KR101558650B1 - 스파크 플러그 및 스파크 플러그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

스파크 플러그(1)는 압출 성형됨에 의해서 형성된 공구걸어맞춤부(19)를 가지며, 축선(CL1)방향으로 연장되는 통형상의 금속 쉘(3)을 구비한다. 공구걸어맞춤부(19)는 축선(CL1)과 직교하는 단면형상이 복수의 볼록부 및 오목부를 교호로 구비한 12포인트 형상을 이룬다. 축선(CL1)과 직교하는 단면에 있어서, 각 볼록부의 가장 직경방향 외측에 위치하는 부위를 지나는 원의 직경을 D(㎜)라 하고, 각 오목부의 가장 직경방향 내측에 위치하는 부위를 지나는 원의 직경을 d(㎜)라 하였을 때, 0.45≤(D-d)/2≤0.75를 만족한다. 이것에 의해서, 공구걸어맞춤부가 12포인트 형상을 이루는 스파크 플러그에 있어서, 조립시에 있어서의 공구의 미끄러짐을 보다 확실하게 억제할 수 있음과 아울러, 공구걸어맞춤부를 소망하는 형상으로 보다 확실하게 형성할 수 있다.

Description

스파크 플러그 및 스파크 플러그의 제조방법{SPARK PLUG AND METHOD FOR PRODUCING SPARK PLUG}

본 발명은 내연기관 등에 사용되는 스파크 플러그 및 그 제조방법에 관한 것이다.

스파크 플러그는 예를 들면 내연기관(엔진) 등의 연소장치에 부착되어 연소실 내의 혼합기에 대한 착화를 위해서 사용된다. 일반적으로 스파크 플러그는 축구멍을 가지는 절연체와, 상기 축구멍의 선단측에 삽입되는 중심전극과, 절연체의 외주에 설치되는 금속 쉘과, 금속 쉘의 선단부에 설치되어 중심전극과의 사이에 불꽃방전간극을 형성하는 접지전극을 구비한다. 또, 금속 쉘은 스파크 플러그를 연소장치에 부착할 때에 공구를 걸어맞추기 위한 공구걸어맞춤부를 가지고 있다.

상기 공구걸어맞춤부로서는 일반적으로 단면 육각형상을 이루는 것이 알려져 있지만, 최근에는 외주측에 복수의 볼록부(산부(山部)) 및 오목부(곡부(谷部))를 교호로 구비하여 이루어지는 12포인트 형상("Bi-Hex 형상"이라고도 불린다)의 것이 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1 등 참조). 이와 같이 공구걸어맞춤부를 12포인트 형상으로 하면, 공구걸어맞춤부를 단면 육각형상으로 한 경우에 비해서 다음과 같은 메리트가 생긴다.

즉, 최근의 스파크 플러그의 소형화의 요청에 부응하여 금속 쉘을 세경화(細徑化)할 수 있다. 여기서, 강도 유지 등의 관점에서 공구걸어맞춤부의 두께를 어느 정도 확보해야 하는 바, 공구걸어맞춤부가 단면 육각형상을 이루는 경우에는 금속 쉘의 내경을 충분히 작게 할 필요가 있다. 그런데, 금속 쉘의 내경의 소경화(小徑化)에 따라서 금속 쉘에 삽입되는 절연체를 소경화하지 않을 수 없고, 그 결과, 절연체의 내전압 성능이나 기계적 강도가 저하될 우려가 있다. 이것에 대해서 공구걸어맞춤부를 12포인트 형상으로 하면, 금속 쉘을 세경화함에 있어서, 금속 쉘의 내경을 과도하게 작게 하는 일 없이 공구걸어맞춤부의 두께를 충분히 유지할 수 있다. 즉, 공구걸어맞춤부를 12포인트 형상으로 함으로써, 스파크 플러그의 소형화를 도모하면서 절연체에 있어서의 내전압 성능이나 기계적 강도의 저하를 효과적으로 방지할 수 있다.

특허문헌 1 : 일본국 특허공개 2006-66385호 공보

그러나, 생산효율의 면 등을 감안하여 볼 때, 공구걸어맞춤부를 가지는 금속 쉘은 일반적으로 냉간 단조 가공(압출 가공)을 실시함에 의해서 형성되는데, 12포인트 형상은 비교적 복잡한 형상이기 때문에 공구걸어맞춤부를 소망하는 형상으로 정밀도 좋게 형성하는 것이 어렵다. 또, 12포인트 형상의 공구걸어맞춤부는 그 단면 외주형상이 단면 육각형상인 것에 비해서 더 원형에 가깝다. 따라서, 스파크 플러그를 연소장치에 부착할 때에 공구걸어맞춤부에 대해서 공구가 미끄러지기 쉽고, 나아가서는 스파크 플러그의 부착에 지장을 초래할 우려가 있다.

본 발명은 상기한 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 공구걸어맞춤부가 12포인트 형상을 이루는 스파크 플러그에 있어서, 부착시에 있어서의 공구의 미끄러짐을 보다 확실하게 억제할 수 있음과 아울러, 공구걸어맞춤부를 소망하는 형상으로 보다 확실하게 형성할 수 있는 스파크 플러그 및 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

이하, 상기 목적을 해결하는데 적합한 각 구성에 대해서 항목별로 나누어 설명한다. 또한, 필요에 따라서는 대응하는 구성에 특유의 작용 효과를 부기한다.

구성 1. 본 구성의 스파크 플러그는,

압출 성형됨에 의해서 형성된 공구걸어맞춤부를 구비하는 통형상의 금속 쉘을 구비함과 아울러,

상기 공구걸어맞춤부는, 축선과 직교하는 단면형상이 복수의 볼록부 및 오목부를 교호로 구비한 12포인트 형상을 이루는 스파크 플러그로서,

상기 금속 쉘의 축선과 직교하는 단면에 있어서,

상기 각 볼록부의 가장 직경방향 외측에 위치하는 부위를 지나는 원의 직경을 D(㎜)라 하고,

상기 각 오목부의 가장 직경방향 내측에 위치하는 부위를 지나는 원의 직경을 d(㎜)라 하였을 때,

0.45≤(D-d)/2≤0.75

를 만족하는 것을 특징으로 한다.

또한, "12포인트 형상"이라는 것은, 외형이 같은 2개의 정육각형을 그 축을 중심으로 어느 한쪽의 정육각형을 30도만큼 어긋나게 한 다음 서로 겹친 형상을 말하며, 상기한 바와 같이 Bi-Hex 형상이라고도 한다.

상기 구성 1에 의하면, 공구걸어맞춤부의 각 볼록부 중 가장 직경방향 외측에 위치하는 부위를 지나는 원(이하, "공구걸어맞춤부의 외접원"이라고도 한다)의 직경을 D(㎜)라 하고, 공구걸어맞춤부의 각 오목부 중 가장 직경방향 내측에 위치하는 부위를 지나는 원(이하, "공구걸어맞춤부의 내접원"이라고도 한다)의 직경을 d(㎜)라 하였을 때, 0.45≤(D-d)/2≤0.75를 만족하도록 공구걸어맞춤부가 형성되어 있다. 즉, (D-d)/2를 0.45㎜ 이상으로 충분히 크게 하여 공구걸어맞춤부의 외접원과 내접원의 직경차(直徑差)를 비교적 크게 함으로써, 공구걸어맞춤부에 대한 공구의 걸어맞춤강도를 충분히 확보할 수 있다. 그 결과, 스파크 플러그의 부착시에 있어서, 공구걸어맞춤부에 대해서 공구가 미끄러지는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또, 일반적으로 공구걸어맞춤부는, 내주가 공구걸어맞춤부에 대응하는 형상으로 된 통형상의 금형을 소정의 금속 소재(금속 쉘이 된다)의 외주에 배치한 다음, 상기 금속 소재에 압출 가공을 실시하되 상기 금속 소재의 외주부분을 상기 금형의 내주부분에 압접시킴에 의해서 형성된다. 여기서, 본 구성 1에 의하면, (D-d)/2를 0.75㎜ 이하로 함으로써, 압출 성형시에 있어서, 공구걸어맞춤부의 볼록부에 대응하는 금형의 오목부분의 안쪽까지 금속 소재의 재료를 보다 확실하게 도달하게 할 수 있다. 그 결과, 공구걸어맞춤부를 소망하는 형상으로 보다 확실하게 형성할 수 있다.

또한, (D-d)/2를 0.75㎜ 이하로 함으로써, 상기 금형의 오목부분의 각도가 과도하게 작아지는(급경사를 이루는) 것을 방지할 수 있고, 나아가서는 압출 성형시에 있어서, 금속 소재로부터 금형에 대해서 과대한 응력이 가해지는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 그 결과, 금형의 장수명화를 도모할 수 있어 생산성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.

구성 2. 본 구성의 스파크 플러그는, 상기 구성 1에 있어서,

상기 금속 쉘은, 상기 공구걸어맞춤부보다도 직경이 큰 대경부(大徑部)를 가지며,

상기 대경부의 외경을 A(㎜)라 하였을 때,

0.60≤(A-D)/2≤1.00

를 만족하는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 금속 쉘은, 공구걸어맞춤부보다도 직경이 큰 대경부와, 공구걸어맞춤부와 대경부 사이에 위치하는 비교적 두께가 얇은 홈부를 가진다. 상기 홈부는, 금속 쉘과 절연체를 고정하는 코킹 가공을 하였을 때에 축방향을 따라서 수축 변형되며, 이것에 의해서 금속 쉘로부터 절연체에 대해서 축력(軸力)이 부여되어 양자가 더욱 강고하게 고정된다.

또, 금속 쉘은, 축방향을 따라서 소정의 금속 소재에 압출 가공을 하여 개형(槪形)을 구성한 후, 절삭 가공 등에 의해서 외형을 조정함으로써 제조되는 것이 일반적이다. 보다 상세하게는, 내주가 공구걸어맞춤부 및 대경부에 대응하는 형상으로 형성된 금형을 상기 금속 소재의 외주에 배치한 다음, 금속 소재에 축방향을 따라서 압출 가공을 실시하되, 금속 소재의 외주부분을 상기 금형의 내주부분에 압접시킴에 의해서, 공구걸어맞춤부와 동일한 단면형상을 가지는 다각 기둥부와, 상기 대경부와 동일한 단면형상을 가지며 상기 다각 기둥부의 선단에 연접하는 원기둥부를 형성한다. 그리고, 상기 다각 기둥부의 선단부에 절삭 가공 등의 가공을 실시함에 의해서 홈부가 형성됨과 아울러, 또한 여러 가지 가공을 실시함에 의해서 공구걸어맞춤부 및 대경부를 가지는 금속 쉘이 제조된다.

이와 같이 금속 쉘의 중간체에 있어서는, 공구걸어맞춤부에 상당하는 부위(다각 기둥부)와 대경부에 상당하는 부위(원기둥부)를 연접한 상태로 형성할 수 있다. 그런데, 다각 기둥부(공구걸어맞춤부)의 외접원의 직경과 원기둥부(대경부)의 외경의 직경차에 대해서 본원 발명자가 예의 검토를 한 바, 양자의 직경차에 따라서는 공구걸어맞춤부나 대경부를 소망하는 형상으로 형성할 수 없을 우려가 있는 것이 분명하였다. 즉, 직경차가 큰 경우에는, 압출 성형시에 있어서, 상기 금형 중 원기둥부에 상당하는 부위로 보다 많은 재료를 이동시킬 필요가 있고, 그 결과, 상기 금형 중 다각 기둥부(공구걸어맞춤부)를 형성하는 부위로 재료가 이동하기 어렵게 된다. 따라서, 다각 기둥부(공구걸어맞춤부)를 형성하는 재료가 부족하게 되어 공구걸어맞춤부(특히 볼록부)를 소망하는 형상으로 형성할 수 없을 우려가 있다. 한편, 직경차가 작은 경우에는, 압출 성형후에 있어서, 다각 기둥부(공구걸어맞춤부)의 외주형상이 원기둥부(대경부)의 외주형상으로 나타나기 쉽게 된다. 따라서, 원기둥부(대경부)를 소망하는 형상(원통형)으로 형성할 수 없을 우려가 있다.

이러한 점에서, 상기 구성 2에 의하면, 금속 쉘의 대경부의 외경을 A(㎜)라 하고, 공구걸어맞춤부의 외접원의 직경을 D(㎜)라 하였을 때, 0.60≤(A-D)/2≤1.00를 만족하도록 양자의 직경차가 설정되어 있다. 따라서, 공구걸어맞춤부에 있어서의 볼록부의 재료 부족이나 대경부의 변형을 보다 확실하게 방지할 수 있어, 양자를 소망하는 형상으로 한층 더 확실하게 형성할 수 있다.

구성 3. 본 구성의 스파크 플러그는, 상기 구성 1 또는 구성 2에 있어서,

상기 공구걸어맞춤부의 형성위치에 있어서의 상기 금속 쉘의 내경을 B(㎜)라 하였을 때,

1.30≤(d-B)/2≤1.40

를 만족하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 3에 의하면, 공구걸어맞춤부의 형성위치에 있어서의 금속 쉘의 내경을 B(㎜)라 하고, 공구걸어맞춤부의 내접원의 직경을 d(㎜)라 하였을 때, 1.30≤(d-B)/2≤1.40를 만족하도록 양자의 직경차가 설정되어 있다. 즉, (d-B)/2를 1.30㎜ 이상으로 함으로써 공구걸어맞춤부의 두께를 충분히 확보할 수 있다. 이것에 의해서, 예를 들면, 공구걸어맞춤부의 후단측에 위치하는 부위(코킹부)를 직경방향 내측으로 쓰러뜨려서 절연체와 금속 쉘을 고정하는 코킹 가공시 등, 공구걸어맞춤부에 대해서 큰 부하가 가해질 때에 있어서, 공구걸어맞춤부에 균열이나 변형이 생기는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한, (d-B)/2를 1.40㎜ 이하로 함으로써, 각 제품 간에 있어서 공구걸어맞춤부나 대경부의 치수에 편차가 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 그 결과, 생산성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.

구성 4. 본 구성의 스파크 플러그는, 상기 구성 1 내지 구성 3 중 어느 하나에 있어서,

상기 금속 쉘의 내주측에 고정되는 절연체를 구비함과 아울러,

상기 금속 쉘은, 상기 공구걸어맞춤부의 후단측에 형성되며, 상기 절연체에 직접 또는 간접적으로 걸어맞춰짐에 의해서 상기 절연체를 고정하는 코킹부를 가지며,

상기 공구걸어맞춤부의 형성위치에 있어서의 상기 금속 쉘의 내경을 B(㎜)라 하고, 상기 코킹부의 기단부의 외경을 C(㎜)라 하였을 때,

0.70≤(C-B)/2≤1.00

를 만족하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 4에 의하면, 공구걸어맞춤부의 형성위치에 있어서의 금속 쉘의 내경을 B(㎜)라 하고, 코킹부의 기단부의 외경을 C(㎜)라 하였을 때, 0.70≤(C-B)/2≤1.00를 만족하도록 양자의 직경이 각각 설정되어 있다. 즉, (C-B)/2를 0.70㎜ 이상으로 함으로써 코킹부의 두께를 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 코킹부로부터 절연체에 대해서 가해지는 축력을 더 증대시킬 수 있어 금속 쉘과 절연체의 고정성을 더 향상시킬 수 있다. 또, 연소장치의 동작 등에 수반되는 충격에 의해서 코킹부가 리버스 변형(reverse deformation)되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 이 점에 있어서도 금속 쉘과 절연체의 고정성 향상을 도모할 수 있다.

한편, (C-B)/2는 1.00㎜ 이하로 되어 있어, 코킹부가 과도하게 두껍게 되는 것이 방지되어 있다. 따라서, 코킹 가공을 할 때에 코킹부의 변형과 함께 공구걸어맞춤부까지도 변형된다는 사태를 보다 확실하게 방지할 수 있다.

구성 5. 본 구성의 스파크 플러그는, 상기 구성 1 내지 구성 4 중 어느 하나에 있어서,

0.45≤(D-d)/2≤0.65

를 만족하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 5에 의하면, 공구걸어맞춤부의 외접원의 직경(D)(㎜) 및 내접원의 직경(d)(㎜)에 대해서, 0.45≤(D-d)/2≤0.65를 만족하도록 공구걸어맞춤부가 형성되어 있다. 따라서, 공구걸어맞춤부를 한층 더 확실하게 소기의 형상으로 형성할 수 있음과 아울러, 금형의 파손을 한층 더 확실하게 방지할 수 있어 가공성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.

구성 6. 본 구성의 스파크 플러그는, 상기 구성 1 내지 구성 5 중 어느 하나에 있어서,

상기 금속 쉘은, 상기 공구걸어맞춤부와 상기 대경부 사이에 위치하는 홈부를 가지며,

상기 축선을 따르는 상기 홈부의 길이를 H(㎜)라 하고, 상기 홈부의 두께를 T(㎜)라 하였을 때,

T≥0.7 및 3.0≤H/T≤5.5

를 만족하는 것을 특징으로 한다.

공구걸어맞춤부와 대경부 사이에 위치하는 홈부는 코킹 가공에 의해서 축방향을 따라서 수축하면서 직경방향을 따라서 만곡 변형되는데, 직경방향을 따르는 홈부의 변형량이 과도하게 크면, 홈부의 외경이 공구걸어맞춤부의 오목부의 직경보다도 크게 되어, 공구걸어맞춤부에 공구를 올바르게 걸어맞출 수 없을 우려가 있다. 그래서, 직경방향을 따르는 홈부의 변형량을 작게 하기 위해서, 홈부의 길이를 짧게 하는 것을 생각할 수 있다. 그런데, 홈부의 두께에 대해서 홈부의 길이를 과도하게 작게 하면, 코킹 가공시에 직경방향을 따르는 홈부의 변형이 거의 발생하지 않게 된다. 그 결과, 홈부로부터 공구걸어맞춤부에 가해지는 축방향을 따르는 응력이 증대하여 공구걸어맞춤부에 변형이 생기게 될 수 있다.

이러한 점에서, 상기 구성 6에 의하면, 홈부의 두께(T)가 0.7㎜ 이상으로 충분히 두껍게 되어 있어, 코킹 가공시에 있어서 직경방향을 따르는 홈부의 변형량을 비교적 작게 할 수 있다. 또한, 3.0≤H/T로 되어, 홈부의 두께에 대해서 홈부의 길이가 어느 정도의 크기로 확보되어 있기 때문에, 코킹 가공시에 홈부로부터 공구걸어맞춤부에 대해서 축방향을 따라서 과도하게 큰 응력이 가해지는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 홈부의 외경이 과대하게 되는 것 및 공구걸어맞춤부에 있어서의 변형 모두를 보다 확실하게 방지할 수 있어, 공구걸어맞춤부에 대해서 공구를 올바르게 걸어맞추는 것이 보다 확실하게 가능하게 된다.

또한, 홈부의 두께에 대해서 홈부의 길이를 어느 정도의 크기로 확보하는 것은 공구걸어맞춤부의 변형을 방지한다는 점에서 효과적이지만, 홈부의 두께에 대해서 홈부의 길이를 과도하게 크게 하면, 금속 쉘에서 절연체에 대해서 부여되는 축력이 저하되어 양자 간의 기밀성이 손상될 우려가 있다.

이러한 점을 감안하여, 상기 구성 6에 의하면, H/T≤5.5를 만족하도록 홈부의 길이(H)가 설정되어 있다. 이것에 의해서, 두께(T)가 0.7㎜ 이상으로 됨과 아울러, 금속 쉘에서 절연체에 부여되는 축력을 충분히 큰 것으로 할 수 있다. 그 결과, 기밀성의 저하를 보다 확실하게 방지할 수 있다.

구성 7. 본 구성의 스파크 플러그의 제조방법은, 상기 구성 1 내지 구성 6 중 어느 한 구성에 기재된 스파크 플러그의 제조방법으로서,

상기 금속 쉘은, 상기 공구걸어맞춤부의 선단측에 위치하되 상기 공구걸어맞춤부보다도 직경이 큰 대경부와, 상기 공구걸어맞춤부와 상기 대경부 사이에 위치하는 홈부를 가지며,

상기 공구걸어맞춤부, 대경부 및 홈부는, 상기 압출 성형에 의해서 상기 공구걸어맞춤부와 동일한 단면형상을 가지는 다각 기둥부와, 상기 대경부와 동일한 단면형상을 가지며 상기 다각 기둥부의 선단에 연접하는 원기둥부를 형성한 다음, 상기 다각 기둥부의 선단부에 가공을 실시함에 의해서 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기한 각 구성의 기술사상을 상기 구성 7과 같이 스파크 플러그의 제조방법에 구현화하는 것으로 하여도 좋다. 이 경우에는 상기 구성 1 등과 같은 작용 효과가 얻어지게 된다.

도 1은 스파크 플러그의 구성을 나타내는 일부 파단 정면도이다.
도 2는 공구걸어맞춤부의 구성을 나타내는 단면(端面) 단면도이다.
도 3은 금속 쉘의 후단부의 구성을 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 코킹부의 기단부를 설명하기 위한 확대 단면 모식도이다.
도 5는 금속 쉘의 제조과정에 있어서의 제 1 금형 등을 나타내는 단면도이다.
도 6은 금속 쉘의 제조과정에 있어서의 제 2 금형 등을 나타내는 단면도이다.
도 7은 금속 쉘의 제조과정에 있어서의 제 3 금형 등을 나타내는 단면도이다.
도 8은 금속 쉘의 제조과정에 있어서의 제 4 금형 등을 나타내는 단면도이다.
도 9(a)는 금속 쉘 중간체의 구성을 나타내는 정면도이고, 도 9(b)는 금속 쉘 중간체의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 10은 금속 쉘 등의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 11은 걸어맞춤성 평가시험에 있어서의 시험방법을 설명하기 위한 임펙트 렌치 등의 구성을 나타내는 일부 단면 정면도이다.

이하에 본 발명에 관한 일 실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 스파크 플러그(1)를 나타내는 일부 파단 정면도이다. 또한, 도 1에서는 스파크 플러그(1)의 축선(CL1)방향을 도면에 있어서의 상하방향으로 하되, 하측을 스파크 플러그(1)의 선단측으로 하고 상측을 후단측으로 하여 설명한다.

스파크 플러그(1)는 통형상을 이루는 절연애자(절연체)(2) 및 이것을 유지하는 통형상의 금속 쉘(3) 등으로 구성되는 것이다.

절연애자(2)는 주지된 바와 같이 알루미나 등을 소성하여 형성되어 있으며, 그 외형부에 있어서, 후단측에 형성된 후단측 몸통부(10)와, 상기 후단측 몸통부(10)보다도 선단측에서 직경방향 외측으로 돌출형성된 턱부(11)와, 상기 턱부(11)보다도 선단측에서 이것보다도 작은 직경으로 형성된 중간 몸통부(12)와, 상기 중간 몸통부(12)보다도 선단측에서 이것보다도 작은 직경으로 형성된 긴 다리부(13)를 구비하고 있다. 또한, 절연애자(2)에 있어서의 턱부(11), 중간 몸통부(12) 및 대부분의 다리부(13)는 금속 쉘(3)의 내부에 수용되어 있다. 그리고, 중간 몸통부(12)와 다리부(13)의 연접부에는 테이퍼 형상의 단차부(14)가 형성되어 있으며, 상기 단차부(14)에 의해서 절연애자(2)가 금속 쉘(3)에 걸려 고정되어 있다.

또한, 절연애자(2)에는 축선(CL1)을 따라서 축구멍(4)이 관통되게 형성되어 있으며, 상기 축구멍(4)의 선단측에는 Ni합금으로 이루어지는 중심전극(5)이 삽입되어 고정되어 있다. 중심전극(5)은 전체적으로 봉형상(원기둥형상)을 이루며, 그 선단부분이 절연애자(2)의 선단에서 돌출되어 있다.

또, 축구멍(4)의 후단측에는 절연애자(2)의 후단에서 돌출된 상태로 단자전극(6)이 삽입되어 고정되어 있다.

또한, 축구멍(4) 내에 있어서의 중심전극(5)과 단자전극(6) 사이에는 원기둥형상의 저항체(7)가 배치되어 있다. 상기 저항체(7)의 양 단부는 도전성의 유리밀봉층(8,9)을 통해서 중심전극(5)과 단자전극(6)에 각각 전기적으로 접속되어 있다.

또한, 상기 금속 쉘(3)은 저탄소강 등의 금속에 의해서 통형상으로 형성되어 있으며, 그 외주면에는 스파크 플러그(1)를 내연기관이나 연료전지 개질기(改質器) 등의 연소장치에 부착하기 위한 나사부(숫나사부)(15)가 형성되어 있다.

또, 나사부(15)의 후단측의 외주면에는 직경방향 외측으로 돌출되는 대경부(大徑部)(16)가 형성되고, 나사부(15)의 후단의 나사 목부(17)에는 링형상의 개스킷(18)이 끼워져 있다. 또한, 금속 쉘(3)의 후단측에는, 금속 쉘(3)을 연소장치에 부착할 때에 렌치 등의 공구를 걸어맞추기 위한 공구걸어맞춤부(19){공구걸어맞춤부(19)의 형상 등에 대해서는 후술한다}가 형성되어 있다. 또, 공구걸어맞춤부(19)의 후단측에는 절연애자(2)를 유지하기 위한 코킹부(20)가 형성되어 있다. 또한, 대경부(16)와 공구걸어맞춤부(19) 사이에는 비교적 두께가 얇게 형성됨과 아울러 중앙부가 직경방향 외측으로 향해서 만곡되는 홈부(21)가 형성되어 있다.

또, 금속 쉘(3)의 내주면에는 절연애자(2)를 걸어 고정하기 위한 테이퍼 형상의 단차부(22)가 형성되어 있다. 그리고, 절연애자(2)는 금속 쉘(3)의 후단측에서 선단측으로 향해서 삽입되되, 자신의 단차부(14)가 금속 쉘(3)의 단차부(22)에 걸려 고정된 상태에서 금속 쉘(3)의 후단측의 개구부를 직경방향 내측으로 코킹함에 의해서, 즉 상기 코킹부(20)를 형성함에 의해서 고정된다. 또한, 절연애자(2)의 단차부(14)와 금속 쉘(3)의 단차부(22) 사이에는 원환형상의 시트 패킹(23)이 개재되어 있다. 이것에 의해서 연소실 내의 기밀성이 유지되며, 연소실 내로 노출되는 절연애자(2)의 다리부(13)와 금속 쉘(3)의 내주면 사이의 틈새로 흘러 들어오는 연료가스가 외부로 누출되지 않도록 되어 있다.

또한, 코킹에 의한 밀폐를 더 완전한 것으로 하기 위해서, 금속 쉘(3)의 후단측에 있어서는 금속 쉘(3)과 절연애자(2) 사이에 환형상의 링부재(24,25)가 개재되며, 링부재(24,25) 사이에는 탈크(활석)(26)의 분말이 충전되어 있다. 즉, 금속 쉘(3)은 시트 패킹(23), 링부재(24,25) 및 탈크(26)를 개재하여 절연애자(2)를 유지하고 있다.

또, 금속 쉘(3)의 선단부에는, Ni합금에 의해서 구성됨과 아울러 대략 중간부분이 굴곡되어 선단부가 중심전극(5)의 선단부와 대향하는 접지전극(27)이 접합되어 있다. 또, 상기 접지전극(27)의 선단부와 중심전극(5)의 선단부 사이에는 불꽃방전간극(28)이 형성되어 있다. 그리고, 불꽃방전간극(28)에 있어서의 축선(CL1)을 거의 따르는 방향에서 불꽃방전이 일어나도록 되어 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 상기 공구걸어맞춤부(19)는 도 2에 나타낸 바와 같이, 축선(CL1)에 직교하는 단면에 있어서 복수의 볼록부(19A) 및 오목부(19B)를 교호로 구비한 12포인트 형상을 이루고 있다. 또한, 공구걸어맞춤부(19)는 축선(CL1)과 직교하는 단면에 있어서, 각 볼록부(19A) 중 가장 직경방향 외측에 위치하는 부위를 지나는 원(외접원)(CC)의 직경을 D(㎜)라 하고, 각 오목부(19B) 중 가장 직경방향 내측에 위치하는 부위를 지나는 원(내접원)(IC)의 직경을 d(㎜)라 하였을 때, 0.45≤(D-d)/2≤0.75 [바람직하게는 0.45≤(D-d)/2≤0.65]를 만족하도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 공구걸어맞춤부(19)의 외접원의 직경(D)이 금속 쉘(3)의 대경부(16)의 외경보다도 작게 되도록 구성되어 있다.

또한, 도 3에 나타낸 바와 같이 금속 쉘(3)의 대경부(16)의 외경을 A(㎜)라 하고, 공구걸어맞춤부(19)가 형성된 위치에 있어서의 금속 쉘(3)의 내경을 B(㎜)라 하였을 때, 0.60≤(A-D)/2≤1.00 및 1.30≤(d-B)/2≤1.40를 만족하도록 금속 쉘(3)이 형성되어 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서는, 코킹부(20)의 기단부의 외경을 C(㎜)라 하였을 때, 0.70≤(C-B)/2≤1.00으로 되어 있다. 또한, "코킹부(20)의 기단부"라는 것은 도 4에 나타낸 바와 같이, "축선(CL1)을 포함하는 단면에 있어서, 코킹부(20)의 외주면과 공구걸어맞춤부(19)의 외주면의 공통접선(CT)을 긋고, 상기 코킹부(20)에 있어서의 공통접선(CT)의 접점(PC1)과 공구걸어맞춤부(19)에 있어서의 공통접선(CT)의 접점(PC2) 사이에 있어서, 금속 쉘(3) 중 상기 공통접선(CT)으로부터의 거리가 최대가 되는 부위"를 말한다.

또, 본 실시형태에서는 공구걸어맞춤부(19)의 사이즈가 14㎜ 이하(예를 들면, 12㎜ 이하)로 되어 있다.

또한, 축선(CL1)을 따르는 홈부(21)의 길이를 H(㎜)라 하고, 홈부(21)의 두께를 T(㎜)라 하였을 때, T≥0.7 및 3.0≤H/T≤5.5를 만족하도록 구성되어 있다(도 3 참조). 또한, 홈부(21)의 두께가 축선(CL1)방향을 따라서 다른 경우에 있어서, "홈부(21)의 두께"라는 것은 축선(CL1)방향을 따르는 홈부(21)의 선단과 후단의 중간부에 있어서의 금속 쉘(3)의 두께를 의미한다.

이어서, 상기한 바와 같이 구성되어 이루어지는 스파크 플러그(1)의 제조방법에 대해서 설명한다.

우선, 금속 쉘(3)을 미리 가공하여 둔다. 즉, S17C나 S25C라는 철계 소재나 스테인리스 소재 등으로 이루어지는 원기둥형상의 금속 소재를 준비한다.

그 다음에, 도 5에 나타내는 제 1 금형(M1) 등을 사용하여 상기 금속 소재를 냉간 압출 성형한다. 즉, 제 1 금형(M1)은 축선(CL1)방향으로 길게 형성되며, 후단측이 큰 직경으로 형성되는 한편으로 선단측이 작은 직경으로 형성된 캐비티(C1)를 가지고 있다. 그리고, 캐비티(C1)의 큰 직경으로 된 부분{이하 '대경(大徑)부분'이라고도 한다}에 상기 금속 소재를 삽입하고, 캐비티(C1)의 선단측에 통형상의 슬리브(S1) 및 이 슬리브(S1)에 삽입되되 슬리브(S1)의 캐비티(C1)측 단면보다도 후단측으로 선단부가 돌출되는 핀(PI1)을 배치한다. 이 상태에서, 상기 캐비티(C1)의 대경부분과 거의 동일한 외경을 가지는 펀치(PU1)를 캐비티(C1)의 후방측에서 삽입하여 상기 금속 소재를 축선(CL1)방향 선단측으로 압출 성형한다. 이것에 의해서 선단측이 작은 직경으로 형성됨과 아울러 선단부에 구멍부(HA1)를 가지는 제 1 워크(W1)가 얻어진다.

그 다음에, 도 6에 나타내는 제 2 금형(M2)을 사용하여 상기 제 1 워크(W1)를 냉간 압출 성형한다. 즉, 제 2 금형(M2)은 후단측이 큰 직경으로 형성되는 한편으로 선단측이 작은 직경으로 형성된 캐비티(C2)를 가지고 있다. 그리고, 상기 제 1 워크(W1)를 캐비티(C2)에 후방측에서 삽입하고, 캐비티(C2)의 선단측에 통형상의 슬리브(S2) 및 이 슬리브(S2)에 삽입되되 슬리브(S2)의 캐비티(C2)측 단면보다도 후단측으로 선단부가 돌출되는 핀(PI2)을 배치한다. 이 상태에서, 캐비티(C2)의 대경부분의 내경보다도 작은 외경을 가지는 펀치(PU2)를 캐비티(C2)의 후방측에서 삽입한다. 이것에 의해서 제 1 워크(W1)가 압출 성형되어, 선단측에 구멍부(HA2)를 가짐과 아울러 후단측에 구멍부(HB2)를 가지는 제 2 워크(W2)가 얻어진다.

그 다음에, 도 7에 나타내는 제 3 금형(M3)을 사용하여 상기 제 2 워크(W2)를 냉간 압출 성형한다. 즉, 제 3 금형(M3)은 후단측이 큰 직경으로 형성되는 한편으로 선단측이 작은 직경으로 형성된 캐비티(C3)를 가지고 있다. 그리고, 캐비티(C3)에 대해서 후방측에서 상기 제 2 워크(W2)를 삽입함과 아울러, 캐비티(C3)의 선단측에 슬리브(S3) 및 선단부가 슬리브(S3)보다도 후단측으로 돌출되는 핀(PI3)을 배치한다. 그리고, 캐비티(C3)의 대경부분의 내경보다도 작은 외경을 가지며 외주에 단차를 가지는 펀치(PU3)를 캐비티(C3)의 후방측에서 삽입한다. 이것에 의해서 제 2 워크(W2)가 압출 성형되어, 선단측에 구멍부(HA3)를 가짐과 아울러 후단측에 구멍부(HB3)를 가지는 제 3 워크(W3)가 얻어진다.

그 다음에, 도 8에 나타내는 제 4 금형(M4)을 사용하여 제 3 워크(W3)를 냉간 압출 성형한다. 즉, 제 4 금형(M4)은 통형상의 선단측 금형(M41)과 통형상의 후단측 금형(M42)이 동일 축선상에 일체화되게 이루어지며, 축선(CL1)방향으로 길게 형성되는 개비티(C4)를 가지고 있다. 여기서, 후단측 금형(M42)의 내주부분은 그 선단측이 큰 직경으로 형성되는 한편으로 후단측이 작은 직경으로 형성되어 있다. 그리고, 대경부분의 내주면은 상기 대경부(16)의 형상에 대응한 원통형으로 형성되어 있다. 한편, 직경이 작은 부분{이하 '소경(小徑)부분'이라고도 한다}의 내주면 중 적어도 선단측은 상기 12포인트 형상의 공구걸어맞춤부(19)에 대응하는 형상으로 되어 있으며, 볼록부(19A)에 대응하는 오목부분과 오목부(19B)에 대응하는 돌출부분을 가지고 있다.

제조방법의 설명으로 되돌아가서, 상기 캐비티(C4)에 후방측에서 상기 제 3 워크(W3)를 삽입함과 아울러, 캐비티(C4)의 선단측에 슬리브(S4) 및 선단부가 슬리브(S4)보다도 후단측으로 돌출되는 핀(PI4)을 배치한다. 이 상태에서, 외주에 단차를 가지는 펀치(PU4)를 캐비티(C4)의 후방측에서 삽입하여 제 3 워크(W3)의 외주면을 제 4 금형(M4)의 내주면에 압접시킨다. 이것에 의해서 도 9에 나타낸 바와 같이, 공구걸어맞춤부(19)와 동일한 단면형상을 가지는 다각 기둥부(32)와, 상기 대경부(16)와 동일한 단면형상을 가지며 상기 다각 기둥부(32)의 선단에 연접하는 원기둥부(33)를 가지는 금속 쉘 중간체(31)가 얻어진다. 또한, 금속 쉘 중간체(31)의 선단측에는 구멍부(HA5)가 형성되고, 후단측에는 구멍부(HB5)가 형성되어 있다(도 8 참조).

그 후, 상기 금속 쉘 중간체(31)의 구멍부(HA5)와 구멍부(HB5)를 트리밍 펀칭 등에 의해서 관통시킨다. 또한, 다각 기둥부(32)의 선단측 등에 절삭가공 등을 실시함에 의해서 도 10에 나타낸 바와 같이 대경부(16)와 공구걸어맞춤부(19) 사이에 원통형상의 상기 홈부(21)가 형성됨과 아울러, 상기 다각 기둥부(32)가 공구걸어맞춤부(19)로서 형성되고, 상기 원기둥부(33)가 대경부(16)로서 형성된다.

그 후, 금속 쉘 중간체(31)의 선단면에 상기한 긴 봉형상의 접지전극(27)을 저항 용접한다. 상기 용접시에는 이른바 웰딩 드루프(welding droop)가 생기기 때문에, 이 웰딩 드루프를 제거한 후, 금속 쉘 중간체(31)의 소정 부위에 나사부(15)가 전조에 의해서 형성된다. 이것에 의해서, 접지전극(27)이 용접된 금속 쉘(3)이 얻어진다. 또, 접지전극(27)이 용접된 금속 쉘(3)에는 아연 도금 혹은 니켈 도금이 실시된다. 또한, 내식성 향상을 도모하기 위해서, 그 표면에 크로메이트 처리가 더 실시되는 것으로 하여도 좋다.

한편, 상기 금속 쉘(3)과는 별도로 절연애자(2)를 성형 가공하여 둔다. 예를 들면, 알루미나를 주체로 하되 바인더 등을 포함하는 원료 분말을 사용하여 성형용 소지 조립물(素地造粒物)을 조제하고, 이것을 사용하여 러버 프레스 성형을 실시함에 의해서 통형상의 성형체가 얻어진다. 그리고, 얻어진 성형체에 대해서 연삭가공을 실시하여 외형을 정형한 다음, 소성가공을 실시함으로써 절연애자(2)가 얻어진다.

또, 상기 금속 쉘(3) 및 절연애자(2)와는 별도로 중심전극(5)을 제조하여 둔다. 즉, Ni합금에 단조가공이나 절삭가공 등을 실시함으로써 중심전극(5)을 제작한다.

그리고, 상기한 바와 같이 하여 얻어진 절연애자(2)와 중심전극(5)과 저항체(7)와 단자전극(6)이 유리밀봉층(8,9)에 의해서 봉합 고정된다. 유리밀봉층(8,9)으로서는 일반적으로 붕규산 유리와 금속 분말이 혼합되어 조제되고 있으며, 이 조제된 것을 저항체(7)를 사이에 두고서 절연애자(2)의 축구멍(4) 내에 주입한 후, 상기 단자전극(6)을 후방에서 압압한 상태로 한 후 소성로 내에서 가열함에 의해서 구워 굳힌다. 또한, 이 때에 절연애자(2)의 후단측 몸통부(10)의 표면에는 유약층이 동시에 소성되는 것으로 하여도 좋고, 사전에 유약층이 형성되는 것으로 하여도 좋다.

그 후, 상기한 바와 같이 각각 제작된 중심전극(5) 및 단자전극(6)을 구비하는 절연애자(2)와 접지전극(27)을 구비하는 금속 쉘(3)이 조립된다. 보다 상세하게는, 비교적 두께가 얇게 형성된 금속 쉘(3)의 후단측 개구부를 직경방향 내측으로 코킹함에 의해서, 즉 상기 코킹부(20)를 형성함에 의해서 고정된다. 또한, 코킹 가공에 의해서 상기 홈부(21)가 직경방향 외측으로 만곡되게 된다.

그리고, 최후로 접지전극(27)의 대략 중간부분을 굴곡시킴에 의해서 상기 불꽃방전간극(28)을 조정하는 가공이 실시되어 상기한 스파크 플러그(1)가 얻어진다.

이상 상세하게 설명한 바와 같이, 본 실시형태에 의하면, 공구걸어맞춤부(19)의 외접원(CC)의 직경(D)(㎜)과 공구걸어맞춤부(19)의 내접원(IC)의 직경(d)(㎜) 간에 있어서, 0.45≤(D-d)/2≤0.75의 관계식이 만족되도록 공구걸어맞춤부(19)가 형성되어 있다. 즉, (D-d)/2를 0.45㎜ 이상으로 충분히 크게 하여 공구걸어맞춤부(19)의 외접원(CC)과 내접원(IC)의 직경차를 비교적 크게 함으로써, 공구걸어맞춤부(19)에 대한 공구의 걸어맞춤강도를 충분히 확보할 수 있다. 그 결과, 스파크 플러그(1)의 부착시에 있어서, 공구걸어맞춤부(19)에 대해서 공구가 미끄러지는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또, (D-d)/2를 0.75㎜ 이하로 함으로써, 압출 성형시에 있어서, 공구걸어맞춤부(19)의 볼록부(19A)에 대응하는 후단측 금형(M42)의 오목부분의 안쪽까지 제 3 워크(W3)의 재료를 보다 확실하게 도달하게 할 수 있다. 그 결과, 공구걸어맞춤부(19)를 소망하는 형상으로 보다 확실하게 형성할 수 있다.

또한, (D-d)/2를 0.75㎜ 이하로 함으로써, 후단측 금형(M42)의 오목부분의 각도가 과도하게 작아지는(급경사를 이루는) 것을 방지할 수 있고, 나아가서는 압출 성형시에 있어서, 제 3 워크(W3)로부터 후단측 금형(M42)에 대해서 과대한 응력이 가해지는 것을 보다 확실하게 억제할 수 있다. 그 결과, 후단측 금형(M42)의 장수명화를 도모할 수 있어 생산성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 의하면, 금속 쉘(3)의 대경부(16)의 외경(A)(㎜)과 공구걸어맞춤부(19)의 외접원(CC)의 직경(D)(㎜) 간에 있어서, 0.60≤(A-D)/2≤1.00를 만족하도록 양자의 직경차가 설정되어 있다. 따라서, 공구걸어맞춤부(19)에 있어서의 볼록부(19A)의 재료 부족이나 대경부(16)의 변형을 보다 확실하게 방지할 수 있고, 양자를 소망하는 형상으로 한층 더 확실하게 형성할 수 있다.

또, 공구걸어맞춤부(19)의 형성위치에 있어서의 금속 쉘(3)의 내경(B)(㎜)과 공구걸어맞춤부(19)의 내접원(IC)의 직경(d)(㎜) 간에 있어서, 1.30≤(d-B)/2≤1.40를 만족하도록 양자의 직경차가 설정되어 있다. 즉, (d-B)/2를 1.30㎜ 이상으로 함으로써 공구걸어맞춤부(19)의 두께를 충분히 확보할 수 있어, 공구걸어맞춤부(19)에 대해서 큰 부하가 가해지는 코킹 가공시에 있어서, 공구걸어맞춤부(19)에 균열이나 변형이 생기는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한, (d-B)/2를 1.40㎜ 이하로 함으로써, 각 제품 간에 있어서 공구걸어맞춤부(19)나 대경부(16)의 치수에 편차가 발생하는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다. 그 결과, 생산성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.

또한, 금속 쉘(3)의 내경(B)(㎜)과 코킹부(20)의 기단부의 외경(C)(㎜)에 대해서, 0.70≤(C-B)/2≤1.00를 만족하도록 양자의 직경이 각각 설정되어 있다. 즉, (C-B)/2를 0.70㎜ 이상으로 함으로써 코킹부(20)의 두께를 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 코킹부(20)로부터 절연애자(2)에 대해서 가해지는 축력을 더 증대시킬 수 있어 금속 쉘(3)과 절연애자(2)의 고정성을 더 향상시킬 수 있다. 또, 연소장치의 동작시에 있어서의 충격 등에 의해서 코킹부(20)가 리버스 변형되는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 이 점에 있어서도 금속 쉘(3)과 절연애자(2)의 고정성 향상을 도모할 수 있다.

한편, (C-B)/2는 1.00㎜ 이하로 되어 있어, 코킹부(20)가 과도하게 두껍게 되는 것이 방지되어 있다. 따라서, 코킹 가공을 할 때에 코킹부(20)의 변형과 함께 공구걸어맞춤부(19)까지도 변형된다는 사태를 보다 확실하게 방지할 수 있다.

또한, 홈부(21)의 두께(T)(㎜)와 홈부(21)의 길이(H)(㎜)에 대해서, T≥0.7 및 3.0≤H/T≤5.5를 만족하도록 구성되어 있다. 이것에 의해서, 코킹 가공시에 있어서의 공구걸어맞춤부(19)의 변형 방지가 도모되어 공구걸어맞춤부(19)를 보다 확실하게 소망하는 형상으로 할 수 있다. 또, 금속 쉘(3)에서 절연애자(2)에 부여되는 축력을 충분히 큰 것으로 할 수 있어 절연애자(2)와 금속 쉘(3) 간에 있어서 우수한 기밀성을 확보할 수 있다.

이어서, 상기 실시형태에 의해서 얻어지는 작용 효과를 확인하기 위해서, 걸어맞춤성 평가시험 및 가공성 평가시험을 하였다.

또한, 걸어맞춤성 평가시험의 개요는 다음과 같다. 즉, 축선과 직교하는 단면에 있어서, 공구걸어맞춤부의 외접원의 직경(D)(㎜) 및 공구걸어맞춤부의 내접원의 직경(d)(㎜)을 여러 가지로 변경한 스파크 플러그의 샘플을 제작하였다. 그리고, 도 11에 나타낸 바와 같이 각 샘플을 철제 시험대(TB)에 대해서 임펙트 렌치(IW)를 사용하여 체결하되, 체결될 때에 임펙트 렌치(IW)와 공구걸어맞춤부(19) 간에서 미끄러짐이 발생하는지 아닌지를 확인하였다. 여기서, 임펙트 렌치(IW)와 공구걸어맞춤부(19) 간에서 미끄러짐이 발생한 샘플에 대해서는 걸어맞춤강도가 불충분한 것으로서 "×"의 평가를 내리는 한편, 임펙트 렌치(IW)와 공구걸어맞춤부(19) 간에서 미끄러짐이 발생하지 않은 샘플은 걸어맞춤강도가 우수한 것으로서 "○"의 평가를 내리는 것으로 하였다. 또한, 샘플의 체결은 5초간에서 임펙트 렌치(IW)의 회전수 6000rpm으로 하였다.

또, 가공성 평가시험의 개요는 다음과 같다. 즉, 상기 직경(D) 및 직경(d)이 여러 가지로 변경되도록, 내주(內周)형상(특히 다각 기둥부를 형성하는 부위)을 여러 가지로 변경한 후단측 금형을 복수 준비하였다. 그리고, 상기 제 3 워크에 대해서 냉간 압출 가공을 실시하되, 금속 쉘 중간체를 형성하는 성형작업을 각 후단측 금형에 대해서 복수회에 걸쳐서 실시하였다. 여기서, 금속 쉘 중간체의 다각 기둥부(공구걸어맞춤부)가 소망하는 형상으로 형성되지 않거나 혹은 비교적 조기 단계에서 후단측 금형에 파손이 발생한 경우에는 가공성이 떨어지는 것으로서 "×"의 평가를 내리는 것으로 하였다. 한편, 다각 기둥부(공구걸어맞춤부)를 소망하는 형상으로 형성할 수 있고, 많은 성형작업을 실시한 후에도 후단측 금형에 파손이 발생하지 않은 경우에는 가공성이 우수한 것으로서 "○"의 평가를 내리는 것으로 하였다. 또한, 다각 기둥부(공구걸어맞춤부)를 소망하는 형상으로 형성할 수 있고, 후단측 금형의 파손이 한층 더 발생하기 어려운 경우에는 가공성이 극히 우수한 것으로서 "◎"의 평가를 내리는 것으로 하였다.

표 1에 직경(D) 및 직경(d)을 여러 가지로 변경한 경우에 있어서의 걸어맞춤성 평가시험의 시험결과 및 가공성 평가시험의 시험결과를 나타낸다. 또한, 공구걸어맞춤부(다각 기둥부)의 사이즈는 12㎜ 또는 14㎜로 하였다. 또, 가공성 평가시험에 있어서의 시험결과가 "○" 또는 "◎"로 된 경우에 걸어맞춤성 평가시험을 실시하는 것으로 하였다.

공구걸어맞춤부 사이즈	D(㎜)	d(㎜)	(D-d)/2(㎜)	걸어맞춤성 평가	가공성 평가
12㎜	13.30	12.55	0.38	×	◎
12㎜	13.30	12.50	0.40	×	◎
12㎜	13.50	12.70	0.40	×	◎
12㎜	13.30	12.40	0.45	○	◎
12㎜	13.30	12.30	0.50	○	◎
12㎜	13.50	12.30	0.60	○	◎
12㎜	13.80	12.50	0.65	○	◎
12㎜	13.80	12.30	0.75	○	○
12㎜	13.80	12.25	0.78	-	×
12㎜	13.85	12.25	0.80	-	×
14㎜	15.50	14.70	0.40	×	◎
14㎜	15.50	14.60	0.45	○	◎
14㎜	15.80	14.30	0.75	○	◎
14㎜	16.00	14.30	0.85	-	×

표 1에 나타낸 바와 같이 (D-d)/2를 0.45㎜ 미만으로 한 것은 임펙트 렌치(IW)와 공구걸어맞춤부 간에서 미끄러짐이 발생하여 걸어맞춤강도가 불충분한 것임을 알 수 있었다.

또, (D-d)/2가 0.75㎜보다도 크게 되도록 내주형상을 형성한 후단측 금형을 사용한 경우에는 가공성이 떨어지는 것이 분명하였다. 이것은, (D-d)를 크게 하기 위해서는 후단측 금형의 내주부분 중 공구걸어맞춤부의 볼록부에 상당하는 오목부분의 각도를 작게 할 필요가 있는데, 상기 오목부분의 각도를 작게 하면, 제 3 워크를 후단측 금형의 내주면으로 향해서 압출하였다 하더라도, 오목부분의 안쪽까지 제 3 워크의 재료가 도달하지 않은 것, 또 제 3 워크의 재료를 오목부분의 안쪽까지 도달하게 할 수 있었다 하더라도, 이 경우에는 후단측 금형에 대해서 과대한 응력이 가해진 것이 원인이라고 생각된다.

이것에 대해서 (D-d)/2를 0.45㎜ 이상 0.75㎜ 이하로 한 것은 걸어맞춤성 및 가공성 모두가 우수한 것임이 분명하였다. 이것은 (D-d)/2를 0.45㎜ 이상으로 충분히 크게 함으로써 공구걸어맞춤부에 대한 임펙트 렌치 등의 공구의 걸어맞춤강도가 충분히 확보된 한편으로, (D-d)/2를 0.75㎜ 이하로 함으로써 제 3 워크의 재료를 후단측 금형의 오목부분의 안쪽까지 비교적 용이하게 도달하게 할 수 있고, 또한 제 3 워크에서 후단측 금형에 대해서 과도하게 큰 응력이 가해지는 것을 효과적으로 억제할 수 있었기 때문이라고 생각된다.

또, 특히 (D-d)/2를 0.45㎜ 이상 0.65㎜ 이하로 한 것은 걸어맞춤성이 우수함과 아울러, 후단측 금형의 파손이 한층 더 확실하게 방지되어 가공성이 한층 더 우수한 것임이 확인되었다.

이상의 시험결과로부터, 공구걸어맞춤부의 걸어맞춤성 및 가공성 모두를 향상시키기 위해서, 공구걸어맞춤부의 외접원의 직경(D)(㎜) 및 공구걸어맞춤부의 내접원의 직경(d)(㎜)에 대해서는 0.45≤(D-d)/2≤0.75의 관계식을 만족하도록 구성하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다. 또, 가공성의 향상을 한층 더 도모한다는 관점에서는 0.45≤(D-d)/2≤0.65로 하는 것이 더 바람직하다고 말할 수 있다.

이어서, 대경부의 직경(A)(㎜) 및 공구걸어맞춤부의 외접원의 직경(D)(㎜)이 여러 가지로 변경되도록 내주형상(특히 원기둥부나 다각 기둥부를 형성하는 부위)을 여러 가지로 변경한 후단측 금형을 복수 준비하고, 각 후단측 금형을 사용하여 성형성 평가시험을 실시하였다. 또한, 성형성 평가시험은, 준비한 각 후단측 금형을 사용하여 상기 제 3 워크를 냉간 압출 가공을 실시하되, 금속 쉘 중간체를 형성하는 성형공정을 복수회에 걸쳐서 실시하는 것이다. 이 시험에 있어서, 원기둥부 및 다각 기둥부가 소망하는 형상으로 형성된 경우에는 성형성이 우수한 것으로서 "○"의 평가를 내리는 것으로 하고, 한편 원기둥부 혹은 다각 기둥부가 소망하는 형상으로 형성되지 않은 경우(즉, 원기둥부의 외주면에 다각 기둥부의 볼록부에서 연장되는 일그러짐이 나타나거나, 다각 기둥부의 볼록부가 소망하는 형상으로 형성되지 않은 경우)에는 성형성이 떨어지는 것으로서 "×"의 평가를 내리는 것으로 하였다. 표 2에 직경(A) 및 직경(D)의 값 등과 성형성 평가시험의 시험결과를 나타낸다. 또한, 공구걸어맞춤부의 사이즈는 12㎜ 또는 14㎜로 하였다.

공구걸어맞춤부 사이즈	A(㎜)	D(㎜)	(A-D)/2(㎜)	성형성 평가
12㎜	14.30	13.30	0.50	×
12㎜	14.50	13.30	0.60	○
12㎜	15.00	13.30	0.85	○
12㎜	15.30	13.30	1.00	○
12㎜	15.50	13.30	1.10	×
14㎜	16.50	15.50	0.50	×
14㎜	16.70	15.50	0.60	○
14㎜	17.00	15.50	0.75	○
14㎜	17.50	15.50	1.00	○
14㎜	17.70	15.50	1.10	×

표 2에 나타낸 바와 같이 (A-D)/2가 0.60㎜ 미만이 되도록 내주부분이 형성된 후단측 금형을 사용한 경우에는, 원기둥부의 외주면에 다각 기둥부의 볼록부에서 연장되는 일그러짐이 나타나 성형성이 떨어지는 것이 분명하였다. 이것은 다각 기둥부의 직경(공구걸어맞춤부의 외접원의 직경)과 원기둥부의 직경의 차가 너무 작았기 때문에, 원기둥부의 형성시에 있어서, 다각 기둥부의 외주형상이 원기둥부의 외주부분에 나타나기 쉬워진 것에 의한 것이라고 생각된다.

또, (A-D)/2가 1.00㎜를 넘도록 내주부분이 형성된 후단측 금형을 사용한 경우에는, 다각 기둥부의 볼록부를 소망하는 형상으로 형성할 수 없어 성형성이 떨어지는 것임을 알 수 있었다. 이것은 다각 기둥부의 직경(공구걸어맞춤부의 외접원의 직경)에 대해서 원기둥부의 직경이 너무 컸기 때문에, 후단측 금형 중 원기둥부에 상당하는 부위로 보다 많은 재료를 이동시킬 필요가 있고, 그 결과, 후단측 금형 중 다각 기둥부에 상당하는 부위로 재료가 이동하기 어렵게 되었기 때문이라고 생각된다.

이것에 대해서, (A-D)/2가 0.60㎜ 이상 1.00㎜ 이하가 되도록 내주부분을 형성한 후단측 금형을 사용한 경우에는, 다각 기둥부 및 원기둥부 모두를 소망하는 형상으로 성형할 수 있어 성형성이 우수한 것이 확인되었다. 따라서, 압출 성형시에 있어서의 금속 쉘의 성형성을 높이기 위해서, 대경부의 직경(A) 및 공구걸어맞춤부의 외접원의 직경(D)에 대해서는 0.60≤(A-D)≤1.00를 만족하도록 구성하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

이어서, 축선과 직교하는 단면에 있어서, 공구걸어맞춤부의 내접원의 직경(d)(㎜) 및 공구걸어맞춤부의 형성위치에 있어서의 금속 쉘의 내경(B)(㎜)을 여러 가지로 변경한 금속 쉘의 샘플을 제작하고, 각 샘플에 대해서 강도 평가시험을 실시하였다. 또한, 강도 평가시험은 각 금속 쉘의 샘플과 절연애자를 고정하는 코킹 가공을 실시하되 공구걸어맞춤부에 있어서의 균열이나 변형의 유무를 확인하는 것이다. 여기서, 공구걸어맞춤부에 균열이나 변형이 확인된 경우에는 공구걸어맞춤부의 강도가 불충분한 것으로서 "×"의 평가를 내려고, 한편 공구걸어맞춤부에 균열 등이 확인되지 않은 경우에는 공구걸어맞춤부가 충분한 강도를 가지는 것으로서 "○"의 평가를 내리는 것으로 하였다.

또한, 상기 직경(d) 및 직경(B)이 여러 가지로 변경되도록 내주형상(특히 다각 기둥부 및 원기둥부를 형성하는 부위)을 여러 가지로 변경한 후단측 금형을 복수 준비하고, 각 후단측 금형을 사용하여 상기한 성형성 평가시험을 실시하였다. 여기서, 원기둥부 및 다각 기둥부가 소망하는 형상으로 형성된 경우에는 성형성이 우수한 것으로서 "○"의 평가를 내리는 것으로 하였다. 한편, 금속 쉘 중간체의 원기둥부 및 다각 기둥부가 대략 소망하는 형상으로 형성되었지만, 제조된 복수의 금속 쉘 중간체 간에 있어서 원기둥부끼리 혹은 다각 기둥부끼리에 있어서의 치수에 약간의 편차가 있은 경우에는 성형성이 떨어지는 것으로서 "△"의 평가를 내리는 것으로 하였다.

표 3에 공구걸어맞춤부의 내접원의 직경(d) 및 금속 쉘의 내경(B)의 값과 강도 평가시험 및 성형성 평가시험의 시험결과를 나타낸다. 또한, 공구걸어맞춤부의 사이즈는 12㎜로 하였다.

공구걸어맞춤부 사이즈	d(㎜)	B(㎜)	(d-B)/2(㎜)	강도 평가	성형성 평가
12㎜	12.30	9.80	1.25	×	○
12㎜	12.30	9.70	1.30	○	○
12㎜	12.30	9.50	1.40	○	○
12㎜	12.30	9.40	1.45	○	△

표 3에 나타낸 바와 같이 (d-B)/2를 1.30㎜ 미만으로 한 금속 쉘의 샘플에 대해서는, 코킹 가공을 실시하였을 때에 공구걸어맞춤부에 균열이나 변형이 발생하는 것이 분명하였다. 이것은 공구걸어맞춤부의 두께가 과도하게 얇게 된 것에 기인한다고 생각된다. 또, (d-B)/2가 1.40㎜를 넘도록 내주부분이 형성된 후단측 금형을 사용한 경우에는, 다각 기둥부나 원기둥부의 치수에 다소의 편차가 발생하여 성형성이 약간 떨어지는 것을 알았다.

이것에 대해서, (d-B)/2를 1.30㎜ 이상 1.40㎜ 미만으로 한 경우에는, 공구걸어맞춤부가 충분한 강도를 가짐과 아울러, 치수 편차를 효과적으로 억제할 수 있는 것이 인정되었다. 따라서, 공구걸어맞춤부에 충분한 강도를 확보하면서 성형성의 향상을 도모한다는 관점에서, 공구걸어맞춤부의 내접원의 직경(d) 및 금속 쉘의 내경(B)에 대해서는 1.30≤(d-B)/2≤1.40의 관계식을 만족하도록 구성하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

이어서, 공구걸어맞춤부의 형성위치에 있어서의 금속 쉘의 내경(B)(㎜) 및 코킹부의 기단부의 외경(C)(㎜)을 여러 가지로 변경한 스파크 플러그의 샘플을 제작하고, 각 샘플에 대해서 내충격 평가시험을 실시하였다. 또한, 내충격 평가시험은 JIS B8061에 규격된 내충격성 시험을 60분간 실시한 후, 금속 쉘의 코킹부에 있어서의 이완(弛緩)의 유무를 확인하는 것이다. 여기서, 코킹부에 이완이 발생한 경우에는 내충격성이 불충분한 것으로서 "×"의 평가를 내리는 것으로 하고, 한편 코킹부에 이완이 확인되지 않은 경우에는 내충격성이 우수한 것으로서 "○"의 평가를 내리는 것으로 하였다.

또한, 상기 금속 쉘의 내경(B) 및 코킹부의 기단부의 외경(C)을 여러 가지로 변경한 금속 쉘의 샘플을 제작하고, 각 샘플에 대해서 상기한 강도 평가시험을 실시하여 공구걸어맞춤부에 있어서의 변형의 유무를 확인하였다. 여기서, 공구걸어맞춤부에 있어서 변형이 확인된 경우에는 코킹 가공을 실시할 때에 공구걸어맞춤부의 강도가 불충분한 것으로서 "×"의 평가를 내리는 것으로 하고, 한편 공구걸어맞춤부에 있어서의 변형이 확인되지 않은 경우에는 공구걸어맞춤부가 충분한 강도를 가지는 것으로서 "○"의 평가를 내리는 것으로 하였다.

표 4에 상기 금속 쉘의 내경(B) 및 코킹부의 기단부의 외경(C)을 여러 가지로 변경한 샘플에 대한 내충격 평가시험의 시험결과 및 강도 평가시험의 시험결과를 나타낸다. 또한, 공구걸어맞춤부의 사이즈는 12㎜ 또는 14㎜로 하였다. 또, 강도 평가시험의 시험결과가 "○"으로 된 경우에 내충격성 평가시험을 실시하는 것으로 하였다.

공구걸어맞춤부 사이즈	C(㎜)	B(㎜)	(C-B)/2(㎜)	내충격 평가	강도 평가
12㎜	11.20	10.00	0.60	×	○
12㎜	11.30	10.00	0.65	×	○
12㎜	11.30	9.90	0.70	○	○
12㎜	11.30	9.80	0.75	○	○
12㎜	11.30	9.70	0.80	○	○
12㎜	11.60	9.60	1.00	○	○
12㎜	11.70	9.50	1.10	-	×
14㎜	13.90	12.60	0.65	×	○
14㎜	13.90	12.50	0.70	○	○
14㎜	13.90	12.20	0.85	○	○
14㎜	13.90	12.00	0.95	○	○
14㎜	14.00	12.00	1.00	○	○
14㎜	14.00	11.90	1.05	-	×

표 4에 나타낸 바와 같이 (C-B)/2가 1.00㎜를 넘는 것은, 코킹 가공을 실시하였을 때에 공구걸어맞춤부가 변형되는 것이 분명하였다. 이것은 코킹부의 기단부가 과도하게 두꺼웠기 때문에, 코킹부의 변형과 함께 공구걸어맞춤부가 변형하였기 때문이라고 생각된다.

또, (C-B)/2를 0.70㎜ 미만으로 한 것은, 코킹부에 이완이 발생하여 금속 쉘과 절연애자의 고정성이 손상될 수 있는 것을 알았다. 이것은, 코킹부의 기단부가 과도하게 얇았기 때문에, 충격에 의해서 코킹부가 리저브 변형되기 쉬워진 것이 원인이라고 생각된다.

이것에 대해서, (C-B)/2를 0.70㎜ 이상 1.00㎜ 이하로 한 것은, 코킹 가공시에 있어서의 공구걸어맞춤부의 변형을 억제할 수 있음과 아울러, 충격을 받은 경우라 하더라도 금속 쉘과 절연애자 간에 있어서 강고한 고정상태를 유지할 수 있는 것이 확인되었다. 따라서, 공구걸어맞춤부의 변형을 방지하면서 우수한 내충격성을 실현한다고 하는 관점에서, 금속 쉘의 내경(B) 및 코킹부의 기단부의 외경(C)에 대해서는 0.70≤(C-B)/2≤1.00의 관계식을 만족하도록 구성하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

이어서, 홈부의 두께(T)(㎜) 및 홈부의 길이(H)(㎜)를 여러 가지로 변경한 금속 쉘과 절연애자를 코킹 가공에 의해서 고정하여 이루어지는 스파크 플러그의 샘플에 대해서, 공구걸어맞춤부에 대한 공구의 걸어맞춤성을 평가함과 아울러, 각 샘플에 대해서 기밀성 평가시험을 실시하였다.

또한, 걸어맞춤성의 평가는 공구걸어맞춤부에 대해서 공구를 정상적으로 걸어맞출 수 있는지 아닌지에 의해서 실시하되, 공구를 정상적으로 걸어맞출 수 있은 경우에는 "○"의 평가를 내리고, 공구의 걸어맞춤에 문제점이 발생한 경우에는 "×"의 평가를 내리는 것으로 하였다. 또, 기밀성 평가시험에 있어서는, 각 샘플에 대해서 JIS B8031의 7.4에 규정되는 내충격성 시험(샘플을 소정의 시험장치에 부착하고, 분당 400회의 비율로 충격을 주는 시험)을 30분간 실시한 후, 동 규격의 7.5에 규정되는 기밀성 시험(샘플을 150℃ 분위기 중에 30분간 유지한 후, 샘플의 선단부에 1.5MPa의 공기압을 가하는 시험)을 실시하였다. 여기서, 절연애자와 금속 쉘 간에서의 공기의 누출이 확인되지 않은 샘플은 기밀성이 우수한 것으로서 "○"의 평가를 내리고, 한편 공기의 누출이 확인된 샘플은 기밀성이 떨어지는 것으로서 "×"의 평가를 내리는 것으로 하였다. 표 5에 각 샘플에 있어서의 걸어맞춤성에 관한 평가 및 기밀성의 평가를 나타낸다.

T(㎜)	H(㎜)	H/T	걸어맞춤성 평가	기밀성 평가
0.6	2.3	3.8	×	×
0.6	3.0	5.0	×	×
0.7	2.3	3.3	○	○
0.7	2.7	3.9	○	○
0.7	3.5	5.0	○	○
0.8	2.3	2.9	×	○
0.8	2.7	3.4	○	○
0.8	3.5	4.4	○	○
0.9	2.3	2.6	×	○
0.9	2.7	3.0	○	○
0.9	3.0	3.3	○	○
0.9	4.2	4.7	○	○
0.9	4.7	5.2	○	○
0.9	5.0	5.6	○	×
1.0	4.7	4.7	○	○
1.0	5.0	5.0	○	○
1.0	5.5	5.5	○	○
1.0	5.7	5.7	○	×

표 5에 나타낸 바와 같이 T≥0.7㎜로 하면서 3.0≤H/T를 만족하는 것은, 공구걸어맞춤부에 대해서 공구를 정상적으로 걸어맞출 수 있는 것이 분명하였다. 이것은 T≥0.7로 함으로써 직경방향을 따르는 홈부의 변형량을 비교적 작게 할 수 있었던 것, 및 3.0≤H/T로 함으로써 코킹 가공시에 홈부로부터 공구걸어맞춤부에 가해지는 축방향을 따르는 응력을 효과적으로 저감할 수 있어 공구걸어맞춤부의 변형을 억제할 수 있었던 것에 의한다고 생각된다.

또, T≥0.7㎜로 하면서 H/T≤5.5로 한 샘플은 우수한 기밀성을 가지는 것이 확인되었다. 이것은 두께(T)를 어느 정도의 크기로 확보하면서 두께(T)에 대한 길이(H)의 과대를 방지함에 의해서, 금속 쉘에서 절연체에 부여되는 축력을 충분히 크게 할 수 있었던 것에 의한다고 생각된다.

이상의 시험결과로부터, 공구걸어맞춤부에 대해서 보다 확실하게 공구를 걸어맞출 수 있게 하면서 우수한 기밀성을 실현하기 위해서는 T≥0.7㎜ 및 3.0≤H/T≤5.5를 만족하도록 구성하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

또한, 상기한 실시형태의 기재내용에 한정하지 않고, 예를 들면 다음과 같이 실시하여도 좋다. 물론, 이하에서 예시하지 않은 다른 응용예, 변경예도 당연히 가능하다.

(a) 상기한 실시형태에서는 공구걸어맞춤부(19)의 사이즈가 14㎜ 이하로 되어 있으나, 공구걸어맞춤부(19)의 사이즈는 이것에 한정되는 것이 아니다.

(b) 상기한 실시형태에서는 금속 쉘(3)의 사이즈(직경)에 대해서 특히 규정하고 있지 않으나, 상기한 바와 같이 공구걸어맞춤부를 12포인트 형상으로 하는 것은 특히 소경화(小徑化)된 금속 쉘에 있어서 의의가 있다. 따라서, 예를 들면, 나사부(15)의 나사직경이 M12 이하로 된 금속 쉘에 있어서, 본 발명의 기술사상을 적용하는 것으로 하여도 좋다.

(c) 상기한 실시형태에 있어서, 공구걸어맞춤부(19)의 볼록부(19A) 중 가장 직경방향 외측에 위치하는 부위는 각진 형상으로 되어 있으나, 상기 부위의 형상은 이것에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들면 상기 부위를 모따기형상으로 하거나 단면 만곡형상(R형상)으로 하여도 좋다. 이 경우에는 공구걸어맞춤부(19)의 외접원의 직경(D)을 비교적 용이하게 감소시킬 수 있어, 공구걸어맞춤부(19)에 대해서 보다 용이하게 0.45≤(D-d)/2≤0.75(0.65)의 관계식을 만족하는 것으로 할 수 있다. 또, 상기 부위를 모따기형상이나 단면 만곡형상으로 할 때에는, 볼록부(19A)를 형성하는 부위를 모따기형상 등에 대응하는 형상으로 구성한 후단측 금형을 사용하는 것으로 하여도 좋다. 이와 같은 후단측 금형을 사용함으로써, 공구걸어맞춤부를 한층 더 확실하게 소망하는 형상으로 형성할 수 있음과 아울러, 압출 성형시에 있어서 금형에 가해지는 응력을 저감시킬 수 있으며, 그 결과 생산성의 향상을 한층 더 도모할 수 있다.

(d) 상기한 실시형태에서는 특히 기재하고 있지 않지만, 중심전극(5)의 선단부 및 접지전극(27)의 선단부 중 적어도 어느 한쪽에 귀금속 합금(예를 들면, Pt합금이나 Ir함금 등)으로 이루어지는 귀금속 팁을 형성하는 것으로 하여도 좋다.

(e) 상기한 실시형태에서는 금속 쉘(3)의 선단부에 접지전극(27)이 접합되는 경우에 대해서 구체화하고 있으나, 금속 쉘의 일부(또는 금속 쉘에 미리 용접되어 있는 선단 쉘의 일부)를 깎아내도록 하여 접지전극을 형성하는 경우에 대해서도 적용 가능하다(예를 들면, 일본국 특개 2006-236906호 공보 등).

1 - 스파크 플러그 2 - 절연애자(절연체)
3 - 금속 쉘 16 - 대경부
19 - 공구걸어맞춤부 19A - 볼록부
19B - 오목부 20 - 코킹부
21 - 홈부 32 - 다각 기둥부
33 - 원기둥부 CL1 - 축선

Claims (7)

1. 압출 성형됨에 의해서 형성된 공구걸어맞춤부를 구비하는 통형상의 금속 쉘을 구비함과 아울러,
   상기 공구걸어맞춤부는 축선과 직교하는 단면형상이 복수의 볼록부 및 오목부를 교호로 구비한 12포인트 형상을 이루는 스파크 플러그로서,
   상기 금속 쉘의 축선과 직교하는 단면에 있어서,
   상기 각 볼록부의 가장 직경방향 외측에 위치하는 부위를 지나는 원의 직경을 D(㎜)라 하고,
   상기 각 오목부의 가장 직경방향 내측에 위치하는 부위를 지나는 원의 직경을 d(㎜)라 하였을 때,
   0.45≤(D-d)/2≤0.75
   를 만족하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 금속 쉘은 상기 공구걸어맞춤부보다도 직경이 큰 대경부를 가지며,
   상기 대경부의 외경을 A(㎜)라 하였을 때,
   0.60≤(A-D)/2≤1.00
   를 만족하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
   
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 공구걸어맞춤부의 형성위치에 있어서의 상기 금속 쉘의 내경을 B(㎜)라 하였을 때,
   1.30≤(d-B)/2≤1.40
   를 만족하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
   
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 금속 쉘의 내주측에 고정되는 절연체를 구비함과 아울러,
   상기 금속 쉘은 상기 공구걸어맞춤부의 후단측에 형성되며 상기 절연체에 직접 또는 간접적으로 걸어맞춰짐에 의해서 상기 절연체를 고정하는 코킹부를 가지며,
   상기 공구걸어맞춤부의 형성위치에 있어서의 상기 금속 쉘의 내경을 B(㎜)라 하고, 상기 코킹부의 기단부의 외경을 C(㎜)라 하였을 때,
   0.70≤(C-B)/2≤1.00
   를 만족하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   0.45≤(D-d)/2≤0.65
   를 만족하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
   
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 금속 쉘은 상기 공구걸어맞춤부와 상기 대경부 사이에 위치하는 홈부를 가지며,
   상기 축선을 따르는 상기 홈부의 길이를 H(㎜)라 하고, 상기 홈부의 두께를 T(㎜)라 하였을 때,
   T≥0.7 및 3.0≤H/T≤5.5
   를 만족하는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그.
   
7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 스파크 플러그의 제조방법으로서,
   상기 금속 쉘은 상기 공구걸어맞춤부의 선단측에 위치하되 상기 공구걸어맞춤부보다도 직경이 큰 대경부와, 상기 공구걸어맞춤부와 상기 대경부 사이에 위치하는 홈부를 가지며,
   상기 공구걸어맞춤부, 대경부 및 홈부는, 상기 압출 성형에 의해서 상기 공구걸어맞춤부와 동일한 단면형상을 가지는 다각 기둥부와, 상기 대경부와 동일한 단면형상을 가지며 상기 다각 기둥부의 선단에 연접하는 원기둥부를 형성한 다음, 상기 다각 기둥부의 선단부에 가공을 실시함에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 스파크 플러그의 제조방법.
   

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