(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に延びる中心電極と、
軸孔を有し前記中心電極が前記軸孔に設けられる絶縁体と、
前記絶縁体を保持する筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端に一端が接続される電極母材と、前記電極母材から０．５ｍｍ以上突出して前記電極母材の他端部の内側面に接続され、前記中心電極との間で火花ギャップを形成する電極チップと、を有する接地電極と、
を備えるスパークプラグであって、
前記電極チップの先端面の少なくとも一部は、前記軸線上に存在し、
前記中心電極と前記電極チップとを最短で結ぶ仮想線分の長さをＧ（ｍｍ）とし、
前記仮想線分の前記軸線方向における中間点Ｍを含み前記主体金具の先端面と平行な面である仮想平面と前記電極母材との交点のうち、前記中間点Ｍと最短距離を形成する交点をＢとし、
前記中心電極の先端面に存在し、前記交点Ｂと最短距離を形成する点をＣとし、前記交点Ｂと前記点Ｃとの最短距離をＬ（ｍｍ）とした場合において、
前記仮想線分の長さＧと前記最短距離Ｌとは、
０．３×Ｇ＋２．１≦Ｌ≦０．３×Ｇ＋２．５
を満たすことを特徴とする、スパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
スパークプラグは、エンジンなどの内燃機関の燃焼室に取り付けられ、燃焼室に供給された混合気の点火に使用される。スパークプラグは、火花ギャップを形成するように対向して配置された中心電極と接地電極とを備え、これらの２つの電極の間に印加された高電圧によって、火花ギャップに火花放電を発生させる。燃焼室では、スパークプラグの火花放電をきっかけとして、火花ギャップの近傍の領域において、火炎核と呼ばれる火種が生じ、その火炎核が成長することにより混合気が燃焼する。特許文献１には、主体金具の先端外径を所定の値以内とし、中心電極と接地電極の位置関係を所望の範囲に規定することで、正常な火花放電を発生し、着火性を向上させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−８７４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、内燃機関においては、火花ギャップ間の混合気の流速を大きくすることで、広い範囲で初期火炎を形成させる技術がある。このような内燃機関においては、例えば接地電極を中心電極よりも混合気の流れに対して上流側に位置するようにしてスパークプラグを内燃機関に取り付けることで短絡を防ぎつつ、着火性の向上を図ることができる。しかし、接地電極を中心電極よりも混合気の流れに対して上流側に位置するように、スパークプラグを内燃機関に取り付けることが困難な場合があった。そのため、スパークプラグが内燃機関に取り付けられる向きにかかわらず、着火性を向上させる技術が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題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。
本発明の第１の形態は、
軸線方向に延びる中心電極と、
軸孔を有し前記中心電極が前記軸孔に設けられる絶縁体と、
前記絶縁体を保持する筒状の主体金具と、
前記主体金具の先端に一端が接続される電極母材と、前記電極母材から０．５ｍｍ以上突出して前記電極母材の他端部の内側面に接続され、前記中心電極との間で火花ギャップを形成する電極チップと、を有する接地電極と、
を備えるスパークプラグであって、
前記電極チップの先端面の少なくとも一部は、前記軸線上に存在し、
前記中心電極と前記電極チップとを最短で結ぶ仮想線分の長さをＧ（ｍｍ）とし、
前記仮想線分の前記軸線方向における中間点Ｍを含み前記主体金具の先端面と平行な面である仮想平面と前記電極母材との交点のうち、前記中間点Ｍと最短距離を形成する交点をＢとし、
前記中心電極の先端面に存在し、前記交点Ｂと最短距離を形成する点をＣとし、前記交点Ｂと前記点Ｃとの最短距離をＬ（ｍｍ）とした場合において、
前記仮想線分の長さＧと前記最短距離Ｌとは、
０．３×Ｇ＋２．１≦Ｌ≦０．３×Ｇ＋２．５
を満たすことを特徴とするスパークプラグである。また、本発明は以下の形態として実現することもできる。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、軸線方向に延びる中心電極と；軸孔を有し前記中心電極が前記軸孔に設けられる絶縁体と；前記絶縁体を保持する筒状の主体金具と；前記主体金具の先端に一端が接続される電極母材と、前記電極母材から０．５ｍｍ以上突出して前記電極母材の他端部の内側面に接続され、前記中心電極との間で火花ギャップを形成する電極チップと、を有する接地電極と；を備えるスパークプラグが提供される。前記電極チップの先端面の少なくとも一部は、前記軸線上に存在し；前記中心電極と前記電極チップとを最短で結ぶ仮想線分の長さをＧ（ｍｍ）とし；前記仮想線分の前記軸線方向における中間点Ｍを含み前記主体金具の先端面と平行な面である仮想平面と前記電極母材との交点のうち、前記中間点Ｍと最短距離を形成する交点をＢとし；前記中心電極の先端面に存在し、前記交点Ｂと最短距離を形成する点をＣとし、前記交点Ｂと前記点Ｃとの最短距離をＬ（ｍｍ）とした場合において；前記仮想線分の長さＧと前記最短距離Ｌとは；０．３×Ｇ＋２．１≦Ｌ；を満たすことを特徴とする。この形態のスパークプラグによれば、内燃機関の燃焼室内の混合気の流れに対して、接地電極が中心電極よりも下流側に位置した場合であっても、混合気に吹き流された火花が、接地電極へ短絡することを抑制することができる。そのため、スパークプラグが内燃機関に取り付けられる向きにかかわらず、良好な着火性を得ることができる。
【０００７】
（２）上記スパークプラグにおいて、前記仮想線分の長さＧと前記最短距離Ｌとは；Ｌ≦０．３×Ｇ＋２．５；を満たしてもよい。このような形態のスパークプラグであれば、最短距離Ｌが長くなることによる接地電極の酸化膜厚の増加を抑制することができるので、接地電極の耐久性を充分に確保できる。
【０００８】
本発明は、上述したスパークプラグ以外の種々の形態で実現することも可能である。例えばスパークプラグの製造方法やスパークプラグを備える車両等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】スパークプラグ１００の部分断面図である。
【図２】スパークプラグ１００の先端近傍を拡大して示す説明図である。
【図３】火花ギャップ間に発生する火花ｓｐが内燃機関の混合気ＦＬによって吹き流される様子を説明するための図である。
【図４】長さＧと最短距離Ｌとを異ならせた試料の火花放電試験の結果を示す図である。
【図５】耐久試験を行った試料の接地電極の断面を示す模式図である。
【図６】長さＧと最短距離Ｌとを異ならせた試料の耐久試験の結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
Ａ．実施形態：
Ａ１．スパークプラグの構成：
図１は、スパークプラグ１００の部分断面図である。スパークプラグ１００は、図１に示すように、軸線Ｏに沿った細長形状を有している。図１において、一点鎖線で示す軸線Ｏの右側は、外観正面図を示し、軸線Ｏの左側は、スパークプラグ１００の中心軸を通る断面でスパークプラグ１００を切断した断面図を示している。以下の説明では、軸線Ｏに平行であって図１の上方側を先端側と呼び、図１の下方側を後端側と呼ぶ。
【００１１】
スパークプラグ１００は、絶縁碍子１０と、中心電極２０と、接地電極３０と、端子金具４０と、主体金具５０とを備える。絶縁碍子１０の先端から突出する棒状の中心電極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の外周は、絶縁碍子１０によって保持され、絶縁碍子１０の外周は、端子金具４０から離れた位置で主体金具５０によって保持されている。主体金具５０に電気的に接続された接地電極３０は、火花を発生させる隙間である火花ギャップを中心電極２０の先端との間に形成する。
【００１２】
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は、中心電極２０および端子金具４０を収容する軸孔１２が中心に形成された筒状の部材である。絶縁碍子１０の軸方向中央には、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、中央胴部１９よりも外径が小さい先端側胴部１７が形成されている。先端側胴部１７のさらに先には、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脚長部１３が形成されている。
【００１３】
主体金具５０は、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の一部から脚長部１３に亘る部位を包囲して保持する円筒状の金具である。本実施形態では、主体金具５０は、低炭素鋼により形成されている。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。工具係合部５１は、スパークプラグ１００を内燃機関（エンジンヘッド）に取り付けるための工具が嵌合される。取付ネジ部５２は、エンジンヘッドの取付ネジ孔に螺合するネジ山を有する。シール部５４は、取付ネジ部５２の根元に鍔状に形成される。シール部５４とエンジンヘッドとの間には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿される。主体金具５０の先端面５７は、中空の円状である。主体金具５０の先端面５７の中央から、絶縁碍子１０の脚長部１３と中心電極２０とが突出する。
【００１４】
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が設けられている。また、シール部５４と工具係合部５１との間には、加締部５３と同様に薄肉の圧縮変形部５８が設けられている。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。スパークプラグ１００の製造時には、加締部５３を内側に折り曲げるようにして先端側に押圧することにより、圧縮変形部５８が圧縮変形し、この圧縮変形部５８の圧縮変形により、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。この押圧により、タルク９が軸線Ｏ方向に圧縮されて主体金具５０内の気密性が高められる。
【００１５】
主体金具５０の内周においては、取付ネジ部５２の位置に形成された金具内段部５６に、環状の板パッキン８を介し、絶縁碍子１０の脚長部１３の基端に位置する碍子段部１５が押圧されている。この板パッキン８は、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性を保持する部材であり、燃焼ガスの流出を防止する機能を有する。
【００１６】
中心電極２０は、棒状の電極母材２１と略円柱状の電極チップ２６とを備える。以下、中心電極２０の電極母材を「中心電極母材２１」ともいい、中心電極２０の電極チップ２６を「中心電極チップ２６」ともいう。中心電極母材２１の内部には、中心電極母材２１よりも熱伝導性に優れる芯材２２が埋設されている。中心電極母材２１は、ニッケルを主成分とするニッケル合金から成り、芯材２２は、銅または銅を主成分とする合金から成る。中心電極チップ２６は、中心電極母材２１の先端に溶接されている。中心電極チップ２６は、例えば、イリジウム（Ｉｒ）、白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）あるいはこれらの合金によって形成されている。本実施形態では、中心電極チップ２６はイリジウム（Ｉｒ）合金によって形成されている。
【００１７】
中心電極２０の後端部近傍には、外周側に張り出した形状の鍔部２３が形成されている。鍔部２３は、軸孔１２に形成された軸孔内段部１４に後端側から当接され、中心電極２０を絶縁碍子１０内で位置決めされる。中心電極２０の後端部は、セラミック抵抗３およびシール体４を介して端子金具４０に電気的に接続される。
【００１８】
接地電極３０は、電極母材３１と略円柱状の電極チップ３６とを備える。以下、接地電極３０の電極母材を「接地電極母材３１」ともいい、接地電極３０の電極チップを「接地電極チップ３６」ともいう。接地電極母材３１は、耐腐食性の高い金属から構成され、一例として、ニッケル合金が用いられる。接地電極チップ３６は、例えば、白金（Ｐｔ）、イリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）あるいはこれらの合金によって形成されている。本実施形態では、接地電極チップ３６はＰｔ合金によって形成されている。
【００１９】
図２は、スパークプラグ１００の先端近傍を拡大して示す説明図である。図２には、中心電極２０および接地電極３０の詳細な構成が示されている。接地電極母材３１の基端３８は、主体金具５０の先端面５７に溶接されている。接地電極母材３１の基端３８は、本願の「電極母材の一端」に相当する。接地電極母材３１の他端部３２の内側面３５には、接地電極チップ３６が溶接されている。接地電極チップ３６は、接地電極母材３１から０．５ｍｍ以上突出している。接地電極母材３１の他端部３２は、接地電極チップ３６の先端面３７の少なくとも一部が、軸線Ｏ上に存在するように軸線Ｏと交差する方向に屈曲されている。本実施形態では、接地電極チップ３６の先端面３７は、中心電極チップ２６の先端面２７と軸線Ｏ上で対向している。また、本実施形態では、接地電極チップ３６の先端面３７を含む面と、中心電極チップ２６の先端面２７を含む面とは、略平行である。接地電極チップ３６の先端面３７と中心電極チップ２６の先端面２７との間には、火花ギャップが形成される。
【００２０】
次に、中心電極２０と接地電極３０との位置関係について説明する。まず、位置関係を規定するために、図２に示す各値を以下のように定義する。
（ａ）中心電極２０と接地電極チップ３６とを最短で結ぶ仮想線分ｇの長さをＧ（ｍｍ）（以下、単に「長さＧ」）とする。
（ｂ）仮想線分ｇの軸線Ｏ方向における中間点Ｍを含み主体金具５０の先端面５７と平行な面である仮想平面ｆと接地電極母材３１との交点のうち、中間点Ｍと最短距離を形成する交点をＢとする。
（ｃ）中心電極２０の先端面２７に存在し、交点Ｂと最短距離を形成する点をＣとし、交点Ｂと点Ｃとの最短距離をＬ（ｍｍ）（以下、単に「最短距離Ｌ」）とする。
（ａ）〜（ｃ）のように定義すると、本実施形態では、中心電極２０と接地電極３０とは、長さＧと最短距離Ｌとが以下の式（１）を満たすような位置関係にある。
【００２１】
０．３×Ｇ＋２．１≦Ｌ・・・（１）
【００２２】
また、接地電極３０の耐久性を向上させるために、中心電極２０と接地電極３０とは、長さＧと最短距離Ｌとが以下の式（２）を満たすような位置関係にあることが好ましい。
【００２３】
Ｌ≦０．３×Ｇ＋２．５・・・（２）
【００２４】
内燃機関においては、スパークプラグの着火性を向上させるために、火花ギャップ間の混合気の流速を大きくする場合がある。スパークプラグの火花ギャップ間に発生した火花を、混合気によって吹き流すことにより大きく湾曲させ、初期火炎をより広い範囲で形成するためである。
【００２５】
図３は、火花ギャップ間に発生する火花ｓｐが、内燃機関の混合気ＦＬによって吹き流される様子を説明するための図である。図３（ａ）（ｂ）は、従来のスパークプラグ１００ｓを示しており、図３（ｃ）（ｄ）は、本実施形態のスパークプラグ１００を示している。従来のスパークプラグ１００ｓの中心電極２０ｓと接地電極３０ｓとは、長さＧと最短距離Ｌ（長さＧおよび最短距離Ｌは図示しない）とが上記式（１）を満たす位置関係にない点において、本実施形態のスパークプラグ１００（図３（ｃ）（ｄ））と異なっている。
【００２６】
図３に示す矢印の向きは、混合気ＦＬの流れ（向き）を示している。図３（ａ）（ｃ）では、接地電極３０ｓ、３０（接地電極母材３１ｓ、３１）が、混合気ＦＬの流れに対して中心電極２０ｓ、２０よりも上流側に位置している。一方、図３（ｂ）（ｄ）では、接地電極３０ｓ、３０（接地電極母材３１ｓ、３１）が、混合気ＦＬの流れに対して中心電極２０ｓ、２０よりも下流側に位置している。
【００２７】
内燃機関において、スパークプラグ１００ｓ、１００の火花ギャップ間に発生した火花ｓｐは、混合気ＦＬの流れる方向に吹き流される。そのため、混合気ＦＬの流速が大きく、接地電極３０ｓ、３０が混合気ＦＬの流れに対して中心電極２０ｓ、２０よりも上流側に位置している場合には、火花ｓｐは、図３（ａ）（ｃ）に示すように、接地電極母材３１ｓ、３１の位置しない方向に大きく湾曲する。このように火花ｓｐが湾曲すると、初期火炎がより広い範囲で形成されるため、良好な着火性を得ることができる。
【００２８】
しかし、従来のスパークプラグ１００ｓにおいては、図３（ｂ）に示すように接地電極３０ｓ（接地電極母材３１ｓ）が、混合気ＦＬの流れに対して中心電極２０ｓよりも下流側に位置すると、混合気ＦＬに吹き流された火花ｓｐが、接地電極３０ｓへ短絡するおそれがある。ここで、短絡とは、接地電極の所望の位置とは異なる位置に火花ｓｐが飛火することをいい、図３に示すスパークプラグ１００ｓ、１００において所望の位置とは、接地電極チップ３６ｓ、３６である。所望の位置と異なる位置とは、例えば接地電極母材３１ｓ、３１の交点Ｂ付近である。このような短絡がおきると、スパークプラグの着火性が低下するおそれがある。
【００２９】
しかし、本実施形態のスパークプラグ１００によれば、中心電極２０と接地電極３０とは、長さＧと最短距離Ｌとが、上記式（１）を満たすような位置関係にある。最短距離Ｌは、図３（ｄ）に示すように、接地電極３０が混合気の流れに対して中心電極２０よりも下流側に位置した場合であっても、混合気に吹き流された火花ｓｐが、接地電極３０へ短絡することを抑制することができる距離である。そのため、内燃機関にスパークプラグ１００が取り付けられる向きにかかわらず、良好な着火性を得ることができる。よって、スパークプラグ１００の取り付け位置の形状を変更したり、接地電極３０が中心電極２０よりも混合気の流れに対して上流側に位置するように調整してスパークプラグを取り付けたりすることによるコストや、手間を省くことができる。
【００３０】
また、図１および図２に示すように、接地電極チップ３６は接地電極母材３１に対して０．５ｍｍ以上突出している。そのため、接地電極母材３１に対して０．５ｍｍ以上突出していないスパークプラグと比較して、接地電極母材３１の消炎作用が抑制されるとともに、初期に形成された火炎核の成長がより促進される。また、吹き流された火花が接地電極３０へ短絡することがより抑制される。
【００３１】
さらに、本実施形態のスパークプラグ１００によれば、中心電極２０と接地電極３０とは、長さＧと最短距離Ｌとが、上記式（２）を満たすような位置関係にすることで、最短距離Ｌが長くなることによって接地電極母材３１が長くなりすぎることを抑制することができる。そのため、接地電極３０の受熱が抑制されるので、接地電極３０の耐久性を高めることができる。
【００３２】
以下、長さＧと最短距離Ｌとが、上記式（１）を満たすように中心電極２０および接地電極３０の位置を構成する根拠と、上記式（２）を満たすように中心電極２０および接地電極３０の位置を構成することが好ましい根拠とについて、実験結果に基づいて説明する。
【００３３】
Ｂ．実施形態の実施例１：
本実施例では、長さＧと最短距離Ｌとを異ならせた複数のスパークプラグを試料として用意して、火花放電を発生させる試験を行った。具体的には、長さＧが同じであり最短距離Ｌを異ならせた試料ｓ１〜ｓ３と、長さＧが同じであり最短距離Ｌを異ならせた試料ｓ４〜ｓ６と、長さＧが同じであり最短距離Ｌを異ならせた試料ｓ７〜ｓ９とを用意した。次に、試料をチャンバ内に設置して、中心電極２０に対して接地電極母材３１の基端３８が下流側に位置するように、仮想平面ｆに沿って中間点Ｍから交点Ｂ側へと流れる一様流れの状況で、火花放電を発生させた。チャンバ内の混合気の流速は、３（ｍ／ｓ）とした。火花放電を１００回発生させた場合に、接地電極３０への短絡が発生しなかった試料を合格（○）とし、短絡が発生した試料を不合格（×）とした。
【００３４】
図４は、長さＧと最短距離Ｌとを異ならせた試料の火花放電試験の結果を示す図である。図４のグラフは、縦軸は最短距離Ｌを示し、横軸は長さＧを示す。図４の「○」は、接地電極３０への短絡が発生しなかった試料を示し、「×」は接地電極３０への短絡が発生した試料を示す。試料ｓ１、ｓ４、ｓ７では、接地電極３０への短絡が発生した。それ以外の試料では、接地電極３０への短絡が発生しなかった。この結果に基づいて、接地電極３０への短絡が充分に抑制できる長さＧと最短距離Ｌとの関係を求めたところ、最短距離Ｌの値が図４のグラフの直線（Ｌ＝０．３×Ｇ＋２．１）以上の値である場合に、接地電極３０への短絡が充分に抑制されることがわかった。すなわち、長さＧと最短距離Ｌとが、式（１）を満たすように中心電極２０および接地電極３０の位置を構成すれば、燃焼室の混合気の流速が大きい場合であっても、スパークプラグの取り付け向きにかかわらず短絡が抑制されることが示された。
【００３５】
Ｃ．実施形態の実施例２：
本実施例では、長さＧと最短距離Ｌとを異ならせた複数のスパークプラグを試料として用意して、接地電極の耐久性を評価する試験を行った。具体的には、長さＧが同じであり最短距離Ｌを異ならせた試料ｓ２ａ、ｓ１１〜ｓ１３と、長さＧが同じであり最短距離Ｌを異ならせた試料ｓ５ａ、ｓ１４〜ｓ１６と、長さＧが同じであり最短距離Ｌを異ならせた試料ｓ８ａ、ｓ１７〜ｓ１９とを用意した。試料ｓ２ａは、上述の実施例１で用意した試料ｓ２と、試料ｓ５ａは上述の実施例１で用意した試料ｓ５と、試料ｓ８ａは上述の実施例１で用意した試料ｓ８と、それぞれ同じ長さＧおよび最短距離Ｌを有する試料である。
【００３６】
次に、１．６Ｌ（リットル）、Ｌ４（直列４気筒）のエンジンに試料を設置して、３０００ｒｐｍ、ＷＯＴ（Wide-Open Throttle）の条件で２００時間の耐久試験を行った。耐久試験を行った試料の接地電極３０の断面を走査型電子顕微鏡（Scanning Electron Microscope、ＳＥＭ）で観察して、酸化膜厚を測定した。
【００３７】
図５は、耐久試験を行った試料の接地電極３０の断面を示す模式図である。本実施形態では、図５に示すように接地電極３０の他端部３２の酸化膜厚Ｓを測定したが、酸化膜厚Ｓは、それぞれの試料において同じ部位で測定されるのであれば、接地電極３０の他の部位で測定されてもよい。
【００３８】
ここで、実施例１で用意した試料ｓ２は、長さＧが同じであって接地電極３０への短絡が発生しない試料のうち、最短距離Ｌが最も短い試料である。そのため、本実施例で用意した試料ｓ２ａは、長さＧが同じであって接地電極３０への短絡が発生しない試料のうち、接地電極３０の受熱が最も少なく接地電極の耐久性が高い試料であると考えられる。そこで、試料ｓ２ａと同じ長さＧを有する試料ｓ１１〜ｓ１３のうち、試料ｓ２ａと比較して、酸化膜厚が１．５倍以内である試料を合格（○）とし、酸化膜厚が１．５倍を超えた試料を不合格（×）とした。なお、酸化膜圧が１．５倍以内である試料を合格（○）としたのは、実際にスパークプラグ１００が使用される環境化において、酸化膜圧が試料ｓ２ａの１．５倍以内であれば、耐久性が充分に確保できるためである。同様に、試料ｓ５ａと同じ長さＧを有する試料ｓ１４〜ｓ１６のうち、試料ｓ５ａと比較して、酸化膜厚が１．５倍以内である試料を合格（○）とし、酸化膜厚が１．５倍を超えた試料を不合格（×）とした。また、試料ｓ８ａと同じ長さＧを有する試料ｓ１７〜ｓ１９のうち、試料ｓ８ａと比較して、酸化膜厚が１．５倍以内である試料を合格（○）とし、酸化膜厚が１．５倍を超えた試料を不合格（×）とした。
【００３９】
図６は、長さＧと最短距離Ｌとを異ならせた試料の耐久試験の結果を示す図である。図６のグラフは、縦軸は最短距離Ｌを示し、横軸は長さＧを示す。図６の黒い四角で示したプロットは、試料ｓ２ａ、ｓ５ａ、ｓ８ａを示す。図６の「○」は、酸化膜厚が１．５倍以内である試料を示し、「×」は酸化膜厚が１．５倍を超えた試料を示す。試料ｓ１３、Ｓ１６、ｓ１９では、酸化膜厚が１．５倍を超えていた。この結果に基づいて、接地電極の耐久性が充分である長さＧと最短距離Ｌとの関係を求めたところ、最短距離Ｌの値が図６のグラフの直線（Ｌ＝０．３×Ｇ＋２．５）以内の値である場合に、接地電極母材３１の酸化膜厚が厚くなりすぎないことがわかった。すなわち、長さＧと最短距離Ｌとが、式（２）を満たすように中心電極２０および接地電極３０の位置を構成すれば、接地電極３０の耐久性を充分に確保できることが示された。
【００４０】
実施例１および実施例２の結果より、長さＧと最短距離Ｌとの関係が、式（１）および式（２）を満たすように中心電極および接地電極の位置を構成したスパークプラグであれば、燃焼室の混合気の流速が大きい場合であっても、取り付け向きにかかわらず短絡が充分に抑制され、かつ、接地電極の耐久性を充分に確保できることが示された。
【００４１】
Ｄ．変形例：
上述の実施形態では、接地電極チップ３６は、接地電極母材３１に直接的に溶接されている。これに対し、接地電極チップ３６は、例えばニッケル合金からなる中間電極チップを介して、接地電極母材３１に溶接されてもよい。この場合、接地電極母材３１からの接地電極チップ３６の突出量は、中間電極チップと接地電極チップ３６とをあわせて０．５ｍｍ以上であればよい。また、接地電極母材３１の内部には、銅または銅を主成分とする合金から成る芯材が埋設されていてもよい。このような構成であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４２】
上述の実施形態では、接地電極チップ３６の先端面３７を含む面と、中心電極チップ２６の先端面２７を含む面とは、略平行である。これに対し、接地電極チップ３６の先端面３７を含む面と、中心電極チップ２６の先端面２７を含む面とのなす角度αは、−４≦α≦４の範囲内の値を有していてもよい。このような構成であっても、上述の実施形態と同様の効果を奏する。
【００４３】
本発明は、上述の実施形態や変形例に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の構成で実現することができる。例えば、発明の概要の欄に記載した各形態中の技術的特徴に対応する実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部または全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部または全部を達成するために、適宜、差し替えや、組み合わせを行うことが可能である。また、その技術的特徴が本明細書中に必須なものとして説明されていなければ、適宜、削除することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
６…リング部材
８…板パッキン
９…タルク
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
１３…脚長部
１４…軸孔内段部
１５…碍子段部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…中央胴部
２０、２０ｓ…中心電極
２１…中心電極母材
２２…芯材
２３…鍔部
２６…中心電極チップ
２７…中心電極チップの先端面
３０、３０ｓ…接地電極
３１、３１ｓ…接地電極母材
３２…他端部
３５…内側面
３６、３６ｓ…接地電極チップ
３７…接地電極チップの先端面
３８…基端
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ネジ部
５３…加締部
５４…シール部
５６…金具内段部
５７…主体金具の先端面
５８…圧縮変形部
１００、１００ｓ…スパークプラグ
Ｏ…軸線
ｇ…仮想線分
Ｇ…仮想線分の長さ
Ｍ…中間点
ｆ…仮想平面
Ｂ、Ｃ…交点
Ｌ…最短距離
Ｓ…酸化膜厚
【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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