(57)【要約】【課題】点火プラグにおいて熱引き性能を向上する。【解決手段】点火プラグは、軸孔を有する絶縁体と、軸孔の先端側に配置される中心電極と、ネジ山が形成された主体金具と、を備える。主体金具は、貫通孔内において絶縁体を支持する第１の支持部を備える。絶縁体は、軸孔内で、中心電極を支持する第２の支持部を備える。第１の支持部の先端から第２の支持部の後端までの範囲を特定範囲とし、特定範囲の長さをＬ１とし、特定範囲の中心から後端側にＬ１だけ離れた位置から、特定範囲の中心から後端側に（１．５×Ｌ１）だけ離れた位置までの範囲を後端側範囲とし、特定範囲の中心から先端側にＬ１だけ離れた位置から、特定範囲の中心から先端側に（１．５×Ｌ１）だけ離れた位置までの範囲を先端側範囲とするとき、Ｌ１≦５．５ｍｍを満たし、ネジ山の後端位置は後端側範囲内にネジ山の先端位置は先端側範囲内にある。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線に沿って延びる軸孔を有し、先端側に向かって外径が縮径する第１の縮外径面を有する筒状の絶縁体と、
前記軸線に沿って延び、先端側に向かって外径が縮径する第２の縮外径面を有し、前記軸孔の先端側に配置される棒状の中心電極と、
前記絶縁体の外周に配置され、前記軸線に沿って貫通する貫通孔を有し、外周面に内燃機関に取り付けるためのネジ山が形成された主体金具と、
を備え、
前記主体金具は、前記貫通孔内において、直接または他部材を介して前記絶縁体の前記第１の縮外径面を支持する第１の支持部を備え、
前記絶縁体は、前記軸孔内で、かつ、前記第１の支持部よりも後端側において、直接または他部材を介して前記中心電極の前記第２の縮外径面を支持する第２の支持部を備える点火プラグであって、
前記第１の支持部の先端から前記第２の支持部の後端までの軸線方向の範囲を、特定範囲とし、
前記特定範囲の前記軸線方向の長さをＬ１とし、
前記特定範囲の前記軸線方向の中心から後端側にＬ１だけ離れた位置から、前記特定範囲の前記軸線方向の中心から後端側に（１．５×Ｌ１）だけ離れた位置までの前記軸線方向の範囲を後端側範囲とし、
前記特定範囲の前記軸線方向の中心から先端側にＬ１だけ離れた位置から、前記特定範囲の前記軸線方向の中心から先端側に（１．５×Ｌ１）だけ離れた位置までの前記軸線方向の範囲を先端側範囲とするとき、
Ｌ１≦５．５ｍｍを満たし、
前記ネジ山における、前記ネジ山の有効径と同じ外径となる同外径位置のうち、最も後端側に位置する後端位置は、前記後端側範囲内にあり、
前記ネジ山における、前記同外径位置のうち、最も先端側に位置する先端位置は、前記先端側範囲内にある、点火プラグ。
【請求項２】
請求項１に記載の点火プラグであって、
Ｌ１≦２．５ｍｍを満たす、点火プラグ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の点火プラグであって、
前記主体金具は、径方向外側に張り出し、先端側の面が直接または他部材を介して前記内燃機関に接続される張出部と、前記張出部よりも先端側の先端部と、を備え、
前記先端部は、前記ネジ山のうち前記先端位置と前記後端位置との間の部位であるネジ部と、それ以外の部位である非ネジ部と、を備える、点火プラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、内燃機関等において燃料ガスに点火するための点火プラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に用いられる点火プラグでは、主体金具に、内燃機関に取り付けるためのネジ山が形成されている。例えば、特許文献１に開示された点火プラグの主体金具は、内燃機関と主体金具との間をシールするガスケットよりも先端側に位置する円筒状の先端部を備えている。そして、該先端部の外周面のほぼ全体に亘ってネジ山が形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２８６６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年、点火プラグの小径化や内燃機関の燃焼温度の高温化などに伴い、点火プラグの熱引き性能の向上が求められている。上記技術では、主体金具と内燃機関との取り付け構造について、熱引き性能の観点から十分に工夫されているとは言えなかった。このために、点火プラグの先端の発火部近傍の熱を、主体金具を介して内燃機関へ効率的に逃がすことができない可能性があった。
【０００５】
本明細書は、点火プラグの熱引き性能を向上できる新たな技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書に開示される技術は、以下の適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］軸線に沿って延びる軸孔を有し、先端側に向かって外径が縮径する第１の縮外径面を有する筒状の絶縁体と、
前記軸線に沿って延び、先端側に向かって外径が縮径する第２の縮外径面を有し、前記軸孔の先端側に配置される棒状の中心電極と、
前記絶縁体の外周に配置され、前記軸線に沿って貫通する貫通孔を有し、外周面に内燃機関に取り付けるためのネジ山が形成された主体金具と、
を備え、
前記主体金具は、前記貫通孔内において、直接または他部材を介して前記絶縁体の前記第１の縮外径面を支持する第１の支持部を備え、
前記絶縁体は、前記軸孔内で、かつ、前記第１の支持部よりも後端側において、直接または他部材を介して前記中心電極の前記第２の縮外径面を支持する第２の支持部を備える点火プラグであって、
前記第１の支持部の先端から前記第２の支持部の後端までの軸線方向の範囲を、特定範囲とし、
前記特定範囲の前記軸線方向の長さをＬ１とし、
前記特定範囲の前記軸線方向の中心から後端側にＬ１だけ離れた位置から、前記特定範囲の前記軸線方向の中心から後端側に（１．５×Ｌ１）だけ離れた位置までの前記軸線方向の範囲を後端側範囲とし、
前記特定範囲の前記軸線方向の中心から先端側にＬ１だけ離れた位置から、前記特定範囲の前記軸線方向の中心から先端側に（１．５×Ｌ１）だけ離れた位置までの前記軸線方向の範囲を先端側範囲とするとき、
Ｌ１≦５．５ｍｍを満たし、
前記ネジ山における、前記ネジ山の有効径と同じ外径となる同外径位置のうち、最も後端側に位置する後端位置は、前記後端側範囲内にあり、
前記ネジ山における、前記同外径位置のうち、最も先端側に位置する先端位置は、前記先端側範囲内にある、点火プラグ。
【０００８】
点火プラグが内燃機関に取り付けられた状態では、ネジ山が形成される部分のうち、先端位置の近傍および後端位置の近傍は、該部分の中央付近と比較して、内燃機関と良好に接触している。このために、ネジ山が形成される部分の先端の近傍および後端の近傍は、該部分の中央付近と比較して、熱引き性能が高い。また、第１の支持部と第２の支持部とは、中心電極の熱の主要な熱引き経路となるので、主体金具は、特定範囲において、高温となりやすい。上記構成によれば、Ｌ１≦５．５ｍｍを満たすので、第１の支持部と第２の支持部との距離が過度に大きくなることが抑制され、熱伝導率が低い絶縁体における熱引き経路が過度に長くなることが抑制できる。さらに、ネジ山が形成される部分の先端および後端は、主体金具の特定範囲の近傍にある。この結果、中心電極の熱を絶縁体および主体金具を介して効率的に内燃機関に逃がすことができる。したがって、点火プラグの熱引き性能を向上できる。
【０００９】
［適用例２］適用例１に記載の点火プラグであって、
Ｌ１≦２．５ｍｍを満たす、点火プラグ。
【００１０】
上記構成によれば、第１の支持部と第２の支持部との距離が短くなるので、熱伝導率が低い絶縁体を通る熱引き経路を短くできる。この結果、点火プラグの熱引き性能をさらに向上できる。
【００１１】
［適用例３］適用例１または２に記載の点火プラグであって、
前記主体金具は、径方向外側に張り出し、先端側の面が直接または他部材を介して前記内燃機関に接続される張出部と、前記張出部よりも先端側の先端部と、を備え、
前記先端部は、前記ネジ山のうち前記先端位置と前記後端位置との間の部位であるネジ部と、それ以外の部位である非ネジ部と、を備える、点火プラグ。
【００１２】
先端部の軸線方向の長さは、内燃機関との関係で所定の長さが必要である。上記構成によれば、先端部の長さを必要な長さだけ確保しつつ、点火プラグの熱引き性能を向上できる。
【００１３】
なお、本明細書に開示される技術は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、点火プラグや点火プラグを用いた点火装置、その点火プラグを搭載する内燃機関や、その点火プラグを用いた点火装置を搭載する内燃機関等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の点火プラグ１００の断面図である。
【図２】図１の領域ＡＡの拡大図である。
【図３】実施形態の伝熱経路の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
Ａ．実施形態：
Ａ−１．スパークプラグの構成：
図１は本実施形態の点火プラグ１００の断面図である。図１の一点破線は、点火プラグ１００の軸線ＡＸを示している。軸線ＡＸと平行な方向（図１の上下方向）を軸線方向とも呼ぶ。軸線ＡＸを中心とし、軸線ＡＸと垂直な面上の円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、当該円の周方向を、単に「周方向」とも呼ぶ。図１における下方向を先端方向ＦＤと呼び、上方向を後端方向ＢＤとも呼ぶ。図１における下側を、点火プラグ１００の先端側と呼び、図１における上側を点火プラグ１００の後端側と呼ぶ。
【００１６】
点火プラグ１００は、内燃機関に取り付けられ、内燃機関の燃焼室内の燃焼ガスに着火するために用いられる。点火プラグ１００は、絶縁体１０と、中心電極２０と、接地電極３０と、端子電極４０と、主体金具５０と、抵抗体７０と、導電性のシール部材６０、８０と、を備える。
【００１７】
絶縁体１０は、軸線方向に沿って延び、絶縁体１０を貫通する貫通孔である軸孔１２を有する略円筒形状の部材である。絶縁体１０は、例えば、アルミナ等のセラミックスを用いて形成されている。絶縁体１０は、鍔部１９と、後端側胴部１８と、先端側胴部１７と、縮外径部１５と、脚長部１３と、を備えている。
【００１８】
鍔部１９は、絶縁体１０における軸方向の略中央に位置する部分である。後端側胴部１８は、鍔部１９より後端側に位置し、鍔部１９の外径より小さな外径を有している。先端側胴部１７は、鍔部１９より先端側に位置し、鍔部１９の外径より小さな外径を有している。脚長部１３は、先端側胴部１７より先端側に位置し、先端側胴部１７の外径よりも小さな外径を有している。脚長部１３の外径は、先端側ほど縮径され、点火プラグ１００が内燃機関（図示せず）に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。縮外径部１５は、脚長部１３と先端側胴部１７との間に形成され、後端側から先端側に向かって外径が縮径した部分である。
【００１９】
絶縁体１０は、内周側の構成の観点でみると、後端側の大内径部１２Ｌと、先端側の小内径部１２Ｓと、大内径部１２Ｌと小内径部１２Ｓとの間に形成された縮内径部１６と、を備えている。大内径部１２Ｌの内径（軸孔１２の径）は、小内径部１２Ｓの内径よりも大きい。縮内径部１６は、後端側から先端側に向かって内径が縮径した部分である。縮内径部１６の軸線方向の位置は、本実施形態では、先端側胴部１７の先端側の部分の位置である。
【００２０】
主体金具５０は、導電性の金属材料（例えば、低炭素鋼材）で形成され、内燃機関のエンジンヘッド（図示省略）に点火プラグ１００を固定するための円筒状の金具である。主体金具５０は、軸線ＡＸに沿って貫通する貫通孔５９が形成されている。主体金具５０は、絶縁体１０の径方向の周囲（すなわち、外周）に配置されている。すなわち、主体金具５０の貫通孔５９内に、絶縁体１０が挿入・保持されている。絶縁体１０の先端は、主体金具５０の先端より先端側に突出している。絶縁体１０の後端は、主体金具５０の後端より後端側に突出している。
【００２１】
主体金具５０は、プラグ用のトルクレンチが係合する六角柱形状の工具係合部５１と、先端部５２と、工具係合部５１と先端部５２との間に形成された鍔状の張出部５４と、を備えている。工具係合部５１の互いに平行な側面（係合面とも呼ぶ）間の間隔、すなわち、対辺長さは、例えば、１０ｍｍ〜１６ｍｍである。
【００２２】
張出部５４は、後端側の圧縮変形部５８や先端側の先端部５２よりも径方向外側に張り出している。張出部５４の先端側の面５４ｓは、後述するガスケット５を介して、内燃機関のエンジンヘッド（後述）に接続される。
【００２３】
先端部５２は、張出部５４よりも先端側の部分であり、内燃機関のエンジンヘッドに形成された取付孔に取り付けられる部分である。先端部５２は、外周面５２ｏに内燃機関に取り付けるためのネジ山ＳＴが形成されたネジ部５２２と、ネジ部５２２以外の部位である非ネジ部５２１、５２３と、を備えている。先端部５２の呼び径は、例えば、Ｍ８〜Ｍ１４である。先端部５２の構成の詳細については後述する。
【００２４】
主体金具５０の先端部５２と張出部５４との間には、金属製の環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、点火プラグ１００が内燃機関に取り付けられた際に、点火プラグ１００と内燃機関（エンジンヘッド）との隙間を封止する。
【００２５】
主体金具５０は、さらに、工具係合部５１の後端側に設けられた薄肉の加締部５３と、張出部５４と工具係合部５１との間に設けられた薄肉の圧縮変形部５８と、を備えている。主体金具５０における工具係合部５１から加締部５３に至る部位の内周面と、絶縁体１０の後端側胴部１８の外周面との間に形成される環状の領域には、環状の線パッキン６、７が配置されている。当該領域における２つの線パッキン６、７の間には、タルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締部５３の後端は、径方向内側に折り曲げられて、絶縁体１０（後端側胴部１８）の外周面に固定されている。主体金具５０の圧縮変形部５８は、製造時において、絶縁体１０の外周面に固定された加締部５３が先端側に押圧されることにより、圧縮変形する。圧縮変形部５８の圧縮変形によって、線パッキン６、７、タルク９を介し、絶縁体１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。環状の鉄製の板パッキン８を介して、主体金具５０の内周で先端部５２の位置に形成された棚部５６によって、絶縁体１０の縮外径部１５が押圧される。この結果、内燃機関の燃焼室内のガスが、主体金具５０と絶縁体１０との隙間から外部に漏れることが、板パッキン８によって防止される。
【００２６】
中心電極２０は、軸線方向に延びる棒状の中心電極本体２１と、中心電極チップ２９と、を備えている。中心電極本体２１は、絶縁体１０の軸孔１２の先端側に配置されている。すなわち、中心電極２０の後端側（中心電極本体２１の後端側）は、軸孔１２内に保持されている。中心電極本体２１は、耐腐食性と耐熱性が高い金属、例えば、ニッケル（Ｎｉ）またはＮｉを主成分とする合金（例えば、ＮＣＦ６００、ＮＣＦ６０１）を用いて形成されている。中心電極本体２１は、ＮｉまたはＮｉ合金で形成された母材と、母材の内部に埋設された芯部と、を含む２層構造を有しても良い。この場合には、芯部は、例えば、母材よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主成分とする合金で形成される。
【００２７】
中心電極本体２１は、軸線方向の所定の位置に設けられた鍔部２４と、鍔部２４よりも後端側の部分である頭部２３と、鍔部２４よりも先端側の部分である脚部２５と、を備えている。鍔部２４は、絶縁体１０の縮内径部１６によって、先端側から支持されている。すなわち、中心電極本体２１は、縮内径部１６に係止されている。脚部２５の先端側、すなわち、中心電極本体２１の先端側は、絶縁体１０の先端より先端側に突出している。
【００２８】
中心電極チップ２９は、例えば、略円柱形状を有する部材であり、中心電極本体２１の先端（脚部２５の先端）に、例えば、レーザ溶接を用いて、接合されている。中心電極チップ２９の先端面は、後述する接地電極チップ３９との間で火花ギャップを形成する第１放電面２９５である。中心電極チップ２９は、例えば、イリジウム（Ｉｒ）や白金（Ｐｔ）などの高融点の貴金属や、当該貴金属を主成分とする合金を用いて、形成されている。
【００２９】
端子電極４０は、軸線方向に延びる棒状の部材であり、絶縁体１０の軸孔１２に後端側から挿通されている。すなわち、端子電極４０は、軸孔１２内において、中心電極２０よりも後端側に位置している。端子電極４０は、導電性の金属材料（例えば、低炭素鋼）で形成され、端子電極４０の表面には、例えば、防食のために、Ｎｉなどのめっきが形成されている。
【００３０】
端子電極４０は、頭部４１と、頭部４１より先端側の脚部４２と、を備えている。頭部４１は、絶縁体１０より後端側に露出している。頭部４１には、図示しない電源供給部材（例えば、バネ部材）が接触する凹部４３が形成されている。端子電極４０には、該電源供給部材を介して、火花放電を発生させるための高電圧が印加される。脚部４２は、絶縁体１０の軸孔１２内に配置されている。
【００３１】
抵抗体７０は、絶縁体１０の軸孔１２内において、端子電極４０の先端と中心電極２０の後端との間に、配置されている。抵抗体７０は、例えば、１ＫΩ以上の抵抗値（例えば、５ＫΩ）を有し、火花発生時の電波ノイズを低減する機能を有する。抵抗体７０は、例えば、主成分であるガラス粒子と、ガラス以外のセラミック粒子と、導電性材料と、を含む組成物で形成されている。
【００３２】
軸孔１２内における、抵抗体７０と中心電極２０との隙間は、導電性のシール部材６０によって埋められている。抵抗体７０と端子電極４０との隙間は、シール部材８０によって埋められている。すなわち、シール部材６０は、中心電極２０と抵抗体７０とにそれぞれ接触し、中心電極２０と抵抗体７０とを離間している。シール部材８０は、抵抗体７０と端子電極４０にそれぞれ接触し、抵抗体７０と端子電極４０とを離間している。このように、シール部材６０、８０は、中心電極２０と端子電極４０とを、抵抗体７０を介して、電気的、かつ、物理的に、接続している。シール部材６０、８０は、導電性を有する材料、例えば、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系等のガラス粒子と金属粒子（Ｃｕ、Ｆｅなど）とを含む組成物で形成されている。
【００３３】
接地電極３０は、接地電極本体３１と、接地電極チップ３９と、を備えている。接地電極本体３１は、断面が四角形の棒状体である。接地電極本体３１は、両端面として、接合端面３１２と、接合端面３１２の反対側に位置する自由端面３１１と、を有している。接合端面３１２は、主体金具５０の先端５０Ａに、例えば、抵抗溶接によって、接合されている。これによって、主体金具５０と接地電極本体３１とは、電気的に接続される。接地電極本体３１の接合端面３１２の近傍は、軸線ＡＸの方向に延びており、自由端面３１１の近傍は、軸線ＡＸと垂直な方向に延びている。棒状の接地電極本体３１は、中央部分において、約９０度だけ湾曲している。
【００３４】
接地電極本体３１は、耐腐食性と耐熱性が高い金属、ＮｉまたはＮｉを主成分とする合金（例えば、ＮＣＦ６００、ＮＣＦ６０１）を用いて形成されている。接地電極本体３１は、中心電極本体２１と同様に、母材と、母材より熱伝導性が高い金属（例えば、銅）を用いて形成され、母材に埋設された芯部と、を含む２層構造を有しても良い。
【００３５】
接地電極チップ３９は、例えば、円柱形状や四角柱形状を有し、上述した中心電極チップ２９の第１放電面２９５と対向する第２放電面３９５を有する。第１放電面２９５と第２放電面３９５との間の間隙は、火花放電が発生するいわゆる火花ギャップである。接地電極チップ３９は、中心電極チップ２９と同様に、例えば、貴金属、または、貴金属を主成分とする合金を用いて形成される。
【００３６】
図２は、図１の領域ＡＡの拡大図である。図２に示すように、主体金具５０の棚部５６の後端面は、先端側に向かって内径が縮径する縮内径面である。棚部５６の後端面は、板パッキン８を挟んで、絶縁体１０の縮外径部１５の外周面である縮外径面１５Ｆと対向している。棚部５６のうち、板パッキン８と接触している部分５６Ｂは、貫通孔５９内において、板パッキン８を介して、縮外径面１５Ｆを支持する支持部である、と言うことができる。棚部５６のうち、板パッキン８と接触している部分５６Ｂを、第１の支持部５６Ｂとも呼ぶ。
【００３７】
中心電極本体２１の鍔部２４の先端面２４Ｆは、先端側に向かって外径が縮径する縮外径面である。鍔部２４の先端面２４Ｆは、絶縁体１０の縮内径部１６の内周面と接触している。縮内径部１６のうち、先端面２４Ｆと接触している部分１６Ｂは、軸孔１２内において、直接に、中心電極２０（中心電極本体２１）の鍔部２４の先端面２４Ｆを支持する支持部である、と言うことができる。縮内径部１６のうち、先端面２４Ｆと接触している部分１６Ｂを、第２の支持部１６Ｂとも呼ぶ。第２の支持部１６Ｂは、第１の支持部５６Ｂよりも後端側に位置している。
【００３８】
ここで、第１の支持部５６Ｂの先端ＣＰｆから、第２の支持部１６Ｂの後端ＣＰｂまでの軸線方向の範囲を、特定範囲ＲＧ１とする。そして、特定範囲ＲＧ１の軸線方向の長さを、Ｌ１とする。長さＬ１は、５．５ｍｍ以下であり、２．５ｍｍ以下であることが好ましい。例えば、長さＬ１は、２ｍｍである。
【００３９】
特定範囲ＲＧ１の軸線方向の中心ＣＣから後端側にＬ１だけ離れた軸線方向の位置を、Ｐ１とする。特定範囲ＲＧ１の軸線方向の中心ＣＣから後端側に（１．５×Ｌ１）だけ離れた軸線方向の位置を、Ｐ２とする。そして、位置Ｐ１から位置Ｐ２までの軸線方向の範囲を、後端側範囲ＲＧｂとする。
【００４０】
特定範囲ＲＧ１の軸線方向の中心ＣＣから先端側にＬ１だけ離れた軸線方向の位置を、Ｐ３とする。特定範囲ＲＧ１の軸線方向の中心ＣＣから先端側に（１．５×Ｌ１）だけ離れた軸線方向の位置を、Ｐ４とする。そして、位置Ｐ３から位置Ｐ４までの軸線方向の範囲を、先端側範囲ＲＧｆとする。
【００４１】
主体金具５０の先端部５２は、上述したように、ネジ部５２２と、非ネジ部５２１、５２３と、を備えている。ネジ部５２２に形成されたネジ山ＳＴの有効径をＥＲとする。図２の断面において、ネジ山ＳＴの有効径ＥＲと同じ外径となる同外径位置Ｐｍが黒丸で示されている。これらの同外径位置Ｐｍのうち、最も後端側の位置を後端位置Ｐｍｂとし、最も先端側の位置を先端位置Ｐｍｆとする。ネジ部５２２は、先端部５２のうち、先端位置Ｐｍｆと後端位置Ｐｍｂとの間の部位である。後端側非ネジ部５２１は、先端部５２のうち、後端位置Ｐｍｂよりも後端側の部位である。先端側非ネジ部５２３は、先端部５２のうち、先端位置Ｐｍｆよりも先端側の部位である。
【００４２】
ここで、ネジ部５２２の後端位置Ｐｍｂは、上述した後端側範囲ＲＧｂ内にある。ネジ部５２２の先端位置Ｐｍｆは、上述した先端側範囲ＲＧｆ内にある。
【００４３】
絶縁体１０の先端側胴部１７の外周面１７ｏと、主体金具５０の先端部５２の内周面５２ｉと、の間のクリアランスＣＬ１は、０．３ｍｍ以下であり、例えば、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍである。
【００４４】
以上説明した実施形態の点火プラグ１００によれば、上述したように、Ｌ１≦５．５ｍｍを満たし、かつ、ネジ部５２２の後端位置Ｐｍｂは、後端側範囲ＲＧｂ内にあり、ネジ部５２２の先端位置Ｐｍｆは、先端側範囲ＲＧｆ内にあるので、点火プラグの熱引き性能を向上できる。
【００４５】
詳しく説明する。中心電極２０の先端部分は、燃焼ガスに曝されるために高温になる。中心電極２０の先端部分の熱は、後端側の鍔部２４に伝わる。そして、当該熱は、矢印ＡＲ１で示すように、鍔部２４と絶縁体１０の縮内径部１６とが接触する第２の支持部１６Ｂを介して、絶縁体１０に伝わる。絶縁体１０に伝わった熱は、矢印ＡＲ３で示すように、主として、板パッキン８と第１の支持部５６Ｂを介して、主体金具５０に伝わる。また、絶縁体１０に伝わった熱は、矢印ＡＲ２で示すように、クリアランスＣＬ１を介しても、主体金具５０に伝わる。すなわち、中心電極２０の熱は、主として、特定範囲ＲＧ１の近傍（中心ＣＣの近傍）にて、主体金具５０に伝わる。このように、第１の支持部５６Ｂと第２の支持部１６Ｂとは、中心電極２０の熱の主要な熱引き経路となるので、主体金具５０は、特定範囲ＲＧ１において、高温となりやすい。本実施形態では、Ｌ１≦５．５ｍｍを満たすので、第１の支持部５６Ｂと第２の支持部１６Ｂとの距離が過度に大きくなることが抑制されるので、熱伝導率が主体金具５０よりも低い絶縁体１０における熱引き経路が過度に長くなることが抑制できる。
【００４６】
図３は、実施形態の伝熱経路の説明図である。図３（Ａ）には、点火プラグ１００が内燃機関のエンジンヘッドＥＨに形成される雌ネジＧＳに取り付けられた状態が示されている。点火プラグ１００が内燃機関のエンジンヘッドＥＨに取り付けられた状態では、ネジ山ＳＴが形成されたネジ部５２２の先端位置Ｐｍｆの近傍および後端位置Ｐｍｂの近傍は、ネジ部５２２の中央付近と比較して、内燃機関のエンジンヘッドＥＨと良好に接触している。これは、取付状態では、ネジ部５２２が軸線方向に伸びることで、エンジンヘッドＥＨに対して点火プラグ１００が固定されるためである。このため、ネジ部５２２の先端位置Ｐｍｆの近傍および後端位置Ｐｍｂの近傍は、熱引き性能が高く、主要な伝熱経路となる。これに対して、ネジ部５２２の中央付近は、熱引き性能が低く、主要な伝熱経路とならない。
【００４７】
実施形態では、先端位置Ｐｍｆが先端側範囲ＲＧｆ内にあり、後端位置Ｐｍｂが後端側範囲ＲＧｂ内にある。このために、図３（Ａ）に示すように、先端位置Ｐｍｆおよび後端位置Ｐｍｂは、中心電極２０から主体金具５０に熱が伝わる上述した特定範囲ＲＧ１の近傍（中心ＣＣの近傍）にある。従って、主体金具５０の熱は、図３（Ａ）に矢印ＡＲで示すように、中心ＣＣの近傍から先端位置Ｐｍｆおよび後端位置Ｐｍｂの近傍を通って、比較的短い経路でエンジンヘッドＥＨに逃がされる。この結果、中心電極２０の熱を絶縁体１０および主体金具５０を介して効率的に内燃機関に逃がすことができる。したがって、点火プラグ１００の熱引き性能を向上できる。
【００４８】
図３（Ｂ）には、比較形態の点火プラグ１００ｘが内燃機関のエンジンヘッドＥＨに形成される雌ネジＧＳに取り付けられた状態が示されている。比較形態の点火プラグ１００ｘの主体金具５０ｘは、実施形態の先端部５２とは異なる先端部５２ｘを備えている。比較形態の点火プラグ１００ｘの主体金具５０ｘ以外の構成は、実施形態の点火プラグ１００と同じである。比較形態の主体金具５０ｘの先端部５２ｘの外周面５２ｏｘには、軸線方向の全長に亘ってネジ山ＳＴｘが形成されている。したがって、先端部５２ｘは、全体がネジ部であり、非ネジ部を備えていない。このために、先端部５２ｘのネジ部の先端位置Ｐｍｆｘは、先端部５２ｘの先端の近傍であり、後端位置Ｐｍｂｘは、先端部５２ｘの後端の近傍である。このために、比較形態では、図３（Ｂ）に示すように、先端位置Ｐｍｆｘおよび後端位置Ｐｍｂｘは、中心電極２０から主体金具５０ｘに熱が伝わる上述した中心ＣＣの位置から離れている。従って、主体金具５０の熱は、図３（Ｂ）に矢印ＡＲｘで示すように、中心ＣＣの近傍から先端位置Ｐｍｆｘおよび後端位置Ｐｍｂｘの近傍を通って、実施形態よりも長い経路でエンジンヘッドＥＨに逃がされる。このように、実施形態の点火プラグ１００によれば、比較形態の点火プラグ１００ｘと比べて、短い伝熱経路で効率良く、中心電極２０の熱を、主体金具５０を介してエンジンヘッドＥＨに逃がすことができることが解る。
【００４９】
また、仮に、先端位置Ｐｍｆが、先端側範囲ＲＧｆよりも中心ＣＣに近い位置にある場合や、後端位置Ｐｍｂが、後端側範囲ＲＧｂよりも中心ＣＣに近い位置にある場合には、ネジ部５２２の軸線方向の長さが過度に短くなる。この結果、先端部５２とエンジンヘッドＥＨとが良好に接触する面積が過度に小さくなり、たとえ、先端位置Ｐｍｆおよび後端位置Ｐｍｂが、特定範囲ＲＧ１の近傍（中心ＣＣの近傍）にあったとしても、中心電極２０の熱を主体金具５０を介してエンジンヘッドＥＨに効率的に逃がすことが困難になる。本実施形態によれば、このような不都合を抑制することができるので、中心電極２０の熱を、主体金具５０を介してエンジンヘッドＥＨに逃がすことができる。
【００５０】
さらに、本実施形態では、特定範囲ＲＧ１の軸線方向の長さＬ１、すなわち、第１の支持部５６Ｂの先端ＣＰｆから第２の支持部１６Ｂの後端ＣＰｂまでの軸線方向の長さＬ１は、Ｌ１≦２．５ｍｍを満たす。この結果、第１の支持部５６Ｂと第２の支持部１６Ｂとの距離がさらに短くなるので、熱伝導率が低い絶縁体１０を通る熱引き経路をさらに短くできる。この結果、点火プラグ１００の熱引き性能をさらに向上できる。
【００５１】
さらに、本実施形態では、主体金具５０の先端部５２は、ネジ部５２２と、それ以外の部位である非ネジ部５２１、５２３と、を備える。先端部５２の軸線方向の長さは、内燃機関のエンジンヘッドＥＨとの関係で所定の長さが必要である。この構成によれば、先端部５２の長さを必要な長さだけ確保しつつ、点火プラグ１００の熱引き性能を向上できる。
【００５２】
例えば、本実施形態では、ネジ部５２２の軸線方向の長さは、先端部５２の軸線方向の長さの半分未満である。すなわち、ネジ部５２２の軸線方向の長さは、非ネジ部５２１、５２３の軸線方向の長さの和よりも短い。
【００５３】
Ｂ．評価試験：
評価試験では、点火プラグについて、図２の特定範囲ＲＧ１の軸線方向の長さＬ１と、ネジ部５２２の軸線方向の長さと、を表１に示すように設定した２３種類のサンプルを作製した。ここで、ネジ部５２２の軸線方向の長さは、図２のネジ部５２２の先端位置Ｐｍｆから後端位置Ｐｍｂまでの長さである。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
特定範囲ＲＧ１の軸線方向の長さＬ１は、１．５ｍｍ、２．５ｍｍ、４ｍｍ、５．５ｍｍ、８ｍｍのいずれかにされた。長さＬ１は、絶縁体１０における縮内径部１６の軸線方向の位置を調整することによって変更された。
【００５６】
ネジ部５２２の軸線方向の長さは、（０．５×Ｌ１）、Ｌ１、（２×Ｌ１）、（３×Ｌ１）、（４×Ｌ１）のいずれかにされた。ネジ部５２２は、いずれも、特定範囲ＲＧ１の軸線方向の中心ＣＣを中心とする位置に形成された。
【００５７】
各サンプルに共通な項目は、以下の通りである。
ネジ部５２２の呼び径：Ｍ１０
ネジ山ＳＴのピッチ：１ｍｍ
先端部５２の軸線方向の長さＬ２（図１）：２６．５ｍｍ
絶縁体１０の先端側胴部１７（図２）の外径：６．２ｍｍ
絶縁体１０の大内径部１２Ｌ（図２）の内径：２．７ｍｍ
絶縁体１０の小内径部１２Ｓ（図２）の内径：１．５５ｍｍ
【００５８】
なお、ネジ部５２２の軸線方向の長さが（４×Ｌ１）であり、かつ、特定範囲ＲＧ１の軸線方向の長さＬ１が５．５ｍｍまたは８ｍｍであるサンプルは、作製されなかった。
【００５９】
評価試験では、ＪＩＳ  Ｄ１６０６に基づくプレイグニション試験が行われた。プレイグニション試験の概要は以下の通りである。各サンプルを排気量１．６Ｌ、４気筒の直噴過給器付きエンジンに取付け、回転速度が６０００ｒｐｍ、スロットル全開、という条件下でエンジンを動作させる。この状態で、点火時期を正規の点火時期から１度ずつ進角させる。点火時期ごとに、電極２０、３０を流れる電流の波形に基づいて、プレイグニションの有無を調べ、プレイグニッションが発生した点火時期（発生進角ＡＧとも呼ぶ）を特定した。尚、プレイグニッションの発生進角ＡＧが大きいほど、プレイグニションが発生しにくい、すなわち熱引き性能が高く、耐熱性が良好である。
【００６０】
同様に、比較形態のサンプルとして、先端部５２の全長に亘ってネジ山ＳＴが形成され（図３（Ｂ）参照）、かつ、特定範囲ＲＧ１の軸線方向の長さＬ１が１．８ｍｍであるサンプルが準備された。そして、比較形態のサンプルに対して、同様のプレイグニション試験が行われ、プレイグニッションの発生進角ＡＧ０が特定された。そして、各サンプルのプレイグニッションの発生進角ＡＧと、比較形態のサンプルのプレイグニッションの発生進角ＡＧ０と、の差分（ＡＧ−ＡＧ０）が、評価値として算出された。
【００６１】
そして、差分（ＡＧ−ＡＧ０）が２度以上であるサンプルの評価を「Ａ」とし、差分（ＡＧ−ＡＧ０）が１度以上２度未満であるサンプルの評価を「Ｂ」とし、差分（ＡＧ−ＡＧ０）が０度以上１度未満であるサンプルの評価を「Ｃ」とし、差分（ＡＧ−ＡＧ０）が０未満（すなわち、負の値）であるサンプルの評価を「Ｄ」とした。
【００６２】
評価結果は、表１に示す通りである。ネジ部５２２の長さが（０．５×Ｌ１）である５種類のサンプルのうち、特定範囲ＲＧ１の長さＬ１が１．５ｍｍ、２．５ｍｍ、４ｍｍ、５．５ｍｍであるサンプルの評価は、「Ｄ」であり、特定範囲ＲＧ１の長さＬ１が８ｍｍであるサンプルの評価は、「Ｃ」であった。また、ネジ部５２２の長さがＬ１である５種類のサンプルのうち、特定範囲ＲＧ１の長さＬ１が１．５ｍｍ、２．５ｍｍであるサンプルの評価は、「Ｄ」であり、特定範囲ＲＧ１の長さＬ１が４ｍｍ、５．５ｍｍ、８ｍｍであるサンプルの評価は、「Ｃ」であった。
【００６３】
このように、ネジ部５２２の長さが（２×Ｌ１）より小さい場合には、たとえ、ネジ部５２２の先端位置Ｐｍｆおよび後端位置Ｐｍｂが、特定範囲ＲＧ１の近傍にあったとしても、熱引き性能を向上できないことが解った。上述したように、ネジ部５２２とエンジンヘッドＥＨとの接触面積が小さいためであると考えられる。
【００６４】
ネジ部５２２の長さが（４×Ｌ１）である３種類のサンプルの評価は、「Ｃ」であった。このように、ネジ部５２２の長さが（３×Ｌ１）よりも大きい場合には、ネジ部５２２とエンジンヘッドＥＨとの接触面積が十分に大きくても、熱引き性能を向上できないことが解った。上述したように、ネジ部５２２の先端位置Ｐｍｆおよび後端位置Ｐｍｂが特定範囲ＲＧ１から離れすぎてしまう、具体的には、先端位置Ｐｍｆおよび後端位置Ｐｍｂと特定範囲ＲＧ１の中心ＣＣとの距離が（１．５×Ｌ１）を超えてしまうために、伝熱経路が過度に長くなるためであると考えられる。
【００６５】
特定範囲ＲＧ１の長さＬ１が８ｍｍである４種類のサンプルの評価は、「Ｃ」であった。このように、特定範囲ＲＧ１の長さＬ１が５．５ｍｍを超える場合には、ネジ部５２２の長さに拘わらずに、熱引き性能を向上できないことが解った。上述したように、第２の支持部１６Ｂと第１の支持部５６Ｂとの間の距離が大きくなり過ぎ、中心電極２０から主体金具５０への主要な伝熱経路が過度に長くなるためであると考えられる。
【００６６】
一方で、特定範囲ＲＧ１の長さＬ１が１．５ｍｍ、２．５ｍｍ、４ｍｍ、５．５ｍｍのいずれかであり、かつ、ネジ部５２２の長さが（２×Ｌ１）、（３×Ｌ１）のいずれかであるサンプルの評価は、「Ｂ」以上であった。すなわち、これらのサンプルでは、熱引き性能が向上することが解った。これは、以下の理由によると考えられる。特定範囲ＲＧ１の長さＬ１が５．５ｍｍ以下であるので、第２の支持部１６Ｂと第１の支持部５６Ｂとの間の距離が適切であり、中心電極２０から主体金具５０への主要な伝熱経路が過度に長くなることがない。そして、ネジ部５２２の長さを（２×Ｌ１）以上にできるので、ネジ部５２２とエンジンヘッドＥＨとの接触面積を十分に確保できる。そして、先端位置Ｐｍｆおよび後端位置Ｐｍｂと特定範囲ＲＧ１の中心ＣＣとの距離を、（１．５×Ｌ１）以下にできるので、主体金具５０からエンジンヘッドＥＨへの伝熱経路を短くできる。
【００６７】
本実施形態のように、Ｌ１≦５．５ｍｍを満たし、先端位置Ｐｍｆが先端側範囲ＲＧｆ内にあり、後端位置Ｐｍｂが後端側範囲ＲＧｂ内にあれば、第２の支持部１６Ｂと第１の支持部５６Ｂとの間の距離を短くでき、かつ、ネジ部５２２の長さを（２×Ｌ１）以上にでき、かつ、先端位置Ｐｍｆおよび後端位置Ｐｍｂと特定範囲ＲＧ１の中心ＣＣとの距離を（１．５×Ｌ１）以下にできる。したがって、本実施形態によれば、点火プラグ１００の熱引き性能を向上できることが解った。
【００６８】
さらに、詳しく見ると、特定範囲ＲＧ１の長さＬ１が１．５ｍｍ、２．５ｍｍ、４ｍｍ、５．５ｍｍのいずれかであり、かつ、ネジ部５２２の長さが（２×Ｌ１）、（３×Ｌ１）のいずれかであるサンプルのうち、特定範囲ＲＧ１の長さＬ１が、４ｍｍまたは５．５ｍｍであるサンプルの評価は、「Ｂ」であった。そして、これらのサンプルのうち、特定範囲ＲＧ１の長さＬ１が、１．５ｍｍまたは２．５ｍｍであるサンプルの評価は、「Ａ」であった。
【００６９】
以上のことから、本実施形態の点火プラグ１００は、さらに、Ｌ１≦２．５ｍｍを満たすことで、熱引き性能をさらに向上できることが解った。これは、第２の支持部１６Ｂと第１の支持部５６Ｂとの間の距離をさらに短くできるため、中心電極２０から主体金具５０への主要な伝熱経路をさらに短くできるからであると考えられる。
【００７０】
Ｃ．変形例：
（１）上記実施形態の点火プラグ１００では、主体金具５０の第１の支持部５６Ｂは、貫通孔５９内において、他部材である板パッキン８を介して、絶縁体１０の縮外径面１５Ｆを支持している。これに代えて、板パッキン８は省略され、第１の支持部５６Ｂは、直接、絶縁体１０の縮外径面１５Ｆを支持していても良い。
【００７１】
（２）上記実施形態の点火プラグ１００では、絶縁体１０の第２の支持部１６Ｂは、軸孔１２内において、直接、中心電極２０の先端面２４Ｆを支持している。これに代えて、第２の支持部１６Ｂは、他部材、例えば、環状のパッキンを介して、中心電極２０の先端面２４Ｆを支持していても良い。
【００７２】
（３）上記実施形態の点火プラグ１００では、取り付け状態にて、主体金具５０の張出部５４は、他部材であるガスケット５を介して、内燃機関のエンジンヘッドＥＨに接続される。これに代えて、ガスケット５は省略され、張出部５４は、直接、内燃機関のエンジンヘッドＥＨに接続されても良い。
【００７３】
（４）上記実施形態の点火プラグ１００は、特定範囲ＲＧ１の長さＬ１は、Ｌ１≦２．５ｍｍを満たしているが、特定範囲ＲＧ１の長さＬ１は、２．５ｍｍよりも長く、かつ、５．５ｍｍ以下の長さ、例えば、３ｍｍや４ｍｍであっても良い。
【００７４】
（５）上記実施形態の点火プラグ１００の先端部５２は、ネジ部５２２と、先端側非ネジ部５２１、５２３と、を備えている。これに代えて、例えば、エンジンヘッドＥＨの雌ネジＧＳが形成された取付孔の軸線方向の長さが、十分に短い場合には、先端部５２は、ネジ部を備え、非ネジ部を備えなくても良い。
【００７５】
（６）上記実施形態の点火プラグ１００の具体的構成は、一例であり、他の構成が採用され得る。例えば、点火プラグの発火部の構成は、様々な構成が採用され得る。例えば、点火プラグは、軸線と垂直な方向に接地電極と中心電極とが対向して、ギャップを形成するタイプの点火プラグでも良い。また、点火プラグは、主体金具や主体金具の先端に設けられたキャップによって囲まれた副燃焼室が配置されたプレチャンバープラグであっても良い。このプラグでは、火花放電によって、キャップに設けられた孔から副燃焼室へと導入された燃料ガスに着火し、燃料ガスが燃焼することによって生じた火炎がキャップの孔から外部へと噴出される。このプラグでは、プラグの中心電極がより大きな燃焼熱を受けるので、より熱引き性能の向上が求められる。
【００７６】
また、板パッキン８は、鉄に代えて、銅や銅めっきが施された鉄などのより熱伝導性に優れた材料で形成されても良い。また、主体金具５０は、低炭素鋼に代えて、銅を含む合金、例えば、ベリリウム銅などのより熱伝導性に優れた材料で形成されても良い。こうすれば、さらに熱引き性能を向上できる。
【００７７】
また、先端部５２のネジ部５２２のネジのピッチは、一般的なピッチ（例えば、１ｍｍ）よりも小さくても良い。この場合には、ネジ部５２２とエンジンヘッドＥＨとの接触がさらに良好になるので、さらに、熱引き性能を向上できる。
【００７８】
また、例えば、絶縁体１０の材料や、端子電極４０の材料は、上述の材料に限られない。例えば、絶縁体１０は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を主成分とするセラミックスに代えて、他の化合物（例えば、ＡｌＮ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３など）を主成分とするセラミックスを用いて形成されてもよい。
【００７９】
以上、本発明の実施形態および変形例について説明したが、本発明はこれらの実施形態および変形例になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々の態様での実施が可能である。
【符号の説明】
【００８０】
５…ガスケット、６…線パッキン、８…板パッキン、９…タルク、１０…絶縁体、１２…軸孔、１２Ｌ…大内径部、１２Ｓ…小内径部、１３…脚長部、１５…縮外径部、１５Ｆ…縮外径面、１６…縮内径部、１６Ｂ…第２の支持部、１７…先端側胴部、１８…後端側胴部、１９…鍔部、２０…中心電極、２１…中心電極本体、２３…頭部、２４…鍔部、２４Ｆ…先端面、２５…脚部、２９…中心電極チップ、３０…接地電極、３１…接地電極本体、３９…接地電極チップ、４０…端子電極、４１…頭部、４２…脚部、４３…凹部、５０…主体金具、５０Ａ…先端、５１…工具係合部、５２…先端部、５３…加締部、５４…張出部、５６…棚部、５６Ｂ…第１の支持部、５８…圧縮変形部、５９…貫通孔、６０…シール部材、７０…抵抗体、８０…シール部材、１００…点火プラグ、２９５…第１放電面、３１１…自由端面、３１２…接合端面、３９５…第２放電面、５２１、５２３…非ネジ部、５２２…ネジ部、ＥＲ…有効径、ＳＴ…ネジ山、ＡＸ…軸線、ＲＧｂ…後端側範囲、ＲＧｆ…先端側範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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