WO2022059658A1 - スパークプラグ - Google Patents

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WO2022059658A1
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titanium oxide
resistor
terminal fitting
center electrode
resistance layer
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研悟 藤村
翔麻 津曲
宗 都原
裕一 山田
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日本特殊陶業株式会社
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    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/40—Sparking plugs structurally combined with other devices
    • H01T13/41—Sparking plugs structurally combined with other devices with interference suppressing or shielding means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T13/00—Sparking plugs
    • H01T13/20—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation
    • H01T13/34—Sparking plugs characterised by features of the electrodes or insulation characterised by the mounting of electrodes in insulation, e.g. by embedding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T21/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs
    • H01T21/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture or maintenance of spark gaps or sparking plugs of sparking plugs

Definitions

  • the technology disclosed herein relates to spark plugs.
  • a terminal fitting is inserted / fixed on one end side of the shaft hole of the insulator, and a center electrode is inserted / fixed on the other end side, and in the shaft hole. It is known to have a structure in which a resistor is arranged between a terminal fitting and a center electrode. The resistor functions as an electric resistance between the terminal fitting and the center electrode, thereby suppressing the generation of radio wave noise during spark discharge.
  • the spark plug disclosed by the present specification is held by a tubular main metal fitting, a tubular insulator having a shaft hole extending in the axial direction and held inside the main metal fitting, and one end of the shaft hole.
  • a center electrode, a terminal fitting held at the other end of the shaft hole, and a resistor arranged between the center electrode and the terminal fitting in the shaft hole and containing glass and a conductive material are provided.
  • the resistor is arranged on the most center electrode side and is arranged on the titanium oxide-containing region containing titanium oxide and on the terminal fitting side of the titanium oxide-containing region, and the titanium oxide content is in the titanium oxide-containing region.
  • the titanium oxide reduction region which is lower than or does not contain titanium oxide, is provided, and the titanium oxide content decreases from the center electrode side to the terminal fitting side as a whole.
  • both electrical durability and radio noise suppression performance can be achieved at the same time.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the spark plug of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the axial length of the first resistance layer provided in the spark plug of the first embodiment.
  • FIG. 3 is another schematic cross-sectional view for explaining the axial length of the first resistance layer provided in the spark plug of the first embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the spark plug of the second embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the spark plug of the third embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the spark plug of the fourth embodiment.
  • the spark plug disclosed in the present specification includes a tubular main metal fitting, a tubular insulator held inside the main metal fitting and having a shaft hole extending in the axial direction, and one end of the shaft hole.
  • the resistor is arranged on the most central electrode side, and the titanium oxide-containing region containing titanium oxide and the terminal fitting side of the titanium oxide-containing region are arranged, and the titanium oxide content is the oxidation.
  • a titanium oxide reduction region that is lower than the titanium-containing region or does not contain titanium oxide is provided, and the titanium oxide content decreases from the center electrode side to the terminal fitting side as a whole.
  • the resistor has a plurality of layers, and the content of titanium oxide is the center.
  • the resistance gradually decreases from the electrode side toward the terminal fitting side, and the resistor is not clearly divided into multiple layers, and the titanium oxide content increases from the center electrode side toward the terminal fitting side. Includes both cases of continuous decline.
  • the content of titanium oxide in the titanium oxide-containing region may be 1% by mass or more and 15% by mass or less.
  • titanium oxide When the content of titanium oxide is 1% by mass or more, sufficient electrical durability can be obtained. When the content of titanium oxide is 15% by mass or less, a sufficient effect of suppressing radio wave noise is maintained.
  • the spark plug may have a titanium oxide-free region that does not contain titanium oxide as the titanium oxide reduction region.
  • Radio noise can be further suppressed by setting the region of the resistor closest to the terminal fitting as the titanium oxide-free region.
  • the titanium oxide content of the resistor may be gradually decreased from the center electrode side to the terminal fitting side.
  • the titanium oxide content of the resistor may gradually decrease from the center electrode side toward the terminal fitting side.
  • the length of the titanium oxide-containing region may be 1 mm or more.
  • the titanium oxide reduction region may have an end on the terminal fitting side closer to the terminal fitting than the main fitting.
  • the crystal structure of titanium oxide contained in the resistor may be composed only of rutile type.
  • the electrical durability can be further improved when the crystal structure of titanium oxide contained in the resistor is the rutile type rather than the anatase type.
  • the spark plug 1 is attached to the cylinder head of the internal combustion engine and is used to ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine.
  • the spark plug 1 includes an insulator 10, a main metal fitting 20, a center electrode 30, a terminal metal fitting 40, a resistor 50, sealing members 60 and 70, and a ground electrode 80. ..
  • the one-dot broken line in FIG. 1 indicates the axis AX of the spark plug 1.
  • axis direction the direction parallel to the axis AX (vertical direction in FIG. 1)
  • the lower side in FIG. 1 is referred to as the front end side of the spark plug 1
  • the upper side in FIG. 1 is referred to as the rear end side of the spark plug 1.
  • the insulator 10 is a substantially cylindrical member having a shaft hole 11 extending along the axis AX and extending in the axial direction inside.
  • the insulator 10 is formed by using ceramics such as alumina.
  • the main metal fitting 20 is a member used when the spark plug 1 is attached to the cylinder head. As shown in FIG. 1, the main metal fitting 20 has a cylindrical shape extending in the axial direction as a whole, and is made of a conductive metal material (for example, a low carbon steel material).
  • the main metal fitting 20 is provided with a through hole 21 penetrating in the axial direction inside, and the insulator 10 is held inside the main metal fitting 20 so as to be inserted through the through hole 21.
  • the rear end of the insulator 10 projects outward (upper side in FIG. 1) from the rear end of the main metal fitting 20.
  • the tip of the insulator 10 projects outward (lower side in FIG. 1) from the tip of the main metal fitting 20.
  • the center electrode 30 includes a rod-shaped center electrode main body 31 extending along the axial direction and a columnar tip 32 attached to the tip of the center electrode main body 31.
  • the center electrode body 31 is held on the tip end side of the shaft hole 11 of the insulator 10 so that the tip portion thereof is exposed to the outside of the insulator 10.
  • the center electrode main body 31 is made of nickel (Ni) or a nickel-based alloy containing the largest amount of nickel (for example, NCF600, NCF601, etc.).
  • the center electrode main body 31 may have a two-layer structure including an outer layer portion (base material) made of nickel or a nickel-based alloy and a core portion embedded in the outer layer portion.
  • the core portion is preferably formed of copper (Cu), which has higher thermal conductivity than the outer layer portion, or a copper-based alloy containing the largest amount of copper.
  • the chip 32 contains a precious metal such as platinum or iridium as a main component. The chip 32 can be omitted.
  • the terminal fitting 40 is a rod-shaped member extending in the axial direction, and is held on the rear end side of the shaft hole 11 of the insulator 10 so that its rear end is exposed to the outside of the insulator 10. Has been done.
  • the terminal fitting 40 is arranged in the shaft hole 11 on the rear end side of the center electrode 30.
  • the terminal fitting 40 is made of a conductive metal material (for example, low carbon steel).
  • the surface of the terminal fitting 40 may be plated with nickel or the like for the purpose of corrosion protection or the like.
  • the terminal fitting 40 includes a flange portion 41 formed at a predetermined position in the axial direction, a terminal connection portion 42 located on the rear end side of the flange portion 41, and a leg portion 43 on the tip end side of the flange portion 41. I have.
  • the leg portion 43 is inserted into the shaft hole 11 of the insulator 10.
  • the terminal connection portion 42 is exposed on the rear end side of the insulator 10.
  • a plug cap to which a high-voltage cable (not shown) is connected is attached to the terminal connection portion 42, and a high voltage for generating a discharge is applied.
  • the resistor 50 is arranged between the tip of the terminal fitting 40 and the rear end of the center electrode 30 in the shaft hole 11 of the insulator 10.
  • the resistor 50 has, for example, a resistance value of 1 k ⁇ or more (for example, 5 k ⁇ ), and has a function of reducing radio wave noise when a spark is generated. The detailed configuration of the resistor 50 will be described later.
  • a conductive sealing member 60 is arranged between the tip of the resistor 50 in the shaft hole 11 and the rear end of the center electrode 30. Further, a conductive sealing member 70 is arranged between the rear end of the resistor 50 in the shaft hole 11 and the tip of the terminal fitting 40.
  • the sealing members 60 and 70 are formed of a composition containing a conductive material, for example, glass particles such as B2O3 - SiO2 system and metal particles (Cu, Fe, etc.).
  • the ground electrode 80 has a shape bent in a substantially L shape in the middle as a whole, and its rear end is joined to the tip of the main metal fitting 20. Then, the tip portion thereof is arranged so as to face the tip 32 at the tip of the center electrode 30 while maintaining a distance.
  • the ground electrode 80 and the main metal fitting 20 are joined to each other by, for example, resistance welding, laser welding, or the like. As a result, the ground electrode 80 and the main metal fitting 20 are electrically connected to each other.
  • the ground electrode 80 is made of, for example, nickel or a nickel-based alloy.
  • the resistor 50 is formed of a composition containing glass particles as a main component and a conductive material.
  • a material such as B 2 O 3 -SiO 2 system, BaO-B 2 O 3 system, SiO 2 -B 2 O 3 -CaO-BaO system can be adopted.
  • the conductive material for example, a non-metal conductive material such as carbon particles (carbon black or the like), TiC particles, TiN particles, or a metal such as Al, Mg, Ti, Zr and Zn can be adopted.
  • the resistor 50 of the present embodiment further contains titanium oxide particles.
  • the resistor 50 has a two-layer structure, and has a first resistance layer 50A (an example of a titanium oxide-containing region) arranged on the center electrode 30 side and a second resistance layer 50B (an example of a titanium oxide-containing region) arranged on the terminal fitting 40 side. It is composed of an example of a titanium oxide reduction region). Both the first resistance layer 50A and the second resistance layer 50B contain titanium oxide. The second resistance layer 50B arranged closer to the terminal fitting 40 than the first resistance layer 50A has a lower titanium oxide content than the first resistance layer 50A.
  • the effect of suppressing an increase in resistance value is improved.
  • the amount of titanium oxide added to the resistor 50 is increased for the purpose of improving the electrical durability, the effect of suppressing radio wave noise is reduced.
  • the content of titanium oxide in the first resistance layer 50A is 1% by mass or more. When the content of titanium oxide is 1% by mass or more, sufficient electrical durability can be obtained. Further, it is preferable that the content of titanium oxide in the first resistance layer 50A is 15% by mass or less. Even in the region of the resistor 50 on the center electrode 30 side, if the titanium oxide content is too high, there is a concern that the effect of suppressing radio wave noise may be reduced. When the content of titanium oxide is 15% by mass or less in this region, a sufficient effect of suppressing radio wave noise is maintained.
  • the length L of the first resistance layer 50A in the axial direction is preferably 1 mm or more. This is because sufficient electrical durability can be ensured if the thickness is 1 mm or more.
  • the axial length L of the first resistance layer 50A is represented by the distance between the end E1 on the center electrode 30 side and the end E2 on the terminal fitting 40 side in the first resistance layer 50A.
  • the end E1 on the center electrode 30 side has a flat end surface (interface with the seal member 60) on the center electrode 30 side of the first resistance layer 50A, and is a surface perpendicular to the axis AX. For example, it means the end face.
  • the end surface of the first resistance layer 50A on the center electrode 30 side has irregularities or is inclined diagonally with respect to the axis AX
  • the end surface of the first resistance layer 50A on the center electrode 30 side means a plane perpendicular to the axis AX, including the portion of the first resistance layer 50A closest to the center position in the axis direction.
  • the end surface of the first resistance layer 50A on the center electrode 30 side is a concave surface whose central portion is recessed toward the tip side
  • the end E1 is perpendicular to the axis AX including the peripheral edge of the end surface. It is a face. Further, as shown in FIG.
  • the end E1 is on the axis AX including the central portion of the end surface. It is a vertical surface. The same applies to the end E2 on the terminal fitting 40 side.
  • the end E3 on the terminal fitting 40 side is closer to the terminal fitting 40 than the main fitting 20.
  • radio wave noise tends to leak from the end of the main metal fitting 20 on the terminal metal fitting 40 side. If the end E3 on the terminal fitting 40 side of the second resistance layer 50B is closer to the terminal fitting 40 than the main fitting 20, it is effective that radio wave noise leaks from the end on the terminal fitting 40 side in the main fitting 20. Can be suppressed.
  • the end E3 on the terminal fitting 40 side of the second resistance layer 50B has a flat end surface (interface with the sealing member 70) on the terminal fitting 40 side of the second resistance layer 50B and is perpendicular to the axis AX. If, it means the end face. If the end surface of the second resistance layer 50B on the terminal fitting 40 side has irregularities or is inclined diagonally with respect to the axis AX, the end surface of the second resistance layer 50B on the terminal fitting 40 side. It means a plane perpendicular to the axis AX, including the portion closest to the center electrode 30 side.
  • the crystal structure of titanium oxide contained in the resistor 50 is preferably composed of only rutile type.
  • the crystal structure of titanium oxide is rutile type rather than anatase type, the electrical durability can be further improved.
  • the center electrode 30 is inserted into the shaft hole 11 from the rear end side.
  • the center electrode 30 is held on the tip end side of the shaft hole 11.
  • the raw material powder of the sealing member 60 is poured into the inside of the shaft hole 11 from the rear end side and filled around the rear end portion of the center electrode 30.
  • the raw material powder of the filled seal member 60 is precompressed using a press pin.
  • the raw material powder of the first resistance layer 50A is poured into the inside of the shaft hole 11 from the rear end side, and the raw material powder of the seal member 60 after precompression is overlaid and filled, and precompressed.
  • the raw material powder of the second resistance layer 50B is poured into the inside of the shaft hole 11 from the rear end side, and the raw material powder of the first resistance layer 50A after precompression is overlaid and filled, and precompressed.
  • the raw material powder of the first resistance layer 50A contains more titanium oxide than the raw material powder of the second resistance layer 50B.
  • the raw material powder of the seal member 70 is poured into the inside of the shaft hole 11 from the rear end side, and the raw material powder of the second resistance layer 50B after precompression is overlaid and filled, and precompressed.
  • the insulator 10 into which the terminal fitting 40 is inserted is installed in an electric furnace, and the raw material powders of the sealing members 60, 70, the first resistance layer 50A and the second resistance layer 50B are heated while being compressed by the terminal fitting 40. Each raw material powder is compressed and sintered to form sealing members 60 and 70, a first resistance layer 50A and a second resistance layer 50B.
  • the spark plug 1 is completed by performing necessary processes such as assembling the main metal fitting 20 and processing the ground electrode 80.
  • the spark plug 1 of the present embodiment includes a resistor 50, and the resistor 50 is arranged on the side of the center electrode 30 most from the first resistance layer 50A containing titanium oxide and the first resistance layer 50A. Is also arranged on the terminal fitting 40 side, and includes a second resistance layer 50B having a titanium oxide content lower than that of the first resistance layer 50A.
  • the first resistance layer 50A which is the region of the resistor 50 on the side of the center electrode 30
  • the second resistance layer 50B having a relatively low concentration of titanium oxide
  • the content of titanium oxide in the first resistance layer 50A is 1% by mass or more and 15% by mass or less.
  • the content of titanium oxide is 1% by mass or more, sufficient electrical durability can be obtained.
  • the content of titanium oxide is 15% by mass or less, a sufficient effect of suppressing radio wave noise is maintained.
  • the length L of the first resistance layer 50A is 1 mm or more. Electrical durability can be ensured at the position closest to the center electrode 30 among the resistors 50.
  • the end E3 on the terminal fitting 40 side is closer to the terminal fitting 40 than the main fitting 20. It is possible to further suppress the leakage of radio wave noise from the end of the main metal fitting 20 on the terminal metal fitting 40 side.
  • the crystal structure of titanium oxide contained in the resistor 50 consists only of the rutile type.
  • the electrical durability can be further improved.
  • the resistor 110 is arranged between the tip of the terminal fitting 40 and the rear end of the center electrode 30 in the shaft hole 11, and has a composition including glass particles as a main component and a conductive material. It is made of objects.
  • the resistor 110 has a two-layer structure, and has a first resistance layer 110A (an example of a titanium oxide-containing region) arranged on the center electrode 30 side and a second resistance layer 110B (an example of a titanium oxide-containing region) arranged on the terminal fitting 40 side. It is composed of a titanium oxide-reduced region and an example of a titanium oxide-free region).
  • the first resistance layer 110A contains titanium oxide.
  • the second resistance layer 110B does not contain titanium oxide.
  • titanium oxide-free does not mean only that titanium oxide is not contained at all, but also means that titanium oxide below the detection limit is present as an impurity.
  • the detection of titanium oxide in the resistor can be performed, for example, by performing elemental analysis by EDS (Energy Dispersive X-ray spectroscopy) to check for the presence or absence of titanium.
  • the same action and effect as in the first embodiment are exhibited.
  • the region of the resistor 110 on the terminal fitting 40 side is a second resistance layer 110B containing no titanium oxide. As a result, radio wave noise can be further suppressed.
  • the spark plug 120 of the present embodiment has a different structure of the resistor 130 from the first embodiment.
  • the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the resistor 130 is arranged between the tip of the terminal fitting 40 and the rear end of the center electrode 30 in the shaft hole 11, and has a composition including glass particles as a main component and a conductive material. It is made of objects.
  • the resistor 130 has a three-layer structure, and in order from the tip side, the first resistance layer 130A (an example of a titanium oxide-containing region), the second resistance layer 130B (an example of a titanium oxide reduction region), and the third resistance layer. 130C (an example of the titanium oxide reduction region) is arranged.
  • the content of titanium oxide in the resistor 130 gradually decreases from the center electrode 30 side toward the terminal fitting 40 side. More specifically, the first resistance layer 130A located closest to the center electrode 30 contains the largest amount of titanium oxide. The second resistance layer 130B and the third resistance layer 130C located closer to the terminal fitting 40 than the first resistance layer 130A have a lower titanium oxide content than the first resistance layer 130A. Of these two, the third resistance layer 130C, which is closer to the terminal fitting 40, has a lower titanium oxide content than the second resistance layer 130B.
  • the spark plug 140 of the present embodiment has a different structure of the resistor 150 from the first embodiment.
  • the same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
  • the resistor 150 is arranged between the tip of the terminal fitting 40 and the rear end of the center electrode 30 in the shaft hole 11, and has a composition including glass particles as a main component and a conductive material. It is made of objects.
  • the titanium oxide content continuously decreases from the center electrode 30 side toward the terminal fitting 40 side.
  • the region on the center electrode 30 side is the titanium oxide-containing region 150A
  • the region on the terminal fitting 40 side is the titanium oxide reduction region 150B.
  • Test example 1. A test example in which the relationship between the titanium oxide content and the load life characteristics (electrical durability) and radio noise characteristics of the resistor was investigated.
  • Test body A plurality of spark plugs having the same configuration as that of the first embodiment were prepared and used as a test body.
  • the resistor provided in each test piece has a two-layer structure having a resistance layer 1 arranged on the front end side (center electrode side) and a resistance layer 2 arranged on the rear end side (terminal metal fitting side).
  • the compositions of the resistance layer 1 and the resistance layer 2 are shown in Table 1 for each test piece.
  • the test piece has the same structure as that of the resistor except that the compositions of the resistance layer 1 and the resistance layer 2 of the resistor are different from each other.
  • the titanium oxide content contained in the resistance layer 1 and the resistance layer 2 was obtained by performing elemental analysis of the resistance layers 1 and 2 by EDS and converting the measured titanium content into the titanium oxide content. Elemental analysis was performed using a scanning electron microscope JSM-IT300 manufactured by JEOL Ltd. while scanning along the axis of the spark plug in an area of 300 ⁇ 300 ⁇ m.
  • Radio noise test A radio noise test was performed on each test piece. The radio noise test was conducted based on JASO (Japanese Automotive Standards Organization) D-002-2 "Automobile-Radio Noise Characteristics-Part 2 Prevention Device Measurement Method Box Method" in the region of 30 MHz or more and 1000 MHz or less. The amount of noise attenuation was measured. When the noise attenuation amount was less than 20 dB, it was determined that the radio wave noise suppression performance was insufficient, and it was indicated as "x" in Table 1. When the noise attenuation amount was 20 dB or more and 30 dB or less, it was determined that the radio wave noise suppression performance was sufficient, and “ ⁇ ” was displayed in Table 1. When the noise attenuation amount was 30 dB or more, it was judged that the radio wave noise suppression performance was more excellent, and it was indicated as " ⁇ " in Table 1.
  • Test example 1 Test piece for investigating the relationship between the length of the titanium oxide-containing region and the load life characteristic (electrical durability) of the resistor The length of the resistance layer 1 is determined based on the test example 5 of the above embodiment 1. Multiple spark plugs with different characteristics were prepared and used as test specimens. The test piece has the same structure as each other except that the lengths of the resistance layers 1 and 2 in the resistor are different. For each test example, Table 2 shows the length of the resistance layer 1 arranged on the tip side (center electrode side) of the resistors. Test Example 26 is the same as Test Example 4 in the embodiment.
  • the resistor 50 has a two-layer structure
  • the resistor 130 has a three-layer structure, but the resistor may have four or more layers. do not have.
  • the layer on the most center electrode side is the titanium oxide-containing region, and the other is the titanium oxide-reduced region.
  • the resistor 130 does not have the titanium oxide-free region, but the layer on the terminal fitting side may be the titanium oxide-free region. The same applies even when the resistor has four or more layers.
  • the region of the resistor closest to the terminal fitting side is titanium oxide. It may be a non-containing region and may not be a titanium oxide-free region.

Landscapes

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Abstract

スパークプラグ１は、筒状の主体金具２０と、主体金具２０の内側に保持され、軸線方向に延びる軸孔１１を有する筒状の絶縁体１０と、軸孔１１の一端に保持された中心電極３０と、軸孔１１の他端に保持された端子金具４０と、軸孔１１において中心電極３０と端子金具４０との間に配され、ガラスと導電材とを含む抵抗体５０と、を備え、抵抗体５０が、最も中心電極３０側に配され、酸化チタンを含む第１抵抗層５０Ａ（酸化チタン含有領域）と、第１抵抗層５０Ａよりも端子金具４０側に配され、酸化チタンの含有率が第１抵抗層５０Ａよりも低い第２抵抗層５０Ｂ（酸化チタン低減領域）と、を備え、全体として、中心電極３０側から端子金具４０側に向かって、酸化チタンの含有率が小さくなる。

Description

スパークプラグ
　本明細書によって開示される技術は、スパークプラグに関する。
　内燃機関に使用されるスパークプラグとして、絶縁体が有する軸孔の一方の端部側に端子金具を挿入・固定し、他方の端部側に中心電極を挿入・固定するとともに、軸孔内において端子金具と中心電極との間に抵抗体を配置する構造を備えるものが知られている。抵抗体は、端子金具と中心電極との間における電気抵抗として機能することによって、火花放電時の電波ノイズの発生を抑制する。
　スパークプラグの使用が長期間にわたると、抵抗体の抵抗値が徐々に増大して着火性能が低下する。この問題を解決するため、抵抗体に酸化チタン（ＴｉＯ２）を添加することで、抵抗値の上昇の抑制効果（電気的耐久性）を向上させる技術が提案されている（特許文献１参照）。
特開２０１５－１１８９１０号公報
　近年、車両の内燃機関には小型化、小排気量化が求められ、過給エンジンが使用されるようになっている。これによりスパークプラグには高電圧が要求され、抵抗体にも高い電気的耐久性が求められている。
　しかし、電気的耐久性の向上を目的として抵抗体への酸化チタンの添加量を多くすると、電波ノイズの抑制効果が低下する。近年、燃費改善のために車両の軽量化が求められており、一部の部品の材料は金属材料から、炭素繊維複合材料に代表される非金属材料に置き換えられている。非金属材料により形成された部品はシールド性能を有しないため、スパークプラグ自身に対する電波ノイズ抑制性能への要求が高くなっている。
　本明細書によって開示されるスパークプラグは、筒状の主体金具と、前記主体金具の内側に保持され、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状の絶縁体と、前記軸孔の一端に保持された中心電極と、前記軸孔の他端に保持された端子金具と、前記軸孔において前記中心電極と前記端子金具との間に配され、ガラスと導電材とを含む抵抗体と、を備え、前記抵抗体が、最も中心電極側に配され、酸化チタンを含む酸化チタン含有領域と、前記酸化チタン含有領域よりも前記端子金具側に配され、酸化チタンの含有率が前記酸化チタン含有領域よりも低い、または酸化チタンを含まない酸化チタン低減領域と、を備え、全体として、前記中心電極側から前記端子金具側に向かって、酸化チタンの含有率が小さくなる。
　本明細書によって開示されるスパークプラグによれば、電気的耐久性と電波ノイズ抑制性能とを両立できる。
図１は、実施形態１のスパークプラグの断面図である。 図２は、実施形態１のスパークプラグに備えられる第１抵抗層の軸線方向の長さを説明するための概略断面図である。 図３は、実施形態１のスパークプラグに備えられる第１抵抗層の軸線方向の長さを説明するための他の概略断面図である。 図４は、実施形態２のスパークプラグの断面図である。 図５は、実施形態３のスパークプラグの断面図である。 図６は、実施形態４のスパークプラグの断面図である。
［実施形態の概要］
（１）本明細書によって開示されるスパークプラグは、筒状の主体金具と、前記主体金具の内側に保持され、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状の絶縁体と、前記軸孔の一端に保持された中心電極と、前記軸孔の他端に保持された端子金具と、前記軸孔において前記中心電極と前記端子金具との間に配され、ガラスと導電材とを含む抵抗体と、を備え、前記抵抗体が、最も中心電極側に配され、酸化チタンを含む酸化チタン含有領域と、前記酸化チタン含有領域よりも前記端子金具側に配され、酸化チタンの含有率が前記酸化チタン含有領域よりも低い、または酸化チタンを含まない酸化チタン低減領域と、を備え、全体として、前記中心電極側から前記端子金具側に向かって、酸化チタンの含有率が小さくなる。
　抵抗値が上昇する場合には、抵抗体のうち主に中心電極側の領域で、ガラスの溶融が観察される。この領域において、酸化チタンを含有させることにより、ガラスの溶融を抑制し、電気的耐久性を向上させることができる。一方、電波ノイズは、主体金具において端子金具側の端部から発生しやすい。抵抗体のうち端子金具に近い領域を酸化チタン低減領域とすることで、電波ノイズの抑制効果が保たれる。
　なお、「全体として、前記中心電極側から前記端子金具側に向かって、酸化チタンの含有率が小さくなる」は、抵抗体が複数の層を有しており、酸化チタンの含有率が、中心電極側から端子金具側に向かって段階的に低下している場合と、抵抗体が明確に複数の層に分かれておらず、酸化チタンの含有率が、中心電極側から端子金具側に向かって連続的に低下している場合との双方を含む。
（２）上記のスパークプラグにおいて、前記酸化チタン含有領域における酸化チタンの含有率が１質量％以上１５質量％以下であっても構わない。
　酸化チタンの含有率が１質量％以上であると、充分な電気的耐久性を得ることができる。酸化チタンの含有率が１５質量％以下であると、電波ノイズの充分な抑制効果が保たれる。
（３）上記のスパークプラグにおいて、前記酸化チタン低減領域として、酸化チタンを含まない酸化チタン非含有領域を有していても構わない。
　抵抗体のうち端子金具に最も近い領域を酸化チタン非含有領域とすることにより、電波ノイズをより抑制できる。
（４）上記のスパークプラグにおいて、前記抵抗体の酸化チタンの含有率が、前記中心電極側から前記端子金具側に向かって段階的に低下していても構わない。
　あるいは、上記のスパークプラグにおいて、前記抵抗体の酸化チタンの含有率が、前記中心電極側から前記端子金具側に向かって徐々に低下していても構わない。
　酸化チタン含有領域と、酸化チタン低減領域との間で酸化チタン含有率が極端に異なる場合、２つの領域の境界位置で接触抵抗が発生しやすく、抵抗体の抵抗値を所望の範囲内で安定させることが困難となる場合がある。酸化チタン含有率を、抵抗体において中心電極側の一端から端子金具側の他端に向かって段階的に、あるいは連続的に変化させることで、接触抵抗の発生を抑制し、抵抗体の抵抗値を所望の範囲内で安定させることができる。
（５）上記のスパークプラグにおいて、前記酸化チタン含有領域の長さが１ｍｍ以上であっても構わない。
　抵抗体のうち最も中心電極に近い位置で、電気的耐久性を確保できる。
（６）上記のスパークプラグにおいて、前記酸化チタン低減領域は、端子金具側の端が前記主体金具よりも前記端子金具に近接していても構わない。
　主体金具において端子金具側の端部から電波ノイズが漏れ出ることをより抑制できる。
（７）上記のスパークプラグにおいて、前記抵抗体に含まれる酸化チタンの結晶構造がルチル型のみからなっていても構わない。
　抵抗体に含まれる酸化チタンの結晶構造がアナターゼ型であるよりもルチル型である方が、電気的耐久性をより向上させることができる。
［実施形態の詳細］
　本明細書によって開示される技術の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
［実施形態１］
　実施形態１を、図１から図３を参照しつつ説明する。スパークプラグ１は内燃機関のシリンダヘッドに取り付けられ、内燃機関の燃焼室内の混合気に着火するために用いられる。スパークプラグ１は、図１に示すように、絶縁体１０と、主体金具２０と、中心電極３０と、端子金具４０と、抵抗体５０と、シール部材６０、７０と、接地電極８０とを備える。図１の一点破線は、スパークプラグ１の軸線ＡＸを示している。以下の説明では、軸線ＡＸと平行な方向（図１の上下方向）を「軸線方向」という。また、図１における下側をスパークプラグ１の先端側といい、図１における上側をスパークプラグ１の後端側という。
　＜絶縁体１０＞
　絶縁体１０は、図１に示すように、軸線ＡＸに沿って延び、内部に軸線方向に延びる軸孔１１を有する略円筒状の部材である。絶縁体１０は、例えば、アルミナ等のセラミックスを用いて形成されている。
　＜主体金具２０＞
　主体金具２０は、スパークプラグ１をシリンダヘッドに取り付ける際に利用される部材である。この主体金具２０は、図１に示すように、全体として軸線方向に延びた円筒形状をなし、導電性の金属材料（例えば、低炭素鋼材）によって構成される。
　主体金具２０は、図１に示すように、内部に軸線方向に貫通する通し孔２１を備えており、その通し孔２１に挿通される形で、絶縁体１０が主体金具２０の内部で保持される。絶縁体１０の後端は、主体金具２０の後端から外側（図１の上側）へ突出している。絶縁体１０の先端部は、主体金具２０の先端から外側（図１の下側）へ突出している。
　＜中心電極３０＞
　中心電極３０は、図１に示すように、軸線方向に沿って延びる棒状の中心電極本体３１と、その中心電極本体３１の先端に取り付けられる円柱状のチップ３２とを備えている。中心電極本体３１は、その先端部が絶縁体１０の外部に露出するように、絶縁体１０の軸孔１１の先端側に保持されている。中心電極本体３１は、ニッケル（Ｎｉ）又はニッケルを最も多く含むニッケル基合金（例えば、ＮＣＦ６００、ＮＣＦ６０１等）によって構成される。なお、中心電極本体３１は、ニッケル又はニッケル基合金製からなる外層部（母材）と、その外層部に埋設された芯部とを含む２層構造であってもよい。その場合、芯部は、外層部よりも熱伝導性に優れる銅（Ｃｕ）又は銅を最も多く含む銅基合金から形成されることが好ましい。チップ３２は、例えば白金やイリジウムなどの貴金属を主成分とする。なお、チップ３２は省略可能である。
　＜端子金具４０＞
　端子金具４０は、図１に示すように、軸線方向に延びる棒状の部材であり、その後端部が絶縁体１０の外部に露出するように、絶縁体１０の軸孔１１の後端側に保持されている。端子金具４０は、軸孔１１内において、中心電極３０よりも後端側に配置されている。端子金具４０は、導電性の金属材料（例えば、低炭素鋼）で構成される。端子金具４０の表面には、防食等の目的でニッケル等のメッキが施されてもよい。端子金具４０は、軸線方向の所定位置に形成された鍔部４１と、鍔部４１よりも後端側に位置する端子接続部４２と、鍔部４１よりも先端側の脚部４３と、を備えている。脚部４３は、絶縁体１０の軸孔１１に挿入されている。端子接続部４２は、絶縁体１０よりも後端側に露出している。端子接続部４２には、図示しない高圧ケーブルが接続されたプラグキャップが装着され、放電を発生するための高電圧が印加される。
　＜抵抗体５０＞
　抵抗体５０は、図１に示すように、絶縁体１０の軸孔１１内において、端子金具４０の先端と中心電極３０の後端との間に配置される。抵抗体５０は、例えば、１ｋΩ以上の抵抗値（例えば、５ｋΩ）を有し、火花発生時の電波ノイズを低減する機能等を備えている。抵抗体５０の詳細な構成については後述する。
　＜シール部材６０、７０＞
　軸孔１１における抵抗体５０の先端と中心電極３０の後端との間には、導電性のシール部材６０が配置されている。また、軸孔１１における抵抗体５０の後端と端子金具４０の先端との間には、導電性のシール部材７０が配置されている。シール部材６０、７０は、導電性を有する材料、例えば、Ｂ２Ｏ３－ＳｉＯ２系等のガラス粒子と金属粒子（Ｃｕ、Ｆｅなど）とを含む組成物で形成されている。
　＜接地電極８０＞
　接地電極８０は、図１に示すように、全体的には途中で略Ｌ字状に折れ曲がった形状を有し、その後端が主体金具２０の先端に接合される。そして、その先端部が中心電極３０の先端にあるチップ３２と間隔を保ちつつ対向するように配される。接地電極８０と主体金具２０とは、例えば、互いに抵抗溶接、レーザ溶接等によって接合される。これにより、接地電極８０と主体金具２０とは、互いに電気的に接続される。接地電極８０は、例えば、ニッケル又はニッケル基合金からなる。
　中心電極３０の先端にあるチップ３２と、接地電極８０の先端部との間には、隙間があり、中心電極３０と接地電極８０との間に高電圧が印加されると、その隙間において、概ね軸線ＡＸに沿った形で、火花放電が発生する。
　＜抵抗体５０の詳細な構成＞
　抵抗体５０は、主成分であるガラス粒子と、導電材とを含む組成物で形成されている。ガラス粒子の材料としては、例えばＢ２Ｏ３－ＳｉＯ２系、ＢａＯ－Ｂ２Ｏ３系、ＳｉＯ２－Ｂ２Ｏ３－ＣａＯ－ＢａＯ系などの材料が採用され得る。導電材としては、例えば炭素粒子（カーボンブラック等）、ＴｉＣ粒子、ＴｉＮ粒子などの非金属導電性材料や、Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ及びＺｎ等の金属が採用され得る。本実施形態の抵抗体５０は、さらに酸化チタン粒子を含んでいる。
　抵抗体５０は、２層構造となっており、中心電極３０側に配される第１抵抗層５０Ａ（酸化チタン含有領域の一例）と、端子金具４０側に配される第２抵抗層５０Ｂ（酸化チタン低減領域の一例）とで構成される。第１抵抗層５０Ａ、および第２抵抗層５０Ｂは、ともに酸化チタンを含む。第１抵抗層５０Ａよりも端子金具４０に近接して配される第２抵抗層５０Ｂは、酸化チタンの含有率が第１抵抗層５０Ａよりも低い。
　抵抗体５０に酸化チタンが含まれることにより、抵抗値の上昇の抑制効果（電気的耐久性）が向上する。しかし、電気的耐久性の向上を目的として抵抗体５０への酸化チタンの添加量を多くすると、電波ノイズの抑制効果が低下する。
　抵抗値が上昇する場合には、抵抗体５０のうち主に中心電極３０側の領域で、ガラスの溶融が観察される。これは、中心電極３０側の方が内燃機関の燃焼室に近く、高温になりやすいからである。抵抗体５０のうち中心電極３０側の領域に、酸化チタンを含有する第１抵抗層５０Ａを配することにより、ガラスの溶融を抑制し、電気的耐久性を向上させることができる。一方、電波ノイズは、主体金具２０において端子金具４０側の端部から漏れ出やすい。抵抗体５０のうち端子金具４０に近い領域に、相対的に酸化チタンの含有量が低い第２抵抗層５０Ｂを配することにより、電波ノイズの抑制効果が保たれる。
　第１抵抗層５０Ａにおいて、酸化チタンの含有率が１質量％以上であることが好ましい。酸化チタンの含有率が１質量％以上であると、充分な電気的耐久性を得ることができる。また、第１抵抗層５０Ａにおいて、酸化チタンの含有率が１５質量％以下であることが好ましい。抵抗体５０のうち中心電極３０側の領域であっても、酸化チタンの含有率があまりにも多すぎれば、電波ノイズの抑制効果の低下が懸念される。この領域で酸化チタンの含有率が１５質量％以下であると、電波ノイズの十分な抑制効果が保たれる。
　第１抵抗層５０Ａの軸線方向の長さＬは、１ｍｍ以上であることが好ましい。１ｍｍ以上であれば、十分な電気的耐久性を確保できるためである。第１抵抗層５０Ａの軸線方向の長さＬは、第１抵抗層５０Ａにおいて中心電極３０側の端Ｅ１と端子金具４０側の端Ｅ２との距離で表される。第１抵抗層５０Ａにおいて中心電極３０側の端Ｅ１は、第１抵抗層５０Ａの中心電極３０側の端面（シール部材６０との界面）が平坦であり、軸線ＡＸに対して垂直な面であれば、その端面を意味する。また、第１抵抗層５０Ａの中心電極３０側の端面が凹凸を有していたり、軸線ＡＸに対して斜めに傾いていたりする場合には、第１抵抗層５０Ａの中心電極３０側の端面のうち、第１抵抗層５０Ａの軸線方向の中央位置に最も近い部分を含む、軸線ＡＸに対して垂直な面を意味する。例えば、図２に示すように、第１抵抗層５０Ａの中心電極３０側の端面が、中央部分が先端側に凹む凹面であれば、端Ｅ１は、端面の周縁を含む、軸線ＡＸに垂直な面である。また、図３に示すように、第１抵抗層５０Ａの中心電極３０側の端面が、中央部が後端側に膨らむ凹面であれば、端Ｅ１は、端面の中央部を含む、軸線ＡＸに垂直な面である。端子金具４０側の端Ｅ２についても同様である。
　第２抵抗層５０Ｂは、図１に示すように、端子金具４０側の端Ｅ３が、主体金具２０よりも端子金具４０に近接している。上記したように、電波ノイズは、主体金具２０において端子金具４０側の端部から漏れ出やすい。第２抵抗層５０Ｂの端子金具４０側の端Ｅ３が、主体金具２０よりも端子金具４０に近接していれば、主体金具２０において端子金具４０側の端部から電波ノイズが漏れ出ることを効果的に抑制できる。
　なお、第２抵抗層５０Ｂにおける端子金具４０側の端Ｅ３は、第２抵抗層５０Ｂの端子金具４０側の端面（シール部材７０との界面）が平坦であり、軸線ＡＸに対して垂直な面であれば、その端面を意味する。また、第２抵抗層５０Ｂの端子金具４０側の端面が凹凸を有していたり、軸線ＡＸに対して斜めに傾いていたりする場合には、第２抵抗層５０Ｂの端子金具４０側の端面のうち最も中心電極３０側に近い部分を含む、軸線ＡＸに対して垂直な面を意味する。
　抵抗体５０に含まれる酸化チタンの結晶構造は、ルチル型のみからなることが好ましい。酸化チタンの結晶構造がアナターゼ型であるよりもルチル型である方が、電気的耐久性をより向上させることができる。
　＜スパークプラグ１の製造工程＞
　上記の構成のスパークプラグ１の製造工程の一例を、以下に説明する。
　まず、中心電極３０を、軸孔１１の内部に後端側から挿入する。中心電極３０は、軸孔１１の先端側に保持される。
　次に、シール部材６０の原料粉末を、後端側から軸孔１１の内部に注ぎ入れ、中心電極３０の後端部の周囲に充填する。次いで、プレスピンを用いて、充填されたシール部材６０の原料粉末を予備圧縮する。
　次に、第１抵抗層５０Ａの原料粉末を、後端側から軸孔１１の内部に注ぎ入れ、予備圧縮後のシール部材６０の原料粉末に重ねて充填し、予備圧縮する。次いで、第２抵抗層５０Ｂの原料粉末を、後端側から軸孔１１の内部に注ぎ入れ、予備圧縮後の第１抵抗層５０Ａの原料粉末に重ねて充填し、予備圧縮する。第１抵抗層５０Ａの原料粉末は、第２抵抗層５０Ｂの原料粉末よりも酸化チタンを多く含んでいる。
　次いで、シール部材７０の原料粉末を、後端側から軸孔１１の内部に注ぎ入れ、予備圧縮後の第２抵抗層５０Ｂの原料粉末に重ねて充填し、予備圧縮する。
　次に、端子金具４０を軸孔１１の内部に後端側から挿入する。端子金具４０が挿入された絶縁体１０を電気炉内に設置し、シール部材６０、７０、第１抵抗層５０Ａおよび第２抵抗層５０Ｂの原料粉末を端子金具４０により圧縮しつつ、加熱する。各原料粉末が圧縮・焼結され、シール部材６０、７０、第１抵抗層５０Ａおよび第２抵抗層５０Ｂが形成される。
　その後、主体金具２０の組み付けや接地電極８０の加工等の必要な工程を施し、スパークプラグ１が完成する。
　＜作用効果＞
（１）本実施形態のスパークプラグ１は、抵抗体５０を備え、この抵抗体５０が、最も中心電極３０側に配され、酸化チタンを含む第１抵抗層５０Ａと、第１抵抗層５０Ａよりも端子金具４０側に配され、酸化チタンの含有率が第１抵抗層５０Ａよりも低い第２抵抗層５０Ｂと、を備えている。
　抵抗体５０のうち中心電極３０側の領域である第１抵抗層５０Ａにおいて、酸化チタンを含有させることにより、ガラスの溶融を抑制し、電気的耐久性を向上させることができる。一方、抵抗体５０のうち端子金具４０に近い領域を、相対的に酸化チタンの濃度が低い第２抵抗層５０Ｂとすることで、電波ノイズの抑制効果が保たれる。
（２）第１抵抗層５０Ａにおける酸化チタンの含有率が１質量％以上１５質量％以下である。酸化チタンの含有率が１質量％以上であると、充分な電気的耐久性を得ることができる。酸化チタンの含有率が１５質量％以下であると、電波ノイズの充分な抑制効果が保たれる。
（３）第１抵抗層５０Ａの長さＬが１ｍｍ以上である。抵抗体５０のうち最も中心電極３０に近い位置で、電気的耐久性を確保できる。
（４）第２抵抗層５０Ｂは、端子金具４０側の端Ｅ３が主体金具２０よりも端子金具４０に近接している。主体金具２０において端子金具４０側の端部から電波ノイズが漏れ出ることをより抑制できる。
（５）抵抗体５０に含まれる酸化チタンの結晶構造がルチル型のみからなる。酸化チタンの結晶構造がアナターゼ型であるよりもルチル型である方が、電気的耐久性をより向上させることができる。
［実施形態２］
　次に、実施形態２を、図４を参照しつつ説明する。本実施形態のスパークプラグ１００は、抵抗体１１０の構成が実施形態１と異なる。本実施形態において、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
　抵抗体１１０は、実施形態１と同様に、軸孔１１内において端子金具４０の先端と中心電極３０の後端との間に配置され、主成分であるガラス粒子と、導電材とを含む組成物で形成されている。抵抗体１１０は、２層構造となっており、中心電極３０側に配される第１抵抗層１１０Ａ（酸化チタン含有領域の一例）と、端子金具４０側に配される第２抵抗層１１０Ｂ（酸化チタン低減領域、および酸化チタン非含有領域の一例）とで構成される。第１抵抗層１１０Ａは、酸化チタンを含む。第２抵抗層１１０Ｂは、酸化チタンを含まない。本明細書において、「酸化チタンを含まない」とは、酸化チタンが全く含まれないことのみを意味するものではなく、不純物として検出限界以下の酸化チタンが存在する場合も含むことを意味する。なお、抵抗体中の酸化チタンの検出は、例えば、ＥＤＳ（Energy dispersive X-ray spectroscopy：エネルギー分散型Ｘ線分光法）によって元素分析を行ってチタンの有無を調べることによって行うことができる。
　以上のように本実施形態においても、実施形態１と同様の作用効果が奏される、特に、抵抗体１１０のうち端子金具４０側の領域を、酸化チタンを含まない第２抵抗層１１０Ｂとすることにより、電波ノイズをより抑制できる。
［実施形態３］
　次に、実施形態３を、図５を参照しつつ説明する。本実施形態のスパークプラグ１２０は、抵抗体１３０の構成が実施形態１と異なる。本実施形態において、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
　抵抗体１３０は、実施形態１と同様に、軸孔１１内において端子金具４０の先端と中心電極３０の後端との間に配置され、主成分であるガラス粒子と、導電材とを含む組成物で形成されている。抵抗体１３０は、３層構造となっており、先端側から順に、第１抵抗層１３０Ａ（酸化チタン含有領域の一例）、第２抵抗層１３０Ｂ（酸化チタン低減領域の一例）、第３抵抗層１３０Ｃ（酸化チタン低減領域の一例）が配されている。
　抵抗体１３０中の酸化チタンの含有率は、中心電極３０側から端子金具４０側に向かって、段階的に低下している。より具体的には、最も中心電極３０側に位置する第１抵抗層１３０Ａが、酸化チタンを最も多く含む。第１抵抗層１３０Ａよりも端子金具４０側に位置する第２抵抗層１３０Ｂおよび第３抵抗層１３０Ｃは、酸化チタンの含有率が第１抵抗層１３０Ａよりも低い。そして、これら２つのうち端子金具４０により近い第３抵抗層１３０Ｃは、第２抵抗層１３０Ｂよりも酸化チタンの含有率が低くなっている。
　酸化チタン含有領域と酸化チタン低減領域との間で酸化チタン含有率が極端に異なる場合、２つの領域の境界位置で接触抵抗が発生しやすく、抵抗体の抵抗値を所望の範囲内で安定させることが困難となる場合がある。酸化チタン含有率を、抵抗体１３０において中心電極３０側から端子金具４０側に向かって段階的に変化させることで、接触抵抗の発生を抑制し、抵抗体１３０の抵抗値を所望の範囲内で安定させることができる。
［実施形態４］
　次に、実施形態４を、図６を参照しつつ説明する。本実施形態のスパークプラグ１４０は、抵抗体１５０の構成が実施形態１と異なる。本実施形態において、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
　抵抗体１５０は、実施形態１と同様に、軸孔１１内において端子金具４０の先端と中心電極３０の後端との間に配置され、主成分であるガラス粒子と、導電材とを含む組成物で形成されている。抵抗体１５０は、酸化チタンの含有率が、中心電極３０側から端子金具４０側に向かって連続的に低下している。境界位置は明確に定められないが、抵抗体１５０において、中心電極３０側の領域が酸化チタン含有領域１５０Ａであり、端子金具４０側の領域が酸化チタン低減領域１５０Ｂである。酸化チタン含有率を、抵抗体１３０において中心電極３０側から端子金具４０側に向かって連続的に変化させることで、接触抵抗の発生を抑制し、抵抗体１５０の抵抗値を所望の範囲内で安定させることができる。
［試験例］
１．酸化チタンの含有量と抵抗体の負荷寿命特性（電気的耐久性）および電波雑音特性との関係を調べた試験例
１）試験体
　上記実施形態１と同様の構成を有するスパークプラグを複数準備し、試験体とした。各試験体に備えられる抵抗体は、先端側（中心電極側）に配された抵抗層１と、後端側（端子金具側）に配された抵抗層２とを有する２層構造とした。各試験体について、抵抗層１および抵抗層２の組成を表１に示した。なお、試験体は、抵抗体における抵抗層１と抵抗層２の組成を異ならせた他は互いに同一の構成を有している。
　抵抗層１および抵抗層２に含まれる酸化チタン含有率は、ＥＤＳによって抵抗層１、２の元素分析を行い、計測されたチタンの含有量を酸化チタン含有量に換算することによって得た。元素分析は、日本電子株式会社製走査電子顕微鏡　ＪＳＭ－ＩＴ３００を用い、３００×３００μｍのエリア内でスパークプラグの軸線に沿って走査しながら計測を行った。
２）負荷寿命試験
　各試験体について、負荷寿命試験を行った。負荷寿命試験は、ＪＩＳ　Ｂ８０３１：２００６（内燃機関－スパークプラグ）の７．１４に規定された試験条件に基づいて６０時間実施し、試験前後の抵抗値の変化率を算出した。抵抗値の変化率が±５０％より大きい場合、電気的耐久性が不十分と判定し、表１において、「×」と表示した。抵抗値の変化率が±５０％以下であり、３０％より大きい場合、電気的耐久性が十分であると判定し、表１において、「〇」と表示した。抵抗値の変化率が±３０％以下である場合、より電気的耐久性が優れると判定し、表１において、「〇〇」と表示した。
３）電波ノイズ試験
　各試験体について、電波ノイズ試験を行った。電波ノイズ試験は、ＪＡＳＯ（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　ボックス法」に基づいて行い、３０ＭＨｚ以上１０００ＭＨｚ以下の領域におけるノイズ減衰量を計測した。ノイズ減衰量が２０ｄＢ下回る場合、電波ノイズ抑制性能が不十分であると判定し、表１において、「×」と表示した。ノイズ減衰量が２０ｄＢ以上３０ｄＢ以下である場合、電波ノイズ抑制性能が十分であると判定し、表１において、「〇」と表示した。ノイズ減衰量が３０ｄＢ以上である場合、より電波ノイズ抑制性能が優れると判定し、表１において、「〇〇」と表示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
４）結果
　表１より、抵抗層１の酸化チタンの含有率が抵抗層２よりも小さい試験例１、２、３では、電波ノイズ抑制性能が優れていたが、電気的耐久性が不十分であった。抵抗層１の酸化チタンの含有率が抵抗層２よりも大きい試験例４から１１では、十分な電気的耐久性および電波ノイズ抑制性能が確認された。試験例４から１１の中で比較すると、酸化チタンの含有率が１５質量％以下の試験例４から１０では、酸化チタンの含有率が１５質量％を超える試験例１１より電波ノイズ抑制性能が優れていた。以上より、抵抗層１の酸化チタン含有率が抵抗層２の酸化チタン含有率より大きい場合において、電気的耐久性と電波ノイズ抑制性能とを両立できることが確かめられ、また、抵抗層１の酸化チタン含有率が１質量％以上１５質量％以下である場合において、電波ノイズ抑制性能がより優れることが確かめられた。
２．酸化チタン含有領域の長さと抵抗体の負荷寿命特性（電気的耐久性）との関係を調べた試験例
１）試験体
　上記実施形態１の試験例５を基準として、抵抗層１の長さを異ならせたスパークプラグを複数準備し、試験体とした。試験体は、抵抗体における抵抗層１、２の長さを異ならせた他は互いに同一の構成を有している。各試験例について、抵抗体のうち先端側（中心電極側）に配された抵抗層１の長さを表２に示した。なお、試験例２６は実施形態における試験例４と同一である。
２）負荷寿命試験
　上記１．の２）と同様にして負荷寿命試験を行い、結果を表２に示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
３）結果
　抵抗層１の長さが１ｍｍ未満の試験例２１、２２、２３より、抵抗層１の長さが１ｍｍ以上の試験例２４から３２の方が、電気的耐久性がより優れた結果となった。
　＜他の実施形態＞
（１）実施形態１、２では抵抗体５０が２層構造であり、実施形態３では抵抗体１３０が３層構造であったが、抵抗体は４層以上の層を有していても構わない。この場合、最も中心電極側の層が酸化チタン含有領域であり、その他が酸化チタン低減領域である。
（２）実施形態３では、抵抗体１３０が酸化チタン非含有領域を有していなかったが、最も端子金具側の層が酸化チタン非含有領域であっても構わない。抵抗体が４層以上の層を有している場合であっても、同様である。
（３）実施形態４のように、酸化チタンの含有率が、中心電極側から端子金具側に向かって連続的に低下している場合、抵抗体のうち最も端子金具側に近い領域が酸化チタン非含有領域であってもよく、酸化チタン非含有領域でなくても構わない。
１、１００、１２０、１４０：スパークプラグ
１０：絶縁体
１１：軸孔
２０：主体金具
３０：中心電極
４０：端子金具
５０：抵抗体
５０Ａ、１１０Ａ、１３０Ａ：第１抵抗層（酸化チタン含有領域）
５０Ｂ、１３０Ｂ：第２抵抗層（酸化チタン低減領域）
１１０Ｂ：第２抵抗層（酸化チタン低減領域、酸化チタン非含有領域）
１３０Ｃ：第３抵抗層（酸化チタン低減領域）
１５０Ａ：酸化チタン含有領域
１５０Ｂ：酸化チタン低減領域

Claims (8)

  1. 　筒状の主体金具と、
    　前記主体金具の内側に保持され、軸線方向に延びる軸孔を有する筒状の絶縁体と、
    　前記軸孔の一端に保持された中心電極と、
    　前記軸孔の他端に保持された端子金具と、
    　前記軸孔において前記中心電極と前記端子金具との間に配され、ガラスと導電材とを含む抵抗体と、を備え、
    　前記抵抗体が、
    　最も中心電極側に配され、酸化チタンを含む酸化チタン含有領域と、
    　前記酸化チタン含有領域よりも前記端子金具側に配され、酸化チタンの含有率が前記酸化チタン含有領域よりも低い、または酸化チタンを含まない酸化チタン低減領域と、を備え、
    　全体として、前記中心電極側から前記端子金具側に向かって、酸化チタンの含有率が小さくなる、スパークプラグ。
  2. 　前記酸化チタン含有領域における酸化チタンの含有率が１質量％以上１５質量％以下である、請求項１に記載のスパークプラグ。
  3. 　前記酸化チタン低減領域として、酸化チタンを含まない酸化チタン非含有領域を有する、請求項１または請求項２に記載のスパークプラグ。
  4. 　前記抵抗体の酸化チタンの含有率が、前記中心電極側から前記端子金具側に向かって段階的に低下する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
  5. 　前記抵抗体の酸化チタンの含有率が、前記中心電極側から前記端子金具側に向かって徐々に低下する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
  6. 　前記酸化チタン含有領域の長さが１ｍｍ以上である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
  7. 　前記酸化チタン低減領域は、前記端子金具側の端が前記主体金具よりも前記端子金具に近接している、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
  8. 　前記抵抗体に含まれる酸化チタンの結晶構造がルチル型のみからなる、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
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