JP2018120682A - スパークプラグ - Google Patents

Abstract

【課題】第２電極と接地電極との間に強力なストリーマ放電を発生させ、かつ、高温環境に適したスパークプラグを提供することを目的とする。
【解決手段】後端側から先端側に向けて縮径する第１段部を自身の外周に環状に形成した筒状の第１絶縁部材と、先端側が前記第１絶縁部の筒孔内に設けられた棒状の第１電極と、後端側が前記筒孔内に設けられ、前記筒孔内で、前記第１電極と対向する対向部を有する第２電極と、前記筒孔内に配置され、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た主体金具であり、前記第１段部が直接又は他部材を介して接触する環状の第２段部を有する筒状の主体金具と、を備えるスパークプラグであって、前記第２絶縁部材は、前記第１絶縁部材よりも誘電率の高い材料で構成されているスパークプラグ。
【選択図】図１

Description

本発明は、スパークプラグに関するものである。

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。

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。

ＷＯ２０１３／０４２５５５公報

ところで、特許文献１には、第１電極と第２電極との間の静電容量（以下、第１静電容量）を、第２電極と主体金具との間の静電容量（以下、第２静電容量）よりも大きくすることで、第２電極と主体金具との間に高電圧を誘起して、第２電極と接地電極との間に強力なストリーマ放電を発生させる技術が記載されている。
また、特許文献１では、第１電極と第２電極との間に介在する部材の形状を変更して、第１静電容量を大きくすることが記載されている。

しかしながら、特許文献１では、単に第１電極と第２電極との対向面積を大きくすることで、第１静電容量を大きくしており、第１電極と第２電極との間に介在する部材の材質について考慮されていなかった。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、第２電極と接地電極との間に強力なストリーマ放電を発生させることを目的とする。

その解決手段は、筒状の第１絶縁部材と、先端側が前記第１絶縁部材の筒孔内に設けられた棒状の第１電極と、後端側が前記筒孔内に設けられ、前記筒孔内で、前記第１電極と対向する対向部を有する第２電極と、前記筒孔内に配置され、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た筒状の主体金具と、一端が前記主体金具の先端部に接続され、他端が前記第２電極との間で間隙を形成する接地電極と、を備えるスパークプラグであって、前記第２絶縁部材は、前記第１絶縁部材よりも誘電率の高い材料で構成されていることを特徴とするスパークプラグである。

上記構成によれば、第１電極と第２電極との間に配置される第２絶縁部材として、第２電極と主体金具との間に配置される第１絶縁部材よりも誘電率の高い材料を用いているため、第１電極と第２電極との間の第１静電容量を、第２電極と主体金具との間の第２静電容量よりも大きくすることができる。これによって、第１電極と主体金具との間に電圧を印加した際に、第２電極と主体金具（接地電極）との間に高電圧を誘起させることができ、第２電極と接地電極との間に強力なストリーマ放電を発生させることができる。

また、前記第１絶縁部材は、自身の外周に環状に形成される第１段部を有し、前記主体金具は、前記第１段部が直接又は他部材を介して接触する環状の第２段部を有し、前記第１段部のうち前記第２段部と接触する部分よりも先端側の前記第１絶縁部材を見たときに、前記第２絶縁部材が露出してないことが好ましい。

上記構成によれば、第２絶縁部材が内燃機関の燃焼室に露出しないため、第２絶縁部材が燃焼室内の高温の燃焼ガスに直接晒されない。一般的に、スパークプラグに用いられるような耐熱性を備えた材料において、誘電率の高い材料は熱伝導性が低い。そのような材料をスパークプラグの発火部近傍に用いた場合、絶縁体の異常過熱により発火する現象（プレイグニッション）が発生する虞がある。そのため、上記構成によって第２絶縁部材が過熱されることを抑制することで、プレイグニッションの発生を抑制しながら、強力なストリーマ放電を発生させることができる。

さらに、第２絶縁部材は、自身の先端が第１絶縁部材の第１段部のうち主体金具の第２段部との接触する部分の先端よりも後端側に位置することが好ましい。上記構成によれば、第２絶縁部材は、第１絶縁部材のうち燃焼ガスに曝されない部分に配置されるため、プレイグニッションの発生をさらに抑制できる。

また、第２絶縁部材は、自身の先端が主体金具の先端よりも後端側に位置することが好ましい。上記構成によれば、第２絶縁部材の全てが主体金具の筒孔内に配置されるため、主体金具の筒孔から先端側に突出している場合と比較して、燃焼ガスによって第２絶縁部材が加熱されることが抑制され、プレイグニッションの発生をさらに抑制することができる。

また、第１絶縁部材はアルミナを主成分とするセラミック焼結体であり、前記第２絶縁部材はジルコニアを主成分とするセラミック焼結体であることが好ましい。アルミナは比較的熱伝導性の高い材料であるため、燃焼ガスから与えられた熱を分散できるので、プレイグニッションの発生をさらに抑制することができる。
また、ジルコニアを主成分とするセラミック焼結体は、アルミナを主成分とするセラミック焼結体よりも誘電率が高いため、第１絶縁部材よりも誘電率の大きな第２絶縁部材を備えたスパークプラグを構成できる。

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。 第２電極の外観形状を模式的に示す斜視図である。

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。

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。

第１絶縁部材１０は、アルミナを主成分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。ここで、主成分とは、最も含有率の高い物質のことである。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。

第１絶縁部材１０は、筒孔を有しており、具体的には、第１孔１１と第２孔１２とを有する。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。本実施形態では、第２孔１２は、軸線Ｏの周囲に２箇所設けられている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

第２絶縁部材７０は、ジルコニアを主成分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。ここで、主成分とは、最も含有率の高い物質のことである。第２絶縁部材７０は、後端から先端側に向けて延び、先端部が閉塞している第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。

第２絶縁部材７０は、第２孔１２に第２電極２５が挿入されることによって有底の筒孔となった第１孔１１内に配置されている。よって、第２絶縁部材７０は、第１段部１５のうち第２段部５６と接触する部分よりも先端側を含め、全ての範囲において第１絶縁部材１０から露出していない。

また、本実施例では、第２絶縁部材７０は、その先端が、主体金具５０の先端よりも後端側に位置し、また、第１絶縁部材１０の第１段部１５のうち主体金具５０の第２段部５６と接触する部分の先端よりも後端側に位置している。

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。

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」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。

本実施形態のスパークプラグ１００では、第２絶縁部材７０は、アルミナで形成された第１絶縁部材１０よりも誘電率の高いジルコニアで構成されている。よって、第１静電容量を、第２静電容量よりも大きくすることができ、第１電極２０と主体金具５０との間に電圧を印加した際に、第２電極２５と主体金具５０（接地電極３０）との間に高電圧を誘起させることができ、それらの間に強力なストリーマ放電を発生させることができる。

本実施形態のスパークプラグ１００によれば、第２絶縁部材７０が内燃機関の燃焼室に露出しないため、第２絶縁部材７０が燃焼室内の高温の燃焼ガスに直接晒されない。一般的に、スパークプラグに用いられるような耐熱性を備えた材料において、誘電率の高い材料は熱伝導性が低い。そのような材料をスパークプラグの発火部近傍に用いた場合、絶縁体の異常過熱により発火する現象（プレイグニッション）が発生する虞がある。そのため、上記構成によって第２絶縁部材７０が燃焼ガスによって直接加熱され、第２絶縁部材７０が過熱されることを抑制することで、プレイグニッションの発生を抑制しながら、強力なストリーマ放電を発生させることができる。

本実施形態のスパークプラグ１００によれば、第２絶縁部材７０は、自身の先端が第１絶縁部材１０の第１段部１５のうち主体金具５０の第２段部５６との接触部の先端よりも後端側に位置している。上記構成によれば、第２絶縁部材７０は、第１絶縁部材１０のうち燃焼ガスに曝されない部分に配置されるため、プレイグニッションの発生をさらに抑制できる。

本実施形態のスパークプラグ１００によれば、第２絶縁部材７０は、自身の先端が主体金具５０の先端よりも後端側に位置している。上記構成によれば、第２絶縁部材７０の全てが主体金具５０の筒孔内に配置されるため、主体金具５０の筒孔から先端側に突出している場合と比較して、燃焼ガスによって第２絶縁部材７０が加熱されることが抑制され、プレイグニッションの発生をさらに抑制することができる。

本実施形態のスパークプラグ１００によれば、第１絶縁部材１０はアルミナを主成分とするセラミック焼結体であり、前記第２絶縁部材７０はジルコニアを主成分とするセラミック焼結体である。アルミナは比較的熱伝導性の高い材料であるため、燃焼ガスから与えられた熱を分散できるので、プレイグニッションの発生をさらに抑制することができる。また、ジルコニアを主成分とするセラミック焼結体は、アルミナを主成分とするセラミック焼結体よりも誘電率が高いため、第１絶縁部材１０よりも誘電率の大きな第２絶縁部材７０を備えたスパークプラグを構成できる。

第１評価試験の試験結果
表１は、第１評価試験の試験結果を示している。この試験では、上記実施形態のスパークプラグ１００のうち第２絶縁部材をジルコニアで形成したサンプル（サンプルＡ）と、第２絶縁部材をアルミナで形成したサンプル（サンプルＢ：比較例）とを用いた。

本試験において用いた第１絶縁部材は、誘電率が８．０のアルミナによって形成されている。また、第２絶縁部材は、サンプルＡでは誘電率が２０．０のジルコニアによって、サンプルＢでは誘電率が８．０（第１絶縁部材と同じ）のアルミナによって形成されている。

本試験において用いたサンプルＡ，Ｂ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

本試験では、１０ｋＨｚの交流電圧を印加した後、印加電圧を徐々に上げていき、第２電極と接地電極との間で放電が発生した電圧を確認した。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、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、その結果を表１に示した。

表１に示すように、サンプルＡでは、サンプルＢと比べて、低い電圧で放電が発生した。したがって、サンプルＡの方が、ストリーマ放電を発生させやすいことが分かる。サンプルＡでは、第２絶縁部材が第１絶縁部材を構成するアルミナよりも誘電率の高いジルコニアで構成されているため、第１絶縁部材と第２絶縁部材とが共にアルミナで形成されているサンプルＢと比較して、第１静電容量が第２静電容量よりも大きい。そのため、サンプルＡでは、第２電極と主体金具（接地電極を含む）との間に分圧される電圧が大きくなり、第１電極の端子と主体金具（接地電極）間に印加する全体の電圧が小さくても、ストリーマ放電を発生させることができたと考えられる。

表２は、第２評価試験の結果を示す図である。この試験では、第２絶縁部材先端の軸線方向における位置を変化させたサンプルを用いて、各サンプルの耐プレイグニッション性の評価を行った。

評価用エンジンとして、１．６Ｌ、Ｌ４、Ｎ／Ａ、ＭＰＩのエンジンを用いて、６０００ｒｐｍ／ＷＯＴの条件で点火進角するように稼働させ、プレイグニッションの発生する進角度を測定した。本試験においては、プレイグニッションの発生時の進角値が大きいほど、プレイグニッションが発生しにくいプラグであることを示している。プレイグニッションの発生時の進角値が３５°以上であった場合は評価「◎◎」（最も望ましい）とし、進角値が３０°以上で３５°よりも小さい場合は評価「◎」（より望ましい）とし、進角度が２５°以上で３０°よりも小さい場合は評価「〇」（望ましい）とし、進角値が２５°よりも小さい場合は、評価「×」（望ましくない）とした。

本試験において用いたサンプルは、以下で説明する４つのサンプル（サンプルＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆ）を用いた。サンプルＣ（比較例）は、第２絶縁部材の先端が第１絶縁部材の先端から露出しているサンプルである。サンプルＤは、第２絶縁部材が第１絶縁部材から露出せずに、主体金具よりも先端側に存在するサンプルである。サンプルＥは、第２絶縁部材が第１絶縁部材から露出せずに、その先端が主体金具の先端よりも後端側に存在するサンプルである。サンプルＦは、第２絶縁部材が第１絶縁部材から露出せずに、その先端が第１段部のうち第２段部と接触する部分よりも後端側に存在するサンプルである。

これらのサンプルは、全長の長さが同じ第１絶縁部材を用いて、第１孔と第２孔の軸線方向の長さを変更し、第２絶縁部材の先端の位置を変えることにより作成した。

サンプルＣは、第１孔を、第１絶縁部材を軸線方向に貫通するように形成し、第２絶縁部材の先端が、第１孔の先端から露出するように配置することで作成した。この際、第２孔は、第１孔の周方向外側に軸線方向に沿うように形成した。

サンプルＤは、第１孔を、第１絶縁体を軸線方向に貫通せずに、且つその先端が主体金具の先端よりも先端側に位置するように形成し、第２絶縁部材を第１孔の先端まで挿入して作成した。サンプルＥは、第１孔を、その先端が主体金具の先端面よりも後端側に位置するように形成し、第２絶縁部材を第１孔の先端まで挿入することで作成した。サンプルＦは、第１孔を、その先端が第１段部のうち第２段部と接触する部分よりも後端側に位置するように形成し、第２絶縁部材を第１孔の先端まで挿入することで作成した。

なお、各サンプルは、軸線Ｏに沿った対向部２７の長さＬ１や、第１絶縁部材の厚みｔ１と第２絶縁部材の厚みｔ２との比率が一定となるように作成し、サンプル毎に第１静電容量と第２静電容量との比率が変化しないようにした。また、第２孔の長さに合わせて、第２電極の先端部の軸線Ｏに沿った長さＬ３を適宜調整して、第２電極の先端部の第１絶縁部材からの突き出し量Ｌ５が各サンプルで同じ長さになるように作成した。

本試験では、第１絶縁部材に誘電率が８．０のアルミナを用い、第２絶縁部材に誘電率が２０．０のジルコニアを用いた。

サンプルＣ，Ｄ，Ｅ，Ｆの寸法は、第２電極の先端部の軸線Ｏに沿った長さＬ３と、第２電極２５間の間隔Ｌ７以外は、第１評価試験のサンプルＡ，Ｂと同じである。また、第２電極の本数は、サンプルＡ，Ｂと同様に２本である。

表２に示すように、サンプルＣでは、耐プレイグニッション性が悪く、サンプルＤ，Ｅ，Ｆは全て、プレイグニッション性能を満足することが分かった。また、サンプルＤ，Ｅ，Ｆの順に、耐プレイグニッション性能が向上することが分かった。

サンプルＣは、誘電率の高い第２絶縁部材が内燃機関の燃焼室に露出しており、第２絶縁部材が燃焼室内の高温の燃焼ガスに直接晒される構成となっている。一般的に、誘電率の高い材料は熱伝導性が低いため、サンプルＣでは、そのようなジルコニアが燃焼ガスに直接晒されることで、熱伝導率の高いアルミナで覆われている他のサンプルＤ，Ｅ，Ｆと比較して、より低い進角度でプレイグニッションが発生したと考えられる。

また、サンプルＤ，Ｅ，Ｆは、ジルコニアで形成された第２絶縁部材の全てが、熱伝導率の低いアルミナで形成された第１絶縁部材で覆われるため、サンプルＣと比較して、プレイグニッションの発生を抑制できたと考えられる。

なお、サンプルＥ，Ｆは、第２絶縁部材の先端が前記主体金具の先端よりも後端側に位置している。よって、第２絶縁部材の全てが主体金具の筒孔内に配置されているため、主体金具の筒孔から先端側に突出しているサンプルＤと比較して、燃焼ガスによって第２絶縁部材７０が加熱されることが抑制され、プレイグニッションの発生をより抑制することができたと考えられる。

さらに、サンプルＦは、第２絶縁体の先端が、第１絶縁部材の第１段部のうち主体金具の第２段部との接触部の先端よりも後端側に位置している。よって、第２絶縁部材が、第１絶縁部材のうち燃焼ガスに曝されない部分に配置されるため、サンプルＤ，Ｅと比較して、プレイグニッションの発生をより抑制できたと考えられる。

＜変形例２＞
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。
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。
上記実施例では、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。これに対して、スパークプラグ１００は、第２電極２５よりも多い数の接地電極を備えていても良いし、第２電極２５よりも少ない数の接地電極を備えていても良い。

＜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。

＜変形例４＞
上記実施形態において、第１絶縁部材として、アルミナを用いたが、その他に窒化珪素、窒化アルミ、炭化珪素から選択することができる。また、第２絶縁体としてジルコニアを用いたが、他のセラミック材料や樹脂材料を選択することができる。

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。

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

Claims (5)

1. 筒状の第１絶縁部材と、
   先端側が前記第１絶縁部材の筒孔内に設けられた棒状の第１電極と、
   後端側が前記筒孔内に設けられ、前記筒孔内で、前記第１電極と対向する対向部を有する第２電極と、
   前記筒孔内に配置され、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た筒状の主体金具と、
   一端が前記主体金具の先端部に接続され、他端が前記第２電極との間で間隙を形成する接地電極と、を備えるスパークプラグであって、
   前記第２絶縁部材は、前記第１絶縁部材よりも誘電率の高い材料で構成されていることを特徴とするスパークプラグ。
2. 前記第１絶縁部材は、自身の外周に環状に形成される第１段部を有し、
   前記主体金具は、前記第１段部が直接又は他部材を介して接触する環状の第２段部を有し、
   前記第１段部のうち前記第２段部と接触する部分よりも先端側の前記第１絶縁部材を外部から見たときに、前記第２絶縁部材が露出してないことを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
3. 前記第２絶縁部材は、前記第１段部のうち前記第２段部と接触する部分の先端よりも後端側に位置することを特徴とする請求項２に記載のスパークプラグ。
4. 前記第２絶縁部材は、自身の先端が前記主体金具の先端よりも後端側に位置することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスパークプラグ。
   
   
5. 前記第１絶縁部材はアルミナを主成分とするセラミック焼結体であり、
   前記第２絶縁部材はジルコニアを主成分とするセラミック焼結体であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のスパークプラグ。