(57)【要約】【課題】気密性を確保するとともに、ガスケットの緩みを抑制することのできる技術を提供する。【解決手段】スパークプラグは、軸線方向に延びる筒状の主体金具と、主体金具の外周に設けられた環状のガスケットとを備える。ガスケットは、中実であるとともに、主成分が銅であり、かつ、ニッケルを０．１重量％以上含む。ガスケットの軸線方向における最大の厚さは、０．４ｍｍ以上であり、ガスケットのビッカース硬さは、３０ＨＶ以上１５０ＨＶ以下である。【選択図】図４
2013020790.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる筒状の主体金具と、
前記主体金具の外周に設けられた環状のガスケットと、を備えたスパークプラグであって、
前記ガスケットは、中実であるとともに、主成分が銅であり、かつ、ニッケルを０．１０重量％以上含み、
前記ガスケットの前記軸線方向における最大の厚さは、０．４ｍｍ以上であり、
前記ガスケットのビッカース硬さは、３０ＨＶ以上１５０ＨＶ以下であることを特徴とする、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であって、
前記ガスケットは、さらに、リンを０．０１重量％以上０．５０重量％以下含むことを特徴とする、スパークプラグ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスパークプラグであって、
前記ガスケットは、さらに、スズを０．３０重量％以上１１．００重量％以下含むことを特徴とする、スパークプラグ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記ガスケットは、ニッケル、リン、スズの３つの元素のうち、少なくともニッケルを含む１つ以上の元素を含み、
前記３つの元素の合計は、２．００重量％以下であることを特徴とする、スパークプラグ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記ガスケットは、前記主体金具と接触する面の面積が１１１ｍｍ2以下であることを特徴とする、スパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパークプラグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車用エンジンに対する燃費改善の要望が一段と高まっている。燃費改善には、スパークプラグのエンジンへの取り付け精度が重要となるため、取り付け精度の向上が求められている。求められる取り付け精度としては、例えば、スパークプラグの燃焼室への突き出し量や、スパークプラグの外側電極（接地電極）の方向などが挙げられる。
【０００３】
従来、スパークプラグの取り付け精度の向上のため、中空構造のガスケットに代えて、円環状の板材によって形成されたガスケットが採用されている。板材によって形成されたガスケットに関する技術としては、例えば、特許文献１に開示された技術が知られている。しかし、この技術では、気密性の確保や緩みの抑制に関しては、工夫が十分ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２１０６８１号公報
【特許文献２】特開平１１−３５１３９３号公報
【特許文献３】特許第４２７２６８２号公報
【特許文献４】欧州特許出願公開第１８５０４３２−Ａ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述した従来の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、気密性を確保するとともに、ガスケットの緩みを抑制することのできる技術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】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、以下の形態または適用例を取ることが可能である。
【０００７】
[適用例１]
軸線方向に延びる筒状の主体金具と、
前記主体金具の外周に設けられた環状のガスケットと、を備えたスパークプラグであって、
前記ガスケットは、中実であるとともに、主成分が銅であり、かつ、ニッケルを０．１０重量％以上含み、
前記ガスケットの前記軸線方向における最大の厚さは、０．４ｍｍ以上であり、
前記ガスケットのビッカース硬さは、３０ＨＶ以上１５０ＨＶ以下であることを特徴とする、スパークプラグ。
この構成によれば、ガスケットは、適切な硬さ及び適切な厚さを有するので、気密性を確保することができる。さらに、ガスケットは、適切な量のニッケルを含有するため、耐応力緩和特性が向上し、ガスケットの緩みを抑制することができる。
【０００８】
[適用例２]
適用例１に記載のスパークプラグであって、
前記ガスケットは、さらに、リンを０．０１重量％以上０．５０重量％以下含むことを特徴とする、スパークプラグ。
この構成によれば、ガスケットの耐応力緩和特性が向上するので、ガスケットの緩みをさらに抑制することができる。
【０００９】
[適用例３]
適用例１または適用例２に記載のスパークプラグであって、
前記ガスケットは、さらに、スズを０．３０重量％以上１１．００重量％以下含むことを特徴とする、スパークプラグ。
この構成によれば、ガスケットの弾性が増すので、スパークプラグを一度取り外した後に再び締め付けた場合における締付精度を向上させることができる。
【００１０】
[適用例４]
適用例１から適用例３のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記ガスケットは、ニッケル、リン、スズの３つの元素のうち、少なくともニッケルを含む１つ以上の元素を含み、
前記３つの元素の合計は、２．００重量％以下であることを特徴とする、スパークプラグ。
この構成によれば、ガスケットの熱伝導率の低下を抑制することができるので、ガスケットの緩みをさらに抑制することができる。
【００１１】
[適用例５]
適用例１から適用例４のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記ガスケットは、前記主体金具と接触する面の面積が１１１ｍｍ2以下であることを特徴とする、スパークプラグ。
このような構成のスパークプラグにおいて、ガスケットの緩みを効果的に抑制することができる。
【００１２】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、スパークプラグの製造方法および製造装置等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態としてのスパークプラグの部分断面図である。
【図２】ガスケットの構成を示す説明図である。
【図３】第２実施形態におけるガスケットの構成を示す説明図である。
【図４】気密性に関する評価結果を表形式で示す説明図である。
【図５】緩みに関する評価結果を表形式で示す説明図である。
【図６】締付精度の評価結果を表形式で示す説明図である。
【図７】緩みに関する実験結果を表形式で示す説明図である。
【図８】ガスケット５の接触面積Ｓと、緩みが改善されたサンプルの数との関係をグラフ形式で示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ｂ．第２実施形態：
Ｃ．実験例：
Ｃ１．気密性に関する実験例：
Ｃ２．緩みに関する実験例１：
Ｃ３．締付精度に関する実験例：
Ｃ４．緩みに関する実験例２：
Ｄ．変形例：
【００１５】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の部分断面図である。なお、図１において、スパークプラグ１００の軸線方向ＯＤを図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１００の先端側、上側を後端側として説明する。
【００１６】
スパークプラグ１００は、絶縁碍子１０と、主体金具５０と、中心電極２０と、接地電極３０と、端子金具４０とを備えている。中心電極２０は、絶縁碍子１０内に軸線方向ＯＤに延びた状態で保持されている。絶縁碍子１０は、絶縁体として機能しており、主体金具５０には、この絶縁碍子１０が内挿されている。端子金具４０は、絶縁碍子１０の後端部に設けられている。
【００１７】
絶縁碍子１０は、アルミナ等を焼成して形成され、軸中心に軸線方向ＯＤへ延びる軸孔１２が形成された筒形状を有する。軸線方向ＯＤの略中央には外径が最も大きな鍔部１９が形成されており、それより後端側（図１における上側）には後端側胴部１８が形成されている。鍔部１９より先端側（図１における下側）には、後端側胴部１８よりも外径の小さな先端側胴部１７が形成され、さらにその先端側胴部１７よりも先端側に、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は先端側ほど縮径され、スパークプラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド２００に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間には支持部１５が形成されている。
【００１８】
主体金具５０は、低炭素鋼材より形成された円筒状の金具であり、スパークプラグ１００を内燃機関のエンジンヘッド２００に固定する。そして、主体金具５０は、絶縁碍子１０を内部に保持しており、絶縁碍子１０は、その後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位を主体金具５０によって取り囲まれている。
【００１９】
また、主体金具５０は、工具係合部５１と、取付ねじ部５２とを備えている。工具係合部５１は、スパークプラグレンチ（図示せず）が嵌合する部位である。主体金具５０の取付ねじ部５２は、ねじ山が形成された部位であり、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド２００の取付ねじ孔２０１に螺合する。なお、本実施形態における取付ねじ部５２のねじ径は、Ｍ１２である。
【００２０】
主体金具５０の工具係合部５１と取付ねじ部５２との間には、鍔状のシール部５４が形成されている。主体金具５０の外周には、より具体的には、取付ねじ部５２とシール部５４との間のねじ首５９には、環状のガスケット５が嵌挿されている。このガスケット５により、スパークプラグ１００とエンジンヘッド２００間が封止され、取付ねじ孔２０１を介したエンジン内の気密性が確保される。ガスケット５の詳細については、後述する。
【００２１】
主体金具５０の工具係合部５１より後端側には、薄肉の加締部５３が設けられている。また、シール部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に、薄肉の座屈部５８が設けられている。主体金具５０の工具係合部５１から加締部５３にかけての内周面と、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が介在されている。さらに両リング部材６，７間にタルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締部５３を内側に折り曲げるようにして加締めると、絶縁碍子１０は、リング部材６，７およびタルク９を介して主体金具５０内の先端側に向け押圧される。これにより、絶縁碍子１０の支持部１５は、主体金具５０の内周に形成された段部５６に支持され、主体金具５０と絶縁碍子１０とは、一体となる。このとき、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は、絶縁碍子１０の支持部１５と主体金具５０の段部５６との間に介在された環状の板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。板パッキン８は、例えば、銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い材料によって形成される。板パッキン８の熱伝導率が高いと、絶縁碍子１０の熱が主体金具５０の段部５６に効率よく伝わるため、スパークプラグ１００の熱引きがよくなり、耐熱性を向上させることができる。
座屈部５８は、加締めの際に、圧縮力の付加に伴い外向きに撓み変形するように構成されており、タルク９の圧縮ストロークを稼いで主体金具５０内の気密性を高めている。なお、主体金具５０の段部５６よりも先端側と絶縁碍子１０との間には、所定寸法のクリアランスＣＬが設けられている。
【００２２】
中心電極２０は、棒状の電極であり、電極母材２１の内部に芯材２５を埋設した構造を有している。電極母材２１は、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケルまたはニッケルを主成分とする合金から形成されている。芯材２５は、電極母材２１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から形成されている。通常、中心電極２０は、有底筒状に形成された電極母材２１の内部に芯材２５を詰め、底側から押出成形を行って引き延ばすことで作製される。芯材２５は、胴部分においては略一定の外径をなすものの、先端側においては縮径部が形成される。また、中心電極２０は、軸孔１２内を後端側に向けて延設され、シール体４およびセラミック抵抗３を経由して、端子金具４０に電気的に接続されている。端子金具４０には、高圧ケーブル（図示せず）がプラグキャップ（図示せず）を介して接続され、高電圧が印加される。
【００２３】
中心電極２０の先端部２２は、絶縁碍子１０の先端部１１よりも突出している。中心電極２０の先端部２２の先端には、中心電極チップ９０が接合されている。中心電極チップ９０は、軸線方向ＯＤに伸びた略円柱形状を有しており、耐火花消耗性を向上するため、高融点の貴金属によって形成されている。中心電極チップ９０は、例えば、イリジウム（Ｉｒ）や、Ｉｒを主成分として、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、レニウム（Ｒｅ）のうち、１種類あるいは２種類以上を添加したＩｒ合金によって形成される。
【００２４】
接地電極３０は、耐腐食性の高い金属から形成され、例えば、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル合金から形成されている。この接地電極３０の基部３２は、溶接によって、主体金具５０の先端部５７に接合されている。また、接地電極３０は屈曲しており、接地電極３０の先端部３３は、中心電極チップ９０と対向している。
【００２５】
さらに、接地電極３０の先端部３３には、接地電極チップ９５が接合されている。接地電極チップ９５は、中心電極チップ９０と対向しており、接地電極チップ９５と、中心電極チップ９０との間には、火花放電ギャップＧが形成されている。なお、接地電極チップ９５は、中心電極チップ９０と同様の材料で形成することができる。
【００２６】
図２は、ガスケット５の構成を示す説明図である。図２（Ａ）は、ガスケット５の平面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面である。
【００２７】
図２（Ｂ）に示すように、ガスケット５は、中実となっている。ここで、本明細書において「中実」とは、中身が詰まっており中空部分を有していないこと、具体的には、例えば、板体が折り曲げられて作製され、中空部分が内部に形成されたものではないことを意味している。
【００２８】
ガスケット５は、主成分が銅（Ｃｕ）であり、かつ、ニッケル（Ｎｉ）を０．１重量％以上含んでいる。ＣｕにＮｉを添加すると、強度、弾性、耐応力緩和特性が向上するため、ガスケットの緩みを抑制することが可能となる。この根拠については、実験例とともに後述する。なお、本明細書において「主成分」とは、含有量が５０重量％以上であることを意味する。また、耐応力緩和特性とは、応力の減少に対する抵抗特性であり、応力の緩和率が小さいほど、耐応力緩和特性に優れるとされる。
【００２９】
本実施形態では、ガスケット５の軸線方向ＯＤにおける最大の厚さＴｍａｘは、０．４ｍｍである。ここで、ガスケット５の最大厚さＴｍａｘを０．４ｍｍ以上とすれば、ガスケット５の気密性を確保することができる。この根拠については、実験例とともに後述する。なお、ガスケット５の軸線方向ＯＤにおける最小の厚さＴｍｉｎは、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。
【００３０】
また、本実施形態では、ガスケット５のビッカース硬さ（以下では単に「硬度」ともいう。）は、８０ＨＶとなっている。ここで、ガスケット５の硬度を３０ＨＶ以上１５０ＨＶ以下とすれば、気密性を確保しつつ、ガスケットの緩みを抑制することができる。この根拠については、実験例とともに後述する。
【００３１】
なお、ガスケット５の硬度を、３０ＨＶ以上１５０ＨＶ以下の範囲に収めるための条件は、以下のとおりである。
・焼き鈍し条件：焼鈍温度：３００〜６００℃、時間３０〜９０分
【００３２】
また、本実施形態では、ガスケット５は、さらに、リン（Ｐ）を０．０１重量％以上０．５０重量％以下含んでいる。Ｐが添加されると、Ｎｉとの析出物が生成されるため、ガスケット５の耐応力緩和特性が向上する。このため、ガスケット５の緩みをさらに抑制することができる。この根拠については、実験例とともに後述する。
【００３３】
また、本実施形態では、ガスケット５は、さらに、スズ（Ｓｎ）を０．３重量％以上１１．０重量％以下含んでいる。Ｓｎが添加されると、銅マトリックス中に固溶するので、ガスケット５の強度、弾性が向上する。したがって、繰り返しの締め付けを行なった場合における締付精度を向上させることができる。この根拠については、実験例とともに後述する。
【００３４】
また、本実施形態では、ガスケット５に含まれるニッケル、リン、スズの３つの元素の合計は、２．０重量％以下である。このようにすれば、ガスケット５の熱伝導率の低下を抑制することができるので、ガスケット５の緩みをさらに抑制することができる。
【００３５】
なお、本実施形態では、ガスケット５の内周部に、５つの突出部５ｇが設けられている。この突出部５ｇは、ガスケット５をスパークプラグ１００に嵌め込んだ後に、軸線方向ＯＤの反対方向から治具を押し当てて、内周部の一部を押し潰して変形させることによって形成されている。この突出部５ｇが形成されていれば、スパークプラグ１００がエンジンヘッドに装着されていない場合に、ガスケット５がスパークプラグ１００から外れ落ちてしまうことを抑制することができる。
【００３６】
このように、第１実施形態では、中実なガスケット５において、厚さ、硬度、材料を適切に調整しているため、気密性を確保しつつ、ガスケットの緩みを抑制することが可能である。特に、ガスケット５の主体金具５０と接触する面の面積Ｓ（以下では、接触面積Ｓともいう。）が小さかったとしても、具体的には、接触面積Ｓが１１１ｍｍ2以下であっても、ガスケットの緩みを効果的に抑制することができる。なお、接触面積Ｓの具体的な数値の根拠については後述する。また、本明細書及び図面において示された元素の含有量の有効数字は、小数点以下２桁である。
【００３７】
Ｂ．第２実施形態：
図３は、第２実施形態におけるガスケット５ｂの構成を示す説明図である。図２に示した第１実施形態との違いは、突出部５ｇの代わりに、円形の溝部５ｘが設けられているという点だけであり、他の構成は第１実施形態と同じである。この溝部５ｘは、ガスケット５をスパークプラグ１００に嵌め込んだ後に、軸線方向ＯＤの反対方向から治具を押し当てて、ガスケット５ｂを押し潰して変形させることによって形成されている。溝部５ｘが形成されると、ガスケット５ｂの内周の径が縮小されるため、スパークプラグ１００がエンジンヘッドに装着されていない場合に、ガスケット５ｂがスパークプラグ１００から外れ落ちてしまうことを抑制することができる。このような形状としても、第１実施形態と同様に、気密性を確保しつつ、ガスケットの緩みを抑制することが可能である。
【００３８】
Ｃ．実験例：
Ｃ１．気密性に関する実験例：
ガスケットの最大厚さＴｍａｘや硬度、材料の異なる複数のガスケットのサンプルを用いて、気密性への影響を調べた。この実験例では、エンジンブロックを模擬したアルミブッシュに、ガスケットを備えたスパークプラグを取り付け、２００℃への加熱と２０℃への冷却を３０分毎に繰り返し、ＩＳＯ振動条件にて縦振動と横振動とをそれぞれ８時間ずつ交互に、縦振動と横振動とを合計で３２時間与えた。なお、ＩＳＯ振動条件は以下のとおりである。
ＩＳＯ振動条件（ＩＳＯ１１５６５（２００６））：
・周波数範囲：５０〜５００Ｈｚ
・スイープレート：１オクターブ／ｍｉｎ
・加速度：３０Ｇ
なお、スパークプラグに対して、上述した加熱と冷却を繰り返し、振動を与える試験を、以下では「耐久試験」とも呼ぶ。
【００３９】
耐久試験の後、アルミブッシュのうち、ガスケットが接する部分（座面）の温度を２００℃とし、所定時間、圧縮空気をスパークプラグの発火部側から加えた。そして、ガスケットからの空気の漏洩量が１０ｃｃ以下であった場合を、気密性が最も高い評価として「Ａ」と示し、漏洩量が１０ｃｃより多く２０ｃｃ以下の場合を、２番目に高い評価として「Ｂ」と示し、漏洩量が２０ｃｃよりも多い場合を最も低い評価として「Ｃ」と示した。
【００４０】
図４は、気密性に関する評価結果を表形式で示す説明図である。この実験例では、同一の条件のサンプルを５つずつ用意し、５つのサンプルの評価結果のうち、最も低い評価結果を採用した。以下に説明する他の実験例においても同様である。
【００４１】
この図４によれば、最大厚さＴｍａｘが０．４ｍｍ以上のガスケットであれば、評価がＢ以上となることが理解できる。この理由は、最大厚さＴｍａｘが０．４ｍｍ以上のガスケットであれば、押し潰された場合のストロークに余裕があることにより、エンジンブロックとの形状差を吸収することが可能となり、気密性が向上するためである。
【００４２】
さらに、最大厚さＴｍａｘが０．４ｍｍ以上であり、かつ、硬度が１５０ＨＶ以下のガスケットであれば、評価がＡとなることが理解できる。この理由は、硬度が１５０ＨＶ以下のガスケットであれば、ガスケットの表面が適度に変形することが可能なことにより、形状差の吸収や、エンジンブロックへの接触面及びスパークプラグの接触面への密着性が向上し、気密性が向上するためである。以上より、ガスケットの最大厚さＴｍａｘは０．４ｍｍ以上であり、かつ、硬度は１５０ＨＶ以下であることが好ましい。
【００４３】
なお、ビッカース硬さの試験を行なったときの圧子の強さは１．９６Ｎである。
【００４４】
Ｃ２．緩みに関する実験例１：
ガスケットの最大厚さＴｍａｘや硬度、材料の異なる複数のガスケットのサンプルを用いて、耐久試験後の緩みへの影響を調べた。この実験例では、上述した耐久試験の後、スパークプラグをアルミブッシュから取り外した。このときの取り外し時のトルクが、取り付け時のトルクの５０％以上であった場合を、最も高い評価として「ＡＡ」と示し、５０％未満３０％以上であった場合を、２番目に高い評価として「Ａ」と示し、３０％未満であった場合を、低い評価として「Ｃ］と示した。
【００４５】
図５は、緩みに関する評価結果を表形式で示す説明図である。この図５によれば、硬度が３０ＨＶ以上であり、かつ、Ｎｉの含有量が０．１重量％以上であれば、評価はＡ以上であることが理解できる。この理由は、ＣｕにＮｉが添加されると、Ｃｕ合金の耐応力緩和特性が向上し、ガスケットの緩みを抑制することができるからである。また、硬度が３０ＨＶ以上であれば、ガスケットの塑性変形を抑制することができるため、ガスケットの緩みを抑制することができる。
【００４６】
さらに、Ｐの含有量が０．０１重量％以上であれば、評価はＡＡとなることが理解できる。この理由は、Ｐが添加されると、Ｎｉとの析出物が生成されることにより、耐応力緩和特性をより向上させることができるためである。
【００４７】
以上より、ガスケットの緩みを抑制するためには、ガスケットの硬度は３０ＨＶ以上であり、かつ、Ｎｉの含有量は０．１重量％以上であることが好ましく、さらに、Ｐの含有量は０．０１重量％以上であることが特に好ましい。
【００４８】
なお、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐの添加量が多いと、Ｃｕ合金の熱伝導率が低下する。熱伝導率の低いガスケットを備えたスパークプラグを長時間使用した場合には、ガスケットの温度が上昇して、ガスケットの塑性変形が進み、ガスケットの緩みの原因となる。したがって、ガスケットの緩みを抑制するためには、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐの添加量の合計は、２重量％以下であることが好ましい。
【００４９】
なお、本実験例では、ガスケットの硬度が３０ＨＶ以上であり、かつ、Ｎｉの含有量が０．１重量％以上１０．０重量％以下の場合に、評価がＡ以上となったことが確認できた。さらに、本実験例では、Ｐの含有量が０．０１重量％以上０．５０重量％以下の場合に、評価がＡＡとなったことが確認できた。
【００５０】
Ｃ３．締付精度に関する実験例：
ガスケットの最大厚さＴｍａｘや硬度、材料の異なる複数のガスケットのサンプルを用いて、繰り返しの締め付けを行なった場合における締付精度への影響を調べた。この実験例では、まず、上述した耐久試験を行なった。そして、スパークプラグをアルミブッシュから取り外し、再度スパークプラグを最初と同じ締付トルクでアルミブッシュに取り付けることを５回繰り返した。
【００５１】
最初の締付角度に対して５回目の締付角度のずれ量が＋５度以内であった場合を、最も高い評価として「Ａ」と示し、締付角度のずれ量が＋５度よりも多かった場合を、低い評価として「Ｃ」と示した。
【００５２】
図６は、締付精度の評価結果を表形式で示す説明図である。この図６によれば、Ｓｎの含有量が０．３重量％以上であれば、評価がＡとなることが理解できる。この理由は、Ｓｎが０．３重量％以上添加されると、Ｃｕ合金の弾性が増すことになり、スパークプラグの繰り返しの締め付けを行なった場合における位置精度が向上したためである。以上より、繰り返し締め付けによる位置精度を向上させるためには、Ｓｎの含有量は０．３重量％以上であることが好ましい。なお、本実験例では、Ｓｎの含有量が０．３重量％以上１１．０重量％以下の場合に、評価がＡとなったことが確認できた。
【００５３】
Ｃ４．緩みに関する実験例２：
本実験例では、ガスケット５の接触面積Ｓと、耐久試験後の緩みとの関係を調べた。具体的には、含有成分の異なる２つのタイプのガスケット毎に、接触面積Ｓの異なるサンプルを作製した。本実験例では、同一の条件のサンプルをそれぞれ３０本ずつ作製した。
【００５４】
作製したサンプルに対して上述した耐久試験を行ない、耐久試験の後、スパークプラグをアルミブッシュから取り外した。そして、取り外し時のトルクが、取り付け時のトルクの５０％未満であった場合に、緩みが発生したと認定し、緩みが発生したサンプルの数を記録した。なお、２つのタイプのガスケットの詳細は以下のとおりである。また、接触面積Ｓは、ガスケットの外径を変更することによって調整した。
【００５５】
タイプ１：
成分：銅の含有率が９９．９０重量％以上（Ｎｉは含まない）
最大厚さＴｍａｘ：１．５ｍｍ
硬度：６０ＨＶ
内径：９．５ｍｍ
タイプ２：
成分：銅の含有率が９９重量％、Ｎｉの含有率が０．１重量％
最大厚さＴｍａｘ：１．５ｍｍ
硬度：６０ＨＶ
内径：９．５ｍｍ
【００５６】
図７は、緩みに関する実験結果を表形式で示す説明図である。図８は、ガスケット５の接触面積Ｓと、緩みが改善されたサンプルの数との関係をグラフ形式で示す説明図である。図７によれば、タイプ１のサンプルでは、接触面積Ｓが小さいほど、緩みが発生しやすいことが理解できる。これに対して、ニッケルを含有したタイプ２のサンプルでは、ガスケット５の接触面積Ｓが小さくても、緩みが発生していないことが理解できる。
【００５７】
そして、ニッケルを含有することによって緩みが改善したサンプルの数に着目すると（図８参照）、ガスケット５の接触面積Ｓが小さいほど、改善数が多くなっていることが理解できる。具体的には、ガスケット５の接触面積Ｓが１１１ｍｍ2以下の場合に、改善数が顕著に多くなっている。したがって、ガスケット５の接触面積Ｓが１１１ｍｍ2以下の場合に、緩みの改善の効果が特に顕著であることが理解できる。
【００５８】
Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５９】
Ｄ１．変形例１：
上記実施形態におけるガスケットには、突出部５ｇや溝部５ｘが形成されていたが、これらは省略することとしてもよい。
【００６０】
Ｄ２．変形例２：
上記実施形態におけるスパークプラグの放電方向は、軸線方向ＯＤに一致しているが、本発明は、放電方向が軸線方向ＯＤに垂直な方向である、いわゆる横放電型のスパークプラグに対しても、適用することができる。
【００６１】
Ｄ３．変形例３：
上記実施形態におけるスパークプラグには、中心電極チップ９０及び接地電極チップ９５が設けられているが、これらの一方又は両方を設けないこととしてもよい。
【符号の説明】
【００６２】
３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
５ｂ…ガスケット
５ｇ…突出部
５ｘ…溝部
６…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁碍子
１１…先端部
１２…軸孔
１３…脚長部
１５…支持部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…鍔部
２０…中心電極
２１…電極母材
２２…先端部
２５…芯材
３０…接地電極
３２…基部
３３…先端部
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ねじ部
５３…加締部
５４…シール部
５６…段部
５７…先端部
５８…座屈部
５９…ねじ首
９０…中心電極チップ
９５…接地電極チップ
１００…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２０１…取付ねじ孔
Ｇ…火花放電ギャップ
ＯＤ…軸線方向
ＣＬ…クリアランス
【図１】
2013020790.tif 000003
【図２】
2013020790.tif 000004
【図３】
2013020790.tif 000005
【図４】
2013020790.tif 000006
【図５】
2013020790.tif 000007
【図６】
2013020790.tif 000008
【図７】
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【図８】
2013020790.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年9月13日(2012.9.13)
【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主体金具と、
前記主体金具の外周に設けられた環状のガスケットと、を備えたスパークプラグであって、
前記ガスケットは、中実であるとともに、主成分が銅であり、かつ、ニッケルを０．１０重量％以上含み、
前記ガスケットの前記軸線方向における最大の厚さは、０．４ｍｍ以上であり、
前記ガスケットのビッカース硬さは、３０ＨＶ以上１５０ＨＶ以下であり、
前記ガスケットは、さらに、リンを０．０１重量％以上０．５０重量％以下含み、
前記ガスケットは、さらに、スズを０．３０重量％以上１１．００重量％以下含み、
前記ガスケットは、ニッケル、リン、スズの３つの元素のうち、少なくともニッケルを含む１つ以上の元素を含み、
前記３つの元素の合計は、２．００重量％以下であり、
前記ガスケットは、前記主体金具と接触する面の面積が１１１ｍｍ2以下であり、
前記ガスケットは、当該ガスケットの内周部に設けられた突出部または前記軸線方向に沿った方向から当該ガスケットが押し潰されることによって形成された溝部を有することを特徴とする、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であって、
前記ガスケットの前記突出部または前記溝部の前記軸線方向における最小の厚さは、０．２ｍｍ以上であることを特徴とする、スパークプラグ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するために、以下の形態または適用例を取ることが可能である。
[形態]
軸線方向に延びる筒状の主体金具と、
前記主体金具の外周に設けられた環状のガスケットと、を備えたスパークプラグであって、
前記ガスケットは、中実であるとともに、主成分が銅であり、かつ、ニッケルを０．１０重量％以上含み、
前記ガスケットの前記軸線方向における最大の厚さは、０．４ｍｍ以上であり、
前記ガスケットのビッカース硬さは、３０ＨＶ以上１５０ＨＶ以下であり、
前記ガスケットは、さらに、リンを０．０１重量％以上０．５０重量％以下含み、
前記ガスケットは、さらに、スズを０．３０重量％以上１１．００重量％以下含み、
前記ガスケットは、ニッケル、リン、スズの３つの元素のうち、少なくともニッケルを含む１つ以上の元素を含み、
前記３つの元素の合計は、２．００重量％以下であり、
前記ガスケットは、前記主体金具と接触する面の面積が１１１ｍｍ2以下であり、
前記ガスケットは、当該ガスケットの内周部に設けられた突出部または前記軸線方向に沿った方向から当該ガスケットが押し潰されることによって形成された溝部を有することを特徴とする、スパークプラグ。