JP4413728B2

JP4413728B2 - スパークプラグ

Info

Publication number: JP4413728B2
Application number: JP2004278031A
Authority: JP
Inventors: 彰鈴木
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2004-09-24
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2024-09-24
Also published as: JP2006092955A

Description

本発明は、主体金具を加締めて絶縁碍子と一体に固定したスパークプラグに関するものである。

従来、内燃機関には点火のためのスパークプラグが用いられている。一般的なスパークプラグは、中心電極が挿設された絶縁碍子を保持する主体金具と、この主体金具の先端部に溶接された接地電極を有しており、この接地電極の他端部と、中心電極の先端部とが対向して火花放電ギャップを形成している。そして、中心電極と接地電極との間で火花放電が行われる。

このようなスパークプラグでは、主体金具の内周面に形成した段部にて絶縁碍子の外周面に形成した段部を支持した状態で、主体金具の後端側に設けた加締め蓋を加締めることによって、絶縁碍子と主体金具とが一体に固定される。この加締め蓋の内部にタルクやパッキンを収容し、主体金具と絶縁碍子との固定を確実なものとするため、加締め蓋の端部は絶縁碍子に当接する形態となっている。

近年、自動車エンジンの出力向上、省燃費化がますます求められ、これに伴いエンジン側の設計の自由度の確保の点から、スパークプラグの小径化やロングリーチ化が求められている。スパークプラグの小径化、ロングリーチ化が進むに連れ、絶縁碍子の胴部の外径についても細くなり、これにともない強度も低下する。

このような小径のスパークプラグにおいて加締め蓋が絶縁碍子に直接あたる構造を有した場合、例えばエンジンへの取り付けの際にレンチ等スパークプラグ取付用工具が絶縁碍子に当たるなど、絶縁碍子が外部より衝撃を受けると、胴部に当接する加締め蓋の端部を支点として絶縁碍子が折れたり傷付いたりする虞があった。こうした絶縁碍子の折損を防止するには、主体金具の加締め蓋の端部を絶縁碍子の胴部に当接させないようにして、絶縁碍子と主体金具とを一体に固定するとよい（例えば特許文献１参照）。
特開平１０−１２５４４４号公報

しかしながら、加締め蓋の端部と絶縁碍子の胴部との間に間隙が設けられるように絶縁碍子と主体金具とを一体に組み付けると、絶縁碍子が外部より衝撃を受けた場合に、加締め蓋によって絶縁碍子を支えることができないため絶縁碍子の軸線方向に対するぶれが生じ、結果的に加締め蓋の端部に絶縁碍子の胴部が当接してしまう虞があった。また、ぶれが生じても両者が当接しないように両者間の間隙を広く設定した場合、加締めを行っても主体金具と絶縁碍子との間の気密性が保てなくなる場合が生じてしまう。そこで両者間にパッキンを介在させた場合に、このパッキンを支点として絶縁碍子が折損する虞が生ずるという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、絶縁碍子が外部からの衝撃を受けても折損し難いスパークプラグを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のスパークプラグは、自身の先端側に火花放電のための電極を形成する軸状の中心電極と、前記中心電極の軸線方向に延びる軸孔を有し、その軸孔の内部で前記中心電極を保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の径方向周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を自身の内周面に形成した段部に係止させた状態で、自身の基端側に加締め蓋を設けて前記絶縁碍子の胴部を保持する主体金具と、前記加締め蓋の内周面と前記絶縁碍子の前記胴部の外周面との間に介在する環状のパッキンとを備え、前記パッキンの外径をＧ（ｍｍ）、前記パッキンの内径をＬ（ｍｍ）、前記加締め蓋の最小径部の内径をｄ（ｍｍ）とするとき、（Ｇ＋Ｌ）／２≧ｄ＞Ｌを満たし、かつ、前記加締め蓋の硬度をＭ（Ｈｖ）、前記パッキンの硬度をＮ（Ｈｖ）とするとき、Ｎ＜Ｍを満たし、さらに、前記主体金具の内周面で、前記加締め蓋の内周面から先端側へ連続する部位の内径をＥ（ｍｍ）とするとき、Ｅ−Ｇ≧０．１（ｍｍ）を満たすことを特徴とする。

また、請求項２に係る発明のスパークプラグは、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記加締め蓋の最小径部において、前記絶縁碍子の軸線方向と直交する断面の面積をＪとするとき、Ｊ≦６０（ｍｍ^２）を満たすことを特徴とする。

また、請求項３に係る発明のスパークプラグは、請求項１または２に記載の発明の構成に加え、前記加締め蓋の内周面およびこれと連続する前記主体金具の内周面と、前記絶縁碍子の前記胴部の外周面との間には、滑石が封入されることを特徴とする。

請求項１に係る発明のスパークプラグでは、加締め蓋の内周面と絶縁碍子の胴部の外周面との間に環状のパッキンを介在させた状態で加締め、主体金具と絶縁碍子とを一体にしており、このとき、パッキンの外径Ｇと内径Ｌと、加締め蓋の最小径部の内径ｄとの間の関係が（Ｇ＋Ｌ）／２≧ｄ＞Ｌとなるようにすることで、パッキンによる密閉性を高めるとともに、加締め蓋が絶縁碍子に当接しないようにすることができる。こうすることで、絶縁碍子が外部より衝撃を受けた際に加締め蓋を支点として折損することを防止することができる。

また、上記構成とすれば絶縁碍子には加締め蓋が当接しないがパッキンが当接するが、絶縁碍子が外部より衝撃を受けた際にパッキンを支点として絶縁碍子が折損しないように、本発明では加締め蓋の硬度よりもパッキンの硬度が低くなるようにした。こうすることで、絶縁碍子が外部より衝撃を受けた際にパッキンが緩衝材として機能し、衝撃を吸収するため、絶縁碍子が折損することを防止することができる。

また、主体金具の内周面の内径Ｅとパッキンの外径Ｇとの差分が０．１ｍｍ以上となるようにしたので、パッキンと主体金具の内周面との間に遊びが設けられ、絶縁碍子が外部より衝撃を受けた際に、パッキンが若干位置をずらし衝撃を吸収することができるので、耐折損性を向上することができる。

また、請求項２に係る発明のスパークプラグでは、請求項１に係る発明の効果に加え、軸線方向と直交する断面の面積Ｊが６０ｍｍ^２以下である絶縁碍子を用いたスパークプラグに対し本発明を適用したので、硬度の高い加締め蓋が直接絶縁碍子に当接しないようにした耐折損性の向上の効果や、絶縁碍子が外部から衝撃を受けた際の衝撃吸収の効果を十分に発揮することができる。

また、請求項３に係る発明のスパークプラグでは、請求項１または２に係る発明の効果に加え、加締め蓋の内周面およびこれと連続する主体金具の内周面と、絶縁碍子の胴部の外周面との間に滑石を封入したので、両者間に介在するパッキンの位置決めをすることができるとともに、絶縁碍子が外部より衝撃を受けた際に緩衝材として機能させることができ、絶縁碍子の耐折損性を向上することができる。

以下、本発明を具体化したスパークプラグの一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態のスパークプラグの一例としてのスパークプラグ１００の構造について説明する。図１は、スパークプラグ１００の部分断面図である。なお、図１において、スパークプラグ１００の軸線Ｏ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１００の先端側、上側を後端側として説明する。

図１に示すように、スパークプラグ１００は、概略、絶縁体を構成する絶縁碍子１０と、この絶縁碍子１０を保持する主体金具５０と、絶縁碍子１０内に軸線Ｏ方向に保持された中心電極２０と、主体金具５０の先端面５７に基部３２を溶接され、先端部３１の一側面が中心電極２０の先端部２２に対向する接地電極３０と、絶縁碍子１０の後端部に設けられた端子金具４０とから構成されている。

まず、このスパークプラグ１００の絶縁体を構成する絶縁碍子１０について説明する。絶縁碍子１０は周知のようにアルミナ等を焼成して形成され、軸中心に軸線Ｏ方向へ延びる軸孔１２が形成された筒形状を有する。この絶縁碍子１０の胴部１８の略中央には、胴部１８よりも拡径された鍔部１９が形成されている。また、胴部１８よりも先端側（図１における下側）には、胴部１８よりも外径が細く形成され、内燃機関の燃焼室に曝される脚長部１３が設けられている。そして、脚長部１３と胴部１８との間は段部１５として形成されている。

次に、中心電極２０は、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル系合金等で形成され、内部に熱伝導性に優れる銅等からなる金属芯２３を有している。中心電極２０の先端部２２は絶縁碍子１０の先端面から突出しており、先端側に向かって径小となるように形成されている。その先端部２２の先端面には、耐火花消耗性を向上するため貴金属からなるチップ９１が接合されている。また、中心電極２０は、軸孔１２の内部に設けられたシール体４およびセラミック抵抗３を経由して、上方の端子金具４０に電気的に接続されている。そして端子金具４０には高圧ケーブル（図示外）がプラグキャップ（図示外）を介して接続され、高電圧が印加されるようになっている。

次いで、接地電極３０について説明する。接地電極３０は耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル合金が用いられる。この接地電極３０は自身の長手方向の横断面が略長方形を有しており、基部３２が主体金具５０の先端面５７に溶接により接合されている。また、接地電極３０の先端部３１は、一側面側が中心電極２０の先端部２２に対向するように屈曲されている。

次に、主体金具５０について説明する。主体金具５０は、図示外の内燃機関のエンジンヘッドにスパークプラグ１００を固定するための円筒状の金具であり、絶縁碍子１０を取り囲むようにして保持している。主体金具５０は鉄系材料より形成され、図示外のスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部５１と、図示外の内燃機関上部に設けられたエンジンヘッドに螺合する雄ねじ部５２とを備えている。また、工具係合部５１より後端側には加締め部５３が設けられ、加締め部５３の内周面５９は、工具係合部５１の内周面５８に連続する面として形成されている。なお、加締め部５３が、本発明における「加締め蓋」に相当する。

そして主体金具５０の加締め部５３の先端部６０を内側に折り曲げるようにして加締めることにより、主体金具５０内に形成された段部５６に板パッキン８を介して絶縁碍子１０の段部１５が支持されて、主体金具５０と絶縁碍子１０とが一体にされる。加締めによる密閉を完全なものとするため、主体金具５０の加締め部５３の内周面５９および工具係合部５１の内周面５８と、絶縁碍子１０の胴部１８の外周面１７との間に、断面円形で環状の外パッキン６と内パッキン７とが介在され、さらに外パッキン６と内パッキン７との間にタルク（滑石）９の粉末が充填されている。すなわち、主体金具５０は、板パッキン８、外パッキン６、内パッキン７およびタルク９を介して絶縁碍子１０を保持している。外パッキン６と内パッキン７とは、軟鉄や銅などの金属材料から形成され、断面円形で環状に成形される。また、主体金具５０の工具係合部５１と雄ねじ部５２との間には鍔部５４が形成され、雄ねじ部５２の後端側近傍、すなわち鍔部５４の座面５５にはガスケット５が嵌挿されている。なお、外パッキン６が、本発明における「パッキン」に相当する。また、タルク９が、本発明における「滑石」に相当する。

このように構成されたスパークプラグ１００では、主体金具５０の加締め部５３の先端部６０が絶縁碍子１０の胴部１８の外周面１７に当接しないように、本実施の形態では両者の位置関係を設定している。以下、図２〜図４を参照して、各部位の位置関係について説明する。図２は、スパークプラグ１００の主体金具５０のかしめ部５３付近の要部拡大部分断面図である。図３は、図２の２点鎖線Ａ−Ａ'における矢視方向からみたスパークプラグ１００の断面図である。図４は、図２の２点鎖線Ｂ−Ｂ'における矢視方向からみたスパークプラグ１００の断面図である。

以下、図２〜図４に示すように、絶縁碍子１０の胴部１８の外径、すなわち、胴部１８に当接する外パッキン６の内径をＬ（ｍｍ）、この外パッキン６の外径をＧ（ｍｍ）とする。このとき、断面円形で環状の外パッキン６の中心を通る線（中心線）の直径をＣ（ｍｍ）とすると、Ｃ＝（Ｇ＋Ｌ）／２（ｍｍ）となる。また、胴部１８に向かって屈曲された加締め部５３の先端部６０において、胴部１８の外周面１７に最も近い部分（最小径部）の内径をｄ（ｍｍ）とする。さらに、加締め部５３の内周面５９から、主体金具５０の先端側へ向けて連続する部位の内径をＥ（ｍｍ）とする。なお、加締めにより屈曲される以前の加締め部５３の内周面５９の内径は、この内周面５９が工具係合部５１の内周面５８に連続するため、内周面５８の内径Ｅと同じとなる。つまり、内径Ｅの基準となる位置は、加締め部５３の内周面５９においては、加締めにより湾曲される部分の起点の位置といえる。

本実施の形態では、加締め部５３の最小径部が絶縁碍子１０の胴部１８の外周面１７に接触しないように、外パッキン６の内径Ｌと加締め部５３の最小径部の内径ｄとの関係を、ｄ＞Ｌとしている。また、加締め部５３は、外パッキン６と内パッキン７との間にタルク９を封入した状態で加締め、絶縁碍子１０と主体金具５０との密閉を行うものであり、その加締め部５３の先端部６０にてタルク９が漏出しないように外パッキン６で閉蓋する。外パッキン６による密閉性を高めるためには、加締め部５３の最小径部の内径ｄと、外パッキン６の中心線の直径Ｃとが、Ｃ≧ｄの関係を満たすことが好ましい。つまり、図３のように上方より加締め部５３の最小径部と外パッキン６とを見たときに、外パッキン６の中心線と同じ位置、もしくは中心線よりも絶縁碍子１０の胴部１８寄りの位置に加締め部５３の最小径部があり、かつ、胴部１８に接触していないことが望ましい。

また、この加締めにより外パッキン６が絶縁碍子１０の胴部１８に当接することとなるが、外パッキン６の硬度が高いと、絶縁碍子１０が外部より衝撃を受けた場合に外パッキン６を支点として折損する虞がある。これを防止するには、外パッキン６の硬度をＮ（Ｈｖ）、主体金具５０の硬度、特に加締め部５３の硬度をＭ（Ｈｖ）とするとき、Ｎ＜Ｍであることが望ましい（硬度はビッカース硬さＨｖによる。）。この外パッキン６の硬度を規定したことによる耐折損性の向上の効果は、後述する実施例１により確認することができた。

さらに、外パッキン６と加締め部５３の内周面５９との間に遊びを設け、絶縁碍子１０の耐折損性を向上させることができる。このためには、工具係合部５１の内周面５８の内径Ｅと、外パッキン６の外径Ｇとの間の距離（遊び）が、Ｅ−Ｇ≧０．１（ｍｍ）の関係を満たすことが望ましい。加締めにより加締め部５３の内周面５９は断面が弧状となるように変形される。外パッキン６は断面円形で環状であるので、工具係合部５１の内周面５８の内径Ｅと、外パッキン６の外径Ｇとの間に距離が設けられれば遊びとして機能し、絶縁碍子１０に外部から衝撃が与えられた際に、パッキン６が若干位置をずらして衝撃を吸収することができるので、絶縁碍子１０の耐折損性を向上させることができる。さらに、両者間にタルク９を介在させれば、外パッキン６の位置固定と、外パッキン６よりは硬度の低いタルク９による衝撃の吸収との効果が期待できる。このように遊びを設けたことによる絶縁碍子の耐折損性の向上の効果は、後述する実施例２により確認することができた。

また、絶縁碍子１０の軸線方向と直交する断面（以下、「軸断面」という。）の面積をＪ（ｍｍ^２）とするとき、Ｊ≦６０（ｍｍ^２）であることが望ましい。絶縁碍子１０の軸断面の面積が６０ｍｍ^２より大きい場合、絶縁碍子１０の外径も太い場合が多い。太径の絶縁碍子１０であれば、絶縁碍子１０そのものの耐折損性が高いので、加締め部５３の最小径部が胴部１８に当接した構成であっても折損しにくいことが、後述する実施例３により確認することができた。つまり、細径の絶縁碍子１０に本発明を適用すれば、本発明の構成による効果を十分に発揮することができる。なお、この軸断面の測定部位は加締め部５３の先端部６０のうち、その厚みのある部分内であればよい。

このように構成したスパークプラグについて、本発明の効果を確認するため、実施例１〜３に示す試験を行った。以下、図５〜図７を参照して、実施例１〜３について説明する。図５は、パッキンの硬さと、絶縁碍子が破断する破断エネルギーとの関係を示すグラフである。図６は、主体金具の内周面の内径とパッキンの外径との径差と、絶縁碍子が破断する破断エネルギーとの関係を示すグラフである。図７は、絶縁碍子の胴部の軸断面の面積と、パッキンの有無によって異なる絶縁碍子の破断エネルギーの比率との関係を示すグラフである。

なお、実施例１〜３において、絶縁碍子が破断する破断エネルギーの測定は、公知のシャルピー試験によって行った。シャルピー試験の概要は以下の通りである。スパークプラグの軸線Ｏ方向を上下方向とし火花放電ギャップを下方に向け、試験台のねじ穴に主体金具の雄ねじ部を螺合させてスパークプラグを固定する。また、スパークプラグの軸線Ｏ方向上方に軸支点を有するハンマーを、旋回可能に設ける。このとき、ハンマーの先端を持ち上げ、リリース後に自由落下によりこのハンマーを旋回させたときに、ハンマー先端がスパークプラグの絶縁碍子の後端側（端子金具側）から略１ｍｍの部位に衝突するようにする。そして、ハンマーの持ち上げ角度（軸線Ｏ方向に対する角度）を所定角度ずつ大きくしながらハンマー先端を絶縁碍子に衝突させ、これを繰り返し行い、絶縁碍子に破断が発生した際の持ち上げ角度に基づいて破断エネルギーを求めた。

また、実施例１〜３において、パッキンや主体金具の硬さはビッカース硬さＨｖにて求めたが、この試験方法についてはＪＩＳ：Ｚ２２２４に規定された方法を用いた。このとき、ＪＩＳ：Ｂ７７２５に適合するビッカース硬さ試験機を用い、試験荷重は２Ｎとした。

［実施例１］
まず、パッキンの硬さと、絶縁碍子の破断エネルギーとの関係について確認するための試験を行った。硬度の異なるパッキンを組み付けたスパークプラグをテストサンプルとして作製し、各テストサンプルに対しシャルピー試験を行って絶縁碍子の破断エネルギーを求めた。このときのスパークプラグの構成は、絶縁碍子の軸断面の面積を３７ｍｍ^２、主体金具の加締め部の硬度を１８０Ｈｖ、主体金具の工具係合部の内径Ｅとパッキンの外径Ｇとの径差がゼロ、すなわち両者間に遊びが無くタルクが介在しない状態とした。

この試験の結果、硬度がそれぞれ、「１００」，「１２０」，「１４０」，「１６０」，「１８０」，「２００」，「２２０」，「２４０」，「２６０」（Ｈｖ）であるパッキンを組み付けた９つのテストサンプルにおける絶縁碍子の破断エネルギーはそれぞれ、「０．５２」，「０．４９」，「０．４３」，「０．３４」，「０．２５」，「０．２」，「０．１８」，「０．１７」，「０．１７」（Ｊ）となった。これを図５に示すようにグラフ化したところ、パッキンの硬さが加締め部の硬さと同じ１８０Ｈｖである場合（図中▲で示す）よりもパッキンの硬度が低い方が絶縁碍子の破断エネルギーが高く、絶縁碍子が折損しにくくなることがわかった。すなわち、パッキンの硬度Ｎ＜主体金具の特に加締め部の硬度Ｍであるとよいことがわかった。

［実施例２］
次に、主体金具の内周面の内径（図２における内径Ｅ）とパッキンの外径（図２における外径Ｇ）との径差（遊び）と、絶縁碍子の破断エネルギーとの関係について確認するための試験を行った。内径が一定で外径の異なる円環状のパッキン（すなわち環状部分の内径は同じで、断面積を異ならせたパッキン）を組み付けたスパークプラグをテストサンプルとして作製し、各テストサンプルに対しシャルピー試験を行って絶縁碍子の破断エネルギーを求めた。このときのスパークプラグの構成は、絶縁碍子の軸断面の面積を３７ｍｍ^２、主体金具の加締め部の硬度を１８０Ｈｖ、パッキンの硬度を１２０Ｈｖとした。

この試験の結果、主体金具の内周面の内径とパッキンの外径との径差をそれぞれ、「０」，「０．０５」，「０．１」，「０．２」，「０．３」，「０．４」，「０．５」（ｍｍ）とした７つのテストサンプルにおける絶縁碍子の破断エネルギーはそれぞれ、「０．４９」，「０．５」，「０．５６」，「０．５９」，「０．５９」，「０．５９」，「０．５９」（Ｊ）となった。これを図６に示すようにグラフ化したところ、径差が０．１ｍｍ以上では絶縁碍子の破断エネルギーがほぼ一定となり、径差が０．１ｍｍ未満の場合と比べ破断エネルギーが高く、絶縁碍子が折損しにくくなることがわかった。すなわち、主体金具内周面とパッキンとの間の遊び（主体金具の内径Ｅ−パッキンの外径Ｇ）が０．１ｍｍ以上であれば、パッキンが若干位置をずらし絶縁碍子が外部から受けた衝撃を吸収することができるので、絶縁碍子が折損しにくくなることがわかった。

［実施例３］
次いで、絶縁碍子の胴部の軸断面の面積と、パッキンの有無によって異なる絶縁碍子の破断エネルギーの比率との関係について確認するための試験を行った。軸断面の面積が異なる４つの絶縁碍子を用い、それぞれについて、加締め部の最小径部が絶縁碍子の胴部に当接するテストサンプルと、絶縁碍子の胴部に加締め部が接触せず、パッキンが当接するテストサンプルを作製した。そして、各テストサンプルに対しシャルピー試験を行って絶縁碍子の破断エネルギーを求めた。このときのスパークプラグの構成は、主体金具の加締め部の硬度を１８０Ｈｖ、パッキンの硬度を１４０Ｈｖ、主体金具の工具係合部の内径Ｅとパッキンの外径Ｇとの径差がゼロ、すなわち両者間に遊びが無くタルクが介在しない状態とした。

この結果、軸断面の面積が「１０１」（ｍｍ^２）である絶縁碍子を組み付けた２種のテストサンプルにおいて、加締め部が絶縁碍子の胴部に当接するテストサンプルでは、絶縁碍子の破断エネルギーが「１．４６」（Ｊ）であり、絶縁碍子の胴部に加締め部が接触せずパッキンが当接するテストサンプルでは、絶縁碍子の破断エネルギーが「１．３１」（Ｊ）となった。そして、パッキンが当接する場合の破断エネルギーに対する加締め部が当接する場合の破断エネルギーの比率は「１．１１」となった。同様に、軸断面の面積がそれぞれ、「７５」，「６０」，「３７」（ｍｍ^２）である絶縁碍子を用いたテストサンプルにおいて、加締め部が絶縁碍子の胴部に当接するテストサンプルでは、絶縁碍子の破断エネルギーがそれぞれ、「０．９５」，「０．７」，「０．４３」（Ｊ）であり、絶縁碍子の胴部に加締め部が接触せずパッキンが当接するテストサンプルでは、絶縁碍子の破断エネルギーがそれぞれ、「０．８５」，「０．４９」，「０．２５」（Ｊ）であった。そして、そのそれぞれにおおいて、パッキンが当接する場合の破断エネルギーに対する加締め部が当接する場合の破断エネルギーの比率は「１．１２」，「１．４３」，「１．７２」となった。

前記破断エネルギーの比率が１に近いほど、パッキンの有無と絶縁碍子の折損との関係が小さいことを意味する。上記試験の結果を図７に示すようにグラフ化したところ、軸断面の面積が７５ｍｍ^２以上の絶縁碍子ではパッキンを設けたことによる破断エネルギーの上昇がほとんど無いことがわかった。絶縁碍子の軸断面の面積がもともと大きいため絶縁碍子自体の強度が高く、加締め部が胴部に当接したとしても、それが絶縁碍子の破断エネルギーを低下させる原因とはならないことがわかる。つまり、軸断面の面積が６０ｍｍ^２以下の絶縁碍子において、パッキンを設けることで耐折損性を向上させることができることがわかった。

なお、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、図８に示すスパークプラグ２００のように、断面の形状を矩形としたパッキン２０６を用いてもよい。また、図示しないが、パッキンの断面の形状は楕円形状でも、多角形状でもよく、本実施の形態と同様に環状をなし、その外径、内径、硬さが本発明の条件を満たせばよい。また、パッキンは連続した完全な環状でなくともよい。

また、図９に示すスパークプラグ３００のように、絶縁碍子３１０の鍔部３１９を後方に延長させて形成し、加締め部５３と胴部３１８との間に外パッキン６のみを介在させた状態で加締めを行って、主体金具５０と絶縁碍子３１０との間の密閉を行ってもよい。

本発明はスパークプラグや温度センサ、ガスセンサなどにおいて、絶縁碍子等のセラミックの基体と主体金具とを一体に固定する場合に適用することができる。

スパークプラグ１００の部分断面図である。スパークプラグ１００の主体金具５０のかしめ部５３付近の要部拡大部分断面図である。図２の２点鎖線Ａ−Ａ'における矢視方向からみたスパークプラグ１００の断面図である。図２の２点鎖線Ｂ−Ｂ'における矢視方向からみたスパークプラグ１００の断面図である。パッキンの硬さと、絶縁碍子が破断する破断エネルギーとの関係を示すグラフである。主体金具の内周面の内径とパッキンの外径との径差と、絶縁碍子が破断する破断エネルギーとの関係を示すグラフである。絶縁碍子の胴部の軸断面の面積と、パッキンの有無によって異なる絶縁碍子の破断エネルギーの比率との関係を示すグラフである。パッキンの断面形状の変形例を示す図である。加締めによる密閉を外パッキン６のみで行う場合の変形例を示す図である。

６外パッキン
９タルク
１０絶縁碍子
１２軸孔
１７外周面
１８胴部
２０中心電極
５０主体金具
５１工具係合部
５３加締め部
５６段部
５８，５９内周面
１００スパークプラグ

Claims

自身の先端側に火花放電のための電極を形成する軸状の中心電極と、
前記中心電極の軸線方向に延びる軸孔を有し、その軸孔の内部で前記中心電極を保持する絶縁碍子と、
前記絶縁碍子の径方向周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を自身の内周面に形成した段部に係止させた状態で、自身の基端側に加締め蓋を設けて前記絶縁碍子の胴部を保持する主体金具と、
前記加締め蓋の内周面と前記絶縁碍子の前記胴部の外周面との間に介在する環状のパッキンと
を備え、
前記パッキンの外径をＧ（ｍｍ）、前記パッキンの内径をＬ（ｍｍ）、前記加締め蓋の最小径部の内径をｄ（ｍｍ）とするとき、
（Ｇ＋Ｌ）／２≧ｄ＞Ｌ
を満たし、かつ、
前記加締め蓋の硬度をＭ（Ｈｖ）、前記パッキンの硬度をＮ（Ｈｖ）とするとき、
Ｎ＜Ｍ
を満たし、さらに、
前記主体金具の内周面で、前記加締め蓋の内周面から先端側へ連続する部位の内径をＥ（ｍｍ）とするとき、
Ｅ−Ｇ≧０．１（ｍｍ）
を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
前記加締め蓋の最小径部において、前記絶縁碍子の軸線方向と直交する断面の面積をＪとするとき、
Ｊ≦６０（ｍｍ^２）
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。
前記加締め蓋の内周面およびこれと連続する前記主体金具の内周面と、前記絶縁碍子の前記胴部の外周面との間には、滑石が封入されることを特徴とする請求項１または２に記載のスパークプラグ。