(57)【要約】【課題】加締め工程における座部や突部の変形を抑制し、良好な気密性を確保する。【解決手段】点火プラグ１は、絶縁碍子２と主体金具３とを備え、主体金具３は、加締め部１９と、テーパ面３１を具備する座部１６と、ねじ径がＭ１２以下のねじ部１５と、突部２０とを有する。絶縁碍子２は、突部２０に係止される係止部１４を有し、加締め部１９及び突部２０により挟み込まれた状態で主体金具３に固定される。テーパ面３１の面積をＳＢ（ｍｍ2）とし、座部１６のうちテーパ面３１の後端から延びる座部外周面３２の長さをＬＢ（ｍｍ）とし、突部２０のうち係止部１４が係止される被係止面３３の面積をＳＣ（ｍｍ2）とし、突部２０のうち被係止面３３の先端から先端側に延びる突部内周面３４の長さをＬＣ（ｍｍ）としたとき、ＳＢ／ＳＣ≧３．５、ＳＢ／ＬＢ≦１２．０、及び、ＳＣ／ＬＣ≦１２．０を満たす。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具とを備え、
前記主体金具は、
その後端部に設けられ、内周側に屈曲する加締め部と、
前記加締め部よりも先端側に位置し、外周側に突出する膨出部と、
前記加締め部よりも先端側に位置する座部と、
前記座部よりも先端側に位置し、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部と、
前記座部よりも先端側の内周に位置し、内周側に突出する突部とを有し、
前記絶縁体は、
先端側に向けて外径が徐々に小さくなり、前記突部に対して直接又は間接的に係止される係止部を有するとともに、前記加締め部及び前記突部により挟み込まれた状態で前記主体金具に固定されており、
前記座部は、先端側に向けて外径が徐々に小さくなり、前記燃焼装置の取付孔に前記ねじ部が螺合されたとき、前記燃焼装置の座面に少なくとも一部が接触するテーパ面を有する点火プラグであって、
前記ねじ部のねじ径はＭ１２以下であり、
前記テーパ面の面積をＳＢ（ｍｍ2）とし、
前記座部のうち、前記テーパ面の後端から前記軸線に沿って後端側に延びる面である座部外周面の前記軸線に沿った長さをＬＢ（ｍｍ）とし、
前記突部のうち、前記係止部の後端よりも内周側に位置し前記係止部が係止される被係止面の面積をＳＣ（ｍｍ2）とし、
前記突部のうち、前記被係止面の先端から前記軸線に沿って先端側に延びる面である突部内周面の前記軸線に沿った長さをＬＣ（ｍｍ）としたとき、
ＳＢ／ＳＣ≧３．５、ＳＢ／ＬＢ≦１２．０、及び、ＳＣ／ＬＣ≦１２．０
を満たすことを特徴とする点火プラグ。
【請求項２】
５．０≦ＳＣ／ＬＣ≦１０．０を満たすことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項３】
前記軸線に沿った、前記テーパ面の後端から前記突部の後端までの距離が１６ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の点火プラグ。
【請求項４】
前記テーパ面の後端における前記座部の肉厚をＴＢ（ｍｍ）とし、前記膨出部の最小肉厚をＴＤ（ｍｍ）としたとき、
ＴＤ≧０．５、及び、ＴＢ／ＴＤ≧４．２
を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の点火プラグ。
【請求項５】
前記膨出部の最小肉厚をＴＤ（ｍｍ）とし、前記加締め部の最小肉厚をＴＥ（ｍｍ）としたとき、
１．１≦ＴＥ／ＴＤ≦１．３
を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等に使用される点火プラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
点火プラグは、内燃機関（エンジン）等の燃焼装置に組付けられ、混合気等への着火のために用いられる。一般に点火プラグは、軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、前記軸孔の先端側に挿通される中心電極と、前記絶縁体の外周に設けられる主体金具とを備えている。また、主体金具の外周面には、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部と、ねじ部よりも後端側に位置し径方向外側に突出する鍔状の座部とが形成されている。
【０００３】
さらに、主体金具のうち座部よりも先端側の内周面には、内周側に突出する突部が形成されており、絶縁体の外周に設けられた係止部が、前記突部の被係止面に対して直接又は板パッキン等を介して間接的に係止されている。加えて、主体金具の後端部には、内周側に屈曲する加締め部が形成されており、絶縁体は、突部及び加締め部により挟み込まれた状態で（すなわち、主体金具から軸力が加えられた状態で）主体金具に対して固定されている。このように絶縁体に軸力が加えられることで、被係止面及び係止部の接触圧力が十分に大きなものとなり、その結果、主体金具及び絶縁体間において良好な気密性が確保されるようになっている。
【０００４】
さらに、燃焼室内において優れた気密性を確保すべく、前記ねじ部の後端側に設けられたねじ首にリング状のガスケットを設け、点火プラグを燃焼装置に取付けたときに、前記ガスケットを燃焼装置の座面に接触させる技術が知られている。また、気密性の更なる向上を図るべく、ガスケットを設けることなく、前記座部の先端面を軸線方向先端側に向けて先細るテーパ面とし、当該テーパ面を前記座面に直接接触させる点火プラグ（いわゆる、コニカルシートタイプ）が提案されている。（例えば、特許文献１等参照）。
【０００５】
加えて、主体金具と絶縁体とを固定するために前記加締め部を形成する工程（加締め工程）は、次のように行われる。すなわち、主体金具に絶縁体を挿入した状態で、所定の受け型の挿通孔に主体金具の先端部を挿入し、前記受け型にて主体金具を保持する。このとき、前記テーパ面は、挿通孔の開口に連通しテーパ面の傾斜角度と同一の傾斜角度を有するテーパ状の受け面に対して面接触する。次いで、環状の押し型を用いて、主体金具の後端部に対して軸線方向に沿った荷重を加える。これにより、主体金具の後端部に加締め部が形成され、主体金具と絶縁体とが固定される。尚、加締め工程においては、加締め部とともに、主体金具のうち加締め部と座部との間に位置する比較的薄肉の部位が変形することにより、外周側に突出する膨出部が形成される。膨出部が形成されることで、主体金具から絶縁体に対してより確実に軸力を加えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１０３２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、コニカルシートタイプの点火プラグにおいては、加締め工程において主体金具に対して荷重を加えた際に、座部や突部が過度に変形してしまうことがある。座部や突部に過度の変形が生じてしまうと、主体金具から絶縁体に加えられる軸力が極端に低下してしまうおそれがある。その結果、主体金具及び絶縁体間における気密性の低下を招いてしまうおそれがある。
【０００８】
また、軸力の低下を抑制できたとしても、軸力の大きさに対して被係止面の面積が過度に大きいと、被係止面及び係止部の接触圧力が小さなものとなってしまい、結局のところ、気密性の低下を招いてしまうおそれがある。
【０００９】
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、加締め工程における座部や突部の変形をより確実に防止でき、主体金具及び絶縁体間において良好な気密性を確保することができる点火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】
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。
【００１１】
構成１．本構成の点火プラグは、軸線方向に延びる筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具とを備え、
前記主体金具は、
その後端部に設けられ、内周側に屈曲する加締め部と、
前記加締め部よりも先端側に位置し、外周側に突出する膨出部と、
前記加締め部よりも先端側に位置する座部と、
前記座部よりも先端側に位置し、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部と、
前記座部よりも先端側の内周に位置し、内周側に突出する突部とを有し、
前記絶縁体は、
先端側に向けて外径が徐々に小さくなり、前記突部に対して直接又は間接的に係止される係止部を有するとともに、前記加締め部及び前記突部により挟み込まれた状態で前記主体金具に固定されており、
前記座部は、先端側に向けて外径が徐々に小さくなり、前記燃焼装置の取付孔に前記ねじ部が螺合されたとき、前記燃焼装置の座面に少なくとも一部が接触するテーパ面を有する点火プラグであって、
前記ねじ部のねじ径はＭ１２以下であり、
前記テーパ面の面積をＳＢ（ｍｍ2）とし、
前記座部のうち、前記テーパ面の後端から前記軸線に沿って後端側に延びる面である座部外周面の前記軸線に沿った長さをＬＢ（ｍｍ）とし、
前記突部のうち、前記係止部の後端よりも内周側に位置し前記係止部が係止される被係止面の面積をＳＣ（ｍｍ2）とし、
前記突部のうち、前記被係止面の先端から前記軸線に沿って先端側に延びる面である突部内周面の前記軸線に沿った長さをＬＣ（ｍｍ）としたとき、
ＳＢ／ＳＣ≧３．５、ＳＢ／ＬＢ≦１２．０、及び、ＳＣ／ＬＣ≦１２．０
を満たすことを特徴とする。
【００１２】
尚、「座部外周面や突部内周面が軸線に沿って延びる」とあるのは、座部外周面等が厳密に軸線に沿って延びる場合、すなわち、軸線を含む断面において、座部外周面等の外形線が軸線と平行である場合のみならず、軸線を含む断面において、座部外周面等の外形線が軸線に対して若干（例えば、外形線と軸線とのなす角のうち鋭角の角度が１０度以下だけ）傾いている場合も含む。
【００１３】
また、「テーパ面の面積ＳＢ」とあるのは、座部のうち、加締め工程において主体金具を支持する受け型に接触し、主体金具の後端部に荷重を加えた際に、受け型に対して押圧される部位の面積ということができる。
【００１４】
上記構成１によれば、ＳＢ／ＬＢ≦１２．０を満たすように構成されている。すなわち、加締め工程において座部に加わる力に相当する面積ＳＢに対して、座部の強度に相当する長さＬＢが十分に確保されている。従って、加締め工程における座部の過度の変形をより確実に抑制することができる。
【００１５】
また、上記構成１によれば、ＳＣ／ＬＣ≦１２．０を満たすように構成されている。すなわち、加締め工程において突部に加わる力に相当する面積ＳＣに対して、突部の強度に相当する長さＬＣが十分に確保されている。従って、加締め工程における突部の過度の変形をより確実に抑制することができる。
【００１６】
以上のように、上記構成１によれば、座部及び突部の過度の変形をより確実に抑制することができ、主体金具から絶縁体に加えられる軸力を十分に大きなものとすることができる。
【００１７】
さらに、上記構成１によれば、上述のように大きな軸力を確保可能な構成とされた上で、ＳＢ／ＳＣ≧３．５を満たすように構成されている。ここで、面積ＳＢが大きいほど、加締め工程においてテーパ面に加わる圧力が小さくなり、テーパ面の潰れ変形が抑制される（突部の先端側への移動が抑制される）ため、軸力は非常に大きなものとなる。一方で、面積ＳＢが小さいほど、加締め工程においてテーパ面に加わる圧力が大きくなり、テーパ面が比較的変形しやすくなるため、軸力は十分に大きいものの、面積ＳＢが大きい場合と比べてやや小さなものとなる。すなわち、面積ＳＢは、主体金具から絶縁体に対して加えられる軸力の大きさに相当する。そして、上記構成１によれば、ＳＢ／ＳＣ≧３．５とされているため、軸力を面積ＳＣで除算した値、つまり、被係止面及び係止部の接触圧力を十分に大きくすることができる。これにより、主体金具及び絶縁体間において良好な気密性を確保することができる。
【００１８】
構成２．本構成の点火プラグは、上記構成１において、５．０≦ＳＣ／ＬＣ≦１０．０を満たすことを特徴とする。
【００１９】
中心電極及び主体金具間における絶縁体の表面を這った電流のリークを抑制するという面では、絶縁体のうち係止部よりも先端側に位置する部位（脚長部）と、主体金具のうち突部よりも先端側に位置する部位との間に形成される隙間を広げることが好ましい。また、電流のリークを抑制するという面では、軸線方向に沿った中心電極の先端部と突部との間の距離を大きくすることも好ましい。
【００２０】
この点、上記構成２によれば、５．０≦ＳＣ／ＬＣを満たすように構成されている。ここで、面積ＳＣが大きいほど、絶縁体のうち係止部よりも先端側に位置する部位（脚長部）が主体金具の内周面から離間するため、主体金具のうち突部よりも先端側に位置する部位と絶縁体（脚長部）との間に形成される隙間が広がることとなる。また、長さＬＣが小さいほど、軸線方向に沿った中心電極の先端部と突部との間の距離が大きなものとなる。そして、上記構成２によれば、面積ＳＣを比較的大きなものとすること、及び、長さＬＣを比較的小さなものとすることのうちの少なくとも一方を満たすことができる。従って、中心電極の先端部及び主体金具間における絶縁抵抗値を十分に大きなものとすることができ、電流のリークを効果的に抑制することができる。
【００２１】
また、上記構成２によれば、ＳＣ／ＬＣ≦１０．０を満たすように構成されている。ここで、面積ＳＣが小さかったり、長さＬＣが大きかったりするほど、絶縁体（脚長部）の表面と主体金具の内周面との間に形成される隙間の体積が減少する。そのため、燃焼ガスによる熱が前記隙間に溜まりにくくなり、絶縁体が過熱されにくくなる。そして、上記構成２によれば、ＳＣ／ＬＣ≦１０．０とされているため、前記隙間の体積を十分に小さくすることができ、前記隙間に熱が溜まることを効果的に抑制することができる。その結果、絶縁体の過熱をより確実に抑制することができ、良好な耐熱性を得ることができる。
【００２２】
構成３．本構成の点火プラグは、上記構成１又は２において、前記軸線に沿った、前記テーパ面の後端から前記突部の後端までの距離ＬＡが１６ｍｍ以上であることを特徴とする。
【００２３】
上記構成３によれば、軸線に沿った、テーパ面の後端から突部の後端までの距離ＬＡが１６ｍｍ以上とされており、絶縁体のうち係止部よりも先端側に位置する部位（脚長部）を比較的短くすることができる。従って、内燃機関等の動作時における脚長部の受熱量を低減させることができ、耐熱性をより向上させることができる。
【００２４】
その一方で、距離ＬＡが１６ｍｍ以上とされている場合には、高温下においてねじ部がより熱膨張し、ひいては主体金具から絶縁体に加えられる軸力がより低下してしまいやすい。すなわち、距離ＬＡが１６ｍｍ以上の場合には、高温下における気密性の低下がより懸念される。
【００２５】
この点、上記構成１を採用することで、被係止面及び係止部の接触圧力を十分に大きくすることができるため、距離ＬＡが１６ｍｍ以上とされ、高温下においてねじ部がより熱膨張した場合であっても、良好な気密性を維持することができる。換言すれば、上記構成１等は、距離ＬＡが１６ｍｍ以上とされ、高温下において良好な気密性を確保することが難しい点火プラグにおいて、特に有効である。
【００２６】
構成４．本構成の点火プラグは、上記構成１乃至３のいずれかにおいて、前記テーパ面の後端における前記座部の肉厚をＴＢ（ｍｍ）とし、前記膨出部の最小肉厚をＴＤ（ｍｍ）としたとき、
ＴＤ≧０．５、及び、ＴＢ／ＴＤ≧４．２
を満たすことを特徴とする。
【００２７】
上記構成４によれば、ＴＢ／ＴＤ≧４．２を満たすように構成されており、座部の肉厚ＴＢに対して膨出部の最小肉厚ＴＤが十分に小さくなるように構成されている。従って、加締め工程において、座部の外周側への変形をより確実に抑制することができ、膨出部に相当する部位（変形後、膨出部となる部位）に対して荷重をより確実に加えることができる。これにより、膨出部をより確実に座屈変形させることができ、主体金具から絶縁体に加えられる軸力を一層増大させることができる。その結果、気密性の更なる向上を図ることができる。
【００２８】
また、上記構成４によれば、ＴＤ≧０．５とされており、膨出部が良好な機械的強度を有するように構成されている。従って、内燃機関の動作等に伴う衝撃が加えられた際に、膨出部にクラック等の損傷が生じてしまうこと抑制できる。その結果、膨出部の損傷に伴う気密性の低下をより確実に防止することができる。
【００２９】
構成５．本構成の点火プラグは、上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記膨出部の最小肉厚をＴＤ（ｍｍ）とし、前記加締め部の最小肉厚をＴＥ（ｍｍ）としたとき、
１．１≦ＴＥ／ＴＤ≦１．３
を満たすことを特徴とする。
【００３０】
上記構成５によれば、１．１≦ＴＥ／ＴＤを満たすように構成されている。すなわち、軸力の大きさに対応する膨出部の最小肉厚ＴＤに対して、加締め部の最小肉厚ＴＥが十分に大きなものとされている。そのため、軸力に十分抗することが可能な剛性を加締め部が有することとなり、衝撃が加えられた際における加締め部の変形（戻り変形）をより確実に防止することができる。その結果、衝撃が加えられた際においても良好な気密性を維持することができる。
【００３１】
さらに、上記構成５によれば、ＴＥ／ＴＤ≦１．３を満たすように構成されているため、膨出部の剛性に対して、加締め部の剛性が過度に大きなものとなってしまうことを抑制できる。従って、加締め工程における荷重を極端に増大させることなく、加締め部に相当する部位（変形後、加締め部となる部位）をより確実に変形させることができ、ひいては膨出部に相当する部位（変形後、膨出部となる部位）に対して十分に荷重を加えることができる。これにより、膨出部の座屈変形量を十分に大きなものとすることができ、軸力を一層大きくすることができる。その結果、気密性をより一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】点火プラグの構成を示す一部破断正面図である。
【図２】内燃機関に取付けられた点火プラグを示す一部破断拡大正面図である。
【図３】座部等の構成を示す拡大断面図である。
【図４】図３のＪ−Ｊ線断面図である。
【図５】突部等の構成を示す拡大断面図である。
【図６】被係止面の面積を説明するための突部や係止部の投影図である。
【図７】膨出部や加締め部の構成を示す拡大断面図である。
【図８】加締め工程の一過程を示す拡大断面図である。
【図９】加締め工程の一過程を示す拡大断面図である。
【図１０】ねじ径をＭ１２としたサンプルにおいて、ＳＢ／ＬＢと座部の変形量との関係を示すグラフである。
【図１１】ねじ径をＭ１２としたサンプルにおいて、ＳＣ／ＬＣと突部の変形量との関係を示すグラフである。
【図１２】ねじ径をＭ１０としたサンプルにおいて、ＳＢ／ＬＢと座部の変形量との関係を示すグラフである。
【図１３】ねじ径をＭ１０としたサンプルにおいて、ＳＣ／ＬＣと突部の変形量との関係を示すグラフである。
【図１４】ＳＢ／ＳＣを２．９ｍｍとしたサンプルＸ、及び、ＳＢ／ＳＣを３．５ｍｍとしたサンプルＹにおいて、長さＬＡを変更した際の空気の漏洩量を示すグラフである。
【図１５】ＴＢ／ＴＤと座部の変形量との関係を示すグラフである。
【図１６】ＴＥ／ＴＤと空気の漏洩量との関係を示すグラフである。
【図１７】ＴＥ／ＴＤと座屈量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】
【００３３】
以下に、一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、点火プラグ１を示す一部破断正面図である。なお、図１では、点火プラグ１の軸線ＣＬ１方向を図面における上下方向とし、下側を点火プラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。
【００３４】
点火プラグ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。
【００３５】
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、中胴部１２と脚長部１３との連接部には、軸線ＣＬ１方向先端側に向けて徐々に外径が小さくなるテーパ状の係止部１４が形成されており、当該係止部１４にて絶縁碍子２が主体金具３に係止されている。
【００３６】
さらに、絶縁碍子２には、軸線ＣＬ１に沿って延びる軸孔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。中心電極５は、熱伝導性に優れる金属〔例えば、銅や銅合金、純ニッケル（Ｎｉ）等〕からなる内層５Ａと、Ｎｉを主成分とする合金からなる外層５Ｂとを備えている。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。
【００３７】
加えて、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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おり、その外周面には点火プラグ１を燃焼装置（例えば、内燃機関や燃料電池改質器等）の取付孔に螺合するためのねじ部（雄ねじ部）１５が形成されている。また、ねじ部１５よりも後端側には、外周側に向けて突出形成された鍔状の座部１６が形成されている。そして、座部１６の先端面外周には、先端側に向けて外径が徐々に小さくなり、ねじ部１５を燃焼装置の取付孔に螺合した際に、少なくとも一部が燃焼装置の座面に接触するテーパ面３１が設けられている。また、座部１６よりも後端側には、比較的薄肉に形成され、外周側に突出する膨出部１７が形成されている。さらに、主体金具３の後端側には、主体金具３を燃焼装置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１８が設けられている。併せて、主体金具３の後端部には、径方向内側に向けて屈曲する加締め部１９が設けられている。尚、本実施形態では、前記ねじ部１５のねじ径がＭ１２以下とされている。
【００４０】
また、主体金具３のうち、前記座部１６よりも先端側の内周には、内周側に突出する突部２０が設けられている。そして、絶縁碍子２は、主体金具３に対してその後端側から先端側に向かって挿入され、前記係止部１４が前記突部２０に係止された状態で、主体金具３の後端部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部１９を形成することによって主体金具３に固定されている。すなわち、絶縁碍子２は、加締め部１９及び突部２０により挟み込まれた状態で主体金具３に固定されており、膨出部１７等により主体金具３から絶縁碍子２に対して軸力が加えられている。
【００４１】
尚、係止部１４及び突部２０間には、円環状の板パッキン２１が介在されており、係止部１４は板パッキン２１を介して突部２０に対して間接的に係止されている。板パッキン２１を設けることで、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ガスが外部に漏れないようになっている。
【００４２】
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２２，２３が介在され、リング部材２２，２３間にはタルク（滑石）２４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２１、リング部材２２，２３及びタルク２４を介して絶縁碍子２を保持している。
【００４３】
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の先端面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２７Ｂとの２層構造となっている。また、中心電極５の先端部及び接地電極２７の先端部との間には、火花放電間隙２８が形成されており、当該火花放電間隙２８において、軸線ＣＬ１にほぼ沿った方向で火花放電が行われるようになっている。
【００４４】
さらに、本実施形態においては、図２に示すように、燃焼装置としての内燃機関４１に形成された、雌ねじを有する取付孔４２に対して前記ねじ部１５を螺合したとき、前記テーパ面３１が内燃機関４１の座面４３に密着することで、燃焼室内の気密が保持されるようになっている。
【００４５】
加えて、図３に示すように、座部１６は、テーパ面３１の後端３１Ｅから軸線ＣＬ１に沿って後端側に延びる面である座部外周面３２を有しており、当該座部外周面３２の軸線ＣＬ１に沿った長さがＬＢ（ｍｍ）とされている。また、図４（図４は、図３のＪ−Ｊ線断面図である）に示すように、テーパ面３１の面積（図４中、散点模様を付した部位）がＳＢ（ｍｍ2）とされている。そして、長さＬＢ及び面積ＳＢが、ＳＢ／ＬＢ≦１２．０（ｍｍ）を満たすように構成されている。
【００４６】
尚、本実施形態では、気密性の確保の面から面積ＳＢが所定値（例えば、４３ｍｍ2）以上とされ、さらに、設計上の制約から、長さＬＢが過度に大きなものとならないように構成されている。その結果、本実施形態では、５．０≦ＳＢ／ＬＢを満たすように構成されている。また、本実施形態では、軸線ＣＬ１を含む断面において、座部外周面３２の外形線と軸線ＣＬ１とが平行とされているが、座部外周面３２の外形線が軸線ＣＬ１に対して若干傾いていてもよい。従って、例えば、軸線ＣＬ１を含む断面において、座部外周面３２の外形線が、軸線ＣＬ１方向後端側に向けて軸線ＣＬ１から徐々に離間するように構成してもよい。
【００４７】
また、図５及び図６（図６は、軸線ＣＬ１と直交する平面に、軸線ＣＬ１に沿って係止部１４及び突部２０を投影した投影図である）に示すように、突部２０は、係止部１４の後端１４Ｅよりも内周側に位置し、板パッキン２１を介して係止部１４が係止される面である被係止面３３（図６中、散点模様を付した部位）と、当該被係止面３３の先端３３Ｆから軸線ＣＬ１に沿って先端側に延びる面である突部内周面３４とを備えている。そして、突部内周面３４の軸線ＣＬ１に沿った長さをＬＣ（ｍｍ）とし、被係止面３３の面積をＳＣ（ｍｍ2）としたとき、ＳＣ／ＬＣ≦１２．０（ｍｍ）を満たす（より好ましくは、５．０≦ＳＣ／ＬＣ≦１０．０を満たす）ように構成されている。
【００４８】
尚、本実施形態では、軸線ＣＬ１を含む断面において、突部内周面３４の外形線と軸線ＣＬ１とが平行とされているが、突部内周面３４の外形線が軸線ＣＬ１に対して若干傾いていてもよい。従って、例えば、軸線ＣＬ１を含む断面において、突部内周面３４の外形線が、軸線ＣＬ１方向先端側に向けて軸線ＣＬ１に対して徐々に接近するように構成してもよい。また、絶縁碍子２の熱を主体金具３側へと効率よく伝導し、絶縁碍子２や中心電極５の熱引きを向上させるべく、軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った突部内周面３４と絶縁碍子２の外周面との間の距離は、所定値以下（例えば、０．５ｍｍ以下）とされている。さらに、軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った、係止部１４の後端１４Ｅと主体金具３の内周面との間の距離は非常に小さなもの（例えば、０．２ｍｍ以下）とされている。
【００４９】
また、本実施形態では、上述した両面積ＳＢ，ＳＣが、ＳＢ／ＳＣ≧３．５を満たすように構成されている。
【００５０】
加えて、本実施形態では、脚長部１３の過熱を防止すべく、軸線ＣＬ１に沿った脚長部１３の長さが比較的小さくされており、これに伴い、テーパ面３１から突部２０までの軸線ＣＬ１に沿った長さが比較的大きなものとなっている。具体的には、図１に示すように、軸線ＣＬ１に沿った、テーパ面３１の後端３１Ｅから突部２０の後端２０Ｅまでの距離ＬＡが１６ｍｍ以上とされている。
【００５１】
また、図７に示すように、テーパ面３１の後端３１Ｅにおける軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った座部１６の肉厚をＴＢ（ｍｍ）とし、軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った膨出部１７の最小肉厚をＴＤ（ｍｍ）としたとき、ＴＤ≧０．５、及び、ＴＢ／ＴＤ≧４．２を満たすように構成されている。
【００５２】
さらに、加締め部１９の最小肉厚をＴＥ（ｍｍ）としたとき、１．１≦ＴＥ／ＴＤ≦１．３を満たすように構成されている。
【００５３】
次に、上記のように構成されてなる点火プラグ１の製造方法について説明する。
【００５４】
まず、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て、成形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、筒状の成形体を得る。そして、得られた成形体に対して研削加工を施すことにより、その外形を整形した上で、整形された成形体に焼成加工を施すことにより絶縁碍子２が得られる。
【００５５】
また、絶縁碍子２とは別に中心電極５を作製しておく。すなわち、中央部に放熱性向上を図るための銅合金等を配置したＮｉ合金を鍛造加工して中心電極５を作製する。
【００５６】
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。
【００５７】
次に、主体金具３を加工しておく。すなわち、円柱状の金属素材（例えばＳ１７ＣやＳ２５Ｃといった鉄系素材やステンレス素材）に冷間鍛造加工等を施すことで貫通孔を形成するとともに、概形を形成する。その後、切削加工を施すことで外形を整え、主体金具中間体を得る。
【００５８】
続いて、主体金具中間体の先端面に、Ｎｉ合金等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。これにより、接地電極２７の接合された主体金具３が得られる。尚、この段階において、主体金具３の後端部（加締め部１９）に相当する部位は、軸線ＣＬ１方向に延びる円筒状をなしている。さらに、主体金具３のうち座部１６及び工具係合部１８間に位置する部位（膨出部１７に相当する部位）は、外周側に突出することなく、円筒状をなしている。
【００５９】
次に、加締め工程において、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とが固定される。
【００６０】
加締め工程においては、図８に示すように、まず、主体金具３に絶縁碍子２を挿入した状態で、筒状の受け型５１に主体金具３の先端部を挿入することにより、受け型５１によって主体金具３を保持する。
【００６１】
尚、前記受け型５１は、前記ねじ部１５を挿通可能な挿通孔５２と、当該挿通孔５２の開口に連接しテーパ面３１が接触する環状の受け面５３とを備えている。また、前記受け面５３は、その傾斜角度が前記テーパ面３１の傾斜角度と同一となるように設定されており、テーパ面３１の全域が受け面５３に接触するように構成されている。尚、受け型５１は、焼き入れ鋼等の硬鋼により形成されており、少なくとも前記受け面５３の硬度が、テーパ面３１の硬度よりも大きなものとされている。
【００６２】
次いで、主体金具３の後端部と絶縁碍子２との間に、タルク２４を挟むようにしてリング部材２２，２３を配置する。
【００６３】
リング部材２２，２３及びタルク２４を配置した後、開口部先端の内周面に前記加締め部１９の形状に対応する湾曲面部５６を有してなる筒状の押し型５５を主体金具３の上方から装着する。その上で、図９に示すように、前記受け型５１及び押し型５５によって主体金具３を挟み込んだ状態で、押し型５５により主体金具３の後端部に対して受け型５１側へと所定の荷重（例えば、３４ｋＮ以上４２ｋＮ以下）を印加する。これにより、主体金具３の後端部が径方向内側へと屈曲させられることで前記加締め部１９が形成されるとともに、主体金具３のうち座部１６及び工具係合部１８間に位置する部位が、外周側に向けて座屈変形し、膨出部１７が形成される。その結果、主体金具３から絶縁碍子２のうち加締め部１９及び突部２０間に位置する部位へと軸線ＣＬ１に沿った軸力が加わり、被係止面３３及び係止部１４（板パッキン２１）の接触圧力が高い状態で、絶縁碍子２と主体金具３とが固定される。尚、上述したテーパ面３１の面積ＳＢは、座部１６のうち、受け型５１（受け面５３）に対して接触し、加締め工程時に、受け型５１（受け面５３）に対して押圧される部位の面積ということができる。
【００６４】
主体金具３と絶縁碍子２とを固定した後、接地電極２７を中心電極５側に屈曲させるとともに、中心電極５の先端部及び接地電極２７の先端部の間に形成された火花放電間隙２８の大きさを調節することで、上述した点火プラグ１が得られる。
【００６５】
以上詳述したように、本実施形態によれば、ＳＢ／ＬＢ≦１２．０、及び、ＳＣ／ＬＣ≦１２．０を満たすように構成されている。従って、加締め工程における座部１６及び突部２０の過度の変形をより確実に抑制することができる。その結果、主体金具３から絶縁碍子２に加えられる軸力を十分に大きなものとすることができる。
【００６６】
さらに、本実施形態では、ＳＢ／ＳＣ≧３．５とされているため、被係止面３３及び係止部１４の接触圧力を十分に大きくすることができる。これにより、主体金具３及び絶縁碍子２間において良好な気密性を確保することができる。
【００６７】
特に本実施形態における点火プラグ１は、距離ＬＡが１６ｍｍ以上とされており、ねじ部１５がより熱膨張しやすいため、高温下において良好な気密性を確保することが難しいが、ＳＢ／ＳＣ≧３．５、ＳＢ／ＬＢ≦１２．０、及び、ＳＣ／ＬＣ≦１２．０を満たすことで、高温下においても良好な気密性を維持することができる。すなわち、上述の構成は、本実施形態のように、距離ＬＡが１６ｍｍ以上とされた点火プラグ１において、特に有効である。
【００６８】
加えて、本実施形態では、５．０≦ＳＣ／ＬＣとされているため、面積ＳＣを比較的大きなものとすること、及び、長さＬＣを比較的小さなものとすることのうちの少なくとも一方が満たされることとなる。これにより、中心電極５の先端部及び主体金具３間における絶縁抵抗値を十分に大きなものとすることができ、電流のリークを効果的に抑制することができる。
【００６９】
また、ＳＣ／ＬＣ≦１０．０とされているため、脚長部１３の外表面と主体金具３の内周面との間に形成される隙間の体積を十分に小さくすることができる。従って、前記隙間に熱が溜まることを効果的に抑制することができ、絶縁碍子２の過熱をより確実に抑制することができる。その結果、良好な耐熱性を得ることができる。
【００７０】
さらに、本実施形態では、ＴＢ／ＴＤ≧４．２を満たすように構成されており、座部１６の肉厚ＴＢに対して膨出部１７の最小肉厚ＴＤが十分に小さくなるように構成されている。従って、加締め工程において、座部１６の変形をより確実に抑制することができ、膨出部１７をより確実に座屈変形させることができる。その結果、主体金具３から絶縁碍子２に加えられる軸力を一層増大させることができ、気密性の更なる向上を図ることができる。
【００７１】
また、ＴＤ≧０．５とされており、膨出部１７が良好な機械的強度を有するように構成されている。従って、衝撃が加えられた際に、膨出部１７にクラック等の損傷が生じてしまうこと抑制できる。その結果、膨出部１７の損傷に伴う気密性の低下をより確実に防止することができる。
【００７２】
加えて、１．１≦ＴＥ／ＴＤを満たすように構成されているため、衝撃が加えられた際における加締め部１９の変形（戻り変形）をより確実に防止することができる。その結果、衝撃が加えられた際においても良好な気密性を維持することができる。
【００７３】
さらに、ＴＥ／ＴＤ≦１．３を満たすように構成されているため、膨出部１７の剛性に対して、加締め部１９の剛性が過度に大きなものとなってしまうことを抑制できる。従って、加締め工程における荷重を極端に増大させることなく、加締め部１９に相当する部位をより確実に変形させることができ、ひいては膨出部１７に相当する部位に対して十分に荷重を加えることができる。これにより、膨出部１７の座屈変形量を十分に大きなものとすることができ、主体金具３から絶縁碍子２に加えられる軸力を一層大きくすることができる。その結果、気密性をより一層向上させることができる。
【００７４】
次いで、上記実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、上述の加締め工程を経ることにより主体金具及び絶縁碍子を固定するとともに、ねじ部のねじ径をＭ１２又はＭ１０とし、かつ、面積ＳＢ，ＳＣ（ｍｍ2）及び長さＬＢ，ＬＣ（ｍｍ）を変更することで、ＳＢ／ＳＣ、ＳＢ／ＬＢ（ｍｍ）、及び、ＳＣ／ＬＣ（ｍｍ）を種々変更した点火プラグのサンプルを作製し、各サンプルについて、気密性評価試験、及び、耐変形性評価試験を行った。
【００７５】
気密性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、上述の内燃機関を模したアルミ製の試験台に対してサンプルを取付けるとともに、試験台の座面を２００℃に加熱した。この状態で、サンプルの先端に対して空気により１．５ＭＰａの圧力を加え、主体金具及び絶縁碍子間から空気が漏洩するか否かを確認した。ここで、空気の漏洩が確認されなかったサンプルは、良好な気密性を有するとして「○」の評価を下すこととした。一方で、空気の漏洩が確認されたサンプルは、気密性が不十分であるとして「×」の評価を下すこととした。表１に、Ｍ１２としたサンプルにおける当該試験の試験結果を示し、表２に、Ｍ１０としたサンプルにおける当該試験の試験結果を示す。
【００７６】
また、耐変形性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、サンプルの座部及び突部を観察し、加締め工程による座部の軸線方向に沿った変形量と、加締め工程による突部の軸線方向に沿った変形量とを計測した。尚、変形量が０．１ｍｍ以下であれば、主体金具から絶縁碍子に対して十分な軸力を加えることができ、良好な気密性を確保するという面から好ましいといえる。図１０に、ねじ径をＭ１２としたサンプルにおける、ＳＢ／ＬＢと座部の変形量との関係を表すグラフを示し、図１１に、ねじ径をＭ１２としたサンプルにおける、ＳＣ／ＬＣと突部の変形量との関係を表すグラフを示す。また、図１２に、ねじ径をＭ１０としたサンプルにおける、ＳＢ／ＬＢと座部の変形量との関係を表すグラフを示し、図１３に、ねじ径をＭ１２としたサンプルにおける、ＳＣ／ＬＣと突部の変形量との関係を表すグラフを示す。
【００７７】
【表１】
2014026928.tif 000003
【００７８】
【表２】
2014026928.tif 000004
【００７９】
表１及び表２に示すように、ＳＢ／ＳＣ≧３．５を満たすサンプルは、良好な気密性を有することが明らかとなった。これは、面積ＳＢは、加締め工程時におけるテーパ面の変形しにくさ、つまり、係止部から被係止面（突）部に対して加わる軸力の大きさに相当するところ、ＳＢ／ＳＣ≧３．５としたことで、前記軸力を面積ＳＣで除算した値、つまり、被係止面及び係止部の接触圧力が十分に大きくなったためであると考えられる。
【００８０】
また、図１０及び図１２に示すように、ＳＢ／ＳＬ≦１２．０を満たすサンプルは、座部の過度の変形をより確実に抑制できることが分かった。これは、加締め工程時において座部に加わる力に相当する面積ＳＢに対して、座部の強度に相当する長さＬＢが十分に確保されたことによると考えられる。
【００８１】
さらに、図１１及び図１３に示すように、ＳＣ／ＬＣ≦１２．０を満たすサンプルは、突部の過度の変形をより確実に抑制できることが確認された。これは、加締め工程時において突部に加わる力に相当する面積ＳＣに対して、突部の強度に相当する長さＬＣが十分に確保されたことに起因すると考えられる。
【００８２】
上記試験の結果より、座部及び突部の過度の変形を抑制し、主体金具及び絶縁碍子間において良好な気密性を確保すべく、ＳＢ／ＳＣ≧３．５、ＳＢ／ＬＢ≦１２．０、及び、ＳＣ／ＬＣ≦１２．０を満たすように構成することが好ましいといえる。
【００８３】
次に、面積ＳＣ（ｍｍ2）及び長さＬＣ（ｍｍ）を変更することで、ＳＣ／ＬＣ（ｍｍ）を種々変更した点火プラグのサンプルを作製し、各サンプルについて、耐リーク性評価試験、及び、耐熱性評価試験を行った。
【００８４】
耐リーク性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、サンプルを所定のチャンバーに取付け、チャンバー内の圧力を１．５ＭＰａとした上で、中心電極に対して所定の電圧を１００回印加した。そして、中心電極及び主体金具間において絶縁碍子の表面を這った電流のリークが発生した回数を測定し、１００回中におけるリークの発生率を算出した。ここで、リークの発生率が１０％以下となったサンプルは、電流のリークが生じにくく（すなわち、火花放電間隙において正常な火花放電をより確実に発生可能であり）、良好な着火性を有するとして「○」の評価を下すこととした。一方で、リークの発生率が１０％よりも大きくなったサンプルは、電流のリークが生じやすく、着火性に劣るとして「×」の評価を下すこととした。
【００８５】
また、耐熱性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、サンプルを所定のエンジンに取付けた上で、中心電極の先端部が９００℃となる条件でエンジンを所定のサイクル数だけ駆動させ、プレイグニッション（早期着火）の発生した回数を測定した。ここで、プレイグニッションの発生回数が４回以下となったサンプルは、絶縁碍子や中心電極の熱が引かれやすく、耐熱性に優れるとして「○」の評価を下すこととした。一方で、プレイグニッションの発生回数が４回超となったサンプルは、絶縁碍子や中心電極の熱が引かれにくく、耐熱性に劣るとして「×」の評価を下すこととした。
【００８６】
表３に、耐リーク性評価試験の試験結果、及び、耐熱性評価試験の試験結果を示す。尚、各サンプルともに、ねじ部のねじ径をＭ１２とし、ＳＢ／ＳＣを３．５とした。また、耐リーク性評価試験で用いたサンプルは、火花放電間隙の大きさを０．９ｍｍとした。
【００８７】
【表３】
2014026928.tif 000005
【００８８】
表３に示すように、５．０≦ＳＣ／ＬＣを満たすサンプルは、耐リーク性に優れることが明らかとなった。これは、次の理由によると考えられる。すなわち、面積ＳＣが大きいほど、結果的に脚長部が主体金具の内周面から離間するため、主体金具のうち突部よりも先端側に位置する部位の内周面と絶縁碍子の外周面との間に形成される隙間が広くなり、電流のリークが生じにくくなる。また、長さＬＣが小さいほど、軸線方向に沿った中心電極の先端部と突部との間の距離が大きくなり、電流のリークが生じにくくなる。ここで、５．０≦ＳＣ／ＬＣとしたことにより、面積ＳＣが比較的大きなものとされること、及び、長さＬＣが比較的小さなものとされることのうちの少なくとも一方が満たされることとなり、その結果、優れた耐リーク性を実現できたと考えられる。
【００８９】
また、ＳＣ／ＬＣ≦１０．０を満たすサンプルは、耐熱性に優れることが分かった。これは、次の理由によると考えられる。すなわち、面積ＳＣが小さかったり、長さＬＣが大きかったりするほど、脚長部の表面と主体金具の内周面との間に形成される隙間の体積が減少する。そのため、燃焼ガスによる熱が前記隙間に溜まりにくくなり、絶縁碍子が過熱されにくくなる。従って、ＳＣ／ＬＣ≦１０．０としたことで、燃焼ガスによる絶縁碍子の過熱が抑制され、その結果、良好な耐熱性を得ることができたと考えられる。
【００９０】
上記試験の結果より、耐リーク性及び耐熱性の双方において優れた性能を実現すべく、５．０≦ＳＣ／ＬＣ≦１０．０を満たすことが好ましいといえる。
【００９１】
次いで、長さＬＡ（ｍｍ）を種々変更するとともに、ＳＢ／ＳＣを２．９とした点火プラグのサンプルＸ（比較例に相当する）と、長さＬＡ（ｍｍ）を種々変更するとともに、ＳＢ／ＳＣを３．５とした点火プラグのサンプルＹ（実施例に相当する）とを作製し、試験台の座面の加熱温度を２００℃から２２５℃に変更して（すなわち、より厳しい条件で）、上述の気密性評価試験を行った。尚、当該試験においては、主体金具及び絶縁碍子間からの空気の漏洩量が１ｍｌ／分以下となったサンプルは、優れた気密性を有すると評価した。図１４に、当該試験の試験結果を示す。尚、図１４においては、サンプルＸの試験結果を丸印で示し、サンプルＹの試験結果を三角印で示す。また、各サンプルともに、ねじ部のねじ径をＭ１２とし、ＳＢ／ＬＢ≦１２．０、及び、ＳＣ／ＬＣ≦１２．０を満たすものとした。
【００９２】
図１４に示すように、比較例に相当するサンプルＸは、長さＬＡを１６ｍｍ以上とした場合に、空気の漏洩量が１ｍｌ／分を上回ってしまったが、実施例に相当するサンプルＹは、長さＬＡを１６ｍｍ以上とした場合であっても、空気の漏洩量が１ｍｌ／分以下となり、優れた気密性を維持できることが明らかとなった。
【００９３】
上記試験の結果より、ＳＢ／ＳＣ≧３．５、ＳＢ／ＬＢ≦１２．０、及び、ＳＣ／ＬＣ≦１２．０を満たすことは、長さＬＡが１６ｍｍ以上とされ、良好な気密性を確保することが非常に難しい場合に、特に有効であるといえる。
【００９４】
次に、テーパ面の後端における座部の肉厚ＴＢ（ｍｍ）と、膨出部の最小肉厚ＴＤ（ｍｍ）とを種々変更した点火プラグのサンプルを作製し、各サンプルについて、試験台の座面の加熱温度を２００℃から２５０℃に変更した上述の気密性評価試験と、ＪＩＳ  Ｂ８０３１に準じる耐衝撃性評価試験と、座部突出量評価試験とを行った。
【００９５】
尚、気密性評価試験では、主体金具及び絶縁碍子間からの空気の漏洩量が１ｍｌ／分以下となったサンプルは、非常に優れた気密性を有するとして「○」の評価を下し、空気の漏洩量が１ｍｌ／分以下となったサンプルは、気密性にやや劣るとして「△」の評価を下すこととした。
【００９６】
また、耐衝撃性評価試験の概要は次の通りである。すなわち、膨出部の最小肉厚ＴＤ等を同一としたサンプルを１０本ずつ用意し、各サンプルに対して、衝呈を２２ｍｍとして、毎分４００回の割合で１時間に亘って衝撃を加えた。次いで、１時間後にサンプルを観察し、膨出部にクラックが発生しているか否かを確認するとともに、１０本中における、クラックの発生本数を計測した。ここで、クラックの発生本数が５本以下となったサンプルは、膨出部が十分な機械的強度を有するとして「○」の評価を下すこととした。一方で、クラックの発生本数が６本以上となったサンプルは、膨出部の機械的強度が不十分であるとして「×」の評価を下すこととした。
【００９７】
さらに、座部突出量評価試験の概要は次の通りである。すなわち、加締め工程を経た後において、外周側への座部の突出量（加締め工程後における座部の外径から、加締め工程前における座部の外径を減じた値）を測定した。そして、座部の突出量が０．１ｍｍ以下となったサンプルは、主体金具から絶縁碍子に加えられる軸力を十分に大きくすることができ、優れた気密性を確保できると評価した。これは、座部の突出量が小さいほど、加締め工程において、膨出部に相当する部位に対してより確実に荷重を加えることができ、ひいては前記部位をより確実に座屈変形させることができることによる。
【００９８】
表４に、気密性評価試験の試験結果、及び、耐衝撃性評価試験の試験結果を示し、図１５に、座部突出量評価試験の試験結果を示す。尚、各サンプルともに、ねじ部のねじ径をＭ１２とし、ＳＢ／ＳＣを３．５とし、ＳＢ／ＬＢを１０とし、ＳＣ／ＬＣを１０とし、長さＬＡを１８ｍｍとした。
【００９９】
【表４】
2014026928.tif 000006
【０１００】
表４及び図１５に示すように、ＴＢ／ＴＤ≧４．２を満たすサンプルは、座部の外周側への変形が抑制され、非常に優れた気密性を有することが確認された。これは、座部の外周側への変形が抑制できたことで、膨出部をより確実に座屈変形させることができ、その結果、主体金具から絶縁碍子に加えられる軸力が一層増大したことによると考えられる。
【０１０１】
また、ＴＤ≧０．５を満たすサンプルは、衝撃が加えられた際における膨出部の損傷をより確実に抑制することができることが分かった。これは、膨出部において良好な機械的強度が確保されたためであると考えられる。
【０１０２】
上記試験の結果より、膨出部において十分な機械的強度を確保しつつ、加締め工程における座部の外周側への変形を抑制し、一層優れた気密性を実現するという観点から、ＴＤ≧０．５、及び、ＴＢ／ＴＤ≧４．２を満たすことが好ましいといえる。
【０１０３】
次いで、膨出部の最小肉厚ＴＤを０．５ｍｍ又は０．８ｍｍとした上で、加締め部の最小肉厚ＴＥ（ｍｍ）を変更することにより、ＴＥ／ＴＤを種々変更した点火プラグのサンプルを作製した。そして、各サンプルに対して、上述の耐衝撃性評価試験を行った後に、試験台の座面の加熱温度を２００℃から２５０℃に変更した上述の気密性評価試験を行った。ここで、主体金具及び絶縁碍子間からの空気の漏洩量が１ｍｌ／分以下となったサンプルは、衝撃による軸力の低下がほとんど生じることなく、極めて良好な気密性を維持できるといえる。
【０１０４】
また、印加荷重を同一として加締め工程を行った際における、各サンプルの膨出部の座屈量（加締め工程前における膨出部に相当する部位の軸線に沿った長さから、加締め工程後における膨出部の軸線に沿った長さを減じた値）を測定した。尚、座屈量が０．７ｍｍ以上であれば、主体金具から絶縁碍子に加えられる軸力が非常に大きなものとなり、極めて優れた気密性を実現できるといえる。
【０１０５】
図１６に、耐衝撃性評価試験後における気密性評価試験の試験結果を示し、図１７に、ＴＥ／ＴＤと膨出部の座屈量との関係を表すグラフを示す。尚、図１６及び図１７においては、最小肉厚ＴＤを０．５ｍｍとしたサンプルの試験結果を丸印で示し、最小肉厚ＴＤを０．８ｍｍとしたサンプルの試験結果を三角印で示す。また、各サンプルともに、ねじ部のねじ径をＭ１２とし、ＳＢ／ＳＣを３．５とし、ＳＢ／ＬＢを１０とし、ＳＣ／ＬＣを１０とし、長さＬＡを１８ｍｍとし、座部の肉厚ＴＢを３ｍｍとした。
【０１０６】
図１６に示すように、１．１≦ＴＥ／ＴＤを満たすサンプルは、漏洩量が１ｍｌ／分以下となり、衝撃が加えられた際においても優れた気密性を維持できることが明らかとなった。これは、軸力の大きさに対応する膨出部の最小肉厚ＴＤに対して、加締め部の最小肉厚ＴＥが十分に大きなものとなり、軸力に十分抗することが可能な剛性を加締め部が有することとなったためであると考えられる。
【０１０７】
さらに、図１７に示すように、ＴＥ／ＴＤ≦１．３を満たすサンプルは、座屈量が０．７ｍｍ以上となり、非常に優れた気密性を実現できることが分かった。これは、加締め部における剛性の過大が抑制されたため、加締め工程において、加締め部に相当する部位をより確実に変形させることができ、ひいては膨出部に相当する部位に対して十分に大きな荷重を加えることができたことによると考えられる。
【０１０８】
上記試験の結果より、衝撃による気密性の低下を効果的に抑制するとともに、一層優れた気密性を実現するという観点から、１．１≦ＴＥ／ＴＤ≦１．３を満たすことが好ましいといえる。
【０１０９】
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。
【０１１０】
（ａ）上記実施形態では、加締め工程において、主体金具３を加熱することなく、加締め部１９を形成すること（いわゆる冷間加締め加工を施すこと）によって、絶縁碍子２と主体金具３とが固定されている。これに対して、加締め工程において、主体金具３を通電加熱しつつ、加締め部１９を形成すること（いわゆる熱間加締め加工を施すこと）によって、絶縁碍子２と主体金具３とを固定することとしてもよい。尚、冷間加締め加工を施す場合には、熱間加締め加工を施す場合と比較して、押し型５５から主体金具３へとより大きな荷重を加える必要があるため、座部１６や突部２０の変形がより発生しやすい。従って、加締め工程において、冷間加締め加工を施すことにより絶縁碍子２と主体金具３とを固定する場合に、本発明の技術思想を採用することが特に有意である。
【０１１１】
（ｂ）上記実施形態において、係止部１４は板パッキン２１を介して突部２０に係止されているが、板パッキン２１を介することなく、係止部１４を突部２０に対して直接係止してもよい。
【０１１２】
（ｃ）上記実施形態では、主体金具３の先端部に、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）。
【０１１３】
（ｄ）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−ＨＥＸ（変形１２角）形状〔ＩＳＯ２２９７７：２００５（Ｅ）〕等とされていてもよい。
【符号の説明】
【０１１４】
１…点火プラグ、２…絶縁碍子（絶縁体）、３…主体金具、１５…ねじ部、１６…座部、１７…膨出部、１９…加締め部、２０…突部、３１…テーパ面、３２…座部外周面、３３…被係止面、３４…突部内周面、４１…内燃機関（燃焼装置）、４２…取付孔、４３…座面、ＣＬ１…軸線。
【図１】
2014026928.tif 000007
【図２】
2014026928.tif 000008
【図３】
2014026928.tif 000009
【図４】
2014026928.tif 000010
【図５】
2014026928.tif 000011
【図６】
2014026928.tif 000012
【図７】
2014026928.tif 000013
【図８】
2014026928.tif 000014
【図９】
2014026928.tif 000015
【図１０】
2014026928.tif 000016
【図１１】
2014026928.tif 000017
【図１２】
2014026928.tif 000018
【図１３】
2014026928.tif 000019
【図１４】
2014026928.tif 000020
【図１５】
2014026928.tif 000021
【図１６】
2014026928.tif 000022
【図１７】
2014026928.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月3日(2013.6.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具とを備え、
前記主体金具は、
その後端部に設けられ、内周側に屈曲する加締め部と、
前記加締め部よりも先端側に位置し、外周側に突出する膨出部と、
前記加締め部よりも先端側に位置する座部と、
前記座部よりも先端側に位置し、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部と、
前記座部よりも先端側の内周に位置し、内周側に突出する突部とを有し、
前記絶縁体は、
先端側に向けて外径が徐々に小さくなり、前記突部に対して直接又は間接的に係止される係止部を有するとともに、前記加締め部及び前記突部により挟み込まれた状態で前記主体金具に固定されており、
前記座部は、先端側に向けて外径が徐々に小さくなり、前記燃焼装置の取付孔に前記ねじ部が螺合されたとき、前記燃焼装置の座面に少なくとも一部が接触するテーパ面を有する点火プラグであって、
前記ねじ部のねじ径はＭ１２以下であり、
前記テーパ面の面積をＳＢ（ｍｍ2）とし、
前記座部のうち、前記テーパ面の後端から前記軸線に沿って後端側に延びる面である座部外周面の前記軸線に沿った長さをＬＢ（ｍｍ）とし、
前記突部のうち、前記係止部の後端よりも内周側に位置し前記係止部が係止される被係止面の面積をＳＣ（ｍｍ2）とし、
前記突部のうち、前記被係止面の先端から前記軸線に沿って先端側に延びる面である突部内周面の前記軸線に沿った長さをＬＣ（ｍｍ）としたとき、
６．６≧ＳＢ／ＳＣ≧３．５、５．０≦ＳＢ／ＬＢ≦１２．０、及び、５．０≦ＳＣ／ＬＣ≦１２．０
を満たすことを特徴とする点火プラグ。
【請求項２】
５．０≦ＳＣ／ＬＣ≦１０．０を満たすことを特徴とする請求項１に記載の点火プラグ。
【請求項３】
前記軸線に沿った、前記テーパ面の後端から前記突部の後端までの距離が１６ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の点火プラグ。
【請求項４】
前記テーパ面の後端における前記座部の肉厚をＴＢ（ｍｍ）とし、前記膨出部の最小肉厚をＴＤ（ｍｍ）としたとき、
ＴＤ≧０．５、及び、ＴＢ／ＴＤ≧４．２
を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の点火プラグ。
【請求項５】
前記膨出部の最小肉厚をＴＤ（ｍｍ）とし、前記加締め部の最小肉厚をＴＥ（ｍｍ）としたとき、
１．１≦ＴＥ／ＴＤ≦１．３
を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の点火プラグ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
構成１．本構成の点火プラグは、軸線方向に延びる筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具とを備え、
前記主体金具は、
その後端部に設けられ、内周側に屈曲する加締め部と、
前記加締め部よりも先端側に位置し、外周側に突出する膨出部と、
前記加締め部よりも先端側に位置する座部と、
前記座部よりも先端側に位置し、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部と、
前記座部よりも先端側の内周に位置し、内周側に突出する突部とを有し、
前記絶縁体は、
先端側に向けて外径が徐々に小さくなり、前記突部に対して直接又は間接的に係止される係止部を有するとともに、前記加締め部及び前記突部により挟み込まれた状態で前記主体金具に固定されており、
前記座部は、先端側に向けて外径が徐々に小さくなり、前記燃焼装置の取付孔に前記ねじ部が螺合されたとき、前記燃焼装置の座面に少なくとも一部が接触するテーパ面を有する点火プラグであって、
前記ねじ部のねじ径はＭ１２以下であり、
前記テーパ面の面積をＳＢ（ｍｍ2）とし、
前記座部のうち、前記テーパ面の後端から前記軸線に沿って後端側に延びる面である座部外周面の前記軸線に沿った長さをＬＢ（ｍｍ）とし、
前記突部のうち、前記係止部の後端よりも内周側に位置し前記係止部が係止される被係止面の面積をＳＣ（ｍｍ2）とし、
前記突部のうち、前記被係止面の先端から前記軸線に沿って先端側に延びる面である突部内周面の前記軸線に沿った長さをＬＣ（ｍｍ）としたとき、
６．６≧ＳＢ／ＳＣ≧３．５、５．０≦ＳＢ／ＬＢ≦１２．０、及び、５．０≦ＳＣ／ＬＣ≦１２．０
を満たすことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、上記構成１によれば、ＳＣ／ＬＣ≦１２．０を満たすように構成されている。すなわち、加締め工程において突部に加わる力に相当する面積ＳＣに対して、突部の強度に相当する長さＬＣが十分に確保されている。従って、加締め工程における突部の過度の変形をより確実に抑制することができる。
さらに、中心電極及び主体金具間における絶縁体の表面を這った電流のリークを抑制するという面では、絶縁体のうち係止部よりも先端側に位置する部位（脚長部）と、主体金具のうち突部よりも先端側に位置する部位との間に形成される隙間を広げることが好ましい。また、電流のリークを抑制するという面では、軸線方向に沿った中心電極の先端部と突部との間の距離を大きくすることも好ましい。
この点、上記構成１によれば、５．０≦ＳＣ／ＬＣを満たすように構成されている。ここで、面積ＳＣが大きいほど、絶縁体のうち係止部よりも先端側に位置する部位（脚長部）が主体金具の内周面から離間するため、主体金具のうち突部よりも先端側に位置する部位と絶縁体（脚長部）との間に形成される隙間が広がることとなる。また、長さＬＣが小さいほど、軸線方向に沿った中心電極の先端部と突部との間の距離が大きなものとなる。そして、上記構成１によれば、面積ＳＣを比較的大きなものとすること、及び、長さＬＣを比較的小さなものとすることのうちの少なくとも一方を満たすことができる。従って、中心電極の先端部及び主体金具間における絶縁抵抗値を十分に大きなものとすることができ、電流のリークを効果的に抑制することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
上記構成２によれば、ＳＣ／ＬＣ≦１０．０を満たすように構成されている。ここで、面積ＳＣが小さかったり、長さＬＣが大きかったりするほど、絶縁体（脚長部）の表面と主体金具の内周面との間に形成される隙間の体積が減少する。そのため、燃焼ガスによる熱が前記隙間に溜まりにくくなり、絶縁体が過熱されにくくなる。そして、上記構成２によれば、ＳＣ／ＬＣ≦１０．０とされているため、前記隙間の体積を十分に小さくすることができ、前記隙間に熱が溜まることを効果的に抑制することができる。その結果、絶縁体の過熱をより確実に抑制することができ、良好な耐熱性を得ることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
また、図５及び図６（図６は、軸線ＣＬ１と直交する平面に、軸線ＣＬ１に沿って係止部１４及び突部２０を投影した投影図である）に示すように、突部２０は、係止部１４の後端１４Ｅよりも内周側に位置し、板パッキン２１を介して係止部１４が係止される面である被係止面３３（図６中、散点模様を付した部位）と、当該被係止面３３の先端３３Ｆから軸線ＣＬ１に沿って先端側に延びる面である突部内周面３４とを備えている。そして、突部内周面３４の軸線ＣＬ１に沿った長さをＬＣ（ｍｍ）とし、被係止面３３の面積をＳＣ（ｍｍ2）としたとき、５．０≦ＳＣ／ＬＣ≦１２．０（ｍｍ）を満たす（より好ましくは、５．０≦ＳＣ／ＬＣ≦１０．０を満たす）ように構成されている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
また、本実施形態では、上述した両面積ＳＢ，ＳＣが、６．６≧ＳＢ／ＳＣ≧３．５を満たすように構成されている。