封止部材を有するねじ付部材およびスパークプラグ
【課題】潰れた際の張出部からのはみ出しを抑制しつつも十分な大きさの潰れ代を確保できる封止部材を有するねじ付部材およびスパークプラグを提供する。
【解決手段】ガスケット１００は、周方向断面が一方の端部１０１よりも他方の端部１０２が内側となる渦巻状をなす。周方向断面は、第一延伸部１１０、第二延伸部１２０、第三延伸部１３０、第一接続部１４０、第二接続部１５０、第三接続部１６０からなる。ガスケット１００の軸Ｑ方向の高さをｈ、ｈ／２を満たす第二延伸部１２０の部位における厚みをｔ、第一接続部１４０の曲率半径をｒ、第二延伸部１２０の最小となる径方向距離をＲ２、第三延伸部１３０の最大となる径方向距離をＲ１とする。このとき、２×ｔ≦ｒ≦（Ｒ１−Ｒ２）／２を満たすとともに、ｈ≧（Ｒ１−Ｒ２）を満たす。
【解決手段】ガスケット１００は、周方向断面が一方の端部１０１よりも他方の端部１０２が内側となる渦巻状をなす。周方向断面は、第一延伸部１１０、第二延伸部１２０、第三延伸部１３０、第一接続部１４０、第二接続部１５０、第三接続部１６０からなる。ガスケット１００の軸Ｑ方向の高さをｈ、ｈ／２を満たす第二延伸部１２０の部位における厚みをｔ、第一接続部１４０の曲率半径をｒ、第二延伸部１２０の最小となる径方向距離をＲ２、第三延伸部１３０の最大となる径方向距離をＲ１とする。このとき、２×ｔ≦ｒ≦（Ｒ１−Ｒ２）／２を満たすとともに、ｈ≧（Ｒ１−Ｒ２）を満たす。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取付孔を介した気密漏れを封止する封止部材を有するねじ付部材およびスパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、スパークプラグは、主体金具の外周に形成したねじ山を、エンジン等の内燃機関の取付孔に形成した雌ねじに対してねじ止めすることで、エンジンへの取付けを行う。主体金具の外周には、円環状の金属板を一周にわたって厚み方向に折り返して形成される封止部材（ガスケット）が装着され、取付孔を介した燃焼室内の気密漏れが防止される。スパークプラグの取付け時に、ガスケットは、主体金具の張出部と取付孔の開口周縁部との間に挟まれ圧縮される。ガスケットは、ねじ締めに伴い変形し、張出部と開口周縁部とのそれぞれに対する密着性および軸力（締め付けに伴う圧縮により軸方向に働く反力）を高め、気密漏れを封止する。
【０００３】
ところで直噴式のエンジンでは、燃焼室内に突き出される接地電極と、燃料の噴射口と、火花放電間隙との位置関係が、着火性に影響する。ゆえに、スパークプラグをエンジンに取り付ける際には、ねじの回転により接地電極の向き（燃焼室内における上記の位置関係）を自由に調整できることが望まれる。そこで、スパークプラグを取り付ける際のねじ締めで、トルクを維持しつつもガスケットが潰れることのできる大きさ（圧縮変位の変化量）を確保したものが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１では、ガスケットの圧縮変位の変化量を０．５ｍｍ以上確保したことで、所定の軸力を維持した状態でねじの回転を０．５〜１回転以上確保し、接地電極の向きを調整できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６６１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、ガスケットの圧縮変位の変化量を確保するための潰れ代となる部分が、ガスケットの軸方向よりも径方向に大きく確保されている。ガスケットは取り付け時の潰れによって径方向に広がりやすいため、潰れ代となる部分の形状が径方向に大きいガスケットでは張出部からはみ出す場合がある。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、潰れた際の張出部からのはみ出しを抑制しつつも十分な大きさの潰れ代を確保できる封止部材を有するねじ付部材およ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】
【０００７】
本発明の第１態様によれば、自身の外周にねじ山が形成され、当該ねじ山よりも基端側に、自身の外周から外向きに張り出しつつ周方向に一周する形態をなす張出部を有するねじ付部材に、外側から同心的に装着される環状形態をなし、前記ねじ付部材が、雌ねじの形成された取付孔に螺合により取り付けられた状態において、前記張出部と、前記取付孔の開口周縁部との間にて圧縮されて、前記張出部と前記開口周縁部との間を封止する封止部材を備えた、封止部材を有するねじ付部材において、前記封止部材の中心軸を含む平面にて当該封止部材の断面をみたときに、当該断面が、一方の端部から他方の端部まで連続しつつ前記他方の端部が前記一方の端部よりも内側に位置する渦巻状をなすとともに、自身の一端を前記一方の端部とし、前記自身の一端よりも前記封止部材の径方向内側に位置する自身の他端へ向け、前記封止部材の軸方向に沿う成分よりも前記径方向に沿う成分の方が大きくなるように、略直線状に延びる第一延伸部と、前記径方向に沿う成分よりも前記軸方向に沿う成分の方が大きくなるように略直線状に延びる第二延伸部と、前記第一延伸部の他端と前記第二延伸部の一端とを、曲率半径ｒの曲線にて接続する第一接続部と、前記第二延伸部よりも前記径方向外側の位置にて、前記径方向に沿う成分よりも前記軸方向に沿う成分の方が大きくなるように略直線状に延びる第三延伸部と、前記第二延伸部の他端と前記第三延伸部の一端とを、前記第一延伸部から離れる方向に屈曲する曲線にて接続する第二接続部と、自身の一端が前記第三延伸部の他端に接続されるとともに、自身の他端を前記他方の端部とし、前記軸方向において、前記第一延伸部および前記第二接続部との間に位置しつつ当該第一延伸部および当該第二接続部と重なる部位を有する第三接続部とから構成され、前記封止部材は、前記第一延伸部が前記ねじ付部材の前記張出部に接触する側に位置するとともに、前記ねじ付部材が前記第二延伸部よりも前記径方向内側に位置するように前記ねじ付部材に装着され、前記封止部材が、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する前において、前記ねじ付部材に装着された状態において、前記封止部材の前記軸方向の高さをｈ、ｈ／２を満たす位置における前記第二延伸部の厚みをｔとし、さらに、前記封止部材の前記径方向において、前記第三延伸部のうち、前記封止部材の前記中心軸から最も離れた部位における前記中心軸からの径方向距離をＲ１、前記第二延伸部のうち、前記封止部材の前記中心軸に最も近い部位における前記中心軸からの径方向距離をＲ２としたときに、２×ｔ≦ｒ≦（Ｒ１−Ｒ２）／２を満たすとともに、ｈ≧（Ｒ１−Ｒ２）を満たす封止部材を有するねじ付部材が提供される。
【０００８】
封止部材の断面の形状を規定することで、封止部材が圧縮される際の大きさを確保でき、封止部材による気密性を維持したまま、ねじ付部材の周方向の向きを調整することができる。具体的に、２×ｔ≦ｒとすることで封止部材の成形性を確保できる。ｒ≦（Ｒ１−Ｒ２）／２とすることで封止部材の圧縮時における潰れ代の大きさを確保でき、ねじ付部材の周方向の向きの調整を可能とすることができる。ｈ≧（Ｒ１−Ｒ２）とすることで、潰れ代を中心軸方向に大きくでき、潰れ代を確保しつつも潰れた際の径方向への膨らみを抑制することができる。
【０００９】
第１態様において、前記封止部材の前記断面において、前記他方の端部は、前記径方向において、前記一方の端部よりも前記中心軸寄りの位置にあってもよい。封止部材の断面の形状において、他方の端部が一方の端部よりも中心軸寄りの位置にあれば、第一延伸部と張出部との接触位置と中心軸とを半径とする等価摩擦直径を、第二接続部と開口周縁部との接触位置と中心軸とを半径とする等価摩擦直径よりも小さくできる。これにより、ねじ付部材を取り付ける際の締め付けトルクを小さくし、取り外す際の戻しトルクを大きくできるので、耐緩み性を確保することができる。
【００１０】
第１態様において、前記封止部材は、ステンレス鋼からなるものであってもよい。ステンレス鋼であれば剛性が高いので、ねじ付部材が取り付けられる装置の駆動・休止に伴う加熱・冷却サイクルによって発生するクリープ変形に対する耐久性が高く、有効である。
【００１１】
第１態様において、前記封止部材を前記軸方向に圧縮する際の圧縮荷重をＦとし、前記封止部材への付加圧力ＰをＦ／｛π（Ｒ１２−Ｒ２２）｝にて算出したときに、前記付加圧力Ｐが６０ＭＰａ〜１３０ＭＰａの範囲内における、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する際の回転角が、９０°以上３６０°未満であってもよい。さらには、前記付加圧力Ｐが６０ＭＰａ〜１３０ＭＰａの範囲内における、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する際の回転角が、１８０°以上３６０°未満であってもよい。
【００１２】
回転角として９０°以上を確保できれば、ねじ付部材の周方向の向きを、ねじ付部材が取り付けられる装置の駆動に影響する向きとならないように、調整することができる。さらに、回転角として１８０°以上を確保できれば、ねじ付部材の周方向の向きを、ねじ付部材が取り付けられる装置の駆動において好ましい方向に調整することができる。なお、回転角として３６０°未満とするのは、回転角が３６０°であれば、ねじ付部材の周方向の向きを任意の方向に調整できるので、必要十分である。
【００１３】
第１態様において、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する前において、前記ねじ付部材に装着された前記封止部材の前記断面で、前記ｈ／２を満たし、前記厚みｔの中央となる前記第二延伸部の位置において、前記封止部材の硬度を測定したときに、ビッカース硬度で、２００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下であってもよい。封止部材が２００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下のビッカース硬度を確保できれば、封止部材が十分なバネ性を得ることができ、ねじ付部材の周方向の向きを調整する際に、十分な軸力を確保できる。
【００１４】
第１態様において、前記ねじ付部材に装着する前の前記封止部材の前記断面をみたときに、前記第三接続部の一端側から前記他方の端部側へと向かう方向が、前記軸方向に対し、４０°以上７０°以下の角度で交差してもよい。封止部材の断面において、第三接続部の一端側から他方の端部側へと向かう方向が、軸方向に対し、４０°以上の角度で交差すれば、封止部材を圧縮する際に第二延伸部と第三延伸部とを径方向に膨らませ、バネ性をもった変形を行わせ、十分な軸力を確保できる。なお、上記角度が７０°より大きい封止部材は、作製が難しい。
【００１５】
本発明の第２態様によれば、第１態様に係る封止部材を有するねじ付部材の前記封止部材を、主体金具に装着して使用するスパークプラグが提供される。第１態様に係る封止部材が装着されたスパークプラグであれば、内燃機関の駆動・休止に伴う加熱・冷却サイクルによる負荷に十分に耐えることができる。よって、気密性および耐緩み性を確保しつつ、接地電極の向きを調整することができるので、着火性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】スパークプラグ１の部分断面図である。
【図２】ガスケット１００のスパークプラグ１への装着前の状態における周方向断面を示す図である。
【図３】ガスケット１００のスパークプラグ１への装着後の状態における周方向断面を示す図である。
【図４】スパークプラグ１をエンジンヘッド９０に取り付け、主体金具５０の張出部５４と取付孔９１の開口周縁部９２との間にガスケット１００を挟んで圧縮した状態を示す部分断面図である。
【図５】接地電極３０の向きと点火進角（ＢＴＤＣ）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化したスパークプラグの一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照し、本発明に係る封止部材の一例としてのガスケット１００を装着したスパークプラグ１の構造について説明する。なお、後述する主体金具５０を、本発明におけるねじ付部材の一例として説明するが、スパークプラグ１は主体金具５０に各部品が組み付けられて完成するものである。よって、便宜上、主体金具５０の軸線が、スパークプラグ１の軸線Ｏと一致するものとして、以下の説明を行うものとする。また、図１において、軸線Ｏ方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。
【００１８】
図１に示すように、スパークプラグ１は、軸孔１２内の先端側に中心電極２０を保持し、後端側に端子金具４０を保持する絶縁碍子１０を有する。また、スパークプラグ１は、絶縁碍子１０の径方向周囲を周方向に取り囲み、絶縁碍子１０を保持する主体金具５０を有する。主体金具５０の先端面５７には接地電極３０が接合されている。接地電極３０は、先端部３１側が中心電極２０と対向するように屈曲されており、中心電極２０に設けられた貴金属チップ８０との間に火花放電間隙ＧＡＰを有する。
【００１９】
まず、絶縁碍子１０について説明する。絶縁碍子１０は周知のようにアルミナ等を焼成して形成され、軸中心に軸線Ｏ方向へ延びる軸孔１２を有する筒形状をなす。軸線Ｏ方向における絶縁碍子１０の略中央には、外径が最も大きい鍔部１９が形成されている。鍔部１９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が形成されている。先端側胴部１７よりも先端側には、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は先端側ほど外径が縮小されている。脚長部１３は、スパークプラグ１が内燃機関のエンジンヘッド９０（図４参照）に取り付けられた場合に、エンジンの燃焼室（図示外）内に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間は段部１５として形成されている。
【００２０】
次に、中心電極２０について説明する。上記したように、絶縁碍子１０は、軸孔１２の先端側に中心電極２０を保持する。中心電極２０は、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル系合金等からなる母材２４の内部に、熱伝導性に優れる銅等からなる金属芯２５を配置した構造を有する。中心電極２０の先端部２２は絶縁碍子１０の先端面から突出し、先端側に向かって外径が縮小されている。先端部２２の先端面には、耐火花消耗性向上のため、貴金属チップ８０が接合されている。また、絶縁碍子１０は、軸孔１２内に、シール体４およびセラミック抵抗３を有する。中心電極２０は、シール体４およびセラミック抵抗３を経由して、軸孔１２の後端側に保持された端子金具４０に電気的に接続されている。スパークプラグ１の使用時には、端子金具４０に点火コイル（図示外）が接続され、高電圧が印加される。
【００２１】
次に、接地電極３０について説明する。接地電極３０は、耐腐食性の高い金属（一例として、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル合金）を用い、横断面が略長方形の棒状に形成された電極である。接地電極３０は、一端側の基部３２が、主体金具５０の先端面５７に溶接により接合されている。接地電極３０は、他端側の先端部３１側が、中心電極２０の先端部２２側へ向けて屈曲されている。接地電極３０の先端部３１と、中心電極２０の貴金属チップ８０との間には、火花放電間隙ＧＡＰが形成されている。
【００２２】
次に、主体金具５０について説明する。主体金具５０は、低炭素鋼材からなる円筒状の金具である。前述したように、主体金具５０は、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位の周囲を取り囲み、絶縁碍子１０を保持する。主体金具５０は、図示外のスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部５１と、エンジンヘッド９０の取付孔９１（図４参照）の雌ねじに螺合するねじ山が形成された取付部５２とを有する。なお、本実施の形態の主体金具５０は、取付部５２のねじ山の呼び径をＭ１２とする規格に沿って作製されたものである。呼び径についてはＭ１２に限定するものではなく、Ｍ１０でもＭ１４であってもよく、あるいはＭ８であってもよい。また、主体金具５０の表面にはＮｉめっき層が形成されている。
【００２３】
主体金具５０の工具係合部５１と取付部５２との間には、径方向外向きに鍔状に張り出す張出部５４が形成されている。取付部５２と張出部５４との間の部位はねじ首５９と称され、ねじ首５９には、後述するガスケット１００が嵌め込まれている。
【００２４】
主体金具５０の工具係合部５１より後端側には、厚みの薄い加締部５３が設けられている。張出部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に厚みの薄い座屈部５８が設けられている。主体金具５０の内周で、取付部５２の位置には段部５６が形成されており、段部５６には、環状の板パッキン８が配置されている。工具係合部５１から加締部５３にかけての主体金具５０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が介在されており、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は、内側に向けて折り曲げるように加締められることで、リング部材６，７およびタルク９を介し、絶縁碍子１０を主体金具５０内で先端側へ向け押圧する。加締部５３に押圧された絶縁碍子１０は、段部１５が板パッキン８を介して主体金具５０の段部５６に支持されて、主体金具５０と一体になる。主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。上記した座屈部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、軸線Ｏ方向におけるタルク９の圧縮長さを長くして、気密性を高めている。
【００２５】
次に、ガスケット１００について説明する。ガスケット１００は、オーステナイト系ステンレス鋼、もしくはフェライト系ステンレス鋼からなる一枚の環状の板材に対し厚み方向に折り返す加工を施して、円環状に作製されたものである。ガスケット１００が主体金具５０に装着される際には、円環状のガスケット１００の中心軸（便宜上、軸Ｑ（図３参照）とする）を軸線Ｏ方向に揃え、ねじ首５９に嵌め込まれる。このとき、後述する第一延伸部１１０側が主体金具５０の張出部５４に向けられ、ねじ首５９が、後述する第二延伸部１２０よりも径方向内側に位置するようにして、ガスケット１００がねじ首５９に装着される。なお、図１に示す、ガスケット１００は、主体金具５０に装着される際に軸Ｑ方向に圧縮され、径方向に膨らむように変形されたものであり、ねじ首５９からの外れが防止される。以下では、主体金具５０に装着する前のガスケット１００（すなわち軸Ｑ方向に圧縮されていない状態のもの）について説明する。
【００２６】
図２に示すように、本実施の形態のガスケット１００は、上記した環状の板材を厚み方向に３箇所で折り返すことによって、周方向と直交する断面（言い換えると、軸Ｑを含む平面にてガスケット１００をみた断面であり、以下、「周方向断面」という）の形状が渦巻状となるように作製される。より具体的に、ガスケット１００は、周方向断面において、一方の端部１０１から他方の端部１０２まで連続しつつ、端部１０２が端部１０１よりも内側に位置する渦巻状をなす。例えば、折り返し箇所が４箇所以上のものや、周方向断面が渦巻状でなく、表裏逆の厚み方向への折り返しが含まれるガスケットを作製するには、少なくとも５工程以上のプレス成型による加工を必要とする。本実施の形態のガスケット１００は、板材の一方の面側が常に谷側となる、いわゆる一方向曲げによって作製でき、具体的に、４工程のプレス成型によって形成することができるため、成形性に優れる。以下、ガスケット１００の形態について説明するが、便宜上、ガスケット１００の周方向断面は、第一延伸部１１０、第二延伸部１２０、第三延伸部１３０、第一接続部１４０、第二接続部１５０、および第三接続部１６０の６つの部位からなるものとする。
【００２７】
第一延伸部１１０は、周方向断面において、ガスケット１００の一方の端部１０１を自身の一端１１１とし、自身の他端１１２へ向けて、直線状に延びる形状を有する部位である。第一延伸部１１０の他端１１２は、径方向において、一端１１１よりも内側に配置される。第二延伸部１２０は、周方向断面において、径方向の成分よりも軸Ｑ方向の成分が大きくなるように、自身の一端１２１から他端１２２へ向けて、直線状に延びる形状を有する部位である。第二延伸部１２０の一端１２１は、他端１２２よりも、第一延伸部１１０側に配置される。第三延伸部１３０も同様に、周方向断面において、径方向の成分よりも軸Ｑ方向の成分が大きくなるように、自身の一端１３１から他端１３２へ向けて、直線状に延びる形状を有する部位である。第三延伸部１３０の他端１３２は、一端１３１よりも、第一延伸部１１０側に配置される。また、第三延伸部１３０は、径方向において、第二延伸部１２０よりも外側に配置される。
【００２８】
第一接続部１４０は、第一延伸部１１０の他端１１２と、第二延伸部１２０の一端１２１とを接続する部位である。第一接続部１４０は、ガスケット１００の作製時に折り曲げられる上記の３箇所の部位うちの１部位である。後述するが、主体金具５０のねじ首５９への装着時にガスケット１００が圧縮されたときに、第一接続部１４０は周方向断面の形状が曲率半径ｒの曲線に沿う形状となって、第一延伸部１１０と第二延伸部１２０とを接続する。あらかじめガスケット１００の作製時に第一接続部１４０において折り曲げがなされることで、ガスケット１００が装着時に圧縮された際、第一接続部１４０が曲率半径ｒの曲線に沿う形状に形成される。
【００２９】
第二接続部１５０は、第二延伸部１２０の他端１２２と第三延伸部の一端１３１とを接続する部位である。第二接続部１５０は、上記の第一接続部１４０と同様に、ガスケット１００の作製時に折り曲げられる部位の一つである。第二接続部１５０は、折り曲げによって、周方向断面の形状が、軸Ｑ方向において第一延伸部１１０から離れる方向に屈曲するＵ字形状の曲線に沿う形状となる。
【００３０】
第三接続部１６０は、自身の一端１６１が第三延伸部１３０の他端１３２に接続され、自身の他端１６２を、ガスケット１００の他方の端部１０２とする部位である。第三接続部１６０も同様に、ガスケット１００の作製時に折り曲げられる部位の一つである。第三接続部１６０の他端１６２は、径方向において、一端１６１よりも内側に位置するように折り曲げられる。その際に、他端１６２は、径方向においては、第二延伸部１２０と第三延伸部１３０との間に位置され、軸Ｑ方向においては、第一延伸部１１０と第二接続部１５０との間に位置される。これにより、第三接続部１６０の他端１６２は、ガスケット１００がなす渦巻状の形状の内側で、軸Ｑ方向において、第一延伸部１１０と第二接続部１５０とに重なる位置に配置される。
【００３１】
このように、ガスケット１００は、周方向断面が渦巻状となるように形成されることで、ガスケット１００は内部に空間が確保される。この内部空間が、スパークプラグ１をエンジンヘッド９０に取り付ける際にガスケット１００が潰れる潰れ代として機能する。本実施の形態では、スパークプラグ１をエンジンヘッド９０に取り付ける際に、燃焼室内に突き出される接地電極３０の向きを調整するため、ガスケット１００には、潰れ代の大きさの確保が望まれる。またガスケット１００の圧縮時に、気密性の確保のための十分な軸力を得るために、ガスケット１００の第二延伸部１２０と第三延伸部１３０とが確実に径方向に膨らむ変形をなすことが望まれる。そこで、ガスケット１００の作製時に、第三接続部１６０を折り曲げる際の折り曲げ角度θに規定が設けられている。具体的に、第三接続部１６０は、第三延伸部１３０の他端１３２と接続する自身の一端１６１側から、ガスケット１００の他方の端部１０２である自身の他端１６２側へと向かう方向が、軸Ｑ方向に対し、４０°以上７０°以下の角度で交差することが規定されている。
【００３２】
第三接続部１６０が折り曲げられる前の状態において、第三接続部１６０の一端１６１から他端１６２へ向かう方向は、第三延伸部１３０の一端１３１から他端１３２へ向かう方向と一致し、直線状に延びる。第三接続部１６０が折り曲げられる際には、第三接続部１６０の一端１６１から他端１６２へ向かう方向が、第三延伸部１３０の一端１３１から他端１３２へ向かう方向と交差する角度θが、４０°以上７０°以下となるように、第三接続部１６０が折り曲げられる。もっとも、第三接続部１６０の折り曲げ後において、一端１６１から他端１６２を向く方向は、折り曲げ位置によって異なってくる。本実施の形態では、ガスケット１００の作製時における第三接続部１６０の折り曲げは、一端１６１付近において行われるものとし、他端１６２付近においては延伸方向が維持されるものとする。よって、便宜上、他端１６２付近における第三接続部１６０の延伸方向（仮想直線１６３で示す）が、第三延伸部１３０の延伸方向（仮想直線１６４で示す）と交差する角度θを検討する。
【００３３】
後述する実施例１によれば、仮想直線１６３と仮想直線１６４とが交差する角度θが７０°より大きいものは、成型することができない。また、仮想直線１６３と仮想直線１６４とが交差する角度θが４０°未満の場合、ガスケット１００を主体金具５０に装着する際の圧縮において、第二延伸部１２０と第三延伸部１３０とが径方向に膨らむ変形をなさない虞がある。
【００３４】
次に、主体金具５０に装着された状態のガスケット１００（軸Ｑ方向に圧縮され、径方向に膨らむように変形された状態のもの）について、図３，図４を参照し、説明する。ガスケット１００は、主体金具５０（図１参照）に装着される際に、図３に示すように、軸Ｑ方向に圧縮される。圧縮によって、ガスケット１００は、周方向断面が径方向に膨らみ、内径が主体金具５０のねじ山の外径よりも小さい程度の大きさとなるため、ガスケット１００のねじ首５９からの外れが防止される。なお、ガスケット１００の周方向の数カ所において、ガスケット１００の内径をさらに小さくするための部分的な圧縮を行ってもよい。
【００３５】
図４に示すスパークプラグ１は、主体金具５０がエンジンヘッド９０の取付孔９１に取り付けられ、ガスケット１００が、主体金具５０の張出部５４と、取付孔９１の開口周縁部９２とに挟まれた状態のものである。なお、図４の状態において、ガスケット１００は、主体金具５０の締め付けによる軸Ｑ方向への圧縮が、まだなされていない。この状態からさらに締め付けがなされると、図示しないが、ガスケット１００は、主体金具５０の張出部５４と、取付孔９１の開口周縁部９２との間で軸Ｑ方向に圧縮されて、径方向に膨らむ変形を生ずる。このとき、第二延伸部１２０と第三延伸部１３０とが互いに遠ざかる方向へバネ性を有した曲がりを生ずることで、ガスケット１００は、張出部５４と開口周縁部９２とに対する軸力（締め付けに伴う圧縮により軸Ｑ方向に働く反力）を維持したまま変形される。
【００３６】
張出部５４と開口周縁部９２との間で圧縮されるガスケット１００による気密性を確保するには、ガスケット１００に適度な圧縮力が付加されることが重要である。そこで、ガスケット１００を軸Ｑ方向に圧縮する際の圧縮荷重をＦとし、ガスケット１００への適度な圧縮力が付加される圧力（付加圧力）Ｐを、Ｐ＝Ｆ／｛π（Ｒ１２−Ｒ２２）｝により算出する。なお、図３に示すように、ガスケット１００の周方向断面において、第三延伸部１３０のうち、軸Ｑに最も遠い部位における軸Ｑからの径方向距離をＲ１とする。同様に、第二延伸部１２０のうち、軸Ｑに最も近い部位における軸Ｑからの径方向距離をＲ２とする。
【００３７】
後述する実施例２によれば、付加圧力Ｐの範囲を、６０ＭＰａ以上１３０ＭＰａ以下とすることが望ましいことがわかった。付加圧力Ｐが６０ＭＰａ未満であると、ガスケット１００による気密性の確保が難しい。付加圧力Ｐが１３０ＭＰａより大きいと強度を確保することが難しく、締め付けにより、主体金具５０が破断する虞がある。
【００３８】
また、上記の付加圧力Ｐの範囲を確保するには、ガスケット１００の硬度を確保することによりバネ性を得て、ガスケット１００の圧縮時に十分な軸力が得られるようにすることも必要である。後述する実施例３によれば、図３に示す、ガスケット１００の周方向断面のＳ点において、ガスケット１００の硬度を測定したときに、ビッカース硬度で２００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下であるとよいことがわかった。なお、図３に示す、エンジンヘッド９０に取り付ける前の主体金具５０に装着された状態のガスケット１００の周方向断面において、ガスケット１００の軸Ｑ方向の高さをｈとする。軸Ｑ方向の高さがｈ／２となる部位において、第二延伸部１２０の厚みをｔとする。厚みｔの中央の位置を、上記のＳ点とする。
【００３９】
Ｓ点におけるガスケット１００のビッカース硬度が２００Ｈｖ未満の場合、ガスケット１００は十分なバネ性を得ることができず、締め付けにより圧縮されると塑性変形し、緩みを生ずる虞がある。Ｓ点におけるガスケット１００のビッカース硬度が４５０Ｈｖより大きい場合、締め付けにより圧縮されるとガスケット１００に割れやクラックを生ずる虞がある。
【００４０】
また、上記したように、本実施の形態のガスケット１００は、燃焼室内に突き出される接地電極３０の向きを調整するための潰れ代を設けている。もっとも、ガスケット１００として気密性の確保は必要であるので、潰れ代が潰れても、付加圧力Ｐの範囲として６０ＭＰａ以上１３０ＭＰａ以下が確保されることが望まれる。ゆえに、後述する実施例４によれば、付加圧力Ｐの範囲が確保された上で、スパークプラグ１の着火性を確保するためには、接地電極３０の向きを、少なくとも９０°以上調整できることが望まれる。接地電極３０の向きを調整可能な角度が９０°未満の場合、接地電極３０の向きを、着火性への影響を小さくできる向きに調整することが難しい場合がある。なお、接地電極３０の向きは、３６０°（一回転分）調整できれば全方向に対応できるので、上限を３６０°としている。
【００４１】
さらに後述する実施例４によれば、接地電極３０の向きを１８０°以上調整できれば、スパークプラグ１の着火性を確実に確保することができることがわかった。接地電極３０の向きを調整可能な角度が１８０°未満の場合、接地電極３０の向きを、着火性への影響がより小さくできる向きに調整することが難しい場合がある。なお、接地電極３０の向き調整の上限を３６０°とする点は、上記同様である。
【００４２】
また、接地電極３０の向きを調整するのに十分な大きさの潰れ代を確保しつつ、潰れても張出部５４からはみ出すことがないように、本実施の形態では、ガスケット１００の周方向断面の形状に、規定を設けている。上記したように、ガスケット１００の軸Ｑ方向の高さをｈ、ｈ／２の位置における第二延伸部１２０の厚みをｔ、第一接続部１４０の曲率半径をｒとする。また、第三延伸部１３０の軸Ｑに最も遠い部位における径方向距離をＲ１、同様に、第二延伸部１２０の軸Ｑに最も近い部位における径方向距離をＲ２とする。このとき、２×ｔ≦ｒ≦（Ｒ１−Ｒ２）／２を満たすと共に、ｈ≧（Ｒ１−Ｒ２）を満たす。
【００４３】
ガスケット１００において、第二延伸部１２０および第三延伸部１３０は、潰れ代が軸Ｑ方向に潰れる際に潰れによって径方向に膨らむ部分である。第二延伸部１２０および第三延伸部１３０によって、潰れ代の軸Ｑ方向の大きさが確保される。上記のように接地電極３０の向きを調整するには、軸Ｑ方向の潰れの大きさとして、ある程度の大きさの確保が必要となる。よって、ｈがＲ１−Ｒ２より小さく、潰れ代が軸Ｑ方向よりも径方向に大きい場合、ガスケット１００が潰れた場合の径方向の大きさが、ｈがＲ１−Ｒ２以上のものよりも大きくなる。すると、ガスケット１００が張出部５４からはみ出したり、ねじ首５９に引っかかったりする場合があり、十分な締め付けを行えなくなる虞がある。後述する実施例５によれば、接地電極３０の向きの調整する角度として十分な角度（具体的には１８０°以上）を確保できなくなる虞があることがわかった。
【００４４】
次に、ガスケット１００が軸Ｑ方向に潰れる大きさを確保するには、第一接続部１４０の曲率半径ｒを、より小さくするとよい。曲率半径ｒが大きいほど、軸Ｑ方向において第一接続部１４０の占める大きさが、より大きくなる。すると、第二延伸部１２０の軸Ｑ方向の大きさを確保しづらくなり、十分な潰れ代を確保できなくなる虞がある。後述する実施例５によれば、曲率半径ｒが、（Ｒ１−Ｒ２）／２より大きい場合に、十分な潰れ代を確保できなくなることがわかった。
【００４５】
一方で、曲率半径ｒが小さいほど、ガスケット１００を作製する際に、第一接続部１４０において折り曲げ加工による歪み量が大きくなる。すると、折り曲げにかかる荷重による負荷で、第一接続部１４０の折り曲げ痕にシワが寄り、ガスケット１００を圧縮した際に折り曲げ痕を起点に折れや潰れを生じ、第二延伸部１２０におけるバネ性を確保しづらくなる虞がある。後述する実施例６によれば、曲率半径ｒが第二延伸部１２０の厚みｔの２倍未満である場合、ガスケット１００の作製時に、第一接続部１４０において折れや潰れを生ずる場合があることがわかった。
【００４６】
なお、ガスケット１００の材料として、例えばＪＩＳ（日本工業規格）に定められた以下の規格番号のステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いることができる。オーステナイト系ステンレス鋼の例としては、ＳＵＳ２０１、ＳＵＳ２０２、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０１Ｊ、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０２Ｂ、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３０４Ｎ１、ＳＵＳ３０４Ｎ２、ＳＵＳ３０４ＬＮ、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｎ、ＳＵＳ３１６ＬＮ、ＳＵＳ３１６Ｊ１、ＳＵＳ３１６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３１７Ｌ、ＳＵＳ３１７Ｊ１、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３４７、ＳＵＳＸＭ１５Ｊ１等を用いることができる。また、フェライト系ステンレス鋼の例としては、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４２９、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０ＬＸ、ＳＵＳ４３０ＪＩＬ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４３６Ｌ、ＳＵＳ４３６ＪＩＬ、ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ４４５Ｊ１、ＳＵＳ４４５Ｊ２、ＳＵＳ４４７Ｊ１、ＳＵＳＸＭ２７等を用いることができる。
【００４７】
これらのようなステンレス鋼を用いて作製したガスケットは、一般的に用いられるＦｅからなるガスケットと比べ剛性が高い。ゆえに、エンジンの駆動・休止に伴う加熱・冷却によって発生するクリープ変形の耐久性が高く、ガスケットの変形に起因するねじ止めの緩みが生じにくい。後述する実施例７によれば、ガスケット１００にステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いた場合と鉄（Ｆｅ）を用いた場合とで、耐緩み性に差を生ずることが確認され、ガスケット１００の材料としてステンレス鋼を用いることが好ましいことが明らかとなった。
【００４８】
さらに、主体金具５０のねじ首５９にガスケット１００を装着する向きによっても、耐緩み性に差を生ずることが、後述する実施例７によって確認された。具体的に、本実施の形態のガスケット１００は、周方向断面で、第二延伸部１２０側を径方向内側に、第三延伸部１３０側を径方向外側に配置する形状で作製され、第一延伸部１１０側を張出部５４に向けて、ねじ首５９に装着される。これに対し、第二延伸部側を径方向外側に、第三延伸部側を径方向内側に配置する形状で作製され、第一延伸部側を張出部５４に向けて、ねじ首５９に装着される形態のガスケット（サンプル４３）がある。また、第二延伸部側を径方向内側に、第三延伸部側を径方向外側に配置する形状で作製され、第二接続部側を張出部５４に向けて、ねじ首５９に装着される形態のガスケット（サンプル４４）がある。いずれの形態のガスケットも、本実施の形態のガスケット１００よりも、ねじの取り外し（緩め）に必要な軸力（戻しトルク）が小さくなり、耐緩み性が低下することがわかった。
【００４９】
この現象は、等価摩擦直径の比較によって説明される。図４に示すように、主体金具５０のねじ首５９に装着される際に、上記したように、ガスケット１００は、軸Ｑ方向に圧縮される。ガスケット１００が装着された主体金具５０を取付孔９１に取り付け、ねじの締め付けを行うと、圧縮の初期において、ガスケット１００は、張出部５４と点Ｘの一点において接触する。ガスケット１００と張出部５４との間において生ずる実質的な摩擦力を評価する指標となる公知の等価摩擦直径を検討したとき、点Ｘの径方向距離を半径とする仮想円の直径が、ガスケット１００と張出部５４との間における等価摩擦直径に相当する。同様に、ガスケット１００は、取付孔９１の開口周縁部９２とも点Ｙの一点において接触する。このため、ガスケット１００と開口周縁部９２との間における等価摩擦直径は、点Ｙの径方向距離を半径とする仮想円の直径が相当する。
【００５０】
ここで、等価摩擦直径とは、「回転摩擦力に関して、円環状の接触を、それと同一の回転摩擦力を有する円形状の接触に置き換えたときの円の直径」を指す。耐緩み性を高めるには、ガスケットと主体金具およびエンジンヘッドと間の摩擦力を高め、戻しトルクを大きくすればよい。発明者らは、エンジンヘッドを模したアルミブッシュを用い、アルミブッシュに設けた取付孔に主体金具をねじ止めする際に、ガスケットと主体金具およびアルミブッシュとの間に発生する滑りの状況を観察した。その結果、締め付け時には、ガスケットと主体金具との間にて滑りが生じやすく、ガスケットとアルミブッシュとの間では滑りが生じにくいことがわかった。一方、緩め時には、ガスケットと主体金具との間では滑りが生じにくく、ガスケットとアルミブッシュとの間にて滑りが生じやすいことがわかった。このことから、ガスケットと主体金具との間の摩擦力よりも、ガスケットとアルミブッシュ、すなわちエンジンヘッドとの間の摩擦力を高めれば、ねじ止めの緩みに対する耐性（耐緩み性）を高めることできる。
【００５１】
実施例７によれば、サンプル４３のガスケットは、本実施の形態のガスケット１００（サンプル４１）と比べ、開口周縁部との間の等価摩擦直径は同じであるが、張出部との間の等価摩擦直径は大きい。つまり、サンプル４３のガスケットが装着された主体金具は、締め付け時に、より大きなトルクで締め付けないと、本実施の形態のガスケット１００が装着された主体金具５０と同等の締め付け力を得られない。言い換えると、サンプル４３のガスケットが装着された主体金具と、本実施の形態のガスケット１００が装着された主体金具５０とを同一トルクで締め付けた場合、戻しトルクは、本実施の形態のガスケット１００が装着された主体金具５０のが大きい。
【００５２】
また、サンプル４４のガスケットは、本実施の形態のガスケット１００（サンプル４１）と比べ、開口周縁部との間の等価摩擦直径が小さく、張出部との間の等価摩擦直径は大きい。よって、両者を同一トルクで締め付けた場合、締め付け力と戻しトルクとのいずれも、サンプル４４のガスケットが装着された主体金具よりも、本実施の形態のガスケット１００が装着された主体金具５０のが大きい。
【００５３】
なお、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。ガスケット１００は、環状の板材を厚み方向に３箇所で折り返して作製したが、２箇所あるいは４箇所以上で折り返して作製してもよい。また、ガスケット１００の周方向断面が、ガスケット１００の全周に渡って同一形状でなくともよい。すなわち、ガスケット１００は、ガスケット１００の周方向において、部分的に、図３に示す周方向断面の形状を有するものであってもよい。
【００５４】
図３に示すガスケット１００の周方向断面の形状は、主体金具５０のねじ首５９に装着される際に軸Ｑ方向に圧縮された状態の形状を示した。これに限らず、ガスケット１００をねじ首５９に装着した状態では図２に示す周方向断面の形状をなし、スパークプラグ１を取付孔９１に締め付ける際の圧縮により、図３に示す周方向断面の形状を有してもよい。
【実施例１】
【００５５】
ガスケット１００の作製時に、第三接続部１６０を折り曲げる際の折り曲げ角度θを規定することの効果について確認を行った。まず、角度θの大きさの違いによるプレス成型機による成型が可能であるか否かについて、シミュレーションにより確認した。図２に示す、ガスケット１００の周方向断面において、第三接続部１６０の折り曲げ角度θが０°〜７０°のガスケットは、プレス成型機による成型の過程をシミュレートしたところ、成型することが可能であったので、○と評価した。しかし、角度θを９０°とするガスケットは、成型の過程をシミュレートしたところ、プレス成型機では加工することができないことがわかり、×と評価した。
【００５６】
次に、角度θの大きさの違いによる成型後のガスケットを圧縮した場合の挙動の違いをシミュレーションにより確認した。シミュレーションは、公知のＦＥＭ解析により行った。角度θが４０°以上のガスケットの場合、軸Ｑ方向に圧縮すると、第一延伸部１１０が押圧されて、第一接続部１４０が曲がりを生じ、第一延伸部１１０の一端１１１側が下方に移動される。そして第一延伸部１１０が第三接続部１６０の他端１６２に接触し、そのまま他端１６２が第一延伸部１１０に押圧されて、潰れ代の内側に巻き込まれるように、下方に移動された。さらに圧縮を続けると、第三接続部１６０の他端１６２から抗力を受ける第一延伸部１１０によって、第一接続部１４０を介して第二延伸部１２０が押圧され、第二延伸部１２０が径方向内側へ向けて曲がりを生じ、第二延伸部１２０の軸Ｑ方向の長さが短くなった。同様に、他端１６２において第一延伸部１１０からの抗力を受ける第三接続部１６０が、第三延伸部１３０を押圧し、第三延伸部１３０が径方向外側へ向けて曲がりを生じ、第三延伸部１３０の軸Ｑ方向の長さが短くなった。これにより、潰れ代が径方向に膨らみつつ軸Ｑ方向に圧縮され、望ましい形態で潰れたので、○と評価した。
【００５７】
一方、角度θが４０°未満のガスケットの場合、上記同様、軸Ｑ方向の圧縮により第一接続部１４０が曲がり、第一延伸部１１０が第三接続部１６０の他端１６２に当接する。すると、第三接続部１６０の他端１６２が第一延伸部１１０から押圧されるが、第三接続部１６０が、第一延伸部１１０の面に対して垂直な方向に当接した状態で押圧されてしまう。これにより、第三接続部１６０が、第三延伸部１３０とともに径方向外向きに曲がりを生じてしまい、潰れ代が平行四辺形のように変形する。潰れ代は、第二延伸部１２０および第三延伸部１３０における径方向に膨らむ曲がりを生ずることなく、軸Ｑ方向に潰れを生ずる。このため、潰れ代は潰れるものの、第二延伸部１２０および第三延伸部１３０によるバネ性を得られず、軸力が確保できないため、×と評価した。上記の評価試験の結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表１より明らかに、ガスケット１００の作製時に、第三接続部１６０を折り曲げる際の折り曲げ角度θを４０°以上７０°以下に規定すれば、成型性および圧縮時の変形の両面において望ましい形態の潰れ代を有するガスケット１００を得られることがわかった。
【実施例２】
【００６０】
次に、ガスケット１００が気密性および耐緩み性を確保するのに必要な付加圧力Ｐを確認するため、評価試験を行った。ステンレス鋼からなる厚さ０．５ｍｍの円環状の板材にプレス成型による加工を施し、ガスケット１００のサンプルを５つ作製した。このとき、図３に示すように、ガスケット１００の周方向断面における各寸法を確認したところ、第一接続部１４０の曲率半径ｒが１ｍｍ、径方向距離Ｒ１が８．１５ｍｍ、径方向距離Ｒ２が６ｍｍとなった。このガスケット１００のサンプルを主体金具５０のねじ首５９に装着したスパークプラグ１の５つのサンプルを、それぞれ、締め付けトルク（圧縮荷重Ｆ）を異ならせてアルミブッシュ（図示外）に取り付けた。具体的に、各スパークプラグ１のサンプルを取り付ける際の付加圧力Ｐ（前述したようにＰ＝Ｆ／｛π（Ｒ１２−Ｒ２２）｝により算出される）を、それぞれ、３０，６０，１００，１３０，１９０［ＭＰａ］とした。このとき、付加圧力Ｐが１９０ＭＰａで取り付けられたスパークプラグ１のサンプルでは、主体金具５０が破断してしまった。ゆえに、強度の面において×と評価し、以下の耐緩み性および気密性については評価試験を行わなかった。
【００６１】
スパークプラグ１のサンプルが取り付けられたアルミブッシュに対し、ＩＳＯ１１５６５に示される振動試験を実施した。具体的にはスパークプラグ１のサンプルを取り付けたアルミブッシュを２００℃に加熱した状態で、加速度３０Ｇ±２Ｇ、周波数５０〜５００Ｈｚ、スイープ率１オクターブ／分の振動を、スパークプラグ１のサンプルの軸線方向とその直交方向とにそれぞれ８時間ずつ与えた。そして振動試験後に、スパークプラグ１のサンプルが取り付けられたままのアルミブッシュを、液体（例えばエタノール）で満たされたケースで覆い、アルミブッシュの取付孔内に、燃焼室側に相当する開口から１．５ＭＰａの空気圧を加え、１分間あたりの空気漏洩量を測定した。空気漏洩量が５ｃｃ以下のものは、ガスケット１００による気密性を十分に維持できるとして○と評価し、５ｃｃより多いものは、気密性を維持できないとして×と評価した。
【００６２】
さらに、アルミブッシュからスパークプラグ１を取り外し、このとき、主体金具５０の取り外しに必要なトルク（戻しトルク）を測定して、締め付けトルクに対する戻しトルクの割合（戻しトルク／締め付けトルク）を百分率で求めた。戻しトルクが締め付けトルクの１０％以上であった場合には、緩みに対する耐性（耐緩み性）が良好であるとして○と評価し、１０％未満のものは、緩みに対する耐性が低いとして×と評価した。評価試験の結果を表２に示す。
【００６３】
【表２】
【００６４】
表２に示すように、付加圧力Ｐが３０〜１３０［ＭＰａ］で取り付けられたガスケット１００のサンプルは、いずれも、緩みに対する耐性が良好であった。また、気密性について、付加圧力Ｐが６０〜１３０［ＭＰａ］で取り付けられたガスケット１００のサンプルは、十分な気密性を維持できたが、付加圧力Ｐが３０［ＭＰａ］で取り付けられたガスケット１００のサンプルは、気密性を維持できなかった。よって、スパークプラグ１を取り付ける際の付加圧力Ｐが６０〜１３０［ＭＰａ］であれば、第二延伸部１２０および第三延伸部１３０がバネ性を維持したまま変形することによって潰れ代の潰れがなされ、ガスケット１００として十分な軸力を得て、耐緩み性および気密性を確保できることがわかった。
【実施例３】
【００６５】
次に、潰れ代が潰れる場合に、第二延伸部１２０および第三延伸部１３０がバネ性を保持したまま変形するのに必要な硬さを確認するため、評価試験を行った。ステンレス鋼の製造工程における焼鈍条件を種々変化させ、ビッカース硬度の異なる９種類の厚さ０．５ｍｍの板材を用意した。そして、上記９種類の各板材を用い、実施例２と同様の寸法条件を備えたガスケット１００のサンプルを作製した。また、９つのガスケット１００のサンプルと同じサンプルを別途作製し、各サンプルの上記Ｓ点におけるビッカース硬度を測定したところ、それぞれ、１５０、１８０、２００、２５０、３２５、３８０、４００、４５０、４６０［Ｈｖ］であった。なお、ビッカース硬度は、ＪＩＳ Ｚ２２４４に基づく試験方法において、試験荷重を１．９６１Ｎとし、荷重保持時間を１０秒として測定される。そして、作製したガスケット１００のサンプルを装着したスパークプラグ１の９つのサンプルを、所定の締め付けトルクでアルミブッシュ（図示外）に取り付け、実施例２と同様の条件で振動試験を実施した。試験後にアルミブッシュからスパークプラグ１を取り外し、戻しトルクを測定して、実施例２と同様に、耐緩み性の評価を行った。なお、耐緩み性の評価についても同様であるが、戻しトルクが締め付けトルクの２０％以上であった場合には、耐緩み性がさらに良好であるとして◎と評価した。
【００６６】
また、上記９種類のガスケット１００のサンプルを装着したスパークプラグ１のサンプルを、それぞれ、再度アルミブッシュに取り付け、このとき、締め付けトルクを段階的に大きくしていった。そして、主体金具５０に破断（例えばねじ山の破損）が生じたらガスケット１００のサンプルを取り外して外観を観察した。ガスケット１００のサンプルに割れやクラックが生じていたら×と評価し、生じていなかったら○と評価した。評価試験の結果を表３に示す。
【００６７】
【表３】
【００６８】
表３に示すように、ビッカース硬度が４５０Ｈｖ以下のガスケット１００は、主体金具５０に破断が生ずるほどの締め付けトルクで圧縮しても割れやクラックを生じなかったが、４５０Ｈｖを超えると、割れやクラックを生ずることがわかった。また、ビッカース硬度が２００Ｈｖ未満のガスケット１００は、熱と振動によって塑性変形を生じ、軸力が低下することがわかった。そして、ガスケット１００のビッカース硬度を２５０Ｈｖ以上とすれば、十分な耐緩み性を確保できることがわかった。よって、ガスケット１００のビッカース硬度が２００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下であれば、第二延伸部１２０および第三延伸部１３０が十分なバネ性を得ることができ、ガスケット１００として十分な軸力を得て、耐緩み性を確保できることがわかった。
【実施例４】
【００６９】
次に、スパークプラグ１の着火性を確保するために必要な、接地電極３０の向きの調整可能な角度について検討するため、評価試験を行った。ここでは、潰れ代が、取付部５２のねじ山のピッチで１／２ピッチ分の大きさまで潰れることのできる大きさを有することで、接地電極３０の向きを０°〜１８０°の範囲で調整可能なガスケット１００のサンプルを８つ用意した。ガスケット１００の各サンプルを、それぞれスパークプラグ１のサンプルに装着し、各スパークプラグ１を、試験用の自動車エンジン（１．６Ｌ、４気筒）に、付加圧力Ｐを６０ＭＰａで取り付けた。このとき、燃焼室内（図示外）で接地電極３０の向く向きが、もっとも着火性が良好となる向きを０°とし、８つのサンプルの接地電極３０の向きを４５°ずつ、ずらして取り付け、各サンプルを、便宜上、０°から順にサンプル２１〜２８とした。接地電極３０の向きの調整を行わなかった場合の点火進角（ＢＴＤＣ）は、サンプル２１から順に、４２，４１，３７．５，３７，３５，３７．５，４１，４１．５［°］となった。この評価試験の結果を表４に示す。
【００７０】
【表４】
【００７１】
表４に示すように、ガスケット１００に潰れ代がなく接地電極３０の向きが調整できない場合、サンプル２５のように点火進角が３５°となる接地電極３０の向き（１８０°）にスパークプラグ１が取り付けられてしまった場合、点火進角を３５°から変更できず、着火性を向上することができなかった。ガスケット１００の潰れ代が小さく接地電極３０の向きが４５°までしか調整できない場合、サンプル２５のようにスパークプラグ１が取り付けられてしまっても、接地電極３０の向きを＋４５°調整することにより、点火進角を３５°から３７．５°に改善することができた。一方、サンプル２２のように点火進角が４１°となる接地電極３０の向き（４５°）にスパークプラグ１が取り付けられた場合に、接地電極３０の向きを＋４５°調整してしまうと、点火進角が３７．５°に落ちてしまう場合もある。この場合には、接地電極３０の向きを調整しなければ、点火進角として４１°を得ることができた。同様に、ガスケット１００の潰れ代がやや大きく接地電極３０の向きを９０°まで調整できる場合は、サンプル２５については、接地電極３０の向きを＋９０°調整することにより、点火進角を３５°から４１°に改善することができた。さらにガスケット１００の潰れ代が大きく、接地電極３０の向きを１８０°まで調整できる場合、サンプル２５については点火進角を３５°から４２°まで改善することができた。
【００７２】
このように、接地電極３０の向きを調整可能な角度が大きくなるほど、点火進角の調整の自由度を高くすることができる。表４に示すように、例えば、接地電極３０の向きを９０°まで調整できるガスケット１００が装着された場合、各サンプル２１〜２８について、接地電極３０の向きを＋９０°までの範囲で調整することで、点火進角の最良な値（最大値）として、順に、４２，４１，３７．５，３７．５，４１，４１．５，４２，４２［°］が得られた。そして、これら最大値の中でもっとも小さな値は、サンプル２３，２４の示す点火進角の最大値３７．５°であった。接地電極３０の向きが調整できない場合と比べ、接地電極３０の向きを９０°まで調整できれば、点火進角の最小値を、３５°（接地電極３０の向きが調整できない場合のサンプル２５）から３７．５°まで改善できることが確認できた。ここで図５に示すように、接地電極３０の向きが１３５°〜２２５°の範囲（グラフ中斜線で示す）では、点火進角が大きく低下することがわかる。接地電極３０の向きを少なくとも９０°以上調整できれば、少なくとも、点火進角の最小値を、上記のように、３７．５°とすることができる。これにより、図５の斜線で示される、点火進角３７°以下の範囲を避けることができ、スパークプラグ１の着火性を確保できることがわかった。
【００７３】
さらに、表４に示すように、接地電極３０の向きを１８０°まで調整できるガスケット１００が装着された場合、各サンプル２１〜２８について、同様に、接地電極３０の向きを調整することで、点火進角の最大値として、順に、４２，４１，４１，４１．５，４２，４２，４２，４２［°］が得られた。これら最大値の中の最小値は、サンプル２２，２３の示す点火進角の最大値４１°であった。このように、接地電極３０の向きを１８０°まで調整できれば、点火進角の最小値を、接地電極３０の向きが調整できない場合のサンプル２５が示す３５°から４１°まで改善できることが確認できた。図５に示すように、３５°から４２°の範囲の値をとる点火進角の平均値は３９°であるが、接地電極３０の向きを少なくとも１８０°以上調整できれば、確実に、平均値よりも高い点火進角となるように調整でき、スパークプラグ１の着火性を確実に確保できることがわかった。
【実施例５】
【００７４】
次に、ガスケット１００の周方向断面の形状に規定を設けることの効果を確認するため、評価試験を行った。まず、厚みの異なるステンレス鋼からなる円環状の板材を複数用意し、プレス成型の際の折り曲げ位置や折り曲げ角度を調整して、表５に示す、１６種類のガスケット１００のサンプル１〜１６を作製した。サンプル１〜１６において、第一接続部１４０の曲率半径ｒは、０．４ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲で異なるものとなった。また、第二延伸部１２０の厚みｔは、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で異なるものとなった。さらに、径方向距離Ｒ１と径方向距離Ｒ２の大きさの組み合わせについても異ならせ、潰れ代の１／２の大きさに値する（Ｒ１−Ｒ２）／２の大きさ（便宜上、Ｗとする）は、０．８ｍｍ〜１．０７５ｍｍの範囲で異なるものとなった。そして、また、潰れ代の縦横比Ｃを、ｈ／（Ｒ１−Ｒ２）で求めたところ、Ｃは、０．９３８〜１．４７５の範囲で異なるものとなった。表５に各サンプルの厚みｔ、曲率半径ｒ、潰れ代の１／２の大きさＷ、潰れ代の縦横比Ｃを比較した表を示す。
【００７５】
【表５】
【００７６】
表５に示す各サンプル１〜１６を、それぞれ、スパークプラグ１のサンプルに装着し、６０〜１３０ＭＰａの締め付けトルクでスパークプラグ１をアルミブッシュに取り付けた。このとき、潰れ代が取付部５２のねじ山のピッチで１／２ピッチ分の大きさまで潰れることができたサンプル（すなわち接地電極３０の向きを１８０°以上調整できたサンプル）を確認した。調整できたサンプルについては○と判定し、できなかったサンプルを×と判定した。この評価試験の結果を表６に示す。なお、表６では、各サンプルの曲率半径ｒの大きさと、潰れ代の縦横比Ｃとの関係について着目した。
【００７７】
【表６】
【００７８】
表６に示すように、サンプル１〜９，１３，１４は、接地電極３０の向きを１８０°以上調整することができた。縦横比Ｃが１未満で潰れ代が径方向に大きいサンプル１１〜１２，１５，１６は、接地電極３０の向きを１８０°以上調整することができないことがわかった。また、曲率半径ｒが、Ｗよりも大きなサンプル１０も、接地電極３０の向きを１８０°以上調整することができないことがわかった。よって、曲率半径ｒがＷ（すなわち、（Ｒ１−Ｒ２）／２）以下であり、且つ、縦横比Ｃが１以上であれば（すなわち潰れ代が軸Ｑ方向に大きくｈ≧（Ｒ１−Ｒ２）を満たせば）、接地電極３０の向きを１８０°以上調整することができることが確認できた。
【実施例６】
【００７９】
さらに、上記の各サンプル１〜１６について、第一接続部１４０を形成する際の成形性についても、評価を行った。サンプル１〜１６のガスケット１００を作製する際のプレス成型で第一接続部１４０を折り曲げた後、折り曲げ痕の様子について観察を行った。そのとき、第一接続部１４０の折り曲げ痕にシワが寄り、折れや潰れが生じたことが確認できたサンプルを×と評価し、折り曲げ痕がなめらかな曲面を形成したサンプルを○と評価した。評価試験の結果を表７に示す。なお、表７では、各サンプルの曲率半径ｒの大きさと、厚みｔの関係について着目した。
【００８０】
【表７】
【００８１】
表７に示すように、曲率半径ｒが厚みｔの２倍以上であったサンプル２，３，６，９，１０，１２は、第一接続部１４０の折り曲げ痕にシワがなく、なめらかな曲面が形成され、成形性が良好であった。一方、曲率半径ｒが厚みｔの２倍未満のサンプル１，４，５，７，８，１１，１３〜１６は、第一接続部１４０の折り曲げ痕にシワが寄っているのが確認された。実施例５においてアルミブッシュに取り付けたスパークプラグ１を取り外し、各サンプルの第一接続部１４０の折り曲げ痕を観察したところ、曲率半径ｒが厚みｔの２倍未満のサンプル１，４，５，７，８，１１，１３〜１６では折れや潰れを生じていたことが確認された。
【実施例７】
【００８２】
次に、ガスケット１００の材料や、ガスケット１００を主体金具５０に装着する向き、周方向断面の形状の違いなどによる耐緩み性の影響を確認するため、評価試験を行った。まず、実施例２と同様に、ステンレス鋼からなる厚さ０．５ｍｍの円環状の板材にプレス成型による加工を施し、本実施の形態のガスケット１００のサンプル４１を作製した。ガスケット１００の周方向断面における各寸法は、第一接続部１４０の曲率半径ｒが１ｍｍ、径方向距離Ｒ１が８．１５ｍｍ、径方向距離Ｒ２が６ｍｍとなった。また、サンプル４１と同寸法で、材料を鉄（Ｆｅ）にしたサンプル４２を作製した。さらに、周方向断面の形状がサンプル４１と鏡像体をなすサンプル４３を作製した。各サンプルを主体金具５０のねじ首５９に装着したスパークプラグ１のサンプルを作製し、さらにサンプル４１を、軸Ｑ方向を逆さまにしたサンプル４４をねじ首５９に装着したスパークプラグ１のサンプルを用意した。
【００８３】
各サンプル４１〜４４が装着されたスパークプラグ１を締め付けトルク１５Ｎ・ｍでアルミブッシュにそれぞれ取り付け、実施例２と同様の振動試験を行った。さらに、アルミブッシュからスパークプラグ１を取り外し、このとき、主体金具５０の取り外しに必要なトルク（戻しトルク）を測定した。この評価試験の結果を表８に示す。
【００８４】
【表８】
【００８５】
表８に示すように、サンプル４１の戻しトルクは７．９Ｎ・ｍであったのに対し、サンプル４２〜４４は、それぞれ、４．７，６．７，４．４［Ｎ・ｍ］となり、耐緩み性が低下することがわかった。なお、サンプル４１と４３について、張出部５４との接触痕（点Ｘで示す）から等価摩擦直径を求めたところ、それぞれ１３．５ｍｍ、１４．８ｍｍであった。開口周縁部９２との接触痕（点Ｙで示す）に基づく等価摩擦直径は、サンプル４１と４３とでは同じであり、周方向断面が鏡像体をなすと、張出部５４側と開口周縁部９２側との間で等価摩擦直径の比率が異なってくることが、戻しトルクに影響することが確認された。
【符号の説明】
【００８６】
１ スパークプラグ
１０ 絶縁碍子
１２ 軸孔
３０ 接地電極
５０ 主体金具
５４ 張出部
９０ エンジンヘッド
９１ 取付孔
９２ 開口周縁部
１００ ガスケット
１０１ 一方の端部
１０２ 他方の端部
１１０ 第一延伸部
１１１，１２１，１３１，１６１ 一端
１１２，１２２，１３２，１６２ 他端
１２０ 第二延伸部
１３０ 第三延伸部
１４０ 第一接続部
１５０ 第二接続部
１６０ 第三接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、取付孔を介した気密漏れを封止する封止部材を有するねじ付部材およびスパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、スパークプラグは、主体金具の外周に形成したねじ山を、エンジン等の内燃機関の取付孔に形成した雌ねじに対してねじ止めすることで、エンジンへの取付けを行う。主体金具の外周には、円環状の金属板を一周にわたって厚み方向に折り返して形成される封止部材（ガスケット）が装着され、取付孔を介した燃焼室内の気密漏れが防止される。スパークプラグの取付け時に、ガスケットは、主体金具の張出部と取付孔の開口周縁部との間に挟まれ圧縮される。ガスケットは、ねじ締めに伴い変形し、張出部と開口周縁部とのそれぞれに対する密着性および軸力（締め付けに伴う圧縮により軸方向に働く反力）を高め、気密漏れを封止する。
【０００３】
ところで直噴式のエンジンでは、燃焼室内に突き出される接地電極と、燃料の噴射口と、火花放電間隙との位置関係が、着火性に影響する。ゆえに、スパークプラグをエンジンに取り付ける際には、ねじの回転により接地電極の向き（燃焼室内における上記の位置関係）を自由に調整できることが望まれる。そこで、スパークプラグを取り付ける際のねじ締めで、トルクを維持しつつもガスケットが潰れることのできる大きさ（圧縮変位の変化量）を確保したものが知られている（例えば特許文献１参照）。特許文献１では、ガスケットの圧縮変位の変化量を０．５ｍｍ以上確保したことで、所定の軸力を維持した状態でねじの回転を０．５〜１回転以上確保し、接地電極の向きを調整できるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２６６１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、ガスケットの圧縮変位の変化量を確保するための潰れ代となる部分が、ガスケットの軸方向よりも径方向に大きく確保されている。ガスケットは取り付け時の潰れによって径方向に広がりやすいため、潰れ代となる部分の形状が径方向に大きいガスケットでは張出部からはみ出す場合がある。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、潰れた際の張出部からのはみ出しを抑制しつつも十分な大きさの潰れ代を確保できる封止部材を有するねじ付部材およ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】
【０００７】
本発明の第１態様によれば、自身の外周にねじ山が形成され、当該ねじ山よりも基端側に、自身の外周から外向きに張り出しつつ周方向に一周する形態をなす張出部を有するねじ付部材に、外側から同心的に装着される環状形態をなし、前記ねじ付部材が、雌ねじの形成された取付孔に螺合により取り付けられた状態において、前記張出部と、前記取付孔の開口周縁部との間にて圧縮されて、前記張出部と前記開口周縁部との間を封止する封止部材を備えた、封止部材を有するねじ付部材において、前記封止部材の中心軸を含む平面にて当該封止部材の断面をみたときに、当該断面が、一方の端部から他方の端部まで連続しつつ前記他方の端部が前記一方の端部よりも内側に位置する渦巻状をなすとともに、自身の一端を前記一方の端部とし、前記自身の一端よりも前記封止部材の径方向内側に位置する自身の他端へ向け、前記封止部材の軸方向に沿う成分よりも前記径方向に沿う成分の方が大きくなるように、略直線状に延びる第一延伸部と、前記径方向に沿う成分よりも前記軸方向に沿う成分の方が大きくなるように略直線状に延びる第二延伸部と、前記第一延伸部の他端と前記第二延伸部の一端とを、曲率半径ｒの曲線にて接続する第一接続部と、前記第二延伸部よりも前記径方向外側の位置にて、前記径方向に沿う成分よりも前記軸方向に沿う成分の方が大きくなるように略直線状に延びる第三延伸部と、前記第二延伸部の他端と前記第三延伸部の一端とを、前記第一延伸部から離れる方向に屈曲する曲線にて接続する第二接続部と、自身の一端が前記第三延伸部の他端に接続されるとともに、自身の他端を前記他方の端部とし、前記軸方向において、前記第一延伸部および前記第二接続部との間に位置しつつ当該第一延伸部および当該第二接続部と重なる部位を有する第三接続部とから構成され、前記封止部材は、前記第一延伸部が前記ねじ付部材の前記張出部に接触する側に位置するとともに、前記ねじ付部材が前記第二延伸部よりも前記径方向内側に位置するように前記ねじ付部材に装着され、前記封止部材が、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する前において、前記ねじ付部材に装着された状態において、前記封止部材の前記軸方向の高さをｈ、ｈ／２を満たす位置における前記第二延伸部の厚みをｔとし、さらに、前記封止部材の前記径方向において、前記第三延伸部のうち、前記封止部材の前記中心軸から最も離れた部位における前記中心軸からの径方向距離をＲ１、前記第二延伸部のうち、前記封止部材の前記中心軸に最も近い部位における前記中心軸からの径方向距離をＲ２としたときに、２×ｔ≦ｒ≦（Ｒ１−Ｒ２）／２を満たすとともに、ｈ≧（Ｒ１−Ｒ２）を満たす封止部材を有するねじ付部材が提供される。
【０００８】
封止部材の断面の形状を規定することで、封止部材が圧縮される際の大きさを確保でき、封止部材による気密性を維持したまま、ねじ付部材の周方向の向きを調整することができる。具体的に、２×ｔ≦ｒとすることで封止部材の成形性を確保できる。ｒ≦（Ｒ１−Ｒ２）／２とすることで封止部材の圧縮時における潰れ代の大きさを確保でき、ねじ付部材の周方向の向きの調整を可能とすることができる。ｈ≧（Ｒ１−Ｒ２）とすることで、潰れ代を中心軸方向に大きくでき、潰れ代を確保しつつも潰れた際の径方向への膨らみを抑制することができる。
【０００９】
第１態様において、前記封止部材の前記断面において、前記他方の端部は、前記径方向において、前記一方の端部よりも前記中心軸寄りの位置にあってもよい。封止部材の断面の形状において、他方の端部が一方の端部よりも中心軸寄りの位置にあれば、第一延伸部と張出部との接触位置と中心軸とを半径とする等価摩擦直径を、第二接続部と開口周縁部との接触位置と中心軸とを半径とする等価摩擦直径よりも小さくできる。これにより、ねじ付部材を取り付ける際の締め付けトルクを小さくし、取り外す際の戻しトルクを大きくできるので、耐緩み性を確保することができる。
【００１０】
第１態様において、前記封止部材は、ステンレス鋼からなるものであってもよい。ステンレス鋼であれば剛性が高いので、ねじ付部材が取り付けられる装置の駆動・休止に伴う加熱・冷却サイクルによって発生するクリープ変形に対する耐久性が高く、有効である。
【００１１】
第１態様において、前記封止部材を前記軸方向に圧縮する際の圧縮荷重をＦとし、前記封止部材への付加圧力ＰをＦ／｛π（Ｒ１２−Ｒ２２）｝にて算出したときに、前記付加圧力Ｐが６０ＭＰａ〜１３０ＭＰａの範囲内における、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する際の回転角が、９０°以上３６０°未満であってもよい。さらには、前記付加圧力Ｐが６０ＭＰａ〜１３０ＭＰａの範囲内における、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する際の回転角が、１８０°以上３６０°未満であってもよい。
【００１２】
回転角として９０°以上を確保できれば、ねじ付部材の周方向の向きを、ねじ付部材が取り付けられる装置の駆動に影響する向きとならないように、調整することができる。さらに、回転角として１８０°以上を確保できれば、ねじ付部材の周方向の向きを、ねじ付部材が取り付けられる装置の駆動において好ましい方向に調整することができる。なお、回転角として３６０°未満とするのは、回転角が３６０°であれば、ねじ付部材の周方向の向きを任意の方向に調整できるので、必要十分である。
【００１３】
第１態様において、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する前において、前記ねじ付部材に装着された前記封止部材の前記断面で、前記ｈ／２を満たし、前記厚みｔの中央となる前記第二延伸部の位置において、前記封止部材の硬度を測定したときに、ビッカース硬度で、２００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下であってもよい。封止部材が２００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下のビッカース硬度を確保できれば、封止部材が十分なバネ性を得ることができ、ねじ付部材の周方向の向きを調整する際に、十分な軸力を確保できる。
【００１４】
第１態様において、前記ねじ付部材に装着する前の前記封止部材の前記断面をみたときに、前記第三接続部の一端側から前記他方の端部側へと向かう方向が、前記軸方向に対し、４０°以上７０°以下の角度で交差してもよい。封止部材の断面において、第三接続部の一端側から他方の端部側へと向かう方向が、軸方向に対し、４０°以上の角度で交差すれば、封止部材を圧縮する際に第二延伸部と第三延伸部とを径方向に膨らませ、バネ性をもった変形を行わせ、十分な軸力を確保できる。なお、上記角度が７０°より大きい封止部材は、作製が難しい。
【００１５】
本発明の第２態様によれば、第１態様に係る封止部材を有するねじ付部材の前記封止部材を、主体金具に装着して使用するスパークプラグが提供される。第１態様に係る封止部材が装着されたスパークプラグであれば、内燃機関の駆動・休止に伴う加熱・冷却サイクルによる負荷に十分に耐えることができる。よって、気密性および耐緩み性を確保しつつ、接地電極の向きを調整することができるので、着火性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】スパークプラグ１の部分断面図である。
【図２】ガスケット１００のスパークプラグ１への装着前の状態における周方向断面を示す図である。
【図３】ガスケット１００のスパークプラグ１への装着後の状態における周方向断面を示す図である。
【図４】スパークプラグ１をエンジンヘッド９０に取り付け、主体金具５０の張出部５４と取付孔９１の開口周縁部９２との間にガスケット１００を挟んで圧縮した状態を示す部分断面図である。
【図５】接地電極３０の向きと点火進角（ＢＴＤＣ）との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を具体化したスパークプラグの一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１を参照し、本発明に係る封止部材の一例としてのガスケット１００を装着したスパークプラグ１の構造について説明する。なお、後述する主体金具５０を、本発明におけるねじ付部材の一例として説明するが、スパークプラグ１は主体金具５０に各部品が組み付けられて完成するものである。よって、便宜上、主体金具５０の軸線が、スパークプラグ１の軸線Ｏと一致するものとして、以下の説明を行うものとする。また、図１において、軸線Ｏ方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。
【００１８】
図１に示すように、スパークプラグ１は、軸孔１２内の先端側に中心電極２０を保持し、後端側に端子金具４０を保持する絶縁碍子１０を有する。また、スパークプラグ１は、絶縁碍子１０の径方向周囲を周方向に取り囲み、絶縁碍子１０を保持する主体金具５０を有する。主体金具５０の先端面５７には接地電極３０が接合されている。接地電極３０は、先端部３１側が中心電極２０と対向するように屈曲されており、中心電極２０に設けられた貴金属チップ８０との間に火花放電間隙ＧＡＰを有する。
【００１９】
まず、絶縁碍子１０について説明する。絶縁碍子１０は周知のようにアルミナ等を焼成して形成され、軸中心に軸線Ｏ方向へ延びる軸孔１２を有する筒形状をなす。軸線Ｏ方向における絶縁碍子１０の略中央には、外径が最も大きい鍔部１９が形成されている。鍔部１９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が形成されている。先端側胴部１７よりも先端側には、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は先端側ほど外径が縮小されている。脚長部１３は、スパークプラグ１が内燃機関のエンジンヘッド９０（図４参照）に取り付けられた場合に、エンジンの燃焼室（図示外）内に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間は段部１５として形成されている。
【００２０】
次に、中心電極２０について説明する。上記したように、絶縁碍子１０は、軸孔１２の先端側に中心電極２０を保持する。中心電極２０は、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル系合金等からなる母材２４の内部に、熱伝導性に優れる銅等からなる金属芯２５を配置した構造を有する。中心電極２０の先端部２２は絶縁碍子１０の先端面から突出し、先端側に向かって外径が縮小されている。先端部２２の先端面には、耐火花消耗性向上のため、貴金属チップ８０が接合されている。また、絶縁碍子１０は、軸孔１２内に、シール体４およびセラミック抵抗３を有する。中心電極２０は、シール体４およびセラミック抵抗３を経由して、軸孔１２の後端側に保持された端子金具４０に電気的に接続されている。スパークプラグ１の使用時には、端子金具４０に点火コイル（図示外）が接続され、高電圧が印加される。
【００２１】
次に、接地電極３０について説明する。接地電極３０は、耐腐食性の高い金属（一例として、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル合金）を用い、横断面が略長方形の棒状に形成された電極である。接地電極３０は、一端側の基部３２が、主体金具５０の先端面５７に溶接により接合されている。接地電極３０は、他端側の先端部３１側が、中心電極２０の先端部２２側へ向けて屈曲されている。接地電極３０の先端部３１と、中心電極２０の貴金属チップ８０との間には、火花放電間隙ＧＡＰが形成されている。
【００２２】
次に、主体金具５０について説明する。主体金具５０は、低炭素鋼材からなる円筒状の金具である。前述したように、主体金具５０は、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位の周囲を取り囲み、絶縁碍子１０を保持する。主体金具５０は、図示外のスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部５１と、エンジンヘッド９０の取付孔９１（図４参照）の雌ねじに螺合するねじ山が形成された取付部５２とを有する。なお、本実施の形態の主体金具５０は、取付部５２のねじ山の呼び径をＭ１２とする規格に沿って作製されたものである。呼び径についてはＭ１２に限定するものではなく、Ｍ１０でもＭ１４であってもよく、あるいはＭ８であってもよい。また、主体金具５０の表面にはＮｉめっき層が形成されている。
【００２３】
主体金具５０の工具係合部５１と取付部５２との間には、径方向外向きに鍔状に張り出す張出部５４が形成されている。取付部５２と張出部５４との間の部位はねじ首５９と称され、ねじ首５９には、後述するガスケット１００が嵌め込まれている。
【００２４】
主体金具５０の工具係合部５１より後端側には、厚みの薄い加締部５３が設けられている。張出部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に厚みの薄い座屈部５８が設けられている。主体金具５０の内周で、取付部５２の位置には段部５６が形成されており、段部５６には、環状の板パッキン８が配置されている。工具係合部５１から加締部５３にかけての主体金具５０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が介在されており、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は、内側に向けて折り曲げるように加締められることで、リング部材６，７およびタルク９を介し、絶縁碍子１０を主体金具５０内で先端側へ向け押圧する。加締部５３に押圧された絶縁碍子１０は、段部１５が板パッキン８を介して主体金具５０の段部５６に支持されて、主体金具５０と一体になる。主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。上記した座屈部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、軸線Ｏ方向におけるタルク９の圧縮長さを長くして、気密性を高めている。
【００２５】
次に、ガスケット１００について説明する。ガスケット１００は、オーステナイト系ステンレス鋼、もしくはフェライト系ステンレス鋼からなる一枚の環状の板材に対し厚み方向に折り返す加工を施して、円環状に作製されたものである。ガスケット１００が主体金具５０に装着される際には、円環状のガスケット１００の中心軸（便宜上、軸Ｑ（図３参照）とする）を軸線Ｏ方向に揃え、ねじ首５９に嵌め込まれる。このとき、後述する第一延伸部１１０側が主体金具５０の張出部５４に向けられ、ねじ首５９が、後述する第二延伸部１２０よりも径方向内側に位置するようにして、ガスケット１００がねじ首５９に装着される。なお、図１に示す、ガスケット１００は、主体金具５０に装着される際に軸Ｑ方向に圧縮され、径方向に膨らむように変形されたものであり、ねじ首５９からの外れが防止される。以下では、主体金具５０に装着する前のガスケット１００（すなわち軸Ｑ方向に圧縮されていない状態のもの）について説明する。
【００２６】
図２に示すように、本実施の形態のガスケット１００は、上記した環状の板材を厚み方向に３箇所で折り返すことによって、周方向と直交する断面（言い換えると、軸Ｑを含む平面にてガスケット１００をみた断面であり、以下、「周方向断面」という）の形状が渦巻状となるように作製される。より具体的に、ガスケット１００は、周方向断面において、一方の端部１０１から他方の端部１０２まで連続しつつ、端部１０２が端部１０１よりも内側に位置する渦巻状をなす。例えば、折り返し箇所が４箇所以上のものや、周方向断面が渦巻状でなく、表裏逆の厚み方向への折り返しが含まれるガスケットを作製するには、少なくとも５工程以上のプレス成型による加工を必要とする。本実施の形態のガスケット１００は、板材の一方の面側が常に谷側となる、いわゆる一方向曲げによって作製でき、具体的に、４工程のプレス成型によって形成することができるため、成形性に優れる。以下、ガスケット１００の形態について説明するが、便宜上、ガスケット１００の周方向断面は、第一延伸部１１０、第二延伸部１２０、第三延伸部１３０、第一接続部１４０、第二接続部１５０、および第三接続部１６０の６つの部位からなるものとする。
【００２７】
第一延伸部１１０は、周方向断面において、ガスケット１００の一方の端部１０１を自身の一端１１１とし、自身の他端１１２へ向けて、直線状に延びる形状を有する部位である。第一延伸部１１０の他端１１２は、径方向において、一端１１１よりも内側に配置される。第二延伸部１２０は、周方向断面において、径方向の成分よりも軸Ｑ方向の成分が大きくなるように、自身の一端１２１から他端１２２へ向けて、直線状に延びる形状を有する部位である。第二延伸部１２０の一端１２１は、他端１２２よりも、第一延伸部１１０側に配置される。第三延伸部１３０も同様に、周方向断面において、径方向の成分よりも軸Ｑ方向の成分が大きくなるように、自身の一端１３１から他端１３２へ向けて、直線状に延びる形状を有する部位である。第三延伸部１３０の他端１３２は、一端１３１よりも、第一延伸部１１０側に配置される。また、第三延伸部１３０は、径方向において、第二延伸部１２０よりも外側に配置される。
【００２８】
第一接続部１４０は、第一延伸部１１０の他端１１２と、第二延伸部１２０の一端１２１とを接続する部位である。第一接続部１４０は、ガスケット１００の作製時に折り曲げられる上記の３箇所の部位うちの１部位である。後述するが、主体金具５０のねじ首５９への装着時にガスケット１００が圧縮されたときに、第一接続部１４０は周方向断面の形状が曲率半径ｒの曲線に沿う形状となって、第一延伸部１１０と第二延伸部１２０とを接続する。あらかじめガスケット１００の作製時に第一接続部１４０において折り曲げがなされることで、ガスケット１００が装着時に圧縮された際、第一接続部１４０が曲率半径ｒの曲線に沿う形状に形成される。
【００２９】
第二接続部１５０は、第二延伸部１２０の他端１２２と第三延伸部の一端１３１とを接続する部位である。第二接続部１５０は、上記の第一接続部１４０と同様に、ガスケット１００の作製時に折り曲げられる部位の一つである。第二接続部１５０は、折り曲げによって、周方向断面の形状が、軸Ｑ方向において第一延伸部１１０から離れる方向に屈曲するＵ字形状の曲線に沿う形状となる。
【００３０】
第三接続部１６０は、自身の一端１６１が第三延伸部１３０の他端１３２に接続され、自身の他端１６２を、ガスケット１００の他方の端部１０２とする部位である。第三接続部１６０も同様に、ガスケット１００の作製時に折り曲げられる部位の一つである。第三接続部１６０の他端１６２は、径方向において、一端１６１よりも内側に位置するように折り曲げられる。その際に、他端１６２は、径方向においては、第二延伸部１２０と第三延伸部１３０との間に位置され、軸Ｑ方向においては、第一延伸部１１０と第二接続部１５０との間に位置される。これにより、第三接続部１６０の他端１６２は、ガスケット１００がなす渦巻状の形状の内側で、軸Ｑ方向において、第一延伸部１１０と第二接続部１５０とに重なる位置に配置される。
【００３１】
このように、ガスケット１００は、周方向断面が渦巻状となるように形成されることで、ガスケット１００は内部に空間が確保される。この内部空間が、スパークプラグ１をエンジンヘッド９０に取り付ける際にガスケット１００が潰れる潰れ代として機能する。本実施の形態では、スパークプラグ１をエンジンヘッド９０に取り付ける際に、燃焼室内に突き出される接地電極３０の向きを調整するため、ガスケット１００には、潰れ代の大きさの確保が望まれる。またガスケット１００の圧縮時に、気密性の確保のための十分な軸力を得るために、ガスケット１００の第二延伸部１２０と第三延伸部１３０とが確実に径方向に膨らむ変形をなすことが望まれる。そこで、ガスケット１００の作製時に、第三接続部１６０を折り曲げる際の折り曲げ角度θに規定が設けられている。具体的に、第三接続部１６０は、第三延伸部１３０の他端１３２と接続する自身の一端１６１側から、ガスケット１００の他方の端部１０２である自身の他端１６２側へと向かう方向が、軸Ｑ方向に対し、４０°以上７０°以下の角度で交差することが規定されている。
【００３２】
第三接続部１６０が折り曲げられる前の状態において、第三接続部１６０の一端１６１から他端１６２へ向かう方向は、第三延伸部１３０の一端１３１から他端１３２へ向かう方向と一致し、直線状に延びる。第三接続部１６０が折り曲げられる際には、第三接続部１６０の一端１６１から他端１６２へ向かう方向が、第三延伸部１３０の一端１３１から他端１３２へ向かう方向と交差する角度θが、４０°以上７０°以下となるように、第三接続部１６０が折り曲げられる。もっとも、第三接続部１６０の折り曲げ後において、一端１６１から他端１６２を向く方向は、折り曲げ位置によって異なってくる。本実施の形態では、ガスケット１００の作製時における第三接続部１６０の折り曲げは、一端１６１付近において行われるものとし、他端１６２付近においては延伸方向が維持されるものとする。よって、便宜上、他端１６２付近における第三接続部１６０の延伸方向（仮想直線１６３で示す）が、第三延伸部１３０の延伸方向（仮想直線１６４で示す）と交差する角度θを検討する。
【００３３】
後述する実施例１によれば、仮想直線１６３と仮想直線１６４とが交差する角度θが７０°より大きいものは、成型することができない。また、仮想直線１６３と仮想直線１６４とが交差する角度θが４０°未満の場合、ガスケット１００を主体金具５０に装着する際の圧縮において、第二延伸部１２０と第三延伸部１３０とが径方向に膨らむ変形をなさない虞がある。
【００３４】
次に、主体金具５０に装着された状態のガスケット１００（軸Ｑ方向に圧縮され、径方向に膨らむように変形された状態のもの）について、図３，図４を参照し、説明する。ガスケット１００は、主体金具５０（図１参照）に装着される際に、図３に示すように、軸Ｑ方向に圧縮される。圧縮によって、ガスケット１００は、周方向断面が径方向に膨らみ、内径が主体金具５０のねじ山の外径よりも小さい程度の大きさとなるため、ガスケット１００のねじ首５９からの外れが防止される。なお、ガスケット１００の周方向の数カ所において、ガスケット１００の内径をさらに小さくするための部分的な圧縮を行ってもよい。
【００３５】
図４に示すスパークプラグ１は、主体金具５０がエンジンヘッド９０の取付孔９１に取り付けられ、ガスケット１００が、主体金具５０の張出部５４と、取付孔９１の開口周縁部９２とに挟まれた状態のものである。なお、図４の状態において、ガスケット１００は、主体金具５０の締め付けによる軸Ｑ方向への圧縮が、まだなされていない。この状態からさらに締め付けがなされると、図示しないが、ガスケット１００は、主体金具５０の張出部５４と、取付孔９１の開口周縁部９２との間で軸Ｑ方向に圧縮されて、径方向に膨らむ変形を生ずる。このとき、第二延伸部１２０と第三延伸部１３０とが互いに遠ざかる方向へバネ性を有した曲がりを生ずることで、ガスケット１００は、張出部５４と開口周縁部９２とに対する軸力（締め付けに伴う圧縮により軸Ｑ方向に働く反力）を維持したまま変形される。
【００３６】
張出部５４と開口周縁部９２との間で圧縮されるガスケット１００による気密性を確保するには、ガスケット１００に適度な圧縮力が付加されることが重要である。そこで、ガスケット１００を軸Ｑ方向に圧縮する際の圧縮荷重をＦとし、ガスケット１００への適度な圧縮力が付加される圧力（付加圧力）Ｐを、Ｐ＝Ｆ／｛π（Ｒ１２−Ｒ２２）｝により算出する。なお、図３に示すように、ガスケット１００の周方向断面において、第三延伸部１３０のうち、軸Ｑに最も遠い部位における軸Ｑからの径方向距離をＲ１とする。同様に、第二延伸部１２０のうち、軸Ｑに最も近い部位における軸Ｑからの径方向距離をＲ２とする。
【００３７】
後述する実施例２によれば、付加圧力Ｐの範囲を、６０ＭＰａ以上１３０ＭＰａ以下とすることが望ましいことがわかった。付加圧力Ｐが６０ＭＰａ未満であると、ガスケット１００による気密性の確保が難しい。付加圧力Ｐが１３０ＭＰａより大きいと強度を確保することが難しく、締め付けにより、主体金具５０が破断する虞がある。
【００３８】
また、上記の付加圧力Ｐの範囲を確保するには、ガスケット１００の硬度を確保することによりバネ性を得て、ガスケット１００の圧縮時に十分な軸力が得られるようにすることも必要である。後述する実施例３によれば、図３に示す、ガスケット１００の周方向断面のＳ点において、ガスケット１００の硬度を測定したときに、ビッカース硬度で２００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下であるとよいことがわかった。なお、図３に示す、エンジンヘッド９０に取り付ける前の主体金具５０に装着された状態のガスケット１００の周方向断面において、ガスケット１００の軸Ｑ方向の高さをｈとする。軸Ｑ方向の高さがｈ／２となる部位において、第二延伸部１２０の厚みをｔとする。厚みｔの中央の位置を、上記のＳ点とする。
【００３９】
Ｓ点におけるガスケット１００のビッカース硬度が２００Ｈｖ未満の場合、ガスケット１００は十分なバネ性を得ることができず、締め付けにより圧縮されると塑性変形し、緩みを生ずる虞がある。Ｓ点におけるガスケット１００のビッカース硬度が４５０Ｈｖより大きい場合、締め付けにより圧縮されるとガスケット１００に割れやクラックを生ずる虞がある。
【００４０】
また、上記したように、本実施の形態のガスケット１００は、燃焼室内に突き出される接地電極３０の向きを調整するための潰れ代を設けている。もっとも、ガスケット１００として気密性の確保は必要であるので、潰れ代が潰れても、付加圧力Ｐの範囲として６０ＭＰａ以上１３０ＭＰａ以下が確保されることが望まれる。ゆえに、後述する実施例４によれば、付加圧力Ｐの範囲が確保された上で、スパークプラグ１の着火性を確保するためには、接地電極３０の向きを、少なくとも９０°以上調整できることが望まれる。接地電極３０の向きを調整可能な角度が９０°未満の場合、接地電極３０の向きを、着火性への影響を小さくできる向きに調整することが難しい場合がある。なお、接地電極３０の向きは、３６０°（一回転分）調整できれば全方向に対応できるので、上限を３６０°としている。
【００４１】
さらに後述する実施例４によれば、接地電極３０の向きを１８０°以上調整できれば、スパークプラグ１の着火性を確実に確保することができることがわかった。接地電極３０の向きを調整可能な角度が１８０°未満の場合、接地電極３０の向きを、着火性への影響がより小さくできる向きに調整することが難しい場合がある。なお、接地電極３０の向き調整の上限を３６０°とする点は、上記同様である。
【００４２】
また、接地電極３０の向きを調整するのに十分な大きさの潰れ代を確保しつつ、潰れても張出部５４からはみ出すことがないように、本実施の形態では、ガスケット１００の周方向断面の形状に、規定を設けている。上記したように、ガスケット１００の軸Ｑ方向の高さをｈ、ｈ／２の位置における第二延伸部１２０の厚みをｔ、第一接続部１４０の曲率半径をｒとする。また、第三延伸部１３０の軸Ｑに最も遠い部位における径方向距離をＲ１、同様に、第二延伸部１２０の軸Ｑに最も近い部位における径方向距離をＲ２とする。このとき、２×ｔ≦ｒ≦（Ｒ１−Ｒ２）／２を満たすと共に、ｈ≧（Ｒ１−Ｒ２）を満たす。
【００４３】
ガスケット１００において、第二延伸部１２０および第三延伸部１３０は、潰れ代が軸Ｑ方向に潰れる際に潰れによって径方向に膨らむ部分である。第二延伸部１２０および第三延伸部１３０によって、潰れ代の軸Ｑ方向の大きさが確保される。上記のように接地電極３０の向きを調整するには、軸Ｑ方向の潰れの大きさとして、ある程度の大きさの確保が必要となる。よって、ｈがＲ１−Ｒ２より小さく、潰れ代が軸Ｑ方向よりも径方向に大きい場合、ガスケット１００が潰れた場合の径方向の大きさが、ｈがＲ１−Ｒ２以上のものよりも大きくなる。すると、ガスケット１００が張出部５４からはみ出したり、ねじ首５９に引っかかったりする場合があり、十分な締め付けを行えなくなる虞がある。後述する実施例５によれば、接地電極３０の向きの調整する角度として十分な角度（具体的には１８０°以上）を確保できなくなる虞があることがわかった。
【００４４】
次に、ガスケット１００が軸Ｑ方向に潰れる大きさを確保するには、第一接続部１４０の曲率半径ｒを、より小さくするとよい。曲率半径ｒが大きいほど、軸Ｑ方向において第一接続部１４０の占める大きさが、より大きくなる。すると、第二延伸部１２０の軸Ｑ方向の大きさを確保しづらくなり、十分な潰れ代を確保できなくなる虞がある。後述する実施例５によれば、曲率半径ｒが、（Ｒ１−Ｒ２）／２より大きい場合に、十分な潰れ代を確保できなくなることがわかった。
【００４５】
一方で、曲率半径ｒが小さいほど、ガスケット１００を作製する際に、第一接続部１４０において折り曲げ加工による歪み量が大きくなる。すると、折り曲げにかかる荷重による負荷で、第一接続部１４０の折り曲げ痕にシワが寄り、ガスケット１００を圧縮した際に折り曲げ痕を起点に折れや潰れを生じ、第二延伸部１２０におけるバネ性を確保しづらくなる虞がある。後述する実施例６によれば、曲率半径ｒが第二延伸部１２０の厚みｔの２倍未満である場合、ガスケット１００の作製時に、第一接続部１４０において折れや潰れを生ずる場合があることがわかった。
【００４６】
なお、ガスケット１００の材料として、例えばＪＩＳ（日本工業規格）に定められた以下の規格番号のステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いることができる。オーステナイト系ステンレス鋼の例としては、ＳＵＳ２０１、ＳＵＳ２０２、ＳＵＳ３０１、ＳＵＳ３０１Ｊ、ＳＵＳ３０２、ＳＵＳ３０２Ｂ、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ３０４Ｎ１、ＳＵＳ３０４Ｎ２、ＳＵＳ３０４ＬＮ、ＳＵＳ３０５、ＳＵＳ３０９Ｓ、ＳＵＳ３１０Ｓ、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ３１６Ｌ、ＳＵＳ３１６Ｎ、ＳＵＳ３１６ＬＮ、ＳＵＳ３１６Ｊ１、ＳＵＳ３１６Ｊ１Ｌ、ＳＵＳ３１７、ＳＵＳ３１７Ｌ、ＳＵＳ３１７Ｊ１、ＳＵＳ３２１、ＳＵＳ３４７、ＳＵＳＸＭ１５Ｊ１等を用いることができる。また、フェライト系ステンレス鋼の例としては、ＳＵＳ４０５、ＳＵＳ４１０Ｌ、ＳＵＳ４２９、ＳＵＳ４３０、ＳＵＳ４３０ＬＸ、ＳＵＳ４３０ＪＩＬ、ＳＵＳ４３４、ＳＵＳ４３６Ｌ、ＳＵＳ４３６ＪＩＬ、ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ４４５Ｊ１、ＳＵＳ４４５Ｊ２、ＳＵＳ４４７Ｊ１、ＳＵＳＸＭ２７等を用いることができる。
【００４７】
これらのようなステンレス鋼を用いて作製したガスケットは、一般的に用いられるＦｅからなるガスケットと比べ剛性が高い。ゆえに、エンジンの駆動・休止に伴う加熱・冷却によって発生するクリープ変形の耐久性が高く、ガスケットの変形に起因するねじ止めの緩みが生じにくい。後述する実施例７によれば、ガスケット１００にステンレス鋼（ＳＵＳ）を用いた場合と鉄（Ｆｅ）を用いた場合とで、耐緩み性に差を生ずることが確認され、ガスケット１００の材料としてステンレス鋼を用いることが好ましいことが明らかとなった。
【００４８】
さらに、主体金具５０のねじ首５９にガスケット１００を装着する向きによっても、耐緩み性に差を生ずることが、後述する実施例７によって確認された。具体的に、本実施の形態のガスケット１００は、周方向断面で、第二延伸部１２０側を径方向内側に、第三延伸部１３０側を径方向外側に配置する形状で作製され、第一延伸部１１０側を張出部５４に向けて、ねじ首５９に装着される。これに対し、第二延伸部側を径方向外側に、第三延伸部側を径方向内側に配置する形状で作製され、第一延伸部側を張出部５４に向けて、ねじ首５９に装着される形態のガスケット（サンプル４３）がある。また、第二延伸部側を径方向内側に、第三延伸部側を径方向外側に配置する形状で作製され、第二接続部側を張出部５４に向けて、ねじ首５９に装着される形態のガスケット（サンプル４４）がある。いずれの形態のガスケットも、本実施の形態のガスケット１００よりも、ねじの取り外し（緩め）に必要な軸力（戻しトルク）が小さくなり、耐緩み性が低下することがわかった。
【００４９】
この現象は、等価摩擦直径の比較によって説明される。図４に示すように、主体金具５０のねじ首５９に装着される際に、上記したように、ガスケット１００は、軸Ｑ方向に圧縮される。ガスケット１００が装着された主体金具５０を取付孔９１に取り付け、ねじの締め付けを行うと、圧縮の初期において、ガスケット１００は、張出部５４と点Ｘの一点において接触する。ガスケット１００と張出部５４との間において生ずる実質的な摩擦力を評価する指標となる公知の等価摩擦直径を検討したとき、点Ｘの径方向距離を半径とする仮想円の直径が、ガスケット１００と張出部５４との間における等価摩擦直径に相当する。同様に、ガスケット１００は、取付孔９１の開口周縁部９２とも点Ｙの一点において接触する。このため、ガスケット１００と開口周縁部９２との間における等価摩擦直径は、点Ｙの径方向距離を半径とする仮想円の直径が相当する。
【００５０】
ここで、等価摩擦直径とは、「回転摩擦力に関して、円環状の接触を、それと同一の回転摩擦力を有する円形状の接触に置き換えたときの円の直径」を指す。耐緩み性を高めるには、ガスケットと主体金具およびエンジンヘッドと間の摩擦力を高め、戻しトルクを大きくすればよい。発明者らは、エンジンヘッドを模したアルミブッシュを用い、アルミブッシュに設けた取付孔に主体金具をねじ止めする際に、ガスケットと主体金具およびアルミブッシュとの間に発生する滑りの状況を観察した。その結果、締め付け時には、ガスケットと主体金具との間にて滑りが生じやすく、ガスケットとアルミブッシュとの間では滑りが生じにくいことがわかった。一方、緩め時には、ガスケットと主体金具との間では滑りが生じにくく、ガスケットとアルミブッシュとの間にて滑りが生じやすいことがわかった。このことから、ガスケットと主体金具との間の摩擦力よりも、ガスケットとアルミブッシュ、すなわちエンジンヘッドとの間の摩擦力を高めれば、ねじ止めの緩みに対する耐性（耐緩み性）を高めることできる。
【００５１】
実施例７によれば、サンプル４３のガスケットは、本実施の形態のガスケット１００（サンプル４１）と比べ、開口周縁部との間の等価摩擦直径は同じであるが、張出部との間の等価摩擦直径は大きい。つまり、サンプル４３のガスケットが装着された主体金具は、締め付け時に、より大きなトルクで締め付けないと、本実施の形態のガスケット１００が装着された主体金具５０と同等の締め付け力を得られない。言い換えると、サンプル４３のガスケットが装着された主体金具と、本実施の形態のガスケット１００が装着された主体金具５０とを同一トルクで締め付けた場合、戻しトルクは、本実施の形態のガスケット１００が装着された主体金具５０のが大きい。
【００５２】
また、サンプル４４のガスケットは、本実施の形態のガスケット１００（サンプル４１）と比べ、開口周縁部との間の等価摩擦直径が小さく、張出部との間の等価摩擦直径は大きい。よって、両者を同一トルクで締め付けた場合、締め付け力と戻しトルクとのいずれも、サンプル４４のガスケットが装着された主体金具よりも、本実施の形態のガスケット１００が装着された主体金具５０のが大きい。
【００５３】
なお、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。ガスケット１００は、環状の板材を厚み方向に３箇所で折り返して作製したが、２箇所あるいは４箇所以上で折り返して作製してもよい。また、ガスケット１００の周方向断面が、ガスケット１００の全周に渡って同一形状でなくともよい。すなわち、ガスケット１００は、ガスケット１００の周方向において、部分的に、図３に示す周方向断面の形状を有するものであってもよい。
【００５４】
図３に示すガスケット１００の周方向断面の形状は、主体金具５０のねじ首５９に装着される際に軸Ｑ方向に圧縮された状態の形状を示した。これに限らず、ガスケット１００をねじ首５９に装着した状態では図２に示す周方向断面の形状をなし、スパークプラグ１を取付孔９１に締め付ける際の圧縮により、図３に示す周方向断面の形状を有してもよい。
【実施例１】
【００５５】
ガスケット１００の作製時に、第三接続部１６０を折り曲げる際の折り曲げ角度θを規定することの効果について確認を行った。まず、角度θの大きさの違いによるプレス成型機による成型が可能であるか否かについて、シミュレーションにより確認した。図２に示す、ガスケット１００の周方向断面において、第三接続部１６０の折り曲げ角度θが０°〜７０°のガスケットは、プレス成型機による成型の過程をシミュレートしたところ、成型することが可能であったので、○と評価した。しかし、角度θを９０°とするガスケットは、成型の過程をシミュレートしたところ、プレス成型機では加工することができないことがわかり、×と評価した。
【００５６】
次に、角度θの大きさの違いによる成型後のガスケットを圧縮した場合の挙動の違いをシミュレーションにより確認した。シミュレーションは、公知のＦＥＭ解析により行った。角度θが４０°以上のガスケットの場合、軸Ｑ方向に圧縮すると、第一延伸部１１０が押圧されて、第一接続部１４０が曲がりを生じ、第一延伸部１１０の一端１１１側が下方に移動される。そして第一延伸部１１０が第三接続部１６０の他端１６２に接触し、そのまま他端１６２が第一延伸部１１０に押圧されて、潰れ代の内側に巻き込まれるように、下方に移動された。さらに圧縮を続けると、第三接続部１６０の他端１６２から抗力を受ける第一延伸部１１０によって、第一接続部１４０を介して第二延伸部１２０が押圧され、第二延伸部１２０が径方向内側へ向けて曲がりを生じ、第二延伸部１２０の軸Ｑ方向の長さが短くなった。同様に、他端１６２において第一延伸部１１０からの抗力を受ける第三接続部１６０が、第三延伸部１３０を押圧し、第三延伸部１３０が径方向外側へ向けて曲がりを生じ、第三延伸部１３０の軸Ｑ方向の長さが短くなった。これにより、潰れ代が径方向に膨らみつつ軸Ｑ方向に圧縮され、望ましい形態で潰れたので、○と評価した。
【００５７】
一方、角度θが４０°未満のガスケットの場合、上記同様、軸Ｑ方向の圧縮により第一接続部１４０が曲がり、第一延伸部１１０が第三接続部１６０の他端１６２に当接する。すると、第三接続部１６０の他端１６２が第一延伸部１１０から押圧されるが、第三接続部１６０が、第一延伸部１１０の面に対して垂直な方向に当接した状態で押圧されてしまう。これにより、第三接続部１６０が、第三延伸部１３０とともに径方向外向きに曲がりを生じてしまい、潰れ代が平行四辺形のように変形する。潰れ代は、第二延伸部１２０および第三延伸部１３０における径方向に膨らむ曲がりを生ずることなく、軸Ｑ方向に潰れを生ずる。このため、潰れ代は潰れるものの、第二延伸部１２０および第三延伸部１３０によるバネ性を得られず、軸力が確保できないため、×と評価した。上記の評価試験の結果を表１に示す。
【００５８】
【表１】
【００５９】
表１より明らかに、ガスケット１００の作製時に、第三接続部１６０を折り曲げる際の折り曲げ角度θを４０°以上７０°以下に規定すれば、成型性および圧縮時の変形の両面において望ましい形態の潰れ代を有するガスケット１００を得られることがわかった。
【実施例２】
【００６０】
次に、ガスケット１００が気密性および耐緩み性を確保するのに必要な付加圧力Ｐを確認するため、評価試験を行った。ステンレス鋼からなる厚さ０．５ｍｍの円環状の板材にプレス成型による加工を施し、ガスケット１００のサンプルを５つ作製した。このとき、図３に示すように、ガスケット１００の周方向断面における各寸法を確認したところ、第一接続部１４０の曲率半径ｒが１ｍｍ、径方向距離Ｒ１が８．１５ｍｍ、径方向距離Ｒ２が６ｍｍとなった。このガスケット１００のサンプルを主体金具５０のねじ首５９に装着したスパークプラグ１の５つのサンプルを、それぞれ、締め付けトルク（圧縮荷重Ｆ）を異ならせてアルミブッシュ（図示外）に取り付けた。具体的に、各スパークプラグ１のサンプルを取り付ける際の付加圧力Ｐ（前述したようにＰ＝Ｆ／｛π（Ｒ１２−Ｒ２２）｝により算出される）を、それぞれ、３０，６０，１００，１３０，１９０［ＭＰａ］とした。このとき、付加圧力Ｐが１９０ＭＰａで取り付けられたスパークプラグ１のサンプルでは、主体金具５０が破断してしまった。ゆえに、強度の面において×と評価し、以下の耐緩み性および気密性については評価試験を行わなかった。
【００６１】
スパークプラグ１のサンプルが取り付けられたアルミブッシュに対し、ＩＳＯ１１５６５に示される振動試験を実施した。具体的にはスパークプラグ１のサンプルを取り付けたアルミブッシュを２００℃に加熱した状態で、加速度３０Ｇ±２Ｇ、周波数５０〜５００Ｈｚ、スイープ率１オクターブ／分の振動を、スパークプラグ１のサンプルの軸線方向とその直交方向とにそれぞれ８時間ずつ与えた。そして振動試験後に、スパークプラグ１のサンプルが取り付けられたままのアルミブッシュを、液体（例えばエタノール）で満たされたケースで覆い、アルミブッシュの取付孔内に、燃焼室側に相当する開口から１．５ＭＰａの空気圧を加え、１分間あたりの空気漏洩量を測定した。空気漏洩量が５ｃｃ以下のものは、ガスケット１００による気密性を十分に維持できるとして○と評価し、５ｃｃより多いものは、気密性を維持できないとして×と評価した。
【００６２】
さらに、アルミブッシュからスパークプラグ１を取り外し、このとき、主体金具５０の取り外しに必要なトルク（戻しトルク）を測定して、締め付けトルクに対する戻しトルクの割合（戻しトルク／締め付けトルク）を百分率で求めた。戻しトルクが締め付けトルクの１０％以上であった場合には、緩みに対する耐性（耐緩み性）が良好であるとして○と評価し、１０％未満のものは、緩みに対する耐性が低いとして×と評価した。評価試験の結果を表２に示す。
【００６３】
【表２】
【００６４】
表２に示すように、付加圧力Ｐが３０〜１３０［ＭＰａ］で取り付けられたガスケット１００のサンプルは、いずれも、緩みに対する耐性が良好であった。また、気密性について、付加圧力Ｐが６０〜１３０［ＭＰａ］で取り付けられたガスケット１００のサンプルは、十分な気密性を維持できたが、付加圧力Ｐが３０［ＭＰａ］で取り付けられたガスケット１００のサンプルは、気密性を維持できなかった。よって、スパークプラグ１を取り付ける際の付加圧力Ｐが６０〜１３０［ＭＰａ］であれば、第二延伸部１２０および第三延伸部１３０がバネ性を維持したまま変形することによって潰れ代の潰れがなされ、ガスケット１００として十分な軸力を得て、耐緩み性および気密性を確保できることがわかった。
【実施例３】
【００６５】
次に、潰れ代が潰れる場合に、第二延伸部１２０および第三延伸部１３０がバネ性を保持したまま変形するのに必要な硬さを確認するため、評価試験を行った。ステンレス鋼の製造工程における焼鈍条件を種々変化させ、ビッカース硬度の異なる９種類の厚さ０．５ｍｍの板材を用意した。そして、上記９種類の各板材を用い、実施例２と同様の寸法条件を備えたガスケット１００のサンプルを作製した。また、９つのガスケット１００のサンプルと同じサンプルを別途作製し、各サンプルの上記Ｓ点におけるビッカース硬度を測定したところ、それぞれ、１５０、１８０、２００、２５０、３２５、３８０、４００、４５０、４６０［Ｈｖ］であった。なお、ビッカース硬度は、ＪＩＳ Ｚ２２４４に基づく試験方法において、試験荷重を１．９６１Ｎとし、荷重保持時間を１０秒として測定される。そして、作製したガスケット１００のサンプルを装着したスパークプラグ１の９つのサンプルを、所定の締め付けトルクでアルミブッシュ（図示外）に取り付け、実施例２と同様の条件で振動試験を実施した。試験後にアルミブッシュからスパークプラグ１を取り外し、戻しトルクを測定して、実施例２と同様に、耐緩み性の評価を行った。なお、耐緩み性の評価についても同様であるが、戻しトルクが締め付けトルクの２０％以上であった場合には、耐緩み性がさらに良好であるとして◎と評価した。
【００６６】
また、上記９種類のガスケット１００のサンプルを装着したスパークプラグ１のサンプルを、それぞれ、再度アルミブッシュに取り付け、このとき、締め付けトルクを段階的に大きくしていった。そして、主体金具５０に破断（例えばねじ山の破損）が生じたらガスケット１００のサンプルを取り外して外観を観察した。ガスケット１００のサンプルに割れやクラックが生じていたら×と評価し、生じていなかったら○と評価した。評価試験の結果を表３に示す。
【００６７】
【表３】
【００６８】
表３に示すように、ビッカース硬度が４５０Ｈｖ以下のガスケット１００は、主体金具５０に破断が生ずるほどの締め付けトルクで圧縮しても割れやクラックを生じなかったが、４５０Ｈｖを超えると、割れやクラックを生ずることがわかった。また、ビッカース硬度が２００Ｈｖ未満のガスケット１００は、熱と振動によって塑性変形を生じ、軸力が低下することがわかった。そして、ガスケット１００のビッカース硬度を２５０Ｈｖ以上とすれば、十分な耐緩み性を確保できることがわかった。よって、ガスケット１００のビッカース硬度が２００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下であれば、第二延伸部１２０および第三延伸部１３０が十分なバネ性を得ることができ、ガスケット１００として十分な軸力を得て、耐緩み性を確保できることがわかった。
【実施例４】
【００６９】
次に、スパークプラグ１の着火性を確保するために必要な、接地電極３０の向きの調整可能な角度について検討するため、評価試験を行った。ここでは、潰れ代が、取付部５２のねじ山のピッチで１／２ピッチ分の大きさまで潰れることのできる大きさを有することで、接地電極３０の向きを０°〜１８０°の範囲で調整可能なガスケット１００のサンプルを８つ用意した。ガスケット１００の各サンプルを、それぞれスパークプラグ１のサンプルに装着し、各スパークプラグ１を、試験用の自動車エンジン（１．６Ｌ、４気筒）に、付加圧力Ｐを６０ＭＰａで取り付けた。このとき、燃焼室内（図示外）で接地電極３０の向く向きが、もっとも着火性が良好となる向きを０°とし、８つのサンプルの接地電極３０の向きを４５°ずつ、ずらして取り付け、各サンプルを、便宜上、０°から順にサンプル２１〜２８とした。接地電極３０の向きの調整を行わなかった場合の点火進角（ＢＴＤＣ）は、サンプル２１から順に、４２，４１，３７．５，３７，３５，３７．５，４１，４１．５［°］となった。この評価試験の結果を表４に示す。
【００７０】
【表４】
【００７１】
表４に示すように、ガスケット１００に潰れ代がなく接地電極３０の向きが調整できない場合、サンプル２５のように点火進角が３５°となる接地電極３０の向き（１８０°）にスパークプラグ１が取り付けられてしまった場合、点火進角を３５°から変更できず、着火性を向上することができなかった。ガスケット１００の潰れ代が小さく接地電極３０の向きが４５°までしか調整できない場合、サンプル２５のようにスパークプラグ１が取り付けられてしまっても、接地電極３０の向きを＋４５°調整することにより、点火進角を３５°から３７．５°に改善することができた。一方、サンプル２２のように点火進角が４１°となる接地電極３０の向き（４５°）にスパークプラグ１が取り付けられた場合に、接地電極３０の向きを＋４５°調整してしまうと、点火進角が３７．５°に落ちてしまう場合もある。この場合には、接地電極３０の向きを調整しなければ、点火進角として４１°を得ることができた。同様に、ガスケット１００の潰れ代がやや大きく接地電極３０の向きを９０°まで調整できる場合は、サンプル２５については、接地電極３０の向きを＋９０°調整することにより、点火進角を３５°から４１°に改善することができた。さらにガスケット１００の潰れ代が大きく、接地電極３０の向きを１８０°まで調整できる場合、サンプル２５については点火進角を３５°から４２°まで改善することができた。
【００７２】
このように、接地電極３０の向きを調整可能な角度が大きくなるほど、点火進角の調整の自由度を高くすることができる。表４に示すように、例えば、接地電極３０の向きを９０°まで調整できるガスケット１００が装着された場合、各サンプル２１〜２８について、接地電極３０の向きを＋９０°までの範囲で調整することで、点火進角の最良な値（最大値）として、順に、４２，４１，３７．５，３７．５，４１，４１．５，４２，４２［°］が得られた。そして、これら最大値の中でもっとも小さな値は、サンプル２３，２４の示す点火進角の最大値３７．５°であった。接地電極３０の向きが調整できない場合と比べ、接地電極３０の向きを９０°まで調整できれば、点火進角の最小値を、３５°（接地電極３０の向きが調整できない場合のサンプル２５）から３７．５°まで改善できることが確認できた。ここで図５に示すように、接地電極３０の向きが１３５°〜２２５°の範囲（グラフ中斜線で示す）では、点火進角が大きく低下することがわかる。接地電極３０の向きを少なくとも９０°以上調整できれば、少なくとも、点火進角の最小値を、上記のように、３７．５°とすることができる。これにより、図５の斜線で示される、点火進角３７°以下の範囲を避けることができ、スパークプラグ１の着火性を確保できることがわかった。
【００７３】
さらに、表４に示すように、接地電極３０の向きを１８０°まで調整できるガスケット１００が装着された場合、各サンプル２１〜２８について、同様に、接地電極３０の向きを調整することで、点火進角の最大値として、順に、４２，４１，４１，４１．５，４２，４２，４２，４２［°］が得られた。これら最大値の中の最小値は、サンプル２２，２３の示す点火進角の最大値４１°であった。このように、接地電極３０の向きを１８０°まで調整できれば、点火進角の最小値を、接地電極３０の向きが調整できない場合のサンプル２５が示す３５°から４１°まで改善できることが確認できた。図５に示すように、３５°から４２°の範囲の値をとる点火進角の平均値は３９°であるが、接地電極３０の向きを少なくとも１８０°以上調整できれば、確実に、平均値よりも高い点火進角となるように調整でき、スパークプラグ１の着火性を確実に確保できることがわかった。
【実施例５】
【００７４】
次に、ガスケット１００の周方向断面の形状に規定を設けることの効果を確認するため、評価試験を行った。まず、厚みの異なるステンレス鋼からなる円環状の板材を複数用意し、プレス成型の際の折り曲げ位置や折り曲げ角度を調整して、表５に示す、１６種類のガスケット１００のサンプル１〜１６を作製した。サンプル１〜１６において、第一接続部１４０の曲率半径ｒは、０．４ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲で異なるものとなった。また、第二延伸部１２０の厚みｔは、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲で異なるものとなった。さらに、径方向距離Ｒ１と径方向距離Ｒ２の大きさの組み合わせについても異ならせ、潰れ代の１／２の大きさに値する（Ｒ１−Ｒ２）／２の大きさ（便宜上、Ｗとする）は、０．８ｍｍ〜１．０７５ｍｍの範囲で異なるものとなった。そして、また、潰れ代の縦横比Ｃを、ｈ／（Ｒ１−Ｒ２）で求めたところ、Ｃは、０．９３８〜１．４７５の範囲で異なるものとなった。表５に各サンプルの厚みｔ、曲率半径ｒ、潰れ代の１／２の大きさＷ、潰れ代の縦横比Ｃを比較した表を示す。
【００７５】
【表５】
【００７６】
表５に示す各サンプル１〜１６を、それぞれ、スパークプラグ１のサンプルに装着し、６０〜１３０ＭＰａの締め付けトルクでスパークプラグ１をアルミブッシュに取り付けた。このとき、潰れ代が取付部５２のねじ山のピッチで１／２ピッチ分の大きさまで潰れることができたサンプル（すなわち接地電極３０の向きを１８０°以上調整できたサンプル）を確認した。調整できたサンプルについては○と判定し、できなかったサンプルを×と判定した。この評価試験の結果を表６に示す。なお、表６では、各サンプルの曲率半径ｒの大きさと、潰れ代の縦横比Ｃとの関係について着目した。
【００７７】
【表６】
【００７８】
表６に示すように、サンプル１〜９，１３，１４は、接地電極３０の向きを１８０°以上調整することができた。縦横比Ｃが１未満で潰れ代が径方向に大きいサンプル１１〜１２，１５，１６は、接地電極３０の向きを１８０°以上調整することができないことがわかった。また、曲率半径ｒが、Ｗよりも大きなサンプル１０も、接地電極３０の向きを１８０°以上調整することができないことがわかった。よって、曲率半径ｒがＷ（すなわち、（Ｒ１−Ｒ２）／２）以下であり、且つ、縦横比Ｃが１以上であれば（すなわち潰れ代が軸Ｑ方向に大きくｈ≧（Ｒ１−Ｒ２）を満たせば）、接地電極３０の向きを１８０°以上調整することができることが確認できた。
【実施例６】
【００７９】
さらに、上記の各サンプル１〜１６について、第一接続部１４０を形成する際の成形性についても、評価を行った。サンプル１〜１６のガスケット１００を作製する際のプレス成型で第一接続部１４０を折り曲げた後、折り曲げ痕の様子について観察を行った。そのとき、第一接続部１４０の折り曲げ痕にシワが寄り、折れや潰れが生じたことが確認できたサンプルを×と評価し、折り曲げ痕がなめらかな曲面を形成したサンプルを○と評価した。評価試験の結果を表７に示す。なお、表７では、各サンプルの曲率半径ｒの大きさと、厚みｔの関係について着目した。
【００８０】
【表７】
【００８１】
表７に示すように、曲率半径ｒが厚みｔの２倍以上であったサンプル２，３，６，９，１０，１２は、第一接続部１４０の折り曲げ痕にシワがなく、なめらかな曲面が形成され、成形性が良好であった。一方、曲率半径ｒが厚みｔの２倍未満のサンプル１，４，５，７，８，１１，１３〜１６は、第一接続部１４０の折り曲げ痕にシワが寄っているのが確認された。実施例５においてアルミブッシュに取り付けたスパークプラグ１を取り外し、各サンプルの第一接続部１４０の折り曲げ痕を観察したところ、曲率半径ｒが厚みｔの２倍未満のサンプル１，４，５，７，８，１１，１３〜１６では折れや潰れを生じていたことが確認された。
【実施例７】
【００８２】
次に、ガスケット１００の材料や、ガスケット１００を主体金具５０に装着する向き、周方向断面の形状の違いなどによる耐緩み性の影響を確認するため、評価試験を行った。まず、実施例２と同様に、ステンレス鋼からなる厚さ０．５ｍｍの円環状の板材にプレス成型による加工を施し、本実施の形態のガスケット１００のサンプル４１を作製した。ガスケット１００の周方向断面における各寸法は、第一接続部１４０の曲率半径ｒが１ｍｍ、径方向距離Ｒ１が８．１５ｍｍ、径方向距離Ｒ２が６ｍｍとなった。また、サンプル４１と同寸法で、材料を鉄（Ｆｅ）にしたサンプル４２を作製した。さらに、周方向断面の形状がサンプル４１と鏡像体をなすサンプル４３を作製した。各サンプルを主体金具５０のねじ首５９に装着したスパークプラグ１のサンプルを作製し、さらにサンプル４１を、軸Ｑ方向を逆さまにしたサンプル４４をねじ首５９に装着したスパークプラグ１のサンプルを用意した。
【００８３】
各サンプル４１〜４４が装着されたスパークプラグ１を締め付けトルク１５Ｎ・ｍでアルミブッシュにそれぞれ取り付け、実施例２と同様の振動試験を行った。さらに、アルミブッシュからスパークプラグ１を取り外し、このとき、主体金具５０の取り外しに必要なトルク（戻しトルク）を測定した。この評価試験の結果を表８に示す。
【００８４】
【表８】
【００８５】
表８に示すように、サンプル４１の戻しトルクは７．９Ｎ・ｍであったのに対し、サンプル４２〜４４は、それぞれ、４．７，６．７，４．４［Ｎ・ｍ］となり、耐緩み性が低下することがわかった。なお、サンプル４１と４３について、張出部５４との接触痕（点Ｘで示す）から等価摩擦直径を求めたところ、それぞれ１３．５ｍｍ、１４．８ｍｍであった。開口周縁部９２との接触痕（点Ｙで示す）に基づく等価摩擦直径は、サンプル４１と４３とでは同じであり、周方向断面が鏡像体をなすと、張出部５４側と開口周縁部９２側との間で等価摩擦直径の比率が異なってくることが、戻しトルクに影響することが確認された。
【符号の説明】
【００８６】
１ スパークプラグ
１０ 絶縁碍子
１２ 軸孔
３０ 接地電極
５０ 主体金具
５４ 張出部
９０ エンジンヘッド
９１ 取付孔
９２ 開口周縁部
１００ ガスケット
１０１ 一方の端部
１０２ 他方の端部
１１０ 第一延伸部
１１１，１２１，１３１，１６１ 一端
１１２，１２２，１３２，１６２ 他端
１２０ 第二延伸部
１３０ 第三延伸部
１４０ 第一接続部
１５０ 第二接続部
１６０ 第三接続部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の外周にねじ山が形成され、当該ねじ山よりも基端側に、自身の外周から外向きに張り出しつつ周方向に一周する形態をなす張出部を有するねじ付部材に、外側から同心的に装着される環状形態をなし、前記ねじ付部材が、雌ねじの形成された取付孔に螺合により取り付けられた状態において、前記張出部と、前記取付孔の開口周縁部との間にて圧縮されて、前記張出部と前記開口周縁部との間を封止する封止部材を備えた、封止部材を有するねじ付部材において、
前記封止部材の中心軸を含む平面にて当該封止部材の断面をみたときに、
当該断面が、一方の端部から他方の端部まで連続しつつ前記他方の端部が前記一方の端部よりも内側に位置する渦巻状をなすとともに、
自身の一端を前記一方の端部とし、前記自身の一端よりも前記封止部材の径方向内側に位置する自身の他端へ向け、前記封止部材の軸方向に沿う成分よりも前記径方向に沿う成分の方が大きくなるように、略直線状に延びる第一延伸部と、
前記径方向に沿う成分よりも前記軸方向に沿う成分の方が大きくなるように略直線状に延びる第二延伸部と、
前記第一延伸部の他端と前記第二延伸部の一端とを、曲率半径ｒの曲線にて接続する第一接続部と、
前記第二延伸部よりも前記径方向外側の位置にて、前記径方向に沿う成分よりも前記軸方向に沿う成分の方が大きくなるように略直線状に延びる第三延伸部と、
前記第二延伸部の他端と前記第三延伸部の一端とを、前記第一延伸部から離れる方向に屈曲する曲線にて接続する第二接続部と、
自身の一端が前記第三延伸部の他端に接続されるとともに、自身の他端を前記他方の端部とし、前記軸方向において、前記第一延伸部および前記第二接続部との間に位置しつつ当該第一延伸部および当該第二接続部と重なる部位を有する第三接続部と
から構成され、
前記封止部材は、前記第一延伸部が前記ねじ付部材の前記張出部に接触する側に位置するとともに、前記ねじ付部材が前記第二延伸部よりも前記径方向内側に位置するように前記ねじ付部材に装着され、
前記封止部材が、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する前において、前記ねじ付部材に装着された状態において、
前記封止部材の前記軸方向の高さをｈ、
ｈ／２を満たす位置における前記第二延伸部の厚みをｔとし、
さらに、前記封止部材の前記径方向において、
前記第三延伸部のうち、前記封止部材の前記中心軸から最も離れた部位における前記中心軸からの径方向距離をＲ１、
前記第二延伸部のうち、前記封止部材の前記中心軸に最も近い部位における前記中心軸からの径方向距離をＲ２としたときに、
２×ｔ≦ｒ≦（Ｒ１−Ｒ２）／２
を満たすとともに、
ｈ≧（Ｒ１−Ｒ２）
を満たすことを特徴とする封止部材を有するねじ付部材。
【請求項２】
前記封止部材の前記断面において、前記他方の端部は、前記径方向において、前記一方の端部よりも前記中心軸寄りの位置にあることを特徴とする請求項１に記載の封止部材を有するねじ付部材。
【請求項３】
前記封止部材は、ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１または２に記載の封止部材を有するねじ付部材。
【請求項４】
前記封止部材を前記軸方向に圧縮する際の圧縮荷重をＦとし、前記封止部材への付加圧力ＰをＦ／｛π（Ｒ１２−Ｒ２２）｝にて算出したときに、前記付加圧力Ｐが６０ＭＰａ〜１３０ＭＰａの範囲内における、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する際の回転角が、９０°以上３６０°未満であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の封止部材を有するねじ付部材。
【請求項５】
前記付加圧力Ｐが６０ＭＰａ〜１３０ＭＰａの範囲内における、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する際の回転角が、１８０°以上３６０°未満であることを特徴とする請求項４に記載の封止部材を有するねじ付部材。
【請求項６】
前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する前において、前記ねじ付部材に装着された前記封止部材の前記断面で、前記ｈ／２を満たし、前記厚みｔの中央となる前記第二延伸部の位置において、前記封止部材の硬度を測定したときに、ビッカース硬度で、２００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の封止部材を有するねじ付部材。
【請求項７】
前記ねじ付部材に装着する前の前記封止部材の前記断面をみたときに、前記第三接続部の一端側から前記他方の端部側へと向かう方向が、前記軸方向に対し、４０°以上７０°以下の角度で交差することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の封止部材を有するねじ付部材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の封止部材を有するねじ付部材の前記封止部材を、主体金具に装着して使用することを特徴とするスパークプラグ。
【請求項１】
自身の外周にねじ山が形成され、当該ねじ山よりも基端側に、自身の外周から外向きに張り出しつつ周方向に一周する形態をなす張出部を有するねじ付部材に、外側から同心的に装着される環状形態をなし、前記ねじ付部材が、雌ねじの形成された取付孔に螺合により取り付けられた状態において、前記張出部と、前記取付孔の開口周縁部との間にて圧縮されて、前記張出部と前記開口周縁部との間を封止する封止部材を備えた、封止部材を有するねじ付部材において、
前記封止部材の中心軸を含む平面にて当該封止部材の断面をみたときに、
当該断面が、一方の端部から他方の端部まで連続しつつ前記他方の端部が前記一方の端部よりも内側に位置する渦巻状をなすとともに、
自身の一端を前記一方の端部とし、前記自身の一端よりも前記封止部材の径方向内側に位置する自身の他端へ向け、前記封止部材の軸方向に沿う成分よりも前記径方向に沿う成分の方が大きくなるように、略直線状に延びる第一延伸部と、
前記径方向に沿う成分よりも前記軸方向に沿う成分の方が大きくなるように略直線状に延びる第二延伸部と、
前記第一延伸部の他端と前記第二延伸部の一端とを、曲率半径ｒの曲線にて接続する第一接続部と、
前記第二延伸部よりも前記径方向外側の位置にて、前記径方向に沿う成分よりも前記軸方向に沿う成分の方が大きくなるように略直線状に延びる第三延伸部と、
前記第二延伸部の他端と前記第三延伸部の一端とを、前記第一延伸部から離れる方向に屈曲する曲線にて接続する第二接続部と、
自身の一端が前記第三延伸部の他端に接続されるとともに、自身の他端を前記他方の端部とし、前記軸方向において、前記第一延伸部および前記第二接続部との間に位置しつつ当該第一延伸部および当該第二接続部と重なる部位を有する第三接続部と
から構成され、
前記封止部材は、前記第一延伸部が前記ねじ付部材の前記張出部に接触する側に位置するとともに、前記ねじ付部材が前記第二延伸部よりも前記径方向内側に位置するように前記ねじ付部材に装着され、
前記封止部材が、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する前において、前記ねじ付部材に装着された状態において、
前記封止部材の前記軸方向の高さをｈ、
ｈ／２を満たす位置における前記第二延伸部の厚みをｔとし、
さらに、前記封止部材の前記径方向において、
前記第三延伸部のうち、前記封止部材の前記中心軸から最も離れた部位における前記中心軸からの径方向距離をＲ１、
前記第二延伸部のうち、前記封止部材の前記中心軸に最も近い部位における前記中心軸からの径方向距離をＲ２としたときに、
２×ｔ≦ｒ≦（Ｒ１−Ｒ２）／２
を満たすとともに、
ｈ≧（Ｒ１−Ｒ２）
を満たすことを特徴とする封止部材を有するねじ付部材。
【請求項２】
前記封止部材の前記断面において、前記他方の端部は、前記径方向において、前記一方の端部よりも前記中心軸寄りの位置にあることを特徴とする請求項１に記載の封止部材を有するねじ付部材。
【請求項３】
前記封止部材は、ステンレス鋼からなることを特徴とする請求項１または２に記載の封止部材を有するねじ付部材。
【請求項４】
前記封止部材を前記軸方向に圧縮する際の圧縮荷重をＦとし、前記封止部材への付加圧力ＰをＦ／｛π（Ｒ１２−Ｒ２２）｝にて算出したときに、前記付加圧力Ｐが６０ＭＰａ〜１３０ＭＰａの範囲内における、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する際の回転角が、９０°以上３６０°未満であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の封止部材を有するねじ付部材。
【請求項５】
前記付加圧力Ｐが６０ＭＰａ〜１３０ＭＰａの範囲内における、前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する際の回転角が、１８０°以上３６０°未満であることを特徴とする請求項４に記載の封止部材を有するねじ付部材。
【請求項６】
前記ねじ付部材を前記取付孔に螺合する前において、前記ねじ付部材に装着された前記封止部材の前記断面で、前記ｈ／２を満たし、前記厚みｔの中央となる前記第二延伸部の位置において、前記封止部材の硬度を測定したときに、ビッカース硬度で、２００Ｈｖ以上４５０Ｈｖ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の封止部材を有するねじ付部材。
【請求項７】
前記ねじ付部材に装着する前の前記封止部材の前記断面をみたときに、前記第三接続部の一端側から前記他方の端部側へと向かう方向が、前記軸方向に対し、４０°以上７０°以下の角度で交差することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の封止部材を有するねじ付部材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の封止部材を有するねじ付部材の前記封止部材を、主体金具に装着して使用することを特徴とするスパークプラグ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−３３４４５（Ｐ２０１２−３３４４５Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７４２８０（Ｐ２０１０−１７４２８０）
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月３日（２０１０．８．３）
【出願人】（０００００４５４７）日本特殊陶業株式会社 (2,912)
【Ｆターム（参考）】
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