特開 2024-150223 ガスケット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024150223

(43)【公開日】2024-10-23

(54)【発明の名称】ガスケット

(51)【国際特許分類】

   F16J 15/06 20060101AFI20241016BHJP

   H01T 13/08 20060101ALI20241016BHJP

   F02P 13/00 20060101ALI20241016BHJP

【ＦＩ】

F16J15/06 M

H01T13/08

F02P13/00 301J

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023063535

(22)【出願日】2023-04-10

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100140486

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 徹

(74)【代理人】

【識別番号】100170058

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 拓真

(74)【代理人】

【識別番号】100142918

【弁理士】

【氏名又は名称】中島 貴志

(72)【発明者】

【氏名】山口 健太郎

【テーマコード（参考）】

3G019

3J040

5G059

【Ｆターム（参考）】

3G019KA11

3J040AA01

3J040AA12

3J040BA03

3J040HA05

3J040HA16

5G059AA10

5G059CC02

5G059DD04

5G059EE04

5G059FF02

5G059JJ26

(57)【要約】

【課題】点火プラグを内燃機関に取り付ける際に用いられるガスケットであって、気密性を確保しつつ点火プラグから脱落したり落ち込みが発生したりといった事象の発生を低減するガスケットを提供する。
【解決手段】内燃機関のシリンダヘッドに点火プラグに設けられたねじ部を螺合させて取り付ける際に点火プラグとシリンダヘッドとの間に配置されるガスケット２０であって、ねじ部の根本側においてねじ山が形成されていないねじ盗み部に配置される環状の本体部２３と、本体部２３から径方向の内側に傾斜しながら突出する傾斜部を有する凸部と、を備える。本体部２３の環状中心Ｃｐを中心とし傾斜部の突出端２６ａを通る円Ｓ１の内径φａ［ｍｍ］と、ねじ盗み部の外径φｂ［ｍｍ］と、ねじ部のねじ呼び径φｃ［ｍｍ］とにおいて、φｂ≦φａ≦φｃ－０．９ｍｍの関係が成立する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関のシリンダヘッドにおける壁部に、点火プラグに設けられたねじ部を螺合させて取り付ける際に前記点火プラグと前記壁部との間に配置されるガスケット（２０）であって、
前記ねじ部の根本側においてねじ山が形成されていないねじ盗み部に配置される環状の本体部（２３）と、
前記本体部から径方向の内側に傾斜しながら突出する傾斜部（２６）を有する凸部（２５）と、を備え、
前記本体部の環状中心（Ｃｐ）を中心とし前記傾斜部の突出端（２６ａ）を通る円（Ｓ１）の内径φａ［ｍｍ］と、前記ねじ盗み部の外径φｂ［ｍｍ］と、前記ねじ部のねじ呼び径φｃ［ｍｍ］と、においてφｂ≦φａ≦φｃ－０．９ｍｍの関係が成立するガスケット。

【請求項2】

前記突出端の周方向長さ（Ｌ１）の合計は、前記突出端を通る円の全周長に対して５０％以上８０％以下である、請求項１に記載のガスケット。

【請求項3】

前記本体部の環状中心を通る任意の直線は前記突出端と少なくとも一箇所において交差する、請求項１または２に記載のガスケット。

【請求項4】

前記傾斜部は、分離点（２６ｂ）において前記凸部から傾斜し、
前記本体部の厚み（ｔｇ１）に対して、前記本体部の厚み方向に沿った長さであって、前記ガスケットが前記壁部に当接する当接面（２２）から前記分離点までの長さ（ｄｐ１）の割合が５０％以上９１％以下である、請求項１に記載のガスケット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、点火プラグを内燃機関に取り付ける際に用いられるガスケットに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、中心電極及び接地電極を備える点火プラグが知られている（下記特許文献１参照）。点火プラグは内燃機関に取り付けられ、中心電極と接地電極との間の火花放電ギャップに放電火花を生じさせることにより、内燃機関の燃焼室における混合気に着火できるように成されている。点火プラグには、外周にねじ山が形成された取り付け部が設けられており、点火プラグを内燃機関に取り付ける場合に、内燃機関の燃焼室を形成する壁部に設けたねじ孔に取り付け部のねじ山を螺合させる。これにより、中心電極及び接地電極が、内燃機関の燃焼室内に挿入される。

【0003】

内燃機関と点火プラグとの間の気密性を確保するために、内燃機関のねじ孔周囲の壁部と点火プラグの座部との間に、ガスケットを介在させることがある。このガスケットの構成として、例えば特許文献１では、ガスケットの内周縁部に本体部から径方向の内側に突出した複数の凸部が形成されている。凸部から、本体部の軸方向において本体部の壁部側の面である特定面の側に延びる複数の第１延長部と、を備え、第１延長部は、凸部との接続部を除いて本体部から分離されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１６５５２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１では、ガスケットの気密性向上に着目しており、点火プラグからガスケットが脱落することや、脱落しないまでも落ち込みによってガスケットが点火プラグのねじ部に嵌ってしまう落ち込みについては考慮されていなかった。

【0006】

本開示は、点火プラグを内燃機関に取り付ける際に用いられるガスケットであって、気密性を確保しつつ点火プラグから脱落したり落ち込みが発生したりといった事象の発生を低減するガスケットを提供すること目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示は、内燃機関のシリンダヘッドにおける壁部に、点火プラグに設けられたねじ部を螺合させて取り付ける際に点火プラグと壁部との間に配置されるガスケット（２０）であって、ねじ部の根本側においてねじ山が形成されていないねじ盗み部に配置される環状の本体部（２３）と、本体部から径方向の内側に傾斜しながら突出する傾斜部（２６）を有する凸部（２５）と、を備える。本体部の環状中心（Ｃｐ）を中心とし傾斜部の突出端（２６ａ）を通る円（Ｓ１）の内径φａ［ｍｍ］と、ねじ盗み部の外径φｂ［ｍｍ］と、ねじ部のねじ呼び径φｃ［ｍｍ］と、においてφｂ≦φａ≦φｃ－０．９ｍｍの関係が成立する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、点火プラグを内燃機関に取り付ける際に用いられるガスケットであって、気密性を確保しつつ点火プラグから脱落したり落ち込みが発生したりといった事象の発生を低減するガスケットを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、点火プラグの半断面図である。

【図2】図２は、図１におけるＡ部分の拡大断面図である。

【図3】図３は、実施形態におけるガスケットの平面図である。

【図4】図４は、実施形態におけるガスケットの作用効果を説明するための図である。

【図5】図５は、実施形態におけるガスケットの作用効果を説明するための図である。

【図6】図６は、実施形態におけるガスケットの作用効果を説明するための図である。

【図7】図７は、第１変形例におけるガスケットの平面図である。

【図8】図８は、第２変形例におけるガスケットの平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

【0011】

図１に示されるように、スパークプラグ１０は、鉄等の金属材料によって形成された円筒状のハウジング１１を備えている。ハウジング１１の内部には、円筒状の絶縁碍子１２の下端部が同軸に挿入されている。絶縁碍子１２は、アルミナ等の絶縁材料で成形されている。絶縁碍子１２に対してハウジング１１の上端部１１Ａをかしめることにより、ハウジング１１と絶縁碍子１２とが一体に結合されている。そして、絶縁碍子１２の下部において、貫通孔１２Ａには、中心電極１３が挿入されて保持されている。

【0012】

中心電極１３は、耐熱性等に優れているＮｉ合金を母材として、円柱状に形成されている。具体的には、中心電極１３の内材（中心材）が銅で形成され、外材（外皮材）がＮｉ（ニッケル）基合金で形成されている。中心電極１３の先端部１３Ａは、絶縁碍子１２の下端から露出している。

【0013】

中心電極１３の先端部１３Ａに対向する位置には、ハウジング１１の下端面から一体的に湾曲して延びる接地電極１４が配置されている。接地電極１４は、ハウジング１１に接続されて、中心電極１３の先端面に接地電極１４の先端部１４Ａが対向するように湾曲している。接地電極１４もＮｉ基合金によって形成されている。

【0014】

中心電極１３の上部には、端子部１５が電気的に接続されている。端子部１５には、火花発生用の高電圧を印加する外部回路が接続される。

【0015】

ハウジング１１の下部の外周には、取り付け部としてのねじ部１１Ｂが形成されている。ねじ部１１Ｂの外周には、ねじ山１６が設けられている。ねじ山１６は、内燃機関のシリンダヘッド３０の壁部３２に設けられたねじ孔３３にスパークプラグ１０を取り付けるためのものである。ねじ山１６とねじ孔３３とが螺合することで、スパークプラグ１０がシリンダヘッド３０の壁部３２に取り付けられる。ねじ山１６の呼び径は呼び径ｒｃとも称される。

【0016】

スパークプラグ１０がシリンダヘッド３０の壁部３２に取り付けられた状態で、スパークプラグ１０の中心電極１３及び接地電極１４が燃焼室３１内に露出している。

【0017】

ハウジング１１のねじ部１１Ｂの上部には、径がねじ部１１Ｂの径よりも大きく設けられた座部１１Ｃが形成されている。座部１１Ｃは、ねじ部１１Ｂよりもスパークプラグ１０の径方向外側に突出しており、ねじ部１１Ｂがねじ孔３３に取り付けられることでねじ孔３３を覆うように形成されている。また、ハウジング１１のねじ部１１Ｂと座部１１Ｃとの間には、ねじ盗み部１１Ｄが形成されている。

【0018】

図２に、ねじ盗み部１１Ｄの拡大断面図を示す。図２は、図１のＡに示された領域の拡大断面図である。

【0019】

ねじ盗み部１１Ｄは、径がねじ部１１Ｂのねじ山１６の谷径と等しくなるように形成されており、転造ダイスを用いてねじ山１６を形成する際の転造ダイスの逃がし部として機能する。ねじ盗み部１１Ｄの外径はねじ盗み径ｒｂとも称される。

【0020】

ハウジング１１は、冷間鋳造により形成された金属パイプを切削加工することにより形成されている。座部１１Ｃのねじ盗み部１１Ｄ側の面であるプラグ座面１７は、ねじ盗み部１１Ｄに向けて縮径するテーパ面となるように形成されている。このため、切削加工によりハウジング１１を形成する際に、軸周りに回転する金属パイプに対して刃具を径方向の内側に移動させてプラグ座面１７を形成し、その後に刃具を径方向の外側に移動させる際に、刃具によりプラグ座面１７が損傷することを抑制できる。軸方向に対するプラグ座面１７の傾斜角は、例えば３°である。

【0021】

ねじ盗み部１１Ｄの外周には、環状のガスケット２０が設けられている。ガスケット２０は、シリンダヘッド３０への取り付けに用いられる。具体的には、シリンダヘッド３０の壁部３２の外表面には、スパークプラグ１０の軸方向に垂直な壁部座面３４が形成されている。ガスケット２０は、スパークプラグ１０がシリンダヘッド３０の壁部３２に取り付けられることで、壁部座面３４とプラグ座面１７とに当接し、シリンダヘッド３０とスパークプラグ１０との間を気密に保持する。ガスケット２０は、プラグ座面１７と当接する第１当接面２１と、壁部座面３４と当接する第２当接面２２とを有している。

【0022】

ガスケット２０は、環状の本体部２３を備えている。本体部２３は、中実環状をしており、その断面形状が略矩形状となっている。また、ガスケット２０は、本体部２３から径方向の内側に突出した複数の凸部２５を備えている。凸部２５は、本体部２３の内周面２４に沿った円弧状を成している。

【0023】

凸部２５は、本体部２３から離隔するように傾斜して伸びる傾斜部２６を有している。傾斜部２６の先端部部分が突出端２６ａとなっている。突出端２６ａは、凸部２５の最も内側に設けられている部分である。

【0024】

傾斜部２６は、分離点２６ｂを起点として本体部２３から傾斜し、突出端２６ａが最も本体部２３から離れるように設けられている。本体部２３の厚みｔｇ１に対して、本体部２３の厚み方向に沿った長さであって、ガスケット２０が壁部３４に当接する第２当接面２２から分離点２６ｂまでの長さｄｐ１の割合が５０％以上９１％以下になるように設けられている。

【0025】

本体部２３の厚みｔｇ１は、スパークプラグ１０の長手方向に沿った本体部２３の長さである。第２当接面２２から分離点２６ｂまでの長さｄｐ１も同様に、スパークプラグ１０の長手方向に沿った第２当接面２２から分離点２６ｂまでの長さである。

【0026】

続いて、図３を参照しながらガスケット２０について更に説明する。図３に示されるように、ガスケット２０は環状をなしている。ガスケット２０の環状中心Ｃｐは、内周面２４に沿った円の中心でもある。ガスケット２０の環状中心Ｃｐは、本体部２３の環状中心Ｃｐでもある。

【0027】

突出端２６ａの周方向長さＬ１は、凸部２５の周方向長さと同じものとして定義することもできる。突出端２６ａの周方向長さＬ１は、文字通り突出端２６ａの周方向長さとして定義することもできる。

【0028】

突出端２６ａの周方向長さＬ１の合計は、突出端２６ａを通る円Ｓ１の全周長に対して５０％以上８０％以下となっている。図３に示される例の場合、突出端２６ａは、θ＝１２０°ごとに３カ所設けられているので、突出端２６ａの周方向長さＬ１の合計は、３×Ｌ１である。図６に示されるように、突出端２６ａの周方向長さＬ１の合計は、突出端２６ａを通る円Ｓ１の全周長に対して５０％以上８０％以下とすることで、落ち込み不具合の発生を抑制することができる。また、凸部２５に対して傾斜部２６を公知のかしめ工法により製造する場合も、かしめ荷重を適切な範囲に設定することができる。

【0029】

本実施形態では、本体部２３の環状中心Ｃｐを中心とし凸部２５の突出端２６ａを通る円Ｓ１の内径φａ［ｍｍ］と、ねじ盗み部１１Ｄの外径であるねじ盗み径φｂ［ｍｍ］と、ねじ部１１Ｂのねじ呼び径φｃ［ｍｍ］とにおいて、式ｆ０１の関係が成立する。
φｂ≦φａ≦φｃ－０．９ｍｍ （ｆ０１）

【0030】

図４に示されるように、スパークプラグ１０がシリンダヘッド３０の壁部３２に取り付けられていない状態では、ガスケット２０はねじ盗み部１１Ｄよりも下方に移動する。ガスケット２０とスパークプラグ１０とが式ｆ０１の関係を満たすと、例えば突出端２６ａが１山目の不完全ねじを形成するねじ山１６に掛かると共に、反対側の内周面２４が２山目の不完全ねじを形成するねじ山１６に掛かる。図４に示されるような状態になると、スパークプラグ１０からガスケットは脱落せず、落ち込みが発生することもない。

【0031】

一方、図５に示されるように、比較例としてのガスケット２０ｃｐとスパークプラグ１０とが式ｆ０１の関係を満たしていないと、例えば突出端が１山目の不完全ねじを形成するねじ山１６に掛かったとしても、反対側の内周面は２山目の不完全ねじを構成するねじ山１６に掛からず落ち込みが発生する。

【0032】

図３を参照しながら説明したように、ガスケット２０では突出端２６ａが円周方向均等に３カ所設けられている。突出端を設ける態様はこれに限られるものではない。図７に示される変形例としてのガスケット２０Ａでは、図３と同様な１つの突出端２６ａと、２つの突出端２６ａを繋げた突出端２６Ａａを設けている。図８に示される変形例としてのガスケット２０Ｃでは、ガスケット２０Ａの突出端２６ａを廃し、ガスケット２０Ａの突出端２６Ａａを更に延伸した突出端Ｃａと設けている。

【0033】

［付記］下記付記１から４は、技術的に矛盾しない限り任意に組合せ可能である。

【0034】

［付記１］
内燃機関のシリンダヘッド３０における壁部３２に、点火プラグ２０に設けられたねじ部１１Ｂを螺合させて取り付ける際に点火プラグ２０と壁部３２との間に配置されるガスケット２０であって、
ねじ部１１Ｂの根本側においてねじ山１６が形成されていないねじ盗み部１１Ｄに配置される環状の本体部２３と、
本体部２３から径方向の内側に傾斜しながら突出する傾斜部２６を有する凸部２５と、を備え、
本体部２３の環状中心Ｃｐを中心とし傾斜部２６の突出端２６ａを通る円Ｓ１の内径φａ［ｍｍ］と、ねじ盗み部１１Ｄの外径φｂ［ｍｍ］と、ねじ部１１Ｂのねじ呼び径φｃ［ｍｍ］とにおいて、φｂ≦φａ≦φｃ－０．９ｍｍの関係が成立する。

【0035】

付記１によれば、図３および図４を参照しながら説明したように、ガスケット２０がねじ部１１Ｂの不完全ねじ部の２山目を越えて落下することがなく、ガスケット２０の突出端２６ａを確実にねじ山１６に引っ掛けることができる。

【0036】

［付記２］
突出端２６ａの周方向長さＬ１の合計は、突出端２６ａを通る円Ｓ１の全周長に対して５０％以上８０％以下である、付記１に記載のガスケット２０。

【0037】

付記２によれば、突出端２６ａの周方向長さＬ１の合計が円Ｓ１の全周長に対して５０％以上であるので、突出端２６ａが形成されている領域がその他の領域よりも多くなり、突出端２６ａをねじ山１６に確実に引っ掛けることができる。突出端２６ａの周方向長さＬ１の合計が円Ｓ１の全周長に対して８０％以下であるので、傾斜部２６をかしめに形成する場合にかしめ荷重を過剰なものとすることなく、かしめ型の寿命を悪化させることがない。

【0038】

［付記３］
本体部２３の環状中心Ｃｐを通る任意の直線は突出端２６ａと少なくとも一箇所において交差する、付記１または２に記載のガスケット２０。

【0039】

付記３によれば、ガスケット２０とねじ山１６との関係において、突出端２６ａが形成されていない部分が対向することがなく、突出端２６ａを確実にねじ山１６に引っ掛けることができる。

【0040】

［付記４］
傾斜部２６は、分離点２６ｂにおいて凸部２５から傾斜し、
本体部２３の厚みｔｇ１に対して、本体部２３の厚み方向に沿った長さであって、ガスケット２０が壁部３２に当接する当接面２２から分離点２６ｂまでの長さｄｐ１の割合が５０％以上９１％以下である、付記１から３のいずれか１つに記載のガスケット２０。

【0041】

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

【符号の説明】

【0042】

１０：点火プラグ
１１Ｂ：ねじ部
１１Ｄ：ねじ盗み部
２０：ガスケット
２２：第２当接面（当接面）
２３：本体部
２５：凸部
２６：傾斜部
２６ａ：突出端
２６ｂ：分離点

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】