JP4874415B1 - スパークプラグ - Google Patents

Abstract

【課題】スパークプラグが小径化された場合であっても、主体金具の加締部によって絶縁碍子を強固に保持可能な技術を提供する。
【解決手段】スパークプラグ１００は、先端側から後端側に向けて縮径するテーパ状の後端側段部１５を有する絶縁碍子１０と、後端側段部１５を後端側から加締める加締部５３を有する主体金具５０と、を備える。このスパークプラグ１００は、スパークプラグ１００を軸線と直交する平面に投影したとき後端側段部１５の外縁と加締部５３の内縁とで囲まれる部分の面積Ｓが５ｍｍ²以上２５ｍｍ²以下であり、後端側段部１５のテーパ状の面と、軸線に垂直な平面とがなす角度θ１が、２０°以上６０°以下であり、加締部５３の基部の先端から、加締部５３の内面と後端側段部１５とが接する部分の最も先端側の位置までの軸線に沿った距離Ｌが、０．４ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である。
【選択図】図３

Description

本発明は、スパークプラグに関し、特に、絶縁碍子に主体金具を固定するための技術に関する。

近年、内燃機関の高出力化・省燃費化等の性能向上を目的として内燃機関の設計自由度を高くするために、スパークプラグの小型化・小径化が要望されている。例えば、スパークプラグを小径化することによって、スパークプラグが取り付けられるプラグホールを小径化することができれば、ウォータージャケットや吸排気ポートを拡径化することが可能になる。

ところが、単純にスパークプラグを小径化すると、主体金具に絶縁碍子を固定するために主体金具の一端部に設けられた加締部が小さくなり、例えば、気密漏れや主体金具から絶縁碍子が抜けてしまうといった問題が発生する虞がある（特許文献１参照）。

特開２００７−２５８１４２号公報

上記問題を考慮し、本発明が解決しようとする課題は、スパークプラグが小径化された場合であっても、主体金具の加締部によって絶縁碍子を強固に保持可能な技術を提供することである。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。

［適用例１］軸線に沿った軸孔を有し、後端側から先端側に向けて縮径する先端側段部と、前記先端側段部よりも後端側に位置し先端側から後端側に向けて縮径するテーパ状の後端側段部と、を外周面に有する略筒状の絶縁碍子と、
内周面に設けられ前記絶縁碍子の先端側段部が後端側から係止される係止段部と、後端部に設けられ前記絶縁碍子の後端側段部を後端側から加締める加締部とを有し、前記絶縁碍子の外周に固定される略筒状の主体金具と、を備えたスパークプラグであって、
前記スパークプラグを前記軸線と直交する平面に投影したとき前記後端側段部の外縁と前記加締部の内縁とで囲まれる部分の面積Ｓが５ｍｍ²以上２５ｍｍ²以下であり、
前記後端側段部のテーパ状の面と、前記軸線に垂直な平面とがなす角度θ１が、２０°以上６０°以下であり、
前記加締部の基部の先端から、前記加締部の内面と前記後端側段部とが接する部分の最も先端側の位置までの前記軸線に沿った距離Ｌが、０．４ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である
ことを特徴とするスパークプラグ。

このような構成により、上記面積Ｓを５ｍｍ²以上２５ｍｍ²以下、上記角度θ１を２０°以上６０°以下、上記距離Ｌを０．４ｍｍ以上１．８ｍｍ以下とすることで、小径化されたスパークプラグにおいても、主体金具の後端部に設けられた加締部によって絶縁碍子を強固に保持することが可能になる。

［適用例２］適用例１に記載のスパークプラグであって、前記角度θ１が、２０°以上５０°以下であり、前記距離Ｌが０．８ｍｍ以上１．４ｍｍ以下である、スパークプラグ。
このような構成であれば、主体金具の後端部に設けられた加締部によって絶縁碍子をより強固に保持することが可能になる。

［適用例３］適用例１または適用例２に記載のスパークプラグであって、前記後端側段部のテーパ状の面を外周方向に向けて延伸させたと仮定した場合において、該テーパ状の面と前記加締部の外面とが交わる角度θ２が、１５°以上５０°以下である、スパークプラグ。
このような構成であれば、加締部の耐緩み性を向上させることができる。

［適用例４］適用例１から適用例３までのいずれか一項に記載のスパークプラグであって、前記後端側段部の最外周部分の直径が、７ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、スパークプラグ。
このような構成であれば、後端側段部の最外周部分の直径が７ｍｍ以上１０ｍｍ以下という比較的小径なスパークプラグにおいても、主体金具の加締部によって絶縁碍子を強固に保持することが可能になる。

［適用例５］適用例１から適用例４までのいずれか一項に記載のスパークプラグであって、前記後端側段部と前記加締部の内面とがパッキンを介して接している、スパークプラグ。
このような構成であれば、絶縁碍子の後端側段部と加締部の内面との摩擦力が高まるため、絶縁碍子を主体金具の加締部によってより強固に保持することが可能になる。

本発明は、上述したスパークプラグとしての構成のほか、スパークプラグの製造方法やスパークプラグを備える内燃機関などとしても構成することが可能である。

本発明の一実施形態としてのスパークプラグの部分断面図である。 加締部の内面と絶縁碍子の後端側段部との接触部分を示す拡大図である。 加締部の内面と絶縁碍子の後端側段部との接触部分を示す拡大図である。 加締部の内面と絶縁碍子の後端側段部との接触部分を示す拡大図である。 距離Ｌと肩角度θ１と空気漏洩量との関係を示すグラフである。 蓋角度θ２と空気漏洩量との関係を示すグラフである。 絶縁碍子ダイヤ径Ｄと折れ発生モーメントとの関係を示すグラフである。 加締部の内面と後端側段部との間にパッキンが挿入された例を示す図である。

Ａ．実施形態
図１は本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の部分断面図である。なお、図１において、スパークプラグ１００の軸線方向ＯＤを図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１００の先端側、上側を後端側として説明する。図１において、一点破線で示す軸線Ｏ−Ｏの右側は、外観正面図を示し、軸線Ｏ−Ｏの左側は、スパークプラグ１００の中心軸を通る断面でスパークプラグ１００を切断した断面図を示している。

スパークプラグ１００は、絶縁体としての絶縁碍子１０と、主体金具５０と、中心電極２０と、接地電極３０と、端子金具４０とを備える。主体金具５０には、軸線方向ＯＤに貫通する挿入孔５０１が形成されている。この挿入孔５０１には、絶縁碍子１０が挿入・保持されている。中心電極２０は、絶縁碍子１０内に形成された軸孔１２内に軸線方向ＯＤに保持されている。中心電極２０の先端部は、絶縁碍子１０の先端側に露出している。接地電極３０は、主体金具５０の先端部（図１における下側の端部）に接合されている。端子金具４０は、中心電極２０の後端部（図１における上側の端部）に設けられ、端子金具４０の後端部は絶縁碍子１０の後端側に露出している。

絶縁碍子１０は周知のようにアルミナ等を焼成して形成され、軸中心に軸線方向ＯＤへ延びる軸孔１２が形成された円筒形状を有する。軸線方向ＯＤの略中央には外径が最も大きな鍔部１９が形成されており、それより後端側（図１における上側）には後端側胴部１８が形成されている。鍔部１９と後端側胴部１８との間には、先端側から後端側に向けて縮径するテーパ状の後端側段部１５が形成されている。鍔部１９より先端側（図１における下側）には、後端側胴部１８よりも外径の小さな先端側胴部１７が形成され、さらにその先端側胴部１７よりも先端側に、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は先端側ほど縮径され、スパークプラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド２００に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間には後端側から先端側に向けて縮径する先端側段部１４が絶縁碍子１０の外周面に形成されている。

主体金具５０は、内燃機関のエンジンヘッド２００にスパークプラグ１００を固定するための円筒状の金具である。主体金具５０は、絶縁碍子１０を、その後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位を取り囲むようにして保持している。すなわち、主体金具５０の挿入孔５０１に絶縁碍子１０が挿入され、絶縁碍子１０の先端と後端がそれぞれ主体金具５０の先端と後端から露出するように構成されている。主体金具５０は低炭素鋼材より形成され、全体にニッケルメッキが施されている。主体金具５０の後端部には、図示しないスパークプラグレンチが係合する六角柱形状の工具係合部５１が設けられている。主体金具５０は、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド２００の取付ネジ孔２０１に螺合するネジ山が形成された取付ネジ部５２を備えている。なお、本実施形態では主体金具５０は全体にニッケルメッキが施されていることとしたが、全体に亜鉛メッキが施されていることとしても良い。

主体金具５０の工具係合部５１と取付ネジ部５２との間には、鍔状のシール部５４が形成されている。取付ネジ部５２とシール部５４との間のネジ首５９には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けた際に、シール部５４の座面５５と取付ネジ孔２０１の開口周縁部２０５との間で押し潰されて変形する。このガスケット５の変形により、スパークプラグ１００とエンジンヘッド２００間が封止され、取付ネジ孔２０１を介した内燃機関内からの気密漏れが防止される。

主体金具５０の工具係合部５１より後端側には薄肉の加締部５３が設けられている。また、シール部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に薄肉の圧縮変形部５８が設けられている。製造時において、加締部５３を内側に折り曲げてこの加締部５３の内面を絶縁碍子１０の後端側段部１５に接触させつつ、この加締部５３を先端側に押圧することにより圧縮変形部５８が圧縮変形し、圧縮変形部５８の圧縮変形により、絶縁碍子１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。この押圧により、主体金具５０の先端側の内周面に形成された係止段部５６に、環状の板パッキン８を介して、絶縁碍子１０の先端側段部１４が押圧され、絶縁碍子１０が主体金具５０内に保持される。

中心電極２０は、インコネル（商標名）６００等のニッケルまたはニッケルを主成分とする合金から形成された電極母材２１の内部に、電極母材２１よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主成分とする合金からなる芯材２５を埋設した構造を有する棒状の電極である。通常、中心電極２０は、有底筒状に形成された電極母材２１の内部に芯材２５を詰め、底側から押出成形を行って引き延ばすことで作製される。芯材２５は、胴部分においては略一定の外径をなすものの、先端側においては先細り形状に形成される。中心電極２０の先端部分は、先端に向かって小径となるテーパ状に成形されている。テーパ形状部の先端には、電極チップ９０が接合されている。電極チップ９０は、耐火花消耗性を向上するために、高融点の貴金属を主成分として形成されている。この電極チップ９０としては、例えば、イリジウム（Ｉｒ）や、Ｉｒを主成分としたＩｒ合金によって形成される。

中心電極２０は軸孔１２内を後端側に向けて延設され、シール体４およびセラミック抵抗３を経由して、後方の端子金具４０に電気的に接続されている。端子金具４０には高圧ケーブル（図示外）がプラグキャップ（図示外）を介して接続され、高電圧が印加される。

接地電極３０の電極母材は耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、ニッケル合金が用いられる。本実施形態では、インコネル（商標名）６００（ＩＮＣ６００）と呼ばれるニッケル合金が用いられている。この接地電極３０の母材基端部３２は、主体金具５０の先端面に溶接にて接合されている。接地電極３０の母材先端部３１の一側面は、中心電極２０の電極チップ９０と、軸線Ｏ上で軸線方向ＯＤに対向するように屈曲されている。そして、この接地電極３０の母材先端部３１の一側面と電極チップ９０の先端面との間には火花ギャップが形成される。

図２および図３は、加締部５３の内面と絶縁碍子１０の後端側段部１５との接触部分を示す拡大図である。図２に示すように、本実施形態では、加締部５３の内面と絶縁碍子１０の後端側段部１５との接触を良好に保ち、気密性を高めるため、加締部５３の内面と絶縁碍子１０の後端側段部１５とを軸線Ｏと直交する一平面に投影したときに、後端側段部１５の外縁ＯＥと加締部５３の内縁ＩＥとで囲まれる部分の面積Ｓ（以下、「投影面積Ｓ」という）が５ｍｍ²以上２５ｍｍ²以下であることとした。また、図３に示すように、本実施形態では、後端側段部１５のテーパ状の面と、軸線Ｏに垂直な平面とがなす角度のうちの狭角（以下、「肩角度θ１」という）が、２０°以上６０°以下であることした。また、本実施形態では、加締部５３の基部の先端Ｔ１から、加締部５３の内面と後端側段部１５とが接する部分の最も先端側の位置Ｔ２までの軸線Ｏに沿った距離Ｌが、０．４ｍｍ以上１．８ｍｍ以下であることとした。なお、肩角度θ１および距離Ｌは、肩角度θ１が２０°〜５０°で、かつ、距離Ｌが０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、距離Ｌにおける「加締部５３の基部の先端Ｔ１」とは、工具係合部５１の後端側の斜面５１ａと加締部５３の外面ＯＳとをそれぞれ仮想的に延長した場合に、これらが交わる交点の位置のことをいう。図４に示すように、工具係合部５１の後端側が斜面５１ａではなく水平面５１ｂを有している場合には、「加締部５３の基部の先端Ｔ１」は、この水平面５１ｂと加締部５３の外面ＯＳとの交点の位置とする。

その他、本実施形態では、図３に示すように、後端側段部１５のテーパ状の面を外周方向に向けて延伸させたと仮定した場合において、このテーパ状の面と加締部５３の外面ＯＳとが交わる角度のうちの狭角（以下、「蓋角度θ２」という）が、１５°以上５０°以下であることが好ましい。また、後端側段部１５の最外周部分の直径（以下、「絶縁碍子ダイヤ径Ｄ」という）は、７ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。

以上で説明した本実施形態における各条件をまとめると、次のようになる。
・条件１：投影面積Ｓが、５ｍｍ²以上２５ｍｍ²以下
・条件２：肩角度θ１が、２０°以上６０°以下
・条件３：距離Ｌが、０．４ｍｍ以上１．８ｍｍ以下
・条件４：蓋角度θ２が、１５°以上５０°以下
・条件５：絶縁碍子ダイヤ径Ｄが、７ｍｍ以上１０ｍｍ以下
以下、上述したこれらの条件の根拠を種々の評価試験の結果に基づき説明する。

Ｂ．各種評価試験：
（Ｂ１）条件１〜３について
上記条件１，２に関し、図２に示した投影面積Ｓと図３に示した肩角度θ１とを評価するため、これらの値を適宜変更した複数種類のスパークプラグを用意し、これらについて、「ＪＩＳ Ｂ ８０３１＿７．５項」に準ずる気密試験を実施した。この気密試験の結果を表１に示す。この気密試験では、スパークプラグを１５０℃雰囲気の中に３０分保った後、その状態で、火花ギャップ付近に１．５ＭＰａの空気圧を加えて、プラグの内部から加締部５３を通じて外部に空気が漏れるか否かを確認した。

表１に示すように、本試験では、投影面積Ｓが、３，５，１０，１５，２０，２５，３０ｍｍ²のスパークプラグについて、それぞれ、肩角度θ１を１０°から８０°まで１０°刻みで変更したものを用意し、それぞれについて、上述した試験を行った。そして、加締部５３を通じて気密漏れが生じたものについては、「×」を付し、気密漏れが生じなかったものについては「○」を付した。

表１のように、本試験では、投影面積Ｓが３ｍｍ²のものについては、すべての肩角度θ１について気密漏れが生じた。一方で、投影面積Ｓが３０ｍｍ²のものについては、すべての肩角度θ１について気密漏れは生じなかった。つまり、投影面積Ｓが３０ｍｍ²確保されていれば、肩角度θ１とは無関係に気密漏れが防止できると考えられる。また、投影面積Ｓが５〜２５ｍｍ²のものについては、いずれも、肩角度θ１が１０〜６０°であれば気密漏れが生じず、肩角度θ１が７０〜８０°のものについては気密漏れが生じた。

以上のことから、上記条件１のように、投影面積Ｓが５ｍｍ²以上２５ｍｍ²以下のスパークプラグについては、肩角度θ１が１０°以上６０°以下であれば気密漏れに関しては良好な性能を発揮することが確認できた。

続いて、表１における投影面積Ｓが５ｍｍ²と２５ｍｍ²のスパークプラグについて、それぞれ、肩角度θ１を０°から４０°まで５°刻みで変化させたものを用意し、それぞれについて加締部５３に割れが生じているか否かを目視で確認した。この結果を表２に示す。

この表２に示すように、投影面積Ｓが５ｍｍ²のスパークプラグについても２５ｍｍ²のスパークプラグについても、いずれも肩角度θ１が１５°以下では、加締部５３に割れが生じ、２０°以上では割れは生じていなかった。よって、加締部５３の割れを考慮すると、上記条件２のように、肩角度θ１については、２０°以上であることが好ましい。

なお、肩角度θ１が小さくなれば、製造時における加締めの荷重Ａ（図３参照）に応じて、加締部５３が後端側段部１５を押す荷重Ａｃｏｓθは大きくなる。よって、肩角度θ１が小さいほど、より強い力で絶縁碍子１０を保持することができ、気密性を向上させることができる。しかし、肩角度θ１が小さくなりすぎると、加締部５３は製造時において急激に曲げられることになるため、加締部５３に割れが生じる場合があり、気密性が確保できても強度的に脆弱になる可能性がある。よって、上記条件２の肩角度θ１については、表１および表２に示した試験結果から２０°以上６０°以下と規定し、気密性能と強度との双方を確保することとした。

次に、上記条件３における距離Ｌの評価を行うため、表１における投影面積Ｓが５ｍｍ²と２５ｍｍ²のスパークプラグについて、それぞれ、距離Ｌ（図３参照）を０ｍｍから０．８ｍｍまで０．１ｍｍ刻みで変化させたものを用意し、それぞれについて加締部５３に割れが生じているか否かを目視で確認した。この結果を表３に示す。

この表３に示すように、投影面積Ｓが５ｍｍ²のスパークプラグについても２５ｍｍ²のスパークプラグについても、いずれも距離Ｌが０．３ｍｍ以下では、加締部５３に割れが生じており、０．４ｍｍ以上では割れは生じていなかった。距離Ｌが短すぎる場合には、加締部５３が製造時に急激に曲げられることになり割れが発生すると考えられるからである。よって、加締部５３の割れを考慮すると、上記条件３の距離Ｌについては、０．４ｍｍ以上であることが好ましい。

なお、距離Ｌが長すぎる場合には、火花ギャップ側から絶縁碍子１０を押し上げる力が働いた時に、加締部５３にかかるモーメントが大きくなり、加締部５３の耐力が低下する。そこで、距離Ｌの上限値を評価するため、距離Ｌを０．４ｍｍから２．４ｍｍまで０．２ｍｍ刻みで変化させつつ、更に、肩角度θ１を２０°から８０°まで１０°刻みで変化させたスパークプラグを用意し、上述した気密試験を行った。この結果を図５に示す。

図５（Ａ）は、投影面積Ｓが５ｍｍ²の場合における距離Ｌと肩角度θ１と空気漏洩量との関係を示すグラフである。一方、図５（Ｂ）は、投影面積Ｓが２５ｍｍ²の場合における距離Ｌと肩角度θ１と空気漏洩量との関係を示すグラフである。これらのグラフを参照すると、投影面積Ｓが５ｍｍ²および２５ｍｍ²の両方の場合において、内燃機関の運転に支障のない範囲の漏洩量（１０ｍｌ／ｍｉｎ）以下の空気漏洩量となる条件は、肩角度θ１が２０°〜６０°で、かつ、距離Ｌが０．４ｍｍ以上１．８ｍｍ以下という条件であった。この試験結果は、表１〜表３に示した試験結果とも整合し、上記条件３の距離Ｌの上限が、１．８ｍｍであることが確認された。なお、投影面積Ｓが５ｍｍ²および２５ｍｍ²の両方において空気漏洩量がゼロとなる条件は、肩角度θ１が２０°以上５０°以下で、かつ、距離Ｌが０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下という条件であった。つまり、上記実施形態では、肩角度θ１が２０°〜５０°であり、かつ、距離Ｌが０．８ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることがより好ましいといえる。

（Ｂ２）条件４について
上記条件４では、蓋角度θ２（図３参照）を、１５°以上５０°以下と規定している。この蓋角度θ２について評価するため、上記条件１〜３を満たすスパークプラグ（投影面積Ｓが１５ｍｍ²、肩角度θ１が４０°、距離Ｌが１．２ｍｍ）について、蓋角度θ２を５°から６０°まで５°刻みで変化させたものを用意し、これらの新品時の空気漏洩量と、「ＩＳＯ１１５６５ ３．４．４項」に準ずる熱間振動試験を行った後の空気漏洩量とを上述した気密試験に基づいて測定した。この測定結果を、図６に示す。なお、前述の熱間振動試験では、周波数帯が５０〜５００Ｈｚ、スイープ速度が１オクターブ／ｍｉｎ、加速度が３０Ｇという振動を、加熱状態（約２００℃）にあるスパークプラグの軸線方向とその直交方向とにそれぞれ８時間ずつ与えた。

図６は、蓋角度θ２と空気漏洩量との関係を示すグラフである。この図６に示すように、新品時のスパークプラグについては、蓋角度θ２が５°から６０°までのどのような角度であろうと、空気漏洩量はゼロであった。しかし、熱感振動試験後では、蓋角度θ２が１５°未満および５０°以上において、空気漏洩量は大幅に上昇した。そこで、スパークプラグが取り付けられる内燃機関の運転に支障のない範囲の漏洩量（１０ｍｌ／ｍｉｎ）を考慮すると、蓋角度θ２は、１５°以上５０°以下と規定することが好ましいことが確認された。このような蓋角度θ２であれば、蓋角度θ２が小さすぎることにより後端側段部１５に対する加締部５３のかかりが弱くなり耐緩み性が低下することや、蓋角度θ２が大きすぎることにより加締部５３が絶縁碍子１０を十分に押し下げることができず耐緩み性が低下することを抑制することができる。

（Ｂ３）条件５について
上記条件５では、絶縁碍子ダイヤ径Ｄ（図２，３参照）を、７ｍｍ以上１０ｍｍ以下と規定している。この絶縁碍子ダイヤ径Ｄについて評価するため、上記条件１〜３のいずれかを満たしていないスパークプラグ（投影面積Ｓが１５ｍｍ²、肩角度θ１が１０°、距離Ｌが２ｍｍ）と、上記条件１〜３を満たすスパークプラグ（投影面積Ｓが１５ｍｍ²、肩角度θ１が４０°、距離Ｌが１．２ｍｍ）とについて、それぞれ、絶縁碍子ダイヤ径Ｄを７ｍｍから１４ｍｍまで１ｍｍ刻みで変化させ、「ＪＩＳ Ｂ ８０３１＿７．８項」に準ずる絶縁体強度試験を行い、絶縁碍子に折れが発生したモーメントを測定した。この結果を図７に示す。なお、前述の絶縁体強度試験は、鉄製の試験治具にスパークプラグを規格の最大トルクで締め付け、絶縁碍子の先から５ｍｍ以内の位置に、モーメントアームとスパークプラグに加える荷重との積が１５Ｎ・ｍになるように垂直荷重を徐々に加えていき、割れなどが発生していないかを目視で調べる試験である。この試験では、スパークプラグに衝撃が加わらないように、荷重を加える速度が１０ｍｍ／ｍｉｎ以下に規制されている。

図７は、絶縁碍子ダイヤ径Ｄと折れ発生モーメントとの関係を示すグラフである。この図７に示すように、上記条件１〜３を満たさないスパークプラグは、絶縁碍子ダイヤ径Ｄが１０ｍｍ以下になると、急激に、折れ発生モーメントが小さくなり、その値は、規格値（１５Ｎ・ｍ）以下になる。これに対して、上記条件１〜３を満たすスパークプラグは、絶縁碍子ダイヤ径Ｄが７〜１４ｍｍの範囲では、折れ発生モーメントに有意な差は見られず、いずれも、規格値以上であった。絶縁碍子ダイヤ径Ｄが１０ｍｍでは、上記条件１〜３を満たすスパークプラグと、上記条件１〜３を満たさないスパークプラグとの強度比は、約２．５倍であり、絶縁碍子ダイヤ径Ｄが７ｍｍでは、６倍にもなる。つまり、上記条件１〜３を満たしていれば、絶縁碍子ダイヤ径Ｄが７〜１０ｍｍという比較的小径なスパークプラグであっても、十分な強度を確保可能であることが確認された。

以上で説明した各評価試験の結果によれば、上記実施形態のスパークプラグ１００は、上記条件１〜３を満たすことで、絶縁碍子１０の後端側段部１５と加締部５３との接触部分における強度や気密性、耐力を確保することができる。また、更に、この条件１〜３を満たせば、条件５のように、絶縁碍子ダイヤ径Ｄが小さくなっても、十分に強度を確保することができる。また、更に、条件４を満たせば、耐緩み性についても好適な性能を有するスパークプラグを提供することが可能になる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこのような実施形態に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができる。

例えば、図８に示すように、加締部５３の内面と後端側段部１５との間には、板状のパッキン１６が挿入されていてもよい。こうすることで、加締部５３と後端側段部１５との間の気密性をより向上させることができる。パッキン１６としては、例えば、鉄製のパッキンを用いることができ、鉄製のパッキンには、ニッケルメッキや亜鉛メッキ等のメッキを施すことがより好ましい。メッキを施すことで、メッキの施された加締部５３との間の摩擦係数を大きくすることができるからである。なお、加締部５３の内面と後端側段部１５との間にパッキン１６を挿入する場合には、上記距離Ｌの後端の位置Ｔ２は、加締部５３の内面とパッキン１６とが接する部分のうち最も先端側の位置とする。

３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
８…板パッキン
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
１３…脚長部
１４…先端側段部
１５…後端側段部
１６…パッキン
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…鍔部
２０…中心電極
２１…電極母材
２５…芯材
３０…接地電極
３１…母材先端部
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ネジ部
５３…加締部
５４…シール部
５５…座面
５６…係止段部
５８…圧縮変形部
５９…ネジ首
９０…電極チップ
１００…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２０１…取付ネジ孔
２０５…開口周縁部
５０１…挿入孔

Claims (5)

1. 軸線に沿った軸孔を有し、後端側から先端側に向けて縮径する先端側段部と、前記先端側段部よりも後端側に位置し先端側から後端側に向けて縮径するテーパ状の後端側段部と、を外周面に有する略筒状の絶縁碍子と、
   内周面に設けられ前記絶縁碍子の先端側段部が後端側から係止される係止段部と、後端部に設けられ前記絶縁碍子の後端側段部を後端側から加締める加締部とを有し、前記絶縁碍子の外周に固定される略筒状の主体金具と、を備えたスパークプラグであって、
   前記スパークプラグを前記軸線と直交する平面に投影したとき前記後端側段部の外縁と前記加締部の内縁とで囲まれる部分の面積Ｓが５ｍｍ²以上２５ｍｍ²以下であり、
   前記後端側段部のテーパ状の面と、前記軸線に垂直な平面とがなす角度θ１が、２０°以上６０°以下であり、
   前記加締部の基部の先端から、前記加締部の内面と前記後端側段部とが接する部分の最も先端側の位置までの前記軸線に沿った距離Ｌが、０．４ｍｍ以上１．８ｍｍ以下である
   ことを特徴とするスパークプラグ。
2. 請求項１に記載のスパークプラグであって、
   前記角度θ１が、２０°以上５０°以下であり、前記距離Ｌが０．８ｍｍ以上１．４ｍｍ以下である、スパークプラグ。
3. 請求項１または請求項２に記載のスパークプラグであって、
   前記後端側段部のテーパ状の面を外周方向に向けて延伸させたと仮定した場合において、該テーパ状の面と前記加締部の外面とが交わる角度θ２が、１５°以上５０°以下である、スパークプラグ。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
   前記後端側段部の最外周部分の直径が、７ｍｍ以上１０ｍｍ以下である、スパークプラグ。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
   前記後端側段部と前記加締部の内面とがパッキンを介して接している、スパークプラグ。

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