(57)【要約】【課題】絶縁体の割れに対する耐性を向上する。【解決手段】スパークプラグは、工具係合部を有し貫通孔を有する主体金具と、主体金具の貫通孔に配置される絶縁体と、絶縁体の軸孔に配置される胴部と、胴部よりも大径の鍔部と、鍔部よりも小径の頭部と、を備える端子金具と、を備える。絶縁体のうち、主体金具から後端側に露出する露出部の最小厚さは、２．５ｍｍ以下である。工具係合部のうち、外接円の径が最大である最大外径部の外接円の径と、頭部の最大外径と、の径差は９ｍｍ以下である、あるいは、露出部の最大外径と、頭部の最大外径と、の径差が２．３ｍｍ以下である。【選択図】  図２
2016139502.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付工具を係合させるための工具係合部を有し、軸線の方向に貫通する貫通孔を有する主体金具と、
前記主体金具の前記貫通孔に配置され、前記軸線の方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記絶縁体の前記軸孔に配置される胴部と、前記胴部よりも大径で、前記絶縁体の後端面に接触する鍔部と、前記鍔部よりも小径で、前記鍔部の後端側に位置する頭部と、を備える端子金具と、
を備えるスパークプラグであって、
前記頭部の最大外径を有する部分の後端と、前記工具係合部のうち、外接円の径が最大である最大外径部の後端と、を最短距離で結ぶ仮想線が、前記絶縁体のうち、前記主体金具から後端側に露出する露出部と交差せず、
前記露出部のうち、前記胴部と接触する部分の径方向の最小厚さが２．５ｍｍ以下であり、
前記最大外径部の外接円の径と、前記頭部の最大外径と、の径差が９ｍｍ以下であ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であって、
前記頭部の最大外径は、前記露出部の最大外径より小さい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２に記載のスパークプラグであって、
前記最大外径部の外接円の径と、前記頭部の最大外径と、の径差が５ｍｍ以上であることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項４】
取付工具を係合させるための工具係合部を有し、軸線の方向に貫通する貫通孔を有する主体金具と、
前記主体金具の前記貫通孔に配置され、前記軸線の方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記絶縁体の前記軸孔に配置される胴部と、前記胴部よりも大径で、前記絶縁体の後端面に接触する頭部と、を備える端子金具と、
を備えるスパークプラグであって、
前記頭部の最大外径を有する部分の後端と、前記工具係合部のうち、外接円の径が最大である最大外径部の後端と、を最短距離で結ぶ仮想線が、前記絶縁体のうち、前記主体金具から後端側に露出する露出部と交差し、
前記露出部のうち、前記胴部と接触する部分の径方向の最小厚さが２．５ｍｍ以下であり、
前記露出部の最大外径と、前記頭部の最大外径と、の径差が２．３ｍｍ以下であることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項５】
請求項４に記載のスパークプラグであって、
前記頭部の最大外径は、前記露出部の最大外径より小さく、
前記露出部の最大外径と、前記頭部の最大外径と、の径差が１ｍｍ以上であ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、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】
内燃機関等において着火に用いられるスパークプラグは、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火花ギャップに、火花を発生させる（例えば、特許文献１）。
【０００３】
近年、内燃機関を小型化する観点や、設計自由度を向上する観点から、スパークプラグの小径化や小型化が望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２７３８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、スパークプラグの小径化、小型化に伴って、絶縁体の肉厚が薄くなるほど、絶縁体の強度の確保、例えば、スパークプラグが落下して床などに衝突した際に発生し得る絶縁体の割れに対する耐性の確保が困難になる可能性があった。
【０００６】
本明細書は、スパークプラグの絶縁体の割れに対する耐性を向上できる技術を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に開示される技術は、以下の適用例として実現することが可能である。
【０００８】
［適用例１］取付工具を係合させるための工具係合部を有し、軸線の方向に貫通する貫通孔を有する主体金具と、
前記主体金具の前記貫通孔に配置され、前記軸線の方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記絶縁体の前記軸孔に配置される胴部と、前記胴部よりも大径で、前記絶縁体の後端面に接触する鍔部と、前記鍔部よりも小径で、前記鍔部の後端側に位置する頭部と、を備える端子金具と、
を備えるスパークプラグであって、
前記頭部の最大外径を有する部分の後端と、前記工具係合部のうち、外接円の径が最大である最大外径部の後端と、を最短距離で結ぶ仮想線が、前記絶縁体のうち、前記主体金具から後端側に露出する露出部と交差せず、
前記露出部のうち、前記胴部と接触する部分の径方向の最小厚さが２．５ｍｍ以下であり、
前記最大外径部の外接円の径と、前記頭部の最大外径と、の径差が９ｍｍ以下であることを特徴とするスパークプラグ。
【０００９】
上記構成によれば、絶縁体の露出部における胴部と接触する部分の径方向の最小厚さが２．５ｍｍ以下であっても、工具係合部の最大外径部の外接円の径と、端子金具の頭部の最大外径と、の径差が９ｍｍ以下であるので、落下時等の絶縁体への衝撃を緩和できる。したがって、絶縁体の割れに対する耐性を向上することができる。
【００１０】
［適用例２］適用例１に記載のスパークプラグであって、
前記頭部の最大外径は、前記露出部の最大外径より小さいことを特徴とするスパークプラグ。
【００１１】
こうすれば、プラグキャップと絶縁体の露出部との密着性の低下を抑制して、フラッシュオーバーの発生を抑制できる。
【００１２】
［適用例３］適用例２に記載のスパークプラグであって、
前記最大外径部の外接円の径と、前記頭部の最大外径と、の径差が５ｍｍ以上であることを特徴とするスパークプラグ。
【００１３】
こうすれば、工具係合部の外径と露出部の外径との径差が過度に小さくなることを抑制できるので、主体金具に対する絶縁体の固定（例えば、かしめによる固定）を適切に行うことができ、ひいては、スパークプラグの気密性を確保することができる。
【００１４】
［適用例４］取付工具を係合させるための工具係合部を有し、軸線の方向に貫通する貫通孔を有する主体金具と、
前記主体金具の前記貫通孔に配置され、前記軸線の方向に延びる軸孔を有する絶縁体と、
前記絶縁体の前記軸孔に配置される胴部と、前記胴部よりも大径で、前記絶縁体の後端面に接触する頭部と、を備える端子金具と、
を備えるスパークプラグであって、
前記頭部の最大外径を有する部分の後端と、前記工具係合部のうち、外接円の径が最大である最大外径部の後端と、を最短距離で結ぶ仮想線が、前記絶縁体のうち、前記主体金具から後端側に露出する露出部と交差し、
前記露出部のうち、前記胴部と接触する部分の径方向の最小厚さが２．５ｍｍ以下であり、
前記露出部の最大外径と、前記頭部の最大外径と、の径差が２．３ｍｍ以下であることを特徴とするスパークプラグ。
【００１５】
上記構成によれば、絶縁体の露出部における胴部と接触する部分の径方向の最小厚さが２．５ｍｍ以下であっても、絶縁体の露出部の最大外径と、端子金具の頭部の最大外径と、の径差が２．３ｍｍ以下であるので、落下時等の絶縁体への衝撃を緩和できる。したがって、絶縁体の割れに対する耐性を向上することができる。
【００１６】
［適用例５］適用例４に記載のスパークプラグであって、
前記頭部の最大外径は、前記露出部の最大外径より小さく、
前記露出部の最大外径と、前記頭部の最大外径と、の径差が１ｍｍ以上であることを特徴とするスパークプラグ。
【００１７】
こうすれば、生産時の公差バラツキによって、端子金具の頭部が、絶縁体の露出部の外周面より径方向外側にはみ出すことを抑制できる。したがって、プラグキャップと絶縁体の露出部との密着性の低下を抑制できるので、フラッシュオーバーの発生を抑制できる。
【００１８】
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】
【００１９】
【図１】第１実施形態のスパークプラグ１００の全体を示す図である。
【図２】スパークプラグ１００の後端側の構成を示す図である。
【図３】試験装置の概略図である。
【図４】試験結果を示すグラフである。
【図５】スパークプラグ１００にプラグキャップが装着された状態を示す概略図である。
【図６】第２実施形態のスパークプラグ１００ｂの後端側の構成を示す図である。
【図７】試験結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
Ａ．第１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、第１実施形態のスパークプラグ１００の全体を示す図である。図１の軸線ＣＯより右側には、スパークプラグ１００の外観が図示され、軸線ＣＯの左側には、軸線ＣＯを含む面で切断した断面図が示されている。図１の一点破線は、スパークプラグ１００の軸線ＣＯ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。
【００２１】
スパークプラグ１００は、絶縁体（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。
【００２２】
絶縁体（絶縁碍子）１０はアルミナ等を焼成して形成されている。絶縁体１０は、軸線方向に沿って延び、絶縁体１０を貫通する貫通孔である軸孔１２を有する略円筒形状の部材である。絶縁体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、後端側から先端方向ＦＤに向かって縮径している。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。
【００２３】
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に沿って貫通する貫通孔５９が形成されている。主体金具５０の貫通孔５９内に、絶縁体１０が配置・保持されている。絶縁体１０の先端は、主体金具５０の先端より先端側に露出している。絶縁体１０の後端は、主体金具５０の後端より後端側に露出している。
【００２４】
主体金具５０は、スパークプラグ１００をエンジンヘッドに取り付ける際に取付工具（具体的には、スパークプラグレンチ）を係合させるための工具係合部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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、絶縁体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、環状の線パッキン６，７が配置されている。当該領域における２つの線パッキン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、絶縁体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、絶縁体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、線パッキン６、７およびタルク９を介し、絶縁体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、絶縁体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と絶縁体１０との隙間から外部に漏れることが、板パッキン８およびタルク９によって防止される。これによって、スパークプラグ１００の気密性が確保される。
【００２７】
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、絶縁体１０の軸孔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、例えば、ニッケルまたはニッケルを主成分とする合金、本実施形態では、インコネル６００（「ＩＮＣＯＮＥＬ」は、登録商標））で形成されている。中心電極本体２１は、内部に埋設され、ニッケルまたはニッケルを主成分と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で形成された芯材を含んでもよい。
【００２８】
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（電極鍔部）と、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、絶縁体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、絶縁体１０の先端より先端側に突出している。
【００２９】
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。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る。
【００３０】
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。
【００３１】
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の後端は、主体金具５０の先端面に接合されている。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の先端は、自由端である。
【００３２】
接地電極本体３１は、耐腐食性の高い金属、例えば、ニッケル合金、本実施形態では、インコネル６０１を用いて形成されている。なお、接地電極本体３１は、内部に銅などのニッケル合金よりも熱伝導率が高い金属で形成された芯材を含んでもよい。
【００３３】
接地電極チップ３９の先端面は、接地電極本体３１の湾曲された先端部分の中心電極２０を向いた面に、例えば、抵抗溶接によって接合されている。接地電極チップ３９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−１０Ｎｉ合金などを用いて形成されている。
【００３４】
接地電極チップ３９の後端面と、中心電極チップ２９の先端面とは、火花放電が発生する間隙（ギャップとも呼ぶ）を形成している。ギャップの近傍をスパークプラグ１００の発火部とも呼ぶ。
【００３５】
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、絶縁体１０の軸孔１２に配置される胴部４３と、胴部４３より後端側に位置する鍔部４２と、鍔部４２より後端側に位置する頭部４１と、を備えている。
【００３６】
絶縁体１０の軸孔１２内において、端子金具４０の先端（胴部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。軸孔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。
【００３７】
Ａ−２．スパークプラグ１００の後端側の構成：
上記のスパークプラグ１００の後端側の構成について、図２を参照して、さらに、詳細に説明する。図２は、スパークプラグ１００の後端側の構成を示す図である。図２（Ａ）には、図１のうち、スパークプラグ１００の後端側の一部分を拡大した図が示されている。
【００３８】
主体金具５０の貫通孔５９に配置された絶縁体１０のうち、後端側胴部１８の後端側の部分１８Ａは、貫通孔５９の後端から後端側に露出している。後端側胴部１８の後端側の部分１８Ａを、絶縁体１０の露出部１８Ａとも呼ぶ。露出部１８Ａの軸線方向の長さをＬ１２とする。露出部１８Ａの軸孔１２を形成する内周面の後端部分は、座繰り１８Ｂと、座繰り１８Ｂの先端側に位置する雌ねじが形成された部分１８Ｃと、を有している。露出部１８Ａの軸孔１２を形成する内周面の部分１８Ｃより先端側の部分１８Ｆは、後述するように、端子金具４０の胴部４３が接触する部分である。
【００３９】
露出部１８Ａの側面の後端側の部分は、周方向の全周に亘って形成された複数個の溝１８Ｄが形成されている。複数個の溝１８Ｄによって、露出部１８Ａの側面の後端側の部分は、軸線方向に沿って波状の形状を有している。露出部１８Ａの最大外径Ｒ１３を有する部分は、外周面に溝１８Ｄが形成されていない先端側部分である。
【００４０】
端子金具４０の胴部４３は、大径部４３１と、大径部４３１より小径で、大径部４３１より先端側に位置する小径部４３２と、を備えている。大径部４３１は、絶縁体１０の軸孔１２の内径より僅かに小さな径を有しており、大径部４３１の側面の一部分は、胴部４３が軸孔１２に挿入される際に歪みやズレ（図示省略）が発生して、露出部１８Ａの軸孔１２を形成する内周面の部分１８Ｆに接触している。胴部４３の小径部４３２は、絶縁体１０の軸孔１２を形成する内周面に接触していない。
【００４１】
ここで、露出部１８Ａの最小厚さｔ１を定義する。最小厚さｔ１は、露出部１８Ａのうち、胴部４３と接触する部分（図１の例では、露出部１８Ａの部分１８Ｆ）の径方向の厚さの最小値である。最小厚さｔ１は、ｔ１＝（Ｒ１５−Ｒ１４）／２と定義することができる。Ｒ１４は、露出部１８Ａの内径、すなわち、露出部１８Ａの軸孔１２の径である。Ｒ１５は、露出部１８Ａのうち、胴部４３と接触する部分の最小の外径である。外径Ｒ１５は、露出部１８Ａに複数個の溝１８Ｄが形成されている場合には、複数個の溝１８Ｄの谷のうち、最も軸線ＣＯに近い部位における外径（以下、溝部外径Ｒ１５とも呼ぶ）である。
【００４２】
端子金具４０の鍔部４２は、胴部４３よりも大きな外径を有している。鍔部４２は、絶縁体１０の後端面１８Ｅに接触している。端子金具４０の頭部４１は、鍔部４２より小さな外径を有している。以上から解るように、鍔部４２の最大外径Ｒ１２は、端子金具４０の最大外径である。端子金具４０の最大外径Ｒ１２は、露出部１８Ａの最大外径Ｒ１３より小さい（Ｒ１２＜Ｒ１３）。この結果、端子金具４０は、露出部１８Ａより径方向外側に突出していない。
【００４３】
鍔部４２の頭部４１には、高圧ケーブルが接続されたプラグキャップ（図示省略）が装着される。図１の例では、頭部４１には、プラグキャップの接続具と接続するための溝４１Ａが形成されており、溝４１Ａの後端側の部分４１Ｂが、頭部４１の最大外径Ｒ１１を有する部分である。上述したように、Ｒ１１＜Ｒ１２＜Ｒ１３である。なお、絶縁体１０の後端（露出部１８Ａの後端）から、頭部４１の最大外径Ｒ１１を有する部分４１Ｂの後端までの軸線方向の長さをＬ１１とする。
【００４４】
主体金具５０の工具係合部５１において、図２（Ａ）の点Ｐ１２から点Ｐ１３までの軸線方向の範囲内の部分は、外接円の径が最大である最大外径部５１Ａである。図２（Ｂ）には、スパークプラグ１００を後端側から先端方向ＦＤに向かって見た図である。図２（Ｂ）は、図の煩雑を避けるために簡略化されており、端子金具４０の頭部４１の最大外径Ｒ１１を有する部分４１Ｂの外周面と、工具係合部５１の最大外径部５１Ａの外周面のみが図示されている。最大外径部５１Ａは、後端側から先端方向ＦＤに向かって見た形状が正六角形を有する角柱の形状を有している。軸線ＣＯと垂直で５１Ａと交差する面上において工具係合部５１に外接する外接円ＶＣは、正六角形の頂点を通る円である。外接円ＶＣの径をＲ１６とする。外接円ＶＣの径Ｒ１６は、例えば、１０ｍｍ〜１６ｍｍである。
【００４５】
ここで、頭部４１の最大外径を有する部分４１Ｂの後端と、最大外径部５１Ａの後端と、を最短距離で結ぶ仮想線ＢＬ１は、図２（Ａ）に示す断面においては、点Ｐ１１と点Ｐ１２とを結ぶ破線となる。第１実施形態のスパークプラグ１００において、仮想線ＢＬ１は、露出部１８Ａと交差しない。このような仮想線ＢＬ１は、軸線ＣＯを通る任意の断面において引くことができ、任意の断面において仮想線ＢＬ１は、露出部１８Ａと交差しない。換言すれば、図２（Ａ）に示す断面における仮想線ＢＬ１を、軸線ＣＯを中心として回転して得られる円錐台の内側に、露出部１８Ａの全体が収まる。また、主体金具５０の工具係合部５１より先端側の部分も、仮想線ＢＬ１とは交差しない。
【００４６】
なお、最大外径部５１Ａの外接円ＶＣの径Ｒ１６と、頭部４１の最大外径Ｒ１１と、の径差ΔＲ１＝（Ｒ１６−Ｒ１１）は、５ｍｍ以上であることが好ましい。例えば、径Ｒ１６が、１２ｍｍである場合には、頭部４１の最大外径Ｒ１１は、７ｍｍ以下に設定される。径Ｒ１６が、１４ｍｍである場合には、頭部４１の最大外径Ｒ１１は、９ｍｍ以下に設定される。
【００４７】
Ａ−３：評価試験
評価試験では、上記第１実施形態のスパークプラグ１００の絶縁体１０の割れに対する耐性を確認するために、スパークプラグの複数種類のサンプル（評価サンプルとも呼ぶ）の落下試験を実施した。
【００４８】
試験に用いた各評価サンプルの共通項目は、以下の通りである。
露出部１８Ａの最大外径Ｒ１３：９ｍｍ
露出部１８Ａの溝部外径Ｒ１５：７．５ｍｍ
露出部１８Ａの軸線方向の長さをＬ１２：２５ｍｍ
頭部４１の最大外径Ｒ１１を有する部分４１Ｂの後端までの軸線方向の長さＬ１１：８．５ｍｍ
端子金具４０の最大外径Ｒ１２：７．５ｍｍ
絶縁体１０の材料：９０重量％のＡｌ２Ｏ３と、１０重量％の焼結助剤（ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ）と、から成るセラミックス
【００４９】
評価サンプルとして、露出部１８Ａの最小厚さｔ１を、８種類の厚さ、すなわち、１．５ｍｍ、１．８ｍｍ、２．０ｍｍ、２．２ｍｍ、２．５ｍｍ、２．７ｍｍ、３．０ｍｍ、３．２ｍｍにそれぞれ設定したサンプルを準備した。最小厚さｔ１は、露出部１８Ａの軸孔１２の径Ｒ１４を変更することによって、変更された。
【００５０】
さらに、それぞれの最小厚さｔ１を有するサンプルについて、最大外径部５１Ａの外接円ＶＣの径Ｒ１６と、頭部４１の最大外径Ｒ１１と、の径差ΔＲ１＝（Ｒ１６−Ｒ１１）を、５種類の値、すなわち、５ｍｍ、７ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、１２ｍｍにそれぞれ設定したサンプルを準備した。径差ΔＲ１は、最大外径部５１Ａの外接円ＶＣの径Ｒ１６と、頭部４１の最大外径Ｒ１１と、を以下の組み合わせに設定することによって変更された。
ΔＲ１＝５ｍｍのサンプル：（Ｒ１６＝１２．４ｍｍ、Ｒ１１＝７．４ｍｍ）
ΔＲ１＝７ｍｍのサンプル：（Ｒ１６＝１４．４ｍｍ、Ｒ１１＝７．４ｍｍ）
ΔＲ１＝９ｍｍのサンプル：（Ｒ１６＝１５．４ｍｍ、Ｒ１１＝６．４ｍｍ）
ΔＲ１＝１０ｍｍのサンプル：（Ｒ１６＝１６．４ｍｍ、Ｒ１１＝６．４ｍｍ）
ΔＲ１＝１２ｍｍのサンプル：（Ｒ１６＝１８．４ｍｍ、Ｒ１１＝６．４ｍｍ）
【００５１】
以上のように、最小厚さｔ１と径差ΔＲ１との少なくとも一方が互いに異なる４０種類のサンプルを準備した。なお、各種類のサンプルにおいて、仮想線ＢＬ１が露出部１８Ａと交差していない。
【００５２】
図３は、試験装置の概略図である。落下試験では、水平な開閉板を有するシャッター５００を、水平に設置された十分な厚さを有する金属板６００の上方に、落下高さＦＨを調整可能に設置した。落下高さＦＨは、開閉板の上面５０１から、金属板６００の上面６０１までの鉛直方向の距離である。そして、落下高さＦＨを規定の落下高さＦＨに設定して、開閉板の上面５０１上にサンプルを、軸線方向を略水平にした状態で設置した。その後、シャッター５００を高速で、閉状態から開状態にすることによって、軸線方向を略水平にした状態を維持したまま、サンプルを自由落下させて、金属板６００の上面６０１に衝突させた。
【００５３】
本試験では、１種類のサンプルを複数個準備し、落下高さＦＨを２０ｃｍから５ｃｍ刻みで順次に高くしながら、１個ずつ落下試験を行い、サンプルの露出部１８Ａの割れの有無を確認した。落下後のサンプルの露出部１８Ａに割れが発生した落下高さＦＨのうち、最も低い高さを割れ発生高さとして特定した。サンプルの露出部１８Ａに発生した割れは、いずれ露出部１８Ａの後端から軸線方向に沿って亀裂が走る割れ（縦割れとも呼ぶ）であった。
【００５４】
図４は、試験結果を示すグラフである。図４に示すように、径差ΔＲ１が互いに同じであり、最小厚さｔ１が互いに異なる８種類のサンプルを比較すると、最小厚さｔ１が厚いサンプルほど割れ発生高さが高くなる傾向があった。すなわち、径差ΔＲ１が互いに同じであれば、最小厚さｔ１が厚いサンプルほど割れに対する耐性が高かった。この傾向は、全ての径差ΔＲ１のサンプル群で同じであった。
【００５５】
また、最小厚さｔ１が互いに同じであり、径差ΔＲ１が互いに異なる５種類のサンプルを比較すると、径差ΔＲ１が小さいほど割れ発生高さが高くなる傾向があった。すなわち、最小厚さｔ１が互いに同じであれば、径差ΔＲ１が小さいほど割れに対する耐性が高かった。この傾向は、全ての最小厚さｔ１のサンプル群で同じであった。
【００５６】
この理由は、以下のように推定される。露出部１８Ａの割れは、主に露出部１８Ａに対して径方向の衝撃が加えられた場合に発生する。露出部１８Ａの径方向の厚さは、軸線方向の長さより、大幅に小さいからである。各サンプルでは、上述したように、仮想線ＢＬ１（図２）は、露出部１８Ａと交差しない。したがって、露出部１８Ａは、直接に金属板６００の上面６０１に衝突しない。露出部１８Ａに、大きな径方向の衝撃が加えられるのは、端子金具４０の頭部４１に対して径方向の衝撃が加えられ、その衝撃が端子金具４０の胴部４３を介して、露出部１８Ａに加えられる場合であると考えられる。端子金具４０の頭部４１に対して径方向の衝撃が加えられる場合は、主として本落下試験のように、軸線方向を略水平にした状態で落下した場合である。この場合には、端子金具４０の頭部４１より先に、主体金具５０の工具係合部５１が金属板６００の上面６０１に衝突する。その後にサンプルが、工具係合部５１の最大外径部５１Ａを支点に回転して、端子金具４０の頭部４１の最大外径Ｒ１１を有する部分４１Ｂが金属板６００の上面６０１に衝突する。回転のストロークが長いほど、頭部４１の衝突速度が速くなり、衝突の衝撃も大きくなる。径差ΔＲ１が小さいほど、主体金具５０の工具係合部５１が上面６０１に衝突してから、頭部４１の最大外径Ｒ１１を有する部分４１Ｂが上面６０１に衝突するまでの、回転のストロークが短くなる。この結果、径差ΔＲ１が小さいほど、端子金具４０の頭部４１に加えられる径方向の衝撃が小さくなる。このために、径差ΔＲ１が小さいほど割れに対する耐性が高くなると考えられる。
【００５７】
さらに、詳しく、最小厚さｔ１が互いに同じである５種類のサンプルを比較する。径差ΔＲ１が９ｍｍ以下であるサンプルは、径差ΔＲ１が９ｍｍより大きなサンプルより、大幅に割れに対する耐性が高かった。例えば、最小厚さｔ１＝１．５ｍｍであるサンプル群に注目する。このサンプル群では、径差ΔＲ１が９ｍｍであるサンプルと、径差ΔＲ１が１０ｍｍであるサンプルと、の間で、割れ発生高さの差は、４０ｃｍを超えた。これに対して、径差ΔＲ１が９ｍｍ以下である３種類のサンプル、すなわち、径差ΔＲ１が９ｍｍ、７ｍｍ、５ｍｍであるサンプル内では、割れ発生高さの差は、１０ｃｍ以内であった。径差ΔＲ１が９ｍｍより大きなサンプル、すなわち、径差ΔＲ１が、１０ｍｍ、１２ｍｍであるサンプル内では、割れ発生高さの差は、５ｃｍしかなかった。この傾向は、後述するように、最小厚さｔ１が２．５ｍｍ以下であるサンプルと、最小厚さｔ１が２．５ｍｍより大きいサンプルと、の間で、程度に差があるものの、全ての最小厚さｔ１のサンプル群で見られた。
【００５８】
この理由は、明らかではないが、例えば、衝突のエネルギー（運動エネルギー）は、衝突速度の２乗に比例して大きくなるので、衝突速度がある速度以上に達すれば、急激に割れが発生しやすくなると考えられる。そして、主体金具５０が上面６０１に衝突することによって、一度減速した端子金具４０の頭部４１の衝突速度が、割れを引き起こすために十分な速度に達するには、ある程度の回転のストロークが必要であると考えられる。このために、径差ΔＲ１が９ｍｍ以下では、衝突速度を抑制できることで、径差ΔＲ１が９ｍｍより大きい場合と比較して、大幅に露出部１８Ａの割れに対する耐性を向上することができると考えられる。
【００５９】
さらに詳しく比較すると、最小厚さｔ１が２．５ｍｍ以下であるサンプルでは、最小厚さｔ１が２．５ｍｍより大きなサンプルより、径差ΔＲ１が９ｍｍ以下であることによって割れに対する耐性が向上する程度が、大幅に大きかった。具体的には、最小厚さｔ１が２．５ｍｍ以下であるサンプル、すなわち、最小厚さｔ１が１．５ｍｍ、１．８ｍｍ、２．０ｍｍ、２．２ｍｍ、２．５ｍｍであるサンプル群では、径差ΔＲ１が９ｍｍであるサンプルと、径差ΔＲ１が１０ｍｍであるサンプルと、の間で、割れ発生高さの差は、４０ｃｍ〜４５ｃｍであった。これに対して、最小厚さｔ１が２．５ｍｍより大きいサンプル、すなわち、最小厚さｔ１が２．７ｍｍ、３．０ｍｍ、３．２ｍｍであるサンプル群では、径差ΔＲ１が９ｍｍであるサンプルと、径差ΔＲ１が１０ｍｍであるサンプルと、の間で、割れ発生高さの差は、１０〜１５ｃｍであった。
【００６０】
以上の説明から解るように、図４に結果を示す落下試験によって、以下のことが解った。絶縁体１０の露出部１８Ａの割れに対する耐性を向上する観点から、工具係合部５１の最大外径部５１Ａの外接円ＶＣの径Ｒ１６と、端子金具４０の頭部４１の最大外径Ｒ１１と、の径差ΔＲ１は、９ｍｍ以下であることが好ましい。そして、径差ΔＲ１は、９ｍｍ以下であることによって、割れに対する耐性が向上する効果は、特に、露出部１８Ａのうち、胴部４３と接触する部分の径方向の最小厚さ（すなわち、最小厚さｔ１）が２．５ｍｍ以下である場合に顕著である。
【００６１】
換言すれば、最小厚さｔ１が２．５ｍｍ以下である場合には、径差ΔＲ１は、９ｍｍ以下であることが好ましい。こうすれば、最小厚さｔ１が２．５ｍｍ以下であっても、径差ΔＲ１が９ｍｍ以下であるので、落下時等の絶縁体１０への衝撃を緩和できる。したがって、絶縁体１０の割れに対する耐性を向上することができる。
【００６２】
なお、上述したように、図４に示すように、落下試験によって、径差ΔＲ１が小さいほど、露出部１８Ａの割れに対する耐性が向上することが明らかにされた。したがって、例えば、径差ΔＲ１は、７ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００６３】
また、落下試験によって、割れに対する耐性が向上する効果が顕著であることが解った最小厚さｔ１は、１．５ｍｍ、１．８ｍｍ、２ｍｍ、２．２ｍｍであった。これらの値のうちの任意の値を、最小厚さｔ１の好ましい範囲の上限値および／または下限として採用可能である。例えば、最小厚さｔ１としては、２．２ｍｍ以下の値を採用可能である。
【００６４】
なお、割れに対する耐性が向上する観点からは、径差ΔＲ１を小さくすべく、頭部４１の最大外径Ｒ１１を大きくすることが好ましいが、いわゆるフラッシュオーバーを抑制する観点から、図２を参照して説明したように、頭部４１の最大外径Ｒ１１は、露出部１８Ａの最大外径Ｒ１３より小さいことが好ましい。
【００６５】
図５を参照して説明する。図５は、スパークプラグ１００にプラグキャップが装着された状態を示す概略図である。図５には、プラグキャップ３００のスパークプラグ１００と接続される側の一部分の断面図が示されている。プラグキャップ３００は、スパークプラグ１００の端子金具４０に接続される接続金具３２０と、接続金具３２０が先端に挿入された樹脂製の筒状形状の部材であるメインボディ３６０と、メインボディ３６０および接続金具３２０を覆うゴムカバー３１０と、を備えている。接続金具３２０の後端には、高圧ケーブルＣＢが接続されている。高圧ケーブルＣＢは、先端側の一部分がメインボディ３６０内に配置され、後端側の一部分（図示省略）は、メインボディ３６０の後端から外部に延びている。高圧ケーブルＣＢの後端は、図示しない電源装置に接続されている。
【００６６】
図５に示すように、スパークプラグ１００の端子金具４０の頭部４１は、プラグキャップ３００の接続金具３２０に接続されている。そして、スパークプラグ１００の露出部１８Ａの外周面は、ゴムカバー３１０の先端側の部分の内周面と接触している。このタイプのプラグキャップでは、露出部１８Ａの外周面とゴムカバー３１０の内周面とが接触していることによって、フラッシュオーバーを抑制している。フラッシュオーバーは、露出部１８Ａの外周面を通る経路で、端子金具４０と主体金具５０との間に電流がリークする不具合である。
【００６７】
仮に、頭部４１の最大外径Ｒ１１（部分４１Ｂの外径）を大きくすることによって、頭部４１の最大外径Ｒ１１が端子金具４０の最大外径であり、頭部４１の最大外径Ｒ１１が、露出部１８Ａの最大外径Ｒ１３より大きいとする。この場合には、図５の接続金具３２０の先端側部分の径を、露出部１８Ａの最大外径Ｒ１３より大きくせざるを得なくなる。その結果、ゴムカバー３１０の露出部１８Ａを覆う部分の内径も大きくならざるを得ない。したがって、露出部１８Ａの外周面とゴムカバー３１０の内周面との密着性が低下するので、フラッシュオーバーを抑制する効果が低くなってしまう。
【００６８】
以上の説明から解るように、図２のスパークプラグ１００のように、頭部４１の最大外径Ｒ１１を、露出部１８Ａの最大外径Ｒ１３より小さくすれば（Ｒ１３＞Ｒ１１）、露出部１８Ａの外周面とゴムカバー３１０の内周面との密着性の低下を抑制して、フラッシュオーバーの発生を抑制できる。
【００６９】
また、割れに対する耐性が向上する観点からは、径差ΔＲ１は、小さいほど好ましいが、スパークプラグ１００の気密性を確保する観点からは、径差ΔＲ１は、５ｍｍ以上であることが好ましい。
【００７０】
仮に、頭部４１の最大外径Ｒ１１（部分４１Ｂの外径）を大きくすることによって、径差ΔＲ１が５ｍｍより小さくなると、（Ｒ１３＞Ｒ１１）であるので、最大外径部５１Ａの外接円ＶＣの径Ｒ１６と、露出部１８Ａの最大外径Ｒ１３と、の径差（Ｒ１６−Ｒ１３）も５ｍｍより小さくなる。そうすると、主体金具５０の加締部５３と露出部１８Ａの外周面との間の領域（線パッキン６、７、タルク９が充填された領域（図２））を十分に確保できなくなる。この結果、十分な強度で加締部５３を、かしめることができなくなる。この結果、絶縁体１０と主体金具５０との間の板パッキン８を介した密着性が低下するので、スパークプラグ１００の気密性が確保できなくなる可能性がある。
【００７１】
以上の説明から解るように、図２のスパークプラグ１００のように、径差ΔＲ１を５ｍｍ以上とすれば（ΔＲ１≧５ｍｍ）、工具係合部５１の外径と露出部１８Ａの外径との径差が過度に小さくなることを抑制できるので、主体金具５０に対する絶縁体１０の固定（具体的には、かしめによる固定）を適切に行うことができ、ひいては、スパークプラグの気密性を確保することができる。
【００７２】
Ｂ．第２実施形態：
Ｂ−１．スパークプラグ１００ｂの後端側の構成：
第２実施形態のスパークプラグ１００ｂは、図１，図２の第１実施形態のスパークプラグ１００とは、後端側の構成の一部が異なる。他の構成は、スパークプラグ１００ｂの他の構成は、図１，図２の第１実施形態のスパークプラグ１００と同一である。図６は、第２実施形態のスパークプラグ１００ｂの後端側の構成を示す図である。スパークプラグ１００ｂの構成のうち、第１実施形態のスパークプラグ１００と同じ構成については、図２のスパークプラグ１００と同じ符号を付して、その説明を省略する。
【００７３】
図６のスパークプラグ１００ｂの絶縁体１０ｂの露出部１８Ａｂの外周面には、溝が形成されていない。露出部１８Ａｂのその他の構成は、第１実施例の露出部１８Ａと同じである。
【００７４】
このように、露出部１８Ａｂの外周面には、溝が形成されていない場合には、露出部１８Ａの最小厚さｔ２は、第１実施形態の最小厚さｔ１とは、若干異なる。最小厚さｔ２は、露出部１８Ａｂのうち、胴部４３と接触する部分（図６の例では、露出部１８Ａｂの部分１８Ｆ）の径方向の厚さの最小値である。最小厚さｔ２は、ｔ２＝（Ｒ１３−Ｒ１４）／２である。露出部１８Ａｂのうち、胴部４３と接触する部分の最小の外径は、表面に溝が形成されていないために、露出部１８Ａｂの最大外径Ｒ１３と等しい。
【００７５】
図６のスパークプラグ１００ｂの端子金具４０ｂは、頭部４１ｂの構成が、第１実施形態の頭部４１とは異なる。端子金具４０ｂのその他の構成は、第１実施例の端子金具４０と同じである。第２実施形態の頭部４１ｂは、軸線方向の長さＬ２１が、第１実施例の頭部４１より短い。第２実施形態の頭部４１ｂの外径は、面取り４５が形成された部分を除いて一定である。従って、第２実施形態の頭部４１ｂの最大外径Ｒ２１は、面取り４５が形成された部分を除いた部分の外径である。頭部４１ｂの後端面には、有底穴４６が形成されている。有底穴４６は、端子金具４０に高電圧を供給するための接続金具（図示省略）を接触させるための部位である。なお、頭部４１ｂの最大外径Ｒ２１は、露出部１８Ａｂの最大外径Ｒ１３より小さい。そして、露出部１８Ａｂの最大外径Ｒ１３と、頭部４１ｂの最大外径Ｒ２１と、の径差ΔＲ２＝（Ｒ１３−Ｒ２１）は、１ｍｍ以上である（ΔＲ２≧１ｍｍ）。例えば、露出部１８Ａｂの最大外径Ｒ１３が、９ｍｍである場合には、頭部４１ｂの最大外径Ｒ２１は、８ｍｍ以下に設定される。
【００７６】
ここで、頭部４１ｂの最大外径を有する部分（すなわち、面取り４５を除いた部分）の後端と、最大外径部５１Ａの後端と、を最短距離で結ぶ仮想線ＢＬ２は、図６に示す断面においては、点Ｐ２１と点Ｐ１２とを結ぶ破線となる。第２実施形態のスパークプラグ１００ｂにおいて、仮想線ＢＬ２は、露出部１８Ａｂと交差する。換言すれば、第２実施形態では、露出部１８Ａｂは、図６に示す断面における仮想線ＢＬ２を、軸線ＣＯを中心として回転して得られる円錐台より外側に位置する部分ＯＡを含んでいる。
【００７７】
Ｂ−３：評価試験
評価試験では、上記第２実施形態のスパークプラグ１００ｂの絶縁体１０ｂの割れに対する耐性を確認するために、スパークプラグの複数種類のサンプル（評価サンプルとも呼ぶ）の落下試験を実施した。
【００７８】
試験に用いた各評価サンプルの共通項目は、以下の通りである。
露出部１８Ａの最大外径Ｒ１３：９ｍｍ
露出部１８Ａの軸線方向の長さをＬ１２：３３．２ｍｍ
端子金具４０の頭部４１ｂの軸線方向の長さＬ２１：３．３ｍｍ
絶縁体１０ｂの材料：９０重量％のＡｌ２Ｏ３と、１０重量％の焼結助剤（ＳｉＯ２、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＢａＯ）と、から成るセラミックス
【００７９】
評価サンプルとして、露出部１８Ａｂの最小厚さｔ２を、８種類の厚さ、すなわち、１．５ｍｍ、１．８ｍｍ、２．０ｍｍ、２．２ｍｍ、２．５ｍｍ、２．７ｍｍ、３．０ｍｍ、３．２ｍｍにそれぞれ設定したサンプルを準備した。最小厚さｔ２は、露出部１８Ａｂの軸孔１２の径Ｒ１４を変更することによって、変更された。
【００８０】
さらに、それぞれの最小厚さｔ２を有するサンプルについて、露出部１８Ａｂの最大外径Ｒ１３と、頭部４１の最大外径Ｒ２１と、の径差ΔＲ２＝（Ｒ１３−Ｒ２１）を、５種類の値、すなわち、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２．３ｍｍ、２．５ｍｍ、２．８ｍｍにそれぞれ設定したサンプルを準備した。径差ΔＲ２は、端子金具４０の頭部４１ｂの最大外径Ｒ２１を変更することによって、変更した。そして、各種類のサンプルについて、頭部４１ｂの最大外径Ｒ２１を変更した際に、仮想線ＢＬ２が露出部１８Ａｂと交差するように、工具係合部５１の最大外径部５１Ａの外接円ＶＣの径Ｒ１６を調整した。
【００８１】
なお、各種のサンプルにおける頭部４１ｂの最大外径Ｒ２１と、最大外径部５１Ａの外接円ＶＣの径Ｒ１６との組み合わせは、以下のとおりである。
ΔＲ２＝１ｍｍのサンプル：（Ｒ２１＝８ｍｍ、Ｒ１６＝１１ｍｍ）
ΔＲ２＝１．５ｍｍのサンプル：（Ｒ２１＝７．５ｍｍ、Ｒ１６＝１１ｍｍ）
ΔＲ２＝２．３ｍｍのサンプル：（Ｒ２１＝６．７ｍｍ、Ｒ１６＝１６ｍｍ）
ΔＲ２＝２．５ｍｍのサンプル：（Ｒ２１＝６．５ｍｍ、Ｒ１６＝１６ｍｍ）
ΔＲ２＝２．８ｍｍのサンプル：（Ｒ２１＝６．２ｍｍ、Ｒ１６＝１６ｍｍ）
【００８２】
以上のように、最小厚さｔ２と径差ΔＲ２との少なくとも一方が互いに異なる４０種類のサンプルを準備した。
【００８３】
落下試験では、第１実施形態のスパークプラグ１００の評価試験と同様の方法で行われ（図３参照）、各サンプルの割れ発生高さを特定した。サンプルの露出部１８Ａｂに発生した割れは、いずれ露出部１８Ａｂの後端から軸線方向に沿って亀裂が走る割れ（縦割れとも呼ぶ）であった。
【００８４】
図７は、試験結果を示すグラフである。径差ΔＲ２が互いに同じであり、最小厚さｔ２が互いに異なる８種類のサンプルを比較すると、最小厚さｔ２が厚いサンプルほど割れ発生高さが高くなる傾向があった。すなわち、径差ΔＲ２が互いに同じであれば、最小厚さｔ２が厚いサンプルほど割れに対する耐性が高かった。この傾向は、全ての径差ΔＲ２のサンプル群で同じであった。
【００８５】
また、最小厚さｔ２が互いに同じであり、径差ΔＲ２が互いに異なる５種類のサンプルを比較すると、径差ΔＲ２が小さいほど割れ発生高さが高くなる傾向があった。すなわち、最小厚さｔ２が互いに同じであれば、径差ΔＲ２が小さいほど割れに対する耐性が高かった。この傾向は、全ての最小厚さｔ２のサンプル群で同じであった。
【００８６】
この理由は、以下のように推定される。露出部１８Ａｂの割れは、主に露出部１８Ａｂに対して径方向の衝撃が加えられた場合に発生する。露出部１８Ａの径方向の厚さは、軸線方向の長さより、大幅に小さいからである。そして、露出部１８Ａｂの側面が局所的に衝撃を受けるより、端子金具４０の頭部４１ｂが衝撃を受け、当該衝撃が胴部４３を介して露出部１８Ａｂの内側から径方向に衝撃を受ける場合のほうが、割れが発生しやすい。端子金具４０の頭部４１に対して径方向の衝撃が加えられる場合は、主として本落下試験のように、軸線方向を略水平にした状態で落下した場合である。ここで、各サンプルでは、上述したように、仮想線ＢＬ２（図６）は、露出部１８Ａｂと交差する。このために、この場合には、先ず、主体金具５０の工具係合部５１が金属板６００の上面６０１に衝突する。その後にサンプルが、工具係合部５１の最大外径部５１Ａを支点に回転して、露出部１８Ａｂの仮想線ＢＬ２より外側の部分ＯＡ（図６）が、上面６０１に衝突する。その後、さらに、サンプルが、部分ＯＡを支点に回転して、端子金具４０の頭部４１ｂが金属板６００の上面６０１に衝突する。部分ＯＡの衝突後から端子金具４０の頭部４１ｂの衝突までの回転のストロークが長いほど、頭部４１の衝突速度が速くなり、衝突の衝撃も大きくなる。径差ΔＲ２が小さいほど、部分ＯＡの衝突後から端子金具４０の頭部４１ｂの衝突までの回転のストロークが短くなる。この結果、径差ΔＲ２が小さいほど、端子金具４０の頭部４１ｂに加えられる径方向の衝撃が小さくなる。このために、径差ΔＲ２が小さいほど割れに対する耐性が高くなると考えられる。
【００８７】
さらに、詳しく、最小厚さｔ２が互いに同じである５種類のサンプルを比較する。径差ΔＲ２が２．３ｍｍ以下であるサンプルは、径差ΔＲ２が２．３ｍｍより大きなサンプルより、大幅に割れに対する耐性が高かった。例えば、最小厚さｔ２＝１．５ｍｍであるサンプル群に注目する。このサンプル群では、径差ΔＲ２が２．３ｍｍであるサンプルと、径差ΔＲ２が２．５ｍｍであるサンプルと、の間で、割れ発生高さの差は、４０ｃｍを超えた。これに対して、径差ΔＲ２が２．３ｍｍ以下である３種類のサンプル、すなわち、径差ΔＲ２が２．３ｍｍ、１．５ｍｍ、１ｍｍであるサンプル内では、割れ発生高さの差は、１５ｃｍ以内であった。径差ΔＲ２が２．３ｍｍより大きなサンプル、すなわち、径差ΔＲ２が、２．５ｍｍ、２．８ｍｍであるサンプル内では、割れ発生高さの差は、５ｃｍしかなかった。この傾向は、後述するように、最小厚さｔ２が２．５ｍｍ以下であるサンプルと、最小厚さｔ２が２．５ｍｍより大きいサンプルと、の間で、程度に差があるものの、ほぼ全ての最小厚さｔ２のサンプル群で見られた。
【００８８】
この理由は、明らかではないが、例えば、衝突のエネルギー（運動エネルギー）は、衝突速度の２乗に比例して大きくなるので、衝突速度がある速度以上に達すれば、急激に割れが発生しやすくなると考えられる。そして、主体金具５０が上面６０１に衝突し、さらに、露出部１８Ａｂが上面６０１に衝突することによって、一度減速した端子金具４０の頭部４１ｂの衝突速度が、割れを引き起こすために十分な速度に達するには、ある程度の回転のストロークが必要であると考えられる。このために、径差ΔＲ２が２．３ｍｍ以下では、衝突速度を抑制できることで、径差ΔＲ２が２．３ｍｍより大きい場合と比較して、大幅に露出部１８Ａｂの割れに対する耐性を向上することができると考えられる。
【００８９】
さらに詳しく比較すると、最小厚さｔ２が２．５ｍｍ以下であるサンプルでは、最小厚さｔ２が２．５ｍｍより大きなサンプルより、径差ΔＲ２が２．３ｍｍ以下であることによって割れに対する耐性が向上する程度が、大幅に大きかった。具体的には、最小厚さｔ２が２．５ｍｍ以下であるサンプル、すなわち、最小厚さｔ２が１．５ｍｍ、１．８ｍｍ、２．０ｍｍ、２．２ｍｍ、２．５ｍｍであるサンプル群では、径差ΔＲ２が２．３ｍｍであるサンプルと、径差ΔＲ２が２．５ｍｍであるサンプルと、の間で、割れ発生高さの差は、４５ｃｍ〜５０ｃｍであった。これに対して、最小厚さｔ２が２．５ｍｍより大きいサンプル、すなわち、最小厚さｔ２が２．７ｍｍ、３．０ｍｍ、３．２ｍｍであるサンプル群では、径差ΔＲ２が２．３ｍｍであるサンプルと、径差ΔＲ２が２．５ｍｍであるサンプルと、の間で、割れ発生高さの差は、１０〜２０ｃｍであった。
【００９０】
以上の説明から解るように、図７に結果を示す落下試験によって、以下のことが解った。絶縁体１０ｂの露出部１８Ａｂの割れに対する耐性を向上する観点から、絶縁体１０ｂの露出部１８Ａｂの最大外径Ｒ１３と、端子金具４０の頭部４１ｂの最大外径Ｒ２１と、の径差ΔＲ２は、２．３ｍｍ以下であることが好ましい。そして、径差ΔＲ２は、２．３ｍｍ以下であることによって、割れに対する耐性が向上する効果は、特に、最小厚さｔ３が２．５ｍｍ以下である場合に顕著である。
【００９１】
換言すれば、最小厚さｔ２が２．５ｍｍ以下である場合には、径差ΔＲ２は、２．３ｍｍ以下であることが好ましい。こうすれば、最小厚さｔ２が２．５ｍｍ以下であっても、径差ΔＲ２が２．３ｍｍ以下であるので、落下時等の絶縁体１０ｂへの衝撃を緩和できる。したがって、絶縁体１０ｂの割れに対する耐性を向上することができる。
【００９２】
なお、上述したように、図７に示すように、落下試験によって、径差ΔＲ２が小さいほど、露出部１８Ａｂの割れに対する耐性が向上することが明らかにされた。したがって、例えば、径差ΔＲ２は、１．５ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００９３】
また、落下試験によって、割れに対する耐性が向上する効果が顕著であることが解った最小厚さｔ１は、１．５ｍｍ、１．８ｍｍ、２ｍｍ、２．２ｍｍであった。これらの値のうちの任意の値を、最小厚さｔ２の好ましい範囲の上限値および／または下限として採用可能である。例えば、最小厚さｔ２としては、２．２ｍｍ以下の値を採用可能である。
【００９４】
なお、割れに対する耐性が向上する観点からは、径差ΔＲ２が小さいほど好ましいが、フラッシュオーバーを抑制する観点から、径差ΔＲ２は、１ｍｍ以上であることが好ましい。
【００９５】
図５を参照して説明したように、スパークプラグ１００ｂがプラグキャップ３００に接続されるときに、露出部１８Ａｂの外周面とゴムカバー３１０の内周面とが接触していることによって、フラッシュオーバーが抑制される。
【００９６】
仮に、頭部４１ｂの最大外径Ｒ２１を大きくすることによって、径差ΔＲ２が、１ｍｍ未満であるとする。この場合には、製造時の交差内でのバラツキによって、頭部４１ｂの外周面の一部が、露出部１８Ａの外周面より径方向の外側に突出してしまう場合がある。この結果、ゴムカバー３１０の露出部１８Ａｂを覆う部分の内径が拡がってしまう。したがって、露出部１８Ａｂの外周面とゴムカバー３１０の内周面との密着性が低下するので、フラッシュオーバーを抑制する効果が低くなってしまう。
【００９７】
以上の説明から解るように、図６のスパークプラグ１００のように、径差ΔＲ２を、１ｍｍ以上にすれば（（Ｒ１３−Ｒ２１）≧１ｍｍ）、露出部１８Ａｂの外周面とゴムカバー３１０の内周面との密着性の低下を抑制して、フラッシュオーバーの発生を抑制できる。
【００９８】
Ｃ．変形例：
（１）上記第１実施形態のスパークプラグ１００の露出部１８Ａには、溝１８Ｄが形成されている（図２）が、第２実施形態のスパークプラグ１００ｂの露出部１８Ａｂ（図６）と同様に、溝が形成されていなくても良い。この場合には、第１実施形態のスパークプラグ１００における最小厚さｔ１は、第２実施形態の最小厚さｔ２と同様に定義される。逆に、第２実施形態のスパークプラグ１００ｂの露出部１８Ａｂには、第１実施形態のスパークプラグ１００の露出部１８Ａと同様に、溝１８Ｄが形成されていても良い。この場合には、第２実施形態のスパークプラグ１００ｂにおける最小厚さｔ２は、第１実施形態の最小厚さｔ１と同様に定義される。
【００９９】
（２）上記第１実施形態および第２実施形態では、絶縁体１０、１０ｂは、Ａｌ２Ｏ３を主成分とするセラミックスを用いて形成されているが、これに代えて、絶縁体１０、１０ｂは、他の化合物を主成分とするセラミックスを用いて形成されてもよい。例えば、絶縁体１０、１０ｂは、ＡｌＮ、ＺｒＯ２、ＳｉＣ、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３のうちのいずれかを主成分とするセラミックスを用いて形成されても良い。これらで形成された絶縁体１０、１０ｂであっても、本実施形態によれば、絶縁体１０、１０ｂの割れに対する耐性を向上することができる。
【０１００】
（３）上記各実施形態において、スパークプラグの後端側の構成を中心に説明してきたが、他の要素、例えば、スパークプラグの後端側の構成、主体金具５０、端子金具４０、接地電極３０などの材質や寸法などは、様々に変更可能である。例えば、スパークプラグの発火部は、軸線と垂直な方向に対向するギャップを有するタイプであっても良いし、副室内で発火することによって生成されたプラズマを外部に放出するプラズマジェットタイプであっても良い。主体金具５０の材質は、亜鉛やニッケルなどでめっきされた低炭素鋼でも良いし、これらのめっきがなされていない低炭素鋼でも良い。
【０１０１】
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】
【０１０２】
５...ガスケット、６...線パッキン、８...板パッキン、９...タルク、１０、１０ｂ...絶縁体、１２...軸孔、１３...脚長部、１６...段部、１７...先端側胴部、１８...後端側胴部、１８Ａ、１８Ａｂ...露出部、１８Ｄ...溝、１８Ｅ...後端面、１９...鍔部、２０...中心電極、２１...中心電極本体、２３...頭部、２４...鍔部、２５...脚部、２９...中心電極チップ、３０...接地電極、３１...接地電極本体、３９...接地電極チップ、４０、４０ｂ...端子金具、４１、４１ｂ...頭部、４１Ａ...溝、４２...鍔部、４３...胴部、４６...有底穴、５０...主体金具、５１...工具係合部、５１Ａ...最大外径部、５２...取付ネジ部、５３...加締部、５４...座部、５６...段部、５８...圧縮変形部、５９...貫通孔、６０...導電性シール、７０...抵抗体、８０...導電性シール、１００、１００ｂ...スパークプラグ、ＢＬ１、ＢＬ２...仮想線
【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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