JP6944601B2 - 点火プラグ - Google Patents

Description

本発明は、点火プラグに関する。

内燃機関（エンジン）に用いられる点火プラグは、特許文献１で開示される点火プラグのように、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状の絶縁体と、絶縁体の外周に設けられる筒状の主体金具と、軸線方向に延びる棒状の中心電極と、を備えた構成が一般的である。特許文献１で開示される点火プラグは、絶縁体に形成された軸孔内の先端側に中心電極が配され、主体金具の先端側に接地電極が設けられ、中心電極と接地電極との間で火花放電が行われるようになっている。

この種の点火プラグでは、中心電極における軸線方向の所定領域に、他の部分よりも外径が大きい大径部が設けられる。一方で、絶縁体の軸孔には、後端向き面が形成され、軸孔内に配置される中心電極は、大径部を後端向き面に係止させた構成で位置決めされる。

特開２０１９−３７２１号公報

近年、燃費の向上や環境規制への対応等を図るために、高過給・高圧縮化等を図ったエンジンが提案されている。この種のエンジンを用いる場合、エンジン動作時に燃焼室内の圧力が大きくなるため、火花放電を発生させるための放電電圧を大きくする必要がある。しかし、放電電圧を大きくすると、中心電極の大径部と主体金具との間で絶縁体を貫通する放電（貫通放電）が生じるリスクが高まり、正常な火花放電に支障を来す懸念がある。

このような貫通放電を抑える方法としては、絶縁体を厚肉化し、絶縁体の耐電圧性能を向上することが考えられる。しかしながら、単に絶縁体を厚肉化するだけでは、その分、主体金具も大径化しなければならず、その結果、プラグ全体の大型化を招くことになる。

本発明は上述した課題の少なくとも一つを解決するためになされたものであって、絶縁体を貫通する放電をより抑制し得る点火プラグを、主体金具の大径化を抑えて実現することを目的とする。

本発明の一態様である点火プラグは、
軸線方向に延びる軸孔を有し、前記軸孔内に後端向き面が形成される筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に配される筒状の主体金具と、
前記軸孔の先端側に配される中心電極と、
を備え、
前記中心電極は、外径が前記中心電極の中で最も大きい大径部を有し、前記大径部が、前記後端向き面に係止されており、
前記主体金具は、前記中心電極よりも後端側に、後端側に向かって内径が拡径する拡径部を有する点火プラグであって、
前記絶縁体は、前記後端向き面の後端から前記拡径部の先端までの領域における自身の一部分である第１部を有し、
前記第１部は、前記領域において厚みが最も大きく、少なくとも前記大径部の外周に配置され、
前記絶縁体は、前記第１部よりも先端側でパッキンを介して前記主体金具に係止されており、
前記絶縁体は、前記領域における前記第１部よりも後端側に、自身の外径が前記第１部の外径よりも小さい第２部を有する。

この点火プラグは、パッキン（主体金具に支持されつつ絶縁体を位置決めする部品）に近い側に第１部が配置され、第１部よりもパッキンから離れた側に第２部が配置される。そして、第１部は、第２部よりも厚肉化された形で中心電極の大径部の外周に配される。
このような構成をなすため、貫通放電の対策がより求められる大径部の周囲において、貫通放電の抑制効果を高めることができる。
しかも、パッキンに近い側は、「絶縁体がより安定的に保持されて主体金具に対して位置ずれしにくい」という特徴があるため、第１部をパッキンに近い側に配置すれば、この特徴を効果的に利用することができる。つまり、パッキンに近い側では、外径が相対的に大きい第１部が配置されて絶縁体の外周面（第１部の外周面）と主体金具の内周面との間の隙間が相対的に小さくなっても、絶縁体の位置ずれが抑えられるため、絶縁体は主体金具に接触しにくくなる。よって、パッキンに近い側では、絶縁体が位置ずれしにくい構造と第１部との併用により、接触の防止と貫通放電の抑制とを両立することができる。
一方、パッキンから離れた側には、外径が相対的に小さい第２部が配置されるため、絶縁体の外周面（第２部の外周面）と主体金具の内周面との間の隙間がより大きく確保される。つまり、パッキンから離れた側では、絶縁体の位置ずれの許容量がより大きくなり、絶縁体が多少位置ずれしても主体金具に接触しにくくなるため、接触防止効果を高めることができる。

上記点火プラグにおいて、第１部は、少なくとも上記領域における中心電極の軸線方向の全範囲の外周に配されていてもよい。
このように構成された点火プラグは、中心電極において上記領域（後端向き面の後端から拡径部の先端までの領域）に配置される部位の軸線方向全範囲を第１部によって囲むことができる。よって、貫通放電が懸念される上記部位において貫通放電をより効果的に抑えることができ、耐電圧性能をより高めることができる。

上記点火プラグでは、上記領域において、絶縁体は、自身の内径が、第１部で最も小さくてもよい。
この点火プラグは、絶縁体の内径が第１部で最も小さくなるため、第１部の肉厚を稼ぎつつ、主体金具と中心電極の間の距離を大きく確保し、第１部付近の静電容量を抑えることができる。よって、中心電極及び接地電極の消耗を抑制できる。

上記点火プラグでは、主体金具は、上記領域における自身の一部分である内径部を有していてもよい。そして、内径部は、上記領域において内径が最大となり、少なくとも第１部の外周に配されていてもよい。
この点火プラグでは、主体金具において上記領域（後端向き面の後端から拡径部の先端までの領域）に配置される部分のうちの内径が最大となる部分（内径部）が、少なくとも第１部の外周に配される。よって、第１部付近では、内径部の存在によって主体金具と中心電極の間の距離がより大きく確保され、静電容量がより抑えられる。ゆえに、中心電極及び接地電極の消耗を抑制できる。また、上記領域（後端向き面の後端から拡径部の先端までの領域）の全部に内径部（内径が最大となる部分）が設けられるのではなく、上記領域の一部分のみに選択的に設けられる。よって、上記領域の全範囲に上記内径部を設ける構成と比較して主体金具の強度の低下は抑えられる。

上記点火プラグにおいて、軸孔内には、後端向き面よりも後端側に、絶縁体の内周面と中心電極とに接触するとともに導電性を有する材料を含有する先端側シール部材が充填されていてもよい。そして、第１部は、少なくとも後端向き面の後端から先端側シール部材の後端までの領域に配されていてもよい。
絶縁体と中心電極との間に導電性を有する先端側シール部材が充填されている点火プラグでは、先端側シール部材は電気を導通するため、中心電極からの放電を導通し、絶縁体まで達する。そのエネルギーが高い場合、絶縁体を貫通して放電が起こる虞がある。しかしながら、上記点火プラグは、中心電極と、先端側シール部材近傍において絶縁体が厚肉化されているから、貫通放電が生じることを抑制できる。

本発明によれば、絶縁体を貫通する放電をより抑制し得る点火プラグを、主体金具の大径化を抑えて実現することができる。

図１は、第１実施形態に係る点火プラグを示す部分断面図である。 図２は、図１の点火プラグの一部を拡大して示す拡大断面図であり、図１の一点鎖線Ｋにより囲んだ部分の断面に相当する断面図である。 図３は、第２実施形態に係る点火プラグの一部を拡大して示す拡大断面図である。 図４は、第３実施形態に係る点火プラグの一部を拡大して示す拡大断面図である。 図５は、他の実施形態の変形例１に係る点火プラグの一部を拡大して示す拡大断面図である。 図６は、他の実施形態の変形例２に係る点火プラグの一部を拡大して示す拡大断面図である。 図７は、他の実施形態の変形例３に係る点火プラグの一部を拡大して示す拡大断面図である。

＜第１実施形態＞
１．スパークプラグの全体構成
図１で示す第１実施形態の点火プラグ１は、図示しない内燃機関に取り付けられ、内燃機関の燃焼室内の燃焼ガスに着火するために用いられる。点火プラグ１は、絶縁体１０と、主体金具３０と、中心電極５０と、端子金具６０と、抵抗体６１とを備えている。本明細書では、点火プラグ１の軸線Ｘ（中心軸線）の方向を軸線方向とする。この軸線方向において、接地電極４２が設けられた側を先端側とし、それとは反対側（端子金具６０が絶縁体１０の外側に露出する側）を後端側とする。図１では、点火プラグ１の先端（前端）を符号Ｆで示し、点火プラグの後端を符号Ｒで示す。以下では、各構成部材において、図１の下側を先端側、上側を後端側として説明する。また、軸線方向を前後方向ともいい、先端側を前側、後端側を後ろ側ともいう。

図１のように、絶縁体１０は、軸線方向に延びる軸孔２０を有する円筒状の部材である。絶縁体１０は、例えばアルミナ等の絶縁性セラミックス材料を焼成して形成されている。絶縁体１０は、主体金具３０の貫通孔３１に挿入された状態で、固定されている。絶縁体１０の先端は、主体金具３０の先端より先端側に突出する。絶縁体１０の後端は、主体金具３０の後端より後端側に突出する。

図１のように、軸孔２０は、中心電極５０、端子金具６０、抵抗体６１、先端側シール部材６２、後端側シール部材６３などを挿入するための孔部として構成される。軸孔２０は、絶縁体１０の先端から後端まで及ぶように絶縁体１０を軸線方向に貫通した構成をなしており、先端側から順に、小径孔部２１、段部２２、大径孔部２３を有する。

図１のように、小径孔部２１の内径は大径孔部２３の内径より小さい。小径孔部２１の後端は段部２２の先端に位置し、小径孔部２１の先端は絶縁体１０の先端に位置する。小径孔部２１の内径は、軸線方向の所定領域（段部２２の先端から絶縁体１０の先端までの範囲）に亘って一定である。大径孔部２３の先端は、段部２２の後端に位置し、大径孔部２３の後端は絶縁体１０の後端に位置する。大径孔部２３の内径は、段部２２の後端から絶縁体１０の後端付近までの所定範囲に亘って一定である。

図１のように、段部２２は、小径孔部２１及び大径孔部２３の間に設けられ、後端側から先端側に向かって内径が小さくなるように傾斜した傾斜面（後端向き面２２Ａ）が設けられている。後端向き面２２Ａは、点火プラグ１の後端側を向く面であり、先端側胴部１４に形成され、軸線Ｘ側に向く構成（斜め内側を向く構成）で設けられている。後端向き面２２Ａは、後端側となるにつれて外径（軸線Ｘと直交する切断面における径）が次第に大きくなるように傾斜したテーパ面となっている。

絶縁体１０のうち中心電極５０を囲む部分には段部１３（図２）が設けられている。段部１３は、環状のパッキン４５を介して主体金具３０の突出部３５に係止される。段部１３には、先端側に向かって径寸法が小さくなるように傾斜した傾斜面１３Ａ（図２）が設けられている。

図１のように、絶縁体１０には、段部１３（図２）より先端側に脚部１２が設けられ、段部１３より後端側に先端側胴部１４が設けられている。脚部１２は、軸線方向において段部１３の先端位置から先端側に続くように軸線方向に沿って延びる部分である。脚部１２は、点火プラグ１が内燃機関に取り付けられた状態において燃焼室に曝される部分であり、先端側胴部１４よりも細く構成されている。先端側胴部１４は、軸線方向において段部１３の後端位置から鍔部１５の先端位置まで軸線方向に沿って延びるように続く部分である。

図１のように、絶縁体１０には、先端側胴部１４より後端側に鍔部１５が設けられている。鍔部１５は、絶縁体１０における軸線方向の略中央に位置し、先端側胴部１４及び後端側胴部１６よりも径方向外側に張り出した鍔状形態をなす。

図１のように、絶縁体１０は、鍔部１５よりも後端側に後端側胴部１６が設けられている。後端側胴部１６の外周面は、軸線Ｘを中心とする円筒面である。後端側胴部１６の外径（外周面の径）は、鍔部１５の後端から所定範囲に亘って一定である。鍔部１５の外径は、先端側胴部１４及び後端側胴部１６の外径より大きい。

主体金具３０は、導電性の金属材料（例えば低炭素鋼材）で形成されている。主体金具３０は、内燃機関のエンジンヘッドに点火プラグ１を固定するための金具である。主体金具３０は、軸線方向に貫通する貫通孔３１を有した円筒形状をなしている。主体金具３０は、絶縁体１０の外周に配され、加締めによって絶縁体１０に固定される。

図１のように、主体金具３０は、主体金具３０をエンジンヘッドに取り付けるための工具（スパークプラグレンチ）に係合する工具係合部３２を備えている。工具係合部３２の外周面は、工具が係合する多角形状をなしている。工具係合部３２の後側には、薄肉の加締部３３が備えられている。加締部３３は、主体金具３０を絶縁体１０に加締める際に、絶縁体１０の後端側胴部１６に密着する。

図１のように、主体金具３０は、内燃機関に設けられたねじ孔（図示しない雌ねじ部）に挿入しつつ固定するためのねじ部３４（雄ねじ部）を備えている。ねじ部３４の外周面にはねじ溝（雄ねじ溝）が形成されている。ねじ部３４の内周面には、周方向全体に亘って内側に突出するように突出部３５が形成されている。突出部３５は、絶縁体１０に設けられた段部１３（図２）とともにパッキン４５を挟み込むように機能する。

図１のように、主体金具３０は、ねじ部３４の後端側に、鍔状の座部３７を備えている。座部３７と工具係合部３２との間には、薄肉の圧縮変形部３８が設けられている。工具係合部３２及び加締部３３の内周面と、絶縁体１０の後端側胴部１６の外周面との間には、タルク（滑石）の粉末が充填される充填部４９が設けられている。充填部４９は、環状のシール部材（線パッキン）４１によって封止される。

図１のように、主体金具３０において座部３７の内周部には、内径が拡径する拡径部３６が設けられている。拡径部３６は、中心電極５０よりも後端側に配置されるとともに後端側に向かって内径が拡径する部分である。拡径部３６の内径は、座部３７において、先端側から後端側に向かって次第に大きくなるように形成されている。拡径部３６の内周面は、後端側となるにつれて内径（軸線Ｘと直交する切断面における径）が次第に大きくなるように傾斜したテーパ面となっている。なお、軸線方向における上記テーパ面（傾斜面）の先端位置が拡径部３６の先端位置の一例に相当する。拡径部３６の内側には、鍔部１５の一部が入り込むように配されている。

絶縁体１０は、主体金具３０の圧縮変形部３８の圧縮変形により、シール部材４１及びタルクを介して貫通孔３１内で先端側に押圧される。パッキン４５は、突出部３５において後端側に向いた傾斜面（突出部傾斜面）３５Ａと段部１３において先端側に向いた傾斜面（段部傾斜面）１３Ａとに密着しつつ、これら傾斜面３５Ａ，１３Ａによって挟み込まれる。このようにパッキン４５を挟み込む構成により、燃焼室内のガスが主体金具３０と絶縁体１０の間の隙間を介して後端側に漏れることを防止する。

主体金具３０の先端には、例えば抵抗溶接によって接地電極４２が接合されている。接地電極４２と中心電極５０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。

中心電極５０は、耐腐食性及び耐熱性が高い金属、例えばニッケル（Ｎｉ）またはニッケルを主成分とする合金を用いて形成される。中心電極５０は、軸線方向に延びる棒状をなし、絶縁体１０の軸孔２０の先端側に配される。中心電極５０の先端は、絶縁体１０の先端より先端側に突出し、中心電極５０の後端は、先端側胴部１４の内部に位置している。

中心電極５０は、軸線方向の先端側から順に、脚部５１、大径部５２、頭部５３を備える。大径部５２の外径は、脚部５１の外径及び頭部５３の外径より大きい。大径部５２は、外径が中心電極５０の中で最も大きくなる部分であり、絶縁体１０の後端向き面２２Ａに係止される。大径部５２は、軸線方向の一定範囲に亘って外径（外周面の径）が一定である円柱状部５４と、先端側に向かって外径が次第に小さくなるテーパ部５６とを有する。円柱状部５４の外径が中心電極５０の中で最も大きくなっている。円柱状部５４の後端が大径部５２の後端５５となっており、この後端５５は、軸線方向において頭部５３の先端と同位置となっている。テーパ部５６は、後端向き面２２Ａに接触して支持される部分であり、円柱状部５４の先端から先端側に続く部分である。

端子金具６０は、導電性の金属材料（例えば、低炭素鋼）により形成されている。端子金具６０は、軸線方向に延びる棒状の部材であり、絶縁体１０の軸孔２０の後端側に配される。端子金具６０の後端部は、絶縁体１０より後端側に突出している。端子金具６０には、電源供給部材から火花放電を発生させるための高電圧が印加される。

抵抗体６１は、軸孔２０内において中心電極５０と端子金具６０との間に配される。抵抗体６１は、例えば導電性材料と、ガラス粒子と、ガラス粒子以外のセラミック粒子とを含む組成物で形成されている。

軸孔２０のうち抵抗体６１と中心電極５０との間の隙間は、導電性を有する材料を含有する先端側シール部材６２によって埋められている。先端側シール部材６２は、軸孔２０内の後端向き面２２Ａよりも後端側に充填されている。先端側シール部材６２は、絶縁体１０の内周面、中心電極５０及び抵抗体６１に接触している。先端側シール部材６２は、中心電極５０と抵抗体６１とを離間している。先端側シール部材６２は、絶縁体１０と中心電極５０とを封着固定する部材である。

軸孔２０のうち抵抗体６１と端子金具６０との間は、導電性の後端側シール部材６３によって埋められている。後端側シール部材６３は、端子金具６０及び抵抗体６１に接触し、端子金具６０と抵抗体６１とを離間している。後端側シール部材６３は、絶縁体１０と端子金具６０とを封着固定する部材である。先端側シール部材６２及び後端側シール部材６３は、抵抗体６１を介して中心電極５０と端子金具６０とを電気的、物理的に接続している。先端側シール部材６２及び後端側シール部材６３は、導電性を有する材料、例えばガラス粒子と金属粒子とを含む組成物で形成されている。

２．絶縁体等の詳細構成
次に、絶縁体等の詳細構成について詳述する。
絶縁体１０は、先端側胴部１４が特徴的な構成をなす。先端側胴部１４は、軸線方向において段部１３の後端位置から鍔部１５の前端位置まで続くように配されるとともに少なくとも一部が主体金具３０のねじ部３４の内側に配される部分である。先端側胴部１４は、外周面が第１の構造をなす第１部７０と、外周面が第２の構造をなす第２部８０と、を備える。

第１部７０は、後端向き面２２Ａの後端から拡径部３６の先端までの領域ＡＲにおける絶縁体１０の一部分である。第１部７０は、領域ＡＲにおいて厚みが最も大きく、少なくとも大径部５２の外周に配置される。具体的には、第１部７０は、上記領域ＡＲにおける中心電極５０の軸線方向の全範囲の外周に配されている。軸線方向において、第１部７０の後端は、大径部５２の後端５５よりも後端側に位置するとともに中心電極５０の後端よりも後端側に位置する。第１部７０の先端は、大径部５２の先端よりも先端側に位置するとともに後端向き面２２Ａの後端よりも先端側に位置する。第１部７０は、少なくとも後端向き面２２Ａの後端から先端側シール部材６２の後端までの領域に配されている。

第１部７０の軸線方向の長さＭは、段部１３の後端から先端側シール部材６２の後端までの軸線方向の長さＮよりも大きく、段部１３の後端から中心電極５０の後端までの軸線方向の長さＬよりも大きい。先端側シール部材６２の後端は、中心電極５０の後端よりも後端側に位置し、第１部７０の後端は、先端側シール部材６２の後端よりも後端側に位置する。第１部７０の先端は、先端側シール部材６２の先端よりも先端側に位置する。

第１部７０は、パッキン４５よりも後端側に配置されている。つまり、絶縁体１０は、第１部７０よりも先端側でパッキン４５を介して主体金具３０に係止されている。

上記領域ＡＲでは、絶縁体１０の内径が軸線方向において一定となっている。軸線方向において領域ＡＲの全範囲に亘り、絶縁体１０の内径は、軸線Ｘを中心とする円筒面となっており、領域ＡＲの全範囲に亘り絶縁体１０の内径が一定となっている。従って、領域ＡＲでは、絶縁体１０の内径は第１部７０で最も小さくなっている。

第２部８０は、上記領域ＡＲにおいて第１部７０よりも後端側に配置される絶縁体１０の一部分であり、自身の外径Ｂが第１部７０の外径Ａよりも小さくなっている部分である。

軸線方向において、第１部７０の後端の位置は、第２部８０の先端の位置と同位置となっており、第１部７０の先端の位置は、段部１３の後端の位置（傾斜面１３Ａの後端の位置）と同位置となっている。軸線方向において、第２部８０の後端の位置は、鍔部１５の先端の位置（鍔部１５の先端側に設けられた傾斜面の先端位置）と同位置となっており、第２部８０の先端の位置は、第１部７０の後端の位置と同位置となっている。

第１部７０の外径Ａ（外周面の径）は、第２部８０の外径Ｂ（外周面の径）よりも大きくなっている。第１部７０の外周面は、軸線Ｘを中心とする円筒面である。第２部８０の外周面は、軸線Ｘを中心とする円筒面である。第１部７０の外径Ａ及び第２部８０の外径Ｂは、脚部１２の外径（外周面の径）より大きい。第１部７０の外径Ａは、軸線方向において段部１３の後端から第２部８０の先端まで一定である。第１部７０は、軸線方向のいずれの位置においても、軸線Ｘと直交する方向に切断した切断面での外形形状が軸線Ｘを中心とする所定直径Ａ（同一直径）の円形となる構成である。第２部８０の外径Ｂは、軸線方向において第１部７０の後端から鍔部１５の先端まで一定である。第２部８０は、軸線方向のいずれの位置においても、軸線Ｘと直交する方向に切断した切断面での外形形状が軸線Ｘを中心とする所定直径Ｂ（同一直径）の円径となる構成である。

３．効果の例
点火プラグ１は、パッキン４５（主体金具３０に支持されつつ絶縁体１０を位置決めする部品）に近い側に第１部７０が配置され、第１部７０よりもパッキン４５から離れた側に第２部８０が配置される。そして、第１部７０の径方向の厚みＸ１が、第２部８０の径方向の厚みＹ１よりも大きくなっており、第１部７０は、第２部８０よりも厚肉化された形で大径部５２の外周に配される。
このような構成をなすため、貫通放電の対策がより求められる大径部５２の周囲において、貫通放電の抑制効果を高めることができる。
しかも、パッキン４５に近い側は、「絶縁体１０がより安定的に保持されて主体金具３０に対して位置ずれしにくい」という特徴があるため、第１部７０をパッキン４５に近い側に配置すれば、この特徴を効果的に利用することができる。つまり、パッキン４５に近い側では、外径が相対的に大きい第１部７０が配置されて絶縁体１０の外周面（第１部７０の外周面）と主体金具３０の内周面との間の隙間が相対的に小さくなっても、絶縁体１０は主体金具３０に接触しにくくなる。よって、パッキン４５に近い側では、絶縁体１０が位置ずれしにくい構造と第１部７０との併用により、接触の防止と貫通放電の抑制とを両立することができる。
一方、パッキン４５から離れた側には、外径が相対的に小さい第２部８０が配置されるため、絶縁体１０の外周面（第２部８０の外周面）と主体金具３０の内周面との間の隙間がより大きく確保される。つまり、パッキン４５から離れた側では、絶縁体１０の位置ずれの許容量がより大きくなり、絶縁体１０が多少位置ずれしても主体金具３０に接触しにくくなるため、接触防止効果を高めることができる。
このような構成であれば、点火プラグ１の使用中に振動等が加わった場合に、第１部７０付近でも第２部８０付近でも絶縁体１０が主体金具３０に接触するような事態は生じにくい。

点火プラグ１において、第１部７０は、少なくとも上記領域ＡＲにおける中心電極５０の軸線方向の全範囲の外周に配されている。この点火プラグ１は、「中心電極５０において上記領域ＡＲに配置される部位」の軸線方向全範囲を第１部７０によって囲むことができる。よって、貫通放電が懸念される上記部位において貫通放電をより効果的に抑えることができ、耐電圧性能をより高めることができる。

具体的には、貫通放電の起点となりやすいエッジ部５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄを全て囲むようにこれらエッジ部５７Ａ，５７Ｂ，５７Ｃ，５７Ｄの外側に第１部７０が配置されているため、貫通放電を一層効果的に抑えることができる。なお、エッジ部５７Ａは、中心電極５０の後端（頭部５３の後端）における外周縁である。エッジ部５７Ｂは、頭部５３の先端における外周縁である。エッジ部５７Ｃは、大径部５２の後端における外周縁である。エッジ部５７Ｄは、大径部５２の円柱状部５４の先端の外周縁である。

点火プラグ１は、絶縁体１０の内径が第１部７０で最も小さくなっているため、第１部７０の肉厚を稼ぎつつ、主体金具３０と中心電極５０の間の距離を大きく確保し、第１部７０付近の静電容量を抑えることができる。よって、中心電極５０及び接地電極４２の消耗を抑制できる。

点火プラグ１は、軸孔２０内の後端向き面２２Ａよりも後端側に、導電性を有する材料を含有する先端側シール部材６２が充填されている。先端側シール部材６２は、絶縁体１０の内周面と中心電極５０とに接触している。そして、第１部７０は、後端向き面２２Ａの後端から先端側シール部材６２の後端までの領域に配されている。絶縁体と中心電極との間に導電性を有する先端側シール部材が充填されている点火プラグでは、先端側シール部材は電気を導通するため、中心電極からの放電を導通し、絶縁体まで達する。そのエネルギーが高い場合、絶縁体を貫通して放電が起こる虞がある。しかしながら、点火プラグ１は、中心電極５０と、先端側シール部材６２近傍において絶縁体１０が厚肉化されているから、貫通放電が生じることを抑制できる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態に係る点火プラグ２０１について、主に図３を参照して説明する。

図３で示す本実施形態の点火プラグ２０１は、絶縁体１０（図２）を絶縁体２１０に変更した点以外は第１実施形態の点火プラグ１と同一である。具体的には、軸孔２０（図２）を軸孔２２０に変更した点以外は第１実施形態の点火プラグ１と同一である。よって、第１実施形態と同様の構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。例えば、図１の構成のうち領域Ｋで示す内部構造以外は図１で示す点火プラグ１と同一である。よって、以下の説明では、図３の領域以外の説明については適宜図１を参照することとする。

図３で示す、点火プラグ２０１は、大径孔部２３（図２）を大径孔部２２３に変更した点のみが点火プラグ１（図２）と相違する。具体的には、点火プラグ２０１は、第１部２７０における後端向き面２２Ａよりも後端側の全範囲の内径Ｄを第２部８０の内径Ｃよりも小さくしている点のみが点火プラグ１（図２）と相違する。

図３で示す点火プラグ２０１では、領域ＡＲ（軸線方向において後端向き面２２Ａの後端から拡径部３６（図１）の先端までの領域）での絶縁体２１０の内径は、第１部７０で最も小さくなっている。第２部８０は、点火プラグ１（図２）の第２部８０と同一形状をなす。第１部２７０は、自身の領域ＡＲの内径が点火プラグ１（図２）の第１部７０における領域ＡＲの内径よりも小さい点のみが第１部７０（図２）と相違する。第１部２７０の内周面は、後端向き面２２Ａよりも後端側において軸線Ｘを中心とする一定内径Ｄの円筒面２２３Ａとなっている。第２部８０の内周面２２３Ｂは、軸線Ｘを中心とする一定内径Ｃの円筒面となっている。そして、内径Ｄは、内径Ｃよりも小さい。なお、一定内径Ｄとなる円筒面２２３Ａの後端は、第１部２７０の後端の位置であってもよく、第１部２７０の後端よりも先端側であってもよく、第１部２７０の後端よりも後端側であってもよい。

このように構成された点火プラグ２０１でも、点火プラグ１（図２）と同様の特徴を有する点に関しては、同様の効果を奏する。

更に、点火プラグ２０１では、領域ＡＲ内での絶縁体２１０の内径は、第１部２７０で最も小さくなっており、具体的には、第２部２８０の内径Ｃよりも小さい内径Ｄとなる部分が第１部２７０において領域ＡＲ内に設けられている。このようにすれば、第１部２７０の肉厚をより一層確保することができるため、第１部２７０付近の静電容量をより一層抑えることができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態に係る点火プラグ３０１について、主に図４を参照して説明する。

図４で示す本実施形態の点火プラグ３０１は、主体金具３０を（図３）を主体金具３３０に変更した点以外は第２実施形態の点火プラグ２０１と同一である。具体的には、貫通孔３１（図３）を貫通孔３３１に変更した点以外は第２実施形態の点火プラグ２０１と同一である。よって、第２実施形態と同様の構成には同一符号を付して重複する説明を省略する。例えば、図１の構成のうち領域Ｋで示す内部構造以外は図１で示す点火プラグ１と同一である。よって、以下の説明では、図４の領域以外の説明については適宜図１を参照することとする。

図４で示す、点火プラグ３０１の主体金具３３０は、領域ＡＲ内を一定内径の内周部とした構成に代えて、領域ＡＲ内に第１内径Ｆの第１内径部３３１Ａ及び第２内径Ｅの第２内径部３３１Ｂを設けた点のみが点火プラグ２０１（図３）の主体金具３０と相違する。

図４のように、第１内径部３３１Ａは、上記領域ＡＲ（図１）における主体金具３３０の一部分をなし、上記領域ＡＲにおける主体金具３３０の他部分をなす第２内径部３３１Ｂよりも内径が大きくなっている。第１内径部３３１Ａは、内径部の一例に相当し、主体金具３３０の領域ＡＲ（図１）内の部分において内径が最大となる部分である。第１内径部３３１Ａは、少なくとも第１部７０の外周に配されていればよく、図４の例では、第１部７０の軸線方向全範囲を囲むように第１内径部３３１Ａが配置されている。

第１内径部３３１Ａの内周面は、段部１３よりも後端側において軸線Ｘを中心とする一定内径Ｆの円筒面となっている。第２内径部３３１Ｂの内周面は、第１内径部３３１Ａよりも後端側において軸線Ｘを中心とする一定内径Ｅの円筒面となっている。内径Ｆ及び内径Ｅのいずれも、外径Ａ及び外径Ｂのいずれよりも大きく、内径Ｆは内径Ｅよりも大きい。なお、第１内径部３３１Ａの後端は、第１部７０の後端よりも軸線方向において所定距離隔てた後端側の位置に配置されていることが望ましい。また、第１内径部３３１Ａの先端は、第１部７０の先端よりも軸線方向において所定距離隔てた先端側の位置に配置されていることが望ましい。

このように構成された点火プラグ３０１でも、点火プラグ１（図２）と同様の特徴を有する点に関しては、同様の効果を奏する。

点火プラグ３０１では、第１内径部３３１Ａが「主体金具３３０における領域ＡＲ（図１）に配置される部分のうちの内径が最大となる内径部」であり、このような内径部が第１部７０の外周に配される。よって、第１部７０付近では、第１内径部３３１Ａ（内径部）の存在によって径方向における主体金具３０と中心電極５０との距離がより大きく確保される。同様に、径方向における主体金具３０と先端側シール部材６２との距離Ｚ３がより大きく確保される。よって、静電容量がより抑えられる。ゆえに、中心電極５０及び接地電極４２の消耗を抑制できる。また、点火プラグ３０１では、上記領域ＡＲ（図１）の全部に第１内径部３３１Ａ（内径が最大となる部分）が設けられるのではなく、領域ＡＲの一部分のみに選択的に設けられる。よって、上記領域ＡＲ（図１）の全範囲に第１内径部３３１Ａを設ける構成と比較して主体金具３０の強度の低下は抑えられる。

＜他の実施形態＞
本発明は、本明細書の実施形態の各態様や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実施形態、実施例、変形例中の技術的特徴は、先述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、先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できる。特に、上述した実施形態や後述する実施形態の様々な技術的特徴は、矛盾のない範囲であらゆる組み合わせが可能である。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、削除できる。変更例としては、例えば、以下のようなものが該当する。

上記実施形態では、第１部の外周面の先端や後端、或いは第２部の外周面の先端が角張った角部（エッジ部）として構成されているが、例えば図５で示す点火プラグ４０１のように、これら角部にアール（丸み）をつけるように面取りしてもよい。このようにすれば、絶縁体の第１部（大径部）付近に角張った部分を設けずに済み、強度的に有利である。なお、図５で示す点火プラグ４０１は、絶縁体２１０を（図４）を絶縁体４１０に変更した点以外は第３実施形態の点火プラグ３０１と同一である。具体的には、第１部４７０は、第１部４７０の外周面後端の外周縁にアール部４７０Ａが設けられ、第１部４７０の外周面先端の外周縁にアール部４７０Ｂが設けられている点以外は、点火プラグ３０１（図４）の第１部２７０と同一である。また、第２部４８０は、アール部４７０Ｃが設けられている点以外は、点火プラグ３０１（図４）の第２部８０と同一である。アール部４７０Ａ、アール部４７０Ｂ、アール部４７０Ｃは、アール（丸み）を設ける形で面取りされた部分となっている。

上記実施形態では、第１部の後端は、先端側シール部材６２の後端（抵抗体６１の先端）より後端側に位置するが、第１部は大径部５２の外周に配置されていればよく、例えば、第１部の後端が軸線方向において頭部の範囲内に位置してもよい。

第２、第３実施形態等では、第１部２７０の内周面と第２部８０の内周面との境界に段差が形成されているが、例えば図６で示す点火プラグ５０１のように、第１部５７０から第２部５８０にわたる形で内周面を傾斜させてもよい。図６の例では、大径孔部５２３の内周面は、先端側から後端側に向かって内径が大きくなるようなテーパ形状となっている。このように、絶縁体の内周面に段差を形成しない構成とすれば、応力集中が抑えられ、強度的に有利である。なお、図６で示す点火プラグ５０１は、絶縁体１０（図２）を絶縁体５１０に変更した点以外は点火プラグ１（図２）と同一である。具体的には、軸孔２０を軸孔５２０に変更した点（より詳しくは、大径孔部２３を大径孔部５２３に変更した点）以外は、図２の構成と同一である。第１部５７０は、内周面形状以外は図２の第１部７０と同一であり、第２部５８０は、内周面形状以外は図２の第２部８０と同一である。大径孔部５２３の内周面の傾斜は、例えば、軸線Ｘを通るいずれの向きの切断面においても領域ＡＲ（図１）の一部又は全部において軸線Ｘに対する大径孔部５２３の内周面の角度が０°よりも大きく２０°よりも小さくなっていることが望ましい。

第３実施形態等では、主体金具における第１内径部の内周面と第２内径部の内周面との境界に段差が形成されているが、例えば図７で示す点火プラグ６０１のように、主体金具における突出部３５よりも後端側の内周面の形状を、後端側に向かって内径が次第に小さくなるようなテーパ形状としてもよい。このようにすれば、応力集中が抑えられるため、強度的に有利である。また、主体金具において、大径部５２付近の内径を相対的に大きくし、それよりも後端側の内径を相対的に小さくすることができるため、貫通放電を防ぐ上で有利であるとともに、後端側の強度を高める点でも有利である。なお、図７で示す点火プラグ６０１は、主体金具３０（図２）を主体金具６３０に変更した点以外は第１実施形態の点火プラグ１と同一である。具体的には、貫通孔３１を貫通孔６３１に変更した点以外は、図２の構成と同一である。貫通孔６３１の内周面の傾斜は、例えば、軸線Ｘを通るいずれの向きの切断面においても、領域ＡＲ（図１）の一部又は全部において軸線Ｘに対する貫通孔６３１の内周面の角度が０°よりも大きく２０°よりも小さくなっていることが望ましい。

１，２０１，３０１，４０１，５０１，６０１…点火プラグ
１０，２１０，４１０，５１０…絶縁体
１３…段部
２０，２２０，５２０…軸孔
２２Ａ…後端向き面
３０，３３０，６３０…主体金具
３６…拡径部
４５…パッキン
５０…中心電極
５２…大径部
７０，２７０，４７０，５７０…第１部
８０，４８０，５８０…第２部
Ｘ…軸線
ＡＲ…領域

Claims (5)

1. 軸線方向に延びる軸孔を有し、前記軸孔内に後端向き面が形成される筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の外周に配される筒状の主体金具と、
   前記軸孔の先端側に配される中心電極と、
   を備え、
   前記中心電極は、外径が前記中心電極の中で最も大きい大径部を有し、前記大径部が、前記後端向き面に係止されており、
   前記主体金具は、前記中心電極よりも後端側に、後端側に向かって内径が拡径する拡径部を有する点火プラグであって、
   前記絶縁体は、前記後端向き面の後端から前記拡径部の先端までの領域における自身の一部分である第１部を有し、
   前記第１部は、前記領域において厚みが最も大きく、少なくとも前記大径部の外周に配置され、
   前記絶縁体は、前記第１部よりも先端側でパッキンを介して前記主体金具に係止されており、
   前記絶縁体は、前記領域における前記第１部よりも後端側に、自身の外径が前記第１部の外径よりも小さい第２部を有する
   点火プラグ。
2. 前記第１部が、少なくとも前記領域における前記中心電極の前記軸線方向の全範囲の外周に配される請求項１に記載の点火プラグ。
3. 前記領域において、前記絶縁体は、自身の内径が、前記第１部で最も小さい
   請求項１又は請求項２に記載の点火プラグ。
4. 前記主体金具は、前記領域における自身の一部分である内径部を有し、
   前記内径部は、前記領域において内径が最大となり、少なくとも前記第１部の外周に配される
   請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の点火プラグ。
5. 前記軸孔内には、前記後端向き面よりも後端側に、前記絶縁体の内周面と前記中心電極とに接触するとともに導電性を有する材料を含有する先端側シール部材が充填され、
   前記第１部は、少なくとも前記後端向き面の後端から前記先端側シール部材の後端までの領域に配される請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の点火プラグ。

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