JP2000266186A

JP2000266186A - ガスケット及びガスケット付きスパークプラグ

Info

Publication number: JP2000266186A
Application number: JP11075385A
Authority: JP
Inventors: Hideki Teramura; 英己寺村; Wataru Matsutani; 渉松谷
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1999-03-19
Filing date: 1999-03-19
Publication date: 2000-09-26
Also published as: DE60013014D1; DE60013014T2; US6489709B1; EP1039601A1; EP1039601B1

Abstract

(57)【要約】【課題】スパークプラグにおいて、適度な締付け力が
維持された状態で接地電極の位置調整を、簡単かつ不具
合なく行うことができるガスケットを提供する。【解決手段】スパークプラグのねじ部７の基端部に嵌
め込まれたガスケット７０が、リング状の板部材に対
し、周方向に稜線を生じさせる曲げ又は丸め加工を、そ
の半径方向の異なる位置に複数回施す形で形成される。
該ガスケット７０は、中心軸線Ｏを含む平面による断面
をとったときに、該平面上にて中心軸線Ｏと平行で、か
つ当該断面により切り取られる部分が３ケ所以上生ずる
仮想的な平行基準線ＰＢを引くことが可能である。ま
た、かつ中心軸線Ｏ方向の変形前の最大寸法Ｈが２．５
ｍｍ以上とされる。該ガスケット７０は、その締付けの
適性圧力範囲６〜１２ｋｇｆ／ｍｍ^２において、ねじ部
７のねじ山０．５ピッチ以上、すなわちねじ０．５回転
分以上の螺進量に対応する圧縮変位αの変化量Δαが確
保される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスケット及びそ
のガスケットを有するスパークプラグに関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関、例えば自動車用等のガソリン
エンジンの点火に使用されるスパークプラグは、主体金
具の外周面に形成された取付ねじ部により、エンジンの
シリンダヘッドに取り付けて使用される。ここで、多く
のスパークプラグでは、主体金具の取付ねじ部の基端部
外側には、シリンダヘッド側の取付ねじ孔の周縁部と主
体金具との間をシールする環状のガスケットが装着され
る。一般にガスケットは、リング状の板部材を径方向に
曲げ加工して構成されたものが多く、取付ねじ部をねじ
孔にねじ込むことにより、取付ねじ部の基端側に形成さ
れたフランジ状のガスケット受け部と、ねじ孔の開口周
縁部との間で潰れるように圧縮され、ねじ孔とガスケッ
ト受け部との間をシールする。

【０００３】ここで、ガスケットによるシール性を確保
するには、該ガスケットに適度な圧縮力が付加されるよ
う、ねじ部の締付けトルクを調整することが重要であ
る。そのため、各種スパークプラグ毎に、良好なシール
性を得るための推奨締付けトルク範囲が設定されてい
る。図１４は、従来型のガスケットを用いたときの締付
けトルクと、ねじ部の螺進に伴うガスケットの圧縮変位
αとの関係を示すものである。これまでのガスケット
は、変形初期においてはその曲げ部に圧縮荷重が集中
し、締付け初期段階の低荷重領域で大きく潰れ変形す
る。この領域では、シールに必要な締付け力はほとんど
稼ぐことができない。

【０００４】ところが、変形が進行して、潰れを許容す
るための空隙部が少なくなると、さらに圧縮変形を進行
させるには大きな荷重が必要となり、締付けトルクは一
転急増する形となる。図１４に示すように、上記従来の
ガスケットでは、斜線領域で示すスパークプラグの推奨
締付けトルクの範囲が、一般にこの急増領域の途中に存
在する形となる。これからも明らかなように、推奨締付
けトルク範囲が得られるガスケット変形量αの範囲は非
常に狭いことがわかる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】最近の自動車用エンジ
ン等においては、排気ガス規制が強化されるに伴い、混
合気もリーン領域のものが多く使用されるようになって
きている（いわゆるリーンバーンエンジン）。リーンの
混合気は燃料混合比率が低いため、図１３に示す燃焼室
Ｋ内におけるスパークプラグ２００の接地電極２０４
と、混合気の導入方向（あるいは吸気バルブの位置）と
の関係によっては、混合気の火花ギャップｇへの流入が
接地電極２０４に遮られて点火ミスを生じることがあ
る。そのため、このようなエンジンにおいては、ねじ部
２０１ａのねじ込み終了の角度位置が、接地電極２０４
が点火に最適な位置となるように指定されていることが
多い。

【０００６】しかしながら、スパークプラグのねじ部２
０１ａを、必要なシール状態が得られるまでねじ込んだ
ときに、接地電極２０４は必ずしも上記最適点火位置に
位置するとは限らない。この場合、接地電極２０４を指
定された位置に合わせるために、ねじ部２０１ａをさら
に締め込むか、逆に緩めることを行うと、前述の通り推
奨締付けトルクとなるガスケット変形量αの範囲が極め
て狭いため、トルクは推奨範囲をすぐに外れてしまうこ
とになる。例えば、追加の締め込みによりトルクが大き
い側に外れた場合は、ガスケット２０６やねじ部２０１
ａが損傷してシール性が損なわれたり、甚だしい場合に
は主体金具をねじ切って締まったりするトラブルにつな
がる。他方、ねじ部を緩めてトルクが小さい側に外れた
場合は、十分なシール力が得られなくなり、ガス漏れ等
のトラブルにつながる。

【０００７】なお、ねじ部２０１ａのねじ山の開始端と
接地電極２０４との位置関係を一定化することで、狭い
推奨トルク範囲内で接地電極２０４の位置も最適化でき
るようにしたスパークプラグも提案されている（例えば
特開平１１−１３６１３）。しかしながら、この方法で
は、主体金具のねじ山開始位置に合わせて接地電極２０
４の取り付け位置を決めなければならないため手間がか
かり、作業も長時間化するので、製造能率の低下とコス
トアップにつながることはいうまでもない。

【０００８】本発明の課題は、スパークプラグを含めた
各種ねじ付部材において、適度な締付け力が維持された
状態で、取付ねじ部のねじ込み角度位置の調整を比較的
広範囲で行うことができ、ひいてはねじ付部材に取り付
けられた接地電極等の位置調整を、簡単かつ不具合なく
行うことができるガスケットと、そのガスケットを有す
るスパークプラグとを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明
は、ねじ付部材のねじ部に対し外側から同心的に装着さ
れる環状形態をなし、該ねじ部が取付部に形成されたね
じ孔に螺合した状態において、ねじ付部材のねじ部基端
側に外向きに張り出す形態で形成された環状のガスケッ
ト受け部と、ねじ孔の開口周縁部との間で圧縮されるこ
とにより、ねじ孔とガスケット受け部との間をシールす
るガスケットに関するものである。そして、上記課題を
解決するためにその第一の構成は、ガスケットを軸方向
に圧縮したときの圧縮荷重Ｆと、ガスケットの圧縮変位
αとの関係を測定するとともに、ガスケットの初期外径
を２Ｒ1、同内径を２Ｒ2として、ガスケットへの付加圧
力ＰをＦ／｛π（Ｒ1^２−Ｒ2^２）｝にて算出したとき
に、該Ｐが６〜１２ｋｇｆ／ｍｍ^２となる範囲に対応す
る、圧縮変位αの変化量Δαが０．５ｍｍ以上に確保さ
れていることを特徴とする。また、本発明のガスケット
を有するねじ付部材は、上記ねじ付部材と、本発明のガ
スケットとを備えたことを特徴とする。

【００１０】すなわち、上記構成では、ガスケット受け
部とねじ孔の開口周縁部との間でガスケットを圧縮しな
がら、ねじ部を取付部のねじ孔にねじ込む際に、ガスケ
ットへの適度な締付け力が生ずる圧力Ｐの範囲（以下、
適性圧力範囲という）として６〜１２ｋｇｆ／ｍｍ^２を
設定する。そして、該適性圧力範囲に対応する圧縮変位
αの変化量Δαが０．５ｍｍ以上確保されるようにガス
ケットを構成することで、上記適度な締付け力が維持さ
れた状態で、ねじ部のねじ込み角度位置の調整を比較的
広範囲で行うことがことが可能となる。

【００１１】本発明のガスケットが特に有効なねじ付部
材としては、自動車エンジン等の内燃機関に使用される
スパークプラグを例示することができる。該スパークプ
ラグは、一般に、軸状の中心電極と、両端が開放する筒
状に形成され、中心電極の外側に配置される主体金具
と、その主体金具の前端側開口縁に結合されて中心電極
の前端部と対向し、該中心電極との間に火花放電ギャッ
プを形成する接地電極と、主体金具の後端側開口部から
自身の後端部を突出させた状態で該主体金具の内側に配
置されるとともに軸方向の貫通孔を有し、その貫通孔内
に中心電極が配置される絶縁体とを備えたものとして構
成される。この場合、ねじ部とガスケット受け部とは主
体金具の外周面に形成される。

【００１２】スパークプラグに本発明のガスケットを適
用することで、次のような効果が達成される。すなわ
ち、前記したように、最近のリーンバーンエンジンにお
いては、混合気への点火の確実性を向上させるために、
接地電極が点火に最適な位置となるように、ねじ部のね
じ込み終了の角度位置が指定されるケースが多い。ここ
で、ガスケットの寸法や材質には一定のばらつきがあ
り、他方、製造能率上の問題から、ねじ部のねじ山開始
端と接地電極との間の位置関係も一定していないのが通
常である。そのため、ガスケットへの圧力レベル（換言
すれば締付けトルク）が、ある一定の目標値に到達する
までねじ部をねじ込んだときに、接地電極は必ずしも上
記最適点火位置に位置するとは限らず、例えば目標位置
から大きくずれてしまうこともありうる。

【００１３】しかしながら、本発明のガスケットによれ
ば、ガスケットへの適度な締付け力が生ずる上記適性圧
力範囲内にて圧縮変位の変化量Δαが０．５ｍｍ以上確
保されるようになっており、このΔαに対応するねじ回
転量範囲も広い。その結果、適切な締付け力が確保され
た状態で、ねじ部を比較的大きな角度範囲で回転させる
ことができるようになり、接地電極の位置調整を問題な
く行うことが可能となる。そして、ねじ部のねじ山開始
端と接地電極との間の位置関係も特に管理する必要はな
くなるから、特願平特開平１１−１３６１３に開示され
た従来技術のような製造能率低下の心配もない。

【００１４】この場合、ガスケットへの付加圧力Ｐが６
〜１２ｋｇｆ／ｍｍ^２となる、上記適性圧力範囲に対応
するガスケットの圧縮変位αの変化量Δαが、ねじ部の
ねじ山０．５ピッチ分の螺進距離以上に確保されている
のがよい。このことは、ガスケットへの適度な締付け力
が生ずる該圧力範囲内にて、ねじ部を０．５回転以上回
転できることを意味している。従って、ねじ部のねじ込
み角度位置の調整を、０．５回転以上の広範囲で行うこ
とが可能となる。なお、変化量Δαは望ましくはねじ山
１ピッチ分（ねじ部１回転分）以上確保されているのが
よい。

【００１５】上記ガスケットは、具体的には、リング状
の板部材に対し、周方向に稜線を生じさせる曲げ又は丸
め加工を、その半径方向の異なる位置に複数回施す形で
形成され、自身の中心軸線を含む平面による断面をとっ
たときに、平面上にて中心軸線と平行で、かつ当該断面
により切り取られる部分が３ケ所以上生ずる仮想的な平
行基準線を引くことが可能であり、かつ中心軸線方向の
初期最大寸法が２．５ｍｍ以上となるように構成され
る。

【００１６】リング状の板部材に上記のように複数回の
曲げ加工を施して得られるガスケットにおいて、その断
面が平行基準線を２以上の異なる位置にて切り取るとい
うことは、本発明の一例として後に詳述する図２のガス
ケット１０を例にとれば、図１２（ａ）に示すように、
そのガスケット断面が、平行基準線ＰＢに対するある切
取部分Ｓｇ1から、方向転換部ＤＣ1を経て隣の切取部分
Ｓｇ2に至る形状になっているということである。ガス
ケットを中心軸線Ｏの向きにつぶれ変形させるとき、そ
の変形は主に上記方向転換部における挫屈変形によって
担われる。そして、平行基準線ＰＢが断面により３ケ所
以上切り取られるということは、断面のこのような方向
転換部が２ケ所以上存在するということを意味する。本
発明者らは、この構造を前提として、ガスケットの中心
軸線方向の初期最大寸法（すなわち、つぶれ変形させる
前のガスケットの高さ：以下、ガスケット高さとも称す
る）を２．５ｍｍ以上確保することで、ガスケットへの
適度な締付け力が維持された状態で、ねじ部のねじ込み
角度位置の調整を比較的広範囲で行うことが可能となる
ことを見い出し、本発明を完成するに至ったのである。

【００１７】本発明の採用により上記の効果が達成され
る理由については、次のように推測している。まず、加
圧初期段階では、各方向転換部が主に弾性的に橈み変形
するので、変位増大に伴い圧力（応力）が比較的大きく
上昇する形となる（第一ステージ）。加圧力があるレベ
ルに達すると、方向転換部に塑性変形を伴う挫屈が開始
し、変位増大に対する圧力増加の勾配が緩くなる（第２
ステージ）。本発明においては、ガスケット高さを２．
５ｍｍ以上に設定することで、挫屈変形の主役を担う部
分の合計長さが従来のガスケットよりも大きくなってお
り、さらにこれが、２以上の方向転換部の形でガスケッ
ト内に分散していることから、ねじ部のねじ込み角度位
置の調整を比較的広範囲で行うことが可能な第二ステー
ジの圧力レベルを、ガスケットへの適度な締付け力が維
持されるレベルにまで高めることができる。

【００１８】なお、ガスケット高さが２．５ｍｍ未満で
は、ガスケットへの適度な締付け力が維持された状態
で、ねじ部のねじ込み角度位置の調整を広範囲で行うこ
とが困難となる。他方、ガスケット高さの上限値は、例
えばスパークプラグにガスケットを適用した場合は、圧
縮によりつぶれ変形した際の径寸法の増大により、取付
部（プラグホール）側の座繰り部内周面等と干渉する等
の不具合を生じないよう、適宜定める必要がある。これ
は、変形前のガスケット幅によっても異なるが、概ね
４．５ｍｍ以下の範囲にてガスケット高さを調整するこ
とが望ましい。なお、ガスケット高さは、より望ましく
は２．７〜３．５ｍｍ範囲にて調整するのがよい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図１に、本発明のガスケットを有す
るねじ付部材の一例として、ガスケット付スパークプラ
グ１５０を、その取付状態で示している。スパークプラ
グ１５０は、筒状の主体金具１、その主体金具１の内側
に嵌め込まれた絶縁体２、絶縁体２の内側に配置された
中心電極３、及び主体金具１に一端が溶接等により結合
されるとともに他端側が中心電極３の先端部と対向する
接地電極４等を備えている。また、接地電極４と中心電
極３との間には火花放電ギャップｇが形成されている。

【００２０】主体金具１の前端側外周面にはねじ部７が
形成されるとともに、その取付けねじ部７よりも後端側
において主体金具１の外周面には、周方向に沿うフラン
ジ状のガスシール部（ガスケット受け部）１ｆが外向き
に突出して形成されている。このねじ部７の外径は１８
ｍｍ以下（例えば、１８ｍｍ、１４ｍｍ、１２ｍｍ、１
０ｍｍ等）とされる。なお、１ｅは、主体金具１を取り
付ける際に、スパナやレンチ等の工具を係合させる工具
係合部であり、六角状の軸断面形状を有している。スパ
ークプラグ１５０は、ねじ部７において取付部としての
シリンダヘッドＳＨ側のねじ孔Ｓ1に取り付けられ、燃
焼室Ｋに供給される混合気への着火源として使用され
る。そして、そのねじ部７の基端部には、本発明のガス
ケット７０がはめ込まれている（図１では、ガスケット
７０は圧縮前の状態となっている）。

【００２１】図２はガスケット７０の一例を示すもので
ある。該ガスケット７０は、環状の金属板素材に対し、
その径方向に１ケ所ないし２ケ所以上設定された曲げ位
置において、それぞれ周方向の曲げ部を形成することに
より得られる環状に形成されている。そして、図３に示
すように、ガスケット７０は、取付けねじ部７の先端側
から、基端部外周に形成されたガスシール部１ｆに対し
て同心的に装着され、取付けねじ部７をねじ孔Ｓ1に螺
合させてこれを締め込むことにより、ガスシール部１ｆ
とねじ孔Ｓ1の開口周縁部との間で、図４（ｃ）に示す
ように、軸線方向に圧縮されてつぶれるように変形し、
ねじ孔Ｓ1と取付けねじ部７との間の隙間をシールする
役割を果たす。

【００２２】上記ガスケット７０は、軸線方向に圧縮力
が加わると、その周方向の曲げ部の少なくとも１つのも
のにおいて曲げ変形が進み、その曲げ部両側の部分が上
記軸線方向に互いに接近する形で全体が圧縮変形する。
そして、その圧縮変形に伴い生ずる弾性復帰力により、
ガスシール部１ｆのシール面１ｋと、ねじ孔Ｓ1の開口
周縁部ＳＰに対し各接触面を密着させてシール作用を生
じさせることとなる。

【００２３】本実施例のガスケット７０においては、図
２（ｂ）に示すように、環状の金属板部材の内縁側から
外縁側に向けて、第一〜第五の曲げ部１７１〜１７５
（各々周方向の稜線部を形成する）がこの順序で形成さ
れている。そして、第一〜第四の曲げ部１７１〜１７４
は曲げの向きが同じとされ、第五の曲げ部１７５はこれ
らと曲げの向きが逆となっている。これら曲げ部１７１
〜１７５により、ガスケット７０は第一〜第六部分１８
１〜１８６に分けて捕えることができる。このうち、第
二及び第三の曲げ部１７２，１３２の間に位置する第三
部分１８３は、その外面側が平坦とされてガスシール部
１ｆ（図１）とのシール面を形成する。また、第一部分
〜第五部分１８１〜１８５は、ガスケット７０の内縁側
に張り出す第一の袋状部１８７を形成する。該第一の袋
状部１８７において、第二部分１８２及び第四部分１８
４は、それぞれガスケット７０の中心軸線方向に立ち上
がるとともに、半径方向に互いに対向する壁部を構成す
る。他方、第五部分１８５及び第六部分１８６は、ガス
ケットの外縁下部を構成するヘアピン状断面の第二の袋
状部１８８を形成し、これが第五部分を共有化する形で
第一の袋状部１８７の外周側に結合された形となってい
る。そして、図４（ｂ）に示すように、その第六部分１
８６あるいは第五の曲げ部分１７５の外面側は、ガスケ
ット７０の圧縮変形状態において、ねじ孔Ｓ1の開口周
縁部ＳＰとのシール面を形成することとなる。なお、第
一の袋状部１８７の内縁下面部もシール面を形成する場
合がある。

【００２４】この実施例では、各曲げ部の曲率半径を大
きくして全体に丸みを持たせるとともに、ガスシール部
１ｆとの当接面１８７ａを内側に引っ込む形で若干傾け
た構造となっている。これにより、当接面１８７ａの外
縁付近にてガスケット受け部と線接触の形で当接する形
となり、シール性が高められる。

【００２５】上記のガスケット７０の中心軸線Ｏを含む
平面による断面の形状は、すでに図１２（ａ）を用いて
説明した通り、中心軸線Ｏを含む平面による断面をとっ
たときに、該平面上にて中心軸線Ｏと平行で、かつ当該
断面により切り取られる部分（切取部分）が３ケ所以
上、この実施例ではＳｇ1〜Ｓｇ4の４ケ所生ずる、仮想
的な平行基準線ＰＢを引くことが可能な形状となってい
る。ここで、本発明においては、中心軸線Ｏに対する切
取部分が３ケ所以上生ずる平行基準線がどこかに引けれ
ばよく、例えば図１２（ｂ）のガスケットにおけるＰ
Ｂ’やＰＢ”のように、基準線を引く位置によっては、
生ずる切取部分の数が少なくなる場合があってもよいの
である。なお、図１２（ｂ）は、図２のガスケット７０
の１つの変形例を示しており、図２における第四の曲げ
部１７４を形成せず、第四部分１８４と第五部分１８５
とを直線状に一体化するとともに、第三の曲げ部１７３
をやや鋭角に形成したものに相当する。

【００２６】図２のガスケット７０は、中心軸線Ｏの方
向の圧縮前のガスケット高さＨ（初期最大寸法）は２．
５ｍｍ〜４．５ｍｍ、望ましくは２．７ｍｍ〜３．５ｍ
ｍに調整されている。

【００２７】スパークプラグ１５０をねじ孔（プラグホ
ール）Ｓ1に締め込むときの、本実施例のガスケット７
０の変形挙動は、例えば図４に示すようなものになると
推測される。まず、変形の初期の段階では、第二の袋状
部１８８により第一部分１８１が押し上げられ、主に第
一の曲げ部１７１の曲げ角度を縮小させる形で変形が進
行する。これにより、図４（ｂ）に示すように、第二の
袋状部１８８及び第一の袋状部１８７の各下縁部がねじ
孔Ｓ1の開口周縁部に当接した状態となる。その後の変
形挙動を図５の模式図にて説明すれば、ガスケット７０
の壁部を構成する第二部分１８２及び第四部分１８４
（これらは、図１２にて説明した各方向転換部ＤＣ1及
びＤＣ2の要部をなすものである）が主に弾性的に橈み
変形し、変位増大に伴い圧力（応力）が比較的大きく上
昇する形となる（第一ステージ）。加圧力があるレベル
に達すると、第二部分１８２及び第四部分１８４には塑
性変形を伴う挫屈が開始し、変位増大に対する圧力増加
の勾配が緩くなる（第２ステージ）。

【００２８】そして、上記ガスケット７０は、図２に示
すガスケットの初期外径を２Ｒ1、同内径を２Ｒ2、圧縮
荷重をＦとして、ガスケットへの付加圧力ＰをＦ／｛π
（Ｒ1^２−Ｒ2^２）｝にて算出したときに、図５の変形曲
線において、該Ｐが６〜１２ｋｇｆ／ｍｍ^２となる範囲
（適性圧力範囲：第二ステージに相当）に対応する、圧
縮変位αの変化量Δαが０．５ｍｍ以上確保されるもの
となっている。

【００２９】また、ねじ部７のねじ山ピッチの観点から
見た場合は、上記適性圧力範囲に対応する、ガスケット
の圧縮変位αの変化量Δαが、ねじ部７のねじ山０．５
ピッチ分の螺進距離以上（望ましくに１ピッチ分以上）
に確保されている。なお、図４（ａ）に、ねじ山１ピッ
チ分の螺進距離をｄpを示しているが、多くのスパーク
プラグにおいてこの値は１．０〜１．２５ｍｍ程度であ
る。

【００３０】上記適性圧力範囲は、トルクレンチ等の工
具を用いて、スパークプラグ１５０をねじ孔Ｓ1に対し
締め込んだときに、ねじ部７等への破損が起こらない範
囲で良好なシール性が確保できる、推奨締付けトルクの
範囲に対応して設定されたものである。具体的には、ス
パークプラグをエンジンに取付けたときに、振動等によ
る緩みが発生せず、かつ取付ねじ部７のねじ山つぶれ等
による気密性低下を招かない範囲である。なお、スパー
クプラグの推奨締付けトルクは、ねじ部７の外径によっ
て異なるが、圧力換算すると、ねじ部７の寸法によらず
おおむね上記範囲の値となる。具体的なねじ径毎の推奨
締付けトルクの範囲は、例えば以下のようなものであ
る。・ねじ径１０ｍｍ：１．０〜１．２ｋｇｆ・ｍ。・ねじ径１２ｍｍ：１．５〜２．０ｋｇｆ・ｍ。・ねじ径１４ｍｍ：２．５〜３．０ｋｇｆ・ｍ。・ねじ径１８ｍｍ：３．５〜４．０ｋｇｆ・ｍ。なお、これら推奨締付けトルクの範囲は、ガスケットの
表面状態によって変化することがある。例えば、ガスシ
ール部１ｆ（図１）あるいはねじ孔Ｓ1の開口周縁との
接触部において、ガスケット表面に油が付着していた
り、面粗さが小さくなっている場合には、締付け時の摩
擦が減じて上記推奨締付けトルクの下限値を下げること
ができる場合がある。

【００３１】以下、上記ガスケット７０の作用について
説明する。例えば、図１において接地電極４が点火に最
適な位置となるように、ねじ部７のねじ込み終了の角度
位置が指定されている場合、接地電極４の位置合わせが
なされると同時に、ガスケット７０への締付け圧力も十
分な圧力が確保される状態になっていなければならな
い。そして、上記ガスケット７０によれば、ガスケット
７０への適度な締付け力が生ずる図５の適性圧力範囲内
にて、圧縮変位の変化量Δαが０．５ｍｍ以上確保され
ており、このΔαに対応するねじ回転量範囲も、０．５
〜１回転以上と広い。その結果、図３（ｂ）に示すよう
に、適切な締付け力が確保された状態で、ねじ部７を比
較的大きな角度範囲で回転させることができるようにな
り、接地電極４の位置調整を問題なく行うことが可能と
なる。

【００３２】なお、図１２において、ガスケット７０の
断面形状としては、本実施例のように、自身の中心軸線
Ｏを含む平面による断面をとったときに、その平面上に
て中心軸線Ｏと直交し、かつ当該断面により切り取られ
る部分（Ｑｇ1〜Ｑｇ4）が２ケ所以上生ずる仮想的な直
交基準線ＶＢを引くことが可能なものとなっていること
が望ましい。これによれば、圧縮時の挫屈変形に寄与す
る部分が、ガスケットの半径方向に並列的に形成される
ので、図５の第２ステージの圧力レベルを従来のガスケ
ットよりも高める上でより都合がよく、結果として、ガ
スケット７０への適度な締付け力が生ずる適性圧力範囲
内にて、圧縮変位の変化量Δαを０．５ｍｍ以上確保す
るという、本発明の目的をさらに達成しやすくなる（後
述の、図６〜図９に示すガスケット７２〜７５において
も同様）。

【００３３】また、前記適性圧力範囲に対応する、ガス
ケットの圧縮変位αの変化量Δαを、ねじ部７のねじ山
０．５ピッチ分の螺進距離以上（望ましくに１ピッチ分
以上）に確保する観点においては、ガスケットの中心軸
線方向の最大寸法（ガスケット高さＨ）を、上記ねじ山
２ピッチ分に相当する長さよりも大きく設定することが
さらに望ましい。

【００３４】他方、本発明のガスケット付きスパークプ
ラグにおいては、ねじ部７の外径をＤ（ｍｍ）として、
ガスケット７０の初期内径が０．９８５Ｄ（ｍｍ）以
上、同じく初期外径が１．４５Ｄ（ｍｍ）以下であり、
かつガスケット７０の初期外径を２Ｒ1（ｍｍ）、同内
径を２Ｒ2（ｍｍ）として、｛π（Ｒ1^２−Ｒ2^２）｝に
て規定されるガスケット面積Ｓが、８Ｄ〜１０Ｄ（ｍｍ
^２）となっているのがよい。ガスケット７０の初期内径
が０．９８５Ｄ未満になると、ガスケットをねじ部７に
取り付けるのが困難になる。また、初期外径が１．４５
Ｄを超えると、図１に示すように、多くのシリンダヘッ
ドＳＨにおいて形成されているねじ孔Ｓ1開口部の座繰
り部Ｓ2の内面とガスケット７０とが干渉して、スパー
クプラグの取付けが困難になる場合がある。また、ガス
ケットが座繰り部Ｓ2の内径よりも径大になるとガスケ
ットのつぶれ変形が阻害され、シール性の不足を招く場
合がある。他方、ガスケット面積Ｓが８Ｄ未満になる
と、ガスケットの半径方向の幅が不足し、シール性が不
十分となる場合がある。また、ガスケット面積Ｓが１０
Ｄを超えるとガスケットの半径方向の幅が逆に過剰とな
り、スパークプラグの取付けが困難になる場合がある。

【００３５】また、ガスケット７０を構成する金属板材
の材質は、次のような条件を満たしたものを選定するこ
とが望ましい。適度な強度を有しつつも圧縮に伴う塑性変形が比較的
にスムーズに生ずること。プレス加工等による製造が容易であること。耐食性が良好であること。

【００３６】該条件を満たす材質としては、オーステナ
イト系ステンレス鋼を例示できる。例えば、日本工業規
格に定められた下記の規格番号の材質が使用可能である
（代表的なものについては、Ｆｅ以外の主要成分（重量
％）も併記している）：ＳＵＳ２０１、ＳＵＳ２０２、
ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０１Ｊ、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ
３０２Ｂ、ＳＵＳ３０４（Ｃｒ：１８．０〜２０．０、
Ｎｉ：８．０〜１０．５）、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３
０４Ｎ１、ＳＵＳ３０４Ｎ２、ＳＵＳ３０４ＬＮ、ＳＵ
Ｓ３０５、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１０Ｓ（Ｃｒ：２
４．０〜２６．０、Ｎｉ：１９．０〜２２．０）、ＳＵ
Ｓ３１６（Ｃｒ：１６．０〜１８．０、Ｎｉ：１０．０
〜１４．０、Ｍｏ：２．５）、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ
３１６Ｎ、ＳＵＳ３１６ＬＮ、ＳＵＳ３１６Ｊ１、ＳＵ
Ｓ３１６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３１７Ｌ、ＳＵ
Ｓ３１７Ｊ１、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３４７、ＳＵＳＸ
Ｍ１５Ｊ１等。

【００３７】また、金属板材の厚さは、例えば上記のオ
ーステナイト系ステンレス鋼を使用する場合は、例えば
０．２〜０．５ｍｍ程度のものを使用するのがよい。厚
さが０．２ｍｍ未満では、低い圧力にてガスケットがつ
ぶれてしまい、適性圧力範囲内にて、圧縮変位の変化量
Δαを０．５ｍｍ以上確保するという、本発明の目的を
達成できなくなる場合がある。他方、厚さが０．５ｍｍ
を超えると、ガスケットにつぶれ変形を生じさせるため
の圧力が高くなり過ぎ、ねじ部７のねじ山つぶれといっ
た不具合を招く場合がある。なお、ガスケットの材料素
材としては、冷間圧延用鋼帯にＮｉメッキあるいは亜鉛
メッキ等の耐食メッキを施したものも使用できる。冷間
圧延用鋼帯としては、例えばＪＩＳＧ３１４１に規定さ
れたＳＰＣＤ、ＳＰＣＥ等、板厚０．３ｍｍ以上、引張
強度３００Ｎ／ｍｍ^２以上のものを好ましく使用でき
る。

【００３８】なお、この実施例では、図１のねじ部７
は、取付ねじ径ＤがＭ１４、ねじ山ピッチｄpが１．２
５ｍｍであり、使用されるガスケット７０は、オーステ
ナイト系ステンレス鋼であるＳＵＳ３１０Ｓにより全体
が構成され（板厚０．３ｍｍ）、外径寸法２Ｒ2が２
０．３ｍｍ（Ｄ＝１４ｍｍとして、１．４５Ｄであ
る）、内径寸法２Ｒ2が１３．７２ｍｍ（Ｄ＝１４ｍｍ
として、０．９８５Ｄである）、ガスケット高さＨは
３．１ｍｍ（２．４８ｄp）である。

【００３９】以下、本発明のガスケットのいくつかの変
形例について説明する。図６のガスケット７２では、ガ
スケット受け部との当接面部７２ａを中心として、板部
材の内縁部と外縁部とをそれぞれ内向きに丸め込んで、
２つの袋状部７３ｂ，７３ｂを形成している。なお、前
記した条件を満たす平行基準線ＰＢと直交基準線ＶＢと
の例をそれぞれ断面拡大図に描いている（以下、図７〜
図１１においても同じ）。２つの袋状部により、ねじ孔
周縁部（以下、取付部側シール面という）のシール性が
高められる。

【００４０】図７のガスケット７３では、板部材の半径
方向中央部を斜め直線状の本体部７３ａとし、その両側
をそれぞれ、ガスケット受け部及び取付部側シール面と
の平坦な当接面部７３ａ及び７３ｂとしたＺ字状の形態
をなし、各々外縁部及び内縁部を内側に丸め込んで袋状
部７３ｃ，７３ｃを形成している。

【００４１】図８のガスケット７４では、板部材の外縁
部を、中心軸線Ｏの向きに立ち上がる外周面部７４ｂと
して使用し、半径方向内側に続く部分を略９０°の角度
で曲げて、ガスケット受け部との当接面部７４ａを形成
した後、さらに内側へ３回曲げを行って袋状部７４ｃを
形成している。また、図９のガスケット７５は、図８の
ガスケット７４と同様に、外周面部７５ｂ、当接面部７
５ａ及び袋状部７５ｃを有しているが、各折返し部の曲
率半径を大きくして全体に丸みを帯びた渦巻状の断面を
有するものとして構成している。また、取付部側シール
面への強い噛込みを防止するために、外周面部７５ｂの
下縁側は内向きに丸められている。

【００４２】図１０のガスケット７６では、板部材が、
半径方向ほぼ中央に位置する曲げ部７６ｂにて、その両
側部分が外向きに曲げ返され、さらにその各々を曲げ部
７６ｂ，７６ｂにて逆方向に曲げ返すことにより、ガス
ケット受け部及び取付部側シール面との平坦な当接面部
を形成している。他方、図１１のガスケット７７では、
板部材の半径方向両縁部を、２つの曲げ部７７ｃ，７７
ｃによりそれぞれ逆向きに曲げて全体をＳ字状に形成し
た例である。なお、ガスケット受け部側の当接面部７７
ａは、中心側が突出する斜面状に形成することで、ガス
ケット高さＨが２．５ｍｍ以上確保されるようにしてい
る。

【００４３】また、本発明のガスケットはスパークプラ
グに限らず、それ以外のねじ付部材にも適用することが
できる。例えば、本発明の適用が可能な自動車用電装部
品として、酸素センサやＨＣセンサ、あるいはＮＯｘセ
ンサ等のガスセンサ等を例示できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガスケットを有するねじ付部材の一実
施例たるガスケット付スパークプラグを示す縦断面図。

【図２】そのガスケットの一例を示す側面部分断面図、
平面図、及び側面断面拡大図。

【図３】図１のスパークプラグ及びガスケットの取付方
法を説明する断面図。

【図４】図１のガスケットの変形機構の推測図。

【図５】本発明のガスケットの変形曲線の一例を示す
図。

【図６】本発明のガスケットの第一の変形例を示す側面
部分断面図及び断面部の拡大図。

【図７】同じく第二の変形例を示す側面部分断面図及び
断面部の拡大図。

【図８】同じく第三の変形例を示す側面部分断面図及び
断面部の拡大図。

【図９】同じく第四の変形例を示す側面部分断面図及び
断面部の拡大図。

【図１０】同じく第五の変形例を示す側面部分断面図及
び断面部の拡大図。

【図１１】同じく第六の変形例を示す側面部分断面図及
び断面部の拡大図。

【図１２】図１のガスケット断面と平行基準線及び直交
基準線との関係を説明する図。

【図１３】従来型のガスケットを有するスパークプラグ
の断面図。

【図１４】そのの変形曲線を示す説明図。

【符号の説明】

１主体金具２絶縁体３中心電極４接地電極７ねじ部７０，７２〜７７ガスケット１５０ガスケット付きスパークプラグ（ねじ付部材）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G019 KA01 3J040 AA01 AA12 AA17 BA01 EA01 EA18 FA01 HA01 HA03 HA04 HA15 5G059 AA10 CC01 JJ26

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ねじ付き部材のねじ部に対し外側から同
心的に装着される環状形態をなし、該ねじ部が取付部に
形成されたねじ孔に螺合した状態において、前記ねじ付
き部材のねじ部基端側に外向きに張り出す形態で形成さ
れた環状のガスケット受け部と、前記ねじ孔の開口周縁
部との間で圧縮されることにより、前記ねじ孔と前記ガ
スケット受け部との間をシールするガスケットであっ
て、リング状の板部材に対し、周方向に稜線を生じさせる曲
げ又は丸め加工を、その半径方向の異なる位置に複数回
施す形で形成され、自身の中心軸線を含む平面による断
面をとったときに、前記平面上にて前記中心軸線と平行
で、かつ当該断面により切り取られる部分が３ケ所以上
生ずる仮想的な平行基準線を引くことが可能であり、か
つ前記中心軸線方向の初期最大寸法が２．５ｍｍ以上で
あることを特徴とするガスケット。
【請求項２】前記ガスケットを軸方向に圧縮したとき
の圧縮荷重Ｆと、ガスケットの圧縮変位αとの関係を測
定するとともに、前記ガスケットの初期外径を２Ｒ1、
同内径を２Ｒ2として、ガスケットへの付加圧力ＰをＦ
／｛π（Ｒ1^２−Ｒ2^２）｝にて算出したときに、該Ｐが
６〜１２ｋｇｆ／ｍｍ^２となる範囲に対応する、前記圧
縮変位αの変化量Δαが０．５ｍｍ以上に確保されてい
る請求項１記載のガスケット。
【請求項３】自身の中心軸線を含む平面による断面を
とったときに、前記平面上にて前記中心軸線と直交し、
かつ当該断面により切り取られる部分が２ケ所以上生ず
る仮想的な直交基準線を引くことが可能である請求項１
又は２に記載のガスケット。
【請求項４】軸状の中心電極と、両端が開放する筒状に形成され、前記中心電極の外側に
配置されるとともに、外周面に取付ねじ部が形成された
主体金具と、その主体金具の前端側開口縁に結合されて前記中心電極
の前端部と対向し、該中心電極との間に火花放電ギャッ
プを形成する接地電極と、前記主体金具の後端側開口部から自身の後端部を突出さ
せた状態で該主体金具の内側に配置されるとともに軸方
向の貫通孔を有し、その貫通孔内に前記中心電極が配置
される絶縁体と、前記取付ねじ部の基端部に嵌め込まれる請求項１ないし
３のいずれかに記載のガスケットと、を備えたことを特徴とするガスケット付きスパークプラ
グ。
【請求項５】前記ガスケットへの付加圧力Ｐが６〜１
２ｋｇｆ／ｍｍ^２となる範囲に対応する、前記ガスケッ
トの圧縮変位αの変化量Δαが、前記取付ねじ部のねじ
山０．５ピッチ分の螺進距離以上に確保されている請求
項４記載のガスケット付きスパークプラグ。
【請求項６】前記ガスケットの前記中心軸線方向の最
大寸法が、前記ねじ山２ピッチ分に相当する長さよりも
大きくなっている請求項４又は５に記載のガスケット付
きスパークプラグ。
【請求項７】前記取付ねじ部の外径をＤ（ｍｍ）とし
て、前記ガスケットの初期内径が０．９８５Ｄ（ｍｍ）
以上、同じく初期外径が１．４５Ｄ（ｍｍ）以下であ
り、かつ前記ガスケットの初期外径を２Ｒ1（ｍｍ）、
同内径を２Ｒ2（ｍｍ）として、｛π（Ｒ1^２−Ｒ
2^２）｝にて規定されるガスケット面積Ｓが、８Ｄ〜１
０Ｄ（ｍｍ^２）とされている請求項４ないし６のいずれ
かに記載のガスケット付きスパークプラグ。