(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の主体金具と、前記主体金具内に支持された筒状の絶縁碍子と、前記絶縁碍子内に支持され軸方向に延在する中心電極と、前記中心電極の先端部と間隔を設けて配置された接地電極とを有するスパークプラグ本体を、
筒状に形成され上部に工具係合部を有する筒状押圧部材の外周面に形成された雄ねじ部を内燃機関のプラグホールに形成された雌ねじ部に螺合させて締め付けることにより前記プラグホール内に取り付けるスパークプラグの取り付け構造であって、
前記プラグホール内にプラグホール側係止部を設けるとともに、
環状の板状部材であって、前記プラグホール側係止部と係合される板状部材側係止部を具備し、前記プラグホール側係止部と前記板状部材側係止部とを係合させることによって、前記プラグホール内で回転しないように構成された板状部材を、前記スパークプラグ本体と前記筒状押圧部材との間に介在させることを特徴とするスパークプラグの取り付け構造。
【請求項２】
請求項１記載のスパークプラグの取り付け構造であって、
前記板状部材と前記筒状押圧部材との間に、前記プラグホール内で回転可能とされた環状の第２板状部材を介在させることを特徴とするスパークプラグの取り付け構造。
【請求項３】
請求項１又は２記載のスパークプラグの取り付け構造であって、
前記板状部材側係止部が、自身の外周部から外側に突出する突出部であり、前記プラグホール側係止部が前記プラグホールの内壁に当該プラグホールの深さ方向に沿って形成された溝であることを特徴とするスパークプラグの取り付け構造。
【請求項４】
筒状の主体金具と、前記主体金具内に支持された筒状の絶縁碍子と、前記絶縁碍子内に支持され軸方向に延在する中心電極と、前記中心電極の先端部と間隔を設けて配置された接地電極とを有するスパークプラグ本体と、
筒状に形成され上部に工具係合部を有するとともに、外周面に内燃機関のプラグホールに形成された雌ねじ部に螺合させるための雄ねじ部を有する筒状押圧部材と、
前記スパークプラグ本体と前記筒状押圧部材との間に介挿される環状の板状部材であって、前記プラグホール内に形成されたプラグホール側係止部と係合される板状部材側係止部を具備し、前記プラグホール側係止部と前記板状部材側係止部とを係合させることによって、前記プラグホール内で回転しないように構成された板状部材と
を具備したことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項５】
請求項４記載のスパークプラグであって、
前記板状部材と前記筒状押圧部材との間に介挿される第２板状部材であって、前記プラグホール内で回転可能とされた環状の第２板状部材をさらに具備したことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項６】
請求項４又は５記載のスパークプラグであって、
前記板状部材側係止部が、自身の外周部から外側に突出する突出部であって、前記プラグホール側係止部として前記プラグホールの内壁に当該プラグホールの深さ方向に沿って形成された溝に対応して形成された突出部であることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項７】
筒状の主体金具と、前記主体金具内に支持された筒状の絶縁碍子と、前記絶縁碍子内に支持され軸方向に延在する中心電極と、前記中心電極の先端部と間隔を設けて配置された接地電極とを有するスパークプラグ本体を、
筒状に形成され上部に工具係合部を有する筒状押圧部材の外周面に形成された雄ねじ部を内燃機関のプラグホールに形成された雌ねじ部に螺合させて締め付けることにより前記プラグホール内に取り付けるスパークプラグの取り付け構造であって、
環状の第１面と環状の第２面との間にベアリング機構を設けた環状のベアリング構造体であって、前記第１面と前記第２面とが相対的に回転自在とされたベアリング構造体を、前記スパークプラグ本体と前記筒状押圧部材との間に介在させることを特徴とするスパークプラグの取り付け構造。
【請求項８】
筒状の主体金具と、前記主体金具内に支持された筒状の絶縁碍子と、前記絶縁碍子内に支持され軸方向に延在する中心電極と、前記中心電極の先端部と間隔を設けて配置された接地電極とを有するスパークプラグ本体と、
筒状に形成され上部に工具係合部を有するとともに、外周面に内燃機関のプラグホールに形成された雌ねじ部に螺合させるための雄ねじ部を有する筒状押圧部材と、
環状の第１面と環状の第２面との間にベアリング機構を設け、前記第１面と前記第２面とが相対的に回転自在とされた環状のベアリング構造体であって、前記スパークプラグ本体と前記筒状押圧部材との間に介挿されるベアリング構造体と
を具備した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、自動車用エンジン等の内燃機関に使用されるスパークプラグの取り付け構造及びスパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、中心電極と、この中心電極の先端部に対して放電ギャップを隔てて設けられた接地電極との間に火花放電を生じさせ、内燃機関の燃焼室に供給される混合気への着火源として使用されるスパークプラグが知られている。
【０００３】
このようなスパークプラグでは、通常スパークプラグの主体金具に設けられた雄ねじ部を、内燃機関のプラグホールに設けられた雌ねじ部に螺合させることによって、スパークプラグを内燃機関に取り付けるようになっている。
【０００４】
また、スパークプラグの主体金具には上記のような内燃機関への取り付け用のねじを設けずに、別体に形成され、外側面に雄ねじ部が形成された筒状押圧部材を内燃機関のプラグホールに設けられた雌ねじ部に螺合させてスパークプラグ本体を内燃機関に対して押圧するように締め付けて取り付けるようにしたスパークプラグも提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００２−５０４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
地球環境保護が叫ばれる近年では、省エネルギーや二酸化炭素の排出規制、未燃ガス（炭化水素化合物）の排出抑制が、一層強く求められている。こうした要請に応じるために、内燃機関においては、リーンバーンエンジン、直噴ガソリンエンジンあるいは低排ガスエンジン等の開発が積極的に行われている。さらに、リーンバーンエンジンでは、排気ガスの一部を燃焼室内に再循環することにより、吸入工程時に発生するエンジンの負の仕事を減らすとともに、よりクリーンな排気ガスに浄化する、エキゾーストガスリサーキュレーション（ＥＧＲ）システムが積極的に導入されている。こうした状況では、スパークプラグは、希薄である上に不活性ガスである排気ガスが多量に存在する混合気に点火しなければならず、その着火性高めることが要求されている。
【０００６】
上記のようなスパークプラグの着火性を左右する１つの要素として、スパークプラグを内燃機関に取り付ける際のスパークプラグの内燃機関に対する方向がある。すなわち、内燃機関に設けられた吸排気弁の位置等に対するスパークプラグの向きによってその着火性が変動する。そして、スパークプラグが所定方向に向くように内燃機関に取り付けることによって、その方向以外の方向に向くように取り付けた場合に比べて着火性を向上させることができる。
【０００７】
しかしながら、スパークプラグの主体金具に設けられた雄ねじ部をプラグホールの雌ねじ部に螺合させる従来のスパークプラグでは、ねじの方向や締め付けトルクによって、スパークプラグの方向が左右されるため、スパークプラグを内燃機関の所望方向に向けて取り付けることは困難である。
【０００８】
また、前述した筒状押圧部材を用いて内燃機関に取り付ける構造のスパークプラグにおいても、筒状押圧部材の雄ねじ部をプラグホールに設けられた雌ねじ部に螺合させて締め付ける際の、最終段階で筒状押圧部材の締め付けの回転トルクがスパークプラグ本体に伝わり、スパークプラグ本体が筒状押圧部材の回転に連れて回転してしまうため、スパークプラグを内燃機関の所望方向に向けて取り付けることは困難である。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものである。本発明は、スパークプラグを所望方向に向けた状態で内燃機関に取り付けることができ、安定的に良好な着火性能を発揮させることのできるスパークプラグの取り付け構造及びスパークプラグ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】
【００１０】
本発明のスパークプラグの取り付け構造は、筒状の主体金具と、前記主体金具内に支持された筒状の絶縁碍子と、前記絶縁碍子内に支持され軸方向に延在する中心電極と、前記中心電極の先端部と間隔を設けて配置された接地電極とを有するスパークプラグ本体を、筒状に形成され上部に工具係合部を有する筒状押圧部材の外周面に形成された雄ねじ部を内燃機関のプラグホールに形成された雌ねじ部に螺合させて締め付けることにより前記プラグホール内に取り付けるスパークプラグの取り付け構造であって、前記プラグホール内にプラグホール側係止部を設けるとともに、環状の板状部材であって、前記プラグホール側係止部と係合される板状部材側係止部を具備し、前記プラグホール側係止部と前記板状部材側係止部とを係合させることによって、前記プラグホール内で回転しないように構成された板状部材を、前記スパークプラグ本体と前記筒状押圧部材との間に介在させることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明のスパークプラグは、筒状の主体金具と、前記主体金具内に支持された筒状の絶縁碍子と、前記絶縁碍子内に支持され軸方向に延在する中心電極と、前記中心電極の先端部と間隔を設けて配置された接地電極とを有するスパークプラグ本体と、筒状に形成され上部に工具係合部を有するとともに、外周面に内燃機関のプラグホールに形成された雌ねじ部に螺合させるための雄ねじ部を有する筒状押圧部材と、前記スパークプラグ本体と前記筒状押圧部材との間に介挿される環状の板状部材であって、前記プラグホール内に形成されたプラグホール側係止部と係合される板状部材側係止部を具備し、前記プラグホール側係止部と前記板状部材側係止部とを係合させることによって、前記プラグホール内で回転しないように構成された板状部材とを具備したことを特徴とする。
【００１２】
上記本発明のスパークプラグの取り付け構造及びスパークプラグでは、プラグホール内に形成されたプラグホール側係止部と、板状部材側係止部とを係合させることによって、プラグホール内で回転しないように構成された板状部材を、スパークプラグ本体と筒状押圧部材との間に介挿する。これによって、筒状押圧部材を締め付けた際の回転トルクがスパークプラグ本体に伝わることを防止し、スパークプラグ本体が筒状押圧部材に連れて回転することを防止することができ、スパークプラグ本体を所望の方向に向けた状態で内燃機関に取り付けることができる。これによって、スパークプラグに、安定的に良好な着火性能を発揮させることができる。
【００１３】
上記本発明のスパークプラグの取り付け構造及びスパークプラグでは、板状部材と筒状押圧部材との間に、プラグホール内で回転可能とされた環状の第２板状部材を介在させることができる。このようにすれば、板状部材と第２板状部材との間で滑りが生じることにより、筒状押圧部材の締め付け等を容易に行うことが可能となる。
【００１４】
上記本発明のスパークプラグの取り付け構造及びスパークプラグでは、板状部材側係止部を、自身の外周部から外側に突出する突出部とし、プラグホール側係止部をプラグホールの内壁に当該プラグホールの深さ方向に沿って形成された溝として形成することができる。このような構造とすれば、プラグホール内の加工等も容易に行うことができる。
【００１５】
本発明の他のスパークプラグの取り付け構造は、  筒状の主体金具と、前記主体金具内に支持された筒状の絶縁碍子と、前記絶縁碍子内に支持され軸方向に延在する中心電極と、前記中心電極の先端部と間隔を設けて配置された接地電極とを有するスパークプラグ本体を、筒状に形成され上部に工具係合部を有する筒状押圧部材の外周面に形成された雄ねじ部を内燃機関のプラグホールに形成された雌ねじ部に螺合させて締め付けることにより前記プラグホール内に取り付けるスパークプラグの取り付け構造であって、環状の第１面と環状の第２面との間にベアリング機構を設けた環状のベアリング構造体であって、前記第１面と前記第２面とが相対的に回転自在とされたベアリング構造体を、前記スパークプラグ本体と前記筒状押圧部材との間に介在させることを特徴とする。
【００１６】
本発明の他のスパークプラグは、筒状の主体金具と、前記主体金具内に支持された筒状の絶縁碍子と、前記絶縁碍子内に支持され軸方向に延在する中心電極と、前記中心電極の先端部と間隔を設けて配置された接地電極とを有するスパークプラグ本体と、筒状に形成され上部に工具係合部を有するとともに、外周面に内燃機関のプラグホールに形成された雌ねじ部に螺合させるための雄ねじ部を有する筒状押圧部材と、環状の第１面と環状の第２面との間にベアリング機構を設け、前記第１面と前記第２面とが相対的に回転自在とされた環状のベアリング構造体であって、前記スパークプラグ本体と前記筒状押圧部材との間に介挿されるベアリング構造体とを具備したことを特徴とする。
【００１７】
上記本発明のスパークプラグの取り付け構造及びスパークプラグでは、環状の第１面と環状の第２面との間にベアリング機構を設け、第１面と第２面とが相対的に回転自在とされた環状のベアリング構造体を、スパークプラグ本体と筒状押圧部材との間に介挿する。これによって、筒状押圧部材を締め付けた際の回転トルクがスパークプラグ本体に伝わることを防止し、スパークプラグ本体が筒状押圧部材に連れて回転することを防止することができ、スパークプラグ本体を所望の方向に向けた状態で内燃機関に取り付けることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、スパークプラグを所望方向に向けた状態で内燃機関に取り付けることができ、安定的に良好な着火性能を発揮させることのできるスパークプラグの取り付け構造及びスパークプラグを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の詳細を、実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るスパークプラグ１００の全体構成を示すもので、図１において、一点鎖線Ｏは軸線を示している。
【００２０】
図１に示すように、スパークプラグ１００は、スパークプラグとしての機能を有するスパークプラグ本体４０と、このスパークプラグ本体４０を内燃機関に取り付けるための筒状押圧部材５０と、スパークプラグ本体４０と筒状押圧部材５０との間に介挿される環状の第１板状部材６０と、環状の第２板状部材７０とから構成されている。
【００２１】
スパークプラグ本体４０は、低炭素鋼等の金属により構成された筒状の主体金具１を具備している。この主体金具１の内側には、例えばアルミナあるいは窒化アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され先端部が主体金具１の端面から突出する形で配置された絶縁碍子２が支持されている。
【００２２】
また、この絶縁碍子２の内部には、先端部が絶縁碍子２の端面から突出するように中心電極３が配置されている。この中心電極３は、Ｎｉ基合金等から柱状に構成されている。具体的な材質としては、インコネル６００（商品名）（Ｎｉ：７６質量％、Ｃｒ：１５．５質量％、Ｆｅ：８質量％（残部微量添加元素もしくは不純物）、インコネル６０１（商品名）（Ｎｉ：６０．５質量％、Ｃｒ：２３質量％、Ｆｅ：１４質量％（残部微量添加元素もしくは不純物））を例示できる。
【００２３】
中心電極３の先端には貴金属チップが配設される場合がある。この貴金属チップは、例えば、Ｉｒを主成分とし、また、Ｉｒの酸化揮発を抑制したり加工性を改善したりするための副成分として、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｒｕ及びＲｅから選ばれる１種又は２種以上を合計で３〜５０質量％含有するＩｒ合金等によって構成することができ、その外形は円柱状に形成される。
【００２４】
中心電極３は、絶縁碍子２の軸線Ｏ方向に形成された貫通孔（図示せず。）の先端側（図中下側）に配置されている。また、絶縁碍子２の軸線Ｏ方向に形成された貫通孔の後端側には端子金具４が配置されている。この端子金具４と中心電極３とは、導電性ガラスシール（図示せず。）等を介して電気的に接続されている。
【００２５】
主体金具１の先端部には、一端が当該主体金具１の端面に接合され、他端が中心電極３の先端を向くように略Ｌ字状に屈曲された接地電極５が配置されている。この接地電極５と中心電極３の先端との間が火花放電を発生させるためのスパークギャップとなっている。なお、この接地電極５の中心電極３との対向部にも前記したと同様な貴金属チップが配設される場合がある。
【００２６】
主体金具１の先端側は、外径が例えば１０ｍｍ等とされた小径部６とされている。この小径部６の上部には、外径が例えば１２ｍｍ等とされた中径部７が形成されており、この中径部７と小径部６との間には、外径が徐々に変化するテーパー部８が形成されている。中径部７の上部には、外径が例えば１４ｍｍ等とされた大径部９が形成されており、大径部９と中径部７との境界部分には段差部１０が形成されている。また、主体金具１の上端部には加締め部１１が形成されており、この加締め部１１を絶縁碍子２に形成された大径部（図示せず。）に加締めることによって、主体金具１内に絶縁碍子２が支持されている。なお、主体金具１の外周面には、スパークプラグ本体４０を図２に示すようなエンジンブロック２００に取り付けるための雄ねじ部は形成されていない。
【００２７】
上記の加締め部１１の上に、スパークプラグ本体４０をエンジンブロック２００に取り付けるための取り付け部品としての第１板状部材６０、第２板状部材７０、筒状押圧部材５０が下側からこの順で設けられる。図１の左側に図示したように、第１板状部材６０は、環状に形成されており、その外周から外側に突出するように板状部材側係止部としての突出部６１が設けられている。一方、図２に示すように、エンジンブロック２００に設けられたプラグホール２０１の内壁には、プラグホール２０１の深さ方向に沿って、プラグホール側係止部としての溝２０３が形成されており、この溝２０３に突出部６１が係止されることによって、プラグホール２０１内で第１板状部材６０が回転しない構成となっている。
【００２８】
図１の左側に図示したように、第２板状部材７０は、環状に形成されており、通常のワッシャーと同様に、プラグホール２０１内で回転可能に構成されている。なお、この第２板状部材７０は、省略することもできる。筒状押圧部材５０は、略円筒状に形成されており、その外周面には雄ねじ部５１が形成されている。また、筒状押圧部材５０の上面には、工具係合用の複数（図１の左側に図示した例では４つ）の凹部（工具係合部）５２が形成されている。この凹部５２は、図２に示すプラグホール２０１の雌ねじ部２０２に筒状押圧部材５０の雄ねじ部５１を螺合させる際に、工具を係合させて筒状押圧部材５０を回転させるためのものである。
【００２９】
図２は、エンジンブロック２００に設けられたプラグホール２０１の構成を示すもので、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は、縦断面図である。この図２に示すように、エンジンブロック２００に設けられたプラグホール２０１には、主体金具１に設けられた小径部６、中径部７、大径部９に合わせて、小径部２０４、中径部２０５、大径部２０６が形成されている。そして、小径部２０４と中径部２０５との間には、主体金具１のテーパー部８に合わせてテーパー部２０７が形成されている。また、中径部２０５と大径部２０６の境界部には、内径が徐々に変化するテーパー部２０８が形成されている。
【００３０】
図３は、スパークプラグ本体４０をエンジンブロック２００に設けられたプラグホール２０１に挿入して取り付けた状態を示している。この図３に示されるように、スパークプラグ本体４０をエンジンブロック２００に設けられたプラグホール２０１に挿入すると、主体金具１のテーパー部８とプラグホール２０１内のテーパー部２０７が当接されるようになっている。そして、この状態で、スパークプラグ本体４０との間に第１板状部材６０と第２板状部材７０とを介挿して、筒状押圧部材５０の雄ねじ部５１を、プラグホール２０１内の雌ねじ部２０２に螺合させて締め付けることにより、テーパー部８がテーパー部２０７に対して押圧された状態で、スパークプラグ１００がエンジンブロック２００に取り付けられる。
【００３１】
このスパークプラグ１００の取り付けの際、第１板状部材６０の突出部６１が、プラグホール２０１内の溝２０３に係止され、第１板状部材６０が回転しないようになっているので、筒状押圧部材５０を回転させて締め付けても、その回転トルクがスパークプラグ本体４０には伝達されない。これにより、スパークプラグ本体４０をプラグホール２０１内に挿入する際に所望方向に向けておけば、この方向維持され、スパークプラグ本体４０が所望の方向に向いた状態で、エンジンブロック２００に取り付けられる。
【００３２】
なお、スパークプラグ本体４０自体に回転を止める機構を設けると、スパークプラグ本体４０のエンジンブロック２００に対する取り付け方向が一方向に限定されてしまう。これに対して、上記のように構成された第１板状部材６０を用いることによって、スパークプラグ本体４０のエンジンブロック２００に対する取り付け方向が一方向に限定されることなく、所望方向に向けて取り付けることができる。
【００３３】
上記の実施形態では、第１板状部材６０の外周から外側に突出するように板状部材側係止部としての突出部６１を設け、プラグホール２０１の内壁にプラグホール側係止部として溝２０３を設けた場合について説明したが、板状部材側係止部とプラグホール側係止部は、かかる構造のものに限られず、プラグホール２０１内で第１板状部材６０が回転しないようにできるものであれば、どのようなものでもよい。例えば図４に示すように、第１板状部材６０の外周部の形状を多角形状（図４では６角形状）等としたり、図５に示すように、第１板状部材６０の外周部の形状を直線部分を有する非円形状とし、プラグホール２０１の内壁形状もこれに合わせた形状として、プラグホール２０１内で第１板状部材６０が回転しないようにしてもよい。
【００３４】
図６は、他の実施形態に係るスパークプラグ１１０の構成を示すもので、図１に示したスパークプラグ１００と同一部分には、同一符号が付してある。このスパークプラグ１１０は、図１に示したスパークプラグ１００における第１板状部材６０、第２板状部材７０の換わりに、環状のベアリング構造体８０を用いたものである。このベアリング構造体８０は、図７に示すように、環状の第１面８１と環状の第２面８２との間にベアリング機構８３を設けたもので、ベアリング機構８３の作用によって、第１面８１と第２面８２とが相対的に回転自在とされている。このようなベアリング構造体８０を、スパークプラグ本体４０と筒状押圧部材５０との間に介挿すれば、筒状押圧部材５０を回転させて締め付けても、その回転トルクがスパークプラグ本体４０には伝達されない。これにより、スパークプラグ本体４０を所望の方向に向けた状態で、エンジンブロック２００に取り付けることができる。また、この場合では、エンジンブロック２００側には、何等加工を施す必要がない。
【００３５】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施形態に係るスパークプラグの全体構成を示す図。
【図２】図１のスパークプラグを取り付けるプラグホールの構成を示す図。
【図３】図１のスパークプラグを図２のプラグホールに取り付けた状態を示す図。
【図４】図１の実施形態における変形例の構成を示す図。
【図５】図１の実施形態における変形例の構成を示す図。
【図６】本発明の他の実施形態に係るスパークプラグの全体構成を示す図。
【図７】図６のスパークプラグのベアリング構造体の構成を示す図。
【符号の説明】
【００３７】
１……主体金具、２……絶縁碍子、３……中心電極、４……端子金具、５……接地電極、４０……スパークプラグ本体、５０……筒状押圧部材、５１……雄ねじ部、５２……凹部（工具係合部）、６０……第１板状部材、６１……突出部、７０……第２板状部材、１００……スパークプラグ。
【図１】
0004897623.tif 000002
【図２】
0004897623.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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