JP5816643B2 - 点火プラグ - Google Patents

Description

本発明は、点火プラグに関する。

ガソリンエンジンなどの内燃機関の点火に使用される点火プラグとして、中心電極が絶縁碍子に挿入され、絶縁碍子が主体金具に挿入された構造の点火プラグが用いられている。かかる点火プラグの製造過程では、主体金具のうち、絶縁碍子の挿入方向に沿った一方の端部が加締められることにより、主体金具が絶縁碍子に組み付けられる（特許文献１）。点火プラグは、非常に高温かつ高圧環境下で用いられるため、高いシール性が求められていた。そこで、従来は、加締め荷重を増加させることにより、加締め部と絶縁碍子との間に配置された滑石の充填密度を増加させて、点火プラグのシール性を向上させていた。

特開２００６−６６３８５号公報

しかしながら、加締め荷重を増加させると、主体金具において加締め部に隣接して配置された工具係合部の外形が変形して工具が係合できないという問題が発生し得る。工具係合部は、工具形状と合致する平面視形状（例えば、正六角形）を有し、点火プラグを内燃機関等に固定する際に工具と係合する。また、加締め荷重を増加させると、主体金具において、点火プラグを内燃機関等に固定するための雄ねじ部の長さが延び、内燃機関等に形成された雌ねじ部に螺合しなくなるという問題が発生し得る。このように、加締め荷重を増加させる方法によると、主体金具が変形するためにシール性の向上には限界があった。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[形態１] 中心電極と、
前記中心電極が挿入されている筒状の絶縁碍子と、
自身の後端部が加締められた加締め部と、取付用の雄ねじ部と、前記雄ねじ部より前記加締め部側に配置され、径方向に膨出する座部と、前記座部より前記加締め部側に配置され、屈曲された屈曲部とを有し、前記絶縁碍子が挿入される筒状の主体金具と、
を備える点火プラグであって、
前記屈曲部は、前記屈曲部のうち前記主体金具の中心軸を中心とした外径が最大の最大外径部と、前記屈曲部のうち前記最大外径部より前記加締め部側において前記外径が最小の第１最小外径部と、前記屈曲部のうち前記最大外径部より前記座部側において前記外径が最小の第２最小外径部と、を有し、
前記中心軸を含む断面における前記屈曲部において、前記第１最小外径部の前記中心軸から最も遠い点と前記第２最小外径部の前記中心軸から最も遠い点との間の距離をＬ１とし、前記第１最小外径部の前記中心軸から最も遠い点と前記最大外径部の前記中心軸から最も遠い点との間の距離をＬ２とし、前記第２最小外径部の前記中心軸から最も遠い点と前記最大外径部の前記中心軸から最も遠い点との間の距離をＬ３としたとき、０．０１≦（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）≦０．３を満たし、
前記雄ねじ部のねじ径がＭ１８以上であることを特徴とする、点火プラグ。
上記形態１の点火プラグによれば、０．０１≦（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）を満たすので、屈曲部として比較的大きく屈曲した屈曲部が採用され得る。このため、屈曲に際して比較的大きな荷重が加えられており、点火プラグにおけるシール性を向上させることができる。加えて、（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）≦０．３を満たすので、屈曲に際して非常に大きな荷重が加えられることを抑制でき、主体金具の変形を抑制できる。また、一般に、雄ねじ部のねじ径がＭ１８以上の大型の点火プラグは、産業用ガスエンジン等の大型装置に用いられる。大型装置における点火プラグの使用環境は、非常に高温および高圧である。したがって、この形態の点火プラグによれば、非常に高温および高圧環境下で用いられてもシール性の低下を抑制できる。

（１）本発明の一形態によれば、中心電極と、前記中心電極が挿入されている筒状の絶縁碍子と、自身の後端部が加締められた加締め部と、取付用の雄ねじ部と、前記雄ねじ部より前記加締め部側に配置され、径方向に膨出する座部と、前記座部より前記加締め部側に配置され、屈曲された屈曲部とを有し、前記絶縁碍子が挿入される筒状の主体金具と、を備える点火プラグが提供される。この点火プラグは、屈曲部は、前記屈曲部のうち前記主体金具の中心軸を中心とした外径が最大の最大外径部と、前記屈曲部のうち前記最大外径部より前記加締め部側において前記外径が最小の第１最小外径部と、前記屈曲部のうち前記最大外径部より前記座部側において前記外径が最小の第２最小外径部と、を有し、前記中心軸を含む断面における前記屈曲部において、前記第１最小外径部の前記中心軸から最も遠い点と前記第２最小外径部の前記中心軸から最も遠い点との間の距離をＬ１とし、前記第１最小外径部の前記中心軸から最も遠い点と前記最大外径部の前記中心軸から最も遠い点との間の距離をＬ２とし、前記第２最小外径部の前記中心軸から最も遠い点と前記最大外径部の前記中心軸から最も遠い点との間の距離をＬ３としたとき、０．０１≦（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）≦０．３を満たすことを特徴とする。この形態の点火プラグによれば、０．０１≦（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）を満たすので、屈曲部として比較的大きく屈曲した屈曲部が採用され得る。このため、屈曲に際して比較的大きな荷重が加えられており、点火プラグにおけるシール性を向上させることができる。加えて、（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）≦０．３を満たすので、屈曲に際して非常に大きな荷重が加えられることを抑制でき、主体金具の変形を抑制できる。

（２）上記形態の点火プラグにおいて、０．０１５≦（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）を満たしてもよい。この形態の点火プラグによれば、非常に高い温度環境下においてもシール性を向上させることができる。

（３）上記形態の点火プラグにおいて、さらに前記絶縁碍子と前記主体金具との前記中心軸に沿った方向の間に配置されるシール部材を備え、前記点火プラグにおいて前記雄ねじ部が配置される側を先端側とし、前記雄ねじ部が配置されない側を後端側としたとき、前記加締め部の後端と、前記シール部材と前記絶縁碍子との接触部における後端との間の前記中心軸に沿った距離は、３５ｍｍ以上であってもよい。一般に、加締め部の後端と、シール部材と絶縁碍子との接触部における後端との間の中心軸に沿った距離が３５ｍｍ以上であると、高温環境下において主体金具の延伸量が大きくなり、シール性が低下し易い。しかしながら、この形態の点火プラグによれば、０．０１≦（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）≦０．３を満たすため、シール性の低下を抑制できる。

（４）上記形態の点火プラグにおいて、雄ねじ部のねじ径がＭ１８以上であってもよい。一般に、雄ねじ部のねじ径がＭ１８以上の大型の点火プラグは、産業用ガスエンジン等の大型装置に用いられる。大型装置における点火プラグの使用環境は、非常に高温および高圧である。したがって、この形態の点火プラグによれば、非常に高温および高圧環境下で用いられてもシール性の低下を抑制できる。

（５）上記形態の点火プラグにおいて、点火プラグにおいて前記雄ねじ部が配置される側を先端側とし、前記雄ねじ部が配置されない側を後端側としたとき、前記加締め部の後端と前記屈曲部の後端との間の少なくとも一部において、前記絶縁碍子の外周面と前記主体金具の内周面との間に滑石が配置されてもよい。この形態の点火プラグによれば、加締め部の後端と屈曲部の後端との間の少なくとも一部において、絶縁碍子の外周面と主体金具の内周面との間に滑石が配置されるので、後端側における絶縁碍子と主体金具との間のシール性を向上させることができる。

本発明は、点火プラグ以外の種々の形態で実現することも可能である。例えば、点火プラグの製造方法、スパークプラグ、スパークプラグの製造方法等の形態で実現することができる。

本発明の一実施形態としてのスパークプラグの部分断面図である。 図１に示す屈曲部５８を拡大して示す説明図である。 本実施例におけるシール性試験の内容を模式的示す説明図である。 本実施例におけるシール性の評価方法を模式的に示す説明図である。 シール性評価試験の結果を示す説明図である。

Ａ．実施形態：
Ａ１．スパークプラグの構成：
図１は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグの部分断面図である。図１では、スパークプラグ１００の軸心である軸線ＣＸを境界として、右側にスパークプラグ１００の外観形状を図示し、左側にスパークプラグ１００の断面形状を示している。以下の説明では、軸線ＣＸに平行であって図１の下方側（スパークプラグ１００において後述する接地電極３０が配置されている側）を先端側と呼び、図１の上方側（スパークプラグ１００において後述する端子金具４０が配置されている側）を後端側と呼ぶ。

スパークプラグ１００は、中心電極２０と、絶縁碍子１０と、端子金具４０と、主体金具５０と、接地電極３０とを備える。なお、スパークプラグ１００の軸線ＣＸは、中心電極２０、絶縁碍子１０、端子金具４０及び主体金具５０の各部材の軸心でもある。

中心電極２０は、軸線ＣＸに沿った方向（軸線方向ＸＤ）に延びる棒状の電極である。中心電極２０のうち、先端部を除く他の部分の外周は、絶縁碍子１０によって保持されている。中心電極２０は、例えば、インコネル（登録商標）などのニッケルを主成分とするニッケル合金により形成することができる。中心電極２０の後端は、セラミック抵抗３およびシール体４を介して端子金具４０に電気的に接続される。

絶縁碍子１０は、中心電極２０のうち、先端部分を除く他の部分が挿入された略筒状の絶縁体である。絶縁碍子１０は、例えば、アルミナを始めとする絶縁性セラミックス材料を焼成して形成することができる。絶縁碍子１０は、先端側から後端側に沿って順番に、脚長部１３と、碍子段部１５と、先端側胴部１７と、中央胴部１９と、後端側胴部１８とを備えている。脚長部１３は、後端側から先端側に向かって外径が次第に減少する筒状の部位である。先端側胴部１７は、脚長部１３よりも大きな外径を有する筒状の部位である。碍子段部１５は、脚長部１３の後端と先端側胴部１７の先端とを接続する部位である。中央胴部１９は、先端側胴部１７と後端側胴部１８との軸線方向ＸＤに沿った間に配置され、先端側胴部１７及び後端側胴部１８に比べて大きな外径を有する部位である。後端側胴部１８は、主体金具５０と端子金具４０との間に配置され、主体金具５０と端子金具４０との間に十分な絶縁距離を確保するために用いられる。

端子金具４０は、先端側が絶縁碍子１０の軸孔１２に収容され、後端側が軸孔１２から露出している。端子金具４０には、図示しない高圧ケーブルが接続され、高電圧が印加される。

主体金具５０は、絶縁碍子１０が挿入された筒状の金具であり、例えば、低炭素鋼などの金属により形成されている。主体金具５０は、雄ねじ部５２と、座部５４と、屈曲部５８と、工具係合部５１と、加締め部５３とを備えている。主体金具５０は、加締め部５３において加締められることにより、絶縁碍子１０に組み付けられる。

雄ねじ部５２は、外周表面に雄ねじが形成されており、主体金具５０の先端部に配置されている。この雄ねじは、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付ける際に、エンジンヘッド２００の雌ねじ２０１と螺合する。雄ねじ部５２の内周表面には、中心方向に向かって突出した金具段部５６が形成されている。金具段部５６は、絶縁碍子１０の碍子段部１５に対して、軸線方向ＸＤに沿って先端側に配置されている。金具段部５６と絶縁碍子１０の碍子段部１５との間には、環状の板パッキン８が配置されている。図１に示すように、碍子段部１５の外周面は、軸線方向ＸＤに沿って略先端側を向いている。これに対して、金具段部５６の上端面は、軸線方向ＸＤに沿って略後端側を向いている。このため、板パッキン８は、碍子段部１５と金具段部５６との軸線方向ＸＤに沿った間に配置されている。

座部５４は、径方向ＯＤに膨出した部位であり、雄ねじ部５２に対して後端側に接して配置されている。座部５４とエンジンヘッド２００との間には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が配置されている。

屈曲部５８は、主体金具５０における他の部位に比べて薄肉に形成された部位であり、座部５４に対して後端側に接して配置されている。屈曲部５８は、加締め部５３における加締め処理によって圧縮変形される。なお、屈曲部５８の詳細構成については後述する。

工具係合部５１は、屈曲部５８に対して後端側に接して配置されている。工具係合部５１は、例えば、六角形の断面形状を有し、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付ける際に工具と係合する。

加締め部５３は、屈曲部５８と同様に、主体金具５０における他の部位に比べて薄肉に形成され、自身の後端部が内側（主体金具５０の軸心に向かう方向）に向かって折り曲げられた構造を有する。加締め部５３は、工具係合部５１に対して後端側に接して配置されている。工具係合部５１から加締め部５３にかけての主体金具５０の内周面と絶縁碍子１０の外周面との間には、先端側にリング部材６が、後端側にリング部材７が、それぞれ配置されている。これら２つのリング部材６，７は、いずれも環状の外観形状を有する。さらに、これら２つのリング部材６，７の間には、タルク（滑石）９の粉末が充填されている。スパークプラグ１００の製造時には、加締め部５３を内側に折り曲げるようにして先端側に押圧することにより屈曲部５８が圧縮変形し、この屈曲部５８の圧縮変形により、リング部材６，７およびタルク９を介し、絶縁碍子１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。この押圧により、タルク９が軸線方向ＸＤに圧縮されて主体金具５０内の気密性が高められる。また、この押圧により、碍子段部１５が板パッキン８を介して金具段部５６に押し付けられ、絶縁碍子１０と主体金具５０と間の気密性が高められる。

接地電極３０は、屈曲した棒状の金属製部材である。接地電極３０の構造は、中心電極２０と同様な構造とすることができる。すなわち、例えば、ニッケル合金からなる母材に、銅または銅を主成分とする合金からなる芯材が埋設された構造を採用することができる。接地電極３０は、一方の端部が主体金具５０の端面５７に溶接されており、他方の端部が中心電極２０の先端部と対向するように屈曲されている。接地電極３０において、中心電極２０の先端と対向する部分には、電極チップ３１が設けられており、かかる電極チップ３１と中心電極２０の先端との間には、火花放電のための間隔（火花ギャップ）が形成されている。

図２は、図１に示す屈曲部５８を拡大して示す説明図である。図２では、屈曲部５８及び屈曲部５８と接する部位を部分的に拡大して示している。図２に示すように、屈曲部５８の外周面は、軸線方向ＸＤに沿った中央部が最も大きく径方向ＯＤ外側に向かって突出し、中央部から両端部に向かうに従って徐々に突出量が減少する構成を有している。このため、図２に示すように、屈曲部５８において軸線方向ＸＤに沿った中央に位置する最大外径部Ａ３は、屈曲部５８における他の部位に比べて、軸線ＣＸを中心とした外径（平均外径）が大きい。また、屈曲部５８において軸線方向ＸＤに沿って後端側の端に位置する第１最小外径部Ａ１は、屈曲部５８において最大外径部Ａ３より後端側の他の部位に比べて、軸線ＣＸを中心とした外径（平均外径）が小さい。また、屈曲部５８において軸線方向ＸＤに沿って先端側の端に位置する第２最小外径部Ａ２は、屈曲部５８において最大外径部Ａ３より先端側の他の部位に比べて、軸線ＣＸを中心とした外径（平均外径）が小さい。

本実施形態のスパークプラグ１００では、第１最小外径部Ａ１において軸線ＣＸから最も遠い第１点ｐ１と、第２最小外径部Ａ２において軸線ＣＸから最も遠い第２点ｐ２と、最大外径部Ａ３において軸線ＣＸから最も遠い第３点ｐ３との間の位置関係には、以下の式（１）に示す関係が成り立つ。なお、各点ｐ１〜ｐ３は、いずれも、屈曲部５８における外周表面上の点である。

０．０１≦（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）≦０．３ ・・・（１）

上記式（１）において、変数Ｌ１は、図２に示すように、第１点ｐ１と第２点ｐ２との間の距離を示す。また、上記式（１）において、変数Ｌ２は、図２に示すように、第１点ｐ１と第３点ｐ３との間の距離を示す。また、上記式（１）において、変数Ｌ３は、図２に示すように、第２点ｐ２と第３点ｐ３との間の距離を示す。

屈曲部５８が大きく屈曲する場合、最大外径部Ａ３が外側に大きく突出すると共に第１点ｐ１と第２点ｐ２とがより接近するので、変数Ｌ２およびＬ３は大きくなり、変数Ｌ１は小さくなる。したがって、（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）の値は大きくなる。このように屈曲部５８が大きく屈曲する場合、加締め部５３における加締め処理の結果、板パッキン８における面圧が大きく上昇しているため、スパークプラグ１００のシール性（絶縁碍子１０と主体金具５０との間のシール性）は高い。但し、屈曲部５８の屈曲の度合いが非常に大きい場合、加締め処理において非常に大きな荷重がスパークプラグ１００に加えられる。このため、加締め部５３に隣接する工具係合部５１が変形し、工具が係合しなくなるおそれがある。そこで、本実施形態のスパークプラグ１００では、上記式（１）を成立させることにより、シール性を向上させつつ、工具係合部５１の変形を抑制するようにしている。具体的には、本実施形態のスパークプラグ１００では、加締め部５３における加締め処理を行う際の加締め荷重を調整したり、タルク９の充填量を調整したりすることにより、上記式（１）を成立させている。なお、以下の説明では、（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）の値を「座屈率」と呼ぶ。

Ｂ．実施例：
上記式（１）を満たす複数の試料（スパークプラグ１００）と、上記式（１）を満たさない比較例としての複数の試料（スパークプラグ）とを製作し、シール性の評価試験を行った。製作した試料は、互いに、後述するシール長さＬｓと座屈率との組み合わせが異なる。シール長さＬｓとは、図１に示すように、加締め部５３の後端と、主体金具５０における板パッキン８との接触部分の後端との間の長さを意味する。かかる長さは、スパークプラグにおいて、絶縁碍子１０と主体金具５０との間のシール性を確保するべき領域の軸線方向ＸＤに沿った長さに相当する。なお、各試料の雄ねじ部５２のねじ径はＭ１８であり、工具係合部５１の平面視形状（正六角形）における対辺の長さ（対向する頂点間の距離）は、２２．２ｍｍであった。ねじ径がＭ１８のスパークプラグは、比較的大型のスパークプラグである。このようなスパークプラグは、例えば、産業用ガスエンジン等の大型装置に用いられる。大型装置におけるスパークプラグの使用環境は、非常に高温および高圧である。本実施例のスパークプラグ１００は、非常に高温および高圧環境下においても高いシール性を確保できる。

図３は、本実施例におけるシール性試験の内容を模式的示す説明図である。図３では、図１に示すスパークプラグ１００のうち、主体金具５０における雄ねじ部５２及び座部５４と、絶縁碍子１０における脚長部１３及び先端側胴部１７とを拡大して示している。

図３に示すように、各試料において、座部５４を厚み方向（径方向ＯＤ）に貫通するガス流通路１１を形成し、かかるガス流通路１１の端部にガス検出装置３００を配置した。脚長部１３と雄ねじ部５２との間から試験用ガスｇｆを供給し、ガス検出装置３００においてガス流通路１１を通って排出される単位時間当たりのガス量（ｃｃ／ｍｉｎ）を測定した。本実施例では試験用ガスｇｆとして空気を用いた。また、試験用ガスｇｆを１．５ＭＰａの圧力で供給した。板パッキン８によるシール性が低い場合には、試験用ガスｇｆは、板パッキン８と碍子段部１５の間、または板パッキン８と金具段部５６との間を通って、先端側胴部１７の外周面と雄ねじ部５２の内周面との間の僅かな空隙２９に供給され、さらに、ガス流通路１１を通ってガス検出装置３００において検出される。これに対して、板パッキン８によるシール性が高い場合には、ガス流通路１１に至る試験用ガスｇｆの量は少ない。後述するように、シール性が高いほど、単位時間当たりに検出されるガス量（ガス漏れ量）が所定値に達する温度は高い。そこで、本実施例では、各試料において試験用ガスｇｆを供給しつつ座面温度を変化させて、単位時間当たりのガス漏れ量が所定値（５ｃｃ／ｍｉｎ）となる温度（以下、「しきい温度」と呼ぶ）を特定し、かかるしきい温度に基づきシール性を評価した。

図４は、本実施例におけるシール性の評価方法を模式的に示す説明図である。図４において、縦軸は図３のガス検出装置３００において測定される単位時間当たりのガス量（ｃｃ／ｍｉｎ）を示し、横軸は座面温度（座部５４の下面の温度）を意味する。図４において曲線Ｌａは、第１の試料（スパークプラグ）におけるガス漏れ量の温度特性を示す。図４において曲線Ｌｂは、第１の試料とは異なる第２の試料（スパークプラグ）におけるガス漏れ量の温度特性を示す。

図４に示すように、第１の試料及び第２の試料のいずれにおいても、座面温度の上昇に伴って単位時間当たりのガス漏れ量が増加している。座面温度が上昇すると、雄ねじ部５２を形成する金属が延びて、金具段部５６において板パッキン８と接する面が先端側に移動し得る。このため、板パッキン８を押す面圧が低下して板パッキン８によるシール性が低下し、単位時間当たりのガス漏れ量が増加する。

図４に示すように、第１の試料では、単位時間当たりのガス漏れ量が５ｃｃ／ｍｉｎに達するのは、座面温度がＴ１以上になった場合である。これに対して、第２の試料では、単位時間当たりのガス漏れ量が５ｃｃ／ｍｉｎに達するのは、座面温度がＴ１よりも高いＴ２以上になった場合である。２つの試料がこのようなガス漏れ量の温度特性を有する場合、本実施例では、第２の試料のシール性は、第１の試料のシール性よりも高いと評価した。

図５は、シール性評価試験の結果を示す説明図である。図５に示すように、本実施例では、座屈率とシール長さＬｓとの組み合わせが互いに異なる１０種類の試料について、シール性を評価した。具体的には、シール長が３０ｍｍであって、座屈率がそれぞれ０．００５、０．０１、０．０１５、０．３および０．３５である５種類の試料と、シール長が３５ｍｍであって、座屈率がそれぞれ０．００５、０．０１、０．０１５、０．３および０．３５である５種類の試料との合計１０種類の試料について、シール性を評価した。シール性の評価は、しきい温度が２００℃未満である場合にシール性が低い（×）と評価し、しきい温度が２００℃以上かつ２５０℃未満である場合にシール性が中程度である（○）と評価し、しきい温度が２５０℃以上である場合にシール性が高い（◎）と評価した。また、合計１０種類の試料のそれぞれについて、シール性に加えて、工具係合部５１の変形の有無を評価した。工具係合部５１の変形の有無は、工具係合部５１の平面視形状における対辺の長さを測定し、かかる長さが初期値（２２．２ｍｍ）よりも大きい場合に変形有りと評価し、かかる長さが初期値である場合に変形無しと評価した。工具係合部５１の対辺の長さや、座屈率を求めるための変数Ｌ１，Ｌ２およびＬ３の測定方法としては、ノギス等の測定工具を用いて測定する方法や、投影機を用いて試料の画像を取得し、かかる画像に基づき測定する方法を採用することができる。なお、実施例において屈曲部５８の肉厚は、０．６０ｍｍであった。屈曲部５８の肉厚は、０．６０ｍｍに限らず、０．５０ｍｍ以上、かつ、０．７５ｍｍ以下の任意の値としてもよい。

図５に示すように、シール長さＬｓが３０ｍｍの試料群と、シール長さＬｓが３５ｍｍの試料群とで、シール性及び工具係合部５１の変形の有無について、ほぼ同じ評価結果が得られた。具体的には、シール長さＬｓが３０ｍｍの試料群のうち、座屈率が０．００５の試料のしきい温度は１５０℃と比較的低かったが、座屈率が０．０１以上の試料のしきい温度はいずれも２００℃以上と比較的高かった。特に、座屈率が０．０１５以上の３つの試料のしきい温度は２５０℃以上であり、非常に高かった。したがって、座屈率が０．００５の試料の評価結果は低く（×）、座屈率が０．０１の試料の評価結果は中程度であり（○）、座屈率が０．０１５以上である３つの試料の評価結果はいずれも高かった（◎）。同様に、シール長さＬｓが３５ｍｍの試料群のうち、座屈率が０．００５の試料のしきい温度は１００℃と比較的低かったが、座屈率が０．０１以上の試料のしきい温度はいずれも２００℃以上と比較的高かった。特に、座屈率が０．０１５以上の３つの試料のしきい温度は２５０℃以上であり、非常に高かった。したがって、座屈率が０．００５の試料の評価結果は低く（×）、座屈率が０．０１の試料の評価結果は中程度であり（○）、座屈率が０．０１５以上である３つの試料の評価結果はいずれも高かった（◎）。

工具係合部５１の変形の有無に関しては、シール長さＬｓが３０ｍｍの試料群と、シール長さＬｓが３５ｍｍの試料群とのいずれにおいても、座屈率が０．３以下の試料群では工具係合部５１の変形は無かった。しかしながら、シール長さＬｓが３０ｍｍであって座屈率が０．３５の試料、およびシール長さＬｓが３５ｍｍであって座屈率が０．３５の試料においては、いずれも工具係合部５１の変形が有った。座屈率が０．３５である２つの試料は、他の試料に比べて加締め荷重が比較的大きい。このため、かかる荷重により工具係合部５１が軸線方向ＸＤ方向につぶされて、工具係合部５１の平面視形状が変形したものと推測される。

以上の試験結果から、シール長さＬｓの大きさに関わらず、座屈率が０．０１以上であり、かつ、０．３以下であれば、高いシール性が得られる共に、工具係合部５１の変形を抑制できることが理解し得る。特に、座屈率が０．０１５以上であると、しきい温度が２５０℃以上となり、非常に高いシール性が得られることが理解し得る。

ここで、高温および高圧環境下における雄ねじ部５２の延伸量は、シール長さＬｓがより大きいほど大きくなる。このため、シール長さＬｓがより大きいほど、板パッキン８を押す面圧が低下して、板パッキン８によるシール性は低下し易くなる。例えば、図５において、座屈率が０．００５である２つの試料（シール長さＬｓが３０ｍｍの試料およびシール長さＬｓが３５ｍｍの試料）を比較すると、シール長さＬｓがより長い試料のしきい温度は、シール長さＬｓがより短い試料のしきい温度よりも低く、シール長さＬｓがより長い試料のシール性が低いことが分かる。しかしながら、上記（１）を満たす本実施例のスパークプラグ１００では、図５に示すように、シール長さＬｓが比較的大きい試料（シール長さＬｓが３５ｍｍの試料）であっても、シール長さＬｓが比較的小さい試料（シール長さＬｓが３０ｍｍの試料）と同程度の高いシール性を確保することができる。

また、本実施例のスパークプラグ１００によれば、高いシール性を確保できるので、高温および高圧のガスがスパークプラグ１００内部に流入することを抑制するために、脚長部１３の軸線方向ＸＤの長さを大きくすることを要しない。このため、本実施例のスパークプラグ１００では、脚長部１３の軸線方向ＸＤの長さを小さくできるので、高温環境下に曝されるスパークプラグ１００の表面を小さくできる。したがって、スパークプラグ１００自身が非常に高温になることを抑制でき、より高温および高圧環境下でのスパークプラグ１００の使用が可能となる。

Ｃ．変形例：
Ｃ１．変形例１：
上記実施形態及び実施例のスパークプラグ１００は、工具係合部５１から加締め部５３にかけての主体金具５０の内周面と絶縁碍子１０の外周面との間には、タルクが充填されていたが、タルクを省略してもよい。かかる構成においても、主体金具５０を加熱し、その状態で主体金具５０に圧縮荷重を加えて塑性変形させる処理（いわゆる熱加締め処理）を実行することにより、後端部側における主体金具５０と絶縁碍子１０との間のシール性を確保することができる。

Ｃ２．変形例２：
上記実施形態及び実施例では、雄ねじ部５２のねじ径はＭ１８であったが、本発明は、これに限定されるものではない。Ｍ１８よりも大きなねじ径、または、Ｍ１８よりも小さなねじ径であってもよい。雄ねじ部５２のねじ径がＭ１８以上である大型のスパークプラグは、産業用ガスエンジン等の大型装置において用いられ得る。一般に、大型装置におけるスパークプラグの使用環境は非常に高温および高圧である。しかしながら、ねじ径がＭ１８以上のスパークプラグに本発明を適用することにより、このような非常に高温および高圧環境下においても、高いシール性を確保することができる。

Ｃ３．変形例３：
上記実施形態及び実施例では、本発明をスパークプラグに適用したが、スパークプラグに限らず、イグナイタプラグなど、任意の点火プラグに適用してもよい。

３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
６…リング部材
７…リング部材
８…板パッキン
９…タルク（滑石）
１０…絶縁碍子
１１…ガス流通路
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…碍子段部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…中央胴部
２０…中心電極
２９…空隙
３０…接地電極
３１…電極チップ
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…雄ねじ部
５３…加締め部
５４…座部
５６…金具段部
５７…端面
５８…屈曲部
１００…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
３００…ガス検出装置
ｇｆ…試験用ガス
ＸＤ…軸線方向
ＯＤ…径方向
ＣＸ…軸線
Ａ１…第１最小外径部
Ａ２…第２最小外径部
Ａ３…最大外径部
ｐ１…第１点
ｐ２…第２点
ｐ３…第３点

Claims (4)

1. 中心電極と、
   前記中心電極が挿入されている筒状の絶縁碍子と、
   自身の後端部が加締められた加締め部と、取付用の雄ねじ部と、前記雄ねじ部より前記加締め部側に配置され、径方向に膨出する座部と、前記座部より前記加締め部側に配置され、屈曲された屈曲部とを有し、前記絶縁碍子が挿入される筒状の主体金具と、
   を備える点火プラグであって、
   前記屈曲部は、前記屈曲部のうち前記主体金具の中心軸を中心とした外径が最大の最大外径部と、前記屈曲部のうち前記最大外径部より前記加締め部側において前記外径が最小の第１最小外径部と、前記屈曲部のうち前記最大外径部より前記座部側において前記外径が最小の第２最小外径部と、を有し、
   前記中心軸を含む断面における前記屈曲部において、前記第１最小外径部の前記中心軸から最も遠い点と前記第２最小外径部の前記中心軸から最も遠い点との間の距離をＬ１とし、前記第１最小外径部の前記中心軸から最も遠い点と前記最大外径部の前記中心軸から最も遠い点との間の距離をＬ２とし、前記第２最小外径部の前記中心軸から最も遠い点と前記最大外径部の前記中心軸から最も遠い点との間の距離をＬ３としたとき、０．０１≦（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）≦０．３を満たし、
   前記雄ねじ部のねじ径がＭ１８以上であることを特徴とする、点火プラグ。
2. 請求項１に記載の点火プラグにおいて、
   ０．０１５≦（Ｌ２＋Ｌ３−Ｌ１）／（Ｌ２＋Ｌ３）を満たすことを特徴とする、点火プラグ。
3. 請求項１または請求項２に記載の点火プラグにおいて、さらに
   前記絶縁碍子と前記主体金具との前記中心軸に沿った方向の間に配置されるシール部材を備え、
   前記点火プラグにおいて前記雄ねじ部が配置される側を先端側とし、前記雄ねじ部が配置されない側を後端側としたとき、前記加締め部の後端と、前記シール部材と前記絶縁碍子との接触部における後端との間の前記中心軸に沿った距離は、３５ｍｍ以上であることを特徴とする、点火プラグ。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の点火プラグにおいて、
   前記点火プラグにおいて前記雄ねじ部が配置される側を先端側とし、前記雄ねじ部が配置されない側を後端側としたとき、前記加締め部の後端と前記屈曲部の後端との間の少なくとも一部において、前記絶縁碍子の外周面と前記主体金具の内周面との間に滑石が配置されることを特徴とする、点火プラグ。

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