特許 6359575 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】6359575

(24)【登録日】2018年6月29日

(45)【発行日】2018年7月18日

(54)【発明の名称】スパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/22 20060101AFI20180709BHJP

   H01T 13/20 20060101ALI20180709BHJP

   H01T 13/34 20060101ALI20180709BHJP

   H01T 13/46 20060101ALI20180709BHJP

【ＦＩ】

   H01T13/22

   H01T13/20 B

   H01T13/34

   H01T13/46

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-25428(P2016-25428)

(22)【出願日】2016年2月15日

(65)【公開番号】特開2017-147020(P2017-147020A)

(43)【公開日】2017年8月24日

【審査請求日】2017年3月7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

(72)【発明者】

【氏名】山田 裕一

【審査官】 山下 寿信

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第０４６３６６９０（ＵＳ，Ａ）

【文献】 英国特許出願公開第０２００７７６０（ＧＢ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／０４２５５５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開昭５９−１６９０８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０７７３８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｔ １３／２２

Ｈ０１Ｔ １３／２０

Ｈ０１Ｔ １３／３４

Ｈ０１Ｔ １３／４６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スパークプラグであって、
軸線に沿って後端から先端側に向けて延びる第１孔と、前記先端から前記後端側に向けて延びる第２孔とを有し、外周に環状に形成され、前記後端側から前記先端側に向けて縮径する第１段部を有する筒状の第１絶縁部材と、
自身の先端側が、前記第１絶縁部材の前記第１孔内に設けられた棒状の第１電極と、
自身の後端側が、前記第１絶縁部材の前記第２孔内に設けられ、前記第１絶縁部材内で、前記第１電極と前記軸線に垂直な方向で対向する対向部を有する第２電極と、
前記第１電極と前記対向部との間に配置される第２絶縁部材と、
前記第１絶縁部材の外周に配置され、自身の内周に前記第１段部が接触する環状の第２段部を有する筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部に固定され、前記第２電極との間に隙間を形成する接地電極と、
を備え、
前記対向部は、前記第１段部の後端よりも後端側に位置し、
前記第１電極は、前記主体金具内に配置される部位の外周が、前記第１絶縁部材および前記第２絶縁部材の少なくとも一方によって覆われ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、
前記第１絶縁部材のうちの、前記主体金具と前記対向部との間に位置する部分の厚みの平均値ｔ１と、
前記第２絶縁部材のうちの、前記対向部のうち前記主体金具と対向する部分と、前記第１電極と、の間に配置される部分の厚みの平均値ｔ２とが、
ｔ１＞ｔ２
の関係を満たすことを特徴とするスパークプラグ。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載にスパークプラグであって、
前記対向部は、前記主体金具の後端よりも後端側まで延設される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】

内燃機関に用いられる一般的なスパークプラグは、高電圧電極と接地電極とを備える。高電圧電極と接地電極との間に高電圧が印加されると、高電圧電極と接地電極との間で放電が行われ、混合気への着火が行われる。

【0003】

これに対して、例えば、特許文献１には、高電圧電極（以下、「第１電極」という）と接地電極とに加え、これらの電極から絶縁された浮遊電極（以下、「第２電極」という）を有するスパークプラグが開示されている。このスパークプラグでは、第１電極と第２電極とが、電気的にコンデンサとして機能し、また、接地電極が固定された主体金具と第２電極も、電気的にコンデンサとして機能する。このようなスパークプラグでは、第１電極と接地電極との間に電圧を印加すると、２つのコンデンサによって分圧された電圧により、第２電極から接地電極に対して放電が行われる。このようなスパークプラグにおいて、パルス状の電圧を第１電極に印加して第２電極から繰り返し放電を行わせることにより、低温プラズマ状態での放電（ストリーマ放電）が可能となり、効率的に着火を行うことができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３−１９７０２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

第２電極から接地電極に対して放電が行われると、第２電極と接地電極とは同電位になる。そのため、放電時に、第１電極と第２電極との間で絶縁破壊が起こらないように、第１電極と第２電極との間の耐電圧性を十分に確保することが好ましい。また、スパークプラグの先端部は、燃焼室内に曝されるため、第２電極を備えるスパークプラグにおいても、燃焼室からの気密漏れを効果的に抑制することが好ましい。そのため、第１電極と第２電極とを備えるスパークプラグにおいて、燃焼室からの気密性を確保しつつ、高電圧電極と浮遊電極との間の耐電圧性を確保可能な技術が求められている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

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。
本願の一形態は、スパークプラグであって；軸線に沿って後端から先端側に向けて延びる第１孔と、前記先端から前記後端側に向けて延びる第２孔とを有し、外周に環状に形成され、前記後端側から前記先端側に向けて縮径する第１段部を有する筒状の第１絶縁部材と；自身の先端側が、前記第１絶縁部材の前記第１孔内に設けられた棒状の第１電極と；自身の後端側が、前記第１絶縁部材の前記第２孔内に設けられ、前記第１絶縁部材内で、前記第１電極と前記軸線に垂直な方向で対向する対向部を有する第２電極と；前記第１電極と前記対向部との間に配置される第２絶縁部材と；前記第１絶縁部材の外周に配置され、自身の内周に前記第１段部が接触する環状の第２段部を有する筒状の主体金具と；前記主体金具の先端部に固定され、前記第２電極との間に隙間を形成する接地電極と；を備える。前記対向部は、前記第１段部の後端よりも後端側に位置し；前記第１電極は、前記主体金具内に配置される部位の外周が、前記第１絶縁部材および前記第２絶縁部材の少なくとも一方によって覆われる。
このような形態であれば、第１絶縁部材の外周に設けられた第１段部と主体金具の内周に設けられた第２段部とが接触することによって気密性を確保することができる。また、第１電極と第２電極とが対向する対向部が、後端側から先端側に向けて縮径する第１段部の後端よりも後端側に位置しているため、第１電極と第２電極との間の距離を大きくすることができ、これにより耐電圧性を確保ことができる。したがって、第１電極と第２電極とを備えるスパークプラグにおいて、燃焼室との間の気密性を確保しつつ、第１電極と第２電極との間の耐電圧性を確保することが可能になる。
その他、本発明は、以下のような形態として実現することも可能である。

【0007】

（１）本発明の一形態によれば、スパークプラグが提供される。このスパークプラグは、軸線に沿って後端から先端側に向けて延びる第１孔と、前記先端から前記後端側に向けて延びる第２孔とを有し、外周に環状に形成され、前記後端側から前記先端側に向けて縮径する第１段部を有する筒状の第１絶縁部材と；自身の先端側が、前記第１絶縁部材の前記第１孔内に設けられた棒状の第１電極と；自身の後端側が、前記第１絶縁部材の前記第２孔内に設けられ、前記第１絶縁部材内で、前記第１電極と前記軸線に垂直な方向で対向する対向部を有する第２電極と；前記第１電極と前記対向部との間に配置される第２絶縁部材と；前記第１絶縁部材の外周に配置され、自身の内周に前記第１段部が接触する環状の第２段部を有する筒状の主体金具と；前記主体金具の先端部に固定され、前記第２電極との間に隙間を形成する接地電極と；を備え、前記対向部は、前記第１段部の後端よりも後端側に位置することを特徴とする。このような形態のスパークプラグであれば、第１絶縁部材の外周に設けられた第１段部と主体金具の内周に設けられた第２段部とが接触することによって気密性を確保することができる。また、第１電極と第２電極とが対向する対向部が、後端側から先端側に向けて縮径する第１段部の後端よりも後端側に位置しているため、第１電極と第２電極との間の距離を大きくすることができ、これにより耐電圧性を確保ことができる。したがって、第１電極と第２電極とを備えるスパークプラグにおいて、燃焼室との間の気密性を確保しつつ、第１電極と第２電極との間の耐電圧性を確保することが可能になる。

【0008】

（２）上記形態のスパークプラグにおいて、前記第１絶縁部材のうちの、前記主体金具と前記対向部との間に位置する部分の厚みの平均値ｔ１と、前記第２絶縁部材のうちの、前記対向部のうちの前記主体金具と対向する部分と、前記第１電極との間に配置される部分の厚みの平均値ｔ２とが、
ｔ１＞ｔ２
の関係を満たしてもよい。このような形態のスパークプラグであれば、第１電極と第２電極との間の静電容量を大きくすることができ、また、主体金具と第２電極との間の静電容量が大きくなることを抑制することができる。そのため、第２電極の電圧を相対的に大きくすることができ、着火性を向上させることができる。

【0009】

（３）上記形態のスパークプラグにおいて、前記対向部は、前記主体金具の後端よりも後端側まで延設されてもよい。このような形態のスパークプラグであれば、主体金具と第２電極との間の静電容量を増加させることなく、第１電極と第２電極との間の静電容量を大きくすることができる。そのため、第２電極の電圧を相対的に大きくすることができ、着火性を向上させることができる。

【0010】

本発明は、上述したスパークプラグとしての形態以外にも、例えば、スパークプラグの製造方法など、種々の形態で実現することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の第１実施形態としてのスパークプラグの断面図である。

【図2】第２電極の外観形状を模式的に示す斜視図である。

【図3】第１評価試験の結果を示す図である。

【図4】比較例としてのサンプルの断面図である。

【図5】第２評価試験の結果を示す図である。

【図6】第３評価試験の結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

Ａ．実施形態：
図１は、本発明の第１実施形態としてのスパークプラグ１００の断面図である。スパークプラグ１００は、軸線Ｏに沿った細長形状を有している。以下の説明では、図１の下方側をスパークプラグ１００の先端側と呼び、図１の上方側を後端側と呼ぶ。

【0013】

スパークプラグ１００は、第１絶縁部材１０と、主体金具５０と、第１電極２０と、第２絶縁部材７０と、第２電極２５と、接地電極３０と、を備える。

【0014】

第１絶縁部材１０は、アルミナを始めとするセラミックス材料を焼成して形成された筒状の絶縁碍子である。第１絶縁部材１０は、主体金具５０と第１電極２０とを絶縁するとともに、主体金具５０と第２電極２５とを絶縁する。第１絶縁部材１０の軸方向中央には外径の大きい中央胴部１９が形成されている。中央胴部１９の後端側には、中央胴部１９よりも外径が小さい後端側胴部１８が形成されている。中央胴部１９の先端側には、後端側胴部１８よりも外径が小さい先端側胴部１７が形成されている。先端側胴部１７の更に先端側には、先端側胴部１７よりも小さい外径であって先端側ほど外径が小さくなる脚長部１３が形成されている。先端側胴部１７と脚長部１３の間の外周には、環状に形成され、後端側から先端側に向けて縮径する第１段部１５が備えられている。

【0015】

第１絶縁部材１０は、第１孔１１と第２孔１２とを有する。第１孔１１は、軸線Ｏに沿って自身の後端から先端側に向けて延びる孔である。第２孔１２は、自身の先端から後端側に向けて延びる孔である。第１孔１１は、後端側胴部１８の後端から先端側胴部１７の一部までの間に形成されている。第２孔１２は、脚長部１３の先端から先端側胴部１７の一部までの間に形成されている。第２孔１２の後端は、第１孔１１の先端に繋がっている。つまり、第１孔１１と第２孔１２とは、１つの孔として捉えることも可能である。本実施形態では、第２孔１２は、軸線Ｏの周囲に複数設けられている。

【0016】

主体金具５０は、第１絶縁部材１０の後端側胴部１８の一部から脚長部１３に亘る部位を包囲して保持する筒状の金具である。主体金具５０は、例えば、低炭素鋼により形成され、全体にニッケルめっきや亜鉛めっき等のめっき処理が施されている。主体金具５０は、後端側から順に、工具係合部５１と、シール部５４と、取付ネジ部５２とを備える。工具係合部５１には、スパークプラグ１００をエンジンヘッドに取り付けるための工具が嵌合する。取付ネジ部５２は、エンジンヘッドの取付ネジ孔にねじ込まれるネジ山を有する。シール部５４は、取付ネジ部５２の根元に鍔状に形成されている。シール部５４とエンジンヘッドとの間には、ガスケット６５が嵌挿される。主体金具５０の先端側の端面５７は、中空の円状であり、その中央からは、第１絶縁部材１０の脚長部１３の先端部が突出する。

【0017】

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。また、シール部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圧縮変形部５８が設けられている。工具係合部５１から加締部５３にかけての主体金具５０の内周面と第１絶縁部材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６６，６７が介在されており、さらに両リング部材６６，６７間にタルク（滑石）６９の粉末が充填されている。スパークプラグ１００の製造時には、加締部５３を内側に折り曲げるようにして先端側に押圧することにより圧縮変形部５８が圧縮変形し、この圧縮変形部５８の圧縮変形により、リング部材６６，６７およびタルク６９を介し、第１絶縁部材１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。この押圧により、タルク６９が軸線Ｏ方向に圧縮されて主体金具５０内の気密性が高められる。

【0018】

主体金具５０は、自身の内周に、第１絶縁部材１０に設けられた第１段部１５が接触する環状の第２段部５６を有する。第２段部５６は、取付ネジ部５２の内周に形成されている。本実施形態では、第１段部１５と第２段部５６とは、環状のパッキン６８を介して接触している。パッキン６８は、主体金具５０と第１絶縁部材１０との間の気密性を保持する部材であり、燃焼ガスの流出を防止する。なお、第１段部１５と第２段部５６とが直接的に接触することによって主体金具５０と第１絶縁部材１０との間の気密性を保持してもよい。本実施形態において「接触する」とは、直接的に接触する場合と、間接的に接触する場合の両方を含む。

【0019】

第１電極２０は、軸線Ｏに沿って延びる金属製の電極部材である。第１電極２０は、自身の先端側が、第１絶縁部材１０の第１孔１１内に設けられている。第１電極２０の後端部には、鍔部４１が形成され、鍔部４１よりも後端側に端子４０が形成されている。鍔部４１が、第１絶縁部材１０の後端に接触することにより、第１電極２０が第１絶縁部材１０に対して位置決めされる。第１電極２０には、端子４０を通じて外部から電圧が印加される。

【0020】

図２は、第２電極２５の外観形状を模式的に示す斜視図である。第２電極２５は、金属製の電極部材である。第２電極２５は、丸棒状の先端部２６と対向部２７とを備える。第２電極２５は、自身の先端よりも後端側が、第１絶縁部材１０の第２孔１２内に挿入される。第２電極２５の先端は、第１絶縁部材１０の脚長部１３から先端側に突出している。対向部２７は、第１孔１１内に配置されている。対向部２７は、第１絶縁部材１０内で、第１電極２０と軸線Ｏ方向に垂直な方向で対向する。対向部２７は、第１孔１１の内周面に沿うように配置されている。そのため、対向部２７は、第１孔１１の内周面に沿うように湾曲した薄板状に形成されている。対向部２７は、第１絶縁部材１０の外周に形成された第１段部１５の後端よりも後端側に位置している。本実施形態において、「対向する」とは、直接的に向かい合う場合と、何らかの部材を挟んで向かい合う場合の両方を含む。

【0021】

スパークプラグ１００は、軸線Ｏを中心として等間隔に複数の第２電極２５を備えている。第２電極２５の本数は、例えば、２〜４本であり、本実施形態では２本である。本実施形態では、それぞれの第２電極２５は、互いに絶縁されている。

【0022】

第２絶縁部材７０は、アルミナを始めとするセラミックス材料を焼成して形成された筒状の絶縁碍子である。第２絶縁部材７０の先端部は閉塞している。先端部よりも後端側には、後端から先端側に向けて延びる第３孔７１が形成されている。第２絶縁部材７０は、第１絶縁部材１０に形成された第１孔１１の内周面と自身の外周面との間で第２電極２５の対向部２７を挟み込むように、第１孔１１内に第１絶縁部材１０の後端から挿入されている。第３孔７１には、後端側から第１電極２０が挿入されている。第２絶縁部材７０によって、第１電極２０と、第２電極２５とが絶縁される。

【0023】

接地電極３０は、主体金具５０の先端部に固定された電極部材である。接地電極３０は棒状であり、先端側が軸線Ｏに向けて屈曲されている。接地電極３０は、第２電極２５との間に、放電のための隙間を形成する。本実施形態のスパークプラグ１００は、第２電極２５と同じ数だけ接地電極３０を備えている。

【0024】

以上で説明したスパークプラグ１００において、第２絶縁部材７０によって絶縁された第１電極２０と第２電極２５は、電気的にコンデンサとして機能し、ある一定の静電容量（以下、「第１静電容量」という）を有する。また、第１絶縁部材１０によって絶縁された第２電極２５と主体金具５０（接地電極３０を含む）も、電気的にコンデンサとして機能し、ある一定の静電容量（以下、「第２静電容量」あるいは「寄生静電容量」という）を有する。第１電極２０の端子４０と主体金具５０（接地電極３０）間に電圧を印加すると、第１静電容量と第２静電容量とによって分圧された電圧により、第２電極２５から接地電極３０に放電が行われる。第１電極２０にパルス状の電圧を印加して繰り返し放電を行わせれば、低温プラズマ状態での放電（ストリーマ放電）が可能となり、効率的に着火を行うことができる。本実施形態のスパークプラグ１００では、数マイクロ秒もしくはそれ未満のごく短時間で放電が終了するため、従来の一般的なスパークプラグの放電時間である数ミリ秒の間に、繰り返し何度も放電させることができ、それにより、混合気に着火可能なエネルギーを供給することができる。

【0025】

本実施形態のスパークプラグ１００では、第２電極２５の第１電極２０に対向する対向部２７が、後端側から先端側に向けて縮径する第１段部１５の後端よりも後端側に位置している。そのため、対向部２７を、第１絶縁部材１０の最も径の小さな脚長部１３よりも径の大きな部分（先端側胴部１７、中央胴部１９、後端側胴部１８）に配置することができる。従って、第１電極２０と第２電極２５（対向部２７）との距離、すなわち、第２絶縁部材７０の厚みを十分に確保することができる。また、本実施形態では、第１絶縁部材１０の比較的先端に位置する第１段部１５と、主体金具５０の比較的先端に位置する第２段部５６とが、軸線Ｏ方向に突き合うように接触しているので、スパークプラグ１００の先端部において燃焼室の気密性を効果的に確保することができる。したがって、本実施形態によれば、第１電極２０と第２電極２５とを備えるスパークプラグ１００において、燃焼室との間の気密性を効果的に確保しつつ、第１電極２０と第２電極２５との間の耐電圧性能を確保することができる。

【0026】

本実施形態のスパークプラグ１００において、
（Ａ）第１絶縁部材１０のうちの、主体金具５０と対向部２７との間に位置する部分の厚みの平均値をｔ１（図１参照）、
（Ｂ）第２絶縁部材７０のうちの、対向部２７のうち主体金具５０と対向する部分と、第１電極２０との間に配置される部分の厚みの平均値をｔ２（図１参照）、
としたときに、
ｔ１＞ｔ２ ・・・（１）
の関係を満たしていることが好ましい。以下では、ｔ１のことを「第１絶縁部材厚みｔ１」といい、ｔ２のことを「第２絶縁部材厚みｔ２」という。

【0027】

第１絶縁部材厚みｔ１と第２絶縁部材厚みｔ２とが上記関係（１）を満たせば、第１電極２０と第２電極２５との間の第１静電容量を大きくすることができ、また、主体金具５０と第２電極２５との間の第２静電容量が大きくなることを抑制することができる。そのため、第２電極２５に誘起される電圧を相対的に高くすることができる。従って、第１電極２０に印加する電圧を低くした場合においても、着火性を確保することができる。なお、第１絶縁部材厚みｔ１と、第２絶縁部材厚みｔ２とは、スパークプラグ１００の半断面における各範囲の厚みの平均値である。これらの値は、スパークプラグ１００の半断面を画像解析することによって測定することが可能である。

【0028】

更に、本実施形態のスパークプラグ１００において、対向部２７は、主体金具５０の後端よりも後端側まで延設されていることが好ましい。主体金具５０よりも後端側では、主体金具５０が存在しないため、第２静電容量が増加することがない。そのため、対向部２７が主体金具５０の後端よりも後端側まで延設されていれば、主体金具５０と第２電極２５との間の第２静電容量を増加させることなく、第１電極２０と第２電極２５との間の第１静電容量を相対的に大きくすることができる。そのため、第１電極２０に印加する電圧を低くした場合においても、着火性を確保することができる。

【0029】

Ｂ．評価試験結果：
図３は、第１評価試験の結果を示す図である。この試験では、上記実施形態のスパークプラグ１００のサンプルＡと、上記実施形態のスパークプラグ１００とは異なる構造のサンプルＢとに対して、１０ｋＨｚの交流電圧を印加し、印加電圧を徐々に上げ、内部で絶縁破壊が生じることにより、第２電極と接地電極と間でアーク放電が行われた電圧を確認した。絶縁破壊が起こると、大電流が流れ、放電に伴う発光が明るくなる。そのため、アーク放電が行われたか否かは、目視で確認することができる。試験は各サンプルにつき３回行い、その結果を図３に示した。

【0030】

本試験において用いたサンプルＡの各部の寸法は、以下の通りである（図１参照）。なお、第２電極２５の本数は２本である。
第２絶縁部材７０内における第１電極２０の直径Ｒ１：２．５ｍｍ
第１絶縁部材１０の後端側胴部１８の外径Ｒ２：１０．５ｍｍ
第２絶縁部材７０の外径Ｒ３：６．２ｍｍ
第１絶縁部材厚みｔ１：１．６ｍｍ
第２絶縁部材厚みｔ２：１．６ｍｍ
対向部２７の厚みｔ３：０．３ｍｍ
軸線Ｏに沿った対向部２７の長さＬ１：２１．０ｍｍ
第１絶縁部材１０の先端側胴部１７の外径Ｒ４：９．０ｍｍ
取付ネジ部５２の呼び径Ｒ５：Ｍ１４
第１電極２０の先端から第２電極の先端部２６の後端までの距離Ｌ２：１．８ｍｍ
第１絶縁部材１０の脚長部１３の後端の外径Ｒ６：７．３ｍｍ
第２電極２５の先端部２６の軸線Ｏに沿った長さＬ３：１８．５ｍｍ
主体金具５０の先端面からの第１絶縁部材１０の突き出し量Ｌ４：６．０ｍｍ
第２電極２５の先端部２６の直径Ｒ７：１．０ｍｍ
第２電極２５の先端部２６の第１絶縁部材１０からの突き出し量Ｌ５：２．０ｍｍ
第２電極２５と接地電極３０との間隔Ｌ６：０．５ｍｍ
第２電極２５間の間隔Ｌ７：２．５ｍｍ

【0031】

図４は、比較例としてのサンプルＢの断面図である。サンプルＢは、外観形状はサンプルＡと同じであり、内部構造がサンプルＡと異なる。具体的には、サンプルＢは、サンプルＡよりも長い第１電極２０ｂを備えている。第１電極２０ｂは、後端側よりも縮径された先端部分２１が、主体金具５０の先端側の端面５７付近まで延びている。また、サンプルＢの第２電極２５ｂは、丸棒状の部分のみによって構成され、サンプルＡのような平板状の対向部２７を有していない。サンプルＢでは、第１電極２０ｂと第２電極２５ｂとが、第１段部１５の後端の後端側および先端の先端側に亘って対向している。

【0032】

本試験において用いたサンプルＢの各部の寸法は以下の通りである。以下に示す寸法以外の寸法は、サンプルＡと同じであり、第２電極２５ｂの本数は、サンプルＡと同様に２本である。なお、サンプルＡとサンプルＢとでは、サンプルＡの対向部２７の長さＬ１を調整することにより、第１電極と第２電極との間の静電容量を、両サンプルで同程度とした。
第１電極２０ｂの先端部分２１の直径Ｒ８：０．８ｍｍ
第１電極２０ｂの先端部分２１と第２電極２５ｂとが対向する長さＬ１ｂ：９．５ｍｍ
第１電極２０ｂの先端部分２１と第２電極２５ｂとの間の隙間ｔ２ｂ：０．３５ｍｍ

【0033】

サンプルＡとサンプルＢとが大きく異なる点は、第１電極と第２電極とが対向する間隔（図１の第２絶縁部厚みｔ２、図４の隙間ｔ２ｂ）である。具体的には、サンプルＡでは、第２絶縁部厚みｔ２が１．６ｍｍであり、サンプルＢでは、隙間ｔ２ｂが０．３５ｍｍである。

【0034】

図３の試験結果に示されているように、各回の試験結果では、いずれも、サンプルＡの方が、比較例であるサンプルＢよりも高い電圧において絶縁破壊が生じた。従って、第１電極と第２電極との間の距離が大きいほど、耐電圧性能が優れることが確認された。サンプルＡでは、対向部２７が、第１段部１５の後端よりも後端側に位置しているので、比較的径の大きい部分に、対向部２７を設けることができる。そのため、第１電極と第２電極とが対向する部分が、縮径された第１段部１５の先端側にも存在するサンプルＢよりも、耐電圧性能を容易に向上させることができる。

【0035】

図５は、第２評価試験の結果を示す図である。この評価試験では、第１絶縁部材厚みｔ１と第２絶縁部材厚みｔ２とを変化させたスパークプラグ１００のサンプルを複数用意し、各サンプルを０．４ＭＰａの加圧空気を充填した容器内に配置した。そして、各サンプルに１０ｋＨｚの交流電圧を印加し、印加電圧を徐々に上げ、第２電極２５と接地電極３０との間で放電する電圧を確認した。図５には、２０ｋＶ未満で放電したサンプルに「○」を付し、２０ｋＶ以上でしか放電しないサンプルに「×」を付した。第１絶縁部材厚みｔ１および第２絶縁部材厚みｔ２以外の各部の寸法は、第１評価試験で用いたサンプルＡと同じである。

【0036】

図５の試験結果に示されているように、第１絶縁部材厚みｔ１が第２絶縁部材厚みｔ２よりも大きい場合には、２０ｋＶ未満の比較的低い電圧で放電が可能であったのに対して、第２絶縁部材厚みｔ２が第１絶縁部材厚みｔ１よりも大きい場合には、放電可能な電圧が２０ｋＶ以上と比較的高くなった。これは、第２絶縁部材厚みｔ２が第１絶縁部材厚みｔ１よりも小さい場合には、第１電極２０と第２電極２５との間の第１静電容量を大きくすることができ、逆に、第２絶縁部材厚みｔ２が第１絶縁部材厚みｔ１よりも大きい場合には、第２電極２５と主体金具５０との間の第２静電容量（寄生静電容量）が大きくなってしまうからであると考えられる。従って、第１絶縁部材厚みｔ１と第２絶縁部材厚みｔ２との関係は、上記式（１）を満たすことが好ましいことが確認された。

【0037】

図６は、第３評価試験の結果を示す図である。この評価試験では、第２電極２５の対向部２７の長さＬ１を変化させたスパークプラグ１００のサンプルを複数用意し、各サンプルについて、第２評価試験と同様の試験を行った。なお、図６に示す長さの値は、主体金具５０の後端の位置Ｘ（図１参照）から対向部２７の後端までの距離を示している。マイナスの値は、図１に示したスパークプラグ１００のように、主体金具５０の後端よりも先端側に対向部２７の後端が位置していることを示す。一方、プラスの値は、主体金具５０の後端よりも後端側に対向部２７の後端が位置していることを示す。対向部２７の長さＬ１以外の各部の寸法は、第１評価試験で用いたサンプルＡと同じである。

【0038】

図６の試験結果に示されているように、対向部２７が、主体金具５０の後端よりも後端側まで延設されている場合（長さがプラスの場合）には、放電可能な電圧が比較的低い２０ｋＶ未満となり、対向部２７が、主体金具５０の後端まで到達していない場合（長さがマイナスの場合）には、放電可能な電圧が２０ｋＶ以上と比較的高くなった。これは、主体金具５０の後端よりも後端側では、主体金具５０がコンデンサとして機能しないため、対向部２７が、主体金具５０の後端よりも後端側まで延設されていれば、主体金具５０と第２電極２５との間の第２静電容量を増加させることなく、第１電極２０と第２電極２５との間の第１静電容量を増加させることができるためである。従って、上記実施形態におけるスパークプラグ１００は、その対向部２７が主体金具５０の後端よりも後端側まで延設されていることが好ましいことが確認された。

【0039】

Ｃ．変形例：
＜変形例１＞
上記実施形態では、複数の第２電極２５はそれぞれ絶縁されている。これに対して、各第２電極２５は、例えば、対向部２７の先端（先端部２６の後端）において、それぞれ電気的に接続されていてもよい。

【0040】

＜変形例２＞
上記実施形態では、スパークプラグ１００は、第２電極２５を複数備えている。これに対して、スパークプラグ１００は、第２電極２５を１つのみ備えていてもよい。例えば、第２電極２５は、円柱状の先端部２６を軸線Ｏ上に備え、その後端側に、複数の対向部２７ｄを備えてもよい。また、この場合、対向部２７を円筒状にすることによって、対向部２７を１つにまとめても良い。

【0041】

＜変形例３＞
上記実施形態における各部の寸法は例示であり、上述した寸法に限られず、種々の寸法を適用可能である。

【0042】

本発明は、上述の実施形態や実施例、変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態や実施例、変形例の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又は全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。

【符号の説明】

【0043】

１０…第１絶縁部材
１１…第１孔
１２…第２孔
１３…脚長部
１５…第１段部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…中央胴部
２０，２０ｂ…第１電極
２１…先端部分
２５，２５ｂ…第２電極
２６…先端部
２７…対向部
３０…接地電極
４０…端子
４１…鍔部
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ネジ部
５３…加締部
５４…シール部
５６…第２段部
５７…端面
５８…圧縮変形部
６５…ガスケット
６６，６７…リング部材
６８…パッキン
６９…タルク
７０…第２絶縁部材
７１…第３孔
１００…スパークプラグ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】