KR20150011394A - 개스킷과 그 제조방법, 및 점화 플러그와 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

점화 플러그를 연소장치에 장착할 때에, 연소실에 대한 금속 쉘 선단부(접지전극)의 상대 위치를 정밀도 좋게 맞춤과 아울러, 양호한 기밀성을 실현한다. 개스킷(18)은 금속제이며 중실 환 형상을 이루고, 점화 플러그(1)의 금속 쉘(3)의 외주에 있어서, 수나사부(15) 및 시트부(16) 사이에 설치된다. 개스킷(18)의 제조공정은 평판 형상의 금속재료(MM)에 블랭킹 가공을 시행하는 것에 의해, 개스킷(18)이 되는 환 형상 부재(RC)를 얻는 블랭킹 공정과, 환 형상 부재(RC)에 소둔을 시행하고, 환 형상 부재(RC)의 경도를 금속재료(MM)보다도 낮게 하는 것에 의해, 개스킷(18)을 얻는 소둔 공정을 포함한다.

Description

개스킷과 그 제조방법, 및 점화 플러그와 그 제조방법{GASKET AND PRODUCTION METHOD FOR SAME, AND SPARK PLUG AND PRODUCTION METHOD FOR SAME}

본 발명은 점화 플러그용 금속 쉘의 외주에 장착되는 개스킷과 그 제조방법, 및 개스킷을 가지고 이루어지는 점화 플러그와 그 제조방법에 관한 것이다.

점화 플러그는, 예를 들면, 내연기관(엔진) 등의 연소장치에 조립되어 연소실 내의 혼합기로의 착화를 위해 이용된다. 일반적으로 점화 플러그는 축 구멍을 가지는 절연체와, 축 구멍의 선단측에 삽입되는 중심전극과, 절연체의 외주에 설치되는 금속 쉘과, 기단부가 금속 쉘의 선단부에 접합되고, 선단부가 중심전극과의 사이에서 불꽃 방전 간극을 형성하는 접지전극을 구비하고 있다. 또, 금속 쉘에는 점화 플러그를 연소장치에 장착하기 위한 수나사부가 형성되고, 점화 플러그(금속 쉘)와 연소장치의 사이에 있어서의 기밀성을 확보하기 위해, 상기 수나사부의 나사 목에는 중실(中實) 환 형상의 개스킷이 장착되는 일이 있다(예를 들면, 특허문헌 1등 참조). 또한, 일반적으로 중실 환 형상의 개스킷은, 평판 형상의 금속재료에 대해서 블랭킹 가공을 시행하는 것에 의해 제조되지만, 양호한 기밀성을 실현함에 있어서는, 개스킷의 경도를 소정값 이하로 하는 것이 바람직하다. 그로 인해, 소둔 등에 의해, 경도를 소정값 이하로 저하시킨 금속재료를 준비한 다음에, 상기 금속재료에 대해서 블랭킹 가공을 시행하는 것에 의해 개스킷이 제조된다.

그런데, 점화 플러그를 연소장치에 조립한 상태에 있어서, 예를 들면, 연료 분사 장치와 불꽃 방전 간극의 사이에 접지전극이 존재하는 바와 같은 위치 관계가 되면, 분사된 연료가 접지전극의 배면에 닿는다. 그로 인해, 접지전극의 존재에 의해서 불꽃 방전 간극으로의 혼합기의 공급이 저해되거나, 불꽃 방전 간극을 흐르는 기류에 난류가 생기거나 하여 착화성이 저하될 우려가 있다. 그래서, 금속 쉘 선단부 중 접지전극이 고정된 부위에 대한, 수나사부의 나사산의 상대적인 형성 위치를, 연소장치의 장착 구멍에 형성된 암나사부의 절단 개시 위치 등에 대응한 위치로 하는 것에 의해, 점화 플러그를 연소장치에 조립할 때에, 연소실에 대해서 접지전극이 일정한 위치에 배치되도록 하는 것을 생각할 수 있다.

특허문헌 1: 일본국 특개2008-135370호 공보

그런데, 상기한 바와 같이, 금속재료에 대해서 블랭킹 가공을 시행하는 것에 의해 개스킷을 제조할 경우에는, 블랭킹 가공에 수반하여 개스킷의 일부에 가공 경화가 발생하여 개스킷의 경도에 불균일이 발생하는 일이 있다. 경도에 불균일이 발생하면, 수나사부의 나사산을 금속 쉘 선단부(접지전극)에 대해서 소정의 상대 위치에 형성하고, 또한, 점화 플러그를 연소장치에 대해서 소정의 체결 토크로 장착한 경우라도, 연소실에 대해서 금속 쉘 선단부(접지전극)를 일정한 위치에 배치할 수 없는 우려가 있다. 또, 블랭킹 가공에 있어서, 개스킷 중 연소장치에 접촉하는 측의 면(선단면)의 내주측이나 외주측이 만곡 형상으로 변형하는 것에 의해, 연소장치에 대한 개스킷의 접촉면적이 감소되어 기밀성의 저하를 초래할 우려가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 목적은 점화 플러그를 연소장치에 장착할 때에, 연소실에 대한 금속 쉘 선단부(접지전극)의 상대 위치를 정밀도 좋게 맞출 수 있음과 아울러, 양호한 기밀성을 실현할 수 있는 개스킷과 그 제조방법, 및 개스킷을 가지고 이루어지는 점화 플러그와 그 제조방법을 제공하는 것에 있다.

이하, 상기 목적을 해결하는데 적합한 각 구성에 대해, 항목 분류하여 설명한다. 또한, 필요에 따라서 대응하는 구성에 특유의 작용 효과를 부기한다.

구성 1.

본 구성의 개스킷의 제조방법은, 자신의 선단측 외주에 형성된 수나사부와, 상기 수나사부의 후단측에 형성되고, 직경 방향 외측으로 돌출하는 시트부를 가지는 통 형상의 점화 플러그용 금속 쉘(이하, 단지 「금속 쉘」이라고 한다)의 외주에 있어서, 상기 수나사부 및 상기 시트부 사이에 설치되는 금속제이며 중실 환 형상인 개스킷의 제조방법으로서,

평판 형상의 금속재료에 블랭킹 가공을 시행하는 것에 의해, 상기 개스킷이 되는 환 형상 부재를 얻는 블랭킹 공정과,

상기 환 형상 부재에 소둔을 시행하고, 상기 환 형상 부재의 경도를 상기 금속재료보다도 낮게 하는 것에 의해, 상기 개스킷을 얻는 소둔 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 1에 따르면, 블랭킹 가공에 의해 얻어진 환 형상 부재에 소둔을 시행하는 것에 의해 개스킷이 제조된다. 즉, 블랭킹 가공에 수반하여, 환 형상 부재에 경도의 불균일이 발생할 수 있지만, 블랭킹 가공 후에 있어서, 경도의 불균일이 발생하고 있을 가능성이 있는 환 형상 부재에 소둔이 시행된다. 따라서, 소둔에 의해, 환 형상 부재에 있어서의 가공 왜곡을 더욱 확실하게 제거할 수 있으며, 환 형상 부재 나아가서는 개스킷에 있어서의 경도의 균일화를 도모할 수 있다. 그 결과, 점화 플러그를 연소장치에 장착할 때에, 연소실에 대한 점화 플러그용 금속 쉘의 선단부의 상대 위치를 정밀도 좋게 맞출 수 있으며, 나아가서는 연소실에 대해서 접지전극을 더욱 확실하게 일정한 위치에 배치할 수 있다.

또한, 소둔 전에 있어서의 비교적 높은 경도의 금속재료를 블랭킹하기 때문에, 환 형상 부재의 단면(端面)의 내주측이나 외주측의 변형을 방지할 수 있으며, 나아가서는 개스킷 중 연소장치에 접촉하는 측의 면(선단면)의 내주측이나 외주측을 평탄 형상으로 할 수 있다. 따라서, 개스킷의 선단면을 넓은 범위에 걸쳐서 평탄 형상으로 할 수 있으며, 연소장치에 대한 개스킷의 접촉면적을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 소둔에 의해 경도를 저하시켜 경도의 균일화를 도모하는 것에 의해, 연소장치나 시트부에 대한 개스킷의 밀착성을 높일 수 있다. 그 결과, 우수한 기밀성을 실현할 수 있다.

이상과 같이, 상기 구성 1에 따르면, 블랭킹 가공 후에 소둔을 시행함으로써, 위치 맞춤 정밀도 및 기밀성의 쌍방을 일거에 향상시킬 수 있다.

또한, 개스킷에 경도의 불균일이 발생하고 있는 경우에는, 연소장치에 대한 점화 플러그의 체결 토크가 작을수록(예를 들면, 15Nㆍm 이하) 기밀성의 면에서 악영향이 발생하기 쉽지만, 상기 구성 1에 의해, 개스킷의 경도를 균일화시키는 것에 의해, 체결 토크가 작은 경우라도, 양호한 기밀성을 실현할 수 있다. 환언하면, 상기 구성 1은, 나사 직경이 M10 이하인 점화 플러그와 같은 체결 토크가 작은 점화 플러그에 장착되는 개스킷을 제조할 때에, 특히 유의하다.

구성 2.

본 구성의 개스킷의 제조방법은, 상기 구성 1에 있어서, 상기 소둔 공정에 있어서는, 상기 개스킷 중 상기 시트부측에 배치되는 면의 임의의 개소에 있어서의 경도가, 비커스 경도로 150Hv 이하가 되도록 상기 환 형상 부재에 소둔이 시행되는 것을 특징으로 한다.

또한, 「개스킷의 경도」는, 개스킷 중, 소둔 공정 후의 가공(예를 들면, 개스킷을 금속 쉘에 장착하기 위해, 개스킷에 시행되는 압압 변형 가공)에 수반하여 경도 변화가 발생한 부위 이외의 부위에서 계측되는 경도를 말한다(이하, 마찬가지). 또한, 「개스킷 중 상기 시트부측에 배치되는 면의 임의의 개소에 있어서의 경도」라고 한 것은, 개스킷 중 시트부측에 배치되는 면은, 상기한 소둔 공정 후의 가공에 의한 경도 변화가 발생하기 어렵고, 개스킷의 경도를 계측하는데 있어서 바람직하기 때문이다.

상기 구성 2에 따르면, 개스킷의 경도가 150Hv 이하로 되어 있기 때문에, 연소장치나 시트부에 대한 개스킷의 밀착성을 한층 높일 수 있다. 그 결과, 기밀성의 가일층의 향상을 도모할 수 있다.

구성 3.

본 구성의 개스킷의 제조방법은, 상기 구성 1 또는 2에 있어서, 상기 소둔 공정에 있어서는, 상기 개스킷 중 상기 시트부측에 배치되는 면의 임의의 개소에 있어서의 경도가, 비커스 경도로 30Hv 이상이 되도록 상기 환 형상 부재에 소둔이 시행되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 3에 따르면, 개스킷의 경도가 30Hv 이상으로 되어 있다. 따라서, 연소장치의 사용시 등에 있어서 개스킷이 고온으로 되었을 때에, 개스킷의 열 변형을 효과적으로 억제할 수 있어 점화 플러그의 풀림을 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 그 결과, 기밀성을 한층 향상시킬 수 있음과 아울러, 정밀도 좋게 위치가 맞추어진 상태[연소실에 대한 접지전극(금속 쉘 선단부)의 상대 위치 관계]를 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있다.

구성 4.

본 구성의 개스킷의 제조방법은, 상기 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 상기 금속재료의 경도가, 비커스 경도로 70Hv 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 구성 4에 따르면, 금속재료의 경도가 70Hv 이상으로 되어 있기 때문에, 블랭킹 가공에 수반하는, 환 형상 부재의 변형량을 적게 할 수 있다. 따라서, 개스킷의 선단면을 더욱 확실하게 넓은 범위에 걸쳐서 평탄 형상으로 할 수 있어 상기의 작용 효과가 더욱 확실하게 발휘되게 된다. 환언하면, 상기 구성 4에 의해, 개스킷의 선단면을 넓은 범위에 걸쳐서 평탄 형상으로 할 수 있는 정도로, 블랭킹 가공에 수반하는 환 형상 부재의 변형을 억제할 수 있다.

구성 5.

본 구성의 개스킷의 제조방법은, 상기 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 개스킷은, 구리를 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 5에 따르면, 연소장치나 시트부에 대한 개스킷의 밀착성을 더욱 한층 향상시킬 수 있어 기밀성을 더욱더 높일 수 있다.

또한, 구리는 열전도성이 우수하기 때문에, 개스킷을 통하여 금속 쉘의 열을 연소장치측으로 신속하게 전도할 수 있으며, 금속 쉘이나 그 밖의 점화 플러그의 구성부재(예를 들면, 금속 쉘의 내주에 배치되는 절연 애자 등)의 내열성을 향상시킬 수 있다.

구성 6.

본 구성의 개스킷의 제조방법은, 상기 구성 5에 있어서, 상기 소둔 공정에 있어서, 상기 환 형상 부재의 소둔 온도가 150℃ 이상 650℃ 이하로 되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 6에 따르면, 소둔 온도가 150℃ 이상으로 되기 때문에, 환 형상 부재에 있어서의 가공 왜곡을 효과적으로 제거할 수 있어 경도가 균일화된 개스킷을 더욱 확실하게 얻을 수 있다.

또한, 소둔 온도가 650℃ 이하로 되기 때문에, 개스킷의 경도가 과도하게 저하되는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있어 우수한 기밀성을 실현하는 것이 가능한 개스킷을 안정적으로 제조할 수 있다.

구성 7.

본 구성의 개스킷의 제조방법은, 상기 구성 5 또는 6에 있어서, 상기 소둔 공정에 있어서, 상기 환 형상 부재의 소둔 온도가 300℃ 이상 650℃ 이하로 되고, 소둔 시간이 30분 이상 90분 이하로 되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 7에 따르면, 환 형상 부재에 있어서의 가공 왜곡을 한층 효과적으로 제거할 수 있어 개스킷의 경도를 더욱 균일화시킬 수 있다. 그 결과, 기밀성의 가일층의 향상을 도모할 수 있다.

구성 8.

본 구성의 개스킷의 제조방법은, 상기 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서, 상기 개스킷은, 철을 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 8에 따르면, 연소장치나 시트부에 대한 개스킷의 밀착성을 더욱 한층 향상시킬 수 있어 기밀성을 더욱더 높일 수 있다.

또한, 철은 구리에 비하여 경도가 높은 특성이 있다. 그로 인해, 상기 구성 1 등의 작용 효과가 더욱 현저하며, 우수한 기밀성을 가지는 개스킷을 얻을 수 있다.

구성 9.

본 구성의 개스킷은, 상기 구성 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 개스킷의 제조방법에 의해 얻어진 것을 특징으로 한다.

상기 구성 9에 따르면, 기본적으로 상기 구성 1 등과 마찬가지의 작용 효과가 이루어지게 된다.

구성 10.

본 구성의 개스킷은, 상기 구성 9에 있어서, 상기 시트부측에 배치되는 면의 면적이 115㎟ 이하인 것을 특징으로 한다.

시트부측에 배치되는 면의 면적이 충분히 큰 경우에는, 연소장치나 시트부에 대한 개스킷의 접촉면적도 충분히 크다. 따라서, 블랭킹 가공에 수반하여 개스킷의 경도에 불균일이 발생하거나, 개스킷이 만곡 형상으로 변형하거나 해도, 어느 정도의 기밀성을 확보할 수 있다. 한편으로, 시트부측에 배치되는 면의 면적이 작은 경우에는, 블랭킹 가공에 수반하는 경도의 불균일이나 변형에 의한 영향이 크고, 기밀성의 저하가 더욱 발생하기 쉽다.

이 점, 상기 구성 10에 따르면, 개스킷 중 시트부측에 배치되는 면의 면적이 115㎟ 이하로 되어 있기 때문에, 블랭킹 가공에 수반하는 기밀성의 저하가 더욱 염려되지만, 상기 구성 1 등을 채용하는 것에 의해, 양호한 기밀성을 실현할 수 있다. 환언하면, 상기 구성 1 등은 시트부측에 배치되는 면의 면적이 115㎟ 이하로 된 개스킷을 제조하는 경우에, 특히 유의하다.

구성 11.

본 구성의 개스킷은, 상기 구성 9 또는 10에 있어서, 상기 시트부측에 배치되는 면의 면적이 83㎟ 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 구성 11과 같이, 개스킷 중 시트부측에 배치되는 면의 면적이 83㎟ 이하로 되는 경우에는, 블랭킹 가공에 수반하는 기밀성의 저하가 더욱 한층 염려되지만, 상기 구성 1 등을 채용하는 것에 의해, 양호한 기밀성을 실현할 수 있다. 환언하면, 상기 구성 1 등은 시트부측에 배치되는 면의 면적이 83㎟ 이하로 된 개스킷을 제조하는 경우에, 특히 유의하다.

구성 12.

본 구성의 점화 플러그는, 상기 구성 9 내지 11 중 어느 하나에 기재된 개스킷을 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 12에 따르면, 연소실에 대해서 금속 쉘 선단부(접지전극)을 더욱 확실하게 일정한 위치에 배치할 수 있음과 아울러, 우수한 기밀성을 실현할 수 있다.

구성 13.

본 구성의 점화 플러그의 제조방법은, 상기 구성 1 내지 8 중 어느 하나에 기재된 개스킷의 제조방법을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성 13에 따르면, 기본적으로는 상기 구성 1 등과 마찬가지의 작용 효과가 이루어진다.

도 1은 점화 플러그의 구성을 나타내는 일부 파단 정면도이다.
도 2는 금속재료에 대한 블랭킹 가공을 나타내는 모식도이다.
도 3은 환 형상 부재를 나타내는 사시도이다.
도 4는 편차 각도의 계측 방법을 설명하기 위한 점화 플러그 선단부의 확대 저면도이다.
도 5는 환 형상 부재에 있어서의 만곡 형상 부분의 형성영역을 설명하기 위한 환 형상 부재의 부분 확대 단면도이다.
도 6은 철 개스킷과 구리 개스킷의 비교 결과를 나타내는 그래프이다.

이하에, 일실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 점화 플러그(1)를 나타내는 일부 파단 정면도이다. 또한, 도 1에서는 점화 플러그(1)의 축선 (CL1) 방향을 도면에 있어서의 상하 방향으로 하고, 하측을 점화 플러그(1)의 선단측, 상측을 후단측으로 하여 설명한다.

점화 플러그(1)는 통 형상을 이루는 절연 애자(2), 이것을 유지하는 통 형상의 점화 플러그용 금속 쉘(이하, 단지 「금속 쉘」이라고 한다, 3) 등으로 구성되는 것이다.

절연 애자(2)는 주지하는 바와 같이 알루미나 등을 소성하여 형성되어 있으며, 그 외형부에 있어서, 후단측에 형성된 후단측 몸통부(10)와, 상기 후단측 몸통부(10)보다도 선단측에 있어서 직경 방향 외향으로 돌출 형성된 대경부(大徑部, 11)와, 상기 대경부(11)보다도 선단측에 있어서 이것보다도 작은 직경으로 형성된 중간 몸통부(12)와, 상기 중간 몸통부(12)보다도 선단측에 있어서 이것보다도 작은 직경으로 형성된 다리부(13)를 구비하고 있다. 절연 애자(2) 중, 대경부(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, 선단측을 향하여 끝이 가늘어지는 단차부(14)가 형성되어 있으며, 상기 단차부(14)에서 절연 애자(2)가 금속 쉘(3)에 걸어 고정되어 있다.

또한, 절연 애자(2)에는 축선(CL1)을 따라서 연장되는 축 구멍(4)이 관통 형성되어 있다. 그리고 상기 축 구멍(4)의 선단측에는 중심전극(5)이 삽입 설치되어 있다. 중심전극(5)은 열전도성이 우수한 금속[예를 들면, 구리나 구리 합금, 순니켈(Ni) 등]으로 이루어지는 내층(5A)과, Ni을 주된 성분으로 하는 Ni 합금으로 이루어지는 외층(5B)을 구비하고 있다. 또한, 중심전극(5)은, 전체적으로 봉 형상(원기둥 형상)을 이루고, 그 선단부가 절연 애자(2)의 선단으로부터 돌출되어 있다. 또한, 중심전극(5)의 선단부에는, 귀금속 합금(예를 들면, 이리듐 합금이나 백금 합금 등)으로 이루어지는 원기둥 형상의 팁(31)이 설치되어 있다.

또한, 축 구멍(4)의 후단측에는, 절연 애자(2)의 후단으로부터 돌출된 상태에서 단자전극(6)이 삽입, 고정되어 있다.

또한, 축 구멍(4)의 중심전극(5)과 단자전극(6)의 사이에는, 원기둥 형상의 저항체(7)가 배치 설치되어 있다. 상기 저항체(7)의 양단부는, 도전성의 유리 밀봉층(8, 9)을 통하여 중심전극(5)과 단자전극(6)에 각각 전기적으로 접속되어 있다.

더불어서, 금속 쉘(3)은 저탄소강 등의 금속에 의해 통 형상으로 형성되어 있으며, 그 선단측 외주에는 점화 플러그(1)를 연소장치(예를 들면, 내연기관이나 연료전지 개질기 등)의 장착 구멍에 장착하기 위한 수나사부(15)가 형성되어 있다. 또한, 수나사부(15)의 후단측에는 직경 방향 외측으로 돌출되는 차양 형상의 시트부(16)가 형성되고, 수나사부(15)와 시트부(16)의 사이에 위치하는 원통 형상의 나사목(17)의 외주에는 링 형상의 개스킷(18)이 끼워 넣어져 있다. 또한, 금속 쉘(3)의 후단측에는, 점화 플러그(1)를 연소장치에 장착할 때에 렌치 등의 공구를 걸어 맞추기 위한 단면 육각형 형상의 공구 걸어맞춤부(19)가 설치됨과 아울러, 후단부에 있어서 절연 애자(2)를 유지하기 위한 클림핑부(20)가 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 수나사부(15)의 나사 직경이 비교적 작은 것(예를 들면, M10 이하)으로 되어 있다.

또한, 금속 쉘(3)의 내주면에는, 절연 애자(2)를 걸어 고정하기 위한 테이퍼 형상의 단차부(21)가 설치되어 있다. 그리고 절연 애자(2)는, 금속 쉘(3)에 대해서 그 후단측에서 선단측으로 향하여 삽입되고, 자신의 단차부(14)가 금속 쉘(3)의 단차부(21)에 걸어 고정된 상태에서, 금속 쉘(3)의 후단측의 개구부를 직경 방향 내측으로 클림핑하는 것, 즉 상기 클림핑부(20)를 형성함으로써 금속 쉘(3)에 고정 되어 있다. 또한, 상기 단차부(14, 21)의 사이에는, 원환 형상의 판 패킹(22)이 개재되어 있다. 이에 따라, 연소실 내의 기밀성을 유지하고, 연소실 내로 노출되는 절연 애자(2)의 다리부(13)와 금속 쉘(3)의 내주면의 틈새로 비집고 들어가는 연료가스가 외부로 누설되지 않게 되어 있다.

또한, 클림핑에 의한 밀폐를 더욱 완전한 것으로 하기 위해, 금속 쉘(3)의 후단측에 있어서는, 금속 쉘(3)과 절연 애자(2)의 사이에 환 형상의 링 부재(23, 24)가 개재되고, 링 부재(23, 24) 사이에는 탤크(활석, 25)의 분말이 충전되어 있다. 즉, 금속 쉘(3)은 판 패킹(22), 링 부재(23, 24) 및 탤크(25)를 통하여 절연 애자(2)를 유지하고 있다.

또한, 금속 쉘(3)의 선단부(26)에는 봉 형상을 이루는 접지전극(27)의 기단부가 접합되어 있다. 접지전극(27)은 자신의 중간부가 절곡되고, 그 선단부 측면이 중심전극(5)의 선단부[팁(31)]와 대향하고 있다. 또한, 접지전극(27)은 Ni 합금[예를 들면, 인코넬 600이나 인코넬 601(모두 등록상표)]에 의해 형성된 외층(27A)과, 상기 Ni 합금보다도 좋은 열도전성 금속인 구리 합금이나 순 구리 등에 의해 형성된 내층(27B)으로 구성되어 있다. 또한, 중심전극[5, 팁(31)]의 선단면과 접지전극 (27)의 선단부의 사이에는, 불꽃 방전 간극(33)이 형성되어 있으며, 상기 불꽃 방전 간극(33)에서 축선(CL1)을 거의 따른 방향으로 불꽃 방전이 실시되게 되어 있다.

다음에, 본 발명의 특징 부분인 개스킷(18)의 구성에 대해서 설명한다.

개스킷(18)은 열전도성이 우수한 구리를 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성되어 있으며, 중실 환 형상을 이루고 있다. 또한, 개스킷(18) 중 수나사부(15)측의 면에는 개스킷(18)을 압압하고, 변형시킴으로써 형성된 환 형상의 홈부(18A)가 설치되어 있다. 홈부(18A)의 형성에 수반하여 개스킷(18)의 내경이 수나사부(15)의 나사 직경보다도 작게 되고, 금속 쉘(3)로부터의 개스킷(18)의 탈락 방지가 도모되어 있다. 또한, 개스킷(18)을 구리 이외의 금속(예를 들면, 철이나 Ni)을 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성하는 것으로 해도 좋다. 철을 주된 성분으로 하는 금속에 의해 개스킷(18)을 형성할 경우에는, 열간(熱間)에 있어서의 점화 플러그(1)의 내풀림성의 향상이나, 제조비용의 저감을 도모할 수 있다.

또한, 개스킷(18) 중 시트부(16)측에 배치되는 면[즉, 홈부(18A)를 형성하기 위한 압압 가공이 시행되지 않는 면]의 임의의 개소에 있어서의 경도가, 비커스 경도로 30Hv 이상 150Hv 이하로 되어 있다. 또한, 개스킷(18)의 경도라는 것은, 후술하는 소둔 공정 후의 가공(본 실시형태에서는 압압 가공)에 수반하여 경도 변화가 발생한 부위 이외의 부위의 경도를 말한다.

또한, 개스킷(18) 중 시트부(16)측에 배치되는 면의 면적은, 115㎟ 이하로 되어 있다. 또한, 기밀성의 면을 고려하면, 상기 면적을 소정값(예를 들면, 35㎟) 이상으로 하는 것이 바람직하다.

다음에, 상기와 같이 구성되어 이루어지는 점화 플러그(1)의 제조방법에 대해서 설명한다.

우선, 금속 쉘(3)을 미리 가공하여 둔다. 즉, 원기둥 형상의 금속 소재(예를 들면, 철계 소재나 스테인리스 소재)에 대해서 냉간 단조 가공 등에 의해 개형(槪形)을 형성함과 아울러, 관통 구멍을 형성한다. 그 후, 절삭가공을 시행하는 것에 의해 외형을 정형하여 금속 쉘 중간체를 얻는다.

계속해서, 금속 쉘 중간체의 선단면에, Ni 합금 등으로 이루어지는 곧은 봉 형상의 접지전극(27)이 저항 용접된다. 상기 용접에 있어서는 이른바 「새그(sags)」가 발생하므로, 상기 「새그」를 제거 한 후, 금속 쉘 중간체의 소정 부위에 수나사부(15)가 전조에 의해서 형성된다. 이에 따라, 접지전극(27)이 용접된 금속 쉘 (3)이 얻어진다.

또한, 수나사부(15)의 전조에 있어서는, 접지전극(27)의 접합위치에 대한 수나사부(15)의 절단 개시의 위치나 절단 종료의 상대 위치가, 연소장치의 장착 구멍에 형성된 암나사부의 절단 개시의 위치 등에 대응하여 설정된다. 즉, 연소장치의 장착 구멍에 점화 플러그(1)의 수나사부(15)를 나사 결합했을 때에, 연소장치에 대해서 접지전극(27)이 일정한 상대 위치에 배치되도록 수나사부(15)가 전조된다.

이어서, 접지전극(27)이 용접된 금속 쉘(3)에, 아연 도금 혹은 니켈 도금이 시행된다. 또한, 내식성의 향상을 도모하기 위해, 그 표면에, 추가로 크롬산염 (chromate) 처리를 시행하는 것으로 해도 좋다.

한편, 상기 금속 쉘(3)과는 별도로, 절연 애자(2)를 성형 가공하여 둔다. 즉, 예를 들면 알루미나를 주체로 하여 바인더 등을 포함하는 원료 분말을 이용해서 성형용 기초 조립물(造粒物)을 조제함과 아울러, 상기 성형용 기초 조립물을 이용하여 러버 프레스 성형을 실시하는 것에 의해, 통 형상의 성형체가 얻어진다. 그리고 얻어진 성형체에 대해, 연삭 가공이 시행되어 정형됨과 아울러, 정형된 것이 소성로에서 소성됨으로써, 절연 애자(2)가 얻어진다.

또한, 상기 금속 쉘(3), 절연 애자(2)와는 별도로, 중심전극(5)을 제조하여 둔다. 즉, 중앙부에 방열성 향상을 도모하기 위한 구리 합금 등을 배치한 Ni 합금을 단조 가공하여 중심전극(5)을 제작한다. 이어서, 중심전극(5)의 선단부에 대해서 귀금속 합금으로 이루어지는 팁(31)이 레이저 용접 등에 의해 접합된다.

다음에, 상기와 같이 하여 얻어진 절연 애자(2) 및 중심전극(5)과, 저항체 (7)와, 단자전극(6)이 유리 밀봉층(8, 9)에 의해서 봉착(封着) 고정된다. 유리 밀봉층(8, 9)으로서는, 일반적으로 붕규산 유리와 금속분말이 혼합되어 조제되어 있으며, 상기 조제된 것이 저항체(7)를 사이에 두도록 하여 절연 애자(2)의 축 구멍 (4) 내로 주입된 후, 후방으로부터 단자전극(6)으로 압압하면서, 소성로 내에서 가열함으로써 소성 고정된다. 또한, 이때, 절연 애자(2)의 후단측 몸통부(10) 표면에는 유약층이 동시에 소성되는 것으로 해도 좋고, 사전에 유약층이 형성되는 것으로 해도 좋다.

그 후, 상기와 같이 각각 제작된 중심전극(5) 및 단자전극(6)을 구비하는 절연 애자(2)와, 접지전극(27)을 구비하는 금속 쉘(3)이 고정된다. 더욱 상세하게는, 금속 쉘(3)에 절연 애자(2)를 삽입한 다음에, 비교적 얇은 두께로 형성된 금속 쉘 (3)의 후단측의 개구부를 직경 방향 내측으로 클림핑하는 것, 즉 상기 클림핑부 (20)를 형성함으로써 절연 애자(2)와 금속 쉘(3)이 고정된다.

또한, 금속 쉘(3) 등과는 별도로, 개스킷(18)을 제조하여 둔다. 우선, 도 2에 나타내는 바와 같이, 블랭킹 공정에 있어서, 구리를 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성된 평판 형상의 금속재료(MM)에 대해서, 소정의 프레스 가공기(PD)에 의해 블랭킹 가공을 시행한다. 이에 따라, 도 3에 나타내는 바와 같이, 상기 개스킷 (18)이 되는 환 형상 부재(RC)가 얻어진다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 금속재료 (MM)의 경도는, 비커스 경도로 70Hv 이상으로 되어 있다. 또한, 블랭킹 가공에 수반하여 환 형상 부재(RC)의 단면 중 내주측이나 외주측에 위치하는 부위는, 만곡 형상으로 변형되어 있다.

이어서, 소둔 공정에 있어서, 상기 환 형상 부재(RC)에 소둔을 시행하고, 환 형상 부재(RC)의 경도를 금속재료(MM)의 경도보다도 낮게 하는 것에 의해, 개스킷 (18)이 얻어진다. 또한, 소둔 공정에 있어서는, 개스킷(18) 중 적어도 시트부(16)측에 배치되는 면의 임의의 개소의 경도가, 비커스 경도로 30Hv 이상 150Hv 이하가 되도록, 환 형상 부재(RC)에 대해서 소둔이 시행된다. 본 실시형태에 있어서는, 개스킷(18)을 더욱 확실하게 상기의 경도로 하기 위해, 환 형상 부재(RC)의 소둔 온도가 150℃ 이상 650℃ 이하(더욱 바람직하게는, 300℃ 이상 650℃ 이하)로 되고, 소둔 시간이 30분 이상 90분 이하로 된다.

이어서, 개스킷(18)에 금속 쉘(3)을 삽입하고, 나사목(17)의 외주측에 개스킷(18)을 배치한다. 그 다음에, 환 형상의 돌기를 가지는 소정의 지그(도시하지 않음)에 의해, 축선(CL1) 방향을 따라서 소정의 하중(예를 들면, 1.1톤∼1.8톤 정도)으로 개스킷(18) 중 상기 수나사부(15)측의 면을 압압한다. 이에 따라, 개스킷(18)에 홈부(18A)가 형성됨과 아울러, 개스킷(18)의 내경이 수나사부(15)의 나사 직경보다도 작게 된다. 그 결과, 나사목(17)의 외주에 개스킷(18)이 장착된다.

그리고 마지막으로, 접지전극(27)을 중심전극(5)측으로 굴곡시킴과 아울러, 중심전극[5, 팁(31)]과 접지전극(27)의 사이에 형성된 불꽃 방전 간극(33)의 크기를 조정한다. 이에 따라, 상기한 점화 플러그(1)가 얻어진다.

이상 상기한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 블랭킹 가공에 의해 얻어진 환 형상 부재(RC)에 소둔을 시행하는 것에 의해, 개스킷(18)이 제조된다. 따라서, 환 형상 부재(RC)에 있어서의 가공 왜곡을 더욱 확실하게 제거할 수 있어 환 형상 부재(RC) 나아가서는 개스킷(18)에 있어서의 경도의 균일화를 도모할 수 있다. 그 결과, 점화 플러그(1)를 연소장치에 장착할 때에, 연소실에 대한 금속 쉘(3)의 선단부의 상대 위치를 정밀도 좋게 맞출 수 있으며, 나아가서는 연소실에 대해서 접지전극(27)을 더욱 확실하게 일정한 위치에 배치할 수 있다.

또한, 소둔 전에 있어서의 비교적 높은 경도의 금속재료(MM)를 블랭킹하기 위해, 환 형상 부재(RC)의 단면의 내주측이나 외주측의 변형을 방지할 수 있으며, 나아가서는 개스킷(18) 중 연소장치에 접촉하는 측의 면(선단면)의 내주측이나 외주측을 평탄 형상으로 할 수 있다. 따라서, 개스킷(18)의 선단면을 넓은 범위에 걸쳐서 평탄 형상으로 할 수 있어 연소장치에 대한 개스킷(18)의 접촉면적을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 소둔에 의해 경도를 저하시키고, 경도의 균일화를 도모하는 것에 의해, 연소장치나 시트부(16)에 대한 개스킷(18)의 밀착성을 높일 수 있다. 그 결과, 우수한 기밀성을 실현할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 따르면, 블랭킹 가공 후에 소둔을 시행함으로써, 위치 맞춤 정밀도 및 기밀성의 쌍방을 일거에 향상시킬 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 개스킷(18)은 시트부(16)측에 배치되는 면의 면적이 115㎟ 이하 (83㎟ 이하)로 되어 있으며, 기밀성의 저하가 발생하기 쉽지만, 블랭킹 가공 후에 소둔을 시행하는 것에 의해, 이와 같은 개스킷(18)에 있어서도 우수한 기밀성을 실현할 수 있다.

또한, 개스킷(18)의 경도가 150Hv 이하로 되어 있기 때문에, 연소장치나 시트부(16)에 대한 개스킷(18)의 밀착성을 한층 높일 수 있다. 그 결과, 기밀성의 가일층의 향상을 도모할 수 있다.

한편으로, 개스킷(18)의 경도가 30Hv 이상으로 되어 있기 때문에, 개스킷 (18)의 열 변형을 효과적으로 억제할 수 있어 점화 플러그(1)의 풀림을 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 그 결과, 기밀성을 한층 향상시킬 수 있음과 아울러, 정밀도 좋게 위치가 맞추어진 상태{연소실에 대한 접지전극[27, 금속 쉘(3) 선단부]의 상대 위치 관계}를 장기간에 걸쳐서 유지할 수 있다.

더불어서, 금속재료(MM)의 경도가 70Hv 이상으로 되어 있기 때문에, 블랭킹 가공에 수반하는, 환 형상 부재(RC)의 변형량을 적게 할 수 있다. 따라서, 개스킷 (18)의 선단면을 더욱 확실하게 넓은 범위에 걸쳐서 평탄 형상으로 할 수 있다.

또한, 개스킷(18)은 구리를 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성되어 있기 때문에, 연소장치나 시트부(16)에 대한 개스킷(18)의 밀착성을 더욱 한층 향상시킬 수 있어 기밀성을 더욱더 높일 수 있다. 또한, 개스킷(18)을 통하여 금속 쉘(3)의 열을 연소장치측으로 신속하게 전도할 수 있어 금속 쉘(3)이나 절연 애자(2) 등의 내열성을 향상시킬 수 있다.

아울러, 소둔 온도가 150℃ 이상으로 되어 있기 때문에, 환 형상 부재(RC)에 있어서의 가공 왜곡을 효과적으로 제거할 수 있어 경도가 균일화된 개스킷(18)을 더욱 확실하게 얻을 수 있다. 또한, 소둔 온도가 650℃ 이하로 되기 때문에, 개스킷(18)의 경도가 과도하게 저하되어 버리는 것을 더욱 확실하게 방지할 수 있어 우수한 기밀성을 실현하는 것이 가능한 개스킷(18)을 안정적으로 제조할 수 있다.

이어서, 상기 실시형태에 의해서 이루어지는 작용 효과를 확인하기 위해, 금속재료에 블랭킹함으로써 얻어진 환 형상 부재에 소둔을 시행하는 것에 의해 경도를 소정값(본 시험에서는, 80Hv)으로 한 개스킷을 가지는 점화 플러그의 샘플 1(실시예에 상당함)과 소둔에 의해 경도가 미리 소정값(80Hv)으로 된 금속재료를 블랭킹함으로써 형성된 개스킷을 가지는 점화 플러그의 샘플 2(비교예에 상당함)를 각각 10개씩 제작하고, 각 샘플에 대해서 위치 맞춤 정밀도 평가 시험을 실시했다. 위치 맞춤 정밀도 평가 시험의 개요는, 다음과 같다. 즉, 체결 토크를 25Nㆍm로 하여 샘플을 연소장치를 본뜬 소정의 강철제의 시험대에 장착했다. 장착 후, 접지전극의 배치 위치를 특정하고, 도 4에 나타내는 바와 같이, 축선(CL1)을 중심으로 하여 목표의 장착 위치(TP)에 대한, 실제로 접지전극(27)이 배치된 위치의 둘레 방향을 따른 편차 각도(α)(°)를 측정했다. 각 샘플에 있어서 상기 편차 각도(α)를 측정한 후, 샘플 1에 있어서의 편차 각도(α)의 평균값과 샘플 2에 있어서의 편차 각도(α)의 평균값을 각각 산출했다. 표 1에 상기 시험의 시험 결과를 나타낸다.

	샘플 1	샘플 2
편차 각도의 평균값	5°	16°

표 1에 나타내는 바와 같이, 블랭킹 가공 후에 소둔을 시행하는 것에 의해 경도를 소정값으로 한 개스킷을 가지는 샘플 1은, 경도를 소정값으로 한 금속재료에 블랭킹 가공을 시행하는 것에 의해 형성된 개스킷을 가지는 샘플 2와 비교해서, 접지전극의 위치 맞춤의 정밀도가 우수한 것이 확인되었다. 이것은, 블랭킹 가공시에 가공 경화가 발생하고, 개스킷의 경도에 불균일이 발생하는 바, 블랭킹 가공 후에 소둔을 시행한 것에 의해, 개스킷의 경도가 균일화되었기 때문이라고 생각할 수 있다.

이어서, 상기의 샘플 1 및 샘플 2를 각각 20개씩 제작하고, 각 샘플에 대해서 제 1 기밀성 평가 시험을 실시했다. 제 1 기밀성 시험의 개요는 다음과 같다. 즉, 샘플을 연소장치를 본뜬 알루미늄제의 부시에 대해서, 비교적 작은 체결 토크 (10Nㆍm)로 장착했다. 그 후, ISO11565에 규정된 진동 시험에 의거하여 50㎐∼500㎐의 스위프(1옥타브/min)로, 가속도를 30G로 하여 수평 및 수직 방향으로 30분씩(합계 1시간) 샘플에 대해서 진동을 가했다. 진동을 가한 후, 샘플의 선단부에 대해서 1.5㎫의 기압을 가하여 부시 및 시트부와 개스킷의 사이로부터의 공기의 누설량을 계측했다. 그리고 누설량이 20㏄/min 미만의 샘플을 합격으로 하고, 샘플 1, 2에 있어서, 합격으로 된 개수를 각각 특정했다. 표 2에 상기 시험의 시험 결과를 나타낸다. 또한, 개스킷의 경도는 70Hv , 90Hv , 110Hv 또는 130Hv로 하고, 샘플 1은 소둔 조건을 조절하는 것에 의해, 개스킷의 경도를 변경하며, 샘플 2는 금속재료의 경도를 변경하는 것에 의해, 개스킷의 경도를 변경했다. 또한, 개스킷은 시트부측에 배치되는 면의 면적을 111㎟로 하고, 구리를 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성했다.

경도(Hv)	합격개수(개)
	샘플 1	샘플 2
70	20	9
90	20	8
110	20	8
130	20	7

표 2에 나타내는 바와 같이, 샘플 1은 우수한 기밀성을 가지는 것이 명백하게 되었다. 이것은, 다음의 (1) 및 (2)에 기인한다고 생각할 수 있다.

(1) 소둔에 의해, 개스킷의 경도가 균일화되고, 연소장치나 시트부에 대한 개스킷의 밀착성이 향상된 것.

(2) 소둔 전에 있어서의 비교적 높은 경도의 금속재료에 블랭킹 가공을 시행한 것에 의해, 개스킷의 선단면(환 형상 부재의 단면)의 내주측이나 외주측의 변형을 방지할 수 있어 개스킷의 선단면의 더욱 넓은 범위가 연소장치에 대해서 접촉한 것.

상기 양 시험의 시험 결과로부터, 점화 플러그를 연소장치에 장착할 때에 있어서의 금속 쉘 선단부(접지전극)의 위치 맞춤 정밀도의 향상 및 우수한 기밀성의 쌍방을 실현한다고 하는 관점에서, 블랭킹 가공 후에 소둔을 시행함으로써 개스킷을 얻는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

다음에, 블랭킹 가공 후에 있어서의 소둔의 조건(소둔 시간 및 소둔 온도)을 조절하는 것에 의해, 개스킷 중 시트부측에 배치되는 면의 임의의 개소에 있어서의 경도를 여러 가지 변경한 개스킷을 가지고 이루어지는 점화 플러그의 샘플을 제작하고, 각 샘플에 대해서 제 2 기밀성 시험을 실시했다. 제 2 기밀성 시험의 개요는 다음과 같다. 즉, 샘플을 연소장치를 본뜬 알루미늄제의 부시에 대해서 25Nㆍm의 체결 토크로 장착한 후, 샘플의 선단부에 대해서 1.5㎫의 공기압을 가하여 개스킷과 부시 및 시트부의 사이로부터의 공기의 누설량을 계측했다. 그리고 누설량이 10㏄/min 미만인 샘플을 합격으로 하고, 각 경도에 있어서, 합격이 된 개수를 각각 특정했다. 표 3에 상기 시험의 시험 결과를 나타낸다. 또한, 개스킷은 구리를 주된 성분으로 하는 금속(구리 합금), 또는 철을 주된 성분으로 하는 금속(연철)에 의해 형성하고, 각 샘플 모두 개스킷 중 시트부측에 배치되는 면의 면적을 동일하게 했다.

경도(Hv)	합격개수(개)
	구리 합금	연철`
130	20	20
140	20	20
150	20	20
160	16	15
170	15	14

표 3에 나타내는 바와 같이, 각 샘플 모두 우수한 기밀성을 가지고 있었지만, 개스킷의 경도를 150Hv 이하로 한 샘플은 기밀성이 매우 우수한 것이 확인되었다. 이것은, 연소장치나 시트부에 대한 개스킷의 밀착성이 더욱 높아졌기 때문이라고 생각할 수 있다.

상기 시험의 시험 결과로부터, 기밀성의 가일층의 향상을 도모하기 위해, 소둔 공정에 있어서, 개스킷 중 시트부측에 배치되는 면의 임의의 개소에 있어서의 경도가, 비커스 경도로 150Hv 이하가 되도록 소둔을 시행하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

이어서, 블랭킹 가공 후에 있어서의 소둔의 조건(소둔 시간 및 소둔 온도)을 조절하는 것에 의해, 개스킷 중 시트부측에 배치되는 면의 임의의 개소에 있어서의 경도를 여러 가지 변경한 개스킷을 가지고 이루어지는 점화 플러그의 샘플을 20개씩 제작하고, 각 샘플에 대해서 내풀림성 평가 시험을 실시했다. 내풀림성 평가 시험의 개요는 다음과 같다. 즉, 각 샘플을 소정의 표준 토크[Ts(Nㆍm)]로 소정의 알루미늄제 부시에 장착한 다음에, 200℃의 분위기에서, ISO11565에 규정된 진동시험에 의거하여 50㎐∼500㎐의 스위프(1옥타브/min)로, 가속도를 30G로 하여 샘플에 대해서 수평 및 수직 방향으로 8시간씩(합계 16시간) 진동을 가하는 것을 2세트 실시했다(즉, 합계 32시간에 걸쳐서, 샘플에 진동을 가했다). 그리고 진동을 가한 후, 샘플을 알루미늄제 부시로부터 제거할 때의 되돌림 토크[Te(Nㆍm)]를 측정하고, 상기 표준 토크(Ts)에 대한 상기 되돌림 토크(Te)의 비율(Te/Ts)을 산출했다. 이어서, Te/Ts가 30％ 이상이 된 샘플을 합격으로 하고, 각 경도에 있어서, 합격이 된 개수를 각각 특정했다. 표 4에 상기 시험의 시험 결과를 나타낸다. 또한, 각 샘플 모두, 개스킷을 구리를 주된 성분으로 하는 합금에 의해 형성하고, 시트부 측에 배치되는 면의 면적을 111㎟로 했다.

경도(Hv)	합격개수(개)
20	2
30	17
40	18
50	18
60	20

표 4에 나타내는 바와 같이, 개스킷의 경도를 30Hv 이상으로 한 샘플은, 내풀림성이 우수한 것이 명백하게 되었다. 이것은, 고온하에 있어서의 개스킷의 열 변형이 억제되었기 때문이라고 생각할 수 있다.

상기 시험의 결과로부터, 점화 플러그의 풀림을 억제하는 것에 의해, 기밀성의 확보를 도모하면서, 사용에 수반하는 점화 플러그의 금속 쉘 선단부(접지전극)의 위치 어긋남을 장기간에 걸쳐서 억제하기 위해서는, 소둔 공정에 있어서는, 개스킷 중 시트부측에 배치되는 면의 임의의 개소에 있어서의 경도가, 비커스 경도로 30Hv 이상이 되도록 소둔을 시행하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

다음에, 경도가 여러 가지 다른 금속재료에 대해서 블랭킹 가공을 실시하고, 각 경도의 금속재료마다 100개씩의 환 형상 부재를 얻었다. 그리고 도 5에 나타내는 바와 같이, 환 형상 부재의 단면 영역을 그 폭 방향을 따라서 3분할하고, 블랭킹 가공에 수반하여 형성된, 환 형상 부재의 내주측 및 외주측에 위치하는 만곡 형상 부분(WP)이 3분할된 영역 중 중앙의 영역(CA)에 이르고 있는지 아닌지를 확인했다. 여기서, 상기 만곡 형상 부분(WP)이 중앙의 영역(CA)에 이르고 있는 경우에는, 소둔을 시행했다고 해도, 개스킷의 선단면을 충분히 평탄 형상으로 할 수 없어, 기밀성의 저하를 초래할 우려가 있다. 반면에, 상기 만곡 형상 부분(WP)이 중앙의 영역(CA)에 이르고 있지 않은 경우에는, 소둔을 시행하는 것에 의해, 개스킷의 선단면을 광범위하게 걸쳐서 평탄 형상으로 할 수 있어 양호한 기밀성을 확보하는 것이 가능하게 된다. 이 점을 근거로 하여 상기 만곡 형상 부분(WP)이 중앙의 영역(CA)에 이르고 있지 않은 샘플을 합격으로 하고, 각 금속재료에 있어서, 합격으로 된 개수를 각각 특정했다. 표 5에 해당 시험의 시험 결과를 나타낸다. 또한, 금속재료는 구리를 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성했다.

금속재료의 경도(Hv)	합격개수(개)
50	8
60	10
70	92
80	95
90	98
100	100
110	100
120	100

표 5에 나타내는 바와 같이, 금속재료의 경도를 70Hv 이상으로 한 경우에는, 상기 만곡 형상 부분이 상기 중앙의 영역에 이르는 것이 매우 발생하기 어려워지는 것을 알았다.

상기 시험의 결과로부터, 개스킷의 선단면을 더욱 확실하게, 또한, 더욱 광범위하게 걸쳐서 평탄 형상으로 하여, 양호한 기밀성을 더욱 확실하게 실현하기 위해서는, 금속재료의 경도를 70Hv 이상으로 하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

이어서, 상기 샘플 1[블랭킹 가공 후에 소둔을 시행함으로써 경도를 소정값(본 시험에서는, 90Hv)으로 한 개스킷을 가지는 것이며, 실시예에 상당함] 및 샘플 2[경도가 소정값(90Hv)의 금속재료에 블랭킹 가공을 시행함으로써 얻어지는 개스킷을 가지는 것이며, 비교예에 상당함]에 대해서, 개스킷 중 시트부측에 배치되는 면의 면적(단면 면적)을 여러 가지 변경한 것을 제작하고, 각 샘플에 대해서 상술의 제 1 기밀성 시험을 실시했다. 그리고 단면 면적을 동일하게 한 샘플 1, 2에 대해서, 각각의 합격 개수를 비교하고, 합격 개수의 차이를 산출했다. 또한, 합격 개수의 차이는, 종전의 수법에서는 불합격으로 되는 것 중, 본 발명을 채용함으로써 합격으로 되는 것의 개수라고 할 수 있다. 따라서, 합격 개수의 차이가 클수록, 본 발명을 채용하는 효과가 높다고 말할 수 있다. 표 6에 해당 시험의 시험 결과를 나타낸다.

단면면적 (㎟)	합격개수(개		합격개수의 차 (개)
	샘플 1	샘플 2
140	20	13	7
130	20	13	7
120	20	12	8
115	20	8	12
111	20	8	12
101	20	7	13
92	20	8	12
83	20	3	17
75	20	3	17

표 6에 나타내는 바와 같이, 단면 면적을 115㎟ 이하로 한 경우에는, 단면 면적을 115㎟ 초과로 한 경우와 비교하여, 합격 개수의 차이가 현저하게 큰 것으로 되어, 본 발명을 수법하는 것에 의한 효과가 높은 것을 알았다. 이것은, 단면 면적이 작을수록 경도의 불균일에 의한 기밀성으로의 영향이 크고, 또한, 개스킷의 선단면에 대한, 블랭킹 가공에 의해 만곡 형상이 되는 부분의 면적 비율이 증대하기 때문에, 종래 수법에서는 기밀성의 저하가 발생하기 쉬운 바, 본 발명을 채용하는 것에 의해, 기밀성의 저하를 초래하는 요인(경도의 불균일 등)이 더욱 확실하게 방지되었던 것에 기인한다고 생각할 수 있다.

또 특히, 단면 면적을 83㎟ 이하로 한 경우에는, 합격 개수의 차이가 더욱 한층 큰 것으로 되어, 본 발명을 수법하는 것에 의한 효과가 매우 높은 것이 확인되었다.

상기 시험의 결과로부터, 블랭킹 가공 후에 소둔을 시행함으로써 개스킷을 얻는 수법은, 개스킷 중 시트부측에 배치되는 면의 면적이 115㎟ 이하로 되어 기밀성의 저하가 특히 발생하기 쉬운 점화 플러그에 있어서, 특히 유효하다고 말할 수 있다.

또한, 블랭킹 가공 후에 소둔을 시행함으로써 개스킷을 얻는 수법은, 개스킷 중 시트부측에 배치되는 면의 면적이 83㎟ 이하로 되어 기밀성의 저하가 현저하게 발생하기 쉬운 점화 플러그에 있어서, 매우 유효하다고 말할 수 있다.

다음에, 개스킷(18)의 구성재료로서 철을 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성한 개스킷을 이용하여, 상술의 제 1 기밀성 평가 시험을 실시했다. 구체적으로는, 금속재료를 블랭킹함으로써 얻어진 환 형상 부재에 소둔을 시행하는 것에 의해 경도를 소정값으로 한 개스킷을 가지는 점화 플러그의 샘플 3(실시예에 상당함)과, 소둔에 의해 경도가 미리 소정값으로 된 금속재료를 블랭킹함으로써 형성된 개스킷을 가지는 점화 플러그의 샘플 4(비교예에 상당함)를 각각 20개씩 작성하고, 각 샘플에 대해서 상술의 제 1 기밀성 평가 시험을 실시했다.

제 1 기밀성 시험의 개요는 다음과 같다. 즉, 샘플을 연소장치를 모방한 알루미늄제의 부시에 대해서, 비교적 작은 체결 토크(10Nㆍm)로 장착했다. 그 후, ISO11565에 규정된 진동 시험에 의거하여 50㎐∼500㎐의 스위프(1옥타브/min)로, 가속도를 30G로 하여 수평 및 수직 방향으로 30분씩(합계 1시간) 샘플에 대해서 진동을 가했다. 진동을 가한 후, 샘플의 선단부에 대해서 1.5㎫의 공기압을 가하여 부시 및 시트부와 개스킷의 사이부터의 공기의 누설량을 계측했다. 그리고 누설량이 20㏄/min 미만인 샘플을 합격으로 하고, 샘플 3, 4에 있어서, 합격이 된 개수를 각각 특정했다. 표 7에 해당 시험의 시험 결과를 나타낸다. 또한, 개스킷의 경도는 70Hv, 90Hv, 110Hv, 또는 130Hv로 하고, 샘플 3은 소둔 조건을 조절하는 것에 의해, 개스킷의 경도를 변경하고, 샘플 4는 금속재료의 경도를 변경하는 것에 의해, 개스킷의 경도를 변경했다. 또한, 개스킷은 시트부측에 배치되는 면의 면적을 111㎟로 하고, 철을 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성했다.

경도(Hv)	합격개수(개)
	샘플 3	샘플 4
70	20	6
90	20	6
110	20	5
130	20	4

표 7에 나타내는 바와 같이, 샘플 3은 우수한 기밀성을 가지는 것이 명백하게 되었다. 이것은 구리를 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성한 개스킷과 마찬가지로, 다음의 (1) 및 (2)에 기인한다고 생각할 수 있다.

(1) 소둔에 의해, 개스킷의 경도가 균일화되어, 연소장치나 시트부에 대한 개스킷의 밀착성이 향상된 것.

(2) 소둔 전에 있어서의 비교적 고경도의 금속재료에 블랭킹 가공을 시행하는 것에 의해, 개스킷의 선단면(환 형상 부재의 단면)의 내주측이나 외주측의 변형을 방지할 수 있어 개스킷의 선단면의 더욱 광범위가 연소장치에 대해서 접촉한 것.

여기서, 개스킷(18)의 구성재료로서 철을 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성한 개스킷과, 구리를 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성한 개스킷의 상기 제 1 기밀성 평가 시험의 시험 결과에 대해서 검토한다. 표 8 및 도 6에 샘플 2의 합격 개수에 대한 샘플 1의 합격 개수의 비와, 샘플 4의 합격 개수에 대한 샘플 3의 합격 개수의 비를 나타낸다.

경도(Hv)	합격개수의 비
	샘플 1의 합격개수/샘플 2의 합격개수	샘플 3의 합격개수/샘플 4의 합격개수
70	2.2	3.3
90	2.5	3.3
110	2.5	4.0
130	2.9	5.0

표 8 및 도 6에 나타내는 바와 같이, 개스킷(18)의 구성재료로서 구리를 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성한 개스킷(샘플 2의 합격 개수에 대한 샘플 1의 합격 개수의 비)에 비하여, 철을 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성한 개스킷(샘플 4의 합격 개수에 대한 샘플 3의 합격 개수의 비) 쪽이, 높은 값을 나타내고 있다. 이 결과로부터, 철을 주된 성분으로 하는 금속을 개스킷(18)의 구성재료로 한 경우에, 본원 발명은 더욱 효과적인 것을 알 수 있다.

또한, 상기 실시형태의 기재 내용에 한정되지 않고, 예를 들면 다음과 같이 실시해도 좋다. 물론, 이하에 있어서 예시하지 않는 다른 응용예, 변경예도 당연히 가능하다.

(a) 상기 실시형태에서는, 개스킷(18)의 구성재료로서 구리나 철 등을 들고 있지만, 개스킷(18)의 구성재료는 이들에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들면, 알루미늄이나 아연, 또는, 이들 중, 적어도 1종을 포함하는 합금 등에 의해 개스킷(18)을 형성해도 좋다.

(b) 상기 실시형태에 있어서, 개스킷(18)은 불꽃 방전 간극(33)에 있어서 불꽃 방전을 일으키게 하는 점화 플러그(1)에 이용되고 있지만, 개스킷(18)을 이용 가능한 점화 플러그는 이것에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 예를 들면, 자신의 선단부에, 중심전극의 선단면과 축 구멍의 내주면에 의해 형성된 원기둥 형상의 캐비티부(공간)를 구비하고, 상기 캐비티부에서 플라스마를 생성하여, 캐비티부의 개구로부터 플라스마를 분출하는 점화 플러그(이른바 , 플라스마 제트 점화 플러그)에 대해서, 개스킷(18)을 이용하는 것으로 해도 좋다.

(c) 상기 실시형태에서는 팁(31)과 접지전극(27)의 사이에 불꽃 방전 간극 (33)이 형성되어 있지만, 접지전극(27)의 선단부에 팁을 접합하고, 양전극(5, 27)에 설치된 양 팁 사이에 불꽃 방전 간극을 형성해도 좋다. 또한, 중심전극(5)에 팁 (31)을 설치하는 일없이, 중심전극(5)의 선단부와 접지전극(27) 또는 접지전극(27)에 접합된 팁의 사이에 불꽃 방전 간극을 형성해도 좋다.

(d) 상기 실시형태에서는 금속 쉘(3)의 선단부(26)에 접지전극(27)이 접합되는 경우에 대해서 구체화하고 있지만, 금속 쉘의 일부(또는, 금속 쉘에 미리 용접되어 있는 선단 금구의 일부)를 깎아내도록 하여 접지전극을 형성하는 경우에 대해서도 적용 가능하다(예를 들면, 일본국 특개2006-236906호 공보 등).

(e) 상기 실시형태에서는 공구 걸어맞춤부(19)는 단면 육각형 형상으로 되어 있지만, 공구 걸어맞춤부(19)의 형상에 관해서는, 이와 같은 형상에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, Bi-HEX(변형 12각) 형상[ISO22977:2005(E)] 등으로 되어 있어도 좋다.

(f) 상기 실시형태에 있어서, 수나사부(15)의 나사 직경은 M10 이하로 되어 있지만, 수나사부(15)의 나사 직경은 특별히 한정되는 것은 아니다.

1: 점화 플러그
3: 금속 쉘(점화 플러그용 금속 쉘)
15: 수나사부
16: 시트부
18: 개스킷
MM: 금속재료
RC: 환 형상 부재

Claims (13)

1. 자신의 선단측 외주에 형성된 수나사부와, 상기 수나사부의 후단측에 형성되고, 직경 방향 외측으로 돌출하는 시트부를 가지는 통 형상의 점화 플러그용 금속 쉘의 외주에 있어서, 상기 수나사부 및 상기 시트부 사이에 설치되는 금속제이며 중실(中實) 환 형상인 개스킷의 제조방법으로서,
   평판 형상의 금속재료에 블랭킹 가공을 시행하는 것에 의해, 상기 개스킷이 되는 환 형상 부재를 얻는 블랭킹 공정과,
   상기 환 형상 부재에 소둔을 시행하고, 상기 환 형상 부재의 경도를 상기 금속재료보다도 낮게 하는 것에 의해, 상기 개스킷을 얻는 소둔 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 개스킷의 제조방법.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 소둔 공정에 있어서는, 상기 개스킷 중 상기 시트부측에 배치되는 면의 임의의 개소에 있어서의 경도가, 비커스 경도로 150Hv 이하가 되도록 상기 환 형상 부재에 소둔이 시행되는 것을 특징으로 하는 개스킷의 제조방법.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 소둔 공정에 있어서는, 상기 개스킷 중 상기 시트부측에 배치되는 면의 임의의 개소에 있어서의 경도가, 비커스 경도로 30Hv 이상이 되도록 상기 환 형상 부재에 소둔이 시행되는 것을 특징으로 하는 개스킷의 제조방법.
   
4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 금속재료의 경도가, 비커스 경도로 70Hv 이상인 것을 특징으로 하는 개스킷의 제조방법.
   
5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 개스킷은, 구리를 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 개스킷의 제조방법.
   
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 소둔 공정에 있어서, 상기 환 형상 부재의 소둔 온도가 150℃ 이상 650℃ 이하로 되는 것을 특징으로 하는 개스킷의 제조방법.
   
7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서,
   상기 소둔 공정에 있어서, 상기 환 형상 부재의 소둔 온도가 300℃ 이상 650℃ 이하로 되고, 소둔 시간이 30분 이상 90분 이하로 되는 것을 특징으로 하는 개스킷의 제조방법.
   
8. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 개스킷은, 철을 주된 성분으로 하는 금속에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 개스킷의 제조방법.
   
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 개스킷의 제조방법에 의해 얻어진 것을 특징으로 하는 개스킷.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 시트부측에 배치되는 면의 면적이 115㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 개스킷.
    
11. 청구항 9 또는 청구항 10에 있어서,
    상기 시트부측에 배치되는 면의 면적이 83㎟ 이하인 것을 특징으로 하는 개스킷.
    
12. 청구항 9 내지 청구항 11 중 어느 한 항에 기재된 개스킷을 가지는 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
    
13. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 개스킷의 제조방법을 포함하는 것을 특징으로 하는 점화 플러그의 제조방법.
    

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