(57)【要約】【課題】スパークプラグの着火性および耐消耗性を向上する【解決手段】スパークプラグの中心電極チップの中心軸とを含む特定の断面において、中心電極チップの中心軸と垂直であり、互いに反対を向く２つの方向を、第１の方向および第２の方向とし、中心電極チップのギャップ形成面である第１の面の外径をＲ１とし、接地電極チップのギャップ形成面である第２の面の外径をＲ２とし、ギャップの長さをＧ１とし、第１の面の第１の方向の端と第２の面の第１の方向の端との距離と、第１の面の第２の方向の端と第２の面の第２の方向の端との距離と、の平均距離をＧ２とするとき、Ｒ１＜Ｒ２、かつ、０．５ｍｍ≦Ｇ１≦１．１ｍｍ、かつ、０．７ｍｍ≦Ｇ２≦１．２ｍｍ、かつ、０．６ｍｍ≦Ｇ１≦１．３ｍｍ、かつ、１．４≦（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．８を満たす。【選択図】  図３
2015133243.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スパークプラグであって、
軸線方向に延びる中心電極本体と、前記中心電極本体の先端に接合された中心電極チップと、を備える中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有し、前記軸孔に前記中心電極が配置される絶縁体と、
前記絶縁体の外周に配置される主体金具と、
前記主体金具と電気的に接続される接地電極本体と、前記接地電極本体の端部から前記中心電極に向かって突出する部分であり、前記中心電極チップとの間でギャップを形成する接地電極チップを含む突出部と、を備える接地電極と、
を備えるスパークプラグであって、
前記中心電極チップの中心軸を含む特定の断面において、
前記中心電極チップの中心軸と垂直であり、互いに反対を向く２つの方向を、第１の方向および第２の方向とし、
前記中心電極チップの前記ギャップを形成する面である第１の面の外径をＲ１とし、
前記接地電極チップの前記ギャップを形成する面である第２の面の外径をＲ２とし、
前記ギャップの長さをＧ１とし、
前記第１の面の前記第１の方向の端と前記第２の面の前記第１の方向の端との距離と、前記第１の面の前記第２の方向の端と前記第２の面の前記第２の方向の端との距離と、の平均距離をＧ２とするとき、
Ｒ１＜Ｒ２、かつ、
０．５ｍｍ≦Ｒ１≦１．１ｍｍ、かつ、
０．７ｍｍ≦Ｒ２≦１．２ｍｍ、かつ、
０．６ｍｍ≦Ｇ１≦１．３ｍｍ、かつ、
１．４≦（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．８
を満たすことを特徴とする、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であって、
（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．６９
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であって、
前記突出部が配置された前記接地電極本体の表面から、前記第２の面までの長さをＴとするとき、
０．７ｍｍ≦Ｔ≦１．１ｍｍ
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１から請求項３のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記接地電極本体は、前記接地電極本体の表面の少なくとも一部を形成する部分である母材と、前記母材内に埋設され前記母材よりも熱伝導率が高い芯部と、を備える棒状体であり、
前記接地電極本体のうちの前記芯部を含む部分の、前記接地電極本体の形状に沿った長手方向の長さをＬとし、前記主体金具の先端から前記接地電極の先端までの前記軸線方向の長さをＣとするとき、
０．９８≦（Ｌ／Ｃ）≦１．４８
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、内燃機関等において着火に用いら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、絶縁体によって互いに絶縁された中心電極と接地電極とに電圧が印加されることによって、中心電極の先端部と接地電極の先端部との間に形成されたギャップに、火花を発生させる。スパークプラグの接地電極として、接地電極本体から中心電極に向かって突出する突出部を備え、当該突出部の端部がギャップを形成する構成が知られている。突出部を設けることによって、ギャップと接地電極本体との間の距離が長くなる。この結果、ギャップにおいて発生した火炎の成長が接地電極本体によって阻害されることを抑制して、スパークプラグの着火性を向上できる。また、突出部の端部が貴金属を用いて形成されることによって、耐消耗性を向上できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８４５５１号公報
【特許文献２】特許４２２７９４２号公報
【特許文献３】特開４３３９２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年、内燃機関における混合気の高圧縮化などに伴って、スパークプラグに対する着火性や耐消耗性の要求は高まっている。このために、スパークプラグの着火性および耐消耗性のさらなる向上が求められている。
【０００５】
本発明の目的は、スパークプラグの着火性および耐消耗性を向上することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
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、以下の適用例として実現することが可能である。
【０００７】
［適用例１］スパークプラグであって、
軸線方向に延びる中心電極本体と、前記中心電極本体の先端に接合された中心電極チップと、を備える中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有し、前記軸孔に前記中心電極が配置される絶縁体と、
前記絶縁体の外周に配置される主体金具と、
前記主体金具と電気的に接続される接地電極本体と、前記接地電極本体の端部から前記中心電極に向かって突出する部分であり、前記中心電極チップとの間でギャップを形成する接地電極チップを含む突出部と、を備える接地電極と、
を備えるスパークプラグであって、
前記中心電極チップの中心軸を含む特定の断面において、
前記中心電極チップの中心軸と垂直であり、互いに反対を向く２つの方向を、第１の方向および第２の方向とし、
前記中心電極チップの前記ギャップを形成する面である第１の面の外径をＲ１とし、
前記接地電極チップの前記ギャップを形成する面である第２の面の外径をＲ２とし、
前記ギャップの長さをＧ１とし、
前記第１の面の前記第１の方向の端と前記第２の面の前記第１の方向の端との距離と、前記第１の面の前記第２の方向の端と前記第２の面の前記第２の方向の端との距離と、の平均距離をＧ２とするとき、
Ｒ１＜Ｒ２、かつ、
０．５ｍｍ≦Ｒ１≦１．１ｍｍ、かつ、
０．７ｍｍ≦Ｒ２≦１．２ｍｍ、かつ、
０．６ｍｍ≦Ｇ１≦１．３ｍｍ、かつ、
１．４≦（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．８
を満たすことを特徴とする、スパークプラグ。
【０００８】
中心電極チップの外径Ｒ１に対して接地電極チップの外径Ｒ２が大きいほど、スパークプラグの耐消耗性は向上するが、スパークプラグの着火性は悪化する傾向にある。また、ギャップの長さＧ１に対して電極のエッジ間の距離Ｇ２が大きいほど、スパークプラグの耐消耗性は向上するが、スパークプラグの着火性は悪化する傾向にある。上記構成によれば、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２の値を適正化することによって、スパークプラグの耐消耗性と着火性とを適切に両立することができる。したがって、スパークプラグの着火性および耐消耗性を向上することができる。
【０００９】
［適用例２］適用例１に記載のスパークプラグであって、
（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．６９
を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
【００１０】
上記構成によれば、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２の値を、さらに適正化することによって、スパークプラグの耐消耗性をさらに向上することができる。
【００１１】
［適用例３］適用例２に記載のスパークプラグであって、
前記突出部が配置された前記接地電極本体の表面から、前記第２の面までの長さをＴとするとき、
０．７ｍｍ≦Ｔ≦１．１ｍｍ
を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
【００１２】
接地電極本体の表面から、接地電極チップのギャップを形成する面である第２の面までの長さＴが大きいほど、着火性は向上するが、耐消耗性は悪化する傾向にある。上記構成によれば、Ｔの値を適正化することによって、さらにスパークプラグの耐消耗性と着火性とを向上することができる。
【００１３】
［適用例４］適用例１から適用例３のいずれかに記載のスパークプラグであって、
前記接地電極本体は、前記接地電極本体の表面の少なくとも一部を形成する部分である母材と、前記母材内に埋設され前記母材よりも熱伝導率が高い芯部と、を備える棒状体であり、
前記接地電極本体のうちの前記芯部を含む部分の、前記接地電極本体の形状に沿った長手方向の長さをＬとし、前記主体金具の先端から前記接地電極の先端までの前記軸線方向の長さをＣとするとき、
０．９８≦（Ｌ／Ｃ）≦１．４８
を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
【００１４】
主体金具の先端から接地電極の先端までの軸線方向の長さＣに対して、芯部の長さＬが長いほど、接地電極の熱引き性能が向上する。接地電極の熱引き性能が高いほど、接地電極に起因するプレイグニッションの発生を抑制できる。一方、熱引き性能が高いほど耐剥離性が悪化する。上記構成によれば、長さＣに対する長さＬの比（Ｌ／Ｃ）を適正化することによって、接地電極に起因するプレイグニッションの発生の抑制と、耐剥離性の向上と、を両立することができる。
【００１５】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、スパークプラグやスパークプラグを用いた点火装置、そのスパークプラグを搭載する内燃機関や、そのスパークプラグを用いた点火装置を搭載する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】
【００１６】
【図１】本実施形態のスパークプラグ１００の断面図。
【図２】スパークプラグ１００の先端近傍を軸線ＣＯが含まれる面で切断した断面図。
【図３】図２の断面図の１組の電極チップ２９、３９の周辺の拡大図。
【図４】図４は、比較形態のスパークプラグの端部の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
Ａ．実施形態：
Ａ−１．スパークプラグの構成：
以下、本発明の実施の態様を実施形態に基づいて説明する。図１は本実施形態のスパークプラグ１００の断面図である。図１の一点破線は、スパークプラグ１００の軸線ＣＯ（軸線ＣＯとも呼ぶ）を示している。軸線ＣＯと平行な方向（図１の上下方向）を軸線方向とも呼ぶ。軸線ＣＯを中心とする円の径方向を、単に「径方向」とも呼び、軸線ＣＯを中心とする円の周方向を、単に「周方向」とも呼ぶ。図１における下方向を先端方向ＦＤと呼び、上方向を後端方向ＢＤとも呼ぶ。図１における下側を、スパークプラグ１００の先端側と呼び、図１における上側をスパークプラグ１００の後端側と呼ぶ。スパークプラグ１００は、絶縁体としての絶縁碍子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。
【００１８】
絶縁碍子１０はアルミナ等を焼成して形成されている。絶縁碍子１０は、軸線方向に沿って延び、絶縁碍子１０を貫通する貫通孔１２（軸孔）を有する略円筒形状の部材である。絶縁碍子１０は、鍔部１９と、後端側胴部１８と、先端側胴部１７と、段部１５と、脚長部１３とを備えている。後端側胴部１８は、鍔部１９より後端側に位置し、鍔部１９の外径より小さな外径を有している。先端側胴部１７は、鍔部１９より先端側に位置し、鍔部１９の外径より小さな外径を有している。脚長部１３は、先端側胴部１７より先端側に位置し、先端側胴部１７の外径よりも小さな外径を有している。脚長部１３は、スパークプラグ１００が内燃機関（図示せず）に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。段部１５は、脚長部１３と先端側胴部１７との間に形成されている。
【００１９】
主体金具５０は、導電性の金属材料（例えば、低炭素鋼材）で形成され、内燃機関のエンジンヘッド（図示省略）にスパークプラグ１００を固定するための円筒状の金具である。主体金具５０は、軸線ＣＯに沿って貫通する挿入孔５９が形成されている。主体金具５０は、絶縁碍子１０の外周に配置される。すなわち、主体金具５０の挿入孔５９内に、絶縁碍子１０が挿入・保持されている。絶縁碍子１０の先端は、主体金具５０の先端より先端側に突出している。絶縁碍子１０の後端は、主体金具５０の後端より後端側に突出している。
【００２０】
主体金具５０は、スパークプラグレンチが係合する六角柱形状の工具係合部５１と、内燃機関に取り付けるための取付ネジ部５２と、工具係合部５１と取付ネジ部５２との間に形成された鍔状の座部５４と、を備えている。取付ネジ部５２の呼び径は、例えば、Ｍ８（８ｍｍ（ミリメートル））、Ｍ１０、Ｍ１２、Ｍ１４、Ｍ１８のいずれかとされている。
【００２１】
主体金具５０の取付ネジ部５２と座部５４との間には、金属板を折り曲げて形成された環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１００が内燃機関に取り付けられた際に、スパークプラグ１００と内燃機関（エンジンヘッド）との隙間を封止する。
【００２２】
主体金具５０は、さらに、工具係合部５１の後端側に設けられた薄肉の加締部５３と、座部５４と工具係合部５１との間に設けられた薄肉の圧縮変形部５８と、を備えている。主体金具５０における工具係合部５１から加締部５３に至る部位の内周面と、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の外周面との間に形成される環状の領域には、環状のリング部材６，７が配置されている。当該領域における２つのリング部材６，７の間には、タルク（滑石）９の粉末が充填されている。加締部５３の後端は、径方向内側に折り曲げられて、絶縁碍子１０の外周面に固定されている。主体金具５０の圧縮変形部５８は、製造時において、絶縁碍子１０の外周面に固定された加締部５３が先端側に押圧されることにより、圧圧縮変形する。圧縮変形部５８の圧縮変形によって、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。金属製の環状の板パッキン８を介して、主体金具５０の取付ネジ部５２の内周に形成された段部５６（金具側段部）によって、絶縁碍子１０の段部１５（絶縁碍子側段部）が押圧される。この結果、内燃機関の燃焼室内のガスが、主体金具５０と絶縁碍子１０との隙間から外部に漏れることが、板パッキン８によって防止される。
【００２３】
中心電極２０は、軸線方向に延びる棒状の中心電極本体２１と、中心電極本体２１の先端に接合された円柱状の中心電極チップ２９と、を備えている。中心電極本体２１は、絶縁碍子１０の貫通孔１２の内部の先端側の部分に配置されている。中心電極本体２１は、電極母材２１Ａと、電極母材２１Ａの内部に埋設された芯部２１Ｂと、を含む構造を有する。電極母材２１Ａは、例えば、ニッケルまたはニッケルを主成分とする合金、本実施例では、インコネル６００（「ＩＮＣＯＮＥＬ」は、登録商標））で形成されている。芯部２１Ｂは、電極母材２１Ａを形成する合金よりも熱伝導性に優れる銅または銅を主成分とする合金、本実施例では、銅で形成されている。
【００２４】
また、中心電極本体２１は、軸線方向の所定の位置に設けられた鍔部２４（フランジ部とも呼ぶ。）、鍔部２４よりも後端側の部分である頭部２３（電極頭部）と、鍔部２４よりも先端側の部分である脚部２５（電極脚部）と、を備えている。鍔部２４は、絶縁碍子１０の段部１６に支持されている。脚部２５の先端部分、すなわち、中心電極本体２１の先端は、絶縁碍子１０の先端より先端側に突出している。
【００２５】
接地電極３０は、主体金具５０の先端に接合された接地電極本体３１と、円柱状の接地電極チップ３９と、を備えている。
【００２６】
端子金具４０は、軸線方向に延びる棒状の部材である。端子金具４０は、導電性の金属材料（例えば、低炭素鋼）で形成され、端子金具４０の表面には、防食のための金属層（例えば、Ｎｉ層）がめっきなどによって形成されている。端子金具４０は、軸線方向の所定位置に形成された鍔部４２（端子顎部）と、鍔部４２より後端側に位置するキャップ装着部４１と、鍔部４２より先端側の脚部４３（端子脚部）と、を備えている。端子金具４０のキャップ装着部４１は、絶縁碍子１０より後端側に露出している。端子金具４０の脚部４３は、絶縁碍子１０の貫通孔１２に挿入されている。キャップ装着部４１には、高圧ケーブル（図示外）が接続されたプラグキャップが装着され、火花放電を発生するための高電圧が印加される。
【００２７】
絶縁碍子１０の貫通孔１２内において、端子金具４０の先端（脚部４３の先端）と中心電極２０の後端（頭部２３の後端）との間には、火花発生時の電波ノイズを低減するための抵抗体７０が配置されている。抵抗体７０は、例えば、主成分であるガラス粒子と、ガラス以外のセラミック粒子と、導電性材料と、を含む組成物で形成されている。貫通孔１２内において、抵抗体７０と中心電極２０との隙間は、導電性シール６０によって埋められている。抵抗体７０と端子金具４０との隙間は、導電性シール８０によって埋められている。導電性シール６０、８０は、例えば、Ｂ2Ｏ3−ＳｉＯ2系等のガラス粒子と金属粒子（Ｃｕ、Ｆｅなど）とを含む組成物で形成されている。
【００２８】
Ａ−２．  スパークプラグ１００の先端部分の構成：
上記のスパークプラグ１００の先端近傍の構成について、さらに、詳細に説明する。図２は、スパークプラグ１００の先端近傍を、軸線ＣＯが含まれる面で切断した断面図である。本実施例のスパークプラグ１００では、円柱状の中心電極チップ２９の中心軸とスパークプラグ１００の軸線ＣＯとは、一致している。このために、図２の断面は、中心電極チップ２９の中心軸を含む特定の断面と言うことができる。図２の断面は、さらに、接地電極本体３１の後端部の周方向の中心を通っている。このために、図２の断面には、接地電極本体３１の断面を含んでいる。
【００２９】
接地電極本体３１は、断面が四角形の湾曲した棒状体である。接地電極本体３１の後端部３１Ａは、主体金具５０の先端面５０Ａに接合されている。これによって、主体金具５０と接地電極本体３１とは、電気的に接続される。接地電極本体３１の先端部３１Ｂは、自由端である。
【００３０】
接地電極本体３１は、電極母材３１Ｃと、電極母材３１Ｃに埋設された芯部３１Ｄと、を含む構造を有している。電極母材３１Ｃは、耐腐食性の高い金属、例えば、ニッケル合金、本実施例では、インコネル６０１を用いて形成されている。芯部３１Ｄは、電極母材３１Ｃより熱伝導率が高い（熱伝導性が良い）金属、例えば、銅や銅を含む合金、本実施形態では、銅を用いて形成されている。電極母材３１Ｃは、接地電極本体３１の表面を形成する部分であると言うことができる。芯部３１Ｄは、一部が接地電極本体３１の表面に露出していても良く、電極母材３１Ｃは、接地電極本体３１の少なくとも一部の表面を形成する部分であれば良い。
【００３１】
図２の断面において、接地電極本体３１のうちの芯部３１Ｄを含む部分の長さＬを以下のように定義する。芯部３１Ｄのうち、最も先端部３１Ｂに近い部位を点Ｐ１とする。接地電極本体３１の表面のうち、中心電極２０側を向いた面を表す線を内側線ＩＬとし、中心電極２０とは反対側を向いた面を表す線を外側線ＯＬとする。内側線ＩＬとの距離と、外側線ＯＬとの距離とが、等しい点をつないだ線を、接地電極本体３１の中心線ＣＬとする。点Ｐ１を通り内側線ＩＬと垂直な線ＴＬと、接地電極本体３１の中心線ＣＬと、の交点を点Ｐ２とする。中心線ＣＬに沿った長さは、接地電極本体３１の形状に沿った長手方向の長さである。中心線ＣＬのうち、後端の点Ｐ３から点Ｐ２までの部分の長さが、上述した芯部３１Ｄを含む部分の長さＬと考えることができる。
【００３２】
ここで、図２の線ＴＬと、内側線ＩＬと、の交点を点Ｐ４とする。また、線ＴＬと、外側線ＯＬと、の交点を点Ｐ５とする。そして、内側線ＩＬのうち、後端の点Ｐ６から点Ｐ４までの部分の長さをＬ１とする。また、外側線ＯＬのうち、後端の点Ｐ７から点Ｐ５までの部分の長さをＬ２とする。このとき、上述した芯部３１Ｄを含む部分の長さＬ、すなわち、中心線ＣＬのうち、後端の点Ｐ３から点Ｐ２までの部分の長さは、長さＬ１と、長さＬ２と、の平均値にほぼ等しい。このために、本明細書では、上述した芯部３１Ｄを含む部分の長さＬ（以下、芯部長さＬとも呼ぶ）を、Ｌ＝（Ｌ１＋Ｌ２）／２と定義する。
【００３３】
さらに、主体金具５０の先端（先端面５０Ａ）から接地電極３０の先端（接地電極本体３１の先端）までの軸線方向の長さをＣ（以下、端部長さＣとも呼ぶ）とする。
【００３４】
また、接地電極本体３１を、中心線ＣＬと垂直な平面で切断した断面は、長方形を有している。この長方形の図２の断面と平行な辺の長さをＷ１とする。この長方形の図２の断面と垂直な辺の長さ（図２の奥行き方向の長さ）をＷ２とする（図示省略）。
【００３５】
図３は、図２の断面図の電極チップ２９、３９の周辺の拡大図である。中心電極チップ２９は、中心電極本体２１の先端（脚部２５の先端）に、例えば、レーザ溶接を用いて、接合されている。図２の符号２７で示す部分は、中心電極チップ２９を接合する際に、レーザ溶接によって形成された溶融部である。中心電極チップ２９は、高融点の貴金属を主成分とする材料で形成されている。中心電極チップ２９の材料には、例えば、イリジウム（Ｉｒ）や、Ｉｒを主成分とする合金が用いられ、本実施形態では、Ｉｒ−１１Ｒｕ−８Ｒｈ−１Ｎｉ合金（１１重量％のルテニウムと、８重量％のロジウムと、１重量％のニッケルと、を含有したイリジウム合金）が用いられる。
【００３６】
接地電極チップ３９は、接地電極本体３１の表面のうちの、中心電極２０側を向いた面に、例えば、レーザ溶接を用いて、接合されている。より具体的には、接地電極チップ３９が、接地電極チップ３９の表面３１Ｓに抵抗溶接される。その後に、レーザー溶接が行われて、接地電極チップ３９と接地電極本体３１が強固に接合される。抵抗溶接が行われた段階で、接地電極チップ３９の先端方向ＦＤ側の端は、接地電極チップ３９に埋め込まれる。このために、図３に示すように、接地電極本体３１の接地電極チップ３９との接触面３１Ｈは、接地電極チップ３９の表面３１Ｓより先端方向ＦＤ方向に位置している。これに代えて、接地電極チップ３９の表面３１Ｓには、接地電極チップ３９の径とほぼ等しい径の有底孔が形成されてもよい。そして、有底孔に接地電極チップ３９の先端方向ＦＤ側の端が嵌め込まれた状態で、レーザー溶接が行われても良い。また、このように接地電極チップ３９が接地電極本体３１に接合された結果、円柱状の接地電極チップ３９は、接地電極本体３１の表面から中心電極２０（中心電極チップ２９）に向かって突出している。図２の符号３７で示す部分は、接地電極チップ３９を接合する際に、レーザ溶接によって形成された溶融部である。電極チップ３３の材料には、例えば、Ｐｔ（白金）または、Ｐｔを主成分とする合金、本実施形態では、Ｐｔ−２０Ｒｈ合金（２０重量％のロジウムを含有した白金合金）など用いられる。
【００３７】
上述したように、本実施例では、中心電極チップ２９の中心軸と接地電極チップ３９の中心軸とは、軸線ＣＯと一致している。中心電極チップ２９の先端面２９Ｓと、接地電極チップ３９の後端面３９Ｓとは、軸線方向に対向しており、ギャップを形成している。このギャップには、スパークプラグ１００の動作時に火花が発生する。これらの面２９Ｓ、３９Ｓを、ギャップ形成面とも呼ぶ。中心電極チップ２９のギャップ形成面２９Ｓと、接地電極チップ３９のギャップ形成面３９Ｓと、の間の距離、すなわち、ギャップの長さ（以下、ギャップ距離とも呼ぶ）を、Ｇ１とする。
【００３８】
また、中心電極チップ２９のギャップ形成面２９Ｓの外径をＲ１とし、接地電極チップ３９のギャップ形成面３９Ｓの外径をＲ２とする。外径Ｒ１を、中心電極チップ径Ｒ１とも呼び、外径Ｒ２を、接地電極チップ径Ｒ２とも呼ぶ。本実施形態では、接地電極チップ径Ｒ２は、中心電極チップ径Ｒ１より大きくされている（Ｒ１＜Ｒ２）。
【００３９】
図３の断面図の右方向を第１の方向とし、左方向を第２の方向とする。第１の方向と第２の方向は、中心電極チップ２９の中心軸（本実施例では、軸線ＣＯと一致）と垂直であり、互いに反対を向く２つの方向である。図３の断面において、中心電極チップ２９のギャップ形成面２９Ｓの第１の方向の端Ｅ１と、接地電極チップ３９のギャップ形成面３９Ｓの第１の方向の端Ｅ２と、の距離をＧ２１とする。また、図３の断面において、中心電極チップ２９のギャップ形成面２９Ｓの第２の方向の端Ｅ３と、接地電極チップ３９のギャップ形成面３９Ｓの第２の方向の端Ｅ４と、の距離をＧ２２とする。そして、２つの距離Ｇ２１、Ｇ２２の平均距離を、Ｇ２（以下、エッジ間距離Ｇ２とも呼ぶ）とする。
【００４０】
本実施形態では、中心電極チップ２９の中心軸と、接地電極チップ３９の中心軸と、は一致しているので、２つの距離Ｇ２１、Ｇ２２は互いに等しい（Ｇ２１＝Ｇ２２＝Ｇ２）。
【００４１】
接地電極本体３１の接地電極チップ３９が配置された表面３１Ｓから、接地電極チップ３９のギャップ形成面３９Ｓまでの長さを、Ｔ（以下、突出長さＴとも呼ぶ）とする。
【００４２】
Ｂ：第１評価試験
第１評価試験では、表１に示すように、２０種類のスパークプラグ１００のサンプルＡ１〜Ａ２０を作成し、着火性の試験と、耐消耗性の試験と、を行った。各サンプルに共通な寸法は、以下の通りである。
端部長さＣ：６．１ｍｍ
芯部長さＬ：７ｍｍ
中心電極チップ２９の軸線方向の長さＨ：０．５ｍｍ
突出長さＴ（接地電極チップ３９の軸線方向の長さ）：０．５ｍｍ
接地電極本体３１の中心線ＣＬと垂直な断面の辺の長さＷ１：１．４ｍｍ
接地電極本体３１の中心線ＣＬと垂直な断面の辺の長さＷ２：２．５ｍｍ
【００４３】
【表１】
2015133243.tif 000003
【００４４】
２０種類のサンプルでは、中心電極チップ径Ｒ１と、接地電極チップ径Ｒ２と、ギャップ距離Ｇ１と、エッジ間距離Ｇ２と、のうちの少なくとも１つの値が互いに異なっている。中心電極チップ径Ｒ１は、０．５５ｍｍ、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍのいずれかの値とされている。接地電極チップ径Ｒ２は、中心電極チップ径Ｒ１より大きな値となるように、０．７ｍｍ、０．７５ｍｍ、０．８ｍｍ、１．０ｍｍ、１．１ｍｍ、１．２ｍｍのいずれかの値とされている。このように、Ｒ１＜Ｒ２、かつ、０．５ｍｍ≦Ｒ１≦１．１ｍｍ、かつ、０．７ｍｍ≦Ｒ２≦１．２ｍｍを満たすように、サンプルの中心電極チップ径Ｒ１と接地電極チップ径Ｒ２が設定されている。
【００４５】
また、ギャップ距離Ｇ１は、０．６ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１．１ｍｍ、１．３ｍｍのいずれかの値とされている。ギャップ距離Ｇ１は、中心電極本体２１の軸方向の長さを調整することによって変更されている。このように、０．６ｍｍ≦Ｇ１≦１．３ｍｍを満たすように、ギャップ距離Ｇ１が設定されている。エッジ間距離Ｇ２は、ギャップ距離Ｇ１、中心電極チップ径Ｒ１、接地電極チップ径Ｒ２によって決定される値であり、表１には、エッジ間距離Ｇ２の測定値（距離Ｇ２１、Ｇ２２の測定値の平均値）が記述されている。
【００４６】
表１には、さらに、計算によって算出された（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）の値がサンプルの指標値として記述されている。
【００４７】
さらに、比較対象として、比較形態のスパークプラグを作成して、スパークプラグ１００のサンプルＡ１〜Ａ２０と同じ試験を行った。図４は、比較形態のスパークプラグの端部の構成を示す図である。図４（Ａ）は、比較形態のスパークプラグの接地電極の先端部近傍の断面図である。この断面は、図３と同様に、中心電極チップの中心軸を含む断面である。図４（Ｂ）は、比較形態のスパークプラグの接地電極の先端部近傍を後端方向ＢＤ側から先端方向ＦＤに向かって見た図である。
【００４８】
比較形態のスパークプラグの接地電極には、平面視が四角形の板状の接地電極チップ３９Ｘが用いられる。比較形態のスパークプラグの接地電極本体３１Ｘは、接地電極チップ３９Ｘが配置される端（図４の右方向の端）に向かって、幅が小さくなるように、テーパー面３１ＸＴが形成されている。接地電極チップ３９Ｘは、接地電極本体３１Ｘの中心電極側の表面３１ＸＳに抵抗溶接されている。この結果、接地電極チップ３９Ｘは、接地電極本体３１Ｘに埋め込まれて、接地電極チップ３９Ｘのギャップ形成面３９ＸＳは、接地電極本体３１Ｘの表面３１ＸＳより０．１ｍｍだけ中心電極側に突出した状態になる。これに代えて、接地電極本体３１Ｘの表面３１ＸＳに溝を形成し、当該溝に接地電極チップ３９Ｘが嵌め込まれた状態で、接地電極チップ３９Ｘと接地電極本体３１Ｘとが抵抗溶接されても良い。なお、接地電極チップ３９Ｘのサイズは、平面視の４角形の短辺の長さＣＤ＝０．６ｍｍｍｍ、長辺の長さＣＷ＝０．９ｍｍ、厚さＣＨ＝０．３ｍｍである。
【００４９】
比較形態のスパークプラグの接地電極以外の構成、例えば、中心電極の構成は、実施形態のスパークプラグ１００の構成と同じである。このため、図４では、図３と同一の符号を付し、これらの構成の説明を省略する。なお、比較形態のスパークプラグは、実施形態のスパークプラグ１００のサンプルごとに、ギャップ距離Ｇ１および中心電極チップ径Ｒ１をサンプルと同じ値にして作成された。
【００５０】
着火性の試験では、各サンプルと、比較形態のスパークプラグ（以下、比較プラグとも呼ぶ）と、を内燃機関にそれぞれ搭載して、着火限界の空燃比を調べた。具体的には、単気筒、ＤＯＨＣ（Double OverHead Camshaft）、排気量１．５Ｌ、過給器付き、高タンブル仕様のガソリンエンジンを、１６００ｒｐｍの回転速度で運転した。高タンブル仕様の内燃機関は、吸気ポートの形状を改良することによって、内燃機関の燃焼室内で発生するタンブル流の流速が高められた内燃機関である。そして、１回の燃焼サイクルで燃焼室に供給される燃料の量を少なくすることによって、段階的に空燃比を増加させて、着火限界の空燃比、すなわち、着火可能な最大の空燃比を調べた。なお、空燃比は、０．１刻みで増加させた。そして、段階的に空燃比を増加させた場合に、図示平均有効圧（IMEP:Indicated Mean Effective Pressure）の変動率が５％を超えた時点での空燃比を、着火限界の空燃比として採用した。図示平均有効圧は、１サイクルで燃焼ガスがピストンになす仕事を行程容積で割ったものであり、エンジンの燃焼状態の評価に一般的に用いられる。
【００５１】
そして、着火限界の空燃比が比較プラグ以下であるサンプルの評価を「×」とした。すなわち、サンプルの着火限界の空燃比ＡＦ１と、比較プラグの着火限界の空燃比ＡＦ２と、の差分（ＡＦ１−ＡＦ２）が、０以下であるサンプルの評価を「×」とした。そして、着火限界の空燃比が比較プラグより高いサンプルのうち、空燃比の差分（ＡＦ１−ＡＦ２）が、０．１以上０．５以下のサンプルの評価を「○」とし、０．５を超えるサンプルの評価を「◎」とした。
【００５２】
表１には、各サンプルの着火性の試験の評価結果が示されている。指標値（表１の（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１））が、１．８を超える２種類のサンプルＡ４、Ａ５の評価は、「×」であった。指標値が、１．８以下である１８種類のサンプルＡ１〜Ａ３、Ａ６〜Ａ２０の評価は、「○」であった。評価が「◎」であるサンプルはなかった。
【００５３】
この理由は、以下のように推定される。中心電極チップ径Ｒ１に対して接地電極チップ径Ｒ２が小さいほど、火花ギャップで発生する火炎の拡がり（いわゆる火炎の核の拡大）が、接地電極チップ３９によって阻害されにくくなる。このために、中心電極チップ径Ｒ１に対して接地電極チップ径Ｒ２が小さいほど（Ｒ２／Ｒ１が小さいほど）、スパークプラグの着火性が向上すると考えられる。同様に、ギャップ距離Ｇ１に対してエッジ間距離Ｇ２が小さいほど、火炎の核の拡大が、接地電極チップ３９によって阻害されにくくなる。このために、ギャップ距離Ｇ１に対してエッジ間距離Ｇ２が小さいほど（Ｇ２／Ｇ１が小さいほど）、スパークプラグの着火性が向上すると考えられる。以上のことから、指標値（表１の（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１））が１．８以下になるように、中心電極チップ径Ｒ１、接地電極チップ径Ｒ２、ギャップ距離Ｇ１、エッジ間距離Ｇ２、を設定することによって、火炎の核の拡大が阻害されることを抑制でき、着火性を向上することができると考えられる。
【００５４】
耐消耗性の試験では、各サンプルと、比較プラグと、を内燃機関にそれぞれ搭載して、運転の前後でのギャップ距離Ｇ１の増加量を調べた。具体的には、直列３気筒、ＤＯＨＣ（Double OverHead Camshaft）、排気量０．６６Ｌ、過給器付き、高タンブル仕様のガソリンエンジンを、６０００ｒｐｍの回転速度で６００時間に亘って運転した。そして、運転終了後に、ギャップ距離Ｇ１を測定して、運転前のギャップ距離Ｇ１からの増加量を特定した。
【００５５】
そして、ギャップ距離Ｇ１の増加量が比較プラグ以上であるサンプルの評価を「×」とした。すなわち、サンプルのギャップ距離Ｇ１の増加量ＡＧ１と、比較プラグのギャップ距離Ｇ１の増加量ＡＧ２と、の差分（ＡＧ１−ＡＧ２）が、０以上であるサンプルの評価を「×」とした。そして、ギャップ距離Ｇ１からの増加量が比較プラグ未満であるサンプルのうち、ギャップ距離Ｇ１の増加量の差分（ＡＧ１−ＡＧ２）が、−０．１１以上０未満のサンプルの評価を「○」とし、−０．１１未満のサンプルの評価を「◎」とした。
【００５６】
表１には、各サンプルの耐消耗性の試験の評価結果が示されている。指標値（表１の（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１））が、１．４未満である１０種類のサンプルＡ１〜Ａ３、Ａ７、Ａ１０、Ａ１１、Ａ１６、Ａ１７、Ａ１９、Ａ２０の評価は、「×」であった。指標値が、１．４以上である１０種類のサンプルＡ４〜Ａ６、Ａ８、Ａ９、Ａ１２〜Ａ１５、Ａ１８の評価は、「○」または「◎」であった。
【００５７】
この理由は、以下のように推定される。中心電極チップ径Ｒ１に対して接地電極チップ径Ｒ２が大きいほど、接地電極チップ３９のギャップ形成面３９Ｓの表面積を大きくなるために、ギャップ距離Ｇ１の増加量が抑制されて耐消耗性が向上する。また、中心電極チップ径Ｒ１に対して接地電極チップ径Ｒ２が大きいほど、接地電極チップ３９によって混合気の流れが阻害されるので、火花ギャップの近傍の流速が抑制される。この結果、火花ギャップで発生した火花が流速によって移動することによって、火花ギャップにおいて複数回に亘って火花が生じる現象（火花の吹き切れ）を抑制できるので、耐消耗性が向上する。同様に、ギャップ距離Ｇ１に対してエッジ間距離Ｇ２が過度に大きいほど、接地電極チップ３９のギャップ形成面３９Ｓの表面積が大きくなるために、ギャップ距離Ｇ１の増加量と、火花ギャップの近傍の流速が抑制されて、耐消耗性が向上する。以上のことから、指標値（表１の（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１））が１．４以上になるように、中心電極チップ径Ｒ１、接地電極チップ径Ｒ２、ギャップ距離Ｇ１、エッジ間距離Ｇ２、を設定することによって、耐消耗性を向上することができると考えられる。
【００５８】
以上のように、第１評価試験の結果に基づいて、少なくともＲ１＜Ｒ２、かつ、０．５ｍｍ≦Ｒ１≦１．１ｍｍ、かつ、０．７ｍｍ≦Ｒ２≦１．２ｍｍ、かつ、０．６ｍｍ≦Ｇ１≦１．３ｍｍを満たすスパークプラグでは、１．４≦（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．８が満たされることが好ましいことが解った。こうすれば、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２の値を適正化することによって、スパークプラグ１００の耐消耗性と着火性とを適切に両立することができる。したがって、スパークプラグ１００の着火性および耐消耗性を向上することができる。
【００５９】
さらに詳細にみると、耐消耗性の評価が「○」または「◎」であった１０種類のサンプル、すなわち、指標値が１．４以上である１０種類のサンプルのうち、指標値が１．６９以下である５種類のサンプルＡ９、Ａ１２〜Ａ１４、Ａ１８の評価は、「◎」であった。そして、指標値が１．６９を超える５種類のサンプルＡ４〜Ａ６、Ａ８、Ａ１５の評価は、「○」であった。
【００６０】
以上のように、第１評価試験の結果に基づいて、さらに、（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．６９が満たされることがより好ましいことが解った。こうすれば、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２の値を、さらに適正化することによって、スパークプラグ１００の耐消耗性をさらに向上することができる。
【００６１】
Ｃ：第２評価試験
第２評価試験では、表２に示すように、５種類のサンプル群Ｂ１〜Ｂ５を作成し、第１評価試験と同様に、着火性の試験と、耐消耗性の試験と、を行った。５種類のサンプル群Ｂ１〜Ｂ５の間では、後述するようにベースとなるスパークプラグのサンプルが異なっている。各サンプル群は、６種類ずつのサンプルを含む。１種類のサンプル群に含まれる６種類のサンプルは、上述した突出長さＴ（図３）が、互いに異なる。これらの６種類のサンプルの突出長さＴは、それぞれ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、０．７ｍｍ、０．９ｍｍ、１．１ｍｍ、１．３ｍｍである。これらの６種類のサンプルでは、接地電極チップ３９の軸線方向の長さと、端部長さＣ（図２）と、が変更されることによって、ギャップ距離Ｇ１が変わらないように、突出長さＴのみが変更されている。これらの６種類のサンプルの間で、接地電極チップ３９の軸線方向の長さと端部長さＣとを除いた構成、寸法は、互いに同じである。例えば、サンプル群Ｂ１は、表１のサンプルＡ１８をベースにして、突出長さＴの長さを変更することによって作成される。このために、サンプル群Ｂ１のＲ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２の値は、表１のサンプルＡ１８と同じである。そして、サンプル群Ｂ１における突出長さＴが０．５ｍｍのサンプルは、表１のサンプルＡ１８と完全に同じである。同様に、サンプル群Ｂ２〜Ｂ５は、それぞれ、表１のサンプルＡ１４、Ａ９、Ａ８、Ａ１５をベースにして作成される。したがって、サンプル群Ｂ２〜Ｂ５のＲ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２の値は、表１のサンプルＡ１４、Ａ９、Ａ８、Ａ１５とそれぞれ同じである。
【００６２】
この説明から解るように、サンプル群Ｂ１〜Ｂ５は、全て１．４≦（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．８を満たす。このうち、３個のサンプル群Ｂ１〜Ｂ３は、さらに、１．４≦（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．６９を満たす。
【００６３】
【表２】
2015133243.tif 000004
【００６４】
表２に示すように、サンプル群Ｂ１〜Ｂ５のいずれにおいても、突出長さＴが０．７ｍｍ未満の２種類のサンプルの着火性の評価結果は、「○」であり、突出長さＴが０．７ｍｍ以上の４種類のサンプルの着火性の評価結果は、「◎」であった。
【００６５】
この理由は、以下のように推定される。突出長さＴが大きいほど、接地電極本体３１と火花ギャップとの距離が長いので、上述した火炎の核の拡大が、接地電極本体３１によって阻害されにくくなる。このために、突出長さＴが大きいほど、スパークプラグの着火性が向上すると考えられる。このために、突出長さＴが０．７ｍｍ以上であると、火炎の核の拡大が阻害されることを抑制して、着火性を向上することができると考えられる。
【００６６】
表２に示すように、１．４≦（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．６９を満たす３個のサンプル群Ｂ１〜Ｂ３のいずれにおいても、突出長さＴが１．１ｍｍ以下の５種類のサンプルの耐消耗性の評価結果は、「◎」であり、突出長さＴが１．１ｍｍを超える１種類のサンプルの耐消耗性の評価結果は、「○」であった。
【００６７】
この理由は、以下のように推定される。一般的に接地電極チップ３９の温度が低いほど接地電極チップ３９の消耗量を抑制でき、スパークプラグの耐消耗性が向上する。突出長さＴが小さいほど、接地電極本体３１と火花ギャップとの距離が短いので、高温となる火花ギャップ近傍の熱が接地電極本体３１に伝わりやすくなる。この結果、熱引き性能が向上して接地電極チップ３９の高温化を抑制でき、スパークプラグ１００の耐消耗性を向上することができる。このために、突出長さＴが１．１ｍｍ以下であると、熱引き性能が向上して、スパークプラグ１００の耐消耗性を向上することができると考えられる。
【００６８】
以上のように、第２評価試験の結果に基づいて、１．４≦（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．６９を満たし、かつ、０．７ｍｍ≦Ｔ≦１．１ｍｍが満たされることがより好ましいことが解った。こうすれば、Ｔが大きいほど、着火性は向上するが、耐消耗性は悪化する傾向にあるところ、突出長さＴの値を適正化することによって、さらに、スパークプラグの耐消耗性と着火性とを向上することができる。
【００６９】
なお、表２に示すように、１．４≦（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．８を満たすが、１．４≦（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．６９を満たさないサンプル群Ｂ４、Ｂ５では、突出長さＴが０．３ｍｍのサンプルの耐消耗性の評価結果は、「◎」であった。そして、突出長さＴが０．５ｍｍ以上である６種類のサンプルの耐消耗性の評価結果は、「○」であった。このように、サンプル群Ｂ４、Ｂ５では、突出長さＴが小さいほど、耐消耗性が向上する傾向は認められたが、０．７ｍｍ≦Ｔ≦１．１ｍｍの範囲で、「◎」の評価は得られなかった。
【００７０】
このように、１．４≦（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．６９を満たす場合には、突出長さＴを適切化することで、耐消耗性と着火性とを向上する効果が、１．４≦（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）≦１．６９を満たさない場合よりも顕著に得られることが解った。
【００７１】
Ｄ：第３評価試験
第３評価試験では、表３に示すように、７種類のサンプルＣ１〜Ｃ７を作成し、プレイグニッションの試験と、耐剥離性の試験と、を行った。各サンプルに共通な寸法は、以下の通りである。
中心電極チップ２９の軸線方向の長さＨ：０．５ｍｍ
突出長さＴ（接地電極チップ３９の軸線方向の長さ）：０．５ｍｍ
接地電極本体３１の中心線ＣＬと垂直な断面の辺の長さＷ１：１．４ｍｍ、
接地電極本体３１の中心線ＣＬと垂直な断面の辺の長さＷ２：２．５ｍｍ
中心電極チップ径Ｒ１：０．７ｍｍ
接地電極チップ径Ｒ２：１ｍｍ
ギャップ距離Ｇ１：０．９ｍｍ
エッジ間距離Ｇ２：０．９１ｍｍ
指標値（Ｒ２／Ｒ１）×（Ｇ２／Ｇ１）：１．４５
【００７２】
【表３】
2015133243.tif 000005
【００７３】
表３に示すように、７種類のサンプルでは、端部長さＣ、芯部長さＬのうちの少なくとも１つの値が互いに異なっている。具体的には、端部長さＣは、４．６ｍｍ、６．１ｍｍ、８．１ｍｍのいずれかの値とされている。芯部長さＬは、０ｍｍ（芯部なし）、４．５ｍｍ、７ｍｍ、９ｍｍのいずれかの値とされている。なお、端部長さＣは、中心電極本体２１の軸線方向の長さと、接地電極本体３１の中心線ＣＬ（図２）に沿った長さとを変更することによって調整した。表３には、長さＣに対する長さＬの比（Ｌ／Ｃ）の値が併せて記述されている。
【００７４】
プレイグニッションの試験では、各サンプルを内燃機関にそれぞれ搭載して、接地電極３０に起因するプレイグニッション（過早点火）の発生を調べた。プレイグニションは、内燃機関の燃焼室内において、正常なタイミングより早いタイミングで混合気が着火する不具合である。プレイグニッションの原因となる部位、すなわち、過熱されて意図しない着火を引き起こす部位には、接地電極３０の他に絶縁碍子１０の先端部などが考えられる。接地電極３０に起因するプレイグニッションは、過熱されて意図しない着火を引き起こす部位が接地電極３０であるプレイグニッションである。以下では、接地電極３０に起因するプレイグニッションを、単にプレイグニッションと呼ぶ。
【００７５】
具体的には、直列４気筒、ＤＯＨＣ（Double OverHead Camshaft）、排気量１．３Ｌ、過給器無し、高タンブル仕様のガソリンエンジンを、スロットル全開（ＷＯＴ（Wide-Open Throttle）、かつ、３５００ｒｐｍの回転速度で２分間に亘って運転した。運転中におけるスパークプラグの点火時期を進角させるほどサンプルが受ける熱量は大きくなるので、プレイグニッションが発生しやすくなる。本評価試験では、正規の条件より厳しい条件で評価を行うために、点火時期（点火のための電圧の供給のタイミング）を、正規の点火時期から６度だけ進角させた。
【００７６】
そして、２分間の運転中に、プレイグニッションの発生が認められなかったサンプルの評価を「◎」とした。２分間の運転中に、軽微なプレイグニッションの発生が認められ、かつ、重大なプレイグニッションの発生が認められなかったサンプルの評価を「○」とした。２分間の運転中に、重大なプレイグニッションの発生が認められたサンプルの評価を「×」とした。
【００７７】
プレイグニッションが発生している状態で、スパークプラグの点火を停止した場合に、内燃機関の動作が停止する場合には、軽微なプレイグニッションが発生していると判断される。プレイグニッションが発生している状態で、スパークプラグの点火を停止したにも拘わらずに、自着火によって、内燃機関の動作が継続する場合には、重大なプレイグニッションが発生していると判断される。
【００７８】
表３には、各サンプルのプレイグニッションの試験の評価結果が示されている。（Ｌ／Ｃ）が、０．９８未満である２種類のサンプルＣ１、Ｃ２の評価は、「○」であった。（Ｌ／Ｃ）が、０．９８以上である５種類のサンプルＣ３〜Ｃ７の評価は、「◎」であった。評価が「×」であるサンプルはなかった。
【００７９】
この理由は、以下のように推定される。端部長さＣに対して芯部長さＬが長いほど（Ｌ／Ｃが大きいほど）、熱伝導性に優れた芯部３１Ｄ（図２）によって、熱引き性能が向上する。この結果、（Ｌ／Ｃ）が大きいほど、接地電極３０（特に、接地電極本体３１の先端部分や、接地電極チップ３９）の過熱が抑制されるので、プレイグニッションの発生が抑制される。このために、（Ｌ／Ｃ）が０．９８以上に設定されることによって、プレイグニッションの発生を抑制することができると考えられる。
【００８０】
耐剥離性の試験では、各サンプルを内燃機関にそれぞれ搭載して、クラックの発生を調べた。具体的には、直列４気筒、ＤＯＨＣ（Double OverHead Camshaft）、排気量１．３Ｌ、過給器無し、高タンブル仕様のガソリンエンジンを６００時間に亘って運転した。運転中には、５０００ｒｐｍでの１分間の運転と、７５０ｒｐｍでの１分間の運転（アイドリング運転）と、を繰り返し行った。これによって、スパークプラグ１００に対して加熱と冷却とが繰り返される。
【００８１】
そして、運転終了後に、各サンプルの接地電極チップ３９と溶融部３７との間に、クラックが発生しているか否かを確認した。具体的には、各サンプルの接地電極３０を樹脂に埋めて研磨することによって、図３に示す断面を露出させ、当該断面を拡大境によって観察してクラックの有無を確認した。クラックの発生が認められなかったサンプルの評価を「◎」とした。クラックの発生が認められ、かつ、接地電極チップ３９の脱落が認められなかったサンプルの評価を「○」とした。接地電極チップ３９の脱落が認められたサンプルの評価を「×」とした。
【００８２】
表３には、各サンプルの耐剥離性の試験の評価結果が示されている。（Ｌ／Ｃ）が、１．４８以下である６種類のサンプルＣ１〜Ｃ６の評価は、「◎」であった。（Ｌ／Ｃ）が、１．４８を超えるサンプルＣ７の評価は、「○」であった。評価が「×」であるサンプルはなかった。
【００８３】
この理由は、以下のように推定される。熱引き性能は高ければ高いほど良いと言うわけではなく、耐剥離性に対しては高い熱引き性能が不利になる場合がある。すなわち、熱引き性能が過度に高いと、スパークプラグ１００に対して加熱と冷却とが繰り返された場合に、接地電極チップ３９の近傍の温度の変化量が大きくなる。この結果、熱引き性能が過度に高いと、加熱と冷却に伴う部材の熱膨張と熱収縮とにおいて、接地電極チップ３９や溶融部３７や接地電極本体３１の先端部３１Ｂの膨張量および収縮量が大きくなる。この結果、溶融部３７と接地電極チップ３９との熱膨張係数の違いによって溶融部３７と接地電極チップ３９との間に発生する応力が大きくなる。また、熱引き性能が過度に高いと、接地電極本体３１に近い溶融部３７と、接地電極本体３１から遠い接地電極チップ３９と、の間の濃度勾配が大きくなる。これによっても、溶融部３７と接地電極チップ３９との間に発生する応力が大きくなる。したがって、溶融部３７と接地電極チップ３９との間にクラックが発生しやすくなり、耐剥離性が悪化する。このために、（Ｌ／Ｃ）が１．４８以下に設定されることによって、熱引き性能が過度に高くなることを抑制して、スパークプラグ１００の耐剥離性を向上することができる。
【００８４】
以上のように、第３評価試験の結果に基づいて、さらに、０．９８≦（Ｌ／Ｃ）≦１．４８が満たされることがより好ましいことが解った。こうすれば、熱引き性能が高いほどプレイグニッションの発生を抑制できるが、耐剥離性が悪化する傾向にあるところ、（Ｌ／Ｃ）を適正化することによって、プレイグニッションの発生の抑制と、耐剥離性の向上と、を両立することができる。
【００８５】
Ｄ．変形例：
（１）上記実施例では、接地電極チップ３９の中心軸と、中心電極チップ２９の中心軸とは、完全に一致している。これに代えて、製造上の誤差などによって偶然に、あるいは、設計上の理由などによって意図的に、接地電極チップ３９の中心軸と中心電極チップ２９の中心軸とは、一致していなくても良い。接地電極チップ３９の中心軸と中心電極チップ２９の中心軸とが、一致している場合であっても一致していない場合であっても、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２を決定するための断面には、中心電極チップ２９の中心軸を含む特定の断面が用いられれば良い。
【００８６】
そして、接地電極チップ３９の中心軸と中心電極チップ２９の中心軸とが一致しない場合には、図３の第１の方向のエッジ間距離Ｇ２１と、第２の方向のエッジ間距離Ｇ２２と、が異なる場合がある。この場合には、上記実施形態にて説明したように、エッジ間距離Ｇ２の値として、２つの距離Ｇ２１、Ｇ２２の平均距離を用いれば良い。
【００８７】
（２）上記実施例では、接地電極本体３１の表面３１Ｓに、直接に、接地電極チップ３９が溶接されている。これに代えて、接地電極本体３１の表面３１Ｓから中心電極２０に向かって突出する台座を配置し、当該台座に、接地電極チップ３９が溶接されてもよい。すなわち、図２において、接地電極チップ３９と、接地電極本体３１と、の間に、台座が配置されても良い。この場合には、突出長さＴには、台座の軸線方向の長さと、接地電極チップ３９の軸線方向の長さと、の合計値が用いられる。以上の説明から解るように、上記実施形態では、接地電極チップ３９が、突出部の例であり、本変形例では、台座と接地電極チップ３９との全体が、突出部の例である。
【００８８】
（３）上記実施形態のスパークプラグ１００の着火性と耐消耗性の向上は、上述したように、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２が、上述した範囲内に設定されることによって達成されると考えられる。したがって、これらのパラメータ以外の要素、例えば、主体金具５０の材質や細部の寸法、絶縁碍子１０の材質や細部の寸法などは、様々に変更可能である。例えば、主体金具５０の材質は、亜鉛めっきまたはニッケルめっきされた低炭素鋼でも良いし、めっきがなされていない低炭素鋼でも良い。また、絶縁碍子１０の材質は、アルミナ以外の様々な絶縁性セラミックスでもよい。また、接地電極本体３１は、芯部３１Ｄを備えていなくても良い。
【００８９】
（４）上記実施形態のスパークプラグ１００の接地電極本体３１に埋設された芯部３１Ｄは、１つの層で形成されているが、芯部３１Ｄは、複数の層で形成されていても良い。例えば、芯部３１Ｄは、銅で形成された外層と、当該外層の内部に埋設され、ニッケルで形成された内層と、を備える二層構造を有していても良い。
【００９０】
以上、実施形態、変形例に基づき本発明について説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれる。
【符号の説明】
【００９１】
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...貫通孔、１３...脚長部、１５...段部、１６...段部、１７...先端側胴部、１８...後端側胴部、１９...鍔部、２０...中心電極、２１...中心電極本体、２１Ａ...電極母材、２１Ｂ...芯部、２３...頭部、２４...鍔部、２５...脚部、２９...中心電極チップ、２９...電極チップ、３０...接地電極、３１...接地電極本体、３３...電極チップ、３７...溶融部、３９...接地電極チップ、４０...端子金具、４１...キャップ装着部、４２...鍔部、４３...脚部、５０...主体金具、５１...工具係合部、５２...取付ネジ部、５３...加締部、５４...座部、５６...段部、５８...圧縮変形部、５９...挿入孔、６０...導電性シール、７０...抵抗体、８０...導電性シール、１００...スパークプラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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