(57)【要約】  絶縁体に対するカーボンの付着・堆積をより確実に防止することができ、耐汚損性の向上を図る。スパークプラグ１は、軸線ＣＬ１方向に延びる中心電極５と、軸線ＣＬ１方向に延びる軸孔４を有するとともに、中心電極５が軸孔４に設けられた絶縁碍子２と、絶縁碍子２の外周に設けられ、内周面に絶縁碍子２を支持するための支持部２１を有する円筒状の主体金具３と、主体金具３の先端部から延びる接地電極２７とを備える。絶縁碍子２は、主体金具３の支持部２１に支持される段部１４を有するとともに、段部１４の軸線ＣＬ１方向先端側に形成された脚長部１３を有する。絶縁碍子２の脚長部１３、及び、主体金具３の内周面３ｉの間に形成される空間ＳＰの容積は１００ｍｍ3以上３００ｍｍ3以下とされ、さらに、脚長部１３の表面の中心線平均粗さが１．８μｍ以下とされる。
2010082409.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するとともに、前記中心電極が前記軸孔に設けられた筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられ、自身の内周面に、前記絶縁体の外周面と直接又は間接的に接触し、前記絶縁体を支持するための支持部を有した円筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延び、自身の先端部が前記中心電極の先端部との間で間隙を形成する接地電極とを備え、
前記絶縁体は、前記主体金具の支持部に支持される段部を有するとともに、前記段部の軸線方向先端側に形成された脚長部を有するスパークプラグであって、
前記絶縁体の脚長部、及び、前記主体金具の内周面の間に形成される空間の容積を１００ｍｍ3以上３００ｍｍ3以下とするとともに、
前記脚長部の表面の中心線平均粗さを１．８μｍ以下としたことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
前記脚長部の表面の中心線平均粗さを１．５μｍ以下とした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】
前記空間の容積を１３０ｍｍ3以上２４０ｍｍ3以下としたことを特徴とする請求項１又は２に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
前記主体金具の内周面のうち、少なくとも前記絶縁体の脚長部と対向する部位表面の中心線平均粗さを０．８μｍ以下としたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項５】
前記軸線と直交する方向に沿った前記主体金具の先端と前記絶縁体との間の距離をＷとし、前記間隙の大きさをＧとしたとき、
０．５Ｇ≦Ｗ≦１．５Ｇ
を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項６】
前記主体金具は、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部を有するとともに、
前記ねじ部の外径がＭ１０以下とされることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項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、内燃機関等に使用されるスパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
スパークプラグは、例えば、内燃機関（エンジン）に取付けられ、燃焼室内の混合気への着火のために用いられるものである。一般的にスパークプラグは、軸孔を有する絶縁体と、当該軸孔に挿通される中心電極と、絶縁体の外周に設けられる主体金具と、主体金具の先端面に設けられ、中心電極との間に火花放電間隙を形成する接地電極とを備える。また、主体金具と絶縁体との組付に際しては、一般的に、主体金具の内周面に設けられる段部と絶縁体の外周面に設けられる段部とが、金属製の板パッキンを介して係止される（例えば、特許文献１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−３０３６６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃焼室内においては混合気の不完全燃焼等によりカーボンが発生し、それが絶縁体のうち混合気や燃焼ガスに晒される部位（脚長部）の表面に堆積してしまうおそれがある。ここで、脚長部表面へのカーボンの堆積が進み、脚長部表面がカーボンによって覆われてしまうと、中心電極から脚長部に堆積したカーボンを伝って主体金具へと電流がリークしてしまったり、絶縁体と主体金具との間で火花放電が生じてしまったりして、火花放電間隙における正常な火花放電が阻害されてしまうおそれがある。特に近年、燃費や出力の向上を図るべく用いられる直噴エンジン等においては、絶縁体にカーボンがより付着しやすく、上記不具合の発生が一層懸念される。【０００５】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、絶縁体に対するカーボンの付着・堆積をより確実に防止することができ、耐汚損性の向上を図ることができるスパークプラグを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下、上記目的を解決するのに適した各構成につき、項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。【０００７】
構成１．本構成のスパークプラグは、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するとともに、前記中心電極が前記軸孔に設けられた筒状の絶縁体と、
前記絶縁体の外周に設けられ、自身の内周面に、前記絶縁体の外周面と直接又は間接的に接触し、前記絶縁体を支持するための支持部を有した円筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端部から延び、自身の先端部が前記中心電極の先端部との間で間隙を形成する接地電極とを備え、
前記絶縁体は、前記主体金具の支持部に支持される段部を有するとともに、前記段部の軸線方向先端側に形成された脚長部を有するスパークプラグであって、
前記絶縁体の脚長部、及び、前記主体金具の内周面の間に形成される空間の容積を１００ｍｍ3以上３００ｍｍ3以下とするとともに、
前記脚長部の表面の中心線平均粗さを１．８μｍ以下としたことを特徴とする。【０００８】
尚、「中心線平均粗さ」とあるのは、ＪＩＳ  Ｂ０６０１で規格されるものであり、簡単に言えば、所定長さ範囲における断面の外形線と、当該外形線の中心線との間の領域の合計面積（断面曲線と中心線との距離の積分）を算出した上で、当該合計面積を前記所定長さで除算することによって得られる値である。【０００９】
また、中心電極や接地電極の先端部に貴金属合金からなる貴金属チップを設けることとしてもよい。ここで、両電極に貴金属チップを設けた場合、前記間隙は、両貴金属チップ間に形成されることとなり、一方の電極にのみ貴金属チップを設けた場合、前記間隙は、一方の電極に設けられた貴金属チップと他方の電極の先端部との間に形成されることとなる（以下、同様）。【００１０】
さらに、「前記絶縁体の脚長部、及び、前記主体金具の内周面の間に形成される空間」とあるのは、詳述すると、脚長部と主体金具の間に形成される空間であって、例えば、スパークプラグを内燃機関に組みつけた場合においては、燃焼室の内部空間に連結されるものを意味する。【００１１】
上記構成１によれば、絶縁体の脚長部と主体金具の内周面との間に形成される空間の容積（以下、「ガスボリューム」と称す）が１００ｍｍ3以上とされる。そのため、絶縁体と主体金具との間の距離を比較的大きく確保することができ、絶縁体と主体金具との間において火花放電が発生してしまうことをより確実に防止できる。一方で、前記ガスボリュームが３００ｍｍ3以下とされるため、前記空間の開口部が極度に広がってしまうことを抑制でき、前記空間へのカーボンの侵入を抑制することができる。【００１２】
さらに、脚長部については、その表面の中心線平均粗さが１．８μｍ以下と平滑化されている。すなわち、脚長部の表面には、カーボンが引っ掛かったり、嵌り込んだりするような凹凸がほとんど形成されていない。そのため、脚長部表面へのカーボンの付着・堆積をより確実に防止することができる。【００１３】
以上のように、本構成１によれば、上述の各作用効果が相乗的に作用することにより、耐汚損性の飛躍的な向上を図ることができる。【００１４】
構成２．本構成のスパークプラグは、上記構成１において、前記脚長部の表面の中心線平均粗さを１．５μｍ以下としたことを特徴とする。【００１５】
上記構成２によれば、脚長部表面の中心線平均粗さが１．５μｍ以下とされるため、脚長部表面へのカーボンの付着・堆積を一層確実に防止することができ、耐汚損性の更なる向上を図ることができる。【００１６】
構成３．本構成のスパークプラグは、上記構成１又は２において、前記空間の容積を１３０ｍｍ3以上２４０ｍｍ3以下としたことを特徴とする。【００１７】
上記構成３によれば、ガスボリュームが１３０ｍｍ3以上２４０ｍｍ3以下とされるため、絶縁体と主体金具との間の距離をより大きく確保することができる一方で、絶縁体及び主体金具間の前記空間の開口部を十分に小さなものとすることができる。これにより、絶縁体及び主体金具間における異常な火花放電の発生、及び、前記空間へのカーボンの侵入を一層確実に抑制することができ、耐汚損性の一層の向上を図ることができる。【００１８】
構成４．本構成のスパークプラグは、上記構成１乃至３のいずれかにおいて、前記主体金具の内周面のうち、少なくとも前記絶縁体の脚長部と対向する部位表面の中心線平均粗さを０．８μｍ以下としたことを特徴とする。【００１９】
上記構成４によれば、主体金具の内周面のうち、少なくとも絶縁体の脚長部と対向する部位（換言すれば、前記空間を形成する部位）について、その表面の中心線平均粗さが０．８μｍ以下と平滑化されている。従って、主体金具のうち、絶縁体との間で異常な火花放電が発生し得る部位表面へのカーボンの付着・堆積を抑制することができ、ひいては耐汚損性のより一層の向上を図ることができる。【００２０】
構成５．本構成のスパークプラグは、上記構成１乃至４のいずれかにおいて、前記軸線と直交する方向に沿った前記主体金具の先端と前記絶縁体との間の距離をＷとし、前記間隙の大きさをＧとしたとき、
０．５Ｇ≦Ｗ≦１．５Ｇ
を満たすことを特徴とする。【００２１】
上記構成５によれば、主体金具の先端と絶縁体との間の軸線と直交する方向に沿った距離（クリアランス）Ｗが、前記間隙の大きさＧの０．５倍以上１．５倍以下とされている。すなわち、０．５Ｇ≦Ｗを満たすように、十分に大きなクリアランスを確保することで、主体金具の先端及び絶縁体の間における異常な火花放電（横飛火）の発生をより確実に防止することができる。一方で、Ｗ≦１．５Ｇとし、主体金具と絶縁体との間に形成される前記空間の開口部を比較的狭めることで、当該空間へのカーボンの侵入を一層抑制することができる。尚、主体金具の先端内周面に面取りが施されている場合、距離Ｗは、主体金具の先端面と内周面との交点から絶縁体までの間の軸線と直交する方向に沿った距離とすることとする。【００２２】
構成６．本構成のスパークプラグは、上記構成１乃至５のいずれかにおいて、前記主体金具は、燃焼装置の取付孔に螺合するためのねじ部を有するとともに、
前記ねじ部の外径がＭ１０以下とされることを特徴とする。【００２３】
尚、「燃焼装置」とあるのは、例えば、内燃機関や、バーナーを有する燃焼改質器やボイラー等を挙げることができる。【００２４】
近年、スパークプラグの小径化を実現すべく、絶縁体や主体金具の小径化が行われる。ここで、主体金具の機械的強度を十分に確保するためには、主体金具の肉厚をある程度確保せざるを得ない。従って、主体金具の内径がより小さなものとされ、ひいては脚長部及び主体金具間の距離が比較的小さなものとされ得る。また、小径化された絶縁体については、カーボンの堆積量が比較的少なくても脚長部の全域が覆われてしまうおそれがある。すなわち、小径化されたスパークプラグは、十分な耐汚損性を確保することが特に難しい。【００２５】
この点、本構成６のスパークプラグは、ねじ部の外径がＭ１０以下と小径化されており、十分な耐汚損性の確保が難しい構成であるが、上記構成１等を採用することによって、優れた耐汚損性を実現することができる。すなわち、上記各構成は、ねじ部の外径がＭ１０以下と比較的小径化されたスパークプラグにおいて、特に有意である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本実施形態におけるスパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。
【図２】スパークプラグ先端部の構成を示す一部破断拡大図である。
【図３】脚長部と絶縁碍子との間の空間について説明するための断面模式図である。
【図４】耐汚損性評価試験における、脚長部表面の中心線平均粗さと、非正規放電発生率との関係を示すグラフである。
【図５】耐汚損性評価試験における、ガスボリュームと非正規放電発生率との関係を示すグラフである。
【図６】耐汚損性評価試験における、主体金具の内周面表面の中心線平均粗さと、非正規放電発生率との関係を示すグラフである。
【図７】耐汚損性評価試験における、火花放電間隙の大きさに対するクリアランスの大きさの比と、非正規放電発生率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、スパークプラグ１を示す一部破断正面図である。尚、図１では、スパークプラグ１の軸線ＣＬ１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。
【００２８】
スパークプラグ１は、筒状をなす絶縁体としての絶縁碍子２、これを保持する筒状の主体金具３などから構成されるものである。
【００２９】
絶縁碍子２は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、後端側に形成された後端側胴部１０と、当該後端側胴部１０よりも先端側において径方向外向きに突出形成された大径部１１と、当該大径部１１よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部１２とを備えている。また、絶縁碍子２は、前記中胴部１２よりも先端側に、これよりも細径に形成された脚長部１３を備えている。当該脚長部１３は、例えば、スパークプラグ１を燃焼装置としての内燃機関に組付けたときに、当該内燃機関の燃焼室に晒される部位である。加えて、前記脚長部１３と中胴部１２との連接部にはテーパ状の段部１４が形成されており、当該段部１４にて絶縁碍子２が主体金具３に係止されている。
【００３０】
さらに、絶縁碍子２には、軸線ＣＬ１に沿って軸孔４が貫通形成されており、当該軸孔４の先端側には中心電極５が挿入、固定されている。当該中心電極５は、全体として棒状（円柱状）をなし、その先端面が平坦に形成されるとともに、絶縁碍子２の先端から突出している。また、中心電極５は、銅又は銅合金からなる内層５Ａと、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とするＮｉ合金からなる外層５Ｂとを備えている。さらに、前記中心電極５の先端部には、貴金属合金（例えば、イリジウム合金）により形成された円柱状の貴金属チップ３１が接合されている。
【００３１】
また、軸孔４の後端側には、絶縁碍子２の後端から突出した状態で端子電極６が挿入、固定されている。
【００３２】
さらに、軸孔４の中心電極５と端子電極６との間には、円柱状の抵抗体７が配設されている。当該抵抗体７の両端部は、導電性のガラスシール層８，９を介して、中心電極５と端子電極６とにそれぞれ電気的に接続されている。
【００３３】
加えて、前記主体金具３は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面にはスパークプラグ１を燃焼装置に取付けるためのねじ部（雄ねじ部）１５が形成されている。また、ねじ部１５の後端側の外周面には座部１６が形成され、ねじ部１５後端のねじ首１７にはリング状のガスケット１８が嵌め込まれている。さらに、主体金具３の後端側には、主体金具３を燃焼装置に取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部１９が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子２を保持するための加締め部２０が設けられている。尚、本実施形態において、スパークプラグ１は比較的小径化されており、前記ねじ部１５の外径がＭ１０以下とされている。
【００３４】
また、主体金具３の内周面３ｉには、絶縁碍子２を係止するためのテーパ状の支持部２１が設けられている。そして、絶縁碍子２は、主体金具３の後端側から先端側に向かって挿入され、自身の段部１４が主体金具３の支持部２１に係止された状態で、主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。尚、絶縁碍子２及び主体金具３双方の段部１４及び支持部２１間には、円環状の板パッキン２２が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内に晒される絶縁碍子２の脚長部１３と主体金具３の内周面３ｉとの間の空間に入り込む燃料空気が外部に漏れないようになっている。
【００３５】
さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具３の後端側においては、主体金具３と絶縁碍子２との間に環状のリング部材２３，２４が介在され、リング部材２３，２４間にはタルク（滑石）２５の粉末が充填されている。すなわち、主体金具３は、板パッキン２２、リング部材２３，２４及びタルク２５を介して絶縁碍子２を保持している。
【００３６】
また、主体金具３の先端部２６に対して、Ｎｉ合金で構成された接地電極２７が接合されている。加えて、接地電極２７の先端部には、貴金属合金（例えば、白金合金）よりなる円柱状の貴金属チップ３２が接合されている。そして、図２に示すように、前記貴金属チップ３１及び貴金属チップ３２の間には、間隙としての火花放電間隙３３が形成されており、当該火花放電間隙３３において、前記軸線ＣＬ１にほぼ沿った方向で火花放電が行われる。
【００３７】
さらに、本実施形態においては、図３（同図は、図２の１点鎖線で囲まれた部位を示す）に示すように、前記絶縁碍子２の脚長部１３と、前記主体金具３の内周面３ｉとの間に形成される空間ＳＰ（同図中、散点模様を付した部位）の容積（以下、「ガスボリューム」と称す）が、１００ｍｍ3以上３００ｍｍ3以下とされている。尚、空間ＳＰは、例えば、スパークプラグ１を内燃機関に組み付けられたとき、当該内燃機関の燃焼室内部に対して空間的に連結される。
【００３８】
併せて、前記脚長部１３は、表面に研磨加工が施されており、その表面の中心線平均粗さが１．８μｍ以下（例えば、１．５μｍ以下）とされている。ここで、「中心線平均粗さ」は、例えば、非接触式三次元測定装置（三鷹光器株式会社製ＮＨ−３）にて測定できる。
【００３９】
図２に戻り、前記主体金具３の内周面３ｉのうち、前記脚長部１３に対向する部位の表面についても平滑化されており、当該部位表面の中心線平均粗さは０．８μｍ以下とされている。
【００４０】
加えて、前記火花放電間隙３３の大きさをＧとし、軸線ＣＬ１に直交する方向に沿った前記主体金具３の先端部２６から絶縁碍子２（脚長部１３）までの距離（クリアランス）をＷとしたとき、０．５Ｇ≦Ｗ≦１．５Ｇを満たすように、火花放電間隙３３の大きさＧ等が調整されている。
【００４１】
次に、上記のように構成されてなるスパークプラグ１の製造方法について説明する。まず、主体金具３を予め加工しておく。すなわち、円柱状の金属素材（例えばＳ１７ＣやＳ２５Ｃといった鉄系素材やステンレス素材）を冷間鍛造加工により貫通孔を形成し、概形を製造する。その後、切削加工を施すことで外形を整え、主体金具中間体を得る。尚、前記貫通孔は、所定の貫通孔形成用治具を用いて突っ切り加工を施すことにより形成されるが、この突っ切り加工は、所定の回転速度で、かつ、比較的遅い送り速度で施される。これにより、貫通孔については、その表面（すなわち、主体金具３の内周面３ｉ）が平滑化（中心線平均粗さが０．８μｍ以下と）されて形成される。
【００４２】
続いて、主体金具中間体の先端面に、Ｎｉ合金からなる直棒状の接地電極２７を抵抗溶接する。当該溶接に際してはいわゆる「ダレ」が生じるので、その「ダレ」を除去した後、主体金具中間体の所定部位にねじ部１５が転造によって形成される。これにより、接地電極２７の溶接された主体金具３が得られる。接地電極２７の溶接された主体金具３には、亜鉛メッキ或いはニッケルメッキが施される。尚、耐食性向上を図るべく、その表面に、さらにクロメート処理が施されることとしてもよい。その後、接地電極２７の先端部のメッキが除去される。
【００４３】
一方、前記主体金具３とは別に、絶縁碍子２を成形加工しておく。例えば、アルミナを主体としバインダ等を含む原料粉末を用い、成型用素地造粒物を調製し、これを用いてラバープレス成形を行うことで、筒状の成形体が得られる。得られた成形体に対し、研削加工が施され外形が整形される。ここで、研削加工は、表面粗さの比較的小さな砥石を用いることによって行われ、加工後の成形体のうち少なくとも脚長部１３にあたる部位の表面が比較的平滑化される。そして、整形されたものが焼成炉へ投入され、焼成されることで、脚長部１３の表面の中心線平均粗さが１．８μｍ以下の絶縁碍子２が得られる。
【００４４】
尚、脚長部１３表面の中心線平均粗さは小さいほど好ましいが、中心線平均粗さを０．２μｍ未満とするためには、焼成後の絶縁碍子２に別途の研磨処理等を施すことが必要となる。従って、製造コストの増大抑制を図るという観点から、脚長部１３表面の中心線平均粗さは、焼成後において別途の研磨処理等を施すことなく実現可能な程度の粗さであること、すなわち、脚長部１３表面の中心線平均粗さを０．２μｍ以上とすることが好ましい。
【００４５】
また、前記主体金具３、絶縁碍子２とは別に、中心電極５を製造しておく。すなわち、中央部に放熱性向上を図るための銅合金を配置したＮｉ合金を鍛造加工して中心電極５を作製する。次に、中心電極５の先端部に対して貴金属チップ３１がレーザ溶接等により接合される。
【００４６】
そして、上記のようにして得られた絶縁碍子２及び中心電極５と、抵抗体７と、端子電極６とが、ガラスシール層８，９によって封着固定される。ガラスシール層８，９としては、一般的にホウ珪酸ガラスと金属粉末とが混合されて調製されており、当該調製されたものが抵抗体７を挟むようにして絶縁碍子２の軸孔４内に注入された後、後方から前記端子電極６が押圧された状態とした上で、焼成炉内にて焼き固められる。尚、このとき、絶縁碍子２の後端側胴部１０の表面には釉薬層が同時に焼成されることとしてもよいし、事前に釉薬層が形成されることとしてもよい。
【００４７】
その後、上記のようにそれぞれ作製された中心電極５及び端子電極６を備える絶縁碍子２と、接地電極２７を備える主体金具３とが組付けられる。より詳しくは、比較的薄肉に形成された主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。
【００４８】
次いで、メッキが除去された接地電極２７の先端部に、貴金属チップ３２が抵抗溶接される。そして最後に、接地電極２７の先端部分を中心電極５側へと屈曲させることで、貴金属チップ３１，３２間の前記火花放電間隙３３を調整する加工が実施され、上述のスパークプラグ１が得られる。
【００４９】
以上詳述したように、本実施形態によれば、絶縁碍子２の脚長部１３と主体金具３の内周面３ｉとの間に形成される空間の容積（ガスボリューム）が１００ｍｍ3以上とされる。そのため、絶縁碍子２と主体金具３との間の距離を比較的大きく確保することができ、絶縁碍子２と主体金具３との間において火花放電が発生してしまうことをより確実に防止できる。一方で、前記ガスボリュームが３００ｍｍ3以下とされるため、前記空間ＳＰの開口部が極度に広がってしまうことが抑制され、前記空間ＳＰへのカーボンの侵入を抑制することができる。
【００５０】
さらに、脚長部１３については、その表面の中心線平均粗さが１．８μｍ以下と平滑化されている。すなわち、脚長部１３の表面には、カーボンが引っ掛かったり、嵌り込んだりするような凹凸がほとんど形成されていない。そのため、脚長部１３表面へのカーボンの付着・堆積をより確実に防止することができる。
【００５１】
以上のように、本実施形態によれば、上述の各作用効果が相乗的に作用することにより、耐汚損性の飛躍的な向上を図ることができる。
【００５２】
また、主体金具３の内周面３ｉのうち、少なくとも絶縁碍子２の脚長部１３と対向する部位（換言すれば、前記空間ＳＰを形成する部位）について、その表面の中心線平均粗さが０．８μｍ以下と平滑化されている。従って、絶縁碍子２との間で異常な火花放電が発生し得る部位表面へのカーボンの付着・堆積を抑制することができ、ひいては耐汚損性のより一層の向上を図ることができる。
【００５３】
併せて、主体金具３の先端部２６と絶縁碍子２との間の軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った距離（クリアランス）Ｗが、前記火花放電間隙３３の大きさＧの０．５倍以上１．５倍以下とされている。すなわち、０．５Ｇ≦Ｗを満たすようにクリアランスを確保することで、主体金具３の先端部２６及び絶縁碍子２の間における異常な火花放電（横飛火）の発生をより確実に防止することができる。一方で、Ｗ≦１．５Ｇとし、主体金具３と絶縁碍子２との間に形成される前記空間ＳＰの開口部を比較的狭めることで、当該空間ＳＰへのカーボンの侵入を一層抑制することができる。
【００５４】
次に、本実施形態によって奏される作用効果を確認すべく、脚長部の表面の中心線平均粗さを種々変更したスパークプラグのサンプルを複数作製し、各サンプルについて耐汚損性評価試験を行った。ここで、耐汚損性評価試験は、ＪＩＳ  Ｄ１６０６で規定されている「くすぶり汚損試験」であり、詳細については、次の通りである。すなわち、低温試験室内（−１０℃）のシャシダイナモメータ上に排気量１６００ｃｃの４気筒エンジンを有する試験用自動車を置き、当該試験用自動車のエンジンに各スパークプラグのサンプルを各気筒に対応して４本組み付ける。そして、空吹かしを３回行った後、３速３５ｋｍ／ｈで４０秒間走行し、９０秒間のアイドリングを挟んで、再度３速３５ｋｍ／ｈで４０秒間走行する。その後、エンジンを一度停止・冷却させる。次いで、空吹かしを３回行った後、１速１５ｋｍ／ｈで２０秒間走行することを、３０秒間のエンジン停止を挟みつつ、合計３度行い、その後エンジンを停止させる。この一連のテストパターンを１サイクルとして、１０サイクル繰り返し、１０サイクルの終了後に、アイドリング状態での運転に切り替えた。そして、アイドリング運転時において、サンプルに印加される電圧に基づく放電波形を得た上で、当該放電波形を観察し、総放電回数に対する異常な火花放電（例えば、電流のリークや横飛火等）の発生回数の割合（非正規放電発生率）を測定した。尚、各サンプルともに、ガスボリュームを１７０ｍｍ3、火花放電間隙の大きさを１．１ｍｍ、軸線と直交する方向に沿った主体金具の先端部と絶縁碍子との間の距離（クリアランス）を１．４ｍｍ、主体金具の内周面の中心線平均粗さを０．８ｍｍとした。図４に、脚長部表面の中心線平均粗さと、非正規放電発生率との関係を表すグラフを示す。
【００５５】
図４に示すように、脚長部表面の中心線平均粗さを１．８μｍ以下としたサンプルは、非正規放電発生率が５％以下となり、優れた耐汚損性能を有することが明らかとなった。これは、脚長部表面の中心線平均粗さを１．８μｍ以下としたことで、異常な火花放電の原因となるカーボンの脚長部への付着・堆積が効果的に抑制されたことに起因すると考えられる。また特に、脚長部表面の中心線平均粗さを１．５μｍ以下としたサンプルは、非正規放電発生率が２％以下となり、極めて優れた耐汚損性能を実現できることがわかった。
【００５６】
次いで、脚長部表面の中心線平均粗さを１．８μｍとした上で、ガスボリュームを種々変更したスパークプラグのサンプルを作製し、各サンプルについて上述の耐汚損性評価試験を行った。尚、火花放電間隙の大きさ等については、上記試験と同様の条件とした。図５に、ガスボリュームと、非正規放電発生率との関係を表すグラフを示す。
【００５７】
図５に示すように、ガスボリュームを１００ｍｍ3以上３００ｍｍ3以下としたサンプルは、非正規放電発生率が１０％以下となり、十分な耐汚損性能を有することが明らかとなった。これは、ガスボリュームを１００ｍｍ3以上としたことで、絶縁碍子と主体金具との距離が比較的大きく確保されたため、両者間における異常な火花放電の発生が抑制されたこと、及び、ガスボリュームを３００ｍｍ3以下としたことで、絶縁碍子と主体金具との間の空間へのカーボンの過度の侵入が抑制されたことに起因すると考えられる。また特に、ガスボリュームを１３０ｍｍ3以上２４０ｍｍ3以下としたサンプルは、非正規放電発生率が５％以下となり、優れた耐汚損性を有することがわかった。
【００５８】
次に、脚長部表面の中心線平均粗さを１．８μｍとするとともに、ガスボリュームを１７０ｍｍ3とした上で、主体金具の内周面表面の中心線平均粗さを種々変更したスパークプラグのサンプルを作製し、各サンプルについて、上述の耐汚損性評価試験のサイクル数を１０サイクルとしたときの非正規放電発生率と、１５サイクルとしたときの非正規放電発生率とを測定した。尚、火花放電間隙等の大きさ等は、上記試験と同様の条件とした。図６に、主体金具の内周面表面の中心線平均粗さと、非正規放電発生率との関係を表すグラフを示す。尚、同図中においては、サイクル数を１０サイクルとしたときの非正規放電発生率を黒三角でプロットし、サイクル数を１５サイクルとしたときの非正規放電発生率を黒丸でプロットした。
【００５９】
図６に示すように、サイクル数を１０サイクルとしたときは、主体金具の内周面表面の中心線平均粗さの相違に関わらず、非正規放電発生率は４％と一定であったが、サイクル数を１５サイクルとしたとき、すなわち、カーボンがより付着・堆積しやすい条件としたとき、主体金具の内周面表面の中心線平均粗さを０．８μｍ以下としたサンプルは、非正規放電発生率が１０％以下となり、汚損が進行しやすい条件下にも関わらず、極めて優れた耐汚損性能を有することがわかった。これは、主体金具内周面の表面粗さを比較的小さなものとしたことで、主体金具の内周面に対するカーボンの付着・堆積が抑制され、ひいては主体金具と絶縁碍子との間における異常な火花放電の発生が抑制されたためであると考えられる。
【００６０】
次いで、火花放電間隙の大きさをＧに対する、軸線と直交する方向に沿った主体金具の先端部から絶縁碍子までの距離（クリアランス）Ｗの比（Ｗ／Ｇ）を種々変更したスパークプラグのサンプルを作製し、各サンプルについてサイクル数を１５サイクルとした上で、前記耐汚損性評価試験を行った。図７に、Ｗ／Ｇと非正規放電発生率との関係を表すグラフを示す。
【００６１】
図７に示すように、０．５≦Ｗ／Ｇ≦１．５としたサンプルは、カーボンがより付着・堆積しやすい条件にも関わらず、非正規放電発生率が１０％以下となり、十分な耐汚損性を実現できることが明らかとなった。これは、０．５≦Ｗ／Ｇとされたことで、十分に大きなクリアランスが確保され、主体金具の先端及び絶縁体の間における異常な火花放電の発生が抑制されたこと、また、Ｗ≦１．５Ｇとされたことで、主体金具と絶縁体との間に形成される空間の開口部を比較的狭めることができ、ひいては当該空間へのカーボンの侵入が抑制されたことに起因すると考えられる。
【００６２】
以上、上記評価試験の結果を勘案すると、脚長部表面の中心線平均粗さを１．８μｍ以下とするとともに、ガスボリュームを１００ｍｍ3以上３００ｍｍ3以下とすることが、耐汚損性の向上を図る上で有意であるといえる。また、脚長部の表面の中心線平均粗さを１．５μｍ以下としたり、ガスボリュームを１３０ｍｍ3以上２４０ｍｍ3以下としたり、主体金具の内周面表面の中心線平均粗さを０．８μｍ以下としたり、或いは、０．５≦Ｗ／Ｇ≦１．５としたりすることが、耐汚損性の更なる向上を図るという観点から有意であるといえる。
【００６３】
尚、上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。勿論、以下において例示しない他の応用例、変更例も当然可能である。
【００６４】
（ａ）上記実施形態では、絶縁碍子２は主体金具３に対して板パッキン２２を介して間接的に係合されているが、板パッキン２２を介することなく、絶縁碍子２を主体金具３に対して直接的に係合することとしてもよい。
【００６５】
（ｂ）上記実施形態では、燃焼装置として内燃機関を例示しているが、スパークプラグ１を使用可能な燃焼装置は内燃機関に限定されるものではない。従って、例えば、燃料改質器やボイラーのバーナー等に点火するためにスパークプラグ１を用いることとしてもよい。
【００６６】
（ｃ）上記実施形態では、貴金属チップ３１，３２が設けられているが、貴金属チップ３１，３２のうちの一方、或いは、双方を省略して構成することとしてもよい。
【００６７】
（ｄ）上記実施形態では、主体金具３の先端に、接地電極２７が接合される場合について具体化しているが、主体金具の一部（又は、主体金具に予め溶接してある先端金具の一部）を削り出すようにして接地電極を形成する場合についても適用可能である（例えば、特開２００６−２３６９０６号公報等）。
【００６８】
（ｅ）上記実施形態では、工具係合部１９は断面六角形状とされているが、工具係合部１９の形状に関しては、このような形状に限定されるものではない。例えば、Ｂｉ−ＨＥＸ（変形１２角）形状〔ＩＳＯ２２９７７：２００５（Ｅ）〕等とされていてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１…スパークプラグ、２…絶縁碍子（絶縁体）、３…主体金具、３ｉ…主体金具の内周面、４…軸孔、５…中心電極、１３…脚長部、１４…段部、１５…ねじ部、２１…支持部、２７…接地電極、３３…火花放電間隙（間隙）、ＣＬ１…軸線。
【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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【国際調査報告】
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