(57)【要約】【課題】スパークプラグの耐電圧性を向上させる。【解決手段】スパークプラグは、軸線方向に延びる棒状の中心電極と、軸線方向に沿って第１貫通孔が形成され、第１貫通孔内において中心電極を保持し、軸線方向に沿って先端側に向かうにつれて外径が小さくなる絶縁体側縮径部を有する絶縁体と、  軸線方向に沿って第２貫通孔が形成され、第２貫通孔内において絶縁体を保持し、軸線方向に沿って先端側に向かうにつれて内径が小さくなる主体金具側縮径部を有する主体金具と、絶縁体側縮径部と主体金具側縮径部との間に配置されているシール部材と、を備える。主体金具は、さらに、主体金具側縮径部の先端側の端部と接し、主体金具側縮径部から絶縁体側縮径部に向かう方向に突出している突出部を有することを特徴とする。【選択図】図１
2015141781.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、
前記軸線方向に沿って第１貫通孔が形成され、前記第１貫通孔内において前記中心電極を保持し、前記軸線方向に沿って先端側に向かうにつれて外径が小さくなる絶縁体側縮径部を有する絶縁体と、
前記軸線方向に沿って第２貫通孔が形成され、前記第２貫通孔内において前記絶縁体を保持し、前記軸線方向に沿って先端側に向かうにつれて内径が小さくなる主体金具側縮径部を有する主体金具と、
前記絶縁体側縮径部と前記主体金具側縮径部との間に配置されているシール部材と、
を備えるスパークプラグであって、
前記主体金具は、さらに、
前記主体金具側縮径部の先端側の端部と接し、前記主体金具側縮径部から前記絶縁体側縮径部に向かう方向に突出している突出部を有する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において、
前記主体金具は、前記突出部の先端側の端部と接し、前記軸線方向に沿ったいずれの位置においても内径が一定である第１一定径部を有し、
前記突出部において、前記主体金具側縮径部から前記絶縁体側縮径部に向かう方向の頂から、前記第１一定径部と接する前記先端側の端部までの内周面は、凸状の曲面であることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のスパークプラグにおいて、
前記主体金具側縮径部の表面に沿った方向における前記突出部の長さをＴｗとし、前記主体金具側縮径部の表面と垂直な方向における前記突出部の長さをＴｈとし、前記主体金具側縮径部の表面と垂直な方向における前記主体金具側縮径部と前記絶縁体側縮径部との間の距離をＰｈとしたときに、
Ｔｗ≧Ｔｈ、かつ、Ｔｈ≧（１／２）×Ｐｈ
の条件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までのいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
前記主体金具は、
前記突出部の先端側の端部と接し、前記軸線方向に沿ったいずれの位置においても内径が一定である第１一定径部と、
前記主体金具側縮径部の基端側の端部と接し、前記軸線方向に沿ったいずれの位置においても内径が一定である第２一定径部と、
を有し、
前記主体金具側縮径部の内周面を仮想的に先端側に延長した面と前記第１一定径部の内周面とが交わる第１交線と、前記主体金具側縮径部の内周面と前記第２一定径部の内周面とが交わる第２交線との間の最短距離をＬ１とし、前記主体金具側縮径部の内周面と前記突出部とが交わる第３交線と前記第２交線との間の最短距離をＬ２としたときに、
Ｌ２≧（１／２）×Ｌ１
の条件を満たすことを特徴とするスパークプラグ。
【請求項５】
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
前記突出部の先端側端部と前記絶縁体との間の径方向に沿った距離が、０．５ｍｍ以下であることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のスパークプラグであって、
前記主体金具の外周部に、呼び径がＭ１２以下であるねじ部が形成されている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】
近年、内燃機関の高圧縮化および高出力化の要請から、スパークプラグへの印加電圧が高くなっているために、スパークプラグに対して耐電圧性能の向上が求められている。スパークプラグは、絶縁体と、絶縁体の一部を囲む筒状の主体金具とを有しており、主体金具の内周面に設けられた段部と、絶縁体の外周面に設けられた段部とが金属製の板パッキンを介して対向する構造を有する。主体金具の内径は、段部において小さくなっているため、段部において、主体金具と中心電極との間の距離（電極間距離）は短い。このため、主体金具の段部の近傍において、絶縁破壊が生じて絶縁体が破損するおそれがあった。また、上述の部分では、主体金具の段部のエッジにより電界強度が増大するために、耐電圧性能が低下するおそれがあった。このため、段部を、エッジを有しない湾曲状に形成することにより、耐電圧性能を向上させるスパークプラグが提案されている（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４３２１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に記載のスパークプラグであっても、製造時において、主体金具に対して加締加工を行なって主体金具と絶縁体とを組み付ける際に、板パッキンが変形して内径方向（絶縁体に近づく方向）に突出するおそれがあった。かかる場合には、突出した板パッキンにより電界強度が増大して、耐電圧性能が低下するという問題があった。
【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。
【０００６】
（１）本発明の一形態によれば、軸線方向に延びる棒状の中心電極と、前記軸線方向に沿って第１貫通孔が形成され、前記第１貫通孔内において前記中心電極を保持し、前記軸線方向に沿って先端側に向かうにつれて外径が小さくなる絶縁体側縮径部を有する絶縁体と、前記軸線方向に沿って第２貫通孔が形成され、前記第２貫通孔内において前記絶縁体を保持し、前記軸線方向に沿って先端側に向かうにつれて内径が小さくなる主体金具側縮径部を有する主体金具と、前記絶縁体縮径部と前記主体金具側縮径部との間に配置されているシール部材と、を備えるスパークプラグが提供される。このスパークプラグにおいて、前記主体金具は、さらに、前記主体金具側縮径部の先端側の端部と接し、前記主体金具側縮径部から前記絶縁体側縮径部に向かう方向に突出している突出部を有することを特徴とする。この形態のスパークプラグによれば、主体金具は、主体金具側縮径部の先端側の端部と接し、主体金具側縮径部から絶縁体側縮径部に向かう方向に突出している突出部を有するので、絶縁体側縮径部と主体金具側縮径部との間に配置されているシール部材が、内径方向（主体金具側縮径部から絶縁体側縮径部に向かう方向と垂直な方向）に突出することを抑制できる。このため、シール部材が突出して電界強度が増大することに起因する耐電圧性の低下を抑制できる。
【０００７】
（２）上記形態のスパークプラグにおいて、前記主体金具は、前記突出部の先端側の端部と接し、軸線方向に沿ったいずれの位置においても内径が一定である第１一定径部を有し、前記突出部において、前記主体金具側縮径部から前記絶縁体側縮径部に向かう方向の頂から、前記第１一定径部と接する前記先端側の端部までの内周面は、凸状の曲面であってもよい。この形態のスパークプラグによれば、突出部の頂から第１一定径部と接する先端側の端部までの内周面は曲面であるためにエッジが存在しないことから、突出部に起因して電界強度が増大することを抑制できる。
【０００８】
（３）上記形態のスパークプラグにおいて、前記主体金具側縮径部の表面に沿った方向における前記突出部の長さをＴｗとし、前記主体金具側縮径部の表面と垂直な方向における前記突出部の長さをＴｈとし、前記主体金具側縮径部の表面と垂直な方向における前記主体金具側縮径部と前記絶縁体側縮径部との間の距離をＰｈとしたときに、Ｔｗ≧Ｔｈ、かつ、Ｔｈ≧（１／２）×Ｐｈの条件を満たしてもよい。この形態のスパークプラグによれば、Ｔｗ≧Ｔｈを満たすことにより、突出部は、主体金具側縮径部の表面に沿った方向に長い外観形状となるため、突出部がシール部から押圧力を受けた際に、突出部の変形を抑制できる。加えて、Ｔｈ≧（１／２）×Ｐｈを満たすことにより、突出部と絶縁体（絶縁体側縮径部）との間の空隙を狭くして、シール部の先端側（内径側）端面のうちの多くの領域を、突出部により支えることができる。このため、シール部が突出部を乗り越えて、先端側（内径側）に突出することを抑制できる。
【０００９】
（４）上記形態のスパークプラグにおいて、前記主体金具は、前記突出部の先端側の端部と接し、軸線方向に沿ったいずれの位置においても内径が一定である第１一定径部と；前記主体金具側縮径部の基端側の端部と接し、軸線方向に沿ったいずれの位置においても内径が一定である第２一定径部と；を有し、前記主体金具側縮径部の内周面を仮想的に先端側に延長した面と前記第１一定径部の内周面とが交わる第１交線と、前記主体金具側縮径部の内周面と前記第２一定径部の内周面とが交わる第２交線との間の最短距離をＬ１とし、前記主体金具側縮径部の内周面と前記突出部とが交わる第３交線と前記第２交線との間の最短距離をＬ２としたときに、Ｌ２≧（１／２）×Ｌ１の条件を満たしてもよい。この形態のスパークプラグによれば、Ｌ２≧（１／２）×Ｌ１を満たすことにより、Ｌ２が（１／２）×Ｌ１未満である構成に比べて、主体金具と絶縁体との間に介在するシール部の体積を大きくできる。換言すると、シール部と主体金具との接触面積、および絶縁体とシール部との接触面積を大きくできるので、主体金具と絶縁体との間の気密性を向上できる。
【００１０】
（５）上記形態のスパークプラグにおいて、前記突出部の先端側端部と前記絶縁体との間の径方向に沿った距離が、０．５ｍｍ以下であってもよい。この形態のスパークプラグによれば、スパークプラグの小型化・小径化を実現しつつ、耐電圧性を向上できる。
【００１１】
（６）上記形態のスパークプラグにおいて、前記主体金具の外周部に、呼び径がＭ１２以下であるねじ部が形成されていてもよい。この形態のスパークプラグによれば、呼び径がＭ１２以下であるねじ部を有する比較的小型のスパークプラグにおいて、耐電圧性を向上できる。
【００１２】
本発明は、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、スパークプラグを搭載した内燃機関や、スパークプラグの製造方法等の形態で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００を示す部分断面図である。
【図２】板パッキン８近傍の詳細構成を示す説明図である。
【図３】第２実施形態のスパークプラグにおける板パッキン８近傍の詳細構成を示す説明図である。
【図４】突出部の有無に応じた耐電圧性評価試験の試験結果を示す説明図である。
【図５】第１条件（Ｔｗ≧ＴｈかつＴｈ≧（１／２）×Ｐｈ）の充足の有無に応じた耐電圧性評価試験の第１の試験結果を示す説明図である。
【図６】第１条件の充足の有無に応じた耐電圧性評価試験の第２の試験結果を示す説明図である。
【図７】第２条件（Ｌ２≧（１／２）×Ｌ１）の充足の有無に応じた気密性評価試験の第１の試験結果を示す説明図である。
【図８】第３条件（長さＤ≦０．５ｍｍ）の充足の有無に応じた耐電圧性向上評価試験の試験結果を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
Ａ．第１実施形態：
Ａ１．スパークプラグの構成：
図１は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００を示す部分断面図である。なお、図１において、スパークプラグ１００の左側は、スパークプラグ１００の軸線ＯＬを通る断面形状を示し、スパークプラグ１００の右側は、スパークプラグ１００の外観形状を示している。以降では、軸線ＯＬに沿った方向を軸線方向ＯＤと呼ぶ。また、軸線方向ＯＤを図面における上下方向として、下側（後述する接地電極３０が配置されている側）を先端側と呼び、上側（後述する端子金具４０が配置されている側）を基端側と呼ぶ。
【００１５】
スパークプラグ１００は、絶縁碍子１０と、中心電極２０と、端子金具４０と、主体金具５０と、接地電極３０と、を備えている。これらのうち、接地電極３０を除く他の構成要素は、いずれもスパークプラグ１００の軸線ＯＬと同じ軸線を有する。
【００１６】
絶縁碍子１０は、アルミナ等のセラミックス材料を焼成して形成された筒状の部材である。絶縁碍子１０には、軸線方向ＯＤに沿って延びる貫通孔１２が形成されており、絶縁碍子１０は、貫通孔１２において中心電極２０および端子金具４０を保持する。絶縁碍子１０において、軸線方向ＯＤの中央部には外径が最も大きな鍔部１９が形成されており、それより基端側には基端側胴部１８が形成されている。鍔部１９より先端側には、基端側胴部１８よりも外径の小さな先端側胴部１７が形成され、さらにその先端側胴部１７よりも先端側に、先端側胴部１７よりも外径の小さな脚長部１３が形成されている。脚長部１３は先端側ほど縮径され、スパークプラグ１００が内燃機関のエンジンヘッド２００に取り付けられた際には、その燃焼室に曝される。脚長部１３と先端側胴部１７との間には縮径部１５が形成されている。縮径部１５の外径は、軸線方向ＯＤに沿って先端側に向かうにつれて小さくなる。
【００１７】
中心電極２０は、軸線方向ＯＤに延びる棒状の外観形状を有する。中心電極２０は、先端部が絶縁碍子１０から露出するように、絶縁碍子１０の貫通孔１２内に収容されている。中心電極２０は、電極母材２１の内部に芯材２５を埋設した構造を有している。電極母材２１は、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケルまたはニッケルを主成分とする合金から形成されている。芯材２５は、電極母材２１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から形成されている。中心電極２０の先端には、中心電極チップ９０が接合されている。中心電極チップ９０は、軸線方向ＯＤに伸びた略円柱形状を有しており、耐火花消耗性を向上するため、イリジウム（Ｉｒ）や白金（Ｐｔ）等の高融点の貴金属によって形成されている。中心電極２０は、シール体４およびセラミック抵抗３を経由して、端子金具４０に電気的に接続されている。端子金具４０には、高圧ケーブル（図示せず）がプラグキャップ（図示せず）を介して接続され、高電圧が印加される。
【００１８】
主体金具５０は、低炭素鋼材より形成された筒状の金具であり、スパークプラグ１００を内燃機関のエンジンヘッド２００に固定する。主体金具５０には、軸線方向ＯＤに沿って貫通孔６５が形成されており、主体金具５０は、貫通孔６５において絶縁碍子１０を保持する。
【００１９】
主体金具５０は、外周部に、工具係合部５１と取付ねじ部５２とを備えている。工具係合部５１は、スパークプラグレンチ（図示せず）が嵌合する部位である。主体金具５０の取付ねじ部５２は、ねじ山が形成された部位であり、内燃機関の上部に設けられたエンジンヘッド２００の取付ねじ孔２０１に螺合する。なお、本実施形態において、取付ねじ部５２の呼び径は、Ｍ１２である。
【００２０】
主体金具５０の工具係合部５１と取付ねじ部５２との間には、鍔状のシール部５４が形成されている。取付ねじ部５２とシール部５４との間のねじ首５９には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿されている。ガスケット５は、スパークプラグ１００をエンジンヘッド２００に取り付けた際に、シール部５４の座面５５と取付ねじ孔２０１の開口周縁部２０５との間で押し潰されて変形する。このガスケット５の変形により、スパークプラグ１００とエンジンヘッド２００間が封止され、取付ねじ孔２０１を介したエンジン内の気密漏れが防止される。
【００２１】
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、薄肉の座屈部５８が設けられている。主体金具５０の工具係合部５１から加締部５３にかけての内周面と、絶縁碍子１０の基端側胴部１８の外周面との間には、円環状のリング部材６，７が介在されている。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。加締部５３を内側に折り曲げるようにして加締めると、絶縁碍子１０は、リング部材６，７およびタルク９を介して主体金具５０内の先端側に向け押圧される。これにより、絶縁碍子１０の縮径部１５は、主体金具５０の内周に形成された段部５６に支持され、主体金具５０と絶縁碍子１０とは、一体となる。このとき、主体金具５０と絶縁碍子１０との間の気密性は、絶縁碍子１０の縮径部１５と主体金具５０の段部５６との間に介在された環状の板パッキン８によって保持され、燃焼ガスの流出が防止される。板パッキン８は、例えば、銅やアルミニウム等の熱伝導率の高い材料によって形成される。板パッキン８の熱伝導率が高いと、絶縁碍子１０の熱が主体金具５０の段部５６に効率よく伝わるため、スパークプラグ１００の熱引きがよくなり、耐熱性を向上させることができる。板パッキン８近傍の詳細構成については、後述する。なお、主体金具５０の段部５６よりも先端側と絶縁碍子１０との間には、所定寸法のクリアランスＣＬが設けられている。
【００２２】
接地電極３０は、耐腐食性の高い金属から形成され、例えば、インコネル（商標名）６００または６０１等のニッケル合金から形成されている。この接地電極３０の基部３２は、溶接によって、主体金具５０の先端部５７に接合されている。また、接地電極３０は屈曲しており、接地電極３０の先端部３３には、接地電極チップ９５が接合されている。接地電極チップ９５は、中心電極チップ９０と対向しており、接地電極チップ９５と、中心電極チップ９０との間には、火花放電ギャップＧが形成されている。なお、接地電極チップ９５は、中心電極チップ９０と同様の材料で形成することができる。
【００２３】
Ａ２．板パッキン８近傍の詳細構成：
図２は、板パッキン８近傍の詳細構成を示す説明図である。図２に示すように、主体金具５０の段部５６は、縮径部６２と、第１一定径部６３と、拡径部６４と、突出部７０とを備えている。
【００２４】
縮径部６２は、段部５６において最も基端側に位置し、基端側の端部において第２一定径部６１と接し、先端側の端部において突出部７０と接する。縮径部６２の内径は、軸線方向ＯＤに沿って先端側に向かうにつれて小さくなる。縮径部６２の内周面Ｓ５１は、板パッキン８と接している。また、縮径部６２の内周面Ｓ５１は、板パッキン８を介して、絶縁碍子１０の縮径部１５の外周面Ｓ１１と向き合っている。なお、前述の第２一定径部６１は、軸線方向ＯＤに沿ったいずれの位置においても内径が略一定の部位である。
【００２５】
第１一定径部６３は、段部５６において軸線方向ＯＤに沿った略中央に位置し、基端側の端部において突出部７０と接し、先端側の端部において拡径部６４と接する。第１一定径部６３の内径は、軸線方向ＯＤに沿ったいずれの位置においても一定である。第１一定径部６３の内周面Ｓ５２は、絶縁碍子１０（脚長部１３）の外周面１４と向き合っている。
【００２６】
拡径部６４は、段部５６において最も先端側に位置し、基端側の端部において第１一定径部６３と接する。拡径部６４の内径は、軸線方向ＯＤに沿って先端側に向かうにつれて大きくなる。拡径部６４の内周面と絶縁碍子１０（脚長部１３）の外周面１４との間には、前述のクリアランスＣＬが形成されている。
【００２７】
突出部７０は、縮径部６２の先端側の端部と接し、主体金具５０の縮径部６２から、絶縁碍子１０の縮径部１５に向かう方向に突出している。図２に示すように、突出部７０の内周面７１は、内径方向に凸となる凸状の曲面であり、第１一定径部６３の内周面Ｓ５２と連続している。なお、突出部７０の内周面７１とは、軸線ＯＬに向かう方向に露出した面を意味する。換言すると、突出部７０の内周面７１とは、突出部７０において、縮径部６２から縮径部１５に向かう方向の頂から第１一定径部６３と接する先端側の端部までの面を意味する。突出部７０の外周面７２は、縮径部６２の内周面Ｓ５１と略垂直な平面であり、板パッキン８の先端側の端面と接している。なお、突出部７０の外周面７２は、突出部７０において軸線ＯＬから離れる方向に露出した面である。
【００２８】
図２に示すように、板パッキン８は、縮径部６２の内周面Ｓ５１と、縮径部１５の外周面Ｓ１１とで囲まれた空隙に配置されている。また、板パッキン８の先端側（内径側）の端面は、突出部７０の外周面７２に接している。スパークプラグ１００の製造工程において、加締部５３が加締められると、板パッキン８は、内周面Ｓ５１と外周面Ｓ１１とで押し潰されて延伸しようとする。しかしながら、板パッキン８の先端側には突出部７０が配置されているため、板パッキン８の先端側への延伸が抑制される。より具体的には、板パッキン８が延伸しようとする際に、板パッキン８の先端側（内径側）の端面が突出部７０の外周面７２に突き当たるため、板パッキン８の先端側（内径側）への延伸が抑制される。このため、板パッキン８が、主体金具５０（段部５６）と絶縁碍子１０（縮径部１５）との間の空隙において、突出部７０よりも先端側（内径側）に突出することが抑えられる。したがって、電界強度の増大を抑制して、耐電圧性能を向上できる。また、突出部７０の内周面７１は、第１一定径部６３の内周面Ｓ５２と連続して接する曲面であり、エッジ部分が存在しないことから、突出部７０による電界強度の増大も抑制できる。
【００２９】
ここで、本実施形態では、縮径部６２の内周面Ｓ５１に沿った方向における突出部７０の長さをＴｗとし、内周面Ｓ５１と垂直な方向における突出部７０の長さをＴｈとし、内周面Ｓ５１と垂直な方向における縮径部６２と縮径部１５との間の距離をＰｈとしたときに、下記式１に示す条件（以下、「第１条件」と呼ぶ）を満たすことが好ましい。
Ｔｗ≧Ｔｈ、かつ、Ｔｈ≧（１／２）×Ｐｈ  ・・・（１）
【００３０】
長さＴｗが長さＴｈ以上であることにより、縮径部６２の内周面Ｓ５１に沿った横長な形状となるため、加締時に突出部７０に力が加えられた際に、また、その後の残留応力を受けているときに、突出部７０の変形が抑制される。加えて、長さＴｈが、距離Ｐｈの１／２以上であることにより、突出部７０と絶縁碍子１０（縮径部１５）との間の空隙を狭くして、板パッキン８の先端側（内径側）端面のうちの多くの領域を、外周面７２により支えることができる。このため、板パッキン８が突出部７０を乗り越えて、先端側（軸線ＯＬ側）に突出することを抑制できる。
【００３１】
また、本実施形態では、縮径部６２の内周面Ｓ５１を仮想的に先端側に延長した面と、第１一定径部６３の内周面Ｓ５２とが交わる交線を交線Ａとし、縮径部６２の内周面Ｓ５１と第２一定径部６１の内周面とが交わる交線を交線Ｂとし、縮径部６２の内周面Ｓ５１と突出部７０とが交わる交線を交線Ｃとし、前述の交線Ａと交線Ｂとの間の最短距離をＬ１とし、交線Ｂと交線Ｃとの間の最短距離をＬ２としたときに、下記式２に示す条件（以下、「第２条件」と呼ぶ）を満たすことが好ましい。
Ｌ２≧（１／２）×Ｌ１  ・・・（２）
【００３２】
距離Ｌ２が距離Ｌ１の１／２以上であることにより、１／２未満である構成に比べて、主体金具５０と絶縁碍子１０との間に介在する板パッキン８の体積を大きくできる。このため、板パッキン８と主体金具５０との接触面積、および板パッキン８と絶縁碍子１０との接触面積を増大でき、シール性を向上できる。
【００３３】
また、本実施形態では、突出部７０の先端側端部と、絶縁碍子１０の外周面１４との間の径方向（軸線方向ＯＤと垂直な方向）に沿った長さＤが０．５ｍｍ以下である、との条件（以下、「第３条件」と呼ぶ）を満たすことが好ましい。かかる第３条件を満たすことで、スパークプラグ１００の径方向の長さを小さくできる。このため、スパークプラグ１００の小型化を実現しつつ、板パッキン８の先端側への突出を抑制して耐電圧性を向上できる。なお、長さＤの下限としては、例えば、０．１ｍｍとすることができる。
【００３４】
また、本実施形態では、スパークプラグ１００の取付ねじ部５２の呼び径はＭ１２であったが、Ｍ１２以下であることが好ましい。呼び径がＭ１２以下であるスパークプラグは、比較的小型のスパークプラグであり、絶縁碍子１０の厚みも小さく、絶縁破壊が発生する可能性が比較的高い。しかしながら、上述した第１実施形態のスパークプラグ１００のように、突出部７０を設けることにより、板パッキン８の先端側（内径側）への突出を抑制して、耐電圧性能を向上できる。
【００３５】
なお、上述した第１実施形態において、絶縁碍子１０は、請求項における絶縁体に相当する。また、貫通孔１２は、請求項における第１貫通孔に、縮径部１５は請求項における絶縁体側縮径部に、貫通孔６５は請求項における貫通孔に、縮径部６２は請求項における主体金具側縮径部に、板パッキン８は請求項におけるシール部材に、取付ねじ部５２は請求項におけるねじ部に、それぞれ相当する。
【００３６】
Ｂ．第２実施形態：
図３は、第２実施形態のスパークプラグにおける板パッキン８近傍の詳細構成を示す説明図である。第２実施形態のスパークプラグは、突出部７０に代えて突出部７０ａを備えている点において、第１実施形態のスパークプラグ１００と異なる。第２実施形態のスパークプラグにおけるその他の構成は、第１実施形態のスパークプラグ１００と同じであるため、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３７】
図３に示すように、第２実施形態のスパークプラグの突出部７０ａは、内周面の外観形状が２つの平面が接続された段差状の形状である点において、第１実施形態の突出部７０と異なり、他の構成は、第１実施形態の突出部７０と同じである。具体的には、突出部７０ａの内周面は、互いに接する第１面７３と第２面７４とにより構成されている。第１面７３は、先端側の端部において、第１一定径部６３の内周面Ｓ５２の基端側の端部と接し、内周面Ｓ５２と連続する平面である。また、第１面７３の基端側の端部は、第２面７４と接している。第２面７４は、基端側の端部において外周面７２と接し、また、先端側の端部において第１面７３と接する平面である。また、第２面７４は、縮径部６２の内周面Ｓ５１と平行な平面である。
【００３８】
以上の構成を有する第２実施形態のスパークプラグにおいても、縮径部６２の先端側端部に接して突出部７０ａが設けられているため、板パッキン８の先端側（内径側）への延伸が抑制される。このため、板パッキン８が、主体金具５０（段部５６）と絶縁碍子１０（縮径部１５）との間の空隙において、突出部７０ａよりも先端側（内径側）に突出することが抑えられる。このため、第２実施形態のスパークプラグは、第１実施形態のスパークプラグ１００と同様な効果を有する。
【００３９】
Ｃ．突出部の有無に応じた耐電圧性の試験例：
図４は、突出部の有無に応じた耐電圧性評価試験の試験結果を示す説明図である。この試験では、上述した第１実施形態のスパークプラグ１００のサンプル（以下、「第１サンプル群」と呼ぶ）と、第２実施形態のスパークプラグのサンプル（以下、「第２サンプル群」と呼ぶ）と、突出部７０および突出部７０ａを有しないスパークプラグのサンプル（以下、「第３サンプル群」と呼ぶ）を、それぞれ１０個ずつ製作した。そして、各サンプルにつき、耐電圧性能評価試験を行った。
【００４０】
耐電圧性能評価試験は、以下の手順１から手順３の順序に従って実行した。
（手順１）各サンプルの接地電極３０を取り外し、各サンプルを、シリコン製チューブ内に取付ねじ部５２が収容されるように配置した上で、中心電極２０の中心電極チップ９０が電気絶縁性液体内に位置するように、前述のチューブ内を電気絶縁性液体で満たす。電気絶縁性液体としては、例えば、絶縁油や、フッ素系不活性液体を用いることができる。
（手順２）各サンプルの主体金具５０をグランド（ＧＮＤ）に接続し、スパークプラグの電位を０（ゼロ）にする。
（手順３）サンプルに引加する電圧を所定の速度（例えば、０．１ｋＶ／３ｓｅｃ）で上昇させていき、絶縁碍子１０の脚長部１３が絶縁破壊される限界の電圧（耐電圧）を測定する。
【００４１】
図４では、各サンプル群について、１０個のサンプルの平均の耐電圧（ｋＶ）を示している。図４に示すように、第１サンプル群（第１実施形態）の耐電圧は最も高く、第２サンプル群（第２実施形態）の耐電圧が２番目に高く、第３サンプル群の耐電圧が最も低かった。かかる結果から、突出部７０，７０ａを設けることにより、突出部７０，７０ａを設けない構成に比べて、耐電圧性が向上したことが理解できる。また、突出部の内周面（軸線ＯＬに向かう方向に露出した面、換言すると、絶縁碍子１０に向いた面）が内径方向に凸となる曲面であることにより、曲面でない構成に比べて、耐電圧性が高いことが理解できる。これは、突出部の内周面が曲面であるためにエッジが存在しないので、突出部による電界強度の増大が抑制されたからであるものと推測される。
【００４２】
Ｄ．第１条件の充足の有無に応じた耐電圧性の試験例：
図５は、上述した第１条件（Ｔｗ≧Ｔｈ、かつ、Ｔｈ≧（１／２）×Ｐｈ）の充足の有無に応じた耐電圧性評価試験の第１の試験結果を示す説明図である。図６は、上述した第１条件の充足の有無に応じた耐電圧性評価試験の第２の試験結果を示す説明図である。この試験では、第１実施形態のスパークプラグ１００において、突出部７０の長さＴｈ（内周面Ｓ５１と垂直な方向における長さＴｈ）と、突出部７０の長さＴｗ（内周面Ｓ５１に沿った方向における長さＴｗ）とが互いに異なるサンプルと、突出部７０を有しないサンプルとを製作して、各サンプルにつき耐電圧性能評価試験を行った。
【００４３】
具体的には、図５に示すように、長さＴｈを０．０５ｍｍとし、長さＴｗを、０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．１５ｍｍ、および０．２０ｍｍとしたサンプルを、それぞれ１０個ずつ製作した。また、長さＴｈを０．１０ｍｍとし、長さＴｗを、０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．１５ｍｍ、および０．２０ｍｍとしたサンプルを、それぞれ１０個ずつ製作した。また、長さＴｈを０．１５ｍｍとし、長さＴｗを、０．０５ｍｍ、０．１０ｍｍ、０．１５ｍｍ、および０．２０ｍｍとしたサンプルを、それぞれ１０個ずつ製作した。また、突出部７０を有しないサンプルを１０個製作した。なお、上述した各サンプル（図５に示す試験結果が得られたサンプル）において、距離Ｐｈ（内周面Ｓ５１と垂直な方向における縮径部６２と縮径部１５との間の距離）は、０．２０ｍｍであった。耐電圧性能評価試験の具体的な手順は、上述した（手順１）ないし（手順３）と同じであるので、説明を省略する。
【００４４】
図５では、長さＴｈ，Ｔｗが同じ条件である１０個のサンプルの平均の耐電圧（ｋＶ）を示している。図５に示すように、突出部７０を有しないサンプルの耐電圧（３５ｋＶ）は、他のサンプルに比べて低かった。また、長さＴｈが０．０５ｍｍであるサンプルの耐電圧（３６Ｖ）は、突出部７０が有しないサンプルに比べて高いが、その他のサンプルに比べて低かった。このように、長さＴｈが距離Ｐｈの１／２よりも低いと、板パッキン８が突出部７０と縮径部１５の外周面Ｓ１１との間から突出して電界強度が強まり、耐電圧性が低くなったものと推測される。換言すると、長さＴｈが距離Ｐｈの１／２以上であると、板パッキン８が突出部７０と縮径部１５の外周面Ｓ１１との間から突出することが抑制され、耐電圧性が向上するものと推測される。
【００４５】
長さＴｈが０．１０ｍｍのサンプルに関しては、長さＴｗが０．０５ｍｍであるサンプルの耐電圧は３７ｋＶであったが、長さＴｗが０．１０ｍｍ以上であるサンプルの耐電圧は、いずれも３８ｋＶと比較的高い値であった。長さＴｗが長さＴｈ以上であると、加締時に突出部７０に力が加えられた際に、また、その後に残留応力を受けているときに、突出部７０の変形（先端側かつ絶縁碍子１０に向かう方向への変形）が抑制されるために、耐電圧性が比較的高くなったものと推測される。
【００４６】
長さＴｈが０．１５ｍｍのサンプルに関しては、長さＴｗが０．０５ｍｍおよび０．１０ｍｍであるサンプルの耐電圧は３７ｋＶであったが、長さＴｗが０．１５ｍｍ以上であるンプルの耐電圧は、いずれも３８ｋＶと比較的高い値であった。このように、長さＴｗが０．１５ｍｍ以上の場合に耐電圧が比較的高い理由は、上述した長さＴｈが０．１０ｍｍのサンプルにおいて、長さＴｗが０．１０ｍｍ以上の場合に耐電圧が高い理由と同じであると推測される。
【００４７】
図６の試験例では、長さＴｈを０．１０ｍｍとし、長さＴｗを、０．１０ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍ、および０．２５ｍｍとしたサンプルをそれぞれ１０個ずつ製作した。また、長さＴｈを０．１５ｍｍとし、長さＴｗを、０．１０ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍ、および０．２５ｍｍとしたサンプルをそれぞれ１０個ずつ製作した。また、長さＴｈを０．２０ｍｍとし、長さＴｗを、０．１０ｍｍ、０．１５ｍｍ、０．２０ｍｍ、および０．２５ｍｍとしたサンプルをそれぞれ１０個ずつ製作した。上述した各サンプル（図６に示す試験結果が得られたサンプル）において、距離Ｐｈ（内周面Ｓ５１と垂直な方向における縮径部６２と縮径部１５との間の距離）は、図５の例とは異なり、０．３０ｍｍであった。耐電圧性能評価試験の具体的な手順は、上述した（手順１）ないし（手順３）と同じであるので、説明を省略する。
【００４８】
図６では、図５と同様に、長さＴｈ，Ｔｗが同じ条件である１０個のサンプルの平均の耐電圧（ｋＶ）を示している。図６の試験例では、図５の試験例と同様な傾向が得られた。すなわち、長さＴｈが距離Ｐｈの１／２以上であるサンプルの耐電圧性は、長さＴｈが距離Ｐｈの１／２よりも小さいサンプルの耐電圧性に比べて高かった。また、長さＴｗが長さＴｈ以上であるサンプルの耐電圧性は、長さＴｗが長さＴｈよりも低いサンプルの耐電圧性よりも高かった。以上の試験結果から、上述の第１条件（Ｔｗ≧Ｔｈ、かつ、Ｔｈ≧（１／２）×Ｐｈ）を満たすことにより、スパークプラグの耐電圧性が向上した。
【００４９】
Ｅ．第２条件の充足の有無に応じた気密性の試験例：
図７は、上述した第２条件（Ｌ２≧（１／２）×Ｌ１）の充足の有無に応じた気密性評価試験の第１の試験結果を示す説明図である。この試験では、第１実施形態のスパークプラグ１００において、距離Ｌ１（交線Ａと交線Ｂとの間の最短距離）が等しく、距離Ｌ２（交線Ｂと交線Ｃとの間の最短距離）が互いに異なるサンプルをそれぞれ製作して、各サンプルについて機密性能評価試験を行った。
【００５０】
具体的には、距離Ｌ２を０．１５ｍｍとするサンプルを５つ製作した。同様に、距離Ｌ２を０．２０ｍｍとするサンプルと、距離Ｌ２を０．２５ｍｍとするサンプルと、距離Ｌ２を０．３０ｍｍとするサンプルとを、それぞれ５つずつ製作した。なお、いずれのサンプルにおいても、距離Ｌ１は０．５０ｍｍであった。
【００５１】
気密性評価試験として、ＪＩＳ（日本工業規格）の試験方法（ＪＩＳ  Ｂ８０３１  ７．５項）に準拠した試験を行った。なお、スパークプラグ１００を締め付ける際のトルクは、呼び径Ｍ１２における下限値である１５Ｎ・ｍとした。そして、スパークプラグ１００を１５０℃の雰囲気中に３０分間保った後、その状態のまま１．５ＭＰａの空気圧を加えて、スパークプラグ１００の内部からの空気の漏洩量を測定した。図７における「漏洩量」は、距離Ｌ２が同じ５つのサンプルの空気の漏洩量（ｃｃ／ｍｉｎ）の平均値を表している。そして、漏洩量が１０ｃｃ／ｍｉｎ以下である場合に「ＯＫ」と判定し、漏洩量が１０ｃｃ／ｍｉｎよりも大きい場合に「ＮＧ」と判定した。
【００５２】
図７に示すように、距離Ｌ２が０．１５ｍｍおよび０．２０ｍｍであるサンプルについての判定はＮＧであった。これに対して、距離Ｌ２が０．２５ｍｍおよび０．３０ｍｍであるサンプルについての判定はＯＫであった。距離Ｌ１は０．５０ｍｍであるので、上記試験結果を換言すると、距離Ｌ２が距離Ｌ１の１／２よりも小さい場合に判定はＮＧであり、距離Ｌ１の１／２以上の場合に判定はＯＫであった。
【００５３】
距離Ｌ２が距離Ｌ１の１／２以上であるサンプルでは、距離Ｌ２が距離Ｌ１の１／２よりも小さいサンプルに比べて、主体金具５０の内周面Ｓ５１と、絶縁碍子１０の外周面Ｓ１１との間に介在する板パッキン８の体積をより大きくすることができる。換言すると、主体金具５０の内周面Ｓ５１と板パッキン８との接触面積、および絶縁碍子１０の外周面Ｓ１１と板パッキン８との接触面積を、より大きくすることができる。このため、主体金具５０の内周面Ｓ５１と、絶縁碍子１０の外周面Ｓ１１との間のシール性を向上でき、より良い気密性評価試験結果が得られたものと推定される。
【００５４】
Ｆ．第３条件の充足の有無に応じた耐電圧性の試験例：
図８は、上述した第３条件（長さＤ≦０．５ｍｍ）の充足の有無に応じた耐電圧性向上評価試験の試験結果を示す説明図である。この試験では、まず、第１実施形態のスパークプラグ１００において、長さＤ（突出部７０の先端側端部と、絶縁碍子１０の外周面１４との間の径方向に沿った長さ）が互いに異なる３つのサンプルをそれぞれ製作した。具体的には、長さＤが０．３ｍｍのサンプルを１０個、長さＤが０．５ｍｍのサンプルを１０個、長さＤが０．７ｍｍであるサンプルを１０個、それぞれ製作した。そして、各サンプルについて、耐電圧を測定した。このときの耐電圧測定方法は、上述した耐電圧性能評価試験の手順と同じであるので、説明を省略する。そして、突出部７０を有しないスパークプラグについても同様にして耐電圧を測定し、各サンプルで得られた耐電圧値から、突出部７０を有しないスパークプラグについて得られた耐電圧値を差し引くことにより、各サンプルについての耐電圧向上値を求めた。なお、図８において、横軸は、長さＤを表し、縦軸は、耐電圧向上値（ｋＶ）を表す。なお、図８の耐電圧向上値は、長さＤが同じ５つのサンプルの耐電圧向上値の平均値を表している。
【００５５】
図８に示すように、長さＤが０．３ｍｍであるサンプルの耐電圧向上値は最も高く、長さＤが０．５ｍｍであるサンプルの耐電圧は２番目に高く、長さＤが０．７ｍｍであるサンプルの耐電圧は、最も低かった。これは、長さＤが小さいほど、板パッキン８の先端側（内径側）への突出により耐電圧性の劣化が大きいからである。換言すると、長さＤが小さいほど、突出部７０による耐電圧性の向上効果が大きいことを意味している。
【００５６】
Ｇ．変形例：
本発明のスパークプラグの構成は、各実施形態におけるスパークプラグ１００の構成に限定されるものではなく、適宜変更することができる。例えば、板パッキン８は、環状の外観形状を有していたが、これに代えて、円周方向に沿って部分的に欠けた環状の外観形状を有していてもよい。また、例えば、円弧状の外観形状を有する複数の板パッキンを、板パッキン８の代わりに用いてもよい。
【００５７】
また、各実施形態のスパークプラグ１００を、横放電型のスパークプラグに置き換えてもよい。
【００５８】
本発明は、上述の実施形態、試験例、および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本実施形態、変形例中の技術的特徴は、上述の課題の一部又は全部を解決するために、あるいは、上述の効果の一部又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】
【００５９】
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…貫通孔
１３…脚長部
１４…外周面
１５…縮径部
１７…先端側胴部
１８…基端側胴部
１９…鍔部
２０…中心電極
２１…電極母材
２５…芯材
３０…接地電極
３２…基部
３３…先端部
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ねじ部
５３…加締部
５４…シール部
５５…座面
５６…段部
５７…先端部
５８…座屈部
５９…首
６１…第２一定径部
６２…縮径部
６３…第１一定径部
６４…拡径部
６５…貫通孔
７０，７０ａ…突出部
７１…内周面
７２…外周面
７３…第１面
７４…第２面
９０…中心電極チップ
９５…接地電極チップ
１００…スパークプラグ
２００…エンジンヘッド
２０１…孔
２０５…開口周縁部
Ｇ…火花放電ギャップ
Ａ，Ｂ，Ｃ…交線
Ｌ１…距離
Ｌ２…距離
ＯＤ…軸線方向
ＯＬ…軸線
ＣＬ…クリアランス
Ｐｈ…距離
Ｓ１１…外周面
Ｍ１２…径
Ｓ５１…内周面
Ｓ５２…内周面
Ｔｈ…長さ
Ｔｗ…長さ
【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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