(57)【要約】【課題】主体金具に絶縁体を圧入する際の絶縁体の破損を防止するとともに、絶縁体の熱を効率よく放熱し得るように構成したスパークプラグを提供する。【解決手段】主体金具１１の内周面に半径方向に張り出した棚部３１が形成されている。主体金具１１の後方側開口から絶縁体１２を挿入するに先立ち、放熱部材３２を棚部３１に載置しておく。主体金具１１に絶縁体１２を挿入する際に、絶縁体１２が偏芯や軸振れしていても、絶縁体１２が放熱部材３２の開口縁に当接すると、放熱部材３２が棚部３１上を半径方向に移動し、放熱部材３２及び棚部３１の軸方向の位置関係が保たれるので、絶縁体１２に曲げ応力が作用せず、絶縁体１２の破損を防止できる。また、絶縁体１２が受けた熱を、放熱部材３２を介して主体金具１１の棚部３１に放熱できる。【選択図】図２
2010231933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延在する中心電極と、
自身の前方側にて前記中心電極を保持する円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の一部を収容する筒状の主体金具と、
一端が前記主体金具の前方側端部に接合され、他端が前記中心電極との間で火花放電間隙を形成する接地電極と、
前記絶縁体のうち後方側の部位の外径よりも小径の前方側小径部に圧入嵌合され、前記絶縁体と前記主体金具との間を連絡して放熱経路を形成する環状の放熱部材とを備えたスパークプラグであって、
前記主体金具は、その内周面に、半径方向内方に張り出すとともに、前記半径方向と略平行な平坦面を有する棚部を有し、
前記放熱部材は、前記主体金具の前記内周面とは離間した状態で前記棚部の前記平坦面に支持されることで、前記主体金具と連絡していることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
前記主体金具は、機関に螺合するためのねじ部を外周面に有し、前記棚部は前記ねじ部の内側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項３】
前記主体金具は、前記絶縁体の前記後方側の部位と気密に結合されており、
前記主体金具と前記絶縁体との気密結合部における摩擦力Ｆ１と、前記絶縁体と前記放熱部材との圧入部における摩擦力Ｆ２との関係が、Ｆ１＞Ｆ２であることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
前記放熱部材と前記棚部とは素材結合により固着されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスパークプラグ。
【請求項５】
前記素材結合は、溶接、ろう接、又は半田付けであることを特徴とする請求項４に記載のスパークプラグ。
【請求項６】
前記放熱部材と前記棚部との素材結合部における付着力Ｆ３と、前記絶縁体と前記放熱部材との圧入部における摩擦力Ｆ２との関係が、Ｆ２＜Ｆ３であることを特徴とする請求項４又は５に記載のスパークプラグ。
【請求項７】
前記主体金具の前記内周面のうち前記棚部よりも後方側に圧入されるとともに、前記絶縁体と前記棚部との間で前記放熱部材とともに軸方向に挟持されることで、前記放熱部材を前記棚部の前記平坦面に向けて押圧する押圧部材を更に備え、
前記押圧部材は、前記放熱部材とは前記半径方向において離間していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のスパークプラグ。
【請求項８】
前記絶縁体と前記放熱部材との圧入部における摩擦力Ｆ２と、前記押圧部材と前記主体金具との圧入部における摩擦力Ｆ４との関係が、Ｆ２＜Ｆ４であることを特徴とする請求項７に記載のスパークプラグ。
【請求項９】
前記主体金具は、前記押圧部材が圧入される部分の後方側に、前記押圧部材の外径よりも大きい内径のポケット部を有し、前記主体金具の前記内周面のうち前記ポケット部の内周面と前記押圧部材が圧入される圧入面との間がテーパ面に形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載のスパークプラグ。
【請求項１０】
前記押圧部材は、自身の後方側端部に荷重により変形する突起を有し、前記押圧部材は前記突起が変形した状態で前記放熱部材とともに前記絶縁体と前記棚部との間に挟持されることを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載のスパークプラグ。
【請求項１１】
軸方向における前記放熱部材と前記押圧部材との間に、前記放熱部材及び前記押圧部材よりも軟らかい金属製の緩衝部材が配設されたことを特徴とする請求項７〜１０のいずれかに記載のスパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、スパークプラグとして、中心電極と、この中心電極を保持する絶縁体と、先端部に接地電極を備えた主体金具とを備え、主体金具内に絶縁体が支持固定された構造のものが知られている。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
内燃機関に使用されるスパークプラグは、中心電極が挿設された絶縁体を保持する主体金具の燃焼室側の先端部に接地電極を溶接して、接地電極の自由端部を中心電極の先端部と対向させて、火花放電間隙を形成している。そして、中心電極と接地電極との間で火花放電が行われ、両電極間に曝された燃料空気に点火することにより、火炎核が形成される。
【０００４】
スパークプラグにおける主体金具と絶縁体との組み付けは、主体金具の後方側開口部から前方側に向かって絶縁体の先端部を挿入するとともに、その後方側開口部に絶縁体の後端側に形成された径大部を圧入することによって行われる。そして、加熱された絶縁体の熱を放熱するために、主体金具と絶縁体との間に放熱部材を圧入している。
【０００５】
前記放熱部材は環状に形成され、その外側面の一部に前記主体金具の内周面に圧入される外側圧入接触部が形成され、その内周面の一部に前記絶縁体の外側面に圧入される内側圧入接触部が形成されている。
【０００６】
そして、主体金具に絶縁体を組み付ける場合は、予め主体金具内に放熱部材を圧入し、次いで絶縁体を主体金具に圧入する。この圧入にともなって、絶縁体の前方側の小径部（脚長部ともいう）が放熱部材に圧入される。この結果、加熱された絶縁体の熱が放熱部材を介して主体金具に放熱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３０５３７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、前記構成にあっては、放熱部材に絶縁体を圧入する際、絶縁体に偏芯や軸振れがあると、絶縁体の外周囲の全体にわたって放熱部材が均一に当接せず、脚長部の後方側基部に大きな曲げ応力がかかって、絶縁体が破損することがあった。
【０００９】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、絶縁体の組み付け時に、絶縁体が破損することのないスパークプラグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の前述した目的は、下記構成により達成される。
（１）  軸線方向に延在する中心電極と、
自身の前方側にて前記中心電極を保持する円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の一部を収容する筒状の主体金具と、
一端が前記主体金具の前方側端部に接合され、他端が前記中心電極との間で火花放電間隙を形成する接地電極と、
前記絶縁体のうち後方側の部位の外径よりも小径の前方側小径部に圧入嵌合され、前記絶縁体と前記主体金具との間を連絡して放熱経路を形成する環状の放熱部材とを備えたスパークプラグであって、
前記主体金具は、その内周面に、半径方向内方に張り出すとともに、前記半径方向と略平行な平坦面を有する棚部を有し、
前記放熱部材は、前記主体金具の前記内周面とは離間した状態で前記棚部の前記平坦面に支持されることで、前記主体金具と連絡していることを特徴とするスパークプラグ。
【００１１】
（２）  前記主体金具は、機関に螺合するためのねじ部を外周面に有し、前記棚部は前記ねじ部の内側に設けられていることを特徴とする前記（１）に記載のスパークプラグ。
【００１２】
（３）  前記主体金具は、前記絶縁体の前記後方側の部位と気密に結合されており、
前記主体金具と前記絶縁体との気密結合部における摩擦力Ｆ１と、前記絶縁体と前記放熱部材との圧入部における摩擦力Ｆ２との関係が、Ｆ１＞Ｆ２であることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載のスパークプラグ。
【００１３】
（４）  前記放熱部材と前記棚部とは素材結合により固着されていることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のスパークプラグ。
【００１４】
（５）  前記素材結合は、溶接、ろう接、又は半田付けであることを特徴とする前記（４）に記載のスパークプラグ。
【００１５】
（６）  前記放熱部材と前記棚部との素材結合部における付着力Ｆ３と、前記絶縁体と前記放熱部材との圧入部における摩擦力Ｆ２との関係が、Ｆ２＜Ｆ３であることを特徴とする前記（４）又は（５）に記載のスパークプラグ。
【００１６】
（７）  前記主体金具の前記内周面のうち前記棚部よりも後方側に圧入されるとともに、前記絶縁体と前記棚部との間で前記放熱部材とともに軸方向に挟持されることで、前記放熱部材を前記棚部の前記平坦面に向けて押圧する押圧部材を更に備え、
前記押圧部材は、前記放熱部材とは前記半径方向において離間していることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載のスパークプラグ。
【００１７】
（８）  前記絶縁体と前記放熱部材との圧入部における摩擦力Ｆ２と、前記押圧部材と前記主体金具との圧入部における摩擦力Ｆ４との関係が、Ｆ２＜Ｆ４であることを特徴とする前記（７）に記載のスパークプラグ。
【００１８】
（９）  前記主体金具は、前記押圧部材が圧入される部分の後方側に、前記押圧部材の外径よりも大きい内径のポケット部を有し、前記主体金具の前記内周面のうち前記ポケット部の内周面と前記押圧部材が圧入される圧入面との間がテーパ面に形成されていることを特徴とする前記（７）又は（８）に記載のスパークプラグ。
【００１９】
（１０）  前記押圧部材は、自身の後方側端部に荷重により変形する突起を有し、前記押圧部材は前記突起が変形した状態で前記放熱部材とともに前記絶縁体と前記棚部との間に挟持されることを特徴とする前記（７）〜（９）のいずれかに記載のスパークプラグ。
【００２０】
（１１）  軸方向における前記放熱部材と前記押圧部材との間に、前記放熱部材及び前記押圧部材よりも軟らかい金属製の緩衝部材が配設されたことを特徴とする前記（７）〜（１０）のいずれかに記載のスパークプラグ。
【００２１】
前記（１）の構成によれば、放熱部材が主体金具の内周面と離間した状態で棚部のうち半径方向と略平行な平坦面にて支持されているので、絶縁体を放熱部材に圧入する時に、絶縁体に偏芯、軸振れがあっても、放熱部材及び棚部の軸方向の位置関係が保たれるので、絶縁体に加わる曲げ応力を低減し、絶縁体の破損を防止できる。
【００２２】
前記（２）の構成によれば、機関と螺合される部分であるねじ部の内側に棚部が設けられているので、放熱部材から主体金具に放熱された熱が、機関に迅速に放熱されるので、放熱効率が更に高まる。
【００２３】
前記（３）の構成によれば、主体金具と絶縁体とが熱膨張して、特に、絶縁体が主体金具に対して相対的に軸方向に伸びる場合、絶縁体には、主体金具と絶縁体との気密結合部及び絶縁体と放熱部材との圧入部の間で引っ張り応力が発生する。このとき、Ｆ１＞Ｆ２であることから、発生した引っ張り応力が摩擦力Ｆ２を上回ったとしても、絶縁体が放熱部材に対して軸方向にスライドすることとなり、引っ張り応力は摩擦力Ｆ２以下の大きさとなるので、主体金具と絶縁体との気密結合部に影響を与えることはなく、気密性を確保することができる。また、絶縁体が放熱部材に対して軸方向にスライドしても、放熱部材と絶縁体との圧入構造は維持されるので、絶縁体から放熱部材への放熱性を確保することができる。ここで、主体金具と絶縁体との気密の構成としては、圧入、焼き嵌め、冷やし嵌め、径差による締まり嵌め等の嵌合構成や、加締め構成を採用することができる。
【００２４】
前記（４）の構成によれば、放熱部材が主体金具の棚部に素材結合されているので、放熱部材と主体金具との密接が保持され、その分の接触熱抵抗が低減されて、放熱部材から主体金具への放熱効果が向上する。
【００２５】
前記（５）の構成によれば、放熱部材は溶接、ろう接、又は半田付けにより棚部に結合されるので、放熱部材と主体金具との密接が保持され、主体金具への放熱効果が向上する。
【００２６】
前記（６）の構成によれば、主体金具と絶縁体とが熱膨張して、特に、絶縁体が主体金具に対して相対的に軸方向に伸びる場合、放熱部材には、放熱部材と棚部との素材結合部及び絶縁体と放熱部材との圧入部の間で引っ張り応力が発生する。このとき、Ｆ２＜Ｆ３であることから、発生した引っ張り応力が摩擦力Ｆ２を上回ったとしても、絶縁体が放熱部材に対して軸方向にスライドすることとなり、引っ張り応力は摩擦力Ｆ２以下の大きさとなるので、放熱部材と棚部との素材結合部が破壊されることがなくなる。また、絶縁体が放熱部材に対して軸方向にスライドしても、放熱部材と絶縁体との圧入構造は維持されるので、絶縁体から放熱部材への放熱性を確保することができる。
【００２７】
前記（７）の構成によれば、放熱部材は押圧部材により棚部に押圧されるので、放熱部材と棚部との接触が良好になり、放熱効果が向上する。
【００２８】
前記（８）の構成によれば、主体金具と絶縁体とが熱膨張して、特に、絶縁体が主体金具に対して相対的に軸方向に伸びる場合でも、Ｆ２＜Ｆ４であることから、絶縁体が放熱部材に対して軸方向にスライドすることとなり、押圧部材と主体金具との圧入部が破壊されることがなくなる。また、絶縁体が放熱部材に対して軸方向にスライドしても、放熱部材と絶縁体との圧入構造は維持されるので、絶縁体から放熱部材への放熱性を確保することができる。
【００２９】
前記（９）の構成によれば、ポケット部があるので押圧部材を圧入部に挿入する際に、押圧部材が傾いた状態で挿入されることを防止でき、またポケット部から圧入部までがテーパ面であるので、挿入が容易である。
【００３０】
前記（１０）の構成によれば、押圧部材は、突起が塑性変形又は弾性変形した状態で、絶縁体と棚部との間に挟持されるので、放熱部材と棚部との接触を安定化することができる。また、絶縁体や主体金具、放熱部材等のスパークプラグを構成する各部品の軸方向における寸法ばらつきを吸収することができる。
【００３１】
前記（１１）の構成によれば、押圧部材による放熱部材の押圧時に緩衝部材が変形するので、放熱部材と棚部との密接状態がより安定して、放熱性が向上する。
【発明の効果】
【００３２】
本発明によれば、絶縁体に圧入された放熱部材は主体金具に形成した棚部の平坦面を半径方向に移動可能に構成されている。従って、主体金具に絶縁体を挿入する際に、絶縁体が偏芯や軸振れしていても、放熱部材が半径方向に移動し放熱部材及び棚部の軸方向の位置関係が保たれるので、絶縁体に曲げ応力が作用せず、絶縁体の破損を防ぐことができる。また、絶縁体が受けた熱を放熱部材を介して主体金具の棚部に効率良く放熱できる。
【００３３】
更に、主体金具への絶縁体の組み付け完了後に放熱部材を主体金具の棚部に素材結合することにより、放熱部材と棚部との接触を良好にし、放熱効果を向上させることができる。
【００３４】
更に、放熱部材を押圧部材により主体金具の棚部に押圧することにより、放熱部材と棚部との接触を良好にし、放熱効果を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの断面図である。
【図２】スパークプラグの要部の拡大断面図である。
【図３】スパークプラグの構造を示す要部の一部切り欠き斜視図である。
【図４】スパークプラグの第２実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図５】スパークプラグの構造を示す要部の一部切り欠き斜視図である。
【図６】スパークプラグの比較例１を示す要部の拡大断面図である。
【図７】スパークプラグの比較例２を示す要部の拡大断面図である。
【図８】スパークプラグの第３実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図９】スパークプラグの第４実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図１０】スパークプラグの比較例３を示す要部の拡大断面図である。
【図１１】実験結果を示す特性図である。
【図１２】スパークプラグの第５実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図１３】スパークプラグの第６実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図１４】スパークプラグの第７実施形態を示す要部の拡大断面図である。
【図１５】スパークプラグの比較例４を示す要部の拡大断面図である。
【図１６】スパークプラグの比較例５を示す要部の拡大断面図である。
【図１７】スパークプラグの比較例６を示す要部の拡大断面図である。
【図１８】実験結果を示す特性図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、本発明に係るスパークプラグの好適な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３７】
第１実施形態
図１は本発明の第１実施形態に係るスパークプラグの全体構成を示す断面図、図２はスパークプラグの要部構成を示す拡大断面図、図３はスパークプラグの要部構成を示す拡大斜視図である。
なお、本実施形態の説明にあたっては、スパークプラグの全体構成について説明し、次いで要部の構成について説明する。
【００３８】
本実施形態のスパークプラグ１０は、筒状の主体金具１１と、この主体金具１１内に嵌め込まれ、この主体金具１１の先端部１１ａから自身の先端部１２ａが露出された筒状の絶縁体１２と、この絶縁体１２の先端部１２ａから自身の先端部１３ａが露出されるようにこの絶縁体１２内に配置された中心電極１３と、主体金具１１の先端部１１ａに固着された接地電極１４等を主に備えて構成されている。
【００３９】
なお、以下の説明において、図１に示したエンジンヘッドＡの取り付け面部Ｂの図中下側、即ち中心電極１３の軸方向において燃焼室側を「前方側」、これと反対側を「後方側」として説明する。
【００４０】
主体金具１１は炭素鋼等で形成されており、必要に応じて表面に亜鉛めっきが施される。主体金具１１の外周面には、例えば内燃機関のエンジンヘッドＡに取り付けられるための取付け用のねじ部１５が周方向にわたって形成されている。そして、アルミナ等のセラミックス焼成体からなる絶縁体１２には、軸方向に形成された貫通孔１６の後方側（図中上方）の端部に端子金具１７がその先端部１７ａが露出された状態で挿入・固定されており、前方側（図中下方）の端部に中心電極１３がその先端部１３ａが露出された状態で挿入・固定されている。中心電極１３の内部には、銅製の芯１３ｂが設けられている。
【００４１】
また、貫通孔１６内において端子金具１７と中心電極１３との中間部には、抵抗体１８が配置されており、そしてこの抵抗体１８の軸方向両端部には、導電性ガラスシール層１９，２０が配置されている。即ち、この抵抗体１８及び導電性ガラスシール層１９，２０を介して中心電極１３と端子金具１７とは電気的に接続されていることになる。これら導電性ガラスシール層１９，２０及び抵抗体１８は、導電性結合層を形成するものである。
【００４２】
また、主体金具１１の内壁には、前方側に向かって内径が漸減した棚部２１が形成されている。また、絶縁体１２の外壁には、主体金具１１の棚部２１に対向して前方側に向かって外径が漸減した段部２２が形成されている。
【００４３】
主体金具１１の後方側開口部に絶縁体１２が圧入されると、主体金具１１と絶縁体１２との間の隙間を気密に閉塞されるようになっている。
【００４４】
なお、主体金具１１の後方側には、半径方向外側に突出したガスシール部２３が形成されており、このガスシール部２３の前方側にはガスケット２４が配設されている。そして、ガスケット２４と接触するエンジンヘッドＡの接触面が取り付け面部Ｂになる。
【００４５】
また、ガスシール部２３は軸断面形状が円形であり、ガスシール部２３の後方側の工具係合部２５は軸断面形状が六角形であり、スパークプラグ１０をエンジンヘッドＡに固定する際に、工具係合部２５に工具を係合させてスパークプラグ１０をエンジンヘッドＡに螺合するようになっている。
【００４６】
以上に、スパークプラグ１０の全体構成を説明したが、以下に図２及び図３を参照して要部の構成及び作用を説明する。なお、図２は図１に点線で囲った部分を拡大したものであり、同一の部材には同一の符号を付して重複説明を省略又は簡略化する。
【００４７】
本実施形態では、主体金具１１の前方側において、内周面に、半径方向に張り出し半径方向と略平行な平坦面を有する棚部３１が形成されている。棚部３１は、主体金具１１の内周面に環状に形成されている。なお、半径方向と略平行な平坦面とは、半径方向に対して±３０度の範囲に含まれる面を意味し、半径方向と平行な平坦面がより好ましい。
【００４８】
一方、絶縁体１２の前方側小径部（脚長部）１２ｂには、環状の放熱部材３２が圧入により固定されている。放熱部材３２は、熱伝導に優れた金属を環状に且つ横断面略四角形に成形したものであり、前記主体金具１１や絶縁体１２とは別部材として製造される。
【００４９】
スパークプラグ１０を組み立てる際、主体金具１１の後方側開口から絶縁体１２を挿入するのであるが、これに先立って主体金具１１の棚部３１の後方側に予め放熱部材３２を装填しておく。この状態で、絶縁体１２を挿入していくと、絶縁体１２の前方側小径部１２ｂが放熱部材３２の開口に圧入される。この構成で注目すべきは、絶縁体１２の圧入時において、絶縁体１２に偏芯や軸振れがあっても、放熱部材３２が半径方向に移動するので、絶縁体１２に加わる曲げ応力を低減でき絶縁体１２の破損を防止できることである。
【００５０】
即ち、絶縁体１２と放熱部材３２とが当接すると、放熱部材３２は棚部３１上を半径方向に移動し得るようになっている。従って、絶縁体１２に偏芯や軸振れがあっても、放熱部材３２が半径方向に移動して放熱部材３２及び棚部３１の軸方向の位置関係が保たれるので、絶縁体１２が放熱部材３２に適正に圧入され、絶縁体に曲げ応力が作用するのを抑制でき、絶縁体１２の破損を防止できる。
【００５１】
一方、スパークプラグ１０の使用時には、エンジンヘッドＡの燃焼室内の温度が上昇し、絶縁体１２も高温になる。絶縁体１２が受けた熱は、絶縁体１２の外周面から放熱部材３２に伝導される。放熱部材３２は絶縁体１２と主体金具１１との間で放熱経路を構成するので、放熱部材３２に伝導された熱は、放熱部材３２の前方側の端面３２ａから棚部３１に伝導され、棚部３１と一体の主体金具１１を介して放熱される。
【００５２】
また、絶縁体１２が主体金具１１に圧入によって組み付けられる圧入構造であるため、加締め構造のスパークプラグ（図１７参照）に比べて、棚部３１に加わる荷重は小さくなり、棚部３１の軸方向厚さを薄くすることができる。このため、棚部３１が薄くなった分だけ、絶縁体１２の先端から放熱部材３２までの軸方向距離を短くすることができ、放熱効果を向上させることができる。また、絶縁体１２の先端から放熱部材３２までの軸方向距離と、加締め構造のスパークプラグ（図１７参照）における絶縁体の先端と板パッキンまでの軸方向距離とが同じであるとすれば、棚部３１の軸方向厚さが薄くなった分だけ、絶縁体１２の先端から棚部３１までの軸方向距離を長くすることができる。これにより、カーボン汚損に起因する奥飛火を抑制することができ、失火不具合の頻度を下げることができる。このように、本実施形態のスパークプラグでは、放熱性を確保しつつ耐汚損性を向上させることができる。
【００５３】
第２実施形態
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
図４はスパークプラグ１０の要部構成を示す拡大断面図、図５は要部構成を示す一部切り欠き斜視図である。なお、符号については、前記同様に同一部材には同一符号を付してある。
【００５４】
この第２実施形態は、棚部３１が前記同様に構成されているが、放熱部材３３の形状が異なっている。即ち、放熱部材３３は環状に形成されているものの、横断面はＬ字状に形成され、その前方側の端面３３ａが棚部３１との接触面になる。また、放熱部材３３の内周面には小径部３３ｂが形成され、この小径部３３ｂに絶縁体１２が圧入するようになっている。
【００５５】
この第２実施形態においても、主体金具１１への絶縁体１２への組み付けは前記第１実施形態と同様に行われる。そして、絶縁体１２と放熱部材３３とが当接すると、放熱部材３３は棚部３１上を半径方向に移動し得るようになっている。従って、絶縁体１２に偏芯や軸振れがあっても、放熱部材３３が半径方向に移動するので、絶縁体１２に加わる曲げ応力を低減でき絶縁体１２の破損を防止できる。
【００５６】
また、絶縁体１２が受けた熱は、絶縁体１２の外周面から放熱部材３３に伝導され、放熱部材３３に伝導された熱は、放熱部材３３の前方側の端面３３ａから棚部３１に伝導され、棚部３１と一体の主体金具１１を介して放熱される。
【００５７】
次に、前記第１実施形態の放熱特性を比較するための比較例を説明する。
比較例１
図６はスパークプラグの構成を示す要部の拡大断面図である。
本比較例１では、放熱部材は別部材として設けられていない。即ち、主体金具１１の内壁面に前方側に向けて内径が漸減する棚部２７を設けるとともに、その先端を肉薄に延長して端部が絶縁体１２に圧接する放熱部２７ａを形成したものである。放熱部２７ａは環状に形成される。
【００５８】
従って、主体金具１１の後方側開口から絶縁体１２を圧入すると、絶縁体１２は放熱部２７ａに圧接しながら主体金具１１を挿通するようになり、所定位置まで圧入された時点で、絶縁体１２の外周囲全体に放熱部２７ａの先端が圧接するようになる。
【００５９】
この構成によれば、絶縁体１２の熱は、放熱部２７に伝導され、主体金具１１に放熱される。
【００６０】
比較例２
図７はスパークプラグの構成を示す要部の拡大断面図である。
本比較例２における放熱部材２８は、主体金具１１や絶縁体１２とは別部材として製造されるものである。放熱部材２８は環状に形成されているが、外側面の一部に主体金具１１の内壁面に圧入される外側圧入接触部２８ａが形成され、内周面の一部に絶縁体１２を圧入するための内側圧入接触部２８ｂが形成されている。
【００６１】
主体金具１１に絶縁体１２を圧入する場合は、絶縁体１２に放熱部材２８を嵌め込んだ状態で圧入する。そして、所定位置まで圧入すると、主体金具１１と絶縁体１２との間に放熱部材２８が圧入状態で固定されることになる。
【００６２】
絶縁体１２が受けた熱は、内側圧入接触部２８ｂに伝導され、外側圧入接触部２８ａから主体金具１１に放熱される。
【００６３】
次に、上記第１実施形態の構成である実施例１と前記比較例１，２との比較実験結果を説明する。
実験結果１
実験は主体金具に放熱部材及び絶縁体を組み付けた後、分解して絶縁体の破損情況を確認した。実験に供した個数は、第１実施例、比較例１，２について１００個である。
実施例１の構造では、試験例１００個のうち絶縁体の破損は０であった。
比較例１の構造では、試験例１００個のうち絶縁体の破損は４個であった。
比較例２の構造では、試験例１００個のうち絶縁体の破損は３個であった。
これらの結果から、実施例１の構造では、絶縁体の破損を防止できることが分かる。
【００６４】
第３実施形態
次に、本発明の第３実施形態を説明する。
図８はスパークプラグの構成を示す要部の拡大断面図である。
本第３実施形態では、放熱部材３３として前記第２実施形態（図４，図５参照）で示したものが適用されている。本第３実施形態においても、棚部３１上の放熱部材３３に絶縁体１２を圧入する構成であるが、圧入後に放熱部材３３と棚部３１とを素材結合としてレーザ溶接によって結合した点が異なっている。図８中、網掛け部はレーザ溶接部を示す。なお、棚部３１と放熱部材３３との結合位置の付着力をＦ３、絶縁体１２と放熱部材３３との間の摩擦力をＦ２とすると、Ｆ２＜Ｆ３の関係に設定されている。
【００６５】
この構成によれば、絶縁体１２を放熱部材３３に圧入する場合、前記同様に放熱部材３３は棚部３１上を移動できるので、絶縁体１２の破損を防止できる。
【００６６】
一方、放熱部材３３は絶縁体１２から主体金具１１に至る放熱経路を構成するが、圧入後に主体金具１１と放熱部材３３とがレーザ溶接により一体化されるので、両者の密接状態が保持され、放熱効率が向上する。
【００６７】
第４実施形態
次に、本発明の第４実施形態を説明する。
図９はスパークプラグの構成を示す要部の拡大断面図である。
本第４実施形態では、放熱部材３３として前記第２実施形態で示したものが適用されている。本第４実施形態においても、棚部３１上の放熱部材３３に絶縁体１２を圧入する構成であるが、圧入後に放熱部材３３と棚部３１とを半田４０により半田接合した点が前記第３実施形態と異なっている。
【００６８】
この構成によれば、絶縁体１２を放熱部材３３に圧入する場合、前記同様に放熱部材３３は棚部３１上を半径方向に移動できるので、絶縁体１２の破損を防止できる。
【００６９】
一方、放熱部材３３は絶縁体３２から主体金具１１に至る放熱経路を構成するが、主体金具１１と放熱部材３３とが半田接合により一体化されるので、両者の密接状態が保持され、放熱効率が向上する。
【００７０】
比較例３
図１０はスパークプラグの構成を示す要部の拡大断面図である。
本比較例３では、絶縁体１２の外壁には前方側に向けて直径が漸減した段部３５が形成され、主体金具１１の内壁には前方側に向けて内径が漸減した棚部３６が形成されている。そして、前記段部３５と棚部３６の傾斜角度は略同角度に形成され、しかも所定の隙間Ｇを隔てて形成されているので、主体金具１１と絶縁体１２との間に上面及び下面が同一方向に傾斜した環状の隙間Ｇが形成されることになる。
【００７１】
隙間Ｇには、環状で横断面がコ字状の放熱部材３７が配設されている。放熱部材３７の後方側の面は段部３５に沿うような傾斜面に形成され、前方側の面は棚部３６に沿うような傾斜面に形成されている。そして、放熱部材３７は、主体金具１１、絶縁体１２の何れにも圧入されておらず、段部３５と棚部３６とに挟持されている。
【００７２】
次に、図１１を参照して第３実施形態、第４実施形態の構成である実施例３、実施例４と比較例３の熱価測定試験の結果を説明する。
試験方法
熱価測定試験は、ＳＡＥ規格に基づくものであり、この試験の概要は下記のとおりである。
【００７３】
即ち、ＳＣ１７．６（ＳＡＥ  Ｊ２２０３）エンジンで、圧縮比５．６、点火時期３０°ＢＴＤＣに設定されたエンジンにサンプル（各実施例及び比較例のスパークプラグ）を組み付けた上で、ベンゾールを主とする燃料を用いて、エンジンを回転数２７００ｒｐｍで動作させつつ、一定量の過給を行い、その過給量で燃焼室の温度が最高となる燃料噴射量を調節した。
【００７４】
そして、過給量の増加及び燃料噴射量の調節を繰り返し行い、プレイグニッション（早期着火）が発生する直前の過給圧を特定した。その後、特定された過給圧の微調整及び燃料噴射量の調整を行うことで、エンジンが３分間安定して動作するときのエンジン出力を測定するとともに、平均有高圧（ＰＳＩ）を算出し、当該平均有高圧を各サンプルの熱価として特定した。
【００７５】
実験結果
図１１に白丸で示すように、実施例３，４は何れも比較例３と比較して平均有効圧（ＰＳＩ）が増大しており、高熱価、即ち熱引き性が向上している結果となった。
【００７６】
第５実施形態
次に、本発明の第５実施形態を説明する。
図１２はスパークプラグの要部の構成を示す拡大断面図である。
本第５実施形態では、放熱部材として前記第１実施形態（図２，図３参照）で説明した放熱部材３２が適用されている。そして、放熱部材３２の後方側に緩衝部材４１が配設され、その更に後方側に押圧部材４２が配設されている。緩衝部材４１は、放熱部材３２及び押圧部材４２よりも軟らかい金属製平板を環状に形成したものである。押圧部材４２は、環状かつ横断面Ｌ字状に形成されており、軸方向の突起４２ａは薄く形成され、軸方向からの押圧（荷重）により塑性変形又は弾性変形するようになっている。
【００７７】
また、放熱部材３２、緩衝部材４１、押圧部材４２の何れも、主体金具１１や絶縁体１２とは別部材として製造されるものである。
【００７８】
主体金具１１に絶縁体１２を圧入する場合、放熱部材３２、緩衝部材４１、押圧部材４２の順に主体金具１１内に嵌め込み、次いで絶縁体１２を圧入する。
【００７９】
この結果、棚部３１と段部３５との間に、放熱部材３２、緩衝部材４１、押圧部材４２が積層状態で配設されることになる。なお、絶縁体１２と放熱部材３２との間の摩擦力Ｆ２と、主体金具１１と押圧部材４２との間の摩擦力Ｆ４とは、Ｆ２＜Ｆ４の関係に設定されている。
ここで、Ｆ２＜Ｆ４の関係にするためには、絶縁体１２と放熱部材３２との締まりばめ部における軸線方向長さをＬ２とし、押圧部材４２と主体金具１１との締まりばめ部における軸線方向長さをＬ４としたとき、Ｌ４をＬ２よりも大きくして、絶縁体１２と放熱部材３２との接触面積よりも押圧部材４２と主体金具１１との接触面積を大きくすることで実現する方法が挙げられる。
【００８０】
なお、主体金具１１における押圧部材４２を挿入する側の開口部は、押圧部材４２の外径よりも大きい内径のポケット部２６（図１参照）を有し、該ポケット部２６の内周面と主体金具１１の圧入面との間がテーパ面に形成されている。これにより、押圧部材４２の挿入が容易になっている。
【００８１】
この第５実施形態においても、主体金具１１への絶縁体１２への組み付けは前記第１実施形態と同様に行われる。そして、絶縁体１２と放熱部材３２とが当接すると、放熱部材３２は棚部３１上を半径方向に移動し得るようになっている。従って、絶縁体１２に偏芯や軸振れがあっても、放熱部材３２が半径方向に移動するので、絶縁体１２に加わる曲げ応力を低減でき絶縁体１２の破損を防止できる。
【００８２】
また、絶縁体１２が受けた熱は、絶縁体１２の外周面から放熱部材３２に伝導され、放熱部材３２に伝導された熱は、放熱部材３２の前方側の端面３２ａから棚部３１に伝導され、棚部３１と一体の主体金具１１を介して放熱される。
【００８３】
一方、図示のように組み付けが完了した段階では、突起４２ａが段部３５により押圧され、塑性変形又は弾性変形するとともに、緩衝部材４１を介して放熱部材３２が棚部３１に押圧される。この結果、放熱部材３２と棚部３１とが密接し、放熱部材３２と棚部３１との間の熱伝導が効率よく行われるようになり、放熱効果が向上する。
【００８４】
第６実施形態
次に、本発明の第６実施形態を説明する。
図１３はスパークプラグの構成を示す要部の拡大断面である。
本第６実施形態が前記第５実施形態と異なる点は、第５実施形態に示した緩衝部材４１を省略したことにある。
【００８５】
この構成にあっては、主体金具１１に絶縁体１２を圧入する際、主体金具１１に放熱部材３２、押圧部材４２を嵌め込んでから絶縁体１２を圧入する。この圧入時に、絶縁体１２と放熱部材３２とが当接すると、放熱部材３２は棚部３１上を半径方向に移動し得るようになっている。従って、絶縁体１２に偏芯や軸振れがあっても、放熱部材３２が半径方向に移動するので、絶縁体１２に加わる曲げ応力を低減でき絶縁体１２の破損を防止できる。
【００８６】
また、絶縁体１２が受けた熱は、絶縁体１２の外周面から放熱部材３２に伝導され、放熱部材３２に伝導された熱は、放熱部材３２の前方側の端面３２ａから棚部３１に伝導され、棚部３１と一体の主体金具１１を介して放熱される。
【００８７】
また、主体金具１１と絶縁体１２との組み付けが完了した段階では、放熱部材３２が押圧部材４２によって棚部３１に押圧されるので、前記同様に放熱効果が向上する。
【００８８】
第７実施形態
図１４はスパークプラグの構成を示す要部の拡大断面図である。
本第７実施形態にあっては、主体金具１１の内壁面に先端側に向けて内径が漸減する棚部３８が形成されている。なお、棚部３８の半径方向に対する傾斜角は３０°程度に設定される。本実施形態に適用される放熱部材４３は、環状であるとともに前方側の傾斜面４３ａが棚部３８の傾斜角度に対応し、後方側の面が半径方向に沿った平坦面になっている。
【００８９】
また、放熱部材４３の後方側に積層するようにして押圧部材４２が配設されているが、この押圧部材４２は第５，第６実施形態で適用したものを援用できる。
【００９０】
この構成にあっては、主体金具１１に絶縁体１２を圧入する際、主体金具１１に放熱部材４３、押圧部材４２を嵌め込んでから圧入する。この圧入時に、絶縁体１２と放熱部材４３とが当接すると、放熱部材４３は棚部３１上を半径方向に移動し得るようになっている。従って、絶縁体１２に偏芯や軸振れがあっても、放熱部材４３が半径方向に移動するので、絶縁体１２に加わる曲げ応力を低減でき絶縁体１２の破損を防止できる。
【００９１】
また、絶縁体１２が受けた熱は、絶縁体１２の外周面から放熱部材４３に伝導され、放熱部材４３に伝導された熱は、放熱部材４３の前方側の傾斜面４３ａから棚部３１に伝導され、棚部３１と一体の主体金具１１を介して放熱される。
【００９２】
また、主体金具１１と絶縁体１２との組み付けが完了した段階では、放熱部材３２が押圧部材４２によって棚部３８に押圧されるので、前記同様に放熱効果が向上する。
【００９３】
比較例４
図１５はスパークプラグの構成を示す要部の拡大断面図である。
本比較例４において、主体金具１１に形成した棚部３６、絶縁体１２に形成した段部３５は、前記比較例３（図１０参照）と同様であってよく、段部３５と棚部３６との間に環状で横断面コ字状のパッキン４４が配設されている。但し、パッキン４４は、主体金具１１及び絶縁体１２の何れにも圧入支持されていない。
【００９４】
比較例５
図１６はスパークプラグの構成を示す要部の拡大断面図である。
本比較例５において、主体金具１１に形成した棚部３６、絶縁体１２に形成した段部３５は、前記比較例３（図１０参照）と同様であってよい。また、放熱部材４５は、環状に形成されているが、前方側に向く面の一部が棚部３６に沿うようにテーパ面４５ａに形成され、更に肉薄で筒状の受熱部４５ｂが前方側に形成されている。そして、放熱部材４５の後方側には環状で横断面コ字状のパッキン４６が配設されているが、パッキン４６の前方側の面は半径方向に沿った平坦面に形成されていて、放熱部材４５の半径方向の平坦面に圧接するようになっている。
【００９５】
比較例６
図１７はスパークプラグの構成を示す要部の拡大断面図である。
本比較例６では、絶縁体１２に形成された段部３５と、主体金具１１に形成された棚部３６との間に板パッキン４７を介在させたものである。
この構成によれば、主体金具１１と絶縁体１２との間が気密になされるとともに、絶縁体１２の熱が板パッキン４７を介して主体金具１１に放熱される。
【００９６】
次に、図１８を参照して第５実施形態、第６実施形態の構造である実施例５，６及び比較例４，５，６の熱価測定試験の結果を説明する。
試験方法
熱価測定試験は、ＳＡＥ規格に基づくものであり、前述と同じである。
【００９７】
実験結果
図１８に白丸で示すように、実施例５，６は、何れも比較例４，５，６に比較して平均有効圧（ＰＳＩ）が増加しており、高熱価、即ち熱引き性が向上している結果となった。
【００９８】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【符号の説明】
【００９９】
１０      スパークプラグ
１１      主体金具
１１ａ    主体金具の先端部
１２      絶縁体
１２ａ    絶縁体の先端部
１３      中心電極
１３ａ    中心電極の先端部
１６      貫通孔
１７      端子金具
１８      抵抗体
１９，２０      導電性ガラスシール
２１，２２，２７，３１，３６，３８      棚部
２５      工具係合部
２６      ポケット部
２８，３２，３３，３７，４３      放熱部材
３５      段部
４１      緩衝部材
４２      押圧部材
４４，４６，４７      パッキン
Ａ      エンジンヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2010231933.tif 000013
【図１２】
2010231933.tif 000014
【図１３】
2010231933.tif 000015
【図１４】
2010231933.tif 000016
【図１５】
2010231933.tif 000017
【図１６】
2010231933.tif 000018
【図１７】
2010231933.tif 000019
【図１８】
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