(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる棒状の中心電極であって、自身の外周表面に第１肩状部及び第２肩状部を有する中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有し、前記中心電極の先端よりも前記軸線方向後端側に自身の先端が位置し、前記軸孔の内部で前記中心電極を保持する絶縁碍子と、
を備えるスパークプラグであって、
前記第２肩状部は、前記絶縁碍子の先端よりも前記軸線方向後端側に配置され、
前記第１肩状部は、前記絶縁体の先端よりも前記軸線方向先端側に位置し、前記絶縁碍子の先端から前記第１肩状部までの前記軸線に沿った距離Ａが、０ｍｍ≦Ａ≦０．６ｍｍを満たす領域に配置され、
前記第１肩状部から前記第２肩状部までの前記軸線に沿った距離Ｂは、１．６ｍｍ以下であり、
前記中心電極は、前記軸線と直交する断面形状が円形であって、径が一定の一定径部と前記軸線方向先端側に向かう方向に沿って径が減少する縮径部とが交互に配置された階段状部を有し、
前記第１肩状部及び前記第２肩状部は、いずれも、前記一定径部と前記縮径部との境界のエッジであり、
前記軸孔の内周面の先端と前記中心電極の前記外周表面との距離のうち最短となる距離Ｃが０．２ｍｍ以上であり、
前記第１肩状部と前記第２肩状部との間に位置する前記一定径部は、前記軸線方向と垂直な方向において、前記軸孔の内周面の先端と対向することを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
請求項１に記載のスパークプラグにおいて、
前記第２肩状部が属する前記一定径部の径φＤと、前記第１肩状部が属する前記一定径部の径φＥとの関係は、φＥ／φＤ≧０．６を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスパークプラグにおいて、
前記軸線を含む前記スパークプラグの断面において前記中心電極の断面を挟んで配置された２つの前記絶縁碍子の断面のいずれか一方の断面において、前記絶縁碍子の先端から前記軸線に沿った距離Ｆが１．５ｍｍまでの領域の面積Ｇは、１．５ｍｍ2以下であることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項４】
請求項３に記載のスパークプラグにおいて、
前記面積Ｇは、１．０ｍｍ2以上であることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
前記距離Ｃは、０．５ｍｍ以上であることを特徴とするスパークプラグ。
【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するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジンなどの内燃機関の点火に使用されるスパークプラグは、中心電極の外側に絶縁碍子が設けられ、さらにその外側に主体金具が設けられ、中心電極との間に火花放電ギャップを形成する接地電極が主体金具に取り付けられた構造を有する。絶縁碍子の先端面や、中心電極との対向面（中心電極を囲む内周面）には、長期間の使用に伴いカーボンや未燃焼燃料等の未燃焼生成物が付着することが知られている。絶縁碍子の表面に未燃焼生成物が付着すると、放電ギャップにおける正規放電が発生せず、中心電極から絶縁碍子を介して主体金具に火花が飛ぶ現象（いわゆる横飛火や奥飛火）が発生してスパークプラグの着火性が低下するおそれがある。これは、絶縁碍子表面に付着した導電性のカーボンによって、絶縁碍子と主体金具との間の絶縁性が低下するからである。
【０００３】
そこで、中心電極において、互いに径が異なる部分を隣接して設けることにより、これら部分の境界（エッジ）を起点として沿面放電を発生させて、絶縁碍子表面に付着したカーボン等を沿面放電により直接焼失させるスパークプラグが提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１９９２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した中心電極にエッジを設け、沿面放電により絶縁碍子表面に付着したカーボン等を焼失させる技術では、エッジの位置等について十分に考慮されていないため、カーボン等の未燃焼生成物が絶縁碍子表面に残留してスパークプラグの着火性が低下するおそれがあった。
【０００６】
本発明は、スパークプラグの絶縁碍子表面における未燃焼生成物の残留を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
［形態１］  軸線方向に延びる棒状の中心電極であって、自身の外周表面に第１肩状部及び第２肩状部を有する中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有し、前記中心電極の先端よりも前記軸線方向後端側に自身の先端が位置し、前記軸孔の内部で前記中心電極を保持する絶縁碍子と、
を備えるスパークプラグであって、
前記第２肩状部は、前記絶縁碍子の先端よりも前記軸線方向後端側に配置され、
前記第１肩状部は、前記絶縁体の先端よりも前記軸線方向先端側に位置し、前記絶縁碍子の先端から前記第１肩状部までの前記軸線に沿った距離Ａが、０ｍｍ≦Ａ≦０．６ｍｍを満たす領域に配置され、
前記第１肩状部から前記第２肩状部までの前記軸線に沿った距離Ｂは、１．６ｍｍ以下であり、
前記中心電極は、前記軸線と直交する断面形状が円形であって、径が一定の一定径部と前記軸線方向先端側に向かう方向に沿って径が減少する縮径部とが交互に配置された階段状部を有し、
前記第１肩状部及び前記第２肩状部は、いずれも、前記一定径部と前記縮径部との境界のエッジであり、
前記軸孔の内周面の先端と前記中心電極の前記外周表面との距離のうち最短となる距離Ｃが０．２ｍｍ以上であり、
前記第１肩状部と前記第２の肩状部との間に位置する前記一定径部は、前記軸線方向と垂直な方向において、前記軸孔の内周面の先端と対向することを特徴とするスパークプラグ。
【０００８】
［適用例１］  軸線方向に延びる棒状の中心電極であって、自身の外周表面に第１肩状部及び第２肩状部を有する中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有し、前記中心電極の先端よりも前記軸線方向後端側に自身の先端が位置し、前記軸孔の内部で前記中心電極を保持する絶縁碍子と、
を備えるスパークプラグであって、
前記第２肩状部は、前記絶縁碍子の先端よりも前記軸線方向後端側に配置され、
前記第１肩状部は、前記絶縁碍子の先端から前記第１肩状部までの前記軸線に沿った距離Ａが、０ｍｍ≦Ａ≦０．６ｍｍを満たす領域に配置され、
前記第１肩状部から前記第２肩状部までの前記軸線に沿った距離Ｂは、１．６ｍｍ以下であることを特徴とするスパークプラグ。
【０００９】
適用例１のスパークプラグでは、第１肩状部は、絶縁碍子の先端から第１肩状部までの軸線に沿った距離Ａが０ｍｍ≦Ａ≦０．６ｍｍを満たす領域に配置されているので、第１肩状部を起点とする沿面放電により、絶縁碍子の先端面に付着したカーボン等の未燃焼生成物を焼き切ることができる。加えて、第２肩状部は絶縁碍子の先端よりも軸線方向後端側に配置されているので、第２肩状部を起点とする沿面放電により、絶縁碍子の軸孔内周面（中心電極と対向する面）に付着した未燃焼生成物を焼き切ることができる。また、第１肩状部から第２肩状部までの軸線に沿った距離Ｂは１．６ｍｍ以下であるので、絶縁碍子の軸孔内周面において、第１肩状部を起点とする沿面放電及び第２肩状部を起点とする沿面放電のうち、いずれの沿面放電も到達しない領域が生じることを抑制できる。したがって、絶縁碍子表面におけるカーボン等の未燃焼生成物の残留を抑制できる。
【００１０】
［適用例２］  適用例１に記載のスパークプラグにおいて、
前記中心電極は、前記軸線と直交する断面形状が円形であって、径が一定の一定径部と前記軸線方向先端側に向かう方向に沿って径が減少する縮径部とが交互に配置された階段状部を有し、
前記第１肩状部及び前記第２肩状部は、いずれも、前記一定径部と前記縮径部との境界のエッジであることを特徴とするスパークプラグ。
【００１１】
このような構成により、中心電極に第１肩状部及び第２肩状部を容易に形成することができる。
【００１２】
［適用例３］  適用例２に記載のスパークプラグにおいて、
前記軸孔の内周面の先端と前記中心電極の前記外周表面との距離のうち最短となる距離Ｃが０．２ｍｍ以上であることを特徴とするスパークプラグ。
【００１３】
このような構成により、絶縁碍子と中心電極とが互いに大きく離れて配置されるので、軸孔内周面の先端と中心電極の外周表面との距離のうち最短となるルートで火花が飛ぶ異常放電（いわゆる横飛火）の発生を抑制できる。
【００１４】
［適用例４］  適用例２または適用例３に記載のスパークプラグにおいて、
前記第２肩状部が属する前記一定径部の径φＤと、前記第１肩状部が属する前記一定径部の径φＥとの関係は、φＥ／φＤ≧０．６を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
【００１５】
このような構成により、第１肩状部が属する一定径部が過剰に細くなることを抑制できる。したがって、放電に伴う熱による第１肩状部が属する一定径部の消耗を抑制できる。
【００１６】
［適用例５］  適用例１ないし適用例４のいずれかに記載のスパークプラグにおいて、
前記軸線を含む前記スパークプラグの断面において前記中心電極の断面を挟んで配置された２つの前記絶縁碍子の断面のいずれか一方の断面において、前記絶縁碍子の先端から前記軸線に沿った距離Ｆが１．５ｍｍまでの領域の面積Ｇは、１．５ｍｍ２以下であることを特徴とするスパークプラグ。
【００１７】
このような構成により、絶縁碍子の先端部分を細く（厚みを小さく）できるので、絶縁碍子の先端部分に熱溜まりを発生させることができる。したがって、この熱溜まりの熱を利用して、絶縁碍子の表面に付着した未燃焼生成物を焼き切ることができる。
【００１８】
［適用例６］  適用例５に記載のスパークプラグにおいて、
前記面積Ｇは、１．０ｍｍ２以上であることを特徴とするスパークプラグ。
【００１９】
このような構成により、絶縁碍子の先端部分が過剰に細く（厚みが過剰に小さく）なることを抑制できる。したがって、絶縁碍子が過剰に細いことに起因して、中心電極に高電圧を印加した際に、中心電極から発した火花が絶縁碍子を貫通して接地電極に到達する異常放電の発生を抑制できる。
【００２０】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、スパークプラグの製造方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態としてのスパークプラグの構造を示す要部断面図である。
【図２】第１実施形態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。
【図３】第１実施形態において先端側のエッジが好ましい位置に配置された状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。
【図４】第１実施形態において先端側のエッジが好ましい位置とは異なる位置に配置された状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。
【図５】第２実施形態において２つのエッジ間の軸線に沿った距離が好ましい長さとなるように２つのエッジが配置された状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。
【図６】第２実施形態において２つのエッジ間の軸線に沿った距離が１．６ｍｍよりも長い状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。
【図７】第３実施例形態において、脚長部の先端と中心電極の外周表面との間の最短距離、及び第３一定径部の径と第２一定径部の径との比が、いずれも好ましい値に設定された状態における中心電極及び接地電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。
【図８】第３実施形態において距離Ｃが０．２ｍｍよりも短くかつφＥ／φＤが０．６以上である場合における中心電極及び接地電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。
【図９】第３実施形態において距離Ｃが０．２ｍｍ以上でありかつφＥ／φＤが０．６よりも小さい場合における中心電極及び接地電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。
【図１０】第４実施形態において脚長部の先端部分の大きさが好ましい大きさに設定された状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。
【図１１】第４実施形態において脚長部の先端部分の断面積Ｇが図１０に示す範囲とは異なる大きさに設定された状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。
【図１２】第１実施例における試験結果を示す説明図である。
【図１３】第２実施例における試験結果を示す説明図である。
【図１４】第３実施例における試験結果を示す第１の説明図である。
【図１５】第３実施例における試験結果を示す第２の説明図である。
【図１６】第４実施例における試験結果を示す第１の説明図である。
【図１７】第４実施例において用いられた絶縁性試験装置の構成を示す断面図である。
【図１８】第４実施例における試験結果を示す第２の説明図である。
【図１９】変形例１における中心電極の外観構成を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
Ａ．第１実施形態：
図１は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグの構造を示す要部断面図である。図１では、スパークプラグ１００の軸心である軸線ＣＸを境界として、右側にスパークプラグ１００の外観形状を図示し、左側にスパークプラグ１００の断面形状を示している。スパークプラグ１００は、中心電極１０と、絶縁碍子２０と、主体金具３０と、接地電極４０とを備える。なお、スパークプラグ１００の軸線ＣＸは、中心電極１０、絶縁碍子２０、主体金具３０の各部材の軸心でもある。
【００２３】
中心電極１０は、軸線ＣＸに沿った方向（軸線方向ＸＤ）に延びる棒状の電極であり、有底筒状に成形された電極母材１２の内部に、電極母材１２よりも熱伝導性に優れる芯材１４が埋設された構成を有する。中心電極１０は、例えば、インコネル（登録商標）などのニッケルを主成分とするニッケル合金により形成することができる。中心電極１０は、電極母材１２の先端が絶縁碍子２０の一端から露出する状態で絶縁碍子２０に固定され、シール体１６、セラミック抵抗１７、シール体１８、端子金具１９を介して絶縁碍子２０の他端と電気的に接続されている。
【００２４】
絶縁碍子２０は、中心電極１０のうち、先端側部分を除く他の部分を囲むように配置された筒状の絶縁体である。絶縁碍子２０は、例えば、アルミナを始めとする絶縁性セラミックス材料を焼成して形成することができる。絶縁碍子２０は、中心電極１０が露出する側（軸線方向ＸＤ先端側）から軸線ＣＸに沿って順に、脚長部２２と、第１碍子胴部２４と、碍子鍔部２５と、第２碍子胴部２６とを備えている。脚長部２２は、軸線方向ＸＤ先端側に向けて外径が小さくなる筒状の部位である。第１碍子胴部２４は、脚長部２２よりも大きな外径を有する筒状の部位である。碍子鍔部２５は、第１碍子胴部２４よりも更に大きな外径を有する筒状の部位である。第２碍子胴部２６は、碍子鍔部２５よりも小さな外径を有する筒状の部位であり、主体金具３０と端子金具１９との間に十分な絶縁距離を確保する。
【００２５】
主体金具３０は、絶縁碍子２０の中央部分の外周に配置され、熱加締めによって絶縁碍子２０に固定されている。主体金具３０は、例えば、ニッケルメッキされた低炭素鋼や、亜鉛めっきされた低炭素鋼により形成することができる。主体金具３０は、軸線方向ＸＤ先端側から軸線ＣＸに沿って順に、端面３１と、取付ネジ部３２と、胴部３４と、溝部３５と、工具係合部３６と、加締部３８とを備える。端面３１は、取付ネジ部３２の先端に形成された中空円状の面であり、接地電極４０が接合されている。端面３１の中央部分からは、絶縁碍子２０の脚長部２２に囲まれた中心電極１０（電極母材１２）が露出している。取付ネジ部３２は、エンジンヘッド２００の取付ネジ孔２１０に螺合するネジ山を外周に有する円筒状の部位である。取付ネジ部３２と脚長部２２との間には、所定寸法のクリアランスＣ１が設けられている。加締部３８は、工具係合部３６に隣接して設けられ、主体金具３０を絶縁碍子２０に熱加締めによって固定する際に、絶縁碍子２０の第２碍子胴部２６に密着するように塑性加工された部位である。主体金具３０のカシメ部３８と、絶縁碍子２０の碍子鍔部２５との間の領域には、粉末のタルク（滑石）を充填した充填部６３が形成され、充填部６３は、パッキン６２，６４で封止されている。
【００２６】
溝部３５は、胴部３４と工具係合部３６との間に形成され、主体金具３０を絶縁碍子２０に熱加締めによって固定する際に、圧縮加工により外周方向および内周方向に膨出した部位である。胴部３４は、溝部３５に隣接して設けられ、溝部３５よりも外周方向に張り出した鍔状部であり、エンジンヘッド２００に向けてガスケット５０を圧縮する。工具係合部３６は、溝部３５に隣接して設けられ、溝部３５よりも外周方向に張り出した鍔状部であり、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けるための図示しない工具に係合する多角形状に成形されている。
【００２７】
接地電極４０は、溶接によって主体金具３０に接合され、主体金具３０と電気的に接続されている。接地電極４０は、例えば、インコネル（登録商標）などのニッケルを主成分とするニッケル合金により形成することができる。接地電極４０は、主体金具３０との接続箇所から軸線ＣＸと交差する方向に屈曲し、接地電極４０の先端が中心電極１０と対向するように配置されている。接地電極４０の先端には貴金属チップ４１が接合されており、この貴金属チップ４１と、中心電極１０（電極母材１２）との間には、火花を発生させる隙間である火花ギャップが形成されている。なお、本実施形態では接地電極４０の先端に貴金属チップ４１が接合されているが、これに限られず接地電極４０の先端に貴金属チップ４１が接合されていなくともよい。その場合は、接地電極４０と、中心電極１０（電極母材１２）との間で、火花を発生させる隙間である火花ギャップが形成される。
【００２８】
上記構成を有するスパークプラグ１００は、図示しない内燃機関のエンジンヘッド２００に形成された取付ネジ孔２１０に主体金具３０を螺合させた状態で取り付けられ、２万〜３万ボルトの高電圧が中心電極１０に印加されると、中心電極１０と接地電極４０との間に形成された火花ギャップに火花を発生させる。
【００２９】
図２は、第１実施形態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。図２では、軸線ＣＸを含むスパークプラグ１００の断面のうち、軸線方向ＸＤ先端側における中心電極１０の断面と、中心電極１０の断面を挟んで配置されている脚長部２２の２つの断面とを拡大して示している。なお、説明の便宜上、図２では、図１と上下逆に表わしている。
【００３０】
絶縁碍子２０は、脚長部２２の中央に軸線方向ＸＤに延びる孔（軸孔Ｈ）を有し、この軸孔Ｈの内部で中心電極１０を保持している。そして、図２に示すように、中心電極１０と脚長部２２との間には、クリアランスＣ２が形成されている。中心電極１０の先端部分は、軸線方向ＸＤ先端側から軸線ＣＸに沿って順に、第１一定径部ＳＰ１と、第１縮径部ＴＰ１と、第２一定径部ＳＰ２と、第２縮径部ＴＰ２と、第３一定径部ＳＰ３とを備えている。３つの一定径部ＳＰ１，ＳＰ２，ＳＰ３は、軸線方向ＸＤに沿ったいずれの位置においても径が一定である。２つの縮径部ＴＰ１，ＴＰ２は、いずれも、軸線方向ＸＤ先端側に向かうに従って径が減少する。このような構成により、中心電極１０の先端部分には、一定径部と縮径部とが交互に配置された階段状部ＳＴが形成されると共に、２つのエッジが形成されている。具体的には、第３一定径部ＳＰ３と第２縮径部ＴＰ２との境界であるエッジＥ２と、第２一定径部ＳＰ２と第１縮径部ＴＰ１との境界であるエッジＥ１とが、中心電極１０の先端部分に形成されている。
【００３１】
図２の例では、エッジＥ２は、絶縁碍子２０（脚長部２２）の先端よりも軸線方向ＸＤ後端側に配置されている。これに対して、エッジＥ１は、絶縁碍子２０（脚長部２２）の先端よりも軸線方向ＸＤ先端側に配置されている。なお、エッジＥ１は、請求項における第１肩状部に、エッジＥ２は、請求項における第２肩状部に、それぞれ相当する。
【００３２】
図３は、第１実施形態において、先端側のエッジが好ましい位置に配置された状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。図３では、説明の便宜上、軸線ＣＸを境界として左半分の構造のみ示している。図３において、領域ＡＲ１は、エッジＥ１を起点とする沿面放電の到達領域を示し、領域ＡＲ２は、エッジＥ２を起点とする沿面放電の到達領域を示す。図３に示すように、長期間の使用により、脚長部２２の先端面Ｓ１及び内周面Ｓ２には、カーボン等の未燃焼生成物９０が付着している。
【００３３】
第１実施形態では、先端側のエッジ（エッジＥ１）は、絶縁碍子２０（脚長部２２）の先端からエッジＥ１までの軸線ＣＸに沿った距離Ａが０ｍｍ≦Ａ≦０．６ｍｍを満たす領域に配置されることが好ましい。このような構成を採用することで、脚長部２２の先端面Ｓ１に付着した未燃焼生成物９０と、内周面Ｓ２に付着した未燃焼生成物９０のうち先端面Ｓ１寄りの未燃焼生成物９０とをエッジＥ１を起点とする沿面放電によって焼失することができると共に、内周面Ｓ２に付着した未燃焼生成物９０のうち、より奥側（軸線方向ＸＤ後端側）に付着した未燃焼生成物９０を、エッジＥ２を起点とする沿面放電によって焼失させることができるからである。
【００３４】
図４は、第１実施形態において、先端側のエッジが好ましい位置とは異なる位置に配置された状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。図４上段は、距離Ａ（脚長部２２の先端からエッジＥ１までの軸線ＣＸに沿った距離）が、０ｍｍ未満である場合の構成を示し、図４下段は、距離Ａが０．６ｍｍよりも大きい場合の構成を示す。
【００３５】
図４上段に示すように、距離Ａが０ｍｍ未満の構成（すなわち、エッジＥ１が脚長部２２の先端よりも軸線方向ＸＤ方向後端側に位置している構成）では、エッジＥ１を起点とする沿面放電により焼失可能な未燃焼生成物９０は、主に内周面Ｓ２に付着している未燃焼生成物９０である。したがって、この構成では、先端面Ｓ１に付着している未燃焼生成物９０が残留するおそれがある。
【００３６】
図４下段に示すように、距離Ａが０．６ｍｍよりも長い構成では、エッジＥ１から先端面Ｓ１及び内周面Ｓ２までの距離（気中距離）が長いために、エッジＥ１を起点とする沿面放電の発生が抑制される。したがって、主として先端面Ｓ１に付着した未燃焼生成物９０が残留するおそれがある。
【００３７】
Ｂ．第２実施形態：
図５は、第２実施形態において、２つのエッジ間の軸線に沿った距離が好ましい長さとなるように２つのエッジが配置された状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。第２実施形態のスパークプラグは、２つのエッジＥ１，Ｅ２間の軸線ＣＸに沿った距離において図１に示すスパークプラグ１００と異なり、他の構成は、第１実施形態と同じである。なお、図５では、図３と同様に、軸線ＣＸを境界として左半分の構造のみ示している。また、第２実施形態では、図３に示す第１実施形態のスパークプラグ１００と同様に、先端側のエッジ（エッジＥ１）は、前述の距離Ａ（脚長部２２の先端からエッジＥ１までの軸線ＣＸに沿った距離）が０ｍｍ≦Ａ≦０．６ｍｍを満たす領域に配置されている。
【００３８】
第２実施形態では、２つのエッジＥ１，Ｅ２間の軸線ＣＸに沿った距離Ｂが１．６ｍｍ以下であることが好ましい。このような構成を採用することにより、内周面Ｓ２に付着した未燃焼生成物９０の残留を抑制できるからである。
【００３９】
図６は、第２実施形態において、２つのエッジ間の軸線に沿った距離が１．６ｍｍよりも長い状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。図６に示すように、２つのエッジＥ１，Ｅ２間の軸線ＣＸに沿った距離Ｂが１．６ｍｍよりも長い状態では、絶縁碍子２０の軸孔Ｈの内周面Ｓ２において、領域ＡＲ１（エッジＥ１を起点とする沿面放電の到達領域）及び領域ＡＲ２（エッジＥ２を起点とする沿面放電の到達領域）のいずれにも該当しない領域ＡＲｚが存在することとなる。したがって、この領域ＡＲｚに付着した未燃焼生成物９０は、エッジＥ１及びエッジＥ２を起点とする沿面放電によっては焼失されない。
【００４０】
Ｃ．第３実施形態：
図７は、第３実施例形態において、軸孔Ｈの内周面Ｓ２の先端と中心電極の外周表面との間の最短距離、及び第３一定径部の径と第２一定径部の径との比が、いずれも好ましい値に設定された状態における中心電極及び接地電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。第３実施形態のスパークプラグは、軸孔Ｈの内周面Ｓ２の先端と中心電極１０の外周表面との距離のうち最短となる距離Ｃ、及び第３一定径部ＳＰ３の径（φＤ）と第２一定径部ＳＰ２の径（φＥ）との比（φＥ／φＤ）において図１に示すスパークプラグ１００と異なり、他の構成は、第１実施形態と同じである。なお、図７では、図３と同様に、軸線ＣＸを境界として左半分の構造のみ示している。また、第３実施形態では、前述の距離Ａは０ｍｍ≦Ａ≦０．６ｍｍを満たし、前述の距離ＢはＢ≦１．６ｍｍを満たす。
【００４１】
第３実施形態では、軸孔Ｈの内周面Ｓ２の先端と中心電極１０の外周表面との間の最短距離Ｃは、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。このような構成を採用することにより、中心電極１０の外周表面と軸孔Ｈの内周面Ｓ２の先端との間の最短ルートで火花が飛ぶ、異常放電（横飛火）の発生を抑制できるからである。なお、距離Ｃは、第３実施形態では、内周面Ｓ２の先端から第２一定径部ＳＰ２の外周表面への垂線の長さを意味する。
【００４２】
ここで、軸孔Ｈの大きさを変えずに距離Ｃをより長くした結果、第２一定径部ＳＰ２の径が小さく（細く）なると、第２一定径部ＳＰ２において、中心電極１０の温度上昇に伴う消耗に対する耐久性が低下してしまう。そこで、第３実施形態では、第３一定径部ＳＰ３の径（φＤ）と第２一定径部ＳＰ２の径（φＥ）との比（φＥ／φＤ）が、０．６（６０％）以上であることが好ましい。このような構成により、中心電極１０の消耗を抑制し耐久性を向上させることができるからである。
【００４３】
図８は、第３実施形態において、距離Ｃが０．２ｍｍよりも短く、かつ、φＥ／φＤが０．６以上である場合における中心電極及び接地電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。
【００４４】
距離Ｃが０．２ｍｍよりも短くなると、図８に示すように、中心電極１０と内周面Ｓ２の先端との間の最短ルートにおいて火花（横飛火）Ｌ２が発生する。それゆえ、正規放電に伴う火花Ｌ１の発生が抑制され、スパークプラグの着火性が低下する。
【００４５】
図９は、第３実施形態において、距離Ｃが０．２ｍｍ以上であり、かつ、φＥ／φＤが０．６よりも小さい場合における中心電極及び接地電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。
【００４６】
φＥ／φＤが０．６よりも小さい場合、φＤが大きくしない限り、第２一定径部ＳＰ２の径は非常に小さくなる（細くなる）。この場合、第２一定径部ＳＰ２は、放電により急激に温度が上昇して激しく消耗する。その結果、スパークプラグの耐久性は極端に低下する。
【００４７】
Ｄ．第４実施形態：
図１０は、第４実施形態において、脚長部の先端部分の大きさが好ましい大きさに設定された状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。第４実施形態のスパークプラグは、脚長部２２の先端部分の大きさにおいて図１に示すスパークプラグ１００と異なり、他の構成は、第１実施形態と同じである。なお、図１０では、図３と同様に、軸線ＣＸを境界として左半分の構造のみ示している。また、第４実施形態では、前述の距離Ａは０ｍｍ≦Ａ≦０．６ｍｍを満たし、前述の距離ＢはＢ≦１．６ｍｍを満たし、前述の距離ＣはＣ≧０．２ｍｍを満たし、前述のφＥ／φＤはφＥ／φＤ≧０．６を満たす。
【００４８】
第４実施形態では、脚長部２２の先端部分の大きさは、脚長部２２の断面（軸線ＣＸを含む断面）において、脚長部２２の先端からの軸線ＣＸに沿った距離Ｆが１．５ｍｍ以下である領域の面積Ｇが、１．０ｍｍ２≦Ｇ≦１．５ｍｍ２を満たす大きさであることが好ましい。なお、脚長部２２の断面は、スパークプラグの断面において中心電極１０の断面を挟んで２つ配置されることとなるが、上記条件（１．０ｍｍ２≦Ｇ≦１．５ｍｍ２）は、これら２つの断面のうち、いずれか一方の断面の面積Ｇに対する条件を意味する。
【００４９】
面積Ｇを１．５ｍｍ２以下とすることで、放電に伴う脚長部２２の昇温を促進させて、脚長部２２の先端部分に熱溜まりを発生させることができる。したがって、この熱溜まりの熱を利用して、先端面Ｓ１及び内周面Ｓ２に付着した未燃焼生成物９０を焼き切ることができる。加えて、面積Ｇを１．０ｍｍ２以上とするので、脚長部２２の先端部分が過剰に小さく（厚みが薄く）なることにより、中心電極１０に高電圧（２０ｋＶ以上）を印加した際に、中心電極１０から発した火花が脚長部２２を貫通して接地電極４０に到達することを抑制できる。
【００５０】
図１１は、第４実施形態において、脚長部の先端部分の断面積Ｇが図１０に示す範囲とは異なる大きさに設定された状態における中心電極の先端部分の詳細構成を示す断面図である。図１１上段は、面積Ｇが１．０ｍｍ２よりも小さい場合の構成を示し、図１１下段は、面積Ｇが１．５ｍｍ２よりも大きい場合の構成を示す。
【００５１】
図１１上段に示すように、面積Ｇが１．０ｍｍ２よりも小さい場合、未燃焼生成物９０の焼き切れは実現できるが、脚長部２２が小さくなるので、中心電極１０に高電圧を印加した際に貫通が生じ得る。
【００５２】
図１１下段に示すように、面積Ｇが１．５ｍｍ２よりも大きい場合、脚長部２２の先端部分が十分に昇温されず、先端部分の熱による未燃焼生成物９０の焼き切れが不十分となり、未燃焼生成物９０が残留するおそれがある。
【００５３】
Ｅ．実施例：
Ｅ１．第１実施例：
第１実施例では、第１実施形態に示す距離Ａ（中心電極１０の外周表面において、脚長部２２の先端面Ｓ１に対応する位置からエッジＥ１までの軸線方向ＸＤに沿った距離）を互いに異ならせた８つのスパークプラグ（サンプル）を作製し、これら８つのサンプルを用いて実機耐久試験を行った。
【００５４】
具体的には、いずれも外径が呼び径でＭ１４のニッケルめっきスパークプラグであって、距離Ａを、それぞれ−０．５ｍｍ，−０．２ｍｍ，０ｍｍ，０．２ｍｍ，０．４ｍｍ，０．６ｍｍ，０．８ｍｍ，１．０ｍｍに設定した８つのスパークプラグを製作し、それぞれのスパークプラグを燻らせることで、脚長部２２の先端部分にカーボンを付着させた。
【００５５】
そして、各スパークプラグを排気量１．３Ｌ，４気筒ＤＯＨＣエンジンに装着し、１０時間アイドル運転した。運転終了後に、各スパークプラグの絶縁碍子２０先端（脚長部２２）に付着したカーボンの焼失の有無を目視にて確認した。
【００５６】
図１２は、第１実施例における試験結果を示す説明図である。図１２において、中央の列は各サンプルにおける距離Ａを示し、右の列はカーボンの焼き切れの有無を示す。なお、図１２の右の列において、「○」は、カーボンの焼き切れがあったことを示し、「×」は、カーボンの焼き切れがなかったことを示す。
【００５７】
図１２に示すように、エッジＥ１が、脚長部２２の先端面Ｓ１に対応する位置に配置されているサンプル（距離Ａ＝０ｍｍ）、及びエッジＥ１が脚長部２２の先端よりも軸線方向ＸＤ先端側に位置し、かつ距離Ａが０．６ｍｍ以下のサンプル（距離Ａ＝０．２ｍｍ，０．４ｍｍ，０．６ｍｍ）では、カーボンの焼き切れが確認された。これに対し、エッジＥ１が脚長部２２の先端よりも軸線方向ＸＤ後端側に位置しているサンプル（距離Ａ＝−０．５ｍｍ，−０．２ｍｍ）、及びエッジＥ１が脚長部２２の先端よりも軸線方向ＸＤ先端側に位置し、かつ距離Ａが０．６ｍｍよりも長いサンプル（距離Ａ＝０．８ｍｍ，１．０ｍｍ）では、カーボンの焼き切れは確認されなかった。この試験結果からも理解できるように、先端側のエッジ（エッジＥ１）は、絶縁碍子２０（脚長部２２）の先端からエッジＥ１までの軸線ＣＸに沿った距離Ａが０ｍｍ≦Ａ≦０．６ｍｍを満たす領域に配置されることが好ましい。
【００５８】
Ｅ２．第２実施例：
第２実施例では、第２実施形態に示す距離Ｂ（２つのエッジＥ１，Ｅ２間の軸線ＣＸに沿った距離）を互いに異ならせたスパークプラグ（サンプル）を作製して実機耐久試験を行なった。
【００５９】
具体的には、いずれも外径が呼び径でＭ１４のニッケルめっきスパークプラグであって、前述の距離Ａを０ｍｍに設定し、かつ、距離Ｂを、それぞれ０．８ｍｍ，１．０ｍｍ，１．２ｍｍ，１．４ｍｍ，１．６ｍｍ，１．８ｍｍ，２．０ｍｍ，２．２ｍｍに設定した８つのスパークプラグを作製し、それぞれのスパークプラグを燻らせることで、脚長部２２の先端部分にカーボンを付着させた。これら８つのスパークプラグに加えて、上記８つのスパークプラグにおいて、距離Ａを０．６ｍｍに設定した点のみ異なる８つのスパークプラグを作製し、距離Ａを０ｍｍに設定した上記８つのスパークプラグと同様にして、脚長部２２の先端部分にカーボンを付着させた。
【００６０】
そして、各スパークプラグを排気量１．３Ｌ，４気筒ＤＯＨＣエンジンに装着し、１０時間アイドル運転した。運転終了後に、各スパークプラグの脚長部２２（軸孔Ｈの内周面Ｓ２）におけるカーボンの焼失の有無を目視にて確認した。
【００６１】
図１３は、第２実施例における試験結果を示す説明図である。図１３において、最も左の列は各サンプルにおける距離Ｂを示し、中央の列は距離Ａが０ｍｍのサンプルにおけるカーボンの焼き切れの有無を示し、最も右の列は距離Ａが０．６ｍｍのサンプルにおけるカーボンの焼き切れの有無を示す。なお、図１３における「○」「×」は、いずれも図１２における「○」「×」と同じである。
【００６２】
図１３に示すように、距離Ａが０ｍｍのサンプルのうち、距離Ｂが０．８ｍｍ〜１．８ｍｍの６つのサンプルにおいてカーボンの焼き切れが確認された。これに対して、距離Ａが０ｍｍのサンプルのうち、距離Ｂが２．０ｍｍ及び２．２ｍｍの２つのサンプルでは、カーボンの焼き切れは確認されなかった。また、距離Ａが０．６ｍｍのサンプルのうち、距離Ｂが０．８ｍｍ〜１．６ｍｍの５つのサンプルにおいてカーボンの焼き切れが確認された。これに対して、距離Ａが０．６ｍｍのサンプルのうち、距離Ｂが１．８ｍｍ，２．０ｍｍ，２．２ｍｍの３つのサンプルでは、カーボンの焼き切れは確認されなかった。この試験結果からも理解できるように、２つのエッジＥ１，Ｅ２間の軸線ＣＸに沿った距離Ｂは、１．６ｍｍ以下であることが好ましい。
【００６３】
Ｅ３．第３実施例：
第３実施例では、まず、距離Ｃ（軸孔Ｈの内周面Ｓ２の先端と中心電極１０の外周表面との間の最短距離）を互いに異ならせたスパークプラグ（サンプル）を作製してリーク（正規放電以外で火花が飛ぶ現象）が発生する回数をカウントした。
【００６４】
具体的には、いずれも外径が呼び径でＭ１０のニッケルめっきスパークプラグであって、前述の距離Ａを０ｍｍに設定し、かつ、距離Ｃを０．１ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲で互いに異ならせた８つのスパークプラグを製作し、それぞれのスパークプラグをチャンバー内に配置して中心電極１０に高電圧を印加して放電の様子をカメラで撮像した。また、前述の８つのスパークプラグに加えて、距離Ａを０．６ｍｍに設定し、かつ、距離Ｃを０．１ｍｍ〜０．６ｍｍの範囲で互いに異ならせた８つのスパークプラグを製作し、それぞれのスパークプラグをチャンバー内に配置して中心電極１０に高電圧を印加して放電の様子をカメラで撮像した。なお、高電圧印加の回数は、各スパークプラグについて１００回であり、各回ごとに撮像して得られた画像を観察して、リーク回数をカウントした。また、チャンバー内の気圧は１．２ＭＰａであり、プラグギャップ（中心電極１０と貴金属チップ４１との間の距離）は１．０５ｍｍであった。
【００６５】
図１４は、第３実施例における試験結果を示す第１の説明図である。図１４において、横軸は距離Ｃを示し、縦軸はリーク回数を示す。
【００６６】
図１４に示すように、距離Ｃが０．２ｍｍよりも短い場合には、距離Ａが０ｍｍのサンプル及び距離Ａが０．６ｍｍのサンプルのいずれにおいても、リーク回数は６０回を超えており着火性が極端に低下している。これに対して、距離Ｃが０．２ｍｍ以上である場合には、距離Ａが０ｍｍのサンプル及び距離Ａが０．６ｍｍのサンプルのいずれにおいても、リーク回数はおよそ４０回以下であり、着火性の低下は抑制されている。この試験結果からも理解できるように、軸孔Ｈの内周面Ｓ２の先端と中心電極１０の外周表面との間の最短距離Ｃは、０．２ｍｍ以上であることが好ましい。
【００６７】
また、第３実施例では、φＥ／φＤ（第３一定径部ＳＰ３の径（φＤ）と第２一定径部ＳＰ２の径（φＥ）との比）を互いに異ならせたスパークプラグ（サンプル）を作製して実機耐久試験を行なった。
【００６８】
具体的には、まず、外径が呼び径でＭ１０のニッケルめっきスパークプラグであって、φＥ／φＤを、４５％〜９０％の範囲内で互いに異ならせた８つのスパークプラグを製作した。同様に、外径が呼び径でＭ１２のニッケルめっきスパークプラグであって、φＥ／φＤを、４５％〜９０％の範囲内で互いに異ならせた８つのスパークプラグを製作した。同様に、外径が呼び径でＭ１０のニッケルめっきスパークプラグであって、φＥ／φＤを、４５％〜９０％の範囲内で互いに異ならせた８つのスパークプラグを製作した。なお、第３一定径部ＳＰ３の径（φＤ）を一定として第２一定径部ＳＰ２の径（φＥ）を異ならせることにより、φＥ／φＤを互いに異ならせた。
【００６９】
そして、各スパークプラグを、それぞれ排気量２．０，Ｌ４気筒エンジンに装着し、フルスロットル（５０００ｒｐｍ）で１００時間運転した。運転終了後に、第１一定径部ＳＰ１の体積（残存体積）を測定した。なお、第１一定径部ＳＰ１の体積は、例えば、Ｘ線ＣＴスキャナを用いて測定することができる。
【００７０】
図１５は、第３実施例における試験結果を示す第２の説明図である。図１５において、横軸はφＥ／φＤを示し、縦軸は残存体積率を示す。第３実施例において「残存体積率」とは、各外径（Ｍ１０，Ｍ１２，Ｍ１４）ごとに、φＥ／φＤが０．８５（８５％）であるサンプルにおける残存体積を基準（１．０）とした場合の割合を意味する。
【００７１】
この試験結果では、外径が呼び径でＭ１０のサンプルでは、φＥ／φＤが０．６０５以上において、残存体積率が１．０以上となった。また、外径が呼び径でＭ１２，Ｍ１４のサンプルでは、φＥ／φＤが０．５９６以上において、残存体積率が１．０以上となった。この試験結果からも理解できるように、外径の大きさに関わらず、φＥ／φＤ（第３一定径部ＳＰ３の径（φＤ）と第２一定径部ＳＰ２の径（φＥ）との比）は、０．６以上であることが好ましい。
【００７２】
Ｅ４．第４実施例：
第４実施例では、まず、第４実施形態に示す面積Ｇ（脚長部２２の断面において、先端面Ｓ１から軸線ＣＸに沿った距離Ｆが１．５ｍｍ以下である２つの領域のうち、一方の領域の面積）を互いに異ならせた７つのスパークプラグ（サンプル）を作製して実機耐久試験を行なった。
【００７３】
具体的には、いずれも外径が呼び径でＭ１０のニッケルめっきスパークプラグであって、面積Ｇを、それぞれ０．９ｍｍ２，１．１ｍｍ２，１．３ｍｍ２，１．５ｍｍ２，１．７ｍｍ２，１．９ｍｍ２，２．０ｍｍ２に設定した７つのスパークプラグを作製し、それぞれのスパークプラグを燻らせることで、脚長部２２の先端部分にカーボンを付着させた。これら７つのスパークプラグに加えて、上記７つのスパークプラグにおいて外径を呼び径でＭ１２にした点のみ異なる新たな７つのスパークプラグと、上記７つのスパークプラグにおいて外径を呼び径でＭ１４にした点のみ異なる新たな７つのスパークプラグとを作製し、それぞれ脚長部２２の先端部分にカーボンを付着させた。
【００７４】
そして、各スパークプラグを排気量２．０Ｌ，６気筒ＳＯＨＣエンジンに装着し、中心電極１０の温度が４００℃を保つように２分間運転した。運転終了後に、各スパークプラグの絶縁碍子２０先端（脚長部２２）の内周面Ｓ２におけるカーボンの焼失の有無を目視にて確認した。
【００７５】
図１６は、第４実施例における試験結果を示す第１の説明図である。図１６において、最も左の列は、各サンプルにおける面積Ｇを示す。また、左から２番目の列は外径が呼び径でＭ１０のサンプルにおけるカーボンの焼き切れの有無を、左から３番目の列は外径が呼び径でＭ１２のサンプルにおけるカーボンの焼き切れの有無を、最も右側の列は外径が呼び径でＭ１４のサンプルにおけるカーボンの焼き切れの有無を、それぞれ示す。なお、図１６おける「○」「×」は、いずれも図１２における「○」「×」と同じである。
【００７６】
図１６に示すように、外径の大きさに関わらず、面積Ｇが０．９ｍｍ２〜１．５ｍｍ２のサンプルにおいてカーボンの焼き切れが確認された。これに対して、外径の大きさに関わらず、面積Ｇが１．７ｍｍ２〜２．０ｍｍ２のサンプルにおいてカーボンの焼き切れは確認されなかった。この試験結果からも理解できるように、脚長部２２の断面において、先端面Ｓ１からの距離Ｆが１．５ｍｍ以下である２つの領域のうち、一方の領域の面積Ｇは、１．５ｍｍ２以下であることが好ましい。
【００７７】
また、第４実施例では、φＥ／φＤ（第３一定径部ＳＰ３の径（φＤ）と第２一定径部ＳＰ２の径（φＥ）との比）を互いに異ならせたスパークプラグ（サンプル）を作製して、中心電極１０に高電圧を印加した際の、絶縁碍子２０（脚長部２２）の絶縁性能（非貫通性能）の試験を行なった。
【００７８】
具体的には、いずれも外径が呼び径でＭ１０のニッケルめっきスパークプラグであって、面積Ｇを、それぞれ０．７ｍｍ２，０．８ｍｍ２，０．９ｍｍ２，１．０ｍｍ２，１．１ｍｍ２，１．３ｍｍ２，１．５ｍｍ２に設定した７つのスパークプラグを作製した。この７つのスパークプラグに加えて、上記７つのスパークプラグにおいて外径を呼び径でＭ１２にした点のみ異なる新たな７つのスパークプラグと、上記７つのスパークプラグにおいて外径を呼び径でＭ１４にした点のみ異なる７つのスパークプラグとを作製した。そして、各スパークプラグについて、絶縁性試験装置を用いて絶縁性（非貫通性）を評価した。
【００７９】
図１７は、第４実施例において用いられた絶縁性試験装置の構成を示す断面図である。絶縁性試験装置５００は、絶縁油槽５１０と、絶縁油５１２と、台座部５１４と、リング状部材５１６と、電流測定器５１８とを備えている。絶縁油槽５１０には、絶縁油５１２が満たされている。台座部５１４は、容器状の外観形状を有し、外側底面において絶縁油槽５１０の内側底面と接合されている。台座部５１４は、上部に設けられた段差によりリング状部材５１６を支持している。なお、台座部５１４の内部には、絶縁油５１２が満たされている。リング状部材５１６は導電性基材（金属やカーボン等）によりリング状に形成されている。リング状部材５１６の中央には、孔５１７が設けられている。なお、リング状部材５１６は接地されている。電流測定器５１８は、リング状部材５１６と電気的に接続されており、リング状部材５１６を流れる電流を測定する。
【００８０】
第４実施例では、リング状部材５１６の孔５１７にスパークプラグを挿入し、中心電極１０に高電圧を印加して、電流測定器５１８によりリング状部材５１６を流れる電流を測定した。なお、孔５１７にスパークプラグを挿入した状態において、脚長部２２はリング状部材５１６と接している。
【００８１】
脚長部２２の先端部分が大きい場合（厚みが大きい場合）、脚長部２２の絶縁性は高いので、中心電極１０に高電圧を印加した場合に、中心電極１０とリング状部材５１６との間の絶縁は保たれる。しかしながら、脚長部２２の先端部分が非常に小さい場合（厚みが非常に小さい場合）には、中心電極１０に高電圧を印加した場合に、脚長部２２を貫通して中心電極１０とリング状部材５１６との間は導通し、リング状部材５１６に電流が生じることとなる。
【００８２】
図１８は、第４実施例における試験結果を示す第２の説明図である。図１８において、最も左の列は、各サンプルにおける面積Ｇを示す。また、左から２番目の列は外径が呼び径でＭ１０のサンプルにおける中心電極１０とリング状部材５１６との間の導通の有無を、左から３番目の列は外径が呼び径でＭ１２のサンプルにおける中心電極１０とリング状部材５１６との間の導通の有無を、最も右側の列は外径が呼び径でＭ１４のサンプルにおける中心電極１０とリング状部材５１６との間の導通の有無を、それぞれ示す。なお、図１８において、「○」は、導通がない、すなわち絶縁が保たれていることを示し、「×」は、導通がある、すなわち、絶縁が破られていることを示している。
【００８３】
図１８に示すように、外径が呼び径でＭ１０及びＭ１２のサンプルのうち、面線Ｇが０．９ｍｍ２以下のサンプルにおいて、導通があった（すなわち、絶縁が破られた）。これに対し、面積Ｇが１．０ｍｍ２以上のサンプルでは、導通はなかった（すなわち、絶縁が保たれた）。また、外径が呼び径がＭ１４のサンプルのうち、面積Ｇが０．７ｍｍ２及び０．８ｍｍ２のサンプルにおいて導通があり、面積Ｇが０．９ｍｍ２以上のサンプルにおいて導通はなかった。この試験結果からも理解できるように、脚長部２２の断面において、先端面Ｓ１からの距離Ｆが１．５ｍｍ以下である２つの領域のうち、一方の領域の面積Ｇは、１．０ｍｍ２以上であることが好ましい。
【００８４】
したがって、第４実施例によると、カーボンの焼き切れを実現しつつ脚長部２２の絶縁性を確保するためには、面積Ｇは、１．０ｍｍ２≦Ｇ≦１．５ｍｍ２を満たすことが好ましい。
【００８５】
Ｆ．変形例：
なお、上記各実施形態及び実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８６】
Ｆ１．変形例１：
各実施形態及び実施例において、中心電極１０は、一定径部と縮径部とが交互に配置された外観構成を有していたが、本発明はこれに限定されるものではない。図１９は、変形例１における中心電極の外観構成を示す説明図である。なお、図１９では、互いに外観構成の異なる３つのケース（（ａ）〜（ｃ））の中心電極及び脚長部を示している。
【００８７】
図１９（ａ）に示す中心電極１０ａは、各実施形態及び実施例の中心電極１０において、第１縮径部ＴＰ１及び第２縮径部ＴＰ２を省略した構成を有する。この構成においては、第１一定径部ＳＰ１と第２一定径部ＳＰ２との境界であるエッジＥ３と、第３一定径部ＳＰ３と第２一定径部ＳＰ２との境界であるエッジＥ４とが沿面放電の起点となり得る。この例では、エッジＥ３は請求項における第１肩状部に、エッジＥ４は請求項における第２肩状部に、それぞれ相当する。
【００８８】
図１９（ｂ）に示す中心電極１０ｂは、２つの一定径部ＳＰ１，ＳＰ２及び２つの縮径部ＴＰ１，ＴＰ２に代えて、２つの縮径部ＴＰ３，ＴＰ４を備えている点において、上記各実施形態及び実施例の中心電極１０と異なる。中心電極１０ｂにおいて、縮径部ＴＰ４は、第３一定径部ＳＰ３と縮径部ＴＰ３とに挟まれて配置されている。この構成では、２つの縮径部ＴＰ３，ＴＰ４が隣接している。しかしながら、２つの縮径部ＴＰ３，ＴＰ４は、互いに軸線ＣＸ方向に径が減少する割合が異なるため、縮径部ＴＰ３と縮径部ＴＰ４との境界は、軸線ＣＸから中心電極１０の外周表面に向かう方向に突出したエッジＥ５となる。また、第３一定径部ＳＰ３と縮径部ＴＰ４との境界は、軸線ＣＸから中心電極１０の外周表面に向かう方向に突出したエッジＥ６となる。図１９（ｂ）に示す構成では、２つのエッジＥ５，Ｅ６が、沿面放電の起点となり得る。この例では、エッジＥ５は請求項における第１肩状部に、エッジＥ６は請求項における第２肩状部に、それぞれ相当する。
【００８９】
図１９（ｃ）に示す中心電極１０ｃは、第２一定径部ＳＰ２，第３一定径部ＳＰ３，第１縮径部ＴＰ１及び第２縮径部ＴＰ２に代えて、２つの縮径部ＴＰ５，ＴＰ６を備えている点において、上記各実施形態及び実施例の中心電極１０と異なる。中心電極１０ｃにおいて、縮径部ＴＰ５は第１一定径部ＳＰ１に隣接し、縮径部ＴＰ６は、第１一定径部ＳＰ１とは反対側において縮径部ＴＰ５に隣接する。
【００９０】
各実施形態及び各実施例における中心電極１０では、各縮径部ＴＰ１，ＴＰ２において、軸線ＣＸ方向に径が減少する割合は一定であったが、中心電極１０ｃの各縮径部ＴＰ５，ＴＰ６では、軸線ＣＸ方向に径が減少する割合は一定ではなく、先端側に向かうほど径が減少する割合が大きくなるように連続的に変化する。したがって、中心電極１０ｃでは、外周表面にエッジが明確に現れていない。このような構成においても、縮径部ＴＰ５における突出部Ｅ７、及び縮径部ＴＰ６における突出部Ｅ８を起点として沿面放電が発生し得る。ここで、突出部Ｅ７は、図１９（ｃ）の左側に記載された縮径部ＴＰ５の領域Ｘの拡大図に示すように、縮径部ＴＰ５の外周表面に沿った２つの面Ｌ１１，Ｌ１２の交線Ｂ５から最も近い点の集合（ライン）として把握することができる。同様に、突出部Ｅ８は、図１９（ｃ）の左側に記載された縮径部ＴＰ６の領域Ｙの拡大図に示すように、縮径部ＴＰ６の外周表面に沿った２つの面Ｌ２１，Ｌ２２の交線Ｂ６から最も近い点の集合（ライン）として把握することができる。この例では、突出部Ｅ７は請求項における第１肩状部に、突出部Ｅ８は請求項における第２肩状部に、それぞれ相当する。
【００９１】
以上の実施形態，実施例及び変形例からも理解できるように、自身の外周表面に第１肩状部及び第２肩状部を有する任意の中心電極を、本発明のスパークプラグに採用することができる。なお、これら第１肩状部及び第２肩状部は、上記実施形態，実施例及び変形例からも理解できるように、軸線方向ＸＤに沿った中心電極１０の径の変化により中心電極１０の外周表面に形成されている。
【００９２】
Ｆ２．変形例２：
各実施形態及び実施例では、脚長部２２の先端面Ｓ１と内周面Ｓ２とは、これら２つの面Ｓ１，Ｓ２の間の角度がおよそ９０度となるように互いに接していたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、先端面Ｓ１と内周面Ｓ２との境界において面取りを施し、生成された新たな面を介して先端面Ｓ１と内周面Ｓ２とが接する構成を採用することもできる。この構成においても、面取りにより生じた新たな面に付着したカーボン等の未燃焼生成物を、中心電極１０のエッジを起点とする沿面放電によって焼き切ることができる。
【００９３】
Ｆ３．変形例３：
各実施形態及び実施例では、中心電極１０に対応する接地電極４０の数は１つであったが、本発明はこれに限定されるものではない。１つの中心電極１０に対応して、複数の接地電極４０を設ける構成を採用することもできる。
【００９４】
Ｆ４．変形例４：
上記第３実施形態では、距離Ｃは０．２ｍｍ以上であり、かつ、φＥ／φＤは０．６（６０％）以上であることが好ましい構成であったが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、距離Ｃは０．２ｍｍ以上であり、かつ、φＥ／φＤは０．６（６０％）未満である構成も採用することもできる。この構成では、距離Ｃが０．２ｍｍ以上であるので、中心電極１０の外周表面と絶縁碍子２０の軸孔Ｈの内周面Ｓ２との最短ルートを火花が飛ぶ、異常放電の発生を抑制できる。また、例えば、距離Ｃは０．２ｍｍ未満であり、かつ、φＥ／φＤは０．６（６０％）以上である構成を採用することもできる。この構成では、φＥ／φＤは０．６（６０％）以上であるので、中心電極１０の消耗を抑制し耐久性を向上させることができる。
【００９５】
また、上記第４実施形態では、面積Ｇは、１．０ｍｍ２≦Ｇ≦１．５ｍｍ２を満たすことが好ましい構成であったが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、面積Ｇが１．０ｍｍ２未満である構成を採用することもできる。この構成では、面積ＧはＧ≦１．５ｍｍ２を満たすので、脚長部２２に熱溜まりを発生させて、かかる熱溜まりにより未燃焼生成物を焼き切ることができる。また、例えば、面積Ｇが１．５ｍｍ２よりも大きい構成を採用することもできる。この構成では、面積Ｇは１．０ｍｍ２≦Ｇを満たすので、中心電極１０から発した火花が脚長部２２を貫通して接地電極４０に到達することを抑制できる。
【符号の説明】
【００９６】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…中心電極
１２…電極母材
１４…芯材
１６…シール体
１７…セラミック抵抗
１８…シール体
１９…端子金具
２０…絶縁碍子
２２…脚長部
２４…第１碍子胴部
２５…碍子鍔部
２６…第２碍子胴部
３０…主体金具
３１…端面
３２…取付ネジ部
３４…胴部
３５…溝部
３６…工具係合部
３８…加締部
４０…接地電極
４１…貴金属チップ
５０…ガスケット
６２…パッキン
６３…充填部
９０…未燃焼生成物
１００…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２１０…取付ネジ孔
５００…絶縁性試験装置
５１０…絶縁油槽
５１２…絶縁油
５１４…台座部
５１６…リング状部材
５１７…孔
５１８…電流測定器
Ｃ１，Ｃ２…クリアランス
Ｅ１〜Ｅ６…エッジ
Ｈ…軸孔
Ｓ１…先端面
Ｌ１…火花
Ｓ２…内周面
Ｂ５，Ｂ６…交線
Ｅ７，Ｅ８…突出部
ＸＤ…軸線方向
ＳＴ…階段状部
ＣＸ…軸線
ＳＰ１…第１一定径部
ＴＰ１…第１縮径部
ＳＰ２…第２一定径部
ＴＰ２…第２縮径部
ＳＰ３…第３一定径部
ＡＲ１，ＡＲ２，ＡＲｚ…領域
ＴＰ３〜ＴＰ６…縮径部
【図１】
0005498340.tif 000002
【図２】
0005498340.tif 000003
【図３】
0005498340.tif 000004
【図４】
0005498340.tif 000005
【図５】
0005498340.tif 000006
【図６】
0005498340.tif 000007
【図７】
0005498340.tif 000008
【図８】
0005498340.tif 000009
【図９】
0005498340.tif 000010
【図１０】
0005498340.tif 000011
【図１１】
0005498340.tif 000012
【図１２】
0005498340.tif 000013
【図１３】
0005498340.tif 000014
【図１４】
0005498340.tif 000015
【図１５】
0005498340.tif 000016
【図１６】
0005498340.tif 000017
【図１７】
0005498340.tif 000018
【図１８】
0005498340.tif 000019
【図１９】
0005498340.tif 000020