(57)【要約】【課題】  より長期間にわたって、横飛火の抑制と耐電圧の確保とを両立することのできるスパークプラグを提供する。【解決手段】  Ｍ１４からＭ１２の取付け用ネジ部１２が設けられた取付金具１０を備えるスパークプラグにおいて、取付金具１０の先端部１１に対向する絶縁碍子２０の肉厚Ｔが０．７ｍｍ以上、取付金具１０の先端部１１と絶縁碍子２０との絶縁距離Ｌが１．５ｍｍ以上、火花放電ギャップ５０と絶縁距離Ｌとの比Ｌ／Ｇが１．２５以上であり、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面の面積Ｓが０．１２ｍｍ2以上０．３８ｍｍ2以下であり、その突出長さＡが０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑが０．１２ｍｍ2以上０．６５ｍｍ2以下であり、その突出長さＢが０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周にＭ１４からＭ１２の取付け用ネジ部（１２）が設けられた取付金具（１０）と、
先端部（２１）が前記取付金具（１０）の先端部（１１）から突出するように前記取付金具（１０）に固定された絶縁碍子（２０）と、
先端部（３１）が前記絶縁碍子（２０）の先端部（２１）から突出するように前記絶縁碍子（２０）の軸孔（２２）内に固定された中心電極（３０）と、
前記取付金具（１０）の先端部（１１）に固定されて前記中心電極（３０）の先端部（３１）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）の先端部（１１）に対向して位置する部位の肉厚Ｔが０．７ｍｍ以上であり、
前記取付金具（１０）の先端部（１１）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Ｌが１．５ｍｍ以上であり、
前記火花放電ギャップ（５０）の大きさＧに対する前記絶縁距離Ｌの比Ｌ／Ｇが１．２５以上であり、
前記中心電極（３０）の先端部（３１）には、貴金属チップ（３５）が突出して設けられており、
この中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の先端面の面積Ｓが０．１２ｍｍ2以上０．３８ｍｍ2以下であり、
前記中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の突出長さＡが０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、
前記接地電極（４０）の火花放電部には、貴金属チップ（４５）が突出して設けられており、
この接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の先端面の面積Ｑが０．１２ｍｍ2以上０．６５ｍｍ2以下であり、
前記接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の突出長さＢが０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】
外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部（１２）が設けられた取付金具（１０）と、
先端部（）が前記取付金具（１０）の先端部（１１）から突出するように前記取付金具（１０）に固定された絶縁碍子（２０）と、
先端部（３１）が前記絶縁碍子（２０）の先端部（２１）から突出するように前記絶縁碍子（２０）の軸孔（２２）内に固定された中心電極（３０）と、
前記取付金具（１０）の先端部（１１）に固定されて前記中心電極（３０）の先端部（３１）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）の先端部（１１）に対向して位置する部位の肉厚Ｔが０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であり、
前記取付金具（１０）の先端部（１１）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Ｌが１．２ｍｍ以上１．６ｍｍ以下であり、
前記火花放電ギャップ（５０）の大きさＧが０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、
前記中心電極（３０）の先端部（３１）には、貴金属チップ（３５）が突出して設けられており、
この中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の先端面の面積Ｓが０．１２ｍｍ2以上０．３８ｍｍ2以下であり、
前記中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の突出長さＡが０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であり、
前記接地電極（４０）の火花放電部には、貴金属チップ（４５）が突出して設けられており、
この接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の先端面の面積Ｑが０．１２ｍｍ2以上０．６５ｍｍ2以下であり、
前記接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の突出長さＢが０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項３】
前記絶縁碍子（２０）の先端部（２１）とこれに対向する前記中心電極（３０）との隙間Ｌ１の大きさが、０．１ｍｍよりも大きく０．３ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２に記載のスパークプラグ。
【請求項４】
前記絶縁碍子（２０）の前記取付金具（１０）の先端部（１１）からの突出量をＨとし、
前記絶縁碍子（２０）のうち前記取付金具（１０）の先端部（１１）に対向して位置する部位の外径をＤとしたとき、
前記突出量Ｈは１ｍｍよりも大きく、
前記取付金具（１０）の先端部（１１）から前記絶縁碍子（２０）の突出方向へ向かって（Ｈ−１）ｍｍの範囲内に位置する前記絶縁碍子（２０）の外周面には、外径が前記外径Ｄよりも小さくなるように屈曲した屈曲部（２３）が形成されており、
前記絶縁碍子（２０）の突出方向に沿った前記取付金具（１０）の先端部（１１）から前記屈曲部（２３）までの寸法をＨ１とし、
前記屈曲部（２３）の外径をＤ１としたとき、
（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１＜２の関係となっていることを特徴とする請求項２または３に記載のスパークプラグ。
【請求項５】
（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１≦１．５の関係となっていることを特徴とする請求項４に記載のスパークプラグ。
【請求項６】
前記絶縁碍子（２０）の前記取付金具（１０）の先端部（１１）からの突出量をＨとし、
前記絶縁碍子（２０）のうち前記取付金具（１０）の先端部（１１）に対向して位置する部位の内径をＤ’としたとき、
前記突出量Ｈは１ｍｍよりも大きく、
前記取付金具（１０）の先端部（１１）から前記絶縁碍子（２０）の突出方向へ向かって（Ｈ−１）ｍｍの範囲内に位置する前記絶縁碍子（２０）の内周面には、内径が前記内径Ｄ’よりも小さくなるように屈曲した屈曲部（２３’）が形成されており、
前記絶縁碍子（２０）の突出方向に沿った前記取付金具（１０）の先端部（１１）から前記屈曲部（２３’）までの寸法をＨ１とし、
前記屈曲部（２３’）の内径をＤ１’としたとき、
（Ｄ’−Ｄ１’）／Ｈ１＜２の関係となっていることを特徴とする請求項２または３に記載のスパークプラグ。
【請求項７】
（Ｄ’−Ｄ１’）／Ｈ１≦１．５の関係となっていることを特徴とする請求項６に記載のスパークプラグ。
【請求項８】
前記接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の先端面の面積Ｑが０．１２ｍｍ2以上０．３５ｍｍ2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、前記中心電極（３０）の先端部（３１）にレーザ溶接により接合されたものであり、
前記中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の突出長さＡは、当該貴金属チップ（３５）の先端から前記中心電極（３０）との溶融部（３４）までを含む長さであることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１つ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）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且つ融点が２０００℃以上のものからなることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１つに記載のスパークプラグ。
【請求項１１】
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１０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且つ融点が１５００℃以上のものからなることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれか１つ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、スパークプラグに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、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取付金具と、先端部が取付金具の先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、先端部が絶縁碍子の先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、取付金具の先端部に固定されて中心電極の先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、エンジンの高出力化や燃費の向上の目的から、圧縮比の増大が図られている。このような圧縮比の増大は、スパークプラグに対して放電電圧（要求電圧）の上昇を引き起こす。
【０００４】
また、エンジン高出力化を図るため、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。
【０００５】
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り、スパークプラグの細径化が要求されてきている。
【０００６】
放電電圧の上昇は、火花放電ギャップにて放電しにくくなることを示しており、正規の火花放電ギャップにおける放電の代わりに、火花が中心電極から絶縁碍子の表面を這って取付金具に飛火する現象、いわゆる横飛火を引き起こす。
【０００７】
つまり、この横飛火は取付金具の先端部における絶縁碍子と取付金具との隙間を火花が飛ぶものであり、この横飛火は着火不良を招くことから、横飛火が発生するとエンジンの性能を十分に引き出すことが困難になる。
【０００８】
また、横飛火は、放電電圧が上昇する場合のほかに、取付金具の先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が狭くなる細径のスパークプラグほど起こりやすい。
【０００９】
ここで、上記絶縁距離すなわちポケット隙間を広げようとすると、絶縁碍子が薄肉化してしまい、耐電圧不足による絶縁破壊発生が問題となる。つまり、横飛火の抑制と耐電圧の確保とはトレードオフの関係にある。
【００１０】
これら横飛火の抑制、および、小型化に伴う耐電圧の確保を行うものとしては、絶縁碍子の肉厚や上記したポケット隙間を適切な寸法に規定することによって、横飛火抑制と絶縁破壊等の不具合解消を図るようにしたスパークプラグが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−２４３５３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、近年は、上記したようなエンジンの高性能化だけでなく、長寿命化も必要とされている。たとえば、従来では、実車走行距離で１０万ｋｍ程度まで寿命を確保するようにしていたが、２０万ｋｍ以上を確保することが必要となってきている。
【００１２】
そういった事情のもと、本発明者らは、上記特許文献１に記載のスパークプラグについて検討したところ、このものでは、長寿命化を考慮して、より長期間、横飛火を確実に防止するためには、不十分であることがわかった。
【００１３】
走行距離２０万ｋｍ以上の長寿命化を狙おうとすると、スパークプラグの使用に伴う電極の消耗は、従来よりも大きくなり、それに伴って、火花放電ギャップも大幅に拡大していく。そして、火花放電ギャップが拡大すると、放電電圧も上昇するため、横飛火が発生しやすくなる。
【００１４】
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであり、より長期間にわたって、横飛火の抑制と耐電圧の確保とを両立することのできるスパークプラグを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述したように、ポケット隙間や絶縁碍子の肉厚などの寸法関係だけでは横飛火の抑制や耐電圧の確保は達成されない。そこで、本発明者らは、これらの寸法関係に加えて、いかに放電電圧を抑え、横飛火を抑制するかという点に着目した。
【００１６】
従来より、放電電圧を低減する手法においては、放電の起点となる中心電極側の電界をいかに強めるかがポイントであった。通常は、中心電極を細径化するなどにより、強電界化を行う手法を採っていた。
【００１７】
また、火花放電ギャップを広げると電界は弱まり、放電電圧が上昇する。そのため、狭い火花放電ギャップとすることにより、放電電圧を低減することが考えられる。
【００１８】
しかしながら、上述したように、長期間の使用に伴う電極の消耗によって、火花放電ギャップが拡大し、放電電圧が上昇する。このことから、長寿命化に適した放電電圧の低減方法としては、火花放電ギャップの増加に対して放電電圧の上昇を極力抑制することがポイントとなる。
【００１９】
このように、火花放電ギャップの増加に対して放電電圧の上昇を極力抑制することによって、横飛火の発生も抑制することができると考えられる。
【００２０】
そこで、本発明者らは、独自の着眼点として、中心電極側だけでなく、接地電極側においても強電界化を図ることを考えた。
【００２１】
従来では、通常、火花は中心電極を起点として接地電極へ向かって飛ぶため、接地電極側を強電界化しても効果がないと考えられていた。
【００２２】
しかし、接地電極を細径化し、この細径化した部分を突出させることによって、接地電極側の強電界化を図った構成について実験検討を行ったところ、当該構成によって、火花放電ギャップの広がりに対する電界の弱まりかたが小さくなることが見出された（図３参照）。
【００２３】
つまり、接地電極側に強電界化した構成を設けることが、火花放電ギャップの拡大に伴う放電電圧の上昇を抑制する効果があることを見出した。
【００２４】
このように、接地電極側を強電界化した構成、すなわち接地電極を細径且つ突出化させた構成としたスパークプラグにおいて、発火部における各部寸法について実験的に調査検討を行った。本発明は、その結果、実験的に見出されたものである。
【００２５】
まず、請求項１に記載の発明は、このような調査検討を、外周にＭ１４からＭ１２の取付け用ネジ部が設けられた取付金具を備えたスパークプラグに対して行った結果に基づいて、実験的に見出されたものである。
【００２６】
すなわち、請求項１に記載の発明では、外周にＭ１４からＭ１２の取付け用ネジ部（１２）が設けられた取付金具（１０）と、先端部（２１）が取付金具（１０）の先端部（１１）から突出するように取付金具（１０）に固定された絶縁碍子（２０）と、先端部（３１）が絶縁碍子（２０）の先端部（２１）から突出するように絶縁碍子（２０）の軸孔（２２）内に固定された中心電極（３０）と、取付金具（１０）の先端部（１１）に固定されて中心電極（３０）の先端部（３１）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。
【００２７】
・絶縁碍子（２０）のうち取付金具（１０）の先端部（１１）に対向して位置する部位の肉厚Ｔが０．７ｍｍ以上であること。
【００２８】
・取付金具（１０）の先端部（１１）における絶縁碍子（２０）と取付金具（１０）との絶縁距離Ｌが１．５ｍｍ以上であること。
【００２９】
・火花放電ギャップ（５０）の大きさＧに対する絶縁距離Ｌの比Ｌ／Ｇが１．２５以上であること。
【００３０】
中心電極（３０）の先端部（３１）には、貴金属チップ（３５）が突出して設けられており、この中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の先端面の面積Ｓが０．１２ｍｍ2以上０．３８ｍｍ2以下であり、中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の突出長さＡが０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であること。
【００３１】
・接地電極（４０）の火花放電部には、貴金属チップ（４５）が突出して設けられており、この接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の先端面の面積Ｑが０．１２ｍｍ2以上０．６５ｍｍ2以下であり、接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の突出長さＢが０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であること。本発明は、これらの点を特徴としている。
【００３２】
まず、本発明では、絶縁碍子（２０）のうち取付金具（１０）の先端部（１１）に対向して位置する部位の肉厚Ｔを、０．７ｍｍ以上とすることにより、絶縁碍子（２０）の絶縁性すなわち耐電圧を十分に確保することができる（図６参照）。
【００３３】
また、取付金具（１０）の先端部（１１）における絶縁碍子（２０）と取付金具（１０）との絶縁距離Ｌを１．５ｍｍ以上とし、火花放電ギャップ（５０）の大きさＧに対する絶縁距離Ｌの比Ｌ／Ｇを１．２５以上とすることにより、横飛火を適切に抑制することができる（図５参照）。
【００３４】
また、中心電極（３０）の先端部（３１）に突出して設けられた貴金属チップ（３５）について、その先端面の面積Ｓを０．１２ｍｍ2以上０．３８ｍｍ2以下とし、その突出長さＡを０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすることにより、中心電極（３０）側の強電界化を適切に図ることができる。
【００３５】
さらに、接地電極（４０）の火花放電部に、貴金属チップ（４５）を突出して設け、この接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）について、その先端面の面積Ｑを０．１２ｍｍ2以上０．６５ｍｍ2以下とし、その突出長さＢを０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下とすることにより、接地電極（４０）側の強電界化を適切に図ることができる（図４参照）。
【００３６】
このように、本発明によれば、中心電極（３０）側および接地電極（４０）側の両方で、強電界化を図ることにより、従来に比べて、火花放電ギャップの拡大に伴う放電電圧の上昇を抑制する効果が大きくなる（図３参照）。
【００３７】
そして、本発明では、このような放電電圧上昇の抑制効果を備えつつ、耐電圧確保のための絶縁碍子（２０）における上記肉厚Ｔの規定、横飛火抑制のための上記絶縁距離Ｌおよび比Ｌ／Ｇの規定が適切になされている。
【００３８】
したがって、本発明によれば、より長期間にわたって、横飛火の抑制と耐電圧の確保とを両立することのできるスパークプラグを提供することができる。
【００３９】
この請求項１に記載の発明は、外周にＭ１４からＭ１２の取付け用ネジ部が設けられた取付金具を備えたスパークプラグに係るものであるが、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部が設けられた取付金具を備えたスパークプラグでは、より細径化が図られているため、物理的制約から、請求項１に記載のスパークプラグほどには、絶縁碍子（２０）における上記肉厚Ｔや上記絶縁距離Ｌを大きく採ることはできない。
【００４０】
そこで、さらに、上述した接地電極側を強電界化した構成としたスパークプラグの発火部における各部寸法についての調査検討を、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部が設けられた取付金具を備えたスパークプラグに対して行った。請求項２に記載の発明は、この検討結果に基づいて、実験的に見出されたものである。
【００４１】
請求項２に記載の発明では、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部（１２）が設けられた取付金具（１０）と、先端部（）が取付金具（１０）の先端部（１１）から突出するように取付金具（１０）に固定された絶縁碍子（２０）と、先端部（３１）が絶縁碍子（２０）の先端部（２１）から突出するように絶縁碍子（２０）の軸孔（２２）内に固定された中心電極（３０）と、取付金具（１０）の先端部（１１）に固定されて中心電極（３０）の先端部（３１）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）とを備えるスパークプラグにおいて、次のような特徴点を有したものである。
【００４２】
・絶縁碍子（２０）のうち取付金具（１０）の先端部（１１）に対向して位置する部位の肉厚Ｔが０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であること。
【００４３】
取付金具（１０）の先端部（１１）における絶縁碍子（２０）と取付金具（１０）との絶縁距離Ｌが１．２ｍｍ以上１．６ｍｍ以下であること。
【００４４】
・火花放電ギャップ（５０）の大きさＧが０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であること。
【００４５】
中心電極（３０）の先端部（３１）には、貴金属チップ（３５）が突出して設けられており、この中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の先端面の面積Ｓが０．１２ｍｍ2以上０．３８ｍｍ2以下であり、中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の突出長さＡが０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であること。
【００４６】
・接地電極（４０）の火花放電部には、貴金属チップ（４５）が突出して設けられており、この接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の先端面の面積Ｑが０．１２ｍｍ2以上０．６５ｍｍ2以下であり、接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）の突出長さＢが０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であること。本発明は、これらの点を特徴としている。
【００４７】
まず、本発明では、絶縁碍子（２０）のうち取付金具（１０）の先端部（１１）に対向して位置する部位の肉厚Ｔを、０．５ｍｍ以上とすることにより、絶縁碍子（２０）の絶縁性すなわち耐電圧を十分に確保することができる（図８参照）。
【００４８】
また、取付金具（１０）の先端部（１１）における絶縁碍子（２０）と取付金具（１０）との絶縁距離Ｌを１．２ｍｍ以上とすることにより、横飛火を適切に抑制することができる（図７参照）。
【００４９】
また、一般に、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部が設けられた取付金具を備えたスパークプラグにおいては、電極サイズやその設置スペース等の物理的制約から、絶縁碍子（２０）における上記肉厚Ｔは０．８ｍｍが上限であり、上記絶縁距離Ｌは１．６ｍｍが上限である。
【００５０】
また、火花放電ギャップ（５０）の大きさＧについては、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部が設けられた取付金具を備えたスパークプラグにおいては、通常その上限が１．０ｍｍである。また、当該大きさＧが０．４ｍｍ未満であると、着火スペースが小さく燃焼が不十分となって失火しやすくなる。
【００５１】
これらのことから、火花放電ギャップ（５０）の大きさＧについては、０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲としている。
【００５２】
また、本発明において、中心電極（３０）側および接地電極（４０）側の強電界化の構成については、上記請求項１に記載のスパークプラグと同様である。
【００５３】
すなわち、上記請求項１の発明と同様、中心電極（３０）の先端部（３１）に突出して設けられた貴金属チップ（３５）について、その先端面の面積を０．１２ｍｍ2以上０．３８ｍｍ2以下とし、その突出長さＡを０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすることにより、中心電極（３０）側の強電界化を適切に図ることができる。
【００５４】
さらに、上記請求項１の発明と同様、接地電極（４０）の火花放電部に、貴金属チップ（４５）を突出して設け、この接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）について、その先端面の面積Ｑを０．１２ｍｍ2以上０．６５ｍｍ2以下とし、その突出長さＢを０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下とすることにより、接地電極（４０）側の強電界化を適切に図ることができる（図４参照）。
【００５５】
このように、本発明によっても、中心電極（３０）側および接地電極（４０）側の両方で、強電界化を図ることにより、従来に比べて、火花放電ギャップの拡大に伴う放電電圧の上昇を抑制する効果が大きくなる（図３参照）。
【００５６】
そして、本発明でにおいても、このような放電電圧上昇の抑制効果を備えつつ、耐電圧確保のための絶縁碍子（２０）における上記肉厚Ｔの規定、横飛火抑制のための絶縁距離Ｌの規定が適切になされている。
【００５７】
したがって、本発明によれば、より長期間にわたって、横飛火の抑制と耐電圧の確保とを両立することのできるスパークプラグを提供することができる。
【００５８】
また、請求項３に記載の発明では、請求項２に記載のスパークプラグにおいて、絶縁碍子（２０）の先端部（２１）とこれに対向する中心電極（３０）との隙間Ｌ１の大きさが、０．１ｍｍよりも大きく０．３ｍｍ以下であることを特徴としている。
【００５９】
このように、隙間Ｌ１を、０．１ｍｍ＜Ｌ１≦０．３ｍｍとすることにより、上記請求項２に記載のスパークプラグにおいて、より高いレベルにて横飛火の抑制を行うことができる（図１０参照）。
【００６０】
また、細径化されたスパークプラグ、特に、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部が設けられた取付金具を備えたスパークプラグのような細径化が進んだスパークプラグにおいては、絶縁碍子が細いため、その熱的な強度も懸念される。
【００６１】
そこで、さらに、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部が設けられた取付金具を備えたスパークプラグにおいて、絶縁碍子（２０）の熱的強度について実験検討を進めた。その結果、得られたものが請求項４〜請求項７に記載の発明である。
【００６２】
すなわち、請求項４に記載の発明では、請求項２または３に記載のスパークプラグにおいて、絶縁碍子（２０）の取付金具（１０）の先端部（１１）からの突出量をＨとし、絶縁碍子（２０）のうち取付金具（１０）の先端部（１１）に対向して位置する部位の外径をＤとしたとき、突出量Ｈは１ｍｍよりも大きく、取付金具（１０）の先端部（１１）から絶縁碍子（２０）の突出方向へ向かって（Ｈ−１）ｍｍの範囲内に位置する絶縁碍子（２０）の外周面には、外径が外径Ｄよりも小さくなるように屈曲した屈曲部（２３）が形成されており、絶縁碍子（２０）の突出方向に沿った取付金具（１０）の先端部（１１）から屈曲部（２３）までの寸法をＨ１とし、屈曲部（２３）の外径をＤ１としたとき、（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１＜２の関係となっていることを特徴としている。
【００６３】
それによれば、請求項２または請求項３に記載のスパークプラグにおいて、（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１＜２のような寸法関係とすることにより、絶縁碍子（２０）の熱的な強度を十分に確保することができる（図１２参照）。
【００６４】
ここで、好ましくは、請求項５に記載の発明のように、（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１≦１．５の関係とする。
【００６５】
また、請求項６に記載の発明では、請求項２または請求項３に記載のスパークプラグにおいて、絶縁碍子（２０）の取付金具（１０）の先端部（１１）からの突出量をＨとし、絶縁碍子（２０）のうち取付金具（１０）の先端部（１１）に対向して位置する部位の内径をＤ’としたとき、突出量Ｈは１ｍｍよりも大きく、取付金具（１０）の先端部（１１）から絶縁碍子（２０）の突出方向へ向かって（Ｈ−１）ｍｍの範囲内に位置する絶縁碍子（２０）の内周面には、内径が内径Ｄ’よりも小さくなるように屈曲した屈曲部（２３’）が形成されており、絶縁碍子（２０）の突出方向に沿った取付金具（１０）の先端部（１１）から屈曲部（２３’）までの寸法をＨ１とし、屈曲部（２３’）の内径をＤ１’としたとき、（Ｄ’−Ｄ１’）／Ｈ１＜２の関係となっていることを特徴としている。
【００６６】
それによれば、請求項２または請求項３に記載のスパークプラグにおいて、（Ｄ’−Ｄ１’）／Ｈ１＜２のような寸法関係とすることにより、絶縁碍子（２０）の熱的な強度を十分に確保することができる。
【００６７】
ここで、好ましくは、請求項７に記載の発明のように、（Ｄ’−Ｄ１’）／Ｈ１≦１．５の関係とする。
【００６８】
また、請求項８に記載の発明では、請求項１〜請求項７のいずれか１つ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）の先端面の面積Ｑが０．１２ｍｍ2以上０．３５ｍｍ2以下であることを特徴としている。
【００６９】
それによれば、上記請求項１〜請求項７に記載のスパークプラグにおいて、さらに、接地電極（４０）の貴金属チップ（４５）を細くしたものとなり、より大きな火花放電ギャップの拡大に対しても、放電電圧の上昇を抑制する効果を発揮することができる（図１４参照）。
【００７０】
つまり、本発明によれば、さらに、長期間にわたって横飛火の抑制と耐電圧の確保とを両立することのできるスパークプラグを提供することができる。
【００７１】
ここで、請求項９に記載の発明のように、請求項１〜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、中心電極（３０）の先端部（３１）にレーザ溶接により接合されたものである場合には、中心電極（３０）の貴金属チップ（３５）の突出長さＡは、当該貴金属チップ（３５）の先端から中心電極（３０）との溶融部（３４）までを含む長さとする。
【００７２】
また、請求項１０に記載の発明では、請求項１〜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）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且つ融点が２０００℃以上のものからなることを特徴としている。
【００７３】
さらに、請求項１１に記載の発明では、請求項１０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。
【００７４】
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。
【００７５】
また、請求項１２に記載の発明では、請求項１〜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且つ融点が１５００℃以上のものからなることを特徴としている。
【００７６】
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。
【００７７】
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）の火花放電部としての貴金属チップ（４５）の寿命を十分に確保することができる。
【００７８】
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】
【００７９】
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、以下の各実施形態相互において互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付して説明の簡略化を図ることにする。
【００８０】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係るスパークプラグＳ１の全体構成を示す半断面図である。
【００８１】
［スパークプラグの構成］
このスパークプラグＳ１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。
【００８２】
スパークプラグＳ１は、導電性の鉄鋼材料（例えば低炭素鋼等）等よりなる円筒形状の取付金具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１２が設けられている。
【００８３】
本実施形態においては、この取付用ネジ部１２は、ＪＩＳ（日本工業規格）でいうＭ１２以上Ｍ１４以下のものである。
【００８４】
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の先端部２１は、取付金具１０の先端部１１から突出している。
【００８５】
絶縁体２０の軸孔２２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。
【００８６】
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、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。
【００８７】
そして、図１に示されるように、中心電極３０は、その先端部３１が絶縁碍子２０の先端部２１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、その先端部３１が突出した状態で取付金具１０に収納されている。
【００８８】
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。
【００８９】
本例では、接地電極４０は角柱形状をなしており、一端側が取付金具１０の先端部１１に溶接等により固定され、中間部が略Ｌ字に曲げられて、他端側の側面４２において中心電極３０の先端部３１と火花放電ギャップ５０を介して対向している。
【００９０】
ここで、図２は、本スパークプラグＳ１における発火部近傍の拡大構成を示す半断面図である。
【００９１】
上記のように火花放電ギャップ５０を介して中心電極３０の先端部３１と接地電極４０の側面４２とが対向して配置されている。本例では、この接地電極４０における中心電極３０に対向する側面４２とこれに対向する中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面とが平行となっている。
【００９２】
ここで、中心電極３０の先端部３１には、貴金属チップ３５が当該先端部３１から突出して設けられている。ここでは、この貴金属チップ３５は、電極母材である中心電極３０にレーザ溶接にて接合されたものである。
【００９３】
本例では、この中心電極３０の貴金属チップ３５の接合形態がレーザ溶接であるため、貴金属チップ３５と中心電極３０の先端部３１との間には、これら両者が互いに溶け合った溶融部３４が形成されている。そして、この溶融部３４を介して貴金属チップ３５と中心電極３０とが接合固定されている。
【００９４】
また、接地電極４０の側面４２には、貴金属チップ４５が当該側面４２から突出して設けられている。ここでは、この貴金属チップ４５は、電極母材である接地電極４０にレーザ溶接により接合されたものである。この貴金属チップ４５は、接地電極４０における火花放電部として構成されている。
【００９５】
本例では、この接地電極４０の貴金属チップ４５の接合形態もレーザ溶接であるため、貴金属チップ４５と接地電極４０の側面４２との間には、これら両者が互いに溶け合った溶融部４４が形成されている。そして、この溶融部４４を介して貴金属チップ４５と接地電極４０とが接合固定されている。
【００９６】
なお、これら両貴金属チップ３５、４５と各電極母材３０、４０との接合形態は、レーザ溶接に限定されるものではなく、たとえば、抵抗溶接やプラズマ溶接、あるいは接着等の接合手法を用いることも可能である。
【００９７】
これら両貴金属チップ３５、４５はそれぞれ突出した形状をなすものであるが、本例では円柱状としている。もちろん、角柱状であってもかまわない。
【００９８】
そして、火花放電ギャップ５０は、両貴金属チップ３５、４５の先端面間の空隙である。この火花放電ギャップ５０の大きさＧ（図２参照）は、限定するものではないが、たとえば１ｍｍ程度にすることができる。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
また、図２に示されるように、取付金具１０内における絶縁碍子２０と取付金具１０との間には隙間が形成されており、この隙間は、取付金具１０の先端部１１側よりも取付金具１０の内部側の方が狭くなっている。
【０１０４】
図２では、取付金具１０内における絶縁碍子２０と取付金具１０との隙間は、取付金具１０の先端部１１側から当該先端部１１とは反対側の取付金具１０の内部側へ向かうにつれて狭くなっている。
【０１０５】
［各種寸法および寸法関係］
また、図２においては、次に述べるような各種寸法Ａ、Ｂ、Ｇ、Ｌ、Ｑ、Ｓ、Ｔが示されている。
【０１０６】
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。
【０１０７】
寸法Ｔは、絶縁碍子２０のうち取付金具１０の先端部１１に対向して位置する部位の肉厚Ｔであり、以下、本実施形態において、この肉厚Ｔを、単に、絶縁碍子の肉厚Ｔということにする。
【０１０８】
寸法Ｌは、取付金具１０の先端部１１における絶縁碍子２０と取付金具１０との絶縁距離Ｌであり、以下、本実施形態においては、この絶縁距離Ｌを、ポケット隙間Ｌということにする。
【０１０９】
寸法Ｓは、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面の面積Ｓであり、寸法Ａは、中心電極３０の貴金属チップ３５の突出長さＡである。
【０１１０】
ここで、本例では、中心電極３０の貴金属チップ３５は、中心電極３０の先端部３１にレーザ溶接により接合されたものであり、この場合、中心電極３０の貴金属チップ３５の突出長さＡは、図２に示されるように、当該貴金属チップ３５の先端から中心電極３０との溶融部３４までを含む長さである。なお、溶融部３４が実質的に存在しない場合は、この突出長さＡは、貴金属チップ３５の長さである。
【０１１１】
また、寸法Ｑは、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑであり、寸法Ｂは、接地電極４０の貴金属チップ４５の突出長さＢである。ここで、図２に示されるように、この突出長さＢは、接地電極４０の側面４２から接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面までの長さである。
【０１１２】
そして、本実施形態では、これら寸法Ａ、Ｂ、Ｇ、Ｌ、Ｑ、Ｓ、Ｔおよび放電ギャップ寸法Ｇに対するポケット隙間Ｌの比Ｌ／Ｇを用いて、次のような寸法関係が設定されている。
【０１１３】
・絶縁碍子の肉厚Ｔが０．７ｍｍ以上であり、ポケット隙間Ｌが１．５ｍｍ以上であり、比Ｌ／Ｇが１．２５以上であること。
【０１１４】
・中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面の面積Ｓが０．１２ｍｍ2以上０．３８ｍｍ2以下であり、中心電極３０の貴金属チップ３５の突出長さＡが０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であること。
【０１１５】
・接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑが０．１２ｍｍ2以上０．６５ｍｍ2以下であり、接地電極４０の貴金属チップ４５の突出長さＢが０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であること。本実施形態では、これらの寸法関係が設定されている。
【０１１６】
［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。
【０１１７】
絶縁碍子の肉厚Ｔは、スパークプラグにおける絶縁破壊の防止すなわち耐電圧の確保を行うためのパラメータであり、上述したように、この絶縁碍子の肉厚Ｔが大きいほど耐電圧の確保にとって有利である。
【０１１８】
ポケット隙間Ｌは、横飛火の抑制を行うためのパラメータである。上述したように、横飛火はポケット隙間Ｌを火花が飛ぶものであるため、このポケット隙間Ｌが大きいほど、横飛火が発生しにくい。
【０１１９】
また、横飛火については、ポケット隙間Ｌと放電ギャップ寸法Ｇとのバランスで決定される。つまり、放電ギャップ寸法Ｇに対してポケット隙間Ｌが十分に大きければ、正規の火花放電ギャップ５０にて飛火が発生し、横飛火は極力抑制される。
【０１２０】
このことから、横飛火の抑制に関しては、パラメータとして比Ｌ／Ｇを用い、この比Ｌ／Ｇが大きいほど横飛火が発生しにくいことになる。
【０１２１】
また、中心電極３０の貴金属チップ３５における先端面の面積Ｓおよび突出長さＡについては、従来より行われている、中心電極を細径化することによる中心電極側の強電界化を行う手法に準じて用いられるパラメータである。
【０１２２】
つまり、中心電極３０の貴金属チップ３５における先端面の面積Ｓが小さいほど、また、突出長さＡが長いほど、中心電極３０の細径化による強電界化が図られる。
【０１２３】
具体的には、中心電極３０の貴金属チップ３５を円柱とした場合、この貴金属チップ３５の先端面における直径がφ０．７ｍｍ以下であり、突出長さＡが０．８ｍｍ以上であるならば、中心電極３０側において強電界化を図れることが、従来より、経験的に確認されている。
【０１２４】
また、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面における直径がφ０．４ｍｍを下回るか、突出長さＡが１．５ｍｍを超えると、貴金属チップ３５の熱引きが悪くなり、温度上昇による火花消耗が増大してしまい、寿命を確保することができない。
【０１２５】
ここで、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面における直径がφ０．４ｍｍであるとは、当該先端面の面積Ｓが０．１２ｍｍ2であることであり、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面における直径がφ０．７ｍｍであるとは、当該先端面の面積Ｓが０．３８ｍｍ2であることである。そして、本実施形態では、中心電極３０の貴金属チップ３５は円柱形状に限定されるものではない。
【０１２６】
このことから、本実施形態においては、中心電極３０の貴金属チップ３５における先端面の面積Ｓを０．１２ｍｍ2以上０．３８ｍｍ2以下とし、突出長さＡを０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とするという寸法関係を採用する。それにより、中心電極３０側の強電界化を適切に図ることができる。
【０１２７】
また、接地電極４０の貴金属チップ４５における先端面の面積Ｑおよび突出長さＢについては、接地電極４０側の強電界化を行うという本発明者らが独自に着眼した手法に関して用いられるパラメータである。
【０１２８】
つまり、接地電極４０側を細径化し、この細径化した部分を突出させることによって、接地電極４０側の強電界化を図るためには、接地電極４０の貴金属チップ４５における先端面の面積Ｑをが小さいほど、また、突出長さＢが長いほど、接地電極４０側の強電界化が図られる。
【０１２９】
このような観点から、本実施形態では、Ｍ１４〜Ｍ１２の取付用ネジ部１２を有する取付金具１０を備える本スパークプラグＳ１について、まず、接地電極４０側の強電界化に適した構成を調査した。
【０１３０】
なお、以下に示される検討例は、取付用ネジ部１２がＭ１４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、Ｍ１４〜Ｍ１２のネジ径であるスパークプラグならば、当該検討例と同様の傾向が得られている。
【０１３１】
具体的には、Ｍ１４の取付用ネジ部１２を有する取付金具１０を備える本スパークプラグＳ１について、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面の面積Ｓを０．２ｍｍ2とし、突出長さＡを１．２ｍｍとした。また、放電ギャップ寸法Ｇは１．０ｍｍとした。
【０１３２】
なお、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面の面積Ｓを０．２ｍｍ2とすることについては、円柱状の貴金属チップ３５の先端面の直径をφ０．５ｍｍとすることによって実現した。
【０１３３】
このＭ１４、Ｓ＝０．２ｍｍ2、Ａ＝１．２ｍｍとしたスパークプラグＳ１について、接地電極４０に貴金属チップ４５を設けないもの（フラット接地タイプ）と、先端面の面積Ｑが０．３８ｍｍ2、突出長さＢが０．８ｍｍである貴金属チップ４５を設けたもの（突起接地タイプ）とを作成した。
【０１３４】
ここで、前者のフラット接地タイプは、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面と接地電極４０の側面４２との空隙が火花放電ギャップ５０として構成されるものである。また、後者の突起接地タイプにおいて、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑを０．３８ｍｍ2とすることは、円柱状の貴金属チップ４５の先端面の直径をφ０．７ｍｍとすることによって実現した。
【０１３５】
そして、これら２つのタイプのスパークプラグについて、火花放電ギャップ拡大に伴う放電電圧上昇を強電界化によって抑制することについての検討として、ＦＥＭ（有限要素法）解析を行った。その結果を、図３に示す。
【０１３６】
図３では、放電ギャップ寸法Ｇの増加量（図３では、ギャップ増加量と図示、単位：ｍｍ）に対する電界強度比の変化を示している。
【０１３７】
ここで、電界強度比は、上記フラット接地タイプおよび突起接地タイプの各場合において、ギャップ変化量が０の場合、すなわち放電ギャップ寸法Ｇが、１．０ｍｍのときの中心電極３０の電界強度を１と規格化し、ギャップ増加量に対する変化量として示すものである。
【０１３８】
図３に示される結果から、突起接地タイプすなわち本実施形態のスパークプラグの方が、従来のフラット接地タイプよりも、放電ギャップ寸法Ｇが広がったときの電界の下がり方が小さい、すなわち放電電圧の上昇が小さいことがわかる。
【０１３９】
ここで、図３において、ギャップ増加量が０．２ｍｍであることは、実車走行が２０万ｋｍ程度となったときに電極消耗によって火花放電ギャップ５０が拡大した量に、ほぼ相当する。
【０１４０】
突起接地タイプでは、このギャップ増加量が０．２ｍｍのときでも、電界強度比は０．９以上が確保されており、実用上問題ないレベルとなっている。
【０１４１】
このように、本実施形態の突起接地タイプでは、従来のフラット接地タイプに比べて、火花放電ギャップ５０の広がりに対する電界の弱まりかたが小さくなることがわかった。そして、接地電極４０側に強電界を設けることが、火花放電ギャップ５０の拡大に伴う放電電圧の上昇を抑制する効果があることがわかった。
【０１４２】
さらに、接地電極４０の貴金属チップ４５における先端面の面積Ｑおよび突出長さＢについて、より詳細な検討を行った。つまり、当該面積Ｑおよび突出長さＢがどの程度の大きさならば、上記した放電電圧上昇の抑制効果が適切に発揮されるかを、ＦＥＭ解析によって調査した。その結果を図４に示す。
【０１４３】
図４においては、接地電極４０の貴金属チップ４５として、円柱状のチップを用いており、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑを、当該先端面の直径で代用して表している。
【０１４４】
また、図４においては、電界強度比は、上記図３と同様に、ギャップ変化量が０のときの中心電極３０の電界強度を１と規格化したものであり、この規格化した値に対してギャップ増加量を０．２ｍｍとしたときの値として示してある。
【０１４５】
そして、図４においては、（ａ）は、ネジ径をＭ１４、Ｓ＝０．２ｍｍ2、Ａ＝１．２ｍｍとし、突出長さＢを０．８ｍｍとしたスパークプラグＳ１を用いて、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の直径（単位：ｍｍ）に対する電界強度比の変化を調査した結果を示すものであり、当該スパークプラグＳ１の調査結果を黒丸プロットにて示している。また、比較例として、上記フラット接地タイプの調査結果を白丸プロットとして並記してある。
【０１４６】
一方、図４（ｂ）は、ネジ径をＭ１４、Ｓ＝０．２ｍｍ2、Ａ＝１．２ｍｍとし、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の直径を０．７ｍｍとしたスパークプラグＳ１を用いて、接地電極４０の貴金属チップ４５の突出長さＢ（単位：ｍｍ）に対する電界強度比の変化を調査した結果を示すものであり、当該スパークプラグＳ１の調査結果を黒丸プロットにて示している。また、比較例として、上記フラット接地タイプの調査結果を白丸プロットとして並記してある。
【０１４７】
図４に示される結果から、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の直径が０．９ｍｍ以下であり、突出長さＢが０．５ｍｍ以上であれば、電界強度比０．９以上が確保され、火花放電ギャップ５０の拡大に伴う放電電圧の上昇を抑制する効果が適切に発揮されることがわかる。
【０１４８】
また、図示しないが、本発明者らの検討によれば、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面における直径がφ０．４ｍｍを下回るか、突出長さＢが１．２ｍｍを超えたときに、貴金属チップ４５の熱引きが悪くなり、プレイグニッションが発生してしまうことがわかっている。
【０１４９】
ここで、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面における直径がφ０．４ｍｍであるとは、当該先端面の面積Ｑが０．１２ｍｍ2であることであり、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面における直径がφ０．９ｍｍであるとは、当該先端面の面積Ｑが０．６５ｍｍ2であることである。そして、本実施形態では、接地電極４０の貴金属チップ４５は円柱形状に限定されるものではない。
【０１５０】
このことから、本実施形態においては、接地電極４０の火花放電部に突出して設けられた貴金属チップ４５について、その先端面の面積Ｑを０．１２ｍｍ2以上０．６５ｍｍ2以下とし、その突出長さＢを０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下とするという寸法関係を採用する。それにより、接地電極４０側の強電界化を適切に図ることができる。
【０１５１】
このように、取付用ネジ部１２のネジ径がＭ１４であるスパークプラグにおいて、上述したように、各電極３０、４０における面積Ｓ、Ｑおよび突出長さＡ、Ｂを適切に規定することにより、火花放電ギャップの増加に対して放電電圧の上昇が極力抑制され、それによって、横飛火の発生も抑制することができる。
【０１５２】
さらに、取付用ネジ部１２のネジ径がＭ１４であって各電極３０、４０における面積Ｓ、Ｑおよび突出長さＡ、Ｂが規定されたスパークプラグＳ１について、絶縁碍子の肉厚Ｔおよびポケット隙間Ｌの調査を行った。
【０１５３】
図５は、ポケット隙間Ｌ（単位：ｍｍ）と、横飛火の発生頻度である横飛火頻度（単位：％）との関係を調査した結果を示す図である。ここでは、エンジン試験によって調査を行い、エンジンは１．８リットル、４気筒であり、条件はアイドル８００ｒｐｍ、水温５０℃とした。
【０１５４】
また、評価に用いたスパークプラグは、取付用ネジ部１２のネジ径：Ｍ１４、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面の面積Ｓ：０．２ｍｍ2（当該先端面の直径としてφ０．５ｍｍ相当）、突出長さＡ：１．２ｍｍ、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑ：０．３８ｍｍ2（当該先端面の直径としてφ０．７ｍｍ相当）、突出長さＢ：０．８ｍｍ、放電ギャップ寸法Ｇ：１．２ｍｍのものを用い、ポケット隙間Ｌを変更して横飛火頻度を測定した。
【０１５５】
図５に示される結果から、ポケット隙間Ｌすなわち取付金具１０の先端部１１における絶縁碍子２０と取付金具１０との絶縁距離Ｌを１．５ｍｍ以上とすることにより、横飛火を適切に抑制できることがわかる。
【０１５６】
また、図５に示される結果について、放電ギャップ寸法Ｇに対するポケット隙間Ｌの比Ｌ／Ｇに換算した場合には、この比Ｌ／Ｇを１．２５以上とすることにより、横飛火を適切に抑制できるといえる。
【０１５７】
このように、横飛火の抑制のためには、ポケット隙間Ｌが大きい方がよいが、絶縁碍子の肉厚Ｔを薄くすると、その分、ポケット隙間Ｌを大きく設定することができ、横飛火の抑制に対しては、さらに有利となる。
【０１５８】
そこで、絶縁碍子の肉厚Ｔをふって絶縁破壊頻度を評価し、絶縁碍子２０の薄肉化の限界を把握することにした。
【０１５９】
図６は、絶縁碍子の肉厚Ｔ（単位：ｍｍ）と、絶縁破壊本数との関係を調査した結果を示す図である。ここでは、エンジン試験によって調査を行い、エンジンは１．８リットル、４気筒であり、条件はアイドルから全開加速１０００ｒｐｍとした。この条件は、放電電圧が高く絶縁破壊しやすい条件である。
【０１６０】
また、評価に用いたスパークプラグは、取付用ネジ部１２のネジ径：Ｍ１４、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面の面積Ｓ：０．２ｍｍ2（当該先端面の直径としてφ０．５ｍｍ相当）、突出長さＡ：１．２ｍｍ、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑ：０．３８ｍｍ2（当該先端面の直径としてφ０．７ｍｍ相当）、突出長さＢ：０．６ｍｍ、放電ギャップ寸法Ｇ：１．２ｍｍ、ポケット隙間Ｌ：１．５ｍｍのものを用い、絶縁碍子の肉厚Ｔを変更して絶縁破壊本数を測定した。
【０１６１】
なお、ポケット隙間Ｌを下限値の１．５ｍｍとして評価を行った理由は、ポケット隙間Ｌが狭いほど、絶縁碍子２０における当該肉厚ｔの部位に電界が集中するためであり、絶縁破壊に対して一番厳しい条件で検討を行うためである。
【０１６２】
また、絶縁破壊本数は、それぞれのサンプル条件で１０本のスパークプラグについて評価を行い、そのうち絶縁破壊が生じたスパークプラグの本数を表している。
【０１６３】
図６に示される結果から、絶縁碍子の肉厚Ｔすなわち絶縁碍子２０のうち取付金具１０の先端部１１に対向して位置する部位の肉厚Ｔを０．７ｍｍ以上とすることにより、絶縁破壊は発生せず、耐電圧を十分に確保できることがわかる。
【０１６４】
つまり、取付用ネジ部１２のネジ径がＭ１４〜Ｍ１２であるスパークプラグにおいては、絶縁碍子の肉厚Ｔを０．７ｍｍまでというように、かなり薄くすることができるため、その分をポケット隙間Ｌの拡大に適用することができ、設計自由度が増す。そして、ポケット隙間Ｌが大きいということは、横飛火の抑制に対して非常に有利となる。
【０１６５】
［特徴点等］
以上述べてきたように、本実施形態によれば、外周にＭ１４からＭ１２の取付け用ネジ部１２が設けられた取付金具１０と、先端部２１が取付金具１０の先端部１１から突出するように取付金具１０に固定された絶縁碍子２０と、先端部３１が絶縁碍子２０の先端部２１から突出するように絶縁碍子２０の軸孔２２内に固定された中心電極３０と、取付金具１０の先端部１１に固定されて中心電極３０の先端部３１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、中心電極３０の先端部３１に貴金属チップ３５が突出して設けられ、接地電極４０の火花放電部に貴金属チップ４５が突出して設けられているスパークプラグにおいて、次のような寸法関係を持つことを特徴とするスパークプラグＳ１が提供される。
【０１６６】
すなわち、Ｔ≧０．７ｍｍ、
Ｌ≧１．５ｍｍ、
Ｌ／Ｇ≧１．２５、
０．１２ｍｍ2≦Ｓ≦０．３８ｍｍ2、
０．８ｍｍ≦Ａ≦１．５ｍｍ、
０．１２ｍｍ2≦Ｑ≦０．６５ｍｍ2、
０．５ｍｍ≦Ｂ≦１．２ｍｍ。
【０１６７】
そして、Ｔ≧０．７ｍｍ、とすることにより、絶縁碍子２０の絶縁性すなわち耐電圧を十分に確保することができ（図６参照）、Ｌ≧１．５ｍｍおよびＬ／Ｇ≧１．２５、とすることによって、横飛火を適切に抑制することができる（図５参照）。
【０１６８】
また、中心電極３０の貴金属チップ３５について、０．１２ｍｍ2≦Ｓ≦０．３８ｍｍ2、０．８ｍｍ≦Ａ≦１．５ｍｍ、とし、一方、接地電極４０の貴金属チップ４５について、０．１２ｍｍ2≦Ｑ≦０．６５ｍｍ2、０．５ｍｍ≦Ｂ≦１．２ｍｍとすることにより、強電界化を適切に図ることができ（図４参照）、従来に比べて、火花放電ギャップ５０の拡大に伴う放電電圧の上昇を抑制する効果が大きくなる（図３参照）。
【０１６９】
したがって、本実施形態によれば、より長期間にわたって、横飛火の抑制と耐電圧の確保とを両立することのできるスパークプラグＳ１を提供することができる。
【０１７０】
また、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を、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ものとしている。
【０１７１】
さらに、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、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種からなるものとしている。
【０１７２】
中心電極３０の先端部を構成する貴金属チップ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の先端部の寿命を十分に確保することができる。
【０１７３】
また、本実施形態の好ましい形態では、接地電極４０の貴金属チップ４５を、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ものとしている。
【０１７４】
さらに、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、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｕ、Ｒｅの中から選択される少なくとも１種からなるものとしている。
【０１７５】
接地電極４０の火花放電部を構成する貴金属チップ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の火花放電部の寿命を十分に確保することができる。
【０１７６】
（第２実施形態）
上記第１実施形態にて述べられたスパークプラグは、外周にＭ１４からＭ１２の取付け用ネジ部１２が設けられた取付金具１０を備えたスパークプラグであるが、本発明の第２実施形態では、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部１２が設けられた取付金具１０を備えたスパークプラグを提供する。
【０１７７】
したがって、本実施形態では、スパークプラグの構成は、図面的には、上記図１および上記図２と同等であるため、本実施形態においても上記図１および上記図２に基づいて説明することにする。そして、本実施形態では、上記第１実施形態と相違する点を中心に述べることにする。
【０１７８】
本実施形態のように、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部１２が設けられた取付金具１０を備えたスパークプラグでは、より細径化が図られているため、物理的制約から、上記第１実施形態のスパークプラグほどには、絶縁碍子２０における上記肉厚Ｔや上記ポケット隙間Ｌを大きく採ることはできない。
【０１７９】
そこで、接地電極４０側を強電界化した構成としたスパークプラグの発火部における各部寸法についての調査検討を、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部が設けられた取付金具を備えたスパークプラグに対して行った。
【０１８０】
本実施形態は、この検討結果に基づいて、上記第１実施形態とは異なる寸法関係を有するスパークプラグを提供するものである。
【０１８１】
すなわち、本実施形態では、取付金具１０の取付用ネジ部１２が、ＪＩＳ（日本工業規格）でいうＭ１０以下のものであること。絶縁碍子の肉厚Ｔが０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下であること。ポケット隙間Ｌが１．２ｍｍ以上１．６ｍｍ以下であること。放電ギャップ寸法Ｇが０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であること。これらの寸法関係が、上記第１実施形態とは相違する。
【０１８２】
また、中心電極３０の先端部３１に突出して設けられた貴金属チップ３５において、その先端面の面積Ｓが０．１２ｍｍ2以上０．３８ｍｍ2以下であり、突出長さＡが０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であること。接地電極４０の側面４２に突出して設けられた貴金属チップ４５において、その先端面の面積Ｑが０．１２ｍｍ2以上０．６５ｍｍ2以下であり、突出長さＢが０．５ｍｍ以上１．２ｍｍ以下であること。これらは上記第１実施形態と同様である。
【０１８３】
［寸法関係設定の根拠等］
本実施形態において、上述した独自の寸法関係、０．５ｍｍ≦Ｔ≦０．８ｍｍ、１．２ｍｍ≦Ｌ≦１．６ｍｍ、０．４ｍｍ≦Ｇ≦１．０ｍｍとした根拠について述べる。
【０１８４】
上述したように、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部１２が設けられた取付金具１０を備えたスパークプラグでは、より細径化が図られているため、絶縁碍子の肉厚Ｔやポケット隙間Ｌを大きく採ることはできない。
【０１８５】
しかし、放電ギャップ寸法Ｇを小さくすれば、成立範囲が存在すると考えた。具体的には、上記第１実施形態における比Ｌ／Ｇ≧１．２５の関係を考えたとき、Ｌが小さくなってもＧが小さくなれば、この関係は成立する。
【０１８６】
そこで、放電ギャップ寸法Ｇの上限は、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部が設けられた取付金具を備えたスパークプラグにおける通常の上限が１．０ｍｍであることから、１．０ｍｍとした。
【０１８７】
しかし、放電ギャップ寸法Ｇを小さくしすぎると、着火スペースが小さく燃焼が不十分となって失火しやすくなる。具体的に、本発明者らの検討によれば、放電ギャップ寸法Ｇを０．４ｍｍ未満まで狭くすると、失火が発生しやすくなる。これらのことから、本実施形態では、放電ギャップ寸法Ｇを、０．４ｍｍ以上１．０ｍｍ以下の範囲とした。
【０１８８】
こうして、取付用ネジ部１２のネジ径がＭ１０以下、０．４ｍｍ≦Ｇ≦１．０ｍｍであって、且つ、各電極３０、４０における面積Ｓ、Ｑおよび突出長さＡ、Ｂが上述のように規定されたスパークプラグについて、絶縁碍子の肉厚Ｔおよびポケット隙間Ｌの調査を行った。
【０１８９】
なお、以下に示される検討例は、取付用ネジ部１２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、Ｍ１０未満のネジ径であるスパークプラグについても、当該検討例と同様の傾向が得られることを確認している。
【０１９０】
図７は、ポケット隙間Ｌ（単位：ｍｍ）と、横飛火頻度（単位：％）との関係を調査した結果を示す図である。この調査は、上記第１実施形態における図５の試験と同様に、エンジン試験によって行い、エンジンは１．８リットル、４気筒であり、条件はアイドル８００ｒｐｍ、水温５０℃とした。
【０１９１】
評価に用いたスパークプラグは、取付用ネジ部１２のネジ径：Ｍ１０、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面の面積Ｓ：０．２ｍｍ2（当該先端面の直径としてφ０．５ｍｍ相当）、突出長さＡ：１．２ｍｍ、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑ：０．３８ｍｍ2（当該先端面の直径としてφ０．７ｍｍ相当）、突出長さＢ：０．８ｍｍ、放電ギャップ寸法Ｇ：１．０ｍｍ、絶縁碍子の肉厚Ｔ：０．６ｍｍのものを用い、ポケット隙間Ｌを変更して横飛火頻度を測定した。
【０１９２】
図７に示される結果から、ポケット隙間Ｌすなわち取付金具１０の先端部１１における絶縁碍子２０と取付金具１０との絶縁距離Ｌを１．２ｍｍ以上とすることにより、横飛火を適切に抑制できることがわかる。
【０１９３】
次に、絶縁碍子の肉厚Ｔをふって絶縁破壊頻度を評価した。図８は、絶縁碍子の肉厚Ｔ（単位：ｍｍ）と、絶縁破壊本数との関係を調査した結果を示す図である。
【０１９４】
ここでは、調査は、上記第１実施形態における図６の試験と同様に、エンジン試験によって行い、エンジンは１．８リットル、４気筒であり、条件はアイドルから全開加速１０００ｒｐｍとした。また、絶縁破壊本数の定義も、上記図６のものと同様である。
【０１９５】
評価に用いたスパークプラグは、取付用ネジ部１２のネジ径：Ｍ１４、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面の面積Ｓ：０．２ｍｍ2（当該先端面の直径としてφ０．５ｍｍ相当）、突出長さＡ：１．２ｍｍ、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑ：０．３８ｍｍ2（当該先端面の直径としてφ０．７ｍｍ相当）、突出長さＢ：０．６ｍｍ、放電ギャップ寸法Ｇ：１．０ｍｍ、ポケット隙間Ｌ：１．２ｍｍのものを用い、絶縁碍子の肉厚Ｔを変更して絶縁破壊本数を測定した。
【０１９６】
図８に示される結果から、絶縁碍子の肉厚Ｔすなわち絶縁碍子２０のうち取付金具１０の先端部１１に対向して位置する部位の肉厚Ｔを０．５ｍｍ以上とすることにより、絶縁破壊は発生せず、耐電圧を十分に確保できることがわかる。
【０１９７】
また、一般に、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部が設けられた取付金具を備えたスパークプラグにおいては、電極サイズや、電極の収納スペースおよび設置スペース等の物理的制約から、絶縁碍子の肉厚Ｔは０．８ｍｍが上限であり、上記絶縁距離Ｌは１．６ｍｍが上限である。
【０１９８】
このことと、上記図７および図８に示される結果から、本実施形態では、ポケット隙間Ｌを１．２ｍｍ以上１．６ｍｍ以下の範囲に設定し、絶縁碍子の肉厚Ｔを０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下の範囲に設定することにした。
【０１９９】
［特徴点等］
以上述べてきたように、本実施形態によれば、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部１２が設けられた取付金具１０と、先端部２１が取付金具１０の先端面１１から突出するように取付金具１０に固定された絶縁碍子２０と、先端部３１が絶縁碍子２０の先端部２１から突出するように絶縁碍子２０の軸孔２２内に固定された中心電極３０と、取付金具１０の先端部１１に固定されて中心電極３０の先端部３１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、中心電極３０の先端部３１に貴金属チップ３５が突出して設けられ、接地電極４０の火花放電部に貴金属チップ４５が突出して設けられているスパークプラグにおいて、次のような寸法関係を持つことを特徴とするスパークプラグが提供される。
【０２００】
すなわち、０．５ｍｍ≦Ｔ≦０．８ｍｍ、
１．２ｍｍ≦Ｌ≦１．６ｍｍ、
０．４ｍｍ≦Ｇ≦１．０ｍｍ、
０．１２ｍｍ2≦Ｓ≦０．３８ｍｍ2、
０．８ｍｍ≦Ａ≦１．５ｍｍ、
０．１２ｍｍ2≦Ｑ≦０．６５ｍｍ2、
０．５ｍｍ≦Ｂ≦１．２ｍｍ。
【０２０１】
そして、０．５ｍｍ≦Ｔ≦０．８ｍｍ、とすることにより、取付用ネジ部１２のネジ径がＭ１０以下にまで細径化されたスパークプラグにおける物理的制約の中で、絶縁碍子２０の絶縁性すなわち耐電圧を十分に確保することができる（図８参照）。
【０２０２】
また、１．２ｍｍ≦Ｌ≦１．６ｍｍ、とすることにより、取付用ネジ部１２のネジ径がＭ１０以下にまで細径化されたスパークプラグにおける物理的制約の中で、横飛火を適切に抑制することができる（図７参照）。
【０２０３】
また、０．４ｍｍ≦Ｇ≦１．０ｍｍ、とすることにより、取付用ネジ部１２のネジ径がＭ１０以下にまで細径化されたスパークプラグにおいて、失火を防止して優れた着火性を実現することができる。
【０２０４】
また、上記第１実施形態と同様に、中心電極３０の貴金属チップ３５について、０．１２ｍｍ2≦Ｓ≦０．３８ｍｍ2、０．８ｍｍ≦Ａ≦１．５ｍｍ、とし、接地電極４０の貴金属チップ４５について、０．１２ｍｍ2≦Ｑ≦０．６５ｍｍ2、０．５ｍｍ≦Ｂ≦１．２ｍｍとすることによって、強電界化を適切に図ることができ（図４参照）、従来に比べて、火花放電ギャップ５０の拡大に伴う放電電圧の上昇を抑制する効果が大きくなる（図３参照）。
【０２０５】
したがって、本第２実施形態によれば、より長期間にわたって、横飛火の抑制と耐電圧の確保とを両立することのできるスパークプラグを提供することができる。
【０２０６】
（第３実施形態）
図９は、本発明の第３実施形態に係るスパークプラグＳ３における発火部近傍の拡大構成を示す半断面図である。本実施形態は、上記第２実施形態を変形したものであり、以下、第２実施形態との相違点を中心に述べることにする。
【０２０７】
本実施形態のスパークプラグＳ３は、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部１２が設けられた取付金具１０を備えたスパークプラグにおいて、絶縁碍子２０の先端部２１とこれに対向する中心電極３０との隙間Ｌ１の大きさが、０．１ｍｍよりも大きく０．３ｍｍ以下であることを特徴としている。
【０２０８】
このように、上記隙間Ｌ１を、０．１ｍｍ＜Ｔ≦０．３ｍｍの範囲とした根拠について述べる。
【０２０９】
上記第２実施形態におけるスパークプラグにおいても、通常は、中心電極３０を絶縁碍子２０の軸孔２２へ挿入する際の挿入性を確保する観点から、上記隙間Ｌ１は０．１ｍｍ以下程度の大きさは有している。
【０２１０】
しかしながら、本実施形態では、この隙間Ｌ１を、より広くすることにより、実質的にポケット隙間Ｌを大きくした構成と同様になり、横飛火の抑制にとって好ましい形を採ることができる。なお、このように隙間Ｌ１を大きくすることは、たとえば中心電極３０を削ることで容易に実現できる。
【０２１１】
図１０は、上記隙間Ｌ１の大きさが０．１ｍｍの場合（Ｌ１＝０．１）と、０．２ｍｍの場合（Ｌ１＝０．２）とについて、ポケット隙間Ｌ（単位：ｍｍ）と、横飛火頻度（単位：％）との関係を調査した結果を示す図である。
【０２１２】
この調査は、上記第１実施形態における図５の試験と同様に、エンジン試験によって行い、エンジンは１．８リットル、４気筒であり、条件はアイドル８００ｒｐｍ、水温５０℃とした。
【０２１３】
評価に用いたスパークプラグは、取付用ネジ部１２のネジ径：Ｍ１０、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面の面積Ｓ：０．２ｍｍ2（当該先端面の直径としてφ０．５ｍｍ相当）、突出長さＡ：１．２ｍｍ、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑ：０．３８ｍｍ2（当該先端面の直径としてφ０．７ｍｍ相当）、突出長さＢ：０．８ｍｍ、放電ギャップ寸法Ｇ：０．９ｍｍのものを用い、上記隙間Ｌ１が０．１ｍｍと０．２ｍｍとの変えた場合について、ポケット隙間Ｌを変更して横飛火頻度を測定した。
【０２１４】
図１０に示される結果から、上記隙間Ｌ１が０．１ｍｍの場合よりも、上記隙間Ｌ１が０．２ｍｍの場合の方が、より小さいポケット隙間Ｌに対しても横飛火の抑制効果が発揮されることがわかる。
【０２１５】
つまり、中心電極３０の挿入性確保のために上記隙間Ｌ１を０．１ｍｍ以下程度の大きさとしている一般的なスパークプラグに対して、上記隙間Ｌ１をさらに大きくする、すなわち、０．１ｍｍより大きくすることにより、横飛火の抑制効果が向上する。なお、図１０に基づけば、上記隙間Ｌ１は０．２ｍｍ以上であることが好ましい。
【０２１６】
ここで、上記隙間Ｌ１を大きくし過ぎると、絶縁碍子２０から中心電極３０への熱引き性が悪化し、絶縁碍子２０の先端部２１の温度が異常に上昇し、プレイグニッションを誘発してしまう。そのため、上記隙間Ｌ１は０．３ｍｍ以下であることが好ましい。
【０２１７】
そして、これらのことから、本実施形態では、上記隙間Ｌ１を、０．１ｍｍ＜Ｔ≦０．３ｍｍとし、それにより、上記第２実施形態に記載のスパークプラグにおいて、より高いレベルにて横飛火の抑制を行うことができる（図１０参照）。
【０２１８】
（第４実施形態）
図１１は、本発明の第４実施形態に係るスパークプラグＳ４における発火部近傍の拡大構成を示す半断面図である。本実施形態は、上記第２実施形態を変形したものであり、以下、第２実施形態との相違点を中心に述べることにする。
【０２１９】
細径化されたスパークプラグ、特に、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部１２が設けられた取付金具１０を備えたスパークプラグのような細径化が進んだスパークプラグにおいては、絶縁碍子２０が細いため、その熱的な強度も懸念される。
【０２２０】
そこで、本実施形態では、さらに、外周にＭ１０以下の取付け用ネジ部１２が設けられた取付金具１０を備えたスパークプラグにおいて、絶縁碍子２０の熱的強度について実験検討を進めた。その結果として、得られたものが、本実施形態のスパークプラグＳ４である。
【０２２１】
図１１には、各種寸法Ｈ、Ｈ１、Ｄ、Ｄ１が示されている。寸法Ｈは、絶縁碍子２０の取付金具１０の先端部１１からの突出量Ｈであり、以下、この突出量Ｈを、単に、絶縁碍子の突出量Ｈということにする。ここで、本実施形態では、この絶縁碍子の突出量Ｈは１ｍｍよりも大きい。
【０２２２】
寸法Ｄは、絶縁碍子２０のうち取付金具１０の先端部１１に対向して位置する部位の外径Ｄであり、以下、この外径Ｄを、取付金具先端部における絶縁碍子の外径Ｄということにする。
【０２２３】
また、図１１に示されるように、取付金具１０の先端部１１から絶縁碍子２０の突出方向へ向かって（Ｈ−１）ｍｍの範囲内に位置する絶縁碍子２０の外周面には、外径が、取付金具先端部における絶縁碍子の外径Ｄよりも小さくなるように屈曲した屈曲部２３が形成されている。
【０２２４】
そして、寸法Ｈ１は、絶縁碍子２０の突出方向に沿った取付金具１０の先端部１１から屈曲部２３までの寸法Ｈ１であり、以下、この寸法Ｈ１を、単に、屈曲部位置寸法Ｈ１ということにする。また、寸法Ｄ１は、屈曲部２３の外径Ｄ１である。
【０２２５】
そして、この図１１に示されるスパークプラグＳ４においては、取付金具先端部における絶縁碍子の外径Ｄから屈曲部２３の外径Ｄ１を差し引いた値（Ｄ−Ｄ１）を、屈曲部位置寸法Ｈ１で除した値（Ｄ−Ｄ１）／２が２未満となっている。つまり、（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１＜２、という寸法関係が設定されている。
【０２２６】
［寸法関係設定の根拠等］
このように、（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１＜２の関係を設定した根拠について述べる。
【０２２７】
上記第２、第３実施形態に示したように、取付用ネジ部１２のネジ径をＭ１０以下にしたスパークプラグでは、絶縁碍子２０を薄肉化して、耐電圧を確保しているが、絶縁碍子２０の熱的強度が懸念される。
【０２２８】
たとえば、エンジンにおいて、アイドルから全開加速を行う際、またはその逆を行う際には、急熱、急冷が発生し、そのような場合、絶縁碍子２０の内外面に大きな温度差が発生し、熱応力による割れを発生する危険性がある。
【０２２９】
特に、図１１に示したように、取付金具１０から突出する部分において絶縁碍子２０の外周面に屈曲部２３がある場合、熱応力の増大を誘発し、この屈曲部２３が割れの起点となる。
【０２３０】
ここで、本発明者らの検討によれば、絶縁碍子２０において、その先端部２１から１ｍｍまでの部位は、内外部の温度差が小さい。
【０２３１】
そこで、取付金具１０の先端部１１から絶縁碍子２０の突出方向へ向かって（Ｈ−１）ｍｍの範囲内に位置する絶縁碍子２０の外周面に、屈曲部を存在させずに、熱応力を低減させることが有効である。
【０２３２】
しかし、図１１に示されるように、絶縁碍子２０に屈曲部２３が存在する場合には、その屈曲部２３の寸法差をどれだけ許容できるかについて検討を行った。その検討の一例を示す。
【０２３３】
上記第２実施形態に示したのと同様の寸法関係を有し、且つ図１１に示される屈曲部２３を有するスパークプラグにおいて、絶縁碍子の突出量Ｈを２．５ｍｍ、取付金具先端部における絶縁碍子の外径Ｄを３．７ｍｍ、屈曲部２３の外径Ｄ１を３．１ｍｍとし、屈曲部位置寸法Ｈ１を０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．６ｍｍと変えたものを作成した。
【０２３４】
そして、作成された各サンプルについて、熱衝撃試験を行った。ここで、寸法Ｄ、Ｄ１が固定であるため、寸法Ｈ１が小さいほど大きく屈曲することを示しており、寸法Ｈ１が大きくなるほど、熱衝撃に不利となり、絶縁碍子２０は割れやすい。
【０２３５】
つまり、屈曲部２３の屈曲度合は、パラメータ（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１にて表され、この（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１が小さいほど、屈曲が小さく、上記熱応力は低減される。
【０２３６】
熱衝撃試験は、スズのような溶融した金属槽の中に、常温から絶縁碍子２０を浸し、温度差による割れの有無を評価することができる。本例では、溶融したスズ（Ｓｎ）を用いた。そして、溶融したスズの温度を変えて試験を行うことにより、温度が高いほど常温からの温度差が大きいために割れが発生する。
【０２３７】
図１２は、本例の熱衝撃試験による絶縁碍子２０の割れの様子を示す図である。各屈曲部位置寸法Ｈ１ごとに、ｎ数は５にて行った。
【０２３８】
また、図１２には、各屈曲部位置寸法Ｈ１ごとに、対応する（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１の値も示してある。そして、絶縁碍子２０に割れが発生した場合（割れ有）は丸プロット、割れが発生しなかった場合（割れ無）はクロスプロットとして示してある。
【０２３９】
このような試験においては、溶融した金属の温度、本例では溶融スズ温度が８００℃のときでも、絶縁碍子２０に割れが発生しなければ、エンジン内で使用しても問題ないものといえる。
【０２４０】
このことから、図１２をみると、屈曲部位置寸法Ｈ１が０．３ｍｍよりも大きければ、絶縁碍子２０には割れが発生しないことがわかる。このことは、屈曲程度を示す値として（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１なる指標でみると２未満であればよいことになる。
【０２４１】
また、図１２に示される結果に基づけば、屈曲部位置寸法Ｈ１が０．４ｍｍ以上、つまり、（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１が１．５以下であれば、絶縁碍子２０には割れが発生しないことがわかる。
【０２４２】
このように、本実施形態によれば、上記第２または第３実施形態に記載のスパークプラグにおいて、（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１＜２、好ましくは（Ｄ−Ｄ１）／Ｈ１≦１．５のような寸法関係とすることにより、絶縁碍子２０の熱的な強度を十分に確保することができ、好ましい。
【０２４３】
なお、図１１に示される屈曲部２３においては、取付金具１０の先端部１１に対向する絶縁碍子２０の外周面の部位が、径小化の起点となっているが、この径小化の起点となる部位は、図１１中の（Ｈ−１）の範囲であれば、どこに位置してもよく、同様の結果を得ることができる。
【０２４４】
［変形例］
また、図１１に示される例のように、屈曲部２３が絶縁碍子２０の外周面に存在するもの以外にも、屈曲部が絶縁碍子２０の内周面すなわち軸孔２２の内周面に存在するものであっても、上記した本実施形態の寸法関係を同様に採用することができる。
【０２４５】
図１３は、本実施形態の変形例として、屈曲部２３’が絶縁碍子２０の内周面に存在するスパークプラグＳ４’における発火部近傍の拡大構成を示す半断面図である。
【０２４６】
図１３には、各種寸法Ｈ、Ｈ１、Ｄ’、Ｄ１’が示されている。寸法Ｈは、上記図１１と同様の絶縁碍子の突出量Ｈであり、この図１３に示される例でも、絶縁碍子の突出量Ｈは１ｍｍよりも大きい。
【０２４７】
寸法Ｄ’は、絶縁碍子２０のうち取付金具１０の先端部１１に対向して位置する部位の内径Ｄ’である。この内径Ｄ’は、取付金具先端部における絶縁碍子の内径Ｄ’ということにする。
【０２４８】
また、本例では、図１３に示されるように、取付金具１０の先端部１１から絶縁碍子２０の突出方向へ向かって（Ｈ−１）ｍｍの範囲内に位置する絶縁碍子２０の内周面には、内径が、取付金具先端部における絶縁碍子の内径Ｄ’よりも小さくなるように屈曲した屈曲部２３’が形成されている。
【０２４９】
そして、寸法Ｈ１は、屈曲部位置寸法Ｈ１であるが、本例では、絶縁碍子２０の突出方向に沿った取付金具１０の先端部１１から絶縁碍子２０の内周面の屈曲部２３’までの寸法Ｈ１である。また、寸法Ｄ１’は、屈曲部２３’の内径Ｄ１’である。
【０２５０】
そして、この図１３に示されるスパークプラグＳ４’においては、（Ｄ’−Ｄ１’）／Ｈ１＜２の関係となっている。また、本例でも、好ましくは、（Ｄ’−Ｄ１’）／Ｈ１≦１．５の関係となっている。
【０２５１】
この寸法関係の根拠は、上記図１２に示したような検討と同様の検討を行った結果によるものである。そして、本変形例においても、上記した本実施形態の作用効果を奏するスパークプラグＳ４’を提供することができる。
【０２５２】
（第５実施形態）
上記各実施形態では、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑは、０．１２ｍｍ2以上０．６５ｍｍ2以下であった。つまり、円柱状の貴金属チップ４５の先端面の直径として、φ０．４ｍｍ〜φ０．９ｍｍであった。
【０２５３】
それに対して、本発明の第５実施形態では、上記各実施形態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の先端面の面積Ｑが０．１２ｍｍ2以上０．３５ｍｍ2以下であるスパークプラグを提供するものである。
【０２５４】
これは、円柱状の貴金属チップ４５の先端面の直径として、φ０．４ｍｍ〜φ０．６５ｍｍに相当する。つまり、本実施形態では、上記各実施形態において、さらに、接地電極４０の貴金属チップ４５を細径化している。
【０２５５】
上記第１実施形態の図４に示される検討では、ギャップ増加量を０．２ｍｍとしたときの検討であり、これは、走行距離２０万ｋｍに相当するギャップ増加量である。
【０２５６】
そのため、上記各実施形態における接地電極４０の貴金属チップ４５の寸法では、走行距離２０万ｋｍは確保できる。しかし、さらに将来は、走行距離３０万ｋｍといった超長寿命に対応させることも必要となると考えられる。
【０２５７】
そこで、接地電極４０の貴金属チップ４５の仕様を、さらに詳細検討し、ギャップ増加量が０．３ｍｍの場合に対する電界強度比について、ＦＥＭ解析によって検討を行った。その結果を図１４に示す。
【０２５８】
図１４においては、接地電極４０の貴金属チップ４５として、円柱状のチップを用いており、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑは、当該先端面の直径で代用している。
【０２５９】
ここで、電界強度比は、上記図３と同様に、ギャップ変化量が０のときの中心電極３０の電界強度を１と規格化したものであるが、本実施形態では、この規格化した値に対してギャップ増加量を０．３ｍｍとしたときの値として示してある。
【０２６０】
評価したスパークプラグは、中心電極３０の貴金属チップ３５の先端面の面積Ｓ＝０．２ｍｍ2、突出長さＡ＝１．２ｍｍ、接地電極４０の貴金属チップ４５の突出長さＢ＝０．８ｍｍとしたスパークプラグＳ１を用いた。
【０２６１】
そして、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の直径（単位：ｍｍ）に対する電界強度比の変化について、ＦＥＭ解析を用いて調査した。ここで、目標値は、電界強度比０．９とした。
【０２６２】
図１４に示される結果から、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の直径がφ０．６５ｍｍ以下、つまり、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑにおいて、Ｑ≦０．３５ｍｍ2であれば、ギャップ増加量が０．３ｍｍまで増えても電界強度の低下を抑えることができる。
【０２６３】
なお、接地電極４０の貴金属チップ４５の先端面の面積Ｑの下限については、上記第１実施形態にて述べたのと同様の理由から、０．１２ｍｍ2である。
【０２６４】
このように、本実施形態によれば、上記各実施形態のスパークプラグにおいて、さらに、接地電極４０の貴金属チップ４５を細くすることにより、より大きな火花放電ギャップ５０の拡大に対しても、放電電圧の上昇を抑制する効果を発揮することができる（図１４参照）。
【０２６５】
つまり、本実施形態によれば、さらに、長期間（たとえば、走行距離３０万ｋｍ程度）にわたって横飛火の抑制と耐電圧の確保とを両立することのできるスパークプラグを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０２６６】
【図１】本発明の第１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】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】接地電極側の強電界化による放電電圧上昇の抑制効果について調査した結果を示す図である。
【図４】（ａ）は、接地電極の貴金属チップの先端面の直径に対する電界強度比の変化を調査した結果を示す図であり、（ｂ）は、接地電極の貴金属チップの突出長さＢに対する電界強度比の変化を調査した結果を示す図である。
【図５】ポケット隙間Ｌと横飛火頻度との関係を調査した結果を示す図である。
【図６】絶縁碍子の肉厚Ｔと絶縁破壊本数との関係を調査した結果を示す図である。
【図７】本発明の第２実施形態においてポケット隙間Ｌと横飛火頻度との関係を調査した結果を示す図である。
【図８】第２実施形態において絶縁碍子の肉厚Ｔと絶縁破壊本数との関係を調査した結果を示す図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係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１０】第３実施形態において隙間Ｌ１の大きさを変えて、ポケット隙間Ｌと横飛火頻度との関係を調査した結果を示す図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係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１２】第４実施形態における熱衝撃試験による絶縁碍子の割れの様子を示す図である。
【図１３】第４実施形態の変形例としての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１４】本発明の第５実施形態において接地電極の貴金属チップの先端面の直径に対する電界強度比の変化を調査した結果を示す図である。
【符号の説明】
【０２６７】
１０…取付金具、１１…取付金具の先端部、１２…取付用ネジ部、
２０…絶縁碍子、２１…絶縁碍子の先端部、
２３…絶縁碍子の外周面に設けられた屈曲部、
２３’…絶縁碍子の内周面に設けられた屈曲部、
３０…中心電極、３１…中心電極の先端部、
３４…中心電極と貴金属チップとの溶融部、
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。
【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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