JP6678199B2 - スパークプラグ - Google Patents

Description

本発明はスパークプラグに関し、特に絶縁体の外周に伝熱部材が固定されるスパークプラグに関するものである。

内燃機関に結合するおねじが形成された筒状の主体金具に絶縁体が保持されるスパークプラグが知られている。特許文献１には、金属製のスリーブ（伝熱部材）が絶縁体の外周面にろう接されたスパークプラグが開示されている。特許文献１のスパークプラグは、燃焼ガスによって加熱された絶縁体の熱の一部は熱伝導によってスリーブに移動し、さらにスリーブから主体金具へ移動する。

米国特許出願公開第２０１１／０２２７４７２号明細書

しかしながら上記従来の技術では、スリーブ（伝熱部材）を絶縁体に接合するろう材と絶縁体との濡れ性や反応性、スリーブと絶縁体との線膨張係数の違いによって絶縁体に生じる応力などの様々なパラメータを制御しなければならず、その制御が煩雑である。

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、絶縁体から主体金具への熱移動を確保し、さらに伝熱部材を絶縁体に簡易に固定できるスパークプラグを提供することを目的としている。

この目的を達成するために本発明のスパークプラグは、先端側から後端側へと軸線の方向に延びる筒状の絶縁体と、絶縁体の外周に固定され自身の外周面の一部におねじが形成された筒状の主体金具と、を備える。絶縁体は、自身の外周側であり主体金具のおねじと軸線の方向に重なる部分に溝が形成され、溝の中に伝熱部材の少なくとも一部が配置される。軸線を通り軸線に沿った断面において、溝の深さは、溝の先端側の開口端または後端側の開口端の少なくともいずれか一方に向かうにつれて小さくなる。

請求項１記載のスパークプラグによれば、絶縁体の外周面に形成された溝の中に伝熱部材の少なくとも一部が配置されるので、簡易に伝熱部材を絶縁体に固定できる。さらに、溝は、先端側の開口端または後端側の開口端の少なくともいずれか一方に向かうにつれて深さが小さくなるので、熱により主体金具に対する絶縁体の軸線方向の長さが変化したり、吸気や排気などにより燃焼室の圧力が変化したりして、絶縁体の溝が伝熱部材に当たると、伝熱部材は径方向の内側を向く反力を絶縁体に加えることができる。これにより伝熱部材と絶縁体とを密着させ易くできるので、絶縁体の熱の一部を熱伝導によって伝熱部材に移動させ易くし、さらに伝熱部材から主体金具へ移動させることができる。よって、絶縁体から主体金具への熱移動を確保できる。
伝熱部材は、溝の先端向き面および後端向き面のいずれかに接触するので、伝熱部材の線膨張係数と絶縁体の線膨張係数との違いによって伝熱部材が軸線方向に膨張しても、絶縁体に生じる軸線方向の応力を抑制できる。その結果、伝熱部材と絶縁体との線膨張差による絶縁体の破損を防止できる。

請求項２記載のスパークプラグによれば、絶縁体の溝における先端向き面が、溝の開口端に向かうにつれて後端側に位置するように傾斜している、又は、絶縁体の溝における後端向き面が、溝の開口端に向かうにつれて先端側に位置するように傾斜している。これにより、絶縁体に曲げ荷重が加わったときに溝の隅に生じる応力を緩和できるので、請求項１の効果に加え、溝が起点となる絶縁体の破損を抑制できる。

請求項３記載のスパークプラグによれば、伝熱部材は、後端面が先端向き面に沿って傾斜している、又は、先端面が後端向き面に沿って傾斜しているので、溝の先端向き面や後端向き面と伝熱部材との接触面積を大きくできる。よって、請求項２の効果に加え、熱伝導によって絶縁体の熱を伝熱部材にさらに移動させ易くできる。

請求項４記載のスパークプラグによれば、伝熱部材は主体金具の内周面の一部に接触しているので、請求項１から３のいずれかの効果に加え、熱伝導によって伝熱部材の熱を主体金具に移動させることができる。

請求項５記載のスパークプラグによれば、伝熱部材は環の一部が欠けた形状なので、請求項１から４のいずれかの効果に加え、伝熱部材を環の径方向に弾性変形させて、主体金具と伝熱部材との接触面積を大きくし、熱伝導によって伝熱部材の熱を主体金具に移動させ易くすることができる。

請求項６記載のスパークプラグによれば、伝熱部材は、軸線の方向の長さが、軸線と直交する方向の長さよりも長いので、伝熱部材が装着される溝の深さを浅くできる。その結果、請求項１から５のいずれかの効果に加え、溝の部分の絶縁体の機械的強度を確保できる。

第１実施の形態におけるスパークプラグの片側断面図である。 伝熱部材の斜視図である。 図１のＩＩＩで示す部分の部分拡大図である。 第２実施の形態におけるスパークプラグの部分拡大図である。 第３実施の形態におけるスパークプラグの部分拡大図である。 第４実施の形態におけるスパークプラグの部分拡大図である。

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は第１実施の形態におけるスパークプラグ１０の軸線Ｏを境にした片側断面図である。図１では、紙面下側をスパークプラグ１０の先端側、紙面上側をスパークプラグ１０の後端側という（他の図においても同じ）。図１に示すようにスパークプラグ１０は、絶縁体１１及び主体金具４０を備えている。

絶縁体１１は、高温下の絶縁性や機械的特性に優れるアルミナ等により形成された略円筒状の部材である。絶縁体１１は、軸線Ｏに沿って軸孔１２が貫通する。軸孔１２の先端側には、先端側に向かって縮径する縮径部１３が形成されている。絶縁体１１は、軸線Ｏに沿って先端側から順に先端部１４、張出部１５及び後端部１６が連接されている。張出部１５は、絶縁体１１のうち外径が最も大きい部分である。

張出部１５の先端側に隣接する先端部１４は、絶縁体１１のうち主体金具４０の胴部４１（後述する）の内側に配置される部分である。先端部１４は、先端側から後端側へ順に、第１部１７、第２部１８、第３部１９が隣接している。第１部１７は、第１部１７の軸線Ｏ方向の全長に亘って外径が略同一の円筒状の部位である。第２部１８は、後端側へ向かうにつれて外径が大きくなる円錐台状の部位である。第３部１９は、第３部１９の軸線Ｏ方向の全長に亘って外径が略同一の円筒状の部位である。第３部１９の外径は第１部１７の外径よりも大きい。径方向の内側へ向かって凹む溝２０が、第３部１９に形成されている。本実施形態では、溝２０は第３部１９の全周に亘って形成されている。溝２０には伝熱部材３０が装着されている。

図２は伝熱部材３０の斜視図である。伝熱部材３０は、外周面３１と内周面３２とを有する円筒状の部材であり、熱伝導性や耐酸化性に優れる金属材料（例えばステンレス鋼など）で形成されている。伝熱部材３０は、環の一部を欠く切れ目３５が、軸線Ｏに沿って直線状に形成されている。

本実施形態では、伝熱部材３０の外周面３１の軸線方向の長さは、伝熱部材３０の内周面３２の軸線方向の長さよりも長い。外周面３１と内周面３２とを連絡する後端面３３は、径方向の内側へ向かうにつれて先端側（図２下側）に位置するように傾斜している。外周面３１と内周面３２とを連絡する先端面３４は、径方向の内側へ向かうにつれて後端側（図２上側）に位置するように傾斜している。

図１に戻って説明する。中心電極３６は、軸孔１２の先端側に挿入され軸線Ｏに沿って絶縁体１１に保持される棒状の電極である。中心電極３６は絶縁体１１の縮径部１３に係止され、先端が絶縁体１１から突出する。中心電極３６は、熱伝導性に優れる芯材が電極母材に埋設されている。電極母材は、Ｎｉを主体とする合金またはＮｉからなる金属材料で形成されており、芯材は銅または銅を主成分とする合金で形成されている。芯材は省略できる。

端子金具３７は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成される。端子金具３７は、軸孔１２内で中心電極３６と電気的に接続されている。

主体金具４０は、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成された略円筒状の部材である。主体金具４０は、絶縁体１１の先端部１４を取り囲む胴部４１と、胴部４１の後端側に連接される座部４２と、座部４２を挟んで胴部４１の反対側に連接される後端部４３と、を備えている。後端部４３は、座部４２よりも肉厚が薄い薄肉部４４と、薄肉部４４から径方向の外側に突出する工具係合部４５と、を備えている。

胴部４１は、内燃機関（図示せず）のねじ穴に螺合するおねじ４６が外周に形成されている。おねじ４６は、内燃機関（図示せず）のねじ穴に係合して主体金具４０を内燃機関に固定する。軸線Ｏに垂直な平面で胴部４１を切断した断面において、胴部４１の内周面４７の形状は、軸線Ｏを中心とする円である。胴部４１の内径は、胴部４１の軸線方向の全長に亘って同一に設定されている。常温（１５〜２５℃）において伝熱部材３０（図２参照）が荷重を受けていないときの伝熱部材３０の外径は、胴部４１の内径とほぼ同じである。

座部４２は、内燃機関に対するおねじ４６のねじ込み量を規制すると共に、おねじ４６とねじ穴との隙間を塞ぐための部位である。薄肉部４４は、主体金具４０を絶縁体１１に組み付けるときに、塑性変形させて加締め固定するための部位である。工具係合部４５は、内燃機関のねじ穴におねじ４６をねじ込むときに、レンチ等の工具を係合させる部位である。

接地電極４８は、主体金具４０の胴部４１に接合される棒状の金属製（例えばニッケル基合金製）の部材である。接地電極４８と中心電極３６との間に火花ギャップが形成される。本実施の形態では、接地電極４８は屈曲している。主体金具４０の薄肉部４４及び工具係合部４５の径方向の内側であって絶縁体１１の張出部１５の後端側に、タルク等が充填されたシール材４９が配置される。シール材４９により絶縁体１１と主体金具４０との間の気密性が確保される。

図３は図１（軸線Ｏを含む断面図）のＩＩＩで示す部分の部分拡大図である。スパークプラグ１０の軸線Ｏを含む断面において、溝２０は、溝底２１が軸線Ｏ（図１参照）と略平行である。溝２０は、溝底２１の後端から後端側の開口端２２に向かうにつれて深さが次第に小さくなり、溝底２１の先端から先端側の開口端２４に向かうにつれて深さが次第に小さくなる。

溝底２１の後端に隣接する溝２０の先端向き面２３は、開口端２２に向かうにつれて後端側に位置するように傾斜する円錐状に形成されており、溝底２１の先端に隣接する溝２０の後端向き面２５は、開口端２４に向かうにつれて先端側に位置するように傾斜する円錐状に形成されている。軸線Ｏを含む断面において、溝底２１と先端向き面２３とのなす角θ１は９０°よりも大きく、溝底２１と後端向き面２５とのなす角θ２は９０°よりも大きい。θ１及びθ２は１８０°より小さい。

伝熱部材３０は、内周面３２の軸線方向の長さが、溝２０の溝底２１の軸線方向の長さより短い。伝熱部材３０の後端面３３は、溝２０の先端向き面２３に沿って傾斜する円錐状に形成されている。伝熱部材３０の先端面３４は、溝２０の後端向き面２５に沿って傾斜する円錐状に形成されている。これにより、伝熱部材３０の後端面３３が溝２０の先端向き面２３に接触すると、伝熱部材３０の先端面３４と溝２０の後端向き面２５との間に隙間ができる。同様に、伝熱部材３０の先端面３４が溝２０の後端向き面２５に接触すると、伝熱部材３０の後端面３３と溝２０の先端向き面２３との間に隙間ができる。

伝熱部材３０は、軸線方向の最大の長さＬ１（本実施形態では外周面３１の長さ）が、軸線Ｏ（図１参照）と直交する方向の長さＬ２よりも長い。同様に伝熱部材３０は、内周面３２の軸線方向の長さが、長さＬ２より長い。本実施形態では、伝熱部材３０の外周面３１は胴部４１の内周面４７に接触している。絶縁体１１の第３部１９と胴部４１の内周面４７との間には隙間がある。

スパークプラグ１０は、例えば、以下のような方法によって製造される。まず、中心電極３６を絶縁体１１の軸孔１２に挿入し、中心電極３６の先端が絶縁体１１から露出するように配置する。次いで、端子金具３７と中心電極３６との導通を確保しつつ、端子金具３７を絶縁体１１の後端に固定する。次に、伝熱部材３０に絶縁体１１の先端部１４を先端側から挿入すると、第２部１８及び第３部１９が、切れ目３５の間隔を広げて伝熱部材３０を弾性変形させる。伝熱部材３０は、絶縁体１１の溝２０に装着されると復元して切れ目３５の間隔が狭まる。

次いで、接地電極４８が予め接合された主体金具４０に絶縁体１１を挿入し、胴部４１の内周面４７に伝熱部材３０の外周面３１を接触させる。主体金具４０に絶縁体１１を挿入するときの伝熱部材３０の外周面３１と胴部４１の内周面４７との摩擦によって、伝熱部材３０は溝２０の先端向き面２３に接触する。主体金具４０の後端を曲げて主体金具４０を絶縁体１１に組み付けた後、接地電極４８が中心電極３６と対向するように接地電極４８を曲げ加工し、スパークプラグ１０を得る。

スパークプラグ１０は、内燃機関（図示せず）のねじ穴に主体金具４０のおねじ４６を締結して内燃機関に取り付けられる。内燃機関が作動すると絶縁体１１が加熱される。絶縁体１１の熱は、溝２０に装着された伝熱部材３０を介して主体金具４０の胴部４１に伝えられた後、おねじ４６から内燃機関へ伝えられる。

伝熱部材３０は溝２０に装着されて絶縁体１１に固定されるので、ろう材によって伝熱部材を絶縁体１１に接合する場合に比べて、ろう材と絶縁体１１との濡れ性や反応性、伝熱部材と絶縁体１１との線膨張係数の違いによって絶縁体１１に生じる応力などの様々なパラメータを制御しなくても済むようにできる。従って、伝熱部材３０を絶縁体１１に簡易に固定することができ、さらに、伝熱部材３０が固定された絶縁体１１の信頼性を容易に確保できる。

溝２０の中に伝熱部材３０の少なくとも一部が配置されるので、溝２０によって絶縁体１１に対する伝熱部材３０の軸線方向の位置が定められる。これにより、スパークプラグ１０が取り付けられる内燃機関の振動などによってスパークプラグ１０の熱価が変化しないようにできる。

スパークプラグ１０は、絶縁体１１の軸線方向における溝２０の位置、伝熱部材３０の大きさや熱伝導率などによって熱価が定められる。その結果、胴部４１の内周面４７の形状が異なる主体金具４０を熱価毎に準備しなくても済むようにできるので、主体金具４０の準備品の数を減らすことができる。

内燃機関のねじ穴に主体金具４０のおねじ４６が締結されると、おねじ４６（胴部４１）が軸線方向へ引き伸ばされ、軸力が発生する。伝熱部材３０は、胴部４１と伝熱部材３０との摩擦によって主体金具４０の軸線方向に対する位置が規制されているだけで、胴部４１と一体化されていないので、おねじ４６の締結によって胴部４１が軸線方向へ伸びても、伝熱部材３０は絶縁体１１に軸線方向の力をほとんど加えない。従って、おねじ４６の締結により絶縁体１１が破損しないようにできる。

溝２０は、溝底２１から開口端２２に向かうにつれて深さが小さくなるので、熱により主体金具４０に対する絶縁体１１の軸線方向の長さが変化したり、吸気や排気などにより燃焼室の圧力が変化したりして、伝熱部材３０の後端面３３に溝２０が当たるときに、伝熱部材３０は径方向の内側を向く反力を絶縁体１１に加えることができる。これにより、伝熱部材３０と絶縁体１１とを軸線方向に密着させ易くできる。その結果、絶縁体１１の熱の一部を熱伝導によって伝熱部材３０に移動させ易くし、さらに伝熱部材３０から主体金具４０へ移動させることができる。よって、絶縁体１１から主体金具４０への熱移動を確保できる。その結果、プレイグニッション（過早着火）の発生を抑制できる。

同様に、溝２０は、溝底２１から開口端２４に向かうにつれて深さが小さくなるので、伝熱部材３０の先端面３４に溝２０が当たるときに、伝熱部材３０と絶縁体１１とを密着させ易くできる。その結果、熱伝導により絶縁体１１の熱を伝熱部材３０に移動させ易くできる。

溝２０の先端向き面２３は、開口端２２に向かうにつれて後端側に位置するように傾斜しているので（θ１＞９０°）、絶縁体１１の第１部１７や第２部１８に曲げ荷重が加わったときに溝２０の後端側の隅に生じる応力を緩和できる。よって、溝２０を起点に絶縁体１１を破損させ難くできる。

同様に、溝２０の後端向き面２５は、開口端２４に向かうにつれて先端側に位置するように傾斜しているので（θ２＞９０°）、絶縁体１１の第１部１７や第２部１８に曲げ荷重が加わったときに溝２０の先端側の隅に生じる応力を緩和できる。よって、溝２０を起点に絶縁体１１を破損させ難くできる。

伝熱部材３０は、後端面３３が先端向き面２３に沿って傾斜しているので、先端向き面２３と伝熱部材３０との接触面積を大きくできる。よって、熱伝導により絶縁体１１の熱を伝熱部材３０にさらに移動させ易くできる。同様に、伝熱部材３０は、先端面３４が後端向き面２５に沿って傾斜しているので、後端向き面２５と伝熱部材３０との接触面積を大きくし、熱伝導を促進できる。

伝熱部材３０は主体金具４０の内周面４７に接触しているので、熱伝導によって伝熱部材３０から主体金具４０への熱移動を促進できる。伝熱部材３０は環の一部が欠けた形状なので、スパークプラグ１０を製造するときに、切れ目３５を広げて伝熱部材３０を環の径方向に弾性変形させ、絶縁体１１の溝２０に伝熱部材３０を装着し易くできる。

常温において伝熱部材３０が荷重を受けていないときの伝熱部材３０の外径は、主体金具４０の胴部４１の内径とほぼ同じなので、内燃機関が作動して熱によって伝熱部材３０が膨張すると、伝熱部材３０の外径が拡大して伝熱部材３０と胴部４１とが密着する。よって、伝熱部材３０から主体金具４０への熱伝導を促進できる。主体金具４０は伝熱部材３０の外径の拡大を規制するが、伝熱部材３０の切れ目３５が、熱膨張による伝熱部材３０の伸びを吸収する。

伝熱部材３０は切れ目３５の部分を除いて、外周面３１の全体が主体金具４０の胴部４１に接触できるので、伝熱面積を確保できる。よって、伝熱部材３０から主体金具４０への熱伝導による熱移動を促進できる。

熱により主体金具４０に対する絶縁体１１の軸線方向の長さが変化したり、吸気や排気などにより燃焼室の圧力が変化したりして、伝熱部材３０の後端面３３や先端面３４に溝２０が当たると、溝２０の先端向き面２３や後端向き面２５の傾きによって、径方向の外側を向く力が伝熱部材３０に加えられる。伝熱部材３０は、弾性変形によって切れ目３５の間隔を広げて外径を拡大できるので、絶縁体１１と伝熱部材３０とを軸線方向に密着させ、さらに伝熱部材３０と主体金具４０とを径方向に密着させ易くできる。その結果、絶縁体１１や主体金具４０と伝熱部材３０との接触面積を大きくできるので、絶縁体１１から主体金具４０への熱伝導をさらに促進できる。

伝熱部材３０は、軸線Ｏの方向の長さＬ１が、軸線Ｏと直交する方向の長さＬ２よりも長いので、伝熱部材３０が装着される溝２０の深さを浅くできる。その結果、溝２０の部分の絶縁体１１の径方向の厚さを確保し、絶縁体１１の機械的強度や絶縁耐力を確保できる。

また、伝熱部材３０は、溝底２１に沿って配置される内周面３２の軸線方向の長さが長さＬ２より長いので、溝底２１からの伝熱に寄与する伝熱部材３０の面積を拡大できる。その結果、伝熱部材３０の溝底２１から伝熱部材３０の内周面３２への熱伝達（対流）や熱伝導により、絶縁体１１から伝熱部材３０への熱移動を促進できる。

伝熱部材３０をＬ１＞Ｌ２とすることにより、溝２０の深さを浅くし、溝２０が形成される第３部１９の外径と伝熱部材３０の内径との差を小さくできる。これにより、溝２０の後端側の開口端２２を主体金具４０の内周面４７に近づけられるだけでなく、溝２０に装着するときに伝熱部材３０が通過する先端側の開口端２４も主体金具４０の内周面４７に近づけることができる。その結果、伝熱部材３０から主体金具４０への熱伝導に加え、第３部１９から主体金具４０へ熱伝達（対流）し易くできるので、絶縁体１１から主体金具４０への熱移動をさらに促進できる。

少なくとも常温において、溝２０の先端向き面２３又は後端向き面２５と伝熱部材３０とは離間するので、伝熱部材３０の線膨張係数と絶縁体１１の線膨張係数との違いによって伝熱部材３０が軸線方向に膨張しても、絶縁体１１に生じる軸線方向の応力を抑制できる。その結果、伝熱部材３０と絶縁体１１との線膨張差による絶縁体１１の破損を防止できる。

少なくとも常温において、伝熱部材３０の内周面３２は溝底２１とわずかに離間する。これにより、絶縁体１１の熱膨張により溝底２１の径が拡大しても、絶縁体１１に生じる径方向の応力を抑制できる。よって、絶縁体１１の破損を防止できる。

図４を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施形態では、溝２０の先端向き面２３及び後端向き面２５が、軸線Ｏを含む断面において、軸線Ｏに対して直線状に傾斜する場合について説明した。これに対し第２実施形態では、溝５１の先端向き面５４及び後端向き面５６が、軸線Ｏ（図１参照）を含む断面において凹状に湾曲する場合について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図４は第２実施の形態におけるスパークプラグ５０の部分拡大図である。図４は、図３と同様に、図１のＩＩＩで示す部分の部分拡大図である（図５及び図６においても同じ）。

スパークプラグ５０の軸線Ｏを含む断面において、溝５１は、溝底５２から後端側の開口端５３に向かうにつれて深さが次第に小さくなり、溝底５２から先端側の開口端５５に向かうにつれて深さが次第に小さくなる。溝底５２の後端に隣接する先端向き面５４は、開口端５３に向かうにつれて後端側に位置する凹状の湾曲面をもつ。溝底５２の先端に隣接する後端向き面５６は、開口端５５に向かうにつれて先端側に位置する凹状の湾曲面をもつ。

伝熱部材６０は、環の一部が欠けた切れ目３５（図２参照）を有する円筒状の金属製の部材である。伝熱部材６０の後端面６３は、溝５１の先端向き面５４に沿って傾斜する凸状の湾曲面をもつ。伝熱部材６０の先端面６４は、溝５１の後端向き面５６に沿って傾斜する凸状の湾曲面をもつ。

伝熱部材６０は、伝熱部材６０の後端面６３が溝５１の先端向き面５４に接触すると、伝熱部材６０の先端面６４と溝５１の後端向き面５６との間に隙間ができるように、軸線方向の長さが設定されている。同様に伝熱部材６０は、伝熱部材６０の先端面６４が溝５１の後端向き面５６に接触すると、伝熱部材６０の後端面６３と溝５１の先端向き面５４との間に隙間ができる。伝熱部材６０は、軸線方向の長さＬ１（本実施形態では外周面６１の長さ）が、軸線Ｏ（図１参照）と直交する方向の長さＬ２よりも長い。本実施形態では、伝熱部材６０の外周面６１は胴部４１の内周面４７に接触している。

第２実施形態では、軸線Ｏを含む断面において、溝５１の開口端５３から溝底５２を経て開口端５５に至る形が曲線状なので、絶縁体１１の第１部１７や第２部１８に曲げ荷重が加わったときに溝５１に生じる応力を緩和できる。よって、溝５１を起点に絶縁体１１を破損させ難くできる。

伝熱部材６０は、伝熱部材６０の内周面６２及び後端面６３が、溝５１の溝底５２及び先端向き面５４に接触できるように形状が設定されているので、熱伝導に寄与する絶縁体１１と伝熱部材６０との接触面積を確保できる。よって、絶縁体１１から伝熱部材６０への熱移動を促進できる。

図５を参照して第３実施の形態について説明する。第１実施形態では、軸線Ｏを含む断面において、溝底２１が軸線Ｏに平行な場合について説明した。これに対し第３実施形態では、軸線Ｏ（図１参照）を含む断面において、軸線Ｏに対して溝底７２が傾斜する場合について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図５は第３実施の形態におけるスパークプラグ７０の部分拡大図である。

スパークプラグ７０の軸線Ｏを含む断面において、溝７１は、溝底７２が、先端側に向かうにつれて軸線Ｏに近づくように傾斜している。溝７１は、溝底７２の後端から後端側の開口端７３に向かうにつれて深さが次第に小さくなり、溝底７２の先端から先端側の開口端７５に向かうにつれて深さが次第に小さくなる。溝７１の先端側の開口端７５は、後端側の開口端７３よりも径方向の内側に位置する。

溝底７２の後端に隣接する先端向き面７４は、開口端７３に向かうにつれて後端側に位置するように傾斜する円錐状に形成されている。溝底７２の先端に隣接する後端向き面７６は、開口端７５に向かうにつれて先端側に位置するように傾斜する円錐状に形成されている。軸線Ｏを含む断面において、溝底７２と先端向き面７４とのなす角θ１は９０°＜θ１＜１８０°であり、溝底７２と後端向き面７６とのなす角θ２は９０°＜θ２＜１８０°である。

伝熱部材８０は、環の一部が欠けた切れ目３５（図２参照）を有する円筒状の金属製の部材である。伝熱部材８０は、伝熱部材８０の内周面８２の軸線方向の長さが、溝底７２の軸線方向の長さより短い。伝熱部材８０の後端面８３は、溝７１の先端向き面７４に沿って傾斜する円錐状に形成されている。伝熱部材８０の先端面８４は、溝７１の後端向き面７６に沿って傾斜する円錐状に形成されている。連絡面８５は、伝熱部材８０の外周面８１と先端面８４との間を連絡する円環状の面である。

伝熱部材８０は、軸線方向の最大の長さＬ１（本実施形態では外周面８１の長さ）が、軸線Ｏ（図１参照）と直交する方向の最大の長さＬ２よりも長い。本実施形態では、伝熱部材８０の外周面８１は胴部４１の内周面４７に接触している。絶縁体１１の第３部１９と胴部４１の内周面４７との間には隙間がある。

第３実施形態では、溝７１の先端側の開口端７５が、後端側の開口端７３よりも径方向の内側に位置するので、絶縁体１１のうち溝７１よりも先端側の部分と胴部４１の内周面４７との間隔を拡大できる。その結果、胴部４１の内周面４７と絶縁体１１の先端部１４との間に侵入した燃焼ガスに含まれるカーボンが先端部１４の表面に付着することによって生じる絶縁抵抗の低下を抑制できる。よって、耐汚損性を向上できる。

図６を参照して第４実施の形態について説明する。第２実施形態では、溝５１の先端向き面５４及び後端向き面５６が、軸線Ｏを含む断面において凹状に湾曲する場合について説明した。これに対し第４実施形態では、溝９１の先端向き面９４及び後端向き面９６が、軸線Ｏを含む断面において凸状に湾曲する場合について説明する。なお、第１実施形態と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図６は第４実施の形態におけるスパークプラグ９０の部分拡大図である。

スパークプラグ９０の軸線Ｏを含む断面において、溝９１は、溝底９２の後端から後端側の開口端９３に向かうにつれて深さが次第に小さくなり、溝底９２の先端から先端側の開口端９５に向かうにつれて深さが次第に小さくなる。溝底９２の後端に隣接する先端向き面９４は、径方向の外側へ凸の湾曲面をもち、溝底９２の先端に隣接する後端向き面９６は、径方向の外側へ凸の湾曲面をもつ。

伝熱部材１００は、環の一部が欠けた切れ目３５（図２参照）を有する円筒状の金属製の部材である。軸線Ｏを含む断面において、伝熱部材１００の後端面１０３及び先端面１０４は軸線Ｏに垂直な平面である。伝熱部材１００は、軸線方向の長さＬ１が、軸線Ｏ（図１参照）と直交する方向の長さＬ２よりも長い。伝熱部材１００の長さＬ１は、溝底９２の軸線方向の長さよりも短い。

本実施形態では、伝熱部材１００の外周面１０１は胴部４１の内周面４７に接触している。伝熱部材１００は、常温において、溝底９２の直径よりも内径が大きいので、伝熱部材１００の内周面１０２と溝底９２との間に隙間ができる。伝熱部材１００は、伝熱部材１００の後端面１０３が先端向き面９４に接触すると、伝熱部材１００の先端面１０４と後端向き面９６との間に隙間ができる。同様に伝熱部材１００は、先端面１０４が後端向き面９６に接触すると、後端面１０３と先端向き面９４との間に隙間ができる。

第４実施形態では、溝底９２から開口端９３，９５に向かうにつれて溝９１の深さが小さくなるので、熱により主体金具４０に対する絶縁体１１の軸線方向の長さが変化したり、吸気や排気などにより燃焼室の圧力が変化したりして、先端向き面９４や後端向き面９６のうち軸線Ｏに対して傾いている曲面の部分に、伝熱部材１００の後端面１０３や先端面１０４に溝９１が当たると、伝熱部材１００は径方向の内側を向く反力を絶縁体１１に加えることができる。これにより、第１実施形態から第３実施形態と同様に、伝熱部材１００と絶縁体１１とを軸線方向に密着させ易くできる。その結果、絶縁体１１から主体金具４０への熱移動を確保できるので、プレイグニッション（過早着火）の発生を抑制できる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

実施形態では、伝熱部材３０，６０，８０，１００の材質としてステンレス鋼を例示したが、必ずしもこれに限られるものではない。耐酸化性や熱伝導性に優れるクロム等の他の金属材料、炭化ケイ素やＴｉＢ_２，ＺｒＢ_２等のセラミックス、カーボン等を用いることは当然可能である。また、金属等の母材の表面をカーボンやセラミックス等でコーティングしたものを伝熱部材３０，６０，８０，１００とすることは当然可能である。

実施形態では、伝熱部材３０，６０，８０，１００に、軸線Ｏに沿う直線状の切れ目３５が形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。軸線Ｏに対して切れ目３５をねじれの位置に形成したり、切れ目３５を曲線状にしたりすることは当然可能である。なお、伝熱部材３０，６０，８０，１００の切れ目３５は必ずしも必要ではない。切れ目の無い円環状の伝熱部材を用いる場合には、例えば、伝熱部材を加熱して伝熱部材の内径を拡大させてから絶縁体１１に伝熱部材を装着する。

実施形態では、シール材４９により絶縁体１１と主体金具４０との間の気密性を確保する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。気密性を確保するために、絶縁体１１の張出部１５の先端面と主体金具４０の座部４２の内周面との間にパッキンを配置することは当然可能である。パッキンは、主体金具４０を構成する金属材料よりも軟質の軟鋼板等の金属材料で形成される円環状の板材である。パッキンを配置することにより、シール材４９を省略できる。

第１実施形態では、少なくとも常温において、伝熱部材３０の内周面３２が溝底２１と離間する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。伝熱部材３０の内周面３２と溝底２１とが接触するように、各々の寸法を設定することは当然可能である。伝熱部材３０の内周面３２と溝底２１とを接触させることにより、熱伝導による絶縁体１１から伝熱部材３０への熱移動を促進できる。

第３実施形態では、軸線Ｏを含む断面において、主体金具４０の内周面４７が軸線Ｏに平行な場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。先細りのテーパ状に形成された溝底７２に合わせて、主体金具４０の胴部４１の内径を、先端側へ向かうにつれて縮径させることは当然可能である。この場合には、内径が縮径する主体金具４０の胴部４１に合わせて、伝熱部材８０の肉厚を設定する。これにより絶縁体１１と主体金具４０の胴部４１との距離を近づけられるので、絶縁体１１から主体金具４０への熱伝達（対流）による熱移動を促進できる。

第４実施形態では、伝熱部材１００の後端面１０３と内周面１０２とが交わる角、及び、先端面１０４と内周面１０２とが交わる角が伝熱部材１００に形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。それらの角に丸みを付けたり、面取りを施したりすることは当然可能である。角に丸みを付けたり角に面取りを施したりして角面や丸面を形成することにより、伝熱部材１００（角面や丸面）と絶縁体１１との接触面積を大きくし、さらに、伝熱部材１００が絶縁体１１に当たったときの先端向き面９４や後端向き面９６の損傷を抑制できる。

実施形態では、溝２０，５１，７１，９１の深さが、後端側の開口端２２，５３，７３，９３に向かうにつれて小さくなり、且つ、先端側の開口端２４，５５，７５，９５に向かうにつれて小さくなる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。後端側の開口端２２，５３，７３，９３、又は、先端側の開口端２４，５５，７５，９５の少なくともいずれか一方に向かうにつれて溝２０，５１，７１，９１の深さが小さくなっていれば良いことは当然である。溝２０，５１，７１，９１の深さが小さくなっている部分で、伝熱部材３０，６０，８０，１００と絶縁体１１とを密着させ易くできるからである。

１０，５０，７０，９０ スパークプラグ
１１ 絶縁体
２０，５１，７１，９１ 溝
２２，５３，７３，９３ 後端側の開口端
２４，５５，７５，９５ 先端側の開口端
２３，５４，７４，９４ 先端向き面
２５，５６，７６，９６ 後端向き面
３０，６０，８０，１００ 伝熱部材
３３，６３，８３，１０３ 後端面
３４，６４，８４，１０４ 先端面
４０ 主体金具
４７ 内周面
４６ おねじ
Ｌ１，Ｌ２ 長さ
Ｏ 軸線

Claims (6)

1. 先端側から後端側へと軸線の方向に延びる筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の外周に固定され自身の外周面の一部におねじが形成された筒状の主体金具と、を備えるスパークプラグであって、
   前記絶縁体は、自身の外周側であり前記主体金具の前記おねじと前記軸線の方向に重なる部分に溝が形成され、
   前記溝の中に伝熱部材の少なくとも一部が配置され、
   前記軸線を通り前記軸線に沿った断面において、前記溝の深さが、前記溝の先端側の開口端または後端側の開口端の少なくともいずれか一方に向かうにつれて小さくなり、
   前記伝熱部材は、前記溝の先端向き面および後端向き面のいずれかに接触するスパークプラグ。
2. 前記先端向き面は、前記溝の開口端に向かうにつれて後端側に位置するように傾斜している、又は、前記後端向き面は、前記溝の開口端に向かうにつれて先端側に位置するように傾斜している請求項１記載のスパークプラグ。
3. 前記伝熱部材は、後端面が前記先端向き面に沿って傾斜している、又は、先端面が前記後端向き面に沿って傾斜している請求項２記載のスパークプラグ。
4. 前記伝熱部材は、前記主体金具の内周面の一部に接触している請求項１から３のいずれかに記載のスパークプラグ。
5. 前記伝熱部材は、環の一部が欠けた形状である請求項１から４のいずれかに記載のスパークプラグ。
6. 前記伝熱部材は、前記軸線の方向の長さが、前記軸線と直交する方向の長さよりも長い請求項１から５のいずれかに記載のスパークプラグ。

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