JP2003017216A

JP2003017216A - スパークプラグ及びスパークプラグの製造方法

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Publication number: JP2003017216A
Application number: JP2001195294A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Matsubara; 佳弘松原
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2001-06-27
Publication date: 2003-01-17
Anticipated expiration: 2021-06-27
Also published as: JP4549581B2

Abstract

(57)【要約】【課題】接地電極の端面形状を精度高く形成すること
が可能な形状であるとともに、接地電極における放電集
中を効果的に抑制しうるスパークプラグを提供する。【解決手段】各々の接地電極４はその側周面と対向す
るギャップ形成側の先端面４ａ（ギャップ形成側端面４
ａ）の接地電極幅方向における中央部４１が、その対向
する絶縁体側周面３ｂに沿って屈曲する円筒面４ｊが形
成されている。そして、その接地電極幅方向において、
その円筒面の両端縁が当該接地電極における幅方向両側
面よりも内側に位置するように形成されており、その円
筒面４ｊに隣接して幅方向両端部に平坦面４ｇを有して
なる非尖鋭部４０が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スパークプラグ及
びスパークプラグの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の接地電極が主体金具に接合
されるいわゆる多極プラグが提供され、このような多極
プラグにおいては、例えば、接地電極の端面が中心電極
の側周面、或いは絶縁体の側周面に対向する形態のもの
が用いられている。例えば、耐汚損性を改善したスパー
クプラグとして沿面放電型スパークプラグとも称される
ものは、火花放電ギャップにて発生する火花が、常時あ
るいは条件により、絶縁体表面を経由した沿面放電形態
にて伝播するように構成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
中心電極及び／又は絶縁体に沿う円筒面として端面が形
成されるような接地電極の場合、幅方向全体にわたって
連続的に円筒面が形成されるものが提供されている。こ
のような端面形状のものは幅方向両端部において尖鋭な
エッジが形成されることとなるため、例えば端面を打抜
加工等により形成する際に、バリ等の不具合が生じ易く
形状精度を損なう可能性があった。特に、円筒面の曲率
が小さくなるほど尖鋭となるため、中心電極の細軸化、
或いはスパークプラグ全体の小型化における弊害となっ
ていた。

【０００４】また、沿面放電型のスパークプラグでは、
絶縁体の表面を這う火花が頻繁に発生するため、絶縁体
の表面が溝状に削られる、いわゆるチャンネリングが生
じやすくなることが知られている。チャンネリングが進
行すると、スパークプラグの耐熱性が損なわれたり、或
いは信頼性が低下する等の不具合が生じたりしやすくな
る。そして、端面に尖鋭な部分が形成される場合には、
その尖鋭部に放電集中が生じてしまい、その結果チャン
ネリングが局所的に深くなる可能性があった。

【０００５】本発明の解決すべき課題は、接地電極の端
面形状を精度高く形成することが可能な形状であるとと
もに、接地電極における放電集中を効果的に抑制しうる
スパークプラグを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段及び作用・効果】上記のよ
うな課題を解決するために本発明は、中心貫通孔を有す
る絶縁体と、中心貫通孔に保持され絶縁体の先端部に配
設された自身の先端部に貴金属チップを有する中心電極
と、絶縁体の先端部を自身の先端面から突出するように
保持する主体金具と、主体金具に一端が接合され、他端
側が中心電極の中心軸線に近づく向きに屈曲する形状を
なすとともに中心電極の側周面、又はその中心電極側周
面を軸線方向前方側に延長した仮想的な側周面、若しく
は絶縁体の側周面のいずれかの側周面（以下、これらの
側周面を総称して「基準側周面」と称する）に対向する
ように配設された複数の接地電極を備え、該接地電極に
おける基準側周面と対向するギャップ形成側の先端面
（以下、「ギャップ形成側端面」ともいう）の当該接地
電極の幅方向における中央部が、その対向する基準側周
面に沿って屈曲する円筒面をなす形にて形成され、接地
電極の幅方向において、その円筒面の両端縁が当該接地
電極における幅方向両側面よりも内側に位置するように
形成されることを特徴とするスパークプラグを提供す
る。

【０００７】上記のごとく、円筒面の両端縁が幅方向両
側面よりも内側に形成されるようにすれば、接地電極先
端面における幅方向両端部が尖鋭なエッジとならず、両
端部に生じる放電集中を効果的に軽減することができ
る。従って、接地電極の偏消耗を抑制でき、耐久性に優
れた構造となる。また、尖鋭部を形成しない形状となる
ため、尖鋭部を形成することに伴うバリ等の発生を抑制
でき、精度高い製造が実現可能であるといった製造上の
利点もある。なお、本発明において軸線方向における前
方側とは火花ギャップに向かう先端側を意味し、後方側
とはそれとは反対側を意味する。また、接地電極の幅方
向とは、中心電極の軸線と直交する仮想平面に投影した
場合に、その正射影像における当該接地電極の外縁両側
部の対向方向を意味し、その外縁両側部間の距離を幅と
して規定する。

【０００８】具体的には、ギャップ形成側端面を、中心
電極の側周面、又は絶縁体の側周面の少なくともいずれ
か一方に対向するように配設することができる。例え
ば、絶縁体の側周面に配設して、沿面放電型スパークプ
ラグとして構成した場合には特有の波及効果が期待でき
る。沿面放電型スパークプラグにおいては、絶縁体の表
面を這う火花が頻繁に発生するため、絶縁体の表面が溝
状に削られる、いわゆるチャンネリングが生じやすくな
る。特に、接地電極端面に尖鋭部が形成される場合に
は、その尖鋭部に放電集中が生じ、その結果としてチャ
ンネリングが顕著となる可能性がある。しかしながら、
上記構成のごとく、非尖鋭部を設けて放電集中を抑制
し、分散される放電形態とすれば、特定箇所への集中が
低減し、チャンネリングが効果的に抑制されることとな
る。

【０００９】また、中心電極の側周面に直接対向させた
場合においても特有の効果がある。このように接地電極
の端面形状を中心電極の側周面と同心状の円筒面とする
場合には、その端面が中心電極に近接するほどその円筒
面の曲率が小さくなる。即ち、中心電極の側周面に直接
接地電極を対向させる構成の場合（例えば、接地電極の
端面（発火面）を中心電極の側周面のみに対向させ、絶
縁体に対向させない場合）、絶縁体を介して対向させる
形態と比較してより接地電極の端面が中心電極により近
接し、円筒面の曲率を小さくしなければならないため、
端面の幅方向両端部のエッジが一層尖鋭となる。しかし
ながら、上記のごとく円筒面の両端縁を内側に設け、先
端面における幅方向両端部において尖鋭なエッジとなら
ないようにすれば、側方に直接対向させて端面の曲率が
小さくなる構成であっても尖りのない形状とすることが
できる。

【００１０】さらに、接地電極の対向する部分における
中心電極の外径が１．６ｍｍ以下であるスパークプラグ
において上記接地電極形状を用いるとより効果的とな
る。即ち、このように、１．６ｍｍ以下の形状である
と、その中心電極外周面と同心状の円筒面となるように
接地電極の端面（ギャップ形成側端面）を形成した場
合、その円筒面の曲率が小さくなるため、両端のエッジ
がより尖鋭となり、製造上又は使用上において一層不具
合が生じやすくなり、特に、中心電極側周面に接地電極
を直接対向させる場合にはそれが顕著となる。これに対
し、上記のごとく円筒面の幅方向両端縁を内側に設けれ
ば、ギャップ形成側端面の曲率を小さくしつつもエッジ
部が鋭角又は略鋭角とならないように形成でき、細軸の
中心電極に対して極めて有用な構成となる。さらに、Ｉ
ｒ又はＩｒを主体とする合金により中心電極を構成し、
かつ外径を０．８ｍｍ以下としたスパークプラグにおい
て上記構成を用いると一層効果的である。即ち、Ｉｒ又
はＩｒを主体とする合金により中心電極を形成すると、
耐火花消耗性、耐久性に優れたものとなるため、中心電
極の細軸化（具体的には外径を０．８ｍｍ以下とするこ
と）が可能となるが、このように中心電極の径を細くす
るとそれに対応して円筒面の曲率を小さくせねばなら
ず、その結果として両端のエッジが鋭くなってしまう。
このように両端に尖鋭部が存在すると、側方からのスワ
ール流に対し、その尖鋭部が火花放電ギャップを隠すよ
うな構成となるため、その火花放電ギャップに向かう流
れが阻害されて着火性が低下し易くなる。これに対し、
両端を非尖鋭部とすることにより、火花ギャップへの流
入が促進されて着火性が向上するため、ギャップ間隔を
小さく設定することが可能となる。従って、中心電極の
細軸化を達成しつつ、接地電極において耐消耗性、耐久
性に優れた構造を実現でき、かつその端面形成も容易に
かつ精度高く行うことができる。さらには、中心電極が
正極となるよう設定すると、中心電極の消耗抑制効果が
期待できるため一層効果的である。特に、上記のごとく
中心電極外径を１．６ｍｍ以下（さらには０．８ｍｍ以
下）とした場合において、当該中心電極が正極となるよ
うにすれば、細軸化された中心電極において効果的に消
耗が抑制され、中心電極側の耐久性問題解消の一助とな
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に示す
実施例を参照しつつ説明する。図１に示す本発明の一例
たるスパークプラグ１は、いわゆるセミ沿面放電型スパ
ークプラグとして構成され、筒状の主体金具５、先端部
が突出するようにその主体金具５に嵌め込まれた絶縁体
３、その絶縁体３の内側に設けられた中心電極２、及び
主体金具５に基端側が結合され、絶縁体３の先端部を間
に挟んで中心電極２の側面と先端側が対向するように配
置された接地電極４等を備えている。絶縁体３は、例え
ばアルミナあるいは窒化アルミニウム等のセラミック焼
結体により構成され、図２（ａ）に示すように、その内
部には自身の軸方向に沿って中心電極２を嵌め込むため
の孔部（貫通孔）３ｄを有している。また、主体金具５
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１のハウジングを構成するとともに、そ
の外周面には、図１に示すように、スパークプラグ１を
図示しないシリンダヘッドに取り付けるためのねじ部６
が形成されている。なお、図２（ｂ）に示すように、接
地電極４は中心電極２の両側に各１ずつの計２つ設けら
れており、それぞれ端面（発火面）４ａが、円柱状の中
心電極２の先端部２ａの側面２ｂ（発火面）とほぼ平行
に対向するように湾曲させて形成される一方、他端側は
主体金具５に対して溶接等により固着・一体化されてい
る。

【００１２】絶縁体３は先端部３ａが中心電極２の側面
２ｂと接地電極４の発火面４ａとの間に入り込む位置関
係で配置されている。図２においては、中心電極２の軸
線方向において該中心電極２の先端面側を前方側、これ
と反対側を後方側として、絶縁体３の先端面３ｅは、接
地電極４の先端面４ａの、後方側の縁４ｆよりも前方側
に位置している。一方、中心電極２の先端面は、絶縁体
３の先端面３ｅよりも所定高さだけ突出して配置されて
いる。

【００１３】図１に戻り、絶縁体３の孔部３ｄには、そ
の一方の端部側に端子金具１３が挿入・固定され、同じ
く他方の端部側に中心電極２が挿入・固定されている。
また、該貫通孔３ｄ内において端子金具１３と中心電極
２との間に抵抗体１５が配置されている。この抵抗体１
５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２と端子金具１３とにそれぞれ電気的に接続
されている。また、端子金具１３は低炭素鋼等で構成さ
れ、表面には防食のためのＮｉメッキ層（層厚：例えば
５μｍ）が形成されている。抵抗体１５は、ガラス粉
末、セラミック粉末、金属粉末（例えば、Ｚｎ、Ｓｂ、
Ｓｎ、Ａｇ及びＮｉの１種又は２種以上を主体とするも
の）、非金属導電物質粉末（例えば無定形カーボンない
しグラファイト）及び有機バインダ等を所定量配合し、
ホットプレス等の公知の手法により焼結して製造される
ものである。

【００１４】次に、中心電極２は、電極の表層部分を構
成する電極母材２ｎ（この実施例では熱引き改善のため
に電極中心部に挿入されたＣｕあるいはＣｕ合金にて構
成された芯材２ｍを除いた部分）が、Ｎｉを主成分とす
る金属にて構成されている。

【００１５】以下、スパークプラグ１の作動について説
明する。スパークプラグ１はそのねじ部６（図１）にお
いてガソリンエンジン等の内燃機関に取り付けられ、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。
該スパークプラグ１は、例えば、中心電極２側が負、接
地電極４側が正となるように放電用高電圧を印加しても
よいが、中心電極側を正極とすると中心電極側における
耐消耗性向上が期待でき、中心電極を細軸とした場合に
おいてより効果的となる。そして、図２において、接地
電極４の発火面４ａと中心電極２の先端部２ａの側面
（発火面）２ｂとの間で放電により火花が発生し、混合
気に着火を行う。ここで、絶縁体３の先端部３ａは発火
面４ａと中心電極２の側２ｂとの間に入り込む形で配置
されており、火花が絶縁体３の先端部表面に沿う経路で
伝播するセミ沿面放電型スパークプラグとして機能す
る。図２に示すように、本実施例のスパークプラグ１で
は、中心電極２の先端部２ａが絶縁体３の先端面３ａか
ら突出していることで、その側面２ｂと接地電極４の発
火面４ａとの間には第一ギャップｇ_１が、また、絶縁体
３の外周面と発火面４ａとの間には第二ギャップｇ _２が
形成されている。これにより、該スパークプラグ１は、
汚損がそれほど進行しない場合には第一ギャップｇ_１で
火花放電する頻度が高く、汚損が進行すると第二ギャッ
プｇ_２で火花放電する頻度が高くなることで、絶縁体３
の表面における汚損の進行を自動検出してこれを焼き切
る汚損検出・浄化機能を備えていると見ることもでき
る。

【００１６】また、図２（ｂ）及び図３に示すように、
複数（図３では２つ）の接地電極４が絶縁体３の側周面
に対向するように配設されている。この場合において
は、絶縁体３の側周面が基準側周面となる。そして、図
３のように各々の接地電極４はその側周面と対向するギ
ャップ形成側の先端面４ａ（以下、ギャップ形成側端面
４ａともいう）の接地電極幅方向における中央部４１
が、その対向する絶縁体側周面３ｂに沿って屈曲する円
筒面４ｊが形成されている。そして、接地電極の幅方向
において、その円筒面の両端縁が当該接地電極における
幅方向両側面よりも内側に位置するように形成されてお
り、その円筒面４ｊに隣接して幅方向両端部に、平坦面
４ｇを有してなる非尖鋭部４０が形成されている。この
平坦面４ｇは、軸線Ｏと平行又は略平行となるように形
成することができる。

【００１７】また、平坦面４ｇと隣接する円筒面４ｊ
は、絶縁体３の側周面３ｂに沿う形で形成されており、
円筒面４ｊと絶縁体側周面３ｂは同心状に形成される。
また、平坦面４ｇ，４ｇは接地電極４の側面４ｋと直交
する又は略直交する平面として、円筒面４ｊの幅方向両
端に形成されており、それら両平坦面４ｇ，４ｇは同一
平面上（又は略同一平面上）に位置している。

【００１８】なお、上記説明においては、平坦面４ｇに
て非尖鋭部４０を形成した例について示したが、これに
限定されず図４（ｂ）又は図４（ｃ）のような形状とし
てもよい。図４（ｂ）及び（ｃ）においては、軸線Ｏと
直交する仮想平面に対して投影したときのその正射影像
についての要部を示しているが、図のごとく正射影像で
の非尖鋭部４０の外形線は、基準側周面（図４では絶縁
体の側周面３ｂ）に近づく向きに凸となるアール部４ｈ
を形成するようにしてもよい。また、図４（ｃ）に示す
ように、平坦面とアール部を両方形成するようにしても
よい。図４（ｃ）では、図４（ａ）の形状において平坦
面４ｇの幅方向両端にアール部４ｉを形成している。こ
のように非尖鋭部の一部又は全部にアールを形成するよ
うにすると、尖鋭な部分がより少なくなり、放電をさら
に分散することができる。

【００１９】また、非尖鋭部の幅（なお、非尖鋭部の幅
方向は、接地電極の幅方向と同方向とする）は０．１ｍ
ｍ〜０．８ｍｍの範囲に調整することが望ましい。０．
１ｍｍ未満であると、幅が狭くなりすぎ、非尖鋭部の形
状が尖鋭な形状に近くなる。また、０．８ｍｍを超える
と、幅が広すぎ、中央部を広くとることができなくなる
ため対向面の面積を大きくできず、火花消耗に対する耐
久性が低下する可能性がある。また、非尖鋭部と中央部
との境界は以下のように規定する。図４（ａ）のよう
に、平坦面と中央部（即ち円筒面４ｊ）とが幅方向にお
いて隣接する場合には平坦面４ｇの端縁を境界Ａとす
る。また、図４（ｂ）のように、アール部４ｈが円筒面
４ｊと隣接する場合には、図４のような正射影像におけ
るそれらアール部４ｈと円筒面４ｊとの変曲点を境界Ａ
として規定する。さらに、図４（ｃ）のように、平坦面
４ｇがアール部４ｉを介して円筒面４ｊに続く場合に
は、アール部４ｉから円筒面４ｊへ続く部分の変曲点を
境界とする。このように境界を規定しつつ非尖鋭部４０
の幅ｔを上記範囲に設定することとなる。なお、このよ
うな非尖鋭部の寸法設定については本実施例に示される
いずれの形態のスパークプラグ（例えば、後述する図６
〜図８等の形態）にも適用できる。

【００２０】なお、スパークプラグの耐チャンネリング
特性を高めるためには、絶縁体３に対する沿面放電火花
のアタックが過剰とならない作動環境を形成すること、
例えば１ケ所に電圧が集中したりする傾向をなるべく抑
制し、これを分散させることが有効である。その方式と
しては、接地電極４の数を１つとするのではなく、また
図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、接地電極４を複数設
けることが有効である。例えば図５（ｂ）においては３
つの接地電極４が、また同図（ｃ）においては４つの接
地電極４が、それぞれ中心電極２の軸線周りにおいてほ
ぼ等角度間隔で配置されている。特に、接地電極４の数
を３以上とすることで、耐チャンネリング性能の向上が
顕著となる。なお、このような接地電極の本数設定につ
いては本実施例に示されるいずれの形態のスパークプラ
グ（図６〜図８等）にも適用できる。このように３以上
の接地電極とした場合においても各々の接地電極におい
て非尖鋭部を図３、図４のように形成することができ
る。

【００２１】以上、本発明の実施の形態を、セミ沿面放
電型スパークプラグを例にとって説明したが、本発明は
これに限定されるものではない。以下に、いくつかの別
の例を示す（上記スパークプラグとの構成要件上の共通
部分には同一の符号を付与して、詳細な説明は省略して
いる）。例えば、図６のスパークプラグ１では、絶縁体
３の先端部が、中心電極２の先端部２ａの側面２ｂと、
接地電極４の先端面４ａとの間（第一ギャップｇ１）に
入り込まない形となっている。そして、中心電極２の先
端部２ａの側面２ｂと接地電極４の先端面４ａとの距離
に対し、絶縁体３の先端面３ｅと、接地電極４の先端面
４ａの、後方側の縁４ｆとの距離が小さく設定されてい
る（第二ギャップｇ２）。すなわち、中心電極２の先端
部２ａが、絶縁体３から突出して配置されるとともに、
その絶縁体３の外側を覆う形で筒状の主体金具５が設け
られている。接地電極４は、基端側が主体金具５の端部
に接合される一方、先端側は中心電極２側に曲げ返さ
れ、その先端面４ａが、突出する中心電極２の先端部２
ａの側面２ｂと対向するように配置されて第一ギャップ
ｇ１を形成する一方、接地電極４の先端部の内側面が、
絶縁体３の先端面３ｅと対向して第一ギャップｇ１より
も小さい第二ギャップｇ２を形成している。これは、絶
縁体３の汚損が進行した場合に限って第二ギャップｇ２
で火花放電するようにした、いわゆる間欠沿面放電型ス
パークプラグとよばれるタイプのものである。

【００２２】また、以上の実施例のスパークプラグは、
いずれも全ての接地電極の先端面が中心電極の側面に対
向するタイプのものであったが、本発明は、複数ある接
地電極の一部が、必ずしも中心電極の側面に先端面が対
向していない態様も包含する。その一例を図７（ａ）
（正面図）に示している。このスパークプラグ１では、
図６のスパークプラグ１等と同様に、絶縁体３の外側を
覆う形で筒状の主体金具５が設けられる。また、基端側
が主体金具５の端部に接合される一方、先端側は中心電
極２側に曲げ返される形態の接地電極４，１０４が複数
設けられる。そして、それら接地電極の１つ、すなわち
電極部材１０４は、側面が中心電極２の先端面と対向す
るように配置される一方、残余の接地電極４の少なくと
も１つ（ここでは２つ）のものが、端面が中心電極２の
側面と対向するように配置される。

【００２３】上記の構成では、いわゆる平行対向型スパ
ークプラグと同様の火花放電ギャップｇαが電極部材１
０４の側面と中心電極２の先端面との間に形成され、多
極スパークプラグと同様の火花放電ギャップｇβが、接
地電極４の先端面と中心電極２の側面との間に形成され
る。通常はギャップｇαにて飛火しやすく、絶縁体３の
先端面が汚損した場合にはギャップｇβで飛火しやすく
なる。平行対向型スパークプラグに形態の近いギャップ
ｇαは火花の集中度が高く（特に中心電極２側を負とし
て電圧印加する場合）、着火性を高めることができる。
なお、この実施例では、側面が中心電極２の先端面と対
向するように配置される接地電極４は、その端面が絶縁
体３の先端部を間に挟んで中心電極の側面と対向するよ
うに配置されている。すなわち、ギャップｇβでの飛火
形態は、図２等のスパークプラグ１と同様のセミ沿面飛
火形態となる。

【００２４】上記実施例では、沿面放電型のスパークプ
ラグについて説明したが、図８のような構成としてもよ
い。図８のスパークプラグは、接地電極４の先端側が中
心電極２の中心軸線に近づく向きに屈曲する形状をなす
とともに中心電極２の側周面、又はその中心電極２の側
周面を軸線方向前方側に延長した仮想的な側周面２００
ｂ（図９）、若しくはそれら両側周面２ｂ，２００ｂに
跨るように対向するように配設される。これら場合にお
いては、中心電極２の側周面及び／又は仮想的な側周面
２００ｂが基準側周面となる。

【００２５】具体的には図９（ａ）ないし（ｃ）のよう
な配置例が挙げられる。図９（ａ）では接地電極４の先
端面４ａが仮想的側周面に対向する例を示しており、こ
の図においては、中心電極２を軸線方向前方側に延長し
た仮想的な中心電極２００を設定し、その仮想的な中心
電極２００の側周面を仮想的側周面２００ｂとしてい
る。また、図９（ｂ）では、先端面４ａの軸線方向一部
区間が中心電極２の側周面２ｂと対向している例（即
ち、側周面２ｂ，２００ｂに跨って対向する例）を示
し、図９（ｃ）では先端面４ａにおける軸線方向全区間
にわたって側周面２ｂに対向する例を示している。

【００２６】そして、図１０に示すように、その基準側
周面と対向するギャップ形成側の先端面４ａ（ギャップ
形成側端面４ａ）の接地電極幅方向における中央部４１
が図３と同様にその対向する側周面に沿って屈曲する円
筒面４ｊをなす形にて形成され、その円筒面４ｊに隣接
して幅方向両端部に、平坦面及び／又は中心軸線側に突
出する曲面からなる非尖鋭部４０が形成される。なお、
図１０では非尖鋭部４０として円筒面４ｊに隣接して平
坦面４ｇが形成されているが、非尖鋭部４０の形状は図
４に示すような種々の形状を採用することができ、円筒
面４ｊと非尖鋭部４０の境界についても図４と同様の手
法にて規定できる。

【００２７】また、このように中心電極２の側周面２ｂ
と接地電極４の先端面４ａの間に絶縁体が介在しない側
方対向形態の場合、中心電極２の外径Ｄ_１が１．６ｍｍ
以下であるスパークプラグに用いることによりその効果
が顕著となる。即ち、このように、１．６ｍｍ以下の形
状であると、その側周面と同心状の円筒面となるように
接地電極４の先端面４ａを形成した場合、円筒面４ｊの
曲率が小さくなるため、両端のエッジがより尖鋭になり
一層不具合が生じやすくなる。これに対し、上記のごと
く非尖鋭部４０を設ければ、円筒面４ｊの曲率を小さく
しつつも幅方向両端が鋭角又は略鋭角とならないように
形成でき、細軸の中心電極２に対しても有用な構成とな
る。

【００２８】さらに、Ｉｒ又はＩｒを主体とする合金に
より中心電極２を構成し、かつ外径を０．８ｍｍ以下と
したスパークプラグにおいて上記構成を用いると一層効
果的である。Ｉｒ又はＩｒを主体とする合金により中心
電極２を形成した場合、中心電極２が耐火花消耗性に優
れた構成となり外径Ｄ_１を０．８ｍｍ以下の細軸とでき
る。しかしながら、このように中心電極２を細軸とした
場合において、接地電極４を側方に対向させギャップ間
隔が周方向において一定となるように接地電極先端面を
形成すると、先端面の曲率が小さくなりすぎ、当該先端
面の両端部が極めて尖鋭となる。特に後述する打ち抜き
（図１１（ｂ），図１２参照）により曲面部を形成する
場合、パンチＰの外径をＤ_３、接地電極の幅をＷ_１とし
た場合、Ｄ_３＜Ｗ_１となる場合には、幅方向全体わたっ
て円筒面を形成することは困難である。

【００２９】なお、上記のごとくＩｒ又はＩｒ合金を用
いた場合、図１０に示す中心電極２の外径は、０．３ｍ
ｍ〜０．８ｍｍの範囲に設定することが望ましい。０．
３未満となると、十分な強度が得られず、耐久性を満た
すことが困難となる。さらには、中心電極２が正極とな
るよう設定すると、相乗的な消耗抑制効果が得られる。
その寸法例としては、Ｗ_１＝２．２ｍｍ、Ｌ_１＝２．２
ｍｍ、Ｄ_１＝０．６ｍｍといった例が挙げられる。

【００３０】次に、本発明のスパークプラグの製造方法
について説明する。上記のような多極プラグの製造に際
しては、図１１に示すように、接地電極となるべき線状
（例えば図１１及び図１２に示すような細板状）の電極
部材１０４を主体金具１０５に溶接等で取り付けた予備
体Ｗ_Pを形成する接合工程を行い、次いで、打抜ダイＫ
の成型凹部Ｋに押し付けて両電極部材１０４（３以上で
あれば全ての電極部材）を同時に曲げ加工する曲げ工程
を行う。この曲げ工程においては、接合工程により得ら
れた接合体（予備体Ｗ_P）において、その接合された電
極部材１０４の先端面が主体金具１０５の中心軸線Ｏ_５
に面する位置関係となるようにその電極部材１０４に対
し曲げ加工を施す。

【００３１】次いで図１１（ｂ）のように、曲げ加工さ
れた電極部材１０４の端面の幅方向両端部を残し、電極
部材１０４の先端部の幅方向中央部をパンチＰにより板
厚方向に打ち抜く打抜工程を行い、その後、図１１
（ｃ）のごとく絶縁体１０３に装着した中心電極１０２
を主体金具１０５内に挿入し、曲げ加工された電極部材
１０４との間にギャップｇを形成する。最終的にこのワ
ークＷにおける主体金具１０５、中心電極１０２、絶縁
体１０３、電極部材１０４が上述したスパークプラグ１
における主体金具５、中心電極２、絶縁体３、及び接地
電極４となる。

【００３２】この打抜工程においては、図１２（ａ）の
ように、曲げ加工された電極部材１０４の先端面１０４
ａの幅方向における中央部が、その面する主体金具１０
５の中心軸線Ｏ_５に関して半径方向外向きに屈曲する円
筒面をなし、かつその幅方向において、その円筒面の両
端縁が電極部材１０４における幅方向両側面１０４ｂ，
１０４ｂよりも内側に位置するように、幅方向両端部を
残しつつ幅方向中央部を打ち抜く。

【００３３】図１２のように、円柱状に形成されるパン
チＰの打抜面１１０における外縁部が電極部材１０４の
先端部に衝突して板厚方向に打ち抜かれる。また、複数
の電極部材（図１２では２つの電極部材１０４，１０
４）が同時に打ち抜かれるように、パンチＰの打抜軌跡
上にそれら複数の電極部材１０４の先端部が位置するよ
うに配置した状態にて固定する。この固定状態におい
て、各々の電極部材１０４の先端部において幅方向両端
部を残しつつ幅方向中央部を打抜くこととなる。このよ
うに打ち抜きを行えば、単一の打抜工程において複数の
電極部材に迅速かつ効果的に非尖鋭部を形成することが
でき、製造の効率化、迅速化を達成しつつ、形状精度の
高い製品を製造することができる。

【００３４】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、各請求項に記
載した範囲を逸脱しない限り、各請求項の記載文言に限
定されず、当業者がそれらから容易に置き換えられる範
囲にもおよび、かつ、当業者が通常有する知識に基づく
改良を適宜付加することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すスパークプラグの全体
図。

【図２】同じくその要部縦断面図と平面図。

【図３】図２の各部寸法関係を表す要部平面図。

【図４】非尖鋭部の形状のいくつかの例を示す図。

【図５】複数の接地電極を有するスパークプラグのいく
つかの実施例を示す平面図。

【図６】本発明を間欠沿面放電型スパークプラグに適用
した例を示す要部縦断面図。

【図７】中心電極先端面に対向する接地電極と、同じく
側面に対向する接地電極とを両方設けたスパークプラグ
の例を示す要部正面断面図。

【図８】中心電極側面に、絶縁体を介さずに対向する接
地電極を設けたスパークプラグの例を示す要部正面断面
図

【図９】中心電極と接地電極の位置関係をいくつか示す
図。

【図１０】図８のスパークプラグの寸法設定例を示す
図。

【図１１】曲げ工程について説明する説明図。

【図１２】打抜工程について説明する説明図。

【符号の説明】

１スパークプラグ２中心電極２ａ先端部２ｂ側周面（基準側周面）３絶縁体３ｂ側周面（基準側周面）４接地電極４ａ先端面１３端子金具２００ｂ側周面（基準側周面）

───────────────────────────────────────────────────── 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 13/46 Ｈ０１Ｔ 13/46

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心貫通孔を有する絶縁体と、前記中心
貫通孔に保持され前記絶縁体の先端部に配設された中心
電極と、前記絶縁体を保持する主体金具と、前記主体金具に一端が接合され、他端側が前記中心電極
の中心軸線に近づく向きに屈曲する形状をなすとともに
前記中心電極の側周面、又はその中心電極側周面を軸線
方向前方側に延長した仮想的な側周面、若しくは前記絶
縁体の側周面のいずれかの側周面（以下、これらの側周
面を総称して「基準側周面」と称する）に対向するよう
に配設された接地電極を備え、該接地電極における前記基準側周面と対向するギャップ
形成側の先端面（以下、「ギャップ形成側端面」ともい
う）の当該接地電極の幅方向における中央部が、その対
向する基準側周面に沿って屈曲する円筒面をなす形にて
形成され、前記接地電極の幅方向において、その円筒面の両端縁が
当該接地電極における幅方向両側面よりも内側に位置す
るように形成されることを特徴とするスパークプラグ。
【請求項２】前記接地電極幅方向における前記円筒面
の両側にそれぞれ隣接して、前記基準側周面に臨む平坦
面が形成される請求項１に記載のスパークプラグ。
【請求項３】前記ギャップ形成側端面は、前記中心電
極の側周面、又は前記絶縁体の側周面の少なくともいず
れか一方に対向するように配設される請求項１又は２に
記載のスパークプラグ。
【請求項４】前記接地電極の対向する部分における前
記中心電極の外径が、１．６ｍｍ以下である請求項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】前記中心電極は、Ｉｒ又はＩｒを主体と
する合金からなり、かつ外径が０．８ｍｍ以下である請
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】前記中心電極が正極となるよう設定され
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】中心貫通孔を有する絶縁体と、前記中心
貫通孔に保持され前記絶縁体の先端部に配設された中心
電極と、前記絶縁体を保持する主体金具と、前記主体金具に一端が接合され、他端側が前記中心電極
の中心軸線に近づく向きに屈曲する形状をなすとともに
前記中心電極の側周面、又はその中心電極側周面を軸線
方向前方側に延長した仮想的な側周面、若しくは前記絶
縁体の側周面の少なくともいずれかに対向するように配
設された複数の接地電極を備えるスパークプラグを製造
する製造方法であって、前記主体金具において、前記接地電極となるべき線状の
電極部材を接合して接合体を構成する接合工程と、該接合工程により得られた接合体において、その接合さ
れた電極部材の先端面が前記主体金具の中心軸線に面す
る位置関係となるようにその電極部材に対し曲げ加工を
施す曲げ工程と、その曲げ加工された電極部材の先端面の幅方向における
中央部が、その面する中心軸線に関して半径方向外向き
に屈曲する円筒面をなし、かつその幅方向において、そ
の円筒面の両端縁が当該電極部材における幅方向両側面
よりも内側に位置するように、幅方向両端部を残しつつ
幅方向中央部を打ち抜く打抜工程とを含むことを特徴と
するスパークプラグの製造方法。