(57)【要約】【課題】中心電極の熱引き効率を向上できる技術を提供することを目的とする。【解決手段】スパークプラグは、中心電極と、中心電極を保持する絶縁体と、軸孔内に設けられ、中心電極と絶縁体とに接するシール材と、を備える。中心電極は、径方向外側に突出し少なくとも一部が軸孔を形成する内面と当接する鍔部を有する電極母材と、電極母材よりも熱伝導率の大きい芯材と、を有する。芯材は、鍔部の外径が最大となる最大外径部よりも先端側の部分は電極母材の内部に配置されている。最大外径部よりも後端側の部分は電極母材から露出しており、芯材のうち電極母材から露出した部分の側面のうち少なくとも一部とシール材とが接触している。【選択図】図２
2014038773.tif 000002
【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と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有し、先端側において前記中心電極を保持する絶縁体と、
前記軸孔内に設けられ、前記中心電極と前記絶縁体とに接するシール材と、を備えるスパークプラグにおいて、
前記中心電極は、
径方向外側に突出し少なくとも一部が前記軸孔を形成する内面と当接する鍔部を有する電極母材と、
前記電極母材よりも熱伝導率の大きい芯材と、を有し、
前記芯材のうち、前記鍔部の外径が最大となる最大外径部よりも先端側の部分は前記電極母材の内部に配置され、
前記最大外径部よりも後端側の部分は前記電極母材から露出しており、
前記芯材のうち前記電極母材から露出した部分の側面のうち少なくとも一部と前記シール材とが接触している、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、
前記芯材のうち前記電極母材から露出した部分の外表面の表面積をＷ（ｍｍ2）とし、前記中心電極のうち前記鍔部よりも先端側の前記軸線方向に沿った長さをＬ（ｍｍ）としたときに、前記中心電極のうち前記鍔部よりも先端側にＬ／２の距離に位置する部分の前記軸線方向と直交する断面積をＶ（ｍｍ2）とした場合に、
Ｗ≧４×Ｖの関係を満たす、ことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項３】
請求項２に記載のスパークプラグにおいて、
Ｗ≧５×Ｖの関係を満たす、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、
Ｗ≧６×Ｖの関係を満たす、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のいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
前記芯材を構成する材料と前記シール材を構成する材料との３００℃における線膨張係数の差が１×１０-6（１／℃）以下である、ことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
前記芯材のうち前記電極母材から露出した部分の外表面全体と前記シール材とが接触している、ことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
前記芯材のうち前記電極母材から露出した部分の一部が前記軸孔を形成する内面と当接する、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、スパークプラグの技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガソリンエンジンなどの内燃機関の点火にはスパークプラグが用いられている。スパークプラグは、内燃機関の点火の為に中心電極と接地電極との間で火花を発生させる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１５６１１０号公報
【特許文献２】特開平５−１０１８６９号公報
【特許文献３】特開平６−２８３２５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、スパークプラグは、絶縁碍子の先端部近傍の過熱を防いでプレイグニッションを防止する必要がある。このため、絶縁碍子の先端部から中心電極や主体金具への熱の伝導（いわゆる熱引き）を効率良く行なう必要がある。
【０００５】
特に、近年、エンジンの高出力化や燃費向上を図るためにインテークマニホールドやエキゾーストマニホールドのバルブ径を拡大したり、エンジンの冷却効率向上のためにウォータージャケットを拡大したりする等の新たなエンジン構成が提案されている。これに伴い、スパークプラグの細径化（小型化）が求められる。一方で、スパークプラグの細径化によって、中心電極の熱伝導性が低下し熱引き効率が低下する虞がある。
【０００６】
中心電極の熱引き効率を向上させるために、例えば、特許文献１の技術では、中心電極のうち、少なくとも絶縁碍子によって係止される部分である中軸鍔部を含む後端側において、中心電極の外周面に良熱伝導金属部が露出している（特許文献１の図１）。しかし、良熱伝導金属部は銅等によって形成されており、剛性が小さく、また融点も低い。よって、燃焼ガスの熱によって良熱伝導金属部が溶出したり、剛性不足によって良熱伝導金属部の係止段部がガラスシール封着時等に変形したりする可能性がある。
【０００７】
また、特許文献１の技術では、中軸鍔部はＮｉ等で形成された耐酸化合金部であり、中軸鍔部よりも後端側において、中心電極の外周面に良熱伝導金属部が露出している（特許文献１の図４）。しかし、特許文献１の技術では、良熱伝導金属部が直接に絶縁碍子と接触しているため、絶縁碍子の内部のシール性が低下する虞がある。また、良熱伝導金属部と絶縁碍子との熱膨張差によって絶縁碍子が破損する虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
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、以下の形態として実現することが可能である。
【０００９】
（１）本発明の一形態によれば、軸線方向に延びる軸孔を有し、先端側において前記中心電極を保持する絶縁体と、前記軸孔内に設けられ、前記中心電極と前記絶縁体とに接するシール材と、を備えるスパークプラグが提供される。このスパークプラグにおける前記中心電極は径方向外側に突出し少なくとも一部が前記軸孔を形成する内面と当接する鍔部を有する電極母材と、前記電極母材よりも熱伝導率の大きい芯材と、を有する。また、前記芯材のうち、前記鍔部の外径が最大となる最大外径部よりも先端側の部分は前記電極母材の内部に配置され、前記最大外径部よりも後端側の部分は前記電極母材から露出している。また、前記スパークプラグは、前記芯材のうち前記電極母材から露出した部分の側面のうち少なくとも一部と前記シール材とが接触している。この形態のスパークプラグによれば、露出した部分の側面の少なくとも一部とシール材とが接触していることから、軸孔内のシール性を確保しつつ絶縁体の先端部の熱が中心電極を介して効果的に伝導される。すなわち、軸孔内のシール性を確保しつつ、熱引き効率を向上できる。
【００１０】
（２）上記形態のスパークプラグにおいて、前記芯材のうち前記電極母材から露出した部分の外表面の表面積をＷ（ｍｍ2）とし、前記中心電極のうち前記鍔部よりも先端側の前記軸線方向に沿った長さをＬ（ｍｍ）としたときに、前記中心電極のうち前記鍔部よりも先端側にＬ／２の距離に位置する部分の前記軸線方向と直交する断面積をＶ（ｍｍ2）とした場合に、Ｗ≧４×Ｖの関係を満たしても良い。この形態のスパークプラグによれば、露出した部分の表面積を大きくすることで、熱引き効率をさらに向上できる。
【００１１】
（３）上記形態のスパークプラグにおいて、Ｗ≧５×Ｖの関係を満たしても良い。この形態のスパークプラグによれば、露出した部分の表面積をさらに大きくすることで、熱引き効率をさらに向上できる。
【００１２】
（４）上記形態のスパークプラグにおいて、Ｗ≧６×Ｖの関係を満たしても良い。この形態のスパークプラグによれば、露出した部分の表面積をより一層大きくすることで、熱引き効率をより一層向上できる。
【００１３】
（５）上記形態のスパークプラグにおいて、前記芯材を構成する材料と前記シール材を構成する材料との３００℃における線膨張係数の差が１×１０-6（１／℃）以下であっても良い。この形態のスパークプラグによれば、熱膨張や熱収縮によって露出した部分とシール材との接触の程度が低下することを防止できることから、露出した部分から中心電極の熱がシール材を介して絶縁体へと確実に伝導する。すなわち、この形態のスパークプラグによれば、熱引き効率の低下を抑制できる。
【００１４】
（６）上記形態のスパークプラグにおいて、前記芯材のうち前記電極母材から露出した部分の外表面全体と前記シール材とが接触しても良い。この形態のスパークプラグによれば、露出した部分の外表面全体を介してシール材から絶縁体に中心電極の熱を伝導させることができる。これにより、熱引き効率をさらに向上できる。また、露出した部分と絶縁体の間にはシール材が位置することから、軸孔内のシール性をさらに向上できる。
【００１５】
（７）上記形態のスパークプラグにおいて、前記芯材のうち前記電極母材から露出した部分の一部が前記軸孔を形成する内面と当接しても良い。この形態のスパークプラグによれば、中心電極の熱を直接に絶縁体に伝導させて、絶縁体に伝導した熱がさらに外周に位置する主体金具へと効率良く伝導する。よって、熱引き性能をさらに向上できる。
【００１６】
なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、スパークプラグの検査方法、スパークプラグ、スパークプラグを搭載した車両等の内燃機関等の態様で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態としてのスパークプラグの部分断面図である。
【図２】スパークプラグの先端側の拡大断面図である。
【図３】中心電極を模式的に示した図である。
【図４】様々な中心電極を説明するための図である。
【図５】サンプルＮｏ．２の中心電極の断面図である。
【図６】寸法の代表例である。
【図７】プレイグニッション試験の結果及びサンプルを説明するための図である。
【図８】第２の評価試験としてのプレイグニッション試験の結果及びサンプルを説明するための図である。
【図９】線膨張係数の差と耐熱性低下値との関係を示す図である。
【図１０】第１変形例のスパークプラグを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
Ａ．第１実施形態：
Ｂ．変形例：
【００１９】
Ａ．第１実施形態：
Ａ−１：スパークプラグの構成：
図１は、本発明の第１実施形態としてのスパークプラグ１００の部分断面図である。ここで、説明の便宜上、スパークプラグ１００のうち図中上側を後端側ＢＷＤ、図中下側を先端側ＦＷＤともいう。スパークプラグ１００は、軸線ＣＬ方向に延びる棒状の中心電極２０と、軸線ＣＬ方向に延びる軸孔１２を有し、自身の先端側において中心電極２０を保持する絶縁体としての絶縁碍子１０と、軸孔１２内に設けられて中心電極２０と絶縁碍子１０とに接する第１のシール材４と、を備える。また、スパークプラグ１００は、さらに、絶縁碍子１０の外周に設けられた主体金具５０と、後端側に位置する一端部が主体金具５０に取り付けられた接地電極３０と、を備える。
【００２０】
中心電極２０は、絶縁碍子１０の内部を通じて、絶縁碍子１０の後端に設けられた端子金具４０に電気的に接続されている。中心電極２０は、絶縁碍子１０によって保持されている。絶縁碍子１０は、主体金具５０によって保持されている。接地電極３０は、他端部が中心電極２０の下側の位置で中心電極２０と対向するように屈曲している。接地電極３０は屈曲することで中心電極２０の先端部２１との間で、火花を発生させる隙間である火花ギャップを形成する。スパークプラグ１００は、内燃機関のエンジンヘッド６００に設けられた取付ネジ孔６０１に主体金具５０を介して取り付けられる。例えば、端子金具４０に２万〜３万ボルトの高電圧が印加されると、中心電極２０と接地電極３０との間に形成された火花ギャップＧに火花が発生する。
【００２１】
絶縁碍子１０は、アルミナを始めとするセラミックス材料を焼成して形成された絶縁体である。絶縁碍子１０のうち、スパークプラグ１００の軸線ＣＬ方向中央には他の部分よりも外径を大きくした中央胴部１９が形成されている。中央胴部１９よりも端子金具４０側には、端子金具４０と主体金具５０との間を絶縁する後端側胴部１８が形成されている。中央胴部１９よりも中心電極２０側には、後端側胴部１８よりも外径が小さい先端側胴部１７が形成され、先端側胴部１７の更に先には、先端側胴部１７よりも小さい外径であって中心電極２０側へ向かうほど外径が小さくなる先端部１３が形成されている。
【００２２】
主体金具５０は、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の一部から先端部１３に亘る部位を包囲して保持する円筒状の金具である。主体金具５０は、例えば金属により形成でき、本実施形態では低炭素鋼等を用いている。主体金具５０は、工具係合部５１と、取付ネジ部５２と、シール部５４とを備える。主体金具５０の工具係合部５１には、スパークプラグ１００をエンジンヘッド６００に取り付ける工具（図示しない）が嵌合する。主体金具５０の取付ネジ部５２は、エンジンヘッド６００の取付ネジ孔６０１に螺合するネジ山を有する。主体金具５０のシール部５４は、取付ネジ部５２の根元に鍔状に形成され、シール部５４とエンジンヘッド６００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６が嵌挿される。
【００２３】
中心電極２０の先端部２１は、絶縁碍子１０の軸孔１２から先端側ＦＷＤに突出して配置されている。すなわち、中心電極２０は、先端部２１が軸孔１２から突出するように絶縁碍子１０の軸孔１２に挿入されて、第１のシール材４、セラミック抵抗３、第２のシール材５を介して端子金具４０に電気的に接続されている。
【００２４】
図２は、スパークプラグ１００の先端側の拡大断面図である。なお、図２では、理解の容易の為に、模式的に図示している。図２に示すように、中心電極２０は、電極母材２５と、芯材２４とを有する。電極母材２５は、中心電極２０のうち先端側の外表面を形成する。また、電極母材２５は、径方向外側に突出し、少なくとも一部が軸孔を形成する内面と当接する鍔部２８を備える。鍔部２８は絶縁碍子１０の内面に形成された段差部１５に当接して係止される。
【００２５】
芯材２４は、中心電極２０のうち後端側ＢＷＤの外表面を形成する。芯材２４は、先端側ＦＷＤが電極母材２５の内部に配置され、後端側ＢＷＤが電極母材２５から露出している。詳細には、芯材２４は、鍔部２８の外径が最大となる最大外径部２８ａよりも先端側ＦＷＤに位置する芯材先端部２７と、最大外径部２８ａよりも後端側ＢＷＤに位置し電極母材２５から露出する芯材露出部２９とを備える。ここで、芯材２４は電極母材２５よりも熱伝導率が大きい。
【００２６】
第１のシール材４は、芯材２４と軸孔１２を形成する内面との隙間を埋めるように、軸孔１２内に充填されている。詳細には、第１のシール材４は、芯材露出部２９の外表面全体（側面２９ｔと後端面２９ｓ）と接触している。こうすることで、芯材露出部２９の外表面全体を介して中心電極２０から第１のシール材４に絶縁碍子１０の熱を伝導させることができる。これにより、熱引き効率を向上できる。また、芯材露出部２９と絶縁碍子１０の間には第１のシール材４が位置することから、軸孔１２内のシール性を向上できる。
【００２７】
芯材２４は、例えば、銅、銅を主成分とする合金、銀などで形成されている。電極母材２５は、芯材２４よりも融点の高い金属や合金で形成されている。例えば、電極母材２５は、ニッケルやニッケルを主成分とする合金などで形成されている。第１のシール材４及び第２のシール材５（図１）は、例えば、銀、銅、銅を主成分とする合金等の金属と、ガラスの混合材によって形成されている。セラミック抵抗３は、例えば、炭素とセラミックとガラスの混合材によって形成されている。ここで、芯材２４を構成する材料と第１のシール材４を構成する材料との３００℃における線膨張係数の差が１×１０-6（１／℃）以下であることが好ましい。こうすることで、熱膨張や熱収縮によって芯材露出部２９と第１のシール材４との接触の程度が低下することを防止できる。よって、中心電極２０から絶縁碍子１０の熱が芯材露出部２９を介して第１のシール材４へと確実に伝導できる。すなわち、熱引き効率の低下を抑制できる。
【００２８】
なお、軸孔１２のうち芯材露出部２９が位置する部分の内径をＪとし、軸孔１２のうち電極母材２５が内部に配置された部分の内径をＫとする。また、段差部１５の水平面（軸線ＣＬ方向と直交する面）に対する傾斜角をＬａとする。
【００２９】
図３は、中心電極２０を模式的に示した図である。本実施形態では、芯材露出部２９の外表面の表面積をＷ（ｍｍ2）とする。また、中心電極２０のうち鍔部２８よりも先端側ＦＷＤの軸線ＣＬ方向に沿った長さをＬ（ｍｍ）としたときに、中心電極２０のうち鍔部２８よりも先端側ＦＷＤにＬ／２の距離に位置する部分の軸線ＣＬ方向と直交する断面積をＶ（ｍｍ2）とする。このとき、スパークプラグ１００は、Ｗ≧４×Ｖの関係を満たすことが好ましく、Ｗ≧５×Ｖを満たすことがより好ましく、Ｗ≧６×Ｖを満たすことがより一層好ましい。こうすることで、芯材露出部２９の表面積が大きくなり、熱引き効率を向上できる。
【００３０】
Ａ−２．第１実施形態の中心電極の例：
図４は、様々な中心電極を説明するための図である。サンプルＮｏ．１は、本実施形態には含まれない従来例であり、サンプルＮｏ．２〜Ｎｏ．５は、本実施形態に含まれるサンプル例である。なお、サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．５のいずれの中心電極２０，２０ａ〜２０ｃ，２０ｐも図１に示した軸孔１２内に配置される。
【００３１】
サンプルＮｏ．１の中心電極２０ｐは、芯材２４ｐの後端面を除く外表面全体が電極母材２５ｐの内側に配置されている。すなわち、鍔部２８ｐよりも先端側部分、鍔部２８ｐよりも後端側部分共に、電極母材２５ｐの内側に配置されている。
【００３２】
サンプルＮｏ．２は、断面図に示すように、最大外径部２８ａよりも後端側ＢＷＤに位置する芯材露出部２９ａは、最大外径部２８ａの径よりも小さい部分を有する。このような、サンプルＮｏ．２としては、例えば外観図の（２−１）〜（２−３）に示すような中心電極２０ａ，２０ａ１，２０ａ２が考えられる。いずれの中心電極２０ａ，２０ａ１，２０ａ２も芯材露出部２９ａ，２０ａ１，２０ａ２の少なくとも一部が鍔部２８の径（最大径）よりも小さい。
【００３３】
サンプルＮｏ．３の中心電極２０は、断面図に示すように第１実施形態に説明した中心電極２０と同一の形状である。すなわち、サンプルＮｏ．３は、芯材露出部２９の径と、鍔部２８の径（最大径）とが同一のサンプルである。このようなサンプルＮｏ．３としては、例えば外観図の（３−１）、（３−２）に示すような中心電極２０ｖ１，２０ｖ２が考えられる。中心電極２０ｖ１と中心電極２０ｖ２とでは、鍔部２８の厚み（軸線ＣＬ方向の長さ）が異なる。
【００３４】
サンプルＮｏ．４の中心電極２０ｂは、断面図に示すように芯材露出部２９ｂの径が鍔部２８の径（最大径）よりも大きい。
【００３５】
サンプルＮｏ．５の中心電極２０ｃは、断面図に示すように芯材露出部２９ｃの外周面に表面積を大きくするために凹凸が形成されている。このようなサンプルＮｏ．５としては、例えば外観図の（５−１），（５−２）に示すような中心電極２０ｃ，２０ｃ１が考えられる。中心電極２０ｃは、芯材露出部２９ｃの外周面に凹凸が形成されたネジ状である。また、中心電極２０ｃ１は、芯材露出部２９ｃの外周面に凹凸が形成されたローレット状である。
【００３６】
Ａ−３．本実施形態のスパークプラグの具体的寸法：
図５は、サンプルＮｏ．２の中心電極２０ａの断面図である。図５は、理解の容易のために模式的に示している。図５に示す「Ａ」〜「Ｌ」の内容は以下の通りである。
・「Ａ」・・・電極母材２５の外径
・「Ｃ」・・・最大外径部２８ａの外径
・「Ｄ」・・・芯材露出部２９ａの径（最小径）
・「Ｅ」・・・最大外径部２８ａの内径
・「Ｆ」・・・芯材先端部２７の径（最大径）
・「Ｇ」・・・芯材露出部２９ａのうち径が一定の円柱部分の軸線ＣＬ方向に沿った長さ
・「Ｈ」・・・鍔部２８及び芯材露出部２９ａのうち径が大きい芯材鍔部２９ａｔの軸線ＣＬ方向に沿った長さ
・「Ｌ」・・・中心電極２０ａのうち鍔部２８よりも先端側の軸線ＣＬ方向に沿った長さ
【００３７】
図６は、寸法の代表例である。詳細には、図２及び図５に示す寸法の例を代表例α〜γとして３通り示した。なお、図６は、中心電極２０ａについての寸法例であるが、他の中心電極２０，２０ｂ，２０ｃ（図４）にも適用できる。
【００３８】
Ａ−４．第１の評価試験及び評価結果：
図７は、プレイグニッション試験の結果及びサンプルを説明するための図である。図７（Ａ）は、プレイグニッション試験の結果を示す図であり、図７（Ｂ）は、上記のプレイグニッション試験に用いたサンプルの中心電極を示した図である。
【００３９】
比較例であるサンプルＮｏ．１の中心電極２０ｐを備えるスパークプラグと、本実施形態の中心電極２０ａ（図４）を備えるスパークプラグに対し、第１の評価試験としてのＪＩＳ  Ｄ１６０６に基づくプレイグニッション試験を行うことで、耐熱性（熱引き効率）の評価を行った。プレイグニッション試験の概要は次の通りである。すなわち、試験対象であるスパークプラグを１．６Ｌ、４気筒のエンジンに取り付ける。そして、点火時期を正規の点火時期から１クランクアングル（°ＣＡ）ずつ進角させた状態で、点火時期ごとに２分間運転を継続させた。そして、２分間にプレイグニッションが４回発生した点火時期を測定することで耐熱性を判定した。ここで、エンジンの回転数は５５００ｒｐｍ、スロットルは全開である。なお、上記のプレイグニッション試験では、プレイグニッションが発生する点火時期が進んでいる程、耐熱性に優れたスパークプラグであるといえる。
【００４０】
サンプルＮｏ．１ａ，Ｎｏ．１ｂ，Ｎｏ．１ｃのスパークプラグは、比較例として説明した中心電極２０ｐを備える。また、サンプルＮｏ．２ａ，Ｎｏ．２ｂ，Ｎｏ．２ｃのスパークプラグは、本実施形態において説明した中心電極２０ａ１（図４）を備える。なお、サンプルＮｏ．１ａとサンプルＮｏ．２ａ、サンプルＮｏ．１ｂとサンプルＮｏ．２ｂ、サンプルＮｏ．１ｃとサンプルＮｏ．２ｃは、それぞれ外形形状が同じサンプルである。外形形状が同じサンプルを図７（Ｂ）の左から順に、パターン１、パターン２、パターン３とも呼ぶ。鍔部２８，２８ｐよりも後端側に位置する部分の径Ｄａはパターン１〜３の順に小さい。また、電極母材２５、２５ｐの径Ａはパターン１〜３の順に小さい。
【００４１】
図７（Ａ）に示すように、各パターンにおいて、本実施形態の中心電極２０ａ１を備えたサンプルは、従来例の中心電極２０ｐを備えたサンプルに比べ、点火時期がそれぞれ２°ＣＡずつ進んでいる。すなわち、芯材露出部２９ａを備えたサンプルＮｏ．２ａ，Ｎｏ．２ｂ，Ｎｏ．２ｃは、中心電極２０〜２０ｃの熱引き効率が従来例よりも向上し、スパークプラグ１００の耐熱性が向上した。
【００４２】
Ａ−５．第２の評価試験及び評価結果：
図８は、第２の評価試験としてのプレイグニッション試験の結果及びサンプルを説明するための図である。図８（Ａ）は、プレイグニッション試験の結果を示す図であり、図８（Ｂ）は、プレイグニッション試験に用いたサンプルの中心電極を示した図である。ここで、第２の評価試験としてのプレイグニッション試験は、第１の評価試験と同条件で行なった。
【００４３】
第２の評価試験に用いたサンプルＮｏ．２Ａ〜Ｎｏ．２Ｆのスパークプラグは、中心電極２０ａ１（図４）を備えている。また、図８（Ｂ）に示すように、サンプルＮｏ．２Ａ〜Ｎｏ．２Ｆの順に、芯材露出部２９ａの径を大きくすることで、外表面の表面積Ｗ（ｍｍ2）が大きくなっている。各サンプルの表面積Ｗと断面積Ｖとの関係は図８（Ａ）に示す通りである。各サンプルＮｏ．２Ａ〜Ｎｏ．２Ｆを５本ずつ作製し、それぞれに対し第２の評価試験を行った。
【００４４】
図８（Ａ）に示すように、Ｗ≧４×Ｖの関係を満たすサンプルＮｏ．２Ｄ〜Ｎｏ．２Ｆは、基準となるサンプルＮｏ．２Ａに比べ点火時期が１°ＣＡ以上進み、耐熱性が向上した。また、Ｗ≧５×Ｖの関係を満たすサンプルＮｏ．２Ｅ，Ｎｏ．２Ｆは、サンプルＮｏ．２Ａに比べ点火時期が２°ＣＡ以上進み、耐熱性がより向上した。特に、Ｗ≧６×Ｖの関係を満たすサンプルＮｏ．２Ｆは、サンプルＮｏ．２Ａに比べ点火時期が４°ＣＡ進み、耐熱性が最も良好な結果を示した。
【００４５】
Ａ−６．第３の評価試験：
図９は、線膨張係数の差と耐熱性低下値との関係を示す図である。図９は以下のようにして作成した。すなわち、第３の評価試験として、上記で述べた同様の方法でプレイグニッション試験を各サンプルに対して行なって点火時期を測定した。サンプルは、中心電極２０ａ１（図４）を備えるスパークプラグを用いて行なった。また、サンプル毎に、芯材２４と第１のシール材４との３００℃における線膨張係数の差を変化させた。図９に示すように、線膨張係数の差が１×１０-6（１／℃）以下のサンプルは、点火時期が他のサンプルよりも進んでおり、耐熱性の低下が抑制できた。なお、金属とガラスの混合材である第１のシール材４の線膨張係数の測定方法は、以下の装置を用いて測定した。
［測定装置］
装置名：熱膨張計（示差膨張方式）
型式  ：ＴＤ５０１０ＳＡ
会社名：Ｂｒｕｋｅｒ  ＡＳＸ
【００４６】
Ｂ．変形例：
なお、上記実施形態における構成要素の中の、特許請求の範囲の独立項に記載し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、本発明の上記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形態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。
【００４７】
Ｂ−１．第１変形例：
上記実施形態では、芯材２４のうち芯材露出部２９の外表面全体が第１のシール材４に接していたが、これに限定されるものではない。図１０は、第１変形例のスパークプラグ１００ｅを説明するための図であり、図２に相当する図である。図１０に示すように、芯材露出部２９ｅの一部が軸孔１２を形成する内面に当接していても良い。こうすることで、絶縁碍子１０の熱を直接に中心電極２０ｅに伝導させて、絶縁碍子１０の先端部１３の熱が効率良く伝導する。よって、熱引き性能をさらに向上できる。
【符号の説明】
【００４８】
３…セラミック抵抗
４…第１のシール材
５…第２のシール材
６…ガスケット
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
１３…先端部
１５…段差部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…中央胴部
２０〜２０ｐ…中心電極
２０ａ１，２０ｃ１，２０ｖ１，２０ｖ２…中心電極
２１…先端部
２４，２４ｐ…芯材
２５，２５ｐ…電極母材
２７…芯材先端部
２８，２８ｐ…鍔部
２８ａ…最大外径部
２９…芯材露出部
２９ａ〜２９ｅ…芯材露出部
２９ｓ…後端面
２９ｔ…側面
２９ａｔ…芯材鍔部
３０…接地電極
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ネジ部
５４…シール部
１００，１００ｅ…スパークプラグ
６００…エンジンヘッド
６０１…取付ネジ孔
ＣＬ…軸線
Ｇ…火花ギャップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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