特許 5925839 スパークプラグ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5925839

(24)【登録日】2016年4月28日

(45)【発行日】2016年5月25日

(54)【発明の名称】スパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/20 20060101AFI20160516BHJP

   F02P 13/00 20060101ALI20160516BHJP

【ＦＩ】

   H01T13/20 C

   F02P13/00 301J

【請求項の数】6

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2014-110755(P2014-110755)

(22)【出願日】2014年5月29日

(65)【公開番号】特開2015-225793(P2015-225793A)

(43)【公開日】2015年12月14日

【審査請求日】2015年6月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004547

【氏名又は名称】日本特殊陶業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000028

【氏名又は名称】特許業務法人明成国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100096817

【弁理士】

【氏名又は名称】五十嵐 孝雄

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼岡 勝哉

(72)【発明者】

【氏名】黒澤 和浩

(72)【発明者】

【氏名】田中 邦治

(72)【発明者】

【氏名】吉田 治樹

(72)【発明者】

【氏名】黒野 啓一

(72)【発明者】

【氏名】本田 稔貴

【審査官】 高橋 学

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５４−１５１７３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第３８８２３４１（ＵＳ，Ａ）

【文献】 米国特許第４１８６７１２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１４／０６０１６２（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｔ １３／００−１３／６０

Ｈ０１Ｃ ７／２２

Ｆ０２Ｐ １３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、前記軸孔の一端側で保持される中心電極と、前記軸孔の他端側で保持される端子金具と、前記軸孔内で前記中心電極と前記端子金具とを電気的に接続する電気的接続部と、前記絶縁体を収容する主体金具と、を備えたスパークプラグにおいて、
前記電気的接続部は、螺旋構造部分を有する金属線とセラミックス相とを含む導電体を有し、
前記金属線は、線径が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、
前記金属線の前記螺旋構造部分は、外径が１．０ｍｍ以上３ｍｍ以下、ピッチが０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下、高さが８ｍｍ以上３０ｍｍ以下である、ことを特徴とするスパークプラグ。

【請求項2】

請求項１に記載のスパークプラグであって、
前記金属線が、Ｚｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの一種以上の元素を含む金属又は合金である、ことを特徴とするスパークプラグ。

【請求項3】

請求項１又は２に記載のスパークプラグであって、
前記セラミックス相は、アルカリ金属の酸化物と、Ｓｉ，Ｂ，Ｐの一種以上の元素の酸化物とを含有するアルカリ含有相を含む、ことを特徴とするスパークプラグ。

【請求項4】

請求項３に記載のスパークプラグであって、
前記セラミックス相における前記アルカリ金属の含有割合が、酸化物換算で０．１重量％以上６．５重量％以下の範囲にある、ことを特徴とするスパークプラグ。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記セラミックス相は、Ｆｅ含有酸化物を含む、ことを特徴とするスパークプラグ。

【請求項6】

請求項５に記載のスパークプラグであって、
前記Ｆｅ含有酸化物は、フェライトを含む、ことを特徴とするスパークプラグ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スパークプラグに関する。

【背景技術】

【0002】

内燃機関に使用されるスパークプラグは、一般に、筒状の主体金具と、この主体金具の内孔に配置される筒状の絶縁体と、この絶縁体の先端側軸孔に配置される中心電極と、他端側軸孔に配置される端子金具と、主体金具の先端側に一端が接合され、他端が中心電極と対向して火花放電間隙を形成する接地電極とを備える。さらに、エンジンの動作に伴って発生する電波ノイズを防止することを目的として、軸孔内における中心電極と端子金具との間に抵抗体が設けられたスパークプラグも知られている。

【0003】

近年では、内燃機関の高出力化に伴って、スパークプラグの放電電圧の上昇が要求されている。スパークプラグの放電電圧が上昇すると、放電時に発生する高周波ノイズが大きくなり、車両の電子制御装置に悪影響を与えることが懸念されている。このため、スパークプラグの高周波ノイズを低減させたいという要望がある。

【0004】

スパークプラグの放電時の高周波ノイズを低減させるために、従来から各種の技術が提案されている。例えば、特許文献１では、点火プラグの内部を貫通する導体の周囲を取り囲むように、円筒状のフェライトで形成されたノイズ低減部材を設けた構成が提案されている。また、特許文献２では、点火プラグの内部に巻線を設けた構成が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１５９４７５号公報

【特許文献2】特開平０２−２８４３７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、発明者らは、軸孔内において中心電極と端子金具との間を電気的に接続する導電部材の材質や形状について、高周波ノイズを低減するために更なる工夫の余地があることを見出した。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。

【0008】

（１）本発明の一形態によれば、軸線方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、前記軸孔の一端側で保持される中心電極と、前記軸孔の他端側で保持される端子金具と、前記軸孔内で前記中心電極と前記端子金具とを電気的に接続する電気的接続部と、前記絶縁体を収容する主体金具と、を備えたスパークプラグが提供される。前記電気的接続部は、螺旋構造部分を有する金属線とセラミックス相とを含む導電体を有し、前記金属線は、線径が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であり、前記金属線の前記螺旋構造部分は、外径が１．０ｍｍ以上３ｍｍ以下、ピッチが０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下、高さが８ｍｍ以上３０ｍｍ以下である、ことを特徴とする。
このスパークプラグによれば、金属線が螺旋構造部分を有するのでインダクタンス成分としてのノイズ低減効果を有しており、かつ、印刷された電極や、金属粉末、炭素粉末などと比較して経時的にノイズ低減効果が低下してゆく心配が無い。また、金属線のみでは振動などにより断線を発生する可能性があるのに対して、セラミックス相によって金属線が固定されるので断線の可能性を低減できる。金属線の線径を０．１ｍｍ以上にすれば断線を発生し難くすることができる。一方、金属線の線径が０．５ｍｍより大きな場合には金属線の表面に酸化被膜が生成された時に線材同士が接触を起こす可能性が高くなるのでインダクタンス成分としてのノイズ低減効果が十分得られない可能性がある。螺旋構造部分の外径を１．０ｍｍ以上にすれば加工がより容易となるとともにコストが低下し、また、３ｍｍ以下にすれば絶縁体の軸孔に入れることが容易である。また、螺旋構造部分のピッチを０．３ｍｍ以上とすれば、螺旋構造金属線の容量成分を十分小さくすることが可能であり、また、１ｍｍ以下とすれば十分な巻数が得られるのでインダクタンス成分としてのノイズ低減効果を十分に得られる。螺旋構造部分の高さを８ｍｍ以上とすれば、インダクタンス成分としてのノイズ低減効果を十分得ることができ、また、３０ｍｍ以下とすれば作製が容易で低コストに抑えることができる。

【0009】

（２）上記スパークプラグにおいて、前記金属線が、Ｚｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの一種以上の元素を含む金属又は合金であるものとしてもよい。
このような材質の金属線を用いるようにすれば、耐ノイズ特性が経時的に劣化することを抑制できる。

【0010】

（３）上記スパークプラグにおいて、前記セラミックス相は、アルカリ金属の酸化物と、Ｓｉ，Ｂ，Ｐの一種以上の元素の酸化物とを含有するアルカリ含有相を含むものとしてもよい。
このスパークプラグによれば、アルカリ含有相は、セラミックス相に形成され得る多数の空孔を埋めて緻密化させる機能を有するので、ノイズの低減効果を高くすることができる。

【0011】

（４）上記スパークプラグにおいて、前記セラミックス相における前記アルカリ金属の含有割合が、酸化物換算で０．１重量％以上６．５重量％以下の範囲にあるものとしてもよい。
このスパークプラグによれば、アルカリ金属の含有割合を酸化物換算で０．１重量％以上とすることによって、セラミックス相の緻密化の効果を高めることができ、スパークプラグが振動をうけた際の振動によって螺旋構造金属線の断線が発生してしまう可能性を低減できる。また、アルカリ金属の含有割合を６．５重量％以下とすることにより、アルカリ金属が金属線と化学反応を起こしてノイズ減衰効果を低下させてしまう現象を抑制することができる。

【0012】

（５）上記スパークプラグにおいて、前記セラミックス相は、Ｆｅ含有酸化物を含むものとしてもよい。
このスパークプラグによれば、導電体のインダクタンス成分としてのノイズ低減効果を更に高めることができる。

【0013】

（６）上記スパークプラグにおいて、前記Ｆｅ含有酸化物は、フェライトを含むものとしてもよい。
このスパークプラグによれば、フェライトによってノイズ低減効果を更に高めることができる。

【0014】

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、スパークプラグ、スパークプラグの製造方法、スパークプラグの製造装置、製造システム等の形態で実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態としてのスパークプラグの全体構成を示す説明図。

【図2】本発明の第２実施形態としてのスパークプラグの全体構成を示す説明図。

【図3】電気的接続部の形成方法を示すフローチャート。

【図4】工程Ｔ１２０における充填処理の一例を示す説明図である。

【図5A】各種サンプルの構成及びノイズ試験と振動試験の結果を示す図。

【図5B】各種サンプルの構成及びノイズ試験と振動試験の結果を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

Ａ．スパークプラグの構成
図１は、本発明の第１実施形態としてのスパークプラグ１の全体構成を示す説明図である。図１の下側（発火部側）をスパークプラグ１の先端側と呼び、上側（端子側）を後端側と呼ぶ。このスパークプラグ１は、軸線Ｏ方向に延在する軸孔２を有する絶縁体３と、軸孔２の先端側で保持される中心電極４と、軸孔２の後端側で保持される端子金具５と、軸孔２内で中心電極４と端子金具５とを電気的に接続する電気的接続部６０と、絶縁体３を収容する主体金具７と、一端が主体金具７の先端面に接合されると共に他端が中心電極４と間隙を介して対向するように配置された接地電極８とを備える。

【0017】

主体金具７は、略円筒形状を有しており、絶縁体３を収容して保持するように形成されている。主体金具７における先端方向の外周面にはネジ部９が形成されており、このネジ部９を利用して図示しない内燃機関のシリンダヘッドにスパークプラグ１が装着される。

【0018】

絶縁体３は、主体金具７の内周部に滑石１０及びパッキン１１を介して保持されている。絶縁体３の軸孔２は、軸線Ｏの先端側で中心電極４を保持する小径部１２と、電気的接続部６０を収容し、小径部１２の内径よりも内径が大きい中径部１４とを有する。また、小径部１２と中径部１４との間に後端側に向かって拡径するテーパ状の第一段部１３を有する。絶縁体３は、絶縁体３における先端方向の端部が主体金具７の先端面から突出した状態で、主体金具７に固定されている。絶縁体３は、機械的強度、熱的強度、電気的強度等を有する材料であることが望ましく、このような材料として、例えば、アルミナを主体とするセラミック焼結体が挙げられる。

【0019】

中心電極４は、小径部１２に収容され、第一段部１３に中心電極４の後端に設けられた径大のフランジ部１７が係止され、先端が絶縁体３の先端面から突出した状態で主体金具７に対して絶縁保持されている。中心電極４は、熱伝導性及び機械的強度等を有する材料で形成されることが望ましく、例えば、インコネル（商標名）等のＮｉ基合金で形成される。中心電極４の軸心部は、Ｃｕ又はＡｇなどの熱伝導性に優れた金属材料により形成されてもよい。

【0020】

接地電極８は、一端が主体金具７の先端面に接合され、途中で略Ｌ字に曲げられて、その先端部が中心電極４の先端部と間隙を介して対向するように形成されている。接地電極８は、中心電極４を形成する材料と同様の材料により形成される。

【0021】

中心電極４と接地電極８とが対向する面には、白金合金及びイリジウム合金等により形成される貴金属チップ２９，３０が設けられている。各貴金属チップ２９，３０の間に火花放電間隙ｇが形成されている。なお、中心電極４及び接地電極８の一方又は両方の貴金属チップを省略してもよい。

【0022】

端子金具５は、中心電極４と接地電極８との間で火花放電を行なうための電圧を外部から中心電極４に印加するための端子である。端子金具５の先端部２０は凹凸状の表面を備え、この態様においては先端部２０の外周面にローレット加工が施されている。先端部２０の表面がローレット加工により形成された凹凸構造を有すると、端子金具５と電気的接続部６０との密着性が良好になり、その結果、端子金具５と絶縁体３とが強固に固定される。端子金具５は、例えば、低炭素鋼等で形成され、その表面にＮｉ金属層がメッキ等で形成されている。

【0023】

電気的接続部６０は、軸孔２内で中心電極４と端子金具５との間に配置され、中心電極４と端子金具５とを電気的に接続する。電気的接続部６０は、螺旋構造金属線６３Ｌとセラミックス相６３Ｃとを含む導電体６３を有しており、この導電体６３により電波ノイズの発生を防止する。電気的接続部６０は、更に、導電体６３と中心電極４との間に第１シール層６１を、導電体６３と端子金具５との間に第２シール層６２を有し、第１シール層６１と第２シール層６２とは、絶縁体３と中心電極４、また絶縁体３と端子金具５とを封着固定している。

【0024】

第１シール層６１及び第２シール層６２は、ホウケイ酸ソーダガラス等のガラス粉末と、Ｃｕ、Ｆｅ等の金属粉末とを含むシール粉末を焼結して形成することができる。第１シール層６１及び第２シール層６２の抵抗値は、通常数１００ｍΩ以下である。

【0025】

導電体６３は、後に詳述するように、導電性の金属で形成された螺旋構造金属線６３Ｌの周囲をセラミックス相６３Ｃで固定した焼成体である。螺旋構造金属線６３Ｌは、導電性の金属線材で形成される。セラミックス相６３Ｃは、ＦｅＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３，Ａｌ_２Ｏ_３，及びフェライトなどの各種のセラミックス材料を焼成したものである。すなわち、導電体６３は、螺旋構造金属線６３Ｌを形成したのち、螺旋構造金属線６３Ｌの周囲にセラミックス相６３Ｃの材料を充填して焼結することによって形成される。螺旋構造金属線６３Ｌとセラミックス相６３Ｃとを含む導電体６３を設けることによって、放電時の高周波ノイズを低減することができる。なお、螺旋構造金属線６３Ｌの両端は、第１シール層６１及び第２シール層６２と直接接していることが好ましい。こうすれば、導電体６３の抵抗値を過度に大きくすることを防止できる。

【0026】

＜好ましい螺旋構造金属線６３Ｌの構成＞
螺旋構造金属線６３Ｌを形成する金属線材としては、Ｚｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの一種以上の元素を含む金属又は合金で形成された線材を用いることができる。特に、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金）や、インコネル（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金）、センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金）などの合金線材を用いることができる。これらの材質の螺旋構造金属線６３Ｌを使用すれば、耐ノイズ特性が経時的に劣化しにくい点で好ましい。螺旋構造金属線６３Ｌの線材の線径は、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。螺旋構造金属線６３Ｌの寸法は、螺旋構造部分の外径が１．０ｍｍ以上３ｍｍ以下、ピッチが０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下、高さが８ｍｍ以上３０ｍｍ以下とすることが好ましい。螺旋構造金属線６３Ｌは、螺旋構造部分を有するのでインダクタンス成分としてのノイズ低減効果を有しており、かつ、印刷された電極や、金属粉末、炭素粉末などと比較して経時的にノイズ低減効果が低下してゆく心配が無い。また、金属線のみでは振動などにより断線を発生する可能性があるのに対して、セラミックス相６３Ｃによって螺旋構造金属線６３Ｌが固定されるので、螺旋構造金属線６３Ｌの断線の可能性を低減できる。螺旋構造金属線６３Ｌの線径を０．１ｍｍ以上にすれば断線を発生し難くすることができる。一方、螺旋構造金属線６３Ｌの線径が０．５ｍｍより大きな場合には、螺旋構造金属線６３Ｌの表面に酸化被膜が生成された時に線材同士が接触を起こす可能性が高くなるのでインダクタンス成分としてのノイズ低減効果が十分得られない可能性がある。螺旋構造金属線６３Ｌの外径を１．０ｍｍ以上にすれば加工がより容易となるとともにコストが低下し、また、３ｍｍ以下にすれば絶縁体３の軸孔２に入れることが容易である。また、螺旋構造金属線６３Ｌのピッチ０．３ｍｍ以上とすれば、螺旋構造金属線６３Ｌの容量成分を十分小さくすることが可能であり、また、１ｍｍ以下とすれば十分な巻数が得られるのでインダクタンス成分としてのノイズ低減効果を十分に得られる。螺旋構造金属線６３Ｌの高さを８ｍｍ以上とすれば、インダクタンス成分としてのノイズ低減効果を十分得ることができ、また、３０ｍｍ以下とすれば作製が容易で低コストに抑えることができる。

【0027】

＜好ましいセラミックス相６３Ｃの材料＞
セラミックス相６３Ｃの材料としては、以下の各種の粉末材料から選ばれた一種以上の粉末材料を用いることができる。
・ＦｅＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３等の酸化鉄
・Ａｌ_２Ｏ_３，Ａｌ_６Ｓｉ_２Ｏ_１３，Ａｌ_２Ｓｉ_４Ｏ_１０等のアルミニウム含有酸化物
・Ｍｇ_３Ｓｉ_４Ｏ_１０，ＣａＭｇ（ＣＯ_３）_２，Ｍｇ_２ＳｉＯ_４，ＭｇＯ等のマグネシウム含有酸化物
・ＢａＣＯ_３，ＣａＣＯ_３，Ｃａ_２ＳｉＯ_４等のアルカリ土類金属含有酸化物・ＺｒＯ_２，ＺｒＯ_２，ＺｒＢ_２等のジルコニウム含有化合物
・ＴｉＯ_２，ＴｉＣ，ＴｉＢ_２等のチタン含有化合物
・Ｙ_２Ｏ_３，Ｃｒ_２Ｏ_３等の他の金属酸化物
・パーマロイ等の強磁性鉄合金
・Ｎｉ−ＺｎフェライトやＭｎ−Ｚｎフェライト等の各種のフェライト

【0028】

セラミックス相６３Ｃは、フェライトなどのような強磁性を有するＦｅ含有酸化物を含むことが好ましい。強磁性を有するＦｅ含有酸化物を含有すれば、導電体６３のインダクタンス成分としてのノイズ低減効果を更に高めることができる。セラミックス相６３Ｃは、更に、アルカリ金属の酸化物と、Ｓｉ（シリコン），Ｂ（ホウ素），Ｐ（リン）の一種以上の元素の酸化物とを含有するアルカリ含有相を含むことが好ましい。このアルカリ含有相は、典型的にはホウケイ酸ソーダガラス等のガラスで形成された形態を取り得る。アルカリ含有相は、セラミックス相６３Ｃに形成され得る多数の空孔を埋めて緻密化させる空孔充填材としての機能を有するので、ノイズの低減効果を高くすることができる。なお、セラミックス相６３Ｃにおけるアルカリ金属の含有割合は、酸化物換算で０．１重量％以上６．５重量％以下の範囲にあることが好ましい。アルカリ金属の含有割合を酸化物換算で０．１重量％以上とすれば、セラミックス相６３Ｃの緻密化の効果を高めることができ、スパークプラグ１の振動試験によって螺旋構造金属線６３Ｌの断線が発生してしまう可能性を低減できる。また、アルカリ金属の含有割合を６．５重量％以下とすれば、アルカリ金属が螺旋構造金属線６３Ｌと化学反応を起こしてノイズ減衰効果を低下させてしまう現象を抑制することができる。

【0029】

図２は、本発明の第２実施形態としてのスパークプラグ１ａの全体構成を示す説明図である。図１に示した第１実施形態のスパークプラグ１との違いは、第２実施形態のスパークプラグ１ａの電気的接続部６０ａが、第１シール層６１と第２シール層６２と導電体６３の他に、抵抗体６４を有している点だけであり、他の構成は第１実施形態と同じである。

【0030】

抵抗体６４は、例えば、ホウケイ酸ソーダガラス等のガラス粉末、ＺｒＯ２等のセラミック粉末、カーボンブラック等の非金属導電性粉末、及び／又は、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ等の金属粉末等を含有する抵抗体組成物を焼結して形成された抵抗材により形成することができる。導電体６３に加えて抵抗体６４も設けるようにすれば、抵抗体６４によるノイズ低減効果も得られるため、ノイズ低減効果を更に向上させることができる。

【0031】

なお、図１及び図２において、電気的接続部６０の第１シール層６１と第２シール層６２の一方又は両方を省略してもよい。但し、これらのシール層６１，６２は、導電体６３（及び抵抗体６４）とその両端にある端子金具５及び中心電極４との間の熱膨張係数差を緩和できるので、より強固な接続状態を得ることができる。なお、端子金具５と中心電極４との間の抵抗値は、ノイズ低減効果の観点から、例えば３．０ｋΩ以上２０．０ｋΩ以下の範囲とすることが好ましい。

【0032】

Ｂ．電気的接続部の形成方法
図３は、スパークプラグ１の電気的接続部６０の形成方法を示すフローチャートである。工程Ｔ１１０では、金属線材を用いて螺旋構造金属線６３Ｌを上述した好ましい寸法・形状に合わせて形成する。工程Ｔ１２０では、金型を用いて、螺旋構造金属線６３Ｌの周囲にセラミックス相６３Ｃの粉末材料を充填する。

【0033】

図４は、工程Ｔ１２０における充填処理の一例を示す説明図である。まず、導電体６３に適した円柱形状のキャビティを有する金型３００を準備し、金型３００にセラミックス相６３Ｃの粉末材料を充填する（図４（Ａ））。この際、ホウケイ酸ソーダガラス等のガラス粉末やガラス原料（珪砂、ソーダ、石灰石、ホウ砂等）などのアルカリ含有相の粉末材料と、セラミックスの原料粉末とを混合した混合粉末材料を、セラミックス相６３Ｃの粉末材料として用いても良い。この粉末材料の上に螺旋構造金属線６３Ｌを載置したのち（図４（Ｂ））、更にセラミックス相６３Ｃの粉末材料を追加して螺旋構造金属線６３Ｌの周囲が粉末材料で隠れる程度まで充填する（図４（Ｃ））。その後、金型３００を用いて、３０〜１２０ＭＰａの圧力で円柱状に成形する。工程Ｔ１３０では、この成形体を、８５０〜１３５０℃の範囲で焼成することによって、導電体６３を形成する。なお、導電体６３の両端に螺旋構造金属線６３Ｌが露出していない場合には、導電体６３の両端を研磨して螺旋構造金属線６３Ｌを露出させることが好ましい。

【0034】

工程Ｔ１４０では、絶縁体３の軸孔２内に中心電極４を挿入する。工程Ｔ１５０では、第１シール層２３を形成するシール粉末材料と、導電体６３と、第２シール層２４を形成するシール粉末材料と、をこの順に絶縁体３の軸孔２の後端側から充填し、プレスピンを軸孔２内に挿入して圧縮する。なお、図２のように、電気的接続部６０ａが抵抗体６４を含む場合には、抵抗体６４を形成するための粉末材料を工程Ｔ１５０において充填する。工程Ｔ１６０では、絶縁体３の軸孔２内に端子金具５を挿入し、端子金具５によって軸孔２内に充填された材料を先端側に向かって押圧しながら、絶縁体３全体を加熱炉内に配置して７００〜９５０℃の所定温度に加熱し、焼成する。この結果、第１シール層６１と第２シール層６２が焼結し、これらの間に導電体６３が封着固定される。

【0035】

工程Ｔ１５０の後は、中心電極４及び端子金具５等が固定された絶縁体３が、接地電極８が接合された主体金具７に組み付けられる。そして、最後に、接地電極８の先端部を中心電極４側に折り曲げることによって、スパークプラグ１の製造が完了する。

【実施例】

【0036】

図５Ａ，５Ｂは、本発明の実施例としてのスパークプラグのサンプルＳ０１〜Ｓ２８と、比較例としてのスパークプラグのサンプルＳ３１〜Ｓ４０に関して、導電体６３の構成と各種試験結果を示す図である。これらの図の左側の欄には、各サンプルで使用した螺旋構造金属線６３Ｌの寸法及び材質と、セラミックス相６３Ｃの材質と、セラミックス相６３Ｃがアルカリ含有相を含む場合のアルカリ金属含有量及びＳｉ，Ｂ，Ｐの有無と、が示されている。

【0037】

螺旋構造金属線６３Ｌの寸法としては、螺旋構造の全体の外径と、螺旋のピッチと、線径と、螺旋構造の高さと、をそれぞれ設定した。金属線の材質としては、Ｍｏ，Ｗ，Ｔｉ，Ａｌ，Ｚｎ，Ａｇ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕ等の単体金属や、パーマロイ（Ｆｅ−Ｎｉ合金），センダスト（Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金），インコネル６００（Ｎｉ−Ｃｒ−Ｆｅ合金），ＳＵＳ３１６，ＳＵＳ４０５等の合金を用いた。なお、単体金属の純度はそれほど高くなくてもよく、典型的には９５％以上の純度の金属線材を使用できる。

【0038】

セラミックス相６３Ｃの材質としては、上述した各種のセラミックスを使用した。実施例のサンプルＳ１４〜Ｓ２８では、セラミックス相６３Ｃが、アルカリ金属（Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂの一種以上）とＳｉ，Ｂ，Ｐの一種以上とを含むアルカリ含有相を含んでいる。セラミックス相６３Ｃにおけるアルカリ金属含有量の値は、導電体６３を粉砕した試料を用いたＩＣＰ発光分光分析を１０回行って得られた含有量の平均値を用いた。なお、比較例の最後の２つのサンプルＳ３９，Ｓ４０では、セラミックス相６３Ｃの無い螺旋構造金属線６３Ｌを用いた。

【0039】

図５Ａ，５Ｂの右半分には、実施例のサンプルＳ０１〜Ｓ２８と比較例のサンプルＳ３１〜Ｓ４０について、放電耐久試験前後のノイズ試験の結果と、振動試験の結果とを示している。放電耐久試験は、スパークプラグ１を放電電圧１０ｋＶで１００時間放電させることによって実施した。ノイズ試験は、ＪＡＳＯ Ｄ−００２−２（日本自動車技術会伝送規格Ｄ−００２−２）の「自動車−電波雑音特性−第２部 防止器の測定方法 電流法」に従って行った。また、高周波ノイズの測定対象としては、３０ＭＨｚ，１００ＭＨｚ，２００ＭＨｚの３種類の周波数のノイズを対象とした。振動試験では、ＪＩＳ−Ｂ８０３１の「７．４耐衝撃性テスト」に従って行い、スパークプラグ１を固定して２０Ｈｚの振動を１時間与えた後に、端子金具５と中心電極４との間の抵抗値を測定した。振動試験後の抵抗値が５０ｋΩ以上の場合には不合格とした。図５Ａ，５Ｂの振動試験の欄の「ＮＧ率」は、１００個のサンプルについて不合格となった割合を示している。なお、振動試験前の端子金具５と中心電極４との間の抵抗値は、いずれも３．０ｋΩ以上２０．０ｋΩ以下の範囲内にあった。

【0040】

図５Ａ，５Ｂに示す試験結果から、以下のことが理解できる。
（１）実施例のサンプルＳ０１〜Ｓ２８の螺旋構造金属線６３Ｌは、線径が０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下、螺旋構造の外径が１．０ｍｍ以上３ｍｍ以下、ピッチが０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下、高さが８ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。これらのサンプルＳ０１〜Ｓ２８では、放電耐久性試験前のノイズが高々５６ｄＢであって過度に大きくなく、十分なノイズ低減効果が得られている。また、放電耐久試験後においても、ノイズはそれほど増加しておらず、十分なノイズ低減効果を維持することができる。

【0041】

（２）比較例のサンプルＳ３１〜Ｓ４０のうちで、サンプルＳ３１〜Ｓ３８は螺旋構造金属線６３Ｌの寸法のいずれかが上述した好ましい範囲から外れている。すなわち、サンプルＳ３１，Ｓ３２は、外径が好ましい範囲（１．０〜３ｍｍ）からはずれている。サンプルＳ３３，Ｓ３４は、ピッチが好ましい範囲（０．３〜１ｍｍ）から外れている。サンプルＳ３５，Ｓ３６は、線径が好ましい範囲（０．１〜０．５ｍｍ）から外れている。サンプルＳ３７，Ｓ３８は、高さが好ましい範囲（８〜３０ｍｍ）から外れている。これらのサンプルＳ３１〜Ｓ３８では、放電耐久試験前のノイズが６２ｄＢ以上と大きく、ノイズ低減効果が不十分である。また、これらのＳ３１〜Ｓ３８は、振動試験後の抵抗値の不合格率が２４％であり、実施例のサンプルＳ０１〜Ｓ２８に比べて耐振動性の点でも劣っている。なお、比較例のサンプルＳ３９，Ｓ４０は、セラミックス相６３Ｃを有していないので、特に耐振動性が低い点で好ましくない。この理由は、セラミックス相６３Ｃが存在しない場合には、振動によって螺旋構造金属線６３Ｌが破損してしまうからであると推定される。

【0042】

（３）実施例のサンプルＳ０９〜Ｓ２８は、螺旋構造金属線６３Ｌの材質がＺｎ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｃｒ，Ｓｎ，Ｃｕの一種以上の元素を含む金属又は合金であり、螺旋構造金属線６３Ｌの材質がＭｏ，Ｗ，Ｔｉ，ＡｌであるサンプルＳ０１〜Ｓ０８よりも、耐久試験後のノイズの増加率が低い点で好ましい。

【0043】

（４）実施例のサンプルＳ１４〜Ｓ２８は、セラミックス相６３Ｃにアルカリ金属とＳｉ（シリコン），Ｂ（ホウ素）及びＰ（リン）を含んでおり、これらの成分を含まないサンプルＳ０１〜Ｓ１３よりも、耐振動性が高い点で好ましい。アルカリ金属とＳｉ，Ｂ，Ｐ等の元素は、主に、導電体６３の空孔を埋めるガラス成分に含まれているものと考えられる。セラミックス相６３Ｃに形成され得る空孔がガラス成分等によって充填されることにより、セラミックス相６３Ｃが緻密化されるので、振動試験においてセラミックス相６３Ｃが螺旋構造金属線６３Ｌをより強固に支持できると推定される。

【0044】

（５）サンプルＳ１７〜Ｓ２８は、セラミックス相６３Ｃにおけるアルカリ金属含有量が０．１０重量％以上で６．５０重量％以下の範囲内にあり、アルカリ金属含有量がこの範囲外であるサンプルＳ１４〜Ｓ１６よりもノイズが小さい点、及び、耐振動性がより優れている点で好ましい。特に、これらのサンプルＳ１７〜Ｓ２８では、振動試験によってスパークプラグ１の抵抗値が過度に増大することが無く、極めて優れた耐振動性を示している。なお、セラミックス相６３Ｃにおけるアルカリ金属含有量の範囲は、０．９０重量％以上６．５０重量％以下とすることが更に好ましく、３．２０重量％以上６．５０重量％以下とすることが最も好ましい。

【0045】

（６）サンプルＳ２２〜Ｓ２８は、セラミックス相６３ＣがＦｅＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３，フェライ
ト等の一種以上のＦｅ含有酸化物を含んでおり、Ｆｅ含有酸化物を含まないサンプルＳ０１〜Ｓ２１よりもノイズが小さい点で好ましい。なお、導電体６３のインダクタンス成分としての機能を高めるという観点では、セラミックス相６３Ｃは、強磁性を有するＦｅ含有酸化物を含むことが更に好ましい。

【0046】

（７）サンプルＳ２５〜Ｓ２８は、セラミックス相６３Ｃがフェライトを含んでおり、フェライトを含まないサンプルＳ０１〜Ｓ２４よりもノイズが小さい点で好ましい。フェライトはインダクタンス成分として機能するので、フェライトを含むセラミックス相６３Ｃを使用すれば、ノイズ低減効果を更に高めることが可能である。

【0047】

Ｃ．変形例
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

【0048】

・変形例１：
上記実施形態では、螺旋構造金属線６３Ｌの全体が螺旋構造を有するものとしていたが、螺旋構造金属線６３Ｌの一部に螺旋構造でない部分（例えば直線棒状部分）を有していてもよい。すなわち、螺旋構造金属線６３Ｌは、少なくとも一部に螺旋構造部分を有するものとしても良い。但し、螺旋構造金属線６３Ｌの全体を螺旋構造とすれば、ノイズ低減効果が最も大きくなる点で好ましい。

【0049】

・変形例２：
スパークプラグとしては、図１，図２に示したもの以外の種々の構成を有するスパークプラグを本発明に適用することが可能である。

【符号の説明】

【0050】

１，１ａ…スパークプラグ
２…軸孔
３…絶縁体
４…中心電極
５…端子金具
７…主体金具
８…接地電極
９…ネジ部
１０…滑石
１１…パッキン
１２…小径部
１３…第一段部
１４…中径部
１７…フランジ部
２０…先端部
２３…第１シール層
２４…第２シール層
２９…貴金属チップ
６０…電気的接続部
６０ａ…電気的接続部
６１…第１シール層
６２…第２シール層
６３…導電体
６３Ｃ…セラミックス相
６３Ｌ…螺旋構造金属線
６４…抵抗体
３００…金型
Ｏ…軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】