(57)【要約】  【課題】  少なくとも内燃機関の稼働時において、エンジンヘッドにスパークプラグが係合した際のエンジンヘッドと主体金具との隙間に燃焼ガスや煤等の異物を侵入し難くすることができるスパークプラグおよびそれを備えた内燃機関を提供する。  【解決手段】  エンジンヘッド２００の取付孔２０１の内周に形成された段部２１０に対して主体金具５の外周に形成されたテーパー状の係止部７０が当接し、取付孔２０１内でスパークプラグが位置決めされる。係止部７０よりも先端側に形成されたテーパー状の係止部８０は、少なくともエンジンの稼働時に、取付孔２０１内に形成された段部２２０に当接する。主体金具５の係止部７０より先端側の外周にはねじ部が形成されておらず、エンジンヘッド２００の取付孔２０１の内周との間に隙間が生ずるが、係止部８０が段部２２０に当接することで隙間が封止される。【選択図】  図２
2006059588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の先端側に火花放電のための電極を形成する軸状の中心電極と、前記中心電極の軸線方向に延びる軸孔を有し、その軸孔の内部で前記中心電極を保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の径方向周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具とを備え、前記主体金具が内燃機関のエンジンヘッドの取付孔に挿入されて、前記エンジンヘッドに固定されるスパークプラグであって、
前記主体金具の外周に、
前記エンジンヘッドの取付孔内に形成された段部に当接し、前記主体金具の位置決めを行う第１係止部と、
前記第１係止部よりも先端側に設けられ、少なくとも前記内燃機関の稼働時には、前記取付孔の内周面に当接する第２係止部と
を備え、
少なくとも前記主体金具の外周の前記第１係止部より先端側には、前記取付孔へ取り付けるためのねじ部が非形成であることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
前記主体金具の線膨張係数は、前記エンジンヘッドの線膨張係数と同等以上であ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】
前記第１係止部および前記第２係止部は、それぞれ、前記主体金具の外周面を一周するテーパー状に形成され、
前記主体金具の軸線を含む断面において、前記主体金具の前記第１係止部および前記第２係止部のそれぞれにおける前記主体金具の外周面の母線がなす角の角度が、それぞれθ１およびθ２であり、且つ、θ１≧θ２を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
前記θ２は、１８０度未満であることを特徴とする請求項３に記載のスパークプラグ。
【請求項５】
前記軸線方向において、前記絶縁碍子が前記主体金具の内周にて当接する位置よりも前記主体金具の前記エンジンヘッドの燃焼室側、または、それと同じ位置に、前記第１係止部が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスパークプラグ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載のスパークプラグをエンジンヘッドの取付孔に係合したことを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自身の先端側に内燃機関のエンジンヘッドに取り付けるためのねじ部が非形成のスパークプラグおよびそれを備えた内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関には点火のためのスパークプラグが用いられている。一般的なスパークプラグは、中心電極が挿設された絶縁碍子を保持する主体金具と、この主体金具の先端部に自身の基端部が溶接された接地電極を有しており、この接地電極の他端部と、中心電極の先端部とが対向して火花放電ギャップを形成している。そして、中心電極と接地電極との間で火花放電が行われる。
【０００３】
このようなスパークプラグを内燃機関に組み付けるには、通常、主体金具の外周面上に設けた雄ねじを、エンジンヘッドに設けた雌ねじと係合させている。近年、内燃機関の小型化への要望からスパークプラグの小型化が図られているが、主体金具に雄ねじを形成するとネジ山を除く部分の主体金具の径方向の肉厚が薄くなり、強度的な問題が発生する場合がある。そこで、こうした内燃機関に対し、ねじを形成していない（非形成である）主体金具を用いることが提案されている（例えば特許文献１参照。）。
【０００４】
また、ねじが非形成であると主体金具とエンジンヘッドとの間に隙間が生ずるが、内燃機関の稼働時に、その隙間内に高温の燃焼ガスや煤等の異物が入り込むと熱伝導効率が低下してスパークプラグが蓄熱する。そこで、上記隙間の距離（クリアランス）を規定して燃焼ガスや煤等の異物が入りにくくなるようにすることで、主体金具に貯まった熱をエンジンヘッドに逃がしている（特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開昭６２−１１１１５２号公報
【特許文献２】特開２００３−２２８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、クリアランスの大きさは、主体金具やエンジンヘッドの製造の際のばらつきによって左右されやすい。内燃機関の稼働時に燃焼ガスや煤等の異物が主体金具とエンジンヘッドとの間隙内に侵入する量を低減するためには、主体金具やエンジンヘッドの取付孔を精度よく形成する必要があり、生産コストがかかるという問題があった。さらに、クリアランスの規定をしたとしても製造過程におけるばらつきから、異物等が主体金具とエンジンヘッドとの隙間に入り込んでしまい、スパークプラグ自体が蓄熱してしまう虞があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、少なくとも内燃機関の稼働時において、エンジンヘッドにスパークプラグが係合した際のエンジンヘッドと主体金具との隙間に燃焼ガスや煤等の異物を侵入し難くすることができるスパークプラグおよびそれを備えた内燃機関を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明のスパークプラグは、自身の先端側に火花放電のための電極を形成する軸状の中心電極と、前記中心電極の軸線方向に延びる軸孔を有し、その軸孔の内部で前記中心電極を保持する絶縁碍子と、前記絶縁碍子の径方向周囲を取り囲み、前記絶縁碍子を保持する主体金具とを備え、前記主体金具が内燃機関のエンジンヘッドの取付孔に挿入されて、前記エンジンヘッドに固定されるスパークプラグであって、前記主体金具の外周に、前記エンジンヘッドの取付孔内に形成された段部に当接し、前記主体金具の位置決めを行う第１係止部と、前記第１係止部よりも先端側に設けられ、少なくとも前記内燃機関の稼働時には、前記取付孔の内周面に当接する第２係止部とを備え、少なくとも前記主体金具の外周の前記第１係止部より先端側には、前記取付孔へ取り付けるためのねじ部が非形成であることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２に係る発明のスパークプラグは、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記主体金具の線膨張係数は、前記エンジンヘッドの線膨張係数と同等以上であることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る発明のスパークプラグは、請求項１または２に記載の発明の構成に加え、前記第１係止部および前記第２係止部は、それぞれ、前記主体金具の外周面を一周するテーパー状に形成され、前記主体金具の軸線を含む断面において、前記主体金具の前記第１係止部および前記第２係止部のそれぞれにおける前記主体金具の外周面の母線がなす角の角度が、それぞれθ１およびθ２であり、且つ、θ１≧θ２を満たすことを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明のスパークプラグは、請求項３に記載の発明の構成に加え、前記θ２は、１８０度未満であることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に係る発明のスパークプラグは、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記軸線方向において、前記絶縁碍子が前記主体金具の内周にて当接する位置よりも前記主体金具の前記エンジンヘッドの燃焼室側、または、それと同じ位置に、前記第１係止部が設けられている。
【００１２】
また、請求項６に係る発明の内燃機関は、請求項１乃至５のいずれかに記載のスパークプラグをエンジンヘッドの取付孔に係合したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明のスパークプラグでは、主体金具の外周に形成された第１係止部がエンジンヘッドの取付孔内に形成された段部に当接して位置決めがなされ、少なくとも内燃機関の稼働時には、その第１係止部よりも先端側に形成された第２係止部が取付孔の内周面に当接することによって、主体金具とエンジンヘッドの取付孔との間の隙間に燃焼ガスや煤等の異物が侵入することを防止している。また、内燃機関の稼働によって主体金具も加熱され蓄熱するが、その熱を第１係止部および第２係止部を介してエンジンヘッドへ逃がすことができるので、スパークプラグを効果的に冷却することができる。
【００１４】
また、請求項２に係る発明のスパークプラグでは、請求項１に係る発明の効果に加え、主体金具の線膨張係数がエンジンヘッドの線膨張係数と同等以上に大きいので、内燃機関の稼働に伴い主体金具やエンジンヘッドが加熱されると、エンジンヘッドよりも主体金具の方が大きく延伸される。すると、第１係止部が取付孔の段部に対して押圧する押圧力よりも、第２係止部が取付孔の内周面に対して押圧する押圧力が大きくなり、主体金具とエンジンヘッドの取付孔との間の隙間の気密性を高めることができるので、両者間への燃焼ガスや煤等の異物の侵入を効果的に防止することができる。なお、こうした主体金具とエンジンヘッドの取付孔との密着性については、エンジンヘッドの取付孔において、主体金具に対向する部位の線膨張係数による影響が最も大きい。
【００１５】
また、請求項３に係る発明のスパークプラグでは、請求項１または２に係る発明の効果に加え、テーパー状に形成された第１係止部における母線のなす角に対し、第２係止部における母線のなす角が等しい、あるいはそれより大きいので、それぞれの母線の方向に沿ったスパークプラグの取付圧入力を、第２係止部において第１係止部よりも大きくすることができる。このため、主体金具とエンジンヘッドの取付孔との間の隙間の気密性を高めることができ、両者間への燃焼ガスや煤等の異物の侵入を効果的に防止することができる。また、第１係止部や第２係止部におけるそれぞれの当接面がテーパー状となることから、各当接部における当接面積が大きくなるので、より効果的に主体金具とエンジンヘッドの取付孔との間の隙間の気密性を高めることができる。
【００１６】
また、請求項４に係る発明のスパークプラグでは、請求項３に係る発明の効果に加え、θ２が１８０度未満であるので第２係止部はテーパー状に形成されることとなり、軸線方向に対して水平面に形成された場合と比べて取付孔の内周面に対する当接面積が大きくなるため、より効果的に主体金具とエンジンヘッドの取付孔との間の隙間の気密性を高めることができる。
【００１７】
また、請求項５に係る発明のスパークプラグでは、請求項１乃至４のいずれかに係る発明の効果に加え、主体金具の軸線方向において、内燃機関の稼働時に高温の燃焼ガスからの熱が主体金具に伝わるが、その熱を第１係止部および第２係止部からエンジンヘッドに逃がすことができる。このとき、主体金具において、絶縁碍子が主体金具の内周にて当接する位置よりも燃焼室側、またはそれと同じ位置に第１係止部が設けられているので、熱を逃がす経路の途中に絶縁碍子との当接部分がないので、その当接部分の近傍の温度上昇を抑制する。一方、絶縁碍子では、燃焼ガスからの熱が中心電極を介して伝導され、この熱を、主体金具との当接部分から主体金具へ逃がすこととなるが、上記のようにその当接部分近傍の温度上昇が抑制されるので、絶縁碍子から主体金具への熱伝導が円滑に行われる。従って、スパークプラグの耐熱性を向上することができ、プレイグニッションを防止することができる。
【００１８】
また、請求項６に係る発明の内燃機関では、請求項１乃至５のいずれかに記載のスパークプラグをエンジンヘッドの取付孔に係合しているので、主体金具とエンジンヘッドの取付孔との間の隙間を封止して気密性を高めることができ、両者間への燃焼ガスや煤等の異物の侵入を防止することができる。また、スパークプラグの熱伝導を円滑に行ってエンジンヘッドへ熱を逃がすことができるので、スパークプラグの耐熱性を向上し、プレイグニッションを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を具体化したスパークプラグおよびそれを備えた内燃機関の一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態におけるスパークプラグの一例として、スパークプラグ１００の構造について説明する。図１は、エンジンヘッド２００の取付孔２０１内に取り付けられた状態のスパークプラグ１００の部分断面図である。図２は、スパークプラグ１００の先端付近を拡大した部分断面図である。なお、図１に示す軸線Ｏ方向（図中一点鎖線Ｏで示す）において、中心電極２が設けられた側をスパークプラグ１００の先端側とし、端子金具４が設けられた側を後端側として説明する。なお、内燃機関そのものについては周知であるので説明を省略し、本実施の形態では、その内燃機関のエンジンヘッド２００に形成されたスパークプラグ１００の取付孔２０１の簡単な構造と、スパークプラグ１００について説明する。
【００２０】
図１に示すように、スパークプラグ１００は、概略、絶縁体を構成する絶縁碍子１と、この絶縁碍子１を保持する主体金具５と、絶縁碍子１内に軸線Ｏ方向に延びるようにして保持された中心電極２と、主体金具５の先端面５７に一端部６２を溶接され、他端部６１の一側面が中心電極２の先端部２２に対向する接地電極６０と、絶縁碍子１の後端部に設けられた端子金具４とから構成されている。
【００２１】
まず、このスパークプラグ１００の絶縁体を構成する絶縁碍子１について説明する。絶縁碍子１は筒形状を有し、周知のようにアルミナ等を焼成して形成される。この絶縁碍子１の先端部（軸線Ｏ方向における先端側の端部）には、内燃機関の燃焼室に曝される脚長部１３が設けられている。また、絶縁碍子１の軸中心には軸線Ｏ方向に延びる軸孔１２が形成される。
【００２２】
中心電極２は、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル系合金等で軸状に形成され、内部に熱伝導性に優れる銅等からなる金属芯２３を有している。中心電極２の先端部２２は絶縁碍子１の先端面から突出している。また、中心電極２は、軸孔１２の内部に設けられたシール体１４および抵抗体３を経由して、上方の端子金具４に電気的に接続されている。そして端子金具４には高圧ケーブル（図示外）がプラグキャップ（図示外）を介して接続され、外部回路より高電圧が印加されるようになっている。
【００２３】
次に、接地電極６０について説明する。接地電極６０は耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル合金が用いられる。この接地電極６０は、自身の長手方向の横断面が略長方形を有しており、一端部６２が主体金具５の先端面５７に溶接により接合されている。また、接地電極６０は他端部６１が中心電極２の先端部２２に対向する面を有するように屈曲されている。
【００２４】
次に、主体金具５について説明する。主体金具５は絶縁碍子１を保持し、内燃機関のエンジンヘッド２００にスパークプラグ１００を固定するための円筒状の金具である。主体金具５は絶縁碍子１を取り囲むようにして保持している。主体金具５は例えばマグネシウム合金より形成され、後端側に図示外のスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部５１と、エンジンヘッド２００の雌ねじ部４３に螺合する雄ねじ部５２とを備えている。
【００２５】
さらに、主体金具５は、工具係合部５１よりも後端側にかしめ部５３を有している。そのかしめ部５３をかしめることにより、板パッキン８を介して絶縁碍子１が主体金具５の段部５６に支持されて、主体金具５と絶縁碍子１とが一体にされる。かしめによる密閉を完全なものとするため、主体金具５と絶縁碍子１との間に環状のリング部材６，７が介在され、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。
【００２６】
また、主体金具５は、雄ねじ部５２よりも先端側に、ねじ部が形成されていない円筒状の胴部５４を有している。その胴部５４の先端側付近にて、主体金具５の先端面５７における外径が細くなるように、胴部５４の外周一周にわたってテーパー状の係止部７０が形成されている。さらにその係止部７０よりも先端側にて先端面５７に繋がるように、もう一つのテーパー状の係止部８０が形成されている。係止部７０は、スパークプラグ１００がエンジンヘッド２００に取り付けられた際には、エンジンヘッド２００の取付孔２０１内に形成された段部２１０に当接する。このとき、主体金具５の雄ねじ部５２がエンジンヘッド２００の雌ねじ部４３に螺合されるため、係止部７０が段部２１０に対して当接し、スパークプラグ１００が取付孔２０１内で位置決めされる。また、係止部８０は取付孔２０１の段部２２０に対し、少なくともエンジンの稼働時には当接するように形成されている。その段部２２０は、エンジンヘッド２００の内部へと接続する取付孔２０１内の縁部分に形成されている。なお、係止部７０および係止部８０が、それぞれ、本発明における「第１係止部」および「第２係止部」に相当する。また、段部２２０が、本発明における第２係止部が当接する取付孔の「内周面」に相当する。
【００２７】
図２に示すように、主体金具５の係止部７０，８０として形成されたテーパー面の角度は、そのテーパー面を側面とした仮想円錐の頂点における開き角度（以下、「円錐角度」とする。）がそれぞれθ１，θ２となるように形成されている。なお、本実施の形態では、円錐角度θ１は円錐角度θ２以上の角度となるように構成されている。また、円錐角度θ２は、１８０度未満として構成されている。すなわち、係止部８０は、軸線Ｏに直交する面とはならないように構成されている。
【００２８】
また、上記した、絶縁碍子１を指示する主体金具５の段部５６も主体金具５の内周一周にわたってテーパー状に設けられている。本実施の形態では、係止部７０が形成された位置は、軸線Ｏ方向において段部５６の形成された位置と同じ位置、またはスパークプラグ１００の先端側の位置となるようにしている。具体的には、主体金具５の軸線Ｏを含む断面において、主体金具５の外周面が軸線Ｏと略平行な部分と、それより後端側にある係止部７０としてのテーパー状の部分との境界位置Ａが、主体金具５の内周面が軸線Ｏと略平行な部分と、それより先端側にある段部５６としてのテーパー状の部分との境界位置Ｂに対し、軸線Ｏ方向において同じ位置、またはスパークプラグ１００の先端側の位置となるようにしている。
【００２９】
このように構成されたスパークプラグ１００では、主体金具５の線膨張係数が、エンジンヘッド２００の線膨張係数と同等以上となるように、両者の材料が選択されている。本実施の形態では、上記したように主体金具５はマグネシウム合金（線膨張係数：２６．０×１０６［／Ｋ］）から形成されており、エンジンヘッド２００は、それよりも線膨張係数が小さなアルミ合金（線膨張係数：２３．５×１０６［／Ｋ］）から形成されている。
【００３０】
ところで、スパークプラグ１００を取付孔２０１に取り付ける際に、当接する段部２１０，２２０に対する主体金具５の係止部７０，８０の取付圧入力Ｆθ（図３参照）は、円錐角度θ１，θ２に応じて異なる。すなわち、図３に示すように、斜面（段部２１０，２２０）に対するスパークプラグ１００の軸線Ｏ方向に沿った取り付け方向への軸力をＦＴ、斜面の垂直抗力をＦＮとした場合、両者の当接面に沿って働く取付圧入力Ｆθは、軸力ＦＴと垂直抗力ＦＮのベクトルの和であり、θが小さいほど取付圧入力Ｆθが大きくなる。
【００３１】
本実施の形態では、図２に示す、主体金具５の係止部７０の円錐角度θ１は約６３度となっている。また、係止部８０の円錐角度θ２は、６３度以下、例えば３０度に設定されている。このため、スパークプラグ１００を取付孔２０１に取り付けた際に、係止部７０と段部２１０との取付圧入力Ｆθ１と同じ、もしくはそれよりも、係止部８０と段部２２０との取付圧入力Ｆθ２のほうを大きくすることができる。つまり、係止部７０と段部２１０との間で発生させる取付圧入力Ｆθ１が気密性を保つのに十分となるような軸力ＦＴをもって、スパークプラグ１００の取付孔２０１への取り付けを行えば、係止部８０と段部２２０との間では、この取付圧入力Ｆθ１と同じ、もしくはそれより大きな取付圧入力Ｆθ２を得ることができる。このため、段部２２０に対する係止部８０の押圧力は、段部２１０に対する係止部７０の押圧力と同じ、もしくはそれよりも強くなり、より効果的に主体金具５とエンジンヘッド２００との間の隙間内に高温の燃焼ガスや煤等の異物が入り込むことを防止できる。
【００３２】
さらに、図４に示すように、接地電極６０が接合される主体金具５の先端面５７の面積が一定である場合、係止部８０の円錐角度θ２が小さいほど、係止部８０を構成する係止部分の長さが長くなり、すなわち係止部８０の面積が大きくなる。図４では、円錐角度θ２が３０°，６３°，１２０°の３つの例を示すが、係止部８０は主体金具５の外周一周に渡って形成されているので、各円錐角度θ２（３０°，６３°，１２０°）における係止部８０の面積比は、主体金具５の軸線Ｏを含む断面における係止部８０の長さＬ３０，Ｌ６３，Ｌ１２０の長さの比に相当する。ここで、円錐角度θ２が６３°のときの係止部８０の断面の長さＬ６３を１とした場合、Ｌ３０はおよそ１．９倍、Ｌ１２０はおよそ０．６倍となる。すなわち、円錐角度θ２が小さいほど、係止部８０の面積が大きくなることがわかる。係止部８０と段部２２０との当接面積が大きくなるほど主体金具５とエンジンヘッド２００との間に対する封止効果が得られるため、主体金具５とエンジンヘッド２００との間の隙間内に高温の燃焼ガスや煤等の異物が入り込むことを防止できる。
【００３３】
また、上記したように、エンジンヘッド２００を構成する材料の線膨張係数よりも、主体金具５を構成する材料の線膨張係数が大きい、または同等となっている。エンジンの稼働時において、燃焼室内の温度上昇に伴ってエンジンヘッド２００が加熱されると、段部２１０と段部２２０との間の距離は、スパークプラグ１００の軸線Ｏ方向において延伸される。同様に、主体金具５も加熱され、軸線Ｏ方向において係止部７０と係止部８０との間の距離も延伸される。このときの両材質の線膨張係数の差に基づくと、主体金具５の係止部７０，８０間の延伸距離は、エンジンヘッド２００の段部２１０，２２０間の延伸距離よりも大きい、または同等となる。このため、少なくともエンジンの稼働時には、上記同様、段部２２０に対する係止部８０の押圧力が、段部２１０に対する係止部７０の押圧力よりも強くなるため封止効果が得られ、より効果的に主体金具５とエンジンヘッド２００との間の隙間内に高温の燃焼ガスや煤等の異物が入り込むことを防止できる。
【００３４】
本実施の形態では、主体金具５を、アルミ合金からなるエンジンヘッド２００の線膨張係数より大きな線膨張係数を有するマグネシウム合金から形成している。エンジンヘッド２００と主体金具５の材料を、その線膨張係数が、主体金具５のほうが同等以上に大きくなるようにそれぞれ選択すればよく、例えばエンジンヘッド２００が鉄製であれば（線膨張係数：１２．１×１０６［／Ｋ］）、主体金具５をアルミ合金やマグネシウム合金などから形成することが望ましい。
【００３５】
なお、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。例えば、本実施の形態では主体金具５の係止部７０をテーパー状に形成したが、軸線Ｏと直交する平面となるように形成してもよい。また、エンジンの非稼働時において、係止部８０と段部２２０との間が密着していなくともよく、少なくともエンジンの稼働時に、両者が当接し、主体金具５とエンジンヘッド２００との間の隙間が封止されればよい。すなわち、主体金具５の線膨張係数がエンジンヘッド２００の線膨張係数と同等以上に大きければ、エンジンの稼働により両者が加熱され、軸線Ｏ方向における係止部７０と係止部８０との間が延伸されたときに、段部２１０と段部２２０との間が同様に延伸されてもそれを上回る延伸距離が得られ、係止部８０と段部２２０とを当接させることができる。
【００３６】
また、図５に示すように、主体金具５の雄ねじ部５２と工具係合部５１とを主体金具５とは別体に形成した袋ナット３５０を備えたスパークプラグ３００において、本実施の形態と同様に、取付孔２０１の段部２１０，２２０に当接する係止部７０，８０を設けてもよい。このようなスパークプラグ３００をエンジンヘッド２００に取り付けるには、本実施の形態と同様に、エンジンヘッド２００の取付孔２０１にはスパークプラグ３００の本体を係合し、袋ナット３５０をスパークプラグ３００の後端側より絶縁碍子１の胴部に嵌める。そして、エンジンヘッド２００の雌ねじ部４３に、袋ナット３５０の雄ねじ部５２を螺合する。このような構成とすることで、スパークプラグ３００の本体にねじがない構成とすることができ、エンジンヘッド２００の燃焼室内において中心電極２に対する接地電極６０の配置向きを任意に設定することができる。また、エンジンヘッド２００に固定された場合の袋ナット３５０の位置をスパークプラグ３００の後端よりとすることができるので、工具係合部５３も後端よりとなり、工具挿入のために必要な取付孔２０１の口径を拡張する部分を燃焼室から遠ざけることができる。すなわち、燃焼室に近い部分の取付孔２０１の内径を小さくすることができるので、図示外の燃焼室のバルブをスパークプラグ３００の取付孔２０１により近づけることができ、本実施の形態と同様に係止部８０による封止効果を有したまま、エンジンヘッド２００の小型化を図ることができる。
【００３７】
また、図６に示すように、図５で説明したスパークプラグ３００の袋ナット３５０の代わりに、エンジンヘッド２００の取付孔２０１の燃焼室側とは反対側の縁端部２０３において固定可能なケーシング４５０を備えたスパークプラグ４００において、本実施の形態と同様に、取付孔２０１の段部２１０，２２０に当接する係止部７０，８０を設けてもよい。ケーシング４５０は、縁端部２０３においてボルト４５１により固定され、その円筒状の胴部４５２が絶縁碍子の胴部に嵌合される。そして、ボルト４５１に固定された側とは反対側の縁端部分が主体金具５を押圧する構成となる。このような構成とすることで、スパークプラグ４００の取付孔２０１には工具を挿入する必要がなく、取付孔２０１の口径を小さくすることができる。また、スパークプラグ４００の取り付け向きを任意とすることができるので、エンジンヘッド２００の燃焼室内において中心電極２に対する接地電極６０の配置向きを任意に設定することができる。このようにスパークプラグ４００を構成することで、係止部８０による封止効果を得ることできる。
【００３８】
また、図６で説明したスパークプラグ４００のケーシング４５０では、端子金具４に対し図示外のプラグキャップを介して外部回路との電気的な接続を図り、高電圧の印加が行われる。このためにはプラグキャップの取り付けのための余裕を設ける必要がある。そこで、図７に示すイグニッションコイル５５０のように、端子金具４との電気的な接続を行う電極５５３と、その電極５５３から外部回路への電気的な接続を行うための電気配線（図示外）とを内蔵してもよい。なお、図示しないが、電極５５３とイグニッションコイル５５０の本体とは絶縁されている。このように構成したスパークプラグ５００において、本実施の形態と同様に、取付孔２０１の段部２１０，２２０に当接する係止部７０，８０を設けることで、係止部８０による封止効果を得ることができる。
【００３９】
さらには、図８に示すように、主体金具をブラケットと一体にした主体金具６５０を用い、図７で説明したイグニッションコイル５５０のように、内部に端子金具４に外部回路との電気的な接続を行うための電極（図示外）を備えた構造としてもよい。このような構造を有するスパークプラグ６００において、本実施の形態と同様に、取付孔２０１の段部２１０，２２０に当接する係止部７０，８０を設けることで、係止部８０による封止効果を得ることができる。
【００４０】
なお、本発明は接地電極の形体によるものではなく、例えば、接地電極を複数備えるスパークプラグでもよく、接地電極がアーチ状に形成されているものであってもよい。
【００４１】
また、本実施の形態ではエンジンヘッド２００を構成する材料の線膨張係数よりも、主体金具５を構成する材料の線膨張係数が同等以上に大きいとしたが、エンジンヘッド２００の取付孔２０１内において、少なくとも主体金具５が対向する部位の材料の線膨張係数よりも主体金具５を構成する材料の線膨張係数が同等以上に大きければよい。すなわち、取付孔２０１内の主体金具５と対向する部位に、エンジンヘッド２００とは別体に、上記線膨張係数の条件を満たす、主体金具５の取付補助部品が設けられていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、自身の先端側に内燃機関のエンジンヘッドに取り付けるためのねじ部が非形成のスパークプラグおよびそれを備えた内燃機関に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】エンジンヘッド２００の取付孔２０１内に取り付けられた状態のスパークプラグ１００の部分断面図である。
【図２】スパークプラグ１００の先端付近を拡大した部分断面図である。
【図３】取り付け圧力Ｆθについて説明するための図である。
【図４】主体金具５の係止部８０の円錐角度θ２について説明するための図である。
【図５】スパークプラグ１００の変形例を示す図である。
【図６】スパークプラグ１００の変形例を示す図である。
【図７】スパークプラグ１００の変形例を示す図である。
【図８】スパークプラグ１００の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    絶縁碍子
２    中心電極
５    主体金具
１２    軸孔
７０，８０  係止部
１００    スパークプラグ
２００    エンジンヘッド
２０１    取付孔
２１０    段部
２２０    段部
【図１】
2006059588.tif 000003
【図２】
2006059588.tif 000004
【図３】
2006059588.tif 000005
【図４】
2006059588.tif 000006
【図５】
2006059588.tif 000007
【図６】
2006059588.tif 000008
【図７】
2006059588.tif 000009
【図８】
2006059588.tif 000010