(57)【要約】【課題】抵抗値の上昇を抑制することができる内燃機関用のスパークプラグを提供すること。【解決手段】内燃機関用のスパークプラグ１は、ハウジング１１と絶縁碍子２と中心電極１２と接地電極１３と端子金具３と抵抗体４と第一接続部５と第二接続部６とを有する。抵抗体４は、絶縁碍子２の内側における、中心電極１２と端子金具３との間に配されている。第一接続部５は、絶縁碍子２の内側における、中心電極１２と抵抗体４との間に配されている。第二接続部６は、絶縁碍子２の内側における、抵抗体４と端子金具３との間に配されている。第一接続部５及び第二接続部６のそれぞれは、少なくともガラスと銅とを含有した銅ガラス部７を有する。第一接続部５及び第二接続部６の少なくとも一方は、銅よりもイオン化傾向の高い犠牲金属を含有した犠牲金属含有部８を有する。【選択図】図１
2018032521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のハウジング（１１）と、
該ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（２）と、
先端部が突出するように上記絶縁碍子の内側に保持された中心電極（１２）と、
該中心電極との間に火花放電ギャップ（Ｇ）を形成する接地電極（１３）と、
基端部が突出するように上記絶縁碍子の内側に保持された端子金具（３）と、
上記絶縁碍子の内側における、上記中心電極と上記端子金具との間に配された抵抗体（４）と、
上記絶縁碍子の内側における、上記中心電極と上記抵抗体との間に配され、上記中心電極と上記抵抗体とを電気的に接続する第一接続部（５）と、
上記絶縁碍子の内側における、上記抵抗体と上記端子金具との間に配され、上記抵抗体と上記端子金具とを電気的に接続する第二接続部（６）と、を有し、
上記第一接続部及び上記第二接続部のそれぞれは、少なくともガラスと銅とを含有した銅ガラス部（７）を有し、
上記第一接続部及び上記第二接続部の少なくとも一方は、銅よりもイオン化傾向の高い犠牲金属を含有した犠牲金属含有部（８）を有する、内燃機関用のスパークプラグ（１）。
【請求項２】
上記第一接続部及び上記第二接続部の少なくとも一方は、上記犠牲金属含有部を、プラグ軸方向（Ｚ）の一部かつプラグ軸方向の端部に有する、請求項１に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項３】
上記犠牲金属含有部は、少なくとも、上記第一接続部におけるプラグ軸方向の上記中心電極側の端部に配されている、請求項１又は２に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項４】
上記犠牲金属含有部は、少なくとも、上記第二接続部におけるプラグ軸方向の上記端子金具側の端部に配されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項５】
上記犠牲金属含有部は、少なくとも、上記第一接続部におけるプラグ軸方向の上記抵抗体側の端部に配されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項６】
上記犠牲金属含有部は、少なくとも、上記第二接続部におけるプラグ軸方向の上記抵抗体側の端部に配されている、請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項７】
上記犠牲金属含有部は、上記銅ガラス部の一部であって、上記銅ガラス部における上記犠牲金属が分散配置された部分である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項８】
上記犠牲金属含有部は、プラグ軸方向における上記銅ガラス部の一方側又は両側に配置された上記犠牲金属からなる金属層である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項９】
上記犠牲金属含有部は、プラグ軸方向の上記犠牲金属含有部が配された領域における上記絶縁碍子の内径に対する、上記犠牲金属含有部におけるプラグ軸方向の長さの比率である厚み比率が、２％以上である請求項８に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
【請求項１０】
上記中心電極と上記端子金具との間の抵抗値は、１０ｋΩ以下である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の内燃機関用のスパークプラグ。
【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する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の内燃機関の燃焼室に導入される混合気に着火するための着火手段として、スパークプラグがある。スパークプラグとしては、筒状のハウジングと、ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子と、先端部が突出するように絶縁碍子の内側に保持された中心電極と、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と、を有するものがある。
【０００３】
かかる構成のスパークプラグにおいては、火花放電ギャップに生じる火花放電に伴って電波雑音が発生し、周辺機器に影響を及ぼすおそれがある。そこで、特許文献１に記載のスパークプラグは、上記電波雑音が外部に伝達することを抑制するために、絶縁碍子の内側に、カーボンを含有してなる抵抗体を配置している。また、絶縁碍子の内側における抵抗体の両側には、ガラスと銅とを含有する銅ガラスが配されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２１９２７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のスパークプラグにおいては、絶縁碍子の内側に配された、導電性を有する材料の酸化により、スパークプラグの抵抗値が上昇しやすくなり、スパークプラグの寿命を伸ばし難いという課題がある。特に、絶縁碍子内における銅ガラスと他の部材との界面において、銅ガラスの銅の酸化物である酸化銅が検出されることを見出した。これは、スパークプラグに印加された高電圧によって銅ガラスが加熱され、ガラスに含まれる酸素と銅が反応し、酸化銅が生成したものと考えられる。さらに、近年、過給エンジン、高圧縮比エンジン等の採用によって、スパークプラグにおける点火のために要求される電圧や、燃焼室内の温度が上昇する傾向にあることに伴い、上記課題は特に顕著となることが懸念される。
【０００６】
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、抵抗値の上昇を抑制することができる内燃機関用のスパークプラグを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、筒状のハウジング（１１）と、
該ハウジングの内側に保持された筒状の絶縁碍子（２）と、
先端部が突出するように上記絶縁碍子の内側に保持された中心電極（１２）と、
該中心電極との間に火花放電ギャップ（Ｇ）を形成する接地電極（１３）と、
基端部が突出するように上記絶縁碍子の内側に保持された端子金具（３）と、
上記絶縁碍子の内側における、上記中心電極と上記端子金具との間に配された抵抗体（４）と、
上記絶縁碍子の内側における、上記中心電極と上記抵抗体との間に配され、上記中心電極と上記抵抗体とを電気的に接続する第一接続部（５）と、
上記絶縁碍子の内側における、上記抵抗体と上記端子金具との間に配され、上記抵抗体と上記端子金具とを電気的に接続する第二接続部（６）と、を有し、
上記第一接続部及び上記第二接続部のそれぞれは、少なくともガラスと銅とを含有した銅ガラス部（７）を有し、
上記第一接続部及び上記第二接続部の少なくとも一方は、銅よりもイオン化傾向の高い犠牲金属を含有した犠牲金属含有部（８）を有する、内燃機関用のスパークプラグ（１）にある。
【発明の効果】
【０００８】
上記内燃機関用のスパークプラグにおいて、第一接続部及び第二接続部の少なくとも一方は、上記犠牲金属含有部を有する。それゆえ、銅ガラス部の銅よりも犠牲金属含有部の犠牲金属を酸化させることができる。これにより、銅ガラス部の銅が酸化することを抑制でき、これに伴い、スパークプラグの抵抗値が上昇することを抑制することができる。上述の作用効果は、後述の実験例によっても裏付けられる。
【０００９】
以上のごとく、上記態様によれば、抵抗値の上昇を抑制することができる内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１における、内燃機関用のスパークプラグの断面図。
【図２】実施形態１における、抵抗体周辺の拡大断面図。
【図３】実施形態２における、抵抗体周辺の拡大断面図。
【図４】実施形態３における、抵抗体周辺の拡大断面図。
【図５】実施形態４における、抵抗体周辺の拡大断面図。
【図６】実施形態５における、抵抗体周辺の拡大断面図。
【図７】実施形態６における、抵抗体周辺の拡大断面図。
【図８】その他の実施形態における、抵抗体周辺の拡大断面図。
【図９】その他の実施形態における、抵抗体周辺の拡大断面図。
【図１０】その他の実施形態における、抵抗体周辺の拡大断面図。
【図１１】その他の実施形態における、抵抗体周辺の拡大断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
内燃機関用のスパークプラグの実施形態につき、図１〜図２を用いて説明する。
本実施形態の内燃機関用のスパークプラグ１は、図１に示すごとく、ハウジング１１と絶縁碍子２と中心電極１２と接地電極１３と端子金具３と抵抗体４と第一接続部５と第二接続部６とを有する。ハウジング１１は筒状を呈している。絶縁碍子２は、ハウジング１１の内側に保持されている。また、絶縁碍子２は筒状を呈している。中心電極１２は、先端部が突出するように絶縁碍子２の内側に保持されている。接地電極１３は、中心電極１２との間に火花放電ギャップＧを形成する。端子金具３は、基端部が突出するように絶縁碍子２の内側に保持されている。抵抗体４は、絶縁碍子２の内側における、中心電極１２と端子金具３との間に配されている。なお、図１、図２等において、中心電極１２及び端子金具３は、断面を見た形状ではなく、全体をプラグ軸方向Ｚに直交する方向から見た形状を示している。
【００１２】
図１、図２に示すごとく、第一接続部５は、絶縁碍子２の内側における、中心電極１２と抵抗体４との間に配されている。また、第一接続部５は、中心電極１２と抵抗体４とを電気的に接続する。第二接続部６は、絶縁碍子２の内側における、抵抗体４と端子金具３との間に配されている。また、第二接続部６は、抵抗体４と端子金具３とを電気的に接続する。第一接続部５及び第二接続部６のそれぞれは、少なくともガラスと銅とを含有した銅ガラス部７を有する。第一接続部５及び第二接続部６の少なくとも一方は、銅よりもイオン化傾向の高い犠牲金属を含有した犠牲金属含有部８を有する。本実施形態において、第一接続部５及び第二接続部６の少なくとも一方は、犠牲金属含有部８を、プラグ軸方向Ｚの一部かつプラグ軸方向Ｚの端部に有する。
【００１３】
スパークプラグ１は、例えば、自動車、コージェネレーション等の内燃機関に用いるものとすることができる。
また、スパークプラグ１の軸方向をプラグ軸方向Ｚという。プラグ軸方向Ｚにおける、スパークプラグ１が内燃機関の燃焼室に挿入される側を先端側、その反対側を基端側として説明する。
【００１４】
アルミナ等の電気絶縁体からなる絶縁碍子２は、Ｆｅ基合金等の金属製のハウジング１１の内側に保持されている。図１に示すごとく、絶縁碍子２は、プラグ軸方向Ｚに貫通形成された貫通穴部２０を有する。貫通穴部２０は、小径部２０１と段部２０２と大径部２０３とを有する。小径部２０１は、貫通穴部２０の先端部に形成されている。そして、大径部２０３は、小径部２０１の基端側に形成されている。大径部２０３は、小径部２０１よりも内径が大きく形成されている。そして、小径部２０１と大径部２０３とを連結するように段部２０２が形成されている。
【００１５】
絶縁碍子２の貫通穴部２０に、中心電極１２が挿通配置されている。中心電極１２は、絶縁碍子２の段部２０２に支承されている。中心電極１２は、Ｎｉ基合金等の金属材料からなる円柱体であり、内部にＣｕ等の熱伝導性に優れた金属材料が配されている。中心電極１２の先端は、絶縁碍子２の先端から露出して突出している。
【００１６】
絶縁碍子２の貫通穴部２０内における中心電極１２側から端子金具３側に向かって、第一接続部５、抵抗体４、及び第二接続部６が、この順で配されている。
【００１７】
図１、図２に示すごとく、本実施形態において、第一接続部５は、銅ガラス部７を有する。銅ガラス部７は、ガラス中に銅が分散して配されている。また、第一接続部５は、犠牲金属含有部８を有する。犠牲金属含有部８の犠牲金属は、例えばＭｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｓｂ等の少なくとも一種とすることができる。
【００１８】
犠牲金属含有部８は、少なくとも、第一接続部５におけるプラグ軸方向Ｚの中心電極１２側の端部に配されている。本実施形態において、第一接続部５は、中心電極１２側の端部のみに犠牲金属含有部８が配されている。犠牲金属含有部８は、銅ガラス部７の一部である。そして、犠牲金属含有部８は、銅ガラス部７における犠牲金属が分散配置された部分である。また、犠牲金属含有部８は、プラグ軸方向Ｚにおける銅ガラス部７の端面の全体にわたって形成されている。
【００１９】
本実施形態において、第二接続部６は、銅ガラス部７を有する。また、第二接続部６は、銅ガラス部７の一部に、犠牲金属含有部８を有する。犠牲金属含有部８は、少なくとも、第二接続部６におけるプラグ軸方向Ｚの端子金具３側の端部に配されている。本実施形態において、第二接続部６は、端子金具３側の端部のみに犠牲金属含有部８が配されている。第一接続部５及び第二接続部６は、銅粉、ガラス粉末、及び犠牲金属の粉末を含む粉末材料を熱処理して得られる。
【００２０】
抵抗体４は、ガラスと導電性材料とを含有する。導電性材料は、ガラス中に分散して配されている。本実施形態において、導電性材料は、カーボンである。また、抵抗体４は、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、及び酸化カルシウムからなる群から選ばれる少なくとも１つを含有する。すなわち、抵抗体４は、ガラス材料と、酸化ジルコニウム等のセラミック材料からなる骨材と、を含む基材に、導電性材料を分散した集合体からなる。抵抗体４は、導電性材料の粉末とガラス粉末と骨材粉末とを含む粉末材料を熱処理して得られる。抵抗体４は、スパークプラグ１の火花放電に起因して生じた電磁ノイズが、スパークプラグ１外部に伝達することを抑制する。
【００２１】
図１に示すごとく、第二接続部６の基端側に、端子金具３が挿通配置されている。端子金具３は、絶縁碍子２の貫通穴部２０に挿入された挿入部３１と、絶縁碍子２から露出した露出部３２とを有する。端子金具３は、露出部３２を介して、図示しない点火コイルに接続される。中心電極１２と端子金具３との間の抵抗値は、１ｋΩ以上である。また、中心電極１２と端子金具３との間の抵抗値は、１０ｋΩ以下である。また、中心電極１２と端子金具３との間の抵抗値は、３ｋΩ以下であることが好ましい。
【００２２】
ハウジング１１の先端には、接地電極１３が配設されている。接地電極１３は、立設部１３１と対向部１３２とを有する。立設部１３１は、ハウジング１１の先端から先端側に向かってプラグ軸方向Ｚに沿って形成されている。対向部１３２は、立設部１３１の先端部からプラグ中心軸に向かって屈曲されており、プラグ軸方向Ｚに直交する方向に沿って形成されている。そして、接地電極１３は、対向部１３２において、中心電極１２の先端とプラグ軸方向Ｚに対向している。これにより、中心電極１２と接地電極１３との間に、火花放電ギャップＧが形成されている。
【００２３】
次に、本実施形態の作用効果につき説明する。
内燃機関用のスパークプラグ１において、第一接続部５及び第二接続部６の少なくとも一方は、犠牲金属含有部８を有する。それゆえ、銅ガラス部７の端部周辺において、銅ガラス部７の銅よりも犠牲金属含有部８の犠牲金属を酸化させることができる。これにより、銅ガラス部７の銅が酸化することを抑制でき、これに伴い、スパークプラグ１の抵抗値が上昇することを抑制することができる。
【００２４】
また、犠牲金属含有部８は、第一接続部５及び第二接続部６の少なくとも一方における、プラグ軸方向Ｚの一部かつプラグ軸方向Ｚの端部に形成されている。それゆえ、例えば第一接続部５の全体あるいは第二接続部６の全体に犠牲金属含有部８が形成された場合と比べて、効率的に銅ガラス部７の銅の酸化を抑制することができる。すなわち、上述のごとく、銅ガラス部７の銅の酸化が促進されやすい、銅ガラス部７と他の部材との界面に犠牲金属を配することにより、効率的に銅の酸化を抑制することができる。
【００２５】
また、犠牲金属含有部８は、銅ガラス部７における犠牲金属が分散配置された部分である。それゆえ、銅ガラス部７の銅が酸化することを抑制できる。これに伴い、スパークプラグ１の抵抗値が上昇することを抑制することができる。
【００２６】
また、中心電極１２と端子金具３との間の抵抗値は、１０ｋΩ以下である。それゆえ、スパークプラグ１の使用時におけるジュール熱の発生を抑制することができる。これにより、抵抗体４の導電性材料や銅ガラス部７の銅等の酸化を抑制することができる。これに伴い、スパークプラグ１の抵抗値が上昇することを抑制することができる。
【００２７】
以上のごとく、本実施形態によれば、抵抗値の上昇を抑制することができる内燃機関用のスパークプラグを提供することができる。
【００２８】
（実施形態２）
本実施形態は、図３に示すごとく、実施形態１に対して、犠牲金属含有部８の配置箇所を変更した実施形態である。すなわち、犠牲金属含有部８は、少なくとも、第一接続部５におけるプラグ軸方向Ｚの抵抗体４側の端部に配されている。本実施形態において、第一接続部５は、抵抗体４側の端部のみに犠牲金属含有部８が配されている。また、犠牲金属含有部８は、少なくとも、第二接続部６におけるプラグ軸方向Ｚの抵抗体４側の端部に配されている。本実施形態において、第二接続部６は、抵抗体４側の端部のみに犠牲金属含有部８が配されている。
【００２９】
その他は、実施形態１と同様である。
なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
本実施形態においても、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００３０】
（実施形態３）
本実施形態は、図４に示すごとく、実施形態１と犠牲金属含有部８の配置箇所を同じくしつつ、実施形態１に対して犠牲金属含有部８の構成を変更した実施形態である。犠牲金属含有部８は、プラグ軸方向Ｚにおける銅ガラス部７の一方側又は両側に形成された犠牲金属からなる金属層である。本実施形態において、犠牲金属含有部８は、プラグ軸方向Ｚにおける銅ガラス部７の一方側に形成された犠牲金属からなる金属層である。すなわち、実施形態１とは異なり、犠牲金属含有部８は、銅ガラス部７の一部ではなく、銅ガラス部７に隣接する位置に配されている。犠牲金属含有部８は、犠牲金属の粉末材料を銅ガラス部７の一方側に配置し、熱処理して得られる。犠牲金属含有部８は、プラグ軸方向Ｚの犠牲金属含有部８が配された領域における絶縁碍子２の内径に対する、犠牲金属含有部８におけるプラグ軸方向Ｚの長さの比率である厚み比率が、２％以上である。犠牲金属含有部８の厚み比率は、絶縁碍子２の貫通穴部２０における犠牲金属含有部８が配された大径部２０３の直径に対する、犠牲金属含有部８のプラグ軸方向Ｚにおける厚みの比率である。
【００３１】
その他は、実施形態１と同様である。
本実施形態においては、銅ガラス部７に隣接する位置に配されていることにより、銅ガラス部７の銅が酸化することを抑制できる。これに伴い、スパークプラグ１の抵抗値が上昇することを抑制することができる。
その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
【００３２】
（実施形態４）
本実施形態は、図５に示すごとく、実施形態２と犠牲金属含有部８の配置箇所を同じくしつつ、実施形態２に対して犠牲金属含有部８の構成を変更した実施形態である。本実施形態において、実施形態３と同様に、犠牲金属含有部８は、犠牲金属によって構成された金属層である。
【００３３】
その他は、実施形態２と同様である。
本実施形態においても、実施形態２、実施形態３と同様の作用効果を有する。
【００３４】
（実施形態５）
本実施形態は、図６に示すごとく、基本構造を実施形態４と同様としつつ、抵抗体４の構造を実施形態４に対して変更した実施形態である。すなわち、抵抗体４は、プラグ軸方向Ｚの少なくとも一方の端部に、他の部位よりも導電性材料の密度が高い高密度層４１を有する。これにより、高密度層４１は、抵抗体４における他の部位よりも、抵抗率が低くなっている。本実施形態において、抵抗体４は、中心電極１２側の端部のみに高密度層４１を有する。高密度層４１は、第一接続部５に隣接している。抵抗体４は、例えば、高密度層４１における導電性材料の含有量を１．５〜２．５重量％とし、高密度層４１以外の部位の導電性材料の含有率を１．０〜２．０重量％とすることができる。
その他は、実施形態４と同様である。
本実施形態においても、実施形態４と同様の作用効果を有する。
【００３５】
（実施形態６）
本実施形態は、図７に示すごとく、抵抗体４が、プラグ軸方向Ｚの両端部に高密度層４１を有する実施形態である。先端側の高密度層４１は、第一接続部５に隣接しており、基端側の高密度層４１は、第二接続部６に隣接している。
その他は、実施形態５と同様である。
本実施形態においても、実施形態５と同様の作用効果を有する。
【００３６】
（実験例１）
本例は、実施形態１及び実施形態２の内燃機関用のスパークプラグ１につき、耐久試験を行い、寿命を評価した例である。
【００３７】
本例においては、基本構造を実施形態１のスパークプラグ１と同様としつつ、第一接続部５及び第二接続部６のそれぞれにおいて、銅の添加率、ガラスの添加率、犠牲金属の添加率を表１に示すように種々変更した３つの試料１ａ〜試料１ｃを用意した。また、基本構造を実施形態２のスパークプラグ１と同様としつつ、第一接続部５及び第二接続部６のそれぞれにおいて、銅の添加率、ガラスの添加率、犠牲金属の添加率を表１に示すように種々変更した３つの試料２ａ〜試料２ｃを用意した。なお、犠牲金属は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂからなる群から選ばれる１種としたが、犠牲金属としていずれの金属を選択しても、以下の表１に示す結果は同じとなった。
【００３８】
また、比較試料として、従来のスパークプラグを用意した。すなわち、比較試料は、犠牲金属含有部を有さないスパークプラグであり、その他の構成は、実施形態１と同様である。
【００３９】
各試料は、中心電極１２と端子金具３との間の電気抵抗値が３ｋΩとなるよう、抵抗体４のガラス及び導電性材料の添加率を調整した。
【００４０】
そして、上記各試料を、２５０℃の加熱炉内において、中心電極１２と接地電極１３との間に放電電圧３５ｋＶをかけ、放電を繰り返す耐久試験を行った。そして、耐久試験前後における、中心電極１２と端子金具３との間の電気抵抗値を測定し、耐久試験前の電気抵抗値に対する耐久試験後の電気抵抗値の上昇率（抵抗値上昇率）を算出した。試験は、各試料において、抵抗値上昇率が２５％を超えたことを確認するまでとした。なお、各試料の抵抗値上昇率Ｒｃは、試験前の電気抵抗値Ｒ０、試験後の電気抵抗値Ｒ１から、下記の式（１）に基づいて算出した。
Ｒｃ＝１００×（Ｒ１−Ｒ０）／Ｒ０・・・（１）
【００４１】
そして、抵抗値上昇率Ｒｃが２５％を超えるまでの総点火回数を計測した。さらに、当該総点火回数に基づいて、各試料の寿命を評価した。具体的には、総点火回数が２億回以下のものは、比較的寿命が短いとして、Ｃ評価とした。また、総点火回数が２億回超え、２．５億回以下のものは、比較的寿命が長いとして、Ｂ評価とした。さらに、総点火回数が２．５億回超えのものは、Ｂ評価よりも寿命が長く、Ａ評価とした。結果を、表１に示す。
【００４２】
【表１】
2018032521.tif 000003
【００４３】
表１から、犠牲金属含有部を有さない比較試料は、総点火回数が０．１億回数未満であり、Ｃ評価となっていることが分かる。一方、犠牲金属含有部８を、実施形態１のように形成した試料１ａ〜試料１ｃ、及び、実施形態２のように形成した試料２ａ〜２ｃの各試料は、いずれも、総点火回数が２億回超えとなり、寿命に関してＡ評価あるいはＢ評価となっている。すなわち、犠牲金属含有部８を、実施形態１、実施形態２で示したように形成することにより、従来のスパークプラグに比べ、長寿命化を図ることができることが確認された。さらに、第一接続部５及び第二接続部６のそれぞれにおける犠牲金属の添加率が０．５重量％以上の試料は、いずれも総点火回数が２．５億回を超え、Ａ評価となっていることが分かる。それゆえ、第一接続部５及び第二接続部６のそれぞれにおける犠牲金属の添加率は、０．５重量％以上とすることがより好ましいことが分かる。
【００４４】
（実験例２）
本例は、実施形態３及び実施形態４の内燃機関用のスパークプラグ１につき、耐久試験を行い、寿命を評価した例である。すなわち、本例においては、犠牲金属含有部８が、犠牲金属によって構成された金属層であるスパークプラグ１につき、寿命を評価した。
【００４５】
本例においては、基本構造を実施形態３のスパークプラグ１と同様としつつ、第一接続部５及び第二接続部６のそれぞれにおいて、犠牲金属含有部８の上述の厚み比率と、中心電極１２と端子金具３との間の電気抵抗値とを、表２に示すように種々変更した６つの試料３ａ〜試料３ｆを用意した。また、基本構造を実施形態４のスパークプラグ１と同様としつつ、第一接続部５及び第二接続部６のそれぞれにおいて、犠牲金属含有部８の厚み比率と、上記電気抵抗値とを、表２に示すように種々変更した６つの試料４ａ〜試料４ｆを用意した。また、実施例１と同様、犠牲金属は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂからなる群から選ばれる１種としたが、犠牲金属としていずれの金属を選択しても、以下の表２に示す結果は同じとなった。
【００４６】
各試料は、中心電極１２と端子金具３との間の電気抵抗値が２ｋΩ若しくは５ｋΩとなるよう、抵抗体４のガラス及び導電性材料の添加率を調整した。
【００４７】
そして、各試料において、実施例１と同様の試験条件で、実験例１と同様の試験を行い、実験例１と同様の評価を行った。結果を表２に示す。なお、表２においては、実験例１で示した比較試料の結果も記載している。
【００４８】
【表２】
2018032521.tif 000004
【００４９】
表２から、犠牲金属含有部８を、実施形態３のように形成した試料３ａ〜試料３ｆ、及び、実施形態４のように形成した試料４ａ〜４ｆの各試料は、いずれも、総点火回数が２億回超えとなり、寿命に関してＡ評価あるいはＢ評価となっている。すなわち、犠牲金属含有部８を、実施形態３、実施形態４で示したように形成することにより、従来のスパークプラグ１に比べ、長寿命化を図ることができることが確認された。さらに、第一接続部５及び第二接続部６のそれぞれにおける犠牲金属含有部８の厚み比率が２％以上の試料は、いずれも総点火回数が２．５億回を超え、Ａ評価となっていることが分かる。それゆえ、第一接続部５及び第二接続部６のそれぞれにおける犠牲金属含有部８の厚み比率は、２％以上とすることがより好ましいことが分かる。
【００５０】
（実験例３）
本例は、実施形態５及び実施形態６の内燃機関用のスパークプラグ１につき、耐久試験を行い、寿命を評価した例である。すなわち、本例においては、抵抗体４が高密度層４１を有するスパークプラグ１につき、寿命を評価した。
【００５１】
本例においては、基本構造を実施形態５のスパークプラグ１と同様とし、高密度層４１の厚み比率を１％としつつ、第一接続部５及び第二接続部６のそれぞれにおいて、犠牲金属含有部８の厚み比率を表３に示すように種々変更した３つの試料５ａ〜試料５ｃを用意した。また、基本構造を実施形態６のスパークプラグ１と同様とし、高密度層４１の厚み比率を１％としつつ、第一接続部５及び第二接続部６のそれぞれにおいて、犠牲金属含有部８の厚み比率を表３に示すように種々変更した３つの試料６ａ〜試料６ｃを用意した。ここで、高密度層４１の厚み比率は、絶縁碍子２の貫通穴部２０における高密度層４１が配された大径部２０３の直径に対する、高密度層４１のプラグ軸方向Ｚにおける厚みの比率である。また、実施例１と同様、犠牲金属は、Ｍｇ、Ａｌ、Ｚｎ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂからなる群から選ばれる１種としたが、犠牲金属としていずれの金属を選択しても、以下の表３に示す結果は同じとなった。
【００５２】
各試料は、中心電極１２と端子金具３との間の電気抵抗値が３ｋΩとなるよう、抵抗体４のガラス及び導電性材料の添加率を調整した。
【００５３】
そして、各試料において、実施例１と同様の試験条件で、実験例１と同様の試験を行い、実験例１と同様の評価を行った。結果を表３に示す。なお、表３においては、実験例１で示した比較試料の結果も記載している。
【００５４】
【表３】
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【００５５】
表３から、犠牲金属含有部８を、実施形態５のように形成した試料５ａ〜試料５ｃ、及び、実施形態６のように形成した試料６ａ〜６ｃの各試料は、いずれも、総点火回数が２．２億回超えとなり、寿命に関してＡ評価あるいはＢ評価となっている。すなわち、犠牲金属含有部８及び高密度層４１を、実施形態５、実施形態６で示したように形成することにより、従来のスパークプラグに比べ、長寿命化を図ることができることが確認された。さらに、抵抗体４において、高密度層４１をプラグ軸方向Ｚにおける抵抗体４の両側に形成した試料６ａ〜試料６ｃは、いずれもＡ評価となっていることが分かる。それゆえ、高密度層４１を、プラグ軸方向Ｚにおける抵抗体４の両側に形成することが好ましいことが分かる。
【００５６】
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。
【００５７】
例えば、上記各実施形態において、犠牲金属含有部は、第一接続部及び第二接続部の双方に配された実施形態を示したが、例えば、図８〜図１１に示すごとく、第一接続部５及び第二接続部６の一方のみに配されていてもよい。図８においては、犠牲金属含有部８が、第一接続部５の中心電極１２側の端部にのみ配された例を示している。図９においては、犠牲金属含有部８が、第一接続部の抵抗体４側の端部にのみ配された例を示している。図１０においては、犠牲金属含有部８が、第二接続部６の端子金具３側の端部にのみ配された例を示している。図１１においては、犠牲金属含有部８が、第二接続部６の抵抗体４側の端部にのみ配された例を示している。そして、図８〜図１１まで示した例において、実験例１〜実験例３と同様の試験を行った場合においても、実験例１〜実験例３における犠牲金属８を配した試料と同様の結果が得られていることが確認されている。
【００５８】
また、上記各実施形態において、犠牲金属含有部は、プラグ軸方向における第一接続部の一方の端部、第二接続部の一方の端部に形成された実施形態を示したが、プラグ軸方向における第一接続部の両側の端部、第二接続部の両側の端部に形成してもよい。
【００５９】
また、犠牲金属含有部は、例えば、第一接続部において、実施形態１及び実施形態２に示したように、銅ガラス中に犠牲金属を分散して配置することにより形成し、第二接続部において、実施形態３、実施形態４等に示したように、犠牲金属によって構成された金属層とすることもできる。
その他、種々の態様を採用し得る。
【符号の説明】
【００６０】
１  内燃機関用のスパークプラグ
１２  中心電極
２  絶縁碍子
３  端子金具
４  抵抗体
５  第一接続部
６  第二接続部
７  銅ガラス部
８  犠牲金属含有部
Ｚ  プラグ軸方向
【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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【図１１】
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