WO2015099081A1 - スパークプラグ - Google Patents

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WO2015099081A1
WO2015099081A1 PCT/JP2014/084392 JP2014084392W WO2015099081A1 WO 2015099081 A1 WO2015099081 A1 WO 2015099081A1 JP 2014084392 W JP2014084392 W JP 2014084392W WO 2015099081 A1 WO2015099081 A1 WO 2015099081A1
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WO
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spark plug
magnetic
magnetic body
region
rear end
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/084392
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English (en)
French (fr)
Inventor
勝哉 高岡
和浩 黒澤
邦治 田中
稔貴 本田
啓一 黒野
治樹 吉田
裕則 上垣
Original Assignee
日本特殊陶業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日本特殊陶業株式会社 filed Critical 日本特殊陶業株式会社
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Priority to EP14874713.2A priority patent/EP3089291B1/en
Priority to JP2015555022A priority patent/JP6026022B2/ja
Priority to US15/108,075 priority patent/US9590395B2/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/02Details
    • H01T13/04Means providing electrical connection to sparking plugs
    • H01T13/05Means providing electrical connection to sparking plugs combined with interference suppressing or shielding means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02PIGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P11/00Safety means for electric spark ignition, not otherwise provided for
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01TSPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00Sparking plugs
    • H01T13/40Sparking plugs structurally combined with other devices
    • H01T13/41Sparking plugs structurally combined with other devices with interference suppressing or shielding means

Definitions

  • This disclosure relates to a spark plug.
  • spark plugs have been used in internal combustion engines.
  • a technique of providing a resistor in a through hole of an insulator has been proposed.
  • a technique of providing a magnetic body in the through hole of the insulator has been proposed.
  • This disclosure discloses a technique capable of suppressing radio noise using a magnetic material.
  • a spark plug comprising:
  • the connecting portion is A resistor, A magnetic body structure including a magnetic body and a conductor disposed at a position away from the resistor on the front end side or rear end side of the resistor; Have Of the resistor and the magnetic structure, when the member disposed on the front end side is the first member and the member disposed on the rear end side is the second member,
  • the connecting portion further includes: A first conductive seal portion disposed on a distal end side of the first member and in contact with the first member; A second conductive seal portion disposed between the first member and the second member and in contact with the first member and the second member; A third conductive seal portion disposed on the rear end side of the
  • the first, second, and third conductive seal portions can suppress poor electrical contact at both ends of the resistor and poor electrical contact at both ends of the magnetic structure.
  • radio noise can be appropriately suppressed using both the resistor and the magnetic structure.
  • This configuration can suppress the heat generation of the magnetic structure. Therefore, the malfunction (for example, alteration of a magnetic body etc.) by the heat_generation
  • the heat generation of the magnetic structure can be further suppressed. Accordingly, it is possible to further suppress problems due to heat generation of the magnetic body structure (for example, alteration of the magnetic body).
  • the spark plug according to any one of Application Examples 1 to 3 includes a spiral coil surrounding at least a part of the outer periphery of the magnetic body, The electrical resistance value of the coil is lower than the electrical resistance value of the magnetic material, Spark plug.
  • the radio wave noise can be appropriately suppressed by the coil while suppressing the heat generation of the magnetic body.
  • the spark plug according to any one of Application Examples 1 to 3 The conductor includes a conductive portion that penetrates the magnetic body in the direction of the axis. Spark plug.
  • the spark plug according to any one of Application Examples 1 to 5 The magnetic structure is a spark plug disposed on a rear end side of the resistor.
  • the spark plug according to any one of Application Examples 1 to 6, The spark plug further includes a covering portion that covers at least a part of an outer surface of the magnetic structure and is interposed between the magnetic structure and the insulator.
  • This configuration can suppress direct contact between the insulator and the magnetic structure.
  • the spark plug according to any one of Application Examples 1 to 7, The magnetic body is a spark plug formed using a ferromagnetic material containing iron oxide.
  • the spark plug according to application example 8 is a spark plug, wherein the ferromagnetic material is spinel ferrite.
  • This configuration can easily suppress radio noise.
  • the spark plug according to any one of Application Examples 1 to 9 The spark plug is a NiZ ferrite or a Mn Zn ferrite.
  • the spark plug according to any one of Application Examples 1 to 3,
  • the magnetic structure is 1) a conductive substance as the conductor; 2) an iron-containing oxide as the magnetic material; 3) a ceramic containing at least one of silicon (Si), boron (B), and phosphorus (P); Including In a cross section including the axis of the magnetic structure, When a rectangular region whose center line is the center line, the size in the direction perpendicular to the axis is 2.5 mm, and the size in the direction of the axis is 5.0 mm is the target region, In the target region, the iron-containing oxide region includes a plurality of granular regions, In the target region, at least a part of each edge of the plurality of granular regions is covered with the conductive substance, When the coverage is defined as the ratio of the length of the portion covered with the conductive material to the total length of the edge of the granular region, the average of the coverage of the plurality of granular regions in the target region The value is 50% or
  • the spark plug according to any one of Application Examples 11 to 13, In the target region on the cross-section of the magnetic structure, the spark plug has a minimum thickness of 1 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less covering an edge of the granular region.
  • connection portion includes a magnetic body structure including a magnetic body and a conductor,
  • the magnetic structure is 1) a conductive substance as the conductor; 2) an iron-containing oxide as the magnetic material; 3) a ceramic containing at least one of silicon (Si), boron (B), and phosphorus (P);
  • Si silicon
  • B boron
  • P phosphorus
  • the application example 16 may be combined with one or more application examples arbitrarily selected from the application examples 1 to 15.
  • FIG. 5 is an enlarged view of a part of the cross-sectional view of FIG. 4. It is sectional drawing of the spark plug 100e of 4th Embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the spark plug 100 of the first embodiment.
  • the illustrated line CL indicates the central axis of the spark plug 100.
  • the illustrated cross section is a cross section including the central axis CL.
  • the central axis CL is also referred to as “axis line CL”
  • the direction parallel to the central axis CL is also referred to as “direction of the axis line CL” or simply “axial direction”.
  • the radial direction of the circle centered on the central axis CL is also simply referred to as “radial direction”
  • the circumferential direction of the circle centered on the central axis CL is also referred to as “circumferential direction”.
  • the downward direction in FIG. 1 is referred to as a leading end direction D1
  • the upward direction is also referred to as a trailing end direction D2.
  • the tip direction D1 is a direction from the terminal fitting 40 described later toward the electrodes 20 and 30. 1 is referred to as the front end side of the spark plug 100, and the rear end direction D2 side in FIG. 1 is referred to as the rear end side of the spark plug 100.
  • the spark plug 100 includes an insulator 10 (also referred to as “insulator 10”), a center electrode 20, a ground electrode 30, a terminal fitting 40, a metal shell 50, a first conductive seal portion 60, a resistor 70, the second conductive seal portion 75, the magnetic body structure 200, the covering portion 290, the third conductive seal portion 80, the front end side packing 8, the talc 9, and the first rear end side packing 6 And a second rear end side packing 7.
  • the insulator 10 is a substantially cylindrical member having a through hole 12 (also referred to as “shaft hole 12”) extending along the central axis CL and penetrating the insulator 10.
  • the insulator 10 is formed by firing alumina (other insulating materials can also be used).
  • the insulator 10 includes a leg portion 13, a first reduced outer diameter portion 15, a distal end side body portion 17, a flange portion 19, and a second reduced outer diameter portion, which are arranged in order from the front end side to the rear end side. 11 and a rear end side body portion 18.
  • the flange portion 19 is a maximum outer diameter portion of the insulator 10.
  • the outer diameter of the first reduced outer diameter portion 15 on the front end side with respect to the flange portion 19 gradually decreases from the rear end side toward the front end side.
  • a reduced inner diameter portion 16 In the vicinity of the first reduced outer diameter portion 15 of the insulator 10 (in the example of FIG. 1, the front end side body portion 17), a reduced inner diameter portion 16 whose inner diameter gradually decreases from the rear end side toward the front end side is formed.
  • the outer diameter of the second reduced outer diameter portion 11 on the rear end side with respect to the flange portion 19 gradually decreases from the front end side toward the rear end side.
  • a center electrode 20 is inserted on the distal end side of the through hole 12 of the insulator 10.
  • the center electrode 20 is a rod-shaped member extending along the center axis CL.
  • the center electrode 20 includes an electrode base material 21 and a core material 22 embedded in the electrode base material 21.
  • the electrode base material 21 is formed using, for example, Inconel (“INCONEL” is a registered trademark) which is an alloy containing nickel as a main component.
  • the core material 22 is formed of a material (for example, an alloy containing copper) having a higher thermal conductivity than the electrode base material 21.
  • the center electrode 20 includes a leg portion 25 that forms an end on the front end direction D 1 side, a flange portion 24 provided on the rear end side of the leg portion 25, and a flange portion 24. And a head portion 23 provided on the rear end side.
  • the head portion 23 and the flange portion 24 are disposed in the through hole 12, and the surface of the flange portion 24 on the tip direction D 1 side is supported by the reduced inner diameter portion 16 of the insulator 10.
  • a portion on the distal end side of the leg portion 25 is exposed outside the through hole 12 on the distal end side of the insulator 10.
  • a terminal fitting 40 is inserted on the rear end side of the through hole 12 of the insulator 10.
  • the terminal fitting 40 is formed using a conductive material (for example, a metal such as low carbon steel).
  • a metal layer for corrosion protection can be formed on the surface of the terminal fitting 40.
  • the Ni layer is formed by plating.
  • the terminal fitting 40 includes a flange portion 42, a cap mounting portion 41 that forms a portion on the rear end side from the flange portion 42, and a leg portion 43 that forms a portion on the front end side from the flange portion 42.
  • the cap mounting portion 41 is exposed outside the through hole 12 on the rear end side of the insulator 10.
  • the leg 43 is inserted into the through hole 12 of the insulator 10.
  • a resistor 70 for suppressing electrical noise is disposed between the terminal fitting 40 and the center electrode 20.
  • the resistor 70 includes glass particles (for example, B 2 O 3 —SiO 2 glass) as main components, ceramic particles other than glass (for example, ZrO 2 ), and conductive materials (for example, carbon particles). And a composition comprising:
  • a magnetic structure 200 for suppressing electrical noise is disposed between the resistor 70 and the terminal fitting 40.
  • the right part of FIG. 1 shows a perspective view of the magnetic body structure 200 covered with the covering portion 290 and a perspective view of the magnetic body structure 200 with the covering portion 290 removed.
  • the magnetic body structure 200 includes a magnetic body 210 and a conductor 220.
  • the magnetic body 210 is a substantially columnar member centered on the central axis CL.
  • the magnetic body 210 is formed using, for example, a ferromagnetic material containing iron oxide.
  • a ferromagnetic material containing iron oxide for example, spinel ferrite, hexagonal ferrite, or the like can be used.
  • the spinel type ferrite for example, NiZn (nickel-zinc) ferrite, MnZn (manganese-zinc) ferrite, CuZn (copper-zinc) ferrite or the like can be used.
  • the conductor 220 is a spiral coil surrounding the outer periphery of the magnetic body 210.
  • the conductor 220 is formed using a metal wire, for example, an alloy wire mainly containing nickel and chromium.
  • the conductor 220 is wound over a range from the vicinity of the end on the front end direction D1 side of the magnetic body 210 to the vicinity of the end on the rear end direction D2 side.
  • a first seal portion 60 that contacts the resistor 70 and the center electrode 20 is disposed between the resistor 70 and the center electrode 20.
  • a second conductive seal portion 75 that is in contact with the resistor 70 and the magnetic body structure 200 is disposed between the resistor 70 and the center electrode 20.
  • the 3rd electroconductive seal part 80 which contacts the magnetic body structure 200 and the terminal metal fitting 40 is arrange
  • the seal portions 60, 75, and 80 include, for example, glass particles similar to the resistor 70 and metal particles (Cu, Fe, etc.).
  • the center electrode 20 and the terminal fitting 40 are electrically connected through the resistor 70, the magnetic structure 200, and the seal portions 60, 75, and 80. That is, the first conductive seal portion 60, the resistor 70, the second conductive seal portion 75, the magnetic body structure 200, and the third conductive seal portion 80 are the center electrode 20 and the terminal fitting 40. A conductive path for electrically connecting the two is formed.
  • the conductive seal portions 60, 75, and 80 the contact resistance between the stacked members 20, 60, 70, 75, 200, 80, and 40 is stabilized, and the contact between the center electrode 20 and the terminal fitting 40 is stabilized.
  • the electric resistance value can be stabilized.
  • connection portion 300 the whole of the plurality of members 60, 70, 75, 200, 290, 80 that connect the center electrode 20 and the terminal fitting 40 in the through hole 12 is also referred to as a “connection portion 300”.
  • FIG. 1 shows an end position 72 on the rear end direction D2 side of the resistor 70 (referred to as “rear end position 72”).
  • the inner diameter of the portion on the rear end direction D2 side from the rear end position 72 is the portion on the front end direction D1 side from the rear end position 72 (particularly, the first conductive seal portion 60 and the resistance). It is slightly larger than the inner diameter of the portion accommodating the body 70. However, both inner diameters may be the same.
  • the outer peripheral surface of the magnetic structure 200 is covered with a covering portion 290.
  • the covering portion 290 is a cylindrical member that covers the outer periphery of the magnetic body structure 200.
  • the covering portion 290 is interposed between the inner peripheral surface 10 i of the insulator 10 and the outer peripheral surface of the magnetic structure 200.
  • the covering portion 290 is formed using glass (for example, borosilicate glass).
  • the metal shell 50 is a substantially cylindrical member having a through hole 59 extending along the central axis CL and penetrating the metal shell 50.
  • the metal shell 50 is formed using a low carbon steel material (other conductive materials (for example, metal materials) can also be used).
  • a metal layer for anticorrosion can be formed on the surface of the metal shell 50.
  • the Ni layer is formed by plating.
  • the insulator 10 is inserted into the through hole 59 of the metal shell 50, and the metal shell 50 is fixed to the outer periphery of the insulator 10.
  • the distal end of the insulator 10 (in this embodiment, the portion on the distal end side of the leg portion 13) is exposed outside the through hole 59.
  • the rear end of the insulator 10 (in this embodiment, the portion on the rear end side of the rear end side body portion 18) is exposed outside the through hole 59.
  • the metal shell 50 includes a body portion 55, a seat portion 54, a deformation portion 58, a tool engaging portion 51, and a caulking portion 53, which are arranged in order from the front end side to the rear end side.
  • the seat part 54 is a bowl-shaped part.
  • the outer diameter of the body portion 55 on the distal end direction D1 side of the seat portion 54 is smaller than the outer diameter of the seat portion 54.
  • a screw portion 52 for screwing into a mounting hole of an internal combustion engine for example, a gasoline engine
  • An annular gasket 5 formed by bending a metal plate is fitted between the seat portion 54 and the screw portion 52.
  • the metal shell 50 has a reduced inner diameter portion 56 disposed on the distal direction D1 side with respect to the deformable portion 58.
  • the inner diameter of the reduced inner diameter portion 56 gradually decreases from the rear end side toward the front end side.
  • the front end packing 8 is sandwiched between the reduced inner diameter portion 56 of the metal shell 50 and the first reduced outer diameter portion 15 of the insulator 10.
  • the front end side packing 8 is an iron O-ring (other materials (for example, metal materials such as copper) can also be used).
  • the deformed portion 58 of the metal shell 50 is deformed so that the central portion protrudes toward the outside in the radial direction (the direction away from the central axis CL).
  • a tool engagement portion 51 is provided on the rear end side of the deformation portion 58.
  • the shape of the tool engaging portion 51 is a shape (for example, a hexagonal column) with which the spark plug wrench is engaged.
  • On the rear end side of the tool engaging portion 51 a caulking portion 53 that is thinner than the tool engaging portion 51 is provided.
  • the caulking portion 53 is disposed on the rear end side of the second reduced outer diameter portion 11 of the insulator 10 and forms the rear end of the metal shell 50 (that is, the end on the rear end direction D2 side).
  • the caulking portion 53 is bent toward the inner side in the radial direction.
  • an annular space SP is formed between the inner peripheral surface of the metal shell 50 and the outer peripheral surface of the insulator 10.
  • the space SP is surrounded by the crimped portion 53 and the tool engaging portion 51 of the metal shell 50, and the second reduced outer diameter portion 11 and the rear end side body portion 18 of the insulator 10. It is space.
  • a first rear end side packing 6 is disposed on the rear end side in the space SP, and a second rear end side packing 7 is disposed on the front end side in the space SP.
  • these rear end side packings 6 and 7 are iron C-rings (other materials are also employable).
  • powder of talc (talc) 9 is filled.
  • the crimping portion 53 is crimped so as to be bent inward. And the crimping part 53 is pressed to the front end direction D1 side. Thereby, the deformation
  • the front end side packing 8 is pressed between the first reduced outer diameter portion 15 and the reduced inner diameter portion 56 and seals between the metal shell 50 and the insulator 10. As a result, the gas in the combustion chamber of the internal combustion engine is prevented from leaking outside through the metal shell 50 and the insulator 10. In addition, the metal shell 50 is fixed to the insulator 10.
  • the ground electrode 30 is joined to the tip of the metal shell 50 (that is, the end on the tip direction D1 side).
  • the ground electrode 30 is a rod-shaped electrode.
  • the ground electrode 30 extends from the metal shell 50 in the distal direction D1, bends toward the central axis CL, and reaches the distal end portion 31.
  • the distal end portion 31 forms a gap g with the distal end surface 20s1 (surface 20s1 on the distal end direction D1 side) of the center electrode 20.
  • the ground electrode 30 is joined to the metal shell 50 so as to be electrically connected (for example, laser welding).
  • the ground electrode 30 has a base material 35 that forms the surface of the ground electrode 30 and a core portion 36 embedded in the base material 35.
  • the base material 35 is formed using, for example, Inconel.
  • the core part 36 is formed using a material (for example, pure copper) whose thermal conductivity is higher than that of the base material 35.
  • the magnetic body 210 is disposed in the middle of the conductive path connecting the center electrode 20 and the terminal fitting 40. Therefore, radio wave noise caused by discharge can be suppressed.
  • the conductor 220 is connected in parallel with at least a part of the magnetic body 210. Therefore, it is possible to suppress an increase in the electrical resistance value between the center electrode 20 and the terminal fitting 40. Further, since the conductor 220 is a spiral coil, radio noise can be further suppressed.
  • A-2. Production method As a manufacturing method of the spark plug 100 of the first embodiment, any method can be adopted. For example, the following manufacturing method can be employed. First, the insulator 10, the center electrode 20, the terminal fitting 40, the respective material powders of the conductive seal portions 60, 75, and 80, the material powder of the resistor 70, and the magnetic body structure 200 are prepared. To do. The magnetic body structure 200 is formed by winding a conductor 220 around a magnetic body 210 formed by a known method.
  • the center electrode 20 is inserted from the opening on the rear end direction D2 side of the through hole 12 of the insulator 10 (hereinafter referred to as “rear opening 14”). As described with reference to FIG. 1, the center electrode 20 is disposed at a predetermined position in the through hole 12 by being supported by the reduced inner diameter portion 16 of the insulator 10.
  • the first conductive seal portion 60, the resistor 70, and the second conductive seal portion 75 are charged with the respective material powders, and the molded powder material is molded in the order of the members 60, 70, and 75. Done.
  • the powder material is charged from the rear opening 14 of the through hole 12. Molding of the charged powder material is performed using a rod inserted from the rear opening 14.
  • the material powder is formed into substantially the same shape as the corresponding member.
  • the magnetic body structure 200 is disposed on the rear end direction D2 side of the second conductive seal portion 75 through the rear opening 14 of the through hole 12. And the material powder of the coating
  • the material powder of the third conductive seal portion 80 is charged from the rear opening 14 of the through hole 12.
  • the insulator 10 is heated to a predetermined temperature higher than the softening point of the glass component contained in each material powder, and the terminal fitting 40 is passed through the through-hole 12 from the rear opening 14 in the heated state. 12 is inserted. As a result, each material powder is compressed and sintered to form the conductive seal portions 60, 75, 80, the resistor 70, and the covering portion 290.
  • the metal shell 50 is assembled to the outer periphery of the insulator 10, and the ground electrode 30 is fixed to the metal shell 50.
  • the ground electrode 30 is bent to complete the spark plug.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the spark plug 100b of the second embodiment.
  • the only difference from the spark plug 100 of the first embodiment shown in FIG. 1 is that the magnetic body structure 200 is replaced with a magnetic body structure 200b.
  • Other configurations of the spark plug 100b are the same as the configuration of the spark plug 100 of FIG. Among the elements in FIG. 2, the same elements as those in FIG.
  • the magnetic body structure 200b is disposed between the resistor 70 and the terminal fitting 40 in the through hole 12 of the insulator 10.
  • 2 is a perspective view of the magnetic body structure 200b covered with the covering portion 290b (referred to as “first perspective view P1”), and a magnetic body structure with the covering portion 290b removed.
  • a perspective view of 200b (referred to as “second perspective view P2”) is shown.
  • the second perspective view P2 shows a state in which a part of the magnetic body structure 200b is cut out so as to represent the internal configuration of the magnetic body structure 200b.
  • the magnetic body structure 200b includes a magnetic body 210b and a conductor 220b.
  • the conductor 220b is hatched.
  • the magnetic body 210b is a cylindrical member centered on the central axis CL.
  • various magnetic materials can be employed (for example, a ferromagnetic material containing iron oxide), similarly to the material of the magnetic body 210 in FIG.
  • the conductor 220b penetrates the magnetic body 210b along the central axis CL.
  • the conductor 220b extends from the end on the front end direction D1 side to the end on the rear end direction D2 side of the magnetic body 210b.
  • various conductive materials can be employed as in the material of the conductor 220 in FIG. 1 (for example, an alloy mainly including nickel and chromium).
  • the outer peripheral surface of the magnetic structure 200b is covered with a covering portion 290b.
  • the covering portion 290b is a cylindrical member that covers the magnetic body structure 200b, similarly to the covering portion 290 of FIG.
  • the covering portion 290b suppresses misalignment between the insulator 10 and the magnetic structure 200b by being interposed between the inner peripheral surface 10i of the insulator 10 and the outer peripheral surface of the magnetic structure 200b.
  • various materials can be employed as in the case of the material of the covering part 290 in FIG. 1 (for example, glass such as borosilicate glass).
  • a second conductive seal portion 75 b that contacts the magnetic structure 200 b and the resistor 70 is disposed between the magnetic structure 200 b and the resistor 70.
  • a third conductive seal portion 80 b that contacts the magnetic body structure 200 b and the terminal fitting 40 is disposed between the magnetic body structure 200 b and the terminal fitting 40.
  • various conductive materials can be adopted as in the case of the respective materials of the conductive seal portions 75 and 80 in FIG. Material containing glass particles and metal particles (Cu, Fe, etc.).
  • the end on the tip direction D1 side of the magnetic body structure 200b that is, the end on the tip direction D1 side of each of the magnetic body 210b and the conductor 220b is electrically connected to the resistor 70 by the second conductive seal portion 75b.
  • the end on the rear end direction D2 side of the magnetic body structure 200b that is, the end on the rear end direction D2 side of each of the magnetic body 210b and the conductor 220b is connected to the terminal fitting 40 by the third conductive seal portion 80b.
  • the first conductive seal portion 60, the resistor 70, the second conductive seal portion 75b, the magnetic body structure 200b, and the third conductive seal portion 80b electrically connect the center electrode 20 and the terminal fitting 40.
  • Conductive paths are formed.
  • the contact resistance between the stacked members 20, 60, 70, 75 b, 200 b, 80 b, and 40 is stabilized, and the contact between the center electrode 20 and the terminal fitting 40 is stabilized.
  • the electric resistance value can be stabilized.
  • the plurality of members 60, 70, 75 b, 200 b, 290 b, and 80 b that connect the center electrode 20 and the terminal fitting 40 in the through hole 12 are also referred to as “connecting portions 300 b”.
  • the magnetic body 210b is disposed in the middle of the conductive path connecting the center electrode 20 and the terminal fitting 40. Therefore, radio wave noise caused by discharge can be suppressed.
  • the conductor 220b is connected in parallel with the magnetic body 210b. Therefore, it is possible to suppress an increase in the electrical resistance value between the center electrode 20 and the terminal fitting 40.
  • the conductor 220b is embedded in the magnetic body 210b. That is, the conductor 220b is covered with the magnetic body 210b over the entire area except for both ends. Therefore, damage to the conductor 220b can be suppressed. For example, the conductor 220b can be prevented from being disconnected by vibration.
  • the spark plug 100b of 2nd Embodiment can be manufactured using the same method as the spark plug 100 of 1st Embodiment.
  • the magnetic body structure 200b is formed by inserting the conductor 220b into the through hole of the magnetic body 210b formed by a known method.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a spark plug 100c of a reference example.
  • This spark plug 100c is used as a reference example in an evaluation test described later.
  • a difference from the spark plugs 100 and 100b of the embodiment shown in FIGS. 1 and 2 is that the magnetic body structures 200 and 200b and the third conductive seal portions 80 and 80b are omitted.
  • the leg portion 43c of the terminal fitting 40c is longer than the leg portion 43 of the embodiment so that the end of the leg portion 43c on the tip direction D1 side reaches the vicinity of the resistor 70.
  • the 2nd electroconductive seal part 75c which contacts the leg part 43c and the resistor 70 is arrange
  • As the material of the second conductive seal portion 75c the same material as that of the second conductive seal portion 75 of the above embodiment can be used.
  • FIG. 3 shows a position 44 in the middle of a portion of the through hole 12c of the insulator 10c that accommodates the leg 43c (referred to as “halfway position 44”).
  • the inner diameter of the portion on the rear end direction D2 side from the midway position 44 is the portion on the front end direction D1 side from the midway position 44 (particularly, the first conductive seal portion 60, the resistor 70, and the second conductive This is slightly larger than the inner diameter of the sealable portion 75c and the portion of the leg portion 43).
  • both inner diameters may be the same.
  • the configuration of the other parts of the spark plug 100c of the reference example is the same as the configuration of the spark plugs 100 and 100b shown in FIGS.
  • the entirety of the first conductive seal portion 60, the resistor 70, and the second conductive seal portion 75c forms a connection portion 300c that connects the center electrode 20 and the terminal fitting 40c within the through hole 12c.
  • the spark plug 100c of such a reference example can be manufactured using the same method as the spark plugs 100 and 100b of the embodiment.
  • D. Evaluation test D-1. Spark plug sample configuration: An evaluation test using a plurality of types of spark plug samples will be described. Table 1 shown below shows the configuration of each sample and the evaluation results of the four evaluation tests.
  • Configuration I in which the conductor 220b is replaced with a conductor of 1 k ⁇ The third conductive seal portion 80 is omitted in the configuration of FIG.
  • Table 1 The presence or absence of the covering parts 290, 290b It is determined independently of the configurations A to K described above.
  • the configurations common to the configurations A to K are as follows. 1) Material of resistor 70: B 2 O 3 —SiO 2 glass, ZrO 2 as ceramic particles and C as conductive material 2) Material of magnetic bodies 210 and 210b: MnZn ferrite 3) Conductivity Material of body 220, 220b: alloy mainly including nickel and chromium 4) Material of conductive seal portion 60, 75, 75b, 80, 80b, 80c: B 2 O 3 —SiO 2 glass and metal particles
  • the electrical resistance value of the conductor is an electrical resistance value between the end on the front end direction D1 side and the end on the rear end direction D2 side.
  • the electrical resistance value between the end on the front end direction D1 side and the end on the rear end direction D2 side is referred to as a “both end resistance value”.
  • Radio noise characteristics evaluation test The radio noise characteristics are evaluated using the insertion loss measured according to the method specified in JASO D002-2. Specifically, an improved insertion loss (in dB) at a frequency of 300 MHz when the third sample is used as a reference was adopted as an evaluation result.
  • the evaluation result of “m (m is an integer of 0 or more and 10 or less)” indicates that the improvement value of the insertion loss from the third sample is m (dB) or more and less than m + 1 (dB). Is shown. For example, the evaluation result of “5” indicates that the improvement value is 5 dB or more and less than 6 dB. When the improvement value was 10 dB or more, the evaluation result was determined to be “10”.
  • the average value of the insertion loss of five samples having the same configuration was used as the insertion loss of each type of sample.
  • the electrical resistance value between the center electrode 20 and the terminal fittings 40 and 40c is in a range where the width centered on 5 k ⁇ is 0.6 k ⁇ , that is, 4.7 k ⁇ or more, and 5 Five samples in the range of .3 k ⁇ or less were employed. For No. 11 and No. 12, since the variation in electric resistance value was large and five samples having electric resistance values within the above range could not be secured, evaluation was omitted.
  • the evaluation results of No. 1 and No. 6 having the coiled conductor 220 are the best “10”, and the evaluation results of No. 2 and No. 7 having the linear conductor 220b are lower than 10. It was “6”.
  • radio wave noise can be greatly suppressed.
  • the magnetic body structure 200 is more distal than the resistor 70 when the magnetic body structure 200 is disposed on the rear end direction D2 side than the resistor 70.
  • the evaluation result was better than No. 4 arranged on the direction D1 side.
  • the magnetic body structure 200b is located closer to the rear end direction D2 than the resistor 70, and the magnetic body structure 200b is more than the resistor 70.
  • the evaluation result was better than No. 5 arranged on the tip direction D1 side.
  • the gap between the center electrode 20 and the terminal fitting 40 is It was difficult to stabilize the electrical resistance value.
  • the electrical resistance value could be stabilized by providing the second conductive seal portion 75 and the third conductive seal portion 80.
  • Impact resistance evaluation test The impact resistance property is evaluated based on an impact resistance test defined in 7.4 of JIS B8031: 2006. An evaluation result of “0” indicates that an abnormality occurred in the impact resistance test. If no abnormality occurred in the impact resistance test, an additional 30-minute vibration test was performed. And the difference between the measured value of the electrical resistance value before performing the evaluation test and the measured value of the electrical resistance value after performing the evaluation test was calculated.
  • the electrical resistance value is an electrical resistance value between the center electrode 20 and the terminal fittings 40 and 40c.
  • the evaluation result of “5” indicates that the absolute value of the difference between the electrical resistance values exceeded 10% of the electrical resistance value before the test.
  • the evaluation result of “10” indicates that the absolute value of the difference between the electrical resistance values is 10% or less of the electrical resistance value before the test.
  • the evaluation result of No. 11 and No. 12 in which at least one of the second conductive seal portion 75 and the third conductive seal portion 80 sandwiching the magnetic structure 200 is omitted is “0”. there were.
  • the evaluation results of No. 1 to No. 10 and No. 13 having two conductive seal portions (for example, the conductive seal portions 75 and 80 in FIG. 1) sandwiching the magnetic body structures 200 and 200b are Nos. 11 and 12 It was “5” or “10”, which was better than the evaluation result with the number.
  • the impact resistance could be improved by sandwiching the magnetic body structures 200 and 200b between the two conductive seal portions.
  • the evaluation results of No. 6 and No. 7 without the covering portions 290 and 290b were “5”.
  • the evaluation results of No. 1 to No. 5, No. 8 to No. 10, and No. 13 having two conductive seal portions sandwiching the magnetic body structures 200 and 200b and the covering portions 290 and 290b were “10”. .
  • the covering portions 290 and 290b may be omitted.
  • Resistance value stability evaluation test Resistance value stability is evaluated based on the standard deviation of the electrical resistance value between the center electrode 20 and the terminal fittings 40 and 40c.
  • the spark plug used in the evaluation test is obtained by heating the insulator 10 in a state where the material of the connection portion (for example, the connection portion 300 in FIG. 1) is disposed in the through holes 12 and 12c. Manufactured. By this heating, the powder material of the conductive seal portions 60, 75, 75b, 75c, 80, and 80b can flow. This flow may cause the electric resistance value to vary. The magnitude of this variation was evaluated. Specifically, 100 spark plugs having the same configuration are manufactured for each type of sample.
  • the electrical resistance value between the center electrode 20 and the terminal metal fittings 40 and 40c is measured, and the standard deviation of the measured electrical resistance value is calculated.
  • An evaluation result of “0” indicates that the standard deviation is greater than 0.8
  • an evaluation result of “5” indicates that the standard deviation is greater than 0.5 and less than or equal to 0.8
  • the evaluation result of “10” indicates that the standard deviation is 0.5 or less.
  • the evaluation result of No. 11 and No. 12 in which at least one of the second conductive seal portion 75 and the third conductive seal portion 80 sandwiching the magnetic structure 200 is omitted is “0”. there were.
  • the evaluation results of No. 1 to No. 10 and No. 13 having two conductive seal portions (for example, the conductive seal portions 75 and 80 in FIG. 1) sandwiching the magnetic body structures 200 and 200b are Nos. 11 and 12 It was “10” which was better than the evaluation result with the number.
  • the electrical resistance value could be greatly stabilized by sandwiching the magnetic body structures 200 and 200b between the two conductive seal portions.
  • Durability evaluation test The durability indicates durability against discharge. In order to evaluate this durability, a spark plug sample was connected to a transistor ignition device for an automobile, and an operation of repeating discharge under the following conditions was performed. Temperature: 350 degrees Celsius Voltage applied to the spark plug: 20 kV Discharge cycle: 3600 times / minute Operation time: 100 hours In the evaluation test, the operation was performed under the above conditions, and then the electrical resistance value at room temperature between the center electrode 20 and the terminal fittings 40 and 40c was measured. . When the electrical resistance value after the evaluation test was less than 1.5 times the electrical resistance value before the evaluation test, the evaluation result was determined as “10”. When the electrical resistance value after the evaluation test was 1.5 times or more the electrical resistance value before the evaluation test, the evaluation result was determined as “1”.
  • the evaluation result of No. 2 having the conductor 220b was “10”.
  • the evaluation result of No. 13 having a 200 ⁇ conductor instead of the conductor 220b was “10”.
  • the evaluation result of No. 10 having a 1 k ⁇ conductor instead of the conductor 220b was “10”.
  • the evaluation result of No. 9 having a conductor of 2 k ⁇ instead of the conductor 220b was “1”.
  • the resistance value at both ends of the conductor 220b was approximately 50 ⁇ . As described above, by reducing the resistance value at both ends of the conductor of the magnetic structure (specifically, the conductor connected to the magnetic body 210b), durability against discharge could be improved.
  • the reason why the durability against discharge can be improved by reducing the resistance at both ends of the conductor of the magnetic structure can be estimated as follows. That is, at the time of discharging, current flows through the conductor connected to the magnetic body 210b, so that the conductor generates heat. The magnitude of the current during discharge does not depend on the internal configuration of the spark plug, and is adjusted so as to realize appropriate spark generation in the gap g. Therefore, the higher the resistance value at both ends of the conductor, the higher the temperature of the conductor. When the temperature of the conductor increases, the possibility of disconnection of the conductor increases. When the conductor is disconnected, the electrical resistance value between the center electrode 20 and the terminal fitting 40 can be increased.
  • the temperature of the magnetic body 210b when the temperature of the conductor increases, the temperature of the magnetic body 210b also increases.
  • the magnetic body 210b is more easily damaged when the temperature is higher than when the temperature is low (for example, a crack occurs in the magnetic body 210b).
  • the resistance value at both ends of the magnetic body 210b increases, so that the electrical resistance value between the center electrode 20 and the terminal fitting 40 can increase.
  • the smaller the resistance value at both ends of the conductor the more the damage to the magnetic body 210b and the disconnection of the conductor can be suppressed. As a result, it can be estimated that durability against discharge can be improved.
  • radio noise may occur due to current flowing along the surface of the conductor as in discharge. From the above, it is preferable that the resistance value at both ends of the conductor of the magnetic structure is small.
  • the resistance values at both ends of the conductors 220b of No. 2, No. 13, and No. 10 at which the durability evaluation result “10” was obtained were 50 ⁇ , 200 ⁇ , and 1 k ⁇ . Any value among these values can be adopted as the upper limit of the preferable range (range between the lower limit and the upper limit) of the resistance value at both ends of the conductor 220b. Moreover, any value below the upper limit among these values can be adopted as the lower limit. For example, a value of 1 k ⁇ or less can be adopted as the resistance value at both ends of the conductor 220b. More preferably, a value of 200 ⁇ or less can be adopted as the resistance value at both ends of the conductor 220b. In addition to the above value, zero ⁇ can be adopted as the lower limit of the preferable range of the resistance value at both ends of the conductor 220b.
  • the resistance values at both ends of the magnetic body structures 200 and 200b which are the entirety of the magnetic bodies 210 and 210b and the conductors 220 and 220b are small.
  • a preferable range of the resistance values at both ends of the magnetic body structures 200 and 200b for example, a range of zero ⁇ or more and 3 k ⁇ or less can be adopted. However, a value larger than 3 k ⁇ may be adopted.
  • 10 conductors for which excellent durability evaluation results were obtained are 50 ⁇ , 200 ⁇ and 1 k ⁇ , respectively.
  • an arbitrary value of the resistance values at both ends can be set to a preferable range of the resistance values at both ends of the magnetic structures 200 and 200b (range between the lower limit and the upper limit). ).
  • any value below the upper limit among these values can be adopted as the lower limit.
  • a value of 1 k ⁇ or less can be adopted as the resistance value at both ends of the magnetic body structures 200 and 200b.
  • a value of 200 ⁇ or less can be adopted as the resistance value at both ends of the magnetic structures 200 and 200b.
  • zero ⁇ can be adopted as the lower limit of the preferable range of the resistance values at both ends of the magnetic body structures 200 and 200b.
  • the resistance values at both ends of the conductors 220 and 220b are lower than the resistance values at both ends of the magnetic bodies 210 and 210b. According to this configuration, the resistance values at both ends of the magnetic body structures 200 and 200b can be reduced by connecting the conductors 220 and 220b to the magnetic bodies 210 and 210b. As a result, the heat generation of the magnetic body structures 200 and 200b can be suppressed.
  • the resistance values at both ends of the magnetic bodies 210 and 210b are several k ⁇ , and the resistance values at both ends of the conductor (for example, the conductors 220 and 220b) are Is also big.
  • the samples No. 1 to No. 8, No. 10, and No. 13 show evaluation results with good durability.
  • the evaluation results of No. 11 and No. 12 in which at least one of the second conductive seal portion 75 and the third conductive seal portion 80 sandwiching the magnetic structure 200 is omitted are “1”.
  • the samples No. 1 to No. 8, No. 10, No. 13, and No. 13 that obtained a favorable evaluation result of “10” are both two conductive seal portions (for example, FIG. 1) sandwiching the magnetic structure 200, 200b. Conductive seal portions 75 and 80).
  • the durability against discharge could be improved by sandwiching the magnetic body structures 200 and 200b between the two conductive seal portions.
  • the following method is employable as a method of measuring the both-ends resistance value of the magnetic body structure provided in the spark plug.
  • the spark plugs 100 and 100b shown in FIGS. 1 and 2 will be described as an example.
  • the metal shell 50 is removed from the insulator 10, and then the insulator 10 is cut using a cutting tool such as a diamond blade, and the connecting portions 300 and 300b disposed in the through hole 12 are taken out.
  • the conductive seal portion that contacts the magnetic body structures 200 and 200b is removed from the magnetic body structures 200 and 200b using a cutting tool such as a nipper.
  • the corresponding portions are cut and polished by cutting, thereby removing the covering portions 290 and 290b from the magnetic body structures 200 and 200b. Remove.
  • the resistance values at both ends are measured by bringing the probe of the resistance measuring instrument into contact with the end on the front end direction D1 side and the end on the rear end direction D2 side of the magnetic body structures 200 and 200b thus obtained.
  • the conductors 220 and 220b are obtained by removing the magnetic bodies 210 and 210b from the magnetic body structures 200 and 200b obtained by the above method using a cutting tool such as a nipper.
  • the resistance values at both ends are measured by bringing the probe of the resistance value measuring instrument into contact with the end on the front end direction D1 side and the end on the rear end direction D2 side of the obtained conductors 220 and 220b.
  • the following method can be adopted. That is, from the magnetic body structures 200 and 200b obtained by the above method, after observing the internal structure by CT scan, the corresponding portions are cut and polished to cut the tip direction of the magnetic bodies 210 and 210b. The resistance value at both ends is measured by bringing the probe of the resistance value measuring instrument into contact with the end on the D1 side and the end on the rear end direction D2 side.
  • At least one of the end on the front end direction D1 side and the end on the rear end direction D2 side may be a surface.
  • the minimum resistance value obtained by bringing the probe into contact with an arbitrary position on the surface is adopted.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the spark plug 100d of the third embodiment.
  • a magnetic body structure 200d is provided instead of the magnetic body structures 200 and 200b of the embodiment shown in FIGS. 4 is a perspective view of the magnetic body structure 200d.
  • the magnetic body structure 200d is a substantially columnar member centered on the central axis CL.
  • the portion on the rear end direction D2 side of the center electrode 20 from the front end direction D1 side toward the rear end direction D2, the first conductive seal portion 60d, the resistor 70d, The second conductive seal portion 75d, the magnetic structure 200d, the third conductive seal portion 80d, and the leg portion 43d of the terminal fitting 40d are arranged in this order.
  • the magnetic body structure 200d is disposed on the rear end direction D2 side of the resistor 70d.
  • the entire members 60d, 70d, 75d, 200d, and 80d form a connection portion 300d that connects the center electrode 20 and the terminal fitting 40d within the through hole 12d.
  • the configuration of the other parts of the spark plug 100d of the third embodiment is substantially the same as the configuration of the spark plugs 100 and 100b shown in FIGS.
  • the other parts of the spark plug 100d of the third embodiment are denoted by the same reference numerals as the corresponding parts of the spark plugs 100, 100b of FIGS.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram of the magnetic structure 200d.
  • a perspective view of the magnetic body structure 200d is shown in the upper left part of FIG. This perspective view shows the magnetic body structure 200d with a part cut.
  • a cross section 900 in the figure is a cross section of the magnetic body structure 200d by a plane including the central axis CL.
  • a schematic diagram in which a part 800 on the cross section 900 is enlarged is shown in the upper center of FIG. 5 (hereinafter referred to as “target region 800”).
  • the target area 800 is a rectangular area having the central axis CL as the center line, and the rectangular shape includes two sides parallel to the central axis CL and two sides perpendicular to the central axis CL.
  • the shape of the target region 800 is line symmetric with the central axis CL as the symmetry axis.
  • the first length La in the drawing is the length in the direction perpendicular to the central axis CL of the target region 800
  • the second length Lb is the length in the direction parallel to the central axis CL of the target region 800.
  • the first length La is 2.5 mm
  • the second length Lb is 5.0 mm.
  • the target region 800 (that is, the cross section of the magnetic structure 200d) includes a ceramic region 810, a conductive region 820, and a magnetic region 830.
  • the magnetic region 830 includes a plurality of granular regions 835 (hereinafter also referred to as “magnetic grain region 835” or simply “grain region 835”).
  • the magnetic region 830 is formed of an iron-containing oxide as a magnetic material.
  • the iron-containing oxide for example, (Ni, Zn) Fe 2 O 4 that is spinel ferrite, BaFe 12 O 19 that is hexagonal ferrite, or the like can be used.
  • the plurality of magnetic grain regions 835 are formed by using iron-containing oxide powder as the material of the magnetic structure 200d.
  • one particle of iron-containing oxide contained in the material powder can form one magnetic grain region 835.
  • a plurality of particles of the iron-containing oxide contained in the powder of the material can be bonded to each other to form one particle-like structure, and the formed one particle-like structure can form the magnetic particle region 835.
  • the particulate structure is formed, for example, by adding and mixing a binder to the iron-containing oxide material powder.
  • the plurality of particles of the iron-containing oxide can form a particulate structure having a large diameter by sticking to each other via a binder.
  • a three-dimensional particle element that forms one magnetic particle region 835 is used. Called “magnetic particles”.
  • One magnetic grain region 835 shows a cross section of one magnetic grain.
  • the surfaces of the plurality of magnetic particles forming the plurality of magnetic grain regions 835 are covered with a conductive material coating layer.
  • a conductive material coating layer for example, metals (Ni, Cu, etc.), perovskite oxides (SrTiO 3 , SrCrO 3 etc.), carbon (C), carbon compounds (Cr 3 C 2 , TiC, etc.) can be adopted. .
  • the conductive region 820 covers the edge of the magnetic grain region 835.
  • the conductive region 820 includes a plurality of covering regions 825 that cover the plurality of magnetic grain regions 835.
  • a portion covering one magnetic grain region 835 corresponds to one coating region 825.
  • One magnetic grain region 835 and one covering region 825 covering the magnetic grain region 835 form a particulate region 840 (referred to as “composite grain region 840”).
  • the plurality of composite grain regions 840 are arranged such that the covering region 825 is in contact with each other.
  • the plurality of covering regions 825 that are in contact with each other form a current path extending from the rear end direction D2 side to the front end direction D1 side.
  • two composite grain regions 840 may be arranged apart from each other on the target region 800 (that is, the cross section 900).
  • the two composite grain regions 840 that are separated from each other on the target region 800 represent cross sections of two three-dimensional particle portions that are in contact with each other at a position deeper than or in front of the target region 800.
  • the plurality of composite grain regions 840 that are in contact with each other or separated from each other on the target region 800 can form a current path extending from the rear end direction D2 side to the front end direction D1 side.
  • current flows through the magnetic body structure 200d through the plurality of coating regions 825 (that is, the conductive regions 820) of the plurality of composite grain regions 840.
  • the conductive region 820 covers the magnetic region 830. That is, the current path is configured to surround the magnetic body.
  • the magnetic body is disposed in the vicinity of the conductive path, radio noise generated by the discharge is suppressed.
  • radio noise is suppressed by the conductive path functioning as an inductance element.
  • radio noise is suppressed by increasing the impedance of the conductive path.
  • the ceramic region 810 is made of ceramic.
  • a ceramic containing at least one of silicon (Si), boron (B), and phosphorus (P) can be used.
  • the glass described in the first embodiment can be used.
  • a substance containing one or more oxides arbitrarily selected from silica (SiO 2 ), boric acid (B 2 O 5 ), and phosphoric acid (P 2 O 5 ) can be used.
  • a plurality of composite grain regions 840 that is, a plurality of magnetic grain regions 835 and a plurality of coating regions 825 covering the plurality of magnetic grain regions 835) are surrounded by a ceramic region 810.
  • FIG. 5 shows one grain region 835 and one circle 835c in the lower center portion.
  • the circle 835c is a virtual circle having the same area as that of the grain region 835 (hereinafter referred to as “virtual circle 835c”).
  • the diameter Dc in the figure is the diameter of the virtual circle 835c.
  • the diameter Dc is a diameter obtained by approximating the grain region 835 with a circle (hereinafter also referred to as “approximate diameter Dc”).
  • the approximate diameter Dc is larger as the grain region 835 is larger.
  • the large approximate diameter Dc of each of the plurality of grain regions 835 means that each of the plurality of covering regions 825 is large, that is, the current path is thick.
  • the durability of the current path is better as the current path is thicker. Therefore, the larger the number of magnetic grain regions 835 having a large approximate diameter Dc (for example, an approximate diameter Dc within a range of 400 ⁇ m or more and 1500 ⁇ m or less) among the plurality of grain regions 835 included in the target region 800, the more current paths As a result, the durability of the magnetic structure 200d can be improved.
  • the minimum thickness T in the figure is the minimum thickness of the conductive region 820 in the target region 800.
  • the minimum thickness T is small, the durability of the conductive region 820 can be reduced. Further, when the minimum thickness T is large, the amount of material of the conductive region 820 for forming the magnetic body structure 200d increases.
  • the ceramic region 810 is formed by using ceramic powder as the material of the magnetic body structure 200d. Accordingly, pores may be generated in the ceramic region 810 on the target region 800. In the lower left part of FIG. 5, an enlarged view of the ceramic region 810 is shown. As shown, pores 812 are formed in the ceramic region 810. During the discharge of the spark plug 100d, partial discharge can also occur in the pores 812. When partial discharge occurs in the pores 812, the magnetic body structure 200d is deteriorated, and radio noise can be generated. Therefore, the ratio of the pores 812 to the magnetic structure 200d (for example, the ratio of the area of the pores 812 to the area of the remaining region excluding the magnetic region 830 from the target region 800) is preferably small.
  • FIG. 6 is an enlarged view of a part of the cross-sectional view of FIG. In the drawing, the vicinity of the caulking portion 53 of the metal shell 50 is shown.
  • the protrusion distance Ld in the figure is a distance parallel to the central axis CL between the rear end 53e of the crimped portion 53 (that is, the rear end of the metal shell 50) and the rear end 200de of the magnetic body structure 200d. is there.
  • the protrusion distance Ld is a positive value.
  • the distance between the leg part 43d of the terminal metal fitting 40d and the main metal fitting 50 is so large that the protrusion distance Ld is large.
  • an insulator 10d is disposed between the terminal metal fitting 40d and the metal shell 50. That is, the terminal metal fitting 40d and the metal shell 50 form a capacitor that sandwiches the insulator 10d. Therefore, radio noise can flow from the terminal fitting 40d to the metallic shell 50 having the same potential as the ground electrode 30 via the insulator 10d. As a result, the effect of suppressing radio noise can be reduced.
  • the protrusion distance Ld is large, the distance between the terminal metal fitting 40d and the metal shell 50 is large, so that the capacitance of the capacitor is small.
  • the capacitance of the capacitor is small, the magnitude (absolute value) of the impedance of the capacitor is large. Therefore, compared with the case where the distance between the terminal metal fitting 40d and the metal shell 50 is small, radio noise can be suppressed.
  • the spark plug 100d having the magnetic structure 200d can be manufactured by the same procedure as the manufacturing method described in the first embodiment.
  • the members in the through hole 12d of the insulator 10d are as follows.
  • Each material powder of the conductive seal portions 60d, 75d, and 80d, a material powder of the resistor 70d, and a material powder of the magnetic structure 200d are prepared.
  • the material powders of the conductive seal portions 60d, 75d, 80d and the resistor 70d are the same as the material powders of the conductive seal portions 60, 75, 80 and the resistor 70 described in the first embodiment. Can be adopted.
  • the material powder of the magnetic body structure 200d is prepared as follows, for example.
  • a conductive material coating layer is formed on the magnetic powder by electroless plating to cover the surface of the magnetic particles.
  • the material powder of the magnetic body structure 200d is prepared by mixing the magnetic powder covered with the coating layer and the ceramic powder. Further, instead of plating, a coating layer may be formed by applying a binder to the surface of the magnetic powder and attaching the particles of the conductive material to the surface of the magnetic particles. Then, the material powder of the magnetic body structure 200d may be prepared by mixing the magnetic powder covered with the coating layer and the ceramic powder.
  • the center electrode 20 is disposed at a predetermined position supported by the reduced inner diameter portion 16 in the through hole 12d.
  • the first conductive seal portion 60d, the resistor 70d, the second conductive seal portion 75d, the magnetic body structure 200d, and the third conductive seal portion 80d are charged and charged into the through holes 12d.
  • the formed powder material is formed in the order of the members 60d, 70d, 75d, 200d, and 80d.
  • the powder material is charged from the rear opening 14 of the through hole 12d. Molding of the charged powder material is performed using a rod inserted from the rear opening 14.
  • the material powder is formed into substantially the same shape as the corresponding member.
  • the insulator 10d is heated to a predetermined temperature higher than the softening point of the glass component contained in each material powder, and the terminal fitting 40d is passed through the through-hole 12d from the rear opening 14 in the heated state. Insert into 12d.
  • each material powder is compressed and sintered to form the conductive seal portions 60d, 75d, and 80d, the resistor 70d, and the magnetic structure 200d.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the spark plug 100e of the fourth embodiment.
  • the difference from the spark plug 100d in FIG. 4 is that the resistor 70d and the second conductive seal portion 75d are omitted.
  • the center electrode 20 and the magnetic body structure 200d are connected by the first conductive seal portion 60e, and the magnetic body structure 200d and the leg portion 43e of the terminal fitting 40e are The two conductive seal portions 80e are connected.
  • the members 60e, 200d, and 80e as a whole form a connection portion 300e that connects the center electrode 20 and the terminal fitting 40e within the through hole 12d.
  • the entirety of the magnetic body structure 200d is disposed on the front end direction D1 side with respect to the rear end 53e of the metal shell 50. However, at least a part of the magnetic body structure 200d may be disposed closer to the rear end direction D2 side than the rear end 53e of the metal shell 50.
  • the configuration of the other parts of the spark plug 100e of the fourth embodiment is substantially the same as the configuration of the spark plug 100d shown in FIG. In FIG. 7, the other parts of the spark plug 100e of the fourth embodiment are denoted by the same reference numerals as the corresponding parts of the spark plug 100d of FIG.
  • the magnetic body structure 200d of the fourth embodiment is the same as the magnetic body structure 200d described in FIG. As described above, since the conductive region 820 that forms a current path passes through the vicinity of the magnetic region 830 in the magnetic structure 200d, the magnetic structure 200d can suppress radio noise.
  • spark plug 100e of the fourth embodiment can be manufactured by the same method as the method of manufacturing the spark plug 100d described in FIG.
  • the material powder of the conductive seal portions 60e and 80e the same material powder as that of the conductive seal portions 60d and 80d in FIG. 4 can be used.
  • G. Evaluation test G-1. Outline An evaluation test using a plurality of types of samples of the spark plug 100d in FIG. 4 and a plurality of types of samples of the spark plug 100e in FIG. 7 will be described. Table 2, Table 3, and Table 4 shown below show the configuration of each sample and the results of the evaluation test.
  • Tables 2, 3 and 4 show the sample numbers and the internal structure of the magnetic structure 200d (here, the structure of the iron-containing oxide, the structure of the conductive material, the elements contained in the ceramic, the pores) Rate), protrusion distance Ld, presence / absence of the seal portion 75d, presence / absence of the resistor 70d), and the result of the noise test before and after the durability test.
  • the structure of parts other than the internal structure of the magnetic body structure 200d and the connection parts 300d and 300e was the same among the 34 types of samples of the spark plug.
  • the shape of the magnetic body structure 200d is approximately the same among the 34 types of samples.
  • the outer diameter of the magnetic body structure 200d (that is, the inner diameter of the portion of the through hole 12d that accommodates the magnetic body structure 200d) was 3.9 mm.
  • the composition of the iron-containing oxide As the composition of the iron-containing oxide, the composition and the number (number of grains) of specific magnetic grain regions 835 are shown.
  • the composition of the iron-containing oxide was specified from the material of the iron-containing oxide included in the material of the magnetic body structure 200d.
  • the specific magnetic grain region 835 counted by the number of grains is a magnetic grain region 835 having an approximate diameter Dc (FIG. 5) in the range of 400 ⁇ m or more and 1500 ⁇ m or less.
  • the approximate diameter Dc was calculated as follows.
  • the sample magnetic body structure 200d is cut along a plane including the central axis CL, and the cross section of the magnetic body structure 200d is processed by a cross section polisher that processes the cross section of the sample with an ion beam such as argon ions. Processed.
  • region 800 (FIG. 5) on a cross section was image
  • the SEM acceleration voltage was set to 15.0 kV, and the working distance was set in the range of 10 mm to 12 mm.
  • the obtained SEM image represented an image as shown in the target area 800 at the upper center of FIG.
  • the SEM image was binarized using image analysis software (Analysis 5 manufactured by Soft Imaging System GmbH).
  • the threshold for binarization was set as follows.
  • the magnetic region 830 and the conductive region 820 (that is, the magnetic grain region 835 and the covering region 825) were separated.
  • the area of each of the plurality of magnetic grain regions 835 was calculated using the binarized image.
  • the approximate diameter Dc of each of the plurality of magnetic grain regions 835 was calculated using the calculated area.
  • the number of magnetic grain regions 835 having an approximate diameter Dc of 400 ⁇ m or more and 1500 ⁇ m or less was counted (hereinafter also referred to as “specific grain number”).
  • specific grain number When a part of one magnetic grain region 835 protrudes outside the target region 800, the number of specific magnetic grain regions 835 is determined as the magnetic grain region 835 being the magnetic grain region 835 in the target region 800. Counted.
  • the number of magnetic grain regions 835 having an approximate diameter Dc smaller than the above range was large. That is, in the sample having a large specific particle number, the ratio of the magnetic particle region 835 having a large approximate diameter Dc as compared with the sample having a small specific particle number, that is, the magnetic particle region 835 having an approximate diameter Dc of 400 ⁇ m to 1500 ⁇ m. The rate was high.
  • the coverage is the ratio of the length of the portion covered by the covering region 825 to the total length (one round length) of the edge of the magnetic grain region 835.
  • the coverage was calculated by analyzing the binarized image.
  • the coverage in the table is an average value of the coverage of the plurality of magnetic grain regions 835 in the target region 800. When a part of the magnetic grain region 835 protrudes outside the target region 800, the coverage is calculated assuming that the magnetic grain region 835 is the magnetic grain region 835 in the target region 800.
  • metals specifically, Ni, Cu, Fe
  • perovskite oxides specifically, LaMnO 3 , YMnO 3
  • carbon specifically, carbon black
  • a material selected from carbon compounds specifically TiC
  • the minimum thickness T was calculated using the above binarized image.
  • the covered region 825 covers only a part of the edge of the magnetic grain region 835.
  • an example of a covering region 825 that covers a part of the edge of the magnetic grain region 835 is shown.
  • the covering region 825 covers a portion from the first end E1 to the second end E2 on the edge of the magnetic grain region 835.
  • the thickness of the covered region 825 can be locally reduced in the vicinity of the ends E1 and E2.
  • the minimum thickness T is calculated using the remaining part of the covering region 825 excluding the end portions EP1 and EP2 whose linear distance from the ends E1 and E2 is equal to or less than a predetermined value (here, 50 ⁇ m). (In the figure, the ends EP1 and EP2 are hatched).
  • the element contained in the ceramic was specified from the element contained in the ceramic material (in this evaluation test, an amorphous glass material).
  • elements other than oxygen are shown.
  • SiO 2 the notation of oxygen (O) is omitted and “Si” is shown.
  • additive components may be added to the ceramic material.
  • elements of such additive components are also shown (for example, Ca, Na). Note that the elements contained in the ceramic can also be specified by EPMA analysis of the ceramic region 810.
  • the porosity is the area ratio of the pores 812 (FIG. 5) in the remaining region excluding the magnetic region 830 from the target region 800.
  • the porosity was calculated as follows.
  • the SEM image was binarized by the same method as described above. Here, the threshold value for binarization was adjusted so that the pores 812 and other regions could be separated. By such binarization, the pores 812 and other regions were separated.
  • the area of the pores 812 was calculated (referred to as “first area”).
  • second Called "Area”
  • the porosity is the first area / second area.
  • the protrusion distance Ld is the protrusion distance Ld described in FIG. In the table, the description of the protrusion distance Ld is omitted for the sample in which the entire magnetic structure 200d is arranged on the front end direction D1 side with respect to the rear end 53e of the metal shell 50.
  • the numerical values obtained by analyzing the cross-sectional image of the magnetic structure 200d are 10 sheets.
  • the average value of 10 values obtained from the image of the cross section was adopted. Images of 10 cross sections of one type of sample were taken using 10 cross sections of 10 samples of the same type produced under the same conditions.
  • the intensity of noise was measured in accordance with JASO D002-2 (Japan Automobile Technical Association Transmission Standard D-002-2) “Automobile-Radio Noise Characteristics-Part 2: Measuring Method of Preventor Current Method”. . Specifically, the gap g distance of the spark plug sample was adjusted to 0.9 mm ⁇ 0.01 mm, and a voltage in the range of 13 kV to 16 kV was applied to the sample for discharge. And at the time of discharge, the electric current which flows through the terminal metal fittings 40d and 40e was measured using the current probe, and the measured value was converted into dB for comparison. As noise, noise of three types of frequencies of 30 MHz, 100 MHz, and 200 MHz was measured.
  • the numerical values in the table indicate the noise intensity with respect to a predetermined standard. The larger the value, the stronger the noise. “Before durability” indicates a result of a noise test before the durability test described later, and “After durability” indicates a result of the noise test after the durability test.
  • the durability test is a test in which a spark plug sample is discharged for 400 hours at a discharge voltage of 20 kV in an environment of 200 degrees Celsius. By such an endurance test, the deterioration of the magnetic body structure 200d can proceed. As the deterioration of the magnetic body structure 200d proceeds, the “after durability” noise can be stronger than the “before durability” noise.
  • the noise intensity was smaller as the frequency was higher both before and after the endurance.
  • G-2 About average coverage of conductive materials: In A-1 to A-6, the average coverage of the conductive material was in the range of 50% to 100%. Such A-1 to A-6 were able to realize a sufficiently small noise intensity of 66 dB or less at all frequencies before endurance. Even after the endurance, the noise intensity was 77 dB or less at all frequencies, and an increase in noise could be suppressed. That is, good durability of the magnetic body structure 200d was realized. Moreover, the increase amount of the noise intensity by the durability test was in the range of 8 dB or more and 13 dB or less at all frequencies.
  • the average coverage of B-1 in Table 4 was 49%, which was smaller than the average coverage of A-1 to A-6.
  • the noise intensity of No. B-1 was larger than the noise intensity of the same frequency of any sample of Nos. A-1 to A-6.
  • the increase in noise intensity by the durability test was 21 dB (30 MHz), 24 dB (100 MHz), and 22 dB (200 MHz).
  • the increase amount from No. A-1 to No. A-6 (8 dB or more and 13 dB or less) was improved by 8 dB or more compared with the increase amount at the same frequency as No. B-1 (21 dB or more and 24 dB or less).
  • the average coverage of No. B-2 in Table 4 was 42%, which is smaller than the average coverage of No. B-1.
  • the noise intensity of No. B-2 was larger than the noise intensity of the same frequency of any sample of Nos. A-1 to A-6.
  • the increase in noise intensity by the durability test was 24 dB24 (30 MHz), 23 dB (100 MHz), and 22 dB (200 MHz).
  • the amount of increase from A-1 to A-6 (8 dB or more and 13 dB or less) was improved by 11 dB or more compared with the amount of increase at the same frequency as B-2 (22 dB or more and 24 dB or less).
  • A-1 to A-6 which have a relatively high average coverage, achieve better durability than B-1 and B-2, which have a relatively low average coverage. did it. This is because when the average coverage is large, the current path formed by the conductive region 820 (FIG. 5) is thicker than when the average coverage is small, and the conductive region 820 is formed. It is presumed that there are many current paths.
  • the average coverage of conductive materials No. A-1 to No. A-6 that suppresses noise and achieves good durability is 50, 55, 69, 72, 94, 100 (%) in ascending order.
  • a preferable range (range between the lower limit and the upper limit) of each of the plurality of magnetic grain regions 835 in the target region 800 can be determined using the above six values. Specifically, any value among the above six values can be adopted as the lower limit of the preferable range of the average coverage. Also, any value above the lower limit of these values can be adopted as the upper limit. For example, as a preferable range of the average value of the coverage of the plurality of magnetic grain regions 835 in the target region 800, a range of 50% or more and 100% or less can be adopted.
  • the coverage is 50% or more, it is highly likely that both the surface on the specific direction side and the surface on the opposite direction side of the grain region 835 are covered with the coating region 825. Therefore, there is a high possibility that one covered region 825 is in contact with a plurality of other covered regions 825. Therefore, it is possible to suppress the formation of a high resistance portion having a high electrical resistance locally in the magnetic body structure 200d.
  • the high resistance portion generates more heat due to current than the low resistance portion. Due to such heat generation, the magnetic body structure 200d may be deteriorated.
  • the average value of the coverage of the plurality of magnetic grain regions 835 in the target region 800 is 50% or more, the formation of the high resistance portion is suppressed, so that the durability of the magnetic body structure 200d can be improved.
  • the plurality of magnetic particle regions 835 in the target region 800 may include magnetic particle regions 835 having an average coverage outside the above preferable range. Also in this case, it is estimated that the spark plug can suppress noise as compared with the case where the magnetic body structure 200d is omitted.
  • the average coverage can be increased by increasing the plating time of electroless plating of a conductive material.
  • the average coverage can be increased by increasing the amount of the conductive material.
  • the average coverage was adjusted as follows. A material powder of magnetic particles whose entire surface was coated with a conductive material was prepared. And in order to implement
  • the ceramics of the magnetic body structures 200d Nos. A-1 to A-6 contained at least one of Si, B, and P.
  • the ceramics of the magnetic structure 200d of No. B-3 and No. B-4 in Table 4 did not contain any of Si, B, and P, and instead contained Ca, Mg, and K.
  • the average coverage of B-3 and B-4 was 68% and 75%.
  • the noise intensity of Nos. A-1 to A-6 was the same as or smaller than the noise intensity of the same frequency of any sample of B-3 and B-4. After endurance, the noise intensity of Nos. A-1 to A-6 was smaller than the noise intensity of the same frequency of any sample of B-3 and B-4.
  • A-1 to A-6 having a ceramic containing at least one of Si, B, and P are Nos. B-3, B having a ceramic containing none of Si, B, and P. Noise was suppressed compared to -4.
  • the amount of increase in noise by the durability test of B-3 and B-4 was 21 dB or more and 26 dB or less.
  • the increase from A-1 to A-6 (8 dB or more, 13 dB or less) was improved by 8 dB or more compared with the increase at the same frequency of B-3 and B-4.
  • a ceramic that does not contain any of Si, B, and P reacts with an iron-containing oxide by heat generated by a current during discharge, compared to a ceramic that contains at least one of Si, B, and P (eg, glass). Easy to do. Therefore, a new phase can be formed by the reaction between the ceramic and the iron-containing oxide by the durability test. As a result, the number of pores 812 increases, and the diameter of the pores 812 increases.
  • the ceramic containing at least one of Si, B, and P is a kind of glass.
  • the magnetic body forming the magnetic region 830 of the magnetic body structure 200d includes Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , and FeO that are iron oxides, (Ni, Zn) Fe 2 O 4 that is spinel ferrite, and hexagonal crystals.
  • a material selected from BaFe 12 O 19 and SrFe 12 O 19 which are ferrites was used.
  • the ceramic of the magnetic body structure 200d contained at least one of silicon (Si), boron (B), and phosphorus (P).
  • the second material of the same type as the first material often has the same characteristics as the first material. Therefore, it is estimated that the preferable range of the average coverage of the conductive material can be applied even when another material of the same type is used instead of the material of the magnetic body structure 200d.
  • the magnetic body structure 200d has the following configurations Z1 to Z3, it is estimated that a preferable range of the average coverage is applicable.
  • the magnetic body structure 200d includes a conductive material as a conductor.
  • the magnetic body structure 200d includes an iron-containing oxide as a magnetic body.
  • the magnetic body structure 200d includes a ceramic containing at least one of silicon (Si), boron (B), and phosphorus (P).
  • the porosity of A-1 to A-6 in Table 2 was in the range of 4.3% to 5%. As described above, Nos. A-1 to A-6 were able to suppress noise and realize good durability. The porosities of Nos. A-29 and A-30 in Table 3 were larger than those of Nos. A-1 to A-6 and were 6.6 and 7.2 (%). The other configurations of A-29 and A-30 were as follows. That is, the average coverage was 56, 62 (%).
  • the ceramic of the magnetic body structure 200d contained at least one of Si, B, and P.
  • the noise intensity from No. A-1 to No. A-6 was smaller than the noise intensity at the same frequency of any sample of Nos. A-29 and A-30 before and after endurance.
  • A-1 to A-6 having relatively small porosity were able to suppress noise compared to A-29 and A-30 having relatively large porosity. The reason for this is presumed that when the porosity is small, partial discharge in the pores 812 (FIG. 5) is suppressed as compared with the case where the porosity is large.
  • the porosity of No. A-1 to No. A-6 which had relatively good noise suppression capability, was 4.3, 4.6, 4.8, 5 (%) in ascending order. Any value of these four values can be used as the upper limit of the preferable porosity range (lower limit or higher and lower limit or higher). Moreover, any value below the upper limit among these values can be adopted as the lower limit. For example, a value of 4.3% or more and 5% or less can be adopted as the porosity. In addition, it is estimated that the noise suppression capability and durability are better as the porosity is lower. Therefore, you may employ
  • the noise suppression performance of Nos. A-1 to A-6 is better than that of a general spark plug (for example, a spark plug in which the magnetic structure 200d is omitted). Therefore, even when the porosity is higher, it is estimated that a practical noise suppression capability can be realized. Therefore, it is estimated that a larger value (for example, 10%) can be adopted as the upper limit of the porosity. For example, any configuration of A-29 and A-30 may be adopted.
  • any method can be adopted as a method for adjusting the porosity. For example, by increasing the firing temperature of the magnetic body structure 200d (for example, the heating temperature of the insulator 10d that accommodates the material of the connection portions 300d and 300e in the through holes 12d), the ceramic material of the magnetic body structure 200d is increased. It becomes easy to melt and the porosity can be reduced. Further, by increasing the force applied to the terminal fittings 40d and 40e when the terminal fittings 40d and 40e are inserted into the through holes 12d, the pores 812 can be crushed and the porosity can be reduced. Moreover, the porosity can be reduced by reducing the particle size of the ceramic material of the magnetic body structure 200d.
  • G-6 Regarding the number of specific magnetic grain regions 835 (number of specific grains): In Tables A-1 to A-6, the total number of magnetic grain regions 835 having a specific number of grains, that is, an approximate diameter Dc in the range of 400 ⁇ m or more and 1500 ⁇ m or less is 3 or more and 5 or less. there were.
  • the specific grain number from A-7 to A-11 was larger than the specific grain number from A-1 to A-6, and was in the range of 6 to 8.
  • the other configurations of A-7 to A-11 were as follows. That is, the average coverage was 56% or more and 74% or less. The porosity was 4% or more and 4.3% or less.
  • the ceramic of the magnetic body structure 200d contained at least one of Si, B, and P.
  • the noise intensity from A-7 to A-11 was smaller than the noise intensity at the same frequency of any sample from A-1 to A-6.
  • the specific number of grains that is, the number of magnetic grain regions 835 having a relatively large approximate diameter Dc
  • noise can be suppressed as compared with the case where the specific number of grains is small.
  • the reason is estimated as follows.
  • the large number of specific grains indicates that a large magnetic material is disposed in the vicinity of the conductive region 820 (that is, the current path).
  • noise can be suppressed as compared with a case where the magnetic body in the vicinity of the current path is small.
  • the amount of increase in noise in the durability test from A-7 to A-11 was 8 dB at all frequencies.
  • the increase amount from A-1 to A-6 was in the range of 8 dB to 13 dB, which was larger than the increase amount from A-7 to A-11.
  • the reason is estimated as follows.
  • the large number of specific grains indicates that the approximate diameter Dc of the magnetic grain region 835 is large.
  • a large approximate diameter Dc indicates that the covering region 825 and, in turn, the current path is thick. When the current path is thick, it is possible to improve the durability of the current path, and thus the magnetic body structure 200d, as compared with the case where the current path is thin.
  • A-7 to A-11 also achieved good noise suppression capability and durability.
  • the specific grain numbers from A-1 to A-11 were 3, 4, 5, 6, 7, and 8 in ascending order. Any value among these six values can be adopted as the lower limit of the preferred range (the lower limit and the upper limit) of the specific number of grains. For example, a value of 3 or more can be adopted as the specific number of grains. In addition, any value that is equal to or higher than the lower limit of these six values can be used as the upper limit. For example, a value of 8 or less can be adopted as the specific number of grains.
  • the specific number of grains from No. A-7 to No. A-11 that realized better noise suppression capability and durability were 6, 7, and 8 in ascending order. Therefore, it is preferable to arbitrarily select the lower limit of the preferable range of the specific number of grains from these three values. For example, a value of 6 or more may be adopted as the specific number of grains.
  • the samples A-12 to A-28 achieved better noise suppression capability and durability.
  • the specific grain numbers from A-1 to A-28 were 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 in ascending order. Any value among these 9 values can be adopted as the lower limit of the preferred range of the specific number of grains.
  • an arbitrary value equal to or higher than the lower limit among these nine values can be adopted as the upper limit. For example, a value of 11 or less may be employed as the specific number of grains.
  • the specific number of grains can be increased by increasing the particle diameter of the iron-containing oxide material powder. Note that the specific number of grains may be outside the above preferred range.
  • the minimum thickness T of the conductive material was less than 1 ⁇ m, or 28 ⁇ m or more. Further, the minimum thickness T from A-12 to A-17 in Table 3 was 1 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less.
  • the other configurations of A-12 to A-17 were as follows. That is, the average coverage was 58% or more and 69% or less. The porosity was 3.6% or more and 4% or less. The number of specific grains was 6 or more and 9 or less.
  • the ceramic of the magnetic body structure 200d contained at least one of Si, B, and P.
  • the noise intensity from No. A-12 to No. A-17 was smaller than the noise intensity at the same frequency of any sample from No. A-1 to No. A-6 before and after endurance.
  • the reason is estimated as follows.
  • the minimum thickness T is smaller than 1 ⁇ m, the conductive region 820 is thin, so that even before the endurance, the current path may be damaged due to various causes (for example, current due to heating or test discharge during manufacturing). obtain. Thereby, compared with the case where the minimum thickness T is large, noise can become strong.
  • the minimum thickness T is 28 ⁇ m or more, since the conductive region 820 is thick, the current can flow in a position far from the magnetic grain region 835. Therefore, noise can be stronger than when the minimum thickness T is small.
  • the increase in noise intensity in the durability test from A-12 to A-17 was in the range of 4 dB to 6 dB.
  • the increase from A-12 to A-17 (4 dB or more, 6 dB or less) is the increase at the same frequency from A-1 to A-3 having the minimum thickness T smaller than 1 ⁇ m (8 dB or more) 3 dB or less), which is improved by 3 dB or more.
  • the reason is estimated as follows. When the minimum thickness T is smaller than 1 ⁇ m, the current path is easily damaged. Therefore, the durability can be lower than when the minimum thickness T is large.
  • the minimum thickness T from No. A-12 to No. A-17 that realized good noise suppression capability and durability was 1, 11, 16, 19, 22, 25 ( ⁇ m) in ascending order. Any value among these six values can be used as the upper limit of the preferable range (the lower limit or more and the upper limit or less) of the minimum thickness T. Moreover, any value below the upper limit among these values can be adopted as the lower limit. For example, a value of 1 ⁇ m or more and 25 ⁇ m or less can be adopted as the minimum thickness T. However, the minimum thickness T may be outside the preferable range, as in A-1 to A-6.
  • any method can be adopted as a method of adjusting the minimum thickness T.
  • the minimum thickness T can be increased by increasing the plating time.
  • the minimum thickness T can be increased by increasing the particle size of the conductive material particles.
  • the protrusion distance Ld Unlike the other samples, Nos. A-18 to A-28 in Table 3 are samples of the spark plug 100d in FIG. 4, and the protruding distance Ld (FIG. 6) was larger than zero. Specifically, the protrusion distance Ld from A-18 to A-23 was 10 mm. The protrusion distance Ld from A-24 to A-28 was 1, 3, 5, 7, 9 (mm) in the order of sample numbers.
  • the other configurations of A-18 to A-28 were as follows. That is, the average coverage was 69% or more and 95% or less. The porosity was 3.3% or more and 3.9% or less. The specific number of grains was 8 or more and 11 or less. The minimum thickness T was 3 ⁇ m or more and 13 ⁇ m or less.
  • the ceramic of the magnetic body structure 200d contained at least one of Si, B, and P.
  • the noise intensity from No. A-18 to No. A-28 was smaller than the noise intensity at the same frequency of any sample from No. A-1 to No. A-17 before and after endurance.
  • the reason for this is that, as described with reference to FIG. 6, when the protruding distance Ld is large, the capacitance of the capacitor formed by the terminal metal fitting 40d and the main metal fitting 50 becomes small, so that radio wave noise is insulated from the terminal metal fitting 40d. This is because the flow to the metallic shell 50 through 10d is suppressed.
  • the protrusion distance Ld is larger than zero, that is, when the rear end 200de of the magnetic body structure 200d is located on the rear end direction D2 side with respect to the rear end 53e of the metal shell 50, the magnetic body It is presumed that noise can be suppressed as compared with the case where the entire structure 200d is disposed closer to the front end direction D1 than the rear end 53e of the metal shell 50. Further, it is estimated that a larger value (for example, 20 mm) can be adopted as the upper limit of the protrusion distance Ld. Moreover, it is estimated that the above description regarding the preferable range of the protrusion distance Ld can be applied to the spark plugs 100, 100b, and 100d having the resistors 70 and 70d. However, as in A-1 to A-17, the entire magnetic structure 200d may be disposed on the front end direction D1 side with respect to the rear end 53e of the metal shell 50.
  • iron-containing oxides examples include the iron-containing oxides in Tables 2 to 4, such as FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , Ni, Mn, Cu, An iron-containing oxide containing at least one of Sr, Ba, Zn, and Y can be employed.
  • the iron-containing oxide that can suppress radio noise is not limited to the iron-containing oxides included in the samples in Tables 2 to 4, but other various iron-containing oxides (for example, various ferrites) are used. Presumed to be possible.
  • the magnetic region 830 may be formed of a plurality of types of iron-containing oxides.
  • the spark plug 100d (FIG. 4) sample having the resistor 70d and the spark plug 100e (FIG. 7) sample not having the resistor 70d are used to construct the spark plug (for example, a magnetic structure). 200d) was studied.
  • the resistor 70d is omitted, the magnetic body structure 200d can function as a resistor that suppresses current instead of the resistor 70d. Therefore, it is presumed that a preferable configuration derived from the evaluation result of the sample of the spark plug 100d having the resistor 70d (FIG. 4) can be applied to the spark plug 100e having no resistor 70d (FIG. 7).
  • a preferable range of the protrusion distance Ld may be applied to the spark plug 100e in FIG.
  • led-out from the evaluation result of the sample of the spark plug 100e (FIG. 7) which does not have the resistor 70d is applicable to the spark plug 100d (FIG. 4) which has the resistor 70d.
  • the material may be applied to the spark plug 100d of FIG.
  • the material of the magnetic bodies 210 and 210b is not limited to MnZn ferrite, and various magnetic materials can be employed.
  • various ferromagnetic materials can be used.
  • the ferromagnetic material is a material that forms spontaneous magnetization.
  • various materials such as a material containing iron oxide such as ferrite (including spinel type) and an iron alloy such as alnico (Al—Ni—Co) can be adopted. If such a ferromagnetic material is employed, radio noise can be appropriately suppressed.
  • a ferromagnetic material but a paramagnetic material may be adopted. Also in this case, radio noise can be suppressed.
  • the configuration of the magnetic structure is not limited to the configuration shown in FIGS. 1 and 2, and various configurations having a magnetic body and a conductor can be employed.
  • a coiled conductor may be embedded in the magnetic body.
  • the structure is such that the conductor is connected in parallel with at least a part of the magnetic body on the conductive path connecting the end on the front end direction D1 side and the end on the rear end direction D2 side of the magnetic structure. It is preferable to adopt. If such a configuration is adopted, radio noise can be suppressed by the magnetic material. Furthermore, since both-ends resistance value of a magnetic body structure can be reduced with a conductor, it can suppress that the temperature of a magnetic body structure becomes high. As a result, damage to the magnetic structure can be suppressed.
  • the conductive material may include a plurality of types of conductive materials (for example, both a metal and a perovskite oxide).
  • the magnetic body may include a plurality of types of iron-containing oxides (for example, both Fe 2 O 3 and BaFe 12 O 19 which is hexagonal ferrite).
  • the ceramic may contain a plurality of types of components (for example, both SiO 2 and B 2 O 3 ).
  • the combination of the conductive material, the iron-containing oxide as the magnetic material, and the ceramic is not limited to the combination of the samples in Tables 2 and 3, and various other combinations can be adopted. is there.
  • the composition of the conductive substance and the composition of the iron-containing oxide can be specified by various methods.
  • the composition may be specified by a micro X-ray diffraction method.
  • the ceramic contained in the magnetic body structure 200d supports a conductive substance and a magnetic body (here, iron-containing oxide).
  • a conductive substance such as SiO 2 , B 2 O 3 , and P 2 O 5
  • a crystalline ceramic such as Li 2 O—Al 2 O 3 —SiO 2 glass may be employed.
  • ceramics containing at least one of silicon (Si), boron (B), and phosphorus (P) are employed as shown in Tables 2 and 3, from A-1 to A-30. By doing so, it is estimated that appropriate noise suppression capability and appropriate durability can be realized.
  • conductive material forming the conductive region 820 of the magnetic structure 200d can be used as various conductive materials.
  • a conductive material having good oxidation resistance it is preferable to employ a conductive material having good oxidation resistance.
  • a conductive material having an electrical resistivity of 50 ⁇ ⁇ m or less is used, deterioration due to heat generation when a large current flows can be suppressed.
  • a material of the conductive region 820 a material including at least one of metal, carbon, a carbon compound, and a perovskite oxide may be used.
  • metal for example, one or more metals arbitrarily selected from Ag, Cu, Ni, Sn, Fe, Cr, Inconel, Sendust, and Permalloy can be used.
  • carbon compound for example, one or more compounds arbitrarily selected from Cr 3 C 2 and TiC can be adopted.
  • the perovskite oxide is as follows.
  • the perovskite oxide is represented by the general formula ABO 3 .
  • the leading element A (for example, “La” of LaMnO 3 ) indicates an A-site element
  • the subsequent element B (for example, “Mn” of LaMnO 3 ) indicates an B-site element.
  • the B site is a 6-coordinate site and is surrounded by an octahedron composed of oxygen
  • the A site is a 12-coordinate site.
  • Examples of such a perovskite oxide include LaMnO 3 , LaCrO 3 , LaCoO 3 , LaFeO 3 , NdMnO 3 , PrMnO 3 , YbMnO 3 , YMnO 3 , SrTiO 3 , and SrCrO 3.
  • One or more selected oxides can be employed. Since these oxides have a small electric resistance and are stable, it is possible to realize a good noise suppression capability and durability.
  • the elements at the B site are different, a plurality of types of perovskite oxides having the same element at the A site can achieve the same level of noise suppression capability and the same level of durability. It is estimated to be.
  • the element at the A site of the ten perovskite oxides is selected from La, Nd, Pr, Yb, Y, and Sr.
  • the conductive material of the magnetic body structure 200d includes a perovskite oxide whose A site is at least one of La, Nd, Pr, Yb, Y, and Sr, noise can be suppressed and good durability can be obtained. It is estimated that can be realized.
  • the perovskite oxide an oxide having a plurality of types of elements as the element at the A site may be employed.
  • the conductive material may include a plurality of types of perovskite oxides.
  • the elements contained in the conductive region 820 of the magnetic structure 200d can be specified by EPMA analysis.
  • the method of manufacturing the magnetic body structure 200d described with reference to FIGS. 4, 5, and 7 is a method in which the material of the magnetic body structure 200d is placed in the through hole 12d of the insulator 10d and fired.
  • the cylindrical magnetic body structure 200d may be formed by forming the material of the magnetic body structure 200d into a cylindrical shape using a molding die and firing the molded body.
  • the material powder of another member for example, the members 60d, 70d, 75d, and 80d in FIG. 4 or the members 60e and 80e in FIG.
  • connection part for example, the connection part 300d in FIG. 4 or the connection part 300e in FIG. 7.
  • the configuration of the magnetic body structure is not limited to the configurations shown in FIGS. 1, 2, 4, 5, and 7, and various other configurations can be employed.
  • the configuration of the magnetic body structure 200d described with reference to FIGS. 4 and 5 may be applied to the magnetic body structures 200 and 200b of FIGS.
  • the magnetic bodies 210 and 210b in FIGS. 1 and 2 members having the same configuration as the magnetic body structure 200d described in FIGS. 4 and 5 may be employed.
  • the configuration of the spark plug 100d described with reference to FIG. 6 may be applied to the spark plugs 100, 100b, and 100e of FIGS.
  • 1, 2, and 7 may be positioned on the rear end direction D2 side with respect to the rear end of the metal shell 50.
  • the rear ends of the magnetic body structures 200, 200 b, and 200 d may be positioned closer to the front end direction D 1 than the rear ends of the metal shell 50.
  • the configuration of the spark plugs 100 and 100b described with reference to FIGS. 1 and 2 may be applied to the spark plugs 100d and 100e of FIGS. For example, you may coat
  • the magnetic body structure 200d may be formed so that the resistance values at both ends of the magnetic body structure 200d are within the above-described preferable range of the resistance values at both ends of the magnetic body structures 200 and 200b (for example, zero). ⁇ or more and 3 k ⁇ or less, or zero ⁇ or more and 1 k ⁇ or less). However, the resistance value at both ends of the magnetic structure 200d may be outside the above preferred range.
  • at least one of the resistors 70 and 70d and the seal portions 60, 60d, 60e, 75, 75b, 75d, 80, 80b, 80d, and 80e may include crystalline ceramic.
  • the magnetic body structure 200d may be disposed closer to the distal direction D1 than the resistor 70d. Further, at least one of the seal portions 60, 60d, 60e, 75, 75b, 75d, 80, 80b, 80d, and 80e may be omitted.
  • the configuration of the spark plug is not limited to the configurations described in FIGS. 1, 2, Table 1, FIGS. 4 to 7, and Tables 2 to 4, and various configurations can be employed.
  • a noble metal tip may be provided in a portion of the center electrode 20 where the gap g is formed.
  • a noble metal tip may be provided in a portion of the ground electrode 30 where the gap g is formed.
  • an alloy containing a noble metal such as iridium or platinum can be employed.
  • the tip 31 of the ground electrode 30 is opposed to the tip surface 20s1 that is the surface facing the tip direction D1 side of the center electrode 20 to form the gap g.
  • the tip of the ground electrode 30 may be opposed to the outer peripheral surface of the center electrode 20 to form a gap.
  • the present disclosure can be suitably used for a spark plug used for an internal combustion engine or the like.
  • ground electrode 31 ... tip, 35 ... base material, 36 ... core, 40, 40c, 40d, 40e ... terminal fitting, 41 ... cap mounting part, 42 ... collar part, 43, 43c, 43d, 43e ... leg part, 50 ... metal shell, 51 ... tool engaging part, 52 ... screw part, 53 ... caulking part, 54 ... seat, 55 ... trunk 56 ... Reduced inner diameter part, 58 ... Deformed part, 59 ... Through-hole, 60, 60d, 60e ... First conductive seal part, 70, 70d ... Resistor, 75, 75b 75c, 75d, 80e ... second conductive seal part, 80, 80b, 80d ...
  • third conductive seal part 100, 100b, 100c, 100d, 100e ... spark plug, 200, 200b, 200d ... Magnetic structure, 210, 210b ... Magnetic, 220, 220b ... Conductor, 290, 290b ... Covering part, 300, 300b, 300c, 300d, 300e ... Connection part , 800 ... Target area, 810 ... Ceramic area, 812 ... Pore 812, 820 ... Conductive area, 825 ... Covered area 825, 830 ... Magnetic area, 835 ... Magnetic grain Region, 840 ... composite grain region, g ... gap, CL ... central axis (axis)

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Abstract

 絶縁体の貫通孔内で中心電極と端子金具とを接続する接続部は、抵抗体と、抵抗体の先端側または後端側の抵抗体から離れた位置に配置された磁性体と導電体とを含む磁性体構造物と、を有する。抵抗体と磁性体構造物とのうち、先端側に配置された部材を第1部材とし、後端側に配置された部材を第2部材とする。接続部は、さらに、第1導電性シール部と第2導電性シール部と第3導電性シール部とを有する。第1導電性シール部は、第1部材の先端側に配置され、第1部材に接触する。第2導電性シール部は、第1部材と第2部材との間に配置され、第1部材と第2部材とに接触する。第3導電性シール部は、第2部材の後端側に配置され、第2部材に接触する。また、抵抗体とシール部とが省略され、接続部が、磁性体と導電体とを含む磁性体構造物を含んでもよい。

Description

スパークプラグ
 本開示は、スパークプラグに関するものである。
 従来から、内燃機関に、スパークプラグが用いられている。また、点火によって発生する電波ノイズを抑制するために、絶縁体の貫通孔内に抵抗体を設ける技術が提案されている。また、絶縁体の貫通孔内に磁性体を設ける技術も提案されている。
特開平02-284374号公報 特開昭62-150681号公報 特開昭61-230281号公報 特開昭54-151736号公報 特開昭61-135079号公報 特開昭61-104580号公報 特開昭61-208768号公報
 ところが、磁性体を用いて電波ノイズを抑制する点については、十分な工夫がなされていないのが実情であった。
 本開示は、磁性体を用いて電波ノイズを抑制できる技術を開示する。
 本開示は、例えば、以下の適用例を開示する。
[適用例1]
 軸線の方向に延びる貫通孔を有する絶縁体と、
 前記貫通孔の先端側に少なくとも一部が挿入された中心電極と、
 前記貫通孔の後端側に少なくとも一部が挿入された端子金具と、
 前記貫通孔内で、前記中心電極と前記端子金具とを接続する接続部と、
 を備えるスパークプラグであって、
 前記接続部は、
  抵抗体と、
  前記抵抗体の先端側または後端側の前記抵抗体から離れた位置に配置された、磁性体と導電体とを含む磁性体構造物と、
 を有し、
 前記抵抗体と前記磁性体構造物とのうち、先端側に配置された部材を第1部材とし、後端側に配置された部材を第2部材としたときに、
 前記接続部は、さらに、
  前記第1部材の先端側に配置され、前記第1部材に接触する第1導電性シール部と、
  前記第1部材と前記第2部材との間に配置され、前記第1部材と前記第2部材とに接触する第2導電性シール部と、
  前記第2部材の後端側に配置され、前記第2部材に接触する第3導電性シール部と、
 を有する、スパークプラグ。
 この構成によれば、第1、第2、第3導電性シール部によって、抵抗体の両端における電気的な接触不良と、磁性体構造物の両端における電気的な接触不良とを抑制できる。以上により、抵抗体と磁性体構造物との両方を用いて適切に電波ノイズを抑制できる。
[適用例2]
 適用例1に記載のスパークプラグであって、
 前記磁性体構造物の先端から後端までの電気抵抗値は3kΩ以下である、
 スパークプラグ。
 この構成によれば、磁性体構造物の発熱を抑制できる。従って、磁性体構造物の発熱による不具合(例えば、磁性体の変質等)を抑制できる。
[適用例3]
 適用例2に記載のスパークプラグであって、
 前記磁性体構造物の前記先端から前記後端までの電気抵抗値は1kΩ以下である、
 スパークプラグ。
 この構成によれば、磁性体構造物の発熱を更に抑制できる。従って、磁性体構造物の発熱による不具合(例えば、磁性体の変質等)を更に抑制できる。
[適用例4]
 適用例1から3のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
 前記導電体は、前記磁性体の外周の少なくとも一部を囲む螺旋状のコイルを含み、
 前記コイルの電気抵抗値は、前記磁性体の電気抵抗値よりも、低い、
 スパークプラグ。
 この構成によれば、コイルによって、磁性体の発熱を抑制しつつ、適切に電波ノイズを抑制できる。
[適用例5]
 適用例1から3のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
 前記導電体は、前記磁性体を前記軸線の方向に貫通する導電部を含む、
 スパークプラグ。
 この構成によれば、耐久性を向上しつつ、適切に電波ノイズを抑制できる。
[適用例6]
 適用例1から5のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
 前記磁性体構造物は、前記抵抗体の後端側に配置されている、スパークプラグ。
 この構成によれば、適切に、電波ノイズを抑制できる。
[適用例7]
 適用例1から6のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
 前記接続部は、さらに、前記磁性体構造物の外表面の少なくとも一部を覆い、前記磁性体構造物と前記絶縁体との間に介在する被覆部を有する、スパークプラグ。
 この構成によれば、絶縁体と磁性体構造物とが直接的に接触することを抑制できる。
[適用例8]
 適用例1から7のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
 前記磁性体は、酸化鉄を含む強磁性の材料を用いて形成されている、スパークプラグ。
 この構成によれば、適切に電波ノイズを抑制できる。
[適用例9]
 適用例8に記載のスパークプラグであって、
 前記強磁性の材料は、スピネル型フェライトである、スパークプラグ。
 この構成によれば、容易に電波ノイズを抑制できる。
[適用例10]
 適用例1から9のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
 前記磁性体は、NiZnフェライト、または、MnZnフェライトである、スパークプラグ。
 この構成によれば、適切に電波ノイズを抑制できる。
[適用例11]
 適用例1から3のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
 前記磁性体構造物は、
  1)前記導電体としての、導電性物質と、
  2)前記磁性体としての、鉄含有酸化物と、
  3)珪素(Si)とホウ素(B)とリン(P)とのうちの少なくとも1つを含むセラミックと、
 を含み、
 前記磁性体構造物の前記軸線を含む断面において、
  前記軸線を中心線とし、前記軸線に垂直な方向の大きさが2.5mmであり、前記軸線の方向の大きさが5.0mmである矩形領域を、対象領域としたときに、
  前記対象領域において、前記鉄含有酸化物の領域は、複数の粒状の領域を含み、
  前記対象領域において、前記複数の粒状の領域のそれぞれの縁の少なくとも一部は、前記導電性物質によって被覆されており、
  前記粒状の領域の前記縁の全長に対する前記導電性物質によって被覆されている部分の長さの割合を被覆率としたときに、前記対象領域において、前記複数の粒状の領域の前記被覆率の平均値は、50%以上である、
 スパークプラグ。
 この構成によれば、磁性体構造物が特定の構成を有することにより、適切にノイズを抑制できる。
[適用例12]
 適用例11に記載のスパークプラグであって、
 前記磁性体構造物の前記断面上の前記対象領域のうち、前記鉄含有酸化物の前記領域を除いた残りの領域において、気孔率が5%以下である、
 スパークプラグ。
 この構成によれば、電波ノイズを適切に抑制できる。
[適用例13]
 適用例11または12に記載のスパークプラグであって、
 前記磁性体構造物の前記断面上の前記対象領域内において、前記粒状の領域の面積と同じ面積を有する円の直径が、400μm以上、1500μm以下の範囲内である粒状の領域の総数が、6以上である、
 スパークプラグ。
 この構成によれば、更に適切に電波ノイズを抑制できる。
[適用例14]
 適用例11から13のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
  前記磁性体構造物の前記断面上の前記対象領域において、前記粒状の領域の縁を被覆する前記導電性物質の最小の厚さは、1μm以上、25μm以下である、スパークプラグ。
 この構成によれば、更に適切に電波ノイズを抑制できる。
[適用例15]
 適用例11から14のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
 前記絶縁体の径方向の周囲に配置される主体金具を有し、
 前記磁性体構造物は、前記抵抗体の後端側に配置され、
 前記磁性体構造物の後端は、前記主体金具の後端よりも後端側に位置している、
 スパークプラグ。
 この構成によれば、更に適切に電波ノイズを抑制できる。
[適用例16]
 軸線の方向に延びる貫通孔を有する絶縁体と、
 前記貫通孔の先端側に少なくとも一部が挿入された中心電極と、
 前記貫通孔の後端側に少なくとも一部が挿入された端子金具と、
 前記貫通孔内で、前記中心電極と前記端子金具とを接続する接続部と、
 を備えるスパークプラグであって、
 前記接続部は、磁性体と導電体とを含む磁性体構造物を含み、
 前記磁性体構造物は、
  1)前記導電体としての、導電性物質と、
  2)前記磁性体としての、鉄含有酸化物と、
  3)珪素(Si)とホウ素(B)とリン(P)とのうちの少なくとも1つを含むセラミックと、
 を含み、
 前記磁性体構造物の前記軸線を含む断面において、
  前記軸線を中心線とし、前記軸線に垂直な方向の大きさが2.5mmであり、前記軸線の方向の大きさが5.0mmである矩形領域を、対象領域としたときに、
  前記対象領域において、前記鉄含有酸化物の領域は、複数の粒状の領域を含み、
  前記対象領域において、前記複数の粒状の領域のそれぞれの縁の少なくとも一部は、前記導電性物質によって被覆されており、
  前記粒状の領域の前記縁の全長に対する前記導電性物質によって被覆されている部分の長さの割合を被覆率としたときに、前記対象領域において、前記複数の粒状の領域の前記被覆率の平均値は、50%以上である、
 スパークプラグ。
 この構成によれば、磁性体構造物が特定の構成を有することにより、適切にノイズを抑制できる。
 なお、上記の適用例16に、上記の適用例1から15のうち任意に選択された1以上の適用例を組み合わせてもよい。
第1実施形態のスパークプラグ100の断面図である。 第2実施形態のスパークプラグ100bの断面図である。 参考例のスパークプラグ100cの断面図である。 第3実施形態のスパークプラグ100dの断面図である。 磁性体構造物200dの説明図である。 図4の断面図の一部分の拡大図である。 第4実施形態のスパークプラグ100eの断面図である。
A.第1実施形態:
A-1.スパークプラグの構成:
 図1は、第1実施形態のスパークプラグ100の断面図である。図示されたラインCLは、スパークプラグ100の中心軸を示している。図示された断面は、中心軸CLを含む断面である。以下、中心軸CLのことを「軸線CL」とも呼び、中心軸CLと平行な方向を「軸線CLの方向」または、単に「軸線方向」とも呼ぶ。中心軸CLを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、中心軸CLを中心とする円の円周方向を「周方向」とも呼ぶ。中心軸CLと平行な方向のうち、図1における下方向を先端方向D1と呼び、上方向を後端方向D2とも呼ぶ。先端方向D1は、後述する端子金具40から電極20、30に向かう方向である。また、図1における先端方向D1側をスパークプラグ100の先端側と呼び、図1における後端方向D2側をスパークプラグ100の後端側と呼ぶ。
 スパークプラグ100は、絶縁体10(「絶縁碍子10」とも呼ぶ)と、中心電極20と、接地電極30と、端子金具40と、主体金具50と、第1導電性シール部60と、抵抗体70と、第2導電性シール部75と、磁性体構造物200と、被覆部290と、第3導電性シール部80と、先端側パッキン8と、タルク9と、第1後端側パッキン6と、第2後端側パッキン7と、を備えている。
 絶縁体10は、中心軸CLに沿って延びて絶縁体10を貫通する貫通孔12(「軸孔12」とも呼ぶ)を有する略円筒状の部材である。絶縁体10は、アルミナを焼成して形成されている(他の絶縁材料も採用可能)。絶縁体10は、先端側から後端側に向かって順番に並ぶ、脚部13と、第1縮外径部15と、先端側胴部17と、鍔部19と、第2縮外径部11と、後端側胴部18と、を有している。
 鍔部19は、絶縁体10の最大外径部分である。鍔部19よりも先端側の第1縮外径部15の外径は、後端側から先端側に向かって、徐々に小さくなる。絶縁体10の第1縮外径部15の近傍(図1の例では、先端側胴部17)には、後端側から先端側に向かって内径が徐々に小さくなる縮内径部16が形成されている。鍔部19よりも後端側の第2縮外径部11の外径は、先端側から後端側に向かって、徐々に小さくなる。
 絶縁体10の貫通孔12の先端側には、中心電極20が挿入されている。中心電極20は、中心軸CLに沿って延びる棒状の部材である。中心電極20は、電極母材21と、電極母材21の内部に埋設された芯材22と、を有している。電極母材21は、例えば、ニッケルを主成分として含む合金であるインコネル(「INCONEL」は、登録商標)を用いて形成されている。芯材22は、電極母材21よりも熱伝導率が高い材料(例えば、銅を含む合金)で形成されている。
 また、中心電極20の外観形状に着目すると、中心電極20は、先端方向D1側の端を形成する脚部25と、脚部25の後端側に設けられた鍔部24と、鍔部24の後端側に設けられた頭部23と、を有している。頭部23と鍔部24とは、貫通孔12内に配置され、鍔部24の先端方向D1側の面は、絶縁体10の縮内径部16によって、支持されている。脚部25の先端側の部分は、絶縁体10の先端側で、貫通孔12の外に露出している。
 絶縁体10の貫通孔12の後端側には、端子金具40が挿入されている。端子金具40は、導電材料(例えば、低炭素鋼等の金属)を用いて形成されている。端子金具40の表面には、防食のための金属層が形成され得る。例えば、Ni層がメッキで形成される。端子金具40は、鍔部42と、鍔部42より後端側の部分を形成するキャップ装着部41と、鍔部42より先端側の部分を形成する脚部43と、を有している。キャップ装着部41は、絶縁体10の後端側で、貫通孔12の外に露出している。脚部43は、絶縁体10の貫通孔12に挿入されている。
 絶縁体10の貫通孔12内において、端子金具40と中心電極20との間には、電気的なノイズを抑制するための抵抗体70が配置されている。抵抗体70は、主成分であるガラス粒子(例えば、B23-SiO2系のガラス)と、ガラス以外のセラミック粒子(例えば、ZrO)と、導電性材料(例えば、炭素粒子)と、を含む組成物で形成されている。
 絶縁体10の貫通孔12内において、抵抗体70と端子金具40との間には、電気的なノイズを抑制するための磁性体構造物200が配置されている。図1の右部には、被覆部290に覆われた状態の磁性体構造物200の斜視図と、被覆部290を取り除いた状態の磁性体構造物200の斜視図と、が示されている。磁性体構造物200は、磁性体210と、導電体220と、を有している。
 磁性体210は、中心軸CLを中心とする略円柱状の部材である。磁性体210は、例えば、酸化鉄を含む強磁性の材料を用いて形成されている。酸化鉄を含む強磁性の材料としては、例えば、スピネル型フェライト、六方晶フェライト等を採用可能である。また、スピネル型フェライトとしては、例えば、NiZn(ニッケル-亜鉛)フェライト、MnZn(マンガン-亜鉛)フェライト、CuZn(銅-亜鉛)フェライト等を採用可能である。
 導電体220は、磁性体210の外周を囲む螺旋状のコイルである。導電体220は、金属線、例えば、主にニッケルとクロムとを含む合金の線材を用いて形成されている。導電体220は、磁性体210の先端方向D1側の端の近傍から後端方向D2側の端の近傍までの範囲に亘って、巻かれている。
 貫通孔12内において、抵抗体70と中心電極20との間は、抵抗体70と中心電極20とに接触する第1シール部60が配置されている。抵抗体70と磁性体構造物200との間には、抵抗体70と磁性体構造物200とに接触する第2導電性シール部75が配置されている。磁性体構造物200と端子金具40との間には、磁性体構造物200と端子金具40とに接触する第3導電性シール部80が配置されている。シール部60、75、80は、例えば、抵抗体70と同様のガラス粒子と、金属粒子(Cu、Feなど)と、を含んでいる。
 中心電極20と端子金具40とは、抵抗体70と磁性体構造物200とシール部60、75、80とを介して、電気的に接続される。すなわち、第1導電性シール部60と、抵抗体70と、第2導電性シール部75と、磁性体構造物200と、第3導電性シール部80とは、中心電極20と端子金具40とを電気的に接続する導電経路を形成する。導電性シール部60、75、80を用いることによって、積層される部材20、60、70、75、200、80、40間の接触抵抗が安定し、中心電極20と端子金具40との間の電気抵抗値を安定させることができる。以下、貫通孔12内で、中心電極20と端子金具40とを接続する複数の部材60、70、75、200、290、80の全体を、「接続部300」とも呼ぶ。
 図1には、抵抗体70の後端方向D2側の端の位置72が、示されている(「後端位置72」と呼ぶ)。絶縁体10の貫通孔12のうちの、後端位置72から後端方向D2側の部分の内径は、後端位置72から先端方向D1側の部分(特に、第1導電性シール部60と抵抗体70とを収容する部分)の内径よりも、若干大きい。ただし、双方の内径が同じであってもよい。
 磁性体構造物200の外周面は、被覆部290によって覆われている。被覆部290は、磁性体構造物200の外周を覆う円筒状の部材である。被覆部290は、絶縁体10の内周面10iと、磁性体構造物200の外周面と、の間に介在する。被覆部290は、ガラス(例えば、ホウケイ酸ガラス)を用いて形成されている。スパークプラグ100を装着した内燃機関(図示省略)が動作すると、内燃機関からスパークプラグ100に振動が伝達する。この振動は、絶縁体10と磁性体構造物200との間の位置ズレを引き起こし得る。しかし、第1実施形態のスパークプラグ100では、絶縁体10と磁性体構造物200との間に配置された被覆部290が、振動を吸収することによって、絶縁体10と磁性体構造物200との間の位置ズレを抑制可能である。
 主体金具50は、中心軸CLに沿って延びて主体金具50を貫通する貫通孔59を有する略円筒状の部材である。主体金具50は、低炭素鋼材を用いて形成されている(他の導電材料(例えば、金属材料)も採用可能)。主体金具50の表面には、防食のための金属層が形成され得る。例えば、Ni層がメッキで形成される。主体金具50の貫通孔59には、絶縁体10が挿入され、主体金具50は、絶縁体10の外周に固定されている。主体金具50の先端側では、絶縁体10の先端(本実施形態では、脚部13の先端側の部分)が、貫通孔59の外に露出している。主体金具50の後端側では、絶縁体10の後端(本実施形態では、後端側胴部18の後端側の部分)が、貫通孔59の外に露出している。
 主体金具50は、先端側から後端側に向かって順番に並ぶ、胴部55と、座部54と、変形部58と、工具係合部51と、加締部53と、を有している。座部54は、鍔状の部分である。座部54の先端方向D1側の胴部55の外径は、座部54の外径よりも、小さい。胴部55の外周面には、内燃機関(例えば、ガソリンエンジン)の取付孔に螺合するためのネジ部52が形成されている。座部54とネジ部52との間には、金属板を折り曲げて形成された環状のガスケット5が嵌め込まれている。
 主体金具50は、変形部58よりも先端方向D1側に配置された、縮内径部56を有している。縮内径部56の内径は、後端側から先端側に向かって、徐々に小さくなる。主体金具50の縮内径部56と、絶縁体10の第1縮外径部15と、の間には、先端側パッキン8が挟まれている。先端側パッキン8は、鉄製のOリングである(他の材料(例えば、銅等の金属材料)も採用可能である)。
 主体金具50の変形部58は、径方向の外側(中心軸CLから離れる方向)に向かって中央部が突出するように、変形している。変形部58の後端側には、工具係合部51が設けられている。工具係合部51の形状は、スパークプラグレンチが係合する形状(例えば、六角柱)である。工具係合部51の後端側には、工具係合部51よりも肉厚が薄い加締部53が設けられている。加締部53は、絶縁体10の第2縮外径部11よりも後端側に配置され、主体金具50の後端(すなわち、後端方向D2側の端)を形成する。加締部53は、径方向の内側に向かって屈曲されている。
 主体金具50の後端側では、主体金具50の内周面と、絶縁体10の外周面と、の間に、環状の空間SPが形成されている。本実施形態では、この空間SPは、主体金具50の加締部53および工具係合部51と、絶縁体10の第2縮外径部11および後端側胴部18と、に囲まれた空間である。この空間SP内の後端側には、第1後端側パッキン6が配置され、この空間SP内の先端側には、第2後端側パッキン7が配置されている。本実施形態では、これらの後端側パッキン6、7は、鉄製のCリングである(他の材料も採用可能である)。空間SP内における2つの後端側パッキン6、7の間には、タルク(滑石)9の粉末が充填されている。
 スパークプラグ100の製造時には、加締部53が内側に折り曲がるように加締められる。そして、加締部53が先端方向D1側に押圧される。これにより、変形部58が変形し、パッキン6、7とタルク9とを介して、絶縁体10が、主体金具50内で、先端側に向けて押圧される。先端側パッキン8は、第1縮外径部15と縮内径部56との間で押圧され、そして、主体金具50と絶縁体10との間をシールする。以上により、内燃機関の燃焼室内のガスが、主体金具50と絶縁体10との間を通って外に漏れることが、抑制される。また、主体金具50が、絶縁体10に、固定される。
 接地電極30は、主体金具50の先端(すなわち、先端方向D1側の端)に接合されている。本実施形態では、接地電極30は、棒状の電極である。接地電極30は、主体金具50から先端方向D1に向かって延び、中心軸CLに向かって曲がって、先端部31に至る。先端部31は、中心電極20の先端面20s1(先端方向D1側の表面20s1)との間でギャップgを形成する。また、接地電極30は、主体金具50に、電気的に導通するように、接合されている(例えば、レーザ溶接)。接地電極30は、接地電極30の表面を形成する母材35と、母材35内に埋設された芯部36と、を有している。母材35は、例えば、インコネルを用いて形成されている。芯部36は、母材35よりも熱伝導率が高い材料(例えば、純銅)を用いて形成されている。
 以上のように、第1実施形態では、中心電極20と端子金具40とを結ぶ導電経路の途中に、磁性体210が配置されている。従って、放電によって生じる電波ノイズを抑制できる。また、導電体220が、磁性体210の少なくとも一部と並列に接続されている。従って、中心電極20と端子金具40との間の電気抵抗値が大きくなることを抑制できる。また、導電体220が、螺旋状のコイルであるので、電波ノイズをさらに抑制できる。
A-2.製造方法:
 第1実施形態のスパークプラグ100の製造方法としては、任意の方法を採用可能である。例えば、以下の製造方法を採用可能である。まず、絶縁体10と、中心電極20と、端子金具40と、導電性シール部60、75、80のそれぞれの材料粉末と、抵抗体70の材料粉末と、磁性体構造物200と、を準備する。磁性体構造物200は、公知の方法で形成された磁性体210に、導電体220を巻き付けることによって、形成される。
 次に、絶縁体10の貫通孔12の後端方向D2側の開口(以下、「後開口14」と呼ぶ)から、中心電極20を挿入する。図1で説明したように、中心電極20は、絶縁体10の縮内径部16によって支持されることによって、貫通孔12内の所定位置に配置される。
 次に、第1導電性シール部60、抵抗体70、第2導電性シール部75のそれそれの材料粉末の投入と投入された粉末材料の成形とが、部材60、70、75の順番に、行われる。粉末材料の投入は、貫通孔12の後開口14から、行われる。投入された粉末材料の成形は、後開口14から挿入した棒を用いて、行われる。材料粉末は、対応する部材の形状と略同じ形状に、成形される。
 次に、貫通孔12の後開口14を通じて、磁性体構造物200を、第2導電性シール部75の後端方向D2側に、配置する。そして、磁性体構造物200と絶縁体10の内周面10iとの間の隙間に、被覆部290の材料粉末を充填する。次に、第3導電性シール部80の材料粉末を、貫通孔12の後開口14から、投入する。そして、絶縁体10を、各材料粉末に含まれるガラス成分の軟化点よりも高い所定温度まで加熱し、所定温度に加熱した状態で、貫通孔12の後開口14から、端子金具40を貫通孔12に挿入する。この結果、各材料粉末が圧縮および焼結されて、導電性シール部60、75、80と、抵抗体70と、被覆部290と、のそれぞれが形成される。
 次に、絶縁体10の外周に主体金具50を組み付け、主体金具50に、接地電極30を固定する。次に、接地電極30を屈曲して、スパークプラグを完成させる。
B.第2実施形態:
 図2は、第2実施形態のスパークプラグ100bの断面図である。図1に示す第1実施形態のスパークプラグ100との差異は、磁性体構造物200が、磁性体構造物200bに置換されている点だけである。スパークプラグ100bの他の構成は、図1のスパークプラグ100の構成と、同じである。図2の要素のうち、図1の要素と同じ要素には、同じ符号を付して、その説明を省略する。
 図示するように、磁性体構造物200bは、絶縁体10の貫通孔12内における抵抗体70と端子金具40との間に配置されている。図2の右部には、被覆部290bに覆われた状態の磁性体構造物200bの斜視図(「第1斜視図P1」と呼ぶ)と、被覆部290bを取り除いた状態の磁性体構造物200bの斜視図(「第2斜視図P2」と呼ぶ)と、が示されている。第2斜視図P2は、磁性体構造物200bの内部の構成を表すように、磁性体構造物200bの一部が切り取られた状態を示している。
 図示するように、磁性体構造物200bは、磁性体210bと、導電体220bと、を有している。第2斜視図P2では、導電体220bにハッチングが付されている。磁性体210bは、中心軸CLを中心とする円筒状の部材である。磁性体210bの材料は、図1の磁性体210の材料と同様に、種々の磁性材料を採用可能である(例えば、酸化鉄を含む強磁性の材料)。
 導電体220bは、中心軸CLに沿って磁性体210bを貫通している。導電体220bは、磁性体210bの先端方向D1側の端から後端方向D2側の端まで、延びている。導電体220bの材料としては、図1の導電体220の材料と同様に、種々の導電性材料を採用可能である(例えば、主にニッケルとクロムとを含む合金)。
 磁性体構造物200bの外周面は、被覆部290bによって覆われている。被覆部290bは、図1の被覆部290と同様に、磁性体構造物200bを覆う円筒状の部材である。被覆部290bは、絶縁体10の内周面10iと、磁性体構造物200bの外周面と、の間に介在することによって、絶縁体10と磁性体構造物200bとの間の位置ズレを抑制する。被覆部290bの材料としては、図1の被覆部290の材料と同様に、種々の材料を採用可能である(例えば、ホウケイ酸ガラス等のガラス)。
 貫通孔12内において、磁性体構造物200bと抵抗体70との間には、磁性体構造物200bと抵抗体70とに接触する第2導電性シール部75bが配置されている。また、磁性体構造物200bと端子金具40との間には、磁性体構造物200bと端子金具40とに接触する第3導電性シール部80bが配置されている。導電性シール部75b、80bのそれぞれの材料としては、図1の導電性シール部75、80のそれぞれの材料と同様に、種々の導電性材料を採用可能である(例えば、抵抗体70と同様のガラス粒子と、金属粒子(Cu、Feなど)とを含む材料)。
 磁性体構造物200bの先端方向D1側の端、すなわち、磁性体210bと導電体220bとのそれぞれの先端方向D1側の端は、第2導電性シール部75bによって、抵抗体70と電気的に接続される。また、磁性体構造物200bの後端方向D2側の端、すなわち、磁性体210bと導電体220bとのそれぞれの後端方向D2側の端は、第3導電性シール部80bによって、端子金具40と電気的に接続される。第1導電性シール部60と、抵抗体70と、第2導電性シール部75bと、磁性体構造物200bと、第3導電性シール部80bとは、中心電極20と端子金具40とを電気的に接続する導電経路を形成する。導電性シール部60、75b、80bを用いることによって、積層される部材20、60、70、75b、200b、80b、40間の接触抵抗が安定し、中心電極20と端子金具40との間の電気抵抗値を安定させることができる。以下、貫通孔12内で、中心電極20と端子金具40とを接続する複数の部材60、70、75b、200b、290b、80bの全体を、「接続部300b」とも呼ぶ。
 以上のように、第2実施形態では、中心電極20と端子金具40とを結ぶ導電経路の途中に、磁性体210bが配置されている。従って、放電によって生じる電波ノイズを抑制できる。また、導電体220bが、磁性体210bと並列に接続されている。従って、中心電極20と端子金具40との間の電気抵抗値が大きくなることを抑制できる。また、導電体220bは、磁性体210bに埋め込まれている。すなわち、導電体220bは、両端を除く全体に亘って、磁性体210bによって覆われている。従って、導電体220bの破損を抑制できる。例えば、振動によって導電体220bが断線することを抑制できる。
 なお、第2実施形態のスパークプラグ100bは、第1実施形態のスパークプラグ100と同じ方法を用いて製造可能である。磁性体構造物200bは、公知の方法で形成された磁性体210bの貫通孔に、導電体220bを挿入することによって、形成される。
C.参考例:
 図3は、参考例のスパークプラグ100cの断面図である。このスパークプラグ100cは、後述する評価試験で、参考例として用いられる。図1、図2に示す実施形態のスパークプラグ100、100bとの差異は、磁性体構造物200、200bと第3導電性シール部80、80bとが省略されている点である。参考例では、端子金具40cの脚部43cは、脚部43cの先端方向D1側の端が抵抗体70の近傍に届くように、実施形態の脚部43よりも長い。脚部43cと抵抗体70との間には、脚部43cと抵抗体70とに接触する第2導電性シール部75cが配置されている。第2導電性シール部75cの材料としては、上記実施形態の第2導電性シール部75の材料と同じ材料を、採用可能である。
 また、図3には、絶縁体10cの貫通孔12cのうちの脚部43cを収容する部分の途中の位置44が示されている(「途中位置44」と呼ぶ)。貫通孔12cのうちの、途中位置44から後端方向D2側の部分の内径は、途中位置44から先端方向D1側の部分(特に、第1導電性シール部60と抵抗体70と第2導電性シール部75cと脚部43の一部とを収容する部分)の内径よりも、若干大きい。ただし、双方の内径が同じであってもよい。
 参考例のスパークプラグ100cの他の部分の構成は、図1、図2に示すスパークプラグ100、100bの構成と、同じである。第1導電性シール部60と、抵抗体70と、第2導電性シール部75cとの全体は、貫通孔12c内で中心電極20と端子金具40cとを接続する接続部300cを形成する。このような参考例のスパークプラグ100cは、実施形態のスパークプラグ100、100bと同じ方法を用いて、製造可能である。
D.評価試験:
D-1.スパークプラグのサンプルの構成:
 スパークプラグの複数種類のサンプルを用いた評価試験について説明する。以下に示す表1は、各サンプルのそれぞれの構成と、4つの評価試験のそれぞれの評価結果と、を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 この評価試験では、互いに構成が異なる13種類のサンプルが、評価された。表中には、サンプルの種類の番号と、構成の種類を示す符号と、被覆部の有無と、電波ノイズ特性の評価結果と、耐衝撃特性の評価結果と、抵抗値安定性の評価結果と、耐久性の評価結果とが、示されている。
 構成の種類を示す符号とスパークプラグの構成との対応関係は、以下の通りである。
A:図1の構成
B:図2の構成
C:図3の構成
D:図1の構成において、抵抗体70と磁性体構造物200との配置を入れ替えた構成
E:図2の構成において、抵抗体70と磁性体構造物200bとの配置を入れ替えた構成
F:図1の構成において、磁性体210を、アルミナ製の同形状の部材に置換した構成
G:図2の構成において、導電体220bを、2kΩの導電体に置換した構成
H:図2の構成において、導電体220bを、1kΩの導電体に置換した構成
I:図1の構成において、第3導電性シール部80を省略した構成
J:図1の構成において、第2導電性シール部75を省略した構成
K:図2の構成において、導電体220bを、200Ωの導電体に置換した構成
 なお、表1に示すように、被覆部290、290bの有無は、上記の構成A~Kとは独立に、決定される。
 各構成A~Kに共通な構成は、以下の通りである。
1)抵抗体70の材料:B23-SiO2系のガラスとセラミック粒子としてのZrOと導電性材料としてのCとの混合物
2)磁性体210、210bの材料:MnZnフェライト
3)導電体220、220bの材料:主にニッケルとクロムとを含む合金
4)導電性シール部60、75、75b、80、80b、80cの材料:B23-SiO2系のガラスと金属粒子としてのCuとの混合物
 ここで、導電体の電気抵抗値は、先端方向D1側の端と後端方向D2側の端との間の電気抵抗値である。以下、先端方向D1側の端と後端方向D2側の端との間の電気抵抗値を「両端抵抗値」と呼ぶ。次に、各評価試験の内容と結果について説明する。
D-2.電波ノイズ特性の評価試験:
 電波ノイズ特性は、JASO D002-2に規定された方法に従って測定された挿入損を用いて、評価されている。具体的には、3番のサンプルを基準とした場合の300MHzの周波数での挿入損の改善値(単位はdB)を、評価結果として採用した。「m(mはゼロ以上、かつ、10以下の整数)」の評価結果は、3番のサンプルからの挿入損の改善値が、m(dB)以上、かつ、m+1(dB)未満であることを示している。例えば、「5」の評価結果は、改善値が、5dB以上、かつ、6dB未満であることを示している。改善値が10dB以上である場合、評価結果を「10」に決定した。なお、この評価試験では、サンプルの各種類の挿入損として、構成が同じ5本のサンプルの挿入損の平均値を用いた。5本のサンプルとしては、中心電極20と端子金具40、40cとの間の電気抵抗値が、5kΩを中心とする幅が0.6kΩである範囲内、すなわち、4.7kΩ以上、かつ、5.3kΩ以下の範囲内にある5本のサンプルが、採用された。11番と12番とについては、電気抵抗値のバラツキが大きく、電気抵抗値が上記の範囲内である5本のサンプルを確保できなかったので、評価を省略した。
 表1に示すように、1番と8番とを比較すると、磁性体210を有する1番の方が、磁性体210が省略された8番よりも、評価結果が良好であった。このように、磁性体210を設けることによって、電波ノイズを抑制できた。
 また、コイル状の導電体220を有する1番と6番の評価結果は、最も良い「10」であり、直線状の導電体220bを有する2番と7番の評価結果は、10よりも低い「6」であった。このように、コイル状の導電体220を設けることによって、大幅に電波ノイズを抑制できた。
 また、1番と4番とを比較すると、磁性体構造物200が抵抗体70よりも後端方向D2側に配置された1番の方が、磁性体構造物200が抵抗体70よりも先端方向D1側に配置された4番よりも、評価結果が良好であった。同様に、2番と5番とを比較すると、磁性体構造物200bが抵抗体70よりも後端方向D2側に配置された2番の方が、磁性体構造物200bが抵抗体70よりも先端方向D1側に配置された5番よりも、評価結果が良好であった。このように、磁性体構造物の構成に拘わらずに、磁性体構造物を抵抗体の後端方向D2側に配置することによって、電波ノイズを抑制できた。
 また、磁性体構造物200を挟む第2導電性シール部75と第3導電性シール部80との少なくとも一方を省略する場合(11番、12番)、中心電極20と端子金具40との間の電気抵抗値を安定させることが困難であった。一方、第2導電性シール部75と第3導電性シール部80とを設けることによって、電気抵抗値を安定させることができた。
D-3.耐衝撃特性の評価試験:
 耐衝撃特性は、JIS B8031:2006の7.4に規定された耐衝撃性試験に基づいて、評価されている。「0」の評価結果は、耐衝撃性試験によって異常が生じたことを示している。耐衝撃性試験によって異常が生じなかった場合、さらに、追加の30分間の振動試験をおこなった。そして、評価試験を行う前の電気抵抗値の測定値と、評価試験を行った後の電気抵抗値の測定値と、の間の差分を算出した。ここで、電気抵抗値は、中心電極20と端子金具40、40cとの間の電気抵抗値である。「5」の評価結果は、電気抵抗値の差分の絶対値が、試験前の電気抵抗値の10%を超えたことを示している。「10」の評価結果は、電気抵抗値の差分の絶対値が、試験前の電気抵抗値の10%以下であることを示している。
 表1に示すように、磁性体構造物200を挟む第2導電性シール部75と第3導電性シール部80との少なくとも一方が省略された11番と12番の評価結果は「0」であった。一方、磁性体構造物200、200bを挟む2つの導電性シール部(例えば、図1の導電性シール部75、80)を有する1番~10番、13番の評価結果は、11番と12番との評価結果よりも良好な「5」または「10」であった。このように、磁性体構造物200、200bを2つの導電性シール部で挟むことによって、耐衝撃性を向上できた。
 また、磁性体構造物200、200bが2つの導電性シール部によって挟まれるものの、被覆部290、290bを有さない6番と7番の評価結果は、「5」であった。一方、磁性体構造物200、200bを挟む2つの導電性シール部と被覆部290、290bとを有する1番~5番、8番~10番、13番の評価結果は「10」であった。このように、被覆部290、290bを設けることによって、耐衝撃性を大幅に向上できた。ただし、被覆部290、290bを省略してもよい。
D-4.抵抗値安定性の評価試験:
 抵抗値安定性は、中心電極20と端子金具40、40cとの間の電気抵抗値の標準偏差に基づいて評価されている。評価試験で用いたスパークプラグは、上述したように、接続部(例えば、図1の接続部300)の材料が貫通孔12、12c内に配置された状態で、絶縁体10を加熱することによって、製造される。この加熱によって、導電性シール部60、75、75b、75c、80、80bの粉末材料は、流動し得る。この流動によって、電気抵抗値がばらつく場合がある。このばらつきの大きさを、評価した。具体的には、サンプルの各種類毎に、構成が同じ100本のスパークプラグを製造する。そして、中心電極20と端子金具40、40cとの間の電気抵抗値を測定し、測定された電気抵抗値の標準偏差を算出する。「0」の評価結果は、標準偏差が0.8よりも大きいことを示し、「5」の評価結果は、標準偏差が0.5より大きく、かつ、0.8以下であることを示し、「10」の評価結果は、標準偏差が0.5以下であることを示している。
 表1に示すように、磁性体構造物200を挟む第2導電性シール部75と第3導電性シール部80との少なくとも一方が省略された11番と12番の評価結果は「0」であった。一方、磁性体構造物200、200bを挟む2つの導電性シール部(例えば、図1の導電性シール部75、80)を有する1番~10番、13番の評価結果は、11番と12番との評価結果よりも良好な「10」であった。このように、磁性体構造物200、200bを2つの導電性シール部で挟むことによって、電気抵抗値を大幅に安定化できた。
D-5.耐久性の評価試験:
 耐久性は、放電に対する耐久性を示している。この耐久性を評価するために、スパークプラグのサンプルを自動車用のトランジスタ点火装置に接続し、以下の条件下で放電を繰り返す運転を行った。
 温度                 :摂氏350度
 スパークプラグに印加される電圧    :20kV
 放電周期               :3600回/分
 運転時間               :100時間
 評価試験では、上記条件下での運転を行い、その後に、中心電極20と端子金具40、40cとの間の常温での電気抵抗値を測定した。そして、評価試験後の電気抵抗値が評価試験前の電気抵抗値の1.5倍未満である場合、評価結果を「10」に決定した。評価試験後の電気抵抗値が評価試験前の電気抵抗値の1.5倍以上である場合、評価結果を「1」に決定した。
 表1に示すように、導電体220bを有する2番の評価結果は、「10」であった。また、導電体220bの代わりに200Ωの導電体を有する13番の評価結果は、「10」であった。また、導電体220bの代わりに1kΩの導電体を有する10番の評価結果は、「10」であった。また、導電体220bの代わりに2kΩの導電体を有する9番の評価結果は、「1」であった。なお、導電体220bの両端抵抗値は、おおよそ、50Ωであった。このように、磁性体構造物の導電体(具体的には、磁性体210bに接続された導電体)の両端抵抗値を小さくすることによって、放電に対する耐久性を向上できた。
 磁性体構造物の導電体の両端抵抗値を小さくすることによって放電に対する耐久性を向上できる理由は、以下のように推定できる。すなわち、放電時には、磁性体210bに接続された導電体に電流が流れるので、導電体が発熱する。放電時の電流の大きさは、スパークプラグの内部構成には依存せず、ギャップgにおける適切な火花発生を実現するように調整される。従って、導電体の両端抵抗値が大きいほど、導電体の温度が高くなり得る。導電体の温度が高くなると、導電体の断線の可能性が高くなる。導電体が断線すると、中心電極20と端子金具40との間の電気抵抗値が増大し得る。また、導電体の温度が高くなると、磁性体210bの温度も高くなる。磁性体210bは、温度が高い場合には、温度が低い場合と比べて、損傷しやすい(例えば、磁性体210bにクラックが生じる)。磁性体210bが損傷すると、磁性体210bの両端抵抗値が増大することによって、中心電極20と端子金具40との間の電気抵抗値が増大し得る。以上により、導電体の両端抵抗値が小さいほど、磁性体210bの損傷と導電体の断線とを抑制できる。この結果、放電に対する耐久性を向上できる、と推定できる。また、導電体の両端抵抗値が大きい場合には、放電のように電流が導電体の表面に沿って流れることによって、電波ノイズが発生する場合がある。以上により、磁性体構造物の導電体の両端抵抗値が小さいことが好ましい。
 耐久性の良好な評価結果「10」が得られた2番と13番と10番とのそれぞれの導電体220bの両端抵抗値は、50Ω、200Ω、1kΩであった。これらの値のうちの任意の値を、導電体220bの両端抵抗値の好ましい範囲(下限以上、上限以下の範囲)の上限として採用可能である。また、これらの値のうちの上限以下の任意の値を、下限として採用可能である。例えば、導電体220bの両端抵抗値として、1kΩ以下の値を採用可能である。また、より好ましくは、導電体220bの両端抵抗値として、200Ω以下の値を採用可能である。なお、導電体220bの両端抵抗値の好ましい範囲の下限としては、上記の値に加えて、ゼロΩを採用可能である。
 以上、図2の構成を有する2番と10番と11番と13番との評価結果を用いて説明したが、導電体の発熱と不具合(導電体の断線と磁性体の損傷)の生じ易さとの関係は、磁性体構造物の構成によらず、適用可能であると推定される。従って、図1の構成を有するスパークプラグにおいても、コイル状の導電体220の両端抵抗値が小さいほど、導電体220の断線と磁性体210の損傷を抑制でき、この結果、放電に対する耐久性を向上できる、と推定できる。なお、コイル状の導電体220の材料としては、鉄系材料や銅などの導電性金属を採用することが好ましい。また、耐熱性とコストを考慮する場合、ステンレス鋼、または、ニッケル系合金を採用することが、特に好ましい。
 なお、放電時には、導電体220、220bに加えて、磁性体210、210にも、電流が流れ得る。従って、磁性体210、210bの損傷を抑制するためには、磁性体210、210bと導電体220、220bとの全体である磁性体構造物200、200bの両端抵抗値が小さいことが好ましい。磁性体構造物200、200bの両端抵抗値の好ましい範囲としては、例えば、ゼロΩ以上、かつ、3kΩ以下の範囲を採用可能である。ただし、3kΩよりも大きな値を採用してもよい。また、耐久性の良好な評価結果が得られた2番と13番と10番の導電体の両端抵抗値は、それぞれ、50Ω、200Ω、1kΩである。そのような導電体を採用することを考慮することによって、これらの両端抵抗値のうちの任意の値を、磁性体構造物200、200bの両端抵抗値の好ましい範囲(下限以上、上限以下の範囲)の上限として採用可能である。また、これらの値のうちの上限以下の任意の値を、下限として採用可能である。例えば、磁性体構造物200、200bの両端抵抗値として、1kΩ以下の値を採用可能である。また、より好ましくは、磁性体構造物200、200bの両端抵抗値として、200Ω以下の値を採用可能である。なお、磁性体構造物200、200bの両端抵抗値の好ましい範囲の下限としては、上記の値に加えて、ゼロΩを採用可能である。
 また、磁性体構造物200、200bの発熱を抑制するためには、導電体220、220bの両端抵抗値が、磁性体210、210bの両端抵抗値よりも低いことが好ましい。この構成によれば、磁性体210、210bに導電体220、220bを接続することによって、磁性体構造物200、200bの両端抵抗値を低減できる。この結果、磁性体構造物200、200bの発熱を抑制できる。なお、上記の1番から13番までの各サンプルでは、磁性体210、210bの両端抵抗値は、いずれも、数kΩであり、導電体(例えば、導電体220、220b)の両端抵抗値よりも大きい。そして、表1に示すように、1番~8番、10番、13番のサンプルは、耐久性の良好な評価結果を示している。
 また、表1に示すように、磁性体構造物200を挟む第2導電性シール部75と第3導電性シール部80との少なくとも一方が省略された11番と12番の評価結果は「1」であった。良好な「10」の評価結果が得られた1番~8番、10番、13番のサンプルは、いずれも、磁性体構造物200、200bを挟む2つの導電性シール部(例えば、図1の導電性シール部75、80)を有している。このように、磁性体構造物200、200bを2つの導電性シール部で挟むことによって、放電に対する耐久性を、向上できた。
 なお、スパークプラグに設けられた磁性体構造物の両端抵抗値を測定する方法としては、以下の方法を採用可能である。以下、図1、図2のスパークプラグ100、100bを例に説明する。まず、絶縁体10から主体金具50を取り外し、そして、ダイヤモンドブレード等の切削工具を用いて絶縁体10を切断し、貫通孔12内に配置された接続部300、300bを取り出す。次に、磁性体構造物200、200bに接触する導電性シール部を、ニッパー等の切削工具を用いて、磁性体構造物200、200bから取り外す。次に、磁性体構造物200、200bに接触する被覆部290、290bを、CTスキャンにて内部構造を観察後、該当箇所を切断及び研磨によって削り出すことによって、磁性体構造物200、200bから取り外す。このようにして得られた磁性体構造物200、200bの先端方向D1側の端と後端方向D2側の端とに抵抗値測定器のプローブを接触させることによって、両端抵抗値を測定する。
 また、磁性体構造物の導電体の両端抵抗値を測定する方法としては、以下の方法を採用可能である。すなわち、上記の方法で得られた磁性体構造物200、200bから、ニッパー等の切削工具を用いて、磁性体210、210bを取り除くことによって、導電体220、220bを取得する。得られた導電体220、220bの先端方向D1側の端と後端方向D2側の端とに抵抗値測定器のプローブを接触させることによって、両端抵抗値を測定する。
 また、磁性体構造物の磁性体の両端抵抗値を測定する方法としては、以下の方法を採用可能である。すなわち、上記の方法で得られた磁性体構造物200、200bから、CTスキャンにて内部構造を観察後、該当箇所を切断及び研磨によって削り出すことによって得られた磁性体210、210bの先端方向D1側の端と後端方向D2側の端とに抵抗値測定器のプローブを接触させることによって、両端抵抗値を測定する。
 磁性体構造物と、導電体と、磁性体とのそれぞれにおいて、先端方向D1側の端と後端方向D2側の端との少なくとも一方が面である場合がある。この場合、その面上の任意の位置にプローブを接触させることによって得られる最小の両端抵抗値を採用する。
E.第3実施形態:
E-1.スパークプラグの構成:
 図4は、第3実施形態のスパークプラグ100dの断面図である。第3実施形態では、図1、図2に示す実施形態の磁性体構造物200、200bの代わりに、磁性体構造物200dが設けられている。図4の右部には、磁性体構造物200dの斜視図が示されている。磁性体構造物200dは、中心軸CLを中心とする略円柱状の部材である。絶縁体10dの貫通孔12d内には、先端方向D1側から後端方向D2に向かって、中心電極20の後端方向D2側の部分と、第1導電性シール部60dと、抵抗体70dと、第2導電性シール部75dと、磁性体構造物200dと、第3導電性シール部80dと、端子金具40dの脚部43dとが、この順番に配置されている。磁性体構造物200dは、抵抗体70dの後端方向D2側に配置されている。そして、部材60d、70d、75d、200d、80dの全体は、貫通孔12d内で中心電極20と端子金具40dとを接続する接続部300dを形成している。第3実施形態のスパークプラグ100dの他の部分の構成は、図1、図2に示すスパークプラグ100、100bの構成と、概ね同じである。図4では、第3実施形態のスパークプラグ100dの他の部分については、図1、図2のスパークプラグ100、100bの対応する部分と同じ符号を付して、説明を省略する。
 図5は、磁性体構造物200dの説明図である。図5の左上部には、磁性体構造物200dの斜視図が示されている。この斜視図は、一部分が切断された磁性体構造物200dを示している。図中の断面900は、中心軸CLを含む平面による磁性体構造物200dの断面である。図5の中央上部には、断面900上の一部分800を拡大した模式図が示されている(以下、「対象領域800」と呼ぶ)。対象領域800は、中心軸CLを中心線とする矩形領域であり、その矩形状は、中心軸CLに平行な2辺と、中心軸CLに垂直な2辺と、で構成されている。対象領域800の形状は、中心軸CLを対称軸とする線対称である。図中の第1長Laは、対象領域800の中心軸CLに垂直な方向の長さであり、第2長Lbは、対象領域800の中心軸CLに平行な方向の長さである。ここで、第1長Laは、2.5mmであり、第2長Lbは、5.0mmである。
 図示するように、対象領域800(すなわち、磁性体構造物200dの断面)は、セラミック領域810と、導電領域820と、磁性領域830と、を含んでいる。磁性領域830は、複数の粒状の領域835で構成されている(以下、「磁性粒領域835」または、単に「粒領域835」とも呼ぶ)。磁性領域830は、磁性体としての鉄含有酸化物で形成されている。鉄含有酸化物としては、例えば、スピネルフェライトである(Ni,Zn)Feや、六方晶フェライトであるBaFe1219などを採用可能である。複数の磁性粒領域835は、磁性体構造物200dの材料として鉄含有酸化物の粉末を用いることによって、形成される。例えば、材料の粉末に含まれる鉄含有酸化物の1つの粒子が1つの磁性粒領域835を形成し得る。また、材料の粉末に含まれる鉄含有酸化物の複数の粒子が互いにくっついて1つの粒子状の構造物を形成し、形成された1つの粒子状の構造物が磁性粒領域835を形成し得る。粒子状の構造物は、例えば、鉄含有酸化物の材料粉末にバインダを添加して混合することによって、形成される。鉄含有酸化物の複数の粒子は、バインダを介して互いにくっつくことによって、大きな径を有する粒子状の構造物を形成できる。以下、1つの粒子と、複数の粒子で構成された1つの粒子状の構造物と、を区別する必要がない場合には、1つの磁性粒領域835を形成する立体的な粒子状の要素を「磁性粒子」と呼ぶ。1つの磁性粒領域835は、1つの磁性粒子の断面を示している。
 図示を省略するが、複数の磁性粒領域835を形成する複数の磁性粒子のそれぞれの表面は、導電性物質の被覆層に被覆されている。導電性物質としては、例えば、金属(Ni、Cuなど)、ペロブスカイト型酸化物(SrTiO、SrCrOなど)、炭素(C)、炭素化合物(Cr、TiCなど)を採用可能である。
 図5の導電領域820は、磁性粒子の表面に形成された導電性物質の被覆層の断面を示している。図示するように、導電領域820は、磁性粒領域835の縁を被覆している。導電領域820は、複数の磁性粒領域835を被覆する複数の被覆領域825で構成されている。1つの磁性粒領域835を被覆する部分が、1つの被覆領域825に対応する。1つの磁性粒領域835と、その磁性粒領域835を被覆する1つの被覆領域825とは、粒子状の領域840を形成する(「複合粒領域840」と呼ぶ)。図示するように、複数の複合粒領域840は、互いに被覆領域825が接するように、配置されている。互いに接する複数の被覆領域825は、後端方向D2側から先端方向D1側へ延びる電流の経路を形成している。
 図示を省略するが、対象領域800(すなわち、断面900)上には、2つの複合粒領域840が離れて配置され得る。このように対象領域800上では互いに離れた2つの複合粒領域840は、対象領域800よりも奥、または、手前の位置で、互いに接する2つの立体的な粒子状の部分の断面を表している場合がある。このように、対象領域800上で、互いに接する、または、互いに離れた、複数の複合粒領域840は、後端方向D2側から先端方向D1側へ延びる電流の経路を形成可能である。放電時には、電流が、複数の複合粒領域840の複数の被覆領域825(すなわち、導電領域820)を通じて、磁性体構造物200dを流れる。
 上述のように、導電領域820は、磁性領域830を被覆している。すなわち、電流の経路は、磁性体を囲むように構成されている。磁性体が導電経路の近傍に配置されると、放電によって生じる電波ノイズが抑制される。例えば、導電経路がインダクタンス素子として機能することによって、電波ノイズが抑制される。また、導電経路のインピーダンスが大きくなることによって、電波ノイズが抑制される。
 セラミック領域810は、セラミックで形成されている。セラミックとしては、例えば、珪素(Si)とホウ素(B)とリン(P)とのうちの少なくとも1つを含むセラミックを採用可能である。このようなセラミックとしては、例えば、第1実施形態で説明したガラスを採用可能である。ガラスとしては、例えば、シリカ(SiO)とホウ酸(B)とリン酸(P)とから任意に選択された1つ以上の酸化物を含む物質を採用可能である。図示するように、複数の複合粒領域840(すなわち、複数の磁性粒領域835と、複数の磁性粒領域835を被覆する複数の被覆領域825)は、セラミック領域810に囲まれている。
 図5の中央下部には、1つの粒領域835と、1つの円835cとが示されている。円835cは、粒領域835の面積と同じ面積を有する仮想円である(以下「仮想円835c」と呼ぶ)。図中の直径Dcは、仮想円835cの直径である。この直径Dcは、粒領域835を円で近似して得られる直径である(以下「近似径Dc」とも呼ぶ)。近似径Dcは、粒領域835が大きいほど、大きい。
 複数の粒領域835のそれぞれの近似径Dcが大きいことは、複数の被覆領域825のそれぞれが大きいこと、すなわち、電流の経路が太いことを意味している。電流経路の耐久性は、電流経路が太いほど良好である。従って、対象領域800に含まれる複数の粒領域835のうち、大きな近似径Dc(例えば、400μm以上、1500μm以下の範囲内の近似径Dc)を有する磁性粒領域835の数が多いほど、電流経路、ひいては、磁性体構造物200dの耐久性を向上できる。
 図5の右下部には、対象領域800の一部分の拡大図が示されている。図中の最小厚さTは、対象領域800内における導電領域820の最小の厚さである。最小厚さTが小さい場合には、導電領域820の耐久性が低下し得る。また、最小厚さTが大きい場合には、磁性体構造物200dの形成のための導電領域820の材料の量が多くなる。
 セラミック領域810は、磁性体構造物200dの材料としてセラミックの粉末を用いることによって、形成される。従って、対象領域800上において、セラミック領域810内には、気孔が生じ得る。図5の左下部には、セラミック領域810の拡大図が示されている。図示するように、セラミック領域810内には、気孔812が生じている。スパークプラグ100dの放電時には、気孔812内においても部分的な放電が生じ得る。気孔812内で部分放電が生じることによって、磁性体構造物200dが劣化し、また、電波ノイズが生じ得る。従って、磁性体構造物200dに対する気孔812の割合(例えば、対象領域800から磁性領域830を除いた残りの領域の面積に対する気孔812の面積の割合)が小さいことが好ましい。
 図6は、図4の断面図の一部分の拡大図である。図中には、主体金具50の加締部53の近傍が示されている。図中の突出距離Ldは、加締部53の後端53e(すなわち、主体金具50の後端)と、磁性体構造物200dの後端200deと、の間の中心軸CLに平行な距離である。磁性体構造物200dの後端200deが主体金具50の後端53eよりも後端方向D2側に位置している場合に、突出距離Ldが正値である。そして、突出距離Ldが大きいほど、端子金具40dの脚部43dと主体金具50との間の距離が大きい。
 図示するように、端子金具40dと主体金具50との間には、絶縁体10dが配置されている。すなわち、端子金具40dと主体金具50とは、絶縁体10dを挟むコンデンサを形成する。従って、電波ノイズは、端子金具40dから、絶縁体10dを介して、接地電極30と同電位である主体金具50へ流れ得る。この結果、電波ノイズの抑制の効果が低減し得る。ここで、突出距離Ldが大きい場合には、端子金具40dと主体金具50との間の距離が大きくなるので、コンデンサの容量が小さくなる。コンデンサの容量が小さい場合には、コンデンサのインピーダンスの大きさ(絶対値)が大きい。従って、端子金具40dと主体金具50との間の距離が小さい場合と比べて、電波ノイズを抑制できる。
E-2.製造方法:
 磁性体構造物200dを有するスパークプラグ100dは、第1実施形態で説明した製造方法と同じ手順で製造可能である。絶縁体10dの貫通孔12d内の部材については、以下の通りである。導電性シール部60d、75d、80dのそれぞれの材料粉末と、抵抗体70dの材料粉末と、磁性体構造物200dの材料粉末と、を準備する。導電性シール部60d、75d、80dと抵抗体70dとのそれぞれの材料粉末としては、第1実施形態で説明した導電性シール部60、75、80と抵抗体70とのそれぞれの材料粉末と同じものを採用可能である。磁性体構造物200dの材料粉末は、例えば、以下のように準備される。磁性体の粉末に、無電解メッキによって、磁性体の粒子の表面を覆う導電性物質の被覆層を形成する。被覆層で覆われた磁性体の粉末と、セラミックの粉末とを、混合することによって、磁性体構造物200dの材料粉末を準備する。また、メッキに代えて、磁性体の粉末の表面にバインダを塗布し、導電性物質の粒子を磁性体の粒子の表面に付着させることによって、被覆層を形成してもよい。そして、被覆層に覆われた磁性体の粉末と、セラミックの粉末とを、混合することによって、磁性体構造物200dの材料粉末を準備してもよい。
 次に、第1実施形態の製造方法と同様に、貫通孔12d内の縮内径部16によって支持される所定位置に、中心電極20を配置する。そして、第1導電性シール部60d、抵抗体70d、第2導電性シール部75d、磁性体構造物200d、第3導電性シール部80dのそれそれの材料粉末の貫通孔12dへの投入と投入された粉末材料の成形とが、部材60d、70d、75d、200d、80dの順番に、行われる。粉末材料の投入は、貫通孔12dの後開口14から、行われる。投入された粉末材料の成形は、後開口14から挿入した棒を用いて、行われる。材料粉末は、対応する部材の形状と略同じ形状に、成形される。
 そして、絶縁体10dを、各材料粉末に含まれるガラス成分の軟化点よりも高い所定温度まで加熱し、所定温度に加熱した状態で、貫通孔12dの後開口14から、端子金具40dを貫通孔12dに挿入する。この結果、各材料粉末が圧縮および焼結されて、導電性シール部60d、75d、80dと、抵抗体70dと、磁性体構造物200dと、のそれぞれが形成される。
F.第4実施形態:
 図7は、第4実施形態のスパークプラグ100eの断面図である。図4のスパークプラグ100dとの差異は、抵抗体70dと第2導電性シール部75dとが省略されている点である。第4実施形態のスパークプラグ100eでは、中心電極20と磁性体構造物200dとは、第1導電性シール部60eによって接続され、磁性体構造物200dと端子金具40eの脚部43eとは、第2導電性シール部80eによって接続されている。部材60e、200d、80eの全体は、貫通孔12d内で中心電極20と端子金具40eとを接続する接続部300eを形成している。図7では、磁性体構造物200dの全体は、主体金具50の後端53eよりも先端方向D1側に配置されている。ただし、磁性体構造物200dの少なくとも一部が、主体金具50の後端53eよりも後端方向D2側に配置されてもよい。第4実施形態のスパークプラグ100eの他の部分の構成は、図4に示すスパークプラグ100dの構成と、概ね同じである。図7では、第4実施形態のスパークプラグ100eの他の部分については、図4のスパークプラグ100dの対応する部分と同じ符号を付して、説明を省略する。
 第4実施形態の磁性体構造物200dは、図4で説明した磁性体構造物200dと同じである。上述したように、磁性体構造物200d内では、電流の経路を形成する導電領域820が磁性領域830の近傍を通るので、磁性体構造物200dは、電波ノイズを抑制できる。
 なお、第4実施形態のスパークプラグ100eは、図4で説明したスパークプラグ100dの製造方法と同様の方法で、製造可能である。導電性シール部60e、80eの材料粉末としては、図4の導電性シール部60d、80dの材料粉末と同じものを採用可能である。
G.評価試験:
G-1.概要
 図4のスパークプラグ100dの複数種類のサンプルと、図7のスパークプラグ100eの複数種類のサンプルと、を用いた評価試験について説明する。以下に示す表2、表3、表4は、各サンプルのそれぞれの構成と、評価試験の結果と、を示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
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 この評価試験では、A-1番からA-30番と、B-1番からB-4番との34種類のサンプルが評価された。表3のA-18番からA-28番の11種類のサンプルは、図4のスパークプラグ100dのサンプルであり、他の23種類のサンプルは、図7のスパークプラグ100eのサンプルである。スパークプラグ100d(図4:A-18番からA-28番)の11種類のサンプルの間では、磁性体構造物200dの内部構成と、突出距離Ldと、の少なくとも一方が互いに異なっている。スパークプラグ100e(図7)の23種類のサンプルの間では、磁性体構造物200dの内部構成が互いに異なっている。表2、表3、表4は、サンプルの番号と、磁性体構造物200dの内部構成(ここでは、鉄含有酸化物の構成と、導電性物質の構成と、セラミックに含まれる元素と、気孔率)と、突出距離Ldと、シール部75dの有無と、抵抗体70dの有無)と、耐久試験前後のノイズ試験の結果と、を示している。なお、磁性体構造物200dの内部構成と、接続部300d、300eの構成と、以外の部分の構成は、スパークプラグの34種類のサンプルの間で、同じであった。例えば、磁性体構造物200dの形状は、34種類のサンプルの間で、おおよそ同じであった。磁性体構造物200dの外径(すなわち、貫通孔12dの磁性体構造物200dを収容する部分の内径)は、3.9mmであった。
 鉄含有酸化物の構成としては、組成と、特定の磁性粒領域835の数(粒数)と、が示されている。鉄含有酸化物の組成は、磁性体構造物200dの材料に含まれる鉄含有酸化物の材料から特定された。粒数にカウントされる特定の磁性粒領域835は、近似径Dc(図5)が400μm以上、1500μm以下の範囲内の磁性粒領域835である。近似径Dcは、以下のように算出された。サンプルの磁性体構造物200dを、中心軸CLを含む平面で切断し、磁性体構造物200dの断面を、アルゴンイオン等のイオンビームで試料の断面を処理するクロスセクションポリッシャ(Cross Section Polisher)で処理した。そして、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて、断面上の対象領域800(図5)に対応する2.5mm×5.0mmの領域を含む領域を撮影した。SEMの加速電圧は、15.0kVに設定され、作動距離(working distance)は、10mm以上12mm以下の範囲内に設定された。得られたSEM画像は、図5の中央上部の対象領域800に示すような画像を表していた。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値化された。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に、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。この二つの山の中間点の明るさを2値化の閾値に設定した。
 このような2値化によって、磁性領域830と導電領域820(すなわち、磁性粒領域835と被覆領域825)が分離された。2値化された画像を用いて複数の磁性粒領域835のそれぞれの面積を算出した。算出された面積を用いて、複数の磁性粒領域835のそれぞれの近似径Dcが算出された。そして、近似径Dcが400μm以上、1500μm以下の範囲内の磁性粒領域835の個数をカウントした(以下、「特定粒数」とも呼ぶ)。なお、1つの磁性粒領域835の一部分が対象領域800の外にはみ出ている場合、その磁性粒領域835は対象領域800内の磁性粒領域835であることとして、特定の磁性粒領域835の数をカウントした。また、特定粒数が小さいサンプルでは、上記の範囲よりも小さい近似径Dcを有する磁性粒領域835の数が多かった。すなわち、特定粒数が大きいサンプルでは、特定粒数が小さいサンプルと比べて、大きな近似径Dcを有する磁性粒領域835の割合、すなわち、400μm以上1500μm以下の近似径Dcを有する磁性粒領域835の割合が高かった。
 導電性物質の構成としては、被覆率と最小厚さTとが示されている。被覆率は、磁性粒領域835の縁の全長(1周の長さ)対する、被覆領域825によって被覆されている部分の長さの割合である。被覆率は、上記の2値化された画像を解析することによって、算出された。表中の被覆率は、対象領域800内の複数の磁性粒領域835の被覆率の平均値である。磁性粒領域835の一部が対象領域800の外にはみ出ている場合、その磁性粒領域835は対象領域800内の磁性粒領域835であることとして、被覆率を算出した。なお、導電性物質としては、金属(具体的には、Ni、Cu、Fe)、ペロブスカイト型酸化物(具体的には、LaMnO、YMnO)、炭素(具体的には、カーボンブラック)、炭素化合物(具体的には、TiC)から選択された材料が採用された。本評価試験では、導電性物質の違いがノイズ抑制能力と耐久性とに与える影響は、小さいと推定される。 
 最小厚さTは、上記の2値化された画像を用いて、算出された。なお、被覆率が100%よりも小さい場合には、被覆領域825は、磁性粒領域835の縁の一部分のみを被覆する。図5の右上部には、磁性粒領域835の縁の一部分を被覆する被覆領域825の例が示されている。図示するように、被覆領域825は、磁性粒領域835の縁上の第1端E1から第2端E2までの部分を被覆している。このような被覆領域825の厚さは、端E1、E2の近傍で局所的に小さくなり得る。そこで、被覆領域825のうち、端E1、E2からの直線距離が所定値(ここでは、50μm)以下である端部EP1、EP2を除いた残りの部分を用いて、最小厚さTを算出した(図中では、端部EP1、EP2に、ハッチングが付されている)。
 セラミックに含まれる元素は、セラミック材料(本評価試験では、非晶質のガラスの材料)に含まれる元素から、特定された。表中には、酸素以外の他の元素が示されている。例えば、「SiO」がセラミック材料として用いられる場合、酸素(O)の表記が省略されて「Si」が示されている。また、セラミック材料には、種々の添加成分が追加され得る。表中には、このような添加成分の元素も示されている(例えば、Ca、Na)。なお、セラミックに含まれる元素は、セラミック領域810のEPMA分析によって特定することもできる。
 気孔率は、対象領域800から磁性領域830を除いた残りの領域における気孔812(図5)の面積割合である。気孔率は、以下のように算出された。上記のSEM画像を、上述の方法と同様の方法で2値化した。ここで、2値化の閾値は、気孔812と他の領域とを分離できるように、調整された。このような2値化によって、気孔812と他の領域とが分離された。この2値化の結果を用いて、気孔812の面積を算出した(「第1面積」と呼ぶ)。そして、この2値化の結果と、上記の2値化によって特定された磁性領域830と、を用いて、対象領域800から磁性領域830を除いた残りの領域の面積を算出した(「第2面積」と呼ぶ)。気孔率は、第1面積/第2面積である。
 突出距離Ldは、図6で説明した突出距離Ldである。表中では、磁性体構造物200dの全体が主体金具50の後端53eよりも先端方向D1側に配置されているサンプルに関しては、突出距離Ldの記載を省略した。
 シール部75dの有無に関しては、表中の「A」は、サンプルがシール部75dを有していることを示し、「N」は、サンプルがシール部75dを有していないことを示している。抵抗体70dに有無に関しても、同様に、「A」は、サンプルが抵抗体70dを有していることを示し、「N」は、サンプルが抵抗体70dを有していないことを示している。
シール部75dと抵抗体70dとの両方が「A」であるサンプルは、図4のスパークプラグ100dのサンプルである。シール部75dと抵抗体70dとの両方が「N」であるサンプルは、図7のスパークプラグ100eのサンプルである。
 なお、磁性体構造物200dの断面の画像を解析して得られる数値(例えば、特定の磁性粒領域835の個数と、平均被覆率と、最小厚さTと、気孔率)としては、10枚の断面の画像から得られる10個の値の平均値を採用した。1つの種類のサンプルの10枚の断面の画像は、同じ条件下で製造された同じ種類の10個のサンプルの10個の断面を用いて、撮影された。
 ノイズ試験では、JASO D002-2(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、ノイズの強度が測定された。具体的には、スパークプラグのサンプルのギャップgの距離を0.9mm±0.01mmに調整し、13kVから16kVの範囲内の電圧をサンプルに印加して放電させた。そして、放電時に、電流プローブを用いて端子金具40d、40eを流れる電流を測定し、測定された値を、比較のためにdBに換算した。ノイズとしては、30MHz、100MHz、200MHzの3種類の周波数のノイズが測定された。表中の数値は、所定の基準に対するノイズの強度を示している。数値が大きいほど、ノイズが強い。「耐久前」は、後述する耐久試験を行う前のノイズ試験の結果を示し、「耐久後」は、耐久試験を行った後のノイズ試験の結果を示している。耐久試験は、摂氏200度の環境下で、20kVの放電電圧で、スパークプラグのサンプルに400時間放電させる試験である。このような耐久試験によって磁性体構造物200dの劣化が進行し得る。磁性体構造物200dの劣化が進行することによって、「耐久後」ノイズが、「耐久前」のノイズよりも強くなり得る。
 なお、表2から表4に示すように、耐久前と耐久後のいずれにおいても、周波数が高いほどノイズ強度は小さかった。
G-2.導電性物質の平均被覆率について:
 A-1番からA-6番では、導電性物質の平均被覆率は、50%以上、100%以下の範囲内であった。このようなA-1番からA-6番は、耐久前には、全ての周波数において66dB以下という十分に小さいノイズ強度を実現できた。また、耐久後であっても、全ての周波数においてノイズ強度は77dB以下であり、ノイズの増大を抑制できた。すなわち、磁性体構造物200dの良好な耐久性を実現できた。また、耐久試験によるノイズ強度の増大量は、全ての周波数において、8dB以上、13dB以下の範囲内であった。
 表4のB-1番の平均被覆率は、A-1番からA-6番の平均被覆率よりも小さい49%であった。耐久前と耐久後のそれぞれにおいて、B-1番のノイズ強度は、A-1番からA-6番の任意のサンプルの同じ周波数のノイズ強度よりも、大きかった。また、B-1番では、耐久試験によるノイズ強度の増大量は、21dB (30MHz)、24dB(100MHz)、22dB(200MHz)であった。A-1番からA-6番の増大量(8dB以上、13dB以下)は、B-1番の同じ周波数での増大量(21dB以上、24dB以下)と比べて、8dB以上改善された。
 表4のB-2番の平均被覆率は、B-1番の平均被覆率よりも更に小さい42%であった。耐久前と耐久後のそれぞれにおいて、B-2番のノイズ強度は、A-1番からA-6番の任意のサンプルの同じ周波数のノイズ強度よりも、大きかった。また、B-2番では、耐久試験によるノイズ強度の増大量は、24dB (30MHz)、23dB(100MHz)、22dB(200MHz)であった。A-1番からA-6番の増大量(8dB以上、13dB以下)は、B-2番の同じ周波数での増大量(22dB以上、24dB以下)と比べて、11dB以上改善された。
 このように、比較的大きい平均被覆率を有するA-1番からA-6番は、比較的小さい平均被覆率を有するB-1番、B-2番と比べて、良好な耐久性を実現できた。この理由は、平均被覆率が大きい場合には、平均被覆率が小さい場合と比べて、導電領域820(図5)によって形成される電流の経路が太くなり、また、導電領域820によって形成される電流の経路が多くなるからだと推定される。
 ノイズを抑制し、そして、良好な耐久性を実現したA-1番からA-6番の導電性物質の平均被覆率は、小さい順に、50、55、69、72、94、100(%)であった。対象領域800内の複数の磁性粒領域835のそれぞれの平均被覆率の好ましい範囲(下限以上、上限以下の範囲)を、上記の6個の値を用いて定めることが可能である。具体的には、上記の6個の値のうちの任意の値を、平均被覆率の好ましい範囲の下限として採用可能である。また、これらの値のうちの下限以上の任意の値を、上限として採用可能である。例えば、対象領域800内の複数の磁性粒領域835の被覆率の平均値の好ましい範囲として、50%以上、100%以下の範囲を採用可能である。
 一般的に、被覆率が50%以上である場合には、粒領域835の特定方向側の表面と反対方向側の表面との双方が被覆領域825によって被覆されている可能性が高い。従って、1つの被覆領域825が他の複数の被覆領域825と接している可能性が高い。従って、磁性体構造物200d内に局所的に電気抵抗が高い高抵抗部分が形成されることを、抑制できる。高抵抗部分では、低抵抗部分よりも、電流による発熱が大きい。このような発熱によって、磁性体構造物200dが劣化し得る。対象領域800内の複数の磁性粒領域835の被覆率の平均値が50%以上である場合には、高抵抗部分の形成が抑制されるので、磁性体構造物200dの耐久性を向上できる。
 なお、対象領域800内の複数の磁性粒領域835が、上記の好ましい範囲の外の平均被覆率を有する磁性粒領域835を含んでも良い。この場合も、スパークプラグは、磁性体構造物200dが省略される場合と比べて、ノイズを抑制できると推定される。
 平均被覆率を調整する方法としては、任意の方法を採用可能である。例えば、導電性物質の無電解メッキのメッキ時間を長くすることによって、平均被覆率を増大できる。また、導電性物質の材料の量を増大することによって、平均被覆率を増大できる。なお、本評価試験の34種類のサンプルでは、以下のように平均被覆率が調整された。全表面が導電性物質で被覆された磁性粒子の材料粉末を準備した。そして、100%未満の平均被覆率を実現するために、導電性物質で被覆済の磁性粒子の材料粉末をかき回すことによって、導電性物質の一部を磁性粒子から剥がした。
G-3.セラミックについて:
 A-1番からA-6番の磁性体構造物200dのセラミックは、Si、B、Pのうちの少なくとも1つを含んでいた。表4のB-3番とB-4番の磁性体構造物200dのセラミックは、Si、B、Pのいずれも含んでおらず、代わりに、Ca、Mg、Kを含んでいた。なお、B-3番、B-4番の平均被覆率は、68%、75%であった。
 耐久前には、A-1番からA-6番のノイズ強度は、B-3番、B-4番のうち任意のサンプルの同じ周波数のノイズ強度と同じ、または、より小さかった。耐久後には、A-1番からA-6番のノイズ強度は、B-3番、B-4番のうち任意のサンプルの同じ周波数のノイズ強度よりも、小さかった。このように、Si、B、Pのうちの少なくとも1つを含むセラミックを有するA-1番からA-6番は、Si、B、Pのいずれも含まないセラミックを有するB-3番、B-4番と比べて、ノイズを抑制できた。
 また、B-3番、B-4番の耐久試験によるノイズの増大量は、21dB以上、26dB以下であった。A-1番からA-6番の増大量(8dB以上、13dB以下)は、B-3番、B-4番の同じ周波数での増大量と比べて、8dB以上改善された。
 このように、Si、B、Pのうちの少なくとも1つを含むセラミックを採用することによって、良好なノイズ抑制能力と耐久性とを実現できた。この理由は、以下のように推定される。Si、B、Pのいずれも含まないセラミックは、Si、B、Pのうちの少なくとも1つを含むセラミック(例えば、ガラス)と比べて、放電時の電流によって生じる熱によって鉄含有酸化物と反応し易い。従って、耐久試験によって、セラミックと鉄含有酸化物との反応による新たな相が形成され得る。これにより、気孔812の数が増加し、そして、気孔812の径が増大する。一方、Si、B、Pのうちの少なくとも1つを含むセラミックは、ガラスの一種である。このようなセラミックを用いる場合、Si、B、Pと鉄含有酸化物との反応は、抑制される。従って、Si、B、Pのいずれも含まないセラミックを用いる場合と比べて、気孔812の数の増加と気孔812の径の増大とが、抑制される。これにより、気孔812での部分放電を抑制できる。
G-4.平均被覆率と磁性体構造物200dの材料について:
 ノイズを抑制し、そして、良好な耐久性を実現したA-1番からA-6番のサンプルでは、以下の材料が用いられた。磁性体構造物200dの磁性領域830を形成する磁性体は、酸化鉄であるFe、Fe、FeOと、スピネルフェライトである(Ni,Zn)Feと、六方晶フェライトであるBaFe1219、SrFe1219と、から選択された材料が用いられた。磁性体構造物200dのセラミックは、珪素(Si)とホウ素(B)とリン(P)とのうちの少なくとも1つを含んでいた。
 一般的には、第1材料と同じ種類の第2材料は、第1材料と同様の特性を有する場合が多い。従って、磁性体構造物200dの上記の材料に代えて同じ種類の他の材料を用いる場合にも、導電性物質の平均被覆率の上記の好ましい範囲を適用可能と推定される。例えば、磁性体構造物200dが以下の構成Z1~構成Z3を有する場合に、平均被覆率の好ましい範囲を適用可能と推定される。
[構成Z1]磁性体構造物200dは、導電体としての、導電性物質を含む。
[構成Z2]磁性体構造物200dは、磁性体としての、鉄含有酸化物を含む。
[構成Z3]磁性体構造物200dは、珪素(Si)とホウ素(B)とリン(P)とのうちの少なくとも1つを含むセラミックを含む。
G-5.気孔率について:
 表2のA-1番からA-6番の気孔率は、4.3%以上、5%以下の範囲内であった。そして、A-1番からA-6番は、上述したように、ノイズを抑制でき、そして、良好な耐久性を実現できた。表3のA-29番、A-30番の気孔率は、A-1番からA-6番の気孔率と比べて大きく、6.6、7.2(%)であった。なお、A-29番、A-30番の他の構成については、以下の通りであった。すなわち、平均被覆率は、56、62(%)であった。そして、磁性体構造物200dのセラミックは、Si、B、Pのうちの少なくとも1つを含んでいた。
 耐久前と耐久後とのそれぞれにおいて、A-1番からA-6番のノイズ強度は、A-29番、A-30番のうち任意のサンプルの同じ周波数のノイズ強度よりも、小さかった。このように、比較的小さい気孔率を有するA-1番からA-6番は、比較的大きい気孔率を有するA-29番、A-30番と比べて、ノイズを抑制できた。この理由は、気孔率が小さい場合には、気孔率が大きい場合と比べて、気孔812(図5)内での部分放電が抑制されるからだと推定される。
 ノイズ抑制の能力が比較的良好であったA-1番からA-6番の気孔率は、小さい順に、4.3、4.6、4.8、5(%)であった。これら4個の値のうちの任意の値を、気孔率の好ましい範囲(下限以上、上限以下の範囲)の上限として採用可能である。また、これらの値のうちの上限以下の任意の値を、下限として採用可能である。例えば、気孔率として、4.3%以上、5%以下の値を採用可能である。なお、ノイズ抑制の能力と耐久性とは、気孔率が小さいほど良いと推定される。従って、気孔率の下限としては、ゼロ%を採用してもよい。例えば、気孔率の好ましい範囲として、ゼロ%以上5%以下の範囲を採用可能である。
 なお、A-1番からA-6番のノイズ抑制の能力は、一般的なスパークプラグ(例えば、磁性体構造物200dが省略されたスパークプラグ)の能力と比べて、良好である。従って、気孔率が更に大きい場合であっても、実用可能なノイズ抑制の能力を実現可能と推定される。従って、気孔率の上限としては、更に大きい値(例えば、10%)を採用可能と推定される。例えば、A-29番とA-30番とのいずれかの構成を採用してもよい。
 気孔率を調整する方法としては、任意の方法を採用可能である。例えば、磁性体構造物200dの焼成温度(例えば、貫通孔12d内に接続部300d、300eの材料を収容する絶縁体10dの加熱温度)を高くすることによって、磁性体構造物200dのセラミック材料が溶融し易くなり、そして、気孔率を小さくできる。また、端子金具40d、40eを貫通孔12d内に挿入する場合の端子金具40d、40eに印加される力を強くすることによって、気孔812を潰すことができ、そして、気孔率を小さくできる。また、磁性体構造物200dのセラミック材料の粒径を小さくすることによって、気孔率を小さくできる。
G-6.特定の磁性粒領域835の個数(特定粒数)について:
 表2のA-1番からA-6番では、特定粒数、すなわち、近似径Dcが400μm以上、1500μm以下の範囲内である磁性粒領域835の総数は、3個以上、5個以下であった。A-7番からA-11番の特定粒数は、A-1番からA-6番の特定粒数よりも多く、6個以上8個以下の範囲内であった。なお、A-7番からA-11番の他の構成については、以下の通りであった。すなわち、平均被覆率は、56%以上、74%以下であった。気孔率は、4%以上、4.3%以下であった。そして、磁性体構造物200dのセラミックは、Si、B、Pのうちの少なくとも1つを含んでいた。
 耐久前と耐久後とのそれぞれにおいて、A-7番からA-11番のノイズ強度は、A-1番からA-6番の任意のサンプルの同じ周波数のノイズ強度よりも、小さかった。このように、特定粒数(すなわち、比較的大きい近似径Dcを有する磁性粒領域835の数)が大きい場合には、特定粒数が小さい場合と比べて、ノイズを抑制できた。この理由は、以下のように推定される。特定粒数が大きいことは、導電領域820(すなわち、電流の経路)の近傍に大きな磁性体が配置されていることを示している。電流の経路(導電領域820)の近傍に大きな磁性体が配置されている場合には、電流の経路の近傍の磁性体が小さい場合と比べて、ノイズを抑制できる。
 また、A-7番からA-11番の耐久試験によるノイズの増大量は、全ての周波数で、8dBであった。A-1番からA-6番の増大量は、8dB以上、13dB以下の範囲内であり、A-7番からA-11番の増大量よりも大きかった。このように、特定粒数が大きい場合には、特定粒数が小さい場合と比べて、磁性体構造物200dの耐久性を向上できた。この理由は、以下のように推定される。特定粒数が大きいことは、磁性粒領域835の近似径Dcが大きいことを示している。近似径Dcが大きいことは、被覆領域825、ひいては、電流の経路が太いことを示している。電流の経路が太い場合には、電流の経路が細い場合と比べて、電流経路、ひいては、磁性体構造物200dの耐久性を向上できる。
 このように、A-1番からA-6番に加えて、A-7番からA-11番も、良好なノイズ抑制能力と耐久性とを実現した。A-1番からA-11番の特定粒数は、小さい順に、3、4、5、6、7、8であった。これら6個の値のうちの任意の値を、特定粒数の好ましい範囲(下限以上、上限以下の範囲)の下限として採用可能である。例えば、特定粒数として、3個以上の値を採用可能である。また、これら6個の値のうちの下限以上の任意の値を、上限として採用可能である。例えば、特定粒数として、8個以下の値を採用可能である。
 また、更に良好なノイズ抑制能力と耐久性とを実現したA-7番からA-11番の特定粒数は、小さい順に、6、7、8であった。従って、特定粒数の好ましい範囲の下限を、これら3個の値から任意に選択することが好ましい。例えば、特定粒数として、6個以上の値を採用してもよい。
 なお、ノイズ抑制能力と耐久性とは、特定粒数が大きいほど良いと推定される。従って、特定粒数の上限としては、更に大きい値(例えば、20個)を採用可能と推定される。また、後述するように、A-12番からA-28番のサンプルは、更に良好なノイズ抑制能力と耐久性とを実現した。そして、A-1番からA-28番の特定粒数は、小さい順に、3、4、5、6、7、8、9、10、11であった。これら9個の値のうちの任意の値を、特定粒数の好ましい範囲の下限として採用可能である。また、これら9個の値のうちの下限以上の任意の値を、上限として採用可能である。例えば、特定粒数として、11個以下の値を採用してもよい。
 なお、特定粒数を調整する方法としては、任意の方法を採用可能である。例えば、鉄含有酸化物の材料粉末の粒径を大きくすることによって、特定粒数を大きくできる。なお、特定粒数が、上記の好ましい範囲外であってもよい。
G-7.導電性物質の最小厚さTについて:
 表2のA-1番からA-6番の最小厚さTは、1μm未満、または、28μm以上であった。また、表3のA-12番からA-17番の最小厚さTは、1μm以上、25μm以下であった。なお、A-12番からA-17番の他の構成については、以下の通りであった。すなわち、平均被覆率は、58%以上、69%以下であった。気孔率は、3.6%以上、4%以下であった。特定粒数は、6個以上、9個以下であった。そして、磁性体構造物200dのセラミックは、Si、B、Pのうちの少なくとも1つを含んでいた。
 耐久前と耐久後とのそれぞれにおいて、A-12番からA-17番のノイズ強度は、A-1番からA-6番の任意のサンプルの同じ周波数のノイズ強度よりも、小さかった。この理由は、以下のように推定される。最小厚さTが1μmよりも小さい場合、導電領域820が薄いので、耐久前であっても、種々の原因(例えば、製造時の加熱や試験放電による電流)によって、電流の経路が損傷を受け得る。これにより、最小厚さTが大きい場合と比べて、ノイズが強くなり得る。また、最小厚さTが28μm以上である場合には、導電領域820が厚いので、電流が磁性粒領域835から遠い位置を流れ得る。従って、最小厚さTが小さい場合と比べて、ノイズが強くなり得る。
 また、A-12番からA-17番の耐久試験によるノイズ強度の増大量は、4dB以上、6dB以下の範囲内であった。A-12番からA-17番の増大量(4dB以上、6dB以下)は、1μmよりも小さい最小厚さTを有するA-1番からA-3番の同じ周波数での増大量(8dB以上、13dB以下)と比べて、3dB以上改善された。この理由は、以下のように推定される。最小厚さTが1μmよりも小さい場合には、電流の経路が損傷を受け易い。従って、最小厚さTが大きい場合と比べて、耐久性が低くなり得る。
 良好なノイズ抑制能力と耐久性とを実現したA-12番からA-17番の最小厚さTは、小さい順に、1、11、16、19、22、25(μm)であった。これらの6個の値のうちの任意の値を、最小厚さTの好ましい範囲(下限以上、上限以下の範囲)の上限として採用可能である。また、これらの値のうちの上限以下の任意の値を、下限として採用可能である。例えば、最小厚さTとして、1μm以上、25μm以下の値を採用可能である。ただし、A-1番からA-6番のように、最小厚さTが、好ましい範囲の外であってもよい。
 なお、最小厚さTを調整する方法としては、任意の方法を採用可能である。例えば、無電解メッキによって導電領域820を形成する場合には、メッキ時間を長くすることによって、最小厚さTを増大できる。また、導電性物質の材料粉末を用いる場合には、導電性物質の粒子の粒径を大きくすることによって、最小厚さTを増大できる。
G-8.突出距離Ldについて:
 表3のA-18番からA-28番は、他のサンプルとは異なり、図4のスパークプラグ100dのサンプルであり、突出距離Ld(図6)がゼロよりも大きかった。具体的には、A-18番からA-23番の突出距離Ldは、10mmであった。また、A-24番からA-28番の突出距離Ldは、サンプル番号の順に、1、3、5、7、9(mm)であった。なお、A-18番からA-28番の他の構成については、以下の通りであった。すなわち、平均被覆率は、69%以上、95%以下であった。気孔率は、3.3%以上、3.9%以下であった。特定粒数は、8個以上、11個以下であった。最小厚さTは、3μm以上、13μm以下であった。そして、磁性体構造物200dのセラミックは、Si、B、Pのうちの少なくとも1つを含んでいた。
 耐久前と耐久後とのそれぞれにおいて、A-18番からA-28番のノイズ強度は、A-1番からA-17番の任意のサンプルの同じ周波数のノイズ強度よりも、小さかった。この理由は、図6で説明したように、突出距離Ldが大きい場合には、端子金具40dと主体金具50とによって形成されるコンデンサの容量が小さくなるので、電波ノイズが端子金具40dから絶縁体10dを介して主体金具50へ流れることが抑制されるからである。
 良好なノイズ抑制能力を実現したA-18番からA-28番の突出距離Ldは、小さい順に、1、3、5、7、9、10(mm)であった。これらの6個の値のうちの任意の値を、突出距離Ldの好ましい範囲(下限以上、上限以下の範囲)の上限として採用可能である。また、これらの値のうちの上限以下の任意の値を、下限として採用可能である。例えば、突出距離Ldとして、1mm以上、10mm以下の値を採用可能である。なお、ノイズ抑制の能力は、突出距離Ldが大きいほど良いと推定される。従って、突出距離Ldがゼロよりも大きい場合、すなわち、磁性体構造物200dの後端200deが、主体金具50の後端53eよりも後端方向D2側に位置している場合には、磁性体構造物200dの全体が、主体金具50の後端53eよりも先端方向D1側に配置されている場合と比べて、ノイズを抑制できると推定される。また、突出距離Ldの上限としては、更に大きい値(例えば、20mm)を採用可能と推定される。また、突出距離Ldの好ましい範囲に関する上記の説明は、抵抗体70、70dを有するスパークプラグ100、100b、100dにも適用可能と推定される。但し、A-1番からA-17番のように、磁性体構造物200dの全体が、主体金具50の後端53eよりも先端方向D1側に配置されてもよい。
G-9.鉄含有酸化物について:
 磁性領域830を形成する鉄含有酸化物としては、表2から表4の鉄含有酸化物、例えば、FeOと、Feと、Feと、Niと、Mnと、Cuと、Srと、Baと、Znと、Yと、のうちの少なくとも1つを含む鉄含有酸化物を採用可能である。また、電波ノイズを抑制可能な鉄含有酸化物としては、表2から表4のサンプルに含まれる鉄含有酸化物に限らず、他の種々の鉄含有酸化物(例えば、種々のフェライト)を採用可能と推定される。また、磁性領域830が、複数種類の鉄含有酸化物で形成されてもよい。
 以上、抵抗体70dを有するスパークプラグ100d(図4)のサンプルと、抵抗体70dを有さないスパークプラグ100e(図7)のサンプルとを用いて、スパークプラグの構成(例えば、磁性体構造物200dの構成)について検討した。ここで、抵抗体70dが省略される場合には、磁性体構造物200dが、抵抗体70dの代わりに、電流を抑制する抵抗体として機能し得る。従って、抵抗体70dを有するスパークプラグ100d(図4)のサンプルの評価結果から導かれた好ましい構成を、抵抗体70dを有さないスパークプラグ100e(図7)に適用可能と推定される。例えば、突出距離Ldの好ましい範囲を、図7のスパークプラグ100eに適用してもよい。また、抵抗体70dを有さないスパークプラグ100e(図7)のサンプルの評価結果から導かれた好ましい構成を、抵抗体70dを有するスパークプラグ100d(図4)に適用可能と推定される。例えば、平均被覆率の好ましい範囲と、気孔率の好ましい範囲と、特定粒数の好ましい範囲と、最小厚さTの好ましい範囲と、セラミック領域810と導電領域820と磁性領域830とのそれぞれの好ましい材料とを、図4のスパークプラグ100dに適用してもよい。
E.変形例
(1)磁性体210、210bの材料としては、MnZnフェライトに限らず、種々の磁性材料を採用可能である。例えば、種々の強磁性材料を採用可能である。ここで、強磁性材料は、自発磁化を形成している材料である。強磁性材料としては、例えば、フェライト(スピネル型を含む)などの酸化鉄を含む材料や、アルニコ(Al-Ni-Co)などの鉄合金などの、種々の材料を採用可能である。このような強磁性材料を採用すれば、電波ノイズを適切に抑制できる。また、強磁性材料に限らず、常磁性材料を採用してもよい。この場合も、電波ノイズを抑制できる。
(2)磁性体構造物の構成としては、図1、図2に示す構成に限らず、磁性体と導電体とを有する種々の構成を採用可能である。例えば、コイル状の導電体が、磁性体の内部に、埋設されてもよい。一般には、磁性体構造物の先端方向D1側の端と後端方向D2側の端とを結ぶ導電経路上において、導電体が磁性体の少なくとも一部と並列に接続されているような構成を採用することが好ましい。このような構成を採用すれば、磁性体によって電波ノイズを抑制できる。さらに、導電体によって磁性体構造物の両端抵抗値を低減できるので、磁性体構造物の温度が高くなることを抑制できる。この結果、磁性体構造物の損傷を抑制できる。
 また、磁性体構造物の構成としては、図4、図5で説明したように、導電体としての導電性物質と、磁性体と、セラミックと、が混合された部材を採用してもよい。ここで、導電性物質は、複数種類の導電性物質を含んでもよい(例えば、金属とペロブスカイト型酸化物との両方)。また、磁性体は、複数種類の鉄含有酸化物を含んでも良い(例えば、Feと六方晶フェライトであるBaFe1219との両方)。また、セラミックは、複数種類の成分を含んでもよい(例えば、SiOとBとの両方)。いずれの場合も、導電性物質と、磁性体としての鉄含有酸化物と、セラミックと、の組合せとしては、表2、表3のサンプルの組合せに限らず、他の種々の組合せを採用可能である。いずれの場合も、導電性物質の組成と鉄含有酸化物の組成とは、種々の方法で特定可能である。例えば、微小X線回折法で組成を特定してもよい。
(3)磁性体構造物200dに含まれるセラミックは、導電性物質と磁性体(ここでは、鉄含有酸化物)とを支持している。このように導電性物質と磁性体とを支持するセラミックとしては、種々のセラミックを採用可能である。例えば、非晶質のセラミックを採用してもよい。非晶質のセラミックとしては、例えば、SiO、B、Pから任意に選択された1以上の成分を含むガラスを採用可能である。これに代えて、結晶性のセラミックを採用してもよい。結晶性のセラミックとしては、例えば、LiO-Al-SiO系ガラスなどの結晶化ガラス(ガラスセラミックとも呼ばれる)を採用してもよい。いずれの場合も、表2、表3のA-1番からA-30番のように、珪素(Si)とホウ素(B)とリン(P)とのうちの少なくとも1つを含むセラミックを採用することによって、適切なノイズ抑制の能力と適切な耐久性とを実現できると推定される。
(4)磁性体構造物200dの導電領域820を形成する導電性物質としては、種々の導電性物質を採用可能と推定される。磁性体構造物200dの良好な耐久性を実現するためには、良好な耐酸化性を有する導電性物質を採用することが好ましい。また、電気抵抗率が50Ω・m以下の導電性物質を採用すれば、大電流が流れた場合の発熱による劣化を抑制できる。例えば、導電領域820の材料としては、金属と、炭素と、炭素化合物と、ペロブスカイト型酸化物と、のうちの少なくとも1つを含む材料を採用してもよい。金属としては、例えば、Ag、Cu、Ni、Sn、Fe、Cr、インコネル、センダスト、パーマロイから任意に選択された1以上の金属を採用可能である。炭素化合物としては、例えば、Cr、TiCから任意に選択された1以上の化合物を採用可能である。
 ペロブスカイト型酸化物については、以下の通りである。ペロブスカイト型酸化物は、一般式ABOで表される。先頭の元素A(例えば、LaMnOの「La」)は、Aサイトの元素を示し、続く元素B(例えば、LaMnOの「Mn」)は、Bサイトの元素を示している。結晶構造が歪みの無い立方晶である場合には、Bサイトは、6配位のサイトであり、酸素によって構成される8面体に囲まれており、Aサイトは、12配位のサイトである。このようなペロブスカイト型酸化物としては、例えば、LaMnO、LaCrO、LaCoO、LaFeO、NdMnO、PrMnO、YbMnO、YMnO、SrTiO、SrCrOの10個の酸化物から任意に選択された1以上の酸化物を採用可能である。これらの酸化物は、電気抵抗が小さく安定であるので、良好なノイズ抑制能力と耐久性とを実現可能である。
 また、Bサイトの元素が異なる場合であっても、Aサイトの元素が同じである複数種類のペロブスカイト型酸化物は、同程度のノイズ抑制の能力と同程度の耐久性とを実現可能であると推定される。例えば、上記の10個のペロブスカイト型酸化物のAサイトの元素は、La、Nd、Pr、Yb、Y、Srから選択されている。磁性体構造物200dの導電性物質が、AサイトがLa、Nd、Pr、Yb、Y、Srの少なくとも1つであるペロブスカイト型酸化物を含む場合には、ノイズを抑制でき、良好な耐久性を実現できると推定される。なお、ペロブスカイト型酸化物としては、Aサイトの元素として複数種類の元素を有する酸化物を採用してもよい。また、導電性物質は、複数種類のペロブスカイト型酸化物を含んでもよい。
 いずれの場合も、磁性体構造物200dの導電領域820に含まれる元素は、EPMA分析によって特定可能である。
(5)図4、図5、図7で説明した磁性体構造物200dの製造方法としては、絶縁体10dの貫通孔12dの内に磁性体構造物200dの材料を配置して焼成する方法に代えて、他の任意の方法を採用可能である。例えば、成形型を用いて磁性体構造物200dの材料を円柱状に成形し、成形体を焼成することによって円柱状の焼成済の磁性体構造物200dを形成してもよい。そして、絶縁体10dの貫通孔12d内に他の部材(例えば、図4の部材60d、70d、75d、80d、または、図7の部材60e、80e)の材料粉末を投入するときに、磁性体構造物200dの材料粉末の代わりに、焼成済の磁性体構造物200dを貫通孔12d内に挿入すればよい。そして、絶縁体10dを加熱した状態で端子金具40d、40eを後開口14から貫通孔12dに挿入することによって、接続部(例えば、図4の接続部300d、または、図7の接続部300e)を形成できる。
(6)磁性体構造物の構成としては、図1、図2、図4、図5、図7に示す構成に限らず、他の種々の構成を採用可能である。例えば、図4、図5で説明した磁性体構造物200dの構成を、図1、図2の磁性体構造物200、200bに適用してもよい。例えば、図1、図2の磁性体210、210bとして、図4、図5で説明した磁性体構造物200dと同じ構成の部材を採用してもよい。また、図6で説明したスパークプラグ100dの構成を、図1、図2、図7のスパークプラグ100、100b、100eに適用してもよい。例えば、図1、図2、図7の磁性体構造物200、200b、200dの後端が、主体金具50の後端よりも後端方向D2側に位置してもよい。ただし、磁性体構造物200、200b、200dの後端が、主体金具50の後端よりも先端方向D1側に位置してもよい。また、図1、図2で説明したスパークプラグ100、100bの構成を、図4、図5、図7のスパークプラグ100d、100eに適用してもよい。例えば、図4、図7の磁性体構造物200dの外周面を、図1、図2の被覆部290、290bと同様の被覆部によって被覆してもよい。また、磁性体構造物200dの両端抵抗値が、磁性体構造物200、200bの両端抵抗値の上記の好ましい範囲内となるように、磁性体構造物200dを形成してもよい(例えば、ゼロΩ以上、3kΩ以下の範囲内、または、ゼロΩ以上、1kΩ以下の範囲内)。ただし、磁性体構造物200dの両端抵抗値が、上記の好ましい範囲外であってもよい。また、抵抗体70、70dとシール部60、60d、60e、75、75b、75d、80、80b、80d、80eとの少なくとも1つは、結晶性のセラミックを含んでも良い。また、磁性体構造物200dが抵抗体70dよりも先端方向D1側に配置されてもよい。また、シール部60、60d、60e、75、75b、75d、80、80b、80d、80eの少なくとも1つが省略されてもよい。
(7)スパークプラグの構成としては、図1、図2、表1、図4から図7、表2から表4で説明した構成に限らず、種々の構成を採用可能である。例えば、中心電極20のうちのギャップgを形成する部分に、貴金属チップを設けても良い。また、接地電極30のうちのギャップgを形成する部分に、貴金属チップを設けてもよい。貴金属チップの材料としては、イリジウムや白金等の貴金属を含む合金を採用可能である。
 また、上記の各実施形態では、接地電極30の先端部31が、中心電極20の先端方向D1側を向く面である先端面20s1と対向して、ギャップgを形成している。この代わりに、接地電極30の先端部が、中心電極20の外周面と対向して、ギャップを形成してもよい。
 以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。
 本開示は、内燃機関等に使用されるスパークプラグに、好適に利用できる。
5...ガスケット、6...第1後端側パッキン、7...第2後端側パッキン、8...先端側パッキン、9...タルク、10、10c、10d...絶縁体(絶縁碍子)、10i...内周面、11...第2縮外径部、12、12c、12d...貫通孔(軸孔)、13...脚部、14...後開口、15...第1縮外径部、16...縮内径部、17...先端側胴部、18...後端側胴部、19...鍔部、20...中心電極、20s1...先端面、21...電極母材、22...芯材、23...頭部、24...鍔部、25...脚部、30...接地電極、31...先端部、35...母材、36...芯部、40、40c、40d、40e...端子金具、41...キャップ装着部、42...鍔部、43、43c、43d、43e...脚部、50...主体金具、51...工具係合部、52...ネジ部、53...加締部、54...座部、55...胴部、56...縮内径部、58...変形部、59...貫通孔、60、60d、60e...第1導電性シール部、70、70d...抵抗体、75、75b、75c、75d、80e...第2導電性シール部、80、80b、80d...第3導電性シール部、100、100b、100c、100d、100e...スパークプラグ、200、200b、200d...磁性体構造物、210、210b...磁性体、220、220b...導電体、290、290b...被覆部、300、300b、300c、300d、300e...接続部、800...対象領域、810...セラミック領域、812...気孔812、820...導電領域、825...被覆領域825、830...磁性領域、835...磁性粒領域、840...複合粒領域、g...ギャップ、CL...中心軸(軸線)

Claims (16)

  1.  軸線の方向に延びる貫通孔を有する絶縁体と、
     前記貫通孔の先端側に少なくとも一部が挿入された中心電極と、
     前記貫通孔の後端側に少なくとも一部が挿入された端子金具と、
     前記貫通孔内で、前記中心電極と前記端子金具とを接続する接続部と、
     を備えるスパークプラグであって、
     前記接続部は、
      抵抗体と、
      前記抵抗体の先端側または後端側の前記抵抗体から離れた位置に配置された、磁性体と導電体とを含む磁性体構造物と、
     を有し、
     前記抵抗体と前記磁性体構造物とのうち、先端側に配置された部材を第1部材とし、後端側に配置された部材を第2部材としたときに、
     前記接続部は、さらに、
      前記第1部材の先端側に配置され、前記第1部材に接触する第1導電性シール部と、
      前記第1部材と前記第2部材との間に配置され、前記第1部材と前記第2部材とに接触する第2導電性シール部と、
      前記第2部材の後端側に配置され、前記第2部材に接触する第3導電性シール部と、
     を有する、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、
     前記磁性体構造物の先端から後端までの電気抵抗値は3kΩ以下である、
     スパークプラグ。
  3.  請求項2に記載のスパークプラグであって、
     前記磁性体構造物の前記先端から前記後端までの電気抵抗値は1kΩ以下である、
     スパークプラグ。
  4.  請求項1から3のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
     前記導電体は、前記磁性体の外周の少なくとも一部を囲む螺旋状のコイルを含み、
     前記コイルの電気抵抗値は、前記磁性体の電気抵抗値よりも、低い、
     スパークプラグ。
  5.  請求項1から3のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
     前記導電体は、前記磁性体を前記軸線の方向に貫通する導電部を含む、
     スパークプラグ。
  6.  請求項1から5のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
     前記磁性体構造物は、前記抵抗体の後端側に配置されている、スパークプラグ。
  7.  請求項1から6のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
     前記接続部は、さらに、前記磁性体構造物の外表面の少なくとも一部を覆い、前記磁性体構造物と前記絶縁体との間に介在する被覆部を有する、スパークプラグ。
  8.  請求項1から7のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
     前記磁性体は、酸化鉄を含む強磁性の材料を用いて形成されている、スパークプラグ。
  9.  請求項8に記載のスパークプラグであって、
     前記強磁性の材料は、スピネル型フェライトである、スパークプラグ。
  10.  請求項1から9のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
     前記磁性体は、NiZnフェライト、または、MnZnフェライトである、スパークプラグ。
  11.  請求項1から3のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
     前記磁性体構造物は、
      1)前記導電体としての、導電性物質と、
      2)前記磁性体としての、鉄含有酸化物と、
      3)珪素(Si)とホウ素(B)とリン(P)とのうちの少なくとも1つを含むセラミックと、
     を含み、
     前記磁性体構造物の前記軸線を含む断面において、
      前記軸線を中心線とし、前記軸線に垂直な方向の大きさが2.5mmであり、前記軸線の方向の大きさが5.0mmである矩形領域を、対象領域としたときに、
      前記対象領域において、前記鉄含有酸化物の領域は、複数の粒状の領域を含み、
      前記対象領域において、前記複数の粒状の領域のそれぞれの縁の少なくとも一部は、前記導電性物質によって被覆されており、
      前記粒状の領域の前記縁の全長に対する前記導電性物質によって被覆されている部分の長さの割合を被覆率としたときに、前記対象領域において、前記複数の粒状の領域の前記被覆率の平均値は、50%以上である、
     スパークプラグ。
  12.  請求項11に記載のスパークプラグであって、
     前記磁性体構造物の前記断面上の前記対象領域のうち、前記鉄含有酸化物の前記領域を除いた残りの領域において、気孔率が5%以下である、
     スパークプラグ。
  13.  請求項11または12に記載のスパークプラグであって、
     前記磁性体構造物の前記断面上の前記対象領域内において、前記粒状の領域の面積と同じ面積を有する円の直径が、400μm以上、1500μm以下の範囲内である粒状の領域の総数が、6以上である、
     スパークプラグ。
  14.  請求項11から13のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
      前記磁性体構造物の前記断面上の前記対象領域において、前記粒状の領域の縁を被覆する前記導電性物質の最小の厚さは、1μm以上、25μm以下である、スパークプラグ。
  15.  請求項11から14のいずれか1項に記載のスパークプラグであって、
     前記絶縁体の径方向の周囲に配置される主体金具を有し、
     前記磁性体構造物は、前記抵抗体の後端側に配置され、
     前記磁性体構造物の後端は、前記主体金具の後端よりも後端側に位置している、
     スパークプラグ。
  16.  軸線の方向に延びる貫通孔を有する絶縁体と、
     前記貫通孔の先端側に少なくとも一部が挿入された中心電極と、
     前記貫通孔の後端側に少なくとも一部が挿入された端子金具と、
     前記貫通孔内で、前記中心電極と前記端子金具とを接続する接続部と、
     を備えるスパークプラグであって、
     前記接続部は、磁性体と導電体とを含む磁性体構造物を含み、
     前記磁性体構造物は、
      1)前記導電体としての、導電性物質と、
      2)前記磁性体としての、鉄含有酸化物と、
      3)珪素(Si)とホウ素(B)とリン(P)とのうちの少なくとも1つを含むセラミックと、
     を含み、
     前記磁性体構造物の前記軸線を含む断面において、
      前記軸線を中心線とし、前記軸線に垂直な方向の大きさが2.5mmであり、前記軸線の方向の大きさが5.0mmである矩形領域を、対象領域としたときに、
      前記対象領域において、前記鉄含有酸化物の領域は、複数の粒状の領域を含み、
      前記対象領域において、前記複数の粒状の領域のそれぞれの縁の少なくとも一部は、前記導電性物質によって被覆されており、
      前記粒状の領域の前記縁の全長に対する前記導電性物質によって被覆されている部分の長さの割合を被覆率としたときに、前記対象領域において、前記複数の粒状の領域の前記被覆率の平均値は、50%以上である、
     スパークプラグ。
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