(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端部に中心電極先端（３３）を有し、もう一方の端部付近に端子（１７）を有する細長い中心電極（２１）と、
前記中心電極（２１）を実質的に囲む絶縁碍子（４１）であって、少なくとも第１の絶縁碍子区域（２５）および第２の絶縁碍子区域（２７）を備える実質的に円筒形の本体を有し、前記第１および第２の絶縁碍子区域（２５，２７）が、それぞれ第１および第２の直径を有し、絶縁碍子ショルダ（２９）によって分離されている絶縁碍子（４１）と、
前記第１の絶縁碍子区域（２５）を実質的に囲む細長いベース区域（４３；２４３）、前記絶縁碍子ショルダ（２９）に係合するために前記ベース区域（４３；２４３）の第１の端部から突出する切頭円錐形のフランジ（３１）、および前記中心電極先端（３３）に対してスパークギャップを画成するために前記ベース区域（４３；２４３）の第２の端部から延出する接地電極（３９）を有する接地シールド（３７）であって、前記ベース区域（４３；２４３）および前記接地電極（３９）が別々の構成要素として形成され、前記接地シールド（３７）を形成するために互いに固定される接地シールド（３７）とを備え、
前記ベース区域（４３；２４３）および前記接地電極（３９）が、ろう付け、レーザ溶接、抵抗溶接、プラズマ溶接、およびそれらの組み合わせから選択された接合技術を使用して、互いに固定され、
前記接地電極（３９）が第１の材料から形成され、前記ベース区域（４３；２４３）が第１の材料とは異なる第２の材料から形成され、前記第１及び第２材料のうち前記第１の材料のみが前記中心電極先端（３３）と前記接地電極（３９）との間のスパークギャップを維持するのに適している、内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項２】
請求項１に記載のスパークプラグにおいて、前記接地電極（３９）が、一対の軸方向に延出する脚部（２７５）と、前記スパークギャップを画成するために、前記中心電極先端（３３）と間隔を置いて配置された関係で前記脚部（２７５）の間に延出する自由端（５５；２５５）とを有する、全体的にＵ字形のストラップとして形成され、前記ベース区域（４３；２４３）が前記第２の端部の付近に一対の軸方向に延出するスロットと共に形成され、前記一対の脚部（２７５）が、前記接地シールド（３７）を形成するために、前記一対の軸方向に延出するスロット内で前記ベース区域（４３；２４３）に溶接されるスパークプラグ。
【請求項３】
請求項２に記載のスパークプラグにおいて、前記全体的にＵ字形のストラップの前記自由端（５５；２５５）が、その中に環状の開口を有し、前記中心電極先端（３３）が、前記スパークギャップを画成するために、前記環状の開口付近に終端するスパークプラグ。
【請求項４】
請求項１に記載のスパークプラグにおいて、前記接地電極（３９）が、軸方向に延出する脚部（２７５）と、前記スパークギャップを画成するために、前記中心電極先端（３３）と間隔を置いて配置された関係で前記脚部（２７５）から延出する自由端（５５；２５５）とを有する、全体的にＪ字形のストラップとして形成され、前記ベース区域（４３；２４３）が前記第２の端部の付近に軸方向に延出するスロットと共に形成され、前記脚部（２７５）が、前記接地シールド（３７）を形成するために、前記軸方向に延出するスロット内で前記ベース区域（４３；２４３）に溶接されるスパークプラグ。
【請求項５】
請求項１に記載のスパークプラグにおいて、前記接地電極（３９）が、複数の軸方向に延出する脚部（２７５）と、前記スパークギャップを画成するために、前記中心電極先端（３３）と間隔を置いて配置された関係で前記脚部（２７５）から延出する自由端（５５；２５５）と共に形成され、前記ベース区域（４３；２４３）が前記第２の端部の付近に複数の軸方向に延出するスロット（２７３）と共に形成され、前記複数の軸方向に延出する脚部（２７５）が、前記接地シールド（３７）を形成するために、前記複数の軸方向に延出するスロット（２７３）内で前記ベース区域（４３；２４３）に溶接されるスパークプラグ。
【請求項６】
請求項１に記載のスパークプラグにおいて、前記接地電極（３９）が、ニッケルベースの合金材料から製造され、前記ベース区域（４３；２４３）が鋼ベースの合金材料から製造されるスパークプラグ。
【請求項７】
請求項２に記載のスパークプラグにおいて、前記中心電極先端（３３）が、前記接地電極（３９）の前記自由端（５５）に向けられてそれに接合された第１の貴金属先端部（４５）を有し、前記自由端（５５）が、前記スパークギャップを画成するために、軸方向で前記第１の貴金属先端部（４５）に向けられて、前記自由端に接合された第２の貴金属先端部（５７）を有し、前記第１および第２の貴金属先端部（４５、５７）が前記スパークプラグのスパーク表面としての役割を果たすスパークプラグ。
【請求項８】
請求項７に記載のスパークプラグにおいて、前記第１および第２の貴金属先端部（４５；５７）が、ろう付け、レーザ溶接、抵抗溶接、プラズマ溶接、およびそれらの組み合わせから選択される接合技術によって、それぞれ前記中心電極（２１）および前記接地電極（３９）に接合されるスパークプラグ。
【請求項９】
請求項１に記載のスパークプラグにおいて、前記絶縁碍子（４１）が、第２の絶縁碍子ショルダ（６９）によって前記第２の直径区域（２７）から分離された第３の直径区域（６７）を有し、前記第２の直径の区域が前記第１と第３の直径区域の中間に配置され、直径が前記第１および第３の直径区域よりも大きくなっているスパークプラグ。
【請求項１０】
請求項９に記載のスパークプラグにおいて、前記第２の絶縁碍子区域（２７）を実質的に囲み、前記第３の絶縁碍子区域（６７）を部分的に囲む環状の保持器（５９）をさらに備え、前記環状の保持器（５９）が切頭円錐形の端部部分（６３）、端部ナット部分（５６）、およびそれらの間のねじ部分（６１）を有し、前記環状の保持器（５９）が、前記第２の絶縁碍子ショルダ（６９）に係合する内部の切頭円錐形の部分（７１）をさらに含み、前記切頭円錐形の端部部分（６３）が、前記接地シールド（３７）および前記環状の保持器（５９）を互いに固定し、その中に前記絶縁碍子（４１）を捕捉するために、前記接地シールド（３７）の前記切頭円錐形のフランジ（３１）に重なるスパークプラグ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のスパークプラグにおいて、前記環状の保持器（５９）の前記ねじ部分（６１）が、前記スパークプラグを内燃機関の燃焼室と連通する全体的に円筒形の開口のねじ部分にはめ込むように構成され、前記環状の保持器（５９）の切頭円錐形の端部部分（６３）が、前記接地シールド（３７）と前記内燃機関の間に電気的な接地を確立し、同時に周囲の環境から前記燃焼室を密封するために、前記開口の切頭円錐形の座面部分に係合するように構成されたスパークプラグ。
【請求項１２】
請求項１１に記載のスパークプラグにおいて、前記環状の保持器（５９）の前記ねじ部分（６１）が、約１６ｍｍ以下の外径を有するスパークプラグ。
【請求項１３】
請求項１に記載のスパークプラグにおいて、前記中心電極（２１）が、細長い点火電極（２１）、端子電極（２３）、およびそれらの間に配置された抵抗性素子（１３）を含み、前記点火電極が、前記抵抗性素子を囲む導電性のガラスシール（１５）によって前記抵抗性素子の第１の端部に連結され、前記端子電極が、前記導電性のガラスシール（１５）によって前記抵抗性素子（１３）の前記第１の端部の反対側の前記抵抗性素子の第２の端部に連結されているスパークプラグ。
【請求項１４】
請求項１３に記載のスパークプラグにおいて、前記点火電極（２１）が、高度に熱伝導性の金属材料を備える内側のコア（４９）、および耐熱性で耐食性の金属材料を含む断熱性の外部クラッド（４７）を有するスパークプラグ。
【請求項１５】
請求項１０に記載のスパークプラグにおいて、前記環状の保持器（５９）が、ニッケルめっきの鋼ベース合金材料から作製されるスパークプラグ。
【請求項１６】
請求項１に記載のスパークプラグにおいて、前記絶縁碍子（４１）が、非伝導性のセラミック材料から作製されるスパークプラグ。
【請求項１７】
中心電極（２１）および前記中心電極を囲む絶縁碍子（４１）を有するスパークプラグ（１０）用の接地シールド（３７）であって、前記中心電極が一方の端部に先端（３３）を有し、もう一方の端部付近に端子（１７）を有し、前記絶縁碍子（４１）が、少なくとも第１の絶縁碍子区域（２５）および第２の絶縁碍子区域（２７）を備える実質的に円筒形の本体を有し、前記第１および第２の絶縁碍子区域が、それぞれ第１および第２の直径を有し、絶縁碍子ショルダ（２９）によって分離され、
前記第１の絶縁碍子区域（２５）を囲むように構成された細長いベース区域（４３；２４３）と、
前記ベース区域の第１の端部から突出し、前記絶縁碍子ショルダ（２９）に係合するように構成された切頭円錐形のフランジ（３１）と、
前記ベース区域の第２の端部から延出し、前記中心電極の前記先端（３３）に対してスパークギャップを画成するように構成された接地電極（３９）であって、前記ベース区域および前記接地電極が別々の構成要素として形成され、前記接地シールド（３７）を形成するために互いに固定される接地電極（３９）とを備え、
前記ベース区域（４３；２４３）および前記接地電極（３９）が、ろう付け、レーザ溶接、抵抗溶接、プラズマ溶接、およびそれらの組み合わせから選択された接合技術を使用して、互いに固定され、
前記接地電極（３９）が第１の材料から形成され、前記ベース区域（４３；２４３）が第１の材料とは異なる第２の材料から形成され、前記第１及び第２材料のうち前記第１の材料のみが前記中心電極先端（３３）と前記接地電極（３９）との間のスパークギャップを維持するのに適している、接地シールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、一般に、内燃機関用のスパークプラグに関し、より詳細には、スパークギャップとねじ部分の間に配置されたスパークプラグ座面によってエンジンに係合するための環状のねじ部分を有するスパークプラグ用の接地シールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスパークプラグ構造は、一方の端部の付近にねじ山を有する環状の金属ケーシングと、金属ケーシングを貫通し、ねじ山を付けられた端部から反対側の端部を越えて延出するセラミックの絶縁碍子を含む。中心電極は、ねじ山を付けられた端部の付近に露出され、絶縁碍子の内側を貫通し、スパークプラグの点火ワイヤが取り付けられる反対側の絶縁碍子端部から延出する端子に電気的に接続される。「Ｊ」字形状にされた接地電極が、金属ケーシングのねじ山を付けられた端部の一方の縁から延出し、中心電極と軸方向に整列して、それらの間にスパークギャップを画成する。ヘッドにスパークプラグを密封するために加えられる力は、ねじ山を付けられた金属ケーシングによって伝達されたトルクによって生じるものであり、したがって金属ケーシングのねじ部分は頑丈であり、かつかなりのサイズのものでなければならない。金属ケーシングの一部分は、ねじ部分にトルクを与えるためにソケットツールによって係合されるように形成される。ねじ部分は、ソケットツールによって係合された部分から離れて配置される。
【０００３】
燃焼室から制御され、かつ効率的なガスの排出を促進するために、バルブのサイズが増加されることがある。これにより、スパークプラグのサイズが低下し、ねじ山を付けられた金属ケーシング端部のサイズおよび頑丈さが低下し、特にスパークプラグの金属ボアの内径、およびスパークプラグをねじ込み式に受け止めるために利用可能な燃焼室壁領域が縮小することが必要になる可能性がある。
【０００４】
スパークプラグの金属ボアの内径の縮小は、スパークプラグが、点火効率を低下させるカーボンの蓄積および同様の堆積に耐える能力を低下させる。中心電極を囲む円筒形の本体を備える絶縁碍子を有することによってスパークプラグサイズを低下させる有害な影響を緩和するスパークプラグに関する様々な設計が、米国特許第５，０９１，６７２号、第５，６９７，３３４号、第５，９１８，５７１号、および第６，１０４，１３０号に教示され、それぞれに関する内容が、参照によって本明細書に組み込まれる。これらの設計において、円筒形の本体が、密封のための表面をエンジンシリンダーヘッドに提供するショルダによって、第２の直径の区域から分離された第１の直径の区域を設けられている。第２の直径を囲むシールドは、ショルダが円筒形の本体に接してフランジがシールドに係合することによって、先端から中心電極への固定された距離で配置されたベース部分を有する。シールドは、ベース部分から一体に延出する接地電極と共に形成される。シェル部分は、円筒形の本体の第１の直径の区域を囲み、円筒形の本体に沿ってシリンダヘッド座面よりも高く配置されたねじ区域を含む。径方向タブがシェルの端部から延出し、ヘッド内のフランジと整列して、ベース部分の均一な配置を確立する。分離した端部または保持器ナットが、シェルの反対側の端部から延出して、スパークプラグを燃焼室内に位置決めし、配置する。
【０００５】
高圧縮比で高性能なエンジンに特に適している、これらの様々な高い位置のねじ山のスパークプラグ設計は、エンジン設計を最適化するためのより多くの空間、より優れたシリンダヘッド着座位置、より圧縮性の高い密封、熱伝達の向上、およびより集中した点火のためのより安定したスパークプラグ動作温度、並びに製品寿命を延長し、腐食保護を増加させること可能にすることによってより多くの出力を提供することができる。それにもかかわらず、中心電極と接地電極の間のスパークギャップを維持するために、接地シールドが高価な専売品のニッケル合金材料から製造される必要がある。
【０００６】
したがって、発明者は、本明細書において、高い位置のねじ山のスパークプラグ構造に使用するための対費用効果のある接地シールドを提供することが望ましいことを理解した。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の例示の実施形態は、内燃機関用のスパークプラグに関連する。スパークプラグは、一方の端部に中心電極先端を有し、もう一方の端部付近に端子を有する細長い中心電極、中心電極を実質的に囲む絶縁碍子、および接地シールドを備える。絶縁碍子は、少なくとも第１の絶縁碍子区域および第２の絶縁碍子区域を備える実質的に円筒形の本体を有する。それぞれ第１および第２の直径を有する第１および第２の絶縁碍子区域は、絶縁碍子ショルダによって分離されている。接地シールドは、第１の絶縁碍子区域を実質的に囲む細長いベース区域、絶縁碍子ショルダに係合するためにベース区域の一方の端部から突出する切頭円錐形のフランジ、および中心電極先端に対して軸方向のスパークギャップを画成するためにベース区域のもう一方の端部から延出する接地電極を有する。ベース区域および接地電極は、別々の構成要素として形成され、接地シールドを形成するために互いに固定される。
【０００８】
本発明の例示の実施形態は、中心電極および中心電極を囲む絶縁碍子を有するスパークプラグ用の接地シールドにも関連する。中心電極は、一方の端部に先端を有し、もう一方の端部付近に端子を有する。絶縁碍子は、少なくとも第１の絶縁碍子区域および第２の絶縁碍子区域を備える実質的に円筒形の本体を有する。それぞれ第１および第２の直径を有する第１および第２の絶縁碍子区域は、絶縁碍子ショルダによって分離されている。接地シールドは、第１の絶縁碍子区域を囲むように構成された細長いベース区域、絶縁碍子ショルダに係合するように構成されたベース区域の第１の端部から突出する切頭円錐形のフランジ、および中心電極先端に対してスパークギャップを画成するように構成されたベース区域の第２の端部から延出する接地電極を備える。ベース区域および接地電極は、別々の構成要素として形成され、接地シールドを形成するために、互いに固定される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の例示の実施形態によるスパークプラグの断面図である。
【図２】図１に示された例示のスパークプラグの側面図である。
【図３】図１に示された例示のスパークプラグの斜視図である。
【図４】図１に示された例示のスパークプラグのスパーク端部の側面図である。
【図５】本発明によるスパークプラグの例示の実施形態のスパーク端部の部分断面図である。
【図６】本発明の例示の実施形態によるスパークプラグ用の接地シールドの側面図である。
【図７】本発明の例示の実施形態によるスパークプラグ用の接地シールドの側面図である。
【図８】図６および７に示される例示の接地シールドの接地電極の様々な図である。
【図９】図６および７に示される例示の接地シールドのベース区域の様々な図を示す。
【図１０】本発明の例示の実施形態によるスパークプラグ用の接地シールドの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１〜４は、本発明による接地シールドを利用する高い位置のねじ山のスパークプラグの例示の実施形態の全体構造を示す。スパークプラグ１０は、自動車の内燃機関に使用するために設計されている。スパークプラグ１０を内燃機関に装着することは、エンジンヘッド（図示されない）に設けられたねじ山を付けられたボアを貫通してエンジンの燃焼室（図示されない）に突出するように、スパークプラグ１０をはめ込むことによって達成される。スパークプラグ１０は、スパークプラグの軸方向長さに沿って延出する円筒形の中心電極２１、中心電極２１を同軸的に囲むセラミックまたは同様のものからなる絶縁碍子４１、および絶縁碍子４１を同軸的に囲む円筒形のシェル形状の接地シールド３７を含む。
【００１１】
本例示の実施形態において、中心電極２１は、一方の端部に先端３３を備える円筒形の本体を有し、絶縁碍子４１内に同軸的に固定され、接地シールド３７から電気的に分離される。先端３３の反対側の中心電極２１の端部は、導電性材料を含むガラスシール１５を貫通して抵抗性素子１３の端部に電気的に接続される。例示の実施形態では、ガラスシール１５は、絶縁碍子４１の内表面と、抵抗性素子の外表面との間に配置されるように、抵抗性素子１３を同軸的に囲むファイヤド−イン・シール（ｆｉｒｅｄ−ｉｎ  ｓｅａｌ）（伝導性またはその他の様式の）であることができる。抵抗性素子１３のもう一方の端部は、ガラスシール材料１５によって円筒形の端子スタッド２３の端部に電気的に接続される。ガラスシール１５は、端子スタッド２３と中心電極２１の間の電気的な連結部としての役割を果たす。端子スタッド２３は、プラグが装着された場合にプラグに電流を供給する点火ケーブル（図示されない）に取り付けられるように構成された端子ナット１７に取り付けられる。
【００１２】
例示の実施形態では、中心電極２１は、たとえばインコネル、別のニッケルベースの合金、または他の適切な金属または金属合金などの、高度に耐熱性で耐食性の金属材料によって作製された、たとえば従来のものより長いシース４７よって覆われた、たとえば銅などの高度に熱伝導性の金属材料から作成されたコア４９を備えることができる。例示の実施形態では、中心電極２１は、熱伝達を向上させ、スパークギャップを維持するための中心電極先端３３に接続された、たとえばフラット、またはファインワイヤなどの適正なスパークプラグ機能を可能にする任意の適切な形態での、金、パラジウム、または白金の合金から作製された先端部などの貴金属先端部４５を含むことができる。例示の実施形態では、端子スタッド２３は、ニッケルめっき仕上げを有する綱または綱ベースの合金材料を含むことができる。
【００１３】
本例示の実施形態では、絶縁碍子４１は、異なる直径を有する、第１の絶縁碍子区域２５、第２の絶縁碍子区域２７、第３の絶縁碍子区域６７を備える、細長い、実質的に円筒形の本体を有する。第１の絶縁碍子区域２５は、中心電極２１を実質的に囲む。第２の絶縁碍子区域２７は、第１の絶縁碍子区域２５と第３の絶縁碍子区域６７の中間に配置され、第２の絶縁碍子区域２７の直径は他の２つの絶縁碍子区域のいずれの直径よりも大きい。第２の絶縁碍子区域２７およびより細い第１の絶縁碍子区域２５は、ショルダ２９によって分離され、第２の絶縁碍子区域およびより細い第３の絶縁碍子区域６７は、ショルダ６９によって分離されている。例示の実施形態では、絶縁碍子４１は、たとえばアルミナセラミックなどの非伝導性セラミック材料を含むことができ、そうして中心電極と接地シールド３７の間の電気的短絡を防止しながら中心電極２１を固定して維持することができる。
【００１４】
第１の絶縁碍子区域２５を囲む接地シールド３７は、絶縁碍子ショルダ２９と並置された一方の端部にある切頭円錐形区域３１、反対側の端部付近で接地シールドから延出し、接地シールドに直径方向に架け渡された全体的にＵ字形の接地電極ストラップ３９、および切頭円錐形区域３１と接地電極ストラップ３９の間に軸方向に延出する円筒形のベース部分４３を含む。ベース部分４３は、第１の絶縁碍子区域２５を同軸に囲む。接地電極ストラップ３９は、中心電極先端３３に向けられ、そこから軸方向に間隔を置いて配置された自由端５５を含む。例示の実施形態では、自由端５５は、熱伝達を向上し、耐久性を改善するために接地電極ストラップ３９に接合された、ファインワイヤの形態の金、パラジウム、または白金の合金から作製されたものなどの貴金属先端部５７を含むことができる。貴金属先端部４５、５７がそれぞれ中心電極先端３３および接地電極ストラップ３９に接合された例示の実施形態では、貴金属先端部がスパークギャップを画成し、スパークプラグのスパーク表面としての役割を果たす。例示の実施形態では、貴金属先端部４５、５７は、ろう付け、レーザ溶接、抵抗溶接、またはプラズマ溶接などの接合技術によって、それぞれ中心電極先端３３および接地電極ストラップ３９に接合することができる。
【００１５】
図５に詳細に示されるように、本発明によるスパークプラグの例示の実施形態は、中心電極先端１３３に向けられ、そこから軸方向に間隔を置いて配置された自由端１５５を含む接地電極ストラップ１３９を備えることができる。したがって、接地電極ストラップ１３９は、中心電極先端１３３を直径方向に囲み、それらの間に軸方向のスパークギャップ１３５を画成し、それらの間に放電を行い、可燃混合気を点火することができる。中心電極１２１は、熱伝達を向上させ、耐久性を改善するための中心電極先端１３３に接続された、たとえばフラット、またはファインワイヤなどの適正なスパークプラグ機能を可能にする任意の適切な形態での、金、パラジウム、または白金の合金から作製された先端部などの貴金属先端部１４５を含むことができる。
【００１６】
図１〜４に示される例示の実施形態を再び参照すると、ナットまたはキャッスルヘッドジャムスクリュー（ｃａｓｔｌｅ  ｈｅａｄ  ｊａｍ  ｓｃｒｅｗ）などの環状の保持器５９は、第２の絶縁碍子区域２７を囲むねじ部分６１を有する。環状の保持器５９は、第３の絶縁碍子区域６７の一部分を囲む一方の端部において、軸方向に延出し、ジャムナット５６を一体に形成する。ねじ部分６１は、内燃機関の燃焼室と連通している全体的に円筒形の開口のねじ部分にねじ込み式に係合するように構成される。ジャムナット５６は、環状の保持器５９と一体に形成され、スパークプラグ１０は、ジャムナットが緩められると螺旋式の様式で取り外すことができ、無視できるほどの傾きで取り外しが容易で直接的なものになる。たとえば９／１６ソケットレンチなどの適切なソケットツールが、スパークプラグ１０をエンジンのボアにねじ込み、ねじ式に取り外すための環状の保持器５９のジャムナット５６に係合することができる。
【００１７】
環状の保持器５９は、ねじ区域６１の下に配置され、接地シールド３７の切頭円錐形区域３１に絶縁碍子ショルダ２９と並置して整列されて重なる切頭円錐形部分６３を含む。この接合点で、接地シールド３７および保持器５９は、絶縁碍子４１をその中に捕捉して互いに固定される。環状の保持器５９は、ねじ部分６１と、絶縁碍子ショルダ６９に係合するジャムナット５６との間に軸方向に延出する切頭円錐形の部分７１も含む。第３の絶縁碍子区域６７は、ジャムナット５６を越えて環状の保持器５９から突出する。例示の実施形態では、環状の保持器５９は、ニッケルめっきの低炭素綱ベースの合金などの伝導性金属材料を備えることができる。例示の実施形態では、ねじ区域６１は、約１６ｍｍ以下のねじ外径を有することができ、たとえば、ねじ区域は、より多くの量のエンジン空間を可能にするために、約１０ｍｍの外径を有することができる。当然ではあるが、環状の保持器５９の形状、サイズ、および特定の構造は、設計が異なると大きく変わる可能性があり、したがって、環状の保持器の寸法的な特質は、例示の実施形態としてのみ図１〜３に提供される。
【００１８】
スパークプラグ１０が、エンジンのボアにねじ込まれた場合、絶縁碍子４１は、接地シールドの切頭円錐形部分３１を押して、環状の保持器の切頭円錐形部分６３と密封係合させることによって、保持器５９と接地シールド３７の間の機械的連結を伝達する圧縮力を提供する。切頭円錐形部分６３は、押されて、エンジンボア（図示されない）の切頭円錐形の密封シート部分に密封式に係合するための外側のエンジンの座面（ｍｏｔｏｒ  ｓｅａｔ）として機能し、したがって接地シールド３７とエンジンヘッドの間に電気的接地接続を確立し、同時に周囲の環境から燃焼室を密封する。したがって、組み立てられた環状の保持器５９および接地シールド３７は、一体に機能し、本明細書で接地シールドおよび保持器ユニットと呼ぶことができる。例示の実施形態では、接地シールドと保持器を互いに固定するために、ろう付け、レーザ溶接、抵抗溶接、またはプラズマ溶接のような接合技術を使用して、環状の保持器５９の切頭円錐形部分６３および接地シールド３７の切頭円錐形区域３１を互いに接合することもできる。
【００１９】
本発明の例示の実施形態は、実質的なコストの節減をもたらすことができる接地シールド設計を使用する。図６〜７の例示の実施形態に示されるように、接地シールド２３７は、単体として一体に成形されるのではなく、ベース部分２４３および接地電極ストラップ２３９の複合物であり、それらは個々に形成され、次いで互いに固定されたものである。図８および９に示されるように、接地電極ストラップ２３９は、一対の脚部２７５と共に形成され、ベース部分２４３は、軸方向電極ギャップに近い端部で、Ｕ字形の接地電極ストラップ２３９の脚部をはめ込み式に受けるように構成された軸方向に延出するスロット２７３と共に形成される。したがって、接地シールド２３７を組み立てるために、接地電極ストラップ２３９の脚部２７５は、スロット２７３にはめ込まれ、そうしなければ端部が開放したベース部分２４３に接合される。例示の実施形態では、脚部２７５は、接地電極ストラップをベース部分２４３に固定するために、ろう付け、レーザ溶接、抵抗溶接、またはプラズマ溶接などの接合技術を使用してスロット２７３に接合することができる。
【００２０】
ベース部分２４３および接地電極ストラップ２３９は個々に形成されるので、接地シールド２３７のこれらの２つの部分は、異なる材料から作製することができる。したがって、例示の実施形態では、中心電極先端（たとえば図１に示された例示の実施形態に示された中心電極先端３３などの）と、接地電極２５７との間の耐久性を改善するために、接地電極ストラップ２３９は、たとえばＩｃｏｎｅｌなどの高価な専売品のニッケル合金から製造することができ、ベース部分２４３（例示の実施形態では接地シールド２３７の全体のサイズの９０％以上を構成する可能性がある）は、ステンレス鋼および同様の綱ベースの合金のような、任意の適切な金属ベースの合金などの任意の低コストの耐腐食性材料から作製することができる。したがって、上記に説明したように、そうしなければ端部が開放したベース部分２４３に接地電極ストラップ２３９を固定することにより、接地シールド２３７を形成することによって、高価なニッケル合金からより大きなベース部分を製造する必要が回避され、それによって例示の実施形態では、高い位置のねじ山を付けられた接地シールドを形成するコストをこれまでのコストの１０％以下に節減する。
【００２１】
さらに、図１０に示された接地シールド３３７の別の例示の実施形態に示されるように、図１０に示されるように、コストは、ベース部分３４３と、スパークギャップを形成するために中心電極先端に径方向に整列し、そこから軸方向に間隔を置いて配置された自由端を有する全体的にＪ字形状の接地電極ストラップ３３９との複合物として接地シールドを形成することによって、さらに節減することができる。したがって、そのような実施形態では、接地電極ストラップは、単一の開放スロット３７３内でベース部分３４３に溶接された単一の脚部と共に形成される。さらに別の例示の実施形態では、接地電極ストラップは、環状の開口の中、またはそのわずかに下で中心電極先端が終端する自由端内の環状の開口を有する、全体的にＵ字形の部材として形成することができる。
【００２２】
次に、本発明の例示の実施形態によるスパークプラグを製造するための独自の技術が、明らかになる。図１〜４に示される例示の実施形態を再び参照すると、中心電極２１は、中心電極の点火端部または先端３３が絶縁碍子の一方の端部から突出するように、絶縁碍子４１内に形成されたボア内を軸方向に通過し、端子スタッド２３は、絶縁碍子の反対側の端部から軸方向に延出するために、抵抗性素子１３のガラスシール材料１５内を通過することができる。次いで、絶縁碍子４１およびその含まれる中心電極２１は、円筒形のシェルの接地シールド３７内を軸方向に通過して、ベース部分４３が、より小径の第１の絶縁碍子区域２５を囲み、フレア形に広がる切頭円錐形区域３１が絶縁碍子ショルダ２９に係合し、軸方向のスパークギャップ３５が中心電極先端３３と接地電極先端５７の間に形成される。
【００２３】
ねじ区域６１がより大きな直径の第２の絶縁碍子区域２７を囲み、ジャムナット５６が第３の絶縁碍子区域６７の一部分の囲むように、次いで、円筒形の環状の保持器５９は、反対側の端部から絶縁碍子の上を軸方向に通過し、その内側の切頭円錐形のレッジ７１は、絶縁碍子の第２のショルダ６９に係合する。次いで、環状の保持器５９の切頭円錐形部分６３は、接地シールド３７および環状の保持器５９を互いに、絶縁碍子４１がそれらの間に捕捉された状態で固定するために、切頭円錐形区域３１の周りで径方向に折りたたまれる。例示の実施形態では、環状の保持器５９の切頭円錐形部分６３は、切頭円錐形区域３１の上に「加熱プレスする」ことができ、ジャムナット５６は、第３の絶縁碍子区域６７の上に同様にして接合することができる。
【図１】
0005525454.tif 000002
【図２】
0005525454.tif 000003
【図３】
0005525454.tif 000004
【図４】
0005525454.tif 000005
【図５】
0005525454.tif 000006
【図６】
0005525454.tif 000007
【図７】
0005525454.tif 000008
【図８】
0005525454.tif 000009
【図９】
0005525454.tif 000010
【図１０】
0005525454.tif 000011