JP2003007421A

JP2003007421A - スパークプラグ

Info

Publication number: JP2003007421A
Application number: JP2001192668A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Nishikawa; 倹一西川; Makoto Sugimoto; 誠杉本
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2001-06-26
Filing date: 2001-06-26
Publication date: 2003-01-10
Also published as: KR100584943B1; EP1271725B1; EP1816714B1; US20030127959A1; KR20030001351A; CN1393968A; DE60234878D1; CA2391736A1; US6822378B2; CN100428594C; DE60224475T2; EP1816714A3; EP1271725A3; EP1271725A2; EP1816714A2; DE60224475D1

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｐｂ成分の含有量が少なく、しかも釉焼時の
流動性に優れ、高絶縁抵抗で耐フラッシュオーバ性に優
れた釉薬層を有するスパークプラグを提供する。【解決手段】スパークプラグ１００の釉薬層２ｄは、
Ｐｂ成分の含有量がＰｂＯ換算にて１ｍｏｌ％以下とさ
れ、さらに、ＳｉＯ_２を３０〜６０ｍｏｌ％、Ｂ _２Ｏ_３
を２０〜５０ｍｏｌ％、ＺｎＯを０．５〜２５ｍｏｌ
％、ＢａＯ及び／又はＳｒＯを合計で０．５〜１５ｍｏ
ｌ％含有する。また、アルカリ金属成分の酸化物を、Ｋ
とＬｉを必須とする形で、合計で２〜１２ｍｏｌ％の範
囲にて含有する。さらに、ＦをＦ_２に換算した値にて
０．１〜１０ｍｏｌ％含有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスパークプラグに関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車エンジン等の内燃機関の点火用に
使用されるスパークプラグは、一般に、接地電極が取り
付けられる主体金具の内側に、アルミナ系セラミック等
で構成された絶縁体が配置され、その絶縁体の内側に中
心電極が配置された構造を有する。絶縁体は主体金具の
後方側開口部から軸方向に突出し、その突出部の内側に
端子金具が配置され、これがガラスシール工程により形
成される導電性ガラスシール層や抵抗体等を介して中心
電極と接続される。そして、その端子金具を介して高圧
を印加することにより、接地電極と中心電極との間に形
成されたギャップに火花放電が生ずることとなる。

【０００３】ところが、プラグ温度が高くなったり、周
囲の湿度が上昇したりするなどの条件が重なると、高圧
印加してもギャップに飛火せず、絶縁体突出部の表面を
回り込む形で端子金具と主体金具との間で放電する、い
わゆるフラッシュオーバ現象が生じることがある。その
ため、一般に使用されているほとんどのスパークプラグ
においては、主にこのフラッシュオーバ現象防止のため
に絶縁体表面に釉薬層が形成されている。他方、釉薬層
は、絶縁体表面を平滑化して汚染を防止したり、化学的
あるいは機械的強度を高めたりするといった役割も果た
す。

【０００４】スパークプラグ用のアルミナ系絶縁体の場
合、従来は、ケイ酸塩ガラスに比較的多量のＰｂＯを配
合して屈伏点を低下させた鉛ケイ酸塩ガラス系の釉薬を
使用してきたが、環境保護に対する関心が地球規模で高
まりつつある近年では、Ｐｂを含有する釉薬は次第に敬
遠されるようになってきている。例えばスパークプラグ
が多量に使用される自動車業界においては、廃棄スパー
クプラグによる環境への影響を考慮して、Ｐｂ含有釉薬
を使用したスパークプラグの使用は将来全廃しようとの
検討も進められている。

【０００５】そのようなＰｂ含有釉薬の代替品として検
討されている硼珪酸ガラスやアルカリ硼珪酸ガラス系の
無鉛釉薬は、ガラス粘性が高かったり、あるいは絶縁抵
抗が不足したりする等の不具合が避けがたかった。特
に、スパークプラグ用の釉薬の場合、エンジンに取り付
けた環境下で使用されることもあって、通常の絶縁磁器
等よりも温度が上昇しやすく（最高２００℃程度）、ま
た、近年ではエンジンの高性能化に伴いスパークプラグ
への印加電圧も高くなってきていることから、釉薬に対
してもより厳しい環境に耐えうる絶縁性能が求められる
ようになってきている。具体的には、温度上昇した状態
でフラッシュオーバを抑制するために、高温においてよ
り絶縁性の優れた釉薬が必要となる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来のスパークプラグ
用の無鉛釉薬においては、鉛成分を排除することによる
融点上昇を抑えるために、アルカリ金属成分を配合する
ことが行われてきた。また、アルカリ金属成分は、釉焼
時の流動性を確保する効用も有する。しかし、アルカリ
金属成分は、含有量が増えるとともに釉薬の絶縁抵抗を
低下させ、耐フラッシュオーバ性が損ないやすい側面も
有するので、絶縁性向上のために釉薬中のアルカリ金属
成分は、必要最小限の添加量に留めるのが是とされてき
た。

【０００７】そのため、従来の無鉛釉薬は、アルカリ金
属成分の含有量がどうしても不足しがちであり、有鉛釉
薬に比べて高温時（釉溶け時）のガラス粘性が高くなり
やすく、釉焼後において、外観上にピンホールや釉チヂ
レ等が発生しやすい欠点があった。また、この欠点を解
消するために釉焼温度を上昇させて流動性改善を図るこ
とも考えられるが、釉焼温度の上昇はエネルギーコスト
の高騰や設備寿命の低下等につながるので好ましくな
い。

【０００８】本発明の課題は、Ｐｂ成分の含有量が少な
く、しかも釉焼時の流動性に優れ、高絶縁抵抗で耐フラ
ッシュオーバ性に優れた釉薬層を有するスパークプラグ
を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明に
係るスパークプラグの構成は、中心電極と主体金具との
間にアルミナ系セラミックからなる絶縁体を配したスパ
ークプラグにおいて、その絶縁体の表面の少なくとも一
部を覆う形態で酸化物主体の釉薬層が形成される。

【００１０】そして、その第一の構成においては、上記
の釉薬層が、Ｐｂ成分の含有量がＰｂＯ換算にて１ｍｏ
ｌ％以下とされ、Ｓｉ成分をＳｉＯ_２に酸化物換算した
値にて３０〜６０ｍｏｌ％、Ｂ成分をＢ _２Ｏ_３に酸化物
換算した値にて２０〜５０ｍｏｌ％、Ｚｎ成分をＺｎＯ
に酸化物換算した値にて０．５〜２５ｍｏｌ％、Ｂａ及
び／又はＳｒ成分を、ＢａＯないしＳｒＯに酸化物換算
した値にて合計で０．５〜１５ｍｏｌ％含有するととも
に、アルカリ金属成分として、ＮａはＮａ_２Ｏ、ＫはＫ
_２Ｏ、ＬｉはＬｉ_２Ｏに酸化物換算した値にて、Ｋ及び
Ｌｉを必須とする２種以上を合計で２〜１２ｍｏｌ％の
範囲にて含有し、さらに、ＦをＦ_２に換算した値にて
０．１〜１０ｍｏｌ％含有することを特徴とする。

【００１１】また、第二の構成においては、上記の釉薬
層が、Ｐｂ成分の含有量がＰｂＯ換算にて１ｍｏｌ％以
下とされ、Ｓｉ成分をＳｉＯ_２に酸化物換算した値にて
３０〜６０ｍｏｌ％、Ｂ成分をＢ _２Ｏ_３に酸化物換算し
た値にて２０〜４０ｍｏｌ％、Ｚｎ成分をＺｎＯに酸化
物換算した値にて０．５〜２５ｍｏｌ％、Ｂａ及び／又
はＳｒ成分を、ＢａＯないしＳｒＯに酸化物換算した値
にて合計で０．５〜１５ｍｏｌ％含有するとともに、ア
ルカリ金属成分として、ＮａはＮａ_２Ｏ、ＫはＫ_２Ｏ、
ＬｉはＬｉ_２Ｏに酸化物換算した値にて、それらの１種
又は２種以上を合計で２〜１２ｍｏｌ％の範囲にて含有
し、ＦをＦ_２に換算した値にて０．１〜１０ｍｏｌ％含
有し、さらに、Ｂｉ、Ｓｂ及び希土類元素ＲＥ（ただ
し、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、
Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕか
らなる群より選ばれるもの）から選ばれる１種又は２種
以上（以下、流動改善成分という）を、ＢｉはＢｉ_２Ｏ
_３に、ＳｂはＳｂ_２Ｏ_５に、ＲＥは、ＣｅはＣｅＯ_２、
ＰｒはＰｒ_７Ｏ_１１、他はＲＥ_２Ｏ_３にそれぞれ酸化物
換算した値にて合計で０．１〜５ｍｏｌ％含有すること
を特徴とする。

【００１２】本発明のスパークプラグにおいては、前述
の環境問題への適合性を図るため、使用する釉薬が、Ｐ
ｂ成分の含有量がＰｂＯ換算にて１．０ｍｏｌ％以下と
することを前提とする（以下、このレベルにＰｂ成分含
有量が低減された釉薬を無鉛釉薬と称する）。また、釉
薬層中にＰｂ成分が価数の低いイオン（例えばＰ
ｂ^２ ^＋）の形で含有されていると、コロナ放電等により
これが価数の高いイオン（例えばＰｂ^３＋）に酸化さ
れ、釉薬層の絶縁性が低下して耐フラッシュオーバ性が
損なわれる場合もあるので、Ｐｂ含有量を上記のように
削減することはこの観点においても好都合である。な
お、Ｐｂの含有量は望ましくは０．１ｍｏｌ％以下、よ
り望ましくは実質的に含有しない（ただし、釉薬原料等
から不可避的に混入するものを除く）のがよい。

【００１３】本発明では、Ｐｂ含有量を上記のように低
減しつつ、絶縁性能確保、釉焼温度の最適化（具体的に
は低温化）及び釉焼面の仕上がり状態を良好に確保する
ために、上記特有の組成が選択されている。従来の釉薬
においては、Ｐｂ成分が釉薬の屈伏点調整（具体的には
釉薬の屈伏点を適度に下げ、釉焼時の流動性を確保す
る）に関して重要な役割を果たしていたが、無鉛釉薬で
は、Ｂ成分（Ｂ_２Ｏ_３）やアルカリ金属成分が屈伏点調
整に深く関係する。本発明者らは、Ｂ成分には、Ｓｉ成
分の含有量との関連において、釉焼面の仕上がり改善を
図る上で好都合な前記した特有の含有量範囲が存在し、
かつ、その含有量範囲を前提として、前記した組成範囲
のＦ成分を含有させることにより、アルカリ金属の含有
量を比較的低く抑えつつ釉焼時の流動性を確保でき、ひ
いては比較的低温で釉焼可能であってしかも絶縁性に優
れ、かつ平滑な釉焼面を有する釉薬層が得られることを
見出して、本発明を完成するに至ったのである。

【００１４】以下、各成分の役割と組成範囲の臨界的意
味について詳細に説明する（以下、特に断りのあるもの
を除き、説明は第一の構成と第二の構成とに共通であ
る）。アルカリ金属成分は、本来はイオン伝導性が高
く、ガラス質の釉薬層中において絶縁性を低下させる方
向に作用する。他方、Ｓｉ成分あるいはＢ成分はガラス
骨格の形成成分であり、その含有量を適切に設定するこ
とで骨格網目の大きさが、アルカリ金属のイオン伝導を
ブロックする上で好都合なものとなり、良好な絶縁性能
を確保できるようになる。他方、Ｓｉ成分あるいはＢ成
分は骨格形成しやすい成分であるから、釉焼時の流動性
を低下させる向きに作用するが、適量なアルカリ金属成
分を前記した流動改善成分とともに含有させることで、
共晶反応による融点低下及びＳｉイオンとＯイオンとの
相互作用による錯陰イオン形成防止により、釉焼時の流
動性が向上する。

【００１５】Ｓｉ成分は、３０ｍｏｌ％未満になると、
十分な絶縁性能の確保が困難となる。また、Ｓｉ成分が
６０ｍｏｌ％を超えると釉焼が困難となる。他方、Ｂ成
分含有量が２０ｍｏｌ％未満になると、釉薬の屈伏点が
上昇し釉焼が困難となる。また、Ｂ成分含有量の上限値
は、第一の構成では５０ｍｏｌ％、第二の構成では４０
ｍｏｌ％としている。該上限値を超えてＢ成分を含有さ
せると流動性が過度に上昇して釉チヂレが引き起こされ
やすくなる。第二の構成では後述する流動改善成分が添
加されている分だけ、第一の構成よりも少ないＢ含有量
でも流動性の向上が見込まれる。従って、Ｂ成分の上限
値は、流動改善成分の最低添加量（０．１ｍｏｌ％）に
対応して第一の構成よりも低く設定してある。なお、Ｂ
含有量が上記上限値を超えて増加した場合、他の成分の
含有量によっては、釉薬層の失透、絶縁性の低下あるい
は下地との熱膨張係数不適合といった問題についても懸
念が生ずる場合がある。

【００１６】Ｚｎ成分含有量は、０．５ｍｏｌ％未満に
なると、釉薬層の熱膨張係数が大きくなりすぎ、釉薬層
に貫入等の欠陥が生じやすくなる場合がある。また、Ｚ
ｎ成分は釉薬の屈伏点を低下させる作用も有するので、
これが不足すれば釉焼が困難となる場合がある。他方、
Ｚｎ成分の含有量が２５ｍｏｌ％を超えると、失透によ
り釉薬層に白濁等を生じやすくなる。なお、該Ｚｎ成分
の含有量は、望ましくは１０〜２０ｍｏｌ％の範囲で設
定するのがよい。なお、Ｚｎ成分を該望ましい範囲にて
含有する場合、Ｚｎ成分自体の屈伏点低下作用による流
動性改善効果も期待できるので、前記した流動改善成分
の合計含有量は、この場合は０．１〜２．５ｍｏｌ％と
することが望ましい。

【００１７】次に、Ｂａ成分ないしＳｒ成分は、釉薬層
の絶縁性向上に寄与するほか、強度の向上にも効果があ
る。その合計含有量が０．５ｍｏｌ％未満になると、釉
薬の絶縁性が低下し、耐フラッシュオーバー性が損なわ
れることにつながる。他方、合計含有量が１５ｍｏｌ％
を超えると、釉薬層の熱膨張係数が高くなりすぎ、釉薬
層に貫入等の欠陥が生じやすくなる。また、釉薬層に白
濁等も生じやすくなる。Ｂａ及びＳｒ成分の合計含有量
は、絶縁性向上及び熱膨張係数調整の観点から、望まし
くは０．５〜１０ｍｏｌ％の範囲で設定するのがよい。
Ｂａ成分とＳｒ成分とは、いずれか一方を単独で含有さ
せてもよいし、両者を混合して含有してもよい。ただ
し、原料コスト的な面においては、より安価なＢａ成分
の使用が有利である。

【００１８】なお、Ｂａ成分及びＳｒ成分は、使用原料
によっては釉薬中にて酸化物以外の形態で存在する場合
がある。例えば、ＢａＳＯ_４をＢａ成分源として用いた
場合、Ｓ成分が釉薬層中に残留することがある。この硫
黄成分は釉焼時に釉薬層の表面近くに濃化して、溶融釉
薬の表面張力を低下させ、得られる釉薬層の平滑性を高
めることができる場合がある。

【００１９】また、Ｚｎ成分とＢａ及び／又はＳｒ成分
との合計含有量は、前記した酸化物換算にて７〜２５ｍ
ｏｌ％となっていることが望ましい。これらの合計含有
量が２５ｍｏｌ％を超えると釉薬層に白濁等を生じる。
例えば、絶縁体の外面には、製造者等を特定するための
文字や図形あるいは品番などの視覚情報を、色釉等を用
いて印刷・焼付けすることが行われているが、白濁等に
より、印刷された視覚情報の読み取りが困難となる場合
がある。また、７ｍｏｌ％未満では、釉薬の屈伏点が過
度に上昇して釉焼が困難となり、また、外観不良の原因
ともなりうる。なお、該合計含有量は、望ましくは１０
〜２０ｍｏｌ％となっているのがよい。

【００２０】次に、アルカリ金属成分の合計含有量が２
ｍｏｌ％未満になると、釉薬の屈伏点が上昇し、釉焼が
不能となる。また、１２ｍｏｌ％を超えると、釉薬の絶
縁性が低下し、耐フラッシュオーバー性が損なわれる。
また、アルカリ金属成分に関しては１種類のアルカリ金
属成分を単独添加するのではなく、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉから
選ばれる２種類以上を共添加することが釉薬層の絶縁性
低下抑制にさらに有効である。その結果、絶縁性を低下
させずにアルカリ金属成分の含有量を増大させることが
でき、結果として釉焼時の流動性確保及び耐フラッシュ
オーバ性の確保という２つの目的を同時に達成すること
が可能となる（いわゆる、アルカリ共添加効果）。

【００２１】そして、第一の構成においては、アルカリ
金属成分は、ＫとＬｉとの含有を必須としている。Ｋ成
分は、Ｎａ及びＬｉに比べて原子量が大きいため、同じ
ｍｏｌ含有率にアルカリ金属成分の合計含有量を設定し
た場合には、Ｋ成分はＮａ成分やＬｉ成分ほどの流動性
改善効果は示さないが、他方、ＮａやＬｉ（特にＬｉ）
と比較して、ガラス質の釉薬層中でのイオン移動度が比
較的小さいことから、含有量を増大させても釉薬層の絶
縁性を低下させにくい性質を有する。これに対し、Ｌｉ
成分は、原子量が小さいために流動性改善効果はＫ成分
と比較して大きいが、イオン移動度が高いために過度の
添加は釉薬層の絶縁性低下を引き起こしやすい。

【００２２】そこで、第一の構成においては、後記流動
改善成分が添加されなかった場合においても、必要十分
なレベルの流動性を常に確保できるよう、流動性改善に
関する効果の大きいＬｉ成分の含有を必須とし、さらに
Ｌｉ成分の増加による絶縁性低下を補うため、Ｋの添加
を行なうことも前提としている。当然、最低２種のアル
カリ金属成分が共添加されるので、前記したアルカリ共
添加効果による絶縁性改善効果も達成される（これに対
し、流動改善成分の添加が前提となる第二の構成におい
ては、含有されるアルカリ金属成分の種類に制限はな
い）。

【００２３】例えば、アルカリ金属成分のうち、Ｋ成分
の含有量を最も高くすることで釉薬層の絶縁性低下を効
果的に抑制することができ、これに次ぐ含有量でＬｉ成
分を配合することにより、釉焼時の流動性を確保できる
とともに、Ｋ成分配合による釉薬層の熱膨張係数の増大
を抑制することができ、下地のアルミナとの熱膨張係数
を合わせることができる。そして、Ｌｉ成分添加による
絶縁性低下の傾向は、ＫあるいはＬｉよりも少ない量に
てＮａ成分を配合することで、３成分による前述したア
ルカリ共添加効果により効果的に抑制することができ
る。この結果、絶縁性が高くしかも釉焼時の流動性に富
み、さらに、絶縁体構成セラミックであるアルミナとの
熱膨張係数の差も小さい釉薬組成が実現される。

【００２４】具体的には、アルカリ金属成分Ｎａ、Ｋ、
Ｌｉのうち、Ｋ成分の割合を上記のように酸化物換算し
たモル含有量で、０．４≦Ｋ/（Ｎａ+Ｋ+Ｌｉ）≦０．８の範囲に設定することが好ましい。Ｋ/（Ｎａ+Ｋ+Ｌ
ｉ）の値が０．４未満では、Ｋ添加による絶縁性改善効
果が不十分となる場合がある。他方、Ｋ/（Ｎａ+Ｋ+Ｌ
ｉ）の値を０．８以下とすることは、残部０．２以上
（０．６以下）の範囲でＫ以外のアルカリ金属成分が共
添加されることを意味し、前記したアルカリ共添加効果
による絶縁性ひいては耐フラッシュオーバ性の向上を図
ることができる。なお、Ｋ/（Ｎa+Ｋ+Ｌｉ）の値は０．
５〜０．７の範囲にて調整することがより望ましい。

【００２５】一方、Ｌｉ成分は、絶縁性改善のためのア
ルカリ共添加効果の発現と、釉薬層の熱膨張係数調整、
さらには、釉焼時の流動性を確保でき、また機械的強度
を向上させるため、なるべく含有させることが好まし
い。Ｌｉ成分は、前記のように酸化物換算したモル含有
量で、０．２≦Ｌｉ/（Ｎa+Ｋ+Ｌｉ）≦０．５の範囲に設定することが好ましい。

【００２６】Ｌｉの割合が０．２未満では、下地のアル
ミナに比べて熱膨張係数が大きくなりすぎ、その結果、
貫入（クレージング）等の欠陥が生じやすくなり、釉焼
面の仕上がり確保が不十分となる場合がある。一方、Ｌ
ｉの割合が０．５よりも大きくなると、Ｌｉイオンが、
アルカリ金属イオンの中でも比較的移動度が高いことか
ら、釉薬層の絶縁性能に悪影響を及ぼす場合がある。Ｌ
ｉ/（Ｎa+Ｋ+Ｌｉ）の値は、より望ましくは０．３〜
０．４５の範囲にて調整するのがよい。

【００２７】次に、Ｆ成分は、アリカリ金属成分との共
添加を図ることで、アルカリ金属成分の含有率を低く抑
えつつも、釉薬の屈伏点を低下させ釉焼時の流動性を改
善する効果を発揮する。その含有率がＦ_２換算にて０．
１ｍｏｌ％未満では流動性改善効果に乏しく、１０ｍｏ
ｌ％を超えると釉焼時に釉薬中に破壊起点となりやすい
気泡が生じやすくなり、釉薬層付き絶縁体の強度、例え
ば耐衝撃性が損なわれ、また、大量の気泡により釉薬層
が失透しやすくなるためである。また、釉焼時にＦ成分
を含有したガスが発生し、これが炉壁等を構成する耐火
物と反応して炉壁寿命を縮めたりする不具合も招き易
い。Ｆ成分は、より望ましくはＦ_２換算にて２〜６ｍｏ
ｌ％の範囲にて含有させるのがよい。

【００２８】また、Ｆ添加による流動性改善効果はアル
カリ金属成分の添加量に応じて調整することが望まし
い。具体的には、アルカリ金属成分の前記酸化物換算し
た合計ｍｏｌ含有率をＮR（ｍｏｌ％）とし、Ｆ成分の
Ｆ_２換算したｍｏｌ含有率をＮFとして、ＮF／ＮRが
０．０７〜１．５の範囲にて調整されているのがよい。
ＮF／ＮRが０．０７未満ではＦ添加による流動性改善効
果に乏しく、ＮF／ＮRが１．５を超えた場合は、それ以
上のＦ成分増加に伴う流動性改善効果の顕著な向上が見
込めなくなり、無駄が多くなる。

【００２９】なお、Ｆ成分は、釉薬層のカチオン成分源
の一部を、そのカチオンのフッ化物の形で配合すること
により添加が可能であり、例えばＳｉ、アリカリ金属、
アルカリ土類金属あるいは希土類金属のフッ化物の形で
添加することができる（具体例としてはＬｉＦ、ＣａＦ
_２など）。ただし、フッ化物の形で添加されるカチオン
成分も、本発明においてはその含有率を一律に酸化物に
換算して表示するものとする）。珪素のフッ化物として
は、例えばフッ化珪素系高分子の使用が可能である。ま
た、釉薬フリットの調製時にＦ以外の成分をガスの形で
分解・排出できるＦ化合物、例えば炭素のフッ化物（ポ
リテトラフルオロエチレンあるいはフッ化グラファイト
など）の形で添加することも可能である。

【００３０】次に、第二の構成においては、前記の流動
改善成分の含有が必須となる。これら流動改善成分は、
いずれも釉焼時の流動性を高め、釉薬層中の気泡形成を
抑制したり、あるいは釉焼面の付着物を流動時に包み込
んで、異常突起となったりすることを防ぐ効果を有す
る。Ｓｂ及びＢｉは特に効果が顕著である（ただし、Ｂ
ｉは将来的に制限物質に指定される可能性がある）。ま
た、釉焼時の流動性の改善は、これらの流動改善成分の
２種以上を組み合わせて用いるとさらに顕著である。ま
た、分離精製に比較的コストを要する希土類成分は、非
分離希土類（この場合、原料鉱石に特有の組成にて複数
種類の希土類元素が混在するものとなる）を使用する
と、コスト削減の観点において有利である。必須流動性
改善成分の、酸化物換算した合計含有量が０．１ｍｏｌ
％未満では、釉焼時の流動性を改善して平滑な釉薬層を
得やすくする効果が必ずしも十分達成できなくなる場合
がある。他方、５ｍｏｌ％を超えると、釉薬の屈伏点
の、過度の上昇により釉焼が困難あるいは不能となる場
合がある。

【００３１】また、Ｓｂ、Ｂｉ及び希土類成分の一部に
は、５ｍｏｌ％を超える添加量を採用したときに、釉薬
層に過度の着色を生ずる場合がある。例えば、絶縁体の
外面には、製造者等を特定するための文字や図形あるい
は品番などの視覚情報を、色釉を用いて印刷することが
行われているが、釉薬層の着色があまり強くなりすぎる
と、印刷された視覚情報の読み取りが困難となる場合が
ある。また、別の現実的な問題としては、釉薬組成変更
に由来する色調変化が、購買者側では「使い慣れた外観
色の理由なき変更」に映じ、その抵抗感から必ずしもス
ムーズに製品が受け入れられない、といった不具合も生
じうる。

【００３２】なお、釉薬層の下地を形成する絶縁体は、
本発明においては白色を呈するアルミナ系セラミックに
て構成されるが、着色の防止ないし抑制の観点において
は、絶縁体上に形成された状態にて観察した釉薬層の外
観色調が、彩度Ｃｓが０〜６、明度Ｖｓが７．５〜１０
となるように組成調整すること、例えば上記の遷移金属
成分の含有量を調整することが望ましい。彩度が６を超
えると、肉眼による色相識別性が顕著となり、また、明
度が７．５より小さくなると、灰色あるいは黒っぽい色
調が識別され易くなる。いずれも、外観上、「明らかに
色がついている」印象がぬぐいきれなくなる問題を生ず
る。なお、彩度Ｃｓは望ましくは０〜２、より望ましく
は０〜１とするのがよく、彩度Ｖｓは望ましくは８〜１
０、より望ましくは９〜１０とするのがよい。本明細書
においては、明度ＶＳ及び彩度ＣＳの測定方法について
は、ＪＩＳ−Ｚ８７２２「色の測定方法」において、
「４．分光測色方法」の「４．３反射物体の測定方法」
に規定された方法を用いるものとする。ただし、簡略な
方法として、ＪＩＳ−Ｚ８７２１に準拠して作成された
標準色票との目視比較により、明度及び彩度を知ること
もできる。

【００３３】以下、本発明において釉薬層に含有させる
ことのできる他の成分について説明する。まず、釉薬層
には、補助流動改善成分として、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、Ｆｅ及びＭｎの１種又は２種以上の成分を、Ｍｏは
ＭｏＯ_３、ＷはＷＯ_３、ＮｉはＮｉ_３О_４、ＣｏはＣｏ
_３О_４、ＦｅはＦｅ_２О_３、ＭｎはＭｎО_２にそれぞれ
酸化物換算した値にて合計で０．５〜５ｍｏｌ％の範囲
にて含有させることができる。補助流動改善成分の合計
含有量が０．５ｍｏｌ％未満では効果に乏しく、５ｍｏ
ｌ％を超えると、釉薬の屈伏点が過度に上昇し、釉焼が
困難あるいは不能となる場合がある。なお、補助流動改
善成分のうち、流動性改善効果が特に顕著であるのはＭ
ｏ、Ｆｅ、次いでＷである。

【００３４】また、これらの補助流動改善成分は、いず
れも遷移元素であるため、過度の添加は釉薬層に意図せ
ざる着色を生ずる不具合にもつながりやすい（これは、
流動改善成分として希土類元素を使用する場合にも問題
となる場合がある）。

【００３５】釉薬層には、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆの１種又
は２種以上の成分を、ＺｒはＺｒＯ _２に、ＴｉはＴｉＯ
_２に、ＨｆはＨｆＯ_２にそれぞれ酸化物換算した値にて
合計で０．５〜５ｍｏｌ％の範囲で含有させることがで
きる。Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆの１種又は２種以上の成分を
含有させることにより、耐水性が改善される。Ｚｒ成分
あるいはＨｆ成分に関しては、釉薬スラリーの耐水性改
善効果がＴｉ成分に比して一層顕著である。なお、「耐
水性が良好」とは、例えば粉末状の釉薬原料を水等の溶
媒とともに混合し、釉薬スラリーの形で長時間放置した
場合に、成分溶出による釉薬スラリーの粘性が高くなる
不具合を生じにくくなるということを意味する。その結
果、釉薬スラリーを絶縁体に塗布する場合に、その塗布
厚さを適正化することが容易となり、また厚さのばらつ
きも小さくなる。その結果、釉焼により形成される釉薬
層の厚さの適正化とばらつき低減とを効果的に図ること
ができる。なお、上記成分の合計含有量が０．５ｍｏｌ
％未満では効果に乏しく、５ｍｏｌ％を超えると釉薬層
が失透しやすくなる。

【００３６】また、釉薬層には、Ａｌ_２Ｏ_３に酸化物換
算した値にて０．５〜５ｍｏｌ％のＡｌ成分、ＣａОに
酸化物換算した値にて０．５〜１０ｍｏｌ％のＣａ成
分、及び、及びＭｇＯに酸化物換算した値にて０．５〜
１０ｍｏｌ％のＭｇ成分の１種又は２種以上を合計で
０．５〜１５ｍｏｌ％含有させることができる。Ａｌ成
分は釉薬層の失透を抑制する効果を有し、Ｃａ成分とＭ
ｇ成分とは釉薬層の絶縁性向上に寄与する。特に、Ｃａ
成分は、釉薬層の絶縁性改善を図る上で、Ｂａ成分ある
いはＺｎ成分に次いで有効である。添加量が上記の各下
限値未満では効果に乏しく、また、個々の成分の上限値
又は合計含有量の上限値を超えた場合には、釉薬の屈伏
点が過度に上昇して釉焼が困難あるいは不能となる場合
がある。

【００３７】さらに、釉薬層には、Ｓｎ、Ｐ、Ｃｕ及び
Ｃｒの１種又は２種以上の補助成分を、ＳｎはＳｎＯ_２
に、ＰはＰ_２Ｏ_５に、ＣｕはＣｕＯに、ＣｒはＣｒ_２Ｏ
_３にそれぞれ酸化物換算した値にて合計で０．５〜５ｍ
ｏｌ％の範囲で含有させることができる。これらの成分
は、各種目的に応じて積極的に添加することもできる
し、釉薬原料（あるいは、後述する釉薬スラリーの調製
時に配合する粘土鉱物）や、釉薬フリット製造のための
溶融工程における耐火材等からの不純物（あるいはコン
タミ）として不可避に混入する場合もある。いずれも釉
焼時の流動性を高め、釉薬層中の気泡形成を抑制した
り、あるいは釉焼面の付着物を流動時に包み込んで、異
常突起となったりすることを防ぐ上で効果を有する。添
加量が上記の各下限値未満では効果に乏しく、また、個
々の成分の上限値又は合計含有量の上限値を超えた場合
には、釉薬の屈伏点が過度に上昇して釉焼が困難あるい
は不能となったり（特にＣｕＯ、Ｃｒ_２Ｏ_３）、釉薬層
の導電性が低下したり（特にＳｎＯ_２）、釉薬層の耐水
性が不足（特にＰ_２Ｏ_５）したりする不具合につなが
る。

【００３８】なお、本発明のスパークプラグの構成にお
いては、釉薬中における前記各成分は酸化物の形で含有
されることとなるが、非晶質のガラス相を形成するなど
の要因により、酸化物による存在形態を直接は同定でき
ないことも多い。この場合は、釉薬層中における、前記
酸化物換算した値での元素成分の含有量が前述の範囲の
ものとなっていれば、本発明の範囲に属するものとみな
す。

【００３９】ここで、絶縁体上に形成された釉薬層の各
成分の含有量は、例えばＥＰＭＡ（電子プローブ微小分
析）やＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）等の公知の微小分析方
法を用いて同定できる。例えばＥＰＭＡを用いる場合、
特性Ｘ線の測定には、波長分散方式とエネルギー分散方
式のいずれを用いてもよい。また、絶縁体から釉薬層を
剥離し、これを化学分析あるいはガス分析することによ
り組成同定する方法もある。

【００４０】また、上記釉薬層を有する本発明のスパー
クプラグは、絶縁体の貫通孔内において、中心電極と一
体に、又は導電性結合層を間に挟んで中心電極と別体に
設けられた軸状の端子金具部を備えたものとして構成で
きる。この場合、該スパークプラグ全体を約５００℃に
保持し、絶縁体を介して端子金具部と主体金具との間で
通電することにより絶縁抵抗値を測定することができ
る。そして、高温での絶縁耐久性を確保するために、こ
の絶縁抵抗値は２００ＭΩ以上、望ましくは４００ＭΩ
以上確保されていることが、フラッシュオーバ等の発生
を防止する上で望ましい。

【００４１】その測定は以下のようにして行なうことが
できる。まず、図１のスパークプラグ１００の端子金具
１３側に直流定電圧電源（例えば電源電圧１０００Ｖ）
を接続するとともに主体金具１側を接地し、加熱炉中に
スパークプラグ１００を配置して５００℃に加熱した状
態で通電を行なう。例えば、電流測定用抵抗（抵抗値Ｒ
m）を用いて通電電流値Ｉmを測定する場合を考えると、
通電電圧をＶSとして、測定すべき絶縁抵抗値Ｒxは、
（ＶS／Ｉm）−Ｒmにて求めることができる。

【００４２】また、絶縁体は、Ａｌ成分をＡｌ_２Ｏ_３に
酸化物換算した値にて８５〜９８ｍｏｌ％含有するアル
ミナ系絶縁材料で構成することができる。また、釉薬層
は、２０〜３５０℃の温度範囲における釉薬の平均の熱
膨張係数が、５×１０^−６／℃〜８．５×１０^−６／℃
の範囲のものとなっていることが望ましい。熱膨張係数
がこの下限値より小さくなっていると、釉薬層に亀裂や
釉飛び等の欠陥が生じやすくなる場合がある。他方、熱
膨張係数がこの上限値より大きくなっていると、釉薬層
に貫入（クレージング）等の欠陥が生じやすくなる。な
お、上記熱膨張係数は、より望ましくは６×１０^−６／
℃〜８×１０^−６／℃の範囲のものとなっているのがよ
い。

【００４３】釉薬層の熱膨張係数は、釉薬層と略同一組
成となるように原料を配合・溶解して得たガラス質の釉
薬バルク体から試料を切り出し、これを用いて公知のデ
ィラトメータ法等により測定した値により推定すること
ができる。また、絶縁体上の釉薬層の熱膨張係数は、例
えばレーザー干渉計や原子間力顕微鏡等を用いて測定す
ることが可能である。

【００４４】絶縁体には、軸線方向中間位置においてそ
の外周面に周方向の突出部を形成しておくことができ
る。そして、軸線方向において前記中心電極の先端に向
かう側を前方側として、突出部に対し後方側に隣接する
絶縁体本体部の基端部外周面を円筒面状に形成すること
ができる。自動車エンジン等では、ゴムキャップを用い
てスパークプラグをエンジン電装系に取り付ける方式が
一般に広く採用されているが、耐フラッシュオーバ性を
向上させるためには、絶縁体とゴムキャップ内面との密
着性が重要である。そこで、釉薬層は、前記本体部の基
端部外周面にてＪＩＳ：Ｂ０６０１に規定された方法に
従い測定した釉薬層の表面粗さ曲線において、その最大
高さが７μｍ以下の平滑なものとなっていることが望ま
しい。

【００４５】また、本発明者らが鋭意検討したところ、
硼珪酸ガラス系あるいはアルカリ硼珪酸ガラス系の無鉛
釉薬においては、平滑な釉焼面を得る上で、釉薬層の膜
厚調整が重要であることがわかった。そして、上記絶縁
体本体部の基端部外周面は、特にゴムキャップとの密着
性が求められることから、膜厚調整を適切に行なわなけ
れば、耐フラッシュオーバ性等を十分に確保できなくな
ることが判明した。そこで、上記組成の無鉛釉薬層を有
する絶縁体において、本体部の基端部外周面を覆う釉薬
層の膜厚を７〜５０μｍの範囲内にて調整することが望
ましい。これにより、釉薬層の絶縁性を低下させること
なく釉焼面とゴムキャップとの密着性が高められ、ひい
ては耐フラッシュオーバ性を向上させることができる。

【００４６】絶縁体の当該部位における釉薬層の厚さが
７μｍ未満になると、上記組成の無鉛釉薬では均一で平
滑な釉焼面を形成することが困難となり、釉焼面とゴム
キャップとの密着性が損なわれて耐フラッシュオーバ性
が不十分となる。また、釉薬層の厚さが５０μｍを超え
ると通電断面積が増加し、上記組成の無鉛釉薬では絶縁
性の確保が困難となるので、同様に耐フラッシュオーバ
性低下につながる場合がある。

【００４７】釉薬層の厚さを均一化し、過度に（あるい
は局所的に）厚い釉薬層が形成されることを抑制するた
めには、前述の通り、Ｔｉ、ＺｒあるいはＨｆの添加を
行なうことが有効である。

【００４８】次に、上記本発明のスパークプラグは、以
下のような製造方法により製造することができる。すな
わち、該方法は、釉薬の各成分源となる成分源粉末を所
期の組成が得られるように配合して混合後、その混合物
を１０００〜１５００℃に加熱して溶融させ、その溶融
物を急冷・ガラス化し粉砕した釉薬粉末を調製する釉薬
粉末調製工程と、その釉薬粉末を絶縁体の表面に堆積さ
せて釉薬粉末堆積層を形成する釉薬粉末堆積工程と、そ
の絶縁体を加熱することにより、釉薬粉末堆積層を絶縁
体表面に焼き付けて釉薬層となす釉焼工程と、を含む。

【００４９】なお、各成分の成分源粉末としては、それ
ら成分の酸化物（複合酸化物でもよい）の他、水酸化
物、炭酸塩、塩化物、硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩等の各
種無機系材料粉末を使用できる。これら無機系材料粉末
は、いずれも加熱・溶融により酸化物に転化できるもの
を使用する必要がある。また、急冷は、溶融物を水中に
投じる方法の他、溶融物を冷却ロール表面に噴射してフ
レーク状の急冷凝固物を得る方法も採用できる。

【００５０】釉薬粉末は、水又は溶媒中に分散させるこ
とにより釉薬スラリーとして使用可能であり、例えば、
釉薬スラリーを絶縁体表面に塗布し乾燥することで、釉
薬粉末堆積層を該釉薬スラリーの塗布層として形成でき
る。なお、釉薬スラリーを絶縁体表面に塗布する方法と
しては、釉薬スラリーを噴霧ノズルから絶縁体表面に噴
霧する方法を用いると、均一な厚さの釉薬粉末堆積層を
簡単に形成でき、その塗布厚さの調整も容易である。

【００５１】釉薬スラリーには、形成した釉薬粉末堆積
層の形状保持力を高める目的で、適量の粘土鉱物や有機
バインダを配合できる。粘土鉱物は、含水アルミノケイ
酸塩を主体に構成されるものを使用でき、例えばアロフ
ェン、イモゴライト、ヒシンゲライト、スメクタイト、
カオリナイト、ハロイサイト、モンモリロナイト、イラ
イト、バーミキュライト、ドロマイト等（あるいはそれ
らの合成物）の１種又は２種以上を主体とするものを使
用できる。また、含有される酸化物系成分の観点におい
ては、ＳｉＯ_２及びＡｌ_２Ｏ_３に加え、Ｆｅ_２Ｏ_３、Ｔ
ｉＯ_２、ＣａＯ、ＭｇＯ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏ等の１種
又は２種以上を主に含有するものを使用することができ
る。

【００５２】本発明のスパークプラグは、絶縁体の軸方
向に形成された貫通孔に対し、その一方の端部側に端子
金具が固定され、同じく他方の端部側に中心電極が固定
されるとともに、該貫通孔内において端子金具と中心電
極との間に、それらを電気的に接合するための、主にガ
ラスと導電性材料との混合物からなる焼結導電材料部
（例えば導電性ガラスシール層や抵抗体）が形成された
ものとして構成できる。これを製造する場合、次のよう
な工程を含む方法を採用できる。・組立体製造工程：絶
縁体の貫通孔に対し、その一方の端部側に端子金具が配
置され、同じく他方の端部側に中心電極が配置されると
ともに、該貫通孔内において端子金具と中心電極との間
に、ガラス粉末と導電性材料粉末とを主体とする焼結導
電材料原料粉末の充填層を形成した組立体を製造する。
・釉焼工程：絶縁体の表面に釉薬粉末堆積層を形成した
状態の組立体を、８００〜９５０℃の温度範囲に加熱し
て、釉薬粉末堆積層を絶縁体表面に焼き付けて釉薬層と
なす工程と、充填層中のガラス粉末を軟化させる工程と
を同時に行なう。・プレス工程：その加熱された組立体
において、貫通孔内にて中心電極と端子金具とを相対的
に接近させることにより、充填層をそれら中心電極と端
子金具との間でプレスして焼結導電材料部となす。

【００５３】この場合、焼結導電材料部により端子金具
と中心電極とが電気的に接合されるとともに、絶縁体貫
通孔の内面とそれら端子金具及び中心電極との間が封着
（シール）される。従って、上記釉焼工程がガラスシー
ル工程を形成することになる。該方法では、ガラスシー
ル工程と釉焼工程とが同時になされるので効率的であ
る。また、前述の釉薬を用いるため釉焼温度を８００〜
９５０℃と低くできるので、中心電極や端子金具の酸化
による製造不良が発生しにくく、スパークプラグの製品
歩留まりが向上する。ただし、釉焼工程を先に行ってお
いて、その後にガラスシール工程を行なうようにするこ
ともできる。

【００５４】釉薬層の屈伏点は、例えば５２０〜７００
℃の範囲で調整するのがよい。屈伏点が７００℃を超え
ると、ガラスシール工程に釉焼工程を兼用させる場合に
９５０℃以上の釉焼温度が必要となり、中心電極や端子
金具の酸化が進みやすくなる。他方、屈伏点が５２０℃
未満になると、釉焼温度も８００℃未満の低温に設定す
る必要が生ずる。この場合、良好なガラスシール状態が
得られるよう、焼結導電材料部に使用するガラスも屈伏
点の低いものを使用しなければならなくなる。その結
果、完成したスパークプラグが比較的高温の環境下で長
時間使用された場合に、焼結導電材料部中のガラスが変
質しやすくなるため、例えば焼結導電材料部が抵抗体を
含む場合には、その負荷寿命特性などの性能の劣化につ
ながる場合がある。なお、釉薬層の屈伏点は、望ましく
は５２０〜６２０℃の範囲で調整するのがよい。

【００５５】なお、釉薬層の屈伏点は、例えば釉薬層を
絶縁体から剥離して加熱しながら示差熱分析を行い、屈
状点を表す最初の吸熱ピークの次に現われるピーク（す
なわち第２番目に発生する吸熱ピーク）の温度をもって
該屈伏点とする。また、絶縁体表面に形成された釉薬層
の屈伏点については、釉薬層中の各成分の含有量をそれ
ぞれ分析して酸化物換算した組成を算出し、この組成と
ほぼ等しくなるように、各被酸化元素成分の酸化物原料
を配合・溶解後、急冷してガラス試料を得、そのガラス
試料の屈伏点をもって当該形成された釉薬層の屈伏点を
推定することもできる。

【００５６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示すいくつかの実施例を参照して説明する。図１は、
本発明の第一の構成に係るスパークプラグの一実施例を
示す。該スパークプラグ１００は、筒状の主体金具１、
先端部２１が突出するようにその主体金具１の内側に嵌
め込まれた絶縁体２、先端に形成された発火部３１を突
出させた状態で絶縁体２の内側に設けられた中心電極
３、及び主体金具１に一端が溶接等により結合されると
ともに他端側が側方に曲げ返されて、その側面が中心電
極３の先端部と対向するように配置された接地電極４等
を備えている。また、接地電極４には上記発火部３１に
対向する発火部３２が形成されており、それら発火部３
１と、対向する発火部３２との間の隙間が火花放電ギャ
ップｇとされている。

【００５７】主体金具１は、低炭素鋼等の金属により円
筒状に形成されており、スパークプラグ１００のハウジ
ングを構成するとともに、その外周面には、プラグ１０
０を図示しないエンジンブロックに取り付けるためのね
じ部７が形成されている。なお、１ｅは、主体金具１を
取り付ける際に、スパナやレンチ等の工具を係合させる
工具係合部であり、六角状の軸断面形状を有している。

【００５８】また、絶縁体２の軸方向には貫通孔６が形
成されており、その一方の端部側に端子金具１３が固定
され、同じく他方の端部側に中心電極３が固定されてい
る。また、該貫通孔６内において端子金具１３と中心電
極３との間に抵抗体１５が配置されている。この抵抗体
１５の両端部は、導電性ガラスシール層１６，１７を介
して中心電極３と端子金具１３とにそれぞれ電気的に接
続されている。これら抵抗体１５と導電性ガラスシール
層１６，１７とが焼結導電材料部を構成している。な
お、抵抗体１５は、ガラス粉末と導電材料粉末（及び必
要に応じてガラス以外のセラミック粉末）との混合粉末
を原料とし、後述のガラスシール工程においてこれを加
熱・プレスすることにより得られる抵抗体組成物で構成
される。なお、抵抗体１５を省略して、一層の導電性ガ
ラスシール層により端子金具１３と中心電極３とを一体
化した構成としてもよい。

【００５９】絶縁体２は、内部に自身の軸方向に沿って
中心電極３を嵌め込むための貫通孔６を有し、全体が以
下の絶縁材料により構成されている。すなわち、該絶縁
材料はアルミナを主体に構成され、Ａｌ成分を、Ａｌ_２
Ｏ_３に換算した値にて８５〜９８ｍｏｌ％（望ましくは
９０〜９８ｍｏｌ％）含有するアルミナ系セラミック焼
結体として構成される。

【００６０】Ａｌ以外の成分の具体的な組成としては下
記のようなものを例示できる。Ｓｉ成分：ＳｉＯ_２換算値で１．５０〜５．００ｍｏｌ
％；Ｃａ成分：ＣａＯ換算値で１．２０〜４．００ｍｏｌ
％；Ｍｇ成分：ＭｇＯ換算値で０．０５〜０．１７ｍｏｌ
％；Ｂａ成分：ＢａＯ換算値で０．１５〜０．５０ｍｏｌ
％；Ｂ成分：Ｂ_２Ｏ_３換算値で０．１５〜０．５０ｍｏｌ
％。

【００６１】絶縁体２の軸方向中間には、周方向外向き
に突出する突出部２ｅが例えばフランジ状に形成されて
いる。そして、絶縁体２には、中心電極３（図１）の先
端に向かう側を前方側として、該突出部２ｅよりも後方
側がこれよりも細径に形成された本体部２ｂとされてい
る。一方、突出部２ｅの前方側にはこれよりも細径の第
一軸部２ｇと、その第一軸部２ｇよりもさらに細径の第
二軸部２ｉがこの順序で形成されている。また、第一軸
部２ｇの外周面は略円筒状とされ、第二軸部２ｉの外周
面は先端に向かうほど縮径する略円錐面状とされてい
る。

【００６２】他方、中心電極３の軸断面径は抵抗体１５
の軸断面径よりも小さく設定されている。そして、絶縁
体２の貫通孔６は、中心電極３を挿通させる略円筒状の
第一部分６ａと、その第一部分６ａの後方側（図面上方
側）においてこれよりも大径に形成される略円筒状の第
二部分６ｂとを有する。端子金具１３と抵抗体１５とは
第二部分６ｂ内に収容され、中心電極３は第一部分６ａ
内に挿通される。中心電極３の後端部には、その外周面
から外向きに突出して電極固定用凸部３ｃが形成されて
いる。そして、上記貫通孔６の第一部分６ａと第二部分
６ｂとは、図３（ａ）の第一軸部２ｇ内において互いに
接続しており、その接続位置には、中心電極３の電極固
定用凸部３ｃを受けるための凸部受け面６ｃがテーパ面
あるいはアール面状に形成されている。

【００６３】また、第一軸部２ｇと第二軸部２ｉとの接
続部２ｈの外周面は段付面とされ、これが主体金具１の
内面に形成された主体金具側係合部としての凸条部１ｃ
とリング状の板パッキン６３を介して係合することによ
り、軸方向の抜止めがなされている。他方、主体金具１
の後方側開口部内面と、絶縁体２の外面との間には、フ
ランジ状の突出部２ｅの後方側周縁と係合するリング状
の線パッキン６２が配置され、そのさらに後方側にはタ
ルク等の充填層６１を介してリング状の線パッキン６０
が配置されている。そして、絶縁体２を主体金具１に向
けて前方側に押し込み、その状態で主体金具１の開口縁
をパッキン６０に向けて内側に加締めることにより加締
め部１ｄが形成され、主体金具１が絶縁体２に対して固
定されている。

【００６４】図３（ａ）及び図３（ｂ）は絶縁体２のい
くつかの例を示すものである。その各部の寸法を以下に
例示する。・全長Ｌ1：３０〜７５ｍｍ。・第一軸部２ｇの長さＬ2：０〜３０ｍｍ（ただし、突
出部２ｅとの接続部２ｆを含まず、第二軸部２ｉとの接
続部２ｈを含む）。・第二軸部２ｉの長さＬ3：２〜２７ｍｍ。・本体部２ｂの外径Ｄ1：９〜１３ｍｍ。・突出部２ｅの外径Ｄ2：１１〜１６ｍｍ。・第一軸部２ｇの外径Ｄ3：５〜１１ｍｍ。・第二軸部２ｉの基端部外径Ｄ4：３〜８ｍｍ。・第二軸部２ｉの先端部外径Ｄ5（ただし、先端面外周
縁にアールないし面取りが施される場合は、中心軸線Ｏ
を含む断面において、該アール部ないし面取部の基端位
置における外径を指す）：２．５〜７ｍｍ。・貫通孔６の第二部分６ｂの内径Ｄ6：２〜５ｍｍ。・貫通孔６の第一部分６ａの内径Ｄ7：１〜３．５ｍ
ｍ。・第一軸部２ｇの肉厚ｔ1：０．５〜４．５ｍｍ。・第二軸部２ｉの基端部肉厚ｔ2（中心軸線Ｏと直交す
る向きにおける値）：０．３〜３．５ｍｍ。・第二軸部２ｉの先端部肉厚ｔ3（中心軸線Ｏと直交す
る向きにおける値；ただし、先端面外周縁にアールない
し面取りが施される場合は、中心軸線Ｏを含む断面にお
いて、該アール部ないし面取部の基端位置における肉厚
を指す）：０．２〜３ｍｍ。・第二軸部２ｉの平均肉厚ｔA（（ｔ2＋ｔ3）／２）：
０．２５〜３．２５ｍｍ。

【００６５】また、図１において、絶縁体２の主体金具
１の後方側に突出している部分２ｋの長さＬQは、２３
〜２７ｍｍ（例えば２５ｍｍ程度）である。

【００６６】なお、図３（ａ）に示す絶縁体２における
上記各部寸法は、例えば以下の通りである：Ｌ1＝約６
０ｍｍ、Ｌ2＝約１０ｍｍ、Ｌ3＝約１４ｍｍ、Ｄ1＝約
１１ｍｍ、Ｄ2＝約１３ｍｍ、Ｄ3＝約７．３ｍｍ、Ｄ4
＝５．３ｍｍ、Ｄ5＝４．３ｍｍ、Ｄ6＝３．９ｍｍ、Ｄ
7＝２．６ｍｍ、ｔ1＝３．３ｍｍ、ｔ2＝１．４ｍｍ、
ｔ3＝０．９ｍｍ、ｔA＝１．１５ｍｍ。

【００６７】また、図３（ｂ）に示す絶縁体２は、第一
軸部２ｇ及び第二軸部２ｉがそれぞれ、図３（ａ）に示
すものと比較してやや大きい外径を有している。各部の
寸法は、例えば以下の通りである：Ｌ1＝約６０ｍｍ、
Ｌ2＝約１０ｍｍ、Ｌ3＝約１４ｍｍ、Ｄ1＝約１１ｍ
ｍ、Ｄ2＝約１３ｍｍ、Ｄ3＝約９．２ｍｍ、Ｄ4＝６．
９ｍｍ、Ｄ5＝５．１ｍｍ、Ｄ6＝３．９ｍｍ、Ｄ7＝
２．７ｍｍ、ｔ1＝３．３ｍｍ、ｔ2＝２．１ｍｍ、ｔ3
＝１．２ｍｍ、ｔA＝１．６５ｍｍ。

【００６８】次に、図２に示すように、絶縁体２の表
面、具体的には本体部２ｂの外周面に釉薬層２ｄが形成
されている。釉薬層２ｄの形成厚さは７〜１５０μｍ、
望ましくは１０〜５０μｍとされる。なお、図１に示す
ように、本体部２ｂに形成された釉薬層２ｄは、その軸
方向前方側が主体金具１の内側に所定長入り込む形で形
成される一方、後方側は本体部２ｂの後端縁位置まで延
びている。

【００６９】次に、釉薬層２ｄは、課題を解決するため
の手段及び作用・効果の欄にて説明した組成を有するも
のである。各成分の組成範囲の臨界的意味については、
既に詳細に説明済みであるからここでは繰り返さない。
また、絶縁体本体部２ｂの基端部（主体金具１から後方
に突出している部分の円筒状の外周面を呈する部分）外
周面における釉薬層２ｄの厚さ(平均値）は７〜５０μ
ｍである。

【００７０】図１に戻り、接地電極４及び中心電極３の
本体部３ａはＮｉ合金等で構成されている。また、中心
電極３の本体部３ａの内部には、放熱促進のためにＣｕ
あるいはＣｕ合金等で構成された芯材３ｂが埋設されて
いる。一方、上記発火部３１及び対向する発火部３２
は、Ｉｒ、Ｐｔ及びＲｈの１種又は２種以上を主成分と
する貴金属合金を主体に構成される。中心電極３の本体
部３ａは先端側が縮径されるとともにその先端面が平坦
に構成され、ここに上記発火部を構成する合金組成から
なる円板状のチップを重ね合わせ、さらにその接合面外
縁部に沿ってレーザー溶接、電子ビーム溶接、抵抗溶接
等により溶接部を形成してこれを固着することにより発
火部３１が形成される。また、対向する発火部３２は、
発火部３１に対応する位置において接地電極４にチップ
を位置合わせし、その接合面外縁部に沿って同様に溶接
部を形成してこれを固着することにより形成される。な
お、これらチップは、各合金成分を配合・溶解すること
により得られる溶解材、又は合金粉末あるいは所定比率
で配合された金属単体成分粉末を成形・焼結することに
より得られる焼結材により構成することができる。な
お、発火部３１及び対向する発火部３２は少なくとも一
方を省略する構成としてもよい。

【００７１】上記スパークプラグ１００は、例えば下記
のような方法で製造される。まず、絶縁体２であるが、
これは原料粉末として、アルミナ粉末と、Ｓｉ成分、Ｃ
ａ成分、Ｍｇ成分、Ｂａ成分及びＢ成分の各成分源粉末
を、焼成後に酸化物換算にて前述の組成となる所定の比
率で配合し、所定量の結合剤（例えばＰＶＡ）と水とを
添加・混合して成形用素地スラリーを作る。なお、各成
分源粉末は、例えばＳｉ成分はＳｉＯ_２粉末、Ｃａ成分
はＣａＣＯ_３粉末、Ｍｇ成分はＭｇＯ粉末、Ｂａ成分が
ＢａＣＯ_３あるいはＢａＳＯ_４、Ｂ成分がＨ_３ＢＯ_３粉
末の形で配合できる。なお、Ｈ_３ＢＯ_３は溶液の形で配
合してもよい。

【００７２】成形用素地スラリーは、スプレードライ法
等により噴霧乾燥されて成形用素地造粒物とされる。そ
して、成形用素地造粒物をラバープレス成形することに
より、絶縁体の原形となるプレス成形体を作る。成形体
は、さらに外面側をグラインダ切削等により加工して、
図１の絶縁体２に対応した外形形状に仕上げられ、次い
で温度１４００〜１６００℃で焼成されて絶縁体２とな
る。

【００７３】他方、釉薬スラリーの調製を以下のように
して行なう。まず、Ｓｉ、Ｂ、Ｚｎ、Ｂａ、アルカリ金
属成分（Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ）、流動改善成分等の各成分源
となる成分源粉末を、所定の組成が得られるように配合
して混合する。また、Ｆ成分はたとえばフッ化珪素高分
子あるいはフッ化グラファイトの形で添加する。次い
で、その混合物を１０００〜１５００℃に加熱して溶融
させ、その溶融物を水中に投じて急冷・ガラス化し、さ
らに粉砕することにより釉薬粉末を作る。そして、この
釉薬粉末にカオリン、蛙目粘土等の粘土鉱物と有機バイ
ンダとを適量配合し、さらに水を加えて混合することに
より釉薬スラリーを得る。

【００７４】そして、この釉薬スラリーを噴霧ノズルか
ら絶縁体の必要な表面に噴霧・塗布することにより、釉
薬粉末堆積層としての釉薬スラリー塗布層を形成し、こ
れを乾燥する。

【００７５】次に、この釉薬スラリー塗布層を形成した
絶縁体２への、中心電極３と端子金具１３との組付け、
及び抵抗体１５と導電性ガラスシール層１６，１７との
形成工程の概略は以下の通りである。まず、絶縁体２の
貫通孔６に対し、その第一部分６ａに中心電極３を挿入
した後、導電性ガラス粉末を充填する。そして、貫通孔
６内に押さえ棒を挿入して充填した粉末を予備圧縮し、
第一の導電性ガラス粉末層を形成する。次いで抵抗体組
成物の原料粉末を充填して同様に予備圧縮し、さらに導
電性ガラス粉末を充填して予備圧縮を行なうことによ
り、中心電極３側（下側）から貫通孔６内には、第一の
導電性ガラス粉末層、抵抗体組成物粉末層及び第二の導
電性ガラス粉末層が積層された状態となる。

【００７６】そして、貫通孔に端子金具を上方から配置
した組立体を形成する。この状態で加熱炉に挿入してガ
ラス屈伏点以上である８００〜９５０℃の所定温度に加
熱し、その後、端子金具１３を貫通孔６内へ中心電極３
と反対側から軸方向に圧入して積層状態の各層を軸方向
にプレスする。これにより、各層は圧縮・焼結されてそ
れぞれ図１に示す導電性ガラスシール層１６、抵抗体１
５及び導電性ガラスシール層１７となる（以上、ガラス
シール工程）。

【００７７】ここで、釉薬スラリー塗布層に含まれる釉
薬粉末の屈伏点を６００〜７００℃としておけば、釉薬
スラリー塗布層を、上記ガラスシール工程における加熱
により同時に釉焼して釉薬層２ｄとすることができる。
また、ガラスシール工程の加熱温度として８００〜９５
０℃の比較的低い温度を採用することで、中心電極３や
端子金具１３の表面への酸化も生じにくくなる。

【００７８】なお、加熱炉（釉焼炉も兼ねる）としてバ
ーナー式のガス炉を用いると、加熱雰囲気には燃焼生成
物である水蒸気が比較的多く含まれる。このとき、釉薬
組成としてＢ成分の含有量を４０ｍｏｌ％以下に留めた
ものを使用することにより、そのような水蒸気が多く存
在する雰囲気下においても、釉焼時の流動性が確保でき
て、しかも平滑で均質であり、かつ絶縁性も良好な釉薬
層形成が可能となる。なお、釉焼工程をガラスシール工
程に先立って予め行っておくことも可能である。

【００７９】こうしてガラスシール工程が完了した組立
体には、主体金具１や接地電極４等が組み付けられて、
図１に示すスパークプラグ１００が完成する。スパーク
プラグ１００は、そのねじ部７においてエンジンブロッ
クに取り付けられ、燃焼室に供給される混合気への着火
源として使用される。ここで、スパークプラグ１００へ
の高圧ケーブルあるいはイグニッションコイルの装着
は、図１に仮想線で示すように、絶縁体２の本体部２ｂ
の外周面を覆うゴムキャップ(例えばシリコンゴム等で
構成される）ＲＣを用いて行われる。このゴムキャップ
ＲＣの孔径は、本体部２ｂの外径Ｄ1（図３）よりも
０．５〜１．０ｍｍ程度小さいものが使用される。本体
部２ｂは孔を弾性的に拡径しつつその基端部まで覆われ
るようにこれに押し込まれる。その結果、ゴムキャップ
ＲＣは、孔内面において本体部２ｂの基端部外周面に密
着し、フラッシュオーバ等を防止するための絶縁被覆と
して機能する。

【００８０】なお、本発明のスパークプラグは図１に示
すタイプのものに限らず、例えば接地電極の先端を中心
電極の側面と対向させてそれらの間に火花ギャップを形
成したものであってもよい。また、スパークプラグを、
絶縁体の先端部を中心電極の側面と接地電極の先端面と
の間に進入させたセミ沿面放電型スパークプラグとして
構成してもよい。

【００８１】

【実験例】本発明の効果を確認するために、以下の実験
を行なった。（実験例１）絶縁体２を次のようにして作製した。ま
ず、原料粉末として、アルミナ粉末（アルミナ９５ｍｏ
ｌ％、Ｎａ含有量（Ｎａ_２Ｏ換算値）０．１ｍｏｌ％、
平均粒径３．０μｍ）に対し、ＳｉＯ_２（純度９９．５
％、平均粒径１．５μｍ）、ＣａＣＯ_３（純度９９．９
％、平均粒径２．０μｍ）、ＭｇＯ（純度９９．５％、
平均粒径２μｍ）、ＢａＣＯ_３（純度９９．５％、平均
粒径１．５μｍ）、Ｈ_３ＢＯ_３（純度９９．０％、平均
粒径１．５μｍ）、ＺｎＯ（純度９９．５％、平均粒径
２．０μｍ）を所定比率にて配合するとともに、この配
合した粉末総量を１００質量部として、親水性バインダ
としてのＰＶＡを３質量部と、水１０３質量部とを加え
て湿式混合することにより、成形用素地スラリーを作製
した。

【００８２】次いで、これら組成の異なるスラリーをそ
れぞれスプレードライ法により乾燥して、球状の成形用
素地造粒物を調製した。なお、造粒物は、ふるいにより
粒径５０〜１００μｍに整粒している。そして、この造
粒物を、公知のラバープレス法により圧力５０ＭＰａに
て成形し、その成形体の外周面にグラインダ研削を施し
て所定の絶縁体形状に加工するとともに、温度１５５０
℃で焼成することにより絶縁体２を得た。なお、蛍光Ｘ
線分析により、絶縁体２は下記の組成を有していること
がわかった：Ａｌ成分：Ａｌ_２Ｏ_３換算値で９４．９ｍｏｌ％；Ｓｉ成分：ＳｉＯ_２換算値で２．４ｍｏｌ％；Ｃａ成分：ＣａＯ換算値で１．９ｍｏｌ％；Ｍｇ成分：ＭｇＯに換算値で０．１ｍｏｌ％；Ｂａ成分：ＢａＯに換算値で０．４ｍｏｌ％；Ｂ成分：Ｂ_２Ｏ_３換算値で０．３ｍｏｌ％。

【００８３】また、図３（ａ）を援用して示す絶縁体２
の各部寸法は以下の通りである：Ｌ1＝約６０ｍｍ、Ｌ2
＝約８ｍｍ、Ｌ3＝約１４ｍｍ、Ｄ1＝約１０ｍｍ、Ｄ2
＝約１３ｍｍ、Ｄ3＝約７ｍｍ、Ｄ4＝５．５ｍｍ、Ｄ5
＝４．５ｍｍ、Ｄ6＝４ｍｍ、Ｄ7＝２．６ｍｍ、ｔ1＝
１．５ｍｍ、ｔ2＝１．４５ｍｍ、ｔ3＝１．２５ｍｍ、
ｔA＝１．３５ｍｍ。さらに、図１を援用して示すと、
絶縁体２の主体金具１の後方側に突出している部分２ｋ
の長さＬQは２５ｍｍである。

【００８４】次に、釉薬スラリーを次のようにして調製
した。まず、原料としてＳｉＯ_２（純度９９．５％）、
Ａｌ_２Ｏ_３粉末（純度９９．５％）、Ｈ_３ＢＯ_３粉末
（純度９８．５％）、Ｎａ_２ＣＯ_３粉末（純度９９．５
％）、Ｋ_２ＣＯ_３粉末（純度９９％）、Ｌｉ_２ＣＯ_３粉
末（純度９９％）、ＢａＳＯ_４粉末（純度９９．５
％）、ＳｒＣＯ_３粉末（純度９９％）、ＺｎＯ粉末（純
度９９．５％）、ＭｏО_３粉末（純度９９％）、Ｆｅ_２
Ｏ_３粉末（純度９９％）、ＷО_３粉末（純度９９％）、
Ｎｉ_３Ｏ_４粉末（純度９９％）、Ｃｏ_３Ｏ_４粉末（純度
９９％）、ＭｎＯ_２粉末（純度９９％）、ＣａＯ粉末
（純度９９．５％）、ＺｒＯ_２粉末（純度９９．５
％）、ＴｉＯ_２粉末（純度９９．５％）、ＭｇＯ粉末
（純度９９．５％）、Ｌａ_２Ｏ_３粉末（純度９９％）、
Ｙ_２Ｏ_３粉末（純度９９．５％）、Ｓｃ_２Ｏ_３粉末（純
度９９％）、ＣｅＯ_２粉末（純度９９％）、Ｐｒ_７Ｏ
_１１粉末（純度９９％）、Ｎｄ_２Ｏ_３粉末（純度９９
％）、Ｓｍ_２Ｏ_３粉末（純度９９％）、Ｅｕ_２Ｏ_３粉末
（純度９９％）、Ｇｄ_２Ｏ_３粉末（純度９９％）、Ｔｂ
_２Ｏ_３粉末（純度９９％）、Ｄｙ_２Ｏ_３粉末（純度９９
％）、Ｈｏ_２Ｏ_３粉末（純度９９％）、Ｅｒ_２Ｏ_３粉末
（純度９９％）、Ｔｍ_２Ｏ_３粉末（純度９９％）、Ｙｂ
_２Ｏ_３粉末（純度９９％）、Ｌｕ_２Ｏ_３粉末（純度９９
％）、Ｂｉ_２Ｏ_３粉末（純度９９％）、ＳｎＯ_２粉末
（純度９９．５％）、Ｐ_２Ｏ_５粉末（純度９９％）、Ｓ
ｂ_２Ｏ_５粉末（純度９９％）、ＣｕＯ粉末（純度９９
％）、Ｃｒ_２Ｏ_３粉末（純度９９．５％）、ＣａＦ_２粉
末（純度９８％）、ＬｉＦ粉末（純度９８％）を各種比
率で配合し、その混合物を１０００〜１５００℃に加熱
して溶融させ、その溶融物を水中に投じて急冷・ガラス
化し、さらにアルミナ製ポットミルにより粒径５０μｍ
以下に粉砕することにより釉薬粉末を作製した。そし
て、この釉薬粉末１００質量部に対し粘土鉱物としての
ニュージーランドカオリンを３質量部、及び有機バイン
ダとしてのＰＶＡを２質量部配合し、さらに水を１００
質量部加えて混合することにより釉薬スラリーを得た。
なお、Ｆ_２は、基本的にはＣａＦ_２にて添加している
が、ＣａのすべてをＣａＦ_２にて添加してなお設定組成
値に満たない場合は、ＬｉＦの添加により補っている。

【００８５】この釉薬スラリーを、噴霧ノズルより絶縁
体２の表面に噴霧後、乾燥して釉薬スラリー塗布層を形
成した。なお、乾燥後の釉薬の塗布厚さは１００μｍ程
度である。この絶縁体２を用いて既に説明した方法によ
り、図１に示すスパークプラグ１００を各種作成した。
ただし、ねじ部７の外径は１４ｍｍとした。また、抵抗
体１５の原料粉末としてはＢ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２−ＢａＯ
−Ｌｉ_２Ｏ系ガラス、ＺｒＯ_２粉末、カーボンブラック
粉末、ＴｉＯ_２粉末、金属Ａｌ粉末を、導電性ガラスシ
ール層１６，１７の原料粉末としてはＢ_２Ｏ_３−ＳｉＯ
_２−Ｎａ_２Ｏ系ガラス、Ｃｕ粉末、Ｆｅ粉末、Ｆｅ−Ｂ
粉末をそれぞれ用い、ガラスシール時の加熱温度、すな
わち釉焼温度は９００℃にて行った。

【００８６】他方、粉砕せずに塊状に凝固させた釉薬試
料も作製した。なお、この塊状の釉薬試料は、Ｘ線回折
によりガラス化（非晶質化）したものであることを確認
した。これを用いて下記の実験を行った。化学組成分析：蛍光Ｘ線分析による。各試料の分析値
（酸化物換算した値による）を表１〜表６に示してい
る。なお、絶縁体２の表面に形成された釉薬層２ｄの各
組成をＥＰＭＡ法により測定したが、該塊状試料を用い
て測定した分析値とほぼ一致していることが確認でき
た。熱膨張係数：塊状試料から寸法５ｍｍ×５ｍｍ×１０
ｍｍの測定試料を切り出し、公知のディラトメータ法に
より２０℃から３５０℃までの平均値として測定してい
る。また、絶縁体２からも上記寸法の測定試料を切り出
し、同様の測定を行ったところ、その値は７３×１０
^−７／℃であった。屈伏点：粉末試料５０ｍｇを加熱しながら示差熱分析
を行い、室温より測定開始し、第２番目の吸熱ピークと
なった温度を屈伏点として測定した。

【００８７】

【表１】

【００８８】

【表２】

【００８９】

【表３】

【００９０】

【表４】

【００９１】

【表５】

【００９２】

【表６】

【００９３】また、各スパークプラグについては、５０
０℃での絶縁抵抗測定を、既に説明した方法により通電
電圧１０００Ｖにて行った。また、絶縁体２に対する釉
薬層２ｄの形成状態（外観）を目視にて観察するととも
に、絶縁体の基端部外周面位置における釉薬層の膜厚を
断面のＳＥＭ観察により測定した。なお、釉薬層の外観
判定は、光沢及び透明度ともに異常のないものを優良
（○）、許容範囲内ではあるがわずかにちぢれや失透等
が認められたものを良好（△）とし、明らかな異常が認
められたものは、欄内にその異常の種別を具体的に示し
ている。以上の結果を表７〜表１１に示す。

【００９４】

【表７】

【００９５】

【表８】

【００９６】

【表９】

【００９７】

【表１０】

【００９８】

【表１１】

【００９９】この結果によると、前記した本発明に係る
釉薬組成を選択することにより、Ｐｂをほとんど含有し
ないにもかかわらず、比較的低温で釉焼可能であり、ま
た、十分な絶縁性能が確保されていることがわかる。ま
た、釉焼面の外観もおおむね良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスパークプラグの一例を示す全体正面
断面図。

【図２】絶縁体の外観を釉薬層とともに示す正面図。

【図３】絶縁体のいくつかの実施例を示す縦断面図。

【符号の説明】

１主体金具２絶縁体２ｄ釉薬層３中心電極４接地電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｔ 13/38 Ｈ０１Ｔ 13/38 Ｆターム(参考） 4G062 AA08 BB05 BB20 CC10 DA05 DA06 DB02 DB03 DC04 DC05 DD01 DD02 DD03 DE02 DE03 DE04 DF01 DF02 EA01 EA02 EA03 EA04 EB02 EB03 EB04 EC02 EC03 EC04 ED01 ED02 ED03 EE01 EE02 EE03 EF01 EF02 EF03 EF04 EG01 EG02 EG03 EG04 FA01 FA10 FB01 FB02 FB03 FC01 FC02 FC03 FD01 FE01 FE02 FE03 FF01 FG01 FH01 FJ01 FJ02 FJ03 FK01 FK02 FK03 FL01 FL02 FL03 GA01 GA02 GA03 GA10 GB01 GC01 GD01 GE02 GE03 HH01 HH03 HH04 HH05 HH07 HH08 HH09 HH11 HH12 HH13 HH15 HH17 HH18 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK02 KK03 KK04 KK05 KK06 KK07 KK08 KK10 MM05 NN40 5G059 AA05 CC02 DD15 FF02 FF06 FF12

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心電極と主体金具との間にアルミナ系
セラミックからなる絶縁体を配したスパークプラグにお
いて、その絶縁体の表面の少なくとも一部を覆う形態で
酸化物主体の釉薬層が形成され、該釉薬層が、Ｐｂ成分の含有量がＰｂＯ換算にて１ｍｏｌ％以下とさ
れ、Ｓｉ成分をＳｉＯ_２に酸化物換算した値にて３０〜６０
ｍｏｌ％、Ｂ成分をＢ _２Ｏ_３に酸化物換算した値にて２
０〜５０ｍｏｌ％、Ｚｎ成分をＺｎＯに酸化物換算した
値にて０．５〜２５ｍｏｌ％、Ｂａ及び／又はＳｒ成分
を、ＢａＯないしＳｒＯに酸化物換算した値にて合計で
０．５〜１５ｍｏｌ％含有するとともに、アルカリ金属成分として、ＮａはＮａ_２Ｏ、ＫはＫ
_２Ｏ、ＬｉはＬｉ_２Ｏに酸化物換算した値にて、Ｋ及び
Ｌｉを必須とする２種以上を合計で２〜１２ｍｏｌ％の
範囲にて含有し、さらに、ＦをＦ_２に換算した値にて０．１〜１０ｍｏｌ
％含有することを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】中心電極と主体金具との間にアルミナ系
セラミックからなる絶縁体を配したスパークプラグにお
いて、その絶縁体の表面の少なくとも一部を覆う形態で
酸化物主体の釉薬層が形成され、該釉薬層が、Ｐｂ成分の含有量がＰｂＯ換算にて１ｍｏｌ％以下とさ
れ、Ｓｉ成分をＳｉＯ_２に酸化物換算した値にて３０〜６０
ｍｏｌ％、Ｂ成分をＢ _２Ｏ_３に酸化物換算した値にて２
０〜４０ｍｏｌ％、Ｚｎ成分をＺｎＯに酸化物換算した
値にて０．５〜２５ｍｏｌ％、Ｂａ及び／又はＳｒ成分
を、ＢａＯないしＳｒＯに酸化物換算した値にて合計で
０．５〜１５ｍｏｌ％含有するとともに、アルカリ金属成分として、ＮａはＮａ_２Ｏ、ＫはＫ
_２Ｏ、ＬｉはＬｉ_２Ｏに酸化物換算した値にて、それら
の１種又は２種以上を合計で２〜１２ｍｏｌ％の範囲に
て含有し、ＦをＦ_２に換算した値にて０．１〜１０ｍｏｌ％含有
し、さらに、Ｂｉ、Ｓｂ及び希土類元素ＲＥ（ただし、Ｓ
ｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、
Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕからなる
群より選ばれるもの）から選ばれる１種又は２種以上
を、ＢｉはＢｉ_２Ｏ _３に、ＳｂはＳｂ_２Ｏ_５に、ＲＥ
は、ＣｅはＣｅＯ_２、ＰｒはＰｒ_７Ｏ_１１、他はＲＥ_２
Ｏ_３にそれぞれ酸化物換算した値にて合計で０．１〜５
ｍｏｌ％含有することを特徴とするスパークプラグ。
【請求項３】前記釉薬層は、Ｚｎ成分と、Ｂａ成分及
び／又はＳｒ成分とは、Ｚｎ成分はＺｎＯ、Ｂａ成分は
ＢａＯ、Ｓｒ成分はＳｒＯにそれぞれ酸化物換算した値
にて、合計で７〜２５ｍｏｌ％とされている請求項１又
は２に記載のスパークプラグ。
【請求項４】前記釉薬層は、アルカリ金属成分の前記
酸化物換算した合計ｍｏｌ含有率をＮR（ｍｏｌ％）と
し、Ｆ成分のＦ_２換算したｍｏｌ含有率をＮFとして、
ＮF／ＮRが０．０７〜１．５の範囲にて調整されている
請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスパークプラ
グ。
【請求項５】前記釉薬層は、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｏ、
Ｆｅ及びＭｎの１種又は２種以上の成分を、ＭｏはＭｏ
Ｏ_３、ＷはＷＯ_３、ＮｉはＮｉ_３О_４、ＣｏはＣｏ_３О
_４、ＦｅはＦｅ_２О_３、ＭｎはＭｎО_２にそれぞれ酸化
物換算した値にて合計で０．５〜５ｍｏｌ％の範囲にて
含有する請求項１ないし４のいずれか１項に記載のスパ
ークプラグ。
【請求項６】前記釉薬層は、Ｚｒ、Ｔｉ及びＨｆの１
種又は２種以上の成分を、ＺｒはＺｒＯ_２に、ＴｉはＴ
ｉＯ_２に、ＨｆはＨｆＯ_２にそれぞれ酸化物換算した値
にて合計で０．５〜５ｍｏｌ％の範囲で含有する請求項
１ないし５のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
【請求項７】前記釉薬層は、Ａｌ_２Ｏ_３に酸化物換算
した値にて０．５〜５ｍｏｌ％のＡｌ成分、ＣａОに酸
化物換算した値にて０．５〜１０ｍｏｌ％のＣａ成分、
及びＭｇＯに酸化物換算した値にて０．５〜１０ｍｏｌ
％のＭｇ成分の１種又は２種以上を合計で０．５〜１５
ｍｏｌ％含有する請求項１ないし６のいずれか１項に記
載のスパークプラグ。
【請求項８】前記釉薬層は、Ｓｎ、Ｐ、Ｃｕ及びＣｒ
の１種又は２種以上の成分を、ＳｎはＳｎＯ_２に、Ｐは
Ｐ_２Ｏ_５に、ＣｕはＣｕＯに、ＣｒはＣｒ_２Ｏ_３にそれ
ぞれ酸化物換算した値にて合計で０．５〜５ｍｏｌ％の
範囲で含有する請求項１ないし７のいずれか１項に記載
のスパークプラグ。
【請求項９】前記スパークプラグは、前記絶縁体の貫
通孔内において、前記中心電極と一体に、又は導電性結
合層を間に挟んで前記中心電極と別体に設けられた軸状
の端子金具部を備え、かつ該スパークプラグ全体を約５００℃に保持し、前記
絶縁体を介して前記端子金具部と前記主体金具との間で
通電することにより測定される絶縁抵抗値が４００ＭΩ
以上である請求項１ないし８のいずれか１項に記載のス
パークプラグ。
【請求項１０】前記絶縁体は、Ａｌ成分をＡｌ_２Ｏ_３
に酸化物換算した重量にて８５〜９８ｍｏｌ％含有する
アルミナ系絶縁材料で構成されており、前記釉薬は、２０〜３５０℃の温度範囲における前記釉
薬の平均の熱膨張係数が、５×１０^−６／℃〜８．５×
１０^−６／℃である請求項１ないし９のいずれか１項に
記載のスパークプラグ。
【請求項１１】前記釉薬層の屈伏点が５２０〜６２０
℃である請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のス
パークプラグ。