(57)【要約】【課題】  Ｍ１２以下の取付用ネジ部を有する細径化されたスパークプラグにおいて、中心電極と取付金具との間の絶縁抵抗を維持するとともに、奥飛火を抑制する。【解決手段】  Ｍ１２以下の取付用ネジ部１１が設けられた筒状の取付金具１０内に絶縁碍子２０を固定し、絶縁碍子２０内に中心電極３０を固定し、中心電極３０との間に火花放電ギャップ５０を介して接地電極４０を対向させ、絶縁碍子２０の段差と取付金具１０とをパッキン６２を介して係合させているスパークプラグにおいて、絶縁碍子２０は、取付金具１０の一端部１０ａに対向する部位から屈曲点２５に行くにつれて、その外径が大きくなっており、絶縁碍子２０のうち取付金具１０の一端部１０ａのところに位置する部位の外径Ｄ０、屈曲点２５での外径Ｄ、ポケット隙間Ｔ０、放電ギャップ寸法Ｇが、単位をｍｍとして、Ｄ−Ｄ０≧１、Ｔ０≧１．２、Ｇ≦０．９の関係となっている。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にＭ１０以下の取付用ネジ部（１１）が設けられた筒状の取付金具（１０）と、
一端部（２０ａ）が前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）から突出するように前記
取付金具（１０）内に固定された絶縁碍子（２０）と、
一端部（３０ａ）が前記絶縁碍子（２０）の一端部（２０ａ）から突出するように前記
絶縁碍子（２０）の軸孔（２１）内に固定された中心電極（３０）と、
前記取付金具（１０）に固定されて前記中心電極（３０）の一端部（３０ａ）との間に
火花放電ギャップ（５０）を介して対向する接地電極（４０）とを備え、
前記取付金具（１０）内にて前記絶縁碍子（２０）の外面に設けられた段差と前記取付金具（１０）とが、パッキン（６２）を介して係合されているスパークプラグにおいて、
前記絶縁碍子（２０）のうち前記取付金具（１０）と係合する段差における凹状に屈曲した部位であるテーパ面と脚部（２４）の延長交差点を、前記絶縁碍子（２０）の屈曲点（２５）としたとき、
前記絶縁碍子（２０）のうち前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）のところに位置する部位から前記屈曲点（２５）に行くにつれて、前記絶縁碍子（２０）の外径は大きくなっており、
前記絶縁碍子（２０）のうち前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）のところに位置する部位の外径をＤ０、前記屈曲点（２５）における外径をＤとし、
前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）における前記絶縁碍子（２０）と前記取付金具（１０）との絶縁距離をＴ０とし、
前記火花放電ギャップ（５０）の大きさをＧとしたとき、
Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１、
Ｔ０［ｍｍ］≧１．２、
Ｇ［ｍｍ］≦０．９、となっていることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１．５となっていることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項３】
前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）を起点として前記取付金具（１０）の他端部（１０ｂ）に向かって前記取付金具（１０）の軸方向に延びる距離をＬとし、
前記絶縁碍子（２０）のうち前記距離Ｌが１．５×Ｔ０のところに位置する部位における外径をＤ１としたとき、
Ｄ１−Ｄ０［ｍｍ］≦０．８、となっていることを特徴とする請求項１または２に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）を起点として前記取付金具（１０）の他端部（１０ｂ）に向かって前記取付金具（１０）の軸方向に延びる距離をＬとし、
前記絶縁碍子（２０）のうち前記距離Ｌが３×Ｔ０のところに位置する部位における外径をＤ２としたとき、
１≦Ｄ２−Ｄ０［ｍｍ］≦１．８、となっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のスパークプラグ。
【請求項５】
前記取付けネジ径はＭ１０であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載のスパークプラグ。
【請求項６】
外周にＭ１２の取付用ネジ部（１１）が設けられた筒状の取付金具（１０）と、
一端部（２０ａ）が前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）から突出するように前記取付金具（１０）内に固定された絶縁碍子（２０）と、
一端部（３０ａ）が前記絶縁碍子（２０）の一端部（２０ａ）から突出するように前記絶縁碍子（２０）の軸孔（２１）内に固定された中心電極（３０）と、
前記取付金具（１０）に固定されて前記中心電極（３０）の一端部（３０ａ）との間に火花放電ギャップ（５０）を介して対向する接地電極（４０）とを備え、
前記取付金具（１０）内にて前記絶縁碍子（２０）の外面に設けられた段差と前記取付金具（１０）とが、パッキン（６２）を介して係合されているスパークプラグにおいて、
前記絶縁碍子（２０）のうち前記取付金具（１０）と係合する段差における凹状に屈曲した部位であるテーパ面と脚部（２４）の延長交差点を、前記絶縁碍子（２０）の屈曲点（２５）としたとき、
前記絶縁碍子（２０）のうち前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）のところに位置する部位から前記屈曲点（２５）に行くにつれて、前記絶縁碍子（２０）の外径は大きくなっており、
前記絶縁碍子（２０）のうち前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）のところに位置する部位の外径をＤ０、前記屈曲点（２５）における外径をＤとし、
前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）における前記絶縁碍子（２０）と前記取付金具（１０）との絶縁距離をＴ０とし、
前記火花放電ギャップ（５０）の大きさをＧとしたとき、
Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１．４、
Ｔ０［ｍｍ］≧１．６、
Ｇ［ｍｍ］≦１．１、となっていることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項７】
前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）から前記距離Ｌが３×Ｔ０までの間において、前記取付金具（１０）の内径は、一定か、もしくは、前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）から前記絶縁碍子（２０）の前記屈曲点（２５）に向かうにつれて大きくなっているものであることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載のスパークプラグ。
【請求項８】
前記中心電極（３０）の一端部（３０ａ）には、火花放電部材としての貴金属チップ（３５）が接合されており、
この中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の断面積は、０．０７ｍｍ２以上０．４０ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１つに記載のスパークプラグ。
【請求項９】
前記中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）は、５０重量％以上のＩｒに少なくとも１種の添加物を含有したものであって融点が２０００℃以上のものからなることを特徴とする請求項８に記載のスパークプラグ。
【請求項１０】
前記中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）に含有される前記添加物は、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ、Ｙ２Ｏ３の中から選択される少なくとも１種からなるものであることを特徴とする請求項９に記載のスパークプラグ。
【請求項１１】
前記接地電極（４０）のうち前記中心電極（３０）の一端部（３０ａ）と対向する部位には、火花放電部材としての貴金属チップ（４５）が接合されており
この接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の断面積は、０．１２ｍｍ２以上０．８０ｍｍ２以下であり、
前記接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の前記接地電極（４０）からの突出量は０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、
前記火花放電ギャップ（５０）の大きさＧが、Ｇ［ｍｍ］≧０．６、であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のスパークプラグ。
【請求項１２】
前記接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）は、５０重量％以上のＰｔに少なくとも１種の添加物を含有したものであって融点が１５００℃以上のものからなることを特徴とする請求項１１に記載のスパークプラグ。
【請求項１３】
前記接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）に含有される前記添加物は、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選択される少なくとも１種からなるものであることを特徴とする請求項１２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、内燃機関用のスパークプラグに関し、特に、取付金具に形成された取付ネジ部の径がＭ１２〜Ｍ８といった小型の内燃機関用スパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関用のスパークプラグは、エンジン等に取り付けるための取付用ネジ部が設けられた筒状の取付金具と、一端部が取付金具の一端部から突出するように取付金具内に固定された絶縁碍子と、一端部が絶縁碍子の一端部から突出するように絶縁碍子の軸孔内に固定された中心電極と、取付金具に固定されて中心電極の一端部との間に火花放電ギャップを介して対向する接地電極とを備える。
【０００３】
近年、エンジン高出力化のためにエンジンに設けられるインテークマニホールドやエキゾーストマニホールドのバルブ径の拡大や、水廻り改善のためにエンジンに対してウォータージャケットを確保することが必要となってきている。
【０００４】
そのため、エンジンに取付けられるスパークプラグの設置スペースが小さくなるとともに、燃焼室周りのスペースを確保するため、スパークプラグの小型化（細径化）が要求されてきている。
【０００５】
たとえば、従来では、取付金具の取付用ネジ部のサイズは、ＪＩＳ（日本工業規格）によるＭ１４のものであったが、これをＭ１２以下程度まで細くして小型化したスパークプラグが必要となってくる（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平５−５５４９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、エンジンの高出力化に伴う高圧縮化や希薄燃焼化のために、燃焼状態が悪化し、カーボンなどが絶縁碍子に堆積しやすくなる。このカーボンなどが絶縁碍子の表面に堆積することは、「くすぶり」といわれ、このくすぶりが問題となってきている。
【０００７】
スパークプラグを細径化すると、絶縁碍子と取付金具との間の絶縁距離が狭くなる。具体的には、一般のスパークプラグにおいて、絶縁碍子は燃焼部側に位置する一端部側が細い脚部、中間部が太い中段部となっており、これら脚部と中段部との間には段差が設けられている。
【０００８】
そして、取付金具内にて、絶縁碍子の外面に設けられた当該段差と、この段差に対応した内面形状を有する取付金具とが、金属製（たとえば鉄など）のパッキンを介して係合されている。つまり、取付金具の一端部からこの取付金具と絶縁碍子との係合部までの範囲には隙間があり、この隙間の距離が上記絶縁距離となるのである。
【０００９】
そして、スパークプラグを細径化すると、この絶縁距離が狭くなるため、カーボンなどが絶縁碍子に堆積すると、正規の火花放電ギャップで放電せず、中心電極から絶縁碍子を介して取付金具へ飛火する。いわゆる奥飛火が発生しやすくなる。この奥飛火は燃焼の悪化を招いてしまう。
【００１０】
ここで、カーボンなどの絶縁碍子への堆積を防止するには、取付金具の一端部における絶縁碍子と取付金具との絶縁距離、いわゆるポケット隙間を小さくすることにより、取付金具の一端部からカーボンなどが進入するのを防止することが一つの手段である。
【００１１】
しかしながら、ポケット隙間を小さくする場合、絶縁碍子と取付金具との絶縁距離が小さくなるがゆえに、絶縁碍子の外面にカーボンが付着していないときでも奥飛火が発生してしまう。
【００１２】
本発明は、上記問題に鑑み、Ｍ１２以下の取付用ネジ部を有する細径化されたスパークプラグにおいて、中心電極と取付金具との間の絶縁抵抗を維持するとともに、奥飛火を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明者らは、取付金具の一端部から進入するカーボンなどの進入速度を遅らせるため、取付金具の一端部から取付金具内部の奥へ行くほど、絶縁碍子の外面の傾斜を大きくすればよいのではないかと考えた。
【００１４】
つまり、このようにすれば、取付金具の一端部から進入してくるカーボンが、絶縁碍子の傾斜面に当たってカーボンの進入の流れが変わり、カーボンが絶縁碍子の外面に付着しにくくなると考えた。
【００１５】
本発明は、このような考えに着目し、さらに、Ｍ１２以下の取付用ネジ部を有する細径化されたスパークプラグについて鋭意実験検討を行った結果に基づいて、見出されたものである。
【００１６】
すなわち、請求項１に記載の発明では、外周にＭ１０以下の取付用ネジ部（１１）が設けられた筒状の取付金具（１０）と、一端部（２０ａ）が取付金具（１０）の一端部（１０ａ）から突出するように取付金具（１０）内に固定された絶縁碍子（２０）と、一端部（３０ａ）が絶縁碍子（２０）の一端部（２０ａ）から突出するように絶縁碍子（２０）の軸孔（２１）内に固定された中心電極（３０）と、取付金具（１０）に固定されて中心電極（３０）の一端部（３０ａ）との間に火花放電ギャップ（５０）を介して対向する接地電極（４０）とを備え、取付金具（１０）内にて絶縁碍子（２０）の外面に設けられた段差と取付金具（１０）とが、パッキン（６２）を介して係合されているスパークプラグにおいて、次のような特徴点を有するものである。
【００１７】
・絶縁碍子（２０）のうち取付金具（１０）と係合する段差における凹状に屈曲した部位であるテーパ面と脚部（２４）の延長交差点を、絶縁碍子（２０）の屈曲点（２５）としたとき、絶縁碍子（２０）のうち取付金具（１０）の一端部（１０ａ）のところに位置する部位から屈曲点（２５）に行くにつれて、絶縁碍子（２０）の外径は大きくなっていること。
【００１８】
・絶縁碍子（２０）のうち取付金具（１０）の一端部（１０ａ）のところに位置する部位の外径をＤ０、屈曲点（２５）における外径をＤとし、取付金具（１０）の一端部（１０ａ）における絶縁碍子（２０）と取付金具（１０）との絶縁距離をＴ０とし、火花放電ギャップ（５０）の大きさをＧとしたとき、
Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１、
Ｔ０［ｍｍ］≧１．２、
Ｇ［ｍｍ］≦０．９、となっていること。
【００１９】
これらの点を特徴とする本発明のスパークプラグは、実験的に見出されたものであり、絶縁碍子（２０）のうち取付金具（１０）の一端部（１０ａ）のところに位置する部位の外径Ｄ０と屈曲点（２５）における外径Ｄとの差は、絶縁碍子の外面の傾斜度合を表すものである。
【００２０】
そして、本発明のように、ポケット隙間Ｔ０を１．２ｍｍ以上、火花放電ギャップの大きさＧを０．９ｍｍ以下としつつ、絶縁碍子の外面の傾斜度合（Ｄ−Ｄ０）を１ｍｍ以上と大きくすることにより、中心電極（３０）と取付金具（１０）との間の絶縁抵抗および奥飛火の発生頻度を、従来サイズのスパークプラグと同等かそれ以上に優れたレベルにすることができる。
【００２１】
したがって、本発明によれば、Ｍ１０以下の取付用ネジ部（１１）を有する細径化されたスパークプラグにおいて、中心電極（３０）と取付金具（１０）との間の絶縁抵抗を維持するとともに、奥飛火を抑制することができる。
【００２２】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のスパークプラグにおいて、Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１．５、となっていることを特徴としている。
【００２３】
本発明のように、絶縁碍子の外面の傾斜度合（Ｄ−Ｄ０）を１．５ｍｍ以上と大きくすることにより、より高レベルに奥飛火を抑制することができ、好ましい。
【００２４】
請求項３および請求項４に記載の発明では、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、取付金具（１０）の一端部（１０ａ）を起点として取付金具（１０）の他端部（１０ｂ）に向かって取付金具（１０）の軸方向に延びる距離をＬとし、絶縁碍子（２０）のうち距離Ｌが１．５×Ｔ０のところに位置する部位における外径をＤ１、絶縁碍子（２０）のうち距離Ｌが３×Ｔ０のところに位置する部位における外径をＤ２としたとき、
Ｄ１−Ｄ０［ｍｍ］≦０．８、
１≦Ｄ２−Ｄ０［ｍｍ］≦１．８、となっていることを特徴としている。
【００２５】
本発明は、さらなる実
験検討を行った結果、見出されたものであり、それによれば、取付金具（１０）の一端部（１０ａ）からのカーボンなどの進入をより抑制し、より確実に奥飛火を抑制することができる。
【００２６】
請求項５に記載の発明では、取付用ネジ部（１１）がＭ１０において特に効果が発揮されることを特徴としている。
【００２７】
請求項６に記載の発明では、取付用ネジ部（１１）の径がＭ１２において効果が発揮されることを特徴としている。取付用ネジ部（１１）の径がＭ１２の場合では、Ｍ１０の場合に比べて各部寸法を大きく設定することができる。そのため、着火性に有利となるよう火花放電ギャップを大きく、すなわちＧ≦１．１とした場合においてもＴ０、Ｄ、Ｄ０を規定することにより、絶縁抵抗確保、奥飛火抑制を達成できる。
【００２８】
請求項７に記載の発明では、請求項１〜請求項６に記載のスパークプラグにおいて、取付金具（１０）の一端部（１０ａ）から距離Ｌが３×Ｔ０までの間において、取付金具（１０）の内径は、一定か、もしくは、前記取付金具（１０）の一端部（１０ａ）から前記絶縁碍子（２０）の前記屈曲点（２５）に向かうにつれて大きくなっているものであることを特徴としている。
【００２９】
もし、本発明とは反対に、取付金具（１０）の内径が、取付金具（１０）の一端部（１０ａ）から絶縁碍子（２０）の屈曲点（２５）に向かうにつれて小さくなっている場合、取付金具（１０）の内面は、取付金具（１０）の内部から取付金具（１０）の一端部（１０ａ）へ向かうにつれて広がった傾斜面となる。
【００３０】
その場合、取付金具（１０）の一端部（１０ａ）から進入してくるカーボンなどが、取付金具（１０）の傾斜面に当たって絶縁碍子（２０）側へ跳ね返り、絶縁碍子（２０）の外面に付着しやすくなってしまうと考えられ、実際に、本発明者らの検討によれば、絶縁抵抗の低下や奥飛火の発生の増加を招いた。
【００３１】
それに対して、本発明では、そのような問題を回避することができ、好ましい構成となっている。
【００３２】
また、請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７に記載のスパークプラグにおいて、中心電極（３０）の一端部（３０ａ）には、火花放電部材としての貴金属チップ（３５）が接合されており、この中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の断面積は０．０７ｍｍ２以上０．４０ｍｍ２以下であることを特徴としている。
【００３３】
たとえば火花放電ギャップ（５０）の大きさＧが上記請求項１に記載のスパークプラグのように、０．９ｍｍ以下の狭いものであるような場合に、中心電極（３０）の火花放電部に細い貴金属チップ（３５）を設ければ、着火スペースを十分に確保することができ、着火性向上のために好ましい。また、当該貴金属チップ（３５）が細すぎると、消耗しやすいので、ある程度の太さは必要である。
【００３４】
そのような観点から、本発明のように、中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の断面積を規定することが好ましい。
【００３５】
ここにおいて、請求項９に記載の発明では、請求項８に記載のスパークプラグにおいて、中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）は、５０重量％以上のＩｒに少なくとも１種の添加物を含有したものであって融点が２０００℃以上のものからなることを特徴としている。
【００３６】
さらに、請求項１０に記載の発明では、請求項９に記載のスパークプラグにおいて、中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）に含有される添加物は、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ、Ｙ２Ｏ３の中から選択される少なくとも１種からなるものであることを特徴としている。
【００３７】
中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）およびこの貴金属チップ（３５）に含有される添加物を、このようなものにすることにより、中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の寿命を十分に確保することができる。
【００３８】
また、請求項１１に記載の発明では、請求項１〜請求項１０に記載のスパークプラグにおいて、接地電極（４０）のうち中心電極（３０）の一端部（３０ａ）と対向する部位には、火花放電部材としての貴金属チップ（４５）が接合されており、この接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の断面積は０．１２ｍｍ２以上０．８０ｍｍ２以下であり、接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の接地電極（４０）からの突出量は０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、火花放電ギャップ（５０）の大きさＧがＧ［ｍｍ］≧０．６、であることを特徴としている。
【００３９】
ここでも、上述した中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）を設けた場合と同様の理由によって、接地電極（４０）の火花放電部にも細い貴金属チップ（４５）を設けることが好ましい。
【００４０】
そして、この場合にも、接地電極（４０）の火花放電部における着火スペースの確保、および、接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の消耗性の向上との両立を考慮すると、本発明のように、接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の断面積や突出量をこのような構成とすることが好ましい。以上のことから、火花放電ギャップ（５０）の大きさＧを０．６ｍｍまで小さくすることが可能となる。
【００４１】
ここにおいて、請求項１２に記載の発明では、請求項１１に記載のスパークプラグにおいて、接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）は、５０重量％以上のＰｔに少なくとも１種の添加物を含有したものであって融点が１５００℃以上のものからなることを特徴としている。
【００４２】
さらに、請求項１３に記載の発明では、請求項１２に記載のスパークプラグにおいて、接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）に含有される添加物は、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選択される少なくとも１種からなるものであることを特徴としている。
【００４３】
接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）およびこの貴金属チップ（４５）に含有される添加物を、このようなものにすることにより、接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の寿命を十分に確保することができる。
【００４４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、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一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、説明の簡略化を図るべく、図中、同一符号を付してある。
【００４６】
図１は本発明の実施形態に係るスパークプラグ１００の全体構成を示す半断面図である。また、図２は、本スパークプラグ１００における発火部近傍の拡大構成を示す半断面図である。
【００４７】
［スパークプラグの構成］
このスパークプラグ１００は、自動車用エンジンの点火栓等に適用されるものであり、該エンジンの燃焼室を区画形成するエンジンヘッド（図示せず）に設けられたネジ穴に挿入されて固定されるようになっている。
【００４８】
スパークプラグ１００は、導電性の鉄鋼材料（例えば低炭素鋼等）等よりなる筒形状の取付金具１０を有しており、この取付金具１０の外周面には、図示しないエンジンブロックに固定するための取付用ネジ部１１が設けられている。この取付用ネジ部１１は、ＪＩＳ（日本工業規格）でいうＭ１２以下のものである。
【００４９】
取付金具１０の内部には、アルミナセラミック（Ａｌ２Ｏ３）等からなる絶縁碍子２０が収納されて固定されており、この絶縁碍子２０の一端部２０ａは、取付金具１０の一端部１０ａから突出している。また、絶縁碍子２０の他端部２０ｂは、取付金具１０の他端部１０ｂから突出した状態となっている。
【００５０】
絶縁体２０の軸孔２１には中心電極３０が固定されており、それによって、中心電極３０は取付金具１０に対して絶縁保持されている。
【００５１】
中心電極３０は、たとえば、内材がＣｕ等の熱伝導性に優れた金属材料により構成され、外材がＮｉ基合金等の耐熱性および耐食性に優れた金属材料により構成された円柱体からなる。
【００５２】
そして、図１に示されるように、中心電極３０は、その一端部３０ａが絶縁碍子２０の一端部２０ａから突出するように設けられている。こうして、中心電極３０は、その一端部２０ａが取付金具１０の一端部１０ａから突出した状態で取付金具１０内に絶縁保持されている。
【００５３】
一方、接地電極４０は、たとえば、Ｎｉを主成分とするＮｉ基合金からなる柱形状をなすものである。
【００５４】
本例では、接地電極４０は角柱形状をなしている。具体的には、本例の接地電極４０は、一端側が取付金具１０の先端部１０ａに溶接等により固定されており、中間部が略Ｌ字に曲げられており、他端側の側面４１が中心電極３０の一端部３０ａと火花放電ギャップ５０を介して対向している。
【００５５】
また、本例では、中心電極３０の一端部３０ａには、レーザ溶接や抵抗溶接等によって火花放電部材としての貴金属チップ３５が接合されている。
【００５６】
また、接地電極４０のうち中心電極３０の一端部３０ａと対向する部位すなわち接地電極４０の側面４１には、火花放電部材としての貴金属チップ４５がレーザ溶接や抵抗溶接等により接合されている。
【００５７】
たとえば、これら両貴金属チップ３５、４５は円柱状であり、そして、火花放電ギャップ５０は、両貴金属チップ３５、４５の先端部間の空隙である。この火花放電ギャップ５０の大きさＧは、０．９ｍｍ以下とすることが好ましい。
【００５８】
また、中心電極３０の貴金属チップ３５の断面積すなわち当該貴金属チップ３５の軸直交断面積は、０．０７ｍｍ２以上０．４０ｍｍ２以下であることが好ましい。
【００５９】
また、この中心電極３０の貴金属チップ３５は、５０重量％以上のＩｒ（イリジウム）に少なくとも１種の添加物を含有したものであって融点が２０００℃以上のものからなることが好ましい。
【００６０】
そして、この中心電極３０の貴金属チップ３５に含有される添加物としては、Ｐｔ（白金、プラチナ）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｗ（タングステン）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｕ（ルテニウム）、Ｒｅ（レニウム）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｌ２Ｏ３（三酸化二アルミニウム、アルミナ）、Ｙ（イットリウム）、Ｙ２Ｏ３（三酸化二イットリウム、イットリア）の中から選択される少なくとも１種からなるものとすることが好ましい。
【００６１】
また、接地電極４０の貴金属チップ４５の断面積すなわち当該貴金属チップ４５の軸直交断面積は、０．１２ｍｍ２以上０．８０ｍｍ２以下であり、この接地電極４０の貴金属チップ４５の突出量は、０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、この突出量は、接地電極４０の側面４１を起点とした貴金属チップ４５の先端面までの長さである。
【００６２】
また、この接地電極４０の貴金属チップ４５は、５０重量％以上のＰｔ（白金）に少なくとも１種の添加物を含有したものであって融点が１５００℃以上のものからなることが好ましい。
【００６３】
そして、この接地電極４０の貴金属チップ４５に含有される添加物としては、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選択される少なくとも１種からなるものとすることが好ましい。
【００６４】
ここで、取付金具１０およびその内部に挿入されている絶縁碍子２０についてさらに述べる。図１に示されるように、絶縁碍子２０は取付金具１０の内部に挿入されており、絶縁碍子２０と取付金具１０とは、取付金具１０の他端部１０ｂに形成されたかしめ部１２においてかしめ固定されている。
【００６５】
また、このかしめ部１２においては、取付金具１０と絶縁碍子２０との間にシール部材６０、６１が介在されており、それによって当該間がシールされている。ここでは、シール部材は、２つの金属リング６０と、これら金属リング６０の間に設けられたタルク６１とから構成されている。
【００６６】
また、図１に示されるように、絶縁碍子２０における取付金具１０内に位置する部分のうち、周方向の最大径を有する部位が、胴部２２として形成されている。つまり、胴部２２は、取付金具１０内に位置する絶縁碍子２０のうち最大直径を有する部位として構成されている。
【００６７】
そして、この胴部２２の段差を利用することにより、上記のかしめ固定やシール部材６０、６１の配設がなされている。
【００６８】
それとともに、絶縁碍子２０における取付金具１０内に位置する部分のうち、絶縁碍子２０の一端部２０ａ側にて胴部２２に隣接する部位が、胴部２２よりも径の小さい中段部２３として形成されている。
【００６９】
さらに、絶縁碍子２０における取付金具１０内に位置する部分のうち、絶縁碍子２０の一端部２０ａ側にて中段部２３に隣接する部位が、中段部２３よりも径の小さい脚部２４として形成されている。
【００７０】
そして、図２に示されるように、取付金具１０内にて、絶縁碍子２０の外面に設けられた中段部２３と脚部２４との間の段差と、この段差に対応した内面形状を有する取付金具１０とが、パッキン６２を介して係合されている。なお、このパッキン６２は、たとえば鉄などの金属製のリング状のものであり、一般的にスパークプラグに使用されているものである。
【００７１】
ここで、図２に示されるように、絶縁碍子２０のうち取付金具１０と係合する段差における凹状に屈曲した部位である中段部２３のテーパ面と脚部２４の延長交差点を、絶縁碍子２０の屈曲点２５とする。このことは、詳しくは、図２において、丸で囲んだ部分をさらに拡大した図に示されている。
【００７２】
本実施形態では、絶縁碍子２０のうち取付金具１０の一端部１０ａのところに位置する部位から屈曲点２５に行くにつれて、絶縁碍子２０の外径は大きくなっている。それにより、図１、図２に示される例では、取付金具１０の一端部１０ａ側から絶縁碍子２０の屈曲点２５に行くにつれて絶縁碍子２０と取付金具１０との隙間が狭くなっている。
【００７３】
つまり、取付金具１０の内部にて、絶縁碍子２０の外面のうち絶縁碍子２０の屈曲点２５から絶縁碍子２０の一端部２０ａの間に位置する部位は、当該屈曲点２５から当該一端部２０ａに向かうにつれて取付金具１０の内面から離れるようなテーパ形状の傾斜面となっている。
【００７４】
また、図１に示されるように、絶縁碍子２０の軸孔２１内においては、中心電極３０の他端部３０ｂ側は、導電性ガラスシール材７０を介して抵抗体７５が電気的に接続されている。
【００７５】
さらに、図１に示されるように、この抵抗体７５よりも絶縁碍子２０の他端部２０ｂ側における軸孔２１内では、導電性ガラスシール材７０を介して抵抗体７５と円柱状の端子電極（ステム）８０の一端部８０ａとが電気的に接続されている。
【００７６】
そして、端子電極８０の他端部８０ｂは、絶縁碍子２０の他端部２０ｂから突出して露出している。この端子電極８０の他端部８０ｂには、図示しない点火コイルのブーツ部が装着されるようになっている。
【００７７】
このように、端子電極８０は、一端部８０ａが絶縁碍子２０の内部にて中心電極３０の他端部３０ａと導通するとともに、他端部８０ｂが絶縁碍子２０の他端部２０ｂから突出した状態で絶縁碍子２０の軸孔２１内に挿入され固定されている。
【００７８】
［各種寸法および寸法関係］
このようなスパークプラグ１００は、以下に述べるような寸法に関する特徴点を有している。図２においては、各種寸法Ｇ、Ｄ０、Ｄ、Ｔ０が示されている。
【００７９】
寸法Ｇは、上述したように、火花放電ギャップ５０の大きさＧである。以下、本実施形態においては、この火花放電ギャップ５０の大きさＧを、単に、放電ギャップ寸法Ｇということにする。
【００８０】
寸法Ｄ０は、絶縁碍子２０のうち取付金具１０の一端部１０ａのところに位置する部位の外径Ｄ０であり、寸法Ｄは、絶縁碍子２０の屈曲点２５における外径Ｄである。
【００８１】
寸法Ｔ０は、取付金具１０の先端部１０ａにおける絶縁碍子２０と取付金具１０との絶縁距離Ｔ０であり、以下、本実施形態においては、この絶縁距離Ｔ０を、ポケット隙間Ｔ０ということにする。
【００８２】
そして、本実施形態では、これら寸法Ｇ、Ｄ０、Ｄ、Ｔ０を用いて、次のような寸法関係が設定されている。
【００８３】
すなわち、取付用ネジ部１１がＭ１０以下の場合、
Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１、
Ｔ０［ｍｍ］≧１．２、
Ｇ［ｍｍ］≦０．９、
という寸法関係が設定されている。
【００８４】
また、取付用ネジ部１１がＭ１２の場合、
Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１．４、
Ｔ０［ｍｍ］≧１．６、
Ｇ［ｍｍ］≦１．１、
という寸法関係が設定されている。
【００８５】
［寸法関係設定の根拠等］
上記した寸法関係を設定した根拠について述べる。上記寸法関係は、次に述べるような、本発明者らが行った実験検討の結果を根拠とするものである。
【００８６】
なお、以下に示される検討例は、取付用ネジ部１１がＭ１０のネジ径を有するスパークプラグについてのものであるが、Ｍ１２のものやＭ１０よりも小さいネジ径（たとえばＭ８など）であるスパークプラグにおいても、当該検討例と同様の傾向が得られている。
【００８７】
上記寸法関係は、絶縁碍子２０を介した中心電極３０と取付金具１０との間の絶縁抵抗を維持するとともに、奥飛火を抑制することを目的として設定されたものである。以下、上記絶縁抵抗を単に絶縁抵抗と言うことにする。
【００８８】
本発明者らは、スパークプラグにおけるくすぶり評価を実施し、絶縁抵抗の推移および奥飛火の発生状況を検討した。そして、これに影響すると考えられる上記寸法Ｄ０、Ｄ、Ｔ０（図２参照）をパラメータとして実施した。
【００８９】
図２に示される各寸法Ｄ０、Ｄ、Ｔ０について、以下の表１に示されるサンプルＳ１〜Ｓ１１のような寸法としたスパークプラグ１００を用意し、評価を行った。
【００９０】
【表１】
2005243610.tif 000003
なお、上記表１中の各数値の単位は、ｍｍである。
【００９１】
また、上記表１において、サンプルＳ１１は取付ネジ部１１のサイズをＪＩＳでいうＭ１４とした従来の一般的な仕様のスパークプラグであり、これは、市場で十分な実績のあるものである。
【００９２】
そして、本実施形態は、取付ネジ部１１のサイズを一般仕様よりも細径化したスパークプラグであり、この細径化したスパークプラグの評価は、このサンプルＳ１１のスパークプラグの特性を指標として行った。
【００９３】
火花放電ギャップ５０の大きさＧにおいて、Ｓ１１の場合は最も一般的な１．１ｍｍで実施した。Ｓ１〜Ｓ１０のものに関しては、絶縁碍子２０の外壁面と取付金具１０の内壁面との間のポケット隙間Ｔ０が火花放電ギャップ５０よりも狭いと奥飛火が飛んで火花が発生してしまうため、火花放電ギャップの大きさＧを上記と同一の１．１ｍｍで奥飛火確保は困難と考え、０．９ｍｍで実施した。
【００９４】
また、上述したように、取付金具１０の一端部１０ａから進入するカーボンなどの進入速度を遅らせるため、取付金具１０の一端部１０ａから取付金具１０内部の奥へ行くほど、絶縁碍子２０の外面の傾斜を大きくすればよいと考えた。
【００９５】
そして、この絶縁碍子２０の傾斜度合として、（Ｄ−Ｄ０）をパラメータとして用い、Ｄ０、Ｄをいろいろと変更した。この（Ｄ−Ｄ０）が大きいほど、傾斜度合が大きい。
【００９６】
試験条件は、評価されるスパークプラグが取付けられた車両の外気温・水温・油温が−２０℃の状態の中で、車速１０ｋｍ／ｈから２０ｋｍ／ｈの加減速を１０回繰り返すことを１サイクルとした走行パターンとした。このパターンは、絶縁碍子２０の外面にカーボンが大量に発生する条件である。
【００９７】
そして、上記走行パターンを５サイクル繰り返した後の絶縁抵抗と奥飛火の発生頻度を評価した。以下、奥飛火の発生頻度を単に、奥飛火頻度という。絶縁抵抗が高いほど、カーボンが奥に侵入していないことを示し、また奥飛火頻度が少ないほど良好な燃焼を起こしていることを示す。
【００９８】
なお、絶縁抵抗は、上記走行パターンの５サイクル終了後に絶縁抵抗計にて測定し、奥飛火頻度は、上記走行パターンの５サイクル時の火花波形を計測することで頻度を測定した。測定では、上記表１中のサンプルＳ１〜Ｓ１１について調査した。その結果を図３、図４に示す。
【００９９】
図３は、ポケット隙間Ｔ０を変えたものについてパラメータ（Ｄ−Ｄ０）と絶縁抵抗（単位：ＭΩ）との関係を調査した結果を示す図、図４は、ポケット隙間Ｔ０を変えたものについてパラメータ（Ｄ−Ｄ０）と奥飛火頻度（単位：％）との関係を調査した結果を示す図である。
【０１００】
これら図３および図４では、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）を横軸に、調査する特性を縦軸にとり、ポケット隙間Ｔ０は１．０ｍｍ〜１．８ｍｍまで０．２ｍｍおきに変えたものを調査した。
【０１０１】
なお、図３、図４において、ポケット隙間Ｔ０＝１．６ｍｍのもの（サンプルＳ１、Ｓ２）の結果は黒菱形プロット、ポケット隙間Ｔ０＝１．４ｍｍのもの（サンプルＳ３〜Ｓ６）の結果は白四角プロット、ポケット隙間Ｔ０＝１．２ｍｍのもの（サンプルＳ７〜Ｓ９）の結果は白丸プロット、ポケット隙間Ｔ０＝１．０ｍｍのもの（サンプルＳ１０）の結果は黒三角プロット、ポケット隙間Ｔ０＝１．８ｍｍのもの（サンプルＳ１１）の結果はクロスプロットにて示してある。
【０１０２】
これら図３および図４に示される結果からわかるように、ポケット隙間Ｔ０が１．０ｍｍのものでは、絶縁抵抗および奥飛火頻度の両特性ともに、従来のスパークプラグであるサンプルＳ１１よりも劣っている。
【０１０３】
そして、ポケット隙間Ｔ０が１．２ｍｍ以上である場合は、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）が１．０ｍｍ以上であるならば、従来のスパークプラグであるサンプルＳ１１に比べて、絶縁抵抗は同等以上に確保され、また、奥飛火頻度についても同等以下に抑制できることがわかった。
【０１０４】
これら図３、図４に示されるような検討結果より、上記した寸法Ｇ、Ｄ０、Ｄ、Ｔ０を用いた寸法関係、すなわち、Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１、Ｔ０［ｍｍ］≧１．２、Ｇ［ｍｍ］≦０．９、という寸法関係が実験的に導かれる。また、Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１．５とすることにより、より確実に奥飛火を抑制することができる。
【０１０５】
たとえば、上記表１に示されるサンプルＳ１〜Ｓ１０において、この寸法関係を満たすものは、サンプルＳ１、Ｓ２、Ｓ４〜Ｓ６、Ｓ９であるが、これらのサンプルによれば、絶縁抵抗および奥飛火の発生頻度を、従来サイズのスパークプラグと同等かそれ以上に優れたレベルにすることができる。なお、耐電圧の観点から絶縁碍子２０の肉厚、接地電極４０を設置する観点から取付金具１０の肉厚などを考慮すると、Ｔ０は１．６ｍｍ以下が望ましい。
【０１０６】
上記結果は、取付用ネジ部１１の径がＭ１０の場合を示しているが、取付用ネジ部１１の径がＭ１２の場合についてもＭ１０と同様なくすぶり評価を実施し、絶縁抵抗の推移および奥飛火の発生状況を検討した。そして、これに影響すると考えられる上記寸法Ｄ０、Ｄ、Ｔ０（図２参照）をパラメータとして実施した。なお、火花放電ギャップ５０の大きさＧは従来品Ｍ１４と同等の１．１ｍｍで実施した。その結果を図５および図６に示す。上述と同様の検討と図５、図６に示される結果とにより、取付用ネジ部１１の径がＭ１２の場合では、Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１．４、Ｔ０［ｍｍ］≧１．６、Ｇ［ｍｍ］≦１．１、が導かれる。
【０１０７】
また、Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１．６であれば、さらに好ましい。
【０１０８】
［絶縁碍子の好ましい形態の検討］
ここで、上記図３、図４から、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）が大きいほど、絶縁抵抗が高く維持されることが見出される。そこで、この点に着目し、絶縁碍子２０の各部分についてカーボンの付着状況を詳細に調査することにした。
【０１０９】
具体的には、取付金具１０の一端部１０ａから１ｍｍ毎の絶縁碍子２０部分の絶縁抵抗を測定した。この絶縁碍子２０の各部分は、上記図２に示されるような距離Ｌで規定されるものである。
【０１１０】
つまり、この距離Ｌは、取付金具１０の一端部１０ａを起点として取付金具１０の他端部１０ｂに向かって取付金具１０の軸方向に延びる距離である。
【０１１１】
そして、この距離Ｌの１ｍｍおきのところに位置する絶縁碍子２０の部分について、上記表１中のサンプルＳ３〜Ｓ６の絶縁抵抗を測定した。その結果を図７に示す。
【０１１２】
つまり、図７は、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）を変えた場合について、距離Ｌ（単位：ｍｍ）と絶縁抵抗（単位：ＭΩ）との関係を調査した結果を示す図である。図７では、距離Ｌを横軸に、調査する絶縁抵抗を縦軸にとり、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）の異なるサンプルＳ３〜Ｓ６毎に調査した結果を示している。
【０１１３】
なお、図７において、サンプルＳ３〜Ｓ６は、いずれもポケット隙間Ｔ０＝１．４ｍｍ、放電ギャップ寸法Ｇ＝０．８ｍｍと一定である。そして、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）＝０．６ｍｍのもの（サンプルＳ３）の結果は黒菱形プロット、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）＝１．０ｍｍのもの（サンプルＳ４）の結果は白四角プロット、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）＝１．４ｍｍのもの（サンプルＳ５）の結果は白三角プロット、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）＝１．８のもの（サンプルＳ６）の結果は白丸プロットにて示してある。
【０１１４】
この図７に示される結果からわかるように、各サンプルについて、距離Ｌが大きいほど、すなわち取付金具１０の一端部１０ａから取付金具１０内部の奥へ行くほど、絶縁抵抗が高く維持できる。
【０１１５】
また、サンプルＳ３のように、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）が１ｍｍ未満である場合は、取付金具１０内部の奥に行っても絶縁抵抗の上昇は見られない。つまり、この場合、取付金具１０内部の奥の方までカーボンが付着している。
【０１１６】
一方、サンプルＳ４〜Ｓ６のように、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）が１ｍｍ以上であるものは、取付金具１０内部の奥に行くと、絶縁抵抗が大きく上昇している。つまり、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）が１ｍｍ以上であるものは、取付金具１０内部の奥の方までカーボンが進入しにくくなっており、これが奥飛火の少ない原因と考えられる。
【０１１７】
さらに、上記距離Ｌの１ｍｍおきのところに位置する絶縁碍子２０の部分について、上記表１中のサンプルＳ２、Ｓ６およびＳ１３の絶縁抵抗を測定した。その結果を図８に示す。
【０１１８】
つまり、図８は、ポケット隙間Ｔ０を変えた場合について、距離Ｌ（単位：ｍｍ）と絶縁抵抗（単位：ＭΩ）との関係を調査した結果を示す図である。図８では、距離Ｌを横軸に、調査する絶縁抵抗を縦軸にとり、ポケット隙間Ｔ０の異なるサンプルＳ２、Ｓ６、Ｓ９毎に調査した結果を示している。
【０１１９】
なお、図８において、ポケット隙間Ｔ０＝１．６ｍｍのもの（サンプルＳ２）の結果は黒菱形プロット、ポケット隙間Ｔ０＝１．４ｍｍのもの（サンプルＳ６）の結果は白丸プロット、ポケット隙間Ｔ０＝１．２ｍｍのもの（サンプルＳ９）の結果は白三角プロットにて示してある。
【０１２０】
この図８に示される結果からわかるように、ポケット隙間Ｔ０が小さいほど、距離Ｌの小さいところすなわち取付金具１０の一端部１０ａ側から、絶縁抵抗が上昇している。特に、絶縁碍子２０のうち距離Ｌがポケット隙間Ｔ０の約３倍（３×Ｔ０）程度のところに位置する部位から絶縁抵抗が大きくなっている。
【０１２１】
つまり、絶縁碍子２０のうち距離Ｌが３×Ｔ０のところに位置する部位よりも奥の部位には、カーボンなどが付着しにくいと考えられる。
【０１２２】
そこで、絶縁碍子２０のうち取付金具１０の一端部１０ａのところに位置する部位から距離Ｌが３×Ｔ０のところに位置する部位までの範囲において、絶縁碍子２０の外面の傾斜具合を工夫することで、当該範囲における絶縁碍子２０に対して、よりカーボンが付着しにくい構成を検討することとした。
【０１２３】
この検討においては、上記表１中のサンプルＳ６をベースとした。また、絶縁碍子２０のうち距離Ｌが１．５×Ｔ０のところに位置する部位における外径をＤ１、絶縁碍子２０のうち距離Ｌが３×Ｔ０のところに位置する部位における外径をＤ２とする。
【０１２４】
ここで、図９は、これら外径Ｄ１、Ｄ２および距離Ｌが１．５×Ｔ０のところに位置する部位における絶縁碍子２０と取付金具１０との絶縁距離Ｔ１、距離Ｌが３×Ｔ０のところに位置する部位における絶縁碍子２０と取付金具１０との絶縁距離Ｔ２を示すための半断面図である。なお、図９では接地電極４０は省略してある。
【０１２５】
そして、図９に示される各外径Ｄ１、Ｄ２と上記ポケット隙間Ｔ０に対応する絶縁碍子２０の外径Ｄ０（図２参照）との差すなわちパラメータ（Ｄ１−Ｄ０）、パラメータ（Ｄ２−Ｄ０）は、それぞれ、０≦Ｌ≦１．５×Ｔ０、０≦Ｌ≦３×Ｔ０における絶縁碍子２０の外面の傾斜度合を示すパラメータである。
【０１２６】
そして、サンプルＳ６をベースとして、これら外径Ｄ１、Ｄ２を種々変えたスパークプラグを作製した。このようにして作製されたサンプルＳ６１〜Ｓ６６およびベースとなったサンプルＳ６の各寸法Ｄ１、Ｄ２、Ｔ１、Ｔ２について、以下の表２に示す。
【０１２７】
【表２】
2005243610.tif 000004
なお、上記表２中の各数値の単位は、ｍｍである。
【０１２８】
また、上述したように、サンプルＳ６は、ポケット隙間Ｔ０＝１．４ｍｍ、外径Ｄ０＝３．２ｍｍ、外径Ｄ＝５．０ｍｍ、パラメータ（Ｄ−Ｄ０）＝１．８ｍｍ、放電ギャップ寸法Ｇ＝０．８ｍｍであり、これらの寸法については、サンプルＳ６１〜Ｓ６６も同一である。
【０１２９】
また、上記表２中の各サンプルＳ６、Ｓ６１〜Ｓ６６において、上記パラメータ（Ｄ１−Ｄ０）および（Ｄ２−Ｄ０）を示しておく。
【０１３０】
サンプルＳ６：（Ｄ１−Ｄ０）＝０．４ｍｍ、（Ｄ２−Ｄ０）＝０．８ｍｍ、
サンプルＳ６１：（Ｄ１−Ｄ０）＝０．４ｍｍ、（Ｄ２−Ｄ０）＝１．３ｍｍ、
サンプルＳ６２：（Ｄ１−Ｄ０）＝０．４ｍｍ、（Ｄ２−Ｄ０）＝１．８ｍｍ、
サンプルＳ６３：（Ｄ１−Ｄ０）＝０．３ｍｍ、（Ｄ２−Ｄ０）＝０．８ｍｍ、
サンプルＳ６４：（Ｄ１−Ｄ０）＝０．８ｍｍ、（Ｄ２−Ｄ０）＝１．８ｍｍ、
サンプルＳ６５：（Ｄ１−Ｄ０）＝１．３ｍｍ、（Ｄ２−Ｄ０）＝１．３ｍｍ、
サンプルＳ６６：（Ｄ１−Ｄ０）＝１．８ｍｍ、（Ｄ２−Ｄ０）＝１．８ｍｍ。
【０１３１】
そして、これらサンプルＳ６、Ｓ６１〜Ｓ６６について、上記した試験条件と同様の条件にて、絶縁抵抗および奥飛火頻度を測定した。その結果を図１０、図１１に示す。
【０１３２】
図１０は、パラメータ（Ｄ２−Ｄ０）（単位：ｍｍ）を変えた場合について、パラメータ（Ｄ１−Ｄ０）（単位：ｍｍ）と絶縁抵抗（単位：ＭΩ）との関係を調査した結果を示す図である。
【０１３３】
図１１は、パラメータ（Ｄ２−Ｄ０）（単位：ｍｍ）を変えた場合について、パラメータ（Ｄ１−Ｄ０）（単位：ｍｍ）と奥飛火頻度（単位：％）との関係を調査した結果を示す図である。
【０１３４】
これら図１０、図１１では、パラメータ（Ｄ１−Ｄ０）を横軸に、絶縁抵抗または奥飛火頻度を縦軸にとり、パラメータ（Ｄ２−Ｄ０）が０．８ｍｍ、１．３ｍｍ、１．８ｍｍの各場合について調査した結果を示している。
【０１３５】
なお、これら図１０および図１１において、パラメータ（Ｄ２−Ｄ０）が０．８ｍｍのもの（サンプルＳ６、Ｓ６３）の結果は黒菱形プロット、パラメータ（Ｄ２−Ｄ０）が１．３ｍｍのもの（サンプルＳ６１、Ｓ６５）の結果は白四角プロット、パラメータ（Ｄ２−Ｄ０）が１．８ｍｍのもの（サンプルＳ６２、Ｓ６４、Ｓ６６）の結果は白三角プロットにて示してある。
【０１３６】
図１０に示される結果からわかるように、絶縁抵抗については、各仕様とも良好であり、従来の一般的なスパークプラグレベルの性能を確保している。しかし、図１１に示される結果からわかるように、奥飛火頻度については、あまりにも傾斜を大きくとると頻度が高くなっている。
【０１３７】
つまり、奥飛火頻度については、０≦Ｌ≦１．５×Ｔ０、０≦Ｌ≦３×Ｔ０における絶縁碍子２０の外面の傾斜度合を示すパラメータ（Ｄ１−Ｄ０）、パラメータ（Ｄ２−Ｄ０）が大きすぎると、従来の一般的なスパークプラグレベルよりも劣る。
【０１３８】
具体的には、図１１に示されるように、パラメータ（Ｄ１−Ｄ０）は０．８ｍｍ以下であり、パラメータ（Ｄ２−Ｄ０）は１．８ｍｍ以下であることが望ましく、この範囲を満足するならば、絶縁抵抗の確保および奥飛火頻度の抑制が十分になされる。
【０１３９】
またＤ２がＤよりも大きいと、絶縁碍子２０を取付金具１０に取付けられない点から、Ｄ２≦Ｄが必要である。これとパラメータ（Ｄ−Ｄ０）がＤ−Ｄ０［ｍｍ］≧１の関係よりパラメータ（Ｄ２−Ｄ０）は１ｍｍ以上であることが望ましい。
【０１４０】
このことは、絶縁碍子２０の外面の傾斜が大きいと、上記絶縁距離Ｔ１、Ｔ２が小さくなり、その結果、中心電極３０と取付金具１０との間で絶縁碍子２０を介して放電が発生するためと考えられる。
【０１４１】
そして、本実施形態では、これら図１０、図１１に示されるような実験検討結果より、上記したＤ−Ｄ０［ｍｍ］≧１、Ｔ０［ｍｍ］≧１．２、Ｇ［ｍｍ］≦０．９、好ましくはＤ−Ｄ０［ｍｍ］≧１．５、という寸法関係に加えて、さらに、Ｄ１−Ｄ０［ｍｍ］≦０．８、Ｄ２−Ｄ０［ｍｍ］≦１．８、という寸法関係になっていることが好ましい。
【０１４２】
たとえば、上記表２に示されるサンプルＳ６、Ｓ６１〜Ｓ６６において、この寸法関係を満たすものは、サンプルＳ６、Ｓ６１、Ｓ６２、Ｓ６３、Ｓ６４であるが、これらのサンプルによれば、絶縁抵抗および奥飛火の発生頻度を従来サイズのスパークプラグと同等かそれ以上に優れたレベルにすることを、より確実に行うことができる。
【０１４３】
［取付金具の好ましい形態についての検討］
また、本発明者らは、取付金具１０の構成について絶縁抵抗や奥飛火頻度への影響を調査した。
【０１４４】
この検討に用いたサンプルＳ６７は、上記表１中のサンプルＳ６をベースとしたものであり、その半断面構成を図１２に示す。なお、この図１２では、接地電極４０は省略してある。
【０１４５】
この図１２に示されるものでは、取付金具１０の内径が、取付金具１０の一端部１０ａから絶縁碍子２０の屈曲点２５に向かうにつれて小さくなっている。つまり、取付金具１０の内面は、取付金具１０の内部から取付金具１０の一端部１０ａへ向かうにつれて広がった傾斜面となっている。
【０１４６】
また、この図１２に示されるサンプルＳ６７では、０≦Ｌ≦３×Ｔ０における絶縁碍子２０の外面の傾斜度合はほぼ０である。このサンプルＳ６７における上記外径Ｄ１、上記外径Ｄ２、上記絶縁距離Ｔ１、上記絶縁距離Ｔ２を、以下の表３に示す。
【０１４７】
【表３】
2005243610.tif 000005
なお、上記表３中の各数値の単位は、ｍｍである。
【０１４８】
つまり、このサンプルＳ６７は、０≦Ｌ≦３×Ｔ０における絶縁碍子２０の外面の傾斜度合は０であるが、上記表２に示されるサンプルＳ６１と比べて上記絶縁距離Ｔ１およびＴ２がサンプルＳ６１と同一となるように、取付金具１０の内面を取付金具１０の一端部１０ａ側へ広がる傾斜面としたものである。
【０１４９】
そして、このサンプルＳ６７について、上記した試験条件と同様の条件にて、絶縁抵抗および奥飛火頻度を測定した。その結果を、上記サンプルＳ６１と比較したものとして図１３、図１４に示す。
【０１５０】
図１３は、サンプルＳ６１とＳ６７とについて、絶縁抵抗（単位：ＭΩ）を調査した結果を示す図であり、図１４は、サンプルＳ６１とＳ６７とについて、奥飛火頻度（単位：％）を調査した結果を示す図である。なお、これら図１３および図１４において、サンプルＳ６１の結果は黒菱形プロットにて示し、サンプルＳ６７の結果は白丸プロットにて示してある。
【０１５１】
図１３、図１４に示される結果からわかるように、絶縁抵抗およびに奥飛火頻度について、サンプルＳ６７は、従来の一般的なスパークプラグレベルよりは優れているもののサンプルＳ６１よりは劣っている。
【０１５２】
つまり、図１２に示されるスパークプラグでは、取付金具１０の内面を取付金具１０の一端部１０ａ側へ広がる傾斜面とすることにより、絶縁抵抗およびに奥飛火頻度ともに優れた上記表２に示されるサンプルＳ６１と比べて上記絶縁距離Ｔ１およびＴ２がサンプルＳ６１と同一となるようにしてはいるものの、その効果は大きく低下してしまっている。
【０１５３】
このことから、本実施形態において、図１２に示されるように、取付金具１０の内面を取付金具１０の一端部１０ａ側へ広がる傾斜面とすることは、あまり意味がないと考えられる。
【０１５４】
これは、図１２において、取付金具１０の一端部１０ａから進入してくるカーボンなどが、取付金具１０の傾斜面に当たって絶縁碍子２０側へ跳ね返り、絶縁碍子２０の外面に付着しやすくなってしまうためであると考えられる。
【０１５５】
そこで、本実施形態では、取付金具１０の好ましい形態として、上記スパークプラグ１００において、取付金具１０の一端部１０ａから距離Ｌが３×Ｔ０までの間において、取付金具１０の内径が、一定であることが望ましい。
【０１５６】
または、取付金具１０の好ましい形態として、上記スパークプラグ１００において、取付金具１０の一端部１０ａから距離Ｌが３×Ｔ０までの間において、取付金具１０の内径が、取付金具１０の一端部１０ａから絶縁碍子２０の屈曲点２５に向かうにつれて大きくなっていることが望ましい。
【０１５７】
これらの取付金具２０の好ましい形態によれば、上記図１２に示されるサンプルＳ６７のように、進入してくるカーボンなどが取付金具１０の傾斜面に当たって絶縁碍子２０側へ跳ね返るという問題を回避することができ、好ましい構成となっている。
【０１５８】
［効果等］
以上述べてきたように、本実施形態のスパークプラグ１００は、外周にＭ１０以下の取付用ネジ部１１が設けられた筒状の取付金具１０と、一端部２０ａが取付金具１０の一端部１０ａから突出するように取付金具１０内に固定された絶縁碍子２０と、一端部３０ａが絶縁碍子２０の一端部２０ａから突出するように絶縁碍子２０の軸孔２１内に固定された中心電極３０と、取付金具１０に固定されて中心電極３０の一端部３０ａとの間に火花放電ギャップ５０を介して対向する接地電極４０とを備え、取付金具１０内にて絶縁碍子２０の外面に設けられた段差と取付金具１０とが、パッキン６２を介して係合されている基本構成を有し、さらに、次のような特徴点を有するものである。
【０１５９】
・絶縁碍子２０のうち取付金具１０と係合する段差における凹状に屈曲した部位であるテーパ面と脚部２４の延長交差点を、絶縁碍子２０の屈曲点２５としたとき、絶縁碍子２０のうち取付金具１０の一端部１０ａに対向して位置する部位から屈曲点２５に行くにつれて、絶縁碍子２０の外径は大きくなっていること。
【０１６０】
・絶縁碍子２０のうち取付金具１０の一端部１０ａのところに位置する部位の外径をＤ０、屈曲点２５における外径をＤとし、取付金具１０の一端部１０ａにおける絶縁碍子２０と取付金具１０との絶縁距離をポケット隙間Ｔ０とし、火花放電ギャップ５０の大きさを放電ギャップ寸法Ｇとしたとき、Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１、Ｔ０［ｍｍ］≧１．２、Ｇ［ｍｍ］≦０．９、となっていること。
【０１６１】
これらの点を特徴とする本実施形態のスパークプラグによれば、上述したように、中心電極３０と取付金具１０との間の絶縁抵抗および奥飛火の発生頻度を、従来サイズのスパークプラグと同等かそれ以上に優れたレベルにすることができる。
【０１６２】
したがって、本実施形態によれば、Ｍ１０以下の取付用ネジ部１１を有する細径化されたスパークプラグにおいて、中心電極３０と取付金具１０との間の絶縁抵抗を維持するとともに、奥飛火を抑制することができる。
【０１６３】
ここで、上述したように、Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１．５とすれば、より高レベルに奥飛火を抑制することができ、好ましい。
【０１６４】
また、本実施形態では、上述したように、絶縁碍子２０の好ましい形態として、スパークプラグ１００において、取付金具１０の一端部１０ａを起点として取付金具１０の他端部１０ｂに向かって取付金具１０の軸方向に延びる距離をＬとし、絶縁碍子２０のうち距離Ｌが１．５×Ｔ０のところに位置する部位における外径をＤ１、絶縁碍子２０のうち距離Ｌが３×Ｔ０のところに位置する部位における外径をＤ２としたとき、Ｄ１−Ｄ０［ｍｍ］≦０．８、１≦Ｄ２−Ｄ０［ｍｍ］≦１．８、としている。
【０１６５】
それによれば、取付金具１０の一端部１０ａからのカーボンなどの進入をより抑制し、より確実に奥飛火を抑制することができる。
【０１６６】
取付用ネジ部１１がＭ１２の場合においては、Ｍ１０以下の場合と同様の検討により、Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１．４、Ｔ０［ｍｍ］≧１．６、Ｇ［ｍｍ］≦１．１、が導かれる。なお、Ｄ−Ｄ０［ｍｍ］≧１．６であればさらに好ましい。
【０１６７】
また、本実施形態では、中心電極３０の一端部３０ａには火花放電部材としての貴金属チップ３５が接合されており、この中心電極３０の貴金属チップ３５の断面積は０．０７ｍｍ２以上０．４０ｍｍ２以下であることが好ましいとしている。
【０１６８】
たとえば放電ギャップ寸法Ｇが狭いものであるような場合に、中心電極３０の火花放電部に細い貴金属チップ３５を設ければ、着火スペースを十分に確保することができ、着火性向上のために好ましい。また、当該貴金属チップ３５が細すぎると、消耗しやすいので、ある程度の太さは必要である。
【０１６９】
そのような観点から、本実施形態の好ましい形態では、中心電極３０の貴金属チップ３５の断面積を上述のように規定している。
【０１７０】
ここで、本実施形態では、中心電極３０の貴金属チップ３５は、５０重量％以上のＩｒに少なくとも１種の添加物を含有したものであって融点が２０００℃以上のものからなることが好ましいとしている。
【０１７１】
さらに、中心電極３０の貴金属チップ３５に含有される添加物は、Ｐｔ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅ、Ａｌ、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ、Ｙ２Ｏ３の中から選択される少なくとも１種からなるものが好ましいとしている。
【０１７２】
中心電極３０の貴金属チップ３５およびこの貴金属チップ３５に含有される添加物を、このようなものにすることにより、中心電極３０の貴金属チップ３５の寿命を十分に確保することができるためである。
【０１７３】
また、本実施形態では、接地電極４０の側面４１には、火花放電部材としての貴金属チップ４５が接合されており、この接地電極４０の貴金属チップ４５の断面積は０．１２ｍｍ２以上０．８０ｍｍ２以下であり、その接地電極４０の側面４１からの突出量は０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましいとしている。
【０１７４】
ここでも、上述した中心電極３０の貴金属チップ３５を設けた場合と同様の理由から、接地電極４０の火花放電部にも細い貴金属チップ４５を設けることが好ましい。火花放電ギャップ５０の大きさＧを０．６ｍｍまで小さくすることが可能となる。
【０１７５】
そして、この場合にも、接地電極４０の火花放電部において着火スペースを確保すること、および、接地電極４０の貴金属チップ４５の消耗性を向上させることの両立を考慮すると、接地電極４０の貴金属チップ４５の断面積や突出量をこのような構成とすることが好ましい。
【０１７６】
ここで、本実施形態では、接地電極４０の貴金属チップ４５は、５０重量％以上のＰｔに少なくとも１種の添加物を含有したものであって融点が１５００℃以上のものからなることが好ましいとしている。
【０１７７】
さらに、接地電極４０の貴金属チップ４５に含有される添加物は、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選択される少なくとも１種からなるものが好ましいとしている。
【０１７８】
接地電極４０の貴金属チップ４５およびこの貴金属チップ４５に含有される添加物を、このようなものにすることにより、接地電極４０の貴金属チップ４５の寿命を十分に確保することができるためである。
【０１７９】
ところで、飛火位置や燃焼が正規の火花放電ギャップ５０で起こることもカーボンの進入に重要である。取付金具１０の一端部１０ａにおけるポケット隙間Ｔ０やそれよりも取付金具１０内部の奥にて飛火が発生すると、そこで燃焼が起こりカーボンが発生することから、カーボンの堆積を誘発してしまう。
【０１８０】
このような観点から、本実施形態では、好ましい形態として、上記したような各貴金属チップ３５、４５を設置することで、適切に火花放電ギャップ５０で飛火・燃焼を起こさせるようにし、なおかつ長寿命を確保できるようにしたことにより、その対策をとっているのである。
【０１８１】
（他の実施形態）
また、火花放電ギャップ５０を介して対向する中心電極３０および接地電極４０の部位には、上述したような貴金属チップ３５、４５が設けられていなくてもよい。つまり、中心電極３０の一端部３０ａと接地電極４０の側面４１とがそれぞれ火花放電を部分として構成されていてもよい。
【０１８２】
また、本発明は、スパークプラグにおいて、上述した寸法関係を設定したことを要部とするものであり、その他の細部については、適宜設計変更してよいことは、もちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】本発明の実施形態に係るスパークプラグの全体構成を示す半断面図である。
【図２】上記図１に示されるスパークプラグにおける発火部近傍の拡大構成を示す半断面図である。
【図３】取付用ネジ部の径がＭ１０の場合において、ポケット隙間Ｔ０を変えたものについてパラメータ（Ｄ−Ｄ０）と絶縁抵抗との関係を調査した結果を示す図である。
【図４】取付用ネジ部の径がＭ１０の場合において、ポケット隙間Ｔ０を変えたものについてパラメータ（Ｄ−Ｄ０）と奥飛火頻度との関係を調査した結果を示す図である。
【図５】取付用ネジ部の径がＭ１２の場合において、ポケット隙間Ｔ０を変えたものについてパラメータ（Ｄ−Ｄ０）と絶縁抵抗との関係を調査した結果を示す図である。
【図６】取付用ネジ部の径がＭ１２の場合において、ポケット隙間Ｔ０を変えたものについてパラメータ（Ｄ−Ｄ０）と奥飛火頻度との関係を調査した結果を示す図である。
【図７】パラメータ（Ｄ−Ｄ０）を変えた場合について、距離Ｌと絶縁抵抗との関係を調査した結果を示す図である。
【図８】ポケット隙間Ｔ０を変えた場合について、距離Ｌと絶縁抵抗との関係を調査した結果を示す図である。
【図９】外径Ｄ１、Ｄ２および隙間Ｔ１、Ｔ２を示すための半断面図である。
【図１０】パラメータ（Ｄ２−Ｄ０）を変えた場合についてパラメータ（Ｄ１−Ｄ０）と絶縁抵抗との関係を調査した結果を示す図である。
【図１１】パラメータ（Ｄ２−Ｄ０）を変えた場合についてパラメータ（Ｄ１−Ｄ０）と奥飛火頻度との関係を調査した結果を示す図である。
【図１２】取付金具の内面を取付金具の一端部側へ広がる傾斜面としたスパークプラグの半断面図である。
【図１３】上記図１２に示すスパークプラグについて絶縁抵抗を調査した結果を示す図である。
【図１４】上記図１２に示すスパークプラグについて奥飛火頻度を調査した結果を示す図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１０…取付金具、１０ａ…取付金具の一端部、１０ｂ…取付金具の他端部、
２０…絶縁碍子、２０ａ…絶縁碍子の一端部、２０ｂ…絶縁碍子の他端部、
２１…絶縁碍子の軸孔、２２…絶縁碍子の胴部、２３…絶縁碍子の中段部、
２４…絶縁碍子の脚部、２５…絶縁碍子の屈曲点、３０…中心電極、
３０ａ…中心電極の一端部、３５…中心電極の貴金属チップ、４０…接地電極、
４５…接地電極の貴金属チップ、５０…火花放電ギャップ、６２…パッキン。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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