WO2014013723A1 - スパークプラグ - Google Patents

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WO2014013723A1
WO2014013723A1 PCT/JP2013/004344 JP2013004344W WO2014013723A1 WO 2014013723 A1 WO2014013723 A1 WO 2014013723A1 JP 2013004344 W JP2013004344 W JP 2013004344W WO 2014013723 A1 WO2014013723 A1 WO 2014013723A1
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WO
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diameter
spark plug
insulator
rear end
metal shell
Prior art date
Application number
PCT/JP2013/004344
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English (en)
French (fr)
Inventor
昌弘 西田
加藤 友聡
啓治 尾関
直志 向山
小林 勉
Original Assignee
日本特殊陶業株式会社
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Priority claimed from JP2013147158A external-priority patent/JP5595563B1/ja
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Priority to CN201380038227.9A priority patent/CN104488150B/zh
Priority to EP13820671.9A priority patent/EP2876752B1/en
Priority to US14/412,118 priority patent/US9225150B2/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/20Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/36Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by the joint between insulation and body, e.g. using cement
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/02Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances
    • H01B3/12Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of inorganic substances ceramics

Definitions

  • the present invention relates to a spark plug used for ignition in an internal combustion engine or the like.
  • ⁇ Spark plugs are desired to have a smaller diameter in order to improve the design flexibility of internal combustion engines.
  • a spark plug having a nominal diameter of the metal shell screw of 10 mm or less has been developed.
  • the requirements for airtightness and voltage resistance with respect to the spark plug tend to increase.
  • An object of the present invention is to provide a technology that achieves both airtightness and voltage resistance of a spark plug.
  • the present invention has been made to solve at least a part of the problems described above, and can be realized as the following application examples.
  • An annular packing With Between the reduced diameter outer surface of the insulator and the reduced diameter inner surface of the metal shell is a spark plug sealed with the packing interposed therebetween,
  • the nominal diameter of the screw portion is 10 mm or less, In at least one cross section including the axis, (Difference between the effective diameter of the screw portion and the inner diameter of the rear end of the reduced diameter inner surface) / 2 is a length A (mm), and (the inner diameter of the rear end of the reduced diameter inner surface and
  • the length B As the length B is larger, the area of the inner diameter of the metal shell is increased, so that the sealing load necessary for securing the surface pressure necessary for ensuring airtightness increases. Therefore, in order to reduce the necessary sealing load, it is preferable that the length B is relatively small. However, if the length B from the inner diameter of the rear end of the inner surface of the reduced diameter to the inner diameter of the tip of the inner surface of the reduced diameter inner surface is excessively small, the area of the inner surface of the reduced diameter inner surface of the metal shell becomes excessively small. The outer surface may not be supported.
  • the reduced diameter inner surface of the metal shell cannot support the reduced diameter outer surface of the insulator, the space between the reduced diameter outer surface of the insulator and the reduced diameter inner surface of the metal shell cannot be properly sealed, resulting in reduced airtightness. . According to the above configuration, since B ⁇ 0.25 mm is satisfied, the area of the inner diameter of the metal shell can be secured and the insulator can be supported appropriately.
  • both the airtightness and voltage resistance of the spark plug can be achieved, and in particular, the airtightness and voltage resistance of the spark plug having a threaded portion having a nominal diameter of 10 mm or less are compatible. can do.
  • the airtightness and voltage resistance of the spark plug are further improved without causing penetration of the insulator and deformation of the screw portion. can do.
  • the spark plug according to Application Example 1 or Application Example 2 The acute angle formed between the inner diameter of the metal shell and the plane perpendicular to the axis is not less than 35 degrees and not more than 50 degrees, and the acute angle formed between the outer diameter of the insulator and the plane perpendicular to the axis. Larger spark plug.
  • the acute angle also referred to as the first acute angle
  • the first acute angle is equal to or less than an acute angle (also referred to as a second acute angle) formed by the outer diameter-reduced outer surface of the insulator and a plane perpendicular to the axis
  • the first acute angle is equal to or less than an acute angle (also referred to as a second acute angle) formed by the outer diameter-reduced outer surface of the insulator and a plane perpendicular to the axis
  • the radially inner portion of the inner diameter-reduced inner surface of the metal shell is likely to be deformed.
  • the first acute angle is excessively large, the load toward the outside in the radial direction of the sealing load tends to increase, and there is a possibility that deformation of the thread portion occurs.
  • the first acute angle is not less than 35 degrees and not more than 50 degrees, and is larger than the second acute angle. Therefore, it is possible to suppress the cracking of the insulator and the deformation of the screw portion caused by the sealing load. it can.
  • the present invention can be realized in various modes, for example, in a mode such as a spark plug or an internal combustion engine equipped with the spark plug.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a portion including a shelf portion 523 of a mounting screw portion 52 of the metal shell 50 and a step portion 15 of the insulator 10.
  • FIG. It is a figure explaining the stress applied to the part containing the shelf part 523 of the attachment screw part 52, and the step part 15 of the insulator 10.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a spark plug 100 of the present embodiment.
  • the dashed line in FIG. 1 indicates the axis CO (also referred to as axis CO) of the spark plug 100.
  • a direction parallel to the axis CO (vertical direction in FIG. 1) is also referred to as an axis direction.
  • the radial direction of the circle centered on the axis CO is simply referred to as “radial direction”
  • the circumferential direction of the circle centered on the axis CO is also simply referred to as “circumferential direction”.
  • the spark plug 100 includes an insulator 10 as an insulator, a center electrode 20, a ground electrode 30, a terminal fitting 40, and a metal shell 50.
  • the insulator 10 is formed by firing alumina or the like.
  • the insulator 10 is a substantially cylindrical member (cylindrical body) that extends along the axial direction and has a through hole 12 (shaft hole) that penetrates the insulator 10.
  • the insulator 10 includes a flange part 19, a rear end side body part 18, a front end side body part 17, a step part 15, and a leg length part 13.
  • the rear end side body portion 18 is located on the rear end side of the flange portion 19 and has an outer diameter smaller than the outer diameter of the flange portion 19.
  • the front end side body portion 17 is located on the front end side from the flange portion 19 and has an outer diameter smaller than the outer diameter of the rear end side body portion 18.
  • the long leg portion 13 is positioned on the distal end side from the distal end side body portion 17 and has an outer diameter smaller than the outer diameter of the distal end side body portion 17.
  • the long leg portion 13 is reduced in diameter toward the distal end side, and is exposed to the combustion chamber when the spark plug 100 is attached to an internal combustion engine (not shown).
  • the step portion 15 is formed between the leg long portion 13 and the distal end side body portion 17.
  • the step portion 15 has a reduced diameter outer surface (15a in FIG. 2) whose outer diameter decreases from the rear end side toward the front end side on the outer peripheral surface (details will be described later).
  • the metal shell 50 is formed of a conductive metal material (for example, a low carbon steel material) and is a substantially cylindrical member (tubular body) for fixing the spark plug 100 to an engine head (not shown) of an internal combustion engine. is there.
  • the metal shell 50 is formed with a through hole 59 penetrating along the axis CO.
  • the metal shell 50 is disposed on the outer periphery of the insulator 10. That is, the insulator 10 is inserted and held in the through hole 59 of the metal shell 50.
  • the tip of the insulator 10 is exposed from the tip of the metal shell 50, and the rear end of the insulator 10 is exposed from the rear end of the metal shell 50.
  • the metal shell 50 is formed between a hexagonal column-shaped tool engagement portion 51 with which a spark plug wrench engages, an attachment screw portion 52 for attachment to an internal combustion engine, and the tool engagement portion 51 and the attachment screw portion 52. And a bowl-shaped seat portion 54.
  • the nominal diameter of the mounting screw portion 52 is set to M10 (10 mm (millimeter)) or less.
  • the nominal diameter of the mounting screw portion 52 is preferably M10 or M8, and particularly preferably M10.
  • An annular gasket 5 formed by bending a metal plate is inserted between the mounting screw portion 52 and the seat portion 54 of the metal shell 50.
  • the gasket 5 seals a gap between the spark plug 100 and the internal combustion engine (engine head) when the spark plug 100 is attached to the internal combustion engine.
  • the metal shell 50 further includes a thin caulking portion 53 provided on the rear end side of the tool engaging portion 51, and a thin compression deformation portion 58 provided between the seat portion 54 and the tool engaging portion 51. And.
  • An annular region formed between the inner peripheral surface of the portion of the metal shell 50 from the tool engaging portion 51 to the crimping portion 53 and the outer peripheral surface of the rear end side body portion 18 of the insulator 10 has an annular shape.
  • Ring members 6 and 7 are arranged. Between the two ring members 6 and 7 in the region, talc (talc) 9 powder is filled.
  • the mounting screw portion 52 of the metal shell 50 includes a shelf portion 523 that protrudes to the inner peripheral side of the mounting screw portion 52.
  • the shelf 523 has a reduced diameter inner surface (523a in FIG. 2) whose outer diameter decreases from the rear end side toward the front end side on the inner peripheral surface (details will be described later).
  • the rear end of the crimped portion 53 is bent inward in the radial direction and is fixed to the outer peripheral surface of the insulator 10.
  • the compression deformation portion 58 of the metal shell 50 is compressed and deformed when the crimping portion 53 fixed to the outer peripheral surface of the insulator 10 is pressed toward the distal end side during manufacture.
  • the load by which the caulking portion 53 is pressed toward the tip side during manufacturing is referred to as caulking load.
  • the insulator 10 is pressed toward the front end side in the metal shell 50 through the ring members 6 and 7 and the talc 9 by the compression deformation of the compression deformation portion 58.
  • the step portion 15 of the insulator 10 is pressed against the shelf portion 523 of the metal shell 50 via the annular plate packing 8. That is, as will be described in detail later, the reduced diameter outer surface of the step portion 15 and the reduced diameter inner surface of the shelf portion 523 are sealed with the plate packing 8 interposed therebetween. As a result, the gas in the combustion chamber of the internal combustion engine is prevented by the plate packing 8 from leaking outside through the gap between the metal shell 50 and the insulator 10.
  • the length H1 from the surface on the front end side of the seat portion 54 (also referred to as a seat surface) to the rear end of the shelf portion 523 is 14.3 mm or more.
  • the plate packing 8 is formed of a material having high thermal conductivity such as copper or aluminum.
  • the thermal conductivity of the plate packing 8 is high, the heat of the insulator 10 is efficiently transmitted to the shelf 523 of the metal shell 50, so that the heat extraction of the spark plug 100 is improved and the heat resistance can be improved.
  • the center electrode 20 is a rod-like member extending along the axis CO, and is inserted into the through hole 12 of the insulator 10.
  • the center electrode 20 has a structure including an electrode base material 21 and a core material 22 embedded in the electrode base material 21.
  • the electrode base material 21 is made of nickel or an alloy containing nickel as a main component (such as Inconel (alphabet INCONEL is a registered trademark) 600).
  • the core material 22 is made of copper or an alloy containing copper as a main component, which has better thermal conductivity than the alloy forming the electrode base material 21.
  • the tip of the center electrode 20 is exposed on the tip side of the insulator 10.
  • the center electrode 20 has a flange portion 24 (also referred to as an electrode flange portion or a flange portion) provided at a predetermined position in the axial direction, and a head portion 23 (electrode head) that is a portion on the rear end side of the flange portion 24. Part) and a leg part 25 (electrode leg part) which is a part on the tip side of the collar part 24.
  • the flange 24 is supported by the step 16 of the insulator 10.
  • An electrode tip 29 is joined to the tip portion of the leg portion 25 of the center electrode 20 by, for example, laser welding. The configuration of the tip portion of the leg portion 25 of the center electrode 20 will be described later with reference to FIGS.
  • the electrode tip 29 is formed of a material mainly composed of a high melting point noble metal.
  • a material of the electrode tip 29 for example, iridium (Ir) or an alloy containing Ir as a main component is used. Specifically, an Ir-5Pt alloy (iridium alloy containing 5% by mass of platinum) or the like is used. Is frequently used.
  • the ground electrode 30 is joined to the tip of the metal shell 50.
  • the electrode base material of the ground electrode 30 is formed of a metal having high corrosion resistance, for example, a nickel alloy such as Inconel 600.
  • the base material base end portion 32 of the ground electrode 30 is joined to the front end surface of the metal shell 50 by welding. As a result, the ground electrode 30 is electrically connected to the metal shell 50.
  • the base material tip 31 of the ground electrode 30 is bent, and one side surface of the base material tip 31 faces the electrode tip 29 of the center electrode 20 in the axial direction on the axis CO.
  • An electrode tip 33 is welded to the one side surface of the base material tip 31 at a position facing the electrode tip 29 of the center electrode 20.
  • the electrode tip 33 for example, Pt (platinum) or an alloy containing Pt as a main component, specifically, a Pt-20Ir alloy (a platinum alloy containing 20% by mass of iridium) or the like is used.
  • a spark gap is formed between the electrode tip 29 of the center electrode 20 and the electrode tip 33 of the ground electrode 30.
  • the terminal fitting 40 is a rod-shaped member extending along the axis CO.
  • the terminal fitting 40 is formed of a conductive metal material (for example, low carbon steel), and a metal layer (for example, a Ni layer) for corrosion protection is formed on the surface thereof by plating or the like.
  • the terminal fitting 40 includes a collar part 42 (terminal jaw part) formed at a predetermined position in the axial direction, a cap mounting part 41 located on the rear end side of the collar part 42, and a leg part 43 on the distal side of the collar part 42. (Terminal leg).
  • the cap mounting part 41 including the rear end of the terminal fitting 40 is exposed on the rear end side of the insulator 10.
  • the leg portion 43 including the tip of the terminal fitting 40 is inserted (press-fitted) into the through hole 12 of the insulator 10.
  • a plug cap to which a high voltage cable (not shown) is connected is mounted on the cap mounting portion 41, and a high voltage for generating a spark is applied.
  • a resistor 70 for reducing radio noise when a spark is generated is disposed in a region between the front end of the terminal fitting 40 and the rear end of the center electrode 20.
  • the resistor is made of, for example, a composition containing glass particles as a main component, ceramic particles other than glass, and a conductive material.
  • a gap between the resistor 70 and the center electrode 20 in the through hole 12 is filled with a conductive seal 60, and a gap between the resistor 70 and the terminal fitting 40 is filled with a conductive seal 80 of glass and metal. ing.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a portion including the shelf portion 523 of the mounting screw portion 52 of the metal shell 50 and the step portion 15 of the insulator 10.
  • This cross section is a cross section obtained by cutting the spark plug 100 along a plane including the axis CO.
  • a screw thread 521 for attachment is formed on the outer peripheral surface of the attachment screw portion 52.
  • a broken line BL in FIG. 2 indicates a virtual outer peripheral surface (also referred to as an effective diameter defining surface BL) that defines the effective diameter R1 of the mounting screw portion 52.
  • the effective diameter defining surface BL is a virtual in which the valley depth DPa from the valley of the screw thread 521 to the effective diameter defining surface BL is equal to the peak height DPb from the thread of the screw thread 521 to the effective diameter defining surface BL. It is a typical outer peripheral surface. When the nominal diameter of the mounting screw portion 52 is 10 mm, the effective diameter R1 is about 9.3 mm.
  • the shelf portion 523 of the mounting screw portion 52 has the above-described reduced diameter inner surface 523a, inner side surface 523b, and enlarged diameter inner surface 523c.
  • the reduced-diameter inner surface 523a is an inner peripheral surface having a smaller inner diameter from the rear end side toward the front end side in the rear end side portion of the shelf 523.
  • the expanded inner surface 523c has an inner diameter that is large in inner diameter from the rear end side toward the front end side in the front end side portion of the shelf 523.
  • the inner side surface 523b is an inner peripheral surface from the front end of the reduced diameter inner surface 523a to the rear end of the enlarged inner surface 523c, and is an inner peripheral surface parallel to the axial direction.
  • the inner diameter and the outer diameter are all expressed by diameters.
  • the inner diameter of the rear end P1 of the reduced diameter inner surface 523a is R2.
  • the inner diameter R ⁇ b> 2 can also be said to be the inner diameter of the portion of the mounting screw portion 52 on the rear end side from the rear end P ⁇ b> 1 of the shelf portion 523.
  • Let R3 be the inner diameter of the tip P2 of the reduced diameter inner surface 523a.
  • the inner diameter R3 can also be said to be the inner diameter of the inner side surface 523b.
  • the length A is also referred to as a thread thickness A.
  • the length B is also called the shelf thickness B.
  • an acute angle formed by the reduced diameter inner surface 523a of the shelf 523 and a virtual plane TF perpendicular to the axis CO is defined as a first acute angle ⁇ 1.
  • the length C and the length D are also called insulation thicknesses C and D. As the insulating thicknesses C and D are larger, the voltage resistance of the spark plug 100 is improved.
  • the step portion 15 of the insulator 10 has a reduced diameter outer surface 15a on the outer peripheral surface, the outer diameter of which decreases from the rear end side toward the front end side.
  • an acute angle formed between the reduced diameter outer surface 15a of the step portion 15 and a virtual plane TF perpendicular to the axis CO is defined as a second acute angle ⁇ 2.
  • the vicinity of the front end and the rear end of the reduced diameter outer surface 15a are curved, but the central portion between the front end curve and the rear end curve is a straight line.
  • the second acute angle ⁇ 2 is determined based on the straight line portion at the center.
  • the annular plate packing 8 sandwiched between the reduced diameter inner surface 523a of the shelf 523 and the reduced diameter outer surface 15a of the step portion 15 of the insulator 10 is sealed according to the caulking load as described above. It is compressed in the axial direction by the load. The plate packing 8 is compressed and deformed along the reduced diameter inner surface 523a by the sealing load.
  • the width PW in the direction along the reduced diameter inner surface 523a in the cross section of FIG. 2 is, for example, about 100% of the line length of the reduced diameter inner surface 523a in the cross section of FIG. 2, for example, in the range of 0.38 mm to 0.86 mm It is preferable that
  • A-3 First evaluation test: In the first evaluation test, 11 types of spark plug 100 samples in which the nominal diameter of the mounting screw portion 52 was 10 mm were used. These 11 types of samples are made using the metal shell 50 having the above-described screw thickness A and shelf thickness B different from each other.
  • a caulking test and a withstand voltage test were performed.
  • the metal shell 50 was caulked using a caulking load of 34 kN (kilonewtons).
  • the presence or absence of a problem that the step portion 15 of the insulator 10 is shifted to the front end side from the shelf portion 523 of the metal shell 50 and the thread 521 of the mounting screw portion 52 of the metal shell 50 are as follows.
  • the presence or absence of a defect that deforms hereinafter also referred to as screw elongation
  • the presence or absence of slipping can be confirmed by visual observation, and the presence or absence of screw elongation can be confirmed using a screw gauge.
  • the evaluation of a sample in which neither screw elongation nor slip-off occurred was evaluated as “ ⁇ ”, and the evaluation of a sample in which either screw elongation or slip-off occurred was evaluated as “x”.
  • a sample before the ground electrode 30 was bent toward the front end side of the center electrode 20 was used so that no discharge occurred between the electrode tip 33 of the ground electrode 30 and the electrode tip 29 of the center electrode 20. . Further, in this sample, discharge is caused between the center electrode 20 and the ground electrode 30 by injecting an insulating liquid into the space GV between the metal shell 50 and the insulator 10 on the tip side of the plate packing 8. I didn't get up. A voltage was applied between the sample terminal fitting 40 and the metal shell 50, and the applied voltage was increased until penetration of the insulator (dielectric breakdown) occurred.
  • penetration voltage 25 kV (kilovolt) or more
  • 25 kV (kilovolt) or more
  • x 25 kV
  • the shelf thickness B is 0.25 mm or more. It can be seen that in the sample (1-1) which is less than 25 mm, there is a slippage.
  • the shelf thickness B is less than 0.25 mm, it is considered that the area of the reduced diameter inner surface 523a of the metal shell 50 becomes too small to support the reduced diameter outer surface 15a of the insulator 10. If the reduced diameter inner surface 523a of the metal shell 50 cannot support the reduced diameter outer surface 15a of the insulator 10, the gap between the reduced diameter outer surface 15a of the insulator 10 and the reduced diameter inner surface 523a of the metal shell 50 can be properly sealed. It cannot be done and the airtightness is reduced. Therefore, it can be seen from the test results that the shelf thickness B is preferably secured to 0.25 or more.
  • the reason is estimated as follows.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the stress applied to the portion including the shelf 523 of the mounting screw portion 52 and the step portion 15 of the insulator 10. Due to the caulking load, as shown by white arrows AR1 and AR2 in FIG. As the shelf thickness B increases, the bending moment for bending the mounting screw portion 52 in the radial direction based on this stress increases. Further, the greater the thread portion thickness A, the greater the strength of the mounting screw portion 52 against the bending moment. Therefore, when the ratio (A / B) is less than 3.1 mm, the strength of the mounting screw portion 52 is insufficient with respect to the bending moment. It is considered that screw elongation occurs.
  • the ratio (A / B) is preferably 3.1 mm or more.
  • the nominal diameter of the mounting screw portion 52 is a fixed value (for example, 10 mm)
  • the larger the A and (A + B) the smaller the inner diameter R3 of the shelf 523 of the metal shell 50. If it does so, the insulation thickness C and D (FIG. 2) of the insulator 10 will become small. As a result, the insulation thicknesses C and D of the insulator 10 cannot be ensured, and the voltage resistance may be lowered. Therefore, when (A + B) exceeds 2.0 mm, A and (A + B) are excessively large, so that the insulation thicknesses C and D are excessively small, and it is considered that the withstand voltage is lowered. Therefore, it is understood that (A + B) is preferably less than 2.0 mm.
  • (A + B) is excessively large, even if the ratio (A / B) is 3.1 mm or more, the shelf thickness B can be increased, so that the area of the reduced diameter inner surface 523a can be increased. There is sex. As a result, the area of the reduced diameter inner surface 523a becomes too large, and the caulking load is increased in order to ensure the necessary sealing pressure (load per unit area) between the reduced diameter inner surface 523a and the plate packing 8. Needs may arise. From this viewpoint, it is preferable that (A + B) is relatively small.
  • the screw part thickness A and the shelf thickness B are (A / B) ⁇ 3.1 and B ⁇ 0.25, and It is preferable to satisfy (A + B) ⁇ 2.0. In this way, in the spark plug 100, both voltage resistance and airtightness can be achieved.
  • A-4 Second evaluation test: In the second evaluation test, six types of samples that satisfy the preferable range revealed in the first evaluation test are prepared, and a caulking test and a withstand voltage test are performed under conditions more severe than the first evaluation test. did. That is, in the second evaluation test, six types of spark plug 100 samples in which the nominal diameter of the mounting screw portion 52 was 10 mm were used. These six types of samples are made using the metal shell 50 in which the above-described screw thickness A and shelf thickness B are different from each other.
  • the metal shell 50 of each sample was caulked using a caulking load of 36 kN.
  • the evaluation method is the same as the caulking test of the first evaluation test.
  • the withstand voltage test of the second evaluation test the same test as the withstand voltage test of the first evaluation test was performed.
  • the evaluation of a sample having a through voltage of 30 kV (kilovolts) or more was “ ⁇ ”, and the evaluation of a sample having a through voltage of less than 30 kV was “x”.
  • the evaluation results are shown in Table 2.
  • the unit of the thread thickness A and the shelf thickness B in Table 2 is millimeters.
  • the evaluation of the withstand voltage test is “ ⁇ ”, and the screw portion thickness A is 1.54 mm. It can be seen that in the sample (2-6) exceeding this value, the withstand voltage test is evaluated as “x”. This is considered to be because when the screw portion thickness A exceeds 1.54 mm, the insulation thicknesses C and D (FIG. 2) cannot be secured and the withstand voltage is lowered. It is done. Therefore, it is more preferable that the screw portion thickness A is 1.54 mm or less.
  • the shelf thickness B is any value of 0.30 or more and 0.45 mm or less. I understand that it is good too. Therefore, it is considered that the difference in the evaluation results in the second test is mainly caused by the thread thickness A.
  • the thread thickness A and the shelf thickness B are 1.23 mm ⁇ A ⁇ 1.54 mm and 0.25 ⁇ B ⁇ 0. More preferably, 45 is satisfied.
  • both the voltage resistance and the air tightness can be achieved at a higher level. That is, by further optimizing the length A and the length B, the airtightness and voltage resistance of the spark plug can be further improved without causing penetration of the insulator and deformation of the screw portion. .
  • the outer diameter R4 (FIG. 2) of the distal end side body portion 17 of the insulator 10 is 6.25 mm
  • the inner diameter of the distal end P2 of the reduced diameter inner surface 523a the inner diameter of the inner surface 523b of the shelf portion 523) R3 ( FIG. 2) is 5.6 mm. In this way, the airtightness and voltage resistance of the spark plug 100 can be sufficiently achieved.
  • first acute angle ⁇ 1 is set to be larger than the second acute angle ⁇ 2 ( ⁇ 1> ⁇ 2).
  • ⁇ 1> ⁇ 2 it is apparent that it is preferable to satisfy ⁇ 1> ⁇ 2 rather than ⁇ 1 ⁇ ⁇ 2, without performing a test. This will be described below.
  • the stress applied to the reduced diameter inner surface 523a (arrows AR1 and AR2 in FIG. 3). That is, the stress (arrow AR2 in FIG. 3) applied to the radially inner portion of the reduced diameter inner surface 523a is greater than the stress applied to the radially outer portion of the reduced diameter inner surface 523a (arrow AR1 in FIG. 3).
  • the shelf 523 may be deformed so as to protrude inward in the radial direction (see the broken line BP in FIG. 3), and the insulator 10 may be damaged.
  • the first acute angle ⁇ 1 is preferably set to an angle larger than the second acute angle ⁇ 2 ( ⁇ 1> ⁇ 2).
  • the stress applied to the shelf 523 based on the caulking load can be decomposed into components parallel to the axial direction (arrows AR1 and AR2 in FIG. 3) and components perpendicular to the axial line (arrow AR7 in FIG. 3). .
  • first acute angle ⁇ 1 When the first acute angle ⁇ 1 is less than 35 degrees, components parallel to the axis (arrows AR1 and AR2 in FIG. 3) become too large. As a result, it is considered that the shelf portion 523 is deformed so as to protrude inward in the radial direction (see the broken line BP in FIG. 3) and damages the insulator 10. Therefore, when the first acute angle ⁇ 1 is less than 35 degrees, it is considered that the insulator 10 is cracked.
  • the first acute angle ⁇ 1 is larger than the second acute angle ⁇ 2 and is in the range of not less than 35 degrees and not more than 50 degrees. In this way, in the spark plug 100, both the voltage resistance and the air tightness can be achieved at a higher level. That is, by making the first acute angle ⁇ 1 more appropriate, the airtightness and voltage resistance of the spark plug can be further improved without causing penetration of the insulator and deformation of the screw portion.
  • the material of the metal shell 50 is low carbon steel, and the hardness can be changed by changing the amount of carbon and the conditions for heat treatment.
  • the material of the plate packing 8 is an alloy mainly composed of copper or aluminum, and the hardness can be changed by changing the amount of additive elements added or the conditions of heat treatment.
  • Vickers hardness (Hv) was measured by a Vickers hardness test with a measurement load of 1.961 N according to JIS Z2244 in a cross section obtained by cutting each sample along a plane including the axis CO.
  • the plate packing 8 was measured at approximately one central point in the cross section.
  • the shelf 523 of the metal shell 50 was measured at three points at substantially equal intervals at a point 0.1 mm away from the reduced diameter inner surface 523a in the cross section. The number of measurements is 5 per sample.
  • the average value of each measured value was set as hardness E and F of each sample.
  • Table 4 The evaluation results are shown in Table 4 below.
  • the inner surface 523b of the shelf 523 is parallel to the axis CO, but the shelf 523 is, for example, from the rear end side to the front end side, like the enlarged inner surface 523c of the shelf 523.
  • the inner diameter may increase toward the.
  • the shelf thickness B of the shelf 523 is determined using the inner diameter R3 of the tip P2 of the reduced diameter inner surface 523a.
  • the inner peripheral surface of the mounting screw portion 52 on the rear end side from the shelf 523 is parallel to the axis CO, but the inner diameter may increase from the rear end side toward the front end side.
  • the screw portion thickness A of the mounting screw portion 52 and the shelf thickness B of the shelf portion 523 are determined using the inner diameter R2 of the rear end P1 of the reduced diameter inner surface 523a.
  • the reduced diameter inner surface 523a is linear over the entire length, but like the reduced diameter outer surface 15a, the vicinity of the front end and the rear end of the reduced diameter inner surface 523a are curved. It may be.
  • the first acute angle ⁇ 1 formed by the reduced diameter inner surface 523a of the shelf 523 and the plane TF perpendicular to the axis CO is based on a straight line portion at the center between the front end curve and the rear end curve. It is determined.
  • the improvement of the airtightness and the voltage resistance of the spark plug 100 of the embodiment is the thickness of the screw part, which is a parameter related to the shelf 523 of the metal shell 50 and components in the vicinity thereof (the plate packing 8 and the insulator 10).
  • the material of the metal shell 50 may be nickel-plated low carbon steel or low-carbon steel that is not nickel-plated.
  • the material of the plate packing 8 for example, copper, aluminum, iron, zinc, and various alloys containing these as main components can be adopted.
  • the aspect in the said embodiment is an example to the last, and can change variously according to the use of a spark plug, and the required performance.
  • a longitudinal discharge type spark plug that discharges in the axial direction
  • it may be configured as a horizontal discharge type spark plug that discharges in a direction perpendicular to the axial direction.
  • Metal fitting 51 ... Tool engagement part, 52 ... Mounting screw part, 53 ... Clamping part, 54 ... Seat part, 58 ... Compression deformation part, 59 ... through hole, 60 ... conductive seal, 70 ... resistor, 80 ... conductive seal, 100 ... spark plug, 521 ... thread, 523. ..Shelves, 523a ... Reduced diameter inner surface, 5 3b ... inner surface, 523c ... diameter inner surface

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Abstract

スパークプラグの気密性と耐電圧性を両立する。 スパークプラグは、軸孔を有する筒状体であり、後端側から先端側に向かって外径が小さくなる縮径外面を外周面に有する絶縁体と、絶縁体が挿入される貫通孔を有する筒状体であり、取り付け用のネジ山を外周面に有し後端側から先端側に向かって内径が小さくなる縮径内面を内周面に有するネジ部を有する主体金具と、環状のパッキンと、を備える。絶縁体の縮径外面と主体金具の縮径内面との間は、パッキンを挟んで封止されており、ネジ部の呼び径は、10mm以下であり、軸線を含む少なくとも1つの断面において、(ネジ部の有効径と縮径内面の後端の内径との差)/2を長さA(mm)とし、(縮径内面の後端の内径と縮径内面の先端の内径との差)/2を長さB(mm)としたとき、(A/B)≧3.1、かつ、B≧0.25、かつ、(A+B)≦2.0を満たす。

Description

スパークプラグ
 本発明は、内燃機関等において着火に用いられるスパークプラグに関する。
 内燃機関の設計自由度の向上などのために、スパークプラグの小径化が望まれている。 例えば、主体金具のネジの呼び径が10mm以下のスパークプラグが開発されている。一方で、内燃機関における燃料ガスの高圧縮化、これに伴うスパークプラグに印加される電圧の高電圧化などのために、スパークプラグに対する気密性、耐電圧性の要求は高くなる傾向にある。
特許第3502936号公報 特許第4548818号公報 特許第4268771号公報 特許第4267855号公報 特開2006-66385号公報 特開2009-176525号公報
 しかしながら、スパークプラグを小径化すると、寸法上の制限などからスパークプラグの気密性と耐電圧性を両立することが困難である場合があった。
 本発明の目的は、スパークプラグの気密性と耐電圧性を両立する技術を提供することである。
 本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することが可能である。
[適用例1]軸線の方向に延びる軸孔を有する筒状体であり、後端側から先端側に向かって外径が小さくなる縮径外面を外周面に有する絶縁体と、
 前記軸線の方向に延び前記絶縁体が挿入される貫通孔を有する筒状体であり、取り付け用のネジ山を外周面に有し後端側から先端側に向かって内径が小さくなる縮径内面を内周面に有するネジ部を有する主体金具と、
 環状のパッキンと、
 を備え、
 前記絶縁体の前記縮径外面と前記主体金具の前記縮径内面との間は、前記パッキンを挟んで封止されているスパークプラグであって、
 前記ネジ部の呼び径は、10mm以下であり、
 前記軸線を含む少なくとも1つの断面において、
 (前記ネジ部の有効径と前記縮径内面の後端の内径との差)/2を長さA(mm)とし、(前記縮径内面の後端の内径と前記縮径内面の先端の内径との差)/2を長さB(mm)としたとき、
 (A/B)≧3.1、かつ、B≧0.25、かつ、(A+B)≦2.0を満たす、スパークプラグ。
 長さBが大きいほど、主体金具の縮径内面の面積が大きくなるので、気密性を確保するために必要な面圧を確保するために必要な封止荷重が大きくなる。したがって、必要な封止荷重を小さくするには、長さBが比較的小さいことが好ましい。しかし、縮径内面の後端の内径から縮径内面の先端の内径までの長さBが、過度に小さい場合には、主体金具の縮径内面の面積が過度に小さくなり、絶縁体の縮径外面を支持できない可能性がある。主体金具の縮径内面が絶縁体の縮径外面を支持できないと、絶縁体の縮径外面と主体金具の縮径内面との間を適切に封止することができず、気密性が低下する。上記構成によれば、B≧0.25mmを満たすので、主体金具の縮径内面の面積を確保して、絶縁体を適切に支持することができる。
 長さBが過度に大きい場合には、封止荷重に起因する曲げモーメントが大きくなる。また、縮径内面の後端の内径からネジ部の有効径までの長さAが大きいほど、曲げモーメントに対するネジ部の強度が大きくなる。したがって、長さBに対する長さAの比(A/B)が過度に小さい場合には、曲げモーメントに対してネジ部の強度が不足するので、例えば、ネジ部が変形する不具合(例えば、いわゆるネジ伸び)が発生し得る。換言すれば、ネジ部の強度が小さいために、必要な封止荷重をかけることができずに、気密性を確保するために必要な面圧を確保できない可能性がある。上記構成によれば、(A/B)≧3.1を満たすので、ネジ部の変形を抑制しつつ、気密性を確保することができる。
 長さAと長さBとの和(A+B)が大きいほど、主体金具の貫通孔に挿入される絶縁体の径が小さくなる。したがって、(A+B)が過度に大きいと、絶縁体の径方向の厚さを確保することができずに、耐電圧性が低下する可能性がある。上記構成によれば、(A+B)≦2.0mmを満たすので、絶縁体の長さを確保して、耐電圧性の低下を抑制することができる。
 以上のように、上記構成によれば、スパークプラグの気密性と耐電圧性を両立することができ、特に、呼び径が10mm以下のネジ部を有するスパークプラグの気密性と耐電圧性を両立することができる。
[適用例2]適用例1に記載のスパークプラグであって、
 前記長さAは、1.23≦A≦1.54を満たし、
 前記長さBは、0.25≦B≦0.45を満たす、スパークプラグ。
 上記構成によれば、長さAと長さBとを、さらに、適正化することによって、絶縁体の貫通やネジ部の変形を引き起こすことなく、スパークプラグの気密性と耐電圧性をさらに向上することができる。
[適用例3]適用例1または適用例2に記載のスパークプラグであって、
 前記主体金具の前記縮径内面と前記軸線に垂直な平面とがなす鋭角は、35度以上かつ50度以下であり、前記絶縁体の前記縮径外面と前記軸線に垂直な平面とがなす鋭角より大きい、スパークプラグ。
 上記構成によれば、主体金具の縮径内面と軸線に垂直な平面とがなす鋭角(第1の鋭角とも呼ぶ)が過度に小さい場合には、封止荷重のうち軸線方向の荷重が大きくなりやすいので、主体金具の縮径内面の径方向の内側付近が変形しやすい。また、第1の鋭角が、絶縁体の縮径外面と前記軸線に垂直な平面とがなす鋭角(第2の鋭角とも呼ぶ)以下であると、主体金具の縮径内面の径方向の内側部分にかかる荷重が大きくなりやすいので、同様に、主体金具の縮径内面の径方向の内側部分が変形しやすい。主体金具の縮径内面の径方向の内側部分が変形すると、その部分と絶縁体とが接触して絶縁体が割れる不具合が発生する可能性がある。第1の鋭角が過度に大きい場合には、封止荷重のうち径方向の外側に向かう荷重が大きくなりやすいので、ネジ部の変形が発生する可能性がある。上記構成によれば、第1の鋭角は、35度以上かつ50度以下であり、第2の鋭角より大きいので、封止荷重に起因する絶縁体の割れやネジ部の変形を抑制することができる。
[適用例4]適用例1ないし適用例3のいずれかに記載のスパークプラグであって、
 前記主体金具の前記縮径内面が形成された部位のビッカース硬度E(Hv)と、前記パッキンのビッカース硬度F(Hv)は、15≦(E-F)≦46を満たす、スパークプラグ。
 硬度Eと硬度Fとの差分(E-F)が過度に大きい場合には、すなわち、パッキンが過度に軟らかい場合には、パッキンの変形量が過大になり、変形したパッキンによって絶縁体の割れが引き起こされる可能性がある。硬度Eと硬度Fとの差分(E-F)が過度に小さい場合には、すなわち、パッキンが過度に硬い場合には、パッキンの変形量が不足して、主体金具の縮径内面に過大な荷重がかかり、ネジ部の変形が引き起こされる可能性がある。上記構成によれば、硬度Eと硬度Fとの差分(E-F)が、15Hv≦(E-F)≦46Hvを満たすので、絶縁体の割れやネジ部の変形を抑制することができる。
 なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、スパークプラグや、そのスパークプラグを搭載する内燃機関、等の態様で実現することができる。
本実施形態のスパークプラグ100の断面図である。 主体金具50の取付ネジ部52の棚部523と絶縁碍子10の段部15とを含む部分の拡大断面図である。 取付ネジ部52の棚部523と絶縁碍子10の段部15とを含む部分に負荷される応力を説明する図である。
A.実施形態:
A-1.スパークプラグの構成:
 以下、本発明の実施の態様を実施形態に基づいて説明する。図1は本実施形態のスパークプラグ100の断面図である。図1の一点破線は、スパークプラグ100の軸線CO(軸線COとも呼ぶ)を示している。軸線COと平行な方向(図1の上下方向)を軸線方向とも呼ぶ。軸線COを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、軸線COを中心とする円の周方向を、単に「周方向」とも呼ぶ。図1における下方向を先端方向D1と呼び、上方向を後端方向D2とも呼ぶ。図1における下側をスパークプラグ100の先端側と呼び、図1における上側をスパークプラグ100の後端側と呼ぶ。スパークプラグ100は、絶縁体としての絶縁碍子10と、中心電極20と、接地電極30と、端子金具40と、主体金具50と、を備える。
 絶縁碍子10はアルミナ等を焼成して形成されている。絶縁碍子10は、軸線方向に沿って延び、絶縁碍子10を貫通する貫通孔12(軸孔)を有する略円筒形状の部材(筒状体)である。絶縁碍子10は、鍔部19と、後端側胴部18と、先端側胴部17と、段部15と、脚長部13とを備えている。後端側胴部18は、鍔部19より後端側に位置し、鍔部19の外径より小さな外径を有している。先端側胴部17は、鍔部19より先端側に位置し、後端側胴部18の外径より小さな外径を有している。脚長部13は、先端側胴部17より先端側に位置し、先端側胴部17の外径よりも小さな外径を有している。脚長部13は先端側ほど縮径され、スパークプラグ100が内燃機関(図示せず)に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。段部15は、脚長部13と先端側胴部17との間に形成されている。段部15は、後端側から先端側に向かって外径が小さくなる縮径外面(図2の15a)を外周面に有している(詳細は後述する)。
 主体金具50は、導電性の金属材料(例えば、低炭素鋼材)で形成され、内燃機関のエンジンヘッド(図示省略)にスパークプラグ100を固定するための略円筒形状の部材(筒状体)である。主体金具50は、軸線COに沿って貫通する貫通孔59が形成されている。主体金具50は、絶縁碍子10の外周に配置される。すなわち、主体金具50の貫通孔59内に、絶縁碍子10が挿入・保持されている。絶縁碍子10の先端は、主体金具50の先端から露出し、絶縁碍子10の後端は、主体金具50の後端から露出している。
 主体金具50は、スパークプラグレンチが係合する六角柱形状の工具係合部51と、内燃機関に取り付けるための取付ネジ部52と、工具係合部51と取付ネジ部52との間に形成された鍔状の座部54と、を備えている。ここで、取付ネジ部52の呼び径は、M10(10mm(ミリメートル))以下とされている。例えば、取付ネジ部52の呼び径は、M10、M8であることが好ましく、M10であることが特に好ましい。
 主体金具50の取付ネジ部52と座部54との間には、金属板を折り曲げて形成された環状のガスケット5が嵌挿されている。ガスケット5は、スパークプラグ100が内燃機関に取り付けられた際に、スパークプラグ100と内燃機関(エンジンヘッド)との隙間を封止する。
 主体金具50は、さらに、工具係合部51の後端側に設けられた薄肉の加締部53と、座部54と工具係合部51との間に設けられた薄肉の圧縮変形部58と、を備えている。主体金具50における工具係合部51から加締部53に至る部位の内周面と、絶縁碍子10の後端側胴部18の外周面との間に形成される環状の領域には、環状のリング部材6,7が配置されている。当該領域における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。また、主体金具50の取付ネジ部52は、取付ネジ部52の内周側に突出した棚部523を備えている。棚部523は、後端側から先端側に向かって外径が小さくなる縮径内面(図2の523a)を内周面に有している(詳細は後述する)。
 加締部53の後端は、径方向内側に折り曲げられて、絶縁碍子10の外周面に固定されている。主体金具50の圧縮変形部58は、製造時において、絶縁碍子10の外周面に固定された加締部53が先端側に押圧されることにより、圧縮変形部58は圧縮変形する。製造時に加締部53が先端側に押圧される加重を加締荷重と呼ぶ。圧縮変形部58の圧縮変形によって、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。この結果、環状の板パッキン8を介して、主体金具50の棚部523に、絶縁碍子10の段部15が押圧される。すなわち、詳細は後述するように、段部15の縮径外面と棚部523の縮径内面との間は、板パッキン8を挟んで封止されている。この結果、内燃機関の燃焼室内のガスが、主体金具50と絶縁碍子10との隙間から外部に漏れることが、板パッキン8によって防止される。なお、主体金具50において、座部54の先端側の面(座面とも呼ぶ)から、棚部523の後端までの長さH1は、14.3mm以上確保されることが好ましい。
 板パッキン8は、例えば、銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い材料によって形成される。板パッキン8の熱伝導率が高いと、絶縁碍子10の熱が主体金具50の棚部523に効率よく伝わるため、スパークプラグ100の熱引きがよくなり、耐熱性を向上させることができる
 中心電極20は、軸線COに沿って延びる棒状の部材であり、絶縁碍子10の貫通孔12に挿設されている。中心電極20は、電極母材21と、電極母材21の内部に埋設された芯材22と、を含む構造を有する。電極母材21は、ニッケルまたはニッケルを主成分とする合金(インコネル(アルファベットのINCONELは登録商標)600等)で形成されている。芯材22は、電極母材21を形成する合金よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主成分とする合金で形成されている。中心電極20の先端は、絶縁碍子10の先端側に露出している。
 また、中心電極20は、軸線方向の所定の位置に設けられた鍔部24(電極鍔部、フランジ部とも呼ぶ。)、鍔部24よりも後端側の部分である頭部23(電極頭部)と、鍔部24よりも先端側の部分である脚部25(電極脚部)と、を備えている。鍔部24は、絶縁碍子10の段部16に支持されている。中心電極20の脚部25の先端部分には、電極チップ29が、例えば、レーザー溶接によって接合されている。この中心電極20の脚部25の先端部分の構成については、図2、図3を参照して後述する。電極チップ29は、高融点の貴金属を主成分とする材料で形成されている。この電極チップ29の材料には、例えば、イリジウム(Ir)や、Irを主成分とする合金が用いられ、具体的には、Ir-5Pt合金(5質量%の白金を含有したイリジウム合金)などが多用される。
 接地電極30は、主体金具50の先端に接合されている。接地電極30の電極母材は耐腐食性の高い金属、例えば、インコネル600などのニッケル合金で形成されている。この接地電極30の母材基端部32は、主体金具50の先端面に溶接にて接合されている。この結果、接地電極30は、主体金具50と電気的に導通している。接地電極30の母材先端部31は、屈曲されており、母材先端部31の一側面は、中心電極20の電極チップ29と、軸線CO上で軸線方向に対向している。母材先端部31の当該一側面には、中心電極20の電極チップ29と対抗する位置に電極チップ33が溶接されている。電極チップ33は、例えば、Pt(白金)または、Ptを主成分とする合金、具体的には、Pt-20Ir合金(20質量%のイリジウムを含有した白金合金)など用いられる。中心電極20の電極チップ29と、接地電極30の電極チップ33の間には火花ギャップが形成される。
 端子金具40は、軸線COに沿って延びる棒状の部材である。端子金具40は、導電性の金属材料(例えば、低炭素鋼)で形成され、その表面は、防食のための金属層(例えば、Ni層)がメッキなどによって形成されている。端子金具40は、軸線方向の所定位置に形成された鍔部42(端子顎部)と、鍔部42より後端側に位置するキャップ装着部41と、鍔部42より先端側の脚部43(端子脚部)と、を備えている。端子金具40の後端を含むキャップ装着部41は、絶縁碍子10の後端側に露出している。端子金具40の先端を含む脚部43は、絶縁碍子10の貫通孔12に挿入(圧入)されている。キャップ装着部41には、高圧ケーブル(図示外)が接続されたプラグキャップが装着され、火花を発生するための高電圧が印加される。
 絶縁碍子10の貫通孔12内において、端子金具40の先端と中心電極20の後端との間の領域には、火花発生時の電波ノイズを低減するための抵抗体70が配置されている。抵抗体は、例えば、主成分であるガラス粒子と、ガラス以外のセラミック粒子と、導電性材料と、を含む組成物で形成されている。貫通孔12内における、抵抗体70と中心電極20との隙間は、導電性シール60によって埋められ、抵抗体70と端子金具40との隙間は、ガラスと金属との導電性シール80によって埋められている。
A-2. 主体金具の取付ネジ部の棚部近傍の構成:
 図2は、主体金具50の取付ネジ部52の棚部523と、絶縁碍子10の段部15と、を含む部分の拡大断面図である。この断面は、軸線COを含む面でスパークプラグ100を切断した断面である。取付ネジ部52の外周面には、取り付け用のネジ山521が形成されている。図2の破線BLは、取付ネジ部52の有効径R1を規定する仮想的な外周面(有効径規定面BLとも呼ぶ)を示している。有効径規定面BLは、ネジ山521の谷部から有効径規定面BLまでの谷深さDPaと、ネジ山521の山部から有効径規定面BLまでの山高さDPbと、が等しくなる仮想的な外周面である。取付ネジ部52の呼び径が10mmである場合には、有効径R1は、約9.3mmである。
 取付ネジ部52の棚部523は、上述した縮径内面523aと、内側面523bと、拡径内面523cと、を有する。縮径内面523aは、棚部523の後端側部分において、後端側から先端側に向かって、内径が小さくなる内周面である。拡径内面523cは、棚部523の先端側部分において、後端側から先端側に向かって、内径が大きく内周面である。内側面523bは、縮径内面523aの先端から拡径内面523cの後端までの内周面であり、軸線方向と平行な内周面である。本明細書では、内径や外径は、全て直径で表すものとする。
 縮径内面523aの後端P1の内径をR2とする。内径R2は、取付ネジ部52における、棚部523の後端P1より後端側の部分の内径と言うこともできる。縮径内面523aの先端P2の内径をR3とする。内径R3は、内側面523bの内径と言うこともできる。
 取付ネジ部52における、縮径内面523aの後端P1より後端側の部分の径方向の長さAは、取付ネジ部52の有効径R1と、縮径内面523aの後端P1の内径をR2と、の差の2分の1で表すことができる。すなわち、長さA(図2)は、A=(R1-R2)/2と表すことができる。長さAを、ネジ部厚さAとも呼ぶ。
 また、棚部523の径方向の長さBは、縮径内面523aの後端P1の内径R2と、縮径内面523aの先端P2の内径R3と、の差の2分の1で表すことができる。すなわち、長さB(図2)は、B=(R2-R3)/2と表すことができる。長さBを、棚厚さBとも呼ぶ。
 図2の断面において、棚部523の縮径内面523aと、軸線CO(図1)に垂直な仮想的な平面TFとがなす鋭角を、第1鋭角θ1とする。
 絶縁碍子10の先端側胴部17の外径R4は、主体金具50の対向する内径R2の内周面との間に所定のクリアランスCL1(例えば、0.05mm~0.45mm)が確保されるように、内径R2より(2×CL1)だけ短い(R4=R2-(2×CL1))。また、先端側胴部17および脚長部13内の貫通孔12を形成する内周面13aの内径R6は、貫通孔12に挿入される中心電極20の脚部25(図2では図示省略)の外径に応じて決定されている。例えば、内径R6は、1.5mm~1.8mmの範囲内であることが好ましい。先端側胴部17の径方向の長さC(絶縁碍子10の該当部分の厚さ)は、外径R4と内径R6との差の2分の1で表すことができる。すなわち、長さC(図2)は、C=(R4-R6)/2と表すことができる。
 絶縁碍子10の脚長部13における、主体金具50棚部523と対向する部分の外径R5は、主体金具50の棚部523との間に所定のクリアランスCL2(例えば、0.15mm~0.6mm)が確保されるように、棚部523の内径R3より(2×CL2)だけ短い(R5=R3-(2×CL2))。脚長部13における、主体金具50棚部523と対向する部分の径方向の長さD(絶縁碍子10の該当部分の厚さ)は、外径R5と内径R6との差の2分の1で表すことができる。すなわち、長さD(図2)は、D=(R5-R6)/2と表すことができる。長さCおよび長さDを絶縁厚さC、Dとも呼ぶ。絶縁厚さC、Dが大きいほど、スパークプラグ100の耐電圧性が向上する。
 絶縁碍子10の段部15は、後端側から先端側に向かって外径が小さくなる縮径外面15aを外周面に有している。図2の断面において、段部15の縮径外面15aと、軸線CO(図1)に垂直な仮想的な平面TFとがなす鋭角を、第2鋭角θ2とする。図2の断面において縮径外面15aの先端付近と後端付近は、曲線となっているが、先端の曲線と後端の曲線との間の中央部は、直線となっている。第2鋭角θ2は、中央部の直線部分に基づいて決定される。
 棚部523の縮径内面523aと、絶縁碍子10の段部15の縮径外面15aと、の間に挟まれた環状の板パッキン8は、上述したように、加締荷重に応じた封止荷重によって、軸線方向に圧縮される。板パッキン8は、封止荷重によって縮径内面523aに沿って圧縮変形する。図2の断面における縮径内面523aに沿った方向の幅PWは、例えば、図2の断面における縮径内面523aの線長の100%程度であり、例えば、0.38mm~0.86mmの範囲であることが好ましい。
A-3:第1評価試験:
 第1評価試験では、取付ネジ部52の呼び径が10mmである11種類のスパークプラグ100のサンプルを用いた。これらの11種類のサンプルでは、上述したネジ部厚さAと、棚厚さBと、が互いに異なる主体金具50を用いて、作成されている。
 第1評価試験では、加締試験と、耐電圧試験と、を実施した。加締試験では、34kN(キロニュートン)の加締荷重を用いて、主体金具50の加締めを実施した。そして、絶縁碍子10の段部15が、主体金具50の棚部523より先端側にずれ落ちる不具合(以下、ずれ落ちとも呼ぶ)の有無と、主体金具50の取付ネジ部52のネジ山521が変形する不具合(以下、ネジ伸びとも呼ぶ)の有無と、を検査した。ずれ落ちの有無は目視によって確認でき、ネジ伸びの有無は、ネジゲージを用いて確認することができる。ネジ伸びとずれ落ちとのいずれも発生していないサンプルの評価を「○」とし、ネジ伸びとずれ落ちとのいずれかが発生しているサンプルの評価を「×」とした。
 耐電圧試験では、接地電極30の電極チップ33と、中心電極20の電極チップ29との間で放電が起きないように、接地電極30を中心電極20の先端側に曲げる前のサンプルを用いた。さらに、このサンプルにおいて、板パッキン8より先端側の、主体金具50と絶縁碍子10との間の空間GVに、絶縁液を注入することで、中心電極20と接地電極30との間で放電が起きないようにした。そして、サンプルの端子金具40と主体金具50との間に電圧を印加し、絶縁体の貫通(絶縁破壊)が発生するまで、印加する電圧を上昇させた。絶縁体の貫通が発生した電圧(貫通電圧とよぶ)が、25kV(キロボルト)以上であるサンプルの評価を「○」とし、貫通電圧が25kV未満であるサンプルの評価を「×」とした。評価結果を表1に示す。表1におけるネジ部厚さA、棚厚さBの単位は、ミリメートルである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1に示す試験結果から、棚厚さBが、0.25mm以上であるサンプル(1-2)~(1-11)では、ずれ落ちが発生しておらず、棚厚さBが、0.25mm未満であるサンプル(1-1)では、ずれ落ちが発生していることが解る。棚厚さBが、0.25mm未満である場合には、主体金具50の縮径内面523aの面積が過度に小さくなり、絶縁碍子10の縮径外面15aを支持できないと考えられる。主体金具50の縮径内面523aが絶縁碍子10の縮径外面15aを支持できないと、絶縁碍子10の縮径外面15aと主体金具50の縮径内面523aとの間を適切に封止することができず、気密性が低下する。したがって、試験結果から棚厚さBは、0.25以上確保することが好ましいことが解る。
 さらに、棚厚さBに対するネジ部厚さAの比率(A/B)が3.1以上であるサンプル(1-1)~(1-5)、(1-7)、(1-9)~(1-11)では、ネジ伸びが発生しておらず、比率(A/B)が3.1未満であるサンプル(1-6)、(1-8)では、ネジ伸びが発生していることが解る。この理由は、以下のように推定される。
 図3は、取付ネジ部52の棚部523と、絶縁碍子10の段部15と、を含む部分に負荷される応力を説明する図である。加締荷重によって、棚部523には、図3に白い矢印AR1、AR2で示すように、先端側に向かう応力がかかる。棚厚さBが大きいほど、この応力に基づいて取付ネジ部52を径方向に曲げようとする曲げモーメントが大きくなる。また、ネジ部厚さAが大きいほど、曲げモーメントに対する取付ネジ部52の強度が大きくなる。したがって、比率(A/B)が3.1mm未満である場合には、曲げモーメントに対して取付ネジ部52の強度が不足するので、例えば、取付ネジ部52が変形する不具合、具体的には、ネジ伸びが発生すると考えられる。換言すれば、取付ネジ部52の強度が不足するために、必要な加締荷重をかけることができずに、気密性を確保するために必要な面圧を確保できない可能性がある。したがって、比率(A/B)は、3.1mm以上であることが好ましい。
 さらに、ネジ部厚さAと棚厚さBとの和(A+B)が2.0mm以下であるサンプル(1-1)~(1-10)では、耐電圧試験の評価が「○」であり、(A+B)が2.0mmを超えているサンプル(1-11)では、耐電圧試験の評価が「×」である。この理由は、以下のように推定される。
 例えば、取付ネジ部52の呼び径が固定値(例えば、10mm)であるとすると、A、および、(A+B)が大きいほど、主体金具50の棚部523の内径R3が小さくなる。そうすると、絶縁碍子10の絶縁厚さC、D(図2)が小さくなる。この結果、絶縁碍子10の絶縁厚さC、Dを確保することができずに、耐電圧性が低下する可能性がある。したがって、(A+B)が2.0mmを超えている場合には、Aおよび(A+B)が過度に大きくなるので、絶縁厚さC、Dが過度に小さくなり、耐電圧性が低下すると考えられる。したがって、(A+B)は、2.0mm未満であることが好ましいことが解る。
 また、(A+B)が過度に大きい場合には、比率(A/B)が3.1mm以上であったとしても、棚厚さBが大きくなり得るので、縮径内面523aの面積が大きくなる可能性がある。この結果、縮径内面523aの面積が大きくなりすぎ、縮径内面523aと板パッキン8との間の必要な封止圧力(単位面積辺りの荷重)を確保するために、加締荷重を大きくする必要が生じ得る。この観点からも(A+B)は比較的小さいことが好ましい。
 このように、第1評価試験の試験結果(表1)から、ネジ部厚さAと棚厚さBとは、(A/B)≧3.1、かつ、B≧0.25、かつ、(A+B)≦2.0を満たすことが好ましい。こうすれば、スパークプラグ100において、耐電圧性と気密性を両立することができる。
 なお、本評価試験の試験結果のサンプル間の差違は、上記説明から解るように、主に、ネジ部厚さAと棚厚さBの差異によって生じると推定される。従って、ネジ部厚さAと棚厚さBの上記の好ましい範囲は、ネジ部厚さAと棚厚さB以外の構成に拘わらずに、適用可能と推定される。
A-4:第2評価試験:
 第2評価試験では、第1評価試験で明らかにされた好ましい範囲を満たす6種類のサンプルを準備して、第1評価試験よりさらに厳しい条件で、加締試験と、耐電圧試験と、を実施した。すなわち、第2評価試験では、取付ネジ部52の呼び径が10mmである6種類のスパークプラグ100のサンプルを用いた。これらの6種類のサンプルでは、上述したネジ部厚さAと、棚厚さBと、が互いに異なる主体金具50を用いて、作成されている。
 第2評価試験の加締試験では、36kNの加締荷重を用いて、各サンプルの主体金具50の加締めを実施した。評価の手法は、第1評価試験の加締試験と同様である。
 第2評価試験の耐電圧試験では、第1評価試験の耐電圧試験と同様の試験を行った。第2評価試験では、貫通電圧が30kV(キロボルト)以上であるサンプルの評価を「○」とし、貫通電圧が30kV未満であるサンプルの評価を「×」とした。評価結果を表2に示す。表2におけるネジ部厚さA、棚厚さBの単位は、ミリメートルである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2に示す試験結果から、ネジ部厚さAが、1.23mm以上であるサンプル(2-2)~(2-6)では、ネジ伸びが発生しておらず、ネジ部厚さAが、1.23mm未満であるサンプル(2-1)では、ネジ伸びが発生していることが解る。ネジ部厚さAが、1.23mm未満である場合には、第2評価試験の加締荷重の場合には、ネジ部厚さAが小さいために、曲げモーメントに対して取付ネジ部52の強度が不足するので、ネジ伸びが発生すると考えられる。したがって、試験結果からネジ部厚さAは、1.23mm以上であることがより好ましい。
 さらに、ネジ部厚さAが1.54mm以下であるサンプル(2-1)~(2-5)では、耐電圧試験の評価が「○」であり、ネジ部厚さAが、1.54mmを超えているサンプル(2-6)では、耐電圧試験の評価が「×」であることが解る。これは、ネジ部厚さAが1.54mmを超えている場合には、絶縁厚さC、D(図2)を確保することができずに、耐電圧性が低下するためであると考えられる。したがって、ネジ部厚さAが1.54mm以下であることがより好ましい。
 表2に示す試験結果から、ネジ部厚さAが、1.23mm以上、かつ、1.54mm以下であれば、棚厚さBが0.30以上0.45mm以下のいずれの値であっても良いことが解る。したがって、第2試験における評価結果の差違は、主としてネジ部厚さAに起因すると考えられる。
 ここで、第1評価試験において、(A/B)≧3.1、かつ、B≧0.25、かつ、(A+B)≦2.0であることが好ましいことが明らかにされているが、この3つの不等式をBについて解くと、0.25≦B≦約0.48であることが解る。この不等式と、表2に示す試験結果から、棚厚さBの範囲は、少なくとも0.25≦B≦0.45の範囲内にあれば良いと考えられる。
 このように、第2評価試験の試験結果(表2)から、ネジ部厚さAと棚厚さBとは、1.23mm≦A≦1.54mm、かつ、0.25≦B≦0.45を満たすことがより好ましい。こうすれば、スパークプラグ100において、耐電圧性と気密性をより高いレベルで両立することができる。すなわち、長さAと長さBとを、さらに、適正化することによって、絶縁体の貫通やネジ部の変形を引き起こすことなく、スパークプラグの気密性と耐電圧性をさらに向上することができる。
 例えば、取付ネジ部52の呼び径が10mm(有効径R1=9.268mm)のスパークプラグ100において、ネジ部厚さA=1.41mm、棚厚さB=0.43mmとすることが特に好ましい。こうすれば、絶縁碍子10の先端側胴部17の外径R4(図2)は、6.25mmとなり、縮径内面523aの先端P2の内径(棚部523の内側面523bの内径)R3(図2)は、5.6mmとなる。こうすれば、スパークプラグ100の気密性と耐電圧性を十分に両立することができる。
A-5:第3評価試験:
 第3評価試験では、第2評価試験で明らかにされたより好ましい範囲を満たす5種類のサンプルを準備して、第2評価試験よりさらに厳しい条件で、加締試験を実施した。すなわち、第3評価試験では、取付ネジ部52の呼び径が10mm、かつ、ネジ部厚さA=1.38mm、かつ、棚厚さB=0.35mmの5種類のスパークプラグ100のサンプルを用いた。これらの5種類のサンプルでは、上述した第2鋭角θ2を30度に固定し、第1鋭角θ1を互いに異なる角度に作成している。
 なお、第1鋭角θ1は、第2鋭角θ2より大きい角度に設定している(θ1>θ2)。ここで、θ1>θ2とすることが、θ1≦θ2とするよりも好ましいことは、試験を行うまでもなく、明らかである。以下に説明する。
 図3に示すように、θ1≦θ2であると、棚部523の縮径内面523aと、絶縁碍子10の縮径外面15aと、の間の間隔が、径方向の内側に向かって狭くなる。この結果、板パッキン8の径方向外側部分の圧縮力(図3の矢印AR3、AR5)より、板パッキン8の径方向内側部分の圧縮力(図3の矢印AR4、AR6参照)が大きくなる。したがって、板パッキン8が変形して径方向内側に突出し(図3の破線TP参照)、絶縁碍子10を傷つける可能性がある。また、縮径内面523aにかかる応力(図3の矢印AR1、AR2)についても同様のことが言える。すなわち、縮径内面523aの径方向外側部分にかかる応力(図3の矢印AR1)より、縮径内面523aの径方向内側部分にかかる応力(図3の矢印AR2)が大きくなる。この結果、棚部523が径方向の内側に突出するように変形して(図3の破線BP参照)、絶縁碍子10を傷つける可能性がある。このために、第1鋭角θ1は、第2鋭角θ2より大きい角度に設定されることが好ましい(θ1>θ2)。
 第3評価試験の加締試験では、38kNの加締荷重を用いて、各サンプルの主体金具50の加締めを実施した。そして、加締め後のサンプルのネジ伸びの有無と、絶縁碍子10の割れの有無を評価した。ネジ伸びの有無は、ネジゲージを用いて確認される。絶縁碍子10の割れの有無は、レッドチェック液を絶縁碍子10に塗布して割れを可視化した後に、目視で確認される。評価結果を表3に示す。表3の「○」は、ネジ伸びまたは絶縁碍子10割れが無いことを示し、「×」は、ネジ伸びまたは絶縁碍子10の割れがあることを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3に示す試験結果では、第1鋭角θ1が35度以上であるサンプル(3-2)~(3-5)では、絶縁碍子10の割れが発生しておらず、第1鋭角θ1が35度未満であるサンプル(3-1)では、絶縁体の割れが発生している。また、第1鋭角θ1が50度以下であるサンプル(3-1)~(3-4)では、ネジ伸びが発生しておらず、第1鋭角θ1が50度を超えているサンプル(3-5)では、ネジ伸びが発生している。この理由は、以下のように推定される。
 加締荷重に基づいて棚部523にかかる応力は、軸線方向に平行な成分(図3の矢印AR1、AR2)と、軸線と垂直な成分(図3の矢印AR7)とに分解することができる。第1鋭角θ1が小さいほど、軸線方向に平行な成分が大きくなり、第1鋭角θ1が大きいほど、軸線と垂直な成分が大きくなる。
 第1鋭角θ1が35度未満であると、軸線と平行な成分(図3の矢印AR1、AR2)が大きくなりすぎる。この結果、棚部523が径方向の内側に突出するように変形して(図3の破線BP参照)、絶縁碍子10を傷つけると考えられる。したがって、第1鋭角θ1が35度未満であると、絶縁碍子10の割れが発生したと考えられる。
 第2鋭角θ2が50度を超えると、軸線と垂直な成分(図3の矢印AR7)が大きくなりすぎる。この結果、取付ネジ部52を曲げる力が大きくなり、取付ネジ部52が変形すると考えられる。したがって、第1鋭角θ1が50度を超えると、取付ネジ部52が変形してネジ伸びが発生したと考えられる。
 したがって、第1鋭角θ1は、第2鋭角θ2より大きく、かつ、35度以上50度以下の範囲内であることがより好ましい。こうすれば、スパークプラグ100において、耐電圧性と気密性をより高いレベルで両立することができる。すなわち、第1鋭角θ1をより適正化することによって、絶縁体の貫通やネジ部の変形を引き起こすことなく、スパークプラグの気密性と耐電圧性をさらに向上することができる。
A-6:第4評価試験:
 第4評価試験では、第3評価試験で明らかにされたより好ましい範囲を満たす7種類のサンプルを準備して、第3評価試験よりさらに厳しい条件で、加締試験を実施した。具体的には、第4評価試験では、取付ネジ部52の呼び径が10mm、かつ、ネジ部厚さA=1.38mm、かつ、棚厚さB=0.35mm、かつ、第1鋭角θ1=35度、θ2=30度のスパークプラグ100のサンプルを用いた。主体金具50の材質と、板パッキン8の材質を変更することで、棚部523の硬度Eと、板パッキン8の硬度Fと、が互いに異なる7種類のサンプルを作成した。主体金具50の材質は、低炭素鋼であり、炭素量や熱処理の条件を変更することによって、硬度を変更することができる。板パッキン8の材質は、銅やアルミニウムを主成分とする合金であり、添加元素の添加量や熱処理の条件を変更することによって、硬度を変更することができる。
 第4評価試験の加締試験では、40kNの加締荷重を用いて、各サンプルの主体金具50の加締めを実施した。そして、加締め後のサンプルのネジ伸びの有無と、絶縁碍子10の割れの有無を、第3評価試験と同じ手法で評価した。評価結果を表4に示す。表4の「○」は、ネジ伸びまたは割れが無いことを示し、「×」は、ネジ伸びまたは割れがあることを示す。
 さらに、各サンプルを、軸線COを含む平面で切断して得られる断面において、JIS Z2244に規定に従った測定荷重1.961Nのビッカース硬さ試験によって、ビッカース硬度(Hv)を測定した。板パッキン8は、断面における略中心点を1箇所測定した。主体金具50の棚部523は、断面における縮径内面523aから0.1mm離れた点を、略等間隔で3箇所測定した。測定数は、1種類のサンプルあたり5つである。それぞれの測定値の平均値を、各サンプルの硬度E、Fとした。評価結果を以下の表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表4に示す試験結果では、棚部523の硬度Eと板パッキン8の硬度Fとの差分(E-F)が15Hv以上であるサンプル(4-2)~(4-7)では、ネジ伸びが発生しておらず、差分(E-F)が15Hv未満であるサンプル(4-1)では、ネジ伸びが発生している。また、差分(E-F)が46Hv以下であるサンプル(4-1)~(4-6)では、絶縁碍子10の割れが発生しておらず、差分(E-F)が46Hvを超えているサンプル(4-7)では、絶縁碍子10の割れが発生している。この理由は、以下のように推定される。
 差分(E-F)が46Hvを超えている場合、すなわち、棚部523に対して板パッキン8が過度に軟らかい場合には、板パッキン8の変形量が過大になり、変形した板パッキン8が絶縁碍子10側に突出する(図3の破線TP参照)。この結果、突出した板パッキン8が絶縁碍子10に接触して、絶縁碍子10の割れを引き起こすと考えられる。差分(E-F)が15Hv未満である場合には、すなわち、棚部523に対して板パッキン8が過度に硬い場合には、板パッキン8の変形量が不足して、棚部523の縮径内面523aに過大な荷重がかかり、取付ネジ部52が変形してネジ伸びが発生すると考えられる。
 このように、第4評価試験の試験結果(表4)から、硬度Eと硬度Fとの差分(E-F)が、15Hv≦(E-F)≦46Hvを満たすことがより好ましい。こうすれば、スパークプラグ100において、耐電圧性と気密性をより高いレベルで両立することができる。すなわち、棚部523の硬度Eや、板パッキン8の硬度Fをより適正化することによって、絶縁体の割れやネジ部の変形を引き起こすことなく、スパークプラグの気密性と耐電圧性をさらに向上することができる。
B.変形例:
(1)上記実施形態において、棚部523の内側面523bは、軸線COと平行であるが、棚部523は、例えば、棚部523の拡径内面523cのように、後端側から先端側に向かって内径が大きくなっていても良い。この場合であっても、棚部523の棚厚さBは、縮径内面523aの先端P2の内径R3を用いて決定される。同様に、取付ネジ部52の棚部523より後端側の内周面は、軸線COと平行であるが、後端側から先端側に向かって内径が大きくなっていても良い。この場合であっても、取付ネジ部52のネジ部厚さAや、棚部523の棚厚さBは、縮径内面523aの後端P1の内径R2を用いて決定される。
(2)図2の断面において、縮径内面523aは、全長に亘って直線状となっているが、縮径外面15aと同様に、縮径内面523aの先端付近と後端付近は、曲線となっていても良い。この場合には、棚部523の縮径内面523aと軸線COに垂直な平面TFとがなす第1鋭角θ1は、先端の曲線と後端の曲線との間の中央部の直線部分に基づいて決定される。
(3)実施形態のスパークプラグ100の気密性および耐電圧性の向上は、主体金具50の棚部523およびその近傍の構成要素(板パッキン8や絶縁碍子10)に関するパラメータであるネジ部厚さA、棚厚さB、第1鋭角θ1、第2鋭角θ2、ビッカース硬度E、Fによってもたらされると考えられる。したがって、これらのパラメータ以外の要素、例えば、主体金具50の材質、板パッキン8の材質などは、様々に変更可能である。例えば、主体金具50の材質は、ニッケルメッキされた低炭素鋼でも良いし、ニッケルメッキがなされていない低炭素鋼でも良い。また、板パッキン8の材質は、例えば、銅、アルミニウム、鉄、亜鉛や、これらを主成分とする各種の合金が採用され得る。
(4)上記実施形態では、スパークプラグの構成の一例を挙げて説明した。しかし、上記実施形態における態様はあくまで一例であり、スパークプラグの用途や、必要とされる性能に応じて、種々変形可能である。例えば、軸線方向に放電する縦放電型のスパークプラグに代えて、軸線方向と垂直な方向に放電する横放電型のスパークプラグとして構成されても良い。
 以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。
 5...ガスケット、6...リング部材、8...板パッキン、9...タルク、10...絶縁碍子、12...貫通孔、13...脚長部、15...段部、15a...縮径外面、16...段部、17...先端側胴部、18...後端側胴部、19...鍔部、20...中心電極、21...電極母材、22...芯材、23...頭部、24...鍔部、25...脚部、29...電極チップ、30...接地電極、31...母材先端部、32...母材基端部、33...電極チップ、40...端子金具、41...キャップ装着部、42...鍔部、43...脚部、50...主体金具、51...工具係合部、52...取付ネジ部、53...加締部、54...座部、58...圧縮変形部、59...貫通孔、60...導電性シール、70...抵抗体、80...導電性シール、100...スパークプラグ、521...ネジ山、523...棚部、523a...縮径内面、523b...内側面、523c...拡径内面

Claims (4)

  1.  軸線の方向に延びる軸孔を有する筒状体であり、後端側から先端側に向かって外径が小さくなる縮径外面を外周面に有する絶縁体と、
     前記軸線の方向に延び前記絶縁体が挿入される貫通孔を有する筒状体であり、取り付け用のネジ山を外周面に有し後端側から先端側に向かって内径が小さくなる縮径内面を内周面に有するネジ部を有する主体金具と、
     環状のパッキンと、
     を備え、
     前記絶縁体の前記縮径外面と前記主体金具の前記縮径内面との間は、前記パッキンを挟んで封止されているスパークプラグであって、
     前記ネジ部の呼び径は、10mm以下であり、
     前記軸線を含む少なくとも1つの断面において、
     (前記ネジ部の有効径と前記縮径内面の後端の内径との差)/2を長さA(mm)とし、(前記縮径内面の後端の内径と前記縮径内面の先端の内径との差)/2を長さB(mm)としたとき、
     (A/B)≧3.1、かつ、B≧0.25、かつ、(A+B)≦2.0を満たす、スパークプラグ。
  2.  請求項1に記載のスパークプラグであって、
     前記長さAは、1.23≦A≦1.54を満たし、
     前記長さBは、0.25≦B≦0.45を満たす、スパークプラグ。
  3.  請求項1または請求項2に記載のスパークプラグであって、
     前記主体金具の前記縮径内面と前記軸線に垂直な平面とがなす鋭角は、35度以上かつ50度以下であり、前記絶縁体の前記縮径外面と前記軸線に垂直な平面とがなす鋭角より大きい、スパークプラグ。
  4.  請求項1ないし請求項3のいずれかに記載のスパークプラグであって、
     前記主体金具の前記縮径内面が形成された部位のビッカース硬度E(Hv)と、前記パッキンのビッカース硬度F(Hv)は、15≦(E-F)≦46を満たす、スパークプラグ。
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