WO2011027500A1 - スパークプラグ - Google Patents

スパークプラグ Download PDF

Info

Publication number
WO2011027500A1
WO2011027500A1 PCT/JP2010/004499 JP2010004499W WO2011027500A1 WO 2011027500 A1 WO2011027500 A1 WO 2011027500A1 JP 2010004499 W JP2010004499 W JP 2010004499W WO 2011027500 A1 WO2011027500 A1 WO 2011027500A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
insulator
tip
spark plug
diameter
center electrode
Prior art date
Application number
PCT/JP2010/004499
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
伴謙治
鈴木彰
Original Assignee
日本特殊陶業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本特殊陶業株式会社 filed Critical 日本特殊陶業株式会社
Priority to KR1020127005499A priority Critical patent/KR101375915B1/ko
Priority to US13/393,718 priority patent/US8531095B2/en
Priority to CN2010800465954A priority patent/CN102576984B/zh
Priority to IN1858DEN2012 priority patent/IN2012DN01858A/en
Priority to EP10813455.2A priority patent/EP2461437B1/en
Publication of WO2011027500A1 publication Critical patent/WO2011027500A1/ja

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/02—Details
    • H01T13/14—Means for self-cleaning
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/02—Details
    • H01T13/16—Means for dissipating heat
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/39—Selection of materials for electrodes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P13/00—Sparking plugs structurally combined with other parts of internal-combustion engines

Definitions

  • the present invention relates to a spark plug used for an internal combustion engine or the like.
  • the spark plug is attached to a combustion apparatus such as an internal combustion engine (engine) and is used for igniting an air-fuel mixture in a combustion chamber.
  • a spark plug is composed of an insulator having a shaft hole, a center electrode inserted through the shaft hole, a metal shell provided on the outer periphery of the insulator, and a front end surface of the metal shell. And a ground electrode that forms a spark discharge gap therebetween.
  • a step portion provided on the inner peripheral surface of the metal shell and a taper portion provided on the outer peripheral surface of the metal insulator are made of metal plate packing. It is locked via. *
  • a spark plug having a function of burning out carbon that is, a “self-cleaning function” is known by raising the surface temperature of the insulator at once in order to improve the fouling resistance.
  • the tip temperature of the spark plug is overheated to a predetermined temperature (for example, 1100 ° C.) or higher, the tip of the overheated spark plug may become an ignition source. That is, there is a possibility that so-called “pre-ignition” may occur in which the air-fuel mixture is ignited even before the spark plug is ignited.
  • Patent Document 1 a technique has been proposed in which the gap between the portion located on the tip side of the tapered portion and the metal shell is reduced and the length along the axis of the gap is increased (for example, Patent Document 1). reference).
  • this technique by reducing the gap, adjustment is made so that heat is efficiently transmitted from the insulator to the metal shell, and heat resistance is improved.
  • by increasing the length of the gap along the axis intrusion of unburned gas (carbon) into the gap is prevented, and the fouling resistance is improved.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a spark plug that can improve both fouling resistance and heat resistance in a spark plug having a center electrode with a reduced diameter. There is.
  • the spark plug of this configuration has a rod-shaped center electrode, an axial hole extending in the axial direction, a cylindrical insulator provided with the center electrode on the distal end side of the axial hole, and the insulation from the distal end surface of itself.
  • the inner periphery of the metal shell is formed with a step portion and a tip side inner peripheral portion located on the tip side of the step portion, and the taper portion is directly or indirectly with respect to the step portion.
  • the maximum outer diameter of the portion disposed in the leg long portion of the center electrode is 3.0 mm or less, and the volume of the insulator is a portion up to 2 mm from the front end of the insulator along the axial direction to the rear end side.
  • the taper portion is located on the front end side from the rear end of the portion locked to the stepped portion, and the diameter difference between the front end side inner peripheral portion and its outer peripheral portion is 1
  • B the volume of a portion of 0.5 mm or less
  • the portion of the taper portion that is located on the front end side from the rear end of the portion that is locked to the stepped portion and that has a diameter difference of 1.5 mm or less between the inner peripheral portion on the front end side and the outer peripheral portion of the front end side (hereinafter, "Referred to as” insulator root ”)” is the tip side inner peripheral part and insulator from the rear end of the taper portion locked to the stepped portion toward the tip side from the rear end. This means a region between the portion immediately after the portion where the difference in diameter from the outer peripheral portion exceeds 1.5 mm for the first time. Therefore, even if there is a part having a diameter difference of 1.5 mm or less from the part where the diameter difference between the inner peripheral part on the tip side and the outer peripheral part of the insulator exceeds 1.5 mm, Is not subject to insulation root. *
  • the spark plug of this configuration is the above configuration 1, wherein the metal shell has a screw portion for screwing into a mounting hole of the combustion device, the screw diameter of the screw portion is M14, and 12 mm 3 ⁇ A, and, and satisfies the 83mm 3 ⁇ B ⁇ 113mm 3.
  • the insulator base portion since the volume B of the insulator base portion is 83 mm 3 or more, the insulator base portion has a sufficient size (thickness), and it is possible to ensure excellent withstand voltage performance at the insulator base portion. it can. On the other hand, since there is a limit to the diameter expansion of the inner hole of the metal shell through which the insulator is inserted, there is a limit to increasing the outer diameter of the insulator. Accordingly, in the spark plug having a screw diameter of M14 as in the present configuration 2, it is desirable that the volume B of the insulator base portion be 113 mm 3 or less.
  • the volume B of the insulator base portion is made longer by extending the portion along the axis where the diameter difference between the inner peripheral portion on the front end side of the metal shell and the outer peripheral portion of the metal shell is 1.5 mm or less. It is also possible to increase it further. However, in this case, the portion of the leg portion of the insulator having a relatively large gap with the inner peripheral surface of the metal shell is relatively reduced, so only a relatively small amount of carbon is deposited. There is a risk of current leakage. Therefore, even if this point is taken into consideration, it can be said that the volume B of the insulator base portion is desirably 113 mm 3 or less.
  • the spark plug of this configuration is characterized in that, in the above configuration 2, the maximum outer diameter of a portion of the center electrode disposed in the leg length portion is 1.7 mm or more.
  • the spark plug of the present configuration is the above-described configuration 1, wherein the metal shell has a screw portion for screwing into a mounting hole of the combustion device, and the screw diameter of the screw portion is M12, 6 mm 3 ⁇ A, and, and satisfies the 35mm 3 ⁇ B ⁇ 54mm 3.
  • the volume B of the insulator base is preferably 54 mm 3 or less.
  • the spark plug of this configuration is characterized in that, in the above configuration 4, the maximum outer diameter of a portion of the center electrode disposed in the leg length portion is 1.5 mm or more and 2.6 mm or less.
  • the spark plug of this configuration is the above configuration 1, wherein the metal shell has a screw portion for screwing into the mounting hole of the combustion device, and the screw diameter of the screw portion is M10, and 3.5 mm 3 ⁇ A and 20 mm 3 ⁇ B ⁇ 37 mm 3 are satisfied.
  • the spark plug of this configuration is characterized in that, in the above configuration 6, a maximum outer diameter of a portion of the center electrode disposed in the leg length portion is set to 1.3 mm or more and 2.1 mm or less.
  • the spark plug of this configuration includes any one of the above configurations 1 to 7, and includes a ground electrode that extends from a tip portion of the metal shell, and the tip portion forms a gap with the tip portion of the center electrode.
  • a noble metal tip is provided on at least one of the center electrode and the ground electrode.
  • the volume of a portion from the insulator front end to the rear end side along the axial direction up to 2 mm (referred to as “insulator front end”) of the insulator is A (mm 3 ).
  • the volume of the insulator base part is B (mm 3 )
  • the volume of the insulator tip part and the insulator base part is set so as to satisfy 0.12 ⁇ A / B ⁇ 0.24. .
  • the size of the volume at the tip of the insulator represents the temperature rise characteristic of the part.
  • the larger the volume at the tip of the insulator the more difficult the temperature rises and the temperature becomes high.
  • the smaller the volume of the tip the easier the temperature rises and the higher the temperature.
  • the volume of the base of the insulator is the size of the heat transfer path from the center electrode excellent in thermal conductivity to the metal shell (combustion device) side, that is, from the tip of the insulator via the center electrode.
  • the volume B of the insulator base portion satisfies A / 0.24 ⁇ B ⁇ A / 0.12. Has been. That is, sufficient heat-drawing performance can be ensured according to the volume of the insulator tip (the amount of heat that can be accumulated in the insulator tip), while not excessively drawing the heat of the insulator tip.
  • the volume of the insulator base is set.
  • the volume A of the insulator tip portion is 12 mm 3 or more. For this reason, the insulator tip has a sufficient size (thickness), and the withstand voltage performance at the insulator tip can be sufficiently maintained.
  • the maximum outer diameter of the portion disposed in the leg length portion of the center electrode is 1.7 mm or more. Therefore, even when the screw diameter of the screw portion is M14 and the volume of the insulator tip portion is relatively large, the heat of the insulator tip portion and the center electrode tip portion is transferred to the metal shell side via the center electrode. Can be transmitted efficiently. As a result, the heat resistance can be further improved.
  • the volume A of the insulator tip portion is 6 mm 3 or more.
  • the thickness of the insulator tip is sufficiently large, and excellent withstand voltage performance can be realized at the insulator tip.
  • the volume B of the insulator base portion is 35 mm 3 or more, excellent withstand voltage performance can be ensured even in the insulator base portion.
  • the maximum outer diameter of the portion disposed in the leg long portion of the center electrode is 1.5 mm or more corresponding to the size of the tip of the insulator when the screw diameter is M12. Therefore, the heat at the tip of the insulator and the tip of the center electrode can be efficiently transmitted to the metal shell, and the heat resistance can be further improved.
  • the maximum outer diameter of the portion arranged in the leg long portion of the center electrode is 2.6 mm or less, it is possible to prevent the insulator from being thinned and to further improve the withstand voltage performance. be able to.
  • the heat resistance and the withstand voltage performance can be further improved in the spark plug having a thread diameter of M10 and the spark plug.
  • the noble metal tip is bonded to at least one of the center electrode and the ground electrode, it is possible to improve wear resistance and to extend the life.
  • FIG. 1 is a partially cutaway front view showing a spark plug 1.
  • the direction of the axis CL ⁇ b> 1 of the spark plug 1 is the vertical direction in the drawing, the lower side is the front end side of the spark plug 1, and the upper side is the rear end side. *
  • the spark plug 1 includes an insulator 2 as a cylindrical insulator, a cylindrical metal shell 3 that holds the insulator 2, and the like. *
  • the insulator 2 is formed by firing alumina or the like, and in its outer portion, a rear end side body portion 10 formed on the rear end side, and a front end than the rear end side body portion 10.
  • a large-diameter portion 11 that protrudes radially outward on the side, a middle body portion 12 that is smaller in diameter than the large-diameter portion 11, and a tip portion that is more distal than the middle body portion 12.
  • a leg length part 13 formed with a smaller diameter than this is provided.
  • the large diameter portion 11, the middle trunk portion 12, and most of the leg long portions 13 are accommodated inside the metal shell 3.
  • a tapered portion 14 is formed at a connecting portion between the leg long portion 13 and the middle trunk portion 12, and the insulator 2 is locked to the metal shell 3 by the tapered portion 14.
  • the insulator 2 is formed with a shaft hole 4 penetrating along the axis CL1, and a center electrode 5 is inserted and fixed to the tip end side of the shaft hole 4.
  • the center electrode 5 includes an inner layer 5A made of copper or a copper alloy and an outer layer 5B made of a Ni alloy containing nickel (Ni) as a main component. Further, the center electrode 5 has a rod shape (cylindrical shape) as a whole, its tip end surface is formed flat, and protrudes from the tip end of the insulator 2. Further, a columnar noble metal tip 31 formed of a noble metal alloy (for example, iridium alloy) is joined to the tip of the center electrode 5. *
  • a terminal electrode 6 is inserted and fixed on the rear end side of the shaft hole 4 in a state of protruding from the rear end of the insulator 2.
  • a cylindrical resistor 7 is disposed between the center electrode 5 and the terminal electrode 6 of the shaft hole 4. Both ends of the resistor 7 are electrically connected to the center electrode 5 and the terminal electrode 6 through conductive glass seal layers 8 and 9, respectively.
  • the metal shell 3 is formed in a cylindrical shape from a metal such as low carbon steel, and a threaded portion (male threaded portion) 15 for attaching the spark plug 1 to a combustion apparatus such as an internal combustion engine on the outer peripheral surface thereof. Is formed.
  • a seat portion 16 is formed on the outer peripheral surface on the rear end side of the screw portion 15, and a ring-shaped gasket 18 is fitted on the screw neck 17 on the rear end of the screw portion 15.
  • a tool engaging portion 19 having a hexagonal cross section for engaging a tool such as a wrench when the spark plug 1 is attached to the combustion device is provided.
  • a caulking portion 20 for holding the insulator 2 is provided. *
  • a tapered step portion 21 for locking the insulator 2 is provided on the inner peripheral surface of the metal shell 3.
  • the insulator 2 is inserted from the rear end side to the front end side of the metal shell 3, and the rear end of the metal shell 3 with the taper portion 14 locked to the stepped portion 21 of the metal shell 3. It is fixed by caulking the opening on the side radially inward, that is, by forming the caulking portion 20.
  • An annular plate packing 22 is interposed between the tapered portion 14 of the insulator 2 and the stepped portion 21 of the metal shell 3. Thereby, the air tightness in the combustion chamber is maintained, and the fuel air entering the gap between the leg long portion 13 of the insulator 2 exposed to the combustion chamber and the inner peripheral surface of the metal shell 3 is prevented from leaking outside.
  • annular ring members 23 and 24 are interposed between the metal shell 3 and the insulator 2 on the rear end side of the metal shell 3, and the ring member 23. , 24 is filled with powder of talc (talc) 25. That is, the metal shell 3 holds the insulator 2 via the plate packing 22, the ring members 23 and 24, and the talc 25.
  • a substantially intermediate portion of the metal shell 3 is bent back at its front end portion 26, and a ground electrode 27 whose side surface faces the front end portion of the center electrode 5 is joined.
  • a noble metal tip 32 made of a noble metal alloy (for example, a platinum alloy) is joined to a portion of the ground electrode 27 facing the tip portion (noble metal tip 31) of the center electrode 5.
  • a spark discharge gap 33 as a gap is formed between the noble metal tips 31 and 32, and spark discharge is performed in the spark discharge gap 33 in a direction substantially along the axis CL1. ing. *
  • the screw diameter of the screw part 15 of the metal shell 3 is M14. Therefore, the inner diameter of the inner hole through which the insulator 2 is inserted in the metal shell 3 is set to a size corresponding to the size of the screw portion 15, and the size of the inner hole of the metal shell 3 is also set.
  • the size (outer diameter) of the insulator 2 and the inner diameter of the shaft hole 4 are set correspondingly.
  • positioned in the said leg long part 13 among the center electrodes 5 is 1.7 mm or more and 3.0 mm or less. Has been. *
  • the volume of a portion 41 (hereinafter referred to as “insulator front end portion”) 41 of the insulator 2 from the front end to the rear end side along the axis CL ⁇ b> 1 is 2 mm.
  • A the shape and the like of the insulator tip portion 41 are set so as to satisfy A ⁇ 12 mm 3 .
  • insulator root portion having a diameter difference D of 1.5 mm or less (that is, D / 2 ⁇ 0.75 mm) from the distal end side inner peripheral portion 51 positioned on the distal end side with respect to the stepped portion 21.
  • D diameter difference
  • 42 volume when is B the outer diameter of the insulator base part 42 so that 83mm 3 ⁇ B ⁇ 113mm 3 is set.
  • the respective volumes A and B are set so as to satisfy the relationship of 0.12 ⁇ A / B ⁇ 0.24. Yes. *
  • the numerical ranges of the volume A of the insulator tip 41 and the volume B of the insulator base 42 described above are those when the screw diameter of the screw portion 15 is M14, and the screw portion 15 By changing the screw diameter, these are also changed.
  • the screw diameter of the screw portion 15 is M12, A ⁇ 6 mm 3 and 35 m 3 ⁇ B for the volume A of the insulator tip portion 41 and the volume B of the insulator root portion 42, respectively. ⁇ 54 mm 3 . Further, as the diameter of the screw portion 15 is reduced, the diameter of the insulator 2 and the center electrode 5 inserted through the insulator 2 is also reduced. Therefore, when the screw diameter of the screw portion 15 is M12, the maximum outer diameter of a portion of the center electrode 5 disposed in the leg long portion 13 is 1.5 mm or more and 2.6 mm or less.
  • the screw diameter of the screw portion 15 is M10
  • ⁇ B ⁇ 37 mm 3
  • the maximum outer diameter of the portion of the center electrode 5 disposed in the leg length portion 13 is 1.3 mm or more and 2.1 mm or less.
  • the metal shell 3 is processed in advance. That is, a cylindrical metal material (for example, an iron-based material such as S17C or S25C or a stainless steel material) is formed by forming a through-hole by cold forging to produce a rough shape. Thereafter, the outer shape is trimmed by cutting to obtain a metal shell intermediate.
  • a cylindrical metal material for example, an iron-based material such as S17C or S25C or a stainless steel material
  • a straight bar-shaped ground electrode 27 made of an Ni alloy is resistance-welded to the front end surface of the metal shell intermediate.
  • so-called “sag” is generated.
  • the threaded portion 15 is formed by rolling at a predetermined portion of the metal shell intermediate body.
  • the metal shell 3 to which the ground electrode 27 is welded is obtained.
  • the metal shell 3 to which the ground electrode 27 is welded is galvanized or nickel plated.
  • the surface may be further subjected to chromate treatment. After the plating process is performed, the plating at the tip of the ground electrode 27 is removed.
  • the insulator 2 is formed separately from the metal shell 3.
  • a raw material powder mainly composed of alumina and containing a binder or the like a green granulated material for molding is prepared, and rubber press molding is used to obtain a cylindrical molded body.
  • the shaft hole 4 of the insulator 2 through which the center electrode 5 is inserted is formed by performing rubber press molding in a state where a rod-like (needle-like) press pin is inserted into the green granulated material for molding. The Therefore, the outer diameter of the press pin is changed according to the size of the center electrode 5 inserted through the shaft hole 4, the volume of the insulator 2, and the like.
  • the obtained molded body is ground to shape the outer shape.
  • the molded body is ground so that the volume A of the insulator tip 41, the volume B of the insulator base 42, and the like are within the above-described numerical ranges.
  • the insulator 2 is obtained by subjecting the molded body after grinding to firing. *
  • the center electrode 5 is manufactured. That is, the center electrode 5 is produced by forging a Ni alloy in which a copper alloy for improving heat dissipation is arranged at the center. Next, the noble metal tip 31 is joined to the tip of the center electrode 5 by laser welding or the like. *
  • the glass seal layers 8 and 9 are generally prepared by mixing borosilicate glass and metal powder, and the prepared material is injected into the shaft hole 4 of the insulator 2 with the resistor 7 interposed therebetween. Then, the terminal electrode 6 is pressed from behind, and then baked in a baking furnace. At this time, the glaze layer may be fired simultaneously on the surface of the rear end body portion 10 of the insulator 2 or the glaze layer may be formed in advance.
  • the insulator 2 including the center electrode 5 and the terminal electrode 6 and the metal shell 3 including the ground electrode 27, which are respectively produced as described above, are assembled. More specifically, it is fixed by caulking the opening on the rear end side of the metal shell 3 formed relatively thin inward in the radial direction, that is, by forming the caulking portion 20.
  • the insulator 2 and the metal shell 3 are assembled so that the tip of the insulator 2 is positioned about 1.5 mm to 3.5 mm from the tip surface of the metal shell 3 along the axis CL1.
  • the noble metal tip 32 is joined to the tip of the ground electrode 27 which has been removed by resistance welding or the like. And finally, the process which adjusts the magnitude
  • the size of the volume B of the insulator base portion 42 is the size of the heat transfer path from the center electrode 5 excellent in thermal conductivity to the metal shell 3 (combustion device) side, that is, the insulation via the center electrode 5.
  • the volume B of the insulator base part satisfy
  • the volume B of the insulator base portion 42 is set to such an extent that it is not too much. For this reason, in the spark plug 1 in which the maximum outer diameter of the portion disposed in the leg length portion 13 of the center electrode 5 is relatively small, 3.0 mm or less, and the heat resistance of the insulator 2 is likely to be reduced. As described above, the effect of improving the heat resistance and fouling resistance by setting the volume A of the insulator tip portion 41 is not impaired, but rather more reliably and more effectively the heat resistance and fouling resistance. Can be improved. *
  • the volume A of the insulator tip portion 41 is 12 mm 3 or more.
  • the insulator tip portion 41 has a sufficient size (thickness), and the withstand voltage performance at the insulator tip portion 41 can be sufficiently maintained.
  • the volume B of the insulator base portion 42 is 83 mm 3 or more, the insulator base portion 42 has a sufficient size (thickness), and an excellent withstand voltage performance is ensured in the insulator base portion 42. can do.
  • the maximum outer diameter of the portion of the center electrode 5 disposed in the leg length portion 13 is 1.7 mm or more, the efficiency from the insulator tip 41 to the metal shell 3 side through the center electrode 5 is improved. Heat can be transmitted well, and the heat resistance can be further improved.
  • the outline of the pre-ignition test is as follows. That is, after each sample is mounted on a 1.6 L, 4-cylinder DOHC engine, the ignition timing is advanced by a predetermined angle from the normal ignition timing, and the operation is continued for 2 minutes at each ignition timing. It was. Based on the waveform of the current applied to the sample, the ignition timing at which preignition occurred (preignition generation advance angle) was specified. In addition, it means that preignition is hard to generate
  • FIG. 3 shows the results of the pre-ignition test. The thread diameter of the thread portion of each sample was M14. *
  • the pre-ignition generation advance angle is small and the heat resistance is inferior for the sample having A / B exceeding 0.27. This is because the volume A of the insulator tip is excessively large or the volume of the insulator base B is excessively small, so that the heat of the insulator tip is not sufficiently drawn to the metal shell side. it is conceivable that.
  • the pre-ignition generation advance angle increased to about 40 °, and it was revealed that the sample has excellent heat resistance. This is because both the volume of the insulator tip and the volume of the insulator root are set in a balanced manner, so that the heat of the insulator tip is efficiently transferred to the metal shell side through the insulator root. It is thought that it is due to being able to draw. *
  • the volume A of the insulator tip and the volume B of the insulator base so as to satisfy 0.12 ⁇ A / B ⁇ 0.27. It can be said.
  • the outline of the fouling resistance evaluation test is as follows. That is, a test vehicle having a 4-cylinder DOHC engine with a displacement of 1.6 L is placed on a chassis dynamometer in a low temperature test chamber ( ⁇ 10 ° C.), and each sample is assembled to the engine of the test vehicle. After performing idling three times, the vehicle travels for 40 seconds at a third speed of 35 km / h, and again travels for 40 seconds at a third speed of 35 km / h with an idling of 90 seconds. Then stop and cool the engine once. Next, after performing idling three times, traveling for 20 seconds at a speed of 15 km / h is performed a total of three times, with the engine stopped for 30 seconds, and then the engine is stopped.
  • the samples having A / B of 0.24 or less have excellent antifouling resistance because the decrease in insulation resistance value is suppressed. This is considered to be due to the fact that the insulator tip is sufficiently heated to such an extent that carbon can be burned out, for example, because the insulator tip was relatively small.
  • the volume A and the tip A of the insulator so as to satisfy 0.12 ⁇ A / B ⁇ 0.24. It can be said that it is preferable to set the volume B of the insulator base portion.
  • the outline of the actual withstand voltage evaluation test is as follows. That is, each sample was assembled in a 4-cylinder DOHC engine with a displacement of 0.66 L, and the engine was operated at a rotation amount of 3200 rpm for 10 minutes. And, in any of the five samples, when penetration through the insulator tip was confirmed, “ ⁇ ” was evaluated as having insufficient withstand voltage performance. In the case where no penetration at the front end of the insulator was confirmed in all the samples, the evaluation of “ ⁇ ” was given as being excellent in withstand voltage performance. *
  • the outline of the withstand voltage evaluation test in oil is as follows. That is, the tip of each sample is placed in a liquid insulating medium such as silicon oil at a predetermined temperature (20 ° C.) so that the tapered portion of the insulator is immersed, and the space between the insulator and the metal shell is filled with the liquid insulating medium. Insulated. In addition, a voltage of 35 kV was applied to the sample of the screw diameter M14, a voltage of 30 kV was applied to the sample of the screw diameter M12, and a voltage of 25 kV was applied to the sample of the screw diameter M10. .
  • a voltage of 35 kV was applied to the sample of the screw diameter M14
  • a voltage of 30 kV was applied to the sample of the screw diameter M12
  • a voltage of 25 kV was applied to the sample of the screw diameter M10. .
  • test results of the actual machine durability evaluation test in the sample with the screw diameter M14 are shown in Table 2, and the test results of the withstand voltage evaluation test in oil are shown in Table 3. Moreover, about the sample which used the screw diameter as M12, the test result of an actual machine durability evaluation test is shown in Table 4, and the test result of the withstand voltage evaluation test in oil is shown in Table 5. Furthermore, about the sample which used the screw diameter as M12, the test result of an actual machine durability evaluation test is shown in Table 6, and the test result of the withstand voltage evaluation test in oil is shown in Table 7.
  • the numerical values in parentheses in each table indicate the outer diameter of the rearmost end of the insulator tip or the outer diameter of the most distal end of the insulator root. In each sample, the ground electrode was removed so that no discharge occurred in the spark discharge gap. *
  • the volume of the tip of the insulator is set to 12 mm 3 or more. It can be said that the volume B of the body root part is preferably 83 mm 3 or more. Further, in the spark plug in which the thread diameter of the thread portion is M12, the volume of the insulator tip is preferably 6 mm 3 or more, and the volume B of the insulator root is preferably 46 mm 3 or more. In the spark plug having a screw diameter of M10, it is preferable that the volume of the insulator tip is 3.5 mm 3 or more and the volume B of the insulator base is 28 mm 3 or more.
  • the upper limit of the volume A of the insulator tip and the volume B of the insulator base is not particularly limited in terms of realizing excellent withstand voltage performance, but the size of the metal shell (especially the insulator)
  • the volume B of the insulator base portion is preferably 113 mm 3 or less, and in the spark plug having the screw diameter M12,
  • the volume B of the insulator base portion is preferably 54 mm 3 or less, and in the spark plug having the screw diameter M10, the volume B of the insulator base portion is preferably 37 mm 3 or less.
  • a spark plug sample was prepared by changing the inner diameter (center electrode diameter) of the portion of the center electrode disposed within the leg length portion of the center electrode after setting the thread diameter of the thread portion to M14.
  • the engine was operated under predetermined operating conditions after being assembled into a 6 L, 4-cylinder DOHC engine. Then, the temperature at the tip of the center electrode during engine operation is measured, and the temperature difference between the temperature and the temperature (reference temperature) when the center electrode diameter is 2.3 mm is heated under similar conditions. did.
  • FIG. 4 shows a graph representing the relationship between the center electrode diameter and the temperature difference. *
  • the center electrode diameter is 1.7 mm or more for the spark plug in which the thread diameter of the thread portion is M14.
  • the center electrode diameter is preferably 3.0 mm or less in the spark plug in which the thread diameter of the thread portion is M14.
  • the center electrode diameter of the sample having a thread diameter of M12 was set to less than 1.5 mm. At times, it was found that for the sample with a screw diameter of M10, the temperature difference suddenly increases when the center electrode diameter is less than 1.3 mm.
  • the center electrode diameter is preferably 1.5 mm or more.
  • the electrode diameter is preferably 1.3 mm or more.
  • the center electrode diameter may be 2.6 mm or less.
  • the center electrode diameter is desirably 2.1 mm or less.
  • the configuration of the spark plug to which the technical idea of the present invention can be applied is not limited to that shown in the above embodiment.
  • the taper part 74 located between the part 72 and the leg long part 73 is the same position along the axis CL1 direction with respect to the seat part 76 of the metal shell 63 or the step part 81 located on the rear end side with respect to it.
  • the present invention is applied to the spark plug 61 that is locked through the plate packing 82 and has the diameter-reduced portion 112 in which the distal end side inner peripheral portion 111 gradually decreases in diameter toward the distal end side. It is good also as applying the technical idea of.
  • the insulator 62 is related to the volume A of the insulator front end portion 101 located up to 2 mm from the front end to the rear end side, and to the stepped portion 81 of the taper portion 74. It is located on the front end side from the rear end of the part to be stopped, and the diameter difference D between the front end inner peripheral portion 111 and its outer peripheral portion is 1.5 mm or less (that is, D / 2 ⁇ 0.75 mm).
  • the volume B of an insulator base portion 102 By setting the volume B of an insulator base portion 102 to satisfy 0.12 ⁇ A / B ⁇ 0.24, both heat resistance and wear resistance can be improved. *
  • the noble metal tips 31 and 32 are provided at the tip portions of the center electrode 5 and the ground electrode 27. However, both or one of the noble metal tips 31 and 32 is omitted. It is good as well. If both the noble metal tips 31 and 32 are omitted, a spark discharge gap 33 is formed between the tip of the center electrode 5 and the tip of the ground electrode 27. When the noble metal tip 31 (32) of one electrode 5 (27) is omitted, the tip of the one electrode 5 (27) and the noble metal provided on the other electrode 27 (5) are provided. A spark discharge gap 33 is formed between the tip 32 (31).
  • the screw diameter of the screw portion 15 is M14 or less. Is not particularly limited. *
  • the tool engaging portion 19 has a hexagonal cross section, but the shape of the tool engaging portion 19 is not limited to such a shape.
  • it may be a Bi-HEX (deformed 12-angle) shape [ISO 22777: 2005 (E)].

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Spark Plugs (AREA)
  • Ignition Installations For Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

小径化された中心電極を有するスパークプラグにおいて、耐汚損性及び耐熱性の向上を図る。スパークプラグ１は、中心電極５、絶縁碍子２、及び、主体金具３を備え、絶縁碍子２は、脚長部１３、テーパ部１４、及び、中胴部１２を具備する。中心電極５のうち脚長部１３内に配置される部位の最大外径が３．０ｍｍ以下とされる。主体金具３の内周には、段部２１と先端側内周部５１とが形成され、段部２１にテーパ部１４が係止される。絶縁碍子２のうち、軸線ＣＬ１方向に沿った絶縁碍子２先端から後端側に２ｍｍまでの部分の体積をＡ（ｍｍ3）、テーパ部１４のうち段部２１に係止される部位の後端から先端側に位置するとともに、先端側内周部５１と自身の外周部分との径差が１．５ｍｍ以下の部分の体積をＢ（ｍｍ3）としたとき、０．１２≦Ａ／Ｂ≦０．２４を満たす。

Description

スパークプラグ
本発明は、内燃機関等に使用されるスパークプラグに関する。
スパークプラグは、内燃機関（エンジン）等の燃焼装置に取付けられ、燃焼室内の混合気への着火のために用いられるものである。一般的にスパークプラグは、軸孔を有する絶縁体と、当該軸孔に挿通される中心電極と、絶縁体の外周に設けられる主体金具と、主体金具の先端面に設けられ、中心電極との間で火花放電間隙を形成する接地電極とを備える。また、主体金具と絶縁体との組付に際しては、一般的に、主体金具の内周面に設けられる段部と、絶縁体の外周面に設けられるテーパ部とが、金属製の板パッキンを介して係止される。　
ところで、燃焼室内においては混合気の不完全燃焼等によりカーボンが発生し、これが絶縁体表面へ堆積するおそれがある。ここで、絶縁体表面へのカーボンの堆積が進み、絶縁体の先端部表面がカーボンで覆われて汚損してしまうと、火花放電間隙において正常な火花放電が発生することなく、中心電極から主体金具へとカーボンを伝って電流が流れて（リークして）しまうおそれがある。　
これに対して、耐汚損性の向上を図るべく、絶縁体の表面温度を一気に上昇させることにより、カーボンを焼き切る機能、すなわち「自己清浄機能」を有するスパークプラグが知られている。　
しかしながら、スパークプラグの先端温度が所定温度（例えば、１１００℃）以上に過熱されてしまうと、過熱されたスパークプラグの先端が着火源となってしまうおそれがある。すなわち、スパークプラグの点火前であるにも関わらず、混合気が着火してしまう、いわゆる「プレイグニッション」が生じてしまうおそれがある。　
そこで、前記テーパ部の先端側に位置する部位と主体金具との間の間隙を小さくするとともに、当該間隙の軸線に沿った長さを大きくする技術が提案されている（例えば、特許文献１等参照）。この技術では、前記間隙を小さくすることで、絶縁体から主体金具へ効率よく熱が伝達されるように調整され、耐熱性の向上が図られる。また、前記間隙の軸線に沿った長さを大きくすることで、当該間隙への未燃ガス（カーボン）の侵入が防止され、耐汚損性の向上が図られる。
特開２００５－１８３１７７号公報
ところが、上記技術により耐熱性及び耐汚損性の双方をある程度向上させることができるものの、用いられる燃焼装置等によっては汚損が進行してしまい、電流のリークが発生してしまうおそれがある。　
また近年では、スパークプラグの小径化の要請があり、絶縁体の小径化が要求されている。ここで、絶縁体の小径化にあたっては、耐電圧性能を確保すべく、絶縁体の肉厚を十分に確保する必要があり、結果として、絶縁体の軸孔が小径化される。このとき、軸孔に挿通される中心電極も小径化されるわけであるが、絶縁体の熱は、主として熱伝導性に優れた中心電極から主体金具側へと引かれる。そのため、中心電極の小径化に伴い絶縁体の熱を主体金具側へと伝達する効率が低下してしまい、ひいては絶縁体の耐熱性が低下してしまうおそれがある。　
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、小径化された中心電極を有するスパークプラグにおいて、耐汚損性及び耐熱性の双方を向上させることができるスパークプラグを提供することにある。
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。　
構成１．本構成のスパークプラグは、棒状の中心電極と、　軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極を前記軸孔の先端側に備えた筒状の絶縁体と、　自身の先端面より前記絶縁体の先端部を突出させた状態で、前記絶縁体の周囲を取り囲んで保持する筒状の主体金具とを備え、　前記絶縁体は、　先端部に位置する脚長部と、　当該脚長部の後端から後端側へと延び、後端側へ向けて拡径するテーパ部と、　前記テーパ部の後端から後端側へと延び、前記脚長部よりも大径の中胴部とを具備し、　前記主体金具の内周には、　段部と、　前記段部の先端側に位置する先端側内周部とが形成され、　前記段部に対して、前記テーパ部が直接的に又は間接的に係止された状態で、前記主体金具に前記絶縁体が固定されてなるスパークプラグであって、　前記中心電極のうち前記脚長部内に配置される部位の最大外径が３．０ｍｍ以下であり、　前記絶縁体のうち、　前記軸線方向に沿った絶縁体先端から後端側に２ｍｍまでの部分の体積をＡ（ｍｍ3）とし、　前記テーパ部のうち前記段部に係止される部位の後端から先端側に位置するとともに、前記先端側内周部と自身の外周部分との径差が１．５ｍｍ以下の部分の体積をＢ（ｍｍ3）としたとき、　０．１２≦Ａ／Ｂ≦０．２４を満たすことを特徴とする。　
尚、「前記テーパ部のうち段部に係止される部位の後端から先端側に位置するとともに前記先端側内周部と自身の外周部分との径差が１．５ｍｍ以下の部分（以下、「絶縁体根元部」と称す）」とあるのは、テーパ部のうち段部に係止される部位の後端から、当該後端より先端側に向けて先端側内周部と絶縁体の外周部分との径差が初めて１．５ｍｍを超える部位の直後端までの間の領域を意味する。従って、先端側内周部と絶縁体の外周部分との径差が１．５ｍｍを超えた部位から先端側に、径差が１．５ｍｍ以下の部位が存在していたとしても、当該部位については絶縁体根元部の対象とはならない。　
構成２．本構成のスパークプラグは、上記構成１において、前記主体金具は、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部を有するとともに、当該ねじ部のねじ径がＭ１４であり、１２ｍｍ3≦Ａ、及び、８３ｍｍ3≦Ｂ≦１１３ｍｍ3を満たすことを特徴とする。　
また、絶縁体根元部の体積Ｂが８３ｍｍ3以上とされるため、絶縁体根元部が十分な大きさ（厚さ）を有し、絶縁体根元部において優れた耐電圧性能を確保することができる。一方で、絶縁体の挿通される主体金具の内孔の拡径にも限界があることから、絶縁体の外径を大きくすることにも限界がある。従って、本構成２のように、ねじ径がＭ１４のスパークプラグにおいては、絶縁体根元部の体積Ｂを１１３ｍｍ3以下とすることが望ましい。　
尚、絶縁体のうち、主体金具の先端側内周部と自身の外周部分との径差が１．５ｍｍ以下となる部分を軸線に沿ってより長くすることで絶縁体根元部の体積Ｂをより増大させることも可能ではある。ところが、この場合には、絶縁体の脚長部のうち主体金具の内周面との間である程度大きな間隙を有する部位が相対的に減少してしまうため、比較的少量のカーボンが堆積しただけで電流のリークが発生してしまうおそれがある。従って、この点を考慮しても、絶縁体根元部の体積Ｂを１１３ｍｍ3以下とすることが望ましいといえる。　
構成３．本構成のスパークプラグは、上記構成２において、前記中心電極のうち前記脚長部内に配置される部位の最大外径を１．７ｍｍ以上としたことを特徴とする。　
構成４．本構成のスパークプラグは、上記構成１において、前記主体金具は、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部を有するとともに、当該ねじ部のねじ径がＭ１２であり、６ｍｍ3≦Ａ、及び、３５ｍｍ3≦Ｂ≦５４ｍｍ3を満たすことを特徴とする。　
尚、ねじ径がＭ１２とされた主体金具の内孔の大きさ等を考慮して、絶縁体根元部の体積Ｂについては５４ｍｍ3以下とすることが望ましい。　
構成５．本構成のスパークプラグは、上記構成４において、前記中心電極のうち前記脚長部内に配置される部位の最大外径を１．５ｍｍ以上２．６ｍｍ以下としたことを特徴とする。　
構成６．本構成のスパークプラグは、上記構成１において、前記主体金具は、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部を有するとともに、当該ねじ部のねじ径がＭ１０であり、３．５ｍｍ3≦Ａ、及び、２０ｍｍ3≦Ｂ≦３７ｍｍ3を満たすことを特徴とする。　
構成７．本構成のスパークプラグは、上記構成６において、前記中心電極のうち前記脚長部内に配置される部位の最大外径を１．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下としたことを特徴とする。　
構成８．本構成のスパークプラグは、上記構成１乃至７のいずれかにおいて、前記主体金具の先端部から延び、先端部が前記中心電極の先端部との間で間隙を形成する接地電極とを備え、　前記中心電極及び前記接地電極のうち少なくとも一方に貴金属チップを設けたことを特徴とする。
構成１のスパークプラグによれば、絶縁体のうち、軸線方向に沿った絶縁体先端から後端側に２ｍｍまでの部分（「絶縁体先端部」と称す）の体積をＡ（ｍｍ3）とし、絶縁体根元部の体積をＢ（ｍｍ3）としたとき、０．１２≦Ａ／Ｂ≦０．２４を満たすように、絶縁体先端部及び絶縁体根元部の体積がそれぞれ設定されている。　
ここで、絶縁体先端部の体積の大小は、当該部位の昇温特性を表しており、絶縁体先端部の体積が大きいほど、当該部位は昇温しにくく、高温となりにくい一方で、絶縁体先端部の体積が小さいほど、当該部位は昇温しやすく、高温となりやすい。　
そこで、本構成１では、この要素を勘案して、０．１２≦Ａ／Ｂとすること（換言すれば、絶縁体先端部の体積が極端に小さくなってしまうことを防止すること）により、絶縁体先端部の過昇温を防止し、耐熱性の向上が図られている。一方で、Ａ／Ｂ≦０．２４とすること（換言すれば、絶縁体先端部の体積の極端な増大を防止すること）で、使用時において絶縁体先端部を比較的高温とすることができ、耐汚損性の向上が図られている。　
また、絶縁体根元部の体積の大小は、熱伝導性に優れた中心電極から主体金具（燃焼装置）側への熱伝達の経路の大小、つまり、中心電極を介した絶縁体先端部から主体金具側への熱の引かれやすさを表しているが、本構成１によれば、絶縁体根元部の体積Ｂが、Ａ／０．２４≦Ｂ≦Ａ／０．１２を満たすように構成されている。すなわち、絶縁体先端部の体積（絶縁体先端部に溜まり得る熱量）に合わせて、十分な熱引き性能を確保することができる一方で、絶縁体先端部の熱を過度に引きすぎない程度に絶縁体根元部の体積が設定されている。このため、中心電極のうち脚長部内に配置される部位の最大外径が３．０ｍｍ以下と比較的小径化され、絶縁体の耐熱性低下が懸念されるスパークプラグにおいても、上述のように絶縁体先端部の体積を設定したことによる耐熱性及び耐汚損性の向上という作用効果が損なわれることなく、むしろより確実、かつ、より効果的に耐熱性及び耐汚損性の向上を図ることができる。　
構成２のスパークプラグによれば、ねじ部のねじ径がＭ１４とされたスパークプラグにおいて、絶縁体先端部の体積Ａが１２ｍｍ3以上とされる。このため、絶縁体先端部が十分な大きさ（厚さ）を有することとなり、絶縁体先端部における耐電圧性能を十分に維持することができる。　
構成３のスパークプラグによれば、中心電極のうち脚長部内に配置される部位の最大外径が１．７ｍｍ以上とされる。そのため、ねじ部のねじ径がＭ１４とされ、絶縁体先端部の体積が比較的大きくされる場合であっても、中心電極を介して絶縁体先端部や中心電極先端部の熱を主体金具側へと効率よく伝達することができる。その結果、耐熱性の更なる向上を図ることができる。
構成４のスパークプラグによれば、ねじ部のねじ径がＭ１２とされたスパークプラグにおいて、絶縁体先端部の体積Ａが６ｍｍ3以上とされる。このため
、絶縁体先端部の厚みが十分に大きなものとなり、絶縁体先端部において優れた耐電圧性能を実現することができる。さらに、絶縁体根元部の体積Ｂが３５ｍｍ3以上とされるため、絶縁体根元部においても優れた耐電圧性能を確保することができる。
構成５のスパークプラグによれば、ねじ径をＭ１２とした際の絶縁体先端部の大きさに対応して、中心電極のうち脚長部内に配置される部位の最大外径が１．５ｍｍ以上とされるため、絶縁体先端部や中心電極先端部の熱を主体金具側へと効率よく伝達することができ、耐熱性の更なる向上を図ることができる。一方で、中心電極のうち脚長部内に配置される部位の最大外径が２．６ｍｍ以下とされるため、絶縁体の薄肉化を防止することができ、耐電圧性能のより一層の向上を図ることができる。
構成６のスパークプラグによれば、ねじ部のねじ径がＭ１０とされたスパークプラグにおいて、絶縁体先端部及び絶縁体根元部の双方において優れた耐電圧性能を実現することができる。
構成７のスパークプラグによれば、ねじ部のねじ径をＭ１０とスパークプラグにおいて、耐熱性及び耐電圧性能の更なる向上を図ることができる。
構成８のスパークプラグによれば、中心電極及び接地電極のうち少なくとも一方に貴金属チップが接合されるため、耐消耗性の向上、ひいては長寿命化を図ることができる。
スパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。 スパークプラグの先端部の構成を示す一部破断拡大正面図である。 プレイグニッション試験の結果を示すグラフである。 中心電極径と温度差との関係を示すグラフである。 別の実施形態における、スパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。 別の実施形態における、スパークプラグの先端部の構成を示す一部破断拡大正面図である。
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、スパークプラグ１を示す一部破断正面図である。尚、図１では、スパークプラグ１の軸線ＣＬ１方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。　
スパークプラグ１は、筒状をなす絶縁体としての絶縁碍子２、これを保持する筒状の主体金具３などから構成されるものである。　
絶縁碍子２は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、後端側に形成された後端側胴部１０と、当該後端側胴部１０よりも先端側において径方向外向きに突出形成された大径部１１と、当該大径部１１よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部１２と、当該中胴部１２よりも先端側においてこれより細径に形成された脚長部１３とを備えている。加えて、絶縁碍子２のうち、大径部１１、中胴部１２、及び、大部分の脚長部１３は、主体金具３の内部に収容されている。また、脚長部１３と中胴部１２との連接部にはテーパ部１４が形成されており、当該テーパ部１４にて絶縁碍子２が主体金具３に係止されている。　
さらに、絶縁碍子２には、軸線ＣＬ１に沿って軸孔４が貫通形成されており、当該軸孔４の先端側には中心電極５が挿入、固定されている。当該中心電極５は、銅又は銅合金からなる内層５Ａと、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするＮｉ合金からなる外層５Ｂとにより構成されている。また、中心電極５は、全体として棒状（円柱状）をなし、その先端面が平坦に形成されるとともに、絶縁碍子２の先端から突出している。さらに、中心電極５の先端部には、貴金属合金（例えば、イリジウム合金）により形成された円柱状の貴金属チップ３１が接合されている。　
また、軸孔４の後端側には、絶縁碍子２の後端から突出した状態で、端子電極６が挿入、固定されている。　
さらに、軸孔４の中心電極５と端子電極６との間には、円柱状の抵抗体７が配設されている。当該抵抗体７の両端部は、導電性のガラスシール層８，９を介して、中心電極５と端子電極６とにそれぞれ電気的に接続されている。　
加えて、前記主体金具３は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面にはスパークプラグ１を内燃機関等の燃焼装置に取付けるためのねじ部（雄ねじ部）１５が形成されている。また、ねじ部１５の後端側の外周面には座部１６が形成され、ねじ部１５後端のねじ首１７にはリング状のガスケット１８が嵌め込まれている。さらに、主体金具３の後端側には、スパークプラグ１を燃焼装置に取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部１９が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子２を保持するための加締め部２０が設けられている。　
また、主体金具３の内周面には、絶縁碍子２を係止するためのテーパ状の段部２１が設けられている。そして、絶縁碍子２は、主体金具３の後端側から先端側に向かって挿入され、自身のテーパ部１４が主体金具３の段部２１に係止された状態で、主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。尚、絶縁碍子２のテーパ部１４及び主体金具３の段部２１の間には、円環状の板パッキン２２が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内に晒される絶縁碍子２の脚長部１３と主体金具３の内周面との隙間に入り込む燃料空気が外部に漏れないようになっている。　
さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具３の後端側においては、主体金具３と絶縁碍子２との間に環状のリング部材２３，２４が介在され、リング部材２３，２４間にはタルク（滑石）２５の粉末が充填されている。すなわち、主体金具３は、板パッキン２２、リング部材２３，２４及びタルク２５を介して絶縁碍子２を保持している。　
また、主体金具３の先端部２６には、自身の略中間が曲げ返されて、その側面が中心電極５の先端部と対向する接地電極２７が接合されている。接地電極２７のうち、前記中心電極５の先端部（貴金属チップ３１）と対向する部位には、貴金属合金（例えば、白金合金等）からなる貴金属チップ３２が接合されている。そして、前記貴金属チップ３１，３２の間には、間隙としての火花放電間隙３３が形成されており、当該火花放電間隙３３において、前記軸線ＣＬ１にほぼ沿った方向で火花放電が行われるようになっている。　
ところで、本実施形態では、主体金具３のねじ部１５のねじ径がＭ１４とされている。そこで、主体金具３のうち絶縁碍子２の挿通される内孔の内径は、前記ねじ部１５のサイズに合わせた大きさのものとされており、また、前記主体金具３の内孔の大きさに対応して絶縁碍子２の大きさ（外径）や軸孔４の内径が設定されている。そして、本実施形態においては、絶縁碍子２の軸孔４の内径に合わせて、中心電極５のうち前記脚長部１３内に配置される部位の最大外径が１．７ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とされている。　
加えて、図２に示すように、絶縁碍子２のうち、軸線ＣＬ１方向に沿った絶縁碍子２先端から後端側に２ｍｍまでの部分（以下、「絶縁体先端部」と称す）４１の体積をＡとしたとき、Ａ≧１２ｍｍ3を満たすように、絶縁体先端部４１の形状等が設定されている。　
一方で、絶縁碍子２において、テーパ部１４のうち前記段部２１（板パッキン２２）に係止される部位の後端から先端側に位置する部分であって、主体金具３の内周のうち前記段部２１よりも先端側に位置する先端側内周部５１との径差Ｄが１．５ｍｍ以下（すなわち、Ｄ／２≦０．７５ｍｍ）の部分（以下、「絶縁体根元部」と称す）４２の体積をＢとしたとき、８３ｍｍ3≦Ｂ≦１１３ｍｍ3となるように絶縁体根元部４２の外径等が設定されている。　
また、絶縁体先端部４１の体積Ａ及び絶縁体根元部４２の体積Ｂについては、０．１２≦Ａ／Ｂ≦０．２４の関係を満たすように、それぞれの体積Ａ，Ｂが設定されている。　
尚、上述した絶縁体先端部４１の体積Ａ、及び、絶縁体根元部４２の体積Ｂの数値範囲は、ねじ部１５のねじ径がＭ１４とされている場合のものであって、ねじ部１５のねじ径を変更することによって、それらも変更されることとなる。　
すなわち、ねじ部１５のねじ径がＭ１２とされる場合には、絶縁体先端部４１の体積Ａ、及び、絶縁体根元部４２の体積Ｂについて、それぞれＡ≧６ｍｍ3、及び、３５ｍ3≦Ｂ≦５４ｍｍ3とされる。また、ねじ部１５の小径化に伴い、絶縁碍子２及びこれに挿通される中心電極５も小径化されることとなる。そこで、ねじ部１５のねじ径がＭ１２である場合には、中心電極５のうち前記脚長部１３内に配置される部位の最大外径が１．５ｍｍ以上２．６ｍｍ以下とされる。　
また、ねじ部１５のねじ径がＭ１０とされる場合には、絶縁体先端部４１の体積Ａ、及び、絶縁体根元部４２の体積Ｂについて、それぞれＡ≧３．５ｍｍ3、及び、２０ｍ3≦Ｂ≦３７ｍｍ3とされる。加えて、ねじ部１５のねじ径をＭ１０とした場合には、中心電極５のうち脚長部１３内に配置される部位の最大外径が１．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下とされる。　
但し、ねじ部１５のねじ径を種々変更した場合であっても、Ａ／Ｂについては、０．１２≦Ａ／Ｂ≦０．２４を満たすものとされる。　
次に、上記のように構成されてなるスパークプラグ１の製造方法について説明する。　
まず、主体金具３を予め加工しておく。すなわち、円柱状の金属素材（例えばＳ１７ＣやＳ２５Ｃといった鉄系素材やステンレス素材）を冷間鍛造加工により貫通孔を形成し、概形を製造する。その後、切削加工を施すことで外形を整え、主体金具中間体を得る。　
続いて、主体金具中間体の先端面に、Ｎｉ合金からなる直棒状の接地電極２７を抵抗溶接する。当該溶接に際してはいわゆる「ダレ」が生じるので、その「ダレ」を除去した後、主体金具中間体の所定部位にねじ部１５が転造によって形成される。これにより、接地電極２７の溶接された主体金具３が得られる。また、接地電極２７の溶接された主体金具３には、亜鉛メッキ或いはニッケルメッキが施される。尚、耐食性向上を図るべく、その表面に、さらにクロメート処理が施されることとしてもよい。メッキ処理が施された後、接地電極２７先端部のメッキが除去される。　
一方、前記主体金具３とは別に、絶縁碍子２を成形加工しておく。例えば、アルミナを主体としバインダ等を含む原料粉末を用い、成型用素地造粒物を調製し、これを用いてラバープレス成形を行うことで、筒状の成形体が得られる。尚、中心電極５が挿通される絶縁碍子２の軸孔４は、棒状（針状）のプレスピンを成型用素地造粒物に対して挿入した状態で、ラバープレス成形を行うことで形成される。そのため、前記プレスピンの外径は、軸孔４に挿通される中心電極５のサイズや絶縁碍子２の体積等に合わせて変更されることとなる。　
また、得られた成形体に対し、研削加工が施され外形が整形される。このとき、次述する焼成加工の後において、絶縁体先端部４１の体積Ａや絶縁体根元部４２の体積Ｂ等が上述の数値範囲となるように成形体への研削加工が施される。次いで、研削加工後の成形体に焼成加工を施すことで絶縁碍子２が得られる。　
また、前記主体金具３、絶縁碍子２とは別に、中心電極５を製造しておく。すなわち、中央部に放熱性向上を図るための銅合金を配置したＮｉ合金を鍛造加工することで、中心電極５を作製する。次に、中心電極５の先端部に対して貴金属チップ３１がレーザ溶接等により接合される。　
そして、上記のようにして得られた絶縁碍子２及び中心電極５と、抵抗体７と、端子電極６とが、ガラスシール層８，９によって封着固定される。ガラスシール層８，９としては、一般的にホウ珪
酸ガラスと金属粉末とが混合されて調製されており、当該調製されたものが抵抗体７を挟むようにして絶縁碍子２の軸孔４内に注入された後、後方から前記端子電極６が押圧された状態で、焼成炉内にて焼き固められる。尚、このとき、絶縁碍子２の後端側胴部１０の表面には釉薬層が同時に焼成されることとしてもよいし、事前に釉薬層が形成されることとしてもよい。　
その後、上記のようにそれぞれ作製された中心電極５及び端子電極６を備える絶縁碍子２と、接地電極２７を備える主体金具３とが組付けられる。より詳しくは、比較的薄肉に形成された主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。　
この際、絶縁碍子２の先端が主体金具３の先端面から軸線ＣＬ１に沿って１．５ｍｍ～３．５ｍｍほど先端側に位置するように絶縁碍子２と主体金具３とが組付けられる。　
次いで、メッキ除去された接地電極２７の先端部に貴金属チップ３２が抵抗溶接等により接合される。そして最後に、接地電極２７の略中間部分を屈曲させることで、前記火花放電間隙３３の大きさを調整する加工が実施され、上述のスパークプラグ１が得られる。　
以上詳述したように、本実施形態によれば、０．１２≦Ａ／Ｂとすること（換言すれば、絶縁体先端部４１の体積Ａが極端に小さくなってしまうことを防止すること）により、絶縁体先端部４１の過昇温を防止し、耐熱性の向上が図られている。一方で、Ａ／Ｂ≦０．２４とすること（換言すれば、絶縁体先端部４１の体積Ａの極端な増大を防止すること）で、使用時において絶縁体先端部４１を比較的高温とすることができ、耐汚損性の向上が図られている。　
また、絶縁体根元部４２の体積Ｂの大小は、熱伝導性に優れた中心電極５から主体金具３（燃焼装置）側への熱伝達の経路の大小、つまり、中心電極５を介した絶縁体先端部４１の熱の引かれやすさを表しているが、本実施形態によれば、絶縁体根元部の体積Ｂが、Ａ／０．２４≦Ｂ≦Ａ／０．１２を満たすように構成されている。すなわち、絶縁体先端部４１の体積Ａ（絶縁体先端部４１に溜まり得る熱量）に合わせて、十分な熱引き性能を確保することができる一方で、絶縁体先端部４１の熱を過度に引きすぎない程度に絶縁体根元部４２の体積Ｂが設定されている。このため、中心電極５のうち脚長部１３内に配置される部位の最大外径が３．０ｍｍ以下と比較的小径化され、絶縁碍子２の耐熱性低下が懸念されるスパークプラグ１においても、上述のように絶縁体先端部４１の体積Ａを設定したことによる耐熱性及び耐汚損性の向上という作用効果が損なわれることなく、むしろより確実、かつ、より効果的に耐熱性及び耐汚損性の向上を図ることができる。　
加えて、本実施形態のように、ねじ部のねじ径がＭ１４とされたスパークプラグ１において、絶縁体先端部４１の体積Ａが１２ｍｍ3以上とされる。このため、絶縁体先端部４１が十分な大きさ（厚さ）を有することとなり、絶縁体先端部４１における耐電圧性能を十分に維持することができる。　
さらに、絶縁体根元部４２の体積Ｂが８３ｍｍ3以上とされるため、絶縁体根元部４２が十分な大きさ（厚さ）を有し、絶縁体根元部４２において優れた耐電圧性能を確保することができる。　
加えて、中心電極５のうち脚長部１３内に配置される部位の最大外径が１．７ｍｍ以上とされるため、中心電極５を介して絶縁体先端部４１から主体金具３側へと効率よく熱を伝達することができ、耐熱性の更なる向上を図ることができる。　
また、中心電極５及び接地電極２７の双方に貴金属チップ３１，３２が接合されているため、火花放電に対する耐消耗性の向上、ひいては長寿命化を図ることができる　次いで、上記実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、絶縁体根元部の体積Ｂに対する絶縁体先端部の体積Ａの比（Ａ／Ｂ）を種々変更したスパークプラグのサンプルを作製し、各サンプルについて、ＪＩＳ　Ｄ１６０６に基づくプレイグニッション試験を行った。　
尚、プレイグニッション試験の概要は次の通りである。すなわち、各サンプルを排気量１．６Ｌ、４気筒ＤＯＨＣエンジンに取付けた上で、点火時期を正規の点火時期から所定角度ずつ進角させた状態で、各点火時期ごとに２分間運転を継続させた。そして、サンプルに印加される電流の波形に基づいて、プレイグニッションが発生した点火時期（プレイグニッション発生進角）を特定した。尚、プレイグニッション発生進角が大きいほど、プレイグニッションが発生しにくい、すなわち耐熱性に優れることを意味する。図３に、プレイグニッション試験の結果を示す。尚、各サンプルのねじ部のねじ径はそれぞれＭ１４とした。　
図３に示すように、Ａ／Ｂを０．１２未満としたサンプルは、プレイグニッション発生進角が比較的小さく、耐熱性が不十分であることが明らかとなった。これは、絶縁体先端部の体積Ａが過度に小さすぎたため、絶縁体先端部が過熱されてしまったこと等に起因すると考えられる。　
さらに、Ａ／Ｂが０．２７を超えるサンプルについても、プレイグニッション発生進角が小さく、耐熱性に劣ることがわかった。これは、絶縁体先端部の体積Ａが過度に大きかったり、絶縁体根元部Ｂの体積が過度に小さかったりしたため、絶縁体先端部の熱が主体金具側へと十分に引かれなかったことによると考えられる。　
これに対して、０．１２≦Ａ／Ｂ≦０．２７を満たすサンプルは、プレイグニッション発生進角が４０°程度まで増加し、優れた耐熱性を有することが明らかとなった。これは、絶縁体先端部の体積、及び、絶縁体根元部の体積の双方がバランスよく設定されたことにより、絶縁体先端部の熱を絶縁体根元部を介して効率よく主体金具側へと引くことができたことに起因すると考えられる。　
以上より、耐熱性の向上を図るという点から、絶縁体先端部の体積Ａ及び絶縁体根元部の体積Ｂについて、０．１２≦Ａ／Ｂ≦０．２７を満たすように設定することが好ましいといえる。　
次いで、Ａ／Ｂを種々変更したスパークプラグのサンプルについて、ＪＩＳ　Ｄ１６０６に基づく耐汚損性評価試験を行った。　
尚、耐汚損性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、低温試験室内（－１０℃）のシャシダイナモメータ上に排気量１．６Ｌの４気筒ＤＯＨＣエンジンを有する試験用自動車を置き、当該試験用自動車のエンジンに各サンプルを組み付ける。そして、空吹かしを３回行った後、３速３５ｋｍ／ｈで４０秒間走行し、９０秒間のアイドリングを挟んで、再度３速３５ｋｍ／ｈで４０秒間走行する。その後、エンジンを一度停止・冷却させる。次いで、空吹かしを３回行った後、１速１５ｋｍ／ｈで２０秒間走行することを、３０秒間のエンジン停止を挟みつつ、合計３度行い、その後エンジンを停止させる。この一連のテストパターンを１サイクルとして、１０サイクル繰り返した後、サンプルの絶縁抵抗値を測定した。ここで、サンプルの絶縁抵抗値が１０ＭΩ未満であった場合には、耐汚損性が不十分であるとして「×」の評価を下すこととし、一方で、絶縁抵抗値が１０ＭΩ以上であった場合には、耐汚損性に優れるとして「○」の評価を下すこととした。表１に、耐汚損性評価試験の結果を示す。尚、各サンプルのねじ部のねじ径はそれぞれＭ１４とした。また、各サンプルの試験前の絶縁抵抗値は１０4ＭΩよりも大きなものであった。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　表１に示すように、Ａ／Ｂを０．２４よりも大きくしたサンプルは、絶縁抵抗値が大きく低下してしまい、耐汚損性が不十分となってしまうことがわかった。これは、絶縁体先端部の体積Ａが過大であった等の理由により、絶縁体先端部が十分に昇温せず、ひいてはカーボンを十分に焼き切れなかったためであると考えられる。　
一方で、Ａ／Ｂを０．２４以下としたサンプルは、絶縁抵抗値の低下が抑制され、優れた耐汚損性を有することがわかった。これは、絶縁体先端部が比較的小さかったこと等から、カーボンを焼き切り可能な程度まで絶縁体先端部が十分に加熱されたことに起因すると考えられる。　
以上、両試験の結果を勘案して、耐熱性及び耐汚損性の双方を向上させるという観点から、０．１２≦Ａ／Ｂ≦０．２４を満たすように、絶縁体先端部の体積Ａ及び絶縁体根元部の体積Ｂを設定することが好ましいといえる。　
次に、ねじ部のねじ径をＭ１４、Ｍ１２、又は、Ｍ１０とした上で、絶縁体先端部の体積Ａを種々変更したスパークプラグのサンプルを５本ずつ作製し、各サンプルについて、実機耐電圧評価試験を行った。　
尚、実機耐電圧評価試験の概要は、次の通りである。すなわち、各サンプルを排気量０．６６Ｌの４気筒ＤＯＨＣエンジンに組付けた上で、回転量３２００ｒｐｍで１０分に亘ってエンジンを動作させた。そして、５本中いずれかのサンプルにおいて、絶縁体先端部に放電による貫通が確認された場合には、耐電圧性能が不十分であるとして「×」の評価を下し、一方、５本中全てのサンプルで絶縁体先端部における貫通が確認されなかった場合には、耐電圧性能に優れるとして「○」の評価を下すこととした。　
さらに、ねじ部のねじ径をＭ１４，Ｍ１２、又は、Ｍ１０とした上で、絶縁体根元部Ｂの体積Ｂを種々変更したスパークプラグのサンプルを５本ずつ作製し、各サンプルについて油中耐電圧評価試験を行った。　
尚、油中耐電圧評価試験の概要は次の通りである。すなわち、各サンプルの先端部を、絶縁碍子のテーパ部が浸る程度に所定温度（２０℃）のシリコンオイル等の液状絶縁媒体中に入れ、絶縁碍子と主体金具との間を液状絶縁媒体で満たして絶縁した。その上で、ねじ径Ｍ１４のサンプルには３５ｋＶ、ねじ径Ｍ１２のサンプルには３０ｋＶ、ねじ径Ｍ１０のサンプルには２５ｋＶの電圧をそれぞれ印加し、絶縁体根元部における放電による貫通の有無を確認した。そして、５本中いずれかのサンプルにおいて、絶縁体根元部での貫通が確認された場合には、耐電圧性能が劣るとして「×」の評価を下すこととし、５本中全てのサンプルで貫通が確認されなかった場合には、優れた耐電圧性能を有するとして「○」の評価を下すこととした。　
ねじ径をＭ１４としたサンプルにおける、実機耐久評価試験の試験結果を表２に示し、油中耐電圧評価試験の試験結果を表３に示す。また、ねじ径をＭ１２としたサンプルについて、表４に実機耐久評価試験の試験結果を示し、表５に油中耐電圧評価試験の試験結果を示す。さらに、ねじ径をＭ１２としたサンプルについて、表６に実機耐久評価試験の試験結果を示し、表７に油中耐電圧評価試験の試験結果を示す。尚、各表におけるカッコ内の数値は、絶縁体先端部の最後端部の外径、或いは、絶縁体根元部の最先端部の外径を示す。また、各サンプルは、火花放電間隙において放電が生じないように接地電極を除去した。　
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 　表２及び表３に示すように、ねじ径をＭ１４としたサンプルについて、絶縁体先端部の体積Ａを１２ｍｍ3未満としたものや、絶縁体根元部の体積Ｂを８３ｍｍ3未満としたものは、耐電圧性能が不十分となってしまうことがわかった。これは、絶縁体の体積の減少により、絶縁碍子が過度に薄くなってしまったためであると考えられる。　
これに対して、絶縁体先端部の体積を１２ｍｍ3以上
としたものや、絶縁体根元部の体積Ｂを８３ｍ3以上としたものは、優れた耐電圧性能が実現されていることが明らかとなった。　
また、表４及び表５に示すように、ねじ径をＭ１２としたサンプルについては、絶縁体先端部の体積Ａを６ｍｍ3以上とし、絶縁体根元部の体積Ｂを４６ｍｍ3以上としたものが耐電圧性能に優れ、表６及び表７に示すように、ねじ径をＭ１０としたサンプルについては、絶縁体先端部の体積Ａを３．５ｍｍ3以上とし、絶縁体根元部の体積Ｂを２８ｍｍ3以上としたものが耐電圧性能に優れることがわかった。　
以上、上記試験の結果を鑑みて、耐電圧性能の向上を図るという観点から、ねじ部のねじ径をＭ１４としたスパークプラグにあっては、絶縁体先端部の体積を１２ｍｍ3以上とし、絶縁体根元部の体積Ｂを８３ｍｍ3以上とすることが好ましいといえる。また、ねじ部のねじ径をＭ１２としたスパークプラグにあっては、絶縁体先端部の体積を６ｍｍ3以上とし、絶縁体根元部の体積Ｂを４６ｍｍ3以上とすることが好ましく、ねじ部のねじ径をＭ１０としたスパークプラグにあっては、絶縁体先端部の体積を３．５ｍｍ3以上とし、絶縁体根元部の体積Ｂを２８ｍｍ3以上とすることが好ましいといえる。　
尚、優れた耐電圧性能を実現するという面から、絶縁体先端部の体積Ａや絶縁体根元部の体積Ｂの上限は特に限定されるものではないが、主体金具のサイズ（特に、絶縁碍子が挿通される内孔のサイズ）を鑑みると、ねじ径Ｍ１４のスパークプラグにあっては、絶縁体根元部の体積Ｂを１１３ｍｍ3以下とすることが好ましく、ねじ径Ｍ１２のスパークプラグにあっては、絶縁体根元部の体積Ｂを５４ｍｍ3以下とすることが好ましく、ねじ径Ｍ１０のスパークプラグにあっては、絶縁体根元部の体積Ｂを３７ｍｍ3以下とすることが好ましいといえる。　
次いで、ねじ部のねじ径をＭ１４とした上で、中心電極のうち脚長部内に配置される部位の内径（中心電極径）を種々変更したスパークプラグのサンプルを作製し、各サンプルを排気量１．６Ｌ，４気筒ＤＯＨＣエンジンに組付けた上で、所定の動作条件でエンジンを動作させた。そして、エンジン動作時における中心電極先端部の温度を測定し、当該温度と、中心電極径を２．３ｍｍとしたものを同様の条件で加熱したときの温度（基準温度）との温度差を算出した。図４に、中心電極径と温度差との関係を表すグラフを示す。　
図４に示すように、中心電極径を１．７ｍｍ未満としたサンプルは、温度差が急激に増大してしまい、中心電極の熱引きが悪化してしまうことがわかった。従って、耐熱性の向上を図るという観点から、ねじ部のねじ径をＭ１４としたスパークプラグについては、中心電極径を１．７ｍｍ以上とすることが好ましいといえる。　
但し、中心電極の拡径化は、相対的に絶縁碍子の薄肉化を招いてしまう。従って、耐電圧性能を十分に確保するという観点から、ねじ部のねじ径をＭ１４としたスパークプラグにおいては、中心電極径を３．０ｍｍ以下とすることが好ましいといえる。　
また、同様の試験をねじ部のねじ径をＭ１２、又は、Ｍ１０としたスパークプラグのサンプルに対して行ったところ、ねじ径をＭ１２としたサンプルについては、中心電極径を１．５ｍｍ未満としたときに、ねじ径をＭ１０としたサンプルについては、中心電極径を１．３ｍｍ未満としたときに、それぞれ温度差が急激に増大してしまうことがわかった。　
従って、耐熱性の一層の向上を図るという観点から、ねじ径をＭ１２としたスパークプラグにおいては、中心電極径を１．５ｍｍ以上とすることが好ましく、ねじ径をＭ１０としたスパークプラグでは、中心電極径を１．３ｍｍ以上とすることが好ましいといえる。　
但し、絶縁体の肉厚を十分に確保し、十分な耐電圧性能を実現するという観点から、ねじ径をＭ１２としたスパークプラグにあっては、中心電極径を２．６ｍｍ以下とすることが望ましく、ねじ径をＭ１０としたスパークプラグにおいては、中心電極径を２．１ｍｍ以下とすることが望ましいといえる。　
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。　
（ａ）本発明の技術思想を適用可能なスパークプラグの構成は、上記実施形態に示すものに限定されるわけではなく、例えば、図５及び図６に示すように、絶縁碍子６２の中胴部７２及び脚長部７３の間に位置するテーパ部７４が、主体金具６３の座部７６に対して軸線ＣＬ１方向に沿って同位置又はそれよりも後端側に位置する段部８１に対して板パッキン８２を介して係止されるとともに、先端側内周部１１１が先端側に向けて徐々に縮径する縮径部１１２を有するようにして形成されたスパークプラグ６１に対して、本発明の技術思想を適用することとしてもよい。このようなスパークプラグ６１であっても、絶縁碍子６２のうち、その先端から後端側に２ｍｍまでに位置する絶縁体先端部１０１の体積Ａ、及び、テーパ部７４のうち段部８１に係止される部位の後端から先端側に位置するとともに、先端側内周部１１１と自身の外周部分との径差Ｄが１．５ｍｍ以下（つまり、Ｄ／２≦０．７５ｍｍ）の部分である絶縁体根元部１０２の体積Ｂについて、０．１２≦Ａ／Ｂ≦０．２４を満たすように設定することで、耐熱性及び耐消耗性の双方を向上させることができる。　
（ｂ）上記実施形態では、板パッキン２２を介してテーパ部１４が段部２１に対して間接的に係止されているが、板パッキン２２を省略し、テーパ部１４を段部２１に対して直接係止することとしてもよい。　
（ｃ）上記実施形態では、中心電極５や接地電極２７の先端部に貴金属チップ３１，３２が設けられているが、貴金属チップ３１，３２の双方、又は、いずれか一方を省略して構成することとしてもよい。尚、貴金属チップ３１，３２の双方を省略して構成した場合には、中心電極５の先端部と接地電極２７の先端部との間に火花放電間隙３３が形成されることとなる。また、一方の電極５（２７）の貴金属チップ３１（３２）を省略して構成した場合には、一方の電極５（２７）の先端部と、他方の電極２７（５）に設けられた貴金属チップ３２（３１）との間に火花放電間隙３３が形成されることとなる　（ｄ）上記実施形態においては、ねじ部１５のねじ径がＭ１４以下とされているが、ねじ部１５のねじ径は特に限定されるものではない。　
（ｅ）上記実施形態では、主体金具３の先端部２６に、接地電極２７等が接合される場合について具体化しているが、主体金具の一部（又は、主体金具に予め溶接してある先端金具の一部）を削り出すようにして接地電極を形成する場合についても適用可能である（例えば、特開２００６－２３６９０６号公報等）。　
（ｆ）上記実施形態では、工具係合部１９は断面六角形状とされているが、工具係合部１９の形状に関しては、このような形状に限定されるものではない。例えば、Ｂｉ－ＨＥＸ（変形１２角）形状〔ＩＳＯ２２９７７：２００５（Ｅ）〕等とされていてもよい。
１，６１…スパークプラグ　２，６２…絶縁碍子（絶縁体）　３，６３…主体金具　４…軸孔　５…中心電極　１２，７２…中胴部　１３，７３…脚長部　１４，７４…テーパ部　１５…ねじ部　２１，８１…段部　２６…（主体金具の）先端部　２７…接地電極　３１，３２…貴金属チップ　３３…火花放電間隙（間隙）　４１，１０１…絶縁体先端部　４２，１０２…絶縁体根元部　５１，１１１…先端側内周部　ＣＬ１…軸線

Claims (8)

  1. 棒状の中心電極と、　軸線方向に延びる軸孔を有するとともに、前記中心電極を前記軸孔の先端側に備えた筒状の絶縁体と、　自身の先端面より前記絶縁体の先端部を突出させた状態で、前記絶縁体の周囲を取り囲んで保持する筒状の主体金具とを備え、　前記絶縁体は、　先端部に位置する脚長部と、　当該脚長部の後端から後端側へと延び、後端側へ向けて拡径するテーパ部と、　前記テーパ部の後端から後端側へと延び、前記脚長部よりも大径の中胴部とを具備し、　前記主体金具の内周には、　段部と、　前記段部の先端側に位置する先端側内周部とが形成され、　前記段部に対して、前記テーパ部が直接的に又は間接的に係止された状態で、前記主体金具に前記絶縁体が固定されてなるスパークプラグであって、　前記中心電極のうち前記脚長部内に配置される部位の最大外径が３．０ｍｍ以下であり、　前記絶縁体のうち、　前記軸線方向に沿った絶縁体先端から後端側に２ｍｍまでの部分の体積をＡ（ｍｍ3）とし、　前記テーパ部のうち前記段部に係止される部位の後端から先端側に位置するとともに、前記先端側内周部と自身の外周部分との径差が１．５ｍｍ以下の部分の体積をＢ（ｍｍ3）としたとき、　０．１２≦Ａ／Ｂ≦０．２４を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
  2. 前記主体金具は、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部を有するとともに、当該ねじ部のねじ径がＭ１４であり、　１２ｍｍ3≦Ａ、及び、８３ｍｍ3≦Ｂ≦１１３ｍｍ3を満たすことを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
  3. 前記中心電極のうち前記脚長部内に配置される部位の最大外径を１．７ｍｍ以上としたことを特徴とする請求項２に記載のスパークプラグ。
  4. 前記主体金具は、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部を有するとともに、当該ねじ部のねじ径がＭ１２であり、　６ｍｍ3≦Ａ、及び、３５ｍｍ3≦Ｂ≦５４ｍｍ3を満たすことを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
  5. 前記中心電極のうち前記脚長部内に配置される部位の最大外径を１．５ｍｍ以上２．６ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項４に記載のスパークプラグ。
  6. 前記主体金具は、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部を有するとともに、当該ねじ部のねじ径がＭ１０であり、　３．５ｍｍ3≦Ａ、及び、２０ｍｍ3≦Ｂ≦３７ｍｍ3を満たすことを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
  7. 前記中心電極のうち前記脚長部内に配置される部位の最大外径を１．３ｍｍ以上２．１ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項６に記載のスパークプラグ。
  8. 前記主体金具の先端部から延び、先端部が前記中心電極の先端部との間で間隙を形成する接地電極とを備え、　前記中心電極及び前記接地電極のうち少なくとも一方に貴金属チップを設けたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
PCT/JP2010/004499 2009-09-02 2010-07-12 スパークプラグ WO2011027500A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020127005499A KR101375915B1 (ko) 2009-09-02 2010-07-12 스파크 플러그
US13/393,718 US8531095B2 (en) 2009-09-02 2010-07-12 Spark plug comprising enhanced contamination-resisting and heat-resisting properties
CN2010800465954A CN102576984B (zh) 2009-09-02 2010-07-12 火花塞
IN1858DEN2012 IN2012DN01858A (ja) 2009-09-02 2010-07-12
EP10813455.2A EP2461437B1 (en) 2009-09-02 2010-07-12 Spark plug

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009202381A JP4625531B1 (ja) 2009-09-02 2009-09-02 スパークプラグ
JP2009-202381 2009-09-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011027500A1 true WO2011027500A1 (ja) 2011-03-10

Family

ID=43638507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/004499 WO2011027500A1 (ja) 2009-09-02 2010-07-12 スパークプラグ

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8531095B2 (ja)
EP (1) EP2461437B1 (ja)
JP (1) JP4625531B1 (ja)
KR (1) KR101375915B1 (ja)
CN (1) CN102576984B (ja)
IN (1) IN2012DN01858A (ja)
WO (1) WO2011027500A1 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5739503B2 (ja) 2012-11-19 2015-06-24 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグの検査方法及びスパークプラグの製造方法
JP5638683B2 (ja) 2012-11-19 2014-12-10 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグの製造方法
JP5922087B2 (ja) * 2013-12-24 2016-05-24 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
JP5913445B2 (ja) 2014-06-27 2016-04-27 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
DE102014217084B4 (de) * 2014-08-27 2024-02-01 Robert Bosch Gmbh Zündkerze mit Dichtung aus einer mindestens ternären Legierung
DE102014225908A1 (de) * 2014-12-15 2016-06-16 Robert Bosch Gmbh Glühstiftkerze
JP6491481B2 (ja) * 2015-01-06 2019-03-27 シャープ株式会社 冷蔵庫
JP7274375B2 (ja) 2019-07-18 2023-05-16 株式会社Soken スパークプラグ
CN112701565B (zh) * 2020-12-30 2022-03-22 潍柴火炬科技股份有限公司 一种火花塞

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005183177A (ja) 2003-12-19 2005-07-07 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグ
JP2006049207A (ja) * 2004-08-06 2006-02-16 Nippon Soken Inc 内燃機関用スパークプラグ
JP2006236906A (ja) 2005-02-28 2006-09-07 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグの製造方法
WO2009034989A1 (ja) * 2007-09-13 2009-03-19 Ngk Spark Plug Co., Ltd. スパークプラグ

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5866972A (en) * 1996-01-19 1999-02-02 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug in use for an internal combustion engine
DE69702476T3 (de) * 1996-04-25 2006-08-03 NGK Spark Plug Co., Ltd., Nagoya Zündkerze für einen Verbrennungsmotor
US6653768B2 (en) * 2000-12-27 2003-11-25 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Spark plug
JP2003007424A (ja) * 2001-06-26 2003-01-10 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグ
US7164225B2 (en) * 2003-09-11 2007-01-16 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Small size spark plug having side spark prevention
JP2006085941A (ja) * 2004-09-14 2006-03-30 Denso Corp 内燃機関用のスパークプラグ
JPWO2009017101A1 (ja) * 2007-08-02 2010-10-21 日本特殊陶業株式会社 内燃機関用スパークプラグ
KR101522058B1 (ko) * 2008-03-18 2015-05-20 니혼도꾸슈도교 가부시키가이샤 스파크 플러그
JP5386098B2 (ja) * 2008-03-21 2014-01-15 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ
JP4756087B2 (ja) * 2009-09-25 2011-08-24 日本特殊陶業株式会社 スパークプラグ及びスパークプラグの製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005183177A (ja) 2003-12-19 2005-07-07 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグ
JP2006049207A (ja) * 2004-08-06 2006-02-16 Nippon Soken Inc 内燃機関用スパークプラグ
JP2006236906A (ja) 2005-02-28 2006-09-07 Ngk Spark Plug Co Ltd スパークプラグの製造方法
WO2009034989A1 (ja) * 2007-09-13 2009-03-19 Ngk Spark Plug Co., Ltd. スパークプラグ

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2461437A4

Also Published As

Publication number Publication date
JP4625531B1 (ja) 2011-02-02
KR101375915B1 (ko) 2014-03-18
JP2011054418A (ja) 2011-03-17
US20120161605A1 (en) 2012-06-28
US8531095B2 (en) 2013-09-10
CN102576984B (zh) 2013-04-10
IN2012DN01858A (ja) 2015-08-21
CN102576984A (zh) 2012-07-11
EP2461437A1 (en) 2012-06-06
KR20120073218A (ko) 2012-07-04
EP2461437B1 (en) 2016-04-20
EP2461437A4 (en) 2014-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4625531B1 (ja) スパークプラグ
JP4928626B2 (ja) スパークプラグ
US8188642B2 (en) Spark plug for internal combustion engine
US8653724B2 (en) Spark plug for internal combustion engine having a ground electrode with a protrusion having improved erosion resistance and method of manufacturing same
JP5156094B2 (ja) スパークプラグ
JP5001963B2 (ja) 内燃機関用スパークプラグ。
JP5525575B2 (ja) スパークプラグ
JP4430724B2 (ja) スパークプラグ
WO2014097708A1 (ja) 点火プラグ
JP5032556B2 (ja) スパークプラグ
JP5616858B2 (ja) 点火プラグ
JP2008204882A (ja) 内燃機関用スパークプラグ
JP5913032B2 (ja) スパークプラグ
JP5816126B2 (ja) スパークプラグ
JP2015022791A (ja) スパークプラグ及びその製造方法
US20160218486A1 (en) Spark plug
JP2006260988A (ja) スパークプラグ
JP2009140674A (ja) ガスエンジン用スパークプラグ

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080046595.4

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10813455

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127005499

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13393718

Country of ref document: US

Ref document number: 1858/DELNP/2012

Country of ref document: IN

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2010813455

Country of ref document: EP