JP2000012187A - 点火プラグ組立体、点火プラグおよびプラグ固定具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 シリンダーヘッドに取付容易で、熱引きの良
好な点火プラグ組立体、及び点火プラグ、プラグ固定具
を提供する。 【解決手段】 点火プラグ１２０は、軸方向に延びる中
心電極１０１の径方向周囲を取り囲み、中心電極を固定
する絶縁体１０２の径方向周囲を取り囲み、絶縁体を固
定する主体金具と、外側電極１０８と、を有する。主体
金具は、カシメ部１０６Ａを含む基端側本体部及び先端
側端部にプラグ座面１０７ｓを備える先端側本体部を有
する本体部のプラグ座面１０７ｓから軸方向先端側に延
びる先端部とを有し、外側電極１０８は、先端部の先端
面に固着される主体金具の先端部は外周面１０５は略円
筒形状で、主体金具は銅合金で、プラグ取付孔１４２に
挿入容易で、熱引きが良好で、プラグ座面の装着された
ガスケット１０９を通じてシリンダーヘッドや、カシメ
部１０６Ａを通じてプラグ固定具１３０に放熱できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダーヘッド
に点火プラグを組み付ける際に、プラグ取付孔に点火プ
ラグをねじ込む必要のない点火プラグ組立体、および点
火プラグ組立体を構成する点火プラグ及びプラグ固定具
に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の点火に用いる点火プラグ、例
えば、図１３に示す１極フラットシートタイプの点火プ
ラグ２０は、図中上下方向に延びる中心電極１と、その
周囲を取り囲む絶縁体２と、その図中下部を保持する主
体金具３とを有する。主体金具３は、プラグ座面７ｓが
その先端側に形成された先端側本体部７および基端側本
体部６を有する本体部４、このプラグ座面７ｓから図中
下方に延びる先端部５を備える。また、プラグ座面７ｓ
には、リング状のガスケット９が装着されている。さら
に、基体側本体部６はカシメ部６Ａ、六角部６Ｂ、およ
び先端側に位置する第２カシメ部６Ｃを備え、先端部５
の外周には、雄ネジ（例えばＭ１４Ｓ）５ｎが形成され
ている。また、この先端部５の先端面５ａには、外側電
極８が固着部８ａで固着されている。この外側電極８
は、固着部８ａにおいて、リング状の先端面５ａに固着
され、その先端は、リングの中心に向かって延び、略Ｌ
字状に曲げられて中心電極１と所定の放電ギャップを形
成するようにされている。

【０００３】この点火プラグ２０を、図１４に示すよう
に、エンジン５０のシリンダーヘッド４０に組み付け
る。即ち、図１５に示すように、プラグ取付孔４２の先
端対応部４５に形成した雌ネジ４５ｍに締結するため、
点火プラグ２０をプラグ取付孔４２に挿入し、その後、
プラグレンチ（図示しない）で、所定のトルクになるま
でプラグ取付孔４２に締め込む。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
ＤＯＨＣエンジンなど、シリンダーヘッド４０の燃焼室
面４１ｂに大面積の吸入、排気バルブ５１，５２を形成
することが多く、シリンダーヘッド（以下、単にヘッド
ともいう）４０の厚さ（図中上下方向の寸法）が大きく
なる傾向にある（図１４参照）。このため、点火プラグ
（以下、単にプラグとも言う）２０のプラグ取付孔４２
が深くなり、プラグ２０をプラグ取付孔４２の奥底でネ
ジ締めすることが多くなっている。このため、プラグ２
０をプラグ取付孔４２内に差し込んだり、プラグ取付孔
４２の奥底にまでプラグレンチを差し込んで締め付ける
など、プラグ２０の組み付け作業が困難となっていた。

【０００５】また、プラグ２０を、先端対応部４５に形
成された雌ネジ４５ｍの中心軸に沿って、その周りに正
しく回転させた場合には、問題なく両者を締結できる。
しかし、プラグ２０が先端対応部４５の中心軸から傾い
た状態で回転させた場合には、雄ネジ５ｎと先端対応部
４５の雌ネジ４５ｍとが正しく噛み合わずに、いわゆる
カジリ状態となる。このため、雄ネジ５ｎまたは先端対
応部４５の雌ネジ４５ｍが損傷し、極端な場合には、燃
焼室内部の高温ガスが上部にまで吹き抜け、主体金属３
の先端部５が高温になり、プレイグニッションを生じた
り、外側電極８等の溶損を生じたりすることがある。特
に、プラグ取付孔４２が深い場合には、予めプラグ２０
を手で回転させて先端対応部４５の雌ネジｍにプラグ２
０の雄ネジ５ｎを螺挿しておいてから、プラグレンチで
プラグ２０のネジ締めを行うことが困難であるので、こ
のような不具合が生じやすい。

【０００６】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであって、シリンダーヘッドに取付容易で、しか
も、熱引きの良好な点火プラグおよびこれを固定するプ
ラグ固定具からなる点火プラグ組立体、および点火プラ
グ、プラグ固定具を提供すること目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段、作用及び効果】しかし
て、その解決手段は、軸方向に延びる中心電極と、上記
中心電極の径方向周囲を取り囲んで、上記中心電極を固
定する絶縁体と、上記絶縁体の径方向周囲を取り囲ん
で、上記絶縁体を固定する主体金具であって、先端側端
部にプラグ座面を備える本体部とこの本体部のプラグ座
面から軸方向先端側に延びる先端部とを有する主体金具
と、を有し、上記主体金具の先端部は外周面略円筒形状
とされ、上記主体金具は銅合金またはアルミニウム合金
からなる点火プラグと、上記点火プラグを、内燃機関の
シリンダーヘッドに形成されたプラグ取付孔内に、固定
するためのプラグ固定具と、を備える点火プラグ組立体
である。

【０００８】上記構成を有する本発明の点火プラグ組立
体は、主体金具の先端部が雄ネジの形成されていない外
周面略円筒形状とされているので、プラグの取付におい
て、プラグ取付孔に挿入して、プラグ固定具で固定すれ
ばよく、プラグ取付孔の奥底に挿入した点火プラグを、
プラグレンチ等を用いてプラグ取付孔の雌ねじ部に螺挿
しなくても良い。従って、取付が容易になり、プラグの
雄ねじが雌ネジとかみ合わないのにも拘わらず、回転さ
せることによって発生する、いわゆるカジリ等によるネ
ジ部の損傷等の心配もない。なお、先端部を外周面略円
筒形状としたために、従来であれば、先端部の雄ネジか
らシリンダーヘッドに逃がすことのできた熱が、滞留し
て、先端部の先端面や外側電極等が高温になる可能性が
ある。しかし、本発明の点火プラグ組立体では、主体金
具が銅合金やアルミニウム合金からなるので、熱引きが
良く、熱をプラグ座面やプラグ固定具を経由してヘッド
に放散できるから、先端部の先端面や中心電極、あるい
は外側電極等が高温になることがない。従って、プレイ
グニッションや電極の溶損等のおそれがない。また、プ
ラグをプラグ取付孔に取り付けるに当たり、その軸の周
りのどの位置に回転させても取り付けることができるか
ら、プラグの外側電極固着部の位置と着火可能な混合気
の流れ（スワール）との位置関係を考慮して、スワール
の上流側に外側電極固着部が位置しないように、容易に
プラグを位置決めすることができる。この場合には、ス
ワールが外側電極固着部に妨げられないので、薄い混合
気でも着火することができるから、燃費を良くすること
ができる

【０００９】ここで、銅合金としては、純銅と同程度の
熱伝導率をもつもので、引張強さの高いものが良く、例
えば、リン青銅、黄銅、洋白、ベリリウム銅等が挙げら
れる。同様に、アルミニウム合金としては、アルミニウ
ムと同程度の熱伝導率を持つもので、強度の高いものが
良く、例えば、ジュラルミン、超ジュラルミン等が挙げ
られる。

【００１０】さらに、上記点火プラグ組立体において、
前記点火プラグのプラグ座面が軸に直交する平面とさ
れ、銅またはアルミニウムからなる中実ガスケットを備
えることを特徴とする点火プラグ組立体とすると良い。
熱伝導率の高い中実ガスケットでシールするので、熱を
良く伝え、しかも、プラグ座面とガスケット、ガスケッ
トとシリンダーヘッドとがそれぞれ比較的広い面積で接
触するため、特に熱を放散しやすいからである。またさ
らに、上記点火プラグ組立体において、前記点火プラグ
のプラグ座面がテーパ面とされていることを特徴とする
点火プラグ組立体とすると良い。プラグ座面がテーパ面
とされ、このテーパ面でシールするので、シリンダーヘ
ッドと、直接、しかも、比較的広い面積で接触するよう
にされるため、特にプラグ座面からシリンダーヘッドに
効率よく熱を放散しやすいからである。

【００１１】さらに、上記点火プラグ組立体において、
前記点火プラグは、主体金具の基端側端部に、前記絶縁
体をカシメ固定するカシメ部を備え、前記プラグ固定具
は、前記シリンダーヘッドに上記点火プラグを固定する
際に、上記主体金具のカシメ部を先端方向に押圧する押
圧面を備えることを特徴とする点火プラグ組立体とする
とよい。カシメ部によって絶縁体をカシメ固定するよう
にした点火プラグでは、爆発行程において、絶縁体が軸
方向基端側に抜ける方向に圧力が掛かるため、カシメ部
にカシメが緩む方向の力が掛かる。本発明では、主体金
具を銅合金やアルミニウム合金によって形成したので、
熱引きは良好であるが、比較的柔らかい。このため、カ
シメ部を有する場合には、カシメが緩む方向の力に対し
て、変形を生じてカシメが緩む可能性がある。これに対
して、本発明では、プラグ固定具の押圧面で、カシメ部
を押圧するので、プラグの固定と共にカシメ部の緩みを
も防止することができる。なお、カシメの手法として
は、いずれの手法によっても良く、例えば、機械カシメ
や熱カシメが挙げられる。

【００１２】さらに、点火プラグ組立体において、前記
プラグ固定具の押圧面は、前記カシメ部を周方向に全周
にわたり押圧するリング状押圧面であることを特徴とす
る点火プラグ組立体とすると良い。このような点火プラ
グ組立体では、プラグ固定具にリング状押圧面を備える
ので、点火プラグの固定の際に、周方向に均一にカシメ
部を押圧して点火プラグを押圧できる。従って、カシメ
部を全周にわたって押圧できるので、確実にカシメ部の
緩み変形を防止できる。しかも、周方向に均一にプラグ
を押圧できるので、確実にシールをすることができる。

【００１３】さらに、点火プラグ組立体において、前記
プラグ固定具は、前記シリンダーヘッドのヘッド上面に
固着されるための取付孔を備えることを特徴とする点火
プラグ組立体とするとよい。本発明の点火プラグ組立体
では、プラグ固定具に取付孔を備えるので、プラグ固定
具をシリンダーヘッドに固着するのに、ヘッド上面で固
着作業ができ、プラグおよびプラグ固定具の固定あるい
は取り外しが容易になる。具体的には、取付孔を通した
ボルトによって、プラグ固定具をヘッド上面に固着する
と良い。

【００１４】他の解決手段は、軸方向に延びる中心電極
と、上記中心電極の径方向周囲を取り囲んで、上記中心
電極を固定する絶縁体と、上記絶縁体の径方向周囲を取
り囲んで、上記絶縁体を固定する主体金具であって、先
端側端部にプラグ座面を備える本体部とこの本体部のプ
ラグ座面から軸方向先端側に延びる先端部とを有する主
体金具と、を有する点火プラグであって、上記主体金具
の先端部は外周面略円筒形状とされ、上記主体金具は銅
合金またはアルミニウム合金からなることを特徴とする
点火プラグである。

【００１５】上記構成を有する本発明の点火プラグは、
主体金具の先端部が外周面略円筒形状とされているの
で、プラグの取付において、プラグ取付孔に挿入して、
プラグ固定具で固定すればよく、プラグ取付孔の奥底に
挿入した点火プラグを、プラグレンチ等を用いてプラグ
取付孔の雌ねじ部に螺挿する必要がない。従って、取付
が容易になり、プラグの雄ねじが雌ネジとかみ合わない
のにも拘わらず、回転させることによって、いわゆるカ
ジリ等によるネジ部の損傷等の心配もない。なお、先端
部を外周面略円筒形状としたために、従来であれば、先
端部の雄ネジからシリンダーヘッドに逃がすことのでき
た熱が、滞留して、先端部の先端面や外側電極等が高温
になる可能性がある。しかし、本発明の点火プラグ組立
体では、主体金具が銅合金やアルミニウム合金からなる
ので、熱引きが良く、熱をプラグ座面やプラグ固定具を
経由してヘッドに放散できるから、先端部の先端面や中
心電極、あるいは、外側電極等が高温になることがな
い。従って、プレイグニッションや電極の溶損等のおそ
れがない。

【００１６】さらに、他の解決手段は、先端側端部にプ
ラグ座面を備え、基端側端部に絶縁体をカシメ固定する
カシメ部を備える本体部と、上記本体部のプラグ座面か
ら軸方向先端側に延び、外周略円筒形状の先端部と、を
備える主体金具を有する点火プラグを、内燃機関のシリ
ンダーヘッドに形成されたプラグ取付孔内に、固定する
ためのプラグ固定具であって、上記シリンダーヘッドに
上記点火プラグを固定する際に、上記主体金具のカシメ
部を先端方向に押圧する押圧面を備えることを特徴とす
るプラグ固定具である。

【００１７】カシメ部によって絶縁体を固定するように
した点火プラグでは、爆発行程において、絶縁体が軸方
向基端側に抜ける方向に圧力が掛かるため、カシメ部に
カシメが緩む方向の力が掛かる。これに対して、上記構
成を有する本発明のプラグ固定具は、押圧面で、プラグ
のカシメ部を押圧するので、プラグの固定と共にカシメ
部の緩みをも防止することができ、さらに信頼性の高い
固定が可能となる。

【００１８】ここで、前記プラグ固定具において、前記
シリンダーヘッドのヘッド上面に固着されるための取付
孔を備えることを特徴とするプラグ固定具とすると良
い。このプラグ固定具では、プラグ固定具をシリンダー
ヘッドに固着するのに、プラグ上面で固着作業ができる
ため、従来のプラグを締結する場合のように、プラグ取
付孔の内部にプラグレンチを差し込んでプラグのネジ締
めをする必要が無く、プラグおよびプラグ固定具の固定
あるいは取り外しが容易にできる。具体的には、取付孔
を通したボルトによって、プラグ固定具をヘッド上面に
固着すると良い。

【００１９】

【発明の実施の形態】（実施形態１、２）本発明の第１
の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、
本実施形態にかかる点火プラグ１２０の部分破断断面図
である。点火プラグ１２０は、外側電極１０８が１つの
み形成された、いわゆる１極タイプで、主体金具１０３
の本体部１０４と先端部１０５との間に設けられた平面
を構成するプラグ座面１０７ｓによってシールを行うい
わゆるフラットシートタイプのものである。

【００２０】このプラグ１２０は、図中上下方向（軸方
向）に延びる中心電極１０１と、この周囲を取り囲む絶
縁体（絶縁碍子）１０２と、その図中下部を保持する主
体金具１０３とを有する。この主体金具１０３は、銅−
亜鉛合金（JIS-C2801）からなり、図中上方の基端側本
体部１０６と図中下方の先端側本体部１０７とを備える
本体部１０４、および先端側本体部１０７よりも径小
で、その端部のプラグ座面１０７ｓから軸方向先端側
（図中下方）に延びる先端部１０５とを有する。この先
端部１０５は、通常の点火プラグと異なり、雄ネジが形
成されておらず、外周面１０５ｂが略円筒状にされてい
る。この先端部１０５の先端面１０５ａには、外側電極
１０８が固着部１０８ａで固着されている。この外側電
極１０８の先端は、図１（ｂ）に示すように、リング状
の先端面１０５ａの中心に向かって延び、図１（ａ）に
示すように、略Ｌ字状に曲げられて中心電極１０１と所
定の放電ギャップを形成するようにされている。また、
プラグ座面１０７ｓには、鋼板を折り曲げて形成したい
わゆるＳ字ガスケットと呼ばれるリング状のガスケット
１０９が装着され、基端（図中上端）には、中心電極１
０１に接続された接続端子１１１が配置されている。

【００２１】さらに、基端側本体部１０６は、やや径大
とされた基端側本体中央部１０６Ｂと、それよりも基端
側（図中上方）に位置し、内向き略Ｒ状にカシメられ、
絶縁体１０２が上方に抜けるのを防止するカシメ部１０
６Ａ、同様に基端側本体中央部１０６Ｂよりも先端側に
位置し、絶縁体１０２を固定する第２カシメ部１０６Ｃ
を備える。絶縁体１０２と基端側本体部１０６との間に
滑石粉末等の無機粉末１１２を充填し、これをシールす
る２つのパッキン１１３と共にこの２つのカシメ部１０
６Ａ，Ｃでカシメることにより、絶縁体１０２と主体金
具１０３（基端側本体部１０６）とが一体化している。
これにより、爆発行程において絶縁体１０２が受ける圧
力に抗して、図中上方に絶縁体１０２が抜けないように
している。

【００２２】ついで、本実施形態にかかるシリンダーヘ
ッド１４０について、図２を参照しつつ説明する。シリ
ンダーヘッド１４０のヘッド本体１４１は、ヘッド上面
１４１ａおよび燃焼室面１４１ｂの間を貫通するプラグ
取付孔１４２を備え、さらにこの周囲のヘッド上面１４
１ａに、上記したプラグ取付具１３０をネジ止めするた
めのネジ孔１４７ａ〜１４７ｄが形成されている。上記
プラグ取付孔１４２は、前記した点火プラグ１２０がす
っぽり挿入できる深さとされ、ヘッド上面１４１ａか
ら、順に径小となる３段の丸孔から構成されている。

【００２３】このうち、ヘッド上面１４１ａ側の挿入部
１４３は、ヘッド上面１４１ａから燃焼室面１４１ｂの
近くにまで達する深く掘られた円孔であり、上記点火プ
ラグ１２０の最も径大な先端側本体部１０７よりも径大
とされているので、後述するように、プラグ１２０が容
易に挿入できるようになっている。なお、本例では挿入
部１４３を円筒形状としたが、ヘッド上面１４１ａに向
けて徐々に径大となるようにしても良い。また、燃焼室
面１４１ｂ側の先端対応部１４５は、上記点火プラグ１
２０を挿入したときに、その先端部１０５が遊嵌状に挿
入される部分である。また、挿入部１４３と先端対応部
１４５の中間に位置する先端側本体対応部１４４は、点
火プラグ１２０を挿入したときに、その先端側本体部１
０７が遊嵌状に挿入される部分である。ここで、先端側
本体対応部１４４と先端対応部１４５の境界部に当たる
シール面１４４ａは、後述するように、プラグ１２０の
ガスケット１０９が当接して、シールを行う面となる。
さらに、シリンダーヘッド本体１４３内には、冷却水を
流通させるための流通孔１４８が形成されている。

【００２４】ついで、本実施形態にかかるプラグ固定具
１３０について、図３を参照しつつ説明する。プラグ固
定具１３０の固定具本体１３１は、金属製で、プラグ固
定具１３０を上述したシリンダーヘッド１４０に固着す
るためのフランジ部１３３と、略円筒形状の筒状部１３
２とからなる。フランジ部１３３には、図３（ａ）に示
すように、上記シリンダーヘッド１４０のネジ孔１４７
ａ〜１４７ｄにそれぞれ対応した位置に、取付孔１３７
ａ〜１３７ｄが形成されている。また、筒状部１３２
は、その外周面１３２ｂが、上記シリンダーヘッド１４
０の挿入部１４３よりもやや径小の円筒形状とされてい
る。しかも、その先端（図中下端）の先端部１３２Ａ
が、内側に折り曲げられ、その内側端部は、プラグ１２
０の基端側絶縁体１０２ａが挿入可能な円孔とされ、そ
の先端側角部に、プラグ１２０のカシメ部１０６Ａの形
状に適合する、略１／４円弧状の凹面とされたリング状
の押圧面１３２ａを備える。後述するように、この押圧
面１３２ａで、上記プラグ１２０の基端側本体部１０６
のカシメ部１０６Ａを押圧する。

【００２５】さらに、図３（ｂ）に示すように、この筒
状部１３２の内部には、耐熱性ゴムからなり、プラグ１
２０の基端側を挿入したときに、絶縁体１０２を把持す
る絶縁体保持部材１３４、接続端子１１１と弾性的に接
続する弾性端子１３５が形成されている。さらに、詳細
は図示しないが、フランジ部１３３を貫通するケーブル
１３８を通じて送られてくる低電圧の１次コイル電流に
より、高電圧を発生する点火トランス１３６をも内蔵し
ている。点火トランス１３６で発生した高電圧は、弾性
端子１３５から直接点火プラグ１２０の接続端子に印加
される。このため、高耐電圧のケーブル（ハイテンショ
ンケーブル）が不要で、ノイズの発生が少なくなる。

【００２６】特に、本実施形態では、点火トランス１３
６が、金属製の固定具本体１３１に囲まれているので、
シールドされてノイズが外部に漏れにくいため、さらに
ノイズ発生を少なくできる。また、点火トランス１３６
を内蔵しているので、後述するようにプラグ固定具１３
０によって、プラグ１２０をプラグ取付孔１４２に固定
すると同時に、点火トランス１３６をもプラグ取付孔１
４２内に配置することができ、しかもプラグ１２０と点
火トランス１３６を含む点火回路との接続も完了させる
ことができる。なお、本実施形態では、点火トランス１
３６のみを内蔵したが、点火トランスに加えて、トラン
ジスタ等のスイッチング素子やコンデンサなどの点火回
路の一部または全部を内蔵するようにしても良い。

【００２７】ついで、図４に示すように、シリンダーヘ
ッド１４０にプラグ１２０およびプラグ固定具１３０か
らなる点火プラグ組立体１００を組み付ける。なお、シ
リンダーヘッド１４０は、公知の手法によりエンジンブ
ロックに締結されているものとする。まず、シリンダー
ヘッド１４０のプラグ取付孔１４２内に、プラグ１２０
を挿入する。これにより、ガスケット１０９がシール面
１４４ａに当接する。

【００２８】さらに、前記したプラグ固定具１３０を用
いて、プラグ１２０を固定する。まず、プラグ固定具１
３０の筒状部１３２をプラグ取付孔１４２（挿入部１４
３）に挿入する。筒状部１３２の外周面１３２ｂは、挿
入部１４３よりやや径小とされているので、遊嵌状に挿
入でき、筒状部１３２の押圧面１３２ａが、プラグ１２
０のカシメ部１０６Ａに当接する。このとき、筒状部１
３２の内部では、プラグ１２０の基端側絶縁体１０２ａ
が、絶縁体保持部材１３４の中心部に挿入されて把持さ
れ、接続端子１１１は、弾性端子１３５と接続される。

【００２９】ついで、プラグ固定具１３０のフランジ部
１３３の向きを合わせて、取付孔１３７ａ〜１３７ｄが
ネジ孔１４７ａ〜１４７ｄに適合するように位置決め
し、ボルトＢＬａ〜ＢＬｄを用いてプラグ固定具１３０
をシリンダーヘッド１４０のヘッド上面１４１ａに固着
する。これにより、筒状部１３２を介して、その押圧面
１３２ａによってプラグ１２０のカシメ部１０６Ａが押
圧され、ガスケット１０９とプラグ座面１０７ｓおよび
シール面１４４ａとの間で、それぞれシールができる。
特に、押圧面１３２ａが、リング状に形成されているの
で、カシメ部１０６Ａ、従って、点火プラグ１２０を周
方向にわたって均一に押圧できるので、ガスケット１０
９とプラグ座面１０７ｓおよびシール面１４４ａとの間
のシールも均一にできる。

【００３０】また、以上から容易に理解できるように、
シリンダーヘッド１４０にプラグ１２０を組み付けるに
当たって、プラグ１２０は、プラグ取付孔１４２に挿入
するだけで足り、プラグ１２０の固定は、プラグ固定具
１３０をシリンダーヘッド１４０に固着することで行え
る。従って、プラグ取付孔内に、プラグレンチを差し込
んでプラグをねじ込む作業が不要である。また、プラグ
１２０に雄ネジが形成されていないので、プラグを手で
回転させて、ネジを仮に締めておく必要もなく、また、
ネジがカジリによって損傷することもない。さらに、爆
発行程において、絶縁体１０２が軸方向基端側（図中上
方）に抜ける方向に圧力が掛かるので、カシメ部１０６
Ａには絶縁体１０２を介してカシメが緩む方向の力が掛
かる。これに対して、本実施形態では、カシメ部１０６
Ａをプラグ固定具１３０の押圧面１３２ａで押圧するこ
とになるので、カシメ部１０６Ａの緩みをも防止するこ
とができる。特に、リング状の押圧面１３２ａで、カシ
メ部１０６Ａを周方向にわたって均一に押圧するので、
全周にわたって確実にカシメ部１０６Ａの緩みを防止で
きる。さらに、本実施形態においては、プラグ固定具１
３０をその取付孔１３７を用いて、シリンダーヘッド１
４０のヘッド上面１４１ａに取り付けたので、ヘッド上
面１４１ａで固着作業ができ、特に容易に作業ができ
る。

【００３１】ここで、適当な圧力で押圧できるように、
プラグ１２０やプラグ取付孔１４２の寸法を考慮して、
筒状部１３２の長さ（高さ）を調整しておくと良い。ま
た、ガスケット１０９に、つぶれ代のある、いわゆるＳ
字ガスケットと呼ばれる板材を折り曲げて形成したガス
ケットを用いたので、プラグ１２０やプラグ取付孔１４
２の寸法誤差等があっても、つぶれ代によりこの誤差を
吸収して、確実にシールすることができる。なお、図４
（ｂ）に示すように、シリンダーヘッド１４０の先端対
応部１４５とプラグ１２０の先端部外周面１０５ｂとの
間には、微小な隙間ｆが存在する。先端対応部１４５に
遊嵌状に先端部１０５を挿入できるようにしたためであ
る。

【００３２】このようにして、シリンダーヘッド１４０
を備えるエンジン１５０に、プラグ１２０を組み付けた
状態において、エンジン１５０を駆動すると（図５参
照）、外側電極１０８、中心電極１０１や先端部１０５
が加熱され、その温度が上昇する。従来のプラグ（図１
３参照）では、先端部５に形成した雄ネジ５ｎとシリン
ダーヘッド４０の雌ネジ４５ｍ（図１４参照）とが密着
しているため（図１５参照）、先端部５から先端対応部
４５を通じて熱が放散されていた。しかし、本実施形態
では、上述したように、先端対応部１４５と先端部外周
面１０５ｂとの間には、微小な隙間ｆが存在する。この
ため、先端部外周面１０５ｂから熱を放散し難い。しか
し、本実施形態のプラグ１２０に用いた主体金具１０３
は、熱伝導率の高い銅−亜鉛合金（熱伝導率α＝１００
Ｗ／ｍ・Ｋ）からなるので、通常用いる炭素鋼（α＝５
０Ｗ／ｍ・Ｋ）に比して、熱引きが良好である。このた
め、外側電極１０８、中心電極１０１、あるいは直接先
端部１０５に流入した熱は、速やかに図中上方に移動
し、先端部１０５からガスケット１０９を経由し、シー
ル面１４４ａからシリンダーヘッド本体１４１に放散さ
れ、また、基端側本体部１０６を経由して、押圧面１３
２ａからプラグ固定具１３０の筒状部１３２に放散され
る。従って、本実施形態のプラグ１２０では、外側電極
１０８や中心電極１０１あるいは、先端部１０５の温度
が過度に上昇して、プレイグニッションを生じたり、外
側電極１０８や中心電極１０１等の溶損を生じることが
ない。

【００３３】ここで、前記した従来形状のプラグ、およ
び本実施形態のプラグ１２０、さらに、主体金具の材質
のみアルミニウム合金（JIS-A2017、α＝１００Ｗ／ｍ
・Ｋ）としたもの（実施形態２）、さらに、従来と同様
の炭素鋼としたもの（参考例）を製作し、耐熱性を比較
した。具体的には、従来のプラグとしてＢＫＲ５ＥＳ
（ＮＧＫプラグ品番）を用いてシリンダーヘッドに螺挿
し、一方、それに相当する寸法の主体金具を用いて製作
した各点火プラグは、上記プラグ固定具１３０で固定し
た。耐熱性評価には、プレイグニッション法を用い、１
６００ｃｃ、直列４気筒のエンジンにそれぞれのプラグ
を組み付けて５５００ｒｐｍ全開で駆動し、正規の点火
時期より２度ずつ過進角させて２分間保持することを順
に繰り返し、プレイグニッションの生じる進角を測定す
ることでおこなった。試料は各々Ｎ＝３ヶである。結果
を表１に示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】上記表１から容易に理解できるように、熱
伝導率αの高い銅合金やアルミニウム合金を用いた上記
実施形態１，２では、雄ネジが先端部１０５に形成され
ていなくとも、雄ネジが形成された従来のプラグと遜色
のない耐熱性を有することが判る。さらに、本実施形態
のプラグ固定具１３０は、プラグ１２０を固定する際
に、カシメ部１０６Ａを押圧面１３２ａで押圧してい
る。従って、カシメ部１０６Ａのカシメが緩む方向（図
中上方向）に絶縁体１０２から応力を受けるが、この押
圧面１３２ａからの押圧で、カシメ部１０６Ａの緩みを
も防止できる。特に、上記実施形態１，２では、比較的
変形しやすい銅合金やアルミニウム合金を主体金具に用
いているので、従来の炭素鋼を用いた場合に比して、カ
シメ部１０６Ａが緩みやすいが、このようにすることで
カシメ部１０６Ａの緩みを確実に防止できるので、点火
プラグ１２０およびプラグ固定具１３０からなる点火プ
ラグ組立体１００の信頼性をさらに向上させることがで
きる。

【００３６】なお、上記実施形態１，２においては、プ
ラグ固定具１３０の筒状部１２２内に、点火トランス１
２６をも備えた例を示したが、点火トランスを備えない
ものとしても良いことは明らかである。なお、上記実施
形態では、シリンダーヘッド１４０のプラグ取付孔１４
２内に、先にプラグ１２０を挿入してから、プラグ固定
具１３０でプラグ１２０を固定したが、図６に示すよう
に、プラグ１２０とプラグ固定具１３０とを先に組み合
わせて点火プラグ組立体１００とし、その後プラグ取付
孔１４２に挿入、固定しても良い。

【００３７】（実施形態３）ついで、第３の実施形態に
ついて、図面を参照しつつ説明する。本実施形態におい
ては、上記実施形態１で説明した点火プラグ１２０（図
１参照）を用いるが、プラグ固定具およびシリンダーヘ
ッドの構造が異なるため、異なる部分を中心に説明す
る。本実施形態のプラグ固定具３３０について、図７を
参照しつつ説明する。プラグ固定具３３０の固定具本体
３３１は、金属製で、平面視（図７（ａ））六角形のフ
ランジ部３３３と、筒状部３３２と、を有する。このフ
ランジ部３３３の中央には、前記プラグ１２０の基端側
絶縁体１０２ａ（及び接続端子１１１）が遊嵌状に挿通
できる径とされた絶縁体挿通孔３３４が形成され、フラ
ンジ部下面３３３ｂとの角部は、全周にわたり、プラグ
１２０のカシメ部１０６Ａの形状に適合した、略１／４
円弧状の凹面とされたリング状の押圧面３３５とされて
いる。後述するように、この押圧面３３５で、上記プラ
グ１２０の基端側本体部１０６のカシメ部１０６Ａを押
圧する。また、筒状部３３２の外周面には雄ネジ３３２
ｂが形成され、内周面３３２ｃは、プラグ１２０の基端
側本体中央部１０６Ｂが遊嵌状に挿入できる径とされて
いる。

【００３８】ついで、本実施形態にかかるシリンダーヘ
ッド３４０について、図８を参照しつつ説明する。シリ
ンダーヘッド３４０のヘッド本体３４１は、ヘッド上面
３４１ａおよび燃焼室面３４１ｂの間を貫通するプラグ
取付孔３４２を備える。上記プラグ取付孔３４２は、上
記実施形態１のヘッド１４０と異なり、前記した点火プ
ラグ１２０を挿入したときに若干ヘッド上面３４１ａか
ら飛び出る程度の深さとされ、ヘッド上面３４１ａか
ら、順に径小となる３段の丸孔から構成されている。

【００３９】このうち、ヘッド上面３４１ａ側の挿入部
３４３は、上記プラグ固定具３３０のフランジ部３３３
が遊嵌状に挿入でき、さらに、このフランジ部３３３を
軸（図中上下方向）の周りに回転させるためのレンチを
も挿入できる径とされている。このため、後述するよう
に、プラグ固定具３３０のフランジ部３３３をレンチで
容易に回転させ得る。また、燃焼室面３４１ｂ側の先端
対応部３４５は、前記点火プラグ１２０を挿入したとき
に、その先端部１０５が遊嵌状に挿入される部分であ
る。また、挿入部３４３と先端対応部３４５の中間に位
置する本体対応部３４４は、点火プラグ１２０を挿入し
たときに、その先端側本体部１０７および基端側本体部
１０６の大半が遊嵌状に挿入される部分である。ここ
で、本体対応部３４４と先端対応部３４５の境界部に当
たるシール面３４４ａは、後述するように、プラグ１２
０のガスケット１０９が当接して、シールを行う面とな
る。さらに、この本体対応部のうちヘッド上面３４１ａ
側周囲壁面には、上記プラグ固定具３３０の筒状部３３
２に形成された雄ネジ３３２ｂに適合した雌ネジ３４４
ｂが形成されている。さらに、シリンダーヘッド本体３
４３内には、冷却水を流通させるための流通孔３４８が
形成されている。

【００４０】ついで、図９に示すように、シリンダーヘ
ッド３４０にプラグ１２０およびプラグ固定具３３０か
らなる点火プラグ組立体３００を組み付ける。なお、シ
リンダーヘッド３４０は、公知の手法によりエンジンブ
ロックに締結されているものとする。まず、シリンダー
ヘッド３４０のプラグ取付孔３４２内に、プラグ１２０
を挿入する。これにより、ガスケット１０９がシール面
３４４ａに当接する。

【００４１】さらに、前記したプラグ固定具３３０を用
いて、プラグ１２０を固定する。即ち、プラグ固定具３
３０の筒状部１３２をプラグ取付孔３４２（本体対応部
３４４）に、レンチを用いて螺挿する。フランジ部３３
３に形成した絶縁体挿通孔３３４は、基端側絶縁体１０
２ａよりやや径大とされているので、プラグ取付孔３４
２に挿入してあったプラグ１２０の基端側絶縁体１０２
ａを遊嵌状に挿入できる。その後、筒状部３３２の雄ネ
ジ３３２ｂが、本体対応部３４４の雌ネジ３４４ｂに螺
挿されて行くと、プラグ１２０のカシメ部１０６Ａとプ
ラグ固定具３３０の押圧面３３５とが当接して押圧さ
れ、ガスケット１０９とプラグ座面１０７ｓおよびシー
ル面３４４ａとの間でそれぞれシールができる。特に、
押圧面３３５が、リング状に形成されているので、カシ
メ部１０６Ａ、従って、点火プラグ１２０を周方向にわ
たって均一に押圧できるので、ガスケット１０９とプラ
グ座面１０７ｓおよびシール面１４４ａとの間のシール
も均一にできる。

【００４２】また、シリンダーヘッド３４０にプラグ１
２０を組み付けるのに、プラグ１２０は、プラグ取付孔
３４２に挿入するだけで足り、プラグ１２０の固定は、
プラグ固定具３３０をシリンダーヘッド３４０に固着す
ることで行える。従って、プラグ取付孔内に、プラグレ
ンチを差し込んでプラグ１２０をねじ込む作業が不要で
ある。また、プラグ１２０に雄ネジが形成されていない
ので、プラグを手で回転させて、ネジを仮に締めておく
必要もなく、また、ネジがカジリによって損傷すること
もない。さらに、本実施形態でも、カシメ部１０６Ａを
プラグ固定具３３０の押圧面３３５で押圧するので、カ
シメ部１０６Ａの緩みをも防止できる。特に、リング状
の押圧面３３５で、カシメ部１０６Ａを周方向にわたり
均一に押圧するので、全周にわたって確実にカシメ部１
０６Ａの緩みを防止できる。なお、本実施形態において
も、点火プラグ１２０の主体金具１０３の材質を、銅−
亜鉛合金としたので、熱引きが良く、速やかに、ガスケ
ット１０９を経由して、シール面３４４ａからシリンダ
ーヘッド３４０に、あるいは、カシメ部１０６Ａを経由
して、押圧面３３５からプラグ固定具３３０に熱を放散
できる。従って、外側電極１０８や中心電極１０１等の
温度上昇が防止でき、プレイグニッションや電極の溶損
が防止できる。

【００４３】（実施形態４）ついで、第４の実施の形態
について、図１０を参照しつつ説明する。本実施形態
は、上記実施形態１〜３と、プラグのみ異なるだけであ
るので異なる点のみ説明する。上記実施形態１，２，３
では、プラグ座面として、軸に直交する平面をもつプラ
グ座面１０７ｓをもつプラグ１２０において、ガスケッ
ト１０９として、鋼板を折り曲げて構成したいわゆるＳ
字ガスケットを用いたが、本実施形態のプラグ４２０で
は、前記プラグ１２０のうち、ガスケット１０９に代え
て、銅またはアルミニウムからなる中実ガスケット（Ｏ
リング）４０９を用いる。このような中実ガスケットを
用いた場合には、例えば実施形態１に示したようにプラ
グ固定具１３０で押圧したときに、つぶれ代が無いため
に寸法精度その他を考慮する必要がある。しかし、ガス
ケット４０９自身の熱伝導率が主体金具１０３、従って
プラグ座面１０７ｓと略同一となり、しかも両者間の接
触面積も多くなるため、プラグ座面１０７ｓを経由し
て、熱が伝わりやすい。さらに、シール面１４４ａとの
接触面積も大きく取れるので、主体金具１０３の先端部
１０５から伝わってきた熱を効率よく、シール面１４４
ａからシリンダーヘッド１４０に放散させることができ
る。従って、このようなガスケット４０９を用いた場合
には、さらに、外側電極１０８や中心電極１０１等の温
度上昇が防止され、プレイグニッションや電極等の溶損
が防止できる。

【００４４】（実施形態５）ついで、第５の実施の形態
について、図１１を参照しつつ説明する。上記実施形態
１〜４では、プラグ座面として、軸に直交する平面をも
つプラグ座面１０７ｓをもち、ガスケット１０９、４０
９でシールするフラットシートタイプのプラグを用い
た。これに対し、本実施形態では、プラグ座面５０７ｓ
をテーパ面とした、コニカルシートタイプのプラグを用
いる。コニカルシートタイプの点火プラグ５２０を用い
た場合には、先端側本体部５０７下端のテーパ面とされ
たプラグ座面５０７ｓと、同じくテーパ面とされたシー
ル面５４４ａとが、直接、かつ比較的広い面積で密着す
る。したがって、先端部１０５から伝わってきた熱を、
プラグ座面５０７ｓを経由して、シール面５４４ａから
シリンダーヘッド５４０に放散することができるので、
さらに外側電極１０８等の温度上昇を抑止でき、プレイ
グニッションや電極等の溶損が防止できる。

【００４５】以上において、本発明を各実施形態に即し
て説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して
適用できることはいうまでもない。上記実施形態では、
点火プラグに、１極のものを用いたが多極であっても良
いことは明らかである。また、沿面放電等によって着火
させるため、外側電極を形成しないものにも適用でき
る。また、上記実施形態では、点火プラグ１２０のカシ
メ部１０６Ａをプラグ固定具の押圧面（１３２ａ，３３
５）で押圧したが、カシメ部１０６Ａの強度が十分で有
れば、プラグ固定具に押圧面を形成しなくても良いこと
は明らかである。このような場合には、他の部位を押圧
するようにすれば良く、例えば、先端側本体部１０７の
上面１０７ａを押圧するようにしても良い。この場合に
は、プラグ座面１０７ｓに近い位置で押圧できるので、
より安定して押圧できる利点がある。

【００４６】また、容易に理解できるように、上記実施
形態におけるプラグ１２０等は、その軸を中心としてそ
の周方向に回転させたいずれの状態でも取りうる。従っ
て、外側電極１０８の固着部１０８ａの位置（周方向角
度）を適当に決めることができる。ところで、着火可能
な混合気の流れ（スワールＭ２）のうち、外側電極１０
８と中心電極１０１との間の放電領域を通るスワール
を、固着部１０８ａが妨げる場合、つまり、放電領域を
通るスワールの流線のうち、放電領域よりも上流側に固
着部１０８ａが位置する場合には、着火しにくくなり、
空燃比（Ａ／Ｆ値）の低い状態での駆動しかできないた
め、燃費が悪化する。また、各エンジン毎、あるいは気
筒毎に固着部１０８ａの位置が異なる場合には、駆動で
きるＡ／Ｆ値にバラツキが発生する。しかるに、上記実
施形態では、プラグ１２０等を軸周りに回転させて、固
着部１０８ａを所望の位置に位置させることができるの
であるから、適宜、固着部１０８ａの位置をスワールを
妨げない位置（例えば、図５に示すように、固着部１０
８ａをスワールＭ２の下流の位置）に調整することがで
き、燃費を向上させることができる。また、これにより
気筒間あるいはエンジン間でバラツキのないエンジンと
することができる。

【００４７】さらに、常に固着部１０８ａが所定の位置
に来るように、プラグの周方向の回転を拘束することも
考えられる。例えば、図１２に示すように、プラグ６２
０の先端側本体部１０７には、突起６０７ｔが形成さ
れ、シリンダーヘッド６４０のプラグ取付孔６４２のう
ち先端側本体対応部６４４の内周面には、キー溝６４４
ｋが形成されている。このため、プラグ６２０は、その
軸Ｏの周りに回転させると、１箇所でのみ、シリンダー
ヘッド６４０と嵌合する。さらに、このプラグ６２０に
おいては、同品番のいずれのプラグについても、この突
起６０７ｔと外側電極固着部１０８ａとは、軸Ｏから見
て、ちょうど反対方向に（図１２では、突起６０７ｔが
右端に位置し、固着部１０８ａが左端に位置している）
位置する関係にしてある。このようにすれば、固着部１
０８ａの位置は、常に所定位置に規制されるため、エン
ジン毎や気筒毎に固着部１０８ａの位置がばらつくこと
もない。さらに、スワールとの関係を適宜設定すれば、
高いＡ／Ｆ値（薄い混合気）でエンジンを駆動すること
もできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１にかかる１極フラットシートタイプ
の点火プラグの形状を示す部分破断断面図および底面図
である。

【図２】実施形態１にかかるシリンダーヘッドのプラグ
取付孔近傍の形状を示す平面図および断面図である。

【図３】実施形態１にかかるプラグ固定具の形状を示す
平面図および断面図である。

【図４】実施形態１にかかり、図１に示す点火プラグ
を、図２に示すシリンダーヘッドのプラグ取付孔内に挿
入し、図３に示すプラグ固定具で、プラグ取付孔内に固
定した状態を示す説明図である。

【図５】実施形態１にかかり、エンジン（内燃機関）に
点火プラグを組み付けた状態を示す部分破断断面図であ
る。

【図６】図１に示す点火プラグを、図３に示すプラグ固
定具に装着した点火プラグ組立体を示す部分拡大断面図
である。

【図７】実施形態３にかかるプラグ固定具の形状を示す
平面図および断面図である。

【図８】実施形態３にかかるシリンダーヘッドのプラグ
取付孔近傍の形状を示す平面図および断面図である。

【図９】実施形態３にかかり、図１に示す点火プラグ
を、図８に示すシリンダーヘッドのプラグ取付孔内に挿
入し、図７に示すプラグ固定具で、プラグ取付孔内に固
定した状態を示す説明図である。

【図１０】実施形態４にかかる１極フラットシートタイ
プの点火プラグの形状を示す部分破断断面図および底面
図である。

【図１１】実施形態５にかかり、コニカルシートタイプ
の点火プラグを用いた状態を示す説明図である。

【図１２】他の実施形態にかかり、点火プラグの主体金
具に突起を、シリンダーヘッドのプラグ取付孔にキー溝
を形成し、外側電極固着部の位置を規制した状態を示す
説明図である。

【図１３】従来の点火プラグの形状を示す部分破断断面
図である。

【図１４】従来のエンジン（内燃機関）に点火プラグを
組み付けた状態を示す部分破断断面図である。

【図１５】従来のシリンダーヘッドのプラグ取付孔近傍
の形状を示す説明図および部分拡大断面図である。

【符号の説明】

１００，３００ 点火プラグ組立体 １２０ 点火プラグ １０１ 中心電極 １０２ 絶縁体 １０３ 主体金具 １０４ 本体部 １０５ 先端部 １０６ 基端側本体部 １０６Ａ カシメ部 １０７ 先端側本体部 １０７ｓ、４０７ｓ プラグ座面 １０８ 外側電極 １０９ ガスケット １３０，３３０ プラグ固定具 １３２，３３２ 筒状部 １３２ａ，３３５ 押圧面 １３３，３３３ フランジ部 １３７ 取付孔 １４０，３４０ シリンダーヘッド １４２，３４２ プラグ取付孔 １４４ａ，３４４ａ，４４４ａ シール面

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に延びる中心電極と、上記中心電
   極の径方向周囲を取り囲んで、上記中心電極を固定する
   絶縁体と、上記絶縁体の径方向周囲を取り囲んで、上記
   絶縁体を固定する主体金具であって、先端側端部にプラ
   グ座面を備える本体部とこの本体部のプラグ座面から軸
   方向先端側に延びる先端部とを有する主体金具と、を有
   し、 上記主体金具の先端部は外周面略円筒形状とされ、 上記主体金具は銅合金またはアルミニウム合金からなる
   点火プラグと、 上記点火プラグを、内燃機関のシリンダーヘッドに形成
   されたプラグ取付孔内に、固定するためのプラグ固定具
   と、を備える点火プラグ組立体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の点火プラグ組立体であ
   って、 前記点火プラグは、主体金具の基端側端部に、前記絶縁
   体をカシメ固定するカシメ部を備え、 前記プラグ固定具は、前記シリンダーヘッドに上記点火
   プラグを固定する際に、上記主体金具のカシメ部を先端
   方向に押圧する押圧面を備えることを特徴とする点火プ
   ラグ組立体。
3. 【請求項３】 軸方向に延びる中心電極と、上記中心電
   極の径方向周囲を取り囲んで、上記中心電極を固定する
   絶縁体と、上記絶縁体の径方向周囲を取り囲んで、上記
   絶縁体を固定する主体金具であって、先端側端部にプラ
   グ座面を備える本体部とこの本体部のプラグ座面から軸
   方向先端側に延びる先端部とを有する主体金具と、を有
   する点火プラグであって、 上記主体金具の先端部は外周面略円筒形状とされ、上記
   主体金具は銅合金またはアルミニウム合金からなること
   を特徴とする点火プラグ。
4. 【請求項４】 先端側端部にプラグ座面を備え、基端側
   端部に絶縁体をカシメ固定するカシメ部を備える本体部
   と、上記本体部のプラグ座面から軸方向先端側に延び、
   外周略円筒形状の先端部と、を備える主体金具を有する
   点火プラグを、内燃機関のシリンダーヘッドに形成され
   たプラグ取付孔内に、固定するためのプラグ固定具であ
   って、 上記シリンダーヘッドに上記点火プラグを固定する際
   に、上記主体金具のカシメ部を先端方向に押圧する押圧
   面を備えることを特徴とするプラグ固定具。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のプラグ固定具であっ
   て、 前記シリンダーヘッドのヘッド上面に固着されるための
   取付孔を備えることを特徴とするプラグ固定具。