JP7204704B2 - スパークプラグ - Google Patents

Description

本発明はスパークプラグに関し、特に絶縁体と主体金具との間からのガスの漏洩を抑制できるスパークプラグに関するものである。

絶縁体と主体金具との間に介在させた粉末によって、絶縁体と主体金具との間から燃焼室のガスが漏洩するのを防ぐスパークプラグが知られている。特許文献１には、粒径３０～２００μｍ且つ見かけ密度０．５～１．３ｇ／ｃｍ^３の粉末を用いる技術が開示されている。

特開２００７－１４１８６８号公報

この種のスパークプラグにおいて、絶縁体と主体金具との間からガスをさらに漏洩し難くするために、粉末による気密性を向上する技術が望まれている。

本発明はこの要求に応えるためになされたものであり、粉末による気密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。

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に沿って延びる絶縁体であって、第１部と、第１部の先端側に隣接し第１部の外径よりも外径が大きい張出部と、を備える絶縁体と、絶縁体を外周側から保持し、張出部を後端側から粉末を介して加締める加締め部を有する筒状の主体金具と、を備えるものであって、粉末は比表面積が１．５～４．５ｍ^２／ｇである。

請求項１記載のスパークプラグによれば、粉末の比表面積が１．５～４．５ｍ^２／ｇなので、張出部と加締め部との間に介在する粉末の間をガスが通過し難くなる。よって、粉末による気密性を向上できる。

請求項２記載のスパークプラグによれば、張出部の先端側に隣接する絶縁体の第２部は、張出部の外径よりも外径が小さい。第２部は、先端側に形成された先端向き面と、先端向き面と張出部との間に形成されたストレート部と、を備える。第２部の先端向き面は、主体金具の内周側に形成された棚部に係止される。軸線を含み軸線に沿った断面において、張出部の先端向き面を示す線を延長した第１仮想直線とストレート部の外周面を示す線を延長した第２仮想直線との交点間の距離は６．０ｍｍ以下である。ストレート部が細いので、加締め部が絶縁体の張出部を後端側から粉末を介して加締めるときに棚部と加締め部とにより絶縁体に加えられる荷重が大きくなると、ストレート部と張出部との境界部分が曲げ破壊し易い。

しかし、粉末の比表面積が１．５～４．５ｍ^２／ｇなので、加締め部が粉末を介して加締めるときの荷重が小さくても、加締め部と張出部との間に介在する粉末の充填密度を確保できる。よって、請求項１の効果に加え、交点間の距離が６．０ｍｍ以下のスパークプラグにおいて、粉末の充填密度を確保しつつ絶縁体を破壊し難くできる。

請求項３記載のスパークプラグによれば、軸線を含み軸線に沿った断面において、張出部の先端向き面を示す線を延長した第１仮想直線とストレート部の外周面を示す線を延長した第２仮想直線との交点間の距離と、張出部の外径の最大値と、の差は５．６ｍｍ以上である。そのため、加締め部が絶縁体の張出部を後端側から粉末を介して加締めるときに棚部と加締め部とにより絶縁体に加えられる荷重が大きくなると、ストレート部と張出部との境界部分が曲げ破壊し易い。

しかし、粉末の比表面積が１．５～４．５ｍ^２／ｇなので、加締め部が粉末を介して加締めるときの荷重が小さくても、加締め部と張出部との間に介在する粉末の充填密度を確保できる。よって、請求項１又は２の効果に加え、交点間の距離と張出部の外径の最大値との差が５．６ｍｍ以上のスパークプラグにおいて、粉末の充填密度を確保しつつ絶縁体を破壊し難くできる。

請求項４記載のスパークプラグによれば、粉末の吸湿率は５％以下なので、請求項１から３のいずれかの効果に加え、気密性の経時的な低下を抑制できる。

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。 絶縁体の断面図である。 第２実施の形態におけるスパークプラグの絶縁体の断面図である。 第３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。

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４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１１、主体金具３０及び粉末４０を備えている。

絶縁体１１は、高温下の絶縁性や機械的特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１１は、軸線Ｏに沿って貫通する軸孔１２が形成されている。絶縁体１１は、第１部１３の先端側に張出部１５が隣接し、張出部１５の先端側に第２部１８が隣接している。

図２は絶縁体１１の軸線Ｏを含む断面図である。図２では、絶縁体１１の第１部１３の後端側の図示、及び、第２部１８の先端側の図示が省略されている。張出部１５の外径Ｄ１（張出部１５の外径の最大値）は、第１部１３の外径よりも大きい。第１部１３の外周面１４は、張出部１５の後端向き面１６の後端側に隣接している。張出部１５の後端向き面１６は、先端側に向かうにつれて拡径している。

第２部１８の外径は、張出部１５の外径Ｄ１よりも小さい。第２部１８は、先端側に形成された先端向き面２１と、先端向き面２１と張出部１５との間に形成されたストレート部１９と、を備えている。張出部１５の先端向き面１７は、ストレート部１９の外周面２０の後端側に隣接している。張出部１５の先端向き面１７は、先端側に向かうにつれて縮径している。ストレート部１９の外周面２０は、先端向き面２１の後端側に隣接している。先端向き面２１は、先端側に向かうにつれて縮径している。

本実施形態では、ストレート部１９の外径は、ストレート部１９の軸線方向の全長に亘って一定である。張出部１５の先端向き面１７を示す線を延長した第１仮想直線２２とストレート部１９の外周面２０を示す線を延長した第２仮想直線２３との交点２４は、軸線Ｏを挟んで２箇所に形成される。本実施形態では、交点２４間の距離Ｄ２は６．０ｍｍ以下であり、張出部１５の外径Ｄ１と距離Ｄ２との差は５．６ｍｍ以上である。

図１に戻って説明する。中心電極２５は、軸孔１２の先端側に配置され絶縁体１１に保持される棒状の電極である。中心電極２５は、熱伝導性に優れる芯材が母材に埋設されている。母材はＮｉを主体とする合金またはＮｉからなる金属材料で形成されており、芯材は銅または銅を主成分とする合金で形成されている。芯材を省略することは可能である。

端子金具２６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２６は先端側が絶縁体１１の軸孔１２に挿入されている。端子金具２６は、導電性を有するガラスからなる導電性シール等によって、軸孔１２内で中心電極２５と電気的に接続されている。

主体金具３０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、絶縁体１１を外周側から保持する略円筒状の部材である。主体金具３０は、絶縁体１１の第２部１８の周囲に配置される胴部３１と、胴部３１の後端側に隣接する座部３５と、座部３５の後端側に隣接する接続部３６と、接続部３６の後端側に隣接する工具係合部３７と、工具係合部３７の後端側に隣接する加締め部３８と、を備えている。胴部３１は、内燃機関（図示せず）のねじ穴に螺合するおねじ３２が外周に形成されている。本実施形態では、おねじ３２の呼び径は８ｍｍ以下に設定されている。

胴部３１には、絶縁体１１の先端向き面２１の先端側に位置する円環状の棚部３３が形成されている。棚部３３は、先端側に向かうにつれて縮径する。棚部３３と絶縁体１１の先端向き面２１との間にパッキン３４が介在する。パッキン３４は、主体金具３０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。

座部３５は、内燃機関（図示せず）のねじ穴とおねじ３２との隙間を塞ぐための部位であり、胴部３１の外径よりも外径が大きく形成されている。接続部３６は、加締め部３８（後述する）を用いて主体金具３０を絶縁体１１に組み付けるときに、湾曲状に塑性変形した部位である。工具係合部３７は、内燃機関のねじ穴におねじ３２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。加締め部３８は、主体金具３０を絶縁体１１に組み付けるときに塑性変形して、径方向の内側へ向けて屈曲した部位である。加締め部３８は、絶縁体１１の張出部１５よりも後端側に位置する。

接地電極３９は、主体金具３０の胴部３１に接合された棒状の金属製（例えばニッケル基合金製）の部材である。本実施形態では、接地電極３９は先端側が屈曲している。接地電極３９は、中心電極２５との間に火花ギャップを形成する。絶縁体１１の第１部１３の外周面１４と主体金具３０との間であって、絶縁体１１の張出部１５と主体金具３０の加締め部３８との間には、粉末４０が充填されている。張出部１５と粉末４０との間、加締め部３８と粉末４０との間に、それぞれリング状のパッキン４１が配置されている。

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、中心電極２５を絶縁体１１の軸孔１２に挿入し、中心電極２５の先端が絶縁体１１の先端から突出するように配置する。中心電極２５と端子金具２６との導通を確保しながら、絶縁体１１の軸孔１２に端子金具２６を挿入する。次に、予め接地電極３９が接続された主体金具３０に絶縁体１１を挿入し、主体金具３０の棚部３３にパッキン３４を介して絶縁体１１の先端向き面２１を置く。絶縁体１１の第１部１３の外周面１４と張出部１５の後端向き面１６との境界部分にパッキン４１を置き、絶縁体１１の第１部１３と主体金具３０との間に粉末４０を充填する。充填した粉末４０の上にパッキン４１を置き、主体金具３０の加締め部３８を屈曲して粉末４０に荷重を加え、粉末４０を介して張出部１５を後端側から加締める。

これにより、主体金具３０の棚部３３から加締め部３８までの部位は、パッキン３４や粉末４０を介して、絶縁体１１のうちストレート部１９から張出部１５までの部位に軸線方向の圧縮荷重を加える。その結果、絶縁体１１の外周に主体金具３０が固定される。接地電極３９を屈曲してスパークプラグ１０を得る。

加締め部３８が、張出部１５を後端側から粉末４０を介して加締めることにより、粉末４０は圧縮される。これにより、絶縁体１１の第１部１３の外周面１４と主体金具３０との間の気密を確保できる。さらに、主体金具３０の棚部３３と絶縁体１１の先端向き面２１とにパッキン３４が密着し、パッキン３４が全周に亘って軸線方向に圧縮されるので、主体金具３０の棚部３３と絶縁体１１の先端向き面２１との間の気密を確保できる。

粉末４０は、鉱物や人工の無機物などで作られている。粉末４０は、滑石が含まれているものが好ましい。滑石は硬度が低く、加締め部３８による加締めによって張出部１５と加締め部３８との間で押しつぶされて鱗片状に砕かれる。そのため、張出部１５と加締め部３８との間に充填された粉末４０を稠密にできるからである。粉末４０のうち滑石の含有率は５０ｗｔ％以上が好ましく、８０ｗｔ％以上がより好ましい。滑石の含有率がこの範囲内であると、滑石によって粉末４０を稠密にし易いからである。

ここで、絶縁体１１の張出部１５と加締め部３８との間に充填された粉末４０の比表面積が小さいと、充填された粉末間の隙間が大きくなるので、その隙間をガスが通過し易くなる。一方、粉末４０の比表面積が大きいと、加締め部３８に近い位置の粉末の充填密度は高くできるが、加締め部３８から離れた位置にある粉末に加締め部３８による荷重が伝わり難くなるので、加締め部３８から離れた位置の充填密度は低くなる。充填密度の低い部位の体積を小さくできないので、気密性が低下する。

これに対し、張出部１５と加締め部３８との間に介在する粉末４０の比表面積が１．５～４．５ｍ^２／ｇであると、充填された粉末４０間の隙間を小さくできると共に、粉末４０のうち充填密度が高い部位の体積を大きくできる。これにより、粉末４０の間を燃焼室内のガスが通過し難くなるので、粉末４０による気密性を向上できる。

粉末４０の比表面積は、１本のスパークプラグ１０から採取した粉末４０を用いて、その１本分ごとに測定される。粉末４０は、加締め部３８を切断し、２つのパッキン４１のうち後端側のパッキン４１を取り外したのち、外部から主体金具３０に振動を与えることで採取される。採取された粉末４０は、取り出したままの状態でＪＩＳ Ｚ８８３０：２０１３（ＩＳＯ９２７７：２０１０）に従って、例えば全自動比表面積測定装置（Ｍａｃｓｏｒｂ ＨＭ－１２０８）を用いてＢＥＴ法により比表面積が測定される。

比表面積の測定を行う前に、脱ガス処理を温度２００℃、窒素ガス雰囲気で行い、粉末４０の表面に物理吸着した物質を取り除く。比表面積の測定に用いる吸着ガスは窒素であり、吸着ガス量は静的容量法により測定する。測定温度は常温（１５～２５℃）である。パラメータは多点法により算出する。

粉末４０は、吸湿率が５％以下に設定されるのが好ましい。粉末４０の吸湿率が５％以下であると、気密性の経時的な低下を抑制できる。例えば適量の油の添加により粉末４０の吸湿率を５％以下にできる。粉末４０の吸湿率は、１本のスパークプラグ１０から採取した粉末４０を用いて、その１本分ごとに測定される。粉末４０は、加締め部３８を切断し、２つのパッキン４１のうち後端側のパッキン４１を取り外したのち、外部から主体金具３０に振動を与えることで採取される。まず、１本のスパークプラグ１０から採取された粉末４０を、取り出したままの状態で７０℃の乾燥器に入れて２４時間乾燥した後、質量（以下「乾燥質量」と称す）をスパークプラグ１０の１本分ごとに測定する。乾燥質量を測定した粉末を全て、温度３０℃湿度１００％に保った容器内で７日間放置した後、質量（以下「湿潤質量」と称す）をスパークプラグ１０の１本分ごとに測定する。吸湿率（％）＝（湿潤質量－乾燥質量）／乾燥質量・１００である。

粉末４０の比表面積が１．５～４．５ｍ^２／ｇであるときに、粉末４０の充填密度は、主体金具３０の加締め部３８を用いて粉末４０を介して張出部１５を後端側から加締めるときの荷重に依存する。この荷重が大きくなると粉末４０の充填密度を高くできるが、絶縁体１１の交点２４間の距離Ｄ２は６．０ｍｍ以下なので、加締め部３８と棚部３３とが絶縁体１１及び粉末４０に加える荷重が大きくなると、ストレート部５３と張出部１５との境界部分が曲げ破壊し易くなる。

しかし、粉末４０の比表面積が１．５～４．５ｍ^２／ｇなので、加締め部３８による荷重が小さくても、加締め部３８と張出部１５との間に介在する粉末４０の充填密度を確保できる。よって、交点２４間の距離Ｄ２が６．０ｍｍ以下のスパークプラグ１０において、粉末４０の充填密度を確保しつつ、ストレート部５３と張出部１５との境界部分を破壊し難くできる。

また、張出部１５の外径Ｄ１の最大値と距離Ｄ２との差は５．６ｍｍ以上なので、加締め部３８と棚部３３とが絶縁体１１及び粉末４０に加える荷重により曲げモーメントが大きくなると、ストレート部５３と張出部１５との境界部分が曲げ破壊し易くなる。しかし、粉末４０の比表面積が１．５～４．５ｍ^２／ｇなので、加締め部３８による荷重が小さくても、加締め部３８と張出部１５との間に介在する粉末４０の充填密度を確保できる。よって、交点２４間の距離Ｄ２と張出部１５の外径Ｄ１の最大値との差が５．６ｍｍ以上のスパークプラグ１０において、粉末４０の充填密度を確保しつつ、ストレート部５３と張出部１５との境界部分を破壊し難くできる。

図３は第２実施の形態におけるスパークプラグの絶縁体５１の断面図である。絶縁体５１は、第１実施形態におけるスパークプラグ１０の絶縁体１１に代えて配置される。なお、第１実施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。

絶縁体５１は、張出部１５の先端側に隣接する第２部５２を備えている。第２部５２の外径は、張出部１５の外径Ｄ１よりも小さい。第２部５２は、先端側に形成された先端向き面５５と、先端向き面５５と張出部１５との間に形成されたストレート部５３と、を備えている。ストレート部５３の外周面５４は、先端側に向かうにつれて縮径している。

張出部１５の先端向き面１７を示す線を延長した第１仮想直線２２とストレート部５３の外周面５４を示す線を延長した第２仮想直線５６との交点５７は、軸線Ｏを挟んで２箇所に形成される。本実施形態においても、交点５７間の距離Ｄ２は６．０ｍｍ以下であり、張出部１５の外径Ｄ１と距離Ｄ２との差は５．６ｍｍ以上である。よって、第２実施の形態によれば、第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。

図４を参照して第３実施の形態について説明する。第１実施形態および第２実施形態では、主体金具３０の棚部３３と加締め部３８との間で、絶縁体１１，５１の張出部１５及び第２部１８，５２を保持する場合について説明した。これに対し第３実施形態では、主体金具８０の座部８４と加締め部８７との間で、絶縁体６１の張出部６５を保持する場合について説明する。

図４は第３実施の形態におけるスパークプラグ６０の軸線Ｏを境にした片側断面図である。スパークプラグ６０は、絶縁体６１、主体金具８０及び粉末９１を備えている。絶縁体６１は、高温下の絶縁性や機械的特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り、軸線Ｏに沿って貫通する軸孔６２が形成されている。絶縁体６１は、第１部６３の先端側に張出部６５が隣接し、張出部６５の先端側に第２部６８が隣接している。

張出部６５の外径は、第１部６３の外径よりも大きい。第１部６３の外周面６４は、張出部６５の後端向き面６６の後端側に隣接している。張出部６５の後端向き面６６は、先端側に向かうにつれて拡径している。張出部６５の先端向き面６７は、先端側に向かうにつれて縮径している。第２部６８の外径は、張出部６５の外径よりも小さい。第２部６８の外周面には、第２部６８の周方向に延びる溝６９が形成されている。溝６９にはリング状の伝熱部材７０が配置されている。

中心電極７１は、軸孔６２の先端側に配置され絶縁体６１に保持されている。端子金具７２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、先端側が絶縁体６１の軸孔６２に挿入されている。端子金具７２は、導電性を有するガラスからなる導電性シール等によって、軸孔６２内で中心電極７１と電気的に接続されている。

主体金具８０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８０は、絶縁体６１の第２部６８の周囲に配置される胴部８１と、胴部８１の後端側に隣接する座部８４と、座部８４の後端側に隣接する接続部８５と、接続部８５の後端側に隣接する工具係合部８６と、工具係合部８６の後端側に隣接する加締め部８７と、を備えている。胴部８１は、内燃機関（図示せず）のねじ穴に螺合するおねじ８２が外周に形成されている。伝熱部材７０は、胴部８１の内周面８３に接触している。

加締め部８７は、主体金具８０を絶縁体６１に組み付けるときに塑性変形して、径方向の内側へ向けて屈曲した部位である。加締め部８７は、絶縁体６１の張出部６５よりも後端側に位置する。座部８４の内周面８８は後端側を向き、張出部６５の先端向き面６７と対向する。座部８４の内周面８８は、先端側に向かうにつれて縮径している。

座部８４の内周面８８と張出部６５の先端向き面６７との間にパッキン８９が介在する。パッキン８９は、主体金具８０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。接地電極９０は、主体金具８０の胴部８１に接合された棒状の金属製（例えばニッケル基合金製）の部材である。接地電極９０は、中心電極７１との間に火花ギャップを形成する。絶縁体６１の第１部６３の外周面６４と主体金具８０との間であって、絶縁体６１の張出部６５と主体金具８０の加締め部８７との間には、粉末９１が充填されている。張出部６５と粉末９１との間、加締め部８７と粉末９１との間に、それぞれリング状のパッキン９２が配置されている。

スパークプラグ６０は、例えば以下のような方法によって製造される。まず、中心電極７１を絶縁体６１の軸孔６２に挿入し、中心電極７１の先端が絶縁体６１の先端から突出するように配置する。中心電極７１と端子金具７２との導通を確保しながら、絶縁体６１の軸孔６２に端子金具７２を挿入する。次に、予め接地電極９０が接続された主体金具８０に、伝熱部材７０が溝６９に配置された絶縁体６１を挿入し、主体金具８０の座部８４にパッキン８９を介して張出部５６の先端向き面６７を置く。絶縁体６１の第１部６３の外周面６４と張出部６５の後端向き面６６との境界部分にパッキン９２を置き、絶縁体６１の第１部６３と主体金具８０との間に粉末９１を充填する。充填した粉末９１の上にパッキン９２を置き、主体金具８０の加締め部８７を屈曲して、粉末９１を介して張出部６５を後端側から加締める。

これにより、主体金具８０の座部８４から加締め部８７までの部位は、パッキン８９や粉末９１を介して、絶縁体６１の張出部６５に軸線方向の圧縮荷重を加える。その結果、絶縁体６１の外周に主体金具８０が固定される。接地電極９０を屈曲してスパークプラグ６０を得る。

加締め部８７が、張出部６５を後端側から粉末９１を介して加締めることにより、粉末９１は圧縮される。これにより、絶縁体６１の第１部６３の外周面６４と主体金具８０との間の気密を確保できる。さらに、主体金具８０の座部８４の内周面８８と絶縁体６１の張出部６５の先端向き面６７とにパッキン８９が密着するので、主体金具８０の座部８４と絶縁体６１の張出部６５との間の気密を確保できる。

張出部６５と加締め部８７との間に介在する粉末９１の比表面積が１．５～４．５ｍ^２／ｇであると、充填された粉末９１間の隙間を小さくできると共に、粉末９１のうち充填密度が高い部位の体積を大きくできる。これにより、粉末９１の間を燃焼室内のガスが通過し難くなるので、粉末９１による気密性を向上できる。

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。

（試験１）
第１実施形態におけるスパークプラグ１０を用いて、粉末４０の比表面積と気密性との関係を調べる試験を行った。粉末４０は滑石（純度９５ｗｔ％以上）を用いた。粉末４０の吸湿率（試験２において詳述する）は５％とした。試験に用いたサンプルは、以下のようにして製造した。まず、軸孔１２内で中心電極２５及び端子金具２６が電気的に接続された絶縁体１１を、接地電極３９が接続された主体金具３０に挿入し、主体金具３０の棚部３３にパッキン３４を介して絶縁体１１の先端向き面２１を置いた。パッキン３４は周方向に分割されているものを用いた。

絶縁体１１の第１部１３の外周面１４と張出部１５の後端向き面１６との境界部分にパッキン４１を置き、絶縁体１１の第１部１３と主体金具３０との間に粉末４０を充填した。充填した粉末４０の上にパッキン４１を置き、主体金具３０の加締め部３８に荷重を加えて、粉末４０を介して張出部１５を後端側から加締め、棚部３３と加締め部３８とにより絶縁体１１及び粉末４０を保持した。粒度の異なる粉末４０を用いることにより、粉末４０の比表面積が異なる種々のサンプルを得た。

試験は、サンプルを１５０℃の雰囲気に３時間保った後、２００℃の雰囲気で主体金具３０の先端部に１．５ＭＰａの空気圧を加えて、加締め部３８と絶縁体１１との間からの空気の漏れを測定した。パッキン３４が周方向に分割されているので、主体金具３０の先端部の空気圧は粉末４０に加わる。空気の漏洩量が１ｍＬ／分以下のものをＡ（気密性が優れる）、空気の漏洩量が２ｍＬ／分以下のものをＢ、空気の漏洩量が２ｍＬ／分よりも多いものをＣ（気密性が劣る）と評価した。

試験後、各サンプルから粉末を採取した。粉末は、加締め部３８を切断し、２つのパッキン４１のうち後端側のパッキン４１を取り外したのち、外部から主体金具３０に振動を与えることで採取される。採取した粉末は、取り出したままの状態で、脱ガス処理を窒素ガス雰囲気中で温度２００℃、１時間行った。全自動比表面積測定装置（Ｍａｃｓｏｒｂ ＨＭ－１２０８）を用い、２０℃の測定温度において、ＢＥＴ法により比表面積を測定した。粉末の比表面積は、１本のスパークプラグ１０から採取した粉末を用いて、そのスパークプラグ１０の１本分ごとに測定される。なお、測定に用いた吸着ガスは窒素であり、吸着ガス量は静的容量法により測定した。パラメータは多点法により算出した。

粉末の比表面積と漏洩量の評価との関係を表１に示す。試験１によれば、表１に示すように粉末の比表面積が１．５～４．５ｍ^２／ｇであると、空気の漏洩量を１ｍＬ／分以下にできることが明らかになった。

（試験２）
第１実施形態におけるスパークプラグ１０を用いて、粉末４０の吸湿率と気密性との関係を調べる試験を行った。粉末４０は滑石（純度９５ｗｔ％以上）を用いた。粉末に添加する油の量を変えて、吸湿率が異なる種々の粉末を得た。次いで、試験１と同様にサンプルを製造して、種々のサンプルを得た。

試験は、サンプルを温度３０℃湿度１００％の湿潤雰囲気に２４時間保った後、サンプルを１５０℃の雰囲気に３時間保ち、次いで、２００℃の雰囲気で主体金具３０の先端部に１．５ＭＰａの空気圧を加えて、加締め部３８と絶縁体１１との間からの空気の漏れを測定した。空気の漏洩量が１ｍＬ／分以下のものをＡ、空気の漏洩量が２ｍＬ／分以下のものをＢ、空気の漏洩量が２ｍＬ／分よりも多いものをＣと評価した。

試験後、各サンプルから粉末を採取した。粉末は、加締め部３８を切断し、２つのパッキン４１のうち後端側のパッキン４１を取り外したのち、外部から主体金具３０に振動を与えることで採取される。以下のようにして粉末の吸湿率を測定した。まず、採取した粉末は、取り出したままの状態で、７０℃の乾燥器に入れて２４時間乾燥した後、質量（乾燥質量）をそのスパークプラグ１０の１本分ごとに測定し、次に、その粉末を温度３０℃湿度１００％に保った容器内で７日間放置した後、質量（湿潤質量）をスパークプラグ１０の１本分ごとに測定した。吸湿率（％）＝（湿潤質量－乾燥質量）／乾燥質量・１００である。試験２のサンプルから採取した粉末の比表面積を試験１と同様に測定して、比表面積は１．５～４．５ｍ^２／ｇであることを確認した。

粉末の吸湿率と漏洩量の評価との関係を表２に示す。試験２によれば、表２に示すように粉末の吸湿率が５％以下であると、湿潤雰囲気にスパークプラグが放置された後も、空気の漏洩量を１ｍＬ／分以下にできることが明らかになった。粉末の吸湿率が５％以下であると、粉末の気密性が、外部環境の影響を受け難くなることがわかった。

（試験３）
第１実施形態におけるスパークプラグ１０を用いて、絶縁体１１の交点２４間の距離Ｄ２と耐衝撃性試験との関係を調べる試験を行った。絶縁体１１の張出部１５の外径Ｄ１の最大値と交点２４間の距離Ｄ２との差は一定値（５．０ｍｍ）であって交点２４間の距離Ｄ２が異なる種々の絶縁体１１を用い、試験１と同様にして種々のサンプルを得た。パッキン３４は円環状のもの（周方向に分割されていないもの）を用いた。サンプルを製造するときに加締め部３８が粉末４０に加える荷重は、加締め時に絶縁体１１のストレート部１９が破損しないように、距離Ｄ２が短いサンプルほど小さくした。

試験は、ＪＩＳ Ｂ８０３１：２００６に規定される耐衝撃性試験に示す試験装置にサンプルを取り付け、毎分４００回の割合で２０分間衝撃を加え、異状が生じた時間を測定した。試験後、加締め部３８を切断し、各サンプルから粉末を採取し、試験１と同様に粉末の比表面積を測定した。採取した粉末の吸湿率を試験２と同様に測定して、吸湿率は５％以下であることを確認した。

粉末の比表面積、交点２４間の距離Ｄ２、及び、耐衝撃性試験において異状が生じた時間を表３に示す。耐衝撃性試験において２０分間衝撃を加えて異状が生じなかったものは表３に「＞２０（分）」と記した。

試験３によれば、表３に示すように粉末の比表面積が１．０ｍ^２／ｇであって距離Ｄ２が５．０－１０．０ｍｍのサンプル１５－１７は、耐衝撃試験において４分以内に異状が生じた。特に、距離Ｄ２が６．０ｍｍ以下のサンプル１６，１７は、２分間の耐衝撃試験において異状が生じた。

これに対し、粉末の比表面積が２．３ｍ^２／ｇであって距離Ｄ２が６．０ｍｍ以下のサンプル１３，１４、及び、粉末の比表面積が２．３ｍ^２／ｇであって距離Ｄ２が１０．０ｍｍのサンプル１５は、２０分間の耐衝撃試験においても異状が生じなかった。このことから、粉末の比表面積が２．３ｍ^２／ｇであると、距離Ｄ２が６．０ｍｍ以下であって加締め時に粉末に加える荷重を小さくしても、粉末の充填密度を確保できるので、耐衝撃試験において異状を生じ難くできると推察される。

（試験４）
第１実施形態におけるスパークプラグ１０を用いて、絶縁体１１の張出部１５の外径Ｄ１から距離Ｄ２を減じた値と耐衝撃性試験との関係を調べる試験を行った。絶縁体１１の距離Ｄ２は一定（７．０ｍｍ）であって張出部１５の外径Ｄ１が異なる種々の絶縁体１１を用い、試験１と同様にして種々のサンプルを得た。パッキン３４は円環状のもの（周方向に分割されていないもの）を用いた。サンプルを製造するときに加締め部３８が粉末４０に加える荷重は、加締め時に絶縁体１１のストレート部１９が破損しないように、外径Ｄ１と距離Ｄ２との差が大きいサンプルほど小さくした。

試験は、ＪＩＳ Ｂ８０３１：２００６に規定される耐衝撃性試験に示す試験装置にサンプルを取り付け、毎分４００回の割合で２０分間衝撃を加え、異状が生じた時間を測定した。試験後、加締め部３８を切断し、各サンプルから粉末を採取し、試験１と同様に粉末の比表面積を測定した。採取した粉末の吸湿率を試験２と同様に測定して、吸湿率は５％以下であることを確認した。

粉末の比表面積、外径Ｄ１と距離Ｄ２との差（Ｄ１－Ｄ２）、及び、耐衝撃性試験において異状が生じた時間を表４に示す。耐衝撃性試験において２０分間衝撃を加えて異状が生じなかったものは表４に「＞２０（分）」と記した。

試験４によれば、表４に示すように粉末の比表面積が１．０ｍ^２／ｇであってＤ１－Ｄ２が４．６ｍｍのサンプル２１は、２０分間の耐衝撃試験においても異状が生じなかった。しかし、粉末の比表面積が１．０ｍ^２／ｇであってＤ１－Ｄ２が５．６－８．５ｍｍのサンプル２２，２３は、耐衝撃試験において５分以内に異状が生じた。

これに対し、粉末の比表面積が２．３ｍ^２／ｇであってＤ１－Ｄ２が５．６－８．５ｍｍのサンプル１９，２０は、２０分間の耐衝撃試験においても異状が生じなかった。このことから、粉末の比表面積が２．３ｍ^２／ｇであると、Ｄ１－Ｄ２が５．６ｍｍ以上であって加締め時に粉末に加える荷重を小さくしても、粉末の充填密度を確保できるので、耐衝撃試験において異状を生じ難くできると推察される。

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。

第１実施形態および第２実施形態では、主体金具３０のおねじ３２の呼び径が８ｍｍ以下のスパークプラグ１０であって、外径Ｄ１と距離Ｄ２との差が５．６ｍｍ以上、且つ、距離Ｄ２が６．０ｍｍ以下のスパークプラグ１０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。スパークプラグのおねじの呼び径、外径Ｄ１と距離Ｄ２との差、距離Ｄ２は任意に設定できる。

第３実施形態では、第２部６８の溝６９に伝熱部材７０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。例えばろう材などを用いて、第２部６８の外周面に伝熱部材７０を接着することは当然可能である。

実施形態では、アーク放電を利用するスパークプラグ１０，６０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。他のスパークプラグに本発明を適用することは当然可能である。他のスパークプラグとしては、例えばコロナ放電や誘電体バリア放電を利用するスパークプラグが挙げられる。

実施形態では、パッキン３４，８９を介して主体金具３０，８０に絶縁体１１，６１を係止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３４，８９を省略して、主体金具３０，８０に絶縁体１１，６１を係止することは当然可能である。

１０，６０ スパークプラグ
１１，５１，６１ 絶縁体
１３，６３ 第１部
１５，６５ 張出部
１７，６７ 張出部の先端向き面
１８，５２ 第２部
１９，５３ ストレート部
２０，５４ ストレート部の外周面
２１，５５ 先端向き面
２２ 第１仮想直線
２３，５６ 第２仮想直線
２４，５７ 交点
３０，８０ 主体金具
３３ 棚部
３８，８７ 加締め部
４０，９１ 粉末
Ｄ１ 外径
Ｄ２ 距離
Ｏ 軸線

Claims (4)

1. 先端側から後端側へと軸線に沿って延びる絶縁体であって、第１部と、前記第１部の先端側に隣接し前記第１部の外径よりも外径が大きい張出部と、を備える絶縁体と、
   前記絶縁体を外周側から保持し、前記張出部を後端側から粉末を介して加締める加締め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、
   前記粉末は比表面積が１．５～４．５ｍ^２／ｇであるスパークプラグ。
2. 前記絶縁体は、前記張出部の先端側に隣接し前記張出部の外径よりも外径が小さい第２部を備え、
   前記第２部は、先端側に形成された先端向き面と、前記先端向き面と前記張出部との間に形成されたストレート部と、を有し、
   前記第２部の前記先端向き面は、前記主体金具の内周側に形成された棚部に係止され、
   前記軸線を含み前記軸線に沿った断面において、
   前記張出部の先端向き面を示す線を延長した第１仮想直線と前記ストレート部の外周面を示す線を延長した第２仮想直線との交点間の距離は６．０ｍｍ以下である請求項１記載のスパークプラグ。
3. 前記絶縁体は、前記張出部の先端側に隣接し前記張出部の外径よりも外径が小さい第２部を備え、
   前記第２部は、先端側に形成された先端向き面と、前記先端向き面と前記張出部との間に形成されたストレート部と、を有し、
   前記第２部の前記先端向き面は、前記主体金具の内周側に形成された棚部に係止され、
   前記軸線を含み前記軸線に沿った断面において、
   前記張出部の先端向き面を示す線を延長した第１仮想直線と前記ストレート部の外周面を示す線を延長した第２仮想直線との交点間の距離と、前記張出部の外径の最大値と、の差は５．６ｍｍ以上である請求項１又は２に記載のスパークプラグ。
4. 前記粉末の吸湿率は５％以下である請求項１から３のいずれかに記載のスパークプラグ。

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