JP2013033670A - スパークプラグ - Google Patents

Abstract

【課題】中間部材と電極部材との溶接強度を向上させた技術を提供することを目的とする。
【解決手段】中間部材の重心を通り、かつ、接地電極の延伸部と中心電極とが対向する対向方向に平行な面でスパークプラグを切断した断面において、ナゲットの面積の和をＳ１とし、電極母材の配置面を基準とした場合の貴金属チップの端面の高さをＨ１とし、貴金属チップの最大幅をＤ１とした場合に、スパークプラグは、Ｓ１／（Ｄ１×Ｈ１）≧０．００５の関係を満たす。
【選択図】図３

Description

本発明は、スパークプラグに関する。

従来、ガソリンエンジンなどの内燃機関の点火にはスパークプラグが用いられている。スパークプラグは、中心電極と接地電極との間で火花放電間隙を形成する。ここで、接地電極の電極母材上に中間部材を介して貴金属チップを取り付けたスパークプラグが知られている（例えば、特許文献１）。中間部材は、貴金属チップを電極母材に直接に取り付ける場合に生じ得る不具合の発生を低減する為に用いられる。例えば、中間部材を介することで、貴金属チップの使用量を低減しつつ、電極母材への接合面積を広げることができる。特許文献１の技術では、貴金属チップが取り付けられた中間部材を溶接により電極母材に接合している。

国際公開ＷＯ２００９／０８４５６５号公報

しかしながら、近年のエンジンの高出力化に伴ってスパークプラグの使用環境は以前よりも厳しい環境となりつつある。このため、特許文献１に開示の技術により作製されたスパークプラグでは、中間部材と電極母材の溶接強度が使用環境に耐えられず、電極母材から中間部材が剥離する可能性があった。なお、このような問題は、接地電極側に限らず、中心電極の電極母材上に中間部材を介して貴金属チップが取り付つけられたスパークプラグにも共通する問題であった。

従って本発明は、中間部材と電極母材との溶接強度を向上させる技術を提供することを目的とする。

［適用例１］軸線方向に延びる中心電極と、
前記軸線方向に延びる軸孔を有し、前記軸孔内で前記中心電極を保持する絶縁碍子と、
前記絶縁碍子の外周に設けられた主体金具と、
前記軸線方向に沿って延びる延伸部を有し、一端側において前記主体金具に取り付けられ、他端側において前記中心電極との間で間隙を形成する接地電極と、を備えるスパークプラグにおいて、
前記中心電極と前記接地電極のうちの少なくともいずれか１つは、
電極母材と、
他方の電極と対向するように配置された柱状の貴金属チップと、
前記電極母材と前記貴金属チップとの間に配置された中間部材と、を有し、
前記中間部材は、
前記貴金属チップに接する第１の面と、
前記第１の面とは反対側の面であって、前記第１の面と平行な面で切断した場合の前記貴金属チップの面積よりも大きい面積を有し、前記電極母材に接する第２の面と、を備え、
前記中間部材と前記電極母材との間の少なくとも一部には、溶接によって溶融凝固した部分であるナゲットが形成され、
前記中間部材の重心を通り、かつ、前記延伸部と前記中心電極とが対向する対向方向に平行な面で前記スパークプラグを切断した断面において、
前記ナゲットの面積の和をＳ１とし、
前記電極母材のうち前記中間部材が配置される配置面を基準とした場合の前記貴金属チップの端面の高さをＨ１とし、
前記貴金属チップの最大幅をＤ１とした場合に、
Ｓ１／（Ｄ１×Ｈ１）≧０．００５
の関係を満たす、ことを特徴とするスパークプラグ。
適用例１に記載のスパークプラグによれば、Ｓ１／（Ｄ１×Ｈ１）≧０．００５を満たすことで、中間部材と電極母材との溶接強度を向上できる。なお、小数点第４位以下を四捨五入した場合に、Ｓ１／（Ｄ１×Ｈ１）≧０．００５を満たせば良い。なお、本明細書において、ナゲットの面積を分子とし、貴金属チップや中間部材の形状を元に算出した面積を分母としたパラメーターを規定する場合は、小数点第３位までを有効数字とし、本適用例と同様に、小数点第４位以下を四捨五入した値として規定するものとする。

［適用例２］適用例１に記載のスパークプラグにおいて、
前記ナゲットは、前記配置面と平行な面に、前記貴金属チップと前記ナゲットのそれぞれを垂直投影した場合に、投影された前記貴金属チップの輪郭の内側に位置する部分を含む、ことを特徴とするスパークプラグ。
適用例２に記載のスパークプラグによれば、投影された貴金属チップの輪郭の内側に位置する部分をナゲットが含むことで、貴金属チップの輪郭の外側のみにナゲットが位置するよりも、中間部材と電極母材との溶接強度を向上できる。

［適用例３］適用例１又は適用例２に記載のスパークプラグにおいて、
前記断面において
前記重心を通り、かつ、前記端面に垂直な線である中心線を挟む両側の位置に、前記ナゲットは形成されている、ことを特徴とするスパークプラグ。
適用例３に記載のスパークプラグによれば、中心線の片側だけにナゲットが形成されている場合に比べ、中間部材と電極母材との溶接強度を向上できる。

［適用例４］適用例３に記載のスパークプラグにおいて、
前記断面において、
前記ナゲットは、さらに、前記中心線を通る位置に形成されている、ことを特徴とするスパークプラグ。
適用例４に記載のスパークプラグによれば、さらに中心線を通る位置にナゲットが形成されることで、中間部材と電極母材との溶接強度をより向上できる。

［適用例５］適用例１乃至適用例４のいずれか一つに記載のスパークプラグにおいて、
Ｓ１／（Ｄ１×Ｈ１）≧０．０２９
の関係を満たす、ことを特徴とするスパークプラグ。
適用例５に記載のスパークプラグによれば、Ｓ１／（Ｄ１×Ｈ１）≧０．０２９を満たすことで、中間部材と電極母材との溶接強度をより一層向上できる。

［適用例６］適用例２、適用例２に従属する適用例３乃至適用例５のいずれか一つに記載のスパークプラグにおいて、
さらに、前記ナゲットは、前記垂直投影した場合に、前記投影された貴金属チップの輪郭の外側に位置する部分を含む、ことを特徴とするスパークプラグ。
適用例６に記載のスパークプラグによれば、ナゲットが投影された貴金属チップの内側だけでなく外側に位置する部分を含むことで、投影された貴金属チップの内側のみに位置するナゲットに比べ、中間部材と電極母材との溶接強度を向上できる。

［適用例７］適用例６に記載のスパークプラグにおいて、
前記第１の面と平行な面で切断した場合に、前記中間部材は、前記貴金属チップの面積よりも大きい部分を含む取付部を有し、
前記取付部は、前記配置面から０．２×Ｈ１の高さまでの範囲に位置する部分であり、
前記断面において、
前記配置面を基準とした場合の前記取付部の高さをＨ２とし、
前記取付部の最大幅をＤ２とし、
前記ナゲットのうち、前記取付部と前記電極母材との間に形成された部分であって、かつ、前記取付部の幅方向について前記貴金属チップが位置する範囲の外側に存在する部分の面積の和をＳ３とした場合に、
Ｓ３／（Ｈ２×Ｄ２）≧０．０３０
の関係を満たす、ことを特徴とするスパークプラグ。
適用例７に記載のスパークプラグによれば、Ｓ３／（Ｈ２×Ｄ２）≧０．０３０を満たすことで、中間部材と電極母材との溶接強度をより向上できる。

［適用例８］適用例１乃至適用例７のいずれか一つに記載のスパークプラグにおいて、
前記ナゲットは、前記中間部材の外表面に露出することなく内側に形成されており、
前記断面において、
前記ナゲットと、前記中間部材及び前記貴金属チップの外形線との最短距離をＬ１とした場合に、
Ｌ１≧０．１０ｍｍ
の関係を満たす、ことを特徴とするスパークプラグ。
適用例８に記載のスパークプラグによれば、ナゲットが中間部材の内側に形成されると共に、Ｌ１≧０．１０ｍｍを満たすことで、ナゲットの酸化を抑制できる。これにより、中間部材と電極母材との溶接強度の低下を抑制できる。

［適用例９］適用例１乃至適用例７のいずれか一つに記載のスパークプラグにおいて、
前記断面において、
前記電極母材と前記中間部材との間の全域にわたってナゲットが形成されている、ことを特徴とするスパークプラグ。
適用例９に記載のスパークプラグによれば、ナゲットが中間部材と電極母材との間の全域に形成されていない場合に比べ、中間部材と電極母材との溶接強度を向上できる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、上述したスパークプラグの他に、スパークプラグの製造方法、スパークプラグを備えた内燃機関、スパークプラグを備えた車両等の態様で実現することができる。

本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の要部断面図である。 中心電極２０及び接地電極３０の詳細を説明するための図である。 図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。 第１の実験に用いたサンプルと実験結果を説明するための図である。 第１の実験に用いたサンプルを説明するための第１の図である。 第１の実験に用いたサンプルを説明するための第２の図である。 残存割合について説明するための図である。 第２の実験に用いたサンプルと実験結果を説明するための図である。 第２の実験に用いたサンプルを説明するための図である。 第２の実験について説明するための図である。 第３の実験結果を説明するための図である。 第１〜４変形例を説明するための図である。 第５変形例のスパークプラグ２００を説明するための図である。

次に、本発明の実施の形態を以下の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ｂ．変形例：

Ａ．実施例：
Ａ−１．スパークプラグの構成：
図１は、本発明の一実施形態としてのスパークプラグ１００の要部断面図である。ここで、説明の便宜上、スパークプラグ１００のうち図中上側を一端側（後端側）、図中下側を他端側（先端側）ともいう。スパークプラグ１００は、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。絶縁碍子１０の他端から突出する棒状の中心電極２０は、絶縁碍子１０の内部を通じて、絶縁碍子１０の一端に設けられた端子金具４０に電気的に接続されている。中心電極２０は、絶縁碍子１０によって保持されている。絶縁碍子１０は、主体金具５０によって保持されている。主体金具５０に電気的に接続された接地電極３０は、火花を発生させる隙間である火花間隙を中心電極２０の先端との間に形成する。スパークプラグ１００は、内燃機関のエンジンヘッド６００に設けられた取付ネジ孔６０１に主体金具５０を介して取り付けられる。例えば、端子金具４０に２万〜３万ボルトの高電圧が印加されると、中心電極２０と接地電極３０との間に形成された火花間隙に火花が発生する。

絶縁碍子１０は、アルミナを始めとするセラミックス材料を焼成して形成された絶縁体である。絶縁碍子１０は、中心電極２０および端子金具４０を収容する軸孔１２が中心に形成された筒状の部材である。絶縁碍子１０のうち、スパークプラグ１００の軸線ＣＬ方向中央には他の部分よりも外径を大きくした中央胴部１９が形成されている。中央胴部１９よりも端子金具４０側（一端側）には、端子金具４０と主体金具５０との間を絶縁する後端側胴部１８が形成されている。中央胴部１９よりも中心電極２０側には、後端側胴部１８よりも外径が小さい先端側胴部１７が形成され、先端側胴部１７の更に先には、先端側胴部１７よりも小さい外径であって中心電極２０側（他端側）へ向かうほど外径が小さくなる脚長部１３が形成されている。

主体金具５０は、絶縁碍子１０の後端側胴部１８の一部から脚長部１３に亘る部位を包囲して保持する円筒状の金具である。主体金具５０は、例えば金属により形成でき、本実施例では低炭素鋼等を用いている。主体金具５０は、工具係合部５１と、取付ネジ部５２と、シール部５４とを備える。主体金具５０の工具係合部５１には、スパークプラグ１００をエンジンヘッド６００に取り付ける工具（図示しない）が嵌合する。主体金具５０の取付ネジ部５２は、エンジンヘッド６００の取付ネジ孔６０１に螺合するネジ山を有する。主体金具５０のシール部５４は、取付ネジ部５２の根元に鍔状に形成され、シール部５４とエンジンヘッド６００との間には、板体を折り曲げて形成した環状のガスケット５が嵌挿される。主体金具５０の先端面５７は、中空の円状である。

中心電極２０は、有底筒状に形成された電極母材２１の内部に、電極母材２１よりも熱伝導性に優れる芯材２２を埋設した棒状の部材である。本実施例では電極母材２１は、ニッケルを主成分とするニッケル合金から形成される。また、本実施例では芯材２２は、銅または銅を主成分とする合金から形成される。中心電極２０は、電極母材２１の先端が絶縁碍子１０の軸孔１２から突出した状態で絶縁碍子１０の軸孔１２に挿入され、セラミック抵抗３およびシール体４を介して端子金具４０に電気的に接続されている。

図２は、中心電極２０及び接地電極３０の詳細を説明するための図である。図２（Ａ）は、中心電極２０の先端部及び接地電極３０近傍を示す図である。図２（Ｂ）は、接地電極３０側の貴金属チップ３８と中間部材３６を中心電極２０側から見た図である。

図２（Ａ）に示すように、中心電極２０は、さらに中間部材２６と貴金属チップ２８とを備える。中間部材２６は、電極母材２１のうち後述する接地電極３０の他端部３１ｂと対向する面上（「先端面上」，「配置面上」ともいう。）に配置される。両者２１，２６は抵抗溶接により接合されている。電極母材２１と中間部材２６との間には、抵抗溶接によって両者を構成する成分が溶融凝固した溶融部（「ナゲット」ともいう。）が形成される。貴金属チップ２８は、中間部材２６のうち後述する他端部３１ｂと対向する面上に配置されている。両者２６，２８はレーザー溶接により接合されている。貴金属チップ２８と中間部材２６との間には、レーザー溶接によって両者を構成する成分が溶け合い混ざった溶融部が形成されている。ここで、本実施例では、溶接前の中間部材２６の重心と溶接前の貴金属チップ２８の重心とが、中間部材２６が配置された電極母材２１面（「配置面２１ｆ」）に対して垂直な同一線上に位置するように、貴金属チップ２８を中間部材２６上に配置する。なお、配置面２１ｆは、軸線ＣＬ方向と直交する面である。

中間部材２６は、金属部材を用いて形成できる。本実施例では、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とし、アルミニウム（Ａｌ）及びケイ素（Ｓｉ）の合計の含有量が１．５質量％以上である合金を用いている。なお、中間部材２６は、ニッケル合金に限られず、白金（Ｐｔ）を主成分とする合金や、パラジウム（Ｐｄ）を主成分とする合金や、電極母材２１と同一の材料等により形成しても良い。また、中間部材２６は、軸線ＣＬ方向の線膨張係数が電極母材２１と貴金属チップ２８の間の範囲にある部材を用いることが好ましい。こうすることで、中間部材２６と貴金属チップ２８との間、および、中間部材２６と電極母材２１との間に発生する応力を抑制することができる。この結果、中間部材２６と貴金属チップ２８との剥離、および、中間部材２６と電極母材２１との剥離を抑制することができる。

中間部材２６は、軸線ＣＬ方向に沿って延びる柱状である。本実施例では、中間部材２６は、電極母材２１に直接に接合された円柱状の取付部２４と、取付部２４から他端側（先端側）に延びる円柱状の柱部２５とを備える。中間部材２６のうち第１の面２６ｆ１は貴金属チップ２８と接する。中間部材２６のうち第１の面２６ｆ１とは反対側の第２の面２６ｆ２は電極母材２１と接する。第１と第２の面２６ｆ１，２６ｆ２は互いに平行であり、軸線ＣＬ方向と直交する。第２の面２６ｆ２は第１の面２６ｆ１よりも面積が大きい。さらには、第２の面２６ｆ２は、貴金属チップ２８を第１の面２６ｆ１と平行な面で切断した場合の面積よりも大きい。中間部材２６は、電極母材２１の円形状の配置面２１ｆの中心に接合されている。ここで、配置面２１ｆを基準とした場合の貴金属チップ２８の端面の高さをＨ１ａとし、配置面２１ｆを基準とした場合の取付部２４の高さをＨ２ａとする。この場合、Ｈ２ａ＝Ｈ１ａ×０．２の関係を有する。なお、配置面２１ｆは平面である。

貴金属チップ２８は、耐火花消耗性を向上させるために中間部材２６に接合されている。本実施例の貴金属チップ２８は、白金（Ｐｔ）により形成されている。貴金属チップ２８は、円柱状である。また、第１の面２６ｆ１と平行な面で切断した場合に、貴金属チップ２８は、柱部２５と略同一の面積を有する。また、貴金属チップ２８の端面（先端面）と後述する接地電極３０側の貴金属チップの端面（先端面）とが互いに対向するように、貴金属チップ２８は第１の面２６ｆ１側に接合される。なお、貴金属チップ２８としては、白金のほかにイリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）あるいはこれらの合金によって形成できる。

接地電極３０は、電極母材３１と、中間部材３６と、貴金属チップ３８とを有する。電極母材３１は、金属部材を用いて形成できる。本実施例において、電極母材３１には、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とする合金であるインコネル（登録商標）６０１を用いている。電極母材３１は、自身の長手方向と直交する断面が略長方形である角棒を用いて形成されている。電極母材３１は、主体金具５０から軸線ＣＬ方向の沿って他端側に延び、途中で貴金属チップ２８の先端面と対向するように屈曲する。本実施例では、電極母材３１全体が、略Ｌ字形状である。電極母材３１の基部（「一端部」，「後端部」ともいう。）３１ａは、主体金具５０に直接に接続され軸線ＣＬ方向に沿って延びる部分である。また、電極母材３１の他端部（「先端部」ともいう。）３１ｂは、貴金属チップ２８の先端面と対向し火花間隙を形成する部分である。なお、基部３１ａは主体金具５０の先端面に抵抗溶接により接合されている。ここで、基部３１ａは課題を解決するための手段に記載の「延伸部」に相当する。

中間部材３６と貴金属チップ３８は、中心電極２０の中間部材２６と貴金属チップ２８とそれぞれ形状が同一であり、上下を逆にした関係を有する。中間部材３６のうち第１の面３６ｆ１は貴金属チップ３８と接し、第１の面３６ｆ１とは反対側の第２の面３６ｆ２は電極母材３１と接する。中間部材３６は、他端部３１ｂのうち貴金属チップ２８と対向する面３１ｂｆ（「配置面３１ｂｆ」ともいう。）上に配置され、抵抗溶接により両者３１，３６は接合されている。電極母材３１と中間部材３６との間には、抵抗溶接によって両者を構成する成分が溶融凝固した溶融部（「ナゲット」ともいう。）が形成される。貴金属チップ３８は、中間部材３６のうち電極母材２１と対向する面上に配置され、レーザー溶接により両者３６，３８は接合されている。貴金属チップ３８と中間部材３６との間には、レーザー溶接によって両者を構成する成分が溶け合い混ざった溶融部が形成されている。なお、配置面３１ｂｆは平面である。

中間部材３６は、中心電極２０の中間部材２６と同様に、金属部材を用いて形成できる。本実施例では、ニッケル（Ｎｉ）を主成分とし、アルミニウム（Ａｌ）及びケイ素（Ｓｉ）の含有量が１．５質量％以上である合金を用いている。なお、中間部材３６は、中心電極２０の中間部材２６と同様に、他の部材を用いても良い。

中間部材３６は、配置面３１ｂｆに垂直な方向（本実施例では、軸線ＣＬ方向）に沿って延びる柱状である。本実施例では、中間部材３６は、電極母材３１に直接に接合された円柱状の取付部３４と、取付部３４から中心電極２０に向かって延びる円柱状の柱部３５とを備える。図２（Ｂ）に示すように、中間部材３６は、配置面３１ｂｆの外縁から所定の間隔をあけて配置面３１ｂｆに接合されている。図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、取付部３４は、貴金属チップ３８よりも径が大きい。すなわち、第１の面３６ｆ１と平行な面において、取付部３４の面積は、貴金属チップ３８の面積よりも大きい。ここで、電極母材３１のうち中間部材３６が配置された配置面３１ｂｆを基準とした場合の貴金属チップ３８の端面の高さをＨ１ｂとし、配置面３１ｂｆを基準とした場合の取付部３４の高さをＨ２ｂとする。この場合、Ｈ２ｂ＝Ｈ１ｂ×０．２の関係を有する。なお本実施例では、中心電極２０側の取付部２４や貴金属チップ２８の高さ（Ｈ１ａ，Ｈ２ａ）と、接地電極３０側の取付部３４や貴金属チップ３８の高さ（Ｈ１ｂ，Ｈ２ｂ）とを区別するために別の記号を用いた。しかしながら、配置面２１ｆ，３１ｂｆを基準とした場合の貴金属チップ２８，３８の端面の高さを総称して高さＨ１とし、配置面２１ｆ，３１ｂｆを基準とした場合の取付部２４，３４の高さを総称して高さＨ２とする。

接地電極３０の貴金属チップ３８は、耐火花消耗性を向上させるために中間部材３６に接合されている。本実施例の貴金属チップ３８は、貴金属チップ２８と同様に、白金（Ｐｔ）により形成されている。貴金属チップ３８は、円柱状である。また、第１の面３６ｆ１と平行な面で切断した場合に、貴金属チップ３８は柱部３５と略同一の面積を有する。また、貴金属チップ３８は、柱部３５の端面に接合され、接地電極３０側の貴金属チップ２８と対向する。なお、貴金属チップ３８としては、白金のほかにイリジウム（Ｉｒ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）あるいはこれらの合金によって形成できる。上記のように形成された中心電極２０側の貴金属チップ２８と、接地電極３０側の貴金属チップ３８との間で火花放電が行なわれる。

図３は、図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である。Ａ−Ａ断面は、中間部材３６の重心３６ｔを通り、かつ、一端部３１ａ（図２（ａ））と中心電極２０とが対向する対向方向（図２（Ａ），（Ｂ）では左右方向）と平行な面（「平行面」ともいう。）でスパークプラグ１００を切断した断面である。対向方向とは、言い換えれば、軸線ＣＬ方向に延びる一端部３１ａのうち、中心電極２０と向かい合う面３１ａｆ（図２（ａ））に垂直な方向である。また本実施例において、対向方向は他端部３１ｂの長手方向と平行である。また、本実施例における平行面は、軸線ＣＬ方向と平行であって、かつ、電極母材３１を長手方向に沿って２等分する面である。なお本実施例において、平行面は貴金属チップ３８の重心３８ｔも通る。

貴金属チップ３８は幅（直径）Ｄ１を有する。取付部３４は最大幅（最大径）Ｄ２を有する。図３に示すように、貴金属チップ３８と中間部材３６との間にはレーザー溶接による溶融部９２が形成されている。また、電極母材３１と中間部材３６との間には抵抗溶接によるナゲット９４が形成されている。ここで、中間部材３６の重心３６ｔを通り、かつ、貴金属チップ３８の端面（上端面）３９に垂直な線を中心線ＭＬとする。本実施例では、中心線ＭＬと軸線ＣＬとは一致する。幅Ｄ１や幅Ｄ２は、溶接前の貴金属チップ３８や取付部３４を基準としている。

Ａ−２．実験結果：
次に、図４〜図７を用いて本発明の第１の実験結果を説明する。図４は、実験に用いたサンプルと実験結果を説明するための図である。図５は、実験に用いたサンプルを説明するための第１の図である。図６は、実験に用いたサンプルを説明するための第２の図である。図７は、残存割合Ｐについて説明するための図である。図５（Ａ）〜（Ｆ）、図６（Ａ），（Ｂ）の上図、及び、図７は図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面に相当する断面図である。また、図６（Ａ），（Ｂ）の下図は、配置面３１ｂｆと平行な面Ｆａ１に貴金属チップ３８とナゲット９４とを垂直投影した図であり、貴金属チップ３８及び取付部３４の輪郭を点線で示している。

図４に示すように、サンプルＮｏ．１〜サンプルＮｏ．１８を準備し、各サンプルについて超音波ホーン試験を行った。サンプルＮｏ．１〜サンプルＮｏ．１８は、それぞれナゲット９４の有無、ナゲット９４の形成位置・大きさ、幅Ｄ１、高さＨ１が異なる。なお、サンプルＮｏ．１〜サンプルＮｏ．１８は、同一条件でレーザー溶接することで、溶融部９２を形成した。サンプルＮｏ．１〜サンプルＮｏ．９において中間部材３６及び貴金属チップ３８の外形は同一形状であり、サンプルＮｏ．１０〜サンプルＮｏ．１８において中間部材３６及び貴金属チップ３８の外形は同一形状である。超音波ホーン試験の詳細、及び、評価方法について説明する前にサンプルＮｏ．１〜サンプルＮｏ．１８の詳細について説明する。

図４に示すように、サンプルのナゲット位置・範囲には以下の５タイプがある。タイプ１は、例えば図５（Ｂ）に示すサンプル断面図が該当する。タイプ２は、例えば図５（Ｃ）に示すサンプル断面図が該当する。タイプ３は、例えば図５（Ｄ）に示すサンプル断面図が該当する。タイプ４は、例えば図５（Ｅ）に示すサンプル断面図が該当する。タイプ５は、例えば図５（Ｆ）に示すサンプル断面図が該当する。なお、サンプルＮｏ．１，Ｎｏ．１０のナゲットの有無が「なし」とは、図５（Ａ）に示す状態であり、抵抗溶接を行なうことなく中間部材３６を電極母材３１上に配置したサンプルを指す。
・タイプ１：片側・チップ範囲外
・タイプ２：片側・チップ範囲内
・タイプ３：両側・チップ範囲外
・タイプ４：両側・チップ範囲内
・タイプ５：中心線上

ナゲット位置が「片側」とは、図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように、サンプルのＡ−Ａ断面において、ナゲット９４が中心線ＭＬを挟んでどちらか一方に形成されていることを指す。また、ナゲット位置が「両側」とは、図５（Ｄ），（Ｅ）に示すように、サンプルのＡ−Ａ断面において、ナゲット９４が中心線ＭＬを挟んで両側の位置に形成されていることを指す。また、ナゲット位置・範囲が「中心線上」とは、図５（Ｆ）に示すように、サンプルのＡ−Ａ断面において、ナゲット９４が中心線ＭＬを通る位置に形成されていることを指す。また、「中心線上」に位置するナゲット９４は、「チップ範囲内」に形成されている。ここで「中心線上」とは、ナゲット位置が「両側」であることを含む概念である。

ナゲット範囲が「チップ範囲外」とは、図５（Ｂ），（Ｄ）に示すように、サンプルのＡ−Ａ断面において、貴金属チップ３８の幅方向（図５で左右方向）について貴金属チップ３８が位置する範囲外にナゲット９４が形成されていることを指す。言い換えれば、ナゲット範囲が「チップ範囲外」とは、図６（Ａ）の下図に示すように、平行な面Ｆａ１上に、貴金属チップ３８とナゲット９４とをそれぞれ垂直投影した場合に、投影されたナゲット９４が、投影された貴金属チップ３８の輪郭３８ｐの外側に形成されていることを指す。また、ナゲット範囲が「チップ範囲内」とは、図５（Ｃ），（Ｅ）に示すように、サンプルのＡ−Ａ断面において、貴金属チップ３８の幅方向（図５では左右方向）について貴金属チップ３８が位置する範囲内にナゲット９４が形成されていることを指す。言い換えれば、ナゲット範囲が「チップ範囲内」とは、図６（Ｂ）の下図に示すように、平行な面Ｆａ１上に、貴金属チップ３８とナゲット９４とをそれぞれ垂直投影した場合に、投影されたナゲット９４が、投影された貴金属チップ３８の輪郭３８ｐの内側に形成されていることを指す。

ナゲット９４の形成は、電極母材３１上に中間部材３６を配置した部材を一対の電極で挟持し、電極間に電流を流して抵抗溶接することで行なう。本実施例では、貴金属チップ３８と中間部材３６とをレーザー溶接により接合した部材（「チップ付き中間部材」ともいう。）を電極母材３１上に配置し、その後に抵抗溶接することでナゲット９４を形成する。一対の電極のうちの一方の電極は中間部材３６に当接させ、他方の電極は電極母材３１に当接させる。詳細には、本実施例では、以下のように一対の電極を配置して抵抗溶接を行う。すなわち、一方の電極は中間部材３６の柱部３５及び貴金属チップ３８の周囲を取り囲むように配置させると共に、取付部３４に当接させる。また、他方の電極は、電極母材３１のうち中間部材３６を配置する配置面とは反対の面に当接させる。ここで、電流の流す位置、電流値、一対の電極によって電極母材３１と中間部材３６とに加える荷重を調整することでサンプルＮｏ．２〜Ｎｏ．９，Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１８を作成した。また、ナゲット９４の位置は、一対の電極間に流す電流の位置によって調整する。また、ナゲット９４の大きさは、電流値と荷重によって調整する。荷重を小さくし、電流値を大きくする程、ナゲット９４が大きくなる。なお、図４中のナゲット面積Ｓ１は、条件を変えて抵抗溶接を行ったサンプル毎のＡ−Ａ断面を観察し、ナゲット９４の形成位置・範囲を特定することで算出した。また、図４のナゲット比Ｓｔは、以下の式（１）により算出した。なお、図４のナゲット比Ｓｔは、小数点第４位以下を四捨五入した数値を記入している。
ナゲット比Ｓｔ＝Ｓ１／（Ｄ１×Ｈ１） （１）

超音波ホーン試験は、中間部材３６が破断するまでサンプルに２７．３ｋＨｚの超音波を加えることで行なった。また超音波ホーン試験は、サンプルＮｏ．１〜サンプルＮｏ．１８のナゲット面積Ｓ１及びナゲット位置となるように抵抗溶接の条件を設定して作成したサンプルを用いて行なった。

ナゲット９４の強度は、試験後の中間部材３６の残存割合Ｐ（％）により評価した。図７に示すように、超音波ホーン試験後の各サンプルＮｏ．１〜Ｎｏ．１８におけるＡ−Ａ断面を観察し、以下の式（２）により残存割合Ｐ（％）を算出した。残存割合Ｐ（％）が５０％以上であれば結果が良好であることを示す「○」とし、５０％未満であれば結果が好ましくないことを示す「×」とした。
残存割合Ｐ＝（Ｎ２／Ｎ１）×１００ （２）
ここでＮ１は、Ａ−Ａ断面において、超音波ホーン試験前の中間部材３６のうち電極母材３１と接する面の長さである。またＮ２は、Ａ−Ａ断面において、超音波ホーン試験後の中間部材３６のうち電極母材３１に接する面の長さである。

図４に示すように、ナゲット比Ｓｔが０．００５以上のサンプルは残存割合Ｐがいずれも５０％以上であり、電極母材３１と中間部材３６との溶接強度が向上し良好な結果を示した。さらに、ナゲット比Ｓｔが０．０２９以上のサンプルは、残存割合Ｐが８０％以上であり、電極母材３１と中間部材３６との溶接強度がさらに向上した。

また、ナゲット９４の範囲のみが異なるサンプル（例えば、サンプルＮｏ．３とサンプルＮｏ．４，サンプルＮｏ．５とサンプルＮｏ．６，サンプルＮｏ．１２とサンプルＮｏ．１３，サンプルＮｏ．１４とサンプルＮｏ．１５）同士を比較した場合、ナゲット９４の範囲が「チップ範囲内」であるサンプルの方が残存割合Ｐが高く、溶接強度がより向上した。すなわち、図６に示すように、平行な面Ｆａ１に貴金属チップ３８とナゲット９４とをそれぞれ垂直投影した場合に、投影されたナゲット９４が、投影された貴金属チップ３８の輪郭３８ｐの外側よりも内側に位置するサンプルの方が残存割合Ｐが高い。

また、ナゲット９４の位置のみが異なるサンプル（例えば、サンプルＮｏ．３とサンプルＮｏ．５，サンプルＮｏ．４とサンプルＮｏ．６，サンプルＮｏ．１２とサンプルＮｏ．１４，サンプルＮｏ．１３とサンプルＮｏ．１５）同士を比較した場合、ナゲット９４の位置が両側にあるサンプルの方が残存割合Ｐが高く、溶接強度がより向上した。

また、ナゲット９４の位置が両側にあって、中心線ＭＬ上を通るか否かのみが異なるサンプル（サンプルＮｏ．６とサンプルＮｏ．８，サンプルＮｏ．７とサンプルＮｏ．９，サンプルＮｏ．１５とサンプルＮｏ．１７，サンプルＮｏ．１６とサンプルＮｏ．１８）同士を比較した場合、中心線ＭＬ上を通るサンプルの方が残存割合Ｐが高く、溶接強度がより向上した。

次に、図８〜図１０を用いて第２の実験結果を説明する。図８は、第２の実験に用いたサンプルと実験結果を説明するための図である。図９は、第２の実験に用いたサンプルを説明するための図である。図１０は、第２の実験について説明するための図である。図９，１０は図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面に相当する断面図である。

図８に示すように、サンプルＮｏ．１Ａ〜サンプルＮｏ．１０Ａを準備し、各サンプルについて曲げ破断試験を行った。サンプルＮｏ．１Ａ〜サンプルＮｏ．５Ａは、第１の実験で用いたサンプルＮｏ．１〜サンプルＮｏ．９と貴金属チップ３８及び電極母材３１の外形が同一のサンプルを用い、サンプルＮｏ．６Ａ〜サンプルＮｏ．１０Ａは、第１の実験で用いたサンプルＮｏ．１０〜サンプルＮｏ．１８と貴金属チップ３８及び電極母材３１の外形が同一のサンプルを用いた。サンプルＮｏ．１Ａ〜サンプルＮｏ．１０Ａは、図９（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、ナゲット９４がチップ範囲内にあり、かつ、チップ範囲内のナゲット９４が中心線ＭＬを挟んで両側の位置にある。また、サンプルＮｏ．１Ａ〜サンプルＮｏ．１０Ａは、チップ範囲外のナゲット９４の有無、チップ範囲外のナゲット９４の形成位置・大きさ、幅Ｄ２、高さＨ２が異なる。なお、サンプルＮｏ．１Ａ〜サンプルＮｏ．１０Ａは、同一条件でレーザー溶接することで、溶融部９２を形成した。また、サンプルＮｏ．１Ａ〜サンプルＮｏ．４Ａは同一条件でチップ範囲内にナゲット９４を形成し、サンプルＮｏ．６Ａ〜サンプルＮｏ．９Ａは同一条件でチップ範囲内にナゲット９４を形成した。なお、サンプルＮｏ．１Ａ〜サンプルＮｏ．１０Ａのいずれのサンプルも、ナゲット比Ｓｔが０．００５以上である。曲げ破断試験の詳細、及び、評価方法について説明する前にサンプルＮｏ．１Ａ〜サンプルＮｏ．１０Ａの詳細について説明する。

図８に示すように、サンプルのナゲット位置には以下の４タイプがある。タイプ１Ａは、例えば図９（Ａ）に示すサンプル断面図が該当する。タイプ２Ａは、例えば図９（Ｂ）に示すサンプル断面図が該当する。サンプル３Ａは、例えば図９（Ｃ）に示すサンプル断面図が該当する。タイプ４Ａは、例えば図９（Ｄ）に示すサンプル断面図が該当する。すなわち、タイプ４Ａの「ナゲットが溶融面全面」とは、Ａ−Ａ断面において取付部３４の幅方向（図９における左右方向）全域にナゲット９４が形成されていることを指す。さらに言い換えれば、タイプ４Ａの「ナゲットが溶融面全面」とは、電極母材３１と中間部材３６との接触面全域にわたってナゲット９４が形成されていることを指す。
・タイプ１Ａ：チップ範囲外のナゲット無し
・タイプ２Ａ：チップ範囲外のナゲットが片側
・タイプ３Ａ：チップ範囲外のナゲットが両側
・タイプ４Ａ：ナゲットが溶融面全面

図８中の外側ナゲット面積Ｓ３は、条件を変えて抵抗溶接を行ったサンプル毎にＡ−Ａ断面で切断し、チップ範囲外に存在するナゲット９４の形成位置を特定して算出した。また、外側ナゲット比Ｓｔｖは以下の式（３）により算出した。なお、図８の外側ナゲット比Ｓｔｖは小数点以下第４位以下を四捨五入した数値を記入している。
外側ナゲット比Ｓｔｖ＝Ｓ３／（Ｄ２×Ｈ２） （３）

曲げ破断試験は、図１０（Ａ）に示すように、貴金属チップ３８と中間部材３６の境界部分が破断するまで、貴金属チップ３８と中間部材３６との境界部分に一方の側面側から対向する側面側へと外力を加えた。曲げ破断試験後のサンプルは、例えば図１０（Ｂ）のような状態となる。また曲げ破断試験は、サンプルＮｏ．１Ａ〜サンプルＮｏ．１０Ａの外側ナゲット面積Ｓ３及びナゲット位置となるように抵抗溶接の条件を設定して作成したサンプルを用いて行なった。

ナゲット９４の強度は、試験後の中間部材３６の剥離割合Ｗにより評価した。図１０（Ｂ）に示すように、曲げ破断試験後の各サンプルＮｏ．１Ａ〜サンプルＮｏ．１０ＡにおけるＡ−Ａ断面を観察し、以下の式（４）により剥離割合Ｗ（％）を算出した。
剥離割合Ｗ（％）＝（Ｎ３／Ｎ１）×１００ （４）
ここでＮ１は、第１の実験である超音波ホーン試験の評価方法と同様に、Ａ−Ａ断面における曲げ破断試験前の中間部材３６のうち電極母材３１と接する面の長さである。またＮ３は、Ａ−Ａ断面において、曲げ破断試験後の中間部材３６のうち、電極母材３１から剥離した面の長さである。

図８に示すように、同一形状の中間部材３６と貴金属チップ３８とを備えるサンプルＮｏ．１Ａ〜サンプルＮｏ．５ＡやサンプルＮｏ．６Ａ〜サンプルＮｏ．１０Ａを比較すると、チップ範囲外にナゲット９４が形成されているサンプルは、チップ範囲外にナゲット９４が形成されていないサンプルよりも剥離割合Ｗが低かった。すなわち、チップ範囲内に加えチップ範囲外にナゲット９４が形成されたサンプルは、チップ範囲内のみにナゲット９４が形成されたサンプルに比べ中間部材３６と電極母材３１との溶接強度を向上できた。

また、外側ナゲット比Ｓｔｖが０．０３０以上のサンプルは剥離割合Ｗが１５％以下であり、外側ナゲット比Ｓｔｖが０．０３０未満のサンプルに比べ剥離割合Ｗをより低減できた。すなわち、外側ナゲット比Ｓｔｖが０．０３０以上のサンプルは、中間部材３６と電極母材３１の溶接強度をより向上できた。また、外側ナゲット比Ｓｔｖが同じサンプルを比較した場合（例えば、サンプルＮｏ．４ＡとサンプルＮｏ．５Ａ）、溶融面全面にナゲット９４が形成されたサンプルの方が剥離割合Ｗを低減でき、中間部材３６と電極母材３１の溶接強度をより一層向上できた。

図１１は第３の実験結果を説明するための図である。図１１（Ａ）は、実験に用いたサンプルと実験結果を説明するための図である。図１１（Ｂ）は、実験に用いたサンプルを説明するための図である。図１１（Ｂ）は図２（Ｂ）のＡ−Ａ断面に相当する断面図である。

図１１（Ａ）に示すように、サンプルＮｏ．１Ｂ〜サンプルＮｏ．３Ｂを準備し、バーナー冷熱試験を実施後に、曲げ破断試験を行った。サンプルＮｏ．１Ｂ〜サンプルＮｏ．３Ｂは、いずれもナゲット９４が中間部材３６の外表面に露出することなく内側に形成されている。また、サンプルＮｏ．１Ｂ〜サンプルＮｏ．３Ｂは、ナゲット９４の大きさを変えてサンプルを形成した点で異なる。すなわち、Ａ−Ａ断面図において、ナゲット９４と中間部材３６及び貴金属チップ３８の外形線との最短距離Ｌ１（図１１（Ｂ））を変化させてサンプルＮｏ．１Ｂ〜サンプルＮｏ．３Ｂを形成した。なお、サンプルＮｏ．１Ｂ〜サンプルＮｏ．３Ｂのナゲット９４は、抵抗溶接の際の電流値と荷重を調整することで、その大きさを調整した。また、各サンプルＮｏ．１Ｂ〜サンプルＮｏ．３Ｂの中間部材３６、貴金属チップ３８、電極母材３１の外形は同一形状である。なお、サンプルＮｏ．１Ｂ〜サンプルＮｏ．３Ｂはいずれも、ナゲット比Ｓｔが０．００５以上である。

バーナー冷熱試験は、バーナーによって２分間サンプルを加熱しサンプルの温度を１０５０℃まで上昇させ、加熱後に１分間室温にて冷却を行うサイクルを１０００回繰り返すことで行なった。また曲げ破断試験は、図１０（Ａ）に示すように、貴金属チップ３８と中間部材３６との境界部分に、一方の側面側から対向する側面側へと中間部材３６（詳細には、貴金属チップ３８と中間部材３６との境界部分）が破断するまで外力を加えることで行なった。中間部材３６が破断した際の外力の大きさを「破断荷重Ｎｔ（Ｎ）」とした。

曲げ破断試験の評価は、破断荷重Ｎｔが１５０Ｎ未満であれば結果がやや良好を示す「△」とし、破断荷重Ｎｔが１５０Ｎ以上であれば結果が良好であることを示す「○」とした。図１１（Ａ）に示すように、最短距離Ｌ１が０．１０ｍｍ以上のサンプルは結果が「○」であった。すなわち、最短距離Ｌ１が０．１０ｍｍ以上のサンプルでは、ナゲット９４の酸化を抑制できナゲット９４による溶接強度の低下を抑制できた。よって、最短距離Ｌ１が０．１０ｍｍ以上のサンプルを用いたスパークプラグ１００は長寿命化を図ることができる。

Ｂ．変形例：
以上、本発明の種々の実施例について上記のとおり説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の構成を採ることができる。例えば次のような変形も可能である。

Ｂ−１．第１〜４変形例：
図１２は第１〜４変形例を説明するための図である。図１２（Ａ）は第１変形例を説明するための図である。図１２（Ｂ）は第２変形例を説明するための図である。図１２（Ｃ）は第３変形例を説明するための図である。図１２（Ｄ）は第４変形例を説明するための図である。図１２（Ａ）〜（Ｄ）は、電極母材３１に取り付けられた中間部材３６と貴金属チップ３８近傍を図示している。また、図１２（Ａ）〜（Ｄ）の各図のうち、下に示す図は上に示す図を真上から見た図である。

上記実施例では、電極母材３１上に配置される中間部材３６は、円柱状の取付部３４と、取付部３４よりも径が大きい円柱状の柱部３５とを備えたが、中間部材３６の形状は上記実施例に限定されるものではなく、電極母材３１上から立設する形状（例えば、柱状）であれば良い。例えば、図１２（Ａ）に示すように、中間部材３６は円錐台でも良い。ここで理解の容易のために、中間部材３６のうち、柱部３５と取付部３４との境界には破線を付している。また例えば、図１２（Ｂ）に示すように、中間部材３６は四角柱を組み合わせた形状でも良い。また例えば、図１２（Ｃ）に示すように、中間部材３６は三角柱を組み合わせた形状でも良い。また例えば、図１２（Ｄ）に示すように、複雑な形状を有する底面と上面を有する多角柱を組み合わせた形状でも良い。

また上記実施例では、中間部材３６上に配置される貴金属チップ３８は円柱状であったが、形状は特に限定されるものではない。例えば図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）に示すような柱状であっても良い。また、中心電極２０側の中間部材２６や貴金属チップ２８の形状も実施例に限定されるものはなく、上記変形例と同様に様々な形状を採用できる。

Ｂ−２．第５変形例：
図１３は、第５変形例のスパークプラグ２００を説明するための図である。図１３は、スパークプラグ２００のうち中心電極２０と接地電極１３０近傍を示した図である。上記実施例との違いは、接地電極１３０の電極母材１３１の形状と、中間部材３６及び貴金属チップ３８の配置位置である。その他の構成については上記実施例のスパークプラグ１００と同一の構成であるため、同一の構成については説明を省略すると共に説明を省略する。

上記実施例では、中心電極２０側の貴金属チップ２８の端面と、接地電極３０側の貴金属チップ３８の端面とが互いに対向する関係にあったが（図２（Ａ））、特にこの関係に限定されるものではなく、中心電極２０の先端側と接地電極３０側の先端側との間で火花間隙が形成されていれば良い。例えば、図１３に示すように、接地電極１３０側の貴金属チップ３８の端面（先端面）が中心電極２０側の貴金属チップ２８の側面と対向しても良い。この場合、接地電極１３０側の電極母材１３１は、自身の端面（先端面）が中心電極２０側の中間部材２６や貴金属チップ２８の側面に対向するように途中で屈曲する。また、上記実施例と同様に、軸線ＣＬ方向に延びる基部（「一端部」ともいう。）１３１ａは主体金具５０に接続されている。なお、図１３においても、一端部１３１ａと中心電極２０とが対向する対向方向は、左右方向となる。ここで、一端部１３１ａが課題を解決するための手段に記載の「延伸部」に相当する。

Ｂ−３．第６変形例：
上記実施例では、中心電極２０と接地電極３０共に中間部材２６，３６や貴金属チップ２８，３８を備えていたが、省略しても良い。すなわち、どちらか一方の電極２０，３０は、電極母材２１，３１上に直接、貴金属チップ２８，３８を配置しても良い。また、どちらか一方の電極２０，３０は、中間部材と貴金属チップを省略しても良い。このようにしても、中間部材２６，３６を備える電極２０，３０がナゲット比Ｓｔ≧０．００５を満たせば良い。このようにすれば、少なくとも中間部材２６，３６を備える電極２０，３０側おいて、中間部材２６，３６と電極母材２１，３１との間の溶接強度を向上できる。また、中心電極２０と接地電極３０が共に中間部材２６，３６を備えている場合において、どちらか一方の電極２０，３０がナゲット比Ｓｔ≧０．００５を満たせば良い。このようにしても、ナゲット比Ｓｔ≧０．００５を満たす電極の中間部材と電極母材との間の溶接強度を向上できる。

３…セラミック抵抗
４…シール体
５…ガスケット
１０…絶縁碍子
１２…軸孔
１３…脚長部
１７…先端側胴部
１８…後端側胴部
１９…中央胴部
２０…中心電極
２１…電極母材
２２…芯材
２４…取付部
２５…柱部
２６…中間部材
２６ｆ１…第１の面
２６ｆ２…第２の面
２８…貴金属チップ
３０…接地電極
３１…電極母材
３１ａ…基部（一端部，延伸部）
３１ｂ…他端部
３１ｂｆ…配置面
３４…取付部
３５…柱部
３６…中間部材
３６ｔ…重心
３６ｆ１…第１の面
３６ｆ２…第２の面
３８…貴金属チップ
３８ｐ…輪郭
３８ｔ…重心
３９…端面
４０…端子金具
５０…主体金具
５１…工具係合部
５２…取付ネジ部
５４…シール部
５７…先端面
９２…溶融部
９４…ナゲット
１００…スパークプラグ
１３０…接地電極
１３１…電極母材
１３１ａ…基部（一端部，延伸部）
１３１ｂ…他端部
１３１ｂｆ…配置面
２００…スパークプラグ
６００…エンジンヘッド
６０１…取付ネジ孔
ＣＬ…軸線
ＭＬ…中心線

Claims (9)

1. 軸線方向に延びる中心電極と、
   前記軸線方向に延びる軸孔を有し、前記軸孔内で前記中心電極を保持する絶縁碍子と、
   前記絶縁碍子の外周に設けられた主体金具と、
   前記軸線方向に沿って延びる延伸部を有し、一端側において前記主体金具に取り付けられ、他端側において前記中心電極との間で間隙を形成する接地電極と、を備えるスパークプラグにおいて、
   前記中心電極と前記接地電極のうちの少なくともいずれか１つは、
   電極母材と、
   他方の電極と対向するように配置された柱状の貴金属チップと、
   前記電極母材と前記貴金属チップとの間に配置された中間部材と、を有し、
   前記中間部材は、
   前記貴金属チップに接する第１の面と、
   前記第１の面とは反対側の面であって、前記第１の面と平行な面で切断した場合の前記貴金属チップの面積よりも大きい面積を有し、前記電極母材に接する第２の面と、を備え、
   前記中間部材と前記電極母材との間の少なくとも一部には、溶接によって溶融凝固した部分であるナゲットが形成され、
   前記中間部材の重心を通り、かつ、前記延伸部と前記中心電極とが対向する対向方向に平行な面で前記スパークプラグを切断した断面において、
   前記ナゲットの面積の和をＳ１とし、
   前記電極母材のうち前記中間部材が配置される配置面を基準とした場合の前記貴金属チップの端面の高さをＨ１とし、
   前記貴金属チップの最大幅をＤ１とした場合に、
   Ｓ１／（Ｄ１×Ｈ１）≧０．００５
   の関係を満たす、ことを特徴とするスパークプラグ。
2. 請求項１に記載のスパークプラグにおいて、
   前記ナゲットは、前記配置面と平行な面に、前記貴金属チップと前記ナゲットのそれぞれを垂直投影した場合に、投影された前記貴金属チップの輪郭の内側に位置する部分を含む、ことを特徴とするスパークプラグ。
3. 請求項１又は請求項２に記載のスパークプラグにおいて、
   前記断面において
   前記重心を通り、かつ、前記端面に垂直な線である中心線を挟む両側の位置に、前記ナゲットは形成されている、ことを特徴とするスパークプラグ。
4. 請求項３に記載のスパークプラグにおいて、
   前記断面において、
   前記ナゲットは、さらに、前記中心線を通る位置に形成されている、ことを特徴とするスパークプラグ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
   Ｓ１／（Ｄ１×Ｈ１）≧０．０２９
   の関係を満たす、ことを特徴とするスパークプラグ。
6. 請求項２、請求項２に従属する請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
   さらに、前記ナゲットは、前記垂直投影した場合に、前記投影された貴金属チップの輪郭の外側に位置する部分を含む、ことを特徴とするスパークプラグ。
7. 請求項６に記載のスパークプラグにおいて、
   前記第１の面と平行な面で切断した場合に、前記中間部材は、前記貴金属チップの面積よりも大きい部分を含む取付部を有し、
   前記取付部は、前記配置面から０．２×Ｈ１の高さまでの範囲に位置する部分であり、
   前記断面において、
   前記配置面を基準とした場合の前記取付部の高さをＨ２とし、
   前記取付部の最大幅をＤ２とし、
   前記ナゲットのうち、前記取付部と前記電極母材との間に形成された部分であって、かつ、前記取付部の幅方向について前記貴金属チップが位置する範囲の外側に存在する部分の面積の和をＳ３とした場合に、
   Ｓ３／（Ｈ２×Ｄ２）≧０．０３０
   の関係を満たす、ことを特徴とするスパークプラグ。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
   前記ナゲットは、前記中間部材の外表面に露出することなく内側に形成されており、
   前記断面において、
   前記ナゲットと、前記中間部材及び前記貴金属チップの外形線との最短距離をＬ１とした場合に、
   Ｌ１≧０．１０ｍｍ
   の関係を満たす、ことを特徴とするスパークプラグ。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のスパークプラグにおいて、
   前記断面において、
   前記電極母材と前記中間部材との間の全域にわたってナゲットが形成されている、ことを特徴とするスパークプラグ。

Images