金具３０の後端部側から絶縁体５０が軸線Ｏに沿って挿入される。

主体金具３０と絶縁体５０とが組み付けられた状態で、絶縁体５０の後端側胴部５４の先端部と、主体金具３０の工具係合部３２の後端部との間には、タルク（滑石）６１が充填される。タルク６１の充填の後、主体金具３０の後端に加締が施されることにより加締め部３１が形成される。このとき、加締め部３１の形成に伴ってタルク６１が軸線方向に押圧され圧縮される。タルク６１が軸線方向に押圧されることにより、絶縁体５０は主体金具３０内で先端側に向けて押圧される。

以上のようにして、主体金具３０と絶縁体５０とが組み付けられ、スパークプラグ１が得られる。

なお、スパークプラグ１では、主体金具３０と絶縁体５０とが組み付けられた状態で、主体金具３０の棚部３８のテーパ面３８ａと絶縁体５０の段部５５のテーパ面５５ａとの間には、板パッキン（リング状部材）６２が介在する。この板パッキン６２が設けられていることで、主体金具３０の内周面と絶縁体５０の外周面とが直接接触することで発生し得る絶縁体５０の割れを抑制することができる。

（板パッキンについて）
以下では、スパークプラグ１に設けられている板パッキン（リング状部材）６２のより詳細な構成ついて、図２および図３などを参照しながら説明する。

板パッキン６２は、主体金具３０の棚部３８のテーパ面３８ａと、絶縁体５０の段部５５のテーパ面５５ａとの間に配置されている。図２に示すように、板パッキン６２は、棚部３８のテーパ面３８ａおよび段部５５のテーパ面５５ａの両方に接触した状態となっている。そして、板パッキン６２は、軸線Ｏを含む断面視（すなわち、スパークプラグ１の縦断面視）で、先端側に開口した凹み６２ａを有している。

板パッキン６２が凹み６２ａを有していることで、内燃機関の発火部（すなわち、スパークプラグ１の先端部側）の気密性を向上させることができる。この点について、図４を参照しながら説明する。図４には、主体金具３０の内周面と絶縁体５０の外周面との間の空間Ｓに配置される板パッキン６２または９６２の先端部の断面形状を模式的に示す。図４では、本実施形態の板パッキン６２の先端側の断面形状を模式図Ａとして示し、従来のスパークプラグに設けられている板パッキン９６２の先端側の断面形状を模式図Ｂとして示す。

上述したように、板パッキン６２は、先端側（図４では、下方）に開口した凹み６２ａを有している。一方、従来の板パッキン９６２は、先端側（図４では、下方）に突出した凸部９６２ａを有している。このような凸部９６２ａは、主体金具と絶縁体との組み付け時に、略長方形の断面形状を有する板パッキンを主体金具と絶縁体との隙間に挟み込んだ状態で圧縮させることによって形成される。

図４には、スパークプラグの先端側のギャップＧにおいて火花放電が発生したときに板パッキンにかかる燃焼圧を矢印で示す。

凸部９６２ａを有する板パッキン９６２では、板パッキン９６２の外周面（すなわち、主体金具３０との接触面）および内周面（すなわち、絶縁体５０との接触面）に形成される小さな隙間に、比較的大きな燃焼圧がかかる傾向にある（図４のＢ参照）。これにより、スパークプラグの火花放電時に、板パッキン９６２と主体金具３０の内周面との間、および、板パッキン９６２と絶縁体５０の外周面との間から、空気が漏れ出しやすくなる。そのため、従来の板パッキン９６２を備えるスパークプラグでは、火花放電時に内燃機関の燃焼室側から燃焼圧を受けることで、無圧時（非燃焼時）に比べて板パッキン９６２周辺の気密性が低下する可能性がある。

一方、凹み６２ａを有する板パッキン６２の場合には、凹み６２ａの湾曲面の各部分に対して垂直な方向に燃焼圧がかかる傾向にある（図４のＡ参照）。これにより、スパークプラグの火花放電時に、板パッキン６２の凹み６２ａの端部は、燃焼圧によって主体金具３０の内周面および絶縁体５０の外周面に対して押し付けられる。そのため、主体金具３０および絶縁体５０と板パッキン６２との隙間は、燃焼圧によって塞がりやすくなる。したがって、板パッキン６２を備えるスパークプラグ１では、火花放電時に内燃機関の燃焼室側から燃焼圧を受けることで、無圧時（非燃焼時）に比べて板パッキン６２周辺の気密性を向上させることができる。

以上より、本実施形態にかかるスパークプラグ１では、火花放電時における内燃機関の発火部の気密性を向上させることができる。したがって、内燃機関の燃焼時の燃焼ガスの漏洩を抑制できるスパークプラグ１を提供することができる。

図２に示すように、板パッキン６２は、主体金具３０の棚部３８のテーパ面３８ａの全領域Ａに接触していることが好ましい。また、板パッキン６２は、絶縁体５０の段部５５のテーパ面５５ａの全領域Ｂに接触していることが好ましい。ここで、テーパ面３８ａの全領域Ａとは、テーパ面３８ａの先端側の端部の曲面のＲ中心の位置から、テーパ面３８ａの後端側の端部の曲面のＲ中心の位置までの領域を意味する。また、ここで、テーパ面５５ａの全領域Ｂとは、テーパ面５５ａの先端側の端部の曲面のＲ中心の位置から、テーパ面５５ａの後端側の端部の曲面のＲ中心の位置までの領域を意味する。

上記の構成によれば、スパークプラグ１の火花放電時などに絶縁体５０で発生する熱を、板パッキン６２を介して主体金具３０側へ効率的に伝達させることができる。すなわち、スパークプラグ１の熱引き性の低下を抑えることができる。

さらに、本実施形態では、板パッキン６２は、主体金具３０の棚部３８のテーパ面３８ａの先端側に連続する主体金具３０の内周面３８ｂと面接触しており、かつ、絶縁体５０の段部５５のテーパ面５５ａの先端側に連続する絶縁体５０の外周面５１ａと面接触している。

本実施形態では、軸線Ｏを含む断面視の状態で、凹み６２ａを形成している板パッキン６２の先端側の各端部を、第１端部６２ｂおよび第２端部６２ｃと呼ぶ。第１端部６２ｂは、主体金具３０の内周面と絶縁体５０の外周面との間の隙間において主体金具３０側に位置している。第２端部６２ｃは、主体金具３０の内周面と絶縁体５０の外周面との間の隙間において絶縁体５０側に位置している。

図２に示す例では、第１端部６２ｂの外面（凹み６２ａの形成面とは反対側の面）の略全体が、主体金具３０の内周面３８ｂと面接触している。また、図２に示す例では、第２端部６２ｃの外面（凹み６２ａの形成面とは反対側の面）の略全体が、絶縁体５０の外周面５１ａと面接触している。

上記の構成によれば、板パッキン６２と主体金具３０の内周面との接触領域、および、板パッキン６２と絶縁体５０の外周面との接触領域がより大きくなり、内燃機関の発火部の気密性をより向上させることができる。また、上記の構成によれば、スパークプラグ１の熱引き性の低下をより抑えることができる。

なお、凹み６２ａの深さＨ（図２参照）は、大きいほど気密性を向上させることができる。ここで、深さＨは、板パッキン６２の第１端部６２ｂおよび第２端部６２ｃの位置（図２の位置Ｆ）から凹み６２ａの最深部（図３の位置Ｄ）までの最短距離（互いの垂線の長さ）を意味する。

例えば、深さＨは、０．０１ｍｍ以上とすることができる。言い換えると、板パッキン６２の先端部において、０．０１ｍｍ以上の深さＨを有する形状のものを、板パッキン６２の凹み６２ａと呼ぶことができる。

また、板パッキン６２は、軸線Ｏを含む断面視で、凹み６２ａの最深部の位置から先端側とは反対側の後端部までの長さ（すなわち、図２における矢印Ｋの長さ）が、段部５５のテーパ面５５ａの長さ（すなわち、図２における領域Ｂの長さ）よりも長くなっていることが好ましい。なお、ここで矢印Ｋは、段部５５のテーパ面５５ａ（すなわち、矢印Ｂ）と平行な関係にある。このようにすることで、スパークプラグ１の熱引き性の低下をさらに抑えることができる。

また、本実施形態では、板パッキン６２の先端側の端部の位置は、この端部から先端側の絶縁体５０の外周面５１ａの耐電圧がギャップＧの耐電圧よりも大きくなるように規定されている。この点について、図３を参照しながら説明する。

図３では、板パッキン６２の先端側の第２端部６２ｃの位置をＦとする。この位置Ｆは、接地電極１１の先端部と中心電極２０の電極先端部２１との間のギャップＧの耐電圧に基づいて決めることができる。すなわち、絶縁体５０における段部５５より先端側の耐電圧がギャップＧの耐電圧よりも大きくなるように、板パッキン６２の配置位置が決められることが好ましい。これにより、スパークプラグ１の内部フラッシュオーバーによる失火を防ぐことができる。

ここで、絶縁体５０における段部５５より先端側の耐電圧は、絶縁体５０の先端部５１側における板パッキン６２が設けられていない領域（すなわち、図３に示す位置Ｆから先端部５１の最端部までの領域）における絶縁体５０の表面（外周面５１ａ）の耐電圧となる。

なお、耐電圧の試験は、例えば、エアー圧を０．５～１．０ＭＰａとし、温度２０～３０℃の環境下において、スパークプラグの放電を、例えば、５００回程度繰り返すことによって行うことができる。その結果、いずれの試験においてもギャップＧ側で放電が起こる（すなわち、絶縁体５０の外周面５１ａ側で放電が起こらない）場合に、絶縁体５０における段部５５より先端側の耐電圧がギャップＧの耐電圧よりも大きいと判断することができる。

続いて、上記のような板パッキン６２を有するスパークプラグ１を製造する方法について説明する。本実施形態にかかるスパークプラグ１において、主体金具３０および絶縁体５０の構成については、従来公知の構成が適用できる。そのため、主体金具３０および絶縁体５０の製造方法については、説明を省略する。

図５には、主体金具３０と絶縁体５０とを組み付ける際に使用される板パッキン６２の外観構成を示す。また、図５の破線枠内には、板パッキン６２のＸ－Ｘ線部分の断面構成を示す。

スパークプラグ１に組み付けられる前の板パッキン６２は、略円筒形状を有している。板パッキン６２は、主体金具３０を形成している金属材料（例えば、Ｃｕ、Ｆｅなど）よりも柔らかい材料で形成されている。これにより、絶縁体と主体金具とを組み付けた際に起こり得る絶縁体の割れを抑制することができる。より具体的には、板パッキン６２は、アルミニウム（Ａｌ）などの比較的柔らかい金属材料で形成することができる。また、板パッキン６２の表面は、めっき層で被覆されていてもよい。

図５の破線枠内に示すように、板パッキン６２は、筒状部分の内周面に凹部６２Ａを有している。このような凹部６２Ａを有する板パッキン６２を絶縁体５０と主体金具３０との間に挟み込んだ状態で、筒状の主体金具３０内に絶縁体５０を挿入して押し込むことで、板パッキン６２は圧縮されて変形する。これにより、例えば、図２に示すような凹み６２ａを有する板パッキン６２が形成される。

なお、めっき層を有する板パッキン６２の場合には、内部の母材自体に凹部６２Ａが設けられている。これにより、組み付け後のスパークプラグ１において、凹み６２ａを有する板パッキン６２を形成することができる。

また、板パッキン６２の寸法は、絶縁体５０および主体金具３０の寸法に応じて適宜変更される。一例では、板パッキン６２の厚さｔ（図５参照）は、約０．４ｍｍ程度とすることができる。この場合、板パッキン６２の幅ｗ（図５参照）は、０．４ｍｍ以上とすることができる。

（第１の実施形態のまとめ）
以上のように、本実施形態のスパークプラグ１は、軸線Ｏに沿って延びる略筒状の主体金具３０と、少なくとも一部が主体金具３０の内部に配置されている絶縁体５０と、絶縁体５０の先端に配置されている中心電極２０と、主体金具３０に接合され、中心電極２０との間でギャップＧを形成する接地電極１１とを備えている。主体金具３０は、軸線Ｏの方向の先端側に向かうにつれて内径が縮経する棚部３８を有している。絶縁体５０は、先端側に向かうにつれて外径が縮経する段部５５を有している。主体金具３０の棚部３８と、絶縁体５０の段部５５との間には、板パッキン（リング状部材）６２が配置されている。板パッキン６２は、棚部３８のテーパ面３８ａおよび段部５５のテーパ面５５ａに接触しているとともに、断面視で先端側に開口した凹み６２ａを有している。

本実施形態のスパークプラグ１においては、主体金具３０と絶縁体５０とが組み付けられた状態で、主体金具３０の棚部３８のテーパ面３８ａと絶縁体５０の段部５５のテーパ面５５ａとの間に、板パッキン６２が介在する。これにより、主体金具３０と絶縁体５０との組付け時に、主体金具３０の内周面と絶縁体５０の外周面とが直接接触することで発生し得る絶縁体５０の割れを抑制することができる。

また、本実施形態のスパークプラグ１は、板パッキン６２が凹み６２ａを有していることで、スパークプラグ１が備えられている内燃機関の燃焼時の圧力によって凹み６２ａが押されることにより、板パッキン６２周辺の気密性を向上させることができる。したがって、内燃機関の燃焼時の燃焼ガスの漏洩を抑制できるスパークプラグ１が得られる。

〔第２の実施形態〕
続いて、第２の実施形態にかかるスパークプラグ１について説明する。スパークプラグ１全体の概略構成については、第１の実施形態と同様の構成が適用できる。図６には、第２の実施形態にかかるスパークプラグ１の一部分の構成を示す。この図は、図１に示すスパークプラグのＡで示す部分を拡大して示す図である。

本実施形態にかかるスパークプラグ１は、板パッキン（リング状部材）１６２を備えている。図６に示すように、板パッキン１６２は、主体金具３０の棚部３８のテーパ面３８ａと、絶縁体５０の段部５５のテーパ面５５ａとの間に配置されている。板パッキン１６２は、棚部３８のテーパ面３８ａおよび段部５５のテーパ面５５ａの両方に接触した状態となっている。そして、板パッキン１６２は、軸線Ｏを含む断面視（すなわち、スパークプラグ１の縦断面視）で、先端側に開口した凹み６２ａを有している。

上述した第１の実施形態の板パッキン６２では、第１端部６２ｂの外面の略全領域が、主体金具３０の内周面３８ｂと面接触しており、第２端部６２ｃの外面の略全領域が、絶縁体５０の外周面５１ａと面接触している（図２参照）。

これに対して、本実施形態の板パッキン１６２では、第１端部６２ｂの外面（凹み６２ａの形成面とは反対側の面）と、主体金具３０の内周面３８ｂとの間には、空間ｓ１が形成されている。また、本実施形態の板パッキン１６２では、第２端部６２ｃの外面（凹み６２ａの形成面とは反対側の面）と、絶縁体５０の外周面５１ａとの間には、空間ｓ２が形成されている。

なお、第１端部６２ｂの先端部は、主体金具３０の内周面３８ｂと接触している。また、第２端部６２ｃの先端部は、絶縁体５０の外周面５１ａと接触している。これにより、スパークプラグの火花放電時に、板パッキン１６２の凹み６２ａを形成している第１端部６２ｂおよび第２端部６２ｃの先端部は、燃焼圧によって主体金具３０の内周面３８ｂおよび絶縁体５０の外周面５１ａに対して押し付けられる。そのため、板パッキン１６２を備えるスパークプラグ１では、燃焼時の圧力によって、無圧時（非燃焼時）に比べて板パッキン６２周辺の気密性を向上させることができる。

なお、第１の実施形態と同様に、本実施形態においても、板パッキン１６２は、主体金具３０の棚部３８のテーパ面３８ａの全領域Ａに接触していることが好ましい。また、板パッキン１６２は、絶縁体５０の段部５５のテーパ面５５ａの全領域Ｂに接触していることが好ましい。

これにより、スパークプラグ１の火花放電時などに絶縁体５０で発生する熱を、板パッキン１６２を介して主体金具３０側へ効率的に伝達させることができる。すなわち、スパークプラグ１の熱引き性の低下を抑えることができる。

本実施形態にかかるスパークプラグ１を製造する方法は、第１の実施形態で説明したスパークプラグ１を製造する方法と同様の方法が適用できる。

〔第３の実施形態〕
続いて、第３の実施形態にかかるスパークプラグ１について説明する。スパークプラグ１全体の概略構成については、第１の実施形態と同様の構成が適用できる。図７には、第３の実施形態にかかるスパークプラグ１の一部分の構成を示す。この図は、図１に示すスパークプラグのＡで示す部分を拡大して示す図である。

本実施形態にかかるスパークプラグ１は、板パッキン（リング状部材）２６２を備えている。図７に示すように、板パッキン２６２は、主体金具３０の棚部３８のテーパ面３８ａと、絶縁体５０の段部５５のテーパ面５５ａとの間に配置されている。板パッキン２６２は、棚部３８のテーパ面３８ａおよび段部５５のテーパ面５５ａの両方に接触した状態となっている。

板パッキン２６２は、第１の実施形態の板パッキン６２などと同様に、軸線Ｏを含む断面視（すなわち、スパークプラグ１の縦断面視）で、先端側に開口した凹み６２ａを有している。板パッキン２６２が凹み６２ａを有していることで、内燃機関の発火部（すなわち、スパークプラグ１の先端部側）の気密性を向上させることができる。

さらに、本実施形態の板パッキン２６２は、軸線Ｏを含む断面視で、先端側とは反対側の後端側に開口した第２の凹み２６２ｄを有している。このような第２の凹み２６２ｄが設けられていることで、スパークプラグ１を加熱した時に起こり得る主体金具３０および板パッキン２６２の熱圧縮による応力を絶縁体５０にかかりにくくすることができる。そのため、スパークプラグ１の加熱時に起こり得る絶縁体５０の破損の可能性を低減させることができる。

ここで、板パッキン２６２において、軸線Ｏを含む断面視で、凹み６２ａの最深部の位置から第２の凹み２６２ｄの最深部の位置までの長さをＫ２とする。スパークプラグ１の火花放電時に絶縁体５０において発生する熱をより効率的に外部へ放出するためには、Ｋ２の長さはできるだけ長くすることが好ましい。例えば、長さＫ２は、絶縁体５０の段部５５のテーパ面５５ａの長さ（すなわち、図２における領域Ｂの長さ）よりも長くなっていることが好ましい。

本実施形態にかかるスパークプラグ１を製造する方法は、第１の実施形態で説明したスパークプラグ１を製造する方法と同様の方法が適用できる。なお、第２の凹み２６２ｄを有する板パッキン２６２を形成するためには、図５に示す板パッキン６２において、筒状部分の内周面に加えて、外周面にも凹部６２Ａを形成しておくことが好ましい。これにより、凹み６２ａおよび第２の凹み２６２ｄを有する板パッキン２６２を形成することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。また、本明細書で説明した異なる実施形態の構成を互いに組み合わせて得られる構成についても、本発明の範疇に含まれる。

１ ：スパークプラグ
１１ ：接地電極
２０ ：中心電極
３０ ：主体金具
３８ ：（主体金具の）棚部
３８ａ ：（棚部の）テーパ面
３８ｂ ：（主体金具の）内周面
５０ ：絶縁体
５１ａ ：（絶縁体の）外周面
５５ ：（絶縁体の）段部
５５ａ ：（段部の）テーパ面
６２ ：板パッキン（リング状部材）
６２ａ ：凹み
１６２ ：板パッキン（リング状部材）
２６２ ：板パッキン（リング状部材）
２６２ｄ：第２の凹み
Ｇ ：ギャップ
Ｏ ：軸線

Claims (5)

1. 軸線に沿って延びると共に、前記軸線の方向の先端側に向かうにつれて内径が縮経する棚部を有する略筒状の主体金具と、
   少なくとも一部が前記主体金具の内部に配置され、前記先端側に向かうにつれて外径が縮経する段部を有する絶縁体と、
   前記棚部と前記段部との間に配置されているリング状部材と、
   前記絶縁体の先端に配置され、前記軸線に沿って延びる中心電極と、
   前記主体金具に接合され、前記中心電極との間でギャップを形成する接地電極と
   を備えているスパークプラグであって、
   前記リング状部材は、前記棚部のテーパ面および前記段部のテーパ面に接触しているとともに、前記軸線を含む断面視で、前記先端側に開口した凹みを有している、スパークプラグ。
2. 前記リング状部材は、前記棚部のテーパ面の前記先端側に連続する前記主体金具の内周面と面接触しており、かつ、
   前記リング状部材は、前記段部のテーパ面の前記先端側に連続する前記絶縁体の外周面と面接触している、
   請求項１に記載のスパークプラグ。
3. 前記リング状部材の前記先端側の端部の位置は、該端部から前記先端側の前記絶縁体の外周面の耐電圧が前記ギャップの耐電圧よりも大きくなるように規定されている、
   請求項１または２に記載のスパークプラグ。
4. 前記リング状部材は、
   前記軸線を含む断面視で、前記凹みの最深部の位置から前記先端側とは反対側の後端部までの長さが、前記段部のテーパ面の長さよりも長くなっている、
   請求項１から３の何れか１項に記載のスパークプラグ。
5. 前記リング状部材は、前記軸線を含む断面視で、前記先端側とは反対側の後端側に開口した第２の凹みをさらに有している、
   請求項１から４の何れか１項に記載のスパークプラグ。
   

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