KR101747613B1 - 점화 플러그 - Google Patents

Abstract

점화 플러그는 축 구멍을 가지는 절연애자와, 축 구멍의 선단측에 삽입 설치된 중심전극과, 축 구멍의 후단측에 삽입 설치된 단자전극과, 유리 및 도전성의 카본을 포함하고, 축 구멍 내에 있어서 중심전극 및 단자전극 사이에 배치된 전극간 배치체를 구비한다. 전극간 배치체의 저항값이 1.0㏀ 이상 3.0㏀ 이하로 되고, 전극간 배치체 중 중심전극 후단과 단자전극 선단 사이의 중심점보다도 선단측에 위치하는 선단측 부위에 있어서, 카본의 함유량이 1.5질량％ 이상 4.0질량％ 이하로 된다. 또한, 선단측 부위의 저항값이 전극간 배치체 중 중심점보다도 후단측에 위치하는 후단측 부위의 저항값보다도 작게 된다.

Description

점화 플러그{SPARK PLUG}

본 개시는 내연기관 등에 사용되는 점화 플러그에 관한 것이다.

점화 플러그는 내연기관 등에 장착되어 연소실 내의 혼합기 등으로의 착화를 위해 이용된다. 일반적으로 점화 플러그는 축 구멍을 가지는 절연체와, 축 구멍의 선단측에 삽입되는 중심전극과, 축 구멍의 후단측에 삽입되는 단자전극과, 절연체의 외주에 설치되는 금속 셀과, 금속 셀의 선단부에 고정되는 접지전극을 구비하고 있다. 또, 중심전극의 선단부와 접지전극의 선단부의 사이에는 간극이 형성되어 있으며, 중심전극(간극)에 전압을 인가하고, 간극에서 불꽃 방전을 발생시키는 것에 의해, 혼합기 등으로의 착화가 이루어지도록 되어 있다.

또, 내연기관 등의 동작에 수반하여 발생하는 전파 잡음을 억제하기 위해서, 축 구멍 내의 중심전극 및 단자전극 사이에 저항체를 설치하는 일이 있다(예를 들면, 특허문헌 1 등 참조). 일반적으로 저항체는 도전성 재료로서의 카본, 유리 분말 및 세라믹 입자 등을 포함하여 이루어지는 저항체 조성물을 압축 가열함으로써 형성된다. 또, 형성된 저항체는 유리 및 카본을 구비하고 있으며, 입자 형상의 골재상(骨材相)의 주위에 주로 용융 유리로 이루어지는 개재상(介在相)이 존재하는 분상(分相) 상태로 되어 있고. 개재상에는 카본이나 세라믹 입자가 포함되어 있다. 그리고 개재상 중의 카본으로 이루어지는 도전 경로를 통하여 중심전극 및 단자전극 사이가 전기적으로 접속되어 있다.

특허문헌 1: 일본국 특개2006-66086호 공보 특허문헌 2: 일본국 특개2005-327743호 공보

그런데 근래에는, 착화성의 향상을 도모하기 위해, 단자전극의 선단과 중심전극의 후단의 사이에 배치되는 전극간 배치체(저항체를 포함)의 저항값을 비교적 작은 것으로 한 점화 플러그가 제안되어 있다. 이와 같은 점화 플러그에 있어서는, 불꽃 방전의 발생시에, 전극간 배치체(저항체)를 흐르는 전류가 비교적 큰 것으로 되기 때문에, 저항체에 형성된 상기 도전 경로가 고온으로 되기 쉽다. 또한, 전극간 배치체 중, 연소실측에 배치되고, 사용시에 있어서 특히 고온으로 되기 쉬운 선단측 부위에 있어서는, 비교적 큰 전류가 흐르는 것과 더불어서 도전 경로가 매우 고온으로 되어 급속히 산화될 우려가 있다. 그 결과, 사용에 수반하여 전극간 배치체(저항체)의 저항값이 급격하게 증대할 우려가 있다. 즉, 전극간 배치체의 저항값이 비교적 작은 점화 플러그에 있어서는, 양호한 부하수명특성을 확보하는 것이 어렵다.

또, 근래 엔진의 고출력화 등에 의해, 전파잡음성능과 내구성의 한층의 향상이 요구되어 있다.

본 개시는 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 그 제 1 이점은 전극간 배치체의 저항값이 비교적 작고, 양호한 부하수명특성을 확보하는 것이 어려운 점화 플러그에 있어서, 우수한 부하수명특성을 더욱 확실하게 실현하는 것에 있다. 또, 제 2 이점은 전파 노이즈의 억제성능과 저항체의 수명을 향상시키는 것이다.

이하, 상기 이점의 적어도 일부를 실현하는데에 적합한 본 개시형태에 대해 항 분류하여 설명한다.

형태 1. 본 형태의 점화 플러그는,

축선 방향으로 관통하는 축 구멍을 가지는 절연체와,

상기 축 구멍의 선단측에 삽입 설치된 중심전극과,

상기 축 구멍의 후단측에 삽입 설치된 단자전극과,

유리 및 도전성의 카본을 포함하고, 상기 축 구멍 내에 있어서 상기 중심전극 및 상기 단자전극 사이에 배치된 전극간 배치체를 구비하는 점화 플러그로서,

상기 전극간 배치체 중 상기 축선 방향에 있어서의 상기 중심전극 후단과 상기 단자전극 선단 사이의 중심점보다도 선단측에 위치하는 선단측 부위에 있어서, 상기 카본의 함유량이 1.5질량％ 이상 4.0질량％ 이하로 됨과 아울러,

상기 전극간 배치체의 저항값이 1.0㏀ 이상 3.0㏀ 이하이며,

상기 전극간 배치체 중 상기 축선 방향에 있어서의 상기 중심전극 후단과 상기 단자전극 선단 사이의 중심점보다도 후단측에 위치하는 후단측 부위의 저항값보다도 상기 선단측 부위의 저항값이 작은 것을 특징으로 한다.

상기 형태 1에 따르면, 전극간 배치체의 저항값이 1.0㏀ 이상으로 되어 있고, 중심전극에 전압을 인가했을 때에, 전극간 배치체에 비교적 큰 전류가 흐르도록 구성되어 있다. 따라서, 전극간 배치체 중 특히 고온으로 되는 선단측 부위에 있어서, 카본에 의해 형성된 도전 경로의 급격한 산화가 염려된다.

이 점, 상기 형태 1에 따르면, 전극간 배치체의 선단측 부위에 있어서, 카본의 함유량이 1.5질량％ 이상으로 되어 있다. 따라서, 선단측 부위에 있어서 형성되는 도전 경로를 충분히 굵게 할 수 있어 통전시에 도전 경로에서 발생하는 열을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 도전 경로의 산화를 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 상기 형태 1에 따르면, 카본 함유량이 4.0질량％ 이하로 되어 있고, 카본의 응집을 충분히 억제할 수 있는 정도로 카본 함유량이 억제되어 있다. 따라서, 선단측 부위에 있어서, 충분한 수의 도전 경로를 형성할 수 있다. 그 결과, 도전 경로의 일부가 산화한 것만으로 선단측 부위(전극간 배치체)의 저항값이 급격하게 증대한다고 하는 사태를 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 특히 전극간 배치체 중 선단측 부위는 연소실로부터의 열을 받기 쉽기 때문에, 이 부위의 카본 함유량을 규정하는 것은 매우 유효하다. 상기 형태 1에 따르면, 저항값을 3.0㏀ 이하로 제어할 뿐만 아니라, 카본 함유량을 규정하는 것에 의해 내구성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 카본 함유량을 과도하게 크게 하면, 도전 경로는 증가하지만, 저항값이 낮아진다(내구성이 저하된다). 본 실시예에서는 유리 함유량을 비교적 적게 하고, 단위면적당의 카본 함유량을 적게 하는(카본 밀도를 낮게 하는) 것에 의해 필요한 저항값으로 되도록 조정된다. 단, 유리 함유량이 과도하게 적게 되면, 유리의 변형에 의한 전극간 배치체의 고밀도화가 불충분하게 되어 양호한 내구성을 실현할 수 없을 우려가 있다. 또, 카본 함유량이 과도하게 적게 되면, 카본 농도가 높은 도전 경로가 소수만 형성되게 되어 양호한 내구성을 실현할 수 없을 우려가 있다.

또한, 상기 형태 1에 따르면, 전극간 배치체에 있어서, 후단측 부위의 저항값보다도 선단측 부위의 저항값이 작아지도록 구성되어 있다. 따라서, 통전시에 있어서 선단측 부위에서 발생하는 열을 한층 저감시킬 수 있다. 그 결과, 도전 경로의 산화를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

이상과 같이, 상기 형태 1에 따르면, 고온으로 되기 쉽고, 도전 경로의 산화가 더욱 염려되는 선단측 부위에 있어서, 도전 경로의 산화를 매우 효과적으로 억제할 수 있으며, 또, 도전 경로의 일부가 산화했다고 해도, 저항값이 급격하게 증대한다고 하는 사태를 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 그 결과, 전극간 배치체의 저항값이 1.0㏀ 이상 3.0㏀ 이하로 되어, 양호한 부하수명특성을 확보하는 것이 어려운 점화 플러그에 있어서, 우수한 부하수명특성을 더욱 확실하게 실현할 수 있다.

또한, 본 발명은 다양한 형태로 실현 가능하고, 예를 들면, 점화 플러그, 점화 플러그를 탑재하는 내연기관 등의 형태로 실현할 수 있다.

도 1은 점화 플러그의 구성을 나타내는 일부 파단 정면도이다.
도 2는 저항체의 구성을 나타내는 확대 단면 모식도이다.
도 3은 전극간 배치체 등을 나타내는 확대 단면도이다.
도 4는 점화 플러그의 일례의 단면도이다.
도 5는 저항체(170)의 중심축(CL)을 포함하는 단면과, 그 단면 위의 대상 영역(A10)의 설명도이다.

A. 제 1 실시형태:

이하에, 일실시형태에 대해서 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 점화 플러그(1)를 나타내는 일부 파단 정면도이다. 또한, 도 1에서는 점화 플러그(1)의 축선 (CL1) 방향을 도면에 있어서의 상하 방향으로 하고, 하측을 점화 플러그(1)의 선단측, 상측을 후단측으로 하여 설명한다.

점화 플러그(1)는 통 형상을 이루는 절연체로서의 절연애자(2), 이것을 보유 (保維)하는 통 형상의 금속 셀(3) 등으로 구성되는 것이다.

절연애자(2)는 주지하는 바와 같이 알루미나 등을 소성하여 형성되어 있으며, 그 외형부에 있어서, 후단측에 형성된 후단측 몸통부(10)와, 당해 후단측 몸통부(10)보다도 선단측에 있어서 직경 방향 외향으로 돌출 형성된 대경부(大徑部, 11)와, 당해 대경부(11)보다도 선단측에 있어서 이것보다도 좁은 직경으로 형성된 중간 몸통부(12)와, 당해 중간 몸통부(12)보다도 선단측에 있어서 이것보다도 좁은 직경으로 형성된 긴 다리부(13)를 구비하고 있다. 절연애자(2) 중, 대경부(11), 중간 몸통부(12) 및 대부분의 긴 다리부(13)는 금속 셀(3)의 내부에 수용되어 있다. 그리고 중간 몸통부(12)와 긴 다리부(13)의 연접부에는 선단측으로 향하여 끝이 좁은 테이퍼부(14)가 형성되어 있고, 당해 테이퍼부(14)에서 절연애자(2)가 금속 셀 (3)에 걸려 고정되어 있다.

또한, 절연애자(2)에는 축선(CL1)을 따라서 축 구멍(4)이 관통 형성되어 있다. 당해 축 구멍(4)은 그 선단부에 소경부(小徑部, 15)를 구비함과 아울러, 당해 소경부(15)보다도 후단측에, 자신의 내경이 소경부(15)의 내경보다도 큰 대경부 (16)를 구비하고 있다. 또, 상기 소경부(15) 및 대경부(16)의 사이에는 테이퍼 형상의 단차부(17)가 형성되어 있다.

더불어서, 축 구멍(4)의 선단측[소경부(15)]에는 중심전극(5)이 삽입, 고정되어 있다. 더욱 상세한 것은, 중심전극(5)의 후단부에는 외주측으로 향하여 팽출하는 팽출부(18)가 형성되어 있고, 당해 팽출부(18)가 상기 단차부(17)에 대해서 걸려 고정된 상태에서, 중심전극(5)이 축 구멍(4) 내에 고정되어 있다. 또, 중심전극(5)은 열전도성이 우수한 금속[예를 들면, 구리이나 구리 합금, 순니켈(Ni) 등]으로 이루어지는 내층(5A)과, Ni을 주된 성분으로 하는 합금으로 이루어지는 외층 (5B)에 의해 구성되어 있다. 또한, 중심전극(5)은 전체로서 봉 형상(원기둥 형상)을 이루고, 그 선단부가 절연애자(2)의 선단으로부터 돌출되어 있다.

또, 축 구멍(4)의 후단측[대경부(16)]에는, 절연애자(2)의 후단으로부터 돌출된 상태에서 단자전극[6, 금속단자(6)라고도 부른다]이 삽입, 고정되어 있다.

또한, 축 구멍(4)의 중심전극(5)과 단자전극(6)의 사이에는 저항체(7)와, 당해 저항체(7)를 사이에 두는 선단측 밀봉부[8A, 제 1 밀봉부(8A)라고도 부른다] 및 후단측 밀봉부[8B, 제 2 밀봉부(8B)라고도 부른다]를 구비한 원기둥 형상의 전극간 배치체(9)가 설치되어 있다[접속부(9)라고도 부른다]. 전극간 배치체(9)는 도전성이며, 전극간 배치체(9)를 통하여 중심전극(5) 및 단자전극(6)이 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 전극간 배치체(9)는 도 1중에 있어서, 저항체(7) 및 양 밀봉부 (8A, 8B) 중 산점(散点) 모양을 붙인 부위이며, 저항체(7)와, 선단측 밀봉부(8A) 중 중심전극(5)의 외주에 배치되는 부위 이외의 부위와, 후단측 밀봉부(8B) 중 단자전극(6)의 외주에 배치되는 부위 이외의 부위에 의해 구성된다. 즉, 전극간 배치체(9)는 단자전극(6)의 선단과 중심전극(5)의 후단의 사이에 위치하는 부위이다.

저항체(7)는 전파 잡음(노이즈)을 억제하기 위한 것이며, 그 저항값은 점화 플러그의 사양에 따라서 다르지만, 예를 들면, 100Ω 이상으로 되어 있다. 또, 저항체(7)는 도전성의 카본[예를 들면, 카본 블랙(더욱 상세한 것은, 오일 퍼니스 블랙(oil furnace black)]이나 이산화 규소(SiO₂) 및 산화 붕소(B₂O₅)를 함유하는 유리 분말, 세라믹 입자[예를 들면, 산화 지르코늄(ZrO₂) 입자나 산화 티탄(TiO₂) 입자 등], 바인더 등으로 이루어지는 저항체 조성물이 가열 봉착(封着)되는 것에 의해 형성되어 있으며, 카본 및 유리를 포함하고 있다.

더불어서, 선단측 밀봉부(8A) 및 후단측 밀봉부(8B)는 각각 도전성(예를 들면, 저항값이 수백mΩ 정도)이며, 저항체(7) 및 중심전극(5) 사이에 선단측 밀봉부 (8A)가 설치되고, 저항체(7) 및 단자전극(6) 사이에 후단측 밀봉부(8B)가 설치되어 있다. 그리고 선단측 밀봉부(8A)에 의해, 중심전극(5)이 절연애자(2)에 고정됨과 아울러, 후단측 밀봉부(8B)에 의해, 단자전극(6)이 절연애자(2)에 고정되어 있다.

금속 셀(3)은 저탄소강 등의 금속에 의해 통 형상으로 형성되어 있으며, 그 외주면에는 점화 플러그(1)를 연소장치(예를 들면, 내연기관이나 연료전지개질기 등)의 장착구멍에 장착하기 위한 나사부(수나사부, 19)가 형성되어 있다. 또, 나사부(19)보다도 후단측에는 플랜지 형상의 시트부(20)가 형성되고, 나사부(19) 후단의 나사목(21)에는 링 형상의 개스킷(22)이 끼워 넣어져 있다. 또한, 금속 셀(3)의 후단측에는 금속 셀(3)을 연소장치에 장착할 때에 렌치 등의 공구를 걸어 맞추게 하기 위한 단면 육각 형상의 공구걸어맞춤부(23)가 설치됨과 아울러, 후단부에 있어서 절연애자(2)를 보유하기 위한 크림핑부(24)가 설치되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 점화 플러그(1)의 소경화(소형화)를 도모하기 위해, 절연애자(2)나 금속 셀(3)이 비교적 소경으로 되어 있으며, 나사부(19)의 나사 직경도 비교적 작은 것(예를 들면, M12 이하)으로 되어 있다.

또, 금속 셀(3)의 선단측 내주면에는 절연애자(2)를 걸어 고정하기 위한 테이퍼 형상의 단차부(25)가 설치되어 있다. 그리고 절연애자(2)는 금속 셀(3)에 대해서 그 후단측에서 선단측으로 향하여 삽입되고, 자신의 테이퍼부(14)가 금속 셀 (3)의 단차부(25)에 걸어 고정된 상태에서 금속 셀(3)의 후단측 개구부를 직경 방향 내측으로 크림핑되는 것, 즉 상기 크림핑부(24)를 형성함으로써 금속 셀(3)에 고정되어 있다. 또한, 테이퍼부(14) 및 단차부(25)의 사이에는, 원환 형상의 판 패킹(26)이 개재되어 있다. 이에 따라, 연소실 내의 기밀성을 보유하고, 연소실 내로 노출되는 절연애자(2)의 긴 다리부(13)와 금속 셀(3)의 내주면의 간극으로 비집고 들어가는 연료가스가 외부로 누출되지 않도록 되어 있다.

또한, 크림핑에 의한 밀폐를 더욱 완전한 것으로 하기 위해, 금속 셀(3)의 후단측에 있어서는, 금속 셀(3)과 절연애자(2)의 사이에 환 형상의 링 부재(27, 28)가 개재되고, 링 부재(27, 28) 사이에는 탈크(활석, 29)의 분말이 충전되어 있다. 즉, 금속 셀(3)은 판 패킹(26), 링 부재(27, 28) 및 탈크(29)를 통하여 절연애자(2)를 보유하고 있다.

또, 금속 셀(3)의 선단부에는 자신의 중간 부분이 구부려 되돌려져서 선단부 측면이 중심전극(5)의 선단부와 대향하는 접지전극(31)이 접합되어 있다. 접지전극 (31)은 Ni을 주된 성분으로 하는 합금에 의해 형성된 외층(31A)과, 상기 Ni합금보다도 열도전성이 우수한 금속(예를 들면, 구리나 구리 합금, 순Ni 등)에 의해 형성된 내층(31B)으로 구성되어 있다.

또한, 중심전극(5)의 선단부와 접지전극(31)의 선단부의 사이에는 간극(32)이 형성되어 있고, 당해 간극(32)에서 축선(CL1)을 거의 따른 방향으로 불꽃 방전이 실시되도록 되어 있다.

이어서, 저항체(7) 및 이것을 구비하는 전극간 배치체(9)의 구성에 대해서 설명한다.

저항체(7)는 상술한 바와 같이, 카본 블랙, 유리 분말, 세라믹 입자 및 바인더 등을 포함하는 저항체 조성물이 가열 봉착되는 것에 의해 형성된 것이며, 카본과 유리를 포함하고 있다. 저항체(7)는 도 2에 나타내는 바와 같이, SiO₂를 포함하는 골재상(41)과, 당해 골재상(41)을 덮도록 하여 존재하는 개재상(42, 도 2 중, 산점 모양을 붙인 부위)을 구비하고 있다.

골재상(41)은 B₂O₅ 리치(rich)의 유리 성분이 용출된 유리 입자에 의해 구성되고, SiO₂의 함유량이 개재상(42)에 있어서의 SiO₂의 함유량보다도 큰 것이다. 반면에, 개재상(42)은 주로 유리 분말로부터 용출된 B₂O₅ 리치의 유리 성분에 의해 구성되어 있고, B₂O₅의 함유량이 골재상(41)에 있어서의 B₂O₅의 함유량보다도 큰 것이다. 또, 개재상(42)에는 카본이나 세라믹 입자가 용해되어 있다.

또한, 중심전극(5)과 단자전극(6)의 사이에 있어서는, 카본을 포함하는 개재상(42)을 통하여 전류가 흐르게 되지만, 저항체(7)를 단면에서 보았을 때(이하, 단면시(斷面視)라고 하는 일도 있다)에, 골재상(41)의 존재에 의해서 개재상(42)은 그물코 형상으로 세세하게 나누어진 상태로 되어 있다. 또, 개재상(42) 중에 있어서는, 유리 성분이나 세라믹 입자의 존재에 의해서, 카본으로 이루어지는 도전 경로는 세세하게 나누어져 있다. 즉, 저항체(7)에 있어서의 도전 경로는 골재상(41)이나 세라믹 입자 등의 존재에 의해 매우 세세하게 분기된 상태로 되어 있다.

더불어서, 본 실시형태에 있어서는 도 3에 나타내는 바와 같이, 전극간 배치체(9) 중 축선(CL1) 방향에 있어서의 중심전극(5) 후단과 단자전극(6) 선단 사이의 중심점(CP)보다도 선단측에 위치하는 부위인 선단측 부위(9A)에 있어서, 카본의 함유량이 1.5질량％ 이상 4.0질량％ 이하로 되어 있다. 또한, 카본은 카본 블랙과, 저항체 조성물에 함유된 바인더에 유래하는 것을 포함한다. 또, 카본의 함유량은 저항체를 잘라 분쇄한 후, 소정의 장치(예를 들면, HORIBA제　EMIA-920V)로 분석을 실시함으로써 측정할 수 있다.

또한, 저항체(7)에 있어서의 카본의 함유량을 조절함으로써, 단자전극(6)의 후단에서 중심전극(5)의 후단까지의 저항값[전극간 배치체(9)의 저항값]이 1.0㏀ 이상 3.0㏀ 이하로 되도록 설정되어 있다. 즉, 전극간 배치체(9)의 저항값이 비교적 작고, 착화성이 우수한 한편, 불꽃 방전을 발생시키기 위해 중심전극(5)에 전압을 인가했을 때에, 저항체(7)에 대해서 비교적 큰 전류가 흐르도록 구성되어 있다.

또한, 중심전극(5)의 저항값 및 단자전극(6)의 저항값은 각각 매우 작기(거의 0이기) 때문에, 전극간 배치체(9)의 저항값은 단자전극(6)의 후단에서 중심전극 (5)의 선단까지의 사이의 저항값과 거의 동등하다. 따라서, 전극간 배치체(9)의 저항값을 얻는데에 있어서는 단자전극(6)의 후단에서 중심전극(5)의 선단까지의 사이의 저항값을 측정하면 좋고, 측정된 저항값을 전극간 배치체(9)의 저항값이라고 할 수 있다.

또한, 선단측 부위(9A)의 저항값[선단측 부위(9A)의 선단에서 후단까지의 사이의 저항값)은 전극간 배치체(9) 중 상기 중심점(CP)보다도 후단측에 위치하는 부위인 후단측 부위(9B)의 저항값[후단측 부위(9B)의 선단에서 후단까지의 사이의 저항값]보다도 작은 것으로 되어 있다.

또한, 선단측 부위(9A)나 후단측 부위(9B)의 저항값은 다음과 같이 하여 측정할 수 있다. 즉, 예를 들면, TOSHIBA제 마이크로 CT스캐너[제품명: TOSCANER(등록상표)]를 이용하여 단자전극(6)의 선단 위치와 중심전극(5)의 후단 위치를 확인한다. 이어서, 축선(CL1)과 직교하는 방향을 따라서 단자전극(6) 선단과 중심전극 (5) 후단의 중심점(CP)을 통과하도록 점화 플러그(1)를 절단함과 아울러, 전극간 배치체(9)의 절단면에 은페이스트를 도포한다. 그리고 상술한 바와 같이, 중심전극 (5)의 저항값은 매우 작기(거의 0이기) 때문에, 전극간 배치체(9)의 절단면과 중심전극(5) 선단 사이의 저항값을 측정하는 것에 의해, 선단측 부위(9A)의 저항값을 측정할 수 있다. 또, 단자전극(6)의 저항값은 매우 작기 때문에, 전극간 배치체(9)의 절단면과 단자전극(6) 후단 사이의 저항값을 측정하는 것에 의해, 후단측 부위 (9B)의 저항값을 측정할 수 있다. 또한, 저항값의 측정은 측정 대상물을 소정의 온도(본 실시형태에서는, 20℃)로 한 상태에서 실시된다.

더불어서, 상기 선단측 부위(9A)는 그 후단에서 그 선단까지의 저항값이 0.30㏀ 이상 0.80㏀ 이하(더욱 바람직하게는, 0.35㏀ 이상 0.65㏀ 이하)로 되도록 구성되어 있다.

또, 선단측 부위(9A)의 저항값은 전극간 배치체(9)의 저항값의 22％ 이상 43％ 이하로 되도록 구성되어 있다. 또한, 본 실시형태에서는 저항체(7)를 형성할 때에, 카본 함유량을 적절하게 조정한 저항체 조성물을 단계적으로 축 구멍(4) 내로 충전하는 것에 의해, 축선(CL1) 방향에 있어서의 저항값의 분포를 발생시키고 있다.

더불어서, 본 실시형태에서는 저항체(7)가 중심전극(5)의 후단[간극(32)]으로 과도하게 접근하지 않도록 구성되어 있다. 더욱 상세한 것은, 선단측 밀봉부 (8A)의 후단에서 중심전극(5)의 후단까지의 축선(CL1)을 따른 거리(L1)가 1.7㎜ 이상으로 되어 있다. 또한, 선단측 밀봉부(8A) 중 저항체(7)의 선단에 접촉하는 부위 [즉, 저항체(7)의 선단]에서 중심전극(5)의 후단까지의 축선(CL1)을 따른 거리(L2)가 0.2㎜ 이상으로 되어 있다.

반면에, 본 실시형태에서는 저항체(7)가 중심전극(5)의 후단으로부터 과도하게 이간하지 않도록 구성되어 있다. 더욱 상세한 것은, 상기 거리(L1)가 3.7㎜ 이하로 됨과 아울러, 상기 거리(L2)가 1.5㎜ 이하로 되어 있다.

더불어서, 본 실시형태에서는 절연애자(2)의 소경화에 수반하여 축선(CL1)과 직교하는 단면에 있어서 축 구멍(4) 내에 전극간 배치체(9)만이 존재하는 축선 (CL1)을 따른 범위(RA)의 선단(9F)에 있어서, 축 구멍[4, 대경부(16)]의 내경(D)이 3.5㎜ 이하 또는 2.9㎜ 이하로 되어 있으며, 저항체(7)는 비교적 소경으로 되어 있다.

또한, 상기 범위(RA)는, 예를 들면, 상기 마이크로 CT스캐너를 이용하여 얻어진 투시 화상에 의해서 특정할 수 있다.

이상 상세히 서술한 바와 같이, 본 실시형태에 따르면, 전극간 배치체(9)의 저항값이 3.0㏀ 이하로 되어 있다. 따라서, 착화성의 향상을 도모할 수 있다.

반면에, 전극간 배치체(9)의 저항값이 3.0㏀ 이하이기 때문에, 중심전극(5)에 전압을 인가했을 때에, 전극간 배치체(9)에 비교적 큰 전류가 흐른다. 그로 인해, 전극간 배치체(9) 중 특히 고온으로 되는 선단측 부위(9A)에 있어서, 카본에 의해 형성된 도전 경로의 급격한 산화가 염려된다.

이 점, 본 실시형태에서는 선단측 부위(9A)에 있어서의 카본의 함유량이 1.5질량％ 이상으로 되어 있다. 따라서, 선단측 부위(9A)에 있어서 형성되는 도전 경로를 충분히 굵게 할 수 있어 통전시에 도전 경로에서 발생하는 열을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 도전 경로의 산화를 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 선단측 부위(9A)에 있어서의 카본 함유량이 4.0질량％ 이하로 되어 있으며, 카본의 응집을 충분히 억제할 수 있는 정도로 카본 함유량이 억제되어 있다. 따라서, 선단측 부위(9A)에 있어서 충분한 수의 도전 경로를 형성할 수 있다. 그 결과, 도전 경로의 일부가 산화한 것만으로 선단측 부위[9A, 전극간 배치체(9)]의 저항값이 급격하게 증대한다고 하는 사태를 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

또, 선단측 부위(9A)의 저항값이, 후단측 부위(9B)의 저항값보다도 작게 되도록 구성되어 있다. 따라서, 통전시에 있어서 선단측 부위(9A)에서 발생하는 열을 한층 저감시킬 수 있다. 그 결과, 도전 경로의 산화를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

이상과 같이, 본 실시형태에 따르면, 고온으로 되기 쉽고, 도전 경로의 산화가 더욱 염려되는 선단측 부위(9A)에 있어서, 도전 경로의 산화를 매우 효과적으로 억제할 수 있고, 또, 도전 경로의 일부가 산화했다고 해도, 저항값이 급격하게 증대한다고 하는 사태를 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 그 결과, 전극간 배치체(9)의 저항값이 1.0㏀ 이상 3.0㏀ 이하로 되어, 양호한 부하수명특성을 확보하는 것이 어려운 점화 플러그에 있어서, 우수한 부하수명특성을 더욱 확실하게 실현할 수 있다.

또, 선단측 부위(9A)의 저항값이 0.30㏀ 이상으로 되어 있기 때문에, 불꽃 방전시에, 점화 플러그(1) 중 전극간 배치체(9)가 존재하는 위치에서 축적된 전하가 간극(32)에 대해서 한번에 흘러들어가는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 용량방전전류를 충분히 저감시킬 수 있어 양호한 노이즈 억제 효과를 얻을 수 있다.

더불어서, 선단측 부위(9A)의 저항값이 0.80㏀ 이하로 되어 있기 때문에, 통전시에 있어서의 선단측 부위(9A)의 발열을 한층 더 억제할 수 있다. 그 결과, 도전 경로의 산화를 한층 효과적으로 억제할 수 있어 한층 우수한 부하수명특성을 실현할 수 있다.

아울러, 선단측 부위(9A)의 저항값이 전극간 배치체(9)의 저항값의 22％ 이상 43％ 이하로 되어 있다. 따라서, 선단측 부위(9A)에 형성된 도전 경로의 발열을 억제하는 효과와, 용량방전전류를 저감하는 효과의 쌍방을 균형있게 향상시킬 수 있다.

또, 거리(L1)가 1.7㎜ 이상으로 되어 있기 때문에, 특히 전류가 흐르기 쉬운 저항체(7)의 외주측 부위를 간극[32, 연소실]측으로부터 크게 이간시킬 수 있다. 이에 따라, 연소시에 있어서의 저항체(7)의 외주측 부위의 수열량을 매우 작게 할 수 있어 저항체(7)의 외주측 부위에 있어서의 도전 경로의 산화를 더욱 확실하게 억제할 수 있다. 그 결과, 부하수명특성을 한층 향상시킬 수 있다.

그 반면에, 거리(L1)가 3.7㎜ 이하로 되어 있기 때문에, 점화 플러그(1) 중 저항체(7)의 외주측 부위보다도 선단측에 위치하는 부위를 짧게 할 수 있고, 나아가서는 당해 부위에서 축적되는 전하를 충분히 적게 할 수 있다. 그 결과, 용량방전전류를 한층 작게 할 수 있어 노이즈 억제 효과를 한층 높일 수 있다.

더불어서, 거리(L1)가 0.2㎜ 이상으로 되어 있기 때문에, 저항체(7)의 전체를 간극[32, 연소실]측으로부터 충분히 이간시킬 수 있다. 이에 따라, 연소시에 있어서의 저항체(7)의 수열량을 한층 저감시킬 수 있어 도전 경로의 산화를 더욱 확실하게 억제할 수 있다. 그 결과, 부하수명특성을 더욱 한층 향상시킬 수 있다.

반면에, 거리(L2)가 1.5㎜ 이하로 되어 있기 때문에, 불꽃 방전시에 있어서 저항체(7)를 통하는 일없이 간극(32)에 투입되는 전하를 더욱 저감시킬 수 있다. 그 결과, 용량방전전류를 더욱 한층 작게 할 수 있어 노이즈 억제 효과의 가일층의 향상을 도모할 수 있다.

또한, 본 실시형태의 점화 플러그(1)는 축 구멍(4)의 내경(D)이 3.5㎜ 이하 또는 2.9㎜ 이하로 되어 있기 때문에, 저항체(7)의 밀도가 작아지기 쉬워 양호한 부하수명특성을 확보하는 것이 어렵다. 그러나 선단측 부위(9A)에 있어서의 카본 함유량을 1.5질량％ 이상 4.0질량％ 이하로 하면서, 선단측 부위(9A)의 저항값을 후단측 부위(9B)의 저항값보다도 작게 하는 것에 의해, 이와 같은 내경(D)이 작은 점화 플러그(1)에 있어서, 양호한 부하수명특성을 실현할 수 있다. 환언하면, 선단측 부위(9A)에 있어서의 카본 함유량을 1.5질량％ 이상 4.0질량％ 이하로 하는 것 등은, 내경(D)이 3.5㎜ 이하나 2.9㎜ 이하로 된 점화 플러그에 적용하는 것이 더욱 유효하다.

이어서, 상기 실시형태에 의해서 이루어지는 작용 효과를 확인하기 위해, 축 구멍의 내경(D), 단자전극의 선단에서 중심전극의 후단까지의 사이의 저항값(전극간 배치체의 저항값), 선단측 부위의 카본량, 선단측 부위의 저항값, 전극간 배치체의 저항값에 대한 선단측 부위의 저항값의 비율(저항값 비율) 및 상기 거리(L1, L2)를 다양하게 변경한 점화 플러그의 샘플을 제작하고, 각 샘플에 대해서, 부하수명특성 평가시험 및 전파잡음성능 평가시험을 실시했다.

부하수명특성 평가시험의 개요는 다음과 같다. 즉, 각 샘플을 자동차용 트랜지스터 점화장치에 장착하고, 중심전극의 선단부를 350℃로 한 조건하에 있어서, 20㎸의 방전전압으로 매분 3600회 방전시키고, 상온에 있어서의 저항값이 초기의 저항값(전극간 배치체의 저항값)의 1.5배 이상으로 된 시간(수명시간)을 측정했다. 이어서, 수명시간에 따라서 각 샘플을 10단계로 점수 분리하여 각 샘플의 부하수명특성을 평가했다. 여기서, 상기 점수는 표 1의 샘플 4를 1점으로 하고, 당해 샘플 4에 있어서의 수명시간에서 수명시간이 10시간 연장될 때마다 1점씩 증가시키는 것으로 했다. 또한, 점수가 5점 이상이면, 부하수명특성이 양호하다고 할 수 있다. 또, 각 샘플 모두, 전극간 배치체의 저항값을 1.0㏀ 이상 3.0㏀ 이하로 하고, 샘플에 대해서 전압을 인가했을 때에, 비교적 큰 전류가 저항체를 흐르도록 구성했다.

또, 전파잡음성능 평가시험의 개요는 다음과 같다. 즉, JASO　D002-2:2004의 BOX법으로 규정하는 전파잡음특성의 시험방법에 준하여 실시하고, 각 샘플에 있어서, 150㎒의 영역에서 감쇠량(㏈)을 구했다. 그리고 하기의 표 1에 있어서의 No.14의 감쇠량을 기준값으로 하고, 감쇠량이 상기 기준값 이상(즉, 시험시의 노이즈가 기준 이하)인 경우에 10점으로 하며, 감쇠량이 상기 기준값 미만, 또한, 상기 기준값으로부터 0.2㏈를 줄인 값 이상으로 된 경우에 9점으로 했다. 이후에 있어서는, 감쇠량이 0.2㏈ 저하할 때마다 1점씩 감점하는 것으로 했다. 예를 들면, 감쇠량이 상기 기준값으로부터 0.6㏈를 줄인 값 이상인 동시에, 상기 기준값으로부터 0.4㏈를 줄인 값 미만인 경우에는 7점으로 했다. 또한, 점수가 7점 이상이면, 양호한 전파잡음의 억제효과를 가진다고 할 수 있다.

표 1에 전극간 배치체의 저항값을 1.7㏀으로 한 샘플의 시험결과를 나타낸다. 또, 표 2에 전극간 배치체의 저항값을 1.0㏀으로 한 샘플의 시험결과를 나타내고, 표 3에 전극간 배치체의 저항값을 3.0㏀으로 한 샘플의 시험결과를 나타낸다. 또한, 부하수명특성 평가시험에 있어서는, 각 샘플 모두, 내경(D)이나 전극간 배치체의 저항값 등을 거의 동일하게 한 2개의 샘플을 준비하고, 일방의 샘플에 있어서 전극간 배치체의 저항값 등을 측정하고, 타방의 샘플에 있어서 실제로 시험을 실시했다. 또, 전극간 배치체의 저항값을 1.0㏀으로 한 샘플(표 2에 기재된 샘플) 및 전극간 배치체의 저항체를 3.0㏀으로 한 샘플(표 3에 기재된 샘플)은 거리(L1)를 2.7㎜로 하고, 거리(L2)를 0.8㎜로 했다.

[표 1]

[표 2]

[표 3]

표 1∼3에 나타내는 바와 같이, 선단측 부위의 카본 함유량을 1.5 질량％ 미만으로 한 샘플(샘플 1∼4, 41, 61)은 부하수명특성 평가시험에 있어서의 점수가 5점 미만으로 되어 부하수명특성이 불충분하다는 것을 알았다. 이것은, 다음의 (1) 및 (2)의 적어도 일방이 발생했기 때문이라고 생각할 수 있다.

(1) 특히 고온으로 되고, 저항체에 형성된 도전 경로가 산화하기 쉬운 선단측 부위에 있어서, 충분한 수의 도전 경로를 형성할 수 없어 도전 경로의 일부의 산화에 의해, 저항값이 급격하게 증대한 것.

(2) 선단측 부위에 있어서 충분한 수의 도전 경로가 형성되었지만, 개개의 도전 경로가 작아졌기 때문에, 도전 경로의 통전시에 발생하는 열이 증대하여 도전 경로가 급격하게 산화된 것.

또, 선단측 부위의 카본 함유량을 4.0질량％보다도 많게 한 샘플(샘플 5, 42, 62)도, 부하수명특성이 불충분하게 된 것이 확인되었다. 이것은, 카본량을 과도하게 많게 한 것에 의해, 카본이 현저하게 응집하여 충분한 수의 도전 경로를 형성할 수 없었기 때문이라고 생각할 수 있다.

또한, 표 1의 샘플 1∼4의 시험결과로부터, 내경(D)이 작을수록 부하수명특성이 저하되기 쉬운 것이 명백하게 되었다. 이것은, 내경(D)이 작을수록 축 구멍에서 저항체 조성물을 압축할 때에 있어서, 저항체 조성물의 선단측에 압력이 가해지기 어렵기 때문이라고 생각할 수 있다.

더불어서, 저항값 비율을 50％ 이상으로 한(즉, 선단측 부위의 저항값을 후단측 부위의 저항값 이상으로 한) 샘플(샘플 6, 7, 43∼47, 63)은 부하수명특성이 불충분하게 되는 것을 알았다. 이것은, 통전시에 있어서의 선단측 부위의 발열량이 큰 것으로 되어 도전 경로가 산화하기 쉬워졌기 때문이라고 생각할 수 있다.

이것에 대해서, 선단측 부위의 카본 함유량을 1.5질량％ 이상 4.0질량％ 이하로 함과 아울러, 저항값 비율을 50％ 미만으로 한 샘플(샘플 8∼33, 48∼51, 64∼71)은 부하수명특성 평가시험에 있어서의 점수가 5점 이상으로 되어, 양호한 부하수명특성을 가지는 것을 알았다. 이것은 다음의 (3)∼(5)가 상승적으로 작용한 것에 의한다고 생각할 수 있다.

(3) 선단측 부위의 카본 함유량을 1.5질량％ 이상으로 한 것에 의해, 도전 경로가 충분히 굵어졌기 때문에, 통전시에 발생하는 열이 저감하여 도전 경로가 산화하기 어려워진 것.

(4) 선단측 부위의 카본 함유량을 4.0질량％ 이하로 한 것에 의해, 충분한 수의 도전 경로가 형성되고, 도전 경로의 일부가 산화한 것만으로 저항값이 급격하게 증대한다고 하는 사태가 발생하지 않게 된 것.

(5) 저항값 비율을 50％ 미만으로 한(선단측 부위의 저항값을 후단측 부위의 저항값보다도 작은 것으로 한) 것에 의해, 통전시에 있어서 선단측 부위에서 발생하는 열이 한층 저감하여 도전 경로의 산화억제효과가 더욱 높아진 것.

또한, 선단측 부위의 저항값을 0.30㏀ 이상 0.80㏀ 이하로 한 샘플(샘플 10∼33, 49∼51, 65∼68, 70∼71)은 부하수명특성 평가시험에 있어서의 점수가 6점 이상으로 되어, 양호한 부하수명특성을 가짐과 아울러, 전파잡음성능 평가시험의 점수가 7점 이상으로 되어, 우수한 노이즈 억제 효과를 구비하는 것이 명백하게 되었다. 이것은 다음의 (6) 및 (7)에 의한다고 생각할 수 있다.

(6) 선단측 부위의 저항값을 0.30㏀ 이하로 한 것에 의해, 불꽃 방전시에, 점화 플러그 중 전극간 배치체가 존재하는 위치에서 축적된 전하가 간극에 대해서 한번에 흘러들어가는 것을 효과적으로 억제할 수 있고, 그 결과, 용량방전전류가 충분히 저감하여 노이즈 억제효과가 향상한 것.

(7) 선단측 부위의 저항값을 0.80㏀ 이하로 한 것에 의해, 통전시에 있어서, 선단측 부위에 형성된 도전 경로의 발열이 더욱 억제되어 도전 경로의 산화가 한층 효과적으로 억제된 것.

또 특히, 선단측 부위의 저항값을 0.45㏀ 이상 0.65Ω이하로 한 샘플(샘플 22∼25, 71)은 부하수명특성 평가시험에 있어서의 점수 및 전파잡음성능 평가시험의 점수가 각각 8점 이상으로 되어, 부하수명특성 및 노이즈 억제 효과의 쌍방에 있어서, 매우 우수한 것이 확인되었다.

또한, 전극간 배치체의 저항값 등을 동일하게 한 샘플(샘플 16, 18, 23, 70, 71)을 각각 비교한 결과, 저항값 비율(전극간 배치체의 저항값에 대한 선단측 부위의 저항값의 비율)을 22％ 이상 43％ 이하로 한 샘플(샘플 16, 23, 71)은 부하수명특성 및 노이즈 억제 효과가 더욱 한층 양호하게 되는 것을 알았다. 이것은 저항값 비율을 22％ 이상 43％ 이하로 한 것에 의해, 통전시에 있어서의 선단측 부위의 발열억제효과 및 용량방전전류의 저감효과의 쌍방이 균형있게 이루어졌기 때문이라고 생각할 수 있다.

더불어서, 거리(L1, L2)만을 다른 것으로 한 샘플(샘플 26∼33)을 눈여겨보면, 거리(L1)를 1.7㎜ 이상으로 하고, 또한, 거리(L2)를 0.2㎜ 이상으로 한 샘플(샘플 27∼29, 31∼33)은 부하수명특성이 매우 양호하게 되는 것을 알았다. 이것은 다음의 (8) 및 (9)에 의한다고 생각할 수 있다.

(8) 거리(L1)를 1.7㎜ 이상으로 한 것에 의해, 특히 전류가 흐르기 쉬운 저항체의 외주측 부위가 간극(연소실)측으로부터 크게 이간하여 저항체의 외주측 부위에 있어서의 도전 경로의 산화가 매우 효과적으로 억제된 것.

(9) 거리(L2)를 0.2㎜ 이상으로 한 것에 의해, 저항체의 전체가 간극(연소실)측으로부터 충분히 이간하여 연소시에 있어서의 저항체의 수열량이 저감한 것.

또한, 거리(L1)를 3.7㎜ 이하로 하고, 또한, 거리(L2)를 1.5㎜ 이하로 한 샘플(샘플 26∼28, 30∼32)은 노이즈 억제효과에 한층 우수한 것이 명백하게 되었다. 이것은, 다음의 (10) 및 (11)에 의한다고 생각할 수 있다.

(10) 거리(L1)를 3.7㎜ 이하로 하고, 점화 플러그 중 저항체의 외주측 부위보다도 선단측에 위치하는 부위를 짧게 한 것에 의해, 점화 플러그의 상기 부위에서 축적되는 전하가 충분히 적게 된 것.

(11) 거리(L2)를 1.5㎜ 이하로 한 것에 의해, 저항체를 통하는 일없이 간극에 투입되는 전하가 저감하여 용량방전전류가 더욱 작게 된 것.

상기 시험의 결과로부터, 전극간 배치체의 저항체가 1.0㏀ 이상 3.0㏀ 이하로 되고, 저항체에 비교적 큰 전류가 흐르는 점화 플러그에 있어서, 양호한 부하수명특성을 확보한다고 하는 관점에서, 선단측 부위에 있어서의 카본의 함유량을 1.5질량％ 이상 4.0질량％ 이하로 함과 아울러, 선단측 부위의 저항값을 후단측 부위의 저항값보다도 작게 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

또, 부하수명특성을 더욱 향상시킴과 아울러, 우수한 노이즈 억제효과를 실현한다고 하는 관점에서, 선단측 부위의 저항값을 0.30㏀ 이상 0.80㏀ 이하로 하는 것이 바람직하고, 0.45㏀ 이상 0.65㏀ 이하로 하는 것이 한층 바람직하다.

또한, 부하수명특성 및 노이즈 억제효과의 가일층의 향상을 도모하기 위해, 선단측 부위의 저항값을 전극간 배치체의 저항값의 22％ 이상 43％ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다고 할 수 있다.

더불어서, 부하수명특성의 가일층의 향상을 도모하기 위해, 거리(L1)를 1.7㎜ 이상으로 함과 아울러, 거리(L2)를 0.2㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

또, 노이즈 억제효과의 가일층의 향상을 도모한다고 하는 관점에서, 거리 (L1)를 3.7㎜ 이하로 함과 아울러, 거리(L2)를 1.5㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다고 할 수 있다.

또한, 내경(D)이 작고, 양호한 부하수명특성을 확보하는 것이 어려운 점화 플러그라도, 선단측 부위에 있어서의 카본 함유량을 1.5질량％ 이상 4.0질량％ 이하로 하는 것 등에 의해, 양호한 부하수명특성을 실현할 수 있다. 환언하면, 선단측 부위에 있어서의 카본 함유량을 1.5질량％ 이상 4.0질량％ 이하로 하는 것 등, 부하수명특성의 향상에 기여하는 상기의 각 구성은 내경(D)을 3.5㎜ 이하로 한 점화 플러그에 적용하는 것이 유효하고, 내경(D)을 2.9㎜ 이하로 한 점화 플러그에 적용하는 것이 매우 유효하다고 할 수 있다.

또한, 상기 실시형태의 기재 내용에 한정되지 않고, 예를 들면 다음과 같이 실시해도 좋다. 물론, 이하에 있어서 예시하지 않는 다른 응용예, 변경예도 당연히 가능하다.

(a) 상기 실시형태에 있어서, 내경(D)은 3.5㎜ 이하 또는 2.9㎜ 이하로 되어 있지만, 내경(D)이 3.5㎜를 초과하는 점화 플러그에 대해서 본 개시의 기술사상을 적용하는 것으로 해도 좋다.

(b) 상기 실시형태에서는 세라믹 입자로서 ZrO₂ 입자나 TiO₂ 입자를 예시하고 있지만, 다른 세라믹 입자를 이용하는 것으로 해도 좋다. 따라서, 예를 들면, 산화알루미늄(Al₂O₃) 입자 등을 이용하는 것으로 해도 좋다.

(c) 상기 실시형태에서는 금속 셀(3)의 선단부에 접지전극(31)이 접합되는 경우에 대해 구체화하고 있지만, 금속 셀의 일부(또는, 금속 셀에 미리 용접되어 있는 선단 금속의 일부)를 깎아내도록 하여 접지전극을 형성하는 경우에 대해서도 적용 가능하다(예를 들면, 일본국 특개2006-236906호 공보 등).

(d) 상기 실시형태에서는 공구걸어맞춤부(23)는 단면 육각 형상으로 되어 있지만, 공구걸어맞춤부(23)의 형상에 관해서는 이와 같은 형상에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, Bi-HEX(변형 12각) 형상[ISO22977:2005(E)] 등으로 되어 있어도 좋다.

B. 제 2 실시형태:

도 4는 제 2 실시형태의 점화 플러그의 일례의 단면도이다. 도시된 라인(CL)은 점화 플러그(100)의 중심축을 나타내고 있다. 도시된 단면은 중심축(CL)을 포함하는 단면이다. 이하, 중심축(CL)의 것을 「축선(CL)」이라고도 부르며, 중심축 (CL)과 평행인 방향을 「축선 방향」이라고도 부른다. 중심축(CL)을 중심으로 하는 원의 직경 방향을 단지 「직경 방향」이라고도 부르며, 중심축(CL)을 중심으로 하는 원의 원둘레 방향을 「둘레 방향」이라고도 부른다. 중심축(CL)과 평행인 방향 중, 도 4에 있어서의 하측 방향을 선단 방향(D1)이라고 부르며, 상측 방향을 후단 방향(D1r)이라고도 부른다. 선단 방향(D1)은 후술하는 금속단자(140)에서 전극 (120, 130)으로 향하는 방향이다. 또, 도 4에 있어서의 선단 방향(D1)측을 점화 플러그(100)의 선단측이라고 부르며, 도 4에 있어서의 후단 방향(D1r)측을 점화 플러그(100)의 후단측이라고 부른다.

점화 플러그(100)는 절연체[110, 이하 「절연애자(110)」라고도 부른다)와, 중심전극(120)과, 접지전극(130)과, 금속단자[140, 단자전극(140)이라고도 부른다]와, 금속 셀(150)과, 도전성의 제 1 밀봉부(160)와, 저항체(170)와, 도전성의 제 2 밀봉부(180)와, 선단측 패킹(108)과, 탈크(109)와, 제 1 후단측 패킹(106)과, 제 2 후단측 패킹(107)을 구비하고 있다.

절연체(110)는 중심축(CL)을 따라서 연장되어 절연체(110)를 관통하는 관통구멍[112, 이하 「축 구멍(112)」이라고도 부른다]을 가지는 대략 원통 형상의 부재이다. 절연체(110)는 알루미나를 소성하여 형성되어 있다(다른 절연재료도 채용 가능하다). 절연체(110)는 선단측에서 후단 방향(D1r)으로 향하여 순번으로 나열되는 다리부(113)와, 제 1 축 외경부(115)와, 선단측 몸통부(117)와, 플랜지부(119)와, 제 2 축 외경부(111)와, 후단측 몸통부(118)를 가지고 있다. 제 1 축 외경부 (115)의 외경은 후단측에서 선단측으로 향하여 서서히 작아진다. 절연체(110)의 제 1 축 외경부(115)의 근방[도 4의 예에서는, 선단측 몸통부(117)]에는 후단측에서 선단측으로 향하여 내경이 서서히 작아지는 축 내경부(116)가 형성되어 있다. 제 2 축 외경부(111)의 외경은 선단측에서 후단측으로 향하여 서서히 작아진다.

절연체(110)의 축 구멍(112)의 선단측에는 중심축(CL)을 따라서 연장되는 봉 형상의 중심전극(120)이 삽입되어 있다. 중심전극(120)은 선단측에서 후단 방향 (D1r)으로 향하여 순번으로 나열되는 다리부(125)와, 플랜지부(124)와, 머리부 (123)를 가지고 있다. 다리부(125)의 선단측의 부분은 절연체(110)의 선단측이며, 축 구멍(112)의 외측으로 노출되어 있다. 플랜지부(124)의 선단 방향(D1)측의 면은 절연체(110)의 축 내경부(116)에 의해서 지지되어 있다. 또, 중심전극(120)은 외층 (121)과 코어부(122)를 가지고 있다. 코어부(122)의 후단부는 외층(121)으로부터 노출되고, 중심전극(120)의 후단부를 형성한다. 코어부(122)의 다른 부분은, 외층 (121)에 의해서 피복되어 있다. 단, 코어부(122)의 전체가 외층(121)에 의해서 피복되어 있어도 좋다.

외층(121)은 코어부(122)보다도 내산화성이 우수한 재료, 즉, 내연기관의 연소실 내에서 연소가스에 노출된 경우의 소모가 적은 재료를 이용하여 형성되어 있다. 외층(121)의 재료로서는, 예를 들면, 니켈(Ni) 또는 니켈을 주된 성분으로서 포함하는 합금[예를 들면, 인코넬(「INCONEL」은 등록상표)]이 이용된다. 여기서, 「주된 성분」은 함유율이 가장 높은 성분을 의미하고 있다(이하, 마찬가지). 함유율로서는, 질량 퍼센트(wt％)로 나타내어지는 값이 채용된다. 코어부(122)는 외층 (121)보다도 열전도율이 높은 재료, 예를 들면, 구리를 포함하는 재료(예를 들면, 순구리 또는 구리를 주된 성분으로 하는 합금)로 형성되어 있다.

절연체(110)의 축 구멍(112)의 후단측에는 금속단자(140)의 일부가 삽입되어 있다. 금속단자(140)는 도전성 재료(예를 들면, 저탄소강 등의 금속)를 이용하여 형성되어 있다. 절연체(110)의 축 구멍(112) 내에 있어서, 금속단자(140)와 중심전극(120)의 사이에는 전기적인 노이즈를 억제하기 위한 대략 원기둥 형상의 저항체 (170)가 배치되어 있다. 저항체(170)는 도전성 재료(예를 들면, 탄소 입자)와, 비교적 직경이 큰 제 1 종 입자(예를 들면, SiO₂-B₂O₃-Li₂O-BaO계 등의 유리 입자)와, 비교적으로 직경이 작은 제 2 종 입자(예를 들면, ZrO₂의 입자와 TiO₂의 입자)를 포함하는 재료를 이용하여 형성되어 있다. 도면 중의 저항체 직경(70D)은 저항체 (170)의 외경이다. 본 실시형태에서는, 저항체 직경(70D)은 절연체(110)의 관통구멍(112) 중의 저항체(170)를 수용하는 부분의 내경과 같다.

절연체(110)의 관통구멍(112) 내에 있어서, 저항체(170)와 중심전극(120)의 사이에는 도전성의 제 1 밀봉부[160, 선단측 밀봉부(160)라고도 부른다]가 배치되고, 저항체(170)와 금속단자(140)의 사이에는 도전성의 제 2 밀봉부[180, 후단측 밀봉부(180)라고도 부른다]가 배치되어 있다. 밀봉부(160, 180)는 예를 들면, 저항체(170)의 재료에 포함되는 것과 같은 유리 입자와, 금속 입자(예를 들면, Cu)를 포함하는 재료를 이용하여 형성되어 있다.

중심전극(120)과 금속단자(140)는 저항체(170)와 밀봉부(160, 180)를 통하여 전기적으로 접속된다. 이하, 관통구멍(112) 내에서, 중심전극(120)과 금속단자 (140)를 전기적으로 접속하는 부재[여기에서는, 복수의 부재(160, 170, 180)]의 전체를 접속부(300) 또는, 전극간 배치체(300)라고 부른다. 도면 중의 접속부 길이 (300L)는 중심전극(120)의 후단[후단 방향(D1r)측의 단]과, 금속단자(140)의 선단[선단 방향(D1)측의 단]의 사이의 중심축(CL)과 평행인 방향의 거리이다.

금속 셀(150)은 중심축(CL)을 따라서 연장되는 금속 셀(150)을 관통하는 관통구멍(159)을 가지는 대략 원통 형상의 부재이다[본 실시형태에서는, 금속 셀 (150)의 중심축은 점화 플러그(100)의 중심축(CL)과 일치하고 있다]. 금속 셀(150)은 저탄소강재를 이용하여 형성되어 있다[다른 도전성 재료(예를 들면, 금속재료)도 채용 가능하다]. 금속 셀(150)의 관통구멍(159)에는 절연체(110)가 삽입되어 있다. 금속 셀(150)은 절연체(110)의 외주에 고정되어 있다. 금속 셀(150)의 선단측에서는 절연체(110)의 선단[본 실시형태에서는, 다리부(113)의 선단측의 부분]이 관통구멍(159)의 외측으로 노출되어 있다. 금속 셀(150)의 후단측에서는 절연체 (110)의 후단[본 실시형태에서는, 후단측 몸통부(118)의 후단측의 부분]이 관통구멍(159)의 외측으로 노출되어 있다.

금속 셀(150)은 선단측에서 후단측으로 향하여 순번으로 나열되는 몸통부 (155)와, 시트부(154)와, 변형부(158)와, 공구걸어맞춤부(151)와, 크림핑부(153)를 가지고 있다. 시트부(154)는 플랜지 형상의 부분이다. 몸통부(155)의 외주면에는 내연기관(예를 들면, 가솔린엔진)의 장착구멍에 나사 결합하기 위한 나사부(152)가 형성되어 있다. 시트부(154)와 나사부(152)의 사이에는 금속판을 접어 구부려 형성된 환 형상의 개스킷(105)이 끼워 넣어져 있다.

금속 셀(150)은 변형부(158)보다도 선단 방향(D1)측에 배치된 축 내경부 (156)를 가지고 있다. 축 내경부(156)의 내경은 후단측에서 선단측으로 향하여 서서히 작아진다. 금속 셀(150)의 축 내경부(156)와, 절연체(110)의 제 1 축 외경부 (115)의 사이에는 선단측 패킹(108)이 끼워져 있다. 선단측 패킹(108)은 철제이며 O자 형상의 링이다[다른 재료(예를 들면, 구리 등의 금속재료)도 채용 가능하다].

공구걸어맞춤부(151)의 형상은 점화 플러그 렌치가 걸어 맞추는 형상(예를 들면, 육각 기둥)이다. 공구걸어맞춤부(151)의 후단측에는 크림핑부(153)가 설치되어 있다. 크림핑부(153)는 절연체(110)의 제 2 축 외경부(111)보다도 후단측에 배치되고, 금속 셀(150)의 후단[즉, 후단 방향(D1r)측의 단]을 형성한다. 크림핑부 (153)는 직경 방향의 내측으로 향하여 굴곡되어 있다. 크림핑부(153)의 선단 방향 (D1)측에서는 금속 셀(150)의 내주면과 절연체(110)의 외주면의 사이에 제 1 후단측 패킹(106)과, 탈크(109)와, 제 2 후단측 패킹(107)이 선단 방향(D1)으로 향하여 순번으로 배치되어 있다. 본 실시형태에서는 이들의 후단측 패킹(106, 107)은 철제이며 C자 형상의 링이다(다른 재료도 채용 가능하다).

점화 플러그(100)의 제조시에는 크림핑부(153)가 내측으로 접어 구부러지도록 크림핑된다. 그리고 크림핑부(153)가 선단 방향(D1)측으로 압압된다. 이에 따라, 변형부(158)가 변형되고, 패킹(106, 107)과 탈크(109)를 통하여 절연체(110)가 금속 셀(150) 내에서 선단측으로 향하여 압압된다. 선단측 패킹(108)은 제 1 축 외경부(115)와 축 내경부(156)의 사이에서 압압되며, 그리고 금속 셀(150)과 절연체 (110)의 사이를 밀봉한다. 이상에 의해, 금속 셀(150)이 절연체(110)에 고정된다.

접지전극(130)은 금속 셀(150)의 선단[즉, 선단 방향(D1)측의 단]에 접합되어 있다. 본 실시형태에서는 접지전극(130)은 봉 형상의 전극이다. 접지전극(130)은 금속 셀(150)에서 선단 방향(D1)으로 향하여 연장되고, 중심축(CL)으로 향하여 구부러져 선단부(131)에 이른다. 선단부(131)는 중심전극(120)의 선단면[129, 선단 방향(D1)측의 표면(129)]의 사이에서 갭(g)을 형성한다. 또, 접지전극(130)은 금속 셀(150)에 전기적으로 도통하도록 접합되어 있다(예를 들면, 레이저 용접). 접지전극(130)은 접지전극(130)의 표면을 형성하는 모재(135)와, 모재(135) 내에 매설된 코어부(136)를 가지고 있다. 모재(135)는 예를 들면, 인코넬을 이용하여 형성되어 있다. 코어부(136)는 모재(135)보다도 열전도율이 높은 재료(예를 들면, 순구리)를 이용하여 형성되어 있다.

이와 같은 점화 플러그(100)의 제조방법으로서는 임의의 방법을 채용 가능하다. 예를 들면, 이하의 제조방법을 채용 가능하다. 우선, 절연체(110)와, 중심전극 (120)과, 금속단자(140)와, 금속 셀(150)과, 봉 형상의 접지전극(130)을 주지의 방법으로 제조한다. 또, 밀봉부(160, 180)의 각각의 재료 분말과, 저항체(170)의 재료 분말을 준비한다.

저항체(170)의 분말 재료를 준비할 경우, 우선, 도전성 재료와, 도전성 재료의 입자의 직경보다도 직경이 큰 제 2 종 입자(예를 들면, ZrO₂의 입자와 TiO₂의 입자)와, 바인더가 혼합된다. 도전성 재료로서는 예를 들면, 카본 블랙 등의 탄소 입자를 채용 가능하다. 바인더로서는 예를 들면, 폴리카르본산 등의 분산제를 채용 가능하다. 이들 재료에 용매로서의 물을 가해서 습식 볼 밀을 이용하여 혼합된다. 그리고 그 혼합물을 이용하여 스프레이 드라이법에 의해서 입자가 생성된다. 다음에, 그 혼합물의 입자와, 제 2 종 입자의 직경보다도 직경이 큰 제 1 종 입자(예를 들면, 유리 입자)가 물을 가해서 혼합된다. 그리고 얻어진 혼합물을 건조시킴으로써, 저항체(170)의 분말 재료가 생성된다. 이와 같이, 도전성 재료가 부착된 제 2 종 입자가 제 1 종 입자와 혼합되므로, 도전성 재료가 직접적으로 제 1 종 입자와 혼합되는 경우와 비교하여 도전성 재료를 분산시킬 수 있다.

다음에, 절연체(110)의 관통구멍(112)의 후단 방향(D1r)측의 개구[이하, 「 후부 개구(114)」라고도 부른다]로부터 중심전극(120)을 삽입한다. 도 4에서 설명한 바와 같이, 중심전극(120)은 절연체(110)의 축 내경부(116)에 의해서 지지됨으로써, 관통구멍(112) 내의 소정 위치에 배치된다.

다음에, 제 1 밀봉부(160), 저항체(170), 제 2 밀봉부(180)의 각각의 재료 분말의 투입과 투입된 분말 재료의 성형이 부재(160, 170, 180)의 순번으로 실시된다. 분말 재료의 투입은 관통구멍(112)의 후부 개구(114)로부터 실시된다. 투입된 분말 재료의 성형은 후부 개구(114)로부터 삽입한 봉을 이용하여 실시된다. 재료 분말은 대응하는 부재의 형상과 대략 같은 형상으로 성형된다.

다음에, 절연체(110)를 각 재료 분말에 포함되는 유리 성분의 연화점보다도 높은 소정온도까지 가열하고, 소정온도로 가열한 상태에서 관통구멍(112)의 후부 개구(114)로부터 금속단자(140)를 관통구멍(112)에 삽입한다. 이 결과, 각 재료 분말이 압축 및 소결되어 밀봉부(160, 180)와, 저항체(170)의 각각이 형성된다.

다음에, 절연체(110)의 외주에 금속 셀(150)을 조립하고, 금속 셀(150)에 접지전극(130)을 고정한다. 다음에, 접지전극(130)을 굴곡하여 점화 플러그를 완성시킨다.

C. 제 2 실시형태의 제 1 평가시험

C-1. 제 1 평가시험의 개요:

제 1 평가시험에서는 실시형태의 점화 플러그(100)의 샘플을 이용하여 전파 노이즈의 억제성능과, 부하수명이 평가되었다. 이하의 표 4는 샘플 종류의 번호와, 제 1 종 라인수(NL1)와, 성분 비율(R, Ti/Zr)과, 제 2 종 라인수(L2)와, 세로 최대연속수(Ncp)의 평균값(NcpA)과, 접속부 길이(300L, 단위는 ㎜)와, 저항체 직경 (70D, 단위는 ㎜)과, 전파 노이즈의 억제성능의 평가결과(이하, 「전파 노이즈 평가결과」라고 부른다)와, 부하수명의 평가결과의 관계를 나타내고 있다. 본 평가시험에서는 K1번부터 K23번의 23종류의 샘플이 평가되었다.

[표 4]

라인수(NL1, NL2)와 평균값(NcpA)은 저항체(170)의 단면의 해석결과에 의거하여 특정된다(상세는, 후술). 성분비율(R)은 저항체(170, 즉, 필러) 중의 Zr원소의 양에 대한 Ti원소의 양의 비율(질량 비율)이다. 이 비율은 저항체(170)의 일부를 도려내고, 도려낸 부분을 ICP발광분광분석(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy)에 의해 분석함으로써 특정되었다. 또한, 각 샘플의 저항체 (170)의 재료로서는 도전성 재료로서의 카본 블랙과, 제 1 종 입자로서의 SiO₂-B₂O₃-Li₂O-BaO계의 유리 입자와, 제 2 종 입자로서의 ZrO₂의 입자와 TiO₂의 입자를 포함하는 재료가 이용되었다.

전파 노이즈 평가결과는 JASO　D002-2(2004)로 규정된 박스법에 따라서 측정된 전파 노이즈의 감쇠량을 이용하여 결정되었다. 구체적으로는, 각 샘플 번호마다 저항값이 1.40±0.05(㏀)의 범위 내의 구성이 같은 5개의 샘플을 제조했다. 그리고 5개 샘플의 300㎒에서의 감쇠량의 평균값을 이용하여 평가값을 결정했다. 평가값은 K16번 샘플의 평균 감쇠량을 기준(1점)으로 하고, 기준과 비교한 경우의 평균 감쇠량의 개선값이 0.1㏈증가할 때마다 1점을 가산함으로써 산출되었다. 예를 들면, K16번의 평균 감쇠량으로부터의 개선값이 0.1㏈ 이상, 0.2㏈ 미만인 경우에는 전파 노이즈 평가결과는 2점이다.

부하수명은 방전에 대한 내구성을 나타내고 있다. 내구성을 평가하기 위해서, 각 샘플 번호마다 저항값이 1.40±0.05(㏀)의 범위 내의 구성이 같은 5개의 샘플이 제조되었다. 제조된 샘플은 전파 노이즈의 억제성능의 평가에서 이용된 같은 번호의 샘플과 같은 조건하에서 제조되었다. 그리고 샘플을 전원에 접속하고, 이하의 조건하에서 다중 방전을 반복하는 운전을 실시했다. 이하의 조건은 일반적인 사용 조건보다도 엄격한 조건이다.

온도　　　　　　　　　　　　　　　 : 400℃

방전 주기　　　　　　　　　　　　　 : 60㎐

1주기에 전원으로부터 출력되는 에너지: 400mJ

평가시험에서는 상기 조건하에서 운전을 실시하고, 운전 후에 중심전극(120)과 금속단자(140) 사이의 상온에서의 전기저항값을 측정했다. 그리고 5개의 샘플 중 적어도 1개의 샘플의 운전 후의 전기저항값이 평가시험 전의 전기저항값의 1.5배 이상으로 상승할 때까지 운전과 전기저항값의 측정을 반복했다. 그리고 적어도 1개의 샘플의 운전 후의 전기저항값이 평가시험 전의 전기저항값의 1.5배 이상으로 상승했을 때의 합계운전시간으로부터 이하와 같이 평가결과를 결정했다.

합계운전시간　　　　　　　: 평가결과

10시간 미만　　　　　　　 : 1점

10시간 이상, 20시간 미만　: 2점

20시간 이상, 100시간 미만 : 3점

100시간 이상, 120시간 미만: 4점

120시간 이상, 140시간 미만: 5점

(이후, 합계운전시간이 20시간 증가할 때마다 1점 가산)

다음에, 표 4에 나타내는 라인수(NL1, NL2)에 대해서 설명한다. 도 5는 저항체(170)의 중심축(CL)을 포함하는 단면과, 그 단면 위의 대상 영역(A10)의 설명도이다. 도 5의 좌측 하부에는 관통구멍(112) 내의 저항체(170)의 중심축(CL)을 포함하는 단면이 나타나 있다. 도시된 저항체(170)의 단면 위에는 대상 영역(A10)이 나타나 있다. 이 대상 영역(A10)은 중심축[CL, 축선(CL)]을 중심선으로 하는 직사각형 영역이며, 그 직사각형 형상은 중심축(CL)에 평행인 2변과, 중심축(CL)에 수직인 2변으로 구성된다. 대상 영역(A10)의 형상은 중심축(CL)을 대칭축으로 하는 선대칭이다. 대상 영역(A10)은 저항체(170)로부터 밀려나오지 않도록 배치된다. 또한, 도시하는 바와 같이, 저항체(170)의 선단 방향(D1)측의 단면과 후단 방향(D1r)측의 단면은 만곡할 수 있다. 도면 중의 저항체 길이(70L)는 저항체(170) 중, 중심축(CL)과 수직인 단면에 있어서 절연체(110)의 내주면에 둘러싸인 영역의 전체가 저항체(170)에 의해서 매립되어 있는 부분의 중심축(CL)과 평행인 방향의 길이이다.

도 5의 우측 부위에는 대상 영역(A10)의 확대도가 나타나 있다. 제 1 길이 (La)는 대상 영역(A10)의 중심축(CL)에 수직인 방향의 길이이며, 제 2 길이(Lb)는 대상 영역(A10)의 중심축(CL)과 평행인 방향의 길이이다. 여기에서는 제 1 길이 (La)는 1800㎛이며, 제 2 길이(Lb)는 2400㎛이다.

도시하는 바와 같이, 대상 영역(A10)은 복수의 정방형 영역(A20)으로 분할되어 있다. 정방형 영역(A20)의 1변의 길이(Ls)는 200㎛이다. 따라서, 대상 영역 (A10) 내에서는 중심축(CL)에 평행인 방향의 정방형 영역(A20)의 수는 12개이며, 중심축(CL)에 수직인 방향의 정방형 영역(A20)의 수는 9개이다. 이하, 중심축(CL)에 수직인 방향으로 나열되는 9개의 정방형 영역(A20)으로 구성되는 선 형상의 영역을 가로선 형상 영역이라고 부른다. 또, 중심축(CL)에 평행인 방향으로 나열되는 12개의 정방형 영역(A20)으로 구성되는 선 형상 영역을 세로선 형상 영역이라고 부른다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 대상 영역(A10)은 선단 방향(D1)으로 향하여 나열되는 12개의 가로선 형상 영역(L01∼L12)으로 분할된다. 또, 대상 영역(A10)은 중심축(CL)에 수직인 방향으로 향하여 나열되는 9개의 세로선 형상 영역(L21∼L29)으로 분할된다.

도 5의 좌측 상부에는 1개의 정방형 영역(A20)을 포함하는 부분 단면(400)이 나타나 있다. 이 부분 단면(400)은 저항체(170)의 단면의 일부를 나타내고 있다. 도시하는 바와 같이, 단면은 골재 영역(Aa)과, 골재 영역(Aa)에 끼워진 도전 영역 (Ac)을 포함하고 있다. 골재 영역(Aa)에는 비교적 진한 해칭이 붙여지고, 도전 영역(Ac)에는 비교적 옅은 해칭이 붙여져 있다.

골재 영역(Aa)은 주로 제 1 종 입자(여기에서는, 유리 입자)로 형성되어 있다. 골재 영역(Aa)은 비교적 큰 입자 형상의 부분[예를 들면, 도면 중의 부분(Pg)]을 포함하고 있다. 이 입자 형상의 부분(Pg)은 유리 입자로 형성되어 있다. 이하, 저항체(170) 중의 최대입자직경이 20㎛ 이상의 입자 형상의 부분을 「골재」라고 부른다. 평가시험에서 평가된 샘플에서는 유리 입자로 형성되는 부분[예를 들면, 부분(Pg)]이 골재에 대응한다.

도전 영역(Ac)은 주로 제 2 종 입자(여기에서는, ZrO₂와 TiO₂)와 도전성 재료 (여기에서는, 카본)로 형성되어 있다. 도면 중의 부분 단면(400) 위에는 도전 영역 (Ac)의 부분 확대도(400c)가 나타나 있다. 도시하는 바와 같이, 도전 영역(Ac)은 ZrO₂으로 형성되는 부분인 지르코니아 부분(P1)과, TiO₂으로 형성되는 티타니아 부분(P2)과, 다른 성분(예를 들면, 제조시에 용융된 유리)으로 형성되는 타성분 부분 (P3)을 포함하고 있다. 도면 중에서는 티타니아 부분(P2)과 타성분 부분(P3)에 해칭이 붙여져 있다.

단면에 있어서, 지르코니아 부분(P1)과 티타니아 부분(P2)은 입자 형상의 영역을 형성하고 있다. 이하, 저항체(170) 중 최대입자직경이 20㎛ 미만의 입자 형상의 부분을 「필러」라고 부른다. 평가시험에서 평가된 샘플에서는 저항체(170)의 필러는 지르코니아 부분(P1)과 티타니아 부분(P2)을 포함하고 있다. 또한, 지르코니아 부분(P1)의 재료인 ZrO₂의 재료 분말의 평균적인 입자 직경은 3㎛이었다. 티타니아 부분(P2)의 재료인 TiO₂의 재료 분말의 평균적인 입자 직경은 5㎛이었다. 완성된 저항체(170)에 있어서, 지르코니아 부분(P1)의 평균적인 입자 직경과 티타니아 부분(P2)의 평균적인 입자 직경은 각각의 재료 분말의 평균적인 입자 직경과 대체로 같았다.

상술한 바와 같이, 도전성 재료(여기에서는, 카본)는 필러(예를 들면, ZrO₂의 입자)에 부착된 상태로 분산된다. 따라서, 도전성 재료는 지르코니아 부분(P1)과 그 근방, 즉, 도전 영역(Ac)에 분포하고 있다. 도전 영역(Ac)은 도전성 재료에 의해서 도전성을 실현하고 있다. 이와 같이, 지르코니아 부분(P1)은 저항체(170) 중의 전류의 경로를 나타내고 있다고 할 수 있다. 환언하면, 방전시에는 전류는 골재 영역(Aa)은 아니고, 주로 지르코니아 부분(P1)과 그 근방을 흐른다.

표 4 중의 라인수(NL1, NL2)와 평균값(NcpA)을 특정하기 위해서, 대상 영역 (A10) 내의 지르코니아 부분(P1)이 특정되었다. 지르코니아 부분(P1)은 대상 영역 (A10) 내의 ZrO₂의 분포를 SEM/EDS(주사형 전자현미경/에너지 분산형 X선분석장치)를 이용하여 분석함으로써 특정되었다. 분석장치로서는 일본전자주식회사제의 JSM-6490LA가 이용되었다. 분석을 위해서, 점화 플러그(100)의 샘플이 중심을 포함하는 평면으로 절단되고, 저항체(170)의 단면이 경면 연마되었다. 샘플로서는, 전파 노이즈의 억제성능의 평가와 부하수명의 평가에서 이용된 샘플과 같은 조건하에서 제조된 샘플이 이용되었다. 그리고 경면 연마된 단면이 분석장치를 이용하여 분석되었다. 여기서, 가속전압이 20㎸로 설정되고, 스위프 회수가 50으로 설정되어 EDS매핑이 실시되었다. EDS매핑의 결과는 흑백의(즉, 2값의) 비트맵 화상데이터로서 보존되었다. 이때, 분석장치의 분석 툴의 「툴-히스토그램」의 조작메뉴를 통하여 흑백 화상에서 최대값의 20％ 이상을 백색으로, 20％ 미만을 흑색으로 하는 한계값의 설정이 실시되었다. 이와 같이 하여 얻어지는 화상 중의 백색의 영역이 지르코니아 부분(P1)으로서 채용되었다.

또한, 한계값을 설정할 경우, 최대값의 20％의 값을 소수점 1째 자리에서 사사오입하여 얻어지는 정수가 한계값 상한으로서 채용되고, 한계값 상한으로부터 1을 감산하여 얻어지는 값이 한계값 하한으로서 채용되었다. 한계값 하한을 한계값 상한으로부터 1을 감산하여 얻어지는 값으로 설정함으로써, 백색과 흑색 사이의 중간색(회색)의 부분을 발생시키지 않고 백색과 흑색으로 2값화하는 것이 가능하게 된다. 예를 들면, 최대값이 35인 경우에는, 한계값 상한이 7(35×20％)로 설정되고, 한계값 하한이 6으로 설정된다. 이 경우, 7 이상의 값의 영역이 백색 영역으로 분류되고, 7 미만의 값의 영역이 흑색 영역으로 분류된다. 최대값이 37인 경우에도, 마찬가지로 한계값 상한이 7로 설정되고, 한계값 하한이 6으로 설정된다. 최대값이 38인 경우에는 한계값 상한이 8로 설정되고, 한계값 하한이 7로 설정된다.

표 4의 제 1 종 라인수(NL1)는 이와 같이 하여 특정된 지르코니아 부분(P1)을 이용하여 결정되었다. 구체적으로는, 대상 영역(A10)에 포함되는 108개의 정방형 영역(A20)의 각각에 대해서 지르코니아 부분(P1)의 면적의 비율이 산출되었다. 그리고 지르코니아 부분(P1)의 면적 비율이 25％ 이상인 정방형 영역(A20)이 제 1 종 영역(A1)으로 분류되고, 지르코니아 부분(P1)의 면적 비율이 25％ 미만인 정방형 영역(A20)이 제 2 종 영역(A2)으로 분류되었다. 도 5의 예에서는 제 2 종 영역 (A2)에 해칭이 붙여져 있다. 도면 중의 대상 영역(A10)의 우측에 나타난 제 1 종 영역수(Nc)는 각 가로선 형상 영역에 포함되는 제 1 종 영역(A1)의 수를 나타내고 있다. 예를 들면, 제 2 가로선 형상 영역(L02)의 제 1 종 영역수(Nc)는 2이다. 상술한 바와 같이, 지르코니아 부분(P1)은 골재 영역(Aa)과 비교하여 전류가 흐르기 쉽다. 따라서, 제 1 종 영역수(Nc)가 큰 것은 그 가로선 형상 영역을 따라서, 즉, 중심축(CL)과 교차하는 방향으로 전류가 흐르기 쉬운 것을 나타내고 있다.

표 4의 제 1 종 라인수(NL1)는 제 1 종 영역수(Nc)가 2 이상인 가로선 형상 영역(이하, 「제 1 종 라인」이라고 부른다)의 수이다. 제 1 종 라인수(NL1)가 많은 것은 전류가, 다수의 가로선 형상 영역(예를 들면, NL1개의 가로선 형상 영역)의 각각을 통하여 각 가로선 형상 영역이 연장되는 방향을 따라서 흐르기 쉬운 것을 의미하고 있다. 따라서, 제 1 종 라인수(NL1)가 많은 경우에는, 저항체(170)를 흐르는 전류는 복수의 가로선 형상 영역을 통과하는 뒤얽힌 경로를 통과할 수 있다. 전류가 뒤얽힌 경로를 통과할 경우에는, 전류가 중심축(CL)과 평행인 직선 경로를 통과하는 경우와 비교하여 전파 노이즈를 억제 가능하다. 전파 노이즈를 억제하는 효과는 경로의 형상이 복잡할수록, 즉, 제 1 종 라인수(NL1)가 많을수록 크다고 추정된다. 또, 전류가 뒤얽힌 경로를 통과할 경우에는, 전류가 중심축(CL)과 평행인 직선 경로를 통과하는 경우와 비교하여 저항체(170) 내에서 전류를 분산 가능하다. 따라서, 제 1 종 라인수(NL1)가 많을수록 저항체(170)의 국소적인 열화를 억제할 수 있다고 추정된다.

도 5에서는 2 이상인 제 1 종 영역수(Nc)가 사각으로 둘러싸여 있다. 도 5의 예에서는, 제 1 종 영역수(Nc)가 2 이상의 라인의 수, 즉, 제 1 종 라인수(NL1)는 10개이다.

표 4의 제 2 종 라인수(NL2)는 도 5 중의 제 1 종 영역수(Nc)의 이웃에 나타난 가로 최대연속수(Ncc)를 이용하여 결정되었다. 가로 최대연속수(Ncc)는 1개의 가로선 형상 영역 내에 있어서 제 1 종 영역(A1)이 연속하는 부분을 가로 연속 부분이라고 부를 때에, 1개의 가로 연속 부분에 포함되는 제 1 종 영역(A1)의 수의 최대값이다. 도 5에서는 가로 연속 부분이 이중선으로 나타나 있다. 예를 들면, 제 4 가로선 형상 영역(L04)의 가로 최대연속수(Ncc)는 2이다. 가로 최대연속수(Ncc)가 큰 것은 그 가로선 형상 영역을 따라서 전류가 더욱 흐르기 쉬운 것을 나타내고 있다.

표 4의 제 2 종 라인수(NL2)는 가로 최대연속수(Ncc)가 2 이상인 가로선 형상 영역(이하 「제 2 종 라인」이라고 부른다)의 수이다. 제 2 종 라인수(NL2)가 많은 것은 전류가 다수의 가로선 형상 영역(예를 들면, NL2개의 가로선 형상 영역)의 각각을 통하여 각 가로선 형상 영역이 연장되는 방향을 따라서 더욱 흐르기 쉬운 것을 의미하고 있다. 따라서, 제 2 종 라인수(NL2)가 많은 경우에는, 저항체 (170)를 흐르는 전류는 복수의 가로선 형상 영역을 통과하는 뒤얽힌 경로를 통과하기 쉬우므로, 전파 노이즈를 더욱 억제 가능하다. 전파 노이즈를 억제하는 효과는 경로의 형상이 복잡할수록, 즉, 제 2 종 라인수(NL2)가 많을수록 크다고 추정된다. 또, 전류가 뒤얽힌 경로를 통과할 경우에는 전류가 중심축(CL)과 평행인 직선 경로를 통과하는 경우와 비교하여 저항체(170) 내에서 전류를 분산 가능하다. 따라서, 제 2 종 라인수(NL2)가 많을수록 저항체(170)의 국소적인 열화를 억제할 수 있다고 추정된다.

도 5에서는 2 이상인 가로 최대연속수(Ncc)가 사각으로 둘러싸여 있다. 도 5의 예에서는, 가로 최대연속수(Ncc)가 2 이상인 라인의 수, 즉, 제 2 종 라인수 (NL2)는 8개이다.

표 4의 세로 최대연속수(Ncp)의 평균값(NcpA)은 도 5에 나타내는 9개의 세로선 형상 영역(L21∼L29)의 각각의 세로 최대연속수(Ncp)의 평균값이다. 세로 최대연속수(Ncp)는 1개의 세로선 형상 영역 내에 있어서 제 1 종 영역(A1)이 연속하는 부분을 세로 연속 부분이라고 부를 때에, 1개의 세로 연속 부분에 포함되는 제 1 종 영역(A1)의 수의 최대값이다. 도 5에서는 세로 연속 부분이 세로 연속 부분을 형성하는 복수의 제 1 종 영역(A1)을 연결하는 굵은 선으로 나타나 있다. 예를 들면, 제 4 세로선 형상 영역(L24)의 세로 최대연속수(Ncp)는 3이다. 또, 도 5의 예에서는, 9개의 세로 최대연속수(Ncp)의 평균값(NcpA)이 2.1이다. 세로 최대연속수 (Ncp)가 큰 것은 그 세로선 형상 영역을 따라서 전류가 흐르기 쉬운 것을 나타내고 있다.

또한, 비트맵 화상데이터의 해석, 즉, 제 1 종 영역(A1)과 제 2 종 영역(A2)과 평균값(NcpA)의 특정을 위한 면적의 산출과, 제 1 종 라인수(NL1)와 제 2 종 라인수(NL2)와 평균값(NcpA)의 산출에는 소프트 이미징 시스템(Soft Imaging System) GmbH사의 화상 해석 소프트웨어인 analySIS Five(상표)가 이용되었다. 또, 표 4의 라인수(NL1, NL2)와 평균값(NcpA)은 1개의 샘플의 단면 위의 위치가 다른 2개의 대상 영역(A10)의 해석결과의 평균값이다.

C-2. 제 1 종 라인수(NL1)와 평가결과:

표 4의 K1번부터 K10번의 각각의 제 1 종 라인수(NL1)는 1, 5, 5, 7, 7, 8, 10, 12, 12, 12이었다. 이들 10 종류의 샘플의 사이에서는 성분비율(R)은 같은 1이며, 접속부 길이(300L)는 같은 11㎜이고, 저항체 직경(70D)은 같은 3.5㎜이었다. 또, 저항체 길이(70L, 도 5)는 대체로 8㎜이었다.

K1번부터 K10번이 나타내는 바와 같이, 전파 노이즈 평가결과는 제 1 종 라인수(NL1)가 작은 경우보다도 제 1 종 라인수(NL1)가 많은 경우가 양호했다. 또, 부하수명의 평가결과는 제 1 종 라인수(NL1)가 작은 경우보다도 제 1 종 라인수 (NL1)가 큰 경우가 양호했다. 이들의 이유는 상술한 바와 같이, 제 1 종 라인수 (NL1)가 많을수록 전류의 경로의 형상이 복잡화되기 때문이라고 추정된다.

2점보다도 양호한 전파 노이즈 평가결과와 2점보다도 양호한 부하수명 평가결과를 실현 가능한 제 1 종 라인수(NL1)는 5, 7, 8, 10, 12이었다. 이들의 값으로부터 임의로 선택된 값을 제 1 종 라인수(NL1)의 바람직한 범위(하한 이상, 상한 이하)의 하한으로서 채용 가능하다. 예를 들면, 제 1 종 라인수(NL1)로서는 5개 이상의 값을 채용 가능하다. 또, 이들 값 중의 하한 이상의 임의의 값을 제 1 종 라인수(NL1)의 바람직한 범위의 상한으로서 채용 가능하다. 예를 들면, 제 1 종 라인수(NL1)로서는 12개 이하의 값을 채용 가능하다.

또한, 전파 노이즈 평가결과의 향상이라고 하는 관점에서는, 저항체(170) 내를 흐르는 전류의 경로가 가늘고 복잡하게 뒤얽혀 있는 것이 바람직하다고 추정된다. 그러나 전류의 경로가 가는 경우에는 전류의 경로가 굵은 경우와 비교하여 열이나 진동에 의해서 전류의 경로가 절단될 가능성이 높다(즉, 부하수명이 짧다). 그래서 본 평가시험에서는 도 5에서 설명한 바와 같이, 비교적 전류가 흐르기 쉬운 제 1 종 영역(A1)과 비교적 전류가 흐르기 어려운 제 2 종 영역(A2)의 판별이 한 변의 길이가 200㎛라고 하는 필러와 비교하여 큰 정방형 영역(A20)에 있어서의 지르코니아 부분(P1)의 면적의 비율을 이용하여 실시되었다. 이 경우, 지르코니아 부분(P1)에 의해서 형성되는 전류의 경로가 과잉으로 가는 경우에는, 정방형 영역 (A20)이 제 1 종 영역(A1)으로 분류되지 않고, 전류의 경로가 어느 정도 굵은 경우에, 정방형 영역(A20)이 제 1 종 영역(A1)으로 분류된다. 이와 같은 제 1 종 영역 (A1)을 이용함으로써, 전파 노이즈 평가결과와 부하수명 평가결과의 쌍방과 상관이 있는 파라미터, 즉, 제 1 종 라인수(NL1)를 얻을 수 있었다. 또한, 정방형 영역 (A20)의 한 변의 길이가 200㎛보다도 큰 경우에는, 전파 노이즈의 억제에 대한 영향이 작은 전류 경로[예를 들면, 중심축(CL)과 평행으로 연장되는 굵은 전류 경로]가 형성되는 경우에도, 라인수(NL1)가 증대한다. 따라서, 제 1 종 라인수(NL1)와 전파 노이즈 평가결과의 상관이 약해진다고 추정된다. 후술하는 제 2 종 라인수 (NL2)에 대해서도 마찬가지이다.

C-3. 제 2 종 라인수(NL2)와 평가결과:

표 4의 K1번부터 K10번의 각각의 제 2 종 라인수(NL2)는 0, 3, 5, 3, 5, 6, 7, 10, 10, 10이었다. 이들의 샘플이 나타내는 바와 같이, 전파 노이즈 평가결과와 부하수명 평가결과는 제 2 종 라인수(NL2)가 작은 경우보다도 제 2 종 라인수(NL2)가 큰 경우가 양호했다. 이들의 이유는 상술한 바와 같이, 제 2 종 라인수(NL2)가 많을수록 전류의 경로의 형상이 복잡화되기 때문이라고 추정된다.

또한, 2점보다도 양호한 부하수명 평가결과를 실현 가능한 제 2 종 라인수 (NL2)는 3, 5, 6, 7, 10이었다. 이들의 값으로부터 임의로 선택된 값을 제 2 종 라인수(NL2)의 바람직한 범위(하한 이상, 상한 이하)의 하한으로서 채용 가능하다. 예를 들면, 제 2 종 라인수(NL2)로서는 3개 이상의 값을 채용 가능하다. 또, 6점보다도 양호한 부하수명 평가결과를 실현 가능한 제 2 종 라인수(NL2)는 5, 6, 7, 10이었다. 따라서, 제 2 종 라인수(NL2)로서는 5개 이상의 값을 채용하는 것이 바람직하다. 또, 최량의 10점의 부하수명 평가결과를 실현 가능한 제 2 종 라인수(NL2)는 7, 10이었다. 따라서, 제 2 종 라인수(NL2)로서는 7개 이상의 값을 채용하는 것이 바람직하다. 또한, 제 2 종 라인수(NL2)가 많을수록 양호한 부하수명 평가결과를 실현할 수 있다고 추정된다. 따라서, 제 2 종 라인수(NL2)로서는 이론상의 최대값인 12개 이하의 다양한 값을 채용 가능하다고 추정된다. 또, 상기의 평가 완료의 값(예를 들면, 3, 5, 6, 7, 10)으로부터 선택된 하한 이상의 임의의 값을 상한으로서 채용 가능하다.

C-4. 성분비율[R, (Ti/Zr)]과 평가결과:

표 4의 K11번부터 K17번의 각각의 성분비율[R, (Ti/Zr)]은 0, 0.05, 0.5, 2, 3, 6, 10이었다. 이들 7 종류의 샘플의 사이에서는 제 1 종 라인수(NL1)는 같은 12이며, 제 2 종 라인수(NL2)는 같은 10이고, 접속부 길이(300L)는 같은 11㎜이며, 저항체 직경(70D)은 같은 3.5㎜이었다. K11번부터 K17번의 샘플의 다른 구성은 상기의 K1번부터 K10번의 샘플의 구성과 같았다.

K11번부터 K17번이 나타내는 바와 같이, 부하수명 평가결과는 성분비율(R)이 작은 경우보다도 성분비율(R)이 큰 경우가 양호했다. 이 이유는 TiO₂의 비율이 클수록 TiO₂를 통과하는 전류의 경로가 증대하므로, 저항체(170) 내에서 전류를 분산할 수 있으며, 그리고 저항체(170)의 열화를 억제할 수 있기 때문이라고 추정된다. 전파 노이즈 평가결과는 성분비율(R)이 큰 경우보다도 성분비율(R)이 작은 경우가 양호했다. 이 이유는 TiO₂의 비율이 작을수록 TiO₂를 통과하는 전류의 경로가 감소하므로, 저항체(170) 내의 전류의 경로가 복잡화되기 때문이라고 추정된다.

K11번부터 K17번에 더불어서 K1번부터 K10번을 고려하면, 8점 이상의 부하수명 평가결과를 실현 가능한 성분비율(R)은 0.05, 0.5, 1, 2, 3, 6, 10이었다. 또, 4점 이상의 전파 노이즈 평가결과를 실현 가능한 성분비율(R)은 0, 0.05, 0.5, 1, 2, 3, 6이었다. 양방에 포함되는 성분비율(R)은 0.05, 0.5, 1, 2, 3, 6의 6개의 값이었다. 이들의 6개의 값으로부터 임의로 선택된 값을 성분비율(R)의 바람직한 범위(하한 이상, 상한 이하)의 하한으로서 채용 가능하다. 그리고 6개의 값 중 하한 이상으로 임의의 값을, 상한으로서 채용 가능하다. 예를 들면, 성분비율(R)로서는 0.05 이상, 6 이하의 값을 채용 가능하다. 더욱 바람직하게는, 성분비율(R)로서는 0.5 이상, 6 이하의 값을 채용 가능하다. 더욱더 바람직하게는, 성분비율(R)로서는 0.5 이상, 3 이하의 값을 채용 가능하다.

또한, K1번부터 K10번의 성분비율(R)은 1이며, 성분비율(R)의 상기의 바람직한 범위의 하한보다도 크고, 상한보다도 작았다. 또, K1번부터 K10번이 나타내는 바와 같이, 성분비율(R)이 1인 경우에는, 제 1 종 라인수(NL1)와 제 2 종 라인수 (NL2)의 다양한 조합이 4점 이상의 전파 노이즈 평가결과와 8점 이상의 부하수명 평가결과를 실현 가능했다. 이상에 의해, 제 1 종 라인수(NL1)가 K11번부터 K17번의 제 1 종 라인수(NL1)인 12와는 다른 경우도, 성분비율(R)의 상기의 바람직한 범위를 적용 가능하다고 추정된다. 마찬가지로, 제 2 종 라인수(NL2)가 K11번부터 K17번의 제 2 종 라인수(NL2)인 10과는 다른 경우도, 성분비율(R)의 상기의 바람직한 범위를 적용 가능하다고 추정된다.

C-5. 저항체 직경(70D)과 평가결과:

표 4의 K18번과 K19번의 각각의 저항체 직경(70D)은 K1번부터 K17번의 저항체 직경(70D, 3.5㎜)보다도 큰 4㎜이었다. K18번의 구성은 NL1=1, NL2=0, R=1이며, 2개의 파라미터(NL1, NL2)가 상기의 바람직한 범위로부터 벗어나 있었다. 그리고 K18번의 전파 노이즈 평가결과는 1점이며, 부하수명 평가결과는 3점이었다. 한편, K19번의 구성은 NL1=10, NL2=7, R=1이며, 3개의 파라미터(NL1, NL2, R)의 각각이 상기의 바람직한 범위 내이었다. 그리고 K19번의 전파 노이즈 평가결과는 K18번보다 양호한 4점이며, K19번의 부하수명 평가결과는 K18번보다 양호한 10점이었다.

표 4의 K20번과 K21번의 각각의 저항체 직경(70D)은 K1번부터 K17번의 저항체 직경(70D, 3.5㎜)보다도 작은 2.9㎜이었다. K20번의 구성은 NL1=1, NL2=0, R=1이며, 2개의 파라미터(NL1, NL2)가 상기의 바람직한 범위로부터 벗어나 있었다. 그리고 K20번의 전파 노이즈 평가결과는 3점이며, 부하수명 평가결과는 1점이었다. 한편, K21번의 구성은 NL1=10, NL2=7, R=1이며, 3개의 파라미터(NL1, NL2, R)의 각각이 상기의 바람직한 범위 내이었다. 그리고 K21번의 전파 노이즈 평가결과는 K20번보다 양호한 5점이며, K21번의 부하수명 평가결과는 K20번보다 양호한 10점이었다.

또한, K18번부터 K21번의 샘플의 사이에서는, 접속부 길이(300L)는 같은 11㎜이었다. 또, 저항체 길이(70L, 도 5)는 대체로, 같은 8㎜이었다.

일반적으로, 저항체 직경(70D)이 작은 경우에는 저항체 직경(70D)이 큰 경우와 비교하여 저항체(170)의 표면적이 작으므로, 저항체(170)에 전류가 흐름으로써 발생하는 열을 절연체(110) 등의 다른 부재로 방출하기 어렵다. 즉, 저항체 직경 (70D)이 작은 경우에는, 저항체(170)의 부하수명 평가결과가 저하되기 쉽다. 또, 저항체 직경(70D)이 작은 경우에는, 중심축(CL)과 교차하는 방향으로 연장되는 전류의 경로의 길이가 짧은 범위로 제한되므로, 전파 노이즈의 억제성능이 저하되기 쉽다. 여기서, 표 4에 나타내는 바와 같이, 2.9, 3.5, 4(㎜)의 3개 저항체 직경 (70D)으로, 4점 이상의 전파 노이즈 평가결과와 8점 이상의 부하수명 평가결과를 실현할 수 있었다. 이와 같이, 저항체 직경(70D)으로서는 4㎜ 이하의 값을 채용 가능하고, 더욱 작은 3.5㎜ 이하의 값을 채용 가능하며, 더욱더 작은 2.9㎜ 이하의 값을 채용 가능하다. 또, 저항체 직경(70D)으로서는, 3개의 값 중 상한 이하의 임의값(예를 들면, 2.9㎜)을 하한으로서 선택했을 때에, 그 하한 이상의 값을 채용 가능하다.

일반적으로는, 2점 이상의 전파 노이즈 평가결과와 2점 이상의 부하수명 평가결과를 실현할 수 있으면 실용 가능한 것을 고려하면, 저항체 직경(70D)의 허용 범위는 이들 3개의 값[2.9, 3.5, 4(㎜)]을 포함하는 넓은 범위로 확장 가능하다고 추정된다. 예를 들면, 저항체 직경(70D)으로서는, 대상 영역(A10)의 제 1 길이(La)인 1.8㎜ 이상의 다양한 값을 채용 가능하다고 추정된다. 또, 점화 플러그(100)의 실용적인 크기를 고려하면, 저항체 직경(70D)으로서는 6㎜ 이하의 다양한 값을 채용 가능하다고 추정된다. 어느 경우도, 적어도 제 1 종 라인수(NL1)를 상기의 바람직한 범위 내로 설정함으로써, 양호한(예를 들면, 2점 이상의) 전파 노이즈 평가결과와 양호한(예를 들면, 2점 이상의) 부하수명 평가결과를 실현할 수 있다고 추정된다. 여기서, 제 1 종 라인수(NL1)에 더불어서, 제 2 종 라인수(NL2)를 상기의 바람직한 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 성분비율(R)을 상기의 바람직한 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다.

C-6. 접속부 길이(300L)와 평가결과:

표 4의 K22번과 K23번의 각각의 접속부 길이(300L)는 K1번부터 K21번의 접속부 길이(300L, 11㎜)보다도 큰 15㎜이었다. 15㎜의 접속부 길이(300L)는 금속단자 (140)의 선단[선단 방향(D1)측의 단]의 위치를 후단 방향(D1r)측으로 이동시키며, 그리고 저항체(170)의 중심축(CL)과 평행인 방향의 길이[구체적으로는, 도 5의 저항체 길이(70L)]를 길게 함으로써 실현되었다. 제 1 밀봉부(160)의 형상과 크기는 K1번부터 K21번의 모든 샘플의 사이에서 대체로 같았다. 마찬가지로 제 2 밀봉부 (180)의 형상과 크기는 K1번부터 K21번의 모든 샘플의 사이에서 대체로 같았다.

K22번의 구성은 NL1=1, NL2=0, R=1, 70D=3.5㎜이며, 2개의 파라미터(NL1, NL2)가 상기의 바람직한 범위로부터 벗어나 있었다. 그리고 K22번의 전파 노이즈 평가결과는 3점이며, 부하수명 평가결과는 1점이었다. 한편, K23번의 구성은 NL1=10, NL2=7, R=1, 70D=3.5㎜이며, 4개의 파라미터(NL1, NL2, R, 70D)의 각각이 상기의 바람직한 범위 내이었다. 그리고 K23번의 전파 노이즈 평가결과는 K22번보다 양호한 5점이며, K23번의 부하수명 평가결과는 K22번보다 양호한 10점이었다.

일반적으로, 접속부 길이(300L)가 긴 경우에는, 접속부 길이(300L)가 짧은 경우와 비교하여 접속부[300, 저항체(170)를 포함]의 제조가 어렵다. 예를 들면, 관통구멍(112) 내에 배치된 접속부[300, 예를 들면, 저항체(170)]의 재료를 관통구멍(112)의 후부 개구(114)로부터 삽입된 봉을 이용하여 압축하는 경우가 있다. 접속부 길이(300L)가 긴 경우에는, 압축을 위한 압력이 접속부(300)의 도중에서 분산되기 쉽다. 이 결과, 저항체(170)의 재료의 압축이 적절하게 이루어지지 않고, 전파 노이즈의 억제성능이 저하되며, 또, 내구성이 저하되는 경우가 있다. 여기서, 표 4에 나타내는 바와 같이, 11㎜와 15㎜의 2개 접속부 길이(300L)로, 4점 이상의 전파 노이즈 평가결과와 8점 이상의 부하수명 평가결과를 실현할 수 있었다. 이와 같이, 접속부 길이(300L)로서는 11㎜ 이상의 값을 채용 가능하고, 더욱 긴 15㎜ 이상의 값을 채용 가능하다. 또, 접속부 길이(300L)로서는 2개의 값 중 하한 이상의 임의의 값(예를 들면, 15㎜)을 상한으로서 선택했을 때에, 그 상한 이하의 값을 채용 가능하다.

일반적으로는, 2점 이상의 전파 노이즈 평가결과와 2점 이상의 부하수명 평가결과를 실현할 수 있으면 실용 가능한 것을 고려하면, 접속부 길이(300L)의 허용 범위는 이들 2개의 값[11, 15(㎜)]을 포함하는 넓은 범위로 확장 가능하다고 추정된다. 예를 들면, 접속부 길이(300L)로서는 5㎜ 이상의 다양한 값을 채용 가능하다고 추정된다. 또, 접속부 길이(300L)로서는 30㎜ 이하의 다양한 값을 채용 가능하다고 추정된다. 어느 경우도, 적어도 제 1 종 라인수(NL1)를 상기의 바람직한 범위 내로 설정함으로써, 양호한(예를 들면, 2점 이상의) 전파 노이즈 평가결과와 양호한(예를 들면, 2점 이상의) 부하수명 평가결과를 실현할 수 있다고 추정된다. 여기서, 제 1 종 라인수(NL1)에 더불어서, 제 2 종 라인수(NL2)를 상기의 바람직한 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 성분비율(R)을 상기의 바람직한 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 저항체 직경(70D)을 상기의 추정된 허용 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다.

C-7. 세로 최대연속수(Ncp)의 평균값(NcpA)과 평가결과:

표 4의 K1번부터 K23번에 따르면, 2점 이상의 전파 노이즈 평가결과를 실현 가능한 평균값(NcpA)은 0.8, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.7, 2.8, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 5.0, 6.0의 13개의 값이었다. 이들 13개의 값으로부터 임의로 선택된 값을 평균값 (NcpA)의 바람직한 범위(하한 이상, 상한 이하)의 하한으로서 채용 가능하다. 그리고 13개의 값 중 하한 이상의 임의의 값을 상한으로서 채용 가능하다. 또한, 평균값(NcpA)이 작을수록 전류의 경로가 복잡화된다고 추정된다. 따라서, 평균값(NcpA)으로서는 상기의 13개의 값 중 최소값(0.8)보다도 작은 값[예를 들면, 제로(0) 이상의 다양한 값]을 채용 가능하다고 추정된다. 예를 들면, 평균값(NcpA)으로서는 제로(0) 이상, 6.0 이하의 값을 채용 가능하다고 추정된다. 단, 제 1 종 라인수 (NL1)를 상기의 바람직한 범위 내로 설정함으로써, 세로 최대연속수(Ncp)의 평균값 (NcpA)도, 제로(0)보다도 큰 값으로 된다고 추정된다.

또, K10번과 다른 샘플이 나타내는 바와 같이, 평균값(NcpA)이 5.0 이하인 경우에는, 다양한 평균값(NcpA)으로 5점의 전파 노이즈 평가결과를 실현 가능했지만 , 평균값(NcpA)이 6.0인 경우에는, 전파 노이즈 평가결과는 그것보다 낮은 4점이었다. 이 이유는 평균값(NcpA)이 커짐으로써, 전류가 세로선 형상 영역을 따라서 흐르기 쉬워지고, 이 결과, 전류의 경로가 단순하게 되기 때문이라고 추정된다. 이상에 의해, 세로 최대연속수(Ncp)의 평균값(NcpA)으로서 5.0 이하의 값을 채용함으로써, 더욱 양호한 전파 노이즈 평가결과를 실현 가능하다고 추정된다.

어느 경우도, 적어도 제 1 종 라인수(NL1)를 상기의 바람직한 범위 내로 설정함으로써, 양호한(예를 들면, 2점 이상의) 전파 노이즈 평가결과와 양호한(예를 들면, 2점 이상의) 부하수명 평가결과를 실현할 수 있다고 추정된다. 여기서, 제 1 종 라인수(NL1)에 더불어서, 제 2 종 라인수(NL2)를 상기의 바람직한 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 성분비율(R)을 상기의 바람직한 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 저항체 직경(70D)을 상기의 추정된 허용 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 접속부 길이(300L)를 상기의 추정된 허용 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다.

D. 제 2 실시형태의 제 2 평가시험

D-1. 제 2 평가시험의 개요:

제 2 평가시험에서는 실시형태의 점화 플러그(100)의 샘플의 구성과, 전파 노이즈의 억제성능과, 부하수명의 관계가 평가되었다. 이하의 표 5는 샘플의 종류의 번호와, 제 1 종 라인수(NL1)와, 성분비율[R, (Ti/Zr)]과, 제 2 종 라인수(NL2)와, 제 1 종 영역 비율(RA1)과, 제 1 종 영역수 기대값(NcE)과, 가로 최대연속수 기대값(NccE)과, 연속성의 판정결과와, 가로 최대연속수 평균값(NccA)과, 접속부 길이(300L, 단위는 ㎜)와, 저항체 직경(70D, 단위는 ㎜)과, 전파 노이즈 평가결과와, 부하수명 평가결과의 관계를 나타내고 있다. 제 2 평가시험에서는 T1번부터 T5번의 5 종류의 샘플이 평가되었다.

[표 5]

표 5 중의 파라미터(NL1, R, NL2, 300L, 70D)는 표 4의 같은 부호의 파라미터와 각각 같다. 또, 전파 노이즈 평가결과는 표 4의 제 1 평가시험과 같은 방법으로 결정되었다. 부하수명 평가결과는 표 4의 제 1 평가시험의 방법에 있어서의 「1 주기에 전원으로부터 출력되는 에너지」를 400mJ보다도 큰 600mJ로 변경한 방법으로 결정되었다. 즉, 제 2 평가시험에서는 제 1 평가시험보다도 엄격한 조건하에서 부하수명이 평가되었다.

다음에, 표 5 중의 다른 파라미터에 대해서 설명한다. 제 1 종 영역 비율 (RA1)은 대상 영역(A10, 도 5) 중의 정방형 영역(A20)의 총수에 대한 제 1 종 영역 (A1)의 총수의 비율이다. 상술한 바와 같이, 정방형 영역(A20)의 총수는 108개이다. 표 5 중의 제 1 종 영역 비율(RA1)의 란 내의 괄호 내에는 정방형 영역(A20)의 총수인 「108」과, 제 1 종 영역(A1)의 총수도 나타나 있다. 예를 들면, T1번의 제 1 종 영역(A1)의 총수는 101개이다.

제 1 종 영역수 기대값(NcE)은 제 1 종 영역수[Nc, 즉, 1개의 가로선 형상 영역에 포함되는 제 1 종 영역(A1)의 수]의 기대값이다. 이 제 1 종 영역수 기대값 (NcE)은 INT(9*RA1)로 산출된다. 여기서, 함수 「INT」는 인수를 소수점 1째 자리에서 사사오입하여 정수로 하는 함수를 나타내고 있다. 연산 기호 「*」는 곱셈을 나타내고 있다(이하 마찬가지). 수치 「9」는 1개의 가로선 형상 영역에 포함되는 정방형 영역(A20)의 총수이다. 이와 같이 산출되는 제 1 종 영역수 기대값(NcE)은 제 1 종 영역 비율(RA1)에 의해서 특정되는 수의 제 1 종 영역(A1)이 대상 영역 (A10) 내에 균등하게 분포하는 경우의 1개의 가로선 형상 영역에 포함되는 제 1 종 영역(A1)의 총수를 나타내고 있다.

가로 최대연속수 기대값[NccE, 이하, 「가로 연속 기대값(NccE)」이라고도 부른다]은 가로 최대연속수[Ncc, 즉, 1개의 가로 연속 부분에 포함되는 제 1 종 영역(A1)의 수의 최대값]의 기대값이다. 이 가로 연속 기대값(NccE)은 제 1 종 영역수 기대값(NcE)에 의거하여 실현 가능한 가로 최대연속수(Ncc)와, 그 가로 최대연속수(Ncc)를 실현하는 제 1 종 영역(A1)의 배치의 조합수(CNcc)로부터 산출된다. 구체적으로는, 실현 가능한 모든 Ncc에 대한 「Ncc*CNcc」의 합을 실현 가능한 모든 Ncc에 대한 「CNcc」의 합으로 나눗셈함으로써 얻어지는 값이 가로 연속 기대값 (NccE)이다. 즉, 가로 연속 기대값(NccE)은 제 1 종 영역(A1)과 제 2 종 영역(A2)의 실현 가능한 복수의 배치 패턴에 있어서의 가로 최대연속수(Ncc)의 평균값이다. 여기서, 1개의 가로선 형상 영역에 포함되는 제 1 종 영역(A1)의 총수는 가로 최대연속수(Ncc)에 상관없이 제 1 종 영역수 기대값(NcE)에 고정된다. 제 1 종 영역수 기대값(NcE)에 의거하여 실현 가능한 가로 최대연속수(Ncc)는 제로(0)보다 크게 제 1 종 영역수 기대값(NcE) 이하의 범위 내로부터 제 1 종 영역수 기대값(NcE)에 따라서 결정된다.

우선, 제 1 종 영역수 기대값(NcE)이 「4」인 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 실현 가능한 가로 최대연속수(Ncc)는 「4」와「3」과「2」와「1」이다. 이하, 이들 가로 최대연속수(Ncc)의 각각의 조합수(CNcc)에 대해서 설명한다.

Ncc=4인 경우, 1개의 가로선 형상 영역[즉, 9개의 정방형 영역(A20)]은 1개의 가로 연속 부분[4개의 제 1 종 영역(A1)으로 구성된다]과, 5개의 제 2 종 영역 (A2)으로 분해된다. 그리고 1개의 가로 연속 부분과 5개의 제 2 종 영역(A2)이 일렬로 배치된다. 여기서, 1개의 가로 연속 부분의 위치는 일렬로 나열되는 5개의 제 2 종 영역(A2)에 의해서 형성되는 6개의 후보 위치로부터 선택된다. 여기서, 1개의 제 2 종 영역(A2)을 문자 「○」로 나타내고, 가로 연속 부분의 후보 위치를 문자 「×」로 나타낼 경우, 제 2 종 영역(A2, ○)과 후보 위치(×)의 배치는 「×○×○×○×○×○×」이다. 「Ncc=4」를 실현하는 제 1 종 영역(A1)의 배치의 조합수 (CNcc)는 6개의 후보 위치(×)로부터 1개의 가로 연속 부분의 위치를 선택할 경우의 순열(₆P₁=6)과 같다.

Ncc=3인 경우, 1개의 가로선 형상 영역은 1개의 가로 연속 부분[3개의 제 1 종 영역(A1)으로 구성된다]과, 1개의 제 1 종 영역(A1)과, 5개의 제 2 종 영역(A2)으로 분해된다. 가로 연속 부분과 제 1 종 영역(A1)이 서로 이웃하는 위치에 배치되는 것은 허용되지 않는다. 이 경우, 조합수(CNcc)는 6개의 후보 위치로부터 1개의 가로 연속 부분의 위치와 1개의 제 1 종 영역(A1)의 위치를 선택할 경우의 순열 (₆P₂=30)과 같다.

Ncc=2인 경우, 1개의 가로선 형상 영역은 이하의 2개의 패턴으로 분해 가능하다.

제 1 패턴: 2개의 가로 연속 부분, 5개의 제 2 종 영역(A2)

제 2 패턴: 1개의 가로 연속 부분, 2개의 제 1 종 영역(A1), 5개의 제 2 종 영역(A2)

어느 패턴에 있어서도 1개의 가로 연속 부분은 2개의 제 1 종 영역(A1)으로 구성된다.

제 1 패턴에서는 2개의 가로 연속 부분이 서로 이웃하는 위치에 배치되는 것은 허용되지 않는다. 또, 2개의 가로 연속 부분은 서로 구별할 수 없다. 따라서, 조합수(CNcc)는 6개의 후보 위치로부터 2개의 가로 연속 부분의 위치를 선택할 경우의 순열(₆P₂)을 구별할 수 없는 2개의 가로 연속 부분의 순열(₂P₂=2!)로 나눗셈하여 얻어지는 수와 같다. 구체적으로는 CNcc=₆P₂/2!=30/2=15이다.

제 2 패턴에서는 가로 연속 부분과 제 1 종 영역(A1)이 서로 이웃하는 위치에 배치되는 것은 허용되지 않는다. 또, 2개의 제 1 종 영역(A1)이 서로 이웃하는 위치에 배치되는 것도 허용되지 않는다. 그리고 2개의 제 1 종 영역(A1)은 서로 구별할 수 없다. 따라서, 조합수(CNcc)는 6개의 후보 위치로부터 1개의 가로 연속 부분과 2개의 제 1 종 영역(A1)의 3개의 위치를 선택할 경우의 순열(₆P₃)을 구별할 수 없는 2개의 제 1 종 영역(A1)의 순열(₂P₂=2!)로 나눗셈하여 얻어지는 수와 같다. 구체적으로는 CNcc=₆P₃/2!=120/2=60이다.

이상에 의해, Ncc=2인 경우, 최종적인 조합수(CNcc)는 75(=15+60)이다.

Ncc=1인 경우, 1개의 가로선 형상 영역은 4개의 제 1 종 영역(A1)과, 5개의 제 2 종 영역(A2)으로 분해된다. 여기서, 2개 이상의 제 1 종 영역(A1)이 연속되는 것은 허용되지 않는다. 또, 4개의 제 1 종 영역(A1)은 서로 구별할 수 없다. 따라서, 조합수(CNcc)는 6개의 후보 위치로부터 4개의 제 1 종 영역(A1)의 위치를 선택할 경우의 순열(₆P₄)을 구별할 수 없는 4개의 제 1 종 영역(A1)의 순열(₄P₄=4!)로 나눗셈하여 얻어지는 수와 같다. 구체적으로는 CNcc=₆P₄/4!=360/24=15이다.

이상에 의해, 제 1 종 영역수 기대값(NcE)이 4인 경우의 4개의 제 1 종 영역 (A1)의 배치의 총수[즉, 조합수(CNcc)의 합계값]는 126(=6+30+75+15)이다. 그리고 가로 연속 기대값(NccE)은 이하와 같이 산출된다.

Σ(Ncc*CNcc)=(4*6)+(3*30)+(2*75)+(1*15)=24+90+150+15=279

NccE=Σ(Ncc*CNcc)/(CNcc)=279/126=2.21

[연산 기호 「Σ」는 실현 가능한 모든 Ncc에 대한 합을 나타낸다(이하 마찬가지)]

이와 같이, 제 1 종 영역수 기대값(NcE)이 「4」인 경우, 가로 연속 기대값 (NccE)은, 2.21이다.

다음에, 제 1 종 영역수 기대값(NcE)이 「8」인 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 실현 가능한 가로 최대연속수(Ncc)는 「8」과「7」과「6」과「5」와「4」이다. 3 이하의 Ncc는 이용할 수 없다. Ncc=3인 경우, 8개의 제 1 종 영역(A1)은 적어도 서로 분리한 3개의 부분으로 분해된다[3개의 부분의 제 1 종 영역(A1)의 총수는 각각, 3, 3, 2]. 이들 3개의 부분을 서로 분리하기 위해서는, 적어도 2개의 제 2 종 영역(A2)이 필요하다. 이와 같이, 1개의 가로선 형상 영역에 10개의 정방형 영역(A20)이 필요하게 된다. 그러나 상술한 바와 같이, 1개의 가로선 형상 영역에 포함되는 정방형 영역(A20)의 총수는 9개이므로, Ncc=3은 실현할 수 없다. 가로 최대연속수(Ncc)가 2 이하인 경우도 마찬가지이다.

Ncc=8인 경우, 1개의 가로선 형상 영역은 1개의 가로 연속 부분[8개의 제 1 종 영역(A1)으로 구성된다]과, 1개의 제 2 종 영역(A2)으로 분해된다. 여기서, 1개의 제 2 종 영역(A2)을 문자 「○」로 나타내고, 1개의 가로 연속 부분의 후보 위치를 문자 「×」로 나타낼 경우, 제 2 종 영역(A2, ○)과 후보 위치(×)의 배치는 「×○×」이다. 「Ncc=8」을 실현하는 제 1 종 영역(A1)의 배치의 조합수(CNcc)는 2개의 후보 위치(×)로부터 1개의 가로 연속 부분의 위치를 선택할 경우의 순열 (₂P₁=2)과 같다.

Ncc=7인 경우, 1개의 가로선 형상 영역은 1개의 가로 연속 부분[7개의 제 1 종 영역(A1)으로 구성된다)과, 1개의 제 1 종 영역(A1)과, 1개의 제 2 종 영역(A2)으로 분해된다. 가로 연속 부분과 제 1 종 영역(A1)이 서로 이웃하는 위치에 배치되는 것은 허용되지 않는다. 따라서, 조합수(CNcc)는 2개의 후보 위치로부터 1개의 가로 연속 부분의 위치와 1개의 제 1 종 영역(A1)의 위치를 선택할 경우의 순열 (₂P₂=2)과 같다.

Ncc=6인 경우, 1개의 가로선 형상 영역은 서로 크기가 다른 2개의 가로 연속 부분과, 1개의 제 2 종 영역(A2)으로 분해된다. 2개의 가로 연속 부분의 제 1 종 영역(A1)의 총수는 각각, 6, 2이다. Ncc=5인 경우도 마찬가지로 1개의 가로선 형상 영역은 서로 크기가 다른 2개의 가로 연속 부분과, 1개의 제 2 종 영역(A2)으로 분해된다. 2개의 가로 연속 부분의 제 1 종 영역(A1)의 총수는 각각, 5, 3이다. 이들의 경우, 조합수(CNcc)는 2개의 후보 위치로부터 2개의 가로 연속 부분의 위치를 선택할 경우의 순열(₂P₂=2)과 같다.

Ncc=4인 경우, 1개의 가로선 형상 영역은 크기가 같은 2개의 가로 연속 부분과, 1개의 제 2 종 영역(A2)으로 분해된다. 2개의 가로 연속 부분의 제 1 종 영역 (A1)의 총수는 4이다. 2개의 가로 연속 부분은 서로 구별할 수 없다. 따라서, 조합수(CNcc)는 2개의 후보 위치로부터 2개의 가로 연속 부분의 위치를 선택할 경우의 순열(₂P₂)을 구별할 수 없는 2개의 가로 연속 부분의 순열(₂P₂=2!)로 나눗셈하여 얻어지는 수와 같다(구체적으로는 「1」).

이상에 의해, 제 1 종 영역수 기대값(NcE)이 8인 경우의 8개의 제 1 종 영역 (A1)의 배치의 총수[즉, 조합수(CNcc)의 합계값]는 9(=2+2+2+2+1)이다. 그리고 가로 연속 기대값(NccE)은 이하와 같이 산출된다.

Σ(Ncc*CNcc)=(8*2)+(7*2)+(6*2)+(5*2)+(4*1)=16+14+12+10+4=56

NccE=Σ(Ncc*CNcc)/(CNcc)=56/9=6.2

이와 같이, 제 1 종 영역수 기대값(NcE)이 「8」인 경우, 가로 연속 기대값 (NccE)은 6.2이다.

제 1 종 영역수 기대값(NcE)이 「4」와「8」의 어느 것이나 모두 다른 경우도, 마찬가지로 가로 연속 기대값(NccE)이 산출된다. 일반적으로는, 가로 최대연속수 기대값(NccE)은 이하와 같이 산출 가능하다.

(1) 대상 영역(A10) 중의 제 1 종 영역(A1)의 총수로부터 제 1 종 영역수 기대값(NcE)이 산출된다. 예를 들면, 대상 영역(A10) 중의 제 1 종 영역(A1)의 총수로부터 제 1 종 영역 비율(RA1)이 산출되고, 제 1 종 영역 비율(RA1)로부터 제 1 종 영역수 기대값(NcE)이 산출된다.

(2) 제 1 종 영역수 기대값(NcE)에 의거하여 실현 가능한 가로 최대연속수 (Ncc)가 특정된다.

(3) 실현 가능한 가로 최대연속수(Ncc)의 각각에 관해서, 가로 최대연속수 (Ncc)를 실현하는 제 1 종 영역(A1)의 배치의 조합수(CNcc)가 산출된다. 예를 들면, 1개의 가로선 형상 영역이 제 1 종 영역수 기대값(NcE)과 가로 최대연속수 (Ncc)에 따라서 복수의 요소로 분해되고, 분해 결과에 따라서 가로 최대연속수 (Ncc)를 실현하는 NcE개의 제 1 종 영역(A1)의 배치의 조합수(CNcc)가 산출된다.

(4) 연산식 「NccE=Σ(Ncc*CNcc)/(CNcc)」에 따라서 가로 연속 기대값(NccE)이 산출된다.

다음에, 표 5 중의 다른 파라미터에 대해서 설명한다. 가로 최대연속수 평균값[NccA, 이하 「가로 연속 평균값(NccA)」이라고도 부른다]은 12개의 가로선 형상 영역의 가로 최대연속수(Ncc)의 평균값이다. 연속성 판정결과는 가로 연속 평균값 (NccA)과 가로 연속 기대값(NccE)의 비교 결과를 나타내고 있다. 「A평가」는 「NccA＞NccE」를 나타내고, 「B평가」는 「NccA≤NccE」를 나타내고 있다. 연속성 판정결과가 A판정인 것은 실제로 측정된 가로 최대연속수(Ncc)의 평균값(NccA)이 가로 최대연속수(Ncc)의 기대값(NccE)보다도 큰 것을 의미하고 있다. 즉, A판정은 가로선 형상 영역 내의 제 1 종 영역(A1)의 연속성이 양호한 것을 나타내고 있다. 이 경우, 전류가 가로선 형상 영역을 따라서 흐르기 쉽다고 추정된다.

D-2. 저항체(170)의 구성과 평가결과:

표 5에 나타내는 바와 같이, T1번부터 T5번의 각각의 연속성 판정결과는 A판정, A판정, A판정, A판정, B판정이었다. 이들의 샘플이 나타내는 바와 같이, 부하수명 평가결과는 연속성 판정결과가 B판정인 경우에는 5점이었지만, 연속성 판정결과가 A판정인 경우에는 10점이었다. 이 이유는, 연속성 판정결과가 A판정인 경우에는 상술한 바와 같이 가로선 형상 영역 내의 제 1 종 영역(A1)의 연속성이 양호하므로, 전류가 가로선 형상 영역을 따라서 분산되기 쉽기 때문이라고 추정된다.

또, 상술한 바와 같이, 제 2 평가시험에서는 제 1 평가시험과 비교하여 「1 주기에 전원으로부터 출력되는 에너지」가 크다. 이와 같이 엄격한 조건하에 있어서도, 연속성 판정결과가 A판정인 경우, 즉, 가로 연속 평균값(NccA)이 가로 연속 기대값(NccE)보다도 큰 경우에는, 10점의 부하수명 평가결과를 실현할 수 있었다. 이와 같이, 가로 연속 평균값(NccA)은 가로 연속 기대값(NccE)보다도 큰 것이 바람직하다. 단, 제 2 평가시험은 비교적 엄격한 조건하에서 실시되었으므로, 가로 연속 평균값(NccA)이 가로 연속 기대값(NccE) 이하라도 실용 가능한 부하수명을 실현할 수 있다고 추정된다.

또한, T1번부터 T5번의 각각의 가로 연속 평균값(NccA)은 7.33, 1.83, 1.75, 2.50, 2.18이었다. 이들 5개의 값으로부터 임의로 선택된 값을 가로 연속 평균값 (NccA)의 바람직한 범위(하한 이상, 상한 이하)의 하한으로서 채용 가능하다. 또, 5개의 값 중, 하한 이상의 임의의 값을 상한으로서 채용 가능하다. 또, 5개의 값 중, 10점의 부하수명 평가결과를 실현 가능한 가로 연속 평균값(NccA)은 1.75, 1.83, 2.50, 7.33이었다. 가로 연속 평균값(NccA)의 바람직한 범위의 상한과 하한을 이들 4개의 값으로부터 선택해도 좋다. 단, 제 2 평가시험은 비교적 엄격한 조건하에서 실시되었으므로, 가로 연속 평균값(NccA)이 바람직한 범위 밖이라도 실용 가능한 부하수명을 실현할 수 있다고 추정된다.

또, T1번부터 T5번의 각각의 가로 연속 기대값(NccE)은 6.2, 1.67, 1.67, 2.21, 2.21이었다. 이들 5개의 값으로부터 임의로 선택된 값을 가로 연속 기대값 (NccE)의 바람직한 범위(하한 이상, 상한 이하)의 하한으로서 채용 가능하다. 또, 5개의 값 중, 하한 이상의 임의의 값을 상한으로서 채용 가능하다. 또, 5개의 값 중, 10점의 부하수명 평가결과를 실현 가능한 가로 연속 기대값(NccE)은 1.67, 2.21, 6.2이었다. 가로 연속 기대값(NccE)의 바람직한 범위의 상한과 하한을 이들 3개의 값으로부터 선택해도 좋다. 단, 제 2 평가시험은 비교적 엄격한 조건하에서 실시되었으므로, 가로 연속 기대값(NccE)이 바람직한 범위 밖이라도 실용 가능한 부하수명을 실현할 수 있다고 추정된다.

또한, T1번부터 T5번의 각각의 파라미터(NL1, R, NL2, 300L, 70D)는 표 5에 기재된 바와 같았다. 상기한 바와 같이, 제 2 평가시험은 비교적 엄격한 조건하에서 실시되었으므로, 이들의 파라미터(NL1, R, NL2, 300L, 70D)가 상기 샘플의 값과 다른 경우에도, 실용 가능한 부하수명을 실현할 수 있다고 추정된다. 어느 경우도, 적어도 제 1 종 라인수(NL1)를 상기의 바람직한 범위 내로 설정함으로써, 양호한(예를 들면, 제 1 평가시험의 조건하에서 2점 이상의) 전파 노이즈 평가결과와 양호한(예를 들면, 제 1 평가시험의 조건하에서 2점 이상의) 부하수명 평가결과를 실현할 수 있다고 추정된다. 여기서, 제 1 종 라인수(NL1)에 더불어서, 제 2 종 라인수(NL2)를 상기의 바람직한 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 성분비율(R)을 상기의 바람직한 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 저항체 직경(70D)을 상기의 추정된 허용 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다. 또, 접속부 길이(300L)를 상기의 추정된 허용 범위 내로 설정하는 것이 바람직하다.

E. 변형예:

(1) 저항체(170)의 재료로서는 상술한 재료에 한정되지 않고, 다양한 재료를 채용 가능하다. 유리로서는, 예를 들면, B₂O₃-SiO₂계와, BaO-B₂O₃계와, SiO₂-B₂O₃-CaO-BaO계와, SiO₂-ZnO-B₂O₃계와, SiO₂-B₂O₃-Li₂O계와, SiO₂-B₂O₃-Li₂O-BaO계 중의 1종 이상을 포함하는 것을 채용 가능하다. 또, 골재를 형성하는 재료로서는 유리에 한정되지 않고, 알루미나 등의 다양한 세라믹 재료를 채용해도 좋다. 또, 유리와 세라믹 재료(예를 들면, 알루미나)의 혼합물을 채용해도 좋다. 어느 경우도, 골재를 형성하는 재료 입자의 형상이 편평(扁平)하고 있는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 저항체(170)의 제조시에 저항체(170)의 재료를 압축하기 위해서 중심축(CL)과 평행인 방향의 힘을 재료에 인가함으로써, 편평한 재료 입자의 짧은 축의 방향을 중심축 (CL)과 평행인 방향으로 가까이하여 긴 축의 방향을 중심축(CL)과 직교하는 방향으로 가까이할 수 있다. 이 결과, 중심축(CL)와 교차하는 방향으로 연장되는 지르코니아 부분(P1, 도 5)을 용이하게 형성할 수 있다. 즉, 제 1 종 라인수(NL1)와 제 2 종 라인수(NL2)를 용이하게 증가시킬 수 있다. 여기서, 편평한 입자의 긴 축은 그 입자의 최대 외경을 형성하는 축이며, 편평한 입자의 짧은 축은 그 입자의 최소 외경을 형성하는 축이다. 상기의 바람직한 범위 내의 제 1 종 라인수(NL1)를 실현하기 위해서는 골재의 재료 입자의 어스펙트비[긴 축의 길이(최대 외경):짧은 축의 길이(최소 외경)]가 「1:0.4」에서 「1:0.7」의 범위 내인 것이 바람직하다.

또한, 라인수(NL1, NL2)는 골재의 재료 입자의 어스펙트비와, 골재의 재료 입자(특히 유리 입자)의 찌부러지기 쉬움을 조정함으로써, 용이하게 조정 가능하다. 예를 들면, 짧은 축의 길이에 대한 긴 축의 길이를 크게 함으로써, 라인수 (NL1, NL2)를 증가시킬 수 있다. 또, 유리 입자를 찌부러지기 쉽게 함으로써, 라인수(NL1, NL2)를 증가시킬 수 있다.

또, 가로 연속 평균값(NccA)은 골재의 재료 입자의 어스펙트비와, 골재의 재료 입자(특히 유리 입자)의 찌부러지기 쉬움과, 저항체(170)의 재료 중의 필러의 재료의 비율(예를 들면, 질량 퍼센트)과, 도전성 재료의 비율을 조정함으로써, 용이하게 조정 가능하다. 예를 들면, 골재의 재료 입자에 있어서의 짧은 축의 길이에 대한 긴 축의 길이를 크게 하면서, 필러 재료의 비율과 도전성 재료의 비율을 크게 함으로써, 가로 연속 평균값(NccA)을 증가시킬 수 있다. 또, 유리 입자를 찌부러지기 쉽게 하면서, 필러 재료의 비율과 도전성 재료의 비율을 크게 함으로써, 가로 연속 평균값(NccA)을 증가시킬 수 있다. 이와 같이 가로 연속 평균값(NccA)을 크게 함으로써, 가로 연속 기대값(NccE)보다도 큰 가로 연속 평균값(NccA)을 실현 가능하다.

(2) 저항체(170)의 형상은 대략 원기둥 형상에 한정되지 않고, 임의의 형상을 채용 가능하다. 예를 들면, 절연체(110)의 관통구멍(112)이 선단 방향(D1)으로 향하여 내경이 변화하는 부분을 포함하고, 저항체(170)가 그 내경이 변화하는 부분에 형성되어도 좋다. 이 경우, 저항체(170)는 외경이 선단 방향(D1)으로 향하여 변화하는 부분을 포함한다. 전파 노이즈 평가결과와 부하수명 평가결과는 저항체 (170) 중의 외경이 작은 부분으로부터 큰 영향을 받는다고 추정된다. 따라서, 일반적으로는, 저항체(170) 중의 축선(CL)과 수직인 단면에 있어서 절연체(110)의 관통구멍(112)의 내주면과 전체 둘레에 걸쳐서 접촉하고 있는 부분의 외경의 최소값이 상기의 저항체 직경(70D)의 바람직한 범위 내에 있는 것이 바람직하다.

어느 경우도, 저항체(170)의 중심축(CL)을 포함하는 단면 위의 적어도 1개의 위치에 배치된 대상 영역(A10)을 이용하여 산출되는 제 1 종 라인수(NL1)가 상기의 바람직한 범위 내에 있으면, 그 저항체(170)의 제 1 종 라인수(NL1)가 바람직한 범위 내에 있다고 할 수 있다. 그리고 저항체(170)의 제 1 종 라인수(NL1)가 바람직한 범위 내에 있으면, 전파 노이즈의 억제성능과 저항체의 수명을 향상시킬 수 있다고 추정된다. 제 2 종 라인수(NL2)에 대해서도 마찬가지이다.

(3) 점화 플러그의 구성으로서는 도 4에서 설명한 구성에 한정되지 않고, 다양한 구성을 채용 가능하다. 예를 들면, 접지전극(130) 중의 갭(g)을 형성하는 부분에 귀금속 팁이 설치되어 있어도 좋다. 귀금속 팁의 재료로서는 이리듐, 백금 등의 다양한 귀금속을 포함하는 재료를 채용 가능하다. 마찬가지로, 중심전극(120) 중의 갭(g)을 형성하는 부분에 귀금속 팁이 설치되어 있어도 좋다.

(4) 도 1에서 도 3과 표 1에서 표 3을 참조하여 설명한 점화 플러그(1)의 다양한 구성으로부터 임의로 선택된 구성과, 도 4, 도 5와 표 4, 표 5를 참조하여 설명한 점화 플러그(100)의 다양한 구성으로부터 임의로 선택된 구성을 조합해도 좋다. 예를 들면, 도 1에서 도 3과 표 1에서 표 3을 참조하여 설명한 기술로부터는 예를 들면, 이하의 구성 1에서 구성 8을 추출 가능하다. 또, 도 4, 도 5와 표 4, 표 5를 참조하여 설명한 기술로부터는 예를 들면, 이하의 구성 10에서 구성 18을 추출 가능하다. 여기서, 구성 1에서 8 중 임의로 선택된 1 이상의 구성과, 구성 10에서 18 중 임의로 선택된 1 이상의 구성을 조합해도 좋다. 이와 같이 복수의 구성을 조합할 경우, 적어도, 조합된 각 구성의 이점을 실현 가능하다. 예를 들면, 하기의 구성 9는 구성 1에서 8의 어느 1항에 구성 10을 조합하여 얻어지는 구성이다. 이 구성 9에 따르면, 적어도 구성 1의 이점과 구성 10의 이점을 실현 가능하다.

구성 1. 본 구성의 점화 플러그는,

축선 방향으로 관통하는 축 구멍을 가지는 절연체와,

상기 축 구멍의 선단측에 삽입 설치된 중심전극과,

상기 축 구멍의 후단측에 삽입 설치된 단자전극과,

유리 및 도전성의 카본을 포함하고, 상기 축 구멍 내에 있어서 상기 중심전극 및 상기 단자전극 사이에 배치된 전극간 배치체를 구비하는 점화 플러그로서,

상기 전극간 배치체 중 상기 축선 방향에 있어서의 상기 중심전극 후단과 상기 단자전극 선단 사이의 중심점보다도 선단측에 위치하는 선단측 부위에 있어서, 상기 카본의 함유량이 1.5질량％ 이상 4.0질량％ 이하로 됨과 아울러,

상기 전극간 배치체의 저항값이 1.0㏀ 이상 3.0㏀ 이하이며,

상기 전극간 배치체 중 상기 축선 방향에 있어서의 상기 중심전극 후단과 상기 단자전극 선단 사이의 중심점보다도 후단측에 위치하는 후단측 부위의 저항값보다도 상기 선단측 부위의 저항값이 작은 것을 특징으로 한다.

상기 구성 1에 따르면, 전극간 배치체의 저항값이 1.0㏀ 이상으로 되어 있고, 중심전극에 전압을 인가했을 때에, 전극간 배치체에 비교적 큰 전류가 흐르도록 구성되어 있다. 따라서, 전극간 배치체 중 특히 고온으로 되는 선단측 부위에 있어서, 카본에 의해 형성된 도전 경로의 급격한 산화가 염려된다.

이 점, 상기 구성 1에 따르면, 전극간 배치체의 선단측 부위에 있어서, 카본의 함유량이 1.5질량％ 이상으로 되어 있다. 따라서, 선단측 부위에 있어서 형성되는 도전 경로를 충분히 굵게 할 수 있어 통전시에 도전 경로에서 발생하는 열을 저감시킬 수 있다. 그 결과, 도전 경로의 산화를 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 상기 구성 1에 따르면, 카본 함유량이 4.0질량％ 이하로 되어 있고, 카본의 응집을 충분히 억제할 수 있는 정도로 카본 함유량이 억제되어 있다. 따라서, 선단측 부위에 있어서, 충분한 수의 도전 경로를 형성할 수 있다. 그 결과, 도전 경로의 일부가 산화한 것만으로 선단측 부위(전극간 배치체)의 저항값이 급격하게 증대한다고 하는 사태를 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 특히 전극간 배치체 중의 선단측 부위는 연소실로부터의 열을 받기 쉽기 때문에, 이 부위의 카본 함유량을 규정하는 것은 매우 유효하다. 상기 구성 1에 따르면, 저항값을 3.0㏀ 이하로 제어할 뿐만 아니라, 카본 함유량을 규정하는 것에 의해 내구성을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

또한, 카본 함유량을 과도하게 크게 하면 도전 경로는 증가하지만, 저항값이 낮아진다(내구성이 저하된다). 본 실시예에서는 유리 함유량을 비교적 적게 하고, 단위면적당의 카본 함유량을 적게 하는(카본 밀도를 낮게 하는) 것에 의해 필요한 저항값이 되도록 조정된다. 단, 유리 함유량이 과도하게 적어지면, 유리의 변형에 의한 전극간 배치체의 고밀도화가 불충분하게 되어 양호한 내구성을 실현할 수 없을 우려가 있다. 또, 카본 함유량이 과도하게 적어지면, 카본 농도가 높은 도전 경로가 소수만 형성되게 되어 양호한 내구성을 실현할 수 없을 우려가 있다.

또한, 상기 구성 1에 따르면, 전극간 배치체에 있어서, 후단측 부위의 저항값보다도 선단측 부위의 저항값이 작아지도록 구성되어 있다. 따라서, 통전시에 있어서 선단측 부위에서 발생하는 열을 한층 저감시킬 수 있다. 그 결과, 도전 경로의 산화를 더욱 효과적으로 억제할 수 있다.

이상과 같이, 상기 구성 1에 따르면, 고온으로 되기 쉽고, 도전 경로의 산화가 더욱 염려되는 선단측 부위에 있어서, 도전 경로의 산화를 매우 효과적으로 억제할 수 있으며, 또, 도전 경로의 일부가 산화되었다고 해도, 저항값이 급격하게 증대한다고 하는 사태를 더욱 확실하게 방지할 수 있다. 그 결과, 전극간 배치체의 저항값이 1.0㏀ 이상 3.0㏀ 이하로 되고, 양호한 부하수명특성을 확보하는 것이 어려운 점화 플러그에 있어서, 우수한 부하수명특성을 더욱 확실하게 실현할 수 있다.

구성 2. 본 구성의 점화 플러그는,

상기 구성 1에 있어서,

상기 선단측 부위의 저항값이 0.30㏀ 이상 0.80㏀ 이하인 것을 특징으로 한다.

불꽃 방전의 초기에는 점화 플러그나 이것에 접속된 케이블 등의 정전용량에 축적된 전하가 중심전극 및 접지전극 사이에 형성된 간극에 대해서 한번에 흘러 용량방전이 발생한다. 그리고 이 용량방전에 의해 노이즈가 발생한다.

상기 구성 2에 따르면, 선단측 부위의 저항값이 0.30㏀ 이상으로 되어 있기 때문에, 불꽃 방전시에 점화 플러그 중 축선 방향에 있어서 전극간 배치체가 존재하는 위치에서 축적된 전하가 간극에 대해서 한번에 흘러들어가는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 그 결과, 용량방전전류를 충분히 저감시킬 수 있어 양호한 노이즈 억제 효과를 얻을 수 있다.

또, 상기 구성 2에 따르면, 선단측 부위의 저항값이 0.80㏀ 이하로 되어 있다. 따라서, 통전시에 있어서의 선단측 부위의 발열을 더욱더 억제할 수 있다. 그 결과, 도전 경로의 산화를 한층 효과적으로 억제할 수 있어 한층 우수한 부하수명특성을 실현할 수 있다.

구성 3. 본 구성의 점화 플러그는,

상기 구성 1 또는 2에 있어서,

상기 선단측 부위의 저항값이 0.35㏀ 이상 0.65㏀ 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 구성 3에 따르면, 선단측 부위의 저항값이 0.45㏀ 이상으로 되어 있다. 따라서, 용량방전전류를 한층 저감시킬 수 있어 노이즈 억제 효과를 더욱더 높일 수 있다.

또, 선단측 부위의 저항값이 0.65㏀ 이하로 되어 있기 때문에, 선단측 부위에 있어서의 도전 경로의 발열을 더욱 억제할 수 있다. 그 결과, 도전 경로의 산화를 더욱더 억제할 수 있어 부하수명특성의 가일층의 향상을 도모할 수 있다.

구성 4.

본 구성의 점화 플러그는,

상기 구성 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서,

상기 선단측 부위의 저항값은 상기 전극간 배치체의 저항값의 22％ 이상 43％ 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 구성 4에 따르면, 선단측 부위의 저항값이 전극간 배치체의 저항값의 22％ 이상 43％ 이하로 되어 있다. 따라서, 선단측 부위에 형성된 도전 경로의 발열을 억제하는 효과와, 용량방전전류를 저감하는 효과의 쌍방을 균형있게 향상시킬 수 있다.

구성 5. 본 구성의 점화 플러그는,

상기 구성 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서,

상기 전극간 배치체는,

상기 유리 및 상기 카본을 포함하는 저항체와,

상기 저항체와 상기 중심전극의 사이에 배치되는 선단측 밀봉부를 구비하고,

상기 선단측 밀봉부의 후단에서 상기 중심전극의 후단까지의 상기 축선을 따른 거리가 1.7㎜ 이상이며,

상기 선단측 밀봉부 중 상기 저항체의 선단에 접촉하는 부위에서 상기 중심전극의 후단까지의 상기 축선을 따른 거리가 0.2㎜ 이상인 것을 특징으로 한다.

일반적으로, 선단측 밀봉부는 그 재료인 유리 분말 혼합물에 대해서 단자전극으로부터의 압압력이 가해진 상태에서 가열ㆍ소성됨으로써 형성된다. 따라서, 선단측 밀봉부의 후단면은 선단측으로 향하여 오목한 만곡 형상을 이룬다. 그로 인해, 선단측 밀봉부의 후단은 선단측 밀봉부의 외주측(절연체의 내주면의 근방측)에 위치하게 된다.

또, 저항체를 전류가 흐를 때에 있어서, 전류는 저항체의 외주측 부위(절연체의 내주면의 근방측에 위치하는 부위)를 특히 흐르기 쉽다. 따라서, 저항체의 외주측 부위에 있어서의 도전 경로의 산화를 억제하는 것에 의해, 부하수명특성을 한층 향상시킬 수 있다.

이 점을 근거로 하여 상기 구성 5에 따르면, 선단측 밀봉부의 후단에서 중심전극의 후단까지의 축선을 따른 거리가 1.7㎜ 이상으로 되어 있다. 따라서, 특히 전류가 흐르기 쉬운 저항체의 외주측 부위를 상기 간극(연소실)측으로부터 크게 이간시킬 수 있다. 이에 따라, 연소시에 있어서의 저항체의 외주측 부위의 수열량을 매우 작게 할 수 있어 저항체의 외주측 부위에 있어서의 도전 경로의 산화를 더욱 확실하게 억제할 수 있다. 그 결과, 부하수명특성을 한층 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 구성 5에 따르면, 선단측 밀봉부 중 저항체의 선단에 접촉하는 부위(저항체 중 가장 선단측에 위치하는 부위)에서 중심전극의 후단까지의 축선을 따른 거리가 0.2㎜ 이상으로 되어 있다. 따라서, 저항체의 전체를 상기 간극(연소실)측으로부터 충분히 이간시킬 수 있다. 이에 따라, 연소시에 있어서의 저항체의 수열량을 한층 저감시킬 수 있어 도전 경로의 산화를 더욱 확실하게 억제할 수 있다. 그 결과, 부하수명특성을 더욱 한층 향상시킬 수 있다.

구성 6. 본 구성의 점화 플러그는,

상기 구성 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서,

상기 전극간 배치체는,

상기 유리 및 상기 카본을 포함하는 저항체와,

상기 저항체와 상기 중심전극의 사이에 배치되는 선단측 밀봉부를 구비하고,

상기 선단측 밀봉부의 후단에서 상기 중심전극의 후단까지의 상기 축선을 따른 거리가 3.7㎜ 이하이며,

상기 선단측 밀봉부 중 상기 저항체의 선단에 접촉하는 부위에서 상기 중심전극의 후단까지의 상기 축선을 따른 거리가 1.5㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 구성 6에 따르면, 선단측 밀봉부의 후단에서 중심전극의 후단까지의 축선을 따른 거리가 3.7㎜ 이하로 되어 있고, 저항체의 외주측 부위가 중심전극에 대해서 어느 정도 접근하도록 구성되어 있다. 따라서, 점화 플러그 중 저항체의 외주측 부위보다도 선단측에 위치하는 부위를 짧게 할 수 있고, 나아가서는 당해 부위에서 축적되는 전하(불꽃 방전시에, 저항체를 통하는 일없이 간극에 투입되는 전하)를 충분히 적게 할 수 있다. 그 결과, 용량방전전류를 한층 작게 할 수 있어 노이즈 억제 효과를 한층 높일 수 있다.

또한, 상기 구성 6에 따르면, 선단측 밀봉부 중 저항체의 선단에 접촉하는 부위(저항체 중 가장 선단측에 위치하는 부위)에서 중심전극의 후단까지의 축선을 따른 거리가 1.5㎜ 이하로 되어 있다. 따라서, 저항체를 통하는 일없이 간극에 투입되는 전하를 더욱 저감시킬 수 있다. 그 결과, 용량방전전류를 더욱 한층 작게 할 수 있어 노이즈 억제 효과의 가일층의 향상을 도모할 수 있다.

구성 7. 본 구성의 점화 플러그는,

상기 구성 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서,

상기 축선과 직교하는 단면에 있어서 상기 축 구멍 내에 상기 전극간 배치체만이 존재하는 범위의 선단에 있어서, 상기 축 구멍의 내경이 3.5㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.

근래, 점화 플러그의 소경화의 요청이 있으며, 축 구멍 중 전극간 배치체가 배치되는 부위의 내경을 비교적 작게 하는 일이 있다. 그러나 이와 같이 내경이 작은 경우에는, 저항체(저항체 조성물)의 선단측에 압력이 가해지기 어려워진다. 그로 인해, 저항체의 밀도가 작아(또한, 저항체의 밀도가 작다고 하는 것은, 도전 경로의 수가 적다고 하는 것이다)지기 쉽고, 부하수명특성의 저하를 초래하기 쉽다.

이 점, 상기 구성 1 등을 채용하는 것에 의해, 상기 구성 7과 같이, 축 구멍 내에 전극간 배치체만이 존재하는 범위의 선단에 있어서의 축 구멍의 내경이 3.5㎜ 이하로 되어 있는 경우라도, 저항체의 밀도를 충분히 크게 할 수 있어 양호한 부하수명특성을 실현할 수 있다. 환언하면, 상기 구성 1 등은 상기 내경이 3.5㎜ 이하인 점화 플러그에 있어서, 특히 유의하다.

구성 8. 본 구성의 점화 플러그는,

상기 구성 7에 있어서,

상기 축 구멍의 내경이 2.9㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.

상기 구성 8과 같이, 축 구멍 내에 전극간 배치체만이 존재하는 범위의 선단에 있어서의 축 구멍의 내경이 2.9㎜ 이하로 되어 있는 경우에는, 저항체에 있어서의 밀도의 저하가 한층 염려되지만, 상기 구성 1 등을 채용하는 것에 의해, 이와 같은 염려를 불식할 수 있어 양호한 부하수명특성을 얻을 수 있다. 환언하면, 상기 구성 1 등은 상기 내경이 2.9㎜ 이하인 점화 플러그에 있어서, 매우 효과적이다.

구성 9. 본 구성의 점화 플러그는,

상기 구성 1 내지 8 중 어느 하나에 있어서,

상기 전극간 배치체는 저항체를 포함하고,

상기 저항체는 골재와 ZrO₂를 포함하는 필러와, 카본을 포함하며,

상기 저항체의 상기 축선을 포함하는 단면에 있어서,

상기 축선을 중심선으로 하고, 상기 축선에 수직인 방향의 크기가 1800㎛이며, 상기 축선의 방향의 크기가 2400㎛인 직사각형 영역을 대상 영역으로 하고,

상기 대상 영역을 한 변의 길이가 200㎛인 복수의 정방형 영역으로 분할한 경우에, 상기 축선에 수직인 방향으로 나열되는 9개의 정방형 영역으로 구성되는 선 형상의 영역을 가로선 형상 영역으로 하며,

ZrO₂의 면적의 비율이 25％ 이상인 정방형 영역을 제 1 종 영역으로 하고,

ZrO₂의 면적의 비율이 25％ 미만인 정방형 영역을 제 2 종 영역으로 했을 때에,

2개 이상의 상기 제 1 종 영역을 포함하는 상기 가로선 형상 영역의 총수가 5개 이상인 것을 특징으로 한다.

상기 구성 9에 따르면, 저항체의 내부의 상태를 적정화함으로써, 전파 노이즈의 억제성능과 저항체의 수명의 양방을 향상시킬 수 있다.

구성 10.

축선의 방향으로 연장되는 관통구멍을 가지는 절연체와,

상기 관통구멍의 선단측에 적어도 일부가 삽입된 중심전극과,

상기 관통구멍의 후단측에 적어도 일부가 삽입된 금속단자와,

상기 관통구멍 내에서, 상기 중심전극과 상기 금속단자를 전기적으로 접속하는 접속부를 구비하는 점화 플러그로서,

상기 접속부는 저항체를 포함하고,

상기 저항체는 골재와, ZrO₂를 포함하는 필러와, 카본을 포함하며,

상기 저항체의 상기 축선을 포함하는 단면에 있어서,

상기 축선을 중심선으로 하고, 상기 축선에 수직인 방향의 크기가 1800㎛이며, 상기 축선의 방향의 크기가 2400㎛인 직사각형 영역을 대상 영역으로 하고,

상기 대상 영역을 한 변의 길이가 200㎛인 복수의 정방형 영역으로 분할한 경우에, 상기 축선에 수직인 방향으로 나열되는 9개의 정방형 영역으로 구성되는 선 형상의 영역을 가로선 형상 영역으로 하며,

ZrO₂의 면적의 비율이 25％ 이상인 정방형 영역을 제 1 종 영역으로 하고,

ZrO₂의 면적의 비율이 25％ 미만인 정방형 영역을 제 2 종 영역으로 했을 때에,

2개 이상의 상기 제 1 종 영역을 포함하는 상기 가로선 형상 영역의 총수가 5개 이상인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.

이 구성에 따르면, 저항체의 내부의 상태를 적정함으로써, 전파 노이즈의 억제성능과 저항체의 수명의 양방을 향상시킬 수 있다.

구성 11.

구성 10에 기재된 점화 플러그로서,

연속하는 2개 이상의 상기 제 1 종 영역을 포함하는 상기 가로선 형상 영역의 총수가 5개 이상인 것을 특징으로 하는　점화 플러그.

이 구성에 따르면, 저항체의 내부의 상태를 적정화함으로써, 전파 노이즈의 억제성능과 저항체의 수명의 양방을 향상시킬 수 있다.

구성 12.

구성 10 또는 11에 기재된 점화 플러그로서,

상기 필러는 TiO₂를 포함하고,

상기 저항체에 있어서의 Zr에 대한 Ti의 질량 비율이 0.05 이상, 6 이하인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.

이 구성에 따르면, 필러에 있어서의 Zr에 대한 Ti의 질량 비율을 적정화함으로써, 전파 노이즈의 억제성능과 저항체의 수명의 양방을 향상시킬 수 있다.

구성 13.

구성 10 내지 12 중 어느 1항에 기재된 점화 플러그로서,

상기 저항체 중의 상기 축선과 수직인 단면에 있어서 상기 절연체의 내주면과 전체 둘레에 걸쳐서 접촉하고 있는 부분의 외경의 최소값은 3.5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.

이 구성에 따르면, 3.5㎜ 이하의 외경을 가지는 저항체를 이용할 경우에, 전파 노이즈의 억제성능과 저항체의 수명의 양방을 향상시킬 수 있다.

구성 14.

구성 13에 기재된 점화 플러그로서,

상기 외경의 최소값은 2.9㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.

이 구성에 따르면, 2.9㎜ 이하의 외경을 가지는 저항체를 이용할 경우에, 전파 노이즈의 억제성능과 저항체의 수명의 양방을 향상시킬 수 있다.

구성 15.

구성 10 내지 14 중 어느 1항에 기재된 점화 플러그로서,

상기 중심전극의 후단과 상기 금속단자의 선단 사이의 상기 축선의 방향의 거리는 15㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.

이 구성에 따르면, 15㎜ 이상의 거리를 두고 배치된 중심전극과 금속단자의 사이에 저항체를 배치할 경우에, 전파 노이즈의 억제성능과 저항체의 수명의 양방을 향상시킬 수 있다.

구성 16.

구성 10 내지 15 중 어느 1항에 기재된 점화 플러그로서,

상기 축선에 평행인 방향으로 나열되는 12개의 상기 정방형 영역으로 구성되는 선 형상의 영역을 세로선 형상 영역으로 하고, 1개의 세로선 형상 영역에 있어서의 상기 제 1 종 영역의 연속수의 최대값을 세로 최대연속수라고 했을 때에, 상기 대상 영역에 포함되는 9개의 세로선 형상 영역에 있어서의 상기 세로 최대연속수의 평균값이 5.0 이하인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.

이 구성에 따르면, 전파 노이즈의 억제성능을 더욱더 향상시킬 수 있다.

구성 17.

구성 10 내지 16 중 어느 1항에 기재된 점화 플러그로서,

연속하는 2개 이상의 상기 제 1 종 영역을 포함하는 상기 가로선 형상 영역의 총수가 7개 이상인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.

이 구성에 따르면, 저항체의 수명을 더욱 향상시킬 수 있다.

구성 18.

구성 10 내지 17 중 어느 1항에 기재된 점화 플러그로서,

1개의 가로선 형상 영역에 있어서의 상기 제 1 종 영역의 연속수의 최대값을 가로 최대연속수라고 했을 때에, 상기 대상 영역에 포함되는 12개의 가로선 형상 영역에 있어서의 상기 가로 최대연속수의 평균값이 상기 대상 영역 내의 상기 제 1 종 영역의 총수로부터 산출되는 상기 가로 최대연속수의 기대값보다도 큰 것을 특징으로 하는 점화 플러그.

이 구성에 따르면, 저항체의 수명을 더욱 향상시킬 수 있다.

이상, 실시형태, 변형예에 의거하여 본 발명에 대해서 설명하여 왔지만, 상기한 발명의 실시형태는 본 발명의 이해를 용이하게 하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 본 발명은 그 취지 및 청구범위를 일탈하는 일없이, 변경, 개량될 수 있음과 아울러, 본 발명에는 그 등가물이 포함된다.

[산업상의 이용가능성]

본 개시는 내연기관 등에 사용되는 점화 플러그에 매우 적합하게 이용할 수 있다.

1: 점화 플러그 2: 절연애자(절연체)
4: 축 구멍 5: 중심전극
6: 단자전극 7: 저항체
8A: 선단측 밀봉부 9: 전극간 배치체
9A: 선단측 부위 9B: 후단측 부위
CL1: 축선 CP: 중심점
105: 개스킷 106: 제 1 후단측 패킹
107: 제 2 후단측 패킹 108: 선단측 패킹
109: 탈크 110: 절연체(절연애자)
111: 제 2 축 외경부 112: 관통구멍(축 구멍)
113: 다리부 114: 후부 개구
115: 제 1 축 외경부 116: 축 내경부
117: 선단측 몸통부 118: 후단측 몸통부
119: 플랜지부 120: 중심전극
121: 외층 122: 코어부
123: 머리부 124: 플랜지부
125: 다리부 129: 선단면
130: 접지전극 131: 선단부
135: 모재 136: 코어부
140: 금속단자 150: 금속 셀
151: 공구걸어맞춤부 152: 나사부
153: 크림핑부 154: 시트부
155: 몸통부 156: 축 내경부
158: 변형부 159: 관통구멍
160: 제 1 밀봉부 170: 저항체
70D: 외경(저항체 직경) 70L: 저항체 길이
180: 제 2 밀봉부 100: 점화 플러그
300: 접속부 300L: 접속부 길이
400: 부분 단면 g: 갭
R: 성분 비율 D1: 선단 방향
D1r: 후단 방향 A1: 제 1 종 영역
A2: 제 2 종 영역 CL: 중심축(축선)
Ac: 도전 영역 Nc: 제 1 종 영역수
Aa: 골재 영역 Pg: 부분
P3: 타성분 부분 P2: 티타니아 부분
P1: 지르코니아 부분 A10: 대상 영역
L01∼L12: 가로선 형상 영역 La: 제 1 길이
A20: 정방형 영역 Lb: 제 2 길이
NL1: 제 1 종 라인수 NL2: 제 2 종 라인수
Ncc: 최대연속수

Claims (9)

1. 축선 방향으로 관통하는 축 구멍을 가지는 절연체와,
   상기 축 구멍의 선단측에 삽입 설치된 중심전극과,
   상기 축 구멍의 후단측에 삽입 설치된 단자전극과,
   유리 및 도전성의 카본을 포함하고, 상기 축 구멍 내에 있어서 상기 중심전극 및 상기 단자전극 사이에 배치된 전극간 배치체를 구비하는 점화 플러그로서,
   상기 전극간 배치체 중 상기 축선 방향에 있어서의 상기 중심전극 후단과 상기 단자전극 선단 사이의 중심점보다도 선단측에 위치하는 선단측 부위에 있어서, 상기 카본의 함유량이 1.5질량％ 이상 4.0질량％ 이하로 됨과 아울러,
   상기 전극간 배치체의 저항값이 1.0㏀ 이상 3.0㏀ 이하이며,
   상기 전극간 배치체 중 상기 축선 방향에 있어서의 상기 중심전극 후단과 상기 단자전극 선단 사이의 중심점보다도 후단측에 위치하는 후단측 부위의 저항값보다도 상기 선단측 부위의 저항값이 작은 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 선단측 부위의 저항값이 0.30㏀ 이상 0.80㏀ 이하인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 선단측 부위의 저항값이 0.35㏀ 이상 0.65㏀ 이하인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 선단측 부위의 저항값은 상기 전극간 배치체의 저항값의 22％ 이상 43％ 이하인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 전극간 배치체는,
   상기 유리 및 상기 카본을 포함하는 저항체와,
   상기 저항체와 상기 중심전극의 사이에 배치되는 선단측 밀봉부를 구비하고,
   상기 선단측 밀봉부의 후단에서 상기 중심전극의 후단까지의 상기 축선을 따른 거리가 1.7㎜ 이상이며,
   상기 선단측 밀봉부 중 상기 저항체의 선단에 접촉하는 부위에서 상기 중심전극의 후단까지의 상기 축선을 거리가 0.2㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 전극간 배치체는,
   상기 유리 및 상기 카본을 포함하는 저항체와,
   상기 저항체와 상기 중심전극의 사이에 배치되는 선단측 밀봉부를 구비하고,
   상기 선단측 밀봉부의 후단에서 상기 중심전극의 후단까지의 상기 축선을 따른 거리가 3.7㎜ 이하이며,
   상기 선단측 밀봉부 중 상기 저항체의 선단에 접촉하는 부위에서 상기 중심전극의 후단까지의 상기 축선을 따른 거리가 1.5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 축선과 직교하는 단면에 있어서 상기 축 구멍 내에 상기 전극간 배치체만이 존재하는 범위의 선단에 있어서, 상기 축 구멍의 내경이 3.5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 축 구멍의 내경이 2.9㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.
   
9. 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 전극간 배치체는 저항체를 포함하고,
   상기 저항체는 골재와 ZrO₂를 포함하는 필러, 카본을 포함하며,
   상기 저항체의 상기 축선을 포함하는 단면에 있어서,
   상기 축선을 중심선으로 하고, 상기 축선에 수직인 방향의 크기가 1800㎛이며, 상기 축선의 방향의 크기가 2400㎛인 직사각형 영역을 대상 영역으로 하고,
   상기 대상 영역을 한 변의 길이가 200㎛인 복수의 정방형 영역으로 분할한 경우에, 상기 축선에 수직인 방향으로 나열되는 9개의 정방형 영역으로 구성되는 선 형상의 영역을 가로선 형상 영역으로 하며,
   ZrO₂의 면적의 비율이 25％ 이상인 정방형 영역을 제 1 종 영역으로 하고,
   ZrO₂의 면적의 비율이 25％ 미만인 정방형 영역을 제 2 종 영역으로 했을 때에,
   2개 이상의 상기 제 1 종 영역을 포함하는 상기 가로선 형상 영역의 총수가 5개 이상인 것을 특징으로 하는 점화 플러그.

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