JPH11324878A - 内燃機関、内燃機関用点火プラグ、内燃機関用シリンダーヘッドおよび内燃機関用点火プラグの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 薄い混合気でも駆動でき、燃費の良い内燃機
関と、それに適する点火プラグ及びシリンダーヘッドを
提供し、更に、その点火プラグの製造方法を提供する。 【解決手段】 エンジン２１０は、シリンダーヘッド１
１０と、点火プラグ１０とを備える。同一品番のシリン
ダーヘッドと同一品番の点火プラグとを任意に組み合わ
せた時、何れの場合も、点火プラグの軸方向先端側から
見た時に、取付ネジ部の先端部１４ａの中心Oを通るス
ワールＭ２の流線Ｌｍと先端部１４ａとの交点のうち、
上流側の交点Ｓを基準として、取付ネジ部１４の先端部
１４ａのうち、−３０〜３０度の角度範囲（Ｏ−Ｕ２〜
Ｏ−Ｕ１）を除く、例えば、θｅ１等の周方向角度範囲
内の先端部１４ａに、外側電極１２の固着部１２ａが位
置する。このため、固着部１２ａがスワールの流れを妨
げないので、確実に着火でき、より薄い混合気（高いＡ
／Ｆ）でも駆動できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関、これに
用いる点火プラグ、シリンダーヘッド、および内燃機関
用点火プラグの製造方法に関し、さらに詳しくは、燃費
の向上が可能な内燃機関、これに用いる点火プラグ、シ
リンダーヘッド、および内燃機関用点火プラグの製造方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、内燃機関、例えば、自動車用エン
ジン等の燃費向上のため、希薄燃焼（リーンバーン）
や、燃料直接噴射（ダイレクトイジェクション）による
内燃機関の駆動が行われるようになってきている。この
ような内燃機関（以下、単にエンジンとも言う）におい
ては、点火プラグ（以下、単にプラグとも言う）の着火
性を向上させて、確実に混合気に着火させることが望ま
れる。ところで、従来のエンジンにおいては、シリンダ
ーヘッドに形成するプラグ取付孔に形成した雌ネジ、お
よびプラグの主体金具の取付ネジ部に形成する雄ねじの
位相については、特に規定されていない。従って、プラ
グ取付孔にプラグをネジ込んだ場合に、シリンダー内に
露出する取付ネジ部の先端部に固着された外側電極の周
方向位置は、定まらない。つまり、シリンダーヘッドと
プラグとの組み合わせにより、外側電極の周方向位置
は、３６０度の範囲でいずれの位置にもなり得るように
されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
に、リーンバーンや燃料直接噴射による駆動の場合に
は、着火可能な濃い（燃料比率の高い）混合気の流れ
（スワール）が形成され、プラグの中心電極と外側電極
との間の放電領域を、そのスワールが通るように設計さ
れるため、外側電極の固着位置がスワールの上流側にあ
ると、濃い混合気が放電領域に流れ込みにくくなり、失
火となりやすい。従って、この場合には、Ａ／Ｆ（Ａｉ
ｒ／Ｆｕｅｌ）値が比較的小さい範囲でしか、エンジン
が駆動できず、燃費が低下する。

【０００４】例えば、図２２（ａ）に示すような４バル
ブエンジンＥにおいて、以下のような試験を行った。こ
のエンジンＥにおいて、図中右側の２つのバルブＩＮ
１，２を吸気（インテーク）側とし、左側２つのバルブ
ＥＸ１，２を排気（エグゾースト）側とする。このと
き、図中右側にから供給された矢印で示す混合気Ｍ１
は、バルブＩＮ１，２からシリンダーＣ内に導かれて、
図中中央を矢印Ｍ２で示す左向きのスワールとなって流
れ、着火後、バルブＥＸ１，２を通じて矢印で示す排気
Ｎとなって排出される。なお、図２２（ａ）においては
プラグＰの記載は省略した。ただし、シリンダーＣの中
央に記した×印が、点火プラグＰの放電領域である。こ
れを、エンジンＥの横方向から見ると、図２２（ｂ）に
示すようであり、スワールＭ２が、シリンダーヘッドＣ
Ｈに取り付けられたプラグＰの中心電極ＰＩと外側電極
ＰＯの間の放電領域を通るようにされている。

【０００５】このようなエンジンＥを用いて、外側電極
ＰＯの固着部ＰＯａの周方向位置を変えたプラグＰを用
いて限界Ａ／Ｆ値を測定した。まず、１極（外側電極Ｐ
Ｏが１つ）の点火プラグＰを用いた場合について説明す
る。図２３（ａ）に示すようにプラグＰの軸方向先端側
から見たときに、取付ネジ部先端部ＰＴｅの中心Ｏを通
るスワールＭ２の流線Ｌｍと、取付ネジ部先端部ＰＴｅ
との交点のうち、上流側の交点Ｓを基準として、反時計
方向に測ったときの取付ネジ部先端部ＰＴｅに固着され
た外側電極ＰＯの固着部ＰＯａの周方向位置を、角度θ
（ｄｅｇ）で示す。

【０００６】すると、図２３（ｂ）に示すように、θ＝
−３０〜３０の範囲を除けば、限界Ａ／Ｆ値はほぼ一定
（ａ１）であったが、θ＝−３０〜３０の範囲では、限
界Ａ／Ｆ値が低下し、θ＝０では、限界Ａ／Ｆ値＝ａ２
にまで低下する。即ち、この範囲では、比較的リッチな
（濃い）混合気でないと作動しないことが判る。これ
は、外側電極ＰＯの固着部ＰＯａがスワールＭ２の上流
側にあるために、中心電極ＰＩと外側電極ＰＯとの間の
放電領域を、スワールＭ２が通ることが妨げられたため
と解される。従って、あらゆる角度θ、即ち、外側電極
ＰＯの固着部ＰＯａがどの周方向位置の場合であって
も、このエンジンＥを動作可能とするためには、限界Ａ
／Ｆ値としてａ２の値までしか用いることができないこ
ととなる。なお、上記限界Ａ／Ｆ値の測定方法として
は、以下の方法によった。即ち、プラグＰを取り付けて
角度θを測定しておき、その後、エンジンＥを作動さ
せ、徐々に混合気を薄くしてＡ／Ｆ値を上昇させる。す
ると、プラグＰが失火して、エンジンＥの回転数が変動
し始めるので、その回転数変動が１０％となったときの
Ａ／Ｆ値を限界Ａ／Ｆ値とした。これを、プラグＰを取
り替えることにより、色々な角度θについて測定を行っ
て、図２３（ｂ）に示すグラフを得た。

【０００７】同様に、互いに１８０度異なる位置に固着
された２つの外側電極ＰＯ１，２を有する２極の点火プ
ラグＰを用いた場合について測定した。なお、角度θの
決め方は、１極の場合と同様である。即ち、図２４
（ａ）に示すようにプラグＰの軸方向先端側から見たと
きに、取付ネジ部先端部ＰＴｅの中心Ｏを通るスワール
Ｍ２の流線Ｌｍと、取付ネジ部先端部ＰＴｅとの交点の
うち、上流側の交点Ｓを基準として、取付ネジ部先端部
ＰＴｅに固着された外側電極ＰＯの固着部ＰＯａの周方
向位置を角度θ（ｄｅｇ）で示す。

【０００８】すると、図２４（ｂ）に示すように、θ＝
−３０〜３０およびθ＝１５０〜２１０（＝−１５０〜
−２１０）の範囲を除けば、限界Ａ／Ｆの値はほぼ一定
（ａ３）であったが、θ＝−３０〜３０および１５０〜
２１０の範囲では、限界Ａ／Ｆ値が低下し、θ＝０およ
び１８０では、限界Ａ／Ｆ値＝ａ４まで低下する。即
ち、この範囲では、比較的リッチな（濃い）混合気でな
いと作動しないことが判る。従って、あらゆる角度θ、
即ち、外側電極ＰＯ１，２の固着部ＰＯ１ａ，ＰＯ２ａ
がどの周方向位置の場合であっても、このエンジンＥを
動作可能とするためには、限界Ａ／Ｆ値としてａ４の値
までしか用いることができないこととなる。ここで、プ
ラグＰの外側電極ＰＯの位置を所望の位置に調整するた
め、プラグＰの締め付けトルクを調整する方法が考えら
れるが、プラグの締め付けにおいては、適正な締め付け
トルクが定められており（例えば、ISO1919:1988(E)
等）、必ずしも、すべての場合に調整できるとは限らな
いし、トルク不足や過締め付けの場合には、プラグの機
能を果たし得ない場合も生じる。

【０００９】本発明は、上記した問題点に鑑み点された
ものであって、薄い混合気（高いＡ／Ｆ値）でも駆動で
き、燃費の良い内燃機関、およびそれに適する内燃機関
用点火プラグおよびシリンダーヘッドを提供し、さらに
は、そのような点火プラグの製造方法を提供することを
目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】しかして
その解決手段は、プラグ取付孔に雌ネジが螺刻された内
燃機関用シリンダーヘッドと、主体金具の取付ネジ部が
上記プラグ取付孔に所定トルクで螺挿された内燃機関用
点火プラグと、を備える内燃機関であって、同一品番の
上記シリンダーヘッドと同一品番の上記内燃機関用点火
プラグとの任意の組み合わせにおいて、点火プラグの軸
方向先端側から見たときに、上記取付ネジ部の先端部の
中心を通るスワールの流線と上記先端部との交点のう
ち、上流側の交点を基準として、上記取付ネジ部の先端
部のうち、−３０〜３０度の角度範囲を除く、周方向角
度範囲内の先端部に、一又は複数の外側電極のいずれも
が固着されていることを特徴とする内燃機関である。

【００１１】上記構成を有する本発明の内燃機関によれ
ば、同一品番のシリンダーヘッドと点火プラグとの任意
の組み合わせにおいて、外側電極の固着部が、−３０〜
３０度を除く、周方向角度範囲内の先端部に固着されて
いる。このため、上記した図２３（ｂ）、図２４（ｂ）
から判るように、外側電極の固着部がプラグの中心電極
と外側電極との間の放電領域に向かうスワールを妨げな
いので、放電で確実にスワールに着火させることができ
る。従って、外側電極の固着部がスワールを妨げる場合
を考慮して、濃い混合気で内燃機関を駆動する必要が無
く、薄い混合気（高いＡ／Ｆ値）によって内燃機関を駆
動できるため、燃費をより向上させることができる。

【００１２】また、他の解決手段は、テーパ面のプラグ
座面を備える径大本体部と、該径大本体部から軸方向に
延び、内燃機関用シリンダーヘッドに設けたプラグ取付
孔に螺挿するための雄ネジが螺刻された取付ネジ部と、
を有する主体金具と、上記取付ネジ部の先端部に固着さ
れた１または複数の外側電極と、を備える内燃機関用点
火プラグであって、同一品番の任意の上記内燃機関用点
火プラグを見たときに、いずれの内燃機関用点火プラグ
も、上記雄ネジのネジ山の頂、谷底等の特定部位のう
ち、上記プラグ座面のゲージングプレーンから上記軸方
向に所定距離だけ離れた位置にある上記特定部位の周方
向位置を基準とし、α（ｄｅｇ）を定数とすると、上記
取付ネジ部の先端部のうち、θ（ｄｅｇ）＝α−５０〜
α＋５０で表される角度範囲を除く、周方向角度範囲内
の先端部に、上記外側電極のいずれもが固着されている
ことを特徴とする内燃機関用点火プラグである。

【００１３】上記構成を有する本発明の点火プラグによ
れば、テーパ面のプラグ座面でシールを行うコニカルシ
ートタイプの点火プラグであって、同一品番の任意の内
燃機関用点火プラグについて、基準からの周方向角度
が、θ＝α−５０〜α＋５０の角度範囲を除く、周方向
角度範囲内の先端部に、外側電極のいずれもが固着され
ている。即ち、一周３６０度のうち、１００度（−５０
〜＋５０）の範囲を除く、残りの２６０度の範囲内に、
いずれの外側電極も固着されている。このため、シリン
ダーヘッドのプラグ取付孔に、この点火プラグの雄ネジ
に適合した雌ネジであって、しかも、その雌ネジの位相
が各シリンダーヘッドについて略同一の雌ネジを形成す
れば、いずれのシリンダーヘッドに、この点火プラグを
螺挿しても、内燃機関内で外側電極固着部の位置が略２
６０度内の範囲に収まる。さらに、本発明の点火プラグ
はコニカルシートタイプであるので、適正な締め付けト
ルクを得るときに生ずる回転角のバラツキは小さく、最
大でも±２０度である。従って、締め付け時の回転角の
バラツキを考慮しても、３００度（＝２６０＋（２０−
（−２０）））の範囲内に外側電極固着部が位置する。
つまり、いずれの点火プラグをシリンダーヘッドに取り
付けても、外側電極固着部が位置しない範囲として、６
０度（±３０度）の範囲が生じる。

【００１４】そこで、この６０度の範囲が、スワールの
上流側となるように、シリンダーヘッドの雌ネジおよび
点火プラグの雄ねじの位相を定めておけば、この点火プ
ラグを用いた場合に、外側電極の固着部が、点火プラグ
の中心電極と外側電極との間の放電領域に向かうスワー
ルを妨げないので、この放電領域での放電で確実にスワ
ールに着火させることができる。従って、外側電極の固
着部がスワールを妨げる場合を考慮して、濃い混合気で
内燃機関を駆動する必要が無く、薄い混合気（高いＡ／
Ｆ値）によって内燃機関を駆動できるため、燃費をより
向上させることができる。なお、雄ネジ、雌ネジの位相
とは、ネジの特定部位（例えば、ネジ山の頂）が描く螺
旋が、ネジの軸に垂直な基準平面（ｒ−θ平面）と交わ
る交点の基準平面上の角度θを指し、位相が３６０度異
なる場合には、同一のネジ形状となる。なお、ゲージン
グプレーンとは、プラグ座面であるテーパ面において、
各寸法測定の基準とすべく定められた面で、テーパ面と
の切断面が所定の直径（例えば、Ｍ１４×１．２５のネ
ジのものでは、φ１４．８）となる仮想的な平面を指
し、多くの場合ＩＳＯ等の規格において与えられてい
る。また、ネジの特定位置は、ネジ山を観察したときに
一義的に定められるものであればいずれのものでも良
く、例えば、ネジ山の両側斜面を延長し、これが交わっ
た点（線）である山の頂などが挙げられる。

【００１５】さらに、他の解決手段は、軸方向に垂直な
プラグ座面を備える径大本体部と、該径大本体部から上
記軸方向に延び、内燃機関用シリンダーヘッドに設けた
プラグ取付孔に螺挿するための雄ネジが螺刻された取付
ネジ部と、を有する主体金具と、上記取付ネジ部の先端
部に固着された１または複数の外側電極と、上記プラグ
座面と上記シリンダーヘッドとの間に介在するガスケッ
トと、を備える内燃機関用点火プラグであって、同一品
番の任意の上記内燃機関用点火プラグを見たときに、い
ずれの内燃機関用点火プラグも、上記ガスケットが、金
属板折曲リングガスケットであり、上記雄ネジのネジ山
の頂、谷底等の特定部位のうち、上記プラグ座面から上
記軸方向に所定距離だけ離れた位置にある上記特定部位
の周方向位置を基準とし、α（ｄｅｇ）を定数とする
と、上記取付ネジ部の先端部のうち、θ（ｄｅｇ）＝α
−９０〜α＋９０で表される角度範囲を除く、周方向角
度範囲内の先端部に、上記外側電極のいずれもが固着さ
れていることを特徴とする内燃機関用点火プラグであ
る。

【００１６】上記構成を有する本発明の内燃機関用点火
プラグにおいては、シリンダーヘッドとプラグ座面間に
ガスケットを介在させてシールを行うフラットシートタ
イプの点火プラグであって、同一品番の任意の内燃機関
用点火プラグについて、基準からの周方向角度が、θ＝
α−９０〜α＋９０の角度範囲を除く、周方向角度範囲
内の先端部に、外側電極のいずれもが固着されている。
即ち、一周３６０度のうち、１８０度（−９０〜９０）
の範囲を除く、残りの１８０度の範囲内に、いずれの外
側電極も固着されている。このため、シリンダーヘッド
のプラグ取付孔に、この点火プラグの雄ネジに適合した
雌ネジであって、しかも、その雌ネジの位相が各シリン
ダーヘッドについて略同一の雌ネジを形成すれば、いず
れのシリンダーヘッドに、この点火プラグを螺挿して
も、内燃機関内で外側電極固着部の位置が略１８０度内
の範囲に収まる。

【００１７】さらに、上記点火プラグは、フラットシー
トタイプであり、金属板を折り曲げて中空状に形成した
金属板折曲リングガスケットを使用するために、プラグ
を取付孔に締め付けると、中空のガスケットがつぶれ代
の分だけつぶれる。このため、適正な締付トルクで締め
付けたときの回転角がおおきくなり、そのバラツキもや
や大きく、最大で±６０度になるが、締付時の回転角の
バラツキを考慮しても、３００度（＝180+(60-(-60) ）
の範囲内に外側電極固着部が位置する。つまり、いずれ
の点火プラグをシリンダーヘッドに取り付けても、外側
電極固着部が位置しない範囲として、６０度（±３０
度）の範囲が生じる。

【００１８】そこで、この６０度の範囲が、スワールの
上流側となるように、シリンダーヘッドの雌ネジおよび
点火プラグの雄ねじの位相を定めておけば、この点火プ
ラグを用いた場合に、外側電極の固着部が、点火プラグ
の中心電極と外側電極との間の放電領域に向かうスワー
ルを妨げないので、この放電領域での放電で確実にスワ
ールに着火させることができる。従って、外側電極の固
着部がスワールを妨げる場合を考慮して、濃い混合気低
めのＡ／Ｆで内燃機関を駆動する必要が無く、薄い混合
気（高いＡ／Ｆ値）によっておいて内燃機関を駆動でき
るため、燃費をより向上させることができる。

【００１９】さらに、他の解決手段は、軸方向に垂直な
プラグ座面を備える径大本体部と、該径大本体部から上
記軸方向に延び、内燃機関用シリンダーヘッドに設けた
プラグ取付孔に螺挿するための雄ネジが螺刻された取付
ネジ部と、を有する主体金具と、上記取付ネジ部の先端
部に固着された１または複数の外側電極と、上記プラグ
座面と上記シリンダーヘッドとの間に介在するガスケッ
トと、を備える内燃機関用点火プラグであって、同一品
番の任意の上記内燃機関用点火プラグを見たときに、い
ずれの内燃機関用点火プラグも、上記ガスケットが、中
実Ｏリングガスケットであり、上記雄ネジのネジ山の
頂、谷底等の特定部位のうち、上記プラグ座面から上記
軸方向に所定距離だけ離れた位置にある上記特定部位の
周方向位置を基準とし、α（ｄｅｇ）を定数とすると、
上記取付ネジ部の先端部のうち、θ（ｄｅｇ）＝α−５
５〜α＋５５で表される角度範囲を除く、周方向角度範
囲内の先端部に、上記外側電極のいずれもが固着されて
いることを特徴とする内燃機関用点火プラグである。

【００２０】上記構成を有する本発明の内燃機関用点火
プラグにおいては、シリンダーヘッドとプラグ座面間に
ガスケットを介在させてシールを行うフラットシートタ
イプの点火プラグであって、同一品番の任意の内燃機関
用点火プラグについて、基準からの周方向角度が、θ＝
α−５５〜α＋５５の角度範囲を除く、周方向角度範囲
内の先端部に、外側電極のいずれもが固着されている。
即ち、一周３６０度のうち、１１０度（−５５〜＋５
５）の範囲を除く、残りの２５０度の範囲内に、いずれ
の外側電極も固着されている。このため、シリンダーヘ
ッドのプラグ取付孔に、この点火プラグの雄ネジに適合
した雌ネジであって、しかも、その雌ネジの位相が各シ
リンダーヘッドについて略同一の雌ネジを形成すれば、
いずれのシリンダーヘッドに、この点火プラグを螺挿し
ても、内燃機関内で外側電極固着部の位置が略２５０度
内の範囲に収まる。

【００２１】さらに、上記点火プラグはフラットシート
タイプであるので、ガスケットによってシールを行うの
であるが、通常の中空ガスケットは、締め付けによるつ
ぶれ代があるため、適正な締め付けトルクを得るときの
回転角およびそのバラツキが大きくなる。そこで、上記
点火プラグでは、ガスケットとして、中実Ｏリングガス
ケットを用いている。この中実Ｏリングガスケットは、
中実であるため、つぶれ代がごく小さく、適正な締め付
けトルクを得るときの回転角のバラツキが小さく、最大
でも±２５度である。従って、締め付け時の回転角のバ
ラツキを考慮しても、３００度（＝２５０＋（２５−
（−２５）））の範囲内に外側電極固着部が位置する。
いずれの点火プラグをシリンダーヘッドに取り付けて
も、外側電極固着部が位置しない範囲として、６０度
（±３０度）の範囲が生じる。

【００２２】そこで、この６０度の範囲が、スワールの
上流側となるように、シリンダーヘッドの雌ネジおよび
点火プラグの雄ねじの位相を定めておけば、この点火プ
ラグを用いた場合に、外側電極の固着部が、点火プラグ
の中心電極と外側電極との間の放電領域に向かうスワー
ルを妨げないので、放電で確実にスワールに着火させる
ことができる。従って、外側電極の固着部がスワールを
妨げる場合を考慮して、濃い混合気で内燃機関を駆動す
る必要が無く、薄い混合気によって内燃機関を駆動でき
るため、燃費をより向上させることができる。

【００２３】さらに、上記内燃機関用点火プラグであっ
て、前記中実Ｏリングガスケットは、ＣｕまたはＡｌか
らなることを特徴とする内燃機関用点火プラグとすると
良い。

【００２４】上記構成を有する本発明の内燃機関用点火
プラグにおいては、中実ＯリングガスケットがＣｕまた
はＡｌからなるので、適度な柔らかさを有するため、プ
ラグをシリンダーヘッドに螺挿したときに、シール性に
優れ、しかも、熱伝導性が高いので、プラグ内部の熱を
効率よくシリンダーヘッドに逃がすことができる。

【００２５】さらに、他の解決手段は、プラグ取付孔に
雌ネジが螺刻された内燃機関用シリンダーヘッドであっ
て、同一品番の任意の上記内燃機関用シリンダーヘッド
を見たときに、いずれの内燃機関用シリンダーヘッド
も、プラグ取付座を基準とすると、上記雌ネジの位相
が、略同一とされていることを特徴とする内燃機関用シ
リンダーヘッドである。

【００２６】上記構成を有する本発明の内燃機関用シリ
ンダーヘッドにおいては、雌ネジの位相が、プラグ取付
座を基準として、略同一とされているので、ある基準か
らの周方向角度が、特定範囲内に限定された取付ネジ部
の先端部に、外側電極が固着されているような点火プラ
グを螺挿した場合には、シリンダーヘッドと点火プラグ
との任意の組み合わせにおいて、外側電極の固着位置が
特定範囲内に限定される。従って、外側電極の固着位置
が、スワールの上流側とならないように、シリンダーヘ
ッドの雌ネジおよび点火プラグの雄ねじの位相を定めて
おけば、このシリンダーヘッドを用いた場合に、外側電
極の固着部が、点火プラグの中心電極と外側電極との間
の放電領域に向かうスワールを妨げないので、放電で確
実にスワールに着火させることができる。従って、外側
電極の固着部がスワールを妨げる場合を考慮して、低め
のＡ／Ｆ値で内燃機関を駆動する必要が無く、高いＡ／
Ｆ値において内燃機関を駆動できるため、燃費をより向
上させることができる。なお、プラグ取付座を基準とす
るとは、コニカルシートタイプの点火プラグの場合に
は、テーパ面のプラグ取付座におけるゲージングプレー
ンを基準とし、フラットシートタイプの点火プラグの場
合には、プラグ取付座の座面そのものを基準とするのが
好ましい。

【００２７】さらに他の解決手段は内燃機関用点火プラ
グの製造方法であって、テーパ面のプラグ座面、または
軸方向に垂直なプラグ座面を備える径大本体部と、該径
大本体部から軸方向に延び、内燃機関に設けたプラグ取
付孔に螺挿するための雄ネジが螺刻された取付ネジ部
と、を有する主体金具について、上記プラグ座面から上
記軸方向に所定距離だけ離れた上記雄ネジのネジ山の
頂、谷底等の特定部位の周方向位置を特定し、周方向固
着基準位置を割り出す工程と、上記周方向固着基準位置
を基準とし、α（ｄｅｇ）を定数とすると、上記取付ネ
ジ部の先端部のうち、プラグ座面がテーパ面である場合
には、θ＝α−５０〜α＋５０、プラグ座面が軸方向に
垂直であり、上記プラグ座面に当接するガスケットが金
属折曲リングガスケットの場合には、θ＝α−９０〜α
＋９０、プラグ座面が軸方向に垂直であり、上記プラグ
座面に当接するガスケットが中実Ｏリングガスケットの
場合には、θ＝α−５５〜α＋５５、で表される角度範
囲を除く、周方向角度範囲内の先端部に、１または複数
の外側電極を固着する工程と、を備えることを特徴とす
る内燃機関用点火プラグの製造方法である。

【００２８】上記構成を有する本発明の内燃機関用点火
プラグの製造方法においては、テーパ面のプラグ座面、
または軸方向に垂直なプラグ座面から周方向固着基準位
置を割り出す工程を備える。さらに、プラグ座面がテー
パ面である場合には、この周方向固着基準位置を基準と
し、取付ネジ部の先端部のうち、θ＝α−５０〜α＋５
０で表される角度範囲を除く、周方向角度範囲内の先端
部に、外側電極を固着する工程とを備える。また、プラ
グ座面が軸方向に垂直であり、プラグ座面に当接するガ
スケットが金属板折曲リングガスケットである場合に
は、この周方向固着基準位置を基準とし、取付ネジ部の
先端部のうち、θ＝α−９０〜α＋９０で表される角度
範囲を除く、周方向角度範囲内の先端部に、外側電極を
固着する工程とを備える。また、プラグ座面が軸方向に
垂直であり、プラグ座面に当接するガスケットが中実Ｏ
リングガスケットである場合には、この周方向固着基準
位置を基準とし、取付ネジ部の先端部のうち、θ＝α−
５５〜α＋５５で表される角度範囲を除く、周方向角度
範囲内の先端部に、外側電極を固着する工程とを備え
る。このため、いずれの主体金具においても、外側電極
は、周方向固着基準位置を基準として、所定の周方向角
度範囲内の先端部に固着される。従って、各シリンダー
ヘッドのプラグ取付孔に、点火プラグの雄ネジに適合
し、かつ、位相が略同一の雌ネジを形成すれば、シリン
ダーヘッドと点火プラグとの任意の組み合わせにおい
て、内燃機関内で外側電極固着部の位置を、所定の角度
範囲内に収めることができる。

【００２９】なお、周方向固着基準位置を割り出す工程
においては、プラグ座面から軸方向に沿う雄ネジのネジ
山の頂、谷底等の特定部位までの距離を測定しつつ、相
対的に主体金具を周方向に回転させ、上記特定部位が所
定距離になったときの周方向位置を特定し、周方向固着
基準位置を割り出すと良い。このようにすると、特定部
位の周方向位置を特定するのに、ネジ山の特定部位を追
いながら主体金具を相対的に回転させるので、特定部位
のプラグ座面からの距離が直線的に変化（増加・減少）
するなかで、所定距離にある特定部位の周方向位置を特
定することになり、特定が容易になる。ここで、特定部
位の周方向位置と周方向固着基準位置とは、同じになる
ようにしても、ある周方向角度（例えば９０度）だけず
れていても良い。また、周方向固着基準位置を割り出す
工程においては、プラグ座面から軸方向に所定距離だけ
離れた位置での雄ネジのネジ山の形状を観察しつつ、相
対的に主体金具を周方向に回転させ、この位置のネジ山
の形状が、ネジ山の頂、谷底等の特定部位が観察できる
形状となったときの周方向位置を特定し、周方向固着基
準位置を割り出すと良い。このようにすると、周方向固
着基準位置を割り出すのに、主体金具を相対的に３６０
度回転させれば足りるからである。ここで、特定部位の
周方向位置と周方向固着基準位置とは、同じになるよう
にしても、ある周方向角度（例えば９０度）だけずれて
いても良いのは上記と同じである。

【００３０】さらに上記内燃機関用点火プラグの製造方
法であって、前記主体金具の前記プラグ座面がテーパー
面であり、前記周方向固着基準位置を割り出す工程が、
表面と、裏面と、前記雄ネジが遊嵌可能で、上記表面と
裏面の間を少なくとも表面に垂直に貫通する貫通孔と、
上記貫通孔と裏面とがなす角部に形成され、上記プラグ
座面のテーパ面に適合した所定形状の当接テーパ面と、
を有する当接具の上記貫通孔に、前記主体金具の取付ネ
ジ部を挿入し、所定圧力で上記プラグ座面と当接テーパ
ー面とを当接させつつ、前記主体金具を回転させ、上記
表面から第２の所定距離だけ離れた位置にある前記雄ネ
ジのネジ山の頂、谷底等の特定部位の周方向位置を特定
し、周方向固着基準位置を割り出す工程であることを特
徴とする内燃機関用点火プラグの製造方法とするのが好
ましい。

【００３１】上記構成を有する本発明の内燃機関用点火
プラグの製造方法においては、当接具の貫通孔に、主体
金具の取付ネジ部を挿入し、所定圧力でプラグ座面と当
接具の当接テーパー面とを当接させつつ、主体金具を回
転させ、当接具の表面から第２の所定距離だけ離れた位
置にあるネジ山の頂、谷底等の特定部位の周方向位置を
特定し、周方向固着基準位置を割り出す。プラグ座面
が、テーパ面であるため、プラグ座面を基準として寸法
を測定する場合に、基準であるゲージングプレーンが明
確にし難いが、当接具を用い、この表面を基準として測
定すれば、容易に測定できる。なお、当接具の当接テー
パー面を、コニカルシートタイプの点火プラグに用いる
シリンダーヘッドハウジングの寸法規格に適合させるよ
うにするとよい。

【００３２】さらに、上記内燃機関用点火プラグの製造
方法であって、周方向固着基準位置を割り出す工程にお
いて、前記プラグ座面と当接テーパー面とを所定圧力で
当接させるにあたり、接地電極体で前記主体金具を押圧
し、前記外側電極を固着する工程において、上記接地電
極体に電流を流して、上記主体金具の取付ネジ部の先端
部に、上記外側電極を抵抗溶接することを特徴とする内
燃機関用点火プラグの製造方法とするのが好ましい。

【００３３】上記構成を有する本発明の内燃機関用点火
プラグの製造方法においては、接地電極体で主体金具を
押圧して周方向固着基準位置を割り出し、接地電極体に
電流を流して、主体金具の取付ネジ部の先端部に、外側
電極を抵抗溶接するので、周方向固着基準位置を割り出
した後には、直ちに抵抗溶接によって外側電極を先端部
に固着できる。従って、容易にかつ短い時間で主体金具
に外側電極が固着でき、量産が可能となる。

【００３４】

【発明の実施の形態】（実施形態１）本発明の実施の形
態を図面と共に説明する。まずその前に、図１に基づ
き、ネジの形状と位相との関係について説明する。通常
のネジは、ネジ径（有効径）やピッチのみで規定され
る。ところで、ネジの形状は螺旋を描く。つまり、ネジ
の特定部位、例えばネジ山の頂の座標をたどると、図１
に示すように、螺旋を描く。ここで、螺旋形状は一般
に、基準平面ＰＬをｘ−ｙ（ｒ−θ）平面とし、これに
垂直な軸をｚ軸とすると、ｘ＝ｒ・ｃｏｓ（θ＋ψ）、
ｙ＝ｒ・ｓｉｎ（θ＋ψ）、ｚ＝ｐ（θ＋ψ）で表され
る。ここで、ｒ²＝ｘ²＋ｙ² 、θはｘ軸から測った基準
平面ＰＬ上の角度、ψは定数の位相であり、ｐはネジの
ピッチである。この式から判るように、通常のネジの規
格において、ｒやｐは規定されているが、位相ψは規定
されていないので、螺旋の形状は定まらないことにな
る。従って、このようなネジを持つ点火プラグとシリン
ダーヘッドとを組み合わせれば、外側電極固着部の位置
は、定まらず、一周３６０度の範囲内でバラツクことに
なる。そこで、以下のように、位相ψがある範囲内に限
定された雄ネジを持つ点火プラグ、および雌ネジを持つ
シリンダーヘッドを用いればよい。

【００３５】まず、点火プラグについて説明する。図２
に示す、本実施形態の点火プラグ１０は、外側電極１２
が１つのみ形成された、いわゆる１極タイプで、主体金
具１３の径大本体部１３ａに設けられたテーパ面を構成
するプラグ座面１３ｔによってシールを行ういわゆるコ
ニカルシートタイプのものである。このプラグ１０は、
中心電極１６の周囲を取り囲む絶縁碍子１７と、その図
中下部を保持する主体金具１３とを有し、主体金具１３
は、径大本体部１３ａ、および雄ネジ（Ｍ１４×１．２
５）が形成された取付ネジ部１４を備え、取付ネジ部１
４の先端部１４ａには、外側電極１２の固着部１２ａが
固着されている。この外側電極１２は、図２（ｂ）に示
すように、固着部１２ａにおいて、リング状の先端部１
４ａに固着され、その先端は、リングの中心に向かって
延び、図２（ａ）に示すように、略Ｌ字状に曲げられて
中心電極１６と所定の放電ギャップを形成するようにさ
れている。

【００３６】本実施形態のプラグ１０は、取付ネジ部１
４の形成されたネジの位相ψと、外側電極１４の位置と
にある関係を持たせてある。その関係を以下に説明す
る。まず、ネジの位相ψの代わりに、プラグ座面１３ｔ
から所定距離にあるネジの特定部位の位置を特定する。
位相ψは、基準平面ＰＬの取り方によって変わるので、
現実のプラグ等においては、基準平面ＰＬを定め、位相
ψを求めなくとも、ネジの形状と外側電極固着部との相
対的な位置関係を決めるだけで、足りるからである。

【００３７】本実施形態のプラグ１０はコニカルシート
タイプであるので、ＩＳＯ規格によって、プラグ座面１
３ｔからの寸法測定の基準が定められており、具体的に
は、所定の径Ｄ（本例では、φ１４．８ｍｍ：ISO 234
4:1992(E)参照）を有するゲージングプレーン１３ｇｐ
が基準である。そこで、このゲージングプレーン１３ｇ
ｐを基準として、ネジ山の雄ネジの特定部位までの距離
Ｚを測定する。例えば、図３（ａ）では、ネジ山の２つ
の斜面の延長面（延長線）が交差するネジ山の頂を算出
し、ゲージングプレーン１３ｇｐまでの距離Ｚａを算出
する。また、図３（ｂ）では、ネジの谷の２つの斜面の
延長面（延長線）が交差するネジの谷底を算出し、ゲー
ジングプレーン１３ｇｐまでの距離Ｚｂを算出する。図
３（ｃ）では、雄ネジの有効径を測定するときに用いる
丸棒状ネジゲージＧを２つのネジ山の斜面に当接させ、
２つのネジ山の斜面の略中央に相当するゲージＧの図中
右側の頂部を検出し、２つのネジ山の斜面の中央からゲ
ージングプレーン１３ｇｐまでの距離Ｚｃを算出する。
このような手法により、基準であるゲージングプレーン
１３ｇｐからネジの特定部位までの距離Ｚを測定する。
なおこれらの測定においては、画像処理技術によってネ
ジ山の頂や谷底などを求めると容易に算出できる。

【００３８】ここで、この距離Ｚが所定距離、例えば５
ｍｍとなる特定部位の位置、例えば、図３（ａ）に示す
ような方法によって測定したネジ山の頂までの距離Ｚａ
がちょうど５ｍｍとなる位置が、ネジを周方向に一周
（３６０度）観察することによって、検出できる。この
周方向位置Ｔを基準として、図４に示すように、点火プ
ラグ１０の先端側から見て、先端部１４ａの中心Ｏとを
結ぶ基準線Ｏ−Ｔから、外側電極固着部１２ａまでの角
度θを反時計方向に測定する。例えば、外側電極固着部
１２ａが実線で示される位置にある場合には、この固着
部１２ａの周方向角度は、θ１で表される。同様に破線
の場合には、θ２で表される。

【００３９】このような測定方法によって、固着部１２
ａの周方向角度θ（ｄｅｇ）を測定したとき、本実施形
態のプラグ１０は、いずれも、θ＝α＋５０〜α＋３１
０の角度範囲内、即ち、θ＝α−５０〜α＋５０の範囲
を除く周方向角度範囲内に収まるように、外側電極１２
が固着されている。ここで、αは０〜３６０の定数であ
る。従って、外側電極１２との関係において、取付ネジ
部１４に形成された雄ネジは、その位相ψがとりうる値
（３６０度）のうち、２６０度（=310-50=360-(50-(-5
0))）の範囲に限定された形状となっている。

【００４０】ついで、シリンダーヘッド１１０について
説明する。図５に示すように、このシリンダーヘッド１
１０には、プラグ１０を取り付けるためのプラグ取付孔
１１１を備える。この取付孔１１１の形状は、ＩＳＯ規
格（ISO 2344:1992(E)）において与えられた形状とされ
ており、６０度のテーパ面とされたプラグ取付座１１
３、および取付ネジ部１１４（本例では、Ｍ１４Ｓ×
１．２５）を備える。なお、プラグ取付座１１３におい
ては、所定の径Ｄ（本例では、φ１４．８ｍｍ）となる
ゲージングプレーン１１３ｇｐが各寸法の基準とされて
いる。この取付ネジ部の雌ネジは、ネジの呼ビ（Ｍ１
４）およびピッチ（１．２５）のみが与えられているば
かりでなく、雌ネジの位相が、各シリンダーヘッド間で
略同一に揃えられている。即ち、例えば、この雌ネジを
仮想的に延ばしたときに、ゲージングプレーン１１３ｇ
ｐとネジの特定部分（例えば、ネジ山の頂など）とが交
差する位置を見ると、いずれのシリンダーヘッド１１０
に形成された雌ネジについても、略同一の位置で交差す
るように形成されている。

【００４１】ところで、シリンダーヘッド１１０に、上
記プラグ１０を取り付けた場合の、締付トルクＴｑとプ
ラグの回転角Ａｇとの関係を調査したところ、図６のよ
うになった。即ち、トルク１０Ｎ・ｍで締め付けたと
き、プラグ１０の回転角Ａｇは、１０〜３３度の範囲内
に分布した。また、同様に、１５及び２０Ｎ・ｍでは、
それぞれ１８〜４０度、および２０〜４８度の範囲に分
布した。適正締付トルク１０〜２０Ｎ・ｍの範囲全体に
おいてみると、回転角Ａｇは、１０〜４８度（２９±１
９度）の範囲内に分布し、回転角ＡｇのバラツキＧ１
は、±１９度である。従って、コニカルシートタイプの
プラグの回転角のバラツキＧ１は、最大±２０度を見込
めば足りる。従って、図７（ａ）に示すように、上記シ
リンダーヘッド１１０を備えるエンジン２１０に、上記
プラグ１０を取り付けた場合には、回転角Ａｇのバラツ
キＧ１も考慮すると、このプラグ１０をその先端側から
見たとき、外側電極固着部１２ａの位置は、θ＝α＋３
０(50-20)〜α＋３３０（310+20)の範囲、つまり、３０
０度（=330-30＝260+20-(-20 )）の周方向角度範囲内に
収まる。即ち、一周のうち、外側電極固着部１２ａが位
置することのない、角度にして６０度（＝±３０度=360
-300）の特定の範囲が存在することになる。

【００４２】そこで、インテークバルブ２１１から入っ
た混合気が、スワールＭ２となって図示するように（図
中右から左に向かって）流れた場合を考える。ここで、
先端側から見て、スワールＭ２が取付ネジ部先端部１４
ａの中心Ｏを通る流線Ｌｍと、先端部１４ａとの交点の
うち上流側の交点Ｓを基準として、この特定範囲の中心
がこの基準線Ｏ−Ｓに重なるように、プラグ１０の雄ネ
ジおよびシリンダーヘッド１１０の雌ネジの位相を選択
する。すると、スワールＭ２と外側電極１２の固着部１
２ａとの関係は、図７（ｂ）に示すようになる。即ち、
例えば、実線で示す位置に外側電極固着部１２ａが位置
している場合、交点Ｓを基準として反時計方向に測った
径方向角度θｅは、θｅ１（＝１８０度）で表される。
また同様に、破線で示す位置の場合には、それぞれθｅ
２、θｅ３となる。しかし、基準線Ｏ−Ｓを中心として
±３０度の範囲（Ｏ−Ｕ２〜Ｏ−Ｕ１）内には、外側電
極固着部１２ａが位置せず、θ（ｄｅｇ）＝３０〜３３
０の範囲内に限定される。従って、前記したように（図
２３参照）、外側電極固着部１２ａがスワールＭ２の上
流側に位置しないので、スワールＭ２の流れを妨害する
ことが無く、外側電極１２と中心電極１６との間の放電
領域での放電で、確実にスワールＭ２に着火させること
ができる。このため、薄い混合気（高いＡ／Ｆ値）でも
エンジン２１０を駆動することができ、燃費を向上させ
ることができる。

【００４３】（実施形態２）ついで、第２の実施の形態
として、図８に示す、対向する２つの外側電極２２Ａ，
Ｂを有する２極コニカルシートタイプのプラグ２０の場
合について説明する。本実施形態は、上記実施形態１に
比較して、外側電極が２つ（２２Ａ，Ｂ）になり、しか
も、これらが互いに１８０度ずれた位置にある点のみ異
なるので、異なる部分について説明し、同様な部分は省
略する。このような２極のプラグにおいても、実施形態
１と同様に、ゲージングプレーン１３ｇｐを基準に、取
付ネジ部１４の雄ネジの特定部位（例えば、ネジ山の
頂）までの距離Ｚ（Ｚａ）が、所定距離（例えば、５ｍ
ｍ）となる周方向位置Ｔを見つけだす。ついで、この周
方向位置Ｔを基準として、図９に示すように、点火プラ
グ２０の先端側から見て、先端部１４ａの中心Ｏとを結
ぶ基準線Ｏ−Ｔから、外側電極固着部２２Ａａまでの角
度θを反時計方向に測定する。

【００４４】このような測定方法によって、固着部２２
Ａａ，２２Ｂａの周方向角度θ（ｄｅｇ）を測定したと
き、本実施形態のプラグ２０は、いずれも、θ＝α＋５
０〜α＋３１０の角度範囲内に収まるようにされてい
る。従って、外側電極固着部２２Ａａの周方向角度θ
は、θ＝α＋５０〜α＋１３０の周方向角度範囲内に、
対向する他方の外側電極固着部２２Ｂａが、θ＝α＋２
３０〜３１０の周方向角度範囲内に収まるように、外側
電極２２Ａ，２２Ｂが固着されている。ここで、αは０
〜３６０の定数である。従って、外側電極２２Ａ，２２
Ｂとの関係において、取付ネジ部１４に形成された雄ネ
ジは、その位相ψがとりうる値（３６０度）のうち、５
０〜１３０度および２３０〜３１０度の範囲に限定され
た形状となっている。

【００４５】上記した点火プラグ２０を、実施形態１に
おいて用いたシリンダーヘッド１１０を備えるエンジン
２１０に取り付けた場合、適正締付トルク１０〜２０Ｎ
・ｍに見込まれる回転角ＡｇのバラツキＧ１（最大±２
０度、図６参照）も考慮すると、このプラグ２０をその
先端側から見たとき、外側電極固着部２２Ａａ，２２Ｂ
ａの位置は、それぞれ、θ＝α＋３０(50-20)〜α＋１
５０(130+20 )度、およびα＋２１０(230-20)〜α＋３
３０(310+20)度の周方向角度範囲内に収まる。即ち、一
周のうち、外側電極固着部２２Ａａ，２２Ｂａが位置す
ることのない、角度にして６０度（＝±３０度=30(390)
-330,210-150）の特定の範囲が２つ存在することにな
る。

【００４６】そこで、図７（ｂ）に示すように、スワー
ルＭ２が取付ネジ部先端部１４ａの中心Ｏを通る流線Ｌ
ｍと、先端部１４ａとの交点のうち上流側の交点Ｓを基
準として、この特定範囲の中心がこの基準線Ｏ−Ｓに重
なるように、プラグ２０の雄ネジおよびシリンダーヘッ
ド１１０の雌ネジの位相を選択する。すると、基準線Ｏ
−Ｓを中心として±３０度の範囲内（Ｏ−Ｕ２〜Ｏ−Ｕ
１）内には、外側電極固着部２２Ａａ，２２Ｂａが位置
しない。従って、本実施形態２においても、前記したよ
うに（図２４参照）、外側電極固着部２２Ａａ，２２Ｂ
ａａがスワールＭ２の上流側に位置しないので、スワー
ルＭ２の流れを妨害することが無く、外側電極２２Ａ，
Ｂと中心電極１６との間の放電領域での放電で、確実に
スワールＭ２に着火させることができる。このため、薄
い混合気（高いＡ／Ｆ値）でもエンジン２１０を駆動す
ることができ、燃費を向上させることができる。

【００４７】（実施形態３）ついで、第３の実施の形態
として、図１０に示す、１つの外側電極１２を有する１
極フラットシートタイプのプラグ３０の場合について説
明する。本実施形態は、上記実施形態１に比較すると、
テーパ面のプラグ座面１３ｔではなく、径大本体部１３
ａの図中下端が、軸に垂直で平坦なプラグ座面３３ｆｐ
とされ、図１１（ａ）に示すように、シリンダーヘッド
１３０との間に、金属板を折り曲げて形成した金属板折
曲リングガスケット３５を介在させてシールするもので
ある。従って、ゲージングプレーン１３ｇｐを基準とせ
ず、プラグ座面３３ｆｐを基準とする点、および、プラ
グ座面（テーパ面）１３ｔで直接シールせず、ガスケッ
ト３５をプラグ座面３３ｆｐに当接させる点でのみ異な
り、特にプラグ３０の先端部における取付ネジ部先端部
１４ａや外側電極１２の形状は、実施形態１と同様であ
るので、異なる部分について説明し、同様な部分は省略
する。

【００４８】上記実施形態１と同様に、ネジの位相ψを
求めるのではなく、プラグ座面を基準としてネジの特定
部位までの距離と測るのであるが、上記実施形態１とは
異なり、図１２に示すように、径大本体部１３ａの下端
のプラグ座面３３ｆｐを基準として測定する。なお、特
定部位までの距離として、図１２（ａ）ではネジ山の頂
までの距離Ｚａ、図１２（ｂ）ではネジの谷底までの距
離Ｚｂ、図１２（ｃ）ではゲージＧの図中右側の頂部ま
での距離Ｚｃを測定する様子を示す。このようにして、
実施形態１と同様に、プラグ座面３３ｆｐを基準に、取
付ネジ部１４の雄ネジの特定部位（例えば、ネジ山の
頂）までの距離Ｚ（例えば、Ｚａ）が、所定距離（例え
ば、５ｍｍ）となる周方向位置Ｔ（図４参照）を見つけ
だす。ついで、この周方向位置Ｔを基準として、点火プ
ラグ３０の先端側から見て、先端部１４ａの中心Ｏとを
結ぶ基準線Ｏ−Ｔから、外側電極固着部１２ａまでの角
度θを反時計方向に測定する。

【００４９】このような測定方法によって、固着部１２
ａの周方向角度θ（ｄｅｇ）を測定したとき、本実施形
態のプラグ３０は、いずれも、θ＝α＋９０〜α＋２７
０の角度範囲内に収まるように、外側電極１２が固着さ
れている。ここで、αは０〜３６０の定数である。従っ
て、外側電極１２との関係において、取付ネジ部１４に
形成された雄ネジは、その位相ψがとりうる値（３６０
度）のうち、９０〜２７０度の範囲に限定された形状と
なっている。

【００５０】図１１（ａ）に示すように、規格（ISO 19
19:1988(E)）によって定められた形状のプラグ取付孔を
有するシリンダーヘッド１３０を用意し、これを備える
エンジン２３０に、上記した点火プラグ３０を取り付け
る。この場合、本実施形態では、Ｆｅ製の金属板折曲リ
ングガスケット３５を用いているので、締付トルクＴｑ
とプラグの回転角Ａｇとの関係を調査すると、は、ネジ
がＭ１４Ｓの場合、図１２のようになった。ここで、シ
リンダーヘッドがアルミ製の場合の適正トルクは２０〜
３０Ｎ・ｍ、鋳鉄製の場合は２０〜４０Ｎ・ｍとされて
いるので（ISO1919:1988(E)）、その幅の大きな方の適
正締付トルク２０〜４０Ｎ・ｍの範囲において、回転角
Ａｇは、１６０〜２７５(217.5±57.5 )度の範囲内に分
布する。つまり、バラツキＧ３ａは、±５７．５度であ
る。また、この他に、現在実用化されているＭ１２Ｓ、
Ｍ１０Ｓの雄ネジをもつプラグについてもそれぞれ調査
すると、適正締付トルク１０〜１５および１５〜２５Ｎ
・ｍの範囲で、回転角Ａｇは、それぞれ１９０〜２６６
度(228±38度)及び１７０〜２７９度(224.5±54.5度)
の範囲内に分布した。つまり、バラツキＧ３ｂ，Ｇ３ｃ
は、それぞれ±３８度、および５４．５度である。従っ
て、これらのバラツキＧ３ａ，Ｇ３ｂ，Ｇ３ｃの大きさ
から考えて、金属板折曲リングガスケット３５を用いた
場合には、回転角ＡｇのバラツキＧ３は、最大±６０度
を見込めば足りる。

【００５１】そこで、この回転角ＡｇのバラツキＧ３
（最大±６０度）も考慮すると、このプラグ３０をその
先端側から見たとき、外側電極固着部１２ａの位置は、
それぞれ、θ＝α＋３０(90-60)〜α＋３３０(270+60 )
度の周方向角度範囲内に収まる。即ち、一周のうち、外
側電極固着部１２ａが位置することのない、角度にして
６０度（＝±３０度=30(390)-330）の特定の範囲が存在
することになる。

【００５２】そこで、図１１（ｂ）に示すように、スワ
ールＭ２が取付ネジ部先端部１４ａの中心Ｏを通る流線
Ｌｍと、先端部１４ａとの交点のうち上流側の交点Ｓを
基準として、この特定範囲の中心がこの基準線Ｏ−Ｓに
重なるように、プラグ３０の雄ネジおよびシリンダーヘ
ッド１３０の雌ネジの位相を選択する。すると、基準線
Ｏ−Ｓを中心として±３０度の範囲内（Ｏ−Ｕ２〜Ｏ−
Ｕ１）内には、外側電極固着部１２ａが位置しない。従
って、前記したように（図２３参照）、外側電極固着部
１２ａがスワールＭ２の上流側に位置しないので、スワ
ールＭ２の流れを妨害することが無く、外側電極１２と
中心電極１６との間の放電領域での放電で、確実にスワ
ールＭ２に着火させることができる。このため、薄い混
合気でもエンジン２１０を駆動することができ、燃費を
向上させることができる。

【００５３】（実施形態４）ついで、第４の実施の形態
として、図１４に示す、２つの外側電極２２Ａ，Ｂを有
する２極フラットシートタイプのプラグ４０の場合につ
いて説明する。本実施形態は、上記実施形態３と同様
に、径大本体部１３ａの図中下端が、軸に垂直なプラグ
座面３３ｆｐとされ、シリンダーヘッド１３０（図１１
（ａ）参照）との間に、金属板折曲リングガスケット３
５を介在させてシールするものである。一方、プラグ４
０の先端部分は、上記実施形態２と同様に、外側電極を
２つ（４２Ａ，４２Ｂ）有するが、これらが互いに９０
度ずれた位置にある点で異なるので、実施形態２および
３と異なる部分を中心に説明し、同様な部分は省略す
る。

【００５４】本実施形態も実施形態３と同様に、径大本
体部１３ａの下端のプラグ座面３３ｆｐを基準として特
定部位までの距離を測定する（図１２参照）。即ち、プ
ラグ座面３３ｆｐを基準に、取付ネジ部１４の雄ネジの
特定部位（例えば、ネジ山の頂）までの距離Ｚ（例え
ば、Ｚａ）が、所定距離（例えば、５ｍｍ）となる周方
向位置Ｔを見つけだす。ついで、この周方向位置Ｔを基
準として、図９に示すように、点火プラグ４０の先端側
から見て、先端部１４ａの中心Ｏとを結ぶ基準線Ｏ−Ｔ
から、外側電極固着部４２Ａａ，４２Ｂａまでの角度θ
を反時計方向に測定する。

【００５５】このような測定方法によって、固着部４２
Ａａ，４２Ｂａの周方向角度θ（ｄｅｇ）を測定する
と、上記実施形態３と同様に、固着部４２Ａａ，４２Ｂ
ａはいずれも、θ＝α＋９０〜α＋２７０の角度範囲内
に収まるようにされている。つまり、固着部４２Ａａ
は、θ＝α＋９０〜α＋１８０の角度範囲内に収まり、
他方の外側電極固着部４２Ｂａは、θ＝α＋１８０〜２
７０の周方向角度範囲内に収まるように、外側電極４２
Ａ，４２Ｂが固着されている。ここで、αは０〜３６０
の定数である。従って、外側電極４２Ａ，４２Ｂとの関
係において、取付ネジ部１４に形成された雄ネジは、そ
の位相ψがとりうる値（３６０度）のうち、９０度の範
囲に限定された形状となっている。

【００５６】図１１（ａ）に示すように、上記した点火
プラグ４０を、実施形態３において用いたシリンダーヘ
ッド１３０を備えるエンジン２３０に取り付けた場合、
実施形態３と同様に、Ｆｅ製の金属板折曲リングガスケ
ット３５を用いているので、図１２に示す結果から、回
転角ＡｇのバラツキＧ３は、最大±６０度見込まれる。
そこで、この回転角ＡｇのバラツキＧ３（最大±６０
度）も考慮すると、このプラグ４０をその先端側から見
たとき、外側電極固着部４２Ａａ，４２Ｂａの位置は、
それぞれ、３０(90-60)〜２４０(180+60)度、および１
２０(180-60 )〜３３０(270+60)度の周方向角度範囲内
に収まる。即ち、一周のうち、外側電極固着部４２Ａ
ａ，４２Ｂａが位置することのない、角度にして６０度
（＝±３０度=30(390)-330）の特定の範囲が存在するこ
とになる。

【００５７】そこで、図１１（ｂ）に示すように、スワ
ールＭ２が取付ネジ部先端部１４ａの中心Ｏを通る流線
Ｌｍと、先端部１４ａとの交点のうち上流側の交点Ｓを
基準として、この特定範囲の中心がこの基準線Ｏ−Ｓに
重なるように、プラグ２０の雄ネジおよびシリンダーヘ
ッド１３０の雌ネジの位相を選択する。すると、基準線
Ｏ−Ｓを中心として±３０度の範囲内（Ｏ−Ｕ２〜Ｏ−
Ｕ１）内には、外側電極固着部４２Ａａ，４２Ｂａが位
置しない。従って、前記したように（図２４参照）、外
側電極固着部４２Ａａ，４２ＢａがスワールＭ２の上流
側に位置しないので、スワールＭ２の流れを妨害するこ
とが無く、外側電極４２Ａ，４２Ｂと中心電極１６との
間の放電領域での放電で、確実にスワールＭ２に着火さ
せることができる。このため、高いＡ／Ｆ値までエンジ
ン２３０を駆動することができ、燃費を向上させること
ができる。

【００５８】（実施形態５）ついで、第５の実施の形態
として、図１５に示す、１つの外側電極１２を有する１
極フラットシートタイプのプラグ５０の場合について説
明する。本実施形態は、上記実施形態３に比較すると、
軸に垂直で平坦なプラグ座面３３ｆｐに当接するリング
ガスケットが中実Ｏリングガスケット５５となっている
点で異なっているものである。従って、プラグ５０の先
端部における取付ネジ部先端部１４ａや外側電極１２の
形状は、実施形態３と同様であるので、異なる部分につ
いて説明し、同様な部分は省略する。

【００５９】実施形態３において、図１１を参照して説
明したのと同様に、プラグ座面３３ｆｐを基準に、取付
ネジ部１４の雄ネジの特定部位（例えば、ネジ山の頂）
までの距離Ｚ（例えば、Ｚａ）が、所定距離（例えば、
５ｍｍ）となる周方向位置Ｔ（図４参照）を見つけだ
す。ついで、この周方向位置Ｔを基準として、点火プラ
グ３０の先端側から見て、先端部１４ａの中心Ｏとを結
ぶ基準線Ｏ−Ｔから、外側電極固着部１２ａまでの角度
θを反時計方向に測定する。

【００６０】このような測定方法によって、固着部１２
ａの周方向角度θ（ｄｅｇ）を測定したとき、本実施形
態のプラグ５０は、いずれも、θ＝α＋５５〜α＋３０
５の角度範囲内に収まるように、外側電極１２が固着さ
れている。ここで、αは０〜３６０の定数である。従っ
て、外側電極１２との関係において、取付ネジ部１４に
形成された雄ネジは、その位相ψがとりうる値（３６０
度）のうち、５５〜３０５度の範囲に限定された形状と
なっている。

【００６１】図１１（ａ）に示すように、規格（ISO 19
19:1988(E)）によって定められた形状のプラグ取付孔を
有するシリンダーヘッド１３０を用意し、これを備える
エンジン２５０に、上記した点火プラグ５０取り付け
る。この場合、本実施形態では、上記実施形態３，４で
用いた中空の金属板折曲リングガスケットと異なり、Ｃ
ｕ製中実Ｏリングガスケット５５を用いているので、締
付トルクＴｑとプラグの回転角Ａｇを調査すると、ネジ
がＭ１４Ｓの場合、図１６のようになる。ここで、シリ
ンダーヘッドがアルミ製の場合の適正トルクは２０〜３
０Ｎ・ｍ、鋳鉄製の場合は２０〜４０Ｎ・ｍとされてい
るので（ISO 1919:1988(E)）、その幅の大きな方の適正
締付トルク２０〜４０Ｎ・ｍの範囲において、回転角Ａ
ｇは、バラツキも含めて１５〜５７(36±21)度の範囲内
に分布する。つまり、回転角のバラツキＧ５ａは、±２
１度である。また、この他に実用化されているＭ１２
Ｓ，Ｍ１０Ｓの雄ネジを持つプラグについても、同様に
調査すると、適正締付トルク１０〜１５、１５〜２５Ｎ
・ｍの範囲で、回転角Ａｇは、１６〜５７(36.5±20.5)
度、および１８〜６２(40±22)度の範囲に分布した。つ
まり、回転角のバラツキＧ５ｂ、Ｇ５ｃは、それぞれ±
２０．５度、および±２２度である。したがって、これ
らのバラツキＧ５ａ，Ｇ５ｂ，Ｇ５ｃの値から、中実Ｏ
リングガスケットを用いた場合の回転角Ａｇのバラツキ
Ｇ５は、最大±２５度を見込めば足りる。

【００６２】そこで、この回転角ＡｇのバラツキＧ５
（最大±２５度）も考慮すると、このプラグ５０をその
先端側から見たとき、外側電極固着部１２ａの位置は、
それぞれ、θ＝α＋３０(55-25)〜α＋３３０(305+25 )
度の周方向角度範囲内に収まる。即ち、一周のうち、外
側電極固着部１２ａが位置することのない、角度にして
６０度（＝±３０度=30(390)-330）の特定の範囲が存在
することになる。

【００６３】そこで、図１１（ｂ）に示すように、スワ
ールＭ２が取付ネジ部先端部１４ａの中心Ｏを通る流線
Ｌｍと、先端部１４ａとの交点のうち上流側の交点Ｓを
基準として、この特定範囲の中心がこの基準線Ｏ−Ｓに
重なるように、プラグ５０の雄ネジおよびシリンダーヘ
ッド１３０の雌ネジの位相を選択する。すると、基準線
Ｏ−Ｓを中心として±３０度の範囲内（Ｏ−Ｕ２〜Ｏ−
Ｕ１）内には、外側電極固着部１２ａが位置しない。従
って、前記したように（図２３参照）、外側電極固着部
１２ａがスワールＭ２の上流側に位置しないので、スワ
ールＭ２の流れを妨害することが無く、外側電極１２と
中心電極１６との間の放電領域での放電で、確実にスワ
ールＭ２に着火させることができる。このため、薄い混
合気でもエンジン２５０を駆動することができ、燃費を
向上させることができる。

【００６４】（実施形態６）ついで、第６の実施の形態
として、図１７に示す、対向する２つの外側電極２２
Ａ，Ｂを有する２極フラットシートタイプのプラグ６０
の場合について説明する。本実施形態は、上記実施形態
５と同様に、径大本体部１３ａの図中下端が、軸に垂直
なプラグ座面３３ｆｐとされ、シリンダーヘッド１３０
との間に、中実Ｏリングガスケット５５を介在させてシ
ールするものである。一方、プラグ６０の先端部分は、
上記実施形態２と同様に、外側電極が２つ（２２Ａ，２
２Ｂ）になり、しかも、これらが互いに１８０度ずれた
位置にあるので、実施形態２および５と異なる部分を中
心に説明し、同様な部分は省略する。

【００６５】本実施形態も実施形態３〜５と同様に、径
大本体部１３ａの下端のプラグ座面３３ｆｐを基準とし
て特定部位までの距離を測定する（図１２参照）。即
ち、プラグ座面３３ｆｐを基準に、取付ネジ部１４の雄
ネジの特定部位（例えば、ネジ山の頂）までの距離Ｚ
（例えば、Ｚａ）が、所定距離（例えば、５ｍｍ）とな
る周方向位置Ｔを見つけだす。ついで、この周方向位置
Ｔを基準として、図９に示すように、点火プラグ６０の
先端側から見て、先端部１４ａの中心Ｏとを結ぶ基準線
Ｏ−Ｔから、いずれか一方の外側電極固着部２２Ａａま
での角度θを反時計方向に測定する。

【００６６】このような測定方法によって、固着部２２
Ａａの周方向角度θ（ｄｅｇ）を測定すると、固着部２
２Ａａは、θ＝α＋５５〜α＋１２５の角度範囲内に収
まり、他方の外側電極固着部２２Ｂａは、θ＝α＋２３
５〜α＋３０５の周方向角度範囲内に収まるように、外
側電極２２Ａ，２２Ｂが固着されている。ここで、αは
０〜３６０の定数である。従って、外側電極２２Ａ，２
２Ｂとの関係において、取付ネジ部１４に形成された雄
ネジは、その位相ψがとりうる値（３６０度）のうち、
５５〜１２５度および２３５〜３０５度の範囲に限定さ
れた形状となっている。

【００６７】図１１（ａ）に示すように、上記した点火
プラグ６０を、実施形態５において用いたシリンダーヘ
ッド１３０を備えるエンジン２５０に取り付けた場合、
実施形態５と同様に、Ｃｕ製の中実Ｏリングガスケット
５５を用いているので、図１６に示す結果から、回転角
ＡｇのバラツキＧ５は、最大±２５度と見込まれる。そ
こで、この回転角ＡｇのバラツキＧ５（最大±２５度）
も考慮すると、このプラグ６０をその先端側から見たと
き、外側電極固着部２２Ａａ，２２Ｂａの位置は、それ
ぞれ、３０(55-25)〜１５０(125+25)度、および２１０
(235-25 )〜３３０(305+25)度の周方向角度範囲内に収
まる。即ち、一周のうち、外側電極固着部２２Ａａ，２
２Ｂａが位置することのない、角度にして６０度（＝±
３０度=30(390)-330,210-150）の特定の範囲が２つ存在
することになる。

【００６８】そこで、図１１（ｂ）に示すように、スワ
ールＭ２が取付ネジ部先端部１４ａの中心Ｏを通る流線
Ｌｍと、先端部１４ａとの交点のうち上流側の交点Ｓを
基準として、この特定範囲の中心がこの基準線Ｏ−Ｓに
重なるように、プラグ６０の雄ネジおよびシリンダーヘ
ッド１３０の雌ネジの位相を選択する。すると、基準線
Ｏ−Ｓを中心として±３０度の範囲内（Ｏ−Ｕ２〜Ｏ−
Ｕ１）内には、外側電極固着部２２Ａａ，２２Ｂａが位
置しない。従って、前記したように（図２３参照）、外
側電極固着部２２Ａａ，２２ＢａａがスワールＭ２の上
流側に位置しないので、スワールＭ２の流れを妨害する
ことが無く、外側電極２２Ａ，Ｂと中心電極１６との間
の放電領域での放電で、確実にスワールＭ２に着火させ
ることができる。このため、薄い混合気でもエンジン２
５０を駆動することができ、燃費を向上させることがで
きる。

【００６９】ついで、上記各実施形態で示した点火プラ
グ１０〜６０の製造方法について説明する。上記点火プ
ラグ１０等は、通常の点火プラグと同様の製法で製造さ
れ、外側電極１２、２２Ａ，２２Ｂ，４２Ａ，４２Ｂを
主体金具１３の取付ネジ部先端部１４ａに固着する工程
のみ異なるので、異なる部分のみ説明する。まず、コニ
カルシートタイプの点火プラグ１０，２０（実施形態
１，２）について説明する。コニカルシートタイプの場
合には、上記したように寸法の基準となるゲージングプ
レーン１３ｇｐを簡便に得にくいため、まず、図１８
（ａ）に示すように、表面Ｊａおよびこれに平行な裏面
Ｊｂを備え、貫通孔Ｊｈがこの表・裏面Ｊａ，Ｊｂ間を
垂直に貫通し、貫通孔Ｊｈと裏面Ｊｂとの角部に、当接
テーパ面Ｊｔが形成された当接具Ｊを用意する。この当
接テーパ面Ｊｔは、前述したテーパ面のプラグ座面１３
ｔに適合した形状に形成され、具体的には、前述したコ
ニカルシールタイプのプラグの規格（例えば、ISO 234
4:1992(E)）に準じたテーパ面の形状に形成されてい
る。従って、所定の直径Ｄ（例えば、１４．８ｍｍ）を
有するゲージングプレーンＪｇｐを基準として寸法を測
定することができ、ゲージングプレーンＪｇｐから表面
Ｊａまでの距離は、Ｚ０とされている。

【００７０】この当接具Ｊの裏面Ｊｂ側から、図１８
（ｂ）に示す、取付ネジ部１４が形成された主体金具１
３を挿入する（図１８（ｃ）参照）。この取付ネジ部１
４の雄ネジは、例えば、転造によって形成され、ネジ形
成後、主体金具は、通箱等に集積されるので、雄ネジの
位相は定まっていない。当接具Ｊの貫通孔Ｊｈの直径
は、主体金具１３の取付ネジ部１４のネジ外径よりもや
や大きくされているため、取付ネジ部１４が遊嵌状に挿
入でき、テーパ面となっているプラグ座面１３ｔと当接
具Ｊの当接テーパ面Ｊｔとが当接したところで止まる。
これにより、当接具ＪのゲージングプレーンＪｇｐと主
体金具１３のゲージングプレーン１３ｇｐとが一致す
る。

【００７１】ついで、図１９（ａ）に示すように、図中
下方から、主体金属１３内部にＣｕからなる接地電極体
Ｋを挿入し、図中上方に押し上げて、プラグ座面１３ｔ
と当接具Ｊの当接テーパ面Ｊｔとを所定圧力で当接させ
る。圧力を掛けて両者を当接させるのは、実際にシリン
ダーヘッド１１０のプラグ取付孔１１１に取り付けた場
合の圧力に近似した状態で外側電極１２の固着部位を決
定するため、および、後述する抵抗溶接において、接地
電極体Ｋと主体金具１３との間の接触抵抗をできるだけ
低くするためである。接地電極体Ｋを挿入後、接地電極
体Ｋを軸方向（図中上下方向）に回転させる。すると、
図１９（ｂ）に示すように、取付ネジ部１４は、回転に
従って、そのネジ山が、実線で示した状態から破線で示
す状態に移動するので、あるネジ山の頂を観察すると、
実線で示す状態では、表面Ｊａからの距離Ｚ１が、Ｚ１
１であったのに対し、破線で示す状態になると、Ｚ１２
に変化する。そこで、例えば、Ｚ０＝３ｍｍの当接具Ｊ
を用いた場合、ちょうど距離Ｚ１＝２ｍｍとなる位置
で、接地電極体Ｋや主体金具１３の回転を停止させる。
これにより、ゲージングプレーン１３ｇｐから計測する
と、Ｚ０＋Ｚ１＝３＋２＝５ｍｍの距離にあるネジ山の
頂が検出できたことになる。従って、このようにして、
ゲージングプレーン１３ｇｐから所定距離（ここでは５
ｍｍ）にあるネジの特定部位（本例ではネジ山の頂）を
検出すれば、常に、各主体金具１３のネジの位相を揃え
た状態で主体金具１３の回転を停止させることができ
る。

【００７２】ついで、図１９（ｃ）に示すように、停止
した状態の主体金具１３の取付ネジ部先端部１４ａに、
外側電極１２の一端（図中下端）を当接させ、スイッチ
ＳＷを投入して直流電源Ｅｄｃから大電流を流し、抵抗
溶接によって、先端部１４ａに外側電極１２を固着させ
る。２極の場合には、１８０度ずれた位置にも外側電極
２２（２２Ａ，２２Ｂ）を固着する。このように、接地
電極体Ｋで主体金具１３を押し上げたので、回転の停止
後、直ちに外側電極１２を溶接でき、ピースタイムを短
くして、量産をすることができる。なお、外側電極１２
を、回転を停止させた状態の主体金具１３の先端部１４
ａに対して、常に略同一の位置（例えば、図１９（ｃ）
では、図中左端）で固着すれば足りる。

【００７３】その他、図１９（ｄ）に示すように、常に
所定の高さＺ１（例えばＺ１＝２ｍｍ）におけるネジの
形状を観察すると、回転に従って、実線で示すようにネ
ジの谷となったり、破線で示すようにネジ山の頂となっ
たり形が変化するので、特定部位、例えば、ネジ山の頂
の形状となったときに、接地電極体Ｋや主体金具１３の
回転を停止させても良い。このようにした場合には、多
くとも１回転の間に、所望の形状となるので、検出が早
い利点がある。このようにして、外側電極１２を固着し
た主体金具１３は、以降、通常のプラグの組立工程を経
て、プラグ１０，２０となる。

【００７４】上記では、コニカルシートタイプのプラグ
を用いて説明したが、フラットシートタイプのプラグ３
０，４０、５０，６０の場合には、基準となるプラグ座
面３３ｆｐが明確であるので、上記した当接具Ｊのごと
き補助具は不要である。従って、プラグ座面３３ｆｐか
ら直接、コニカルシートタイプの場合と同様に、所定距
離（例えば、５ｍｍ）にあるネジの特定部位（例えば、
ネジ山の頂）を検出すれば、常に、各主体金具１３のネ
ジの位相を揃えた状態で主体金具１３の回転を停止させ
ることができる。以降は、上記と同様にして、外側電極
１２を抵抗溶接によって固着すればよい。なお、当接テ
ーパ面Ｊｔを形成しない当接具を補助的に用いて、プラ
グ座面３３ｆｐと裏面とを当接させ、表面からの高さを
測定しても良いことは明らかである。

【００７５】ついで、上記各実施形態で示したシリンダ
ーヘッドの製造方法について説明する。上記シリンダー
ヘッド１１０、１３０は、通常のシリンダーヘッドと同
様の製法で製造され、プラグ取付孔１１１の取付ネジ部
１１４の形成方法のみ異なるだけであるので、異なる部
分のみ説明する。まず、コニカルシートタイプのプラグ
１０、２０に適合するシリンダーヘッド１１０について
説明する。まず、公知の手法によって、図２０（ａ）に
示すように、鋳鉄製のシリンダーヘッド１１０を形成す
る。このシリンダーヘッド１１０には、前記したよう
に、規格に基づくをプラグ取付孔１１１が形成されてい
る。但し、プラグ取付ネジ部１１４のみ形成されておら
ず、その下孔１１４ａのみ形成されて状態である。雌ネ
ジを形成するには、シリンダーヘッド１１０を固定し、
バイトＨをその軸を中心に回転させながら１回転毎に所
定ピッチ（本例では、１．２５ｍｍ）ずつ図中左側に向
けて送り、下孔１１４ａを切削して、雌ネジを形成す
る。

【００７６】この際、図２０（ｂ）に示すように、テー
パ面のプラグ取付座１１３の所定径Ｄ（本例では、１
４．８ｍｍ）となるゲージングプレーン１１３ｇｐか
ら、例えば、ちょうどバイトＨの刃先Ｈａが図中下向き
となったときの刃先Ｈａまでの距離Ｆを一定値（例え
ば、１０ｍｍ）とし、この状態から、バイトＨを回転さ
せると共に、回転に同期させて１回転当たり１ピッチの
速度でバイトＨを図中左方向に送る。すると、いずれの
シリンダーヘッド１１０においても、下孔１１４ａに
は、ゲージングプレーン１１３ｇｐを基準としたとき
に、一定の位相を持つ螺旋形状の雌ネジが形成されるこ
とになる（図５参照）。

【００７７】上記では、コニカルシートタイプのプラグ
に適合するシリンダーヘッド１１０の製造方法について
説明したが、フラットシートタイプのプラグ３０，４
０、５０，６０に適合するシリンダーヘッド１３０の場
合には、基準となるプラグ取付座を基準として、同様に
雌ネジを形成すればよい。なお、雌ネジの製造方法は、
ネジの位相を各シリンダーヘッド間で略同一にできれ
ば、公知の手法のいずれを用いても良い。

【００７８】以上において、本発明を実施形態に即して
説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもので
はなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適
用できることはいうまでもない。例えば、上記実施形態
１，２、３，５，６では、外側電極が１極および対向す
る２極のプラグを示したが、実施形態４にも示すよう
に、外側電極の数および位置はこれに限定されるもので
はない。例えば、回転角Ａｇのバラツキが±３０度（図
６参照）の実施形態１，２と同様なコニカルシートタイ
プのプラグにおいて、図２１に示すように、互いに９０
度ずつずれて形成された３つの外側電極７２Ａ，７２
Ｂ，７２Ｃを備える３極のプラグ７０を用いても良い。
いずれにしても、プラグ７０をエンジンに取り付けたと
きに、取付時の回転角のバラツキも考慮した上で、スワ
ールＭ２が取付ネジ部先端部１４ａの中心Ｏを通る流線
Ｌｍと、先端部１４ａとの交点のうち上流側の交点Ｓを
基準として、この基準線Ｏ−Ｓを中心とする±３０度の
範囲（Ｏ−Ｕ２からＯ−Ｕ１内）に、各外側電極固着部
７２Ａａ，７２Ｂａ，７２Ｃａ等が入らないで、３０〜
３３０度の角度範囲内に位置するようにすればよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】ネジの螺旋と位相との関係を説明する説明図で
ある。

【図２】実施形態１にかかる１極コニカルシートタイプ
の点火プラグの形状を示す部分破断断面図およびプラグ
先端近傍のみを示す底面図である。

【図３】実施形態１にかかるプラグにおいて、プラグ座
面１３ｔのゲージングプレーン１３ｇｐからネジの各部
位までの距離を測る様子を示す説明図であり、（ａ）は
ネジ山の頂、（ｂ）はネジの谷底、（ｃ）は２つのネジ
山の斜面の中央、までの距離を測る様子を示す。

【図４】点火プラグの外側電極固着部の周方向角度位置
を計測する方法を示す説明図である。

【図５】シリンダーヘッドのプラグ取付孔の形状を示す
説明図である。

【図６】コニカルシートタイプのプラグをシリンダーヘ
ッドに取り付けたときの、締付トルクと回転角との関係
を示すグラフである。

【図７】シリンダーヘッドを有するエンジンに点火プラ
グを取り付けた状態を示す説明図であり、（ａ）は縦方
向の部分破断断面図であり、（ｂ）は点火プラグをその
先端側から見た図である。

【図８】実施形態２にかかる２極コニカルシートタイプ
の点火プラグの形状を示す部分破断断面図およびプラグ
先端近傍のみを示す底面図である。

【図９】実施形態２にかかる点火プラグの外側電極固着
部の周方向角度位置を計測する方法を示す説明図であ
る。

【図１０】実施形態３にかかる金属板折曲リングガスケ
ットを備える１極フラットシートタイプの点火プラグの
形状を示す部分破断断面図、およびプラグ先端近傍のみ
を示す底面図である。

【図１１】シリンダーヘッドを有するエンジンに点火プ
ラグを取り付けた状態を示す説明図であり、（ａ）は縦
方向の部分破断断面図であり、（ｂ）は点火プラグをそ
の先端側から見た図である。

【図１２】実施形態３にかかるプラグにおいて、プラグ
座面３３ｆｐからネジの各部位までの距離を測る様子を
示す説明図であり、（ａ）はネジ山の頂、（ｂ）はネジ
の谷底、（ｃ）は２つのネジ山の斜面の中央、までの距
離を測る様子を示す。

【図１３】金属板折曲リングガスケットを備えるフラッ
トシートタイプのプラグをシリンダーヘッドに取り付け
たときの、締付トルクと回転角との関係解明を示すグラ
フである。

【図１４】実施形態４にかかる金属板折曲リングガスケ
ットを備える２極フラットシートタイプの点火プラグの
形状を示す部分破断断面図、およびプラグ先端近傍のみ
を示す底面図である。

【図１５】実施形態５にかかる中実Ｏリングガスケット
を備える１極フラットシートタイプの点火プラグの形状
を示す部分破断断面図、およびプラグ先端近傍のみを示
す底面図である。

【図１６】中実Ｏリングガスケットを備えるフラットシ
ートタイプのプラグをシリンダーヘッドに取り付けたと
きの、締付トルクと回転角との関係解明を示すグラフで
ある。

【図１７】実施形態６にかかる中実Ｏリングガスケット
を備える２極フラットシートタイプの点火プラグの形状
を示す部分破断断面図、およびプラグ先端近傍のみを示
す底面図である。

【図１８】主体金具の周方向固着基準位置を割り出す工
程のうち、当接具の貫通孔に主体金具の取付ネジ部を挿
入するまでを示す説明図であり、（ａ）は当接具の断面
図を、（ｂ）は主体金具のうちの先端部近傍の断面図
を、（ｃ）は当接具の貫通孔に主体金具の取付ネジ部を
挿入した状態の断面図を示す。

【図１９】主体金具の周方向固着基準位置を割り出す工
程および外側電極を溶接する工程のうち、（ａ）当接具
に挿入された主体金具を回転させる状態を、（ｂ）
（ｄ）は回転させた状態でネジの特定部位を検出する様
子を、（ｃ）は先端部に外側電極を溶接する様子を示す
説明図である。

【図２０】シリンダーヘッドのプラグ取付孔の下孔に雌
ネジを形成する状態を示す説明図である。

【図２１】他の実施形態の点火プラグのうち、プラグ先
端近傍のみを示す底面図である。

【図２２】エンジンおよび点火プラグと混合気の流れ
（スワール）の関係を示す説明図である。（ａ）はシリ
ンダーの下方から見た状態、（ｂ）は点火プラグとスワ
ールとの関係を示す。

【図２３】１極点火プラグとスワールとの関係を説明す
る説明図であり、（ａ）はスワールと外側電極との角度
θを説明する説明図であり、（ｂ）は角度θを変えた場
合に、限界Ａ／Ｆ値の変化を示すグラフである。

【図２４】２極点火プラグとスワールとの関係を説明す
る説明図であり、（ａ）はスワールと外側電極との角度
θを説明する説明図であり、（ｂ）は角度θを変えた場
合に、限界Ａ／Ｆ値の変化を示すグラフである。

【符号の説明】

１０，２０，３０，４０，５０，６０ 点
火プラグ １２，２２Ａ，２２Ｂ，４２Ａ，４２Ｂ 外
側電極 １２ａ，２２Ａａ，２２Ｂａ，４２Ａａ，４２Ｂａ 固
着部 １３ 主
体金具 １３ａ 径
大本体部 １３ｔ，３３ｆｐ プ
ラグ座面 １３ｇｐ，１１３ｇｐ，Ｊｇｐ ゲ
ージングプレーン １４ 取
付ネジ部 １４ａ 先
端部 １６ 中
心電極 １７ 絶
縁碍子 １１０，１３０ シ
リンダーヘッド １１１ プ
ラグ取付孔 １１３ プ
ラグ取付座 １１４ プ
ラグ取付ネジ部 ２１０，２３０，２５０ エ
ンジン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｊ 15/08 Ｆ１６Ｊ 15/08 Ｈ Ｈ０１Ｔ 13/20 Ｈ０１Ｔ 13/20 Ｂ 21/02 21/02

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プラグ取付孔に雌ネジが螺刻された内燃
   機関用シリンダーヘッドと、 主体金具の取付ネジ部が上記プラグ取付孔に所定トルク
   で螺挿された内燃機関用点火プラグと、を備える内燃機
   関であって、 同一品番の上記シリンダーヘッドと同一品番の上記内燃
   機関用点火プラグとの任意の組み合わせにおいて、 点火プラグの軸方向先端側から見たときに、上記取付ネ
   ジ部の先端部の中心を通るスワールの流線と上記先端部
   との交点のうち、上流側の交点を基準として、上記取付
   ネジ部の先端部のうち、−３０〜３０度の角度範囲を除
   く、周方向角度範囲内の先端部に、一又は複数の外側電
   極のいずれもが固着されていることを特徴とする内燃機
   関。
2. 【請求項２】 テーパ面のプラグ座面を備える径大本体
   部と、該径大本体部から軸方向に延び、内燃機関用シリ
   ンダーヘッドに設けたプラグ取付孔に螺挿するための雄
   ネジが螺刻された取付ネジ部と、を有する主体金具と、
   上記取付ネジ部の先端部に固着された１または複数の外
   側電極と、を備える内燃機関用点火プラグであって、 同一品番の任意の上記内燃機関用点火プラグを見たとき
   に、いずれの内燃機関用点火プラグも、 上記雄ネジのネジ山の頂、谷底等の特定部位のうち、上
   記プラグ座面のゲージングプレーンから上記軸方向に所
   定距離だけ離れた位置にある上記特定部位の周方向位置
   を基準とし、α（ｄｅｇ）を定数とすると、上記取付ネ
   ジ部の先端部のうち、θ（ｄｅｇ）＝α−５０〜α＋５
   ０で表される角度範囲を除く、周方向角度範囲内の先端
   部に、上記外側電極のいずれもが固着されていることを
   特徴とする内燃機関用点火プラグ。
3. 【請求項３】 軸方向に垂直なプラグ座面を備える径大
   本体部と、該径大本体部から上記軸方向に延び、内燃機
   関用シリンダーヘッドに設けたプラグ取付孔に螺挿する
   ための雄ネジが螺刻された取付ネジ部と、を有する主体
   金具と、上記取付ネジ部の先端部に固着された１または
   複数の外側電極と、上記プラグ座面と上記シリンダーヘ
   ッドとの間に介在するガスケットと、を備える内燃機関
   用点火プラグであって、 同一品番の任意の上記内燃機関用点火プラグを見たとき
   に、いずれの内燃機関用点火プラグも、 上記ガスケットが、金属板折曲リングガスケットであ
   り、 上記雄ネジのネジ山の頂、谷底等の特定部位のうち、上
   記プラグ座面から上記軸方向に所定距離だけ離れた位置
   にある上記特定部位の周方向位置を基準とし、α（ｄｅ
   ｇ）を定数とすると、上記取付ネジ部の先端部のうち、
   θ（ｄｅｇ）＝α−９０〜α＋９０で表される角度範囲
   を除く、周方向角度範囲内の先端部に、上記外側電極の
   いずれもが固着されていることを特徴とする内燃機関用
   点火プラグ。
4. 【請求項４】 軸方向に垂直なプラグ座面を備える径大
   本体部と、該径大本体部から上記軸方向に延び、内燃機
   関用シリンダーヘッドに設けたプラグ取付孔に螺挿する
   ための雄ネジが螺刻された取付ネジ部と、を有する主体
   金具と、上記取付ネジ部の先端部に固着された１または
   複数の外側電極と、上記プラグ座面と上記シリンダーヘ
   ッドとの間に介在するガスケットと、を備える内燃機関
   用点火プラグであって、 同一品番の任意の上記内燃機関用点火プラグを見たとき
   に、いずれの内燃機関用点火プラグも、 上記ガスケットが、中実Ｏリングガスケットであり、 上記雄ネジのネジ山の頂、谷底等の特定部位のうち、上
   記プラグ座面から上記軸方向に所定距離だけ離れた位置
   にある上記特定部位の周方向位置を基準とし、α（ｄｅ
   ｇ）を定数とすると、上記取付ネジ部の先端部のうち、
   θ（ｄｅｇ）＝α−５５〜α＋５５で表される角度範囲
   を除く、周方向角度範囲内の先端部に、上記外側電極の
   いずれもが固着されていることを特徴とする内燃機関用
   点火プラグ。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の内燃機関用点火プラグ
   であって、 前記中実Ｏリングガスケットは、ＣｕまたはＡｌからな
   ることを特徴とする内燃機関用点火プラグ。
6. 【請求項６】 プラグ取付孔に雌ネジが螺刻された内燃
   機関用シリンダーヘッドであって、 同一品番の任意の上記内燃機関用シリンダーヘッドを見
   たときに、いずれの内燃機関用シリンダーヘッドも、 プラグ取付座を基準とすると、上記雌ネジの位相が、略
   同一とされていることを特徴とする内燃機関用シリンダ
   ーヘッド。
7. 【請求項７】 内燃機関用点火プラグの製造方法であっ
   て、 テーパ面のプラグ座面、または軸方向に垂直なプラグ座
   面を備える径大本体部と、該径大本体部から軸方向に延
   び、内燃機関に設けたプラグ取付孔に螺挿するための雄
   ネジが螺刻された取付ネジ部と、を有する主体金具につ
   いて、上記プラグ座面から上記軸方向に所定距離だけ離
   れた上記雄ネジのネジ山の頂、谷底等の特定部位の周方
   向位置を特定し、周方向固着基準位置を割り出す工程
   と、 上記周方向固着基準位置を基準とし、α（ｄｅｇ）を定
   数とすると、上記取付ネジ部の先端部のうち、プラグ座
   面がテーパ面である場合には、θ＝α−５０〜α＋５
   ０、プラグ座面が軸方向に垂直であり、上記プラグ座面
   に当接するガスケットが金属板折曲リングガスケットの
   場合には、θ＝α−９０〜α＋９０、プラグ座面が軸方
   向に垂直であり、上記プラグ座面に当接するガスケット
   が中実Ｏリングガスケットの場合には、θ＝α−５５〜
   α＋５５、で表される角度範囲を除く、周方向角度範囲
   内の先端部に、１または複数の外側電極を固着する工程
   と、を備えることを特徴とする内燃機関用点火プラグの
   製造方法。
8. 【請求項８】 請求項７に記載の内燃機関用点火プラグ
   の製造方法であって、 前記主体金具の前記プラグ座面がテーパー面であり、 前記周方向固着基準位置を割り出す工程が、 表面と、裏面と、前記雄ネジが遊嵌可能で、上記表面と
   裏面の間を少なくとも表面に垂直に貫通する貫通孔と、
   上記貫通孔と裏面とがなす角部に形成され、上記プラグ
   座面のテーパ面に適合した所定形状の当接テーパ面と、
   を有する当接具の上記貫通孔に、前記主体金具の取付ネ
   ジ部を挿入し、所定圧力で上記プラグ座面と当接テーパ
   ー面とを当接させつつ、前記主体金具を回転させ、上記
   表面から第２の所定距離だけ離れた位置にある前記雄ネ
   ジのネジ山の頂、谷底等の特定部位の周方向位置を特定
   し、周方向固着基準位置を割り出す工程であることを特
   徴とする内燃機関用点火プラグの製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８に記載の内燃機関用点火プラグ
   の製造方法であって、 前記周方向固着基準位置を割り出す工程において、 前記プラグ座面と当接テーパー面とを所定圧力で当接さ
   せるにあたり、接地電極体で前記主体金具を押圧し、 前記外側電極を固着する工程において、上記接地電極体
   に電流を流して、上記主体金具の取付ネジ部の先端部
   に、上記外側電極を抵抗溶接することを特徴とする内燃
   機関用点火プラグの製造方法。