JP2006260988A - スパークプラグ - Google Patents

Abstract

【課題】 接地電極を多極化せずに、中心電極の先端面と接地電極にて放電ギャップを形成するスパークプラグを用いて高着火性を維持しつつ、さらには耐汚損性の向上も両立できることを目的としている。
【解決手段】
中心電極３は、先端部に形成されたチップ３３とチップ３３よりも後端側に形成された電極母材３２とを有し、軸孔２５は、絶縁体２の先端に連なり、中心電極３のチップ部３３を取り囲む小径孔２５３を有し、絶縁体２の先端から中心電極３の先端面までの突き出し量ｈ（ｍｍ）とし、小径孔２５３の内径をａ（ｍｍ）とし、チップ部３３の軸線方向長さをｌ（ｍｍ）とし、チップ部３３の直径ｂ（ｍｍ）とし、電極母材３２の直径ｃ（ｍｍ）としたとき、０．３≦ｈ≦１．０、ａ≦１．０、０．３≦ｌ≦３．０、０．４≦ｂ、ｃ≧２ｂとなるスパークプラグ。
【選択図】 図１

Description

本発明はスパークプラグに関し、さらに詳しくは、横飛火を防止して着火性を維持し、かつ耐汚損性を向上させ、さらには中心電極の耐久性を維持することのできるスパークプラグに関する。

従来のスパークプラグとして、特許文献１のようなスパークプラグ９００が知られている。このスパークプラグ９００は、図５に示すように、主として主体金具９０と、絶縁体９１と、中心電極９２と接地電極９３とを有するスパークプラグが知られている。主体金具９０は、外周面にネジ部９０１が形成されている。また、主体金具９０は、絶縁体９１の周囲を取り囲むようにして固定している。この絶縁体９１は軸方向に延びる軸孔９１１を有し、軸孔９１１内には先端９２ａが該絶縁体９１の先端９１ａから突出するようにして中心電極９２が固定されている。また、接地電極９３は、該主体金具９０に一端９３ａが固定され、他端部９３ｂが該中心電極９２の先端面９２１に対向するように配設されている。そして、中心電極９２の先端面９２１と接地電極９３の他端部９３ｂとの間で放電ギャップｇを形成している。

この種のスパークプラグ９００は、主体金具９０のネジ部９０ａがエンジンのシリンダヘッド（図示せず）に螺合され、中心電極９２がバッテリ（図示せず）に通電されて使用される。これにより、このスパークプラグ９００は、エンジンの燃焼室内において放電ギャップｇで火花放電を行ない、混合気の点火を行なうようになっている。

しかし、上記のスパークプラグ９００では、低温時において、絶縁体９１の表面にカーボンが付着してしまう燻り汚損を起こすことがある。この場合、絶縁体９１の表面の電気抵抗が低下し、中心電極９２と主体金具９０とが絶縁体９１の表面に付着したカーボンを通じて放電するいわゆる横飛火が発生し易くなる。この横飛火が頻繁に発生すると、放電ギャップｇで飛火する頻度が減少し、着火性に問題が生じるのみならず、絶縁体９１の表面が溝状に削られるいわゆるチャンネリングが発生し、耐久性が低下することとなってしまう。

このため、例えば、特許文献２のように、中心電極の先端部の側面に対向するように接地電極を複数設けた多極のスパークプラグとすることも考えられる。この多極のスパークプラグによれば、接地電極先端面と中心電極の先端部との間に形成される気中放電ギャップにより着火性の低下をできるだけ抑制しつつ、絶縁体の表面に形成される沿面ギャップで火花放電を行なうことによりその絶縁体の表面に付着したカーボンを焼失させるため、耐汚損性の向上を実現することができる。
特開２００３−６８４２０号公報 特開２００３−２２８８５号公報

ところで、近年、エンジンの限られた燃焼空間を有効に活用するために、スパークプラグやこれに電圧を供給するための点火コイルの小型化が要望されている。しかし、特許文献２の多極のスパークプラグを小型化することで、主体金具も小型化することとなり、結果的に主体金具に多数の接地電極を設けることが困難となる。

さらに、自動車エンジン等の内燃機関から排出される排気ガスによる環境破壊が重大な社会問題化されている。そこで、この環境破壊を回避すべく、排気ガス若しくは有害ガスの排出がより少ない、クリーンなエンジンが社会的に求められている。これと共に、より少ないガソリンでより遠くに走れる低燃費の車も求められている。このようなクリーンかつ低燃費のエンジンを実現する一つの手段として、空気に対するガソリンの混合比をより少なくした希薄燃焼エンジン（リーンバーンエンジン）が知られている。

この希薄燃焼とは、理想の混合比率（ガソリン１に対して空気１４．７の割合）より希薄な混合比率でガソリンを燃焼させようとするものである。従来、この様な希薄なガソリンの混合気は、着火しにくく、不完全燃焼若しくはノッキングなどの様々な問題が発生しやすい。そこで、より薄い混合ガスでも、確実に着火させることができる高着火性のスパークプラグが求められている。

しかしながら、特許文献２のような多極のスパークプラグでは、耐汚損性の向上はできるものの、着火性については、図５に示すような、スパークプラグ９００にはやや劣る傾向があった。スパークプラグ９００は、上記に示すように中心電極９２の先端面９２ａと接地電極９３の他端部９３ｂとの間で放電ギャップｇを形成している。そのため、放電ギャップから離れている絶縁体９１や主体金具９０の影響を受けにくく、放電ギャップｇに形成された火炎核が広がりやすい。一方、特許文献２のような多極のスパークプラグの放電ギャップは、中心電極の側面と接地電極の先端面との間で形成せざるを得ず、スパークプラグ９００に比べて絶縁体や主体金具に近く、放電ギャップに形成された火炎核が広がる際に、消炎作用が起こりやすい。

本発明は、上記実情を鑑みてなされたものであって、接地電極を多極化せずに、中心電極の先端面と接地電極にて放電ギャップを形成するスパークプラグを用いて高着火性を維持しつつ、さらには耐汚損性の向上も両立できることを目的としている。

本発明のスパークプラグは、筒状の主体金具と、該主体金具に周囲が取り囲まれて当該主体金具に固定され、軸方向に延びる軸孔を有する筒状の絶縁体と、先端が該絶縁体の先端から突出し、当該絶縁体の軸孔内に固定された中心電極と、該主体金具に一端が固定され、他端部が該中心電極の先端面に対向するように配設された１つの接地電極とを備え、該接地電極と前記中心電極の先端面との間に放電ギャップを形成するスパークプラグにおいて、前記中心電極は、先端部に形成された小径部と該小径部よりも後端側に形成された大径部とを有し、前記軸孔は、前記絶縁体の先端に連なり、前記中心電極の小径部を取り囲む第１軸孔と、当該第１軸孔よりも大径に形成され、前記中心電極の大径部を取り囲む第２軸孔とを有し、前記絶縁体の先端から前記中心電極の先端面までの突き出し量ｈ（ｍｍ）とし、前記第１軸孔の内径をａ（ｍｍ）とし、前記小径部の軸線方向長さをｌ（ｍｍ）とし、前記小径部の直径ｂ（ｍｍ）とし、前記大径部の直径ｃ（ｍｍ）としたとき、
０．３≦ｈ≦１．０
ａ≦１．０
０．３≦ｌ≦３．０
０．４≦ｂ
ｃ≧２ｂ
であることを特徴とする。

本発明のスパークプラグでは、該主体金具に一端が固定され、他端部が該中心電極の先端面に対向するように配設された１つの接地電極とを備え、該接地電極と前記中心電極の先端面との間に放電ギャップを形成している。これにより、多極のスパークプラグに比べて放電ギャップを絶縁体や主体金具よりも離して形成することができ、放電ギャップに形成された火炎核が広がりやすく高着火性を有するスパークプラグとすることできる。また、スパークプラグを小型化することが容易にできる。

そして、本発明スパークプラグでは、絶縁体の先端から中心電極の先端面までの突き出し量ｈとすると、０．３ｍｍ≦ｈ≦１．０ｍｍの関係があれば、絶縁体の先端面の表面にカーボンが付着した場合、このカーボンを焼き切りつつ、放電ギャップにて放電する。この突き出し量ｈを１．０ｍｍより大きくすると、着火性は良好であるものの、絶縁体の先端面の表面に付着したカーボンを焼き切ることが難しくなる。また、突き出し量ｈを０．３ｍｍより小さくすると、放電ギャップが絶縁体に近づき、消炎作用により、着火性が低下する。

また、本発明のスパークプラグでは、第２軸孔の内径ａとすると、ａ≦１．０ｍｍの関係であれば、第２軸孔の周囲の絶縁体面積が減少する。カーボンを焼き切る場合、周方向に一部でも焼き切ることができれば、横飛火が抑制できるため、第２軸孔の周囲の絶縁体面積が減少すれば、周方向に容易にカーボンを焼き切ることができ、中心電極（小径部）と接地電極との間で十分に放電できる。第２軸孔の内径ａを１．０ｍｍより大きくすると、第２軸孔の周囲の絶縁体面積が増えるため、絶縁体の表面に付着したカーボンを焼ききることが難しくなる。

よって、本発明のスパークプラグでは、絶縁体の表面にカーボンが付着した場合であっても、このカーボンを焼き切りつつ、中心電極と接地電極の間で放電するため、耐汚損性を向上することができる。これにより、横飛火は発生し難く、放電ギャップにて飛火する頻度が減少することないとともに、チャンネリングの発生を抑制することができる。なお、第２軸孔の絶縁体の先端開口縁に面取りが形成されていれば、さらにチャンネリングを抑制することができる。

ところで、本発明のスパークプラグは、中心電極が、先端部に形成された小径部と該小径部よりも後端側に形成された大径部とを有し、軸孔が、絶縁体の先端に連なり、中心電極の小径部を取り囲む第１軸孔と、当該第１軸孔よりも大径に形成され、中心電極の大径部を取り囲む第２軸孔とを有している。そして、小径部の軸線方向長さをｌとし、小径部の直径ｂとし、大径部の直径ｃとしたとき、０．３ｍｍ≦ｌ≦３．０ｍｍ、０．４ｍｍ≦ｂ、及びｃ≧２ｂとする。本発明のスパークプラグの第１軸孔の内径ａが１．０ｍｍ以下であるため、中心電極の小径部の耐消耗性が低下する虞がある。そこで、上記構成にすることで、小径部で受けた熱を大径部により伝えることで、小径部の耐消耗性を向上させている。なお、小径部の軸線方向長さｌが３．０ｍｍより大きくなると、小径部が受けた熱を大径部に伝えることが相対的に少なくなり、小径部の耐消耗性を向上させることが難しい。他方、小径部の軸線方向長さｌが０．３ｍｍ未満となると、小径部を取り囲む絶縁体の厚みが薄くなり、耐チャンネリング性が低下する。また、小径部の直径ｂが０．４ｍｍ未満となると、小径部自身のボリュームが小さくなり、小径部自身の耐消耗性が低下する。さらに、大径部の直径ｃが小径部の直径ｂの２倍未満になると、小径部が受ける熱を大径部が受熱することが少なくなり、小径部の耐消耗性が低下する。

このように、本発明のスパークプラグとすることで、接地電極を多極化せずに、中心電極の先端面と接地電極にて放電ギャップを形成するスパークプラグを用いて高着火性を維持しつつ、さらには耐汚損性や小径部の耐消耗性の向上も両立できる。

さらに、本発明のスパークプラグは、小径部が貴金属材料であることが好ましい。これにより、中心電極の小径部の消耗が少なくなり、小径部の耐久性を向上させることができる。

さらに、本発明のスパークプラグは、主体金具の外周面の呼びがＭ１０以下のネジ部が形成されている場合に特に期待が持てる。近年、エンジンの限られた燃焼空間を有効に活用するために、スパークプラグの小型化が要望されている。本発明のスパークプラグは、多数の接地電極を設けていないため、小型化を実現することが容易に可能である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１及び図２に示す本発明の一例たる抵抗体入りスパークプラグ１００は、筒状の主体金具１、先端部が突出するようにその主体金具１に嵌め込まれた絶縁体２、先端を絶縁体２から突出させて絶縁体２の内側に設けられた中心電極３、中心電極３の先端面３１と対向するように配置された接地電極４等を備えている。

主体金具１は炭素鋼等で形成され、図１に示すように、その外周面には、スパークプラグ１００を図示しないエンジンブロックに取り付けるためのねじ部１１、エンジンブロックに取り付ける際にスパナ等の工具が係合する六角部１２が先端側から順に形成されている。なお、本実施例では、ネジ部の呼びがＭ１０のスパークプラグとしている。また、主体金具の後端側開口部には、後述する絶縁体２を固定するための加締め部１３が形成されている。一方、主体金具の内部には軸線Ｏ方向に延びる主体金具内孔１４が形成されており、さらに略中央部には、内側に突出する突出部１５が形成されている。この突出部１５は、後述する絶縁体２の中径部２２に対してパッキン９を介して係合する。

絶縁体２は、例えばアルミナあるいは窒化アルミニウム等のセラミック焼結体により構成され、略中央部に径大部２１が形成されている。さらに径大部２１より先端側には主体金具１の突出部１５に係合する中径部２２と、主体金具１の先端から突出する小径部２３が形成されている。また、径大部２１より後端側には、主体金具１の後端から突出するコルゲーション部２４が形成されている。一方、絶縁体２の内部には軸線Ｏ方向に延びる貫通孔２５を有している。この貫通孔２５は、後端側から大径孔２５１、中径孔２５２、小径孔２５３となっている。（図１、図２参照）さらに、貫通孔２５は、大径孔２５１と中径孔２５２とを連結する第１テーパ孔２５４、中径孔２５２と小径孔２５３とを連結するテーパ孔２５５がそれぞれ形成されている。

中心電極３は、主として絶縁体２の貫通孔２５の中径孔２５２及び小径部２５３に配置されている。この中心電極３は後端側に突出部３１を有し、絶縁体の第１テーパ孔２５４に係合して固定されている。この中心電極３は、絶縁体２の中径孔２５３及び第２テーパ孔２５５に内部に形成された電極母材３２と、電極母材３２に溶接にて接合され、絶縁体２の小径孔２５４から先端に突出する貴金属材料からなるチップ３３とを有している。なお、電極母材３２は、主となる基部３２１と、絶縁体２の第２テーパ孔２５５に対応する電極テーパ部３２２とを有している。電極母材３２は、ＩＮＣＯＮＥＬ（登録商標）６００等のＮｉ合金からなり、チップ３３は、ＩｒやＰｔを主体とする合金からなる。

接地電極４は、一端４１が主体金具１の先端面に対して溶接等により固着・一体化されている。一方、接地電極４の他端部４２は、中心電極３（具体的にはチップ３３）の先端面３４に対向するように曲げられている。そして、中心電極３の先端面３４と接地電極４２との間に放電ギャップｇが形成されている。これにより、多数の接地電極を有するスパークプラグに比べて放電ギャップｇを絶縁体２や主体金具１よりも離して形成することができ、放電ギャップｇに形成された火炎核が広がりやすく高着火性を有するスパークプラグとすることできる。さらに、接地電極を１つだけ備えており、本実施形態のような呼びがＭ１０のネジ部を有するスパークプラグ１００とすることができる。

そして、本実施形態のスパークプラグ１００は、絶縁体２の先端から中心電極３の先端面３４までの突き出し量ｈが０．８ｍｍ、小径孔２５３の内径をａが０．８（ｍｍ）、チップ３３の軸線方向長さをｌが２．０ｍｍ、チップ３３の直径ｂが０．６ｍｍ、電極母材３２（基部３２１）の直径ｃが２．２ｍｍとなっている。このように、突き出し量ｈが０．３ｍｍ≦ｈ≦１．０ｍｍとなっているので、絶縁体の先端面の表面にカーボンが付着した場合、このカーボンを焼き切りつつ、放電ギャップにて放電することができる。また、第２軸孔の内径ａがａ≦１．０ｍｍとなっているので、絶縁体２の先端面に付着するカーボンを周方向に容易に焼き切ることができ、中心電極（小径部）と接地電極との間で十分に放電できる。さらに、小径部の軸線方向長さをｌ、小径部の直径ｂ、大径部の直径ｃがそれぞれ０．３ｍｍ≦ｌ≦３．０ｍｍ、０．４ｍｍ≦ｂ、及びｃ≧２ｂとなっているので、小径部の耐消耗性を向上している。

また、絶縁体２の貫通孔２５の大径孔２５１には、端子金具５が挿入、固定されている。そして、絶縁体２の貫通孔２５内において、端子金具５と中心電極３との間に抵抗体６が配置されている。さらに、この抵抗体６の両端部は、導電性ガラスシール層７、８を介して中心電極３と端子金具５とにそれぞれ電気的に接続されている。

なお、本実施形態における貫通孔２５が特許請求の範囲の「軸孔」に相当し、本実施形態における中径孔２５２が特許請求の範囲の「第２軸孔」に相当し、本実施形態における小径孔２５３が特許請求の範囲の「第１軸孔」に相当し、本実施形態における基部３２１が特許請求の範囲の「大径部」に相当し、本実施形態におけるチップ３３が特許請求の範囲の「小径部」に相当する。

次に、本実施形態のスパークプラグ１００の製造方法について説明する。まず、所定形状に作成された絶縁体２の先端側に中心電極３を挿入し、絶縁体２の貫通孔２５の第１テーパ孔２５４に中心電極３の突出部３１を係合する。なお、中心電極３は、既に電極テーパ部３２２にチップ３３が抵抗溶接やレーザ溶接等を用いて溶接されている。その後、中心電極３の後端側に焼成後に導電性ガラスシール層７、抵抗体６、導電性ガラスシール層８となるガラス粉末を充填し、さらに端子金具５を挿入し、封着する。その後、中心電極３や端子金具５等が固定された絶縁体２を主体金具１に固定する。具体的には、主体金具１の突出部１５にパッキン９を介し、絶縁体２の中径部２２を係合する。そして、絶縁体２の大径部２１の後端側にタルク等を封入し、主体金具１の加締め部１３を加締める。その後、主体金具１の先端に、接地電極４の一端４１を抵抗溶接やレーザ溶接等を用いて溶接し、他端部４２を中心電極３の先端面３４に向かって曲げる。これによりスパークプラグ１００が完成する。

（試験１）
実施例のスパークプラグ１００について、突き出し量ｈと耐汚損性及び着火性との関係を確認するための試験を行った。

まず、本実施形態に示すスパークプラグ１００を作成する。なお、中心電極３の電極母材３２として、ＩＮＣＯＮＥＬ６００を用い、チップ３３としてＩｒ−５ｗｔ％Ｐｔを用いる。そして、中心電極３の電極母材３２の外径ｃを２．２ｍｍ、チップ３３の外径ｂを０．６ｍｍとした。また絶縁体２の小径孔２５３の内径ａは０．８ｍｍとし、絶縁体２の先端面から電極母材３２の基部３２１の先端までの長さｌを２．０ｍｍと、放電ギャップｇを１．１ｍｍとそれぞれした。そして、突き出し量ｈ（ｍｍ）を表１に示すように変化させた試料Ｎｏ．１〜８のスパークプラグ１００とする。

（耐汚損性試験）
そして、試料Ｎｏ．１〜８を、１．６リットル、４気筒、ＤＯＨＣのエンジンを用い、−１０℃の室温下において、ＪＩＳ Ｄ１６０６「くすぶり汚損試験」のテストパターンを１０サイクル繰り返す。その後、絶縁体２の抵抗値が１０ＭΩ以上で○、１０ＭΩ未満で×とした。なお、絶縁体２の抵抗値は主体金具１と中心電極３との間にて計測している。その結果を表１に示す。

（着火性試験）
次に、試料Ｎｏ．１〜８を、２．０リットル、６気筒、ＤＯＨＣエンジンを用い、２０００ｒｐｍ、−３５０ｍｍＨｇで空燃比（Ａ／Ｆ）を徐々に上げていき、失火が１％に達する空燃比を調べる。そして、その空燃比が２２．０以上で○、２２．０未満で×とした。結果を表１に示す。

表１より突き出し量ｈが１．０ｍｍより大きい（試料Ｎｏ．７、８）場合、耐汚損性が低下することが分かる。これは、突き出し量ｈが大きくなると、絶縁体２の表面を経由した放電が少なくなり、絶縁体２の表面に付着したカーボンを焼き切ることが難しくなるためと考えられる。

一方、突き出し量ｈが０．３ｍｍ未満（試料Ｎｏ．１、２）の場合、着火性が低下することが分かる。これは、突き出し量ｈが小さくなるに伴い、放電ギャップが絶縁体に近づき、消炎作用により、着火性が低下する。

以上の結果より、突き出し量ｈが０．３ｍｍ≦ｈ≦１．０ｍｍであれば、スパークプラグ１００の耐汚損性及び着火性を向上することができる。

（試験２）
次に、本実施形態のスパークプラグ１００について、小径孔２５３の内径ａと耐汚損性との関係を確認するための試験を行った。

まず、試験１と同様のスパークプラグ１００を作成した。なお、突き出し量ｈは０．５ｍｍに固定し、小径孔２５３の内径ａは、表２に示すように変化させた試料Ｎｏ．９〜１５のスパークプラグ１００とした。そして、試験１と同様に耐汚損試験を行い、評価した。結果を表２に示す。

表２より、小径孔２５３の内径ａが１．０ｍｍより大きい（試料Ｎｏ．１４、１５）場合、耐汚損性が低下することが分かる。これは、内径ａが大きくなるに伴い、絶縁体２の小径孔２５３周囲の絶縁体表面の面積が増え、絶縁体２の表面に付着したカーボンを焼き切ることが難しくなるためと考えられる。これにより、ａ≦１．０ｍｍであれば、スパークプラグ１００の耐汚損性を向上することができる。

（試験３）
次に、本実施形態のスパークプラグ１００について、チップ３３の長さｌと耐チャンネリング及び耐久性との関係を確認するための試験を行った。

まず、試験１と同様のスパークプラグ１００を作成した。なお、突き出し量ｈは０．５ｍｍに固定し、チップ３３の長さｌ（ｍｍ）を表３に示すように変化させた試料Ｎｏ．１６〜２３のスパークプラグ１００とした。なお、チップ７の長さｌとは、チップ３３の先端から電極母材３２（具体的には、電極テーパ部３２２）との溶接部における接合位置までの長さである。そして、接合位置とは、チップ３３と電極母材３２との接合が視認できる場合は、その位置とし、視認できない場合は、溶接部の上部と下部との中間の位置とする。

（耐チャンネリング試験）
そして、試料Ｎｏ．１６〜２３を、２．５リットル、６気筒、ＤＯＨＣのエンジンを用い、１４０ｋｍ／ｈ相当の高速模擬パターンで１０万ｋｍ運転する。その後、絶縁体２の表面にチャンネリングによる割れを視認し、割れなしを○、割れありを×として評価した。その結果を表３に示す。

（耐久性試験）
また、試料Ｎｏ．１６〜２３を、２．５リットル、６気筒、ＤＯＨＣのエンジンを用い、１４０ｋｍ／ｈ相当の高速模擬パターンで１０万ｋｍ運転する。その後、放電ギャップｇの増加量を測定し、放電ギャップｇの増加量が０．１ｍｍ以下で○、０．１ｍｍを超えると×として評価した。その結果を表３に示す。

表３よりチップ３３の長さｌが０．３ｍｍ未満（試料Ｎｏ．１６）の場合、絶縁体２の表面にチャンネリングによる割れが発生することがわかる。これは、チップ３３の長さｌが短くなるにつれて、絶縁体の厚さが薄くなるからである。一方、チップ３３の長さｌが３．０ｍｍより長い（試料Ｎｏ．２２、２３）の場合、チップ３３の耐久性が低下している。これは、チップ３３の長さｌが長くなるに伴い、電極母材３２がチップ３３の先端から遠ざかるため、チップ３３の消耗が大きくなるからであると考えられる。これより、０．３ｍｍ≦ｌ≦３．０ｍｍであれば、スパークプラグ１００の耐チャンネリング性及び耐久性を向上させることができる。

（試験４）
次に、本実施形態のスパークプラグ１００について、チップ３３の外径ｂと耐久性との関係を確認するための試験を行った。

まず、試験１と同様のスパークプラグ１００を作成した。なお、突き出し量ｈは０．５ｍｍに固定し、チップ３３の外径ｂを表３に示すように変化させた試料Ｎｏ．２４〜２８のスパークプラグ１００とした。

（耐久性試験）
そして、試料Ｎｏ．２４〜２８を試験３と同様の耐久試験を行い評価した。その結果を表４に示す。

表４よりチップ３３の外径ｂが０．４ｍｍ未満（試料Ｎｏ．２４）の場合、耐久性が低下していることがわかる。これは、チップ３３の外径ｂが小さくなるに伴い、チップ３３のボリュームが少なくなり、チップ３３自身の消耗が大きくなるためと考えられる。これより、０．４≦ｂであれば、チップ３３の耐久性を向上させることができる。

（試験５）
次に、本実施形態のスパークプラグ１００について、チップ３３の外径ｂ及び電極母材３２の外径ｃと耐久性との関係を確認するための試験を行った。

まず、試験１と同様のスパークプラグ１００を作成した。なお、突き出し量ｈは０．５ｍｍに固定し、電極母材３２の外径ｃを表５に示すように変化させた試料Ｎｏ．２９〜３４のスパークプラグ１００とした。

（耐久性試験）
そして、試料Ｎｏ．２９〜３４を試験３と同様の耐久試験を行い評価した。その結果を表５に示す。

表５より電極母材３２の外径ｃが１．２ｍｍ未満（試料Ｎｏ．２９、３０）の場合、耐久性が低下していることがわかる。これは、電極母材３２の外径ｃがチップ３３の外径ｂの２倍未満となったため、チップ３３が受ける熱を電極母材３２が受熱することが少なくなり、チップ３３の耐消耗性が低下したと考えられる。これより、ｃ≧２ｂであれば、チップ３３の耐久性を向上させることができる。

なお、本実施形態に示すスパークプラグ１００の他、図３や図４に示すように、絶縁体２の形状が様々な形状のスパークプラグ２００、３００を採用することもできる。図３に示すスパークプラグ２００は、絶縁体２の先端側が円錐台状をなすものである。また、図４に示すスパークプラグ３００は、絶縁体２の先端側が段差を有する２つの円柱部からなるものである。このようなスパークプラグ２００、３００であっても、本発明の効果を有することができる。

本発明の実施形態を示すスパークプラグ１００の側面断面図である。 図１のスパークプラグ１００の要部拡大図である。 本発明の別実施形態を示すスパークプラグ２００の要部拡大図である。 本発明の別実施形態を示すスパークプラグ３００の要部拡大図である。 先行技術を示すスパープラグ９００の側面断面図である。

符号の説明

１・・・主体金具
２・・・絶縁体
３・・・中心電極
４・・・接地電極
５・・・端子金具
１００、２００、３００・・・スパークプラグ

Claims (3)

1. 筒状の主体金具と、
   該主体金具に周囲が取り囲まれて当該主体金具に固定され、軸方向に延びる軸孔を有する筒状の絶縁体と、
   先端が該絶縁体の先端から突出し、当該絶縁体の軸孔内に固定された中心電極と、
   該主体金具に一端が固定され、他端部が該中心電極の先端面に対向するように配設された１つの接地電極とを備え、該接地電極と前記中心電極の先端面との間に放電ギャップを形成するスパークプラグにおいて、
   前記中心電極は、先端部に形成された小径部と該小径部よりも後端側に形成された大径部とを有し、
   前記軸孔は、前記絶縁体の先端に連なり、前記中心電極の小径部を取り囲む第１軸孔と、当該第１軸孔よりも大径に形成され、前記中心電極の大径部を取り囲む第２軸孔とを有し、
   前記絶縁体の先端から前記中心電極の先端面までの突き出し量ｈ（ｍｍ）とし、前記第１軸孔の内径をａ（ｍｍ）とし、前記小径部の軸線方向長さをｌ（ｍｍ）とし、前記小径部の直径ｂ（ｍｍ）とし、前記大径部の直径ｃ（ｍｍ）としたとき、
   ０．３≦ｈ≦１．０
   ａ≦１．０
   ０．３≦ｌ≦３．０
   ０．４≦ｂ
   ｃ≧２ｂ
   であることを特徴とするスパークプラグ。
2. 前記小径部は、貴金属材料であることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
3. 前記主体金具の外周面には、呼びがＭ１０以下のネジ部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスパークプラグ。