(57)【要約】【課題】沿面放電の際のチャンネリングの集中を抑制できるスパークプラグを提供する。【解決手段】絶縁碍子１０の先端面１１と軸孔１２の内周面とがなす稜角部６０には凹み６１が形成されており、その凹み６１のうち、軸線Ｏからの径方向の距離が最大となる部分を通り、軸線Ｏを中心とする第１仮想円Ｑ１と、軸線Ｏからの径方向の距離が最小となる部分を通り、軸線Ｏを中心とする第２仮想円Ｑ２とを想定する。そして第１仮想円Ｑ１の直径Ｄ１と第２仮想円Ｑ２の直径Ｄ２との径差Ｘを求めたとき、その径差Ｘが０．０８ｍｍ以下を満たす。これにより、沿面放電時の火花の経路を特定の凹みを通過する経路に集中することを抑制でき、チャンネリングの集中によって絶縁碍子の表面が削られてしまうことを防止することができる。【選択図】図３
2010021136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心電極と、
軸線方向に沿って延びる軸孔を有し、自身の先端面より前記中心電極の先端部を突出させた状態で、その中心電極を前記軸孔で保持する絶縁碍子と、
当該絶縁碍子の径方向における周囲を周方向に取り囲んで保持するとともに、内燃機関への取り付けのためのねじ山が形成された取付部を有する主体金具と、
一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極の前記先端部の側周面に対して火花放電間隙を隔てて配置された接地電極と、
を備え、
前記火花放電間隙において、前記絶縁碍子の前記先端面に沿う沿面放電を含む火花放電が発生するスパークプラグであって、
前記絶縁碍子の前記先端面と前記軸孔の内周面とがなす第１稜角部には凹みが形成されており、その凹みのうち前記軸線からの径方向距離が最大となる部分を通り、前記軸線を中心とする第１仮想円と、前記凹みのうち前記軸線からの径方向距離が最小となる部分を通り、前記軸線を中心とする第２仮想円とを想定し、前記第１仮想円の直径と、前記第２仮想円の直径との径差をＸとしたときに、径差Ｘが０．０８ｍｍ以下となることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
前記第１仮想円の直径と、前記第２仮想円の直径との径差Ｘが０．００４ｍｍ以上となることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項３】
中心電極と、
軸線方向に沿って延びる軸孔を有し、自身の先端面より前記中心電極の先端部を突出させた状態で、その中心電極を前記軸孔で保持する絶縁碍子と、
当該絶縁碍子の径方向における周囲を周方向に取り囲んで保持するとともに、内燃機関への取り付けのためのねじ山が形成された取付部を有する主体金具と、
一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極の前記先端部の側周面に対して火花放電間隙を隔てて配置された接地電極と、
を備え、
前記火花放電間隙において、前記絶縁碍子の前記先端面に沿う沿面放電を含む火花放電が発生するスパークプラグであって、
前記絶縁碍子の前記先端面と前記軸孔の内周面とがなす第１稜角部は面取りされており、その面取面と、前記先端面とがなす第２稜角部には凹みが形成されており、その凹みのうち前記軸線からの径方向距離が最大となる部分を通り、前記軸線を中心とする第３仮想円と、前記凹みのうち前記軸線からの径方向距離が最小となる部分を通り、前記軸線を中心とする第４仮想円とを想定し、前記第３仮想円の直径と、前記第４仮想円の直径との径差をＹとしたときに、径差Ｙが０．０８ｍｍ以下となることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項４】
前記第３仮想円の直径と、前記第４仮想円の直径との径差Ｙが０．００４ｍｍ以上となることを特徴とする請求項３に記載のスパークプラグ。
【請求項５】
前記絶縁碍子は、少なくともＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２から選ばれる１以上の酸化物を、合計で０．０２〜０．３０質量％含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスパークプラグ。
【請求項６】
前記絶縁碍子の先端部における径方向の厚みをＴとしたときに、厚みＴが０．８ｍｍ以上となることを特徴とする請求項５に記載のスパークプラグ。
【請求項７】
前記絶縁碍子は、Ｂ２Ｏ３の含有量が０．１４質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のスパークプラグ。
【請求項８】
前記取付部の呼び径がＭ１２以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のスパークプラグ。
【請求項９】
前記取付部の呼び径がＭ１０以下であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のスパークプラグ。
【請求項１０】
前記軸線方向において、前記取付部に形成されたねじ山の２つの形成開始位置間の長さが、２５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のスパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用のスパークプラグに関し、詳細には、接地電極の先端部と中心電極の先端部の側周面との間に形成された火花放電間隙において、絶縁碍子の先端面に沿う沿面放電を含む火花放電が発生するスパークプラグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
接地電極と中心電極との間で火花放電間隙を形成するスパークプラグにおいて、絶縁碍子の先端面に沿う沿面放電が行われるスパークプラグが知られている。例えば、間欠放電型のスパークプラグでは、通常時には、接地電極の他端部と中心電極の先端部との間の空気中を火花が飛ぶ気中放電が行われる。一方、絶縁碍子の表面がカーボン等で汚損された、いわゆるくすぶり時には、絶縁碍子の先端面上を這う沿面放電が含まれる経路で火花放電が行われる。その際に、絶縁碍子の先端面に付着したカーボンが焼き切られてスパークプラグの清浄化が行われ、再び接地電極と中心電極との間で気中放電が行われる（例えば、特許文献１参照。）。このようなスパークプラグに用いられる絶縁碍子は、通常、アルミナ等の絶縁粉末が軸孔形成用のピンと共にゴム製の型内で押し固められた後、切削、研磨等により絶縁碍子の外形をなす成形体が形成され、次いでピンが引き抜かれ、焼成、釉焼などの工程を経て作製される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０３１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、削り出しやピンの引き抜きの際に、成形体は未焼成であるため、先端面と軸孔の内周面との境目など、稜角をなす部位に凹みが形成される場合があり、その凹みが大きいと、沿面放電が生じた際に、火花放電の経路がその凹みを通過する経路に集中しやすくなる。このため、通過する火花によって絶縁碍子の表面が削られる、いわゆるチャンネリングが特定の箇所に集中して発生して深く削られてしまうと、その特定箇所を起点にブロック状の欠けが発生してしまう虞があった。
【０００５】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、沿面放電の際のチャンネリングの集中を抑制できるスパークプラグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１態様によれば、中心電極と、軸線方向に沿って延びる軸孔を有し、自身の先端面より前記中心電極の先端部を突出させた状態で、その中心電極を前記軸孔で保持する絶縁碍子と、当該絶縁碍子の径方向における周囲を周方向に取り囲んで保持するとともに、内燃機関への取り付けのためのねじ山が形成された取付部を有する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極の前記先端部の側周面に対して火花放電間隙を隔てて配置された接地電極と、を備え、前記火花放電間隙において、前記絶縁碍子の前記先端面に沿う沿面放電を含む火花放電が発生するスパークプラグであって、前記絶縁碍子の前記先端面と前記軸孔の内周面とがなす第１稜角部には凹みが形成されており、その凹みのうち前記軸線からの径方向距離が最大となる部分を通り、前記軸線を中心とする第１仮想円と、前記凹みのうち前記軸線からの径方向距離が最小となる部分を通り、前記軸線を中心とする第２仮想円とを想定し、前記第１仮想円の直径と、前記第２仮想円の直径との径差をＸとしたときに、径差Ｘが０．０８ｍｍ以下となるスパークプラグが提供される。
【０００７】
第１態様では、絶縁碍子の第１稜角部に形成された凹みのうち、軸線からの径方向距離が最大となる部分を通る第１仮想円の直径と、軸線からの径方向距離が最小となる部分を通る第２仮想円の直径との径差Ｘを０．０８ｍｍ以下とした。径差Ｘが０．０８ｍｍを超える大きさの凹みが形成された場合、絶縁碍子の先端面上を火花が走る沿面放電が行われた際に、火花の経路がその凹みを通過する経路に集中しやすくなる。このため、火花によって絶縁碍子の表面が削られてしまう、いわゆるチャンネリングが特定の箇所に集中して発生する虞がある。そして、チャンネリングの集中によって、絶縁碍子の表面の特定箇所が深く削られてしまうと、例えば、その特定箇所を起点に絶縁碍子の結晶組織の粒界に沿ってブロック状の欠けが発生してしまう虞がある。上記の径差Ｘが０．０８ｍｍ以下であれば、沿面放電の際の火花の経路が特定箇所に集中することを抑制でき、チャンネリングの集中の発生を抑制することができる。
【０００８】
また、第１態様において、前記第１仮想円の直径と、前記第２仮想円の直径との径差Ｘを０．００４ｍｍ以上としてもよい。径差Ｘが０．００４ｍｍ未満の場合、凹みの大きさは極めて小さいものとなり、稜角がそのままの形状に残された状態となる。そのような部位には熱が籠もりやすく、局所的に高温となるとその部位に熱エッチングが生じて、例えば、絶縁碍子の結晶組織の粒界が溶融し、この溶融した部位を起点にチャンネリングの集中を招く虞がある。上記の径差Ｘが０．００４ｍｍ以上であれば、熱に起因したチャンネリングの集中の発生を効果的に抑制することができる。
【０００９】
また、本発明の第２態様によれば、中心電極と、軸線方向に沿って延びる軸孔を有し、自身の先端面より前記中心電極の先端部を突出させた状態で、その中心電極を前記軸孔で保持する絶縁碍子と、当該絶縁碍子の径方向における周囲を周方向に取り囲んで保持するとともに、内燃機関への取り付けのためのねじ山が形成された取付部を有する主体金具と、一端部が前記主体金具に接合され、他端部が前記中心電極の前記先端部の側周面に対して火花放電間隙を隔てて配置された接地電極と、を備え、前記火花放電間隙において、前記絶縁碍子の前記先端面に沿う沿面放電を含む火花放電が発生するスパークプラグであって、前記絶縁碍子の前記先端面と前記軸孔の内周面とがなす第１稜角部は面取りされており、その面取面と、前記先端面とがなす第２稜角部には凹みが形成されており、その凹みのうち前記軸線からの径方向距離が最大となる部分を通り、前記軸線を中心とする第３仮想円と、前記凹みのうち前記軸線からの径方向距離が最小となる部分を通り、前記軸線を中心とする第４仮想円とを想定し、前記第３仮想円の直径と、前記第４仮想円の直径との径差をＹとしたときに、径差Ｙが０．０８ｍｍ以下となるスパークプラグが提供される。
【００１０】
また、第２態様のように、第１稜角部が面取りされている場合でも、第１態様と同様である。よって第２態様でも、絶縁碍子の第２稜角部に形成された凹みのうち、軸線からの径方向距離が最大となる部分を通る第３仮想円の直径と、軸線からの径方向距離が最小となる部分を通る第４仮想円の直径との径差Ｙを０．０８ｍｍ以下とした。径差Ｙが０．０８ｍｍを超える大きさの凹みが形成された場合、絶縁碍子の先端面上を火花が走る沿面放電が行われた際に、火花の経路がその凹みを通過する経路に集中しやすくなる。このため、火花によって絶縁碍子の表面が削られてしまう、いわゆるチャンネリングが特定の箇所に集中して発生する虞がある。そして、チャンネリングの集中によって、絶縁碍子の表面の特定箇所が深く削られてしまうと、例えば、その特定箇所を起点に絶縁碍子の結晶組織の粒界に沿ってブロック状の欠けが発生してしまう虞がある。上記の径差Ｙが０．０８ｍｍ以下であれば、沿面放電の際の火花の経路が特定箇所に集中することを抑制でき、チャンネリングの集中の発生を抑制することができる。
【００１１】
また、第２態様において、前記第３仮想円の直径と、前記第４仮想円の直径との径差Ｙを０．００４ｍｍ以上としてもよい。径差Ｙが０．００４ｍｍ未満の場合、凹みの大きさは極めて小さいものとなり、稜角がそのままの形状に残された状態となる。そのような部位には熱が籠もりやすく、局所的に高温となるとその部位に熱エッチングが生じて、例えば、絶縁碍子の結晶組織の粒界が溶融し、この溶融した部位を起点にチャンネリングの集中を招く虞がある。上記の径差Ｙが０．００４ｍｍ以上であれば、熱に起因したチャンネリングの集中の発生を効果的に抑制することができる。
【００１２】
また、第１態様および第２態様において、前記絶縁碍子は、少なくともＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２から選ばれる１以上の酸化物を、合計で０．０２〜０．３０質量％含有してもよい。こうした酸化物は導電性を有するため、絶縁碍子の材料として少量混合すると、絶縁碍子表面の抵抗が小さくなり、絶縁碍子の表面上を這う沿面放電が発生したとしても、火花による絶縁碍子へのダメージを低減する効果があると考えられる。このため、火花放電による絶縁碍子の表面の削れを抑制することができ、チャンネリングの集中の発生を防止することができる。このような酸化物の含有量が０．０２重量％未満の場合、火花による絶縁碍子へのダメージを低減する効果を十分に得られない。その一方で、絶縁碍子に導電性を有する材料を混合させることとなるため、絶縁碍子の耐電圧性能の若干の低下を招く。酸化物の含有量が０．３０重量％より多いと、絶縁碍子自身の耐電圧性能を維持できなくなり、絶縁碍子が貫通破壊する虞がある。
【００１３】
また、第１態様および第２態様において、前記絶縁碍子の先端部における径方向の厚みをＴとしたときに、厚みＴを０．８ｍｍ以上としてもよい。このようにすれば、上記のような酸化物を含有させることにより低下した絶縁碍子の耐電圧性能を確保することができる。
【００１４】
また、第１態様および第２態様において、前記絶縁碍子は、Ｂ２Ｏ３の含有量が０．１４質量％以下であってもよい。Ｂ２Ｏ３はアルミナを主体とする絶縁碍子の融点を低下させるため、その含有量が少ないほど絶縁碍子の結晶組織の粒界の溶融（消耗）を防止し、チャンネリングの発生や絶縁碍子の結晶組織の粒界に沿ったブロック状の欠けの発生に対する抑制効果を得ることができる。
【００１５】
また、第１態様および第２態様において、前記取付部の呼び径をＭ１２以下としてもよい。さらには、前記取付部の呼び径をＭ１０以下としてもよい。エンジン周りの設計の自由度を高めるため、スパークプラグは、小型化、小径化が望まれている。そこで、主体金具の取付部の呼び径がＭ１２以下の小径のスパークプラグを設計した場合、絶縁碍子の先端部では、外径や内径の制限によって、必然的に、径方向の厚みが薄くなる。絶縁碍子の厚みが薄くなるほど、僅かな厚みの差が絶縁性の維持に及ぼす影響が、大きくなる。ゆえに、絶縁碍子の先端部においてブロック状の欠けが生じた場合に、絶縁性の維持に与える影響は、小径のスパークプラグほど大きい。したがって、上記のように、径差Ｘあるいは径差Ｙ、さらに厚みＴ、含有する材料などに規定を設けることは、絶縁碍子の絶縁性を確保する上で効果を奏するものであり、取付部の呼び径がＭ１２以下の小径のスパークプラグであれば、高い効果を得られる。そして、取付部の呼び径がＭ１０以下の小径のスパークプラグであれば、さらに高い効果を得られる。
【００１６】
また、第１態様および第２態様は、前記軸線方向において、前記取付部に形成されたねじ山の２つの形成開始位置間の長さが、２５ｍｍ以上であってもよい。主体金具の取付部に形成されたねじ山の２つの形成開始位置間の軸線方向における長さ、いわゆるねじリーチが長いほど、主体金具全体の長さが長くなり、よって主体金具内に保持される絶縁碍子の長さも長くなる。ところで、絶縁碍子は、その製造過程において、粉体を固めた成形体のプレス密度むらや、プレス後に削る際の削りピンのしなりなどに起因した偏芯を生ずる場合がある。偏芯した絶縁碍子の成形体を焼成すると、若干の曲がりを生ずる場合があり、絶縁碍子の全長が長いほど、相対的な曲がりの大きさが大きくなってしまう。したがって、ねじリーチが長いと、絶縁碍子の先端部において、スパークプラグの軸線からのずれが大きくなる虞がある。このような曲がりの生じた絶縁碍子が組み付けられたスパークプラグにおいて、接地電極が複数設けられており、そのうちの１本の接地電極と中心電極との間で生ずる沿面放電の方向が絶縁碍子の曲がり（反り）の方向と一致した場合に、その接地電極ばかりに集中して火花放電が行われてしまい、チャンネリングの発生を招く虞がある。ゆえに、上記のように、径差Ｘあるいは径差Ｙ、さらに厚みＴ、含有する材料などに規定を設けることは、たとえ火花放電が集中したとしても、チャンネリングの発生を抑制する上で効果を奏するものである。そして、ねじリーチが２５ｍｍ以上の長さを有する主体金具を使用し、絶縁碍子の全長が長くなりがちなスパークプラグに適用すれば、高い効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】スパークプラグ１の部分断面図である。
【図２】火花放電間隙ＧＡＰ付近を拡大して見た断面図である。
【図３】図２の点線Ａで囲う部位をスパークプラグ１の先端側斜め前方から見た斜視図である。
【図４】図２の点線Ｂで囲う部位を拡大して見た断面図である。
【図５】図２の点線Ｂで囲う部位をスパークプラグ１の前方から軸線Ｏに沿って見た斜視図である。
【図６】第２の実施の形態のスパークプラグ１０１の火花放電間隙ＧＡＰ付近を拡大して見た断面図である。
【図７】図６の点線Ｊで囲う部位をスパークプラグ１０１の先端側斜め前方から見た斜視図である。
【図８】図６の点線Ｋで囲う部位を拡大して見た断面図である。
【図９】図６の点線Ｋで囲う部位をスパークプラグ１０１の前方から軸線Ｏに沿って見た斜視図である。
【図１０】変形例としてのスパークプラグ２０１の火花放電間隙ＧＡＰ付近を拡大して見た断面図である。
【図１１】変形例としてのスパークプラグ３０１の火花放電間隙ＧＡＰ１，ＧＡＰ２付近を拡大して見た断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化したスパークプラグの一実施の形態について、図面を参照して説明する。まず、図１〜図３を参照し、一例としてのスパークプラグ１の構造について説明する。なお、図１において、スパークプラグ１の軸線Ｏ方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。
【００１９】
図１に示すように、スパークプラグ１は、概略、絶縁碍子１０の軸孔１２内の先端側に中心電極２０を保持するとともに後端側に端子金具４０を保持し、さらにその絶縁碍子１０を主体金具５０で周方向に取り囲んで保持した構造を有する。また、主体金具５０の先端面５７には接地電極３０が接合されており、その他端部（先端部３１）側が中心電極２０の先端部２２へ向けて屈曲されて、先端部２２の側周面２３との間で火花放電間隙ＧＡＰを形成している。
【００２０】
まず、スパークプラグ１の絶縁碍子１０について説明する。絶縁碍子１０は周知のようにアルミナ等を焼成して形成され、軸中心に軸線Ｏ方向へ延びる軸孔１２が形成された筒形状を有する。軸線Ｏ方向の略中央には外径が最も大きな鍔部１９が形成されており、それより後端側（図１における上側）には後端側胴部１８が形成されている。鍔部１９より先端側（図１における下側）には後端側胴部１８よりも外径の小さな先端側胴部１７が形成され、さらにその先端側胴部１７よりも先端側に、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は先端側ほど縮径されており、スパークプラグ１が内燃機関のエンジンヘッド（図示外）に取り付けられた際には、その燃焼室内に曝される。また、脚長部１３と先端側胴部１７との間は段部１５として段状に形成されている。
【００２１】
次に、中心電極２０について説明する。中心電極２０は、Ｎｉやインコネル（商標名）６００または６０１等のＮｉを主成分とする合金、またはこれらよりもＮｉ含有量の高い高Ｎｉ含有合金から形成された母材２４の内部に、その母材２４よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主成分とする合金からなる芯材２５を埋設した構造を有する棒状の電極である。図２に示すように、中心電極２０は絶縁碍子１０の軸孔１２内の先端側に保持されており、先端部２２において若干縮径されている。そして、その先端部２２は、絶縁碍子１０の先端面１１より先端側に突出されている。縮径された先端部２２の一部は絶縁碍子１０の軸孔１２内にあり、両者間に形成された間隙はサーモ部２９と称される。このサーモ部２９が設けられることにより、絶縁碍子１０の先端面１１付近では中心電極２０側への熱引きが抑制されて周囲より若干高い温度に維持されるため、くすぶり時にカーボン等が付着しても清浄されやすくなり、先端面１１の汚損が低減される。
【００２２】
また、図１に示すように、中心電極２０は、軸孔１２内で軸線Ｏ方向に沿って延設される導電性のシール体４およびセラミック抵抗３を経由して、後方（図１における上方）の端子金具４０と電気的に接続されている。スパークプラグ１の使用時に、端子金具４０には高圧ケーブル（図示外）がプラグキャップ（図示外）を介して接続され、高電圧が印加されるようになっている。
【００２３】
次に、主体金具５０について説明する。主体金具５０は、内燃機関のエンジンヘッド（図示外）にスパークプラグ１を固定するための円筒状の金具であり、絶縁碍子１０を、その後端側胴部１８の一部から脚長部１３にかけての部位を取り囲むようにして、内部に保持している。主体金具５０は低炭素鋼材より形成され、図示外のスパークプラグレンチが嵌合する工具係合部５１と、エンジンヘッドの取付孔（図示外）に螺合するねじ山が形成された取付部５２とを備えている。本実施の形態のスパークプラグ１は、一般に、ロングリーチタイプと呼ばれる、ねじリーチの長い、小型のプラグである。具体的に、ねじリーチ、すなわち、取付部５２に形成されたねじ山の２つの形成開始位置（つまりねじ山の両端位置）間の軸線方向における長さが、２５ｍｍ以上となっている。また、主体金具５０は、取付部５２の呼び径が、Ｍ１２以下（例えばＭ１０）の小径のものとなっている。
【００２４】
また、主体金具５０の工具係合部５１と取付部５２との間には鍔状のシール部５４が形成されている。そして、取付部５２とシール部５４との間には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１をエンジンヘッドの取付孔（図示外）に取り付けた際に、シール部５４と取付孔の開口周縁との間で押し潰されて変形し、両者間を封止することで、取付孔を介したエンジン内の気密漏れを防止するものである。
【００２５】
主体金具５０の工具係合部５１より後端側には薄肉の加締部５３が設けられ、シール部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に薄肉の座屈部５８が設けられている。そして、工具係合部５１から加締部５３にかけての主体金具５０の内周面と絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間には円環状のリング部材６，７が介在されており、さらに両リング部材６，７間にタルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締部５３を内側に折り曲げるようにして加締めることにより、リング部材６，７およびタルク９を介し、絶縁碍子１０が主体金具５０内で先端側に向け押圧される。これにより、主体金具５０の内周で取付部５２の位置に形成された段部５６に、環状の板パッキン８を介し、絶縁碍子１０の段部１５が支持されて、主体金具５０と絶縁碍子１０とが一体となる。このとき、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。また、座屈部５８は、加締めの際に、圧縮力の付加に伴い外向きに撓み変形するように構成されており、タルク９の軸線Ｏ方向の圧縮長を長くして主体金具５０内の気密性を高めている。
【００２６】
次に、接地電極３０について説明する。接地電極３０は、断面矩形の棒状に形成した電極であり、中心電極２０と同様に、Ｎｉやインコネル（商標名）６００または６０１等のＮｉを主成分とする合金、またはこれらよりもＮｉ含有量の高い高Ｎｉ含有合金からなる。第１の実施の形態では、接地電極３０は２本設けられ、それぞれの一端部（基端部３２）が、主体金具５０の先端面５７で、軸線Ｏを挟んで対称となる位置に接合されている。そして、２本の接地電極３０は、ともに軸線Ｏ方向に沿って延び、それぞれの他端部（先端部３１）が、中心電極２０の先端部２２へ向かって折り曲げられている。そして先端部３１の先端面３３は、中心電極２０の先端部２２の側周面２３と向き合う形態をなし、この接地電極３０の先端部３１と、中心電極２０の先端部２２の側周面２３との間で火花放電間隙ＧＡＰが形成されている。なお、図３に示すように、接地電極３０の先端部３１の先端面３３は、その先端面３３上の部位によって火花放電間隙ＧＡＰの大きさに偏りが生じないように、中心電極２０の先端部２２の側周面２３の形状に沿って凹面状に湾曲されている。
【００２７】
このような構造を有する第１の実施の形態のスパークプラグ１は、図２，図３に示すように、接地電極３０の先端部３１と、中心電極２０の先端部２２の側周面２３との間に火花放電間隙ＧＡＰが形成されている。通常時には、図中矢印Ｓ１に示すように、火花放電間隙ＧＡＰにおいて空気中にて火花が飛ぶ形態の気中放電が行われる。そして、スパークプラグ１のくすぶり時などには、図中矢印Ｓ２に示すように、絶縁碍子１０の先端面１１上を火花が這う形態の沿面放電が行われ、先端面１１上に付着したカーボンを焼き切ってスパークプラグ１の清浄が行われる。
【００２８】
この沿面放電の際に、絶縁碍子１０の先端面１１と軸孔１２の内周面とがなす稜角部６０を火花が通過することとなるが、第１の実施の形態では、この稜角部６０に、微細な凹み６１が形成されている。そして、第１の実施の形態では、微細な凹み６１は絶縁碍子１０の製造過程において形成される。具体的に、絶縁碍子１０は、概略、以下のような過程により作製される。軸孔１２を形成するためのピンが配置されたゴム型内にアルミナ等の粉体を注入して押し固め、切削や研磨により形状が削り出された後、ピンが引き抜かれ、焼成され、さらに釉焼が行われることにより、絶縁碍子１０として完成する。この絶縁碍子１０の製造過程において、例えば、軸孔１２を形成するためのピンを引き抜いた後、凹みを形成するための凹凸形状を有した凹み形成用ピンを成形体の先端側から軸孔に挿入することにより凹みを形成している。なお、凹みの形成方法は上記の方法に限られない。たとえば、軸孔１２を形成するためのピンとして、脚長部１３に対応する部位を形成するための先端側ピンとそれよりも後端側の部位を形成するための後端側ピンとからなる長手方向に２分割する分割ピンを準備する。アルミナ等の粉体が押し固められた後、後端側ピンは後端側に引き抜かれ先端側ピンは先端側に引き抜かれるが、先端側ピンを引き抜く際に微細な振動を与える。このようにすれば、成形体のうち絶縁碍子１０の稜角部６０をなす部位に微細な凹みを形成することもできる。第１の実施の形態では、凹み６１の大きさついて規定を設けることで、凹み６１がチャンネリングの集中の起点となることを防止している。
【００２９】
以下、絶縁碍子１０に設けた規定について、図３〜図５を参照して説明する。図３〜図５に示すように、絶縁碍子１０の先端面１１と軸孔１２の内周面とがなす稜角部６０に形成された凹み６１のうち、軸線Ｏからの径方向の距離が最大となる部分を通り、軸線Ｏを中心とする第１仮想円Ｑ１を想定する。同様に、凹み６１のうち、軸線Ｏからの径方向の距離が最小となる部分を通り、軸線Ｏを中心とする第２仮想円Ｑ２を想定する。ただし、凹み６１の最大となる部分および最小となる部分は、凹み６１のうち、絶縁碍子１０の先端面１１から軸線Ｏ方向に０．１ｍｍまでの深さの部位を対象とする。そして、第１，第２仮想円Ｑ１，Ｑ２それぞれの直径をＤ１，Ｄ２としたときに、（Ｄ１−Ｄ２）で表される第１，第２仮想円Ｑ１，Ｑ２の径差Ｘについて、第１の実施の形態では、径差Ｘが０．０８ｍｍ以下となることを規定している。
【００３０】
凹み６１に、上記の径差Ｘが０．０８ｍｍより大きい部分があると、沿面放電の際に絶縁碍子１０の先端面１１上を走り中心電極２０の側周面２３へと飛ぶ火花の経路が、上記径差Ｘが０．０８ｍｍより大きい部分を通過する経路に集中しやすくなる。このため、その経路上の絶縁碍子１０の表面が火花によって削られてしまう、いわゆるチャンネリングが特定の箇所に集中して発生する虞がある。このチャンネリングの集中によって絶縁碍子１０の表面の特定箇所が深く削られてしまうと、その特定箇所を起点に絶縁碍子１０の結晶組織の粒界に沿ってブロック状の欠けが発生してしまう虞がある。上記の径差Ｘが０．０８ｍｍ以下であれば、沿面放電の際の火花の経路が特定箇所に集中することを抑制でき、チャンネリングの集中の発生を抑制することができる。
【００３１】
さらに、第１の実施の形態では、上記の径差Ｘについて、０．００４ｍｍ以上となること規定している。凹み６１のうち、上記の径差Ｘが０．００４ｍｍより小さい部分があると、その部分における凹み６１の大きさは極めて小さいものとなり、稜角がそのままの形状に残された状態となる。そのような部位には熱が籠もりやすく、局所的に高温となるとその部位に熱エッチングが生じて、絶縁碍子１０の結晶組織の粒界が溶融し、この溶融した部位を起点にチャンネリングの集中を招く虞がある。従って、上記の径差Ｘは０．００４ｍｍ以上となることが望ましい。
【００３２】
次に、スパークプラグの第２の実施の形態について、図６〜図９を参照して説明する。図６に示すように、第２の実施の形態のスパークプラグ１０１は、絶縁碍子１１０の先端面１１１と軸孔１１２の内周面とがなす稜角部分を面取りして面取面１６２を設けたものである。そして、図７に示すように、面取面１６２と先端面１１１とがなす稜角部１６０に、第１の実施の形態と同様の微細な凹み１６１が形成されている。なお、スパークプラグ１０１のその他の部位については、第１の実施の形態のスパークプラグ１と同一の構成であり、ここでは、その他の部位についての説明は省略する。
【００３３】
このような構成の第２の実施の形態のスパークプラグ１０１においても、この凹み１６１に着目し、凹み１６１の大きさについて規定を設けることで、凹み１６１がチャンネリングの集中の起点となることを防止している。図７〜図９に示すように、絶縁碍子１１０の先端面１１１と面取面１６２とがなす稜角部１６０に形成された凹み１６１のうち、軸線Ｏからの径方向の距離が最大となる部分を通り、軸線Ｏを中心とする第３仮想円Ｑ３を想定する。同様に、凹み１６１のうち、軸線Ｏからの径方向の距離が最小となる部分を通り、軸線Ｏを中心とする第４仮想円Ｑ４を想定する。そして、第３，第４仮想円Ｑ３，Ｑ４それぞれの直径をＤ３，Ｄ４としたときに、（Ｄ３−Ｄ４）で表される第３，第４仮想円Ｑ３，Ｑ４の径差Ｙについて、第１の実施の形態と同様に、径差Ｙが０．００４〜０．０８ｍｍとなることを規定している。
【００３４】
凹み１６１に、上記の径差Ｙが０．０８ｍｍより大きい部分があると、沿面放電の際に火花放電の経路が集中しやすくなり、その経路上の絶縁碍子１１０の表面が、チャンネリングの集中によって削られてしまう虞がある。そして、チャンネリングの集中によって絶縁碍子１０の表面の特定箇所が深く削られてしまうと、その特定箇所を起点に絶縁碍子１０の結晶組織の粒界に沿ってブロック状の欠けが発生してしまう虞がある。また、凹み１６１のうち、上記の径差Ｙが０．００４ｍｍより小さい部分があると、その部分において局所的な熱エッチングを生じやすく、絶縁碍子１０の結晶組織の粒界が溶融し、この溶融した部位を起点にチャンネリングの集中を招く虞がある。
【００３５】
このように、第１および第２の実施の形態のスパークプラグ１，１０１では、絶縁碍子１０，１１０の稜角部６０，１６０に形成された凹み６１，１６１の大きさについて規定を行った。さらに、チャンネリングによる削れの防止により高い効果を得るため、絶縁碍子１０，１１０の材料や大きさについても規定を行っている。具体的に、第１および第２の実施の形態では、絶縁碍子１０，１１０の材料として、少なくともＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２から選ばれる１以上の酸化物を、合計で０．０２〜０．３０質量％含有することを規定している。これらの酸化物は導電性を有するため、絶縁碍子１０，１１０の材料として少量混合すると、絶縁碍子１０表面の抵抗が小さくなり、絶縁碍子１０の表面上を這う沿面放電が発生したとしても、火花による絶縁碍子１０へのダメージを低減する効果があると考えられる。このため、火花放電による絶縁碍子１０，１１０の表面の削れを抑制することができ、チャンネリングの集中の発生を防止することができる。火花放電による絶縁碍子１０，１１０の表面の削れを効果的に抑制するには、後述する実施例２によれば、少なくともＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２から選ばれる１以上の酸化物を、合計で０．０２質量％以上含有することが望ましい。その一方で、絶縁碍子１０，１１０に導電性を有する材料を混合させることとなるため、絶縁碍子１０，１１０の耐電圧性能の若干の低下を招く。後述する実施例２によれば、少なくともＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２から選ばれる１以上の酸化物の含有量を合計で０．３０質量％以下とすれば、絶縁碍子１０，１１０に望まれる十分な耐電圧性能を確保できる。
【００３６】
そして、このように絶縁碍子１０，１１０に導電性を有する酸化物を含有した上で十分な耐電圧性能を得るには、絶縁碍子１０，１１０の先端部において、その厚みＴが０．８ｍｍ以上であることが望ましい。なお絶縁碍子１０，１１０の先端部における厚みＴとは、具体的に、絶縁碍子１０，１１０の先端面１１，１１１を基準に軸線Ｏ方向に０．８ｍｍ〜２ｍｍまでの範囲における径方向の最小厚みを基準としている。厚みＴが０．８ｍｍ未満であると十分な耐電圧性能が得られず、絶縁碍子１０に貫通破壊が生じる虞がある。
【００３７】
また、第１および第２の実施の形態では、絶縁碍子１０，１１０の材料として、Ｂ２Ｏ３の含有量を０．１４質量％以下に規定している。絶縁碍子１０，１１０にＢ２Ｏ３が含有されると絶縁碍子１０，１１０の融点が低下することが知られており、融点が低下すれば絶縁碍子１０の結晶組織の粒界の溶融（消耗）を招く。このためＢ２Ｏ３の含有量は少ないほど望ましいが、後述する実施例３によれば、Ｂ２Ｏ３の含有量が０．１４質量％以下であれば、絶縁碍子１０，１１０にＢ２Ｏ３を含有したとしても、チャンネリングや絶縁碍子１０の結晶組織の粒界に沿ったブロック状の欠けによる絶縁碍子１０，１１０の削れへの影響が十分に小さいことが分かった。
【００３８】
さらに、第１および第２の実施の形態のスパークプラグ１，１０１は、前述したように、一般に、ロングリーチタイプと呼ばれる、ねじリーチの長い、小型のプラグである。具体的に、ねじリーチが２５ｍｍ以上であり、また、取付部５２の呼び径が、Ｍ１２以下（例えばＭ１０）の小径のものとなっている。
【００３９】
ねじリーチが長いほど、主体金具５０全体の長さが長くなり、よって主体金具５０内に保持される絶縁碍子１０，１１０の長さも長くなる。ところで、絶縁碍子１０，１１０は、その製造過程において、粉体を固めた成形体のプレス密度むらや、プレス後に削る際の削りピンのしなりなどに起因した偏芯を生ずる場合がある。偏芯した絶縁碍子１０，１１０の成形体を焼成すると、若干の曲がりを生ずる場合があり、絶縁碍子１０，１１０の全長が長いほど、相対的な曲がりの大きさが大きくなってしまう。したがって、ねじリーチが長いと、絶縁碍子１０，１１０の先端部において、スパークプラグ１，１０１の軸線Ｏからのずれが大きくなる虞がある。このような曲がりの生じた絶縁碍子１０，１１０が組み付けられたスパークプラグ１，１０１において、第１，第２の実施の形態において２本の接地電極３０のうちの一方の接地電極３０と中心電極２０との間で生ずる沿面放電の方向が、絶縁碍子１０，１１０の曲がり（反り）の方向と一致することがある。こうした場合に、その接地電極３０ばかりに集中して火花放電が行われてしまい、チャンネリングの発生を招く虞がある。ゆえに、上記のように、径差Ｘあるいは径差Ｙ、さらに厚みＴ、含有する材料などに規定を設けることは、たとえ火花放電が集中したとしても、チャンネリングの発生を抑制する上で効果を奏するものである。ねじリーチが２５ｍｍ以上の長さを有する主体金具５０を使用し、絶縁碍子１０，１１０の全長が長くなりがちなスパークプラグ１，１０１に適用すれば、高い効果を得ることができる。
【００４０】
また、エンジン周りの設計の自由度を高められるように、主体金具５０の取付部５２の呼び径をＭ１０とした小径のスパークプラグ１，１０１を設計するにあたり、絶縁碍子１０，１１０の先端部では、外径や内径の制限によって、必然的に、径方向の厚みが薄くなる。絶縁碍子１０，１１０の厚みが薄くなるほど、僅かな厚みの差が絶縁性の維持に及ぼす影響が、大きくなる。ゆえに、絶縁碍子１０，１１０の先端部においてブロック状の欠けが生じた場合に、絶縁性の維持に与える影響は、スパークプラグが小径であるほど大きい。したがって、上記のように、径差Ｘあるいは径差Ｙ、さらに厚みＴ、含有する材料などに規定を設けることは、絶縁碍子１０，１１０の絶縁性を確保する上で効果を奏するものであり、取付部５２の呼び径がＭ１２以下の小径のスパークプラグ１，１０１であれば、高い効果を得られる。そして、取付部５２の呼び径がＭ１０以下である、第１，第２の実施の形態のスパークプラグ１，１０１であれば、さらに高い効果を得られる。
【００４１】
なお、本発明は各種の変形が可能なことはいうまでもない。第１および第２の実施の形態では、スパークプラグ１，１０１として、接地電極３０の先端部３１が中心電極２０の側周面２３に向かうように屈曲された形態の、いわゆる間欠放電型のスパークプラグを例とした。間欠放電型のスパークプラグとは、具体的に、通常時は接地電極３０と中心電極２０との間で気中放電を行い、くすぶり時に、絶縁碍子１０、１１０の先端面１１，１１１を這う沿面放電が行われるタイプ（いわゆるセミ沿面型）のスパークプラグである。
【００４２】
その他、例えば図１０に示す、スパークプラグ２０１ように、接地電極２３０の先端部２３１と中心電極２２０の先端部２２２の側周面２２３との間の火花放電間隙ＧＡＰにおいて、常時、矢印Ｓ３で示す気中放電と、矢印Ｓ４で示す沿面放電とが行われるようにした、いわゆる沿面放電型のスパークプラグに対し、本発明を適用してもよい。具体的に、スパークプラグ２０１は、接地電極２３０の先端部２３１と中心電極２２０の側周面２２３との間に絶縁碍子２１０の先端面２２１が介在された配置をなす。そして、接地電極２３０の先端部２３１と中心電極２２０の側周面２２３との間で、直接、気中放電を行うよりは低い電位差で、矢印Ｓ３で示す気中放電と矢印Ｓ４で示す沿面放電とを行えるように、火花放電間隙ＧＡＰの大きさを調整したものである。
【００４３】
あるいは、例えば図１１に示す、スパークプラグ３０１のように、２種類の接地電極、すなわち、自身の先端部３３６が中心電極３２０の先端部３２２の先端面３２４よりも軸線Ｏ方向の前方に配置された主接地電極３３５と、本実施の形態の接地電極３０と同様に設けられた副接地電極３３０とを有する、いわゆるハイブリッド型のスパークプラグに対し、本発明を適用してもよい。具体的に、スパークプラグ３０１では、通常時には、中心電極３２０の先端部３２２の先端面３２４と、主接地電極３３５の先端部３３６との間で、矢印Ｓ５に示す、気中放電が行われる。そして、くすぶり時には、副接地電極３３０の先端部３３１と、中心電極３２０の先端部３２２の側周面３２３との間で、矢印Ｓ６に示す、絶縁碍子３１０の先端面３１１を介した沿面放電および気中放電が行われるように、それぞれの火花放電間隙ＧＡＰ１およびＧＡＰ２の大きさを調整したものである。もちろん、一般的なスパークプラグに対して本発明を適用してもよいが、スパークプラグ１，１０１，２０１，３０１のように、沿面放電が行われることを前提として設計されたスパークプラグに対して本発明を適用すれば、チャンネリングによる絶縁碍子の削れを効果的に抑制することができ、スパークプラグの長寿命化を実現することができる。
【００４４】
次に、絶縁碍子１０，１１０の稜角部６０，１６０に形成された凹み６１，１６１の大きさや、絶縁碍子１０，１１０の材質、厚みＴについて規定したことによる効果を確認するため、評価試験を行った。
【００４５】
［実施例１］
まず、絶縁碍子の稜角部に形成された凹みの大きさについて評価を行った。ここでは、一極（接地電極が１本）のセミ沿面プラグに用いる絶縁碍子のサンプルを複数個作製した。なお、絶縁碍子の材料は、後述する実施例２のサンプル２９（表２参照）と同一の組成とし、絶縁碍子の先端部における厚みＴは、０．９２ｍｍとなるように作製した。次に、作製したサンプルをそれぞれＣＴスキャンにかけ、サンプルに形成された凹みの立体形状を特定し、各サンプルそれぞれにおいて、径方向における凹みの最大となる部分を通る第１仮想円Ｑ１と、径方向における凹みの最小となる部分を通る第２仮想円Ｑ２とを想定した。なお、凹みの最大となる部分と最小となる部分を設定するにあたり、凹みのうち、絶縁碍子の先端面から軸線Ｏ方向に０．１ｍｍまでの部位を対象とした。そして、各サンプルごとに、第１仮想円Ｑ１の直径Ｄ１と第２仮想円Ｑ２の直径Ｄ２とを求め、径差Ｘを算出した。さらに、得られた径差Ｘが０．００１〜０．１６ｍｍの範囲で互いに異なる１０種類のサンプルを抽出し、径差Ｘの大きさ順にサンプル番号１〜１０を付した。
【００４６】
このようにして準備した絶縁碍子のサンプル１〜１０を用いて一極セミ沿面型のスパークプラグを完成させ、それぞれ、試験用のエンジン（排気量０．６６Ｌ、直列３気筒、ＤＯＨＣ、４バルブ、直噴ターボチャージャーエンジン（過給圧２００ｍｍＨｇ（≒２６．７ＭＰａ）／３６００ｒｐｍ））に組み付けた。なお、燃焼室内において、絶縁碍子の先端面は、燃焼室内壁面より９ｍｍ突き出している。そして、Ａ／Ｆ１４．４の混合気を供給し、２速固定、４０ｋｍ／ｈで１２時間の走行試験を行った。走行試験後、各サンプルをＣＴスキャンにかけ、絶縁碍子の先端面に形成されたチャンネリングにより削られた部分の立体形状を特定し、最も深く削られた部分の深さをそれぞれ測定した。この評価試験の結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】
2010021136.tif 000003
【００４８】
表１に示すように、径差Ｘが０．０１ｍｍ以上のサンプル４〜１０では、径差Ｘが大きくなるにつれて、チャンネリングにより最も深く削られた部分の深さが深くなることが確認された。そして、径差Ｘが０．０８ｍｍを超えるサンプル９，１０では、チャンネリングにより削られた部分の深さが０．３２ｍｍを超えた。チャンネリングにより削られた部分の深さが０．３ｍｍを超えるとブロック状の欠けが発生しやすくなることが経験的に知られており、そのような不具合を防ぐには、径差Ｘが０．０８ｍｍ以下であればよいことがわかった。
【００４９】
一方、径差Ｘが０．０１ｍｍ未満のサンプル１〜３では、径差Ｘが小さくなるにつれて、チャンネリングにより最も深く削られた部分の深さが深くなることが確認された。これは、凹みの大きさが小さくなったことにより、絶縁碍子の先端面と軸孔の内周面とがなす稜角部に熱が籠もって熱エッチングが生じ、絶縁碍子１０の結晶組織の粒界が溶融し、溶融した部分を起点にチャンネリングの集中を招いたことによる。もっとも、径差Ｘが最も小さいサンプル１（径差Ｘ：０．００１ｍｍ）においても、チャンネリングにより最も深く削られた部分の深さが０．３ｍｍ未満ではあるが、径差Ｘが０．００９ｍｍから０．００４ｍｍの範囲に対して０．００４ｍｍから０．００１ｍｍの範囲では、チャンネリングにより削られた部分の深さの増加の度合いが高まっている。径差Ｘが０．００４ｍｍ以上であれば、チャンネリングの集中を抑制する上での確実性が高く、望ましい。
【００５０】
［実施例２］
次に、絶縁碍子の材料における酸化物の含有量についての評価を行った。この評価試験では、Ａｌ２Ｏ３粉末に、ＳｉＯ２粉末、ＣａＯ粉末、ＭｇＯ粉末、Ｂ２Ｏ３粉末、および酸化物Ｚの粉末を、表２に示す質量比となるように秤量した上で添加して調製した１３種類の原料粉末を用い、公知の手法により、実施例１と同様に、一極セミ沿面型スパークプラグに用いる絶縁碍子のサンプルを作製した。なお、酸化物Ｚは、ＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、およびＺｒＯ２を表２に示す質量比に従って混合したものである。そして実施例１と同様に、作製した絶縁碍子のサンプルをＣＴスキャンにかけ、凹みの大きさとして径差Ｘが０．０３ｍｍである絶縁碍子を各サンプルの種類ごとに抽出し、各サンプルの組成に従ってサンプル番号２１〜３３を付した。このように準備した絶縁碍子のサンプル２１〜３３を用いて一極セミ沿面型スパークプラグを完成させ、それぞれ、実施例１と同じ試験用のエンジンに組み付け、同一の走行試験を行った後、各サンプルをＣＴスキャンにかけ、絶縁碍子の先端面に形成されたチャンネリングにより削られた部分のうち、最も深く削られた部分の深さをそれぞれ測定した。
【００５１】
さらに、上記の１３種類の原料粉末を用い、金型プレス成形（加圧力１００ＭＰａ）により成形して絶縁碍子と同じ条件にて焼成し、直径Φ２５ｍｍ、厚さ０．６５ｍｍの円板状のテストピースを作製した。なお、サンプル番号は、各テストピースの組成に従って、上記絶縁碍子のサンプルと同一の番号を付した。そして、各テストピースをそれぞれ一対の電極間に挟み、アルミナ製の碍筒および封着ガラスにより固定し、電熱ヒータにて７００℃に加熱した状態で高電圧を各テストピースに印加し、絶縁貫通が生じたときの耐電圧をそれぞれ測定した。この評価試験の結果を表２に示す。
【００５２】
【表２】
2010021136.tif 000004
【００５３】
表２に示すように、酸化物Ｚの含有量が増加するにつれて、チャンネリングにより最も深く削られた部分の深さが浅くなることが確認された。そして酸化物Ｚの含有量が０．０２質量％未満のサンプル２１〜２４では、チャンネリングにより削られた部分の深さが０．３０ｍｍ以上となった。このことから、ブロック状の欠けの発生を防止するには酸化物Ｚの含有量、すなわち、少なくともＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２から選ばれる１以上の酸化物の含有量を、合計で０．０２質量％以上とするとよいことが分かった。
【００５４】
一方、酸化物Ｚの含有量が増加するにつれて、絶縁碍子の耐電圧（同一組成のテストピースの耐電圧）が低下することが確認された。そして酸化物Ｚの含有量が０．３０質量％より多いサンプル３２，３３では、耐電圧が２５ｋＶ／ｍｍを下回った。一般に、上記条件で作製されたテストピースにおいて耐電圧が２５ｋＶ／ｍｍより低いと、そのテストピースと同じ組成の絶縁碍子において、貫通破壊が生ずる虞があるとされている。このことから、酸化物Ｚの含有量、すなわち、少なくともＴｉＯ２、Ｆｅ２Ｏ３、ＺｒＯ２から選ばれる１以上の酸化物の含有量を、合計で０．３０質量％以下とするとよいことが分かった。
【００５５】
［実施例３］
次に、絶縁碍子の材料におけるＢ２Ｏ３の含有量についての評価を行った。この評価試験においても実施例２と同様に、Ａｌ２Ｏ３粉末に、ＳｉＯ２粉末、ＣａＯ粉末、ＭｇＯ粉末、Ｂ２Ｏ３粉末、および酸化物Ｚの粉末を、表３に示す質量比となるように秤量した上で添加して調製した３種類の原料粉末を用い、一極セミ沿面型スパークプラグに用いる絶縁碍子のサンプル４１〜４３と、それぞれに対応するテストピースを作製するとともに、実施例２と同一の評価試験を行った。この評価試験の結果を表３に示す。なお、表３には、比較用に、実施例２で評価試験を行ったサンプル２９の評価試験の結果を示した。
【００５６】
【表３】
2010021136.tif 000005
【００５７】
表３に示すように、Ｂ２Ｏ３の含有量が増加するにつれて、チャンネリングにより最も深く削られた部分の深さは増加し、絶縁碍子の耐電圧（同一組成のテストピースの耐電圧）も低下することが確認された。Ｂ２Ｏ３の含有量が最も高いサンプル４３では、耐電圧は２５ｋＶ／ｍｍを上回ったものの、チャンネリングにより削られた部分の深さが０．３２ｍｍとなった。このことから、Ｂ２Ｏ３の含有量については、０．１４質量％以下とするとよいことが分かった。
【００５８】
［実施例４］
次に、絶縁碍子の厚みＴの大きさに対する耐電圧特性について評価を行った。
前述した実施例２のサンプル２９（表２参照）と同一の組成からなる絶縁碍子の材料を用い、実施例２と同様に、金型プレス成形（加圧力１００ＭＰａ）により成形し絶縁碍子と同じ条件にて焼成した、直径Φ２５ｍｍ、厚みＴが０．５０〜０．９２ｍｍの範囲で異なる４種類の円板状のテストピース（サンプル番号５１〜５４）を作製した。そして、各テストピースをそれぞれ一対の電極間に挟み、アルミナ製の碍筒および封着ガラスにより固定し、電熱ヒータにて７００℃に加熱した状態で３５ｋＶの高電圧を各テストピースに印加し、そのときに絶縁貫通が発生したか否かで評価を行った。この評価試験の結果を表４に示す。
【００５９】
【表４】
2010021136.tif 000006
【００６０】
表４に示すように、厚みＴが０．６５ｍｍ以下のサンプル５１，５２では、絶縁貫通が発生したが、厚みＴが０．８０ｍｍ以上のサンプル５３，５４では、絶縁貫通は発生しなかった。このことから、絶縁碍子が十分な耐電圧を得るには、絶縁碍子の厚みＴを０．８０ｍｍ以上とするとよいことが分かった。
【符号の説明】
【００６１】
１，１０１  スパークプラグ
１０，１１０  絶縁碍子
１１，１１１  先端面
１２，１１２  軸孔
２０    中心電極
２２    先端部
２３    側周面
３０    接地電極
３１    先端部
３２    基端部
５０    主体金具
５７    先端面
６０，１６０    稜角部
６１，１６１  凹み
１６２    面取面
【図１】
2010021136.tif 000007
【図２】
2010021136.tif 000008
【図３】
2010021136.tif 000009
【図４】
2010021136.tif 000010
【図５】
2010021136.tif 000011
【図６】
2010021136.tif 000012
【図７】
2010021136.tif 000013
【図８】
2010021136.tif 000014
【図９】
2010021136.tif 000015
【図１０】
2010021136.tif 000016
【図１１】
2010021136.tif 000017