(57)【要約】【課題】耐熱性と絶縁性とを両立できるスパークプラグを提供すること。【解決手段】絶縁体の先端部は軸方向の長さＬが９ｍｍ以下なので、放熱経路を短くすることができ、耐熱性を向上できる。先端部は、先端側へ開口する環状の溝が軸線周りに形成される。溝は径方向の幅が０．２ｍｍ以上である。軸線を含む断面において、先端部の外面と主体金具の内周面との空間距離が０．１ｍｍ以下となる位置のうち最も先端側の位置Ｐから、先端部の外面と軸孔との接続位置までの沿面距離Ｄを、長さＬで除した値Ｄ／Ｌは１．１以上である。その結果、先端部の絶縁性を確保できる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端側から後端側へと軸線に沿って延びる脚部と、前記脚部の後端から径方向の外側へ張り出す鍔部とを備える中心電極と、
前記軸線に沿って形成された軸孔に前記鍔部を支持する受け部が形成され、先端側から後端側へ向かうにつれて拡径する段部が外周面に形成された円筒状の絶縁体と、
パッキンを介して前記段部を支持する棚部が内周面に形成されると共に前記絶縁体の径方向の外側に配置される円筒状の主体金具と、を備えるスパークプラグであって、
前記段部のうち前記パッキンが接触する第１接触面の先端縁よりも先端側に存在する前記絶縁体の先端部は、軸方向の長さＬが９ｍｍ以下であり、
前記先端部は、先端側へ開口し前記軸線周りに形成される環状の溝を備え、
前記溝は、径方向の幅が０．２ｍｍ以上であり、
前記軸線を含む断面において、前記先端部の外面と前記主体金具の前記内周面との空間距離が０．１ｍｍ以下となる位置のうち最も先端側の位置Ｐから、前記先端部の前記外面と前記軸孔との接続位置までの沿面距離Ｄを、前記長さＬで除した値Ｄ／Ｌは１．１以上であることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
前記受け部のうち前記鍔部が接触する第２接触面の先端縁は、軸方向の位置が、前記第１接触面の先端縁と同じ、または先端側に位置することを特徴とする請求項１記載のスパークプラグ。
【請求項３】
前記先端部のうち前記溝よりも径方向の外側の部分は、先端面の軸方向の位置が、前記位置Ｐから先端側へ２ｍｍ以内のところに存在する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】
前記絶縁体は、環状に形成される第１部材と、該第１部材の径方向の外側に配置されると共に該第１部材の外周面と自身の内周面との隙間が前記溝を構成する環状の第２部材と、を備え、
前記受け部は前記第１部材の内周面に形成され、前記段部は前記第２部材の外周面に形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のスパークプラグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はスパークプラグに関し、絶縁性を確保できるスパークプラグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
絶縁体を介して主体金具が中心電極を絶縁保持するスパークプラグは、不完全燃焼等によって生じたカーボンが絶縁体の先端部の表面に堆積して絶縁抵抗が低下し、印加電圧が要求電圧（火花放電が生じる電圧）を下回ると火花放電が生じなくなる。耐熱性の高い（熱価の高い）スパークプラグは、絶縁体の脚長（先端部）が短く、主体金具から中心電極までの先端部の沿面距離が短いので、カーボンの堆積による絶縁性の低下が懸念される。また、耐熱性の低い（熱価の低い）スパークプラグは、絶縁体の脚長が長いので、絶縁性は向上するものの、熱引き性が悪く耐熱性が低下する懸念がある。
【０００３】
例えば特許文献１には、耐熱性の低いスパークプラグ（先端部の長さ１７ｍｍ）において、径方向の外側へ開口する溝を、絶縁体の脚長（先端部）のうち比較的肉厚の厚い部位に設ける技術が開示されている。この場合、先端部に付着するカーボンを溝で軸方向に不連続にできるので、カーボンの堆積による絶縁性の低下を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１７６８４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記従来の技術において、絶縁性を確保しつつ耐熱性を向上させたいという要求がある。熱価の高いスパークプラグに対し、熱価の低いスパークプラグの技術である特許文献１の技術を参考にして径方向の外側へ開口する溝を先端部に設けると、絶縁体の強度が低下するおそれがあるので、十分な沿面距離を確保できない。
【０００６】
本発明はこの要求に応えるためになされたものであり、耐熱性と絶縁性とを両立できるスパークプラグを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
この目的を達成するために請求項１記載のスパークプラグによれば、中心電極は、先端側から後端側へと軸線に沿って脚部が延び、脚部の後端から径方向の外側へ鍔部が張り出す。円筒状の絶縁体は、軸線に沿って形成された軸孔に鍔部を支持する受け部が形成され、先端側から後端側へ向かうにつれて拡径する段部が外周面に形成される。絶縁体の径方向の外側に配置される円筒状の主体金具は、パッキンを介して段部を支持する棚部が内周面に形成される。段部のうちパッキンが接触する第１接触面の先端縁よりも先端側に存在する絶縁体の先端部は、軸方向の長さＬが９ｍｍ以下なので、放熱経路を短くすることができる。よって、スパークプラグの耐熱性を向上できる。
【０００８】
先端部は、先端側へ開口する環状の溝が軸線周りに形成される。溝は径方向の幅が０．２ｍｍ以上である。軸線を含む断面において、先端部の外面と主体金具の内周面との空間距離が０．１ｍｍ以下となる位置のうち最も先端側の位置Ｐから、先端部の外面と軸孔との接続位置までの沿面距離Ｄを、長さＬで除した値Ｄ／Ｌは１．１以上である。環状の溝は先端側へ開口するので、絶縁体の先端から所定距離だけ離れた比較的肉厚の厚い部位に溝を形成できる。従って、絶縁体の強度を低下させることなく、長さＬに対する先端部の沿面距離の比率を大きくできる。カーボンが付着した先端部の絶縁抵抗を低下させ難くできるので、耐熱性と絶縁性とを両立できる効果がある。
【０００９】
請求項２記載のスパークプラグによれば、受け部のうち鍔部が接触する第２接触面の先端縁は、軸方向の位置が、第１接触面の先端縁と同じ、又は、第１接触面の先端縁よりも先端側に位置する。絶縁体の先端部の中心側の熱は主に中心電極から放散させ、先端部の外側の熱は、主に主体金具から放散させることができる。複数の放熱経路から熱をスムーズに放散できるので、請求項１の効果に加え、耐熱性を向上できる効果がある。
【００１０】
請求項３記載のスパークプラグによれば、先端部のうち溝よりも径方向の外側の部分は、先端面の軸方向の位置が、位置Ｐから先端側へ２ｍｍ以内のところに存在する。先端部のうち溝よりも径方向の外側の部分の放熱経路を短くできるので、請求項１又は２の効果に加え、耐熱性を向上できる効果がある。
【００１１】
請求項４記載のスパークプラグによれば、絶縁体は、環状に形成される第１部材と、第１部材の径方向の外側に配置される環状の第２部材とを備えている。受け部は第１部材の内周面に形成され、段部は第２部材の外周面に形成される。第１部材の外周面と第２部材の内周面との隙間が溝を構成するので、溝を容易に形成できる。その結果、請求項１から３のいずれかの効果に加え、耐熱性と絶縁性とを両立できるスパークプラグを容易に製造できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施の形態におけるスパークプラグの断面図である。
【図２】スパークプラグの先端部の断面図である。
【図３】第２実施の形態におけるスパークプラグの断面図である。
【図４】第３実施の形態におけるスパークプラグの断面図である。
【図５】絶縁抵抗が１０００ＭΩに低下するまでの時間と溝の長さとの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は本発明の第１実施の形態におけるスパークプラグ１０の軸線Ｏを含む面で切断した断面図であり、図２はスパークプラグ１０の軸線Ｏを含む面における先端部４５の断面図である。図１及び図２では、紙面下側をスパークプラグ１０の先端側、紙面上側をスパークプラグ１０の後端側という。図１に示すようにスパークプラグ１０は、主体金具２０、絶縁体４０及び中心電極７０を備えている。
【００１４】
主体金具２０は、内燃機関のねじ穴（図示せず）に固定される略円筒状の部材であり、軸線Ｏに沿って中心を貫通する貫通孔２１が形成されている。主体金具２０は導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されており、後端側から先端側へと軸線Ｏに沿って加締め部２２、工具係合部２３、座部２４、胴部２５が配置されている。胴部２５は、内燃機関のねじ穴に嵌まるねじ部２６が外周面に形成されている。
【００１５】
加締め部２２は、絶縁体４０を加締めるための部位であり、工具係合部２３は、ねじ部２６を内燃機関のねじ穴（図示せず）に嵌めるときにレンチ等の工具を係合させる部位である。座部２４は、胴部２５との間に嵌めたガスケット２８を押さえる部位である。ガスケット２８は、座部２４と内燃機関との間に挟まれてねじ部２６とねじ穴との隙間を封止する。胴部２５は、径方向の内側へ張り出す棚部２７が内周面に形成されている。棚部２７は後端側から先端側へ向かうにつれて縮径する。
【００１６】
接地電極３０は、主体金具２０の先端（胴部２５の端面）に接合される金属製（例えばニッケル基合金製）の電極母材３１と、電極母材３１の先端に接合されるチップ３２とを備えている。電極母材３１は、軸線Ｏと交わるように軸線Ｏへ向かって屈曲する棒状の部材である。チップ３２は、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム等の貴金属またはこれらを主成分とする合金によって形成される部材であり、軸線Ｏと交わる位置に接合されている。
【００１７】
絶縁体４０は、機械的特性や高温下の絶縁性に優れるアルミナ等により形成された略円筒状の部材である。絶縁体４０は軸線Ｏ方向に貫通する軸孔４１が形成され、軸線Ｏ方向の中央に外形の最も大きい突出部４２が形成されている。絶縁体４０は、突出部４２より後端側に後胴部４３が形成され、突出部４２より先端側に中胴部４４及び先端部４５が形成されている。
【００１８】
先端部４５は、中胴部４４の外径よりも外径の小さい筒状の部位であり、中胴部４４と先端部４５との間に先端側へ向かって縮径する段部４６が形成されている。段部４６と主体金具２０の棚部２７との間に、パッキン４７が配置される。パッキン４７は、主体金具２０を構成する金属材料よりも軟質の軟鋼板等の金属材料で形成される円環状の板材である。
【００１９】
絶縁体４０は、中胴部４４の内周面に、径方向の内側へ張り出す受け部４８が形成されている。受け部４８は後端側から先端側へ向かうにつれて縮径する。絶縁体４０は、主体金具２０の貫通孔２１に挿入され、外周に主体金具２０が固定される。絶縁体４０は、先端部４５の先端および後胴部４３の後端が、主体金具２０の貫通孔２１からそれぞれ露出する。絶縁体４０は、先端部４５に溝５２が形成されている。
【００２０】
主体金具２０の加締め部２２及び工具係合部２３と絶縁体４０の後胴部４３との間にリング部材４９，５０が介在する。リング部材４９，５０の間にタルク等の充填材５１が充填される。加締め部２２が加締められると、リング部材４９，５０及び充填材５１を介して絶縁体４０が軸線Ｏ方向に押圧される。その結果、主体金具２０の棚部２７と絶縁体４０の段部４６との間に配置されたパッキン４７が変形して、棚部２７及び段部４６に密着する。
【００２１】
中心電極７０は、有底筒状に形成された電極母材の内部に、電極母材よりも熱伝導性に優れる芯材７１を埋設した棒状の電極である。芯材７１は銅または銅を主成分とする合金で形成されている。中心電極７０は、軸線Ｏに沿って軸孔４１内を先端側へ延びる脚部７２と、脚部７２の後端側に設けられる鍔部７３とを備えている。鍔部７３は、絶縁体４０（中胴部４４）に形成された受け部４８に係止される。脚部７２は先端が軸孔４１から突出し、先端にチップ７４が接合される。チップ７４は、白金、イリジウム、ルテニウム、ロジウム等の貴金属またはこれらを主成分とする合金によって形成される柱状の部材である。
【００２２】
端子金具８０は、高圧ケーブル（図示せず）が接続される棒状の部材であり、導電性を有する金属材料（例えば低炭素鋼等）によって形成されている。端子金具８０の先端側は絶縁体４０の軸孔４１内に配置される。抵抗体８１は、スパーク時に発生する電波ノイズを抑えるための部材であり、端子金具８０と中心電極７０との間の軸孔４１内に配置される。抵抗体８１は、金属粉が混合されたガラス製の導電性シール８２，８３を介して中心電極７０及び端子金具８０にそれぞれ電気的に接続される。
【００２３】
図２を参照して絶縁体４０の先端部４５について説明する。先端部４５は、絶縁体４０の段部４６のうちパッキン４７が接触する第１接触面５９の先端縁６０よりも先端側（図２下側）に位置する部分である。先端縁６０は、第１接触面５９のうち最も先端側、即ち軸線Ｏ近くに存在する縁である。絶縁体４０の受け部４８のうち鍔部７３が接触する第２接触面６１の先端縁６２は、軸方向の位置が、先端縁６０の軸方向の位置と同じ、又は、先端縁６０の軸方向の位置より先端側（図２下側）にある。先端縁６２は、第２接触面６１のうち最も先端側、即ち軸線Ｏ近くに存在する縁である。
【００２４】
先端部４５は、主体金具２０の胴部２５の内周面２９と外面との隙間（空間距離）が０．１ｍｍ以下に設定されている。先端部４５から胴部２５へ熱を放散し易くするためである。同様に、先端部４５は、中心電極７０の脚部７２と軸孔４１との隙間（空間距離）が０．１以下に設定されている。先端部４５から中心電極７０へ熱を放散し易くするためである。先端部４５は、先端縁６０から先端面５５までの軸方向の長さＬが９ｍｍ以下に設定されている。先端部４５の放熱経路を短くして耐熱性を向上させるためである。
【００２５】
主体金具２０は、胴部２５の内周面２９のうち先端側に、先端側へ向かうにつれて拡径する傾斜面２９ａが形成されている。傾斜面２９ａは先端側へ向かうにつれて、先端部４５と傾斜面２９ａ（主体金具２０）との空間距離が次第に広がる。位置Ｐは、先端部４５の外面と胴部２５の内周面２９との空間距離が０．１ｍｍ以下となる位置のうち最も先端側の位置である。
【００２６】
先端部４５は、先端側（図２下側）へ開口する円環状の溝５２が、軸線Ｏ周りに形成されている。溝５２の径方向の幅Ｗは０．２ｍｍ以上である。幅Ｗが０．２ｍｍ以上の溝５２は、不完全燃焼等によって生じたカーボンが溝５２の幅方向に架橋するのを抑制できる。先端部４５に溝５２が形成されるので、溝５２が無い場合に比べて先端部４５の外面の表面積を大きくできる。なお、溝５２は絶縁体４０の焼成前の成形や加工によって、又は、絶縁体４０の焼成後の切削加工によって形成される。
【００２７】
先端部４５は、先端部４５の外面と軸孔４１との接続位置５８から位置Ｐまでの沿面距離Ｄを長さＬで除した値Ｄ／Ｌが１．１以上である。Ｄ／Ｌは長さＬに対する先端部４５の表面積の比率を示す指標である。Ｄ／Ｌ≧１．１を満たすことにより、溝５２の沿面距離によって先端部４５の長さＬに対する先端部４５の外面の沿面距離Ｄの比率を大きくできる。先端部４５の表面積を大きくできるので、表面にカーボンが付着した先端部４５の絶縁抵抗を低下させ難くできる。その結果、スパークプラグ１０の耐熱性と絶縁性とを両立できる。
【００２８】
溝５２は１乃至複数が先端部４５に形成される。本実施の形態では、溝５２が１本の場合が図示されている。溝が１本の場合には、溝５２は先端部４５の径方向の厚さの１／２の位置から先端部４５の外周までの間に設けられるのが好ましい。溝５２よりも径方向の内側の部分は、主体金具２０よりも熱抵抗の低い中心電極７０から主に熱を放散させ、溝５２よりも径方向の外側の部分は、主体金具２０から主に熱を放散させるためである。
【００２９】
溝が複数の場合には、溝は、軸方向視において軸線Ｏを中心とする同心円状に配置される。溝が複数の場合の各溝の深さ（軸方向の長さ）は任意に設定できる。
【００３０】
第２接触面６１の先端縁６２は、軸方向の位置が、第１接触面５９の先端縁６０と同じ、又は、第１接触面５９の先端縁６０よりも先端側（図２下側）に位置するので、先端部４５の中心側の熱は主に中心電極７０から放散させ、先端部４５の外側の熱は、主に主体金具２０から放散させることができる。複数の放熱経路から熱をスムーズに放散できるので、放熱性を向上できる。その結果、スパークプラグ１０の耐熱性を向上できる。
【００３１】
先端部４５は、溝５２によって、溝５２よりも径方向の内側の第１部５４と、溝５２よりも径方向の外側の第２部５６とに区画される。溝５２の幅Ｗは、第１部５４及び第２部５６（先端部４５の溝５２の残り）の径方向の厚さがそれぞれ０．７ｍｍ以上を確保できるように上限が設定される。第１部５４及び第２部５６の機械的強度を確保するためである。
【００３２】
なお、熱価の高いスパークプラグ１０は先端部４５の軸方向の長さＬが短いので、先端部４５の先端から軸方向に所定距離だけ離れた比較的肉厚の厚い部位の長さも短い。そのため、特許文献１のように径方向の外側に開口する溝を、先端部４５のうち比較的肉厚の厚い部位に設けても、溝の数を多くできないので、沿面距離Ｄをそれほど長くできない。沿面距離Ｄを確保するために、先端部４５のうち比較的肉厚の薄い部位にも径方向の外側に開口する溝を設けると、絶縁体４０の強度が低下するおそれがある。
【００３３】
これに対しスパークプラグ１０は、先端側に開口する溝５２が先端部４５に設けられているので、径方向の外側に開口する溝を絶縁体に設ける特許文献１とは異なり、絶縁体４０の強度を低下させることなく、先端部４５の長さＬに対する先端部４５の沿面距離の比率を大きくできる。よって、スパークプラグ１０は、絶縁体４０の強度を確保しながら、耐熱性と絶縁性とを両立できる。
【００３４】
第１部５４の先端面５５は、第２部５６の先端面５７よりも軸方向の先端側（図２下側）に位置し、先端面５７は、位置Ｐから軸方向に２ｍｍ以内の範囲に存在する。第２部５６と第１部５４との間には溝５２があるので、第２部５６の熱は主に主体金具２０へ放散するのが効率的である。そこで、第２部５６の先端面５７と位置Ｐとの軸方向の距離Ｓを２ｍｍ以下にすることで、第２部５６から胴部２５までの放熱経路を短くできるので、耐熱性を向上できる。
【００３５】
溝５２は、軸方向の底部５３が、先端縁６０よりも先端部４５の先端側（図２下側）に位置する。ここで、溝５２の底部５３が先端縁６０よりも後端側（図２上側）に位置する場合には、溝５２の底部５３付近が障壁になるので、第１部５４の熱をパッキン４７から主体金具２０へ放散させ難くなる。同様に、第２部５６の熱を中心電極７０へ放散させ難くなる。その結果、放熱性が悪化するおそれがある。
【００３６】
これに対し、溝５２の底部５３を先端縁６０よりも先端側（図２下側）に配置することにより、第１部５４及び第２部５６の熱を主体金具２０及び中心電極７０へ放散させ易くできる。先端部４５の放熱性を確保できるので、スパークプラグ１０の耐熱性を確保できる。
【００３７】
次に図３を参照して第２実施の形態について説明する。第１実施の形態では、絶縁体４０の軸方向の端面に溝５２が形成される場合について説明した。これに対し第２実施の形態では、絶縁体１００が第１部材１１０及び第２部材１２０からなり、第１部材１１０の外周面１１４と第２部材１２０の内周面１２３との隙間１２５が溝を構成する場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
【００３８】
図３はスパークプラグ９０の軸線Ｏを含む面における先端部１０１の断面図である。スパークプラグ９０は、第１部材１１０及び第２部材１２０によって絶縁体１００が構成される。第２部材１２０は、第１部材１１０の径方向の外側に配置される部材である。第１部材１１０及び第２部材１２０の一部が先端部１０１を構成する。第１部材１１０及び第２部材１２０はアルミナ、窒化アルミニウム等によって形成される。第１部材１１０及び第２部材１２０の材質は同じでも異ならせても良い。
【００３９】
第１部材１１０は、突出部４２（図１参照）の軸方向の先端側に、軸線Ｏに沿って胴部１１１、連結部１１２及び第１部１１３が連接されている。連結部１１２は、内周に受け部４８が形成される第１部１１３と胴部１１１の径方向の内側とを連結する円筒状の部分であり、外径が胴部１１１の外径よりも小さく形成される。第１部１１３は、中心電極７０の脚部７２の径方向の外側に配置される円筒状の部分である。脚部７２と第１部１１３との隙間の空間距離は０．１ｍｍ以下に設定される。
【００４０】
第２部材１２０は、胴部１１１の先端側かつ連結部１１２及び第１部１１３の径方向の外側に配置される円筒状の部材であり、環状部１２１及び第２部１２２が軸方向に連接されている。環状部１２１は、連結部１１２の径方向の外側に配置される円環状の部分である。環状部１２１は、後端面１２１ａが胴部１１１の先端面１１１ａに当接し、先端に段部４６が形成される。第２部１２２は、外径が、環状部１２１の外径よりも小さく形成される円筒状の部分であり、主体金具２０の胴部２５の径方向の内側に配置される。胴部２５の内周面２９（傾斜面２９ａを除く）と第２部１２２との隙間の空間距離は０．１ｍｍ以下に設定される。
【００４１】
第２部１２２の内周面１２３と第１部１１３の外周面１１４との隙間１２５は、空間距離が０．２ｍｍ以上に設定され、溝を構成する。隙間１２５（溝）の底部１２６は、先端縁６０よりも先端側（図３下側）に配置される。その結果、第１部１１３及び第２部１２２の熱を主体金具２０及び中心電極７０へ放散させ易くすることができ、先端部１０１の放熱性を確保できる。
【００４２】
なお、第１部材１１０と第２部材１２０との間（隙間１２５を除く）に、無機接着剤（所謂セメント）や導電性シール８２と同様の材料（例えばＢ２Ｏ３−ＳｉＯ２系等のガラス粒子とＣｕやＦｅ等の金属粒子とを含む組成物）等の伝熱層を介在させることは当然可能である。伝熱層により第１部材１１０と第２部材１２０との間の熱伝導率を向上できる。伝熱層は無くても良い。
【００４３】
第１部材１１０と第２部材１２０とが対向する部分（隙間１２５を除く）の間隔（空間距離）は０．１ｍｍ以下である。第１部材１１０と第２部材１２０との間に伝熱層が介在する場合には、第１部材１１０及び第２部材１２０のいずれかと伝熱層との間隔（空間距離）が０．１ｍｍ以下に設定される。これにより、隙間１２５を除いて第１部材１１０と第２部材１２０との間に熱を伝え易くできる。
【００４４】
先端部１０１は、先端縁６０から先端面１１５までの軸方向の長さＬが９ｍｍ以下に設定される。位置Ｐは、第２部１２２の外面と胴部２５の内周面２９との空間距離が０．１ｍｍ以下となる位置のうち最も先端側の位置である。第１部材１１０の軸孔４１と第１部１１３の先端面１１５との接続位置５８から位置Ｐまでの沿面距離Ｄを長さＬで除した値Ｄ／Ｌは、１．１以上に設定される。これにより、第１実施の形態と同様にスパークプラグ９０の耐熱性と絶縁性とを両立できる。
【００４５】
中心電極７０の周囲に第１部１１３が配置される第１部材１１０は、主に中心電極７０から熱が放散される。胴部２５の内側に第２部１２２が配置される第２部材１２０は、主に胴部２５から熱が放散される。第２部１２２の先端面１２４は、第１部１１３の先端面１１５よりも軸方向の後端側（図３上側）に位置し、先端面１２４は、位置Ｐから軸方向に２ｍｍ以内の範囲に存在する。これにより第２部材１２０の耐熱性を向上できる。
【００４６】
第１部材１１０の径方向の外側に第２部材１２０を配置し、第１部材１１０と第２部材１２０との間の隙間１２５を利用して溝を作るので、単一の部材に形成するのは難しい細長い溝を容易に形成できる。本実施の形態によれば、第１実施の形態で得られる作用効果に加え、耐熱性と絶縁性とを両立できるスパークプラグ９０を容易に製造できる。さらに、スパークプラグ９０によれば、隙間１２５（溝）の設計の自由度を向上できる。
【００４７】
次に図４を参照して第３実施の形態について説明する。第２実施の形態では、第１部材１１０に突出部４２（図１参照）が一体成形される場合について説明した。これに対し第３実施の形態では、第２部材１６０に突出部４２が一体成形される場合について説明する。なお、第１実施の形態で説明した部分と同一の部分については、同一の符号を付して以下の説明を省略する。
【００４８】
図４はスパークプラグ１３０の軸線Ｏを含む面における先端部１４１の断面図である。スパークプラグ１３０は、第１部材１５０及び第２部材１６０によって絶縁体１４０が構成される。第２部材１６０は、第１部材１５０の径方向の外側に配置される部材である。第１部材１５０及び第２部材１６０はアルミナ、窒化アルミニウム等によって形成される。第１部材１５０及び第２部材１６０の材質は同じでも異ならせても良い。
【００４９】
第１部材１５０及び第２部材１６０の一部が先端部１４１を構成する。第１部材１５０は、中心を貫通する軸孔１５１が形成された円筒状の部材であり、環状部１５２、連結部１５４及び第１部１５５が軸方向に連接されている。
【００５０】
第２部材１６０は、中心を貫通する軸孔１６１が形成された円筒状の部材であり、突出部４２（図１参照）の軸方向の先端側に、軸線Ｏに沿って胴部１６２、連結部１６３及び第２部１６５が連接されている。胴部１６２は、環状部１５２の径方向の外側に配置される部分である。
【００５１】
連結部１６３は、胴部１６２と第２部１６５とを連結する円環状の部分であり、外周の先端に段部４６が形成される。連結部１６３は、径方向の内側へ向かって突出する係合部１６４が内周に形成されている。係合部１６４は、後端側から先端側（図４下側）へ向かって縮径する。第２部１６５は、外径が、連結部１６３の外径よりも小さく形成される円筒状の部分であり、主体金具２０の胴部２５の径方向の内側に配置される。胴部２５の内周面２９（傾斜面２９ａを除く）と第２部１６５との隙間の空間距離は０．１ｍｍ以下に設定される。
【００５２】
第１部材１５０は、第２部材１６０の軸孔１６１に挿入される部材であり、自身の軸孔１５１に中心電極７０が挿入される。環状部１５２は、外周の先端に係合部１５３が形成されている。係合部１５３は、第２部材１６０の係合部１６４と軸方向に係合する部分であり、後端側から先端側へ向かって縮径する。連結部１５４は、内周に受け部４８が形成される第１部１５５と環状部１５２の径方向の内側とを連結する円筒状の部分であり、外径が環状部１５２の外径よりも小さく形成される。第１部１５５は、中心電極７０の脚部７２の径方向の外側に配置される円筒状の部分である。脚部７２と軸孔１５１との隙間の空間距離は０．１ｍｍ以下に設定される。
【００５３】
第１部１５５の外周面１５６と第２部１６５の内周面１６６との隙間１６８は、溝を構成する。隙間１６８の空間距離は０．２ｍｍ以上に設定される。第１部材１５０と第２部材１６０とが対向する部分（隙間１６８を除く）の間隔（空間距離）は０．１ｍｍ以下である。隙間１６８（溝）の底部１６９は、先端縁６０よりも先端側（図４下側）に配置される。その結果、第１部１５５及び第２部１６５の熱を主体金具２０及び中心電極７０へ放散させ易くすることができ、先端部１４１の放熱性を確保できる。
【００５４】
なお、第１部材１５０と第２部材１６０との間に無機接着剤等の伝熱層が介在する場合には、第１部材１５０及び第２部材１６０のいずれかと伝熱層との間隔（空間距離）が０．１ｍｍ以下に設定される。これにより、隙間１６８を除いて第１部材１５０と第２部材１６０との間に熱を伝え易くできる。
【００５５】
先端部１４１は、先端縁６０から第１部１５５の先端面１５７までの軸方向の長さＬが９ｍｍ以下に設定される。位置Ｐは、第２部１６５の外面と胴部２５の内周面２９との空間距離が０．１ｍｍ以下となる位置のうち最も先端側の位置である。第１部材１５０の軸孔１５１と第１部１５５の先端面１５７との接続位置５８から位置Ｐまでの沿面距離Ｄを長さＬで除した値Ｄ／Ｌは、１．１以上に設定される。これにより、第１実施の形態と同様にスパークプラグ１３０の耐熱性と絶縁性とを両立できる。
【００５６】
第２部１６５の先端面１６７は、第１部１５５の先端面１５７よりも軸方向の後端側（図４上側）に位置し、先端面１６７は、位置Ｐから軸方向に２ｍｍ以内の範囲に存在する。これにより第２部材１６０の耐熱性を向上できる。また、第１部材１５０の径方向の外側に第２部材１６０を配置し、第１部材１５０と第２部材１６０との間の隙間１６８を利用して溝を作るので、第２実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【実施例】
【００５７】
本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００５８】
（実施例１）
試験者は、絶縁体の先端部１０１（図３参照）の外面と軸孔４１との接続位置５８から溝１２３までの沿面距離（溝１２３の内側の沿面距離は含まない）を４ｍｍに固定して、溝の軸方向の長さと溝の径方向の幅とが異なる種々のサンプルを準備した。サンプルは、各部の寸法が異なる点を除き、第２実施の形態におけるスパークプラグ９０と同様である（絶縁体が第１部材と第２部材とに分かれている）。
【００５９】
試験者は、排気量１．６リットルの４気筒ＤＯＨＣエンジンに各サンプルを取り付け、エンジンを運転した状態で、各サンプルの主体金具と端子金具との間の絶縁抵抗を測定し、絶縁抵抗が１０００ＭΩに低下するまでのエンジンの運転開始からの時間を測定した。エンジンの運転条件は、回転数２０００ｒｐｍ、空燃比１０とした。
【００６０】
図５は、絶縁抵抗が１０００ＭΩに低下するまでの時間と溝の長さとの関係を示す図である。実線は、溝の径方向の幅が０．２ｍｍのサンプルの結果であり、破線は、溝の径方向の幅が０．１ｍｍのサンプルの結果である。
【００６１】
図５に示すように、溝の幅０．１ｍｍのサンプルの絶縁抵抗が低下する時間は約２００秒であった。これは、幅０．２ｍｍの溝の長さが０ｍｍのサンプル（溝が無いサンプル）の結果とほぼ同じであった。溝の径方向の幅０．２ｍｍのサンプルでは、溝の長さが長くなるにつれて、絶縁抵抗が低下する時間が次第に長くなり、溝の長さ５ｍｍ以上で飽和した。この実施例によれば、絶縁性の向上のためには、溝は径方向の幅が０．２ｍｍ以上必要であり、溝は軸方向の長さが５ｍｍあれば十分であることがわかった。
【００６２】
（実施例２）
試験者は、絶縁体の先端部に溝のあるサンプル１〜４と溝のないサンプル５〜１０とを準備した。溝のあるサンプル１〜４は、溝の径方向の幅０．２ｍｍで、先端部の長さＬ及び沿面距離Ｄが異なる。サンプル１〜３は各部の寸法が異なる点を除き、第１実施の形態におけるスパークプラグ１０と同様である。サンプル４は各部の寸法が異なる点を除き、第２実施の形態におけるスパークプラグ９０と同様である（絶縁体が第１部材と第２部材とに分かれている）。サンプル５〜１０は、溝が無い点と各部の寸法が異なる点とを除き、第１実施の形態におけるスパークプラグ１０と同様である。
【００６３】
（耐熱性の評価方法）
試験者は、排気量１．６リットルの４気筒ＤＯＨＣエンジンに各サンプルを取り付け、エンジンを運転し、プレイグニッション（過早着火）の有無を検出した。エンジンの運転条件は、スロットルバルブ全開の状態で回転数６０００ｒｐｍ、空燃比１２、点火時期は上死点前４０°とした。エンジンの一連の行程を１サイクルとして、そのサイクルを１０００回繰り返すまでエンジンを稼働した。
【００６４】
１０００サイクルの運転の間にプレイグニッションが１回も検出されなかったサンプルを「優れる（◎）」、１０００サイクルの運転の間にプレイグニッションが１回検出されたサンプルを「良い（○）」、１０００サイクルの運転の間にプレイグニッションが２回以上検出されたサンプルを「劣る（×）」と評価した。
【００６５】
（絶縁性の評価方法）
試験者は、排気量１．６リットルの４気筒ＤＯＨＣエンジンに各サンプルを取り付け、エンジンを運転した状態で、各サンプルの主体金具と端子金具との間の絶縁抵抗を測定し、絶縁抵抗が１０００ＭΩに低下するまでのエンジンの運転開始からの時間を測定した。エンジンの運転条件は、スロットルバルブ全開の状態で回転数６０００ｒｐｍ、空燃比１０とした。
【００６６】
絶縁抵抗が１０００ＭΩに低下するまでの運転開始からの時間が２５０秒以上のサンプルを「優れる（◎）」、２００秒以上２５０秒未満のサンプルを「良い（○）」、１００秒以上２００秒未満のサンプルを「普通（△）」と評価した。結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
2018018810.tif 000003
表１に示すように、溝のないサンプル５〜１０は、耐熱性および絶縁性の両方とも「良い（○）」と評価されるものが存在しなかった。特に、先端部の長さＬが９ｍｍ以下であるサンプル８〜１０は、絶縁性は普通（△）と評価された。
【００６８】
一方、溝のあるサンプル１〜４は、先端部の長さＬが１１ｍｍのサンプル１を除き、耐熱性が「良い（○）」と評価された。特に、先端部の長さＬが９ｍｍ以下のサンプル３，４は耐熱性に優れると共に、Ｄ／Ｌの値が１．１以上なので、絶縁性が「良い（○）」又は「優れる（◎）」と評価された。この実施例により、耐熱性と絶縁性とを両立できるスパークプラグが得られることが明らかになった。
【００６９】
（実施例３）
試験者は、第１接触面５９（図２参照）の先端縁６０（段部４６）に対する第２接触面６１（受け部４８）の先端縁６２の軸線Ｏ方向の位置が異なるサンプル１１〜１６を準備した。サンプル１１〜１６は、溝の径方向の幅０．２ｍｍ、先端部の長さＬが９ｍｍ又は１０ｍｍで、沿面距離Ｄが１２ｍｍである。サンプル１１〜１６は、先端部４５（図２参照）のうち溝５２よりも径方向の外側の部分の先端面５７の位置（距離Ｓ）がＳ＝３ｍｍである。サンプル１１〜１６は各部の寸法が異なる点を除き、第１実施の形態におけるスパークプラグ１０と同様である。
【００７０】
サンプル１３，１４は、先端縁６２（受け部４８）と先端縁６０（段部４６）との軸線Ｏ方向の位置が同じである。サンプル１１，１２は、先端縁６２（受け部４８）の軸線Ｏ方向の位置が、先端縁６０（段部４６）の軸線Ｏ方向の位置より１ｍｍだけ後端側（図２上側）にあるする。サンプル１５，１６は、先端縁６２（受け部４８）の軸線Ｏ方向の位置が、先端縁６０（段部４６）の軸線Ｏ方向の位置より１ｍｍだけ先端側（図２下側）にある。
【００７１】
試験者は、サンプル１１〜１６について耐熱性および絶縁性を評価した。耐熱性および絶縁性の評価方法は実施例２と同じである。結果を表２に示す。
【００７２】
【表２】
2018018810.tif 000004
表２に示すように、先端部の長さＬが１０ｍｍのサンプル１２，１４，１６を比較すると、先端縁６２（受け部４８）が先端縁６０（段部４６）より軸線Ｏ方向に１ｍｍ先端側にあるサンプル１６は、サンプル１２，１４よりも耐熱性が優れていた。また、先端部の長さＬが９ｍｍのサンプル１１，１３，１５を比較すると、先端縁６２（受け部４８）が先端縁６０（段部４６）より軸線Ｏ方向に１ｍｍ先端側にあるサンプル１５、及び、先端縁６２（受け部４８）と先端縁６０（段部４６）との軸線Ｏ方向の位置が同じサンプル１３は、サンプル１１よりも耐熱性が優れていた。この実施例により、受け部の先端縁の位置と段部の先端縁の位置とを設定して耐熱性を向上できるスパークプラグが得られることが明らかになった。
【００７３】
（実施例４）
試験者は、先端部４５（図２参照）のうち溝５２よりも径方向の外側の部分の先端面５７の位置（距離Ｓ）が異なるサンプル１７〜２２を準備した。サンプル１７〜２２は、溝の径方向の幅０．２ｍｍ、先端部の長さＬが９ｍｍ又は１０ｍｍで、沿面距離Ｄが１２ｍｍである。サンプル１７〜２２は、先端縁６２（受け部４８）の軸線Ｏ方向の位置が、先端縁６０（段部４６）の軸線Ｏ方向の位置より１ｍｍだけ後端側（図２上側）にある。サンプル１７〜２２は各部の寸法が異なる点を除き、第１実施の形態におけるスパークプラグ１０と同様である。
【００７４】
試験者は、サンプル１７〜２２について耐熱性および絶縁性を評価した。耐熱性および絶縁性の評価方法は実施例２と同じである。結果を表３に示す。
【００７５】
【表３】
2018018810.tif 000005
表３に示すように、距離Ｓが２ｍｍ以下のサンプル１９〜２２は、距離Ｓが３ｍｍのサンプル１７，１８よりも耐熱性が優れていた。この実施例により、距離Ｓを２ｍｍ以下に設定して耐熱性を向上できるスパークプラグが得られることが明らかになった。
【００７６】
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。例えば、絶縁体４０，１００，１４０、溝５２、隙間１２５，１６８（溝）の形状や寸法などは一例であり適宜設定できる。
【００７７】
上記各実施の形態では、軸線Ｏを含む断面において、溝５２や隙間１２５，１６８（溝）が軸線Ｏに平行に形成される場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。溝５２や隙間１２５，１６８（溝）を軸線Ｏに対して傾いた状態にする（軸線Ｏに対して非平行にする）ことは当然可能である。また、底部へ向かうにつれて溝の幅が狭くなるように溝５２や隙間１２５，１６８（溝）を形成することは当然可能である。
【００７８】
上記各実施の形態では、主体金具２０の胴部２５の先端に接合された接地電極３０が軸線Ｏ方向に突出するスパークプラグ１０，９０，１３０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。例えば、中心電極７０を取り巻く形状に接地電極を形成したスパークプラグ（いわゆる沿面放電プラグ）、接地電極を複数配置したスパークプラグ（いわゆる多極プラグ）等に上記各実施の形態を適用することは当然可能である。
【００７９】
上記各実施の形態では、接地電極３０及び中心電極７０がそれぞれチップ３２，７４を備える場合について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。チップ３２，７４を省略することは当然可能である。
【００８０】
上記実施の形態では、抵抗体８１が内蔵されるスパークプラグ１０，９０，１３０について説明したが、必ずしもこれに限られるものではない。抵抗体８１を内蔵しないスパークプラグに上記各実施の形態を適用することは当然可能である。この場合には抵抗体８１及び導電性シール８３を省略して、導電性シール８２によって中心電極７０と端子金具８０とを接合すれば良い。
【符号の説明】
【００８１】
１０，９０，１３０  スパークプラグ
２０  主体金具
２７  棚部
４０，１００，１４０  絶縁体
４１，１５１，１６１    軸孔
４５，１０１，１４１  先端部
４６  段部
４７  パッキン
４８  受け部
５２  溝
５５，１１５，１５７  先端面
５７，１２４，１６７  先端面
５８  接続位置
５９  第１接触面
６０  先端縁
６１  第２接触面
６２  先端縁
７０  中心電極
７２  脚部
７３  鍔部
１１０，１５０  第１部材
１１４，１５６  外周面
１２０，１６０  第２部材
１２３，１６６  内周面
１２５，１６８  隙間（溝）
Ｏ  軸線
【図１】
2018018810.tif 000006
【図２】
2018018810.tif 000007
【図３】
2018018810.tif 000008
【図４】
2018018810.tif 000009
【図５】
2018018810.tif 000010