JP5902757B2 - スパークプラグ - Google Patents

Description

本発明は、スパークプラグに関する。

内燃機関に使用されるスパークプラグは、一般に、筒状の主体金具と、この主体金具の内孔に配置される筒状の絶縁体と、この絶縁体の先端側軸孔に配置される中心電極と、他端側軸孔に配置される端子金具と、主体金具の先端側に一端が接合され、他端が中心電極と対向して火花放電間隙を形成する接地電極とを備える。さらに、エンジンの動作に伴って発生する電波ノイズを防止することを目的として、軸孔内における中心電極と端子金具との間に抵抗体が設けられたスパークプラグも知られている。

近年では、内燃機関の高出力化に伴って、スパークプラグの放電電圧の上昇が要求されている。スパークプラグの放電電圧が上昇すると、放電時に発生する高周波ノイズが大きくなり、車両の電子制御装置に悪影響を与えることが懸念されている。このため、スパークプラグの高周波ノイズを低減させたいという要望がある。

スパークプラグの放電時の高周波ノイズを低減させるために、従来から各種の技術が提案されている。例えば、特許文献１では、点火プラグの内部を貫通する導体の周囲を取り囲むように、円筒状のフェライトで形成されたノイズ低減部材を設けた構成が提案されている。また、特許文献２では、点火プラグの内部に巻線を設けた構成が提案されている。

特開２０１１−１５９４７５号公報 特開平０２−２８４３７４号公報

しかしながら、発明者らは、軸孔内において中心電極と端子金具との間を電気的に接続する導電部材の材質等について、高周波ノイズを低減するために更なる工夫の余地があることを見出した。

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。

（１）本発明の一形態によれば、軸線の方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、前記軸孔の一端側で保持される中心電極と、前記軸孔の他端側で保持される端子金具と、前記軸孔内で前記中心電極と前記端子金具とを電気的に接続する電気的接続部と、前記絶縁体を収容する主体金具と、を備えたスパークプラグが提供される。前記電気的接続部は、Ｆｅ含有酸化物で形成された第１結晶相と、ペロブスカイト型の結晶構造を有する導電性の金属酸化物で形成された第２結晶相と、を含む導電体を有することを特徴とする。
このスパークプラグによれば、Ｆｅ含有酸化物で形成された第１結晶相によって高周波ノイズを低減することができる。また、第２結晶相はペロブスカイト型の導電性の金属酸化物で形成されているので、Ｆｅ含有酸化物の酸素を奪うことがなく、第１結晶相を安定化させることが可能である。

（２）上記スパークプラグにおいて、前記導電体の断面において、前記第１結晶相が占める面積をＳ１とし、前記第２結晶相が占める面積をＳ２としたとき、０．０５≦Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）≦０．６０の関係を満たすものとしてもよい。
このスパークプラグによれば、第１結晶相と第２結晶相の面積比Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）を０．０５以上にすることによって抵抗値が過度に大きくなることを防止でき、また、０．６０以下にすることによってＦｅ含有酸化物による高周波ノイズの低減効果を十分に確保できる。

（３）上記スパークプラグにおいて、前記ペロブスカイト型の結晶構造を有する導電性の金属酸化物は、化学式ＡＢＯ _３と表記され、前記化学式のＡサイトが、Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｙ，Ｙｂの少なくとも一種であるものとしてもよい。
ペロブスカイト型導電性酸化物のＡサイトをこれらの金属元素とすれば、初期ノイズが減少し、また、ノイズ低減効果が経時的に低下し難いという効果がある。

（４）上記スパークプラグにおいて、前記Ｆｅ含有酸化物の平均粒径が３．０μｍ以上２５．０μｍ以下であるものとしてもよい。
Ｆｅ含有酸化物の平均粒径をこの範囲に収めることによって、ノイズ低減効果を更に高めることができる。

（５）上記スパークプラグにおいて、前記Ｆｅ含有酸化物は、２種類以上のフェライトを含むものとしてもよい。
フェライトはインダクタンス成分としての効果が大きいので、２種類以上のフェライトを含むようにすれば、ノイズ低減効果を更に高めることができる。

（６）上記スパークプラグにおいて、前記電気的接続部は、更に、導電性材料とガラスとを含む抵抗体を含み、前記端子金具と前記中心電極との間の抵抗値が、１ｋΩ以上２５ｋΩ以下の範囲にあるものとしてもよい。
このスパークプラグによれば、抵抗体によるノイズ低減効果も得られるため、ノイズ低減効果を更に向上させることができる。

なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能である。例えば、スパークプラグ、スパークプラグの製造方法、スパークプラグの製造装置、製造システム等の形態で実現することができる。

本発明の第１実施形態としてのスパークプラグの全体構成を示す説明図。 本発明の第２実施形態としてのスパークプラグの全体構成を示す説明図。 電気的接続部の形成方法を示すフローチャート。 実施例のサンプルの構成を示す図。 比較例のサンプルの構成を示す図。 インターセプト法による平均粒径の算出方法を示す説明図。 実施例のサンプルのノイズ試験結果を示す図。 比較例のサンプルのノイズ試験結果を示す図。

Ａ．スパークプラグの構成
図１は、本発明の第１実施形態としてのスパークプラグ１の全体構成を示す説明図である。図１の下側（発火部側）をスパークプラグ１の先端側と呼び、上側（端子側）を後端側と呼ぶ。このスパークプラグ１は、軸線Ｏの方向に延在する軸孔２を有する絶縁体３と、軸孔２の先端側で保持される中心電極４と、軸孔２の後端側で保持される端子金具５と、軸孔２内で中心電極４と端子金具５とを電気的に接続する電気的接続部６０と、絶縁体３を収容する主体金具７と、一端が主体金具７の先端面に接合されると共に他端が中心電極４と間隙を介して対向するように配置された接地電極８とを備える。

主体金具７は、略円筒形状を有しており、絶縁体３を収容して保持するように形成されている。主体金具７における先端方向の外周面にはネジ部９が形成されており、このネジ部９を利用して図示しない内燃機関のシリンダヘッドにスパークプラグ１が装着される。

絶縁体３は、主体金具７の内周部に滑石１０及びパッキン１１を介して保持されている。絶縁体３の軸孔２は、軸線Ｏの先端側で中心電極４を保持する小径部１２と、電気的接続部６０を収容し、小径部１２の内径よりも内径が大きい中径部１４とを有する。また、小径部１２と中径部１４との間に後端側に向かって拡径するテーパ状の第一段部１３を有する。

絶縁体３は、絶縁体３における先端方向の端部が主体金具７の先端面から突出した状態で、主体金具７に固定されている。絶縁体３は、機械的強度、熱的強度、電気的強度等を有する材料であることが望ましく、このような材料として、例えば、アルミナを主体とするセラミック焼結体が挙げられる。

中心電極４は、小径部１２に収容され、第一段部１３に中心電極４の後端に設けられた径大のフランジ部１７が係止され、先端が絶縁体３の先端面から突出した状態で主体金具７に対して絶縁保持されている。中心電極４は、熱伝導性及び機械的強度等を有する材料で形成されることが望ましく、例えば、インコネル（商標名）等のＮｉ基合金で形成される。中心電極４の軸心部は、Ｃｕ又はＡｇなどの熱伝導性に優れた金属材料により形成されてもよい。

接地電極８は、一端が主体金具７の先端面に接合され、途中で略Ｌ字に曲げられて、その先端部が中心電極４の先端部と間隙を介して対向するように形成されている。接地電極８は、中心電極４を形成する材料と同様の材料により形成される。

中心電極４と接地電極８とが対向する面には、白金合金及びイリジウム合金等により形成される貴金属チップ２９，３０が設けられている。各貴金属チップ２９，３０の間に火花放電間隙ｇが形成されている。なお、中心電極４及び接地電極８の一方又は両方の貴金属チップを省略してもよい。

端子金具５は、中心電極４と接地電極８との間で火花放電を行なうための電圧を外部から中心電極４に印加するための端子である。端子金具５の先端部２０は凹凸状の表面を備え、この態様においては先端部２０の外周面にローレット加工が施されている。先端部２０の表面がローレット加工により形成された凹凸構造を有すると、端子金具５と電気的接続部６０との密着性が良好になり、その結果、端子金具５と絶縁体３とが強固に固定される。端子金具５は、例えば、低炭素鋼等で形成され、その表面にＮｉ金属層がメッキ等で形成されている。

電気的接続部６０は、軸孔２内で中心電極４と端子金具５との間に配置され、中心電極４と端子金具５とを電気的に接続する。電気的接続部６０は、導電体６３を有しており、この導電体６３により電波ノイズの発生を防止する。電気的接続部６０は、更に、導電体６３と中心電極４との間に第１シール層６１を有し、また、導電体６３と端子金具５との間に第２シール層６２を有する。第１シール層６１と第２シール層６２とは、絶縁体３と中心電極４、また絶縁体３と端子金具５とを封着固定している。

第１シール層６１及び第２シール層６２は、ホウケイ酸ソーダガラス等のガラス粉末と、Ｃｕ、Ｆｅ等の金属粉末とを含むシール粉末を焼結して形成することができる。第１シール層６１及び第２シール層６２の抵抗値は、通常数１００ｍΩ以下である。

導電体６３は、後に詳述するように、導電物と、Ｆｅ含有酸化物で形成された第１結晶相と、ペロブスカイト型の結晶構造を有する導電性の金属酸化物で形成された第２結晶相と、を含んでいる。Ｆｅ含有酸化物で形成された第１結晶相を含む導電体６３を設けることによって、放電時の高周波ノイズを低減することができる。また、第２結晶相はペロブスカイト型の導電性の金属酸化物で形成されているので、Ｆｅ含有酸化物の酸素を奪うことがなく、第１結晶相を安定化させることが可能である。第１結晶相と第２結晶相を形成するための好ましい材料は、例えば以下の通りである。

＜好ましい第１結晶相（Ｆｅ含有酸化物相）の組成＞
導電体６３の第１結晶相を形成するＦｅ含有酸化物としては、例えば、ＦｅＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３，Ｆｅ_３Ｏ_４，及び、Ｍｎ−ＺｎフェライトやＮｉ−Ｚｎフェライト等の各種のフェライトから選ばれた一種以上のＦｅ酸化物の粉末を使用することができる。フェライトとしては、化学式ＡＦｅ_２Ｏ_４（元素ＡはＭｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ等の一種以上）で表記されるスピネルフェライトや、化学式ＡＦｅ_１２Ｏ_１９や化学式Ａ_２Ｂ_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２（元素ＡはＢａ，Ｓｒ，Ｐｂ等の一種以上、元素ＢはＭｇ，Ｃｏ，Ｎｉ等の一種以上）で表記される六方晶フェライト、化学式ＭＦｅ_５Ｏ_１２（元素ＭはＹ等の希土類元素の一種以上）で表記されるガーネットフェライトなどを使用することができる。フェライトは強磁性でありインダクタンス成分としての効果が大きい。

第１結晶相は、フェライトを含むことが好ましく、特に、２種類以上のフェライトを含むことが好ましい。フェライトはインダクタンス成分としての効果が大きいので、２種類以上のフェライトを含むようにすれば、ノイズ低減効果を更に高めることができる。２種類以上のフェライトを用いる場合には、個々のフェライトがそれぞれ自身の結晶相を形成する。例えば、ＮｉＦｅ_２Ｏ_４とＢａＦｅ_１２Ｏ_１９の２種類のフェライトを用いる場合には、ＮｉＦｅ_２Ｏ_４の結晶相とＢａＦｅ_１２Ｏ_１９の結晶相の２種類の結晶相がそれぞれ形成される。従って、「第１結晶相」という用語は、これらの２種類の結晶相を包括する用語として使用される。これは、フェライトに限らず、一般に複数種類のＦｅ含有酸化物を用いる場合には、第１結晶相が個々のＦｅ含有酸化物の結晶相を含むものとなる。本明細書において、「第１結晶相」を、「Ｆｅ含有酸化物相」と呼ぶことも可能である。

また、第１結晶相を形成するＦｅ含有酸化物の平均粒径は、３．０μｍ以上２５．０μｍ以下とすることが好ましい。Ｆｅ含有酸化物の平均粒径をこの範囲に収めることによって、ノイズ低減効果を更に高めることができることが実験的に確かめられている。

＜好ましい第２結晶相（ペロブスカイト酸化物相）の組成＞
導電体６３の第１結晶相を形成するペロブスカイト型の導電性金属酸化物は、化学式ＡＢＯ_３で表記することができる。この化学式におけるＡサイトの元素は希土類元素又はアルカリ土類金属元素であり、Bサイトの元素は遷移金属元素である。導電体６３の第１結晶相を形成するペロブスカイト型の導電性金属酸化物において、Ａサイトの元素は、Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｙ，Ｙｂの少なくとも一種であるものとすることが好ましい。Ａサイトをこれらの金属元素で構成すれば、初期ノイズが減少し、また、ノイズ低減効果が経時的に低下し難いという効果があることが実験的に確かめられている。なお、複数種類のペロブスカイト型導電性金属酸化物を用いる場合には、第２結晶相は、個々のペロブスカイト型導電性金属酸化物の結晶相を含むものとなる。本明細書において、「第２結晶相」を、「ペロブスカイト型酸化物相」と呼ぶことも可能である。

なお、導電体６３の断面において、第１結晶相が占める面積をＳ１とし、第２結晶相が占める面積をＳ２としたとき、０．０５≦Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）≦０．６０の関係を満たすことが好ましい。第１結晶相と第２結晶相の面積比Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）を０．０５以上にすることによって抵抗値が過度に大きくなることを防止でき、また、０．６０以下にすることによってＦｅ含有酸化物による高周波ノイズの低減効果を十分に確保できる。なお、面積Ｓ１，Ｓ２を決定する際の「導電体６３の断面」としては、軸線Ｏ（図１）と平行な方向を含む断面を使用する。

図２は、本発明の第２実施形態としてのスパークプラグ１ａの全体構成を示す説明図である。図１に示した第１実施形態のスパークプラグ１との違いは、第２実施形態のスパークプラグ１ａの電気的接続部６０ａが、第１シール層６１と第２シール層６２と導電体６３の他に、抵抗体６４を有している点だけであり、他の構成は第１実施形態と同じである。

抵抗体６４は、例えば、ホウケイ酸ソーダガラス等のガラス粉末と、カーボンブラックや、Ｚｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｎｉ等の導電性粉末とを含有する抵抗体組成物を焼結して形成された抵抗材により形成することができる。導電体６３に加えて抵抗体６４も設けるようにすれば、抵抗体６４によるノイズ低減効果も得られるため、ノイズ低減効果を更に向上させることができる。

なお、図１及び図２において、電気的接続部６０の第１シール層６１と第２シール層６２の一方又は両方を省略してもよい。但し、これらのシール層６１，６２は、導電体６３（及び抵抗体６４）とその両端にある端子金具５及び中心電極４との間の熱膨張係数差を緩和できるので、より強固な接続状態を得ることができる。なお、端子金具５と中心電極４との間の抵抗値は、ノイズ低減効果の観点から、例えば１．０ｋΩ以上２５．０ｋΩ以下の範囲とすることが好ましい。この抵抗値は、端子金具５と中心電極４との間に、例えば１２Ｖの電圧を印加した時の測定値である。

Ｂ．電気的接続部の形成方法
図３は、スパークプラグ１の電気的接続部６０の形成方法を示すフローチャートである。工程Ｔ１１０では、第１結晶相の粉末材料と第２結晶相の粉末材料とを秤量し、粉砕混合する。第１結晶相の粉末材料としては、ＦｅＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３，Ｆｅ_３Ｏ_４，及び、各種のフェライトから選択された１種以上のＦｅ含有酸化物粉末を使用することができる。第２結晶相の粉末材料としては、各種のペロブスカイト型の導電性金属酸化物の粉末材料や、焼結によりペロブスカイト型の導電性金属酸化物となる各種の金属酸化物の粉末材料を利用することができる。この粉砕混合は、例えばＺｒＯ_２製の玉石が投入された樹脂ポットに、溶媒としてのアセトンと有機バインダーを、第１結晶相及び第２結晶相の粉末材料と共に投入した状態で実施する。

工程Ｔ１２０では、このようにして準備された粉末混合物を金型に投入し、３０〜１２０ＭＰａの圧力で円柱状に成形する。工程Ｔ１３０では、この成形体を、８５０〜１３５０℃の範囲で焼成することによって、導電体６３を形成する。

工程Ｔ１４０では、絶縁体３の軸孔２内に中心電極４を挿入する。工程Ｔ１５０では、第１シール層６１を形成するシール粉末材料と、導電体６３と、第２シール層６２を形成するシール粉末材料と、をこの順に絶縁体３の軸孔２の後端側から充填し、プレスピンを軸孔２内に挿入して圧縮する。なお、図２のように、電気的接続部６０ａが抵抗体６４を含む場合には、抵抗体６４を形成するための粉末材料を工程Ｔ１５０において充填する。

工程Ｔ１６０では、絶縁体３の軸孔２内に端子金具５を挿入し、端子金具５によって軸孔２内に充填された材料を先端側に向かって押圧しながら、絶縁体３全体を加熱炉内に配置して７００〜９５０℃の所定温度に加熱し、焼成する。この結果、第１シール層６１と第２シール層６２が焼結し、これらの間に導電体６３（及び抵抗体６４）が封着固定される。

工程Ｔ１５０の後は、中心電極４及び端子金具５等が固定された絶縁体３が、接地電極８が接合された主体金具７に組み付けられる。そして、最後に、接地電極８の先端部を中心電極４側に折り曲げることによって、スパークプラグ１の製造が完了する。

図４Ａは、本発明の実施例としてのスパークプラグのサンプルＰ０１〜Ｐ２５の構成を示す図であり、図４Ｂは、比較例としてのスパークプラグのサンプルＰ３１〜Ｐ３３の構成を示す図である。これらのサンプルＰ０１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３３はいずれも図３の工程に従って作成した。

図４Ａ，４Ｂには、各サンプルの導電体６３の第１結晶相を構成するＦｅ含有酸化物の組成、平均粒径、及びその占有面積率Ｓ１と、第２結晶相を構成するペロブスカイト型の導電性金属酸化物の組成及びその占有面積率Ｓ２と、それらの面積比Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）とが示されている。平均粒径は、後述するインターセプト法を用いて算出した。図４Ａ，４Ｂにおいて、抵抗体６４の欄の「○」は、抵抗体６４（図２）を含んでいることを示しており、「×」は抵抗体６４を含んでいないことを示している。プラグ抵抗値（ｋΩ）は、スパークプラグ１の端子金具５と中心電極４との間の抵抗値である。

図４ＡのサンプルＰ０１〜Ｐ２５において、第１結晶相を構成するＦｅ含有酸化物は、以下のものから選択した。
・酸化鉄：ＦｅＯ，Ｆｅ_２Ｏ_３，Ｆｅ_３Ｏ_４
・スピネルフェライト：（Ｎｉ，Ｚｎ）Ｆｅ_２Ｏ_４，ＮｉＦｅ_２Ｏ_４，（Ｍｎ，Ｚｎ）Ｆｅ_２Ｏ_４，ＣｕＦｅ_２Ｏ_４
・六方晶フェライト：ＢａＦｅ_１２Ｏ_１９，ＳｒＦｅ_１２Ｏ_１９，Ｂａ_２Ｍｇ_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２，Ｂａ_２Ｎｉ_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２，Ｂａ_２Ｃｏ_２Ｆｅ_１２Ｏ_２２
・ガーネットフェライト：Ｙ_３Ｆｅ_５Ｏ_１２

また、図４ＡのサンプルＰ０１〜Ｐ２５において、第２結晶相を構成するペロブスカイト型の導電性金属酸化物は、以下のものから選択した。
・ＣａＭｎＯ_３，ＳｒＴｉＯ_３，ＢａＭｎＯ_３，ＭｇＭｎＯ_３，ＳｒＣｒＯ_３，ＬａＭｎＯ_３，ＬａＣｒＯ_３，ＬａＦｅＯ_３，ＮｄＭｎＯ_３，ＰｒＭｎＯ_３，ＹｂＭｎＯ_３，ＹＭｎＯ_３，ＬａＮｉＯ_３，ＹｂＣｏＯ_３，ＹＦｅＯ_３，ＮｄＣｏＯ_３，ＬａＳｎＯ_３，ＰｒＣｏＯ_３

図４ＢのサンプルＰ３１〜Ｐ３３のうち、サンプルＰ３１は、第２結晶相がペロブスカイト型の導電性金属酸化物の一種のＣａＭｎＯ_３であるが、第１結晶相がＡｌ_２Ｏ_３であり、Ｆｅ含有酸化物を含んでいない。サンプルＰ３２は、第１結晶相がＦｅ_２Ｏ_３であるが、第２結晶相が無く、その代わりにＣｕ粉末を含んでいる。サンプルＰ３３は第１結晶相がＣａＣＯ_３であってＦｅ含有酸化物を含んでおらず、また、第２結晶相が無く、その代わりにカーボンを含んでいる。

第１結晶相と第２結晶相の占有面積率Ｓ１，Ｓ２は以下のようにして求めた。まず、図３の工程Ｔ１１０〜Ｔ１３０に従って作成された導電体６３を鏡面研磨し、軸線Ｏに平行な断面にて電子プローブ・マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）により２００μｍ×２００μｍの反射電子像を１０視野で撮影した。また、ＥＰＭＡ分析においてＦｅ（鉄）及びＯ（酸素）が検出される部分を第１結晶相とみなし、Ｆｅ（鉄）が未検出の部分（空孔を除く）を第２結晶相とみなして、画像解析を行い、それぞれの占有面積率Ｓ１，Ｓ２を算出した。

図５は、インターセプト法による平均粒径の算出方法を示す説明図である。まず、ＥＰＭＡ分析で利用したものと同じ研磨面に関して、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて２００μｍ×２００μｍの画像を１０視野で撮影した。図５（Ａ）は、ＳＥＭ画像で観察される結晶粒子の様子を示す模式図である。ＳＥＭ画像は、画像解析ソフト（Ｓｏｆｔ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ＧｍｂＨ社製のＡｎａｌｙｓｉｓ Ｆｉｖｅ）を用いて２値化した。２値化の閾値は、以下のように設定した。
（１）ＳＥＭ画像のうちの二次電子像及び反射電子像を確認し、反射電子像における濃色の境界（結晶粒界に相当する）にラインを引き、結晶粒界の位置を明確にした。
（２）反射電子像の画像を改善するため、結晶粒界のエッジを保ちながら反射電子像の画像を滑らかにした。
（３）反射電子像の画像から、横軸に明るさ、縦軸に頻度をとったグラフを作成した。得られるグラフは二山状のグラフになるため、二つの山の中間点の明るさを２値化の閾値に設定した。

ＳＥＭ画像における第１結晶相の結晶粒子と第２結晶相の結晶粒子の区別は、ＥＰＭＡ分析により行った。そして、第１結晶相の結晶粒子のみなし粒径Ｄａ（ｉ）を、下記のインターセプト法により求めた。

インターセプト法では、まず、ＳＥＭ画像の２つの対角線ＤＧ１，ＤＧ２（図５（Ａ））の少なくとも一方と交差する第１結晶相の結晶粒子を選択した。そして、選択された個々の結晶粒子ＣＧ（図５（Ｂ））について、その最大径Ｄｍａｘを求めてこれを長径Ｄ１とした。最大径Ｄｍａｘは、その結晶粒子ＣＧの外径をあらゆる方向で測定したときの最大値である。そして、この長径Ｄ１の中点を通り長径Ｄ１と直交する直線上における結晶粒子ＣＧの外径を短径Ｄ２とした。また、長径Ｄ１と短径Ｄ２の平均値（Ｄ１＋Ｄ２）／２を、結晶粒子ＣＧのみなし粒径Ｄａ（ｉ）とした。ここで、「（ｉ）」は、ｉ番目の結晶粒子ＣＧの値であることを意味している。平均粒径Ｄａｖｅは、対角線ＤＧ１，ＤＧ２の少なくとも一方と交差するｎ個の結晶粒子ＣＧのみなし粒径Ｄａ（ｉ）の平均値である。インターセプト法で得られる平均粒径Ｄａｖｅの値は、ＳＥＭ画像によって多少の差が発生するため、１０枚のＳＥＭ画像における平均値を使用した。

図６Ａ，６Ｂは、図４Ａ，４Ｂに示したサンプルＰ０１〜Ｐ２５，Ｐ３１〜Ｐ３３について、放電耐久試験前後のノイズ試験の結果を示している。「初期」は、放電耐久試験前のノイズである。「試験Ｔ１」は、スパークプラグ１を、環境温度２５℃の下で放電電圧３０ｋＶで２００時間放電させる放電耐久試験の後に測定したノイズである。「試験Ｔ２」は、スパークプラグ１を、環境温度１５０℃の下で放電電圧３０ｋＶで２００時間放電させる放電耐久試験の後に測定したノイズである。ノイズ試験は、ＪＡＳＯ Ｄ−００２−２（日本自動車技術会伝送規格Ｄ−００２−２）の「自動車−電波雑音特性−第２部 防止器の測定方法 電流法」に従って行った。

ま高周波ノイズの測定対象としては、３０ＭＨｚ，１００ＭＨｚ，３００ＭＨｚの３種類の周波数のノイズを対象とした。なお、図６Ａ，６Ｂでは、図示の便宜上、図４Ａ，４Ｂに示した占有面積率Ｓ１，Ｓ２の記載を省略している。

図６Ａ，６Ｂに示す試験結果から、以下のことが理解できる。
（１）実施例のサンプルＰ０１〜Ｐ２５は、Ｆｅ含有酸化物で形成された第１結晶相と、ペロブスカイト型の導電性金属酸化物で形成された第２結晶相と、を含む導電体６３を用いている。これらのサンプルＰ０１〜Ｐ２５では、放電耐久性試験前の初期のノイズが高々７３ｄＢであって過度に大きくなく、十分なノイズ低減効果が得られている。また、放電耐久試験後においても、ノイズはそれほど増加しておらず、十分なノイズ低減効果を維持することができる。

また、サンプルＰ０１〜Ｐ２５において、第１結晶相と第２結晶相の面積比Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）が、０．０５以上０．６０以下の範囲にある。この範囲にあれば、抵抗値が過度に大きくなることを防止でき、また、Ｆｅ含有酸化物による高周波ノイズの低減効果を十分に確保できる。なお、面積比Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）の範囲は、０．１０以上０．４１以下とすることが更に好ましく、０．１１以上０．１４以下とすることが最も好ましい。

（２）比較例のサンプルＰ３１〜Ｐ３３のうちで、Ｆｅ含有酸化物で形成された第１結晶相を含まないサンプルＰ３１，Ｐ３３では、放電耐久試験前のノイズが３０ＭＨｚで８８ｄＢ以上で大きく、また、放電耐久試験後にノイズが大きく増加している点で好ましくない。サンプルＰ３２は、Ｆｅ含有酸化物で形成された第１結晶相を含んでいるが、放電耐久試験前のノイズが９１ｄＢと大きい点で好ましくない。このサンプルＰ３２とサンプルＰ０３，Ｐ１０のノイズを比較すると、ペロブスカイト型の導電性金属酸化物で形成された第２結晶相は、初期のノイズ低減効果もかなり大きいことが理解できる。サンプルＰ３２は、更に、放電耐久試験後にノイズが大きく増加している点でも好ましくない。この理由は、サンプルＰ３２は、ペロブスカイト型の導電性金属酸化物で形成された第２結晶相を含んでいないため、Ｆｅ含有酸化物が不安定であり、放電耐久試験おいてＦｅ含有酸化物が経時劣化したためであると推定される。すなわち、放電耐久試験において高温になると、Ｆｅ含有酸化物（Ｆｅ_２Ｏ_３）が還元されてＦｅＯに変化してしまい、これに伴ってノイズ低減効果が低下したものと推定される。

（３）実施例のサンプルＰ０６〜Ｐ２５は、ペロブスカイト型の導電性金属酸化物のＡサイトの元素は、Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｙ，Ｙｂの少なくとも一種である点で、サンプルＰ０１〜Ｐ０５よりも好ましい。サンプルＰ０６〜Ｐ２５は、放電耐久試験前のノイズがサンプルＰ０１〜Ｐ０５よりも低い点で好ましいく、この違いはＡサイトの元素の種類に依るものと推定される。すなわち、サンプルＰ０６〜Ｐ２５は、ペロブスカイト型の導電性金属酸化物のＡサイトの元素がＬａ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｙ，Ｙｂのいずれかであり、一方、サンプルＰ０１〜Ｐ０５では、Ａサイトがこれら以外の元素（Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｍｇ）である。例えば、サンプルＰ０４とサンプルＰ０６は，第１結晶相はＢａＦｅ_１２Ｏ_１９で同一であり、第２結晶相の組成が互いに異なる。第２結晶相がＭｇＭｎＯ_３であるサンプルＰ０４よりも、第２結晶相がＬａＭｎＯ_３であるサンプルＰ０６の方がノイズ低減効果が大きく、これはＡサイトの元素の影響であるものと推定される。また、サンプルＰ０６〜Ｐ２５で使用されている他のＡサイトの元素（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｙ，Ｙｂ）も、Ｌａと同様にノイズ低減効果が大きいものと推定される。従って、ペロブスカイト型の導電性金属酸化物のＡサイトの元素は、Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｙ，Ｙｂの少なくとも一種とすることが好ましい。

（４）サンプルＰ１４〜Ｐ２５は、第１結晶相のＦｅ含有酸化物の平均粒径が３．０μｍ以上２５．０μｍ以下であり、平均粒径が３．０μｍ未満又は２５．０μｍを超えるサンプルＰ０１〜Ｐ１３よりもノイズが小さい点で好ましい。例えば、サンプルＰ０６とサンプルＰ１４は，第１結晶相と第２結晶相の組成は同一であり、第１結晶相の平均粒径が大きく異なる。第１結晶相の平均粒径が２６．４μｍｐであるサンプルＰ０６よりも、第１結晶相の平均粒径が３．０μｍであるサンプルＰ１４の方がノイズが小さく、これは第１結晶相の平均粒径の影響であると推定される。平均粒径の範囲は、１０．０μｍ以上２１．０μｍ以下とすることが更に好ましく、１４．０μｍ以上２０．０μｍ以下とすることが最も好ましい。

（５）サンプルＰ１８〜Ｐ２５は、第２結晶相のＦｅ含有酸化物が２種類のフェライトを含んでおり、フェライトが１種類以下であるサンプルＰ０１〜Ｐ１７よりもノイズが小さい点で好ましい。例えば、サンプルＰ１４とサンプルＰ１８は，第２結晶相の組成は同一であり、第１結晶相が１種類のフェライトで形成されているサンプルＰ１７よりも、第１結晶相が２種類のフェライトを含むサンプルＰ１８の方がノイズが小さい。これは、インダクタンス成分として２種類のフェライトを含む影響であると推定される。従って、第１結晶相は、２種類以上のフェライトを含むことが好ましい。

（６）サンプルＰ２２〜Ｐ２５は、プラグ抵抗値が１ｋΩ以上２５ｋΩ以下の範囲にありプラグ抵抗値がこの範囲外にあるサンプルＰ０１〜Ｐ２１よりもノイズが更に小さい点で好ましい。

なお、サンプルＰ２２〜Ｐ２５は、実施例の全サンプルＰ０１〜Ｐ２５の中で、特にノイズが小さく、また、放電耐久試験後もノイズがほとんど増大しない点で最も好ましい。サンプルＰ２２〜Ｐ２５の結果を考慮すれば、各種のパラメータの最も好ましい範囲の組合せは以下の通りである。
[1] 第１結晶相と第２結晶相の面積比Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）：０．１１以上０．１４以下
[2] ペロブスカイト型の導電性金属酸化物のＡサイト：Ｌａ，Ｐｒの１種以上
[3] Ｆｅ含有酸化物の平均粒径：１４．０μ以上２０．０μｍ以下
[4]プラグ抵抗値：１．０ｋΩ以上２５ｋΩ以下

Ｃ．変形例
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。

・変形例１：
スパークプラグとしては、図１，図２に示したもの以外の種々の構成を有するスパークプラグを本発明に適用することが可能である。

１，１ａ…スパークプラグ
２…軸孔
３…絶縁体
４…中心電極
５…端子金具
７…主体金具
８…接地電極
９…ネジ部
１０…滑石
１１…パッキン
１２…小径部
１３…第一段部
１４…中径部
１７…フランジ部
２０…先端部
２９，３０…貴金属チップ
６０，６０ａ…電気的接続部
６１…第１シール層
６２…第２シール層
６３…導電体
６４…抵抗体
Ｏ…軸線

Claims (6)

1. 軸線の方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、前記軸孔の一端側で保持される中心電極と、前記軸孔の他端側で保持される端子金具と、前記軸孔内で前記中心電極と前記端子金具とを電気的に接続する電気的接続部と、前記絶縁体を収容する主体金具と、を備えたスパークプラグにおいて、
   前記電気的接続部は、Ｆｅ含有酸化物で形成された第１結晶相と、ペロブスカイト型の結晶構造を有する導電性の金属酸化物で形成された第２結晶相と、を含む導電体を有することを特徴とするスパークプラグ。
2. 請求項１に記載のスパークプラグであって、
   前記導電体の断面において、前記第１結晶相が占める面積をＳ１とし、前記第２結晶相が占める面積をＳ２としたとき、０．０５≦Ｓ２／（Ｓ１＋Ｓ２）≦０．６０の関係を満たす、ことを特徴とするスパークプラグ。
3. 請求項１又は２に記載のスパークプラグであって、
   前記ペロブスカイト型の結晶構造を有する導電性の金属酸化物は、化学式ＡＢＯ _３と表記され、前記化学式のＡサイトが、Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｒ，Ｙ，Ｙｂの少なくとも一種である、ことを特徴とするスパークプラグ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
   前記Ｆｅ含有酸化物の平均粒径が３．０μｍ以上２５．０μｍ以下である、ことを特徴とするスパークプラグ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
   前記Ｆｅ含有酸化物は、２種類以上のフェライトを含む、ことを特徴とするスパークプラグ。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
   前記電気的接続部は、更に、導電性材料とガラスとを含む抵抗体を含み、
   前記端子金具と前記中心電極との間の抵抗値が、１ｋΩ以上２５ｋΩ以下の範囲にあることを特徴とするスパークプラグ。

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