特許 6855330 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】6855330

(24)【登録日】2021年3月19日

(45)【発行日】2021年4月7日

(54)【発明の名称】スパークプラグ

(51)【国際特許分類】

   H01T 13/20 20060101AFI20210329BHJP

【ＦＩ】

   H01T13/20 C

【請求項の数】2

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-111295(P2017-111295)

(22)【出願日】2017年6月6日

(65)【公開番号】特開2018-206621(P2018-206621A)

(43)【公開日】2018年12月27日

【審査請求日】2020年4月29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】山口 朋紀

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 洋史

(72)【発明者】

【氏名】沖村 康之

【審査官】 内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−１２２８７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−０１０７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０１７５８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｔ ７／００ − 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を有する絶縁体と、
前記軸孔の先端側に配置された中心電極と、
前記軸孔内の前記中心電極の後端側に配置される導電体と、
前記中心電極、前記導電体および前記絶縁体に接触し、前記中心電極と前記導電体とを電気的に接続する導電性ガラスと、
前記導電体と前記絶縁体との間に配置されると共に前記導電性ガラス、前記導電体および前記絶縁体に接触する絶縁性ガラスと、を備えるスパークプラグであって、
前記軸線を含む任意の断面において、前記絶縁性ガラスと前記導電性ガラスとの界面は、前記絶縁体に前記界面が接する第１点が前記導電体に前記界面が接する第２点よりも後端側に位置し、
前記界面は、前記第２点と前記軸線方向の同位置または前記第２点よりも前記軸線方向の後端側に位置するスパークプラグ。

【請求項2】

前記導電体と前記界面とが接する境界線のうち、前記軸線方向の最後端位置と最先端位置との間の前記軸線方向における距離Ｄを、前記導電体の前記軸線方向における最大の長さＬで除したＤ／Ｌは、０≦Ｄ／Ｌ≦０．１を満たす請求項１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、特に抵抗体や磁性体などの導電体を内蔵したスパークプラグに関するものである。

【背景技術】

【0002】

放電時に発生する電波ノイズを抑えるために、抵抗体や磁性体などの導電体を絶縁体に内蔵したスパークプラグがある（特許文献１及び２）。特許文献２に開示された技術では、中心電極に導電性ガラスを介して接続された導電体（抵抗体）が振動によって破損しないように、導電性ガラス、導電体および絶縁体に接触する絶縁性ガラスが内蔵されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開昭６１−２０８７６８号公報

【特許文献2】特開２００７−１２２８７９号公報

【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、導電性ガラスと絶縁性ガラスとの界面が導電体に接する部分に、放電時に電界が集中し、導電体が劣化するおそれがある。

【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、導電体の耐久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を有する絶縁体と、軸孔の先端側に配置された中心電極と、軸孔内の中心電極の後端側に配置される導電体と、中心電極、導電体および絶縁体に接触し中心電極と導電体とを電気的に接続する導電性ガラスと、導電体と絶縁体との間に配置されると共に導電性ガラス、導電体および絶縁体に接触する絶縁性ガラスと、を備えている。軸線を含む任意の断面において、絶縁性ガラスと導電性ガラスとの界面は、絶縁体に界面が接する第１点が導電体に界面が接する第２点よりも後端側に位置し、界面は、第２点と軸線方向の同位置または第２点よりも軸線方向の後端側に位置する。

【発明の効果】

【0007】

請求項１記載のスパークプラグによれば、導電体上の第２点に電界が集中するのを緩和できるので、導電体の劣化を抑制できる。よって、導電体の耐久性を向上できる。

【0008】

請求項２記載のスパークプラグによれば、導電体と界面とが接する境界線のうち、軸線方向の最後端位置と最先端位置との間の軸線方向における距離Ｄを、導電体の軸線方向における最大の長さＬで除したＤ／Ｌは、０≦Ｄ／Ｌ≦０．１を満たす。その結果、導電体の側面に接触する導電性ガラスの接触面積の周方向のばらつきを抑制できる。これにより、請求項１の効果に加え、導電体の抵抗値のばらつきを抑制できると共に、導電体の耐久性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【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】（ａ）は図１のＩＩａで示す部分を拡大して示したスパークプラグの断面図であり、（ｂ）は第２実施の形態におけるスパークプラグの一部を拡大して示した断面図である。

【図3】導電体を模式的に図示した斜視図である。

【図4】（ａ）は第３実施の形態におけるスパークプラグの一部を拡大して示した断面図であり、（ｂ）は第４実施の形態におけるスパークプラグの一部を拡大して示した断面図である。

【図5】比較例におけるスパークプラグの一部を拡大して示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

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から図５においても同じ）。スパークプラグ１０は、絶縁体１１、中心電極１４及び端子金具１５を備えている。

【0011】

絶縁体１１は、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等のセラミック製の部材であり、軸線Ｏに沿って貫通する軸孔１２が形成されている。本実施の形態では、軸孔１２は、軸線Ｏと直交する断面の形状が円形である。軸孔１２は、先端に向かって内径が次第に小さくなる段部１３が先端側に設けられている。

【0012】

中心電極１４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１４は、軸孔１２の段部１３に係止され、先端が軸孔１２から露出する。

【0013】

端子金具１５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１５は、先端側が軸孔１２に挿入された状態で、絶縁体１１の後端に固定されている。

【0014】

絶縁体１１は、端子金具１５と軸線Ｏ方向に間隔をあけて、外周の先端側に主体金具１６が加締め固定されている。主体金具１６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１６は、径方向の外側へ鍔状に張り出す座部１７と、座部１７よりも先端側の外周面に形成されたねじ部１８とを備えている。主体金具１６は、内燃機関（シリンダヘッド）のねじ穴（図示せず）にねじ部１８を締結して固定される。

【0015】

接地電極１９は、主体金具１６の先端に接合される金属製（例えばニッケル基合金製）の部材である。本実施の形態では、接地電極１９は棒状に形成されており、先端側が屈曲し中心電極１４と対向する。接地電極１９は、中心電極１４との間に火花ギャップを形成する。

【0016】

導電体２０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１２内の中心電極１４と端子金具１５との間に配置されている。導電体２０は、中心電極１４と導電体２０とに接触する導電性ガラス２１によって中心電極１４と電気的に接続される。本実施の形態では、導電体２０は円柱状に形成されている。また、端子金具１５と導電体２０とに接触する導電性ガラス２２によって、導電体２０は端子金具１５と電気的に接続されている。

【0017】

導電体２０としては、フェライトと導体とが複合された磁性体や抵抗体などが挙げられる。抵抗体は、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。磁性体は、フェライトのインピーダンスや磁気損失等によって、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遮断または吸収する。

【0018】

抵抗体としては、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。抵抗体の抵抗値は、例えば０．１ｋΩ〜３０ｋΩであることが好ましく、１ｋΩ〜２０ｋΩであることがさらに好ましい。

【0019】

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。

【0020】

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。

【0021】

磁性体としては、例えば、フェライトの磁器の表面に導体を接合した素子、フェライトの磁器に金属線を巻き付けた素子、フェライトの粒子を導電性物質で被覆した磁性粒子の集合体（成形体）などが挙げられる。磁性体の抵抗値は、例えば０．０１Ω〜１０Ωであることが好ましい。

【0022】

磁性粒子に用いられる導電性物質は、例えばＮｉ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｆｅ，インコネル（ＩＮＣＯＮＥＬは登録商標）等の金属、ＬａＭｎＯ_３，ＳｒＴｉＯ_３，ＳｒＣｒＯ_３等の導電性または半導性の複合酸化物、炭素、Ｃｒ_３Ｃ_２，ＴｉＣ等の炭素化合物等が挙げられる。フェライトや導電性物質は、１種ないしは複数種を適宜選択して用いることができる。なお、磁性粒子に加え、ガラス粉末や無機化合物粉末などを混合して磁性体（磁性粒子の集合体）を形成することは当然可能である。磁性粒子の集合体は、導電性物質同士が接することにより、３次元の導電経路が形成される。

【0023】

フェライトの粒子の表面を導電性物質で覆う手段としては、公知の手段を適宜採用できる。例えば、導電性物質を粒子と共に混合・撹拌して機械的に粒子の表面に付着させたり、バインダ等を用いて導電性物質を粒子の表面に付着させたり、無電解メッキによって導電性物質を粒子の表面に析出させたりする手段が挙げられる。

【0024】

導電性ガラス２１，２２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。導電性ガラス２１，２２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。

【0025】

図２（ａ）は図１のＩＩａで示す部分を拡大して示したスパークプラグ１０の断面図である。図２（ａ）の矢印Ｆは軸線方向の先端側、矢印Ｂは軸線方向の後端側、矢印Ｐは軸線Ｏ（図１参照）に直交する軸直角方向の内側を示している（図２（ｂ）、図３、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図５においても同じ）。

【0026】

図２（ａ）に示すようにスパークプラグ１０は、導電体２０の側面２０ｂと絶縁体１１との間に絶縁性ガラス２３が配置されている。絶縁性ガラス２３は、導電性ガラス２１、導電体２０及び絶縁体１１に接触する。導電体２０と絶縁体１１との間に絶縁性ガラス２３が介在することにより、振動によって導電体２０が破損しないようにできる。

【0027】

絶縁性ガラス２３の材料としては、融点が絶縁体１１の融点よりも低いもの、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系などが挙げられる。これらは１種のみを用いても良いし、２種以上を併用しても良い。絶縁性ガラス２３は、アルミナ、窒化ケイ素、ムライト及びステアタイト等の無機化合物を含有しても良い。

【0028】

導電性ガラス２１は、導電体２０の底面２０ａ及び側面２０ｂの一部に接触すると共に絶縁体１１に接触する。導電性ガラス２１が絶縁体１１に接触することにより、スパークプラグ１０が装着された内燃機関（図示せず）の燃焼室の燃焼ガスが軸孔１２から漏洩しないようにできる。

【0029】

絶縁性ガラス２３は導電性ガラス２１と導電性ガラス２２との間に介在する。絶縁性ガラス２３の体積抵抗率は、導電体２０及び導電性ガラス２１の体積抵抗率よりも大きいので、絶縁性ガラス２３を介して導電性ガラス２１，２２が短絡しないようにできる。

【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１１の軸孔１２に中心電極１４を挿入し、中心電極１４を段部１３で係止する。次に、導電性ガラス２１の原料粉末を軸孔１２から入れて、中心電極１４の周りに充填する。圧縮用棒材（図示せず）を用いて、軸孔１２に充填した導電性ガラス２１の原料粉末を予備圧縮する。

【0031】

次に、絶縁性ガラス２３の材料でできたガラス管の中に導電体２０（素子や成形体など）を入れたものを軸孔１２に挿入し、導電性ガラス２１の原料粉末の成形体の上に置く。導電体２０及びガラス管の上に、導電性ガラス２２の原料粉末をペレット状に成形した成形体を置いた後、絶縁体１１を炉内に移送し、例えば導電性ガラス２１，２２の原料粉末や絶縁性ガラス２３の材料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。加熱後、絶縁体１１の軸孔１２に端子金具１５を圧入し、端子金具１５の先端によって導電性ガラス２１，２２の原料粉末および絶縁性ガラス２３の材料を軸方向へ圧縮する。この結果、それらが圧縮・焼結され、絶縁体１１の内部に導電体２０、導電性ガラス２１，２２、絶縁性ガラス２３が形成される。

【0032】

次に絶縁体１１を炉外へ移送し、絶縁体１１の外周に主体金具１６を組み付ける。接地電極１９を主体金具１６に接合した後、接地電極１９の先端が中心電極１４と対向するように接地電極１９を屈曲して、スパークプラグ１０を得る。

【0033】

この製造方法において、導電体２０を入れたガラス管を軸孔１２に挿入する代わりに、導電体２０（成形体）を軸孔１２に入れた後、導電体２０の周りに絶縁性ガラス２３の原料粉末を充填することは当然可能である。また、導電性ガラス２１，２２及び絶縁性ガラス２３と一緒に導電体２０（成形体）を焼成するのではなく、導電体２０（素子）を軸孔１２に入れ、軸孔１２内で軟化させた導電性ガラス２１，２２及び絶縁性ガラス２３を導電体２０（素子）に接触させることは当然可能である。さらに、導電性ガラス２２の原料粉末の成形体を軸孔１２に挿入する代わりに、導電性ガラス２２の原料粉末を軸孔１２に充填することは当然可能である。

【0034】

図２（ａ）に示すように、導電体２０は底面２０ａが導電性ガラス２１に接触する。軸線Ｏ（図１参照）を含む任意の断面において、導電性ガラス２１と絶縁性ガラス２３との界面２４は、絶縁体１１に第１点２５が接し、導電体２０の側面２０ｂに第２点２６が接する。本実施の形態では、界面２４は第１点２５から第２点２６まで直線状に傾斜している。界面２４の形状や第１点２５及び第２点２６の位置は、端子金具１５を用いて各材料を軸方向へ圧縮するときの圧力、絶縁性ガラス２３の材料（ガラス製の管）の形状や絶縁性ガラス２３の原料粉末の量などを調整することにより、適宜設定できる。

【0035】

例えば、端子金具１５を用いて各材料を軸方向へ圧縮するときの圧力を高くすることにより、導電体２０の底面２０ａを導電性ガラス２１に埋め込ませることができる。軟化した導電性ガラス２１は、絶縁体１１を伝って絶縁性ガラス２３と絶縁体１１との隙間に進入する。これにより、導電性ガラス２１と絶縁性ガラス２３との界面２４は、導電体２０から絶縁体１１へ向かって上昇する。

【0036】

界面２４は、第１点２５が第２点２６よりも軸線方向の後端側（矢印Ｂ方向）に位置し、界面２４上の任意の２点において、軸直角方向の内側（矢印Ｐ方向）の点が軸直角方向の外側（反矢印Ｐ方向）の点に対して軸線方向の先端側（矢印Ｆ方向）に位置する。界面２４と導電体２０（側面２０ｂ）とのなす角（導電性ガラス２１側の角度）は９０°以上に設定され、界面２４と絶縁体１１（軸孔１２）とのなす角（導電性ガラス２１側の角度）は９０°未満に設定される。この関係は、軸線Ｏ（図１参照）を含む任意（あらゆる場合）の断面において成立する。これにより、第２点２６に電界が集中するのを緩和できる。第２点２６の放電時の電流密度を抑えて導電体２０の劣化を抑制できるので、導電体２０の耐久性を向上できる。

【0037】

図３は導電体２０を模式的に図示した斜視図である。界面２４（図２（ａ）参照）は軸線Ｏを含む任意（あらゆる場合）の断面において導電体２０の側面２０ｂに接するので、図３では、導電体２０と界面２４とが接する境界線２７を、連続した曲線として表記する。境界線２７は第２点２６（図２（ａ）参照）の集合である。

【0038】

スパークプラグ１０は、導電体２０の側面２０ｂ上の境界線２７のうち最も後端側（矢印Ｂ方向）に位置する点２８（最後端位置）と最も先端側（矢印Ｆ方向）に位置する点２９（最先端位置）との間の軸線Ｏ方向における距離Ｄを、導電体２０の軸線Ｏ方向における最大の長さＬで除したＤ／Ｌは、０≦Ｄ／Ｌ≦０．１を満たす。

【0039】

なお、導電体２０の最大の長さＬは、軸線Ｏに直交する２枚の平面で導電体２０を軸線Ｏ方向に挟んだときの２枚の平面間の距離をいう。また、界面２４の形状、第１点２５及び第２点２６の位置、距離Ｄ及び長さＬは、試料の切断面の顕微鏡観察やＣＴスキャナ（Ｘ線透視装置）を用いた非破壊検査によって測定できる。

【0040】

０≦Ｄ／Ｌ≦０．１を満たすことにより、導電体２０の側面２０ｂに接触する導電性ガラス２１の接触面積の周方向のばらつきを抑制できる。よって、導電体２０の抵抗値のばらつきを抑制できる。

【0041】

また、０≦Ｄ／Ｌ≦０．１を満たすことにより、導電体２０の側面２０ｂの電流密度のばらつきを抑制できるので、導電体２０の劣化を抑制できる。よって、導電体２０の耐久性をさらに向上できる。

【0042】

次に図２（ｂ）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、界面２４が導電体２０の側面２０ｂに接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、界面３４が導電体２０の底面２０ａと側面２０ｂとの角に接する場合について説明する。なお、第１実施の形態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２（ｂ）は第２実施の形態におけるスパークプラグ３０の一部を拡大して示した断面図である。

【0043】

図２（ｂ）に示すように、導電体２０は底面２０ａが導電性ガラス３１に接触する。軸線Ｏ（図１参照）を含む任意の断面において、導電性ガラス３１と絶縁性ガラス３３との界面３４は、絶縁体１１に第１点３５が接し、導電体２０の底面２０ａと側面２０ｂとの角または側面２０ｂに第２点３６が接する。本実施の形態では、上記任意の断面のうち少なくとも１つにおいて、導電性ガラス３１と絶縁性ガラス３３との界面３４は、導電体２０の底面２０ａと側面２０ｂとの角に第２点３６が接する。界面３４は第１点３５から第２点３６まで直線状に傾斜している。

【0044】

界面３４は、第１点３５が第２点３６よりも軸線方向の後端側（矢印Ｂ方向）に位置し、界面３４上の任意の２点において、軸直角方向の内側（矢印Ｐ方向）の点が軸直角方向の外側（反矢印Ｐ方向）の点に対して軸線方向の先端側（矢印Ｆ方向）に位置する。界面３４と導電体２０（底面２０ａ又は側面２０ｂ）とのなす角（導電性ガラス３１側の角度）は９０°以上に設定され、界面３４と絶縁体１１（軸孔１２）とのなす角（導電性ガラス３１側の角度）は９０°未満に設定される。この関係は、軸線Ｏ（図１参照）を含む任意（あらゆる場合）の断面において成立する。よって、第２点３６に電界が集中するのを緩和し、導電体２０の劣化を抑制できる。

【0045】

図４（ａ）を参照して第３実施の形態について説明する。なお、第１実施の形態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４（ａ）は第３実施の形態におけるスパークプラグ４０の一部を拡大して示した断面図である。

【0046】

図４（ａ）に示すように、導電体２０は底面２０ａが導電性ガラス４１に接触する。軸線Ｏ（図１参照）を含む任意の断面において、導電性ガラス４１と絶縁性ガラス４３との界面４４は、絶縁体１１に第１点４５が接し、導電体２０の側面２０ｂに第２点４６が接する。本実施の形態では、上記任意の断面のうち少なくとも一つにおいて、界面４４は先端側（矢印Ｆ方向）に凸の曲線である。

【0047】

界面４４は、第１点４５が第２点４６よりも軸線方向の後端側（矢印Ｂ方向）に位置し、界面４４上の任意の２点において、軸直角方向の内側（矢印Ｐ方向）の点が軸直角方向の外側（反矢印Ｐ方向）の点に対して軸線方向の同位置または軸線方向の先端側（矢印Ｆ方向）に位置する。界面４４と導電体２０（側面２０ｂ）とのなす角（導電性ガラス４１側の角度）は９０°以上に設定され、界面４４と絶縁体１１（軸孔１２）とのなす角（導電性ガラス４１側の角度）は９０°未満に設定される。この関係は、軸線Ｏ（図１参照）を含む任意（あらゆる場合）の断面において成立する。よって、第２点４６に電界が集中するのを緩和し、導電体２０の劣化を抑制できる。

【0048】

図４（ｂ）を参照して第４実施の形態について説明する。なお、第１実施の形態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４（ｂ）は第４実施の形態におけるスパークプラグ５０の一部を拡大して示した断面図である。

【0049】

図４（ｂ）に示すように、導電体２０は底面２０ａが導電性ガラス５１に接触する。軸線Ｏ（図１参照）を含む任意の断面において、導電性ガラス５１と絶縁性ガラス５３との界面５４は、絶縁体１１に第１点５５が接し、導電体２０の側面２０ｂに第２点５６が接する。本実施の形態では、上記任意の断面のうち少なくとも一つにおいて、界面５４は中央付近で凹凸の状態が変化した曲線である。

【0050】

界面５４は、第１点５５が第２点５６よりも軸線方向の後端側（矢印Ｂ方向）に位置し、界面５４上の任意の２点において、軸直角方向の内側（矢印Ｐ方向）の点が軸直角方向の外側（反矢印Ｐ方向）の点に対して軸線方向の同位置または軸線方向の先端側（矢印Ｆ方向）に位置する。界面５４と導電体２０（側面２０ｂ）とのなす角（導電性ガラス５１側の角度）は９０°以上に設定され、界面５４と絶縁体１１（軸孔１２）とのなす角（導電性ガラス５１側の角度）は９０°未満に設定される。この関係は、軸線Ｏ（図１参照）を含む任意（あらゆる場合）の断面において成立する。よって、第２点５６に電界が集中するのを緩和し、導電体２０の劣化を抑制できる。

【実施例】

【0051】

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。

【0052】

（実施例１）
実施の形態で説明したスパークプラグのサンプルを作成して放電試験を行った。サンプルは、まず、絶縁体１１の軸孔１２に中心電極１４を挿入した後、導電性粉末とガラス粉末とを混合した導電性ガラス２１の原料粉末を軸孔１２から入れて、中心電極１４の周りに充填した。次に、導電性物質の粉末とガラス粉末とを混合して予め成形した導電体２０を、絶縁性ガラス２３の材料でできたガラス管の中に入れたものを軸孔１２に挿入し、導電性ガラス２１の原料粉末の上に置いた。次いで、導電体２０及びガラス管の上に、導電性ガラス２２の原料粉末をペレット状に成形した成形体を置いた後、絶縁体１１を加熱してガラス粉末およびガラス管を軟化させた。次に、軸孔１２に圧入した端子金具１５によってガラス粉末などを加圧し、導電体２０、導電性ガラス２１，２２及び絶縁性ガラス２３を焼結した。接地電極１９が接合された主体金具１６を絶縁体１１に組み付けてスパークプラグのサンプルを得た。

【0053】

Ｘ線透視装置を用いて、得られたサンプルの導電性ガラスと絶縁性ガラスとの界面の形態を観察した。また、Ｘ線透視装置を用いてＤ及びＬを測定し、Ｄ／Ｌを算出した。

【0054】

サンプル１〜８の界面の形態、導電体２０に含まれる導電性物質、距離Ｄを長さＬで除した値（Ｄ／Ｌ）及び試験時間を表１に示す。第１実施の形態のように、導電性ガラスと絶縁性ガラスとの界面が直線状で、その界面が導電体の側面に接触するものを表１に形態１と表記し、第２実施の形態のように、導電性ガラスと絶縁性ガラスとの界面が導電体の角に接触するものを形態２と表記した。また、第３実施の形態のように、導電性ガラスと絶縁性ガラスとの界面が曲線状で、その界面が導電体の側面に接触するものを形態３と表記した。形態１から３のいずれかに分類されたサンプルの界面は、全周（３６０°）のうち７０％以上の範囲において、分類されたその形態であった。

【0055】

【表1】

サンプル８は比較例である。比較例におけるスパークプラグ６０は、サンプル１〜７と異なり、絶縁性ガラスが省略されている。図５は比較例におけるスパークプラグ６０（サンプル８）の一部を拡大して示した軸線Ｏ（図１参照）を含む断面図である。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。

【0056】

図５に示すようにスパークプラグ６０は、絶縁体１１の軸孔１２に導電性ガラス６１及び導電体６２が配置されている。導電性ガラス６１と導電体６２との界面６３は、先端側（矢印Ｆ方向）に凸の曲線状であり、交点６４で絶縁体１１に接する。界面６３と絶縁体１１（軸孔１２）とのなす角（導電性ガラス６１側の角度）は９０°未満に設定される。この関係は、軸線Ｏ（図１参照）を含む任意（あらゆる場合）の断面において成立する。

【0057】

試験は、４２５℃の槽内にサンプル１〜８を保管した状態で、端子金具１５と主体金具１６との間に４５ｋＶの電圧を１／１００秒の周期で印加した。サンプル１〜８に内蔵した導電体は抵抗値（初期値）を１ｋΩに設定し、試験前後の抵抗値の変化率が±５０％を超えたときの試験時間を測定した。

【0058】

表１に示すようにサンプル１〜７（実施例）は、抵抗値の変化率が±５０％を超えるまでの試験時間が２００時間以上であったのに対し、サンプル８（比較例）は、試験開始後３６時間で抵抗値の変化率が±５０％を超えた。サンプル８（比較例）は、界面６３と絶縁体１１（軸孔１２）とのなす角（導電性ガラス６１側の角度）が９０°未満のため、交点６４に電界が集中し、導電体６２が早期に劣化したものと推察される。一方、サンプル１〜７は、第２点２６，３６，４６に電界が集中するのを緩和できたので、導電体２０の劣化が抑制されたと推察される。

【0059】

サンプル１〜３によれば、Ｄ／Ｌの値が大きくなるにつれて、抵抗値の変化率が±５０％を超えるまでの試験時間が短くなることがわかった。Ｄ／Ｌの値が大きくなると、導電体２０の側面２０ｂの電流密度のばらつきが大きくなるので、導電体２０が劣化し易くなるものと推察される。

【0060】

（実施例２）
Ｄ／Ｌの値が異なるサンプルを作成した。導電体は、導電性物質の粉末とガラス粉末とを混合して成形した後、絶縁性ガラスの材料でできたガラス管の中にその成形体を入れ、ガラス管と一緒に軸孔に挿入した。導電性ガラス及び絶縁性ガラスと共に軸孔内で導電体を焼成した。導電体に含まれる導電性物質をＬａ（Ｆｅ_０．５Ｎｉ_０．５）Ｏ_３とし、導電体の抵抗値の平均値を１ｋΩに設定した。

【0061】

実施例１と同様に、第１実施の形態および第３実施の形態（形態１及び３）のサンプルを作成し、Ｘ線透視装置を用いてサンプルのＤ及びＬを測定し、Ｄ／Ｌを算出した。さらに、サンプルの抵抗値（導電体の抵抗値）を測定し、標準偏差（σ）を算出した。なお、標準偏差を評価するのに十分な数のサンプルを作成し、測定を行った。ばらつきの評価は、３σ≦０．２０ｋΩを「優れている（◎）」、０．２＜３σ≦０．３５ｋΩを「良い（〇）」、３σ＞０．３５ｋΩを「劣る（△）」とした。

【0062】

【表2】

表２に示すように０≦Ｄ／Ｌ≦０．１を満たすことで、抵抗値のばらつきを小さくできることがわかった。特に０≦Ｄ／Ｌ≦０．０５を満たすことで、抵抗値のばらつきを特に小さくできることがわかった。

【0063】

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。

【0064】

上記各実施の形態では、界面２４，３４，４４，５４は、界面２４，３４，４４，５４上の任意の２点において、軸直角方向の内側（矢印Ｐ方向）の点が軸直角方向の外側（反矢印Ｐ方向）の点に対して軸線方向の同位置または軸線方向の先端側（矢印Ｆ方向）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。例えば、界面２４，３４，４４，５４は、軸直角方向の内側（矢印Ｐ方向）の点が、軸直角方向の外側（反矢印Ｐ方向）の点に対して軸線方向の後端側（矢印Ｂ方向）に位置する部分を有していても良い。

【0065】

即ち、絶縁体１１に界面２４，３４，４４，５４が接する第１点２５，３５，４５，５５が、導電体２０に界面２４，３４，４４，５４が接する第２点２６，３６，４６，５６よりも後端側（矢印Ｂ方向）に位置し、界面２４，３４，４４，５４が、第２点２６，３６，４６，５６と軸線方向の同位置または第２点２６，３６，４６，５６よりも後端側（矢印Ｂ方向）に位置していれば良い。界面２４，３４，４４，５４がこのように位置していれば、界面２４，３４，４４，５４と導電体２０の側面２０ｂとのなす角は９０°以上に設定され、界面２４，３４，４４，５４と絶縁体１１とのなす角は９０°未満に設定される。よって、第２点２６，３６，４６，５６に電界が集中するのを緩和し、導電体２０の劣化を抑制できる。

【0066】

上記各実施の形態では、導電性ガラス２２によって導電体２０が端子金具１５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２２に代えて、導電体２０と端子金具１５との間に導電性のあるばね等の弾性体を介在させて、導電体２０と端子金具１５とを電気的に接続することは当然可能である。

【0067】

上記各実施の形態では、導電体２０が円柱状に形成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。導電体２０は軸孔１２に挿入できる大きさ及び形状であれば良いので、例えば直方体状に形成された導電体２０を採用することは当然可能である。

【0068】

上記各実施の形態では、中心電極１４の先端に接地電極１９が対向するスパークプラグ１０，３０，４０，５０について説明したが、スパークプラグの構造は必ずしもこれに限られるものではない。スパークプラグの他の構造としては、例えば、中心電極１４の側面に接地電極１９が対向するスパークプラグ、主体金具１６に複数の接地電極１９を接合した多極のスパークプラグが挙げられる。

【符号の説明】

【0069】

１０，３０，４０，５０ スパークプラグ
１１ 絶縁体
１２ 軸孔
１４ 中心電極
２０ 導電体
２０ｂ 側面
２１，３１，４１，５１ 導電性ガラス
２３，３３，４３，５３ 絶縁性ガラス
２４，３４，４４，５４ 界面
２５，３５，４５，５５ 第１点
２６，３６，４６，５６ 第２点
２７ 境界線
２８ 点（最後端位置）
２９ 点（最先端位置）
Ｄ 距離
Ｌ 長さ
Ｏ 軸線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】