JPH0652965A - 内燃機関用スパークプラグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハウジングと碍子脚部との気密性が高くさら
に、耐熱性にも優れた気密部材の取付構造を有したスパ
ークプラグを提供することを目的とする。 【構成】 絶縁碍子１０の保持部１８構造をテーバ部１
８ａと段差部１８ｂとして、パッキン２２をこの保持部
１８およびハウジング２０の当接部２４とによって、挟
持させる構成としたので、燃焼室の熱よりパッキン２２
を保護することができるとともに、パッキン２２の厚さ
をはじめて厚くすることができたので、接触面積を大き
くさせ、気密性をも向上させることができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関のスパ−クプ
ラグに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスパークプラグは、図８の如く、
中心電極１を内包している絶縁碍子２の燃焼室に露出し
ている碍子脚部２ａと、この絶縁碍子２を保持するハウ
ジング３との間の気密を保つためのパッキン４が挟持さ
れている。

【０００３】このパッキン４によって、絶縁碍子２とハ
ウジング３との間の気密を保っている。しかし、近年、
二輪や四輪のエンジン出力が上がり、スパークプラグの
熱害に対する影響が増すとともに、燃焼室の燃焼時の圧
力および温度が上昇傾向にあり、絶縁碍子２とハウジン
グ３との間の気密を保つためのパッキン４の耐熱性の向
上が望まれてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来で
は、図８の如く、図示しない燃焼室にパッキン４の側面
４ａが露出した状態となっているため、例えば、パッキ
ン材料等を改良するなどして、パッキン自体によって、
燃焼室内の熱に対する耐熱性を向上させなくてはいけな
かった。

【０００５】しかし、このパッキンは、単に耐熱性の向
上だけでなく、さらには、絶縁碍子２とハウジング３と
の間の気密性をも十分満足させる必要があり、このよう
なパッキン材料を見出すことは、困難なことであった。

【０００６】また、気密性を単に向上させようとする場
合には、パッキンの締めつけ圧力を上げることによっ
て、気密性自体は達成することができるが、パッキンの
締めつけ力を上げることは、碍子脚部２ａおよびハウジ
ング３に多大な内部応力を内在させることになり、特に
ハウジングの耐久性に影響を与えてしまうという問題が
生じてしまう。

【０００７】そこで、本発明では、ハウジングと碍子脚
部との気密性が高くさらに、耐熱性にも優れた気密部材
の取付構造を有したスパークプラグを提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、中心電極を内包する絶縁碍子と、該絶
縁碍子の外周表面に形成され、段差形状をなす保持部
と、中空形状をなし、前記絶縁碍子の前記保持部と当接
可能な当接部を内周表面に形成されたハウジングと、前
記ハウジングによって、前記絶縁碍子を保持する際にお
いて、前記絶縁碍子の前記保持部と前記ハウジングの前
記当接部との間隔が０より大きくかつ０．５ｍｍ以下と
なるように、前記絶縁碍子の保持部と前記ハンジングの
前記当接部との間に挟持される気密部材とからなる内燃
機関用スパークプラグを提供する。

【０００９】

【作用】本発明では、絶縁碍子に段差形状をなす保持部
を絶縁碍子の外表面に形成したので、気密部材が保持部
の段差部分によって保持される。そのため、ハウジング
と絶縁碍子との間に挟持される気密部材が外気にさらさ
れる部分を、ハウジングの当接部と絶縁碍子の保持部と
の間隔である０．５ｍｍ以下という微小の間隔とするこ
とができ、気密部材が外気から受ける熱の面積を少なく
させることができる。よって、外気が高温であっても、
気密部材が劣化しないようにすることができる。

【００１０】さらに、段差形状を有する保持部に気密部
材を保持したので、気密部材の厚みを厚くすることがで
き、従来と比べて、絶縁碍子と気密部材との接触面積を
大幅に大きくし、この接触面積に比例して、気密性もま
た向上させることができた。

【００１１】

【発明の効果】本発明によって、気密性及び耐熱性にす
ぐれた気密部材を保持する構造を有する内燃機関用スパ
ークプラグを提供することができた。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例のスパークプラ
グの断面構成図を示す。１０はアルミナ磁器より成る絶
縁碍子である。この絶縁碍子１０には、軸方向に軸穴１
０ａが形成されている。そして、この軸穴１０ａには、
耐熱、耐食性を有する導電性金属で、例えばニッケル合
金よりなる中心電極１２が内包され、その一端が図示し
ない燃焼室に露出される。また、この中心電極１２の一
端１２ａには、ハウジング２０に固定されている接地電
極２１とともに、放電ギャップＧを形成している。ま
た、中心電極１２の他端１２ｂには、導電性ガラスシー
ル層１４を介して、炭素鋼からなる中軸１６と電気的に
導通されている。さらに、絶縁碍子１０の外周部には、
後述する保持部１８が形成されている。

【００１３】２０は、ハウジングで耐熱、耐食性のある
導電性金属で構成しており、絶縁碍子１０を内包してい
る。そして、ハウジング２０は、内周面に形成されると
ともに、絶縁碍子の保持部１８に保持された気密部材で
あるパッキン２２を介して当接する当接部２４とかしめ
パッキン２６を介したかしめ部２８とによって、絶縁碍
子１０を固定している。

【００１４】図２は、第１実施例の特徴部分である絶縁
碍子１０とハウジング２０との当接部分の拡大図を示
す。絶縁碍子１０の外周面には、段差形状となった保持
部１８が形成されている。この保持部１８は、図２の如
く、絶縁碍子１０の中段部１０ａと碍子脚部１０ｂとの
境界部に形成されており、テーパ部１８ａと段部１８ｂ
とから構成されている。また、パッキン２２は、絶縁碍
子１０の保持部１８とハウジング２０との間に挟持され
ている。第１実施例では、保持部１８の段差部１８ｂの
高さｈを０．８ｍｍ及びパッキン２２が介在されている
際の絶縁碍子１０の保持部１８とハウジング２０の当接
部２４との間隔ｌは、０．１ｍｍとした。

【００１５】次に、第１実施例の内燃機関用スパークプ
ラグの製造方法を述べる。第１実施例では、絶縁碍子１
０の母体１０ａの径をａ、絶縁碍子１０の保持部１８の
段差部１８ｂの高さをｈ、段差部１８ｂの径をｂ、パッ
キン２２の内径をｃ、パッキン２２の外径をｄ、パッキ
ン２２の厚さをｔ、ハウジング２０の内径をｅとした
時、以下の寸法条件とした。

【００１６】ａ＝φ９．１５ｍｍ ｂ＝φ７．２ｍｍ
ｈ＝０．８ｍｍ ｃ＝φ７．４ｍｍ ｄ＝φ９．１ｍｍ ｔ＝１．０ｍｍ ｅ＝φ９．
２ｍｍ 以上の形状を有する絶縁碍子１０の保持部１８、パッキ
ン２２及びハウジング２０を用意したのち、ハウジング
２０内の当接部２４にパッキン２２を挿入し、その後、
絶縁碍子１０をハウジング２０内に挿入し、ハウジング
２０内に絶縁碍子１０を固定する。

【００１７】図４は、ハウジング２０内への絶縁碍子１
０の固定方法を示す説明図である。絶縁碍子１０をハウ
ジング２０内に固定するには、絶縁碍子１０をハウジン
グ２０内に挿入させ、絶縁碍子１０の保持部１８とハウ
ジング２０の当接部２４とをパッキン２２を介して当接
させるとともに、かしめ部２８にて、かしめパッキン２
６を介して、固定する。このかしめ部２８による固定
は、図４に示す如く、ジグ３０ａをかしめ部２８に当接
させ、さらにジグ３０ｂをハウジング２０の底面２０ｂ
に当接させ、ジグ３０ａおよびジグ３０ｂを挟むように
することによって、かしめ部２８をかしめる。さらに、
かしめ時においては、ハウジング２０の調整部３２に通
電加熱させながらかしめを進行させ、かしめ部２８のか
しめが終了し次第、通電加熱を中止し、冷却させる。こ
の冷却によって、パッキン２２がハウジング２０の当接
部２４と絶縁碍子１０の保持部１８とによって構成され
る空間内でさらに挟持され、この空間内においてパッキ
ン２２が充填されることとなる。

【００１８】尚、絶縁碍子１の保持部１８は、スパ−ク
プラグの成形、研削と同じく、同時に形成されるもので
ある。第１実施例によれば、パッキン２２は、保持部１
８の段差部１８ｂによって、図示しない燃焼室と隔離さ
れ、僅かに段差部１８ｂと当接部２４との隙間ｌだけが
燃焼室の熱にさらされるのみとなる。そのため、燃焼室
の温度が高温になったとしても、パッキン２２は、段差
形状となった保持部１８がない場合と比べて、非常に微
小な範囲のみが燃焼室の高温にさらされるだけでよいの
で、パッキン２２全体が受ける熱が従来よりはるかに少
なくて済む。そのため、燃焼室の温度が例え非常に高温
であったとしても、従来の材質よりなるパッキン２２で
あっても十分に耐えることができるのである。

【００１９】図５は、第１実施例のスパークプラグのパ
ッキンと図９に示される従来のスパークプラグのパッキ
ンの場合との耐熱性を比較した比較図を示す。尚、従来
のスパークプラグの構成に採用されたパッキンの大きさ
と第１実施例に採用されたパッキンの大きさとは同一の
ものを使用した。また、耐熱性を示す数値は、火花点火
時期で示されている。

【００２０】図５より明らかなように、第１実施例を採
用することによって、上記理由の如く、耐熱性を大幅に
向上させることができた。以上のように、第１実施例で
は、段差形状となった保持部１８を採用したことによ
り、外気からの熱影響は、隙間ｌの寸法に関係し、従来
の如くパッキンの厚みが厚い程、外気にさらされる面積
が大きくなり、耐熱性が劣化することがなくなった。

【００２１】さらには、パッキン２２の厚みを大きくす
ることがはじめてできたので、パッキンと絶縁碍子の保
持部およびパッキンとハウジングの当接部との密着面積
を大きくすることができ、より密着力の優れた構成とす
ることができた。

【００２２】さらにまた、第１実施例においては、保持
部１８のテーパ部１８ａ、段部１８ｂおよび当接部２４
によって構成されるほぼ閉ざされた空間内にパッキン２
２をを充填させることができるので、パッキン２２の弾
性力を有効に絶縁碍子１０とハウジング２０との密閉力
に用いることができた。

【００２３】表１は、第１実施例のスパークプラグと従
来のスパークプラグ（図８参照）のそれぞれの場合の絶
縁碍子の保持部とパッキン及びハウジングの当接部とパ
ッキンとの密着面積を示す。尚、それぞれのパッキン厚
さも合わせて記載した。

【００２４】（以下余白） 表１よりあきらかなように、第１実施例においては、従
来の比べてより大きな密着面積を得ることができたの
で、従来の比べて気密性の優れたパッキン保持構造を得
ることができたことがわかる。

【００２５】さらにまた、図示しない燃焼室にさらされ
る絶縁碍子１０の碍子脚部１０ｂが高温になったとして
も、絶縁碍子１０がパッキン２２を介して、ハウジング
２０と接触する接触面積が上述のように、従来の比べて
大きくすることができたので、熱が伝導しやすくなり、
絶縁碍子の耐熱性さらには、スパークプラグ自身の耐熱
性をも向上させることができた。

【００２６】上記第１実施例においては、保持部１８と
当接部２４との隙間ｌを０．１ｍｍ、保持部１８の段部
１８ｂの高さを０．８ｍｍとしたが、本発明はこの寸法
に限られるものではなく、他の寸法でもよい。以下、こ
の寸法に関して検討する。

【００２７】図６は、隙間ｌと耐熱性との関係を示す特
性図である。耐熱性を示す指標は、図５の耐熱性と同一
の指標を用いた。図６より明らかなように、隙間ｌは、
０．５ｍｍ以下の場合、高い耐熱性を得ることが分か
る。

【００２８】また、隙間ｌは、０である場合、絶縁碍子
の保持部とハウジングの当接部とが接触することにな
り、保持部または当接部の破損という問題が生じてしま
い好ましくない。

【００２９】図７は、同一組付け力に於ける、パッキン
初期厚さと組付け後のパッキン厚さに対する気密限界温
度及び気密洩れ量の関係を示す特性図である。ここで、
気密限界温度とは、洩れ量が１ｃｃ／分以上となる温度
とした。また、αを初期パッキン厚さ、βを組付け後の
パッキン厚さとした。

【００３０】図７より明らかなように、パッキン厚さを
厚くすることによって、気密限界温度が上昇し、洩れ量
も低下することができることが分かる。即ち、パッキン
厚さは、組付け後のパッキン厚さで、０．３ｍｍ、好ま
しくは、気密洩れ量を考慮すると、０．６ｍｍがよいこ
とがわかる。

【００３１】しかし、パッキン厚さは、従来よりも厚く
することができれば、気密限界温度も気密洩れ量も向上
させることができるのであるから、従来よりもパッキン
厚さを厚くすることができる本発明の特徴部分である保
持部の段部ｈが少しでも形成してあればよいことが分か
る。しかしながら、段差部ｈの形成において、少なくと
も０．１ｍｍ以上でないと非常に製作が困難であり、
０．１ｍｍ以上が好ましい。

【００３２】以上のように、本発明においては、絶縁碍
子の保持部構造をテーバ部と段差部として、パッキンを
この保持部とハウジングの当接部とによって、挟持させ
る構成としたので、燃焼室の熱よりパッキンを保護する
ことができるとともに、パッキン厚さをはじめて厚くす
ることができたので、接触面積を大きくさせ、気密性を
も向上させることができた。さらには、接触面積を大き
くすることにより、ハウジングと絶縁碍子との接触面積
をも大きくしたことになり、絶縁碍子の熱を有効にハウ
ジングへ伝えることができた。

【００３３】尚、本発明における気密部材としては、使
用前の硬度がＨｖ＝１００〜１５０である鉄、銅、ニッ
ケル等の金属パッキンであってもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のスパークプラグの断面図
である。

【図２】本発明のスパークプラグの絶縁碍子とハウジン
グとの当接部の拡大図である。

【図３】本発明のスパークプラグの絶縁碍子とハウジン
グとの寸法を示す説明図である。

【図４】本発明のスパークプラグの組み立てを説明する
説明図である。

【図５】本発明と従来のスパークプラグに対する耐熱性
を比較した比較図である。

【図６】本発明の隙間ｌに対するパッキンの耐熱性の関
係を示す関係図である。

【図７】パッキン厚さに対する気密限界温度及び気密洩
れ量との関係を示す関係図である。

【図８】従来のスパークプラグにおける絶縁碍子とハウ
ジングとの当接部の拡大図である。

【符号の説明】

１０ 絶縁碍子 １８ 保持部 ２０ ハウジング ２２ パッキン（気密部材） ２４ 当接部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心電極を内包する絶縁碍子と、 該絶縁碍子の外周表面に形成され、段差形状をなす保持
   部と、 中空形状をなし、前記絶縁碍子の前記保持部と当接可能
   な当接部を内周表面に形成されたハウジングと、 前記ハウジングによって、前記絶縁碍子を固定する際に
   おいて、前記絶縁碍子の前記保持部と前記ハウジングの
   前記当接部との間隔が０より大きくかつ０．５ｍｍ以下
   となるように、前記絶縁碍子の保持部と前記ハンジング
   の前記当接部との間に挟持される気密部材とからなるこ
   とを特徴とする内燃機関用スパークプラグ。