JP5399946B2 - スパークプラグ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関において電気的に火花を発生させることによって燃料に着火させるスパークプラグ（点火プラグ）に関する。

スパークプラグには、中心電極を保持する絶縁碍子の外周に主体金具をカシメ固定したものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。このようなスパークプラグの主体金具は、外周方向に張り出した鍔状（フランジ状）の二つの鍔状部を備え、これら二つの鍔状部の間には、カシメ固定時に外周方向に膨出した円筒状の溝部が形成される。主体金具の鍔状部としては、例えば、スパークプラグをエンジンヘッドに取り付けるための工具に嵌合する多角形状の工具嵌合部や、エンジンヘッドに向けてガスケットを圧縮する胴部などがある。

特開平１１−３４５６７６公報

近年、内燃機関の燃費改善や排出ガス低減を解決する種々の対策の一つとして、スパークプラグの小径化が検討されているが、スパークプラグの小型化に伴う主体金具の強度低下について十分な考慮がなされていなかった。例えば、スパークプラグを小型化する縮小比率で主体金具をそのまま小型化した場合、主体金具における溝部の強度を十分に確保できず、衝撃や応力腐食によってクラック（割れ）が発生してしまう場合があるという問題があった。

本発明は、上記した課題を踏まえ、主体金具における溝部の強度を確保した上でスパークプラグを小型化することができる技術を提供することを目的とする。

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、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明の一形態は、棒状の中心電極と；前記中心電極の外周を電気的に絶縁する絶縁碍子と；前記絶縁碍子の外周にカシメ固定された主体金具であって、外周方向に膨出した円筒状の溝部と、前記溝部の一端に隣接し、前記溝部よりも外周方向に張り出した多角形状の工具嵌合部と、前記溝部の前記一端とは異なる他端に隣接し、前記溝部よりも外周方向に張り出した胴部とを含む主体金具と；前記主体金具に接合され、前記中心電極との間に火花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であって、前記工具嵌合部の多角形状の対向する二辺の間の対辺間距離Ｓは１２ｍｍ以下であり、前記溝部の前記一端における断面係数Ｚ１と、前記溝部の前記他端における断面係数Ｚ２との関係は、Ｚ１≦Ｚ２を満たし、前記断面係数Ｚ１は、Ｚ１≧４９ｍｍ ³ を満たし、前記断面係数Ｚ２は、Ｚ２≧５３ｍｍ ³ を満たすことを特徴とするスパークプラグである。この形態によれば、工具嵌合部の対辺間距離が１２ｍｍ以下であっても溝部の耐衝撃強度を確保することができる。したがって、主体金具における溝部の強度を確保した上でスパークプラグを小型化することができる。

［適用例１］ 適用例１のスパークプラグは、棒状の中心電極と、前記中心電極の外周を電気的に絶縁する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の外周にカシメ固定された主体金具であって、外周方向に膨出した円筒状の溝部と、前記溝部の一端に隣接し、前記溝部よりも外周方向に張り出した多角形状の工具嵌合部と、前記溝部の前記一端とは異なる他端に隣接し、前記溝部よりも外周方向に張り出した胴部とを含む主体金具と、前記主体金具に接合され、前記中心電極との間に火花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であって、前記工具嵌合部の多角形状の対向する二辺の間の対辺間距離Ｓは１２ｍｍ以下であり、前記溝部の前記一端における断面係数Ｚ１と、前記溝部の前記他端における断面係数Ｚ２との関係は、Ｚ１≦Ｚ２を満たすことを特徴とする。適用例１のスパークプラグによれば、工具嵌合部の対辺間距離が１２ｍｍ以下であっても溝部の耐衝撃強度を確保することができる。したがって、主体金具における溝部の強度を確保した上でスパークプラグを小型化することができる。

［適用例２］ 適用例１のスパークプラグにおいて、前記断面係数Ｚ１は、Ｚ１≧４９ｍｍ^３を満たすと良い。適用例２のスパークプラグによれば、溝部の耐衝撃強度を十分に確保することができる。

［適用例３］ 適用例１または適用例２のスパークプラグにおいて、前記溝部において最大外径をとる最外部から前記一端までの距離Ａ、および前記最外部から前記他端までの距離Ｂと、前記断面係数Ｚ２との関係は、Ａ＞Ｂの場合、Ｚ２≧６２ｍｍ^３を満たし、Ａ≦Ｂの場合、Ｚ２≧５３ｍｍ^３を満たすと良い。適用例３のスパークプラグによれば、最外部から溝部の一端までの距離Ａと、最外部から溝部の他端までの距離Ｂとの関係に応じて、溝部の耐衝撃強度を十分に確保することができる。

［適用例４］ 適用例１ないし適用例３のいずれかのスパークプラグにおいて、前記胴部の肉厚であって前記溝部の前記他端に隣接する部位から前記中心電極の軸心に沿った肉厚Ｃは、Ｃ≧３ｍｍを満たすと良い。適用例４のスパークプラグによれば、溝部に加わる衝撃を緩和させることができる。

［適用例５］ 適用例１ないし適用例４のいずれかのスパークプラグにおいて、前記溝部の前記一端から前記他端までの距離Ｄと、前記一端および前記他端を結ぶ直線から前記最外部までの距離Ｈとの関係は、（Ｈ／Ｄ）≦０．１７を満たすと良い。適用例５のスパークプラグによれば、応力腐食割れへの耐性を向上させることができる。

［適用例６］ 適用例１ないし適用例５のいずれかのスパークプラグにおいて、前記主体金具はニッケルメッキされても良い。適用例６のスパークプラグによれば、応力腐食割れに比較的に弱いニッケルメッキされた主体金具を利用しながら、主体金具における溝部の強度を確保した上でスパークプラグを小型化することができる。

［適用例７］ 適用例１ないし適用例６のいずれかのスパークプラグにおいて、前記カシメ固定は冷間カシメであっても良い。適用例７のスパークプラグによれば、溝部の膨出が最外部を挟んで非対称になり易い冷間カシメを主体金具のカシメ固定に利用しながら、主体金具における溝部の強度を確保した上でスパークプラグを小型化することができる。

本発明の形態は、スパークプラグの形態に限るものではなく、例えば、スパークプラグの主体金具、スパークプラグを備える内燃機関、スパークプラグの製造方法などの種々の形態に適用することも可能である。また、本発明は、前述の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。

スパークプラグを示す部分断面図である。 スパークプラグにおける主体金具の工具嵌合部を軸心に沿った方向から見た断面図である。 スパークプラグにおける主体金具の工具嵌合部、溝部、および胴部を拡大して示す部分断面図である。 溝部の断面係数および距離がスパークプラグの耐衝撃性能に与える影響を調べた評価試験の結果を示す説明図である。 胴部の肉厚がスパークプラグの耐衝撃性能に与える影響を調べた評価試験の結果を示す説明図である。 溝部の膨出比率がスパークプラグの耐応力腐食割れ性能に与える影響を調べた評価試験の結果を示す説明図である。

以上説明した本発明の構成および作用を一層明らかにするために、以下本発明を適用したスパークプラグについて説明する。

Ａ．実施例：
Ａ−１．スパークプラグの構成：
図１は、スパークプラグ１００を示す部分断面図である。図１には、スパークプラグ１００の軸心Ｏ−Ｏを境界として、一方にスパークプラグ１００の外観形状を図示し、他方にスパークプラグ１００の断面形状を図示した。スパークプラグ１００は、中心電極１０と、絶縁碍子２０と、主体金具３０と、接地電極４０とを備える。本実施例では、スパークプラグ１００の軸心Ｏ−Ｏは、中心電極１０、絶縁碍子２０、主体金具３０の各部材の軸心でもある。

スパークプラグ１００において、棒状の中心電極１０の外周は、絶縁碍子２０によって電気的に絶縁されている。中心電極１０の一端は、絶縁碍子２０の一端から突出し、中心電極１０の他端は、絶縁碍子２０の他端へと電気的に接続されている。絶縁碍子２０の外周には、中心電極１０から電気的に絶縁された状態で主体金具３０がカシメ固定されている。主体金具３０には接地電極４０が電気的に接続され、中心電極１０と接地電極４０との間には、火花を発生させる隙間である火花ギャップが形成される。スパークプラグ１００は、内燃機関（図示しない）のエンジンヘッド２００に形成された取付ネジ孔２１０に主体金具３０を螺合させた状態で取り付けられ、２万〜３万ボルトの高電圧が中心電極１０に印加されると、中心電極１０と接地電極４０との間に形成された火花ギャップに火花を発生させる。

スパークプラグ１００の中心電極１０は、有底筒状に成形された電極母材１２の内部に、電極母材１２よりも熱伝導性に優れる芯材１４を埋設した棒状の電極である。本実施例では、中心電極１０は、電極母材１２の先端が絶縁碍子２０の一端から突出する状態で絶縁碍子２０に固定されると共に、シール体１６、セラミック抵抗１７、シール体１８、端子金具１９を介して絶縁碍子２０の他端へと電気的に接続される。本実施例では、中心電極１０の電極母材１２は、インコネル（登録商標）を始めとするニッケルを主成分とするニッケル合金から成り、中心電極１０の芯材１４は、銅または銅を主成分とする合金から成る。

スパークプラグ１００の接地電極４０は、溶接によって主体金具３０に接合され、中心電極１０の軸心Ｏ−Ｏに交差する方向に屈曲して中心電極１０の先端に対向する電極である。本実施例では、接地電極４０は、インコネル（登録商標）を始めとするニッケルを主成分とするニッケル合金から成る。

スパークプラグ１００の絶縁碍子２０は、アルミナを始めとする絶縁性セラミックス材料を焼成して形成される。絶縁碍子２０は、中心電極１０を収容する軸孔２８を有する筒状体であり、中心電極１０が突出する側から軸心Ｏ−Ｏに沿って順に、脚長部２２と、第１碍子胴部２４と、碍子鍔部２５と、第２碍子胴部２６とを備える。絶縁碍子２０の脚長部２２は、中心電極１０が突出する側に向けて外径が小さくなる筒状の部位である。絶縁碍子２０の第１碍子胴部２４は、脚長部２２よりも大きな外径を有する筒状の部位である。絶縁碍子２０の碍子鍔部２５は、第１碍子胴部２４よりも更に大きな外径を有する筒状の部位である。絶縁碍子２０の第２碍子胴部２６は、碍子鍔部２５よりも小さな外径を有する筒状の部位であり、主体金具３０と端子金具１９との間に十分な絶縁距離を確保する。

スパークプラグ１００の主体金具３０は、本実施例では、ニッケルメッキされた低炭素鋼製の部材であるが、他の実施形態において、亜鉛メッキされた低炭素鋼製の部材であっても良いし、無メッキのニッケル合金製の部材であっても良い。本実施例では、絶縁碍子２０に対する主体金具３０のカシメ固定は、冷間カシメであるが、他の実施形態において、熱間カシメであっても良い。

主体金具３０は、中心電極１０が突出する側から軸心Ｏ−Ｏに沿って順に、端面３１と、取付ネジ部３２と、胴部３４と、溝部３５と、工具嵌合部３６と、カシメ部３８とを備える。主体金具３０の端面３１は、取付ネジ部３２の先端に形成された中空円状の面であり、端面３１には、接地電極４０が接合され、端面３１の中央からは、絶縁碍子２０の脚長部２２に包まれた中心電極１０が突出する。主体金具３０の取付ネジ部３２は、エンジンヘッド２００の取付ネジ孔２１０に螺合するネジ山を外周に有する円筒状の部位である。主体金具３０のカシメ部３８は、工具嵌合部３６に隣接して設けられ、主体金具３０を絶縁碍子２０にカシメ固定する際に、絶縁碍子２０の第２碍子胴部２６に密着するように塑性加工された部位である。主体金具３０のカシメ部３８と、絶縁碍子２０の碍子鍔部２５との間の領域には、粉末のタルク（滑石）を充填した充填部６３が形成され、充填部６３は、パッキン６２，６４で封止されている。

主体金具３０の溝部３５は、胴部３４および工具嵌合部３６の間に設けられ、主体金具３０を絶縁碍子２０にカシメ固定する際に外周方向に膨出した部位である。本実施例では、溝部３５の膨出形状は、冷間カシメの結果として部材が外周方向に湾曲した形状であるが、熱間カシメの場合には、圧縮加工により成形された形状である。主体金具３０の胴部３４は、溝部３５に隣接して設けられ、溝部３５よりも外周方向に張り出した鍔状部であり、エンジンヘッド２００に向けてガスケット５０を圧縮する。主体金具３０の工具嵌合部３６は、溝部３５に隣接して設けられ、溝部３５よりも外周方向に張り出した鍔状部であり、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けるための工具（図示しない）に嵌合する多角形状に成形されている。本実施例では、工具嵌合部３６は六角形状であるが、他の実施形態において、四角形や八角形など他の多角形であっても良い。

図２は、スパークプラグ１００における主体金具３０の工具嵌合部３６を軸心Ｏ−Ｏに沿った方向から見た断面図である。なお、図２の断面図は、図１の矢印Ｆ２−Ｆ２によって示す位置で切断した工具嵌合部３６を見た図である。本実施例では、工具嵌合部３６は、図２に示すように、六角レンチ（図示しない）に嵌合する六角形状に成形され、時計回りに、六つの嵌合面３６１，３６２，３６３，３６４，３６５，３６６を有する。これら六つの嵌合面のうち相互に対向する嵌合面３６１，３６４、嵌合面３６２，３６５、嵌合面３６３，３６６の各々の対辺間距離Ｓは、本実施例では１２ｍｍ（ミリメートル）であるが、他の実施形態において、１１ｍｍ、１０ｍｍ、９ｍｍなど１２ｍｍよりも小さくても良い。

図３は、スパークプラグ１００における主体金具３０の工具嵌合部３６、溝部３５、および胴部３４を拡大して示す部分断面図である。主体金具３０の溝部３５は、第１溝端部３５３と、最外部３５５と、第２溝端部３５７とを備える。溝部３５の第１溝端部３５３は、主体金具３０の工具嵌合部３６に隣接する部位である。溝部３５の最外部３５５は、第１溝端部３５３と第２溝端部３５７との間に位置し、溝部３５において最大外径をとる部位である。溝部３５の第２溝端部３５７は、主体金具３０の胴部３４に隣接する部位である。

溝部３５の第１溝端部３５３における軸心Ｏ−Ｏに関する断面係数Ｚ１と、溝部３５の第２溝端部３５７における軸心Ｏ−Ｏに関する断面係数Ｚ２との関係は、Ｚ１≦Ｚ２を満たすことが好ましい。なお、断面係数Ｚ１は、次の数式１で表され、断面係数Ｚ２は、次の数式２で表される。

Ｚ１＝（π／３２）・［｛（ｄ２）^４−（ｄ１）^４｝／（ｄ２）］ …（１）
Ｚ２＝（π／３２）・［｛（ｄ４）^４−（ｄ３）^４｝／（ｄ４）］ …（２）

数式１の「ｄ１」は第１溝端部３５３における内径を示し、「ｄ２」は第１溝端部３５３における外径を示す。数式２の「ｄ３」は第２溝端部３５７における内径を示し、「ｄ４」は第２溝端部３５７における外径を示す。

溝部３５の第１溝端部３５３における断面係数Ｚ１は、Ｚ１≧４９ｍｍ^３を満たすことが好ましい。溝部３５の第２溝端部３５７における断面係数Ｚ２は、溝部３５の第１溝端部３５３から最外部３５５までの軸心Ｏ−Ｏに沿った距離Ａと、溝部３５の最外部３５５から第２溝端部３５７までの軸心Ｏ−Ｏに沿った距離Ｂとの関係で、Ａ＞Ｂの場合、Ｚ２≧６２ｍｍ^３を満たし、Ａ≦Ｂの場合、Ｚ２≧５３ｍｍ^３を満たすことが好ましい。断面係数Ｚ１および断面係数Ｚ２の評価値については後述する。

胴部３４の形状に関し、溝部３５の第２溝端部３５７に隣接する部位から軸心Ｏ−Ｏに沿った胴部３４の肉厚Ｃは、Ｃ≧３．０ｍｍを満たすことが好ましい。胴部３４の肉厚Ｃの評価値については後述する。

溝部３５の第１溝端部３５３から第２溝端部３５７までの軸心Ｏ−Ｏに沿った距離Ｄと、溝部３５の第１溝端部３５３および第２溝端部３５７を結ぶ直線から最外部３５５までの距離Ｈとの関係は、（Ｈ／Ｄ）≦０．１７を満たすことが好ましい。溝部３５が外周方向に膨出する割合を示す膨出比率（Ｈ／Ｄ）の評価値については後述する。

Ａ−２．溝部３５の断面係数Ｚ１，Ｚ２の評価値：
図４は、溝部３５の断面係数Ｚ１，Ｚ２および距離Ａ，Ｂがスパークプラグ１００の耐衝撃性能に与える影響を調べた評価試験の結果を示す説明図である。図４の評価試験では、図４に示すように、断面係数Ｚ１，Ｚ２の値の組み合わせが異なる２０個の試験品を製作し、これらの試験品に対して「ＪＩＳ Ｂ８０３１」に準拠する耐衝撃性試験を実施した。図４の試験品については、断面係数Ｚ１を「７１ｍｍ^３」、「６６ｍｍ^３」、「６２ｍｍ^３」、「５８ｍｍ^３」、「５３ｍｍ^３」、「４９ｍｍ^３」、「４５ｍｍ^３」の各値のいずれかに調整し、断面係数Ｚ２を「７４ｍｍ^３」、「７１ｍｍ^３」、「６６ｍｍ^３」、「６２ｍｍ^３」、「５８ｍｍ^３」、「５３ｍｍ^３」、「４９ｍｍ^３」、「４５ｍｍ^３」の各値のいずれかに調整すると共に、距離Ａ，Ｂの大小関係を変化させた。図４の試験品では、胴部３４の肉厚Ｃを「３．０ｍｍ」とし、溝部３５の膨出比率（Ｈ／Ｄ）を「０．１５」とした。

図４の耐衝撃性試験では、常温および常湿の条件で、試験品を耐衝撃性試験装置に取り付け、毎分４００回の割合で６０分間衝撃を加えた後、主体金具３０の溝部３５を切断した断面におけるクラックの有無を調べた。図４には、試験品を特定する試験品番号に続いて、断面係数Ｚ１の数値、断面係数Ｚ２の数値、距離Ａと距離Ｂとの大小関係、クラックの有無を示した。図４におけるクラックの有無の欄には、溝部３５における第１溝端部３５３側にクラックが有る場合に「Ａ側」と示し、溝部３５における第２溝端部３５７側にクラックが有る場合に「Ｂ側」と示した。

図４の試験結果によれば、特に、断面係数Ｚ１が「６６ｍｍ^３」よりも小さな試験品についてのクラック有無の対比から、断面係数Ｚ１と断面係数Ｚ２との関係が「Ｚ１≦Ｚ２」を満たす場合にはクラック発生を抑制できることが分かった。この結果は、溝部３５の湾曲形状が第１溝端部３５３側よりも第２溝端部３５７側で緩やかになることで、溝部３５に発生する衝撃応力が緩和することに起因すると考えられる。したがって、断面係数Ｚ１と断面係数Ｚ２との関係は、「Ｚ１≦Ｚ２」を満たすことが好適である。

また、図４の試験結果によれば、試験品番号「７１」の試験品のように、断面係数Ｚ１と断面係数Ｚ２との関係が「Ｚ１≦Ｚ２」を満たす場合であっても、断面係数Ｚ１が「４９ｍｍ^３」よりも小さな「４５ｍｍ^３」である場合にはクラックが発生することが分かった。したがって、断面係数Ｚ１は、「Ｚ１≧４９ｍｍ^３」を満たすことが好適である。

また、図４の試験結果によれば、距離Ａと距離Ｂとの関係が「Ａ＞Ｂ」を満たす試験品（特に、試験品番号「２３」、「３３」を参照）についてのクラック有無の対比から、断面係数Ｚ２が「６２ｍｍ^３」以上である場合にはクラック発生を回避できることが分かった。したがって、距離Ａ，Ｂと断面係数Ｚ２との関係は、「Ａ＞Ｂの場合、Ｚ２≧６２ｍｍ^３」を満たすことが好適である。

また、図４の試験結果によれば、距離Ａと距離Ｂとの関係が「Ａ≦Ｂ」を満たす試験品（特に、試験品番号「５２」、「６１」、「６２」、「７１」を参照）についてのクラック有無の対比から、断面係数Ｚ２が「５３ｍｍ^３」以上である場合にはクラック発生を回避できることが分かった。したがって、距離Ａ，Ｂと断面係数Ｚ２との関係は、「Ａ≦Ｂの場合、Ｚ２≧５３ｍｍ^３」を満たすことが好適である。

Ａ−３．胴部３４の肉厚Ｃの評価値：
図５は、胴部３４の肉厚Ｃがスパークプラグ１００の耐衝撃性能に与える影響を調べた評価試験の結果を示す説明図である。図５の評価試験では、図５に示すように、胴部３４の肉厚Ｃが異なる５個の試験品を製作し、これらの試験品に対して、図４の評価試験と同様に、耐衝撃性試験を実施した後、溝部３５におけるクラックの有無を調べた。図５の試験品については、胴部３４の肉厚Ｃを「４．０ｍｍ」、「３．５ｍｍ」、「３．０ｍｍ」、「２．５ｍｍ」、「２．０ｍｍ」の各値に調整した。図５の試験品では、溝部３５の断面係数Ｚ１を「７１ｍｍ^３」とし、溝部３５の断面係数Ｚ２を「６６ｍｍ^３」とし、距離Ａ，Ｂの大小関係を「Ａ＞Ｂ」とし、溝部３５の膨出比率（Ｈ／Ｄ）を「０．１５」とした。図５には、試験品を特定する試験品番号に続いて、肉厚Ｃの数値、クラックの有無を示した。

図５の試験結果によれば、胴部３４の肉厚Ｃが「３．０ｍｍ」以上である場合にはクラック発生を抑制できることが分かった。この結果は、胴部３４の肉厚Ｃの増大に伴い胴部３４の剛性が高くなることで、溝部３５に加わる取付ネジ部３２を支点とする衝撃曲げモーメントが緩和することに起因すると考えられる。したがって、胴部３４の肉厚Ｃは、「Ｃ≧３．０ｍｍ」を満たすことが好適である。

Ａ−４．溝部３５の膨出比率（Ｈ／Ｄ）の評価値：
図６は、溝部３５の膨出比率（Ｈ／Ｄ）がスパークプラグ１００の耐応力腐食割れ性能に与える影響を調べた評価試験の結果を示す説明図である。図６の評価試験では、図６に示すように、溝部３５の膨出比率（Ｈ／Ｄ）が異なる５個の試験品を製作し、これらの試験品に対して、応力腐食割れ試験を実施した。図６の試験品については、溝部３５の膨出比率（Ｈ／Ｄ）を「０．１４」、「０．１５」、「０．１６」、「０．１７」、「０．１８」の各値に調整した。図６の試験品では、溝部３５の断面係数Ｚ１を「７１ｍｍ^３」とし、溝部３５の断面係数Ｚ２を「６６ｍｍ^３」とし、胴部３４の肉厚Ｃを「３．０ｍｍ」とし、距離Ａ，Ｂの大小関係を「Ａ＞Ｂ」とした。図６の応力腐食割れ試験では、１３０℃の試験水溶液（硝酸カルシウム四水和物８５ｇ＋硝酸アンモニウム５ｇ＋水１０ｇ）に試験品を６０時間浸し、クラック（応力腐食割れ）の有無を調べた。図５には、試験品を特定する試験品番号に続いて、膨出比率（Ｈ／Ｄ）の数値、クラックの有無を示した。

図６の試験結果によれば、溝部３５の膨出比率（Ｈ／Ｄ）が「０．１７」以下である場合には応力腐食割れを抑制できることが分かった。この結果は、溝部３５の膨出量を抑制することで、カシメ固定時に発生した溝部３５の残留応力が緩和することに起因すると考えられる。したがって、溝部３５の膨出比率（Ｈ／Ｄ）は、「（Ｈ／Ｄ）≦０．１７」を満たすことが好適である。

Ａ−５．効果：
以上説明したスパークプラグ１００によれば、溝部３５の断面係数Ｚ１，Ｚ２が「Ｚ１≦Ｚ２」を満たすことによって、工具嵌合部の対辺間距離が１２ｍｍ以下であっても溝部３５の耐衝撃強度を確保することができる。したがって、主体金具３０における溝部３５の強度を確保した上でスパークプラグ１００を小型化することができる。また、溝部３５の断面係数Ｚ１が「Ｚ１≧４９ｍｍ^３」を満たすことによって、溝部３５の耐衝撃強度を十分に確保することができる。また、溝部３５の断面係数Ｚ２が、「Ａ＞Ｂ」の場合、「Ｚ２≧６２ｍｍ^３」を満たし、「Ａ≦Ｂ」の場合、「Ｚ２≧５３ｍｍ^３」を満たすことによって、距離Ａ，Ｂとの関係に応じて、溝部３５の耐衝撃強度を十分に確保することができる。また、胴部３４の肉厚Ｃが「Ｃ≧３ｍｍ」を満たすことによって、溝部３５に加わる衝撃を緩和させることができる。また、溝部３５の膨出比率（Ｈ／Ｄ）が「（Ｈ／Ｄ）≦０．１７」を満たすことによって、応力腐食割れへの耐性を向上させることができる。

また、応力腐食割れに比較的に弱いニッケルメッキされた主体金具３０を利用しながら、主体金具３０における溝部３５の強度を確保した上でスパークプラグ１００を小型化することができる。また、溝部３０の膨出が最外部３５５を挟んで非対称になり易い冷間カシメを主体金具３０のカシメ固定に利用しながら、主体金具３０における溝部３５の強度を確保した上でスパークプラグ１００を小型化することができる。

Ｂ．他の実施形態：
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこうした実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において様々な形態で実施し得ることは勿論である。

１０…中心電極
１２…電極母材
１４…芯材
１６…シール体
１７…セラミック抵抗
１８…シール体
１９…端子金具
２０…絶縁碍子
２２…脚長部
２４…第１碍子胴部
２５…碍子鍔部
２６…第２碍子胴部
２８…軸孔
３０…主体金具
３１…端面
３２…取付ネジ部
３４…胴部
３５…溝部
３６…工具嵌合部
３８…カシメ部
４０…接地電極
５０…ガスケット
６２，６４…パッキン
６３…充填部
１００…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２１０…取付ネジ孔
３５３…第１溝端部
３５５…最外部
３５７…第２溝端部
３６１〜３６６…嵌合面
Ｓ…対辺間距離
Ａ，Ｂ，Ｄ，Ｈ…距離
Ｃ…肉厚
Ｚ１…断面係数
Ｚ２…断面係数

Claims (6)

1. 棒状の中心電極と、
   前記中心電極の外周を電気的に絶縁する絶縁碍子と、
   前記絶縁碍子の外周にカシメ固定された主体金具であって、
   外周方向に膨出した円筒状の溝部と、
   前記溝部の一端に隣接し、前記溝部よりも外周方向に張り出した多角形状の工具嵌合部と、
   前記溝部の前記一端とは異なる他端に隣接し、前記溝部よりも外周方向に張り出した胴部と
   を含む主体金具と、
   前記主体金具に接合され、前記中心電極との間に火花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であって、
   前記工具嵌合部の多角形状の対向する二辺の間の対辺間距離Ｓは１２ｍｍ以下であり、
   前記溝部の前記一端における断面係数Ｚ１と、前記溝部の前記他端における断面係数Ｚ２との関係は、Ｚ１≦Ｚ２を満たし、
   前記断面係数Ｚ１は、Ｚ１≧４９ｍｍ ³ を満たし、
   前記断面係数Ｚ２は、Ｚ２≧５３ｍｍ ³ を満たす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、
   前記溝部において最大外径をとる最外部から前記一端までの距離Ａ、および前記最外部から前記他端までの距離Ｂと、前記断面係数Ｚ２との関係は、
   Ａ＞Ｂの場合、Ｚ２≧６２ｍｍ³を満たし、
   Ａ≦Ｂの場合、Ｚ２≧５３ｍｍ³を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
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、前記胴部の肉厚であって前記溝部の前記他端に隣接する部位から前記中心電極の軸心に沿った肉厚Ｃは、Ｃ≧３ｍｍを満たすことを特徴とするスパークプラグ。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、前記溝部の前記一端から前記他端までの距離Ｄと、前記一端および前記他端を結ぶ直線から前記最外部までの距離Ｈとの関係は、（Ｈ／Ｄ）≦０．１７を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、前記主体金具はニッケルメッキされたことを特徴とするスパークプラグ。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、前記カシメ固定は冷間カシメであることを特徴とするスパークプラグ。

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