特許 6559740 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】6559740

(24)【登録日】2019年7月26日

(45)【発行日】2019年8月14日

(54)【発明の名称】スパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/16 20060101AFI20190805BHJP

   H01T 13/20 20060101ALI20190805BHJP

【ＦＩ】

   H01T13/16

   H01T13/20 B

【請求項の数】3

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-136752(P2017-136752)

(22)【出願日】2017年7月13日

(65)【公開番号】特開2019-21430(P2019-21430A)

(43)【公開日】2019年2月7日

【審査請求日】2018年8月22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】110000534

【氏名又は名称】特許業務法人しんめいセンチュリー

(72)【発明者】

【氏名】徳丸 裕貴

(72)【発明者】

【氏名】坂倉 靖

【審査官】 太田 義典

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１６／１７４８１６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平１１−２７３８２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１７／０１７０６３５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｔ １３／００−２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

先端側から後端側へと軸線方向に延びる軸孔が形成される絶縁体と、
前記軸孔の先端側に少なくとも一部が挿入された中心電極と、
前記軸孔の後端側に少なくとも一部が挿入された端子金具と、
前記端子金具と前記中心電極とを前記軸孔内で接続する接続部と、
前記絶縁体の外周に配置される筒状の主体金具と、を備え、
前記主体金具は、内周側に張り出した棚部を有し、
前記絶縁体は、前記棚部の後端面に接触する係止部を有し、前記係止部よりも自身の後端側の外周面であり、前記主体金具内に配置される外周面に、径方向の内側へ凹む凹部が形成されたスパークプラグであって、
前記絶縁体は、前記凹部の先端から前記係止部の先端までの外周面の面積が、燃焼ガスに晒される面の面積よりも大きいか同じであるスパークプラグ。

【請求項2】

前記接続部は、前記中心電極に接触する第１導電体と、前記第１導電体に接触する抵抗体と、前記抵抗体および前記端子金具に接触する第２導電体と、を備え、
前記絶縁体は、前記軸孔の内部で前記中心電極を先端側から係止する段部を備え、
前記段部のうち前記中心電極と接触する部分の先端は、前記凹部のうち径方向の内側の底部の先端よりも後端側に位置する請求項１記載のスパークプラグ。

【請求項3】

前記絶縁体の外周面のうち前記係止部の先端から前記凹部の先端までの部分の少なくとも一部と前記主体金具との間に、充填材が充填されている請求項１又は２に記載のスパークプラグ。

【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し、特に熱放散性に優れるスパークプラグに関するものである。

【背景技術】

【0002】

内燃機関に装着されるスパークプラグとして、中心電極を固定する筒状の絶縁体と、絶縁体の外周に配置される筒状の主体金具と、を備え、電極間の火花ギャップに放電を生じさせるものが知られている。この種のスパークプラグは、中心電極と主体金具との間の寄生容量に蓄積された電荷が放電時に火花ギャップに流れ込み、電極を消耗させることがある。寄生容量を減らして電極の消耗を抑制するために、特許文献１には、絶縁体の外周面に凹部（絶縁体の誘電率より誘電率が低い空気層）を設ける技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１６／１７４８１６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら上記従来の技術では、絶縁体の外周面に形成された凹部（空気層）が絶縁体から主体金具への熱伝達を抑制するので、その分だけ熱放散性が低下する。その結果、絶縁体が過熱し、プレイグニッション（過早着火）が生じ易くなるおそれがある。

【0005】

本発明は上述した問題点を解決するためになされたものであり、熱放散性を向上できるスパークプラグを提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

この目的を達成するために本発明のスパークプラグは、先端側から後端側へと軸線方向に延びる軸孔が形成される絶縁体と、軸孔の先端側に少なくとも一部が挿入された中心電極と、軸孔の後端側に少なくとも一部が挿入された端子金具と、端子金具と中心電極とを軸孔内で接続する接続部と、絶縁体の外周に配置される筒状の主体金具と、を備えている。主体金具は、内周側に張り出した棚部を有し、絶縁体は、棚部の後端面に接触する係止部を有し、係止部よりも自身の後端側の外周面であり、主体金具内に配置される外周面に、径方向の内側へ凹む凹部が形成される。絶縁体は、凹部の先端から係止部の先端までの外周面の面積が、燃焼ガスに晒される面の面積よりも大きいか同じである。

【発明の効果】

【0007】

請求項１記載のスパークプラグによれば、絶縁体の外周面に形成された凹部により、中心電極と主体金具との間の寄生容量を低減できる。絶縁体のうち燃焼ガスに晒される面は、主に内燃機関から熱を受ける。凹部の先端から係止部の先端までの絶縁体の外周面は、絶縁体から主体金具への熱放散に寄与する。凹部の先端から係止部の先端までの絶縁体の外周面の面積は、絶縁体のうち燃焼ガスに晒される面の面積よりも大きいか同じなので、絶縁体から主体金具への熱放散を促進できる。よって、熱放散性を向上できる。

【0008】

請求項２記載のスパークプラグによれば、接続部は、中心電極に接触する第１導電体と、第１導電体に接触する抵抗体と、抵抗体および端子金具に接触する第２導電体と、を備えている。絶縁体は、軸孔の内部の段部で中心電極を先端側から係止する。段部のうち中心電極と接触する部分の先端は、凹部のうち径方向の内側の底部の先端よりも後端側に位置するので、内燃機関から受ける熱ストレスを第１導電体および抵抗体に与え難くできる。よって、請求項１の効果に加え、第１導電体および抵抗体の劣化を抑制できる。

【0009】

請求項３記載のスパークプラグによれば、絶縁体の外周面のうち係止部の先端から凹部の先端までの部分の少なくとも一部と主体金具との間に、充填材が充填されている。充填材により絶縁体と主体金具との熱放散を促進できるので、請求項１又は２の効果に加え、熱放散性をさらに向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１実施の形態におけるスパークプラグの片側断面図である。

【図2】先端側を拡大して示したスパークプラグの片側断面図である。

【図3】第２実施の形態におけるスパークプラグの片側断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施の形態におけるスパークプラグ１０の軸線Ｏを境にした片側断面図である。図１では、紙面下側をスパークプラグ１０の先端側、紙面上側をスパークプラグ１０の後端側という（図２においても同じ）。図１に示すようにスパークプラグ１０は、絶縁体２０、中心電極４０、端子金具４７及び主体金具５０を備えている。

【0012】

絶縁体２０は、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等により形成された略円筒状の部材である。絶縁体２０は、軸線Ｏに沿って先端側から後端側へ順に、先端部２１、小径部２３、大径部２５及び後端部２６が連接されている。先端部２１は、軸線Ｏ方向の先端側に配置される部位であり、先端部２１の外周面は先端側に向かうにつれて縮径している。小径部２３は、先端部２１の外径よりも外径が大きい部位である。係止部２２（図２参照）が形成される小径部２３の先端面は、後端側に向かうにつれて拡径している。小径部２３は、外周面の後端側の部分に、径方向の内側へ凹む凹部２４が形成されている。大径部２５は、軸線Ｏ方向の全長に亘って外径が略同一に設定されている。大径部２５の外径は、小径部２３の外径よりも大きい。

【0013】

後端部２６は、外周面の後端側の部分にコルゲーションが形成されている。後端部２６の外径は、大径部２５の外径よりも小さい。絶縁体２０は、後端部２６から先端部２１まで軸線Ｏ方向に沿う軸孔２７が形成されている。軸孔２７のうち小径部２３の内側の部分に、面が後端側を向いた段部２８が形成されている。

【0014】

中心電極４０は、軸線Ｏに沿って延びる棒状の部材であり、銅または銅を主成分とする芯材がニッケル又はニッケル基合金で覆われている。中心電極４０は、軸部４１と、軸部４１の後端側に連接されると共に軸部４１よりも外径の大きい頭部４２と、を備えている。中心電極４０は、軸孔２７の段部２８に頭部４２が係止され、軸部４１の先端が軸孔２７から露出する。

【0015】

スパークプラグ１０は、中心電極４０と端子金具４７とを軸孔２７内で接続する接続部４３を備えている。本実施の形態では、接続部４３は、第１導電体４４、抵抗体４５及び第２導電体４６を備えている。

【0016】

第１導電体４４は、中心電極４０の頭部４２を絶縁体２０に封着・固定するための導電性を有する部材である。抵抗体４５は、放電時に発生する電波ノイズを抑えるための部材であり、軸孔２７内の第１導電体４４の後端側に配置されている。抵抗体４５は、中心電極４０と抵抗体４５とに接触する第１導電体４４によって中心電極４０と電気的に接続されている。

【0017】

抵抗体４５は、放電電流のうち電波ノイズの原因となる周波数帯の成分を吸収する。抵抗体４５としては、例えば、炭素系、金属、金属酸化物などの抵抗材料の皮膜を磁器などの基材の表面に接合した素子（抵抗器）、Ｎｉ−Ｃｒ等の抵抗線を磁器などの基材に巻き付けた素子、骨材と導電性粉末とを混合した成形体などが用いられる。

【0018】

骨材と導電性粉末とを混合し成形した抵抗体において、骨材としては、例えばガラス粉末、無機化合物粉末が挙げられる。骨材のガラス粉末としては、例えばＢ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系、ＢａＯ−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−ＣａＯ−ＢａＯ系、ＳｉＯ_２−ＺｎＯ−Ｂ_２Ｏ_３系、ＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏ系およびＳｉＯ_２−Ｂ_２Ｏ_３−Ｌｉ_２Ｏ−ＢａＯ系等の粉末が挙げられる。骨材の無機化合物粉末としては、例えばアルミナ、窒化ケイ素、ムライト及びステアタイト等の粉末が挙げられる。これらの骨材は１種のみを用いても良いし、２種以上を併用しても良い。

【0019】

導電性粉末としては、例えば半導性酸化物、金属および非金属導電性材料等からなる粉末が挙げられる。半導性酸化物としては、例えばＳｎＯ_２が挙げられる。金属としては、例えばＺｎ，Ｓｂ，Ｓｎ，Ａｇ及びＮｉ等が挙げられる。非金属導電性材料としては、例えば無定形カーボン（カーボンブラック）、グラファイト、炭化ケイ素、炭化チタン、窒化チタン、炭化タングステン及び炭化ジルコニウム等が挙げられる。これらの導電性粉末は、１種のみを用いても良いし、２種以上を併用しても良い。本実施の形態では、抵抗体４５は、骨材と導電性粉末とを混合した原料粉末を軸孔２７内で成形し、その成形体を軸孔２７内で焼成して得られたものである。

【0020】

第２導電体４６は、抵抗体４５と端子金具４７とを電気的に接続するための部材である。第１導電体４４及び第２導電体４６は、ガラス粉末および導電性粉末の混合物を焼成したものが用いられる。ガラス粉末および導電性粉末は、抵抗体の材料のガラス粉末および導電性粉末と同様のものが用いられる。第１導電体４４及び第２導電体４６は、必要に応じてＴｉＯ_２等の半導性の無機化合物粉末、絶縁性粉末等を含有しても良い。

【0021】

端子金具４７は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具４７は、先端側が軸孔２７に挿入された状態で、絶縁体２０の後端に固定されている。端子金具４７は、第１導電体４４、抵抗体４５及び第２導電体４６を介して、軸孔２７内で中心電極４０に電気的に接続されている。

【0022】

主体金具５０は、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成された略円筒状の部材である。主体金具５０は、絶縁体２０の先端部２１及び小径部２３を取り囲む胴部５１と、胴部５１の後端側に連接される座部５５と、座部５５の後端側に連接される連結部５６と、連結部５６の後端側に連接される工具係合部５７と、工具係合部５７の後端側に連接される後端部５８と、を備えている。

【0023】

胴部５１は、内燃機関（図示せず）のねじ穴に螺合するおねじ５２が外周に形成されており、棚部５３が径方向の内側へ張り出している。棚部５３の後端面５４（図２参照）は、絶縁体２０の小径部２３を先端側から係止する。胴部５１のうち棚部５３よりも後端側の部分の内径は、その部分の軸線Ｏ方向の全長に亘り略同一である。

【0024】

座部５５は、内燃機関（図示せず）のねじ穴とおねじ５２との隙間を塞ぐための部位であり、胴部５１の外径よりも外径が大きく形成されている。座部５５は、小径部２３と大径部２５との境界部を取り囲む。連結部５６は、主体金具５０を絶縁体２０に組み付けるときに、塑性変形（屈曲）させて加締め固定するための部位である。連結部５６は大径部２５の外周を取り囲む。

【0025】

工具係合部５７は、内燃機関（図示せず）のねじ穴におねじ５２を締め付けるときに、レンチ等の工具を係合させる部位である。工具係合部５７は、絶縁体２０のうち大径部２５の後端側および後端部２６を取り囲む。後端部５８は径方向の内側へ向けて屈曲し、大径部２５よりも後端側に位置する。

【0026】

工具係合部５７及び後端部５８の径方向の内側であって、後端部５８の先端側、且つ、大径部２５の後端側に、タルク等の充填材５９が配置される。主体金具５０は、充填材５９を介して、絶縁体２０の小径部２３と大径部２５とを軸線Ｏ方向に挟み、絶縁体２０を保持する。接地電極６０は、主体金具５０に接合される棒状の金属製（例えばニッケル基合金製）の部材である。接地電極６０は、先端部が、中心電極４０と間隙（火花ギャップ）を介して対向する。

【0027】

図２は先端側を拡大して示したスパークプラグ１０の軸線Ｏを境にした片側断面図である。図２では、スパークプラグ１０の全断面図の半分と絶縁体２０の外形図の半分とが図示されている（図３においても同じ）。凹部２４は、中心電極４０の径方向の外側に位置する凹部２４の先端６１から大径部２５（図１参照）まで、小径部２３の外周面の全周に亘って形成されている。凹部２４の径方向の内側の底部６２は、外径が、軸線Ｏ方向の全長に亘り略同一である。主体金具５０の胴部５１の内周面と底部６２との隙間は０．１ｍｍよりも大きい。

【0028】

底部６２の先端６３は、凹部２４の先端６１よりも軸線Ｏ方向の後端側に位置する。凹部２４は、底部６２の先端６３から凹部２４の先端６１まで、先端側へ向かうにつれて拡径している。中心電極４０の頭部４２を係止する段部２８は、段部２８のうち中心電極４０（頭部４２）と接触する部分の先端６４が、底部６２の先端６３よりも後端側（図２上側）に位置する。本実施の形態では、先端６４は段部２８の角（先端部）に位置する。

【0029】

主体金具５０の棚部５３の後端面５４と絶縁体２０の小径部２３との間にパッキン６５が介在する。パッキン６５は、主体金具５０を構成する金属材料よりも軟質の軟鋼板等の金属材料で形成される円環状の板材である。小径部２３は、パッキン５４を介して棚部５３に係止される係止部２２を備えている。係止部２２は、小径部２３の先端面のうちパッキン６５が接触する部位である。絶縁体２０の係止部２２は、パッキン６５を介して間接的に棚部５３の後端面５４に接触する。

【0030】

スパークプラグ１０は、例えば、以下のような方法によって製造される。まず、絶縁体２０の軸孔２７に中心電極４０を挿入し、中心電極４０の頭部４２を段部２８に係止する。次いで、第１導電体４４の原料粉末を軸孔２７に入れて、頭部４２の周りに充填する。圧縮用棒材（図示せず）を用いて、軸孔２７に充填した原料粉末を予備圧縮する。次に、抵抗体４５の原料粉末を軸孔２７に入れて、第１導電体４４の原料粉末の後端側に充填する。圧縮用棒材（図示せず）を用いて、軸孔２７に充填した原料粉末を予備圧縮する。次いで、第２導電体４６（図１参照）の原料粉末を軸孔２７に入れて、抵抗体４５の後端側に充填する。圧縮用棒材（図示せず）を用いて、軸孔２７に充填した原料粉末を予備圧縮する。

【0031】

次いで、絶縁体２０を炉内に移送し、例えば原料粉末に含まれるガラス成分の軟化点より高い温度まで加熱する。原料粉末を軟化させた後、絶縁体２０の軸孔２７に挿入した端子金具４７によって、軟化した原料粉末を軸線Ｏ方向へ圧縮する。この結果、原料粉末が圧縮・焼結され、軸孔２７内に第１導電体４４、抵抗体４５及び第２導電体４６が形成される。

【0032】

次に、接地電極６０が予め接合された主体金具５０に絶縁体２０を挿入し、連結部５６及び後端部５８を屈曲して主体金具５０を絶縁体２０に組み付ける。接地電極６０の先端部が中心電極４０と対向するように接地電極６０を曲げ加工して、スパークプラグ１０を得る。

【0033】

スパークプラグ１０は、主体金具５０のおねじ５２を内燃機関（図示せず）のねじ穴に取り付けて使われる。スパークプラグ１０は、中心電極４０及び接続部４３（図１参照）と主体金具５０との間に絶縁体２０が介在するので、中心電極４０及び接続部４３と主体金具５０との間に寄生容量を生じる。端子金具４７と主体金具５０との間に高電圧が印加されると、寄生容量に電荷が蓄えられる。蓄えられた電荷が放電時に移動して、中心電極４０や接地電極６０の消耗（電極消耗）を助長する。

【0034】

ここで、寄生容量に蓄えられた電荷のうち、抵抗体４５と主体金具５０との間に蓄えられた電荷は、放電時に、抵抗体４５から第１導電体４４を経て中心電極４０へ移動するので、抵抗体４５を通るときに電圧降下が生じる。その分だけ電荷がもつエネルギーを小さくできるので、電極消耗を生じ難くできる。従って、寄生容量が原因となる電極消耗を抑制するには、抵抗体４５よりも先端側の部分、即ち第１導電体４４及び中心電極４０と主体金具５０との間に生じる寄生容量を小さくすることが効果的である。

【0035】

第１導電体４４及び中心電極４０と主体金具５０との間に生じる寄生容量を小さくするために、第１導電体４４の体積（特に軸方向の長さ）を小さくする手段や、軸孔２７の内径を小さくする（小径部２３の肉厚を厚くする）手段がある。

【0036】

しかし、第１導電体４４の体積を小さくすると、第１導電体４４と中心電極４０（頭部４２）との接触面積が小さくなるので、衝撃や振動で第１導電体４４と中心電極４０との接触が不安定になる（耐衝撃性が低下する）おそれがある。また、第１導電体４４の体積を小さくすると、中心電極４０（頭部４２）が抵抗体４５に接触し、抵抗値がばらつくおそれがある。さらに、小径部２３の肉厚を厚くするために軸孔２７の内径を小さくすると、抵抗体４５の外径も小さくなるので、抵抗体４５の寿命が短くなるおそれがある。

【0037】

そこで、スパークプラグ１０は、小径部２３（絶縁体２０）の外周面に凹部２４を形成し、中心電極４０の頭部４２及び第１導電体４４の径方向の外側に凹部２４の位置を設定する。これにより、中心電極４０の頭部４２及び第１導電体４４と主体金具５０との間に絶縁体２０（小径部２３）及び凹部２４（空気層）が介在する。空気層の誘電率は絶縁体２０の誘電率より小さいので、凹部２４が形成されていない場合に比べて、中心電極４０の頭部４２及び第１導電体４４と主体金具５０との間の寄生容量を小さくできる。中心電極４０の頭部４２及び第１導電体４４と主体金具５０との間に蓄えられる電荷を少なくできるので、電極消耗を生じ難くできる。

【0038】

さらに、スパークプラグ１０は、凹部２４の先端６１から係止部２２（パッキン６５が接触する部分）の先端６６までの絶縁体２０の外周面６７の面積が、絶縁体２０のうち内燃機関（図示せず）の燃焼ガスに晒される面６８の面積よりも大きいか同じに設定される。外周面６７のうち小径部２３と主体金具５０の胴部５１の内周面との隙間は０．１ｍｍ以下に設定されている。

【0039】

なお、絶縁体２０のうち燃焼ガスに晒される面６８は、係止部２２の先端６６よりも先端側（図２下側）の絶縁体２０の外面と、絶縁体２０の軸孔２７と軸部４１（中心電極４０）との隙間が０．１ｍｍ以下となる位置のうち最も先端側の位置６９よりも先端側の絶縁体２０の内面と、を併せた面である。

【0040】

絶縁体２０のうち面６８は、燃焼ガスに晒されるので、主に内燃機関（図示せず）から熱を受ける。凹部２４の先端６１から係止部２２の先端６６までの絶縁体２０の外周面６７は、絶縁体２０から主体金具５０への熱放散に寄与する。外周面６７のうち係止部２２は、パッキン６５の熱伝導により主体金具５０へ熱を伝える。外周面６７のうち係止部２２以外の部分は、小径部２３と主体金具５０との隙間（空気）の対流や輻射により主体金具５０へ熱を伝える。外周面６７の面積が面６８の面積よりも大きいか同じに設定されているので、絶縁体２０の外周面６７から胴部５１への熱放散を促進できる。よって、絶縁体２０から主体金具５０への熱放散性を向上できる。その結果、絶縁体２０の過熱による中心電極４０の劣化やプレイグニッション（過早着火）の発生などを抑制できる。

【0041】

また、中心電極４０の頭部４２を係止する段部２８は、段部２８のうち中心電極４０（頭部４２）と接触する部分の先端６４が、底部６２の先端６３よりも後端側に位置するので、内燃機関（図示せず）から受ける熱ストレスを第１導電体４４及び抵抗体４５に与え難くできる。よって、第１導電体４４及び抵抗体４５の過熱による劣化を抑制できる。

【0042】

図３を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、絶縁体２０の外周面６７（係止部２２を除く）と主体金具５０との間に空気層（隙間）が介在する場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、絶縁体２０の外周面６７（係止部２２を除く）と主体金具５０との間に充填材７１が介在するスパークプラグ７０について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。図３は第２実施の形態におけるスパークプラグ７０の片側断面図である。

【0043】

スパークプラグ７０は、絶縁体２０の外周面のうち係止部２２の先端６６から凹部２４の先端６１までの部分（外周面６７）の一部と主体金具５０との間に、充填材７１が充填されている。充填材７１は耐熱性を有する部材であり、外周面６７及び主体金具５０の一部に密着する。充填材７１は、例えば無機接着剤（いわゆるセメント）、Ｂ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２系等のガラス粒子を含む組成物等が用いられる。

【0044】

絶縁体２０の外周面６７と主体金具５０との間に充填材７１が介在するので、熱伝導により、絶縁体２０から充填材７１を経て主体金具５０へ熱を伝えることができる。従って、絶縁体２０の熱放散性をさらに向上できる。

【実施例】

【0045】

本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。

【0046】

試験者は、第１実施の形態におけるスパークプラグ１０に基づいて、絶縁体２０のうち燃焼ガスに晒される面６８の面積に対する外周面６７の面積の比率の異なる種々のサンプル１〜１０を作成した。試験者は、各サンプルについて、燃焼ガスに晒される面６８の面積を一定にし、外周面６７のうち係止部２２を除く部分の面の軸線Ｏ方向の長さを異ならせて、面６８の面積に対する外周面６７の面積の比率を変えた。各サンプルの絶縁体２０（小径部２３）の外周面には、深さ０．８ｍｍの凹部２４が形成された。外周面６７のうち凹部２４及び係止部２２を除く部分と絶縁体２０との隙間は０．１ｍｍ以下であった。

【0047】

試験者は、主体金具５０のおねじ５２と螺合するねじ穴が貫通したアルミニウム合金製の板材に各サンプルを取り付け、中心電極４０の先端の温度が９５０℃となるように、絶縁体２０の先端部２１をバーナで５０時間加熱した。中心電極４０の温度は放射温度計で測定した。サンプルが取り付けられた板材は、サンプルをバーナで加熱する試験の間、板材の温度が８０℃となるように冷却された。従って、試験の間、各サンプルは板材によって主体金具５０が冷却されていた。

【0048】

試験後、中心電極４０を顕微鏡で観察し、中心電極４０にクラックが有るかどうかを調べた。中心電極４０にクラックが無いサンプルは「良い（Ｇ）」、中心電極４０にクラックが有るサンプルは「悪い（ＮＧ）」と判定した。各サンプルの面６８の面積を１００としたときの外周面６７の面積（面６８の面積に対する外周面６７の面積の比率）及び結果を表１に示す。

【0049】

【表1】

表１に示すように、面６８の面積に対して外周面６７の面積が狭いサンプル１〜３はＮＧであったのに対し、面６８の面積と外周面６７の面積とが同じサンプル４及び面６８の面積に対して外周面６７の面積が広いサンプル５〜１０はＧであった。面６８の面積に対して外周面６７の面積が狭いサンプル１〜３は、絶縁体２０から主体金具５０へ熱が伝わり難いので、絶縁体２０及び中心電極４０が過熱され、中心電極４０にクラックが生じたと推察される。

【0050】

これに対し、面６８の面積と外周面６７の面積とが同じサンプル４及び面６８の面積に対して外周面６７の面積が広いサンプル５〜１０は、絶縁体２０から主体金具５０へ熱が十分に伝えられたので、絶縁体２０及び中心電極４０の過熱を防ぐことができ、中心電極４０にクラックが生じなかったと推察される。この実施例によれば、外周面６７の面積を面６８の面積よりも大きいか同じにすることにより、絶縁体２０から主体金具５０への熱放散性を向上できることが明らかになった。

【0051】

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。

【0052】

各実施の形態では、絶縁体２０の軸孔２７に抵抗体４５が配置される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。抵抗体４５及び第２導電体４６を省略することは当然可能である。抵抗体４５及び第２導電体４６を省略する場合には、端子金具４７のうち軸孔２７に挿入される部分を軸線Ｏ方向に延ばし、第１導電体４４によって中心電極４０と端子金具４７とを接続する。

【0053】

抵抗体４５及び第２導電体４６を省略した場合も、凹部２４（空気層）によって中心電極４０の頭部４２及び第１導電体４４と主体金具５０との間の寄生容量を小さくできる。中心電極４０の頭部４２及び第１導電体４４と主体金具５０との間に蓄えられる電荷を少なくできるので、放電時に火花ギャップに流れ込む電荷による電極消耗を生じ難くできる。

【0054】

各実施の形態では、原料粉末を軸孔２７内で成形し、その成形体を軸孔２７内で焼成した抵抗体４５を用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。抵抗器（素子）を抵抗体４５とすることは当然可能である。その場合には、振動によって抵抗体４５が破損しないように、抵抗体４５と絶縁体２０との間に絶縁性ガラスを介在させることは当然可能である。

【0055】

各実施の形態では、導電性ガラスからなる第２導電体４６によって抵抗体４５が端子金具４７に接続される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、導電性ガラスに代えて、抵抗体４５と端子金具４７との間に導電性のあるばね等の弾性体（第２導電体）を介在させて、抵抗体４５と端子金具４７とを電気的に接続することは当然可能である。

【0056】

各実施の形態では、主体金具５０の棚部５３の後端面５４と絶縁体２０との間にパッキン６５が介在する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。パッキン６５を省略して、主体金具５０の棚部５３の後端面５４と絶縁体２０とを密着させることは当然可能である。この場合、係止部２２の先端６６は、棚部５３の後端面５４が絶縁体２０に接触する部分の先端である。

【0057】

各実施の形態では、段部２８のうち中心電極４０（頭部４２）と接触する部分の先端６４が、段部２８の角に位置する場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。中心電極４０の頭部４２の形状によって、先端６４の位置は適宜設定される。例えば、頭部４２が段部２８の角（先端部）に接触しない形状の場合には、段部２８の面内に先端６４が設定される。

【0058】

各実施の形態では、銅または銅を主成分とする芯材がニッケル又はニッケル基合金で覆われた中心電極４０を用いる場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。銅などで作られた芯材を省略した中心電極４０を用いることは当然可能である。

【0059】

各実施の形態では、主体金具５０に接合された接地電極６０を屈曲させる場合について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではない。屈曲した接地電極６０を用いる代わりに、直線状の接地電極６０を用いることは当然可能である。この場合には、主体金具５０の先端側を軸線Ｏ方向に延ばし、直線状の接地電極６０を主体金具５０に接合して、接地電極６０の先端部を中心電極４０と対向させる。

【0060】

各実施の形態では、接地電極６０の先端部と中心電極４０とを軸線Ｏ上で対向するように接地電極６０を配置する場合について説明した。しかし、必ずしもこれに限られるものではなく、接地電極６０と中心電極４０との位置関係は適宜設定できる。接地電極６０と中心電極４０との他の位置関係としては、例えば、中心電極４０の側面と接地電極６０の先端部とが対向するように接地電極６０を配置すること等が挙げられる。

【0061】

各実施の形態では、主体金具５０に接地電極６０が１本接合された場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、接地電極６０を複数本、主体金具５０に接合することは当然可能である。

【符号の説明】

【0062】

１０，７０ スパークプラグ
２０ 絶縁体
２２ 係止部
２４ 凹部
２７ 軸孔
２８ 段部
４０ 中心電極
４３ 接続部
４４ 第１導電体
４５ 抵抗体
４６ 第２導電体
４７ 端子金具
５０ 主体金具
５３ 棚部
５４ 棚部の後端面
６１ 凹部の先端
６２ 底部
６３ 底部の先端
６４ 中心電極と接触する部分の先端
６６ 係止部の先端
６７ 外周面
６８ 燃焼ガスに晒される面
７１ 充填材
Ｏ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】