(57)【要約】【課題】燃焼室内における気密性を十分に確保できるスパークプラグを提供する。【解決手段】スパークプラグ１は、主体金具３等を備え、主体金具３の外周面には、軸線ＣＬ１に沿って先端部から後端部側へ向かって、外径がＭ１２以下のねじ部１５、ねじ首１６、テーパ部１７Ａ、及び、大径部１８が形成される。内燃機関４１のヘッド４２の取付孔４３にねじ部１５が螺合されたとき、テーパ部１７Ａがヘッド４２に密着される。主体金具３の外周面には、テーパ部１７Ａ及びねじ首１６を連結し、軸線ＣＬ１を含む断面において軸線ＣＬ１とテーパ部１７Ａとのなす角度α１よりも軸線ＣＬ１とのなす角度α２が大きい連結部１７Ｂが形成される。大径部１８の外径をＡとし、ねじ首１６の外径が最小となる部分の外径をＢとし、テーパ部１７Ａと連結部１７Ｂとの境界部分の外径をＣとしたとき、（Ｃ−Ｂ）／２≧０．３ｍｍ、及び（Ａ−Ｃ）／２≧０．７ｍｍを満たす。【選択図】      図２
2010232192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
前記中心電極の外周に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた略筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延びるとともに、自身の先端部が前記中心電極の先端部との
間に間隙を形成する接地電極とを備え、
前記主体金具の外周面には、前記軸線に沿って先端部から後端部側へ向かって、内燃機
関のヘッドの取付孔に螺合するためのねじ部、前記ねじ部の後端から後端側へと延び、前
記ねじ部よりも小径の首部、前記軸線方向後端側に向けて拡径するテーパ部、及び、前記
テーパ部の後端から後端側へと延び、前記ねじ部よりも大径の大径部が形成されるととも
に、
前記ねじ部の外径がＭ１２以下であり、前記内燃機関のヘッドの取付孔に前記ねじ部が
螺合されたとき、前記テーパ部が前記ヘッドに密着される内燃機関用スパークプラグであ
って、
前記主体金具の外周面には、前記テーパ部の先端、及び、前記首部の後端を連結すると
ともに、前記軸線を含む断面において、前記軸線と前記テーパ部とのなす角度よりも前記
軸線とのなす角度が大きい連結部が形成され、
前記大径部の外径をＡとし、前記首部の外径が最小となる部分の外径をＢとし、前記テ
ーパ部と前記連結部との境界部分の外径をＣとしたとき、次の式（１）及び式（２）を満
たすことを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。
（Ｃ−Ｂ）／２≧０．３ｍｍ…（１）
（Ａ−Ｃ）／２≧０．７ｍｍ…（２）
【請求項２】
前記軸線を含む断面における、前記軸線と前記テーパ部とのなす角度を６０度以上７０
度以下としたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関用スパークプラグ。
【請求項３】
前記テーパ部の表面の十点平均粗さを１２．５μｍ以下としたことを特徴とする請求項
１又は２に記載の内燃機関用スパークプラグ。
【請求項４】
前記テーパ部の表面には、当該表面を覆うとともに、前記内燃機関のヘッドの取付孔に
前記ねじ部が螺合された際に前記ヘッドに密着する被覆層が設けられ、
前記被覆層は、５μｍ以上３００μｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項１又
は２に記載の内燃機関用スパークプラグ。
【請求項５】
前記被覆層の硬度を、ビッカース硬度で１００Ｈｖ以下とするとともに、
前記被覆層のうち前記ヘッドに接する部位表面の十点平均粗さを１２．５μｍ以下とし
たことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関用スパークプラグ。
【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】
スパークプラグは、内燃機関（エンジン）に取付けられ、燃焼室内の混合気への着火の
ために用いられる。一般的にスパークプラグは、軸線方向に沿って延びる軸孔を有する絶
縁体と、当該軸孔に挿通される中心電極と、絶縁体の外周に設けられる主体金具とを備え
る。また、主体金具の外周面には、内燃機関のヘッドの取付孔に螺合するためのねじ部と
、前記ねじ部の後端から後端側へと延びるねじ首と、ねじ首の後端側に設けられ、前記ね
じ首よりも大径の大径部と、前記大径部の後端側に設けられ、取付時に工具を係合するた
めの工具係合部とが形成されている。また、前記ねじ首及び大径部の間には、両者を連接
する座部が形成されるとともに、前記ねじ首の外周には、前記座部と当接するようにして
、リング状のガスケットが設けられる。そして、スパークプラグが内燃機関に取付けられ
たときには、ねじ結合の軸力により、前記ガスケットが前記内燃機関のヘッドに密着する
ことで、燃焼室内の気密性が保持される（例えば、特許文献１等参照）。
【０００３】
ところで、一層優れた気密性を実現するという観点から、ガスケットを設けることなく
、前記座部とヘッドとを直接密着させるように構成することが考えられる（例えば、特許
文献２等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１０８４７８号公報
【特許文献２】特開２００１−１１８６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが近年、スパークプラグの小型化（小径化）の要請があり、前記ねじ部の小径化
（例えば、ねじ径をＭ１２以下にすること）が求められている。ここで、前記ねじ部を小
径化したとしても、工具係合部については用いられる工具との関係等から小さくすること
ができず、ひいては前記大径部についてもねじ部に併せて小径化することができないこと
がある。従って、このような場合には、前記座部の面積が増大することとなり、座部をヘ
ッドに対してより確実に密着させるためには、プラグを取付ける際の締付け力を一層大き
くする必要が生じる。
【０００６】
しかしながら、ねじ部の小径化に伴い、前記締付け力についてはより減少させる必要が
あるところ、これに反して締付け力を増大させるということは極めて困難である。すなわ
ち、ねじ部が小径化され、座部の面積が増大したスパークプラグにおいては、座部及びヘ
ッド間のシール性が不十分なものとなってしまいやすく、燃焼室内の気密性を確保するこ
とが難しい。
【０００７】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、ねじ部を小径化し、座
部の面積が増大したスパークプラグであっても、ヘッドに対して座部をより確実に密着さ
せることができ、燃焼室内における気密性を十分に確保することができる内燃機関用スパ
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】
【０００８】
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要
に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。
【０００９】
構成１．本構成の内燃機関用スパークプラグは、軸線方向に延びる棒状の中心電極と、
前記中心電極の外周に設けられた略円筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた略筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延びるとともに、自身の先端部が前記中心電極の先端部との
間に間隙を形成する接地電極とを備え、
前記主体金具の外周面には、前記軸線に沿って先端部から後端部側へ向かって、内燃機
関のヘッドの取付孔に螺合するためのねじ部、前記ねじ部の後端から後端側へと延び、前
記ねじ部よりも小径の首部、前記軸線方向後端側に向けて拡径するテーパ部、及び、前記
テーパ部の後端から後端側へと延び、前記ねじ部よりも大径の大径部が形成されるととも
に、
前記ねじ部の外径がＭ１２以下であり、前記内燃機関のヘッドの取付孔に前記ねじ部が
螺合されたとき、前記テーパ部が前記ヘッドに密着される内燃機関用スパークプラグであ
って、
前記主体金具の外周面には、前記テーパ部の先端、及び、前記首部の後端を連結すると
ともに、前記軸線を含む断面において、前記軸線と前記テーパ部とのなす角度よりも前記
軸線とのなす角度が大きい連結部が形成され、
前記大径部の外径をＡとし、前記首部の外径が最小となる部分の外径をＢとし、前記テ
ーパ部と前記連結部との境界部分の外径をＣとしたとき、次の式（１）及び式（２）を満
たすことを特徴とする。
【００１０】
（Ｃ−Ｂ）／２≧０．３ｍｍ…（１）
（Ａ−Ｃ）／２≧０．７ｍｍ…（２）
上記構成１のスパークプラグは、ねじ部のねじ径がＭ１２以下と小径化されており、座
部の面積の増大、ひいては燃焼室内の気密性の低下が懸念されるものである。
【００１１】
この点、本構成１によれば、前記座部に相当する位置にテーパ部と連結部とが設けられ
ており、さらに、前記軸線を含む断面において、軸線とテーパ部とのなす角度よりも軸線
と連結部とのなす角度が大きなものとされている。すなわち、スパークプラグを内燃機関
に取付けたとき、ヘッドに対してテーパ部のみが密着するように構成されている。これに
より、座部の全面をヘッドに密着させる場合と比較して、ヘッドに密着する部位の面積を
減少させることができ、締付け力を増大させることなく、ヘッドに対してプラグ（座部）
をより確実に密着させることができる。その結果、燃焼室内における気密性を十分に確保
することができる。
【００１２】
尚、（Ｃ−Ｂ）／２＜０．３ｍｍとした場合、すなわち、連結部の面積を相対的に小さ
くした場合には、必然的にテーパ部の面積が増大してしまい、上述の作用効果が十分に奏
されないおそれがある。一方で、（Ａ−Ｃ）／２＜０．７ｍｍとした場合、すなわち、テ
ーパ部の面積を過度に小さくした場合には、テーパ部をヘッドに対して強固に密着させた
としても、テーパ部及びヘッド間のシール性が不十分となり、燃焼室内の気密性が低下し
てしまうおそれがある。
【００１３】
構成２．本構成の内燃機関用スパークプラグは、上記構成１において、前記軸線を含む
断面における、前記軸線と前記テーパ部とのなす角度を６０度以上７０度以下としたこと
を特徴とする。
【００１４】
上記構成２によれば、軸線とテーパ部とのなす角度（テーパ部角度）が６０°以上とさ
れているため、テーパ部がヘッドに食い込んでしまうことを防止でき、スパークプラグの
取付け・取外しを複数回に亘って行った場合でも、優れた気密性を確保できる。一方で、
テーパ部角度が７０°以下とされているため、ヘッドに対するテーパ部の密着性を十分に
向上させることができ、優れた気密性を実現することができる。
【００１５】
構成３．本構成の内燃機関用スパークプラグは、上記構成１又は２において、前記テー
パ部の表面の十点平均粗さを１２．５μｍ以下としたことを特徴とする。
【００１６】
上記構成３によれば、テーパ部表面の十点平均粗さが１２．５μｍ以下とされている。
従って、テーパ部をヘッドに対してより確実に密着させることができ、燃焼室内の気密性
の更なる向上を図ることができる。
【００１７】
構成４．本構成の内燃機関用スパークプラグは、上記構成１又は２において、前記テー
パ部の表面には、当該表面を覆うとともに、前記内燃機関のヘッドの取付孔に前記ねじ部
が螺合された際に前記ヘッドに密着する被覆層が設けられ、
前記被覆層は、５μｍ以上３００μｍ以下の厚さを有することを特徴とする。
【００１８】
上記構成４によれば、テーパ部の表面を覆うようにして、５μｍ以上の厚さを有する被
覆層が設けられているため、テーパ部（被覆層）をヘッドに対してより確実に密着させる
ことができる。その結果、気密性のより一層の向上を図ることができる。但し、被覆層の
厚さが３００μｍを超えてしまうと、テーパ部と被覆層との密着性が損なわれてしまう等
により、気密性の低下を招いてしまうおそれがある。そのため、被覆層の厚さは３００μ
ｍ以下とすることが好ましい。
【００１９】
尚、被覆層を形成する材料としては、例えば、耐熱性ゴム（例えば、フッ素ゴム等）や
耐熱性樹脂〔例えば、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、フッ素樹脂、又は、ポリエ
チレンテレフタレート（ＰＥＴ）に代表されるポリエステル樹脂等〕、或いは、亜鉛等の
金属材料などを挙げることができる。また、このような材料の中で、特に弾性変形可能な
ものは、プラグをヘッドに対して複数回に亘って取付け・取外しをした場合であっても、
被覆層の変形を防止することができるためより好ましい。加えて、被覆層を構成する材料
として、軟化点が２００℃以上のものを用いれば、プラグ使用時の高温環境下における被
覆層の熱変形を抑制することができ、気密性の更なる向上を図ることができる。
【００２０】
構成５．本構成の内燃機関用スパークプラグは、上記構成４において、前記被覆層の硬
度を、ビッカース硬度で１００Ｈｖ以下とするとともに、
前記被覆層のうち前記ヘッドに接する部位表面の十点平均粗さを１２．５μｍ以下とし
たことを特徴とする。
【００２１】
上記構成５によれば、被覆層の硬度が、ビッカース硬度で１００Ｈｖ以下とされるとと
もに、前記被覆層のうちヘッドに接する部位表面の十点平均粗さが１２．５μｍ以下とさ
れている。従って、ヘッドに対してプラグ（被覆層）をより一層確実に密着させることが
でき、燃焼室内の気密性の一層の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】スパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。
【図２】テーパ部及び連結部の構成等を説明するための部分拡大断面図である。
【図３】内燃機関へのスパークプラグの取付状態を示す一部破断拡大正面図である。
【図４】第２実施形態におけるスパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。
【図５】被覆層の構成等を説明するための部分拡大断面図である。
【図６】テーパ部表面粗さと、最小締付トルクとの関係を表すグラフである。
【図７】被覆層厚さ及び最小締付トルクとの関係、並びに、被覆層を形成する材料及    び最小締付トルクとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
〔第１実施形態〕
以下に、第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、内燃機関用スパー
クプラグ（以下、「スパークプラグ」と称す）１を示す一部破断正面図である。なお、図
１では、スパークプラグ１の軸線ＣＬ１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１の先端側、上側を後端側として説明する。
【００２４】
スパークプラグ１は、筒状をなす絶縁体としての絶縁碍子２、これを保持する筒状の主
体金具３などから構成されるものである。
【００２５】
絶縁碍子２は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部におい
て、後端側に形成された後端側胴部１０と、当該後端側胴部１０よりも先端側において径
方向外向きに突出形成された大径部１１と、当該大径部１１よりも先端側においてこれよ
りも細径に形成された中胴部１２と、当該中胴部１２よりも先端側においてこれより細径
に形成された脚長部１３とを備えている。加えて、絶縁碍子２のうち、大径部１１、中胴
部１２、及び、大部分の脚長部１３は、主体金具３の内部に収容されている。また、脚長
部１３と中胴部１２との連結部にはテーパ状の段部１４が形成されており、当該段部１４
にて絶縁碍子２が主体金具３に係止されている。
【００２６】
さらに、絶縁碍子２には、軸線ＣＬ１に沿って軸孔４が貫通形成されており、当該軸孔
４の先端側には中心電極５が挿入、固定されている。当該中心電極５は、銅又は銅合金か
らなる内層５Ａと、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするＮｉ合金からなる外層５Ｂとにより
構成されている。また、中心電極５は、全体として棒状（円柱状）をなし、その先端面が
平坦に形成されるとともに、絶縁碍子２の先端から突出している。
【００２７】
また、軸孔４の後端側には、絶縁碍子２の後端から突出した状態で端子電極６が挿入、
固定されている。
【００２８】
さらに、軸孔４の中心電極５と端子電極６との間には、円柱状の抵抗体７が配設されて
いる。当該抵抗体７の両端部は、導電性のガラスシール層８，９を介して、中心電極５と
端子電極６とにそれぞれ電気的に接続されている。
【００２９】
加えて、前記主体金具３は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されている。また、主
体金具３の外周面には、軸線ＣＬ１に沿って先端側から後端側へと順に、ねじ部１５、首
部としてのねじ首１６、座部１７、及び、大径部１８が設けられている。
【００３０】
前記ねじ部１５は、後述する内燃機関４１のヘッド４２の取付孔４３に螺合されるもの
であり、本実施形態において、前記ねじ部１５のねじ径はＭ１２以下と比較的小径化され
ている。また、前記ねじ首１６は、前記ねじ部１５の後端から連続して形成され、ねじ部
１５のねじ径よりも小径の円柱状をなしている。さらに、前記座部１７は、軸線ＣＬ１方
向後端側へと拡径して形成されており、ねじ首１６の後端と大径部１８の先端とを連接し
ている。さらに、大径部１８は、前記座部１７の後端から後端側へと延び、円柱状をなし
ている。また、前記大径部１８の後端側には、スパークプラグ１をエンジンヘッドに取付
ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部１９が設けられて
いる。加えて、主体金具３の後端部には、絶縁碍子２を保持するための加締め部２０が設
けられている。
【００３１】
尚、本実施形態では、上述したようにねじ部１５のねじ径が比較的小さくされている一
方で、前記大径部１８や工具係合部１９は従前とほぼ同様の大きさとされている。このた
め、前記大径部１８の先端の外径をＡ（ｍｍ）とし、前記ねじ首１６のうち外径が最小と
なる部分の外径をＢ（ｍｍ）としたとき、図２に示すように、（Ａ−Ｂ）／２が０．８ｍ
ｍ以上、すなわち、Ａ−Ｂが１．６ｍｍ以上（例えば、２．０ｍｍ以上）と比較的大きな
値とされている。従って、前記座部１７の表面積も比較的大きな値となっている。尚、大
径部１８を極端に大径化してしまうと、スパークプラグ１の組付けられるエンジンについ
てレイアウトの自由度が損なわれてしまうおそれがある。そのため、前記大径部１８の先
端の外径Ａは、１９．０ｍｍ以下とされている。
【００３２】
図１に戻って、主体金具３の内周面には、絶縁碍子２を係止するためのテーパ状の段部
２１が設けられている。そして、絶縁碍子２は、主体金具３の後端側から先端側に向かっ
て挿入され、自身の段部１４が主体金具３の段部２１に係止された状態で、主体金具３の
後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することに
よって固定される。尚、絶縁碍子２及び主体金具３双方の段部１４，２１間には、円環状
の板パッキン２２が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内
に晒される絶縁碍子２の脚長部１３と主体金具３の内周面との隙間に入り込む燃料空気が
外部に漏れないようになっている。
【００３３】
さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具３の後端側において
は、主体金具３と絶縁碍子２との間に環状のリング部材２３，２４が介在され、リング部
材２３，２４間にはタルク（滑石）２５の粉末が充填されている。すなわち、主体金具３
は、板パッキン２２、リング部材２３，２４及びタルク２５を介して絶縁碍子２を保持し
ている。
【００３４】
また、主体金具３の先端部２６には、自身の略中間が曲げ返されて、自身の先端側側面
が中心電極５の先端部と対向する接地電極２７が接合されている。接地電極２７は、Ｎｉ
合金〔例えば、インコネル６００やインコネル６０１（いずれも登録商標）〕からなる外
層２７Ａと、前記Ｎｉ合金よりも良熱導電性金属である銅合金又は純銅からなる内層２７
Ｂとの２層構造となっている。そして、前記中心電極５の先端部及び接地電極２７の間に
は、間隙としての火花放電間隙３３が形成されており、当該火花放電間隙３３において、
前記軸線ＣＬ１にほぼ沿った方向で火花放電が行われる。
【００３５】
さらに、本実施形態では、図２に示すように、前記座部１７は、外周側に位置するテー
パ部１７Ａと、内周側に位置する連結部１７Ｂとから構成されている。前記テーパ部１７
Ａは、大径部１８の先端から軸線ＣＬ１方向先端側に向けて延び、また、連結部１７Ｂは
、テーパ部１７Ａの先端と前記ねじ首１６の後端とを連接している。
【００３６】
加えて、前記座部１７におけるテーパ部１７Ａ及び連結部１７Ｂの境界位置が、次のよ
うにして設定されている。すなわち、テーパ部１７Ａと連結部１７Ｂとの境界部分の外径
をＣ（ｍｍ）としたとき、（Ｃ−Ｂ）／２が０．３ｍｍ以上であり、かつ、（Ａ−Ｃ）／
２が０．７ｍｍ以上となるように、テーパ部１７Ａと連結部１７Ｂとの境界位置が決めら
れている。
【００３７】
加えて、テーパ部１７Ａ及び連結部１７Ｂは、ともに軸線ＣＬ１方向先端側に向けて先
細るテーパ状をなしているが、軸線ＣＬ１を含む断面において、テーパ部１７Ａの外形線
（の延長線）と軸線ＣＬ１とのなす角度α１と比べて、連結部１７Ｂの外形線（の延長線
）と軸線ＣＬ１とのなす角度α２の方が大きくされている。従って、図３に示すように、
スパークプラグ１を内燃機関４１のヘッド４２の取付孔４３に取付けたときには、連結部
１７Ｂはヘッド４２に接触することなく、テーパ部１７Ａのみがヘッド４２に密着するよ
うになっている。
【００３８】
また、本実施形態では、テーパ部１７Ａの外形線と軸線ＣＬ１とのなす角度α１は、６
０度以上７０度以下とされている。
【００３９】
さらに、テーパ部１７Ａ表面の十点平均粗さが１２．５μｍ以下とされている。尚、十
点平均粗さは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１で規格されるものである。
【００４０】
次に、上記のように構成されてなるスパークプラグ１の製造方法について説明する。ま
ず、主体金具３を予め加工しておく。すなわち、円柱状の金属素材（例えばＳ１７ＣやＳ
２５Ｃといった鉄系素材やステンレス素材）に切削加工を施すことにより、貫通孔を形成
するとともに、外形を整え、主体金具中間体を得る。このように、本実施形態における主
体金具中間体は、切削加工を施すことのみによって形成される。
【００４１】
続いて、主体金具中間体の先端面に、Ｎｉ合金からなる直棒状の接地電極２７を抵抗溶
接する。当該溶接に際してはいわゆる「ダレ」が生じるので、その「ダレ」を除去した後
、主体金具中間体の所定部位にねじ部１５が転造によって形成される。さらに、前記座部
１７に相当する部位に対して研削加工等が施されることにより、前記テーパ部１７Ａ及び
連結部１７Ｂが形成される。また、形成された前記テーパ部１７Ａに対して研磨加工等が
施されることにより、テーパ部１７Ａ表面の十点平均粗さが１２．５μｍ以下とされ、そ
の結果、接地電極２７の溶接された主体金具３が得られる。尚、接地電極２７の溶接され
た主体金具３に、亜鉛メッキ或いはニッケルメッキが施されることとしてもよい。また、
耐食性向上を図るべく、その表面に、さらにクロメート処理が施されることとしてもよい
。
【００４２】
一方、前記主体金具３とは別に、絶縁碍子２を成形加工しておく。例えば、アルミナを
主体としバインダ等を含む原料粉末を用い、成型用素地造粒物を調製し、これを用いてラ
バープレス成形を行うことで、筒状の成形体が得られる。そして、得られた成形体に対し
、研削加工が施され外形が整形された上で、焼成加工が施されることにより絶縁碍子２が
得られる。
【００４３】
また、前記主体金具３、絶縁碍子２とは別に、中心電極５を製造しておく。すなわち、
中央部に放熱性向上を図るための銅合金を配置したＮｉ合金を鍛造加工して中心電極５を
作製する。
【００４４】
そして、上記のようにして得られた絶縁碍子２及び中心電極５と、抵抗体７と、端子電
極６とが、ガラスシール層８，９によって封着固定される。ガラスシール層８，９として
は、一般的にホウ珪酸ガラスと金属粉末とが混合されて調製されており、当該調製された
ものが抵抗体７を挟むようにして絶縁碍子２の軸孔４内に注入された後、後方から前記端
子電極６で押圧しつつ、焼成炉内にて加熱することにより焼き固められる。尚、このとき
、絶縁碍子２の後端側胴部１０の表面には釉薬層が同時に焼成されることとしてもよいし
、事前に釉薬層が形成されることとしてもよい。
【００４５】
その後、上記のようにそれぞれ作製された中心電極５及び端子電極６を備える絶縁碍子
２と、接地電極２７を備える主体金具３とが組付けられる。より詳しくは、比較的薄肉に
形成された主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め
部２０を形成することによって固定される。
【００４６】
そして最後に、接地電極２７の先端部分を中心電極５側へと屈曲させることで、中心電
極５、及び、接地電極２７間の前記火花放電間隙３３を調整する加工が実施され、上述の
スパークプラグ１が得られる。
【００４７】
以上詳述したように、本実施形態によれば、前記座部１７は、テーパ部１７Ａと連結部
１７Ｂとにより構成されており、軸線ＣＬ１を含む断面において、軸線ＣＬ１とテーパ部
１７Ａとのなす角度α１よりも軸線ＣＬ１と連結部１７Ｂとのなす角度α２が大きなもの
とされている。すなわち、スパークプラグ１を内燃機関４１に取付けたとき、ヘッド４２
に対してテーパ部１７Ａのみが密着するように構成されている。これにより、座部１７の
全面をヘッド４２に密着させる場合と比較して、ヘッド４２に密着する部位の面積を減少
させることができ、締付け力を増大させることなく、ヘッド４２に対してスパークプラグ
１をより確実に密着させることができる。その結果、燃焼室内における気密性を十分に確
保することができる。
【００４８】
また、（Ｃ−Ｂ）／２＜０．３ｍｍとすることで、テーパ部１７Ａの面積が過度に増大
してしまうことを防止できるとともに、（Ａ−Ｃ）／２＜０．７ｍｍとすることで、テー
パ部１７Ａの面積を十分に維持することができる。このため、気密性の低下をより一層確
実に防止することができる。
【００４９】
さらに、本実施形態においては、軸線ＣＬ１とテーパ部１７Ａとのなす角度α１が６０
°以上とされているため、テーパ部１７Ａがヘッド４２に食い込んでしまうことを防止で
き、スパークプラグ１の取付け・取外しを複数回に亘って行った場合でも、優れた気密性
を確保できる。一方で、前記角度α１が７０°以下とされているため、ヘッド４２に対す
るテーパ部１７Ａの密着性を十分に向上させることができ、優れた気密性を実現すること
ができる。
【００５０】
併せて、テーパ部１７Ａ表面の十点平均粗さが１２．５μｍ以下とされているため、テ
ーパ部１７Ａをヘッド４２に対してより確実に密着させることができ、燃焼室内の気密性
の更なる向上を図ることができる。
〔第２実施形態〕
次いで、第２実施形態について図面を参照しつつ、特に第１実施形態との相違点を中心
に説明する。
【００５１】
本第２実施形態においては、上記第１実施形態と比較して、図４に示すように、特に主
体金具３のテーパ部４７Ａ表面を覆うようにして被覆層５１（図４中、散点模様を付した
部位）が設けられているという点に特徴を有している。被覆層５１は、軟化点が２００℃
以上であり、かつ、ビッカース硬度で１００Ｈｖ以下（例えば、６０Ｈｖ以下）と硬度が
比較的小さな材料（例えば、フッ素樹脂等）により形成されている。従って、前記被覆層
５１は、前記ヘッド４２の硬度よりも硬度が小さなものとなっている。
【００５２】
また、図５に示すように、前記被覆層５１の厚さＴＨは５μｍ以上３００μｍ以下と十
分に大きなものとされている。加えて、被覆層５１のうち前記ヘッド４２に接する部位表
面の十点平均粗さが１２．５μｍ以下とされている。
【００５３】
以上、本第２実施形態によれば、テーパ部１７Ａの表面を覆うようにして、５μｍ以上
３００μｍ以下の厚さを有する被覆層５１が設けられている。そのため、スパークプラグ
（被覆層５１）をヘッド４２に対してより確実に密着させることができ、気密性のより一
層の向上を図ることができる。
【００５４】
また、被覆層５１の硬度が、ビッカース硬度で１００Ｈｖ以下とされるとともに、前記
被覆層のうちヘッドに接する部位表面の十点平均粗さが１２．５μｍ以下とされているた
め、ヘッドに対してプラグ（被覆層）をより一層確実に密着させることができる。
【００５５】
次に、本実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、気密性評価試験を行った。
気密性評価試験の概要は、次の通りである。すなわち、ねじ部のねじ径をＭ１２又はＭ１
０とするとともに、工具係合部についてはＨＥＸ１６又はＨＥＸ１４とした上で、（Ｃ−
Ｂ）／２の値及び（Ａ−Ｃ）／２の値を種々変更することで、テーパ部及び連結部の境界
部分の位置を種々変更したスパークプラグのサンプルを作製し、各サンプルをエンジンヘ
ッドを模したアルミ製の試験台に対して規定の締付トルクで取付けた。次いで、各サンプ
ルを１５０℃に加熱しつつ、空気により１．５ＭＰａの圧力を加え続けた状態で、サンプ
ル及び試験台間からの１分間当たりの空気の漏れ量（ｍｌ／分）を測定した。そして、空
気の漏れ量が０．１（ｍｌ／分）以下であった場合には、極めて優れた気密性を実現でき
ているとして「◎」の評価を下し、空気の漏れ量が０．１（ｍｌ／分）以上０．２（ｍｌ
／分）未満であった場合には、優れた気密性を実現できているとして「○」の評価を下す
こととした。一方で、空気の漏れ量が０．２（ｍｌ／分）以上であった場合には、気密性
が十分ではないとして「×」の評価を下すこととした。尚、ねじ径をＭ１２としたサンプ
ルについては、Ａ−Ｂを３．６ｍｍとし、ねじ径をＭ１０としたサンプルについては、Ａ
−Ｂを３．５ｍｍとした。また、テーパ部の外形線と軸線とのなす角度（テーパ部角度）
については、各サンプルともに６３°とした。表１及び表２に評価試験の結果を示す。尚
、表１には、ねじ径Ｍ１２、ＨＥＸ１６のサンプルについての結果を示し、表２には、ね
じ径Ｍ１０、ＨＥＸ１４のサンプルについての結果を示す。また、各表中には、テーパ部
の面積を併せて示す。
【００５６】
【表１】
2010232192.tif 000003
【００５７】
【表２】
2010232192.tif 000004
【００５８】
表１及び表２に示すように、（Ｃ−Ｂ）／２を０．３ｍｍ以上とするとともに、（Ａ−
Ｃ）／２を０．７ｍｍ以上としたサンプルは、優れた気密性を実現できていることがわか
った。これは、（Ｃ−Ｂ）／２≧０．３ｍｍとしたことで、ヘッドに密着するテーパ部の
面積を減少させることができ、上記規定の締付トルクでスパークプラグを取付けた場合で
あっても、テーパ部を試験台に密着させることができたこと、及び、（Ａ−Ｃ）／２≧０
．７ｍｍとしたことで、テーパ部の面積を十分に確保することができ、テーパ部及びヘッ
ド間のシール性を十分に確保することができたことに起因すると考えられる。
【００５９】
次いで、ねじ部のねじ径をＭ１２又はＭ１０とするとともに、工具係合部についてはＨ
ＥＸ１６又はＨＥＸ１４とした上で、テーパ部角度を種々変更したスパークプラグのサン
プルを作製し、各サンプルについて、上述の気密性評価試験を行った。尚、評価は、基本
的には上述の手法と同様の手法で行ったが、優れた気密性を実現できていたものの、サン
プルの取外し後、試験台に凹み等の損傷が認められた場合には、スパークプラグの取付け
・取外しを繰り返し行ったときに、気密性が低下するおそれがあるとして、「※」の評価
を下すこととした。表３及び表４に、試験結果を示す。尚、ねじ径をＭ１２としたサンプ
ルは、（Ｃ−Ｂ）／２を０．７５ｍｍ、（Ａ−Ｃ）／２を１．０５ｍｍとし、ねじ径をＭ
１０としたサンプルは、（Ｃ−Ｂ）／２を０．７５ｍｍ、（Ａ−Ｃ）／２を１．００ｍｍ
とした。表３に、ねじ径Ｍ１２、ＨＥＸ１６のサンプルについての結果を示し、表４に、
ねじ径Ｍ１０、ＨＥＸ１４のサンプルについての結果を示す。
【００６０】
【表３】
2010232192.tif 000005
【００６１】
【表４】
2010232192.tif 000006
【００６２】
表３，４に示すように、各サンプルともに優れた気密性を実現できていたが、特にテー
パ部角度を６０°以上７０°以下としたサンプルは、試験台に損傷が発生することもなく
、極めて優れた気密性を実現できることが明らかとなった。
【００６３】
次いで、ねじ部のねじ径、及び、テーパ部表面の十点平均粗さ（テーパ部表面粗さ）を
種々変更したスパークプラグのサンプルを作製し、締付トルクを種々変更した上で、各サ
ンプルを上述の試験台に対して取付けた。そして、サンプルを１５０℃に加熱しつつ、空
気により１．５ＭＰａの圧力を加え続けた状態で、サンプル及び試験台間からの１分当た
りの空気の漏れ量が１ｍｌ／分以下となったときの締付トルク（最小締付トルク）を各サ
ンプル毎に特定した。尚、最小締付トルクが小さいサンプルほど、十分な気密性をより容
易に実現しやすい、すなわち、気密性の面で有利なものであるといえる。図６に、ねじ径
をＭ１２としたサンプル及びねじ径をＭ１０としたサンプルのそれぞれについて、テーパ
部表面粗さと最小締付トルクとの関係を示す。尚、各サンプルともに、（Ｃ−Ｂ）／２を
０．７５ｍｍ、（Ａ−Ｃ）／２を１ｍｍとし、テーパ部角度を６５°とした。また、図６
においては、ねじ径をＭ１２としたサンプルの試験結果を黒丸でプロットし、ねじ径をＭ
１０としたサンプルの試験結果を黒四角でプロットした。
【００６４】
図６に示すように、テーパ部表面粗さを１２．５μｍ以下としたサンプルは、最小締付
トルクが比較的小さな一定値であったが、テーパ部表面粗さが１２．５μｍを超えるサン
プルは、最小締付トルクが増大してしまうことがわかった。つまり、テーパ部表面粗さが
１２．５μｍを超えるサンプルは、テーパ部及びヘッドを密着させること、すなわちテー
パ部及びヘッド間におけるシール性の確保が難しくなってしまうことが明らかとなった。
【００６５】
次に、ねじ部のねじ径をＭ１０又はＭ１２とした上で、テーパ部表面を覆うようにして
フッ素樹脂又は亜鉛メッキから形成され、厚さが種々変更された被覆層を有するスパーク
プラグのサンプルを作製し、各サンプルについて上述の最小締付トルクを測定した。図７
に、被覆層の厚さと、最小締付トルクとの関係を表すグラフを示す。
【００６６】
尚、フッ素樹脂により被覆層を形成した場合において、当該被覆層の硬度は、ビッカー
ス硬度で６０Ｈｖであり、一方で、亜鉛メッキにより被覆層を形成した場合において、当
該被覆層の硬度は、ビッカース硬度で１２０Ｈｖであった。また、各サンプルともに、（
Ｃ−Ｂ）／２を０．７５ｍｍ、（Ａ−Ｃ）／２を１ｍｍとし、テーパ部角度を６５°とし
た。加えて、図７においては、被覆層を亜鉛メッキにより形成し、ねじ径をＭ１２とした
サンプルの試験結果を黒丸でプロットし、被覆層を亜鉛メッキにより形成し、ねじ径をＭ
１０としたサンプルの試験結果を黒三角でプロットした。また、被覆層をフッ素樹脂によ
り形成し、ねじ径をＭ１２としたサンプルの試験結果を黒四角でプロットし、被覆層をフ
ッ素樹脂により形成し、ねじ径をＭ１０としたサンプルの試験結果をバツ印でプロットし
た。
【００６７】
図７に示すように、被覆層の厚さを５μｍ以上としたサンプルは、最小締付トルクが比
較的小さな一定値であったが、被覆層の厚さを５μｍ未満としたサンプルは、最小締付ト
ルクが増大してしまうことがわかった。これは、被覆層の厚さを５μｍ以上と十分に大き
なものとしたことで、試験台に対するサンプルの密着性をより高めることができたことに
起因すると考えられる。
【００６８】
また、亜鉛メッキにより被覆層を形成したサンプルと比較して、フッ素樹脂により被覆
層を形成したサンプルは、一層優れた気密性を実現できることが明らかとなった。これは
、フッ素樹脂により形成された被覆層は比較的低い硬度を有していたことから、試験台に
対してサンプルがより密着したためであると考えられる。
【００６９】
以上の試験結果より、Ａ−Ｂが１．６ｍｍ以上であって、ねじ径がＭ１２以下と小径化
されたスパークプラグにおいて、燃焼室内において十分な気密性を確保するという観点か
ら、（Ｃ−Ｂ）／２を０．３ｍｍ以上とするとともに、（Ａ−Ｃ）／２を０．７ｍｍ以上
とすることが有意であるといえる。また、一層優れた気密性を実現する観点から、テーパ
部角度を６０°以上７０°以下とすることが特に有意であるといえる。
【００７０】
さらに、テーパ部表面粗さを１２．５μｍ以下とすることで、一層優れた気密性を実現
することができるといえる。
【００７１】
また、気密性の更なる向上を図るという観点からは、テーパ部表面に被覆層を設けると
ともに、当該被覆層の厚さを５μｍ以上とすることが好ましく、さらに、被覆層の硬度を
比較的低く（１００Ｈｖ以下）することがより好ましいといえる。但し、被覆層を極度に
厚くすると、気密性の向上という上述の作用効果が十分に奏されないおそれがある。従っ
て、被覆層の厚さは３００μｍ以下とすることが好ましいといえる。
【００７２】
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、
以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００７３】
（ａ）上記実施形態では、連結部１７Ｂは、軸線ＣＬ１方向先端側へと先細るテーパ状
に形成されているが、連結部１７Ｂの形状はこれに限定されるものではない。従って、例
えば、軸線ＣＬ１と直交する方向に沿って軸線ＣＬ１側へと延びるようにして、連結部１
７Ｂを形成することとしてもよい。
【００７４】
（ｂ）上記実施形態では、Ａ−Ｂが１．６ｍｍ以上とされているが、Ａ−Ｂの値はこれ
に限定されるものではない。
【００７５】
（ｃ）上記実施形態において、ねじ部１５のねじ径はＭ１２以下とされ、Ａ−Ｂが１．
６ｍｍ以上とされているが、ねじ部１５のねじ径がより小さかったり、Ａ−Ｂがより大き
かったりする場合ほど、本発明は有意である。従って、特に、ねじ部１５のねじ径をＭ１
０以下としたり、Ａ−Ｂを２．０ｍｍ以上としたりしたスパークプラグに、本発明の技術
思想を適用することで、気密性の低下を効果的に防止することができる。
【００７６】
（ｄ）上記第２実施形態では、被覆層５１の硬度は、ビッカース硬度で１００Ｈｖ以下
とされているが、被覆層５１の硬度は特に限定されるものではなく、被覆層５１の硬度が
１００Ｈｖを超えていてもよい。尚、被覆層５１の硬度が過度に低いと、被覆層５１の強
度が不足してしまうおそれがあるため、被覆層５１の硬度は、３５Ｈｖ以上とすることが
好ましい。
【００７７】
（ｅ）上記第２実施形態においては、被覆層５１を形成する材料として、フッ素樹脂を
例示しているが、被覆層５１を形成する材料はこれに限定されるものではない。従って、
例えば、耐熱性ゴム（例えば、フッ素ゴム）や、他の耐熱性樹脂（例えば、ポリイミド系
樹脂やポリアミド系樹脂等）を用いて、被覆層５１を形成することとしてもよい。また、
被覆層５１を、例えば、前記ヘッド４２の硬度よりも硬度が小さい金属材料（例えば、亜
鉛等）により形成することとしてもよい。但し、被覆層を亜鉛等により形成する場合には
、主体金具３の表面略全域に形成され得る亜鉛メッキやＮｉメッキよりも厚肉（例えば、
１０μｍ以上）となるように被覆層を形成することが好ましい。
【００７８】
（ｆ）上記実施形態では特に言及していないが、中心電極５及び接地電極２７のいずれ
か一方、或いは、双方に貴金属チップを設けることとしてもよい。この場合、火花放電間
隙３３は、一方の電極５（２７）と他方の電極２７（５）に設けられた貴金属チップとの
間、或いは、両電極５，２７に設けられた両貴金属チップの間に形成されることとなる。
【００７９】
（ｇ）上記実施形態では、主体金具３の先端部２６に、接地電極２７が接合される場合
について具体化しているが、主体金具の一部（又は、主体金具に予め溶接してある先端金
具の一部）を削り出すようにして接地電極を形成する場合についても適用可能である（例
えば、特開２００６−２３６９０６号公報等）。
【００８０】
（ｈ）上記実施形態では、工具係合部１９は断面六角形状とされているが、工具係合部
１９の形状に関しては、このような形状に限定されるものではない。例えば、Ｂｉ−ＨＥ
Ｘ（変形１２角）形状〔ＩＳＯ２２９７７：２００５（Ｅ）〕等とされていてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１，１´…スパークプラグ（内燃機関用スパークプラグ）
２…絶縁碍子（絶縁体）
３…主体金具
５…中心電極
１５…ねじ部
１６…ねじ首（首部）
１７Ａ…テーパ部
１７Ｂ…連結部
１８…大径部
２６…主体金具の先端部
２７…接地電極
４１…内燃機関
４２…ヘッド
４３…取付孔
ＣＬ１…軸線
【図１】
2010232192.tif 000007
【図２】
2010232192.tif 000008
【図３】
2010232192.tif 000009
【図４】
2010232192.tif 000010
【図５】
2010232192.tif 000011
【図６】
2010232192.tif 000012
【図７】
2010232192.tif 000013