JP4912459B2 - スパークプラグ - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関に使用されるスパークプラグに関する。

自動車エンジン等の内燃機関用のスパークプラグは、例えば中心電極と、その外側に設けられた絶縁体と、当該絶縁体の外側に設けられた筒状の主体金具と、基端部が前記主体金具の先端面に接合された接地電極とを備える。接地電極は、断面略矩形状をなし、その先端部内側面が前記中心電極の先端部と対向するように配置され、これにより中心電極の先端部及び接地電極の先端部間に火花放電間隙が形成される。

主体金具の外周面には図示しないねじ部が形成されている。スパークプラグは、当該ねじ部において、エンジンのシリンダヘッドに形成された雌ねじを備えるプラグホールに螺着されることで、取り付けられる。ところで、スパークプラグの取付状態において、混合気が接地電極の背面に当たるような位置関係になった場合、接地電極が混合気の火花放電間隙への流入を阻害するおそれがある。その結果、着火性にバラツキが生じてしまうおそれがある。

これに対し、２以上の接地電極を有するタイプにおいて、各接地電極を、断面が略円形状の円柱状とするという技術がある（例えば、特許文献１参照）。このように断面を略円形状とすることで、混合気が接地電極の背面に当たるような位置関係になった場合であっても、混合気が接地電極から剥離しにくく、その内側に廻り込んで、火花放電間隙に混合気が到達しやすいものとなる。

また、接地電極の断面を略台形状とする技術もある（例えば、特許文献２参照）。このように断面を略台形状とすることで、断面が長方形状である場合に比べて、火花放電間隙に混合気が到達しやすいといえる。

特開平１１−１２１１４２号公報 特開平５−１３１４６号公報

しかしながら、接地電極が主体金具の先端面に接合される都合上、接地電極の断面を円形状にすると、断面が長方形状の場合に比べて、断面積が小さくならざるを得ない。その結果、いわゆる熱引き（放熱性）が悪く、高速運転時等においては電極温度が上昇しやすく接地電極の消耗の度合いが大きく、耐久性が低くなってしまうおそれがある。

また、近年では、中心電極の先端部、及び、接地電極の先端部に、それぞれ貴金属合金よりなるチップ（貴金属チップ）を接合することで、着火性や火花伝播性の向上を図ることも考えられているが、上記特許文献１のように接地電極の断面が円形状の場合には、接地電極側の貴金属チップを接合することが困難となってしまうことが懸念される。

さらに、特許文献２では、接地電極が、外層と当該外層よりも熱伝導性に優れた内層とからなる点が記載されており、熱引き性能の向上については示唆されているものの、貴金属チップの接合手法については何ら記載されていない。ここで、例えば、貴金属チップを抵抗溶接で溶接したのでは十分な接合強度が得られない。また、例えばレーザ又は電子ビーム溶接等で溶接した場合には、溶融部が内層にまで及んでしまうおそれがあり、この場合には、酸化スケールが形成されてしまうことに起因する耐酸化性の低下が懸念される。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、混合気の火花放電間隙への流入阻害を抑制し、着火性の低下防止を図るとともに、貴金属チップの接合強度向上を図り、耐久性の向上を図ることのできる内燃機関用スパークプラグを提供することにある。

以下、上記課題等を解決するのに適した各構成を項分けして説明する。なお、必要に応じて対応する構成に特有の作用効果を付記する。

本発明の第１の構成にかかるスパークプラグは、棒状の中心電極と、前記中心電極の先端に接合された第１貴金属チップと、前記中心電極の外周に設けられた略円筒状の絶縁体と、前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、前記主体金具の先端面に接合された基端部と、前記中心電極の先端部と対向する先端部とを有し、ニッケル合金よりなる外層及び当該外層よりも良熱伝導性素材よりなる内層からなる接地電極と、前記接地電極の先端部の前記外層にレーザ溶接または電子ビーム溶接により形成された溶融部を介して接合され、前記第１貴金属チップとの間に火花放電ギャップを形成する第２貴金属チップと、を備え、前記第２貴金属チップの軸線に沿って接地電極の先端面側からみた当該接地電極の断面において、以下の（１）〜（４）の特徴を備える。すなわち、（１）前記外層は、前記第２貴金属チップが接合される略平坦な接合面と、外側に膨らんだ湾曲面と、を有し、（２）前記内層は、前記接合面側において、略平坦面又は凹面を有し、（３）
前記接合面から前記第２貴金属チップの先端までの突出高さＡが、０．４ｍｍ以上であり、（４）前記溶融部と前記内層との最短距離Ｆが、０．１ｍｍ以上である。

上記第１の構成によれば、接地電極の外層は、外側の膨らんだ湾曲面を有している。このため、混合気が湾曲面に沿って接地電極の内側に廻りこんで、火花放電間隙に混合気が到達しやすい。結果として、着火性の低下防止を図ることができる。

また、接地電極のうち少なくとも火花放電する部位において、ニッケル合金よりなる外層及び当該外層よりも良熱伝導性の金属よりなる内層を備えている。上記外層の存在により、酸化に対し耐久性が高められるとともに、内層の存在により、熱引きが良くなり、高速運転時等において接地電極温度が上昇してしまうことによる不具合、例えば接地電極の消耗による火花放電間隙の増大を抑制しやすい。

さらに、中心電極及び接地電極には、高温下における耐火花消耗性の向上を図るために、それぞれ貴金属チップが接合されている。特に、第１の構成では、接地電極の外層の接合面から第２貴金属チップの先端までの突出高さＡが、０．４ｍｍ以上となっているため、より一層の着火性の向上が図られる。

また、第１の構成では、接地電極の外層のうち少なくとも前記第2貴金属チップが接合される接合面は略平面状をなしている。このため、接合面が曲面をなしている場合に比べ、接合作業の煩雑化を回避しやすく、また、接合強度の向上をはかることができる。

その上、第２貴金属チップは、接合面に対し、少なくともレーザ溶接又は電子ビーム溶接が施され、第２貴金属チップを構成する金属及び接地電極の外層を構成する金属が相互に溶融され混じり合うことによって形成された溶融部を介して接合されている。そのため、第２貴金属チップの接合強度の向上が図られ、接合状態の一層の安定化が図られる。

しかも、本第１の構成では、内層のうち、接合面側（第２貴金属チップ側）の形状が、略平坦形状又は凹形状としている。このため、溶融部の深さを比較的大きくしたとしても、溶融部と内層との最短距離Ｆを０．１ｍｍ以上確保しやすい。従って、耐酸化性の低下を抑制しつつ、第２貴金属チップの接合強度の向上を図ることができるといういわば相反する作用効果を一挙に奏しうる。

尚、第２貴金属チップの接地電極の外層への接合方法としては、上記のように溶融部を形成し得るレーザ溶接或いは電子ビーム溶接といった溶接が挙げられる。但し、いきなり当該溶接を施すよりも、前記レーザ溶接又は電子ビーム溶接に先立って、抵抗溶接により仮止めするのが好ましい。

また、仮にレーザ溶接又は電子ビーム溶接により形成される溶融部が比較的小さく、前記第２貴金属チップ及び外層間に溶融部が存在しない領域が存在したとしても、事前に抵抗溶接が施されていることから、前記第２貴金属チップ及び外層間の接合が確保され、第２貴金属チップの脱落等の懸念は払拭される。

また、接地電極の外層がニッケル合金よりなる点については上述したが、当該外層よりも良熱伝導性素材よりなる内層に関しては、少なくとも一部は銅を主成分とするのがこの好ましい。銅を主成分とする内層を備えることで、良好な熱引きが確保でき、接地電極や第２貴金属チップの温度が上昇してしまうことによる不具合をより確実に抑制することができる。尚、接地電極としては、単なる２層構造に限られることなく、３層構造以上をなしていてもよい。但し、内層は、外層よりも良熱伝導性金属を含んでいる必要がある。従って、例えば、外層の内側に銅合金或いは純銅で構成された中間層があり、中間層の内側に純ニッケルで構成された最内層がある場合には、中間層及び最内層により、内層が構成されていると捉えることができる。

また、十分な接合強度を得るためには、前記断面において、前記接合面から前記内層へ向けての、前記溶融部の前記軸線方向の深さＥが、０．１ｍｍ以上であるのが好ましい。

また、スパークプラグの製造面を考慮した場合、請求項５乃至８の構成を採用するのが望ましい。

また、本発明の第２の構成にかかるスパークプラグは、棒状の中心電極と、前記中心電極の先端に接合された第１貴金属チップと、前記中心電極の外周に設けられた略円筒状の絶縁体と、前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、前記主体金具の先端面に接合された基端部と、前記中心電極の先端部と対向する先端部とを有し、ニッケル合金よりなる外層及び当該外層よりも良熱伝導性素材よりなる内層からなる接地電極と、前記接地電極の先端部の前記外層に接合された中間部材と、前記中間部材の上に、レーザ溶接または電子ビーム溶接により形成された溶融部を介して接合され、前記第１貴金属チップとの間に火花放電ギャップを形成する第２貴金属チップと、を備え、前記第２貴金属チップの軸線に沿って接地電極の先端面側からみた当該接地電極の断面において、以下の（１）〜（５）の特徴を備える。すなわち、（１）前記外層は、前記中間部材が接合される略平坦な接合面と、外側に膨らんだ湾曲面と、を有し、（２）前記内層は、前記接合面側において、略平坦面又は凹面を有し、（３）前記接合面から前記第２貴金属チップの先端までの突出高さＡが、０．４ｍｍ以上であり、（４）前記溶融部は、前記接合面と離間しており、（５）前記断面において、前記第２貴金属チップの先端面の幅をＷ、前記接合面に平行な方向の前記内層の幅をＣとしたとき、Ｗ≦Ｃを満たす。

かかる第２の構成においては、（１）〜（３）の特徴は、第１の構成と共通であるが、（４）（５）の構成において相違する。

すなわち、第２の構成においては、第２貴金属チップは前記中間部材を介して、前記接地電極の外層の接合面に接合されるので、溶融部は、第２貴金属チップと中間部材との間に形成されて、前記接合面から離れて位置している。したがって、溶接部が内層に到着して耐酸化性が低下するという恐れがない。なお、前記中間部材は、前記接地電極と同じニッケル合金にて作成し、両者を抵抗溶接にて接合するのが好ましい。
また、内層による放熱を効果的に行うためには、十分な幅の内層が第２貴金属チップの真下に位置しているのが好ましい。具体的には、前記断面における前記第２貴金属チップの先端面の幅をＷ、前記断面における前記接合面に平行な方向の前記内層の幅をＣとしたとき、Ｗ≦Ｃを満たすことが好ましい。

また、第２の構成においては、中間部材を用いて、該中間部材の前記接合面から前記第２貴金属チップの先端までの突出長さＡを０．４ｍｍ以上としている。すなわち、突出長さＡの一部を例えばニッケル合金等からなる中間部材で構成することができるので、貴金属の使用量を低減できる。

そして、貴金属の使用量低減の効果を維持しつつ、貴金属チップの放熱性を確保するためには、前記断面において、前記接合面と前記内層との最短距離Ｔは、前記中間部材の前記接合面からの突出高さＨよりも小さく設定するのが好ましい。

また、第１および第２の構成のスパークプラグにおいて、内層による放熱を効果的に行うためには、前記接合面と前記内層との最短距離Ｔが、０．４ｍｍ以下であるのが好ましい。

また、内層による放熱を効果的に行うためには、十分な幅の内層が第２貴金属チップの真下に位置しているのが好ましい。具体的には、前記断面における、前記第２貴金属チップの先端面の幅をＷ、前記断面における前記接合面に平行な方向の前記内層の幅をＣとしたとき、Ｗ≦Ｃを満たすことが好ましい。

加えて、第１および第２の構成のスパークプラグは、前記接地電極を、前記接合面も含めて、スウェージング加工を施すことで形成するのが好ましい。

一般に、金属材を細く、丸く形成する手法としては、例えば、ダイス等を用いた線引き加工、雌型等を用いた押出成形加工、切削加工、放電加工等が挙げられる。しかしながら、複層構造を具備し、かつ、比較的細い断面略円形状に近い接地電極を安定して生産するという観点からは、上記いずれの各加工手法も単独で採用することは困難である。例えば、線引き加工や押出成形加工だけでは、例えば直径１．５ｍｍ以下にまで細径化することは事実上困難であるし、コストもかかってしまう。また、切削加工や放電加工では、個々の製品毎にばらつきが生じやすく、また、接地電極に対する内層の中心位置もばらつきやすい。その上、加工作業は非効率的でありコスト増を招いてしまう。

これに対し、スウェージングを施すことで、無理なく安定して接地電極を得ることができ、スパークプラグを製造することができる。

また、スウェージングを施すことで、接合面（中心電極側）の部位の加工率が大きくなり、硬度をより大きくすることができる。

第１実施形態のスパークプラグの構成を示す一部破断正面図である。 スパークプラグの部分拡大断面図である。 図２に対し直交する方向から見たスパークプラグを示す側面図である。 スパークプラグを先端側からみた状態を示す平面図である。 軸線に沿って接地電極の先端面側から視認した当該接地電極等の断面模式図である。 接地電極の製造過程を示す断面模式図である。 接地電極の製造過程を示す断面模式図である。 接地電極の製造過程を示す断面模式図である。 接地電極の製造過程を示す断面模式図である。 接地電極の製造過程を示す断面模式図である。 接地電極の製造過程を示す断面模式図である。 第２実施形態において、軸線に沿って接地電極の先端面側から視認した当該接地電極等の断面模式図である。 第２実施形態における接地電極の製造過程を示す断面模式図である。 第２実施形態における接地電極の製造過程を示す断面模式図である。 第２実施形態における接地電極の製造過程を示す断面模式図である。 第２実施形態における接地電極の製造過程を示す断面模式図である。 第２実施形態における接地電極の製造過程を示す断面模式図である。 第２実施形態における接地電極の製造過程を示す断面模式図である。 酸化スケール比率の概念を説明するための断面模式図である。 第３実施形態において、軸線に沿って接地電極の先端面側から視認した当該接地電極等の断面模式図である。 第４実施形態において、軸線に沿って接地電極の先端面側から視認した当該接地電極等の断面模式図である。 第５実施形態において、軸線に沿って接地電極の先端面側から視認した当該接地電極等の断面模式図である。 別の実施形態における接地電極等を模式的に示す斜視図である。

（第１実施形態）
以下に、第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、スパークプラグ１を示す一部破断正面図である。なお、図１では、スパークプラグ１の軸線ＣＬ１方向を図面における上下方向とし、下側をスパークプラグ１の先端側、上側を後端側として説明する。

スパークプラグ１は、長尺状をなす絶縁体としての絶縁碍子２、これを保持する筒状の主体金具３などから構成されるものである。

絶縁碍子２には、軸線ＣＬ１に沿って軸孔４が貫通形成されている。そして、軸孔４の先端側には中心電極５が挿入、固定されている。また、軸孔４の後端側には端子電極６が挿入、固定されている。軸孔４内における中心電極５と端子電極６との間には、抵抗体７が配置されており、この抵抗体７は、導電性ガラスシール層８，９を介して、中心電極５と端子電極６とにそれぞれ電気的に接続されている。

絶縁碍子２の先端から突出した中心電極５の先端には、イリジウムを主成分とし、５質量％の白金を含有する第１貴金属チップ３１が溶接されている。

一方、絶縁碍子２は、周知のようにアルミナ等を焼成して形成されており、その外形部において、軸線ＣＬ１方向略中央部において径方向外向きに突出形成されたフランジ状の大径部１１と、当該大径部１１よりも先端側においてこれよりも細径に形成された中胴部１２と、当該中胴部１２よりも先端側においてこれより細径に形成され、内燃機関（エンジン）の燃焼室に晒される脚長部１３とを備えている。絶縁碍子２のうち、大径部１１、中胴部１２、脚長部１３を含む先端側は、筒状に形成された主体金具３の内部に収容されている。そして、脚長部１３と中胴部１２との連接部には段部１４が形成されており、当該段部１４にて絶縁碍子２が主体金具３に係止されている。

主体金具３は、低炭素鋼等の金属により筒状に形成されており、その外周面にはスパークプラグ１をエンジンのシリンダヘッドに取付けるためのねじ部（雄ねじ部）１５が形成されている。ねじ部１５の後端側の外周面には座部１６が形成され、ねじ部１５後端のねじ首１７にはリング状のガスケット１８が嵌め込まれている。さらに、主体金具３の後端側には、主体金具３をシリンダヘッドに取付ける際にレンチ等の工具を係合させるための断面六角形状の工具係合部１９が設けられるとともに、後端部において絶縁碍子２を保持するための加締め部２０が設けられている。

また、主体金具３の内周面には、絶縁碍子２を係止するための段部２１が設けられている。そして、絶縁碍子２は、主体金具３の後端側から先端側に向かって挿入され、自身の段部１４が主体金具３の段部２１に係止された状態で、主体金具３の後端側の開口部を径方向内側に加締めること、つまり上記加締め部２０を形成することによって固定される。なお、絶縁碍子２及び主体金具３双方の段部１４，２１間には、円環状の板パッキン２２が介在されている。これにより、燃焼室内の気密性を保持し、燃焼室内に晒される絶縁碍子２の脚長部１３と主体金具３の内周面との隙間に入り込む燃料空気が外部に漏れないようにしている。

さらに、加締めによる密閉をより完全なものとするため、主体金具３の後端側においては、主体金具３と絶縁碍子２との間に環状のリング部材２３，２４が介在され、リング部材２３，２４間にはタルク（滑石）２５の粉末が充填されている。すなわち、主体金具３は、板パッキン２２、リング部材２３，２４及びタルク２５を介して絶縁碍子２を保持している。

また、主体金具３の先端面２６には、略Ｌ字状をなす接地電極２７が接合されている。すなわち、接地電極２７は、主体金具３の先端面２６に対しその基端部が溶接されるとともに、先端側が曲げ返されて、その先端側の一側面が第１貴金属チップ３１と対向するように配置されている。接地電極２７の先端部には、第１貴金属チップ３１に対向するようにして第２貴金属チップ３２が設けられている。第１、第２貴金属チップ３１，３２間の隙間が火花放電間隙３３となっている。なお、これら第１、第２貴金属チップ３１，３２の軸線は、軸線ＣＬ１と一致するように設けられており、軸線ＣＬ１は、第１、第２貴金属チップ３１，３２のそれぞれの軸線も兼ねている。

図２に示すように、中心電極５は、銅又は銅合金からなる内層５Ａと、ニッケル（Ｎｉ）合金からなる外層５Ｂとにより構成されている。中心電極５は、その先端側が縮径されるとともに、全体として棒状（円柱状）をなし、その先端面が平坦に形成されている。ここに円柱状をなす上記第１貴金属チップ３１を重ね合わせ、さらにその接合面外縁部に沿ってレーザ溶接、或いは、電子ビーム溶接等を施すことにより第１貴金属チップ３１と中心電極５とが溶け合い、溶融部４１が形成される。すなわち、第１貴金属チップ３１は、中心電極５先端に対し、溶融部４１で固着されることで接合されている。

一方、接地電極２７は、内層２７Ａ及び外層２７Ｂからなる２層構造となっている。本実施形態における外層２７Ｂは、インコネル６００やインコネル６０１（いずれも登録商標）等のニッケル合金で構成されている。これに対し、内層２７Ａは、前記ニッケル合金よりも良熱伝導性金属である銅合金或いは純銅で構成されている。当該内層２７Ａの存在によって、熱引き性の向上が図られている（この点については後に詳述する）。尚、本実施形態では、説明の便宜上、単なる２層構造として説明しているが、３層構造或いは４層以上の多層構造をなしていてもよい。但し、外層２７Ｂに対し、その内側の層は、外層２７Ｂよりも良熱伝導性金属を含んでいる必要がある。従って、例えば、外層２７Ｂの内側に銅合金或いは純銅で構成された中間層が設けられ、中間層の内側に純ニッケルで構成された最内層が設けられていてもよい。この場合、中間層及び最内層により、内層２７Ａが構成される。

また、本実施形態では、接地電極２７は、断面円形状の一部を押し潰したような形状をなしている。そして、特に当該接地電極２７のうち、少なくとも第２貴金属チップ３２が接合されている部位を含む先端部分（本実施形態では長手方向全域）は、略平面状をなすよう、スウェージング加工が施されている。当該加工方法については後に詳述するが、この当該スウェージング加工により、外層２７Ｂの中心電極５側の面には、平坦面Ｆ１が形成されている。換言すれば、軸線ＣＬ１に沿って接地電極２７の先端面側から視認した当該接地電極２７の断面外周形状は、略円形状の一部を線分で切除し、過半分を残した形状をなしている。そして、本実施形態では、上記スウェージング加工を経ることで、外層２７Ｂのうち、中心電極５側の部位の方が、中心電極５とは反対側の背面側の部位よりも硬度が大きくなっている。

また、上記中心電極５側の第１貴金属チップ３１がイリジウムを主成分としている点については言及したが、接地電極２７側の第２貴金属チップ３２は、例えば白金を主成分とし、２０質量％のロジウムを含有する貴金属合金により構成されている。但し、これらの素材構成はあくまでも例示であって、上記記載に何ら限定されるものではない。これら第１,第２貴金属チップ３１，３２は、例えば次のようにして製造される。まず、主成分をイリジウム、或いは白金とするインゴットを用意し、上述した所定の組成となるよう各合金成分を配合・溶融し、当該溶融合金に関し再度インゴットを形成し、その後、当該インゴットについて熱間鍛造、熱間圧延（溝ロール圧延）を施す。その後、線引き加工を施すことで、棒状素材を得た後、それを所定長に切断することで、円柱状の第１、第２貴金属チップ３１，３２が得られる。

さて、図５に示すように、本実施形態における接地電極２７側の第２貴金属チップ３２は、当該接地電極２７の先端部分（平坦面Ｆ１）に対し直接接合されている。より詳しくは、第２貴金属チップ３２は、先ず平坦面Ｆ１に対し、抵抗溶接が施されることにより仮止めされる。その上で、当接面外縁部に沿ってレーザ溶接、或いは、電子ビーム溶接が施される。これにより、第２貴金属チップ３２と外層２７Ｂとが溶け合い、溶融部４２が形成されることで、第２貴金属チップ３２と接地電極２７とが強固に接合固定されているのである。但し、溶融部４２は、内層２７Ａにまでは及んでおらず、つまり、溶融部４２は、内層２７Ａに対し非接触状態となっている。

さらに、本実施形態においては、第２貴金属チップ３２の接合面、つまり平坦面Ｆ１から第２貴金属チップ３２の先端までの突出高さＡが、０．４ｍｍ以上となるよう設定されている。また、第２貴金属チップ３２の軸線ＣＬ１に沿って接地電極２７の先端面側から視認した当該接地電極２７の断面において、内層２７Ａのうち、第２貴金属チップ３２側の形状が、略平坦形状となっている。

また、平坦面Ｆ１（接合面）から内層２７Ａへ向けての、前記溶融部４２の軸線ＣＬ１方向の深さＥが、０．１ｍｍ以上となるよう設定されているとともに、溶融部４２と、内層２７Ａとの最短距離Ｆが、０．１ｍｍ以上となるよう設定されている。また、平坦面Ｆ１（接合面）と内層２７Ａとの最短距離Ｔは、０．４ｍｍ以下となるように設定されている。さらに、第２貴金属チップ３２の外径Ｗと内層２７Ａの横幅Ｃは、Ｗ≦Ｃを満たしている。

次に、上記のように構成されてなるスパークプラグ１の製造方法について、前記接地電極２７の製造過程等を中心に説明する。まず、主体金具３を予め加工しておく。すなわち、円柱状に形成された金属素材（例えばＳ１５ＣやＳ２５Ｃといった鉄系素材やステンレス素材）を冷間鍛造加工により貫通孔を形成し、概形を製造する。その後、切削加工を施すことで外形を整え、主体金具中間体を得る。

一方で、接地電極２７の中間体を製造する。すなわち、接地電極２７の中間体は、未だ屈曲前の直棒状のものである。当該屈曲前の接地電極２７は、例えば次のようにして得られる。

すなわち、先ず図６Aに示すように、内層２７Ａを構成する金属材料よりなる芯材５１と、外層２７Ｂを構成する金属材料よりなる有底筒状体５２とを用意する。芯材５１は、円柱状をなす台座部５３と、台座部５３の上面中心から上方へ突出するよう一体形成された円柱状の芯部５４とからなる。前記芯部５４の断面積は、内層２７Ａの断面積よりも大きく設定されている。一方、有底筒状体５２は、前記芯部５４と同等サイズの凹部５５を有するとともに、その名のとおり底部５６を有している。また、凹部５５外周の壁は、前記外層２７Ｂよりも厚肉に設定されている。

そして、図６Bに示すように、有底筒状体５２の凹部５５に対し、前記芯材５１の芯部５４を嵌入することにより、芯鞘構造をなすカップ材５７を形成する。

次に、カップ材５７について冷間にて細化加工を施すことで、図６Cに示すように、棒状体２７１を形成する。本実施形態における冷間での細化加工としては、例えば、ダイス等を用いた線引き加工、雌型等を用いた押出成形加工等が挙げられる。尚、同図Ｊ−Ｊ線を通過する平面で切断して、前記台座部５３に相当する部分を除去したものを、棒状体２７１としてもよい。このように切除することで、最終的に接地電極２７が形成されたときに、内層２７Ａが露出することがなくなる。また、この時点における棒状体２７１は、その外形形状としては任意の形状に成形すればよく、本実施形態においては円形断面形状を有する円柱状としている。

続いて、前記主体金具中間体の先端面に、棒状体２７１を抵抗溶接により接合する。尚、前記抵抗溶接に際してはいわゆる「ダレ」が生じるので、その「ダレ」を除去する作業が行われる。

その後、棒状体２７１に関し、スウェージング加工が施される。ここで、既に、主体金具中間体の先端面に、棒状体２７１が溶接されている。このため、スウェージングに際しては、主体金具中間体を保持した状態で、その先端面に接合された棒状体２７１をその先端側からスウェージャーの加工部（スウェージングダイス）に導入することができる。従って、スウェージングに際し保持するための部位を確保するために、接地電極中間体をわざわざ長めに設定しておいて、スウェージング後、前記保持部を切除したりすることが不要となる。スウェージャーとしては、例えば単に細径化を図るためのもの、及び、細径化を図るとともに、断面形状を本実施形態の如く平坦面Ｆ１を有するいわば潰れ形状を形成するためのもの、といった具合に、複数のスウェージャーを用いるのが望ましい。そして、第１段階のスウェージングにより、図７Aに示すように、棒状体２７１がさらに細径化されることとなり、第２段階のスウェージングにより、図７Bに示すように、さらに細径化されるとともに、平坦面Ｆ１が形成され、かつ、内層２７Ａのうち一部（後に第２貴金属チップ３２が溶接される側）の形状が、略平坦形状に変形させられた接地電極中間体２７２が形成される。尚、棒状体２７１のスウェージング加工後、接地電極中間体２７２を主体金具中間体の先端面に溶接することとしてもよい。

上記のスウェージング加工後、主体金具中間体の所定部位に、ねじ部１５が転造によって形成される。これにより、屈曲前の細径化された接地電極中間体２７２の溶接された主体金具３が得られる。前記接地電極中間体２７２の溶接された主体金具３には、亜鉛メッキ或いはニッケルメッキが施される。尚、耐食性向上を図るべく、その表面に、さらにクロメート処理が施されることとしてもよい。

さらに、図７Cに示すように、接地電極中間体２７２の先端部には、上述した第２貴金属チップ３２が、上記のとおり抵抗溶接で仮止めされた上で、レーザ溶接又は電子ビーム溶接により接合される。尚、溶接をより確実なものとするべく、当該溶接に先だって溶接部位のメッキ除去が行われたり、或いは、メッキ工程に際し溶接予定部位にマスキングが施されたりする。また、当該チップの溶接を、後述する組付けの後に行うこととしてもよい。

一方、前記主体金具３とは別に、絶縁碍子２を成形加工しておく。例えば、アルミナを主体としバインダ等を含む原料粉末を用い、成形用素地造粒物を調製し、これを用いてラバープレス成形を行うことで、筒状の成形体が得られる。得られた成形体に対し、研削加工が施され整形される。そして、整形されたものが焼成炉へ投入され焼成されることで、絶縁碍子２が得られる。

また、前記主体金具３、絶縁碍子２とは別に、中心電極５を製造しておく。すなわち、Ｎｉ系合金が鍛造加工され、その中央部に放熱性向上を図るべく銅芯が設けられる。そして、その先端部には、上述した第１貴金属チップ３１が、レーザ溶接等により接合される。

そして、上記のようにして得られた第１貴金属チップ３１が接合された中心電極５と、端子電極６とが、ガラスシール層８によって前記絶縁碍子２の軸孔４へ封着固定される。ガラスシール層８としては、一般的にホウ珪酸ガラスと金属粉末とが混合されて調整されたものが用いられる。そして先ず中心電極５を絶縁碍子２の軸孔４へ挿通した状態とし、前記調製されたシール材が絶縁碍子２の軸孔４に注入された後、後方から前記端子電極６が押圧された状態とした上で、焼成炉内にて焼き固められる。尚、このとき、絶縁碍子２の後端側の胴部表面には釉薬層が同時に焼成されることとしてもよいし、事前に釉薬層が形成されることとしてもよい。

その後、上記のようにそれぞれ作製された中心電極５及び端子電極６を備える絶縁碍子２と、第２貴金属チップ３２の溶接された接地電極中間体２７２を備える主体金具３とが組付けられる。より詳しくは、比較的薄肉に形成された主体金具３の後端部に対し、冷間加締めや熱間加締めが行われることで、周方向から絶縁碍子２の一部が主体金具３に取り囲まれるようにして保持される。

そして、最後に、接地電極中間体２７２を屈曲させることで、中心電極５（の第１貴金属チップ３１）及び接地電極２７（の第２貴金属チップ３２）間の前記火花放電間隙３３を調整する加工が実施される。

このように一連の工程を経ることで、上述した構成を有するスパークプラグ１が製造される。

以上詳述したように、本実施形態によれば、得られるスパークプラグ１に関し、接地電極２７のうち少なくとも火花放電間隙３３の中心よりも先端側において、中心電極５側とは反対側の背面に凸状の湾曲面を有している（断面円弧形状をなしている）。このため、例えば図３，４に示すように、混合気が接地電極２７の背面に直接当たるような位置関係になった場合であっても、混合気が接地電極２７の内側に廻り込んで、火花放電間隙３３に混合気が到達しやすい。結果として、着火性の低下を防止することができる。また、第２貴金属チップ３２の先端は、湾曲面の円弧形状を延長して形成される仮想円２７Ｃの円周よりも第１貴金属チップ３１側に突出しているため、放電電圧を低減できる。

また、接地電極２７は、ニッケル合金等で構成された外層２７Ｂ及び当該外層２７Ｂよりも良熱伝導性金属よりなる内層２７Ａを備えている。このため、内層２７Ａにおいて、積極的に放熱が図られ、所謂「熱引き」が良くなる。従って、高速運転時等において接地電極２７や第２貴金属チップ３２の温度が上昇してしまうことによる不具合、つまり、耐酸化性や耐火花摩耗性等の耐久性の低下を抑制できる。

また、本実施形態では、接地電極２７のうち第２貴金属チップ３２は略平面状をなす平坦面Ｆ１に接合されている。このため、接合面が曲面をなしている場合に比べ接合作業の煩雑化を回避しやすく、また、接合強度の向上を図ることができる。

その上、第２貴金属チップ３２は、平坦面Ｆ１（接合面）に対し、レーザ溶接又は電子ビーム溶接が施されることで形成された溶融部４２を介して接合されている。そのため、第２貴金属チップ３２の接合強度の向上が図られ、接合状態の一層の安定化が図られる。

しかも、溶融部４２は、内層２７Ａとは非接触状態にある。このため、溶融部４２と内層２７Ａとが接触してしまい、酸化スケールが形成されてしまうことに起因する耐酸化性の低下を抑制することができる。一方で、第２貴金属チップ３２の接合強度の向上を図るためには、溶融部４２を深く形成することが望ましい。この点、軸線ＣＬ１に沿って接地電極２７の先端面側から視認した当該接地電極２７の断面において、内層２７Ａのうち、第２貴金属チップ３２側の形状が、略平坦形状となっている。このため、溶融部４２の深さを比較的大きくしたとしても、溶融部４２と内層２７Ａとが接触しにくい。従って、耐酸化性の低下を抑制しつつ、第２貴金属チップ３２の接合強度の向上を図ることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について図８〜図１０を参照して説明する。但し、第２実施形態において、上記第１実施形態と重複する部材等については同一の符号を付してその説明を省略するとともに、以下には上記第１実施形態との相違点を中心に説明することとする。

上記第１実施形態では、軸線ＣＬ１に沿って接地電極２７の先端面側から視認した当該接地電極２７の断面において、内層２７Ａのうち、第２貴金属チップ３２側の形状が、略平坦形状となっている。これに対し、本実施形態では、図８に示すように、内層２７Ａのうち、第２貴金属チップ３２側の形状が、凹形状となっている点に特徴を有している。

当該接地電極２７は、例えば次のようにして得られる。すなわち、先ず図９Aに示すように、内層２７Ａを構成する金属材料よりなる芯材５１と、外層２７Ｂを構成する金属材料よりなる有底筒状体５２とを用意する。芯材５１は、円柱状をなす台座部５３と、台座部５３の上面中心から上方へ突出するよう一体形成され、円柱の一部を長手方向に切除した芯部５４とからなる。一方、有底筒状体５２は、前記芯部５４と同等サイズ、かつ、同形状の凹部５５と、底部５６とを有している。

そして、図９Bに示すように、有底筒状体５２の凹部５５に対し、前記芯材５１の芯部５４を嵌入することにより、芯鞘構造をなすカップ材５７を形成し、カップ材５７について冷間にて細化加工を施すことで、図９Cに示すように、棒状体２７１を形成する。勿論、第１実施形態と同様、同図Ｊ２−Ｊ２線を通過する平面で切断して、前記台座部５３に相当する部分を除去したものを、棒状体２７１としてもよい。

続いて、前記主体金具中間体の先端面に、棒状体２７１を抵抗溶接により接合し、上記第１実施形態と同様、棒状体２７１に関し、スウェージング加工を施す。すなわち、第１段階のスウェージングにより、図１０Aに示すように、棒状体２７１がさらに細径化されることとなり、第２段階のスウェージングにより、図１０Bに示すように、さらに細径化されるとともに、平坦面Ｆ１が形成され、かつ、内層２７Ａのうち一部（後に第２貴金属チップ３２が溶接される側）の形状が、凹形状に変形させられた接地電極中間体２７２が形成される。それ以外の工程については、上記第１実施形態と同様である。

本実施形態においても、図８に示すように、第２貴金属チップ３２の接合面、つまり平坦面Ｆ１から第２貴金属チップ３２の先端までの突出高さＡが、０．４ｍｍ以上となるよう設定されている。また、平坦面Ｆ１（接合面）から内層２７Ａへ向けての、前記溶融部４２の軸線ＣＬ１方向の深さＥが、０．１ｍｍ以上となるよう設定されているとともに、溶融部４２と、内層２７Ａとの最短距離Ｆが、０．１ｍｍ以上となるよう設定されている。また、平坦面Ｆ１（接合面）と内層２７Ａとの最短距離Ｔが、０．４ｍｍ以下となるように設定されている。さらに、第２貴金属チップ３２の外径Ｗと内層２７Ａの横幅Ｃは、Ｗ≦Ｃを満たしている。

上記のように構成されてなる第２実施形態によれば、内層２７Ａのうち、第２貴金属チップ３２側の形状が、凹形状となっている。このため、第１実施形態に比べ、より一層溶融部４２を深く形成することが可能となる。従って、耐酸化性の低下を抑制しつつ、第２貴金属チップ３２の接合強度のより一層の向上を図ることができる。

（効果の確認）
ここで、上記効果を確認するべく、内層２７Ａの断面積及び内層２７Ａの断面形状等を変更することで種々のサンプルを作製し、種々の評価を試みた。その実験結果を以下に記す。

先ずサンプルとしては、ねじ径Ｍ１２、燃焼室からの第１貴金属チップ３１先端面までの突出高さ３．５ｍｍ、火花放電間隙１．０５ｍｍ、第１貴金属チップ３１として直径０．６ｍｍ、高さ０．８ｍｍのＩｒ−５Ｐｔ合金を接合し、第２貴金属チップ３２としては直径Ｗ０．７ｍｍのＰｔ−２０Ｒｈ合金をＡ＝０．８ｍｍとなるよう接合したスパークプラグサンプルであって、内層２７Ａの断面積及び断面形状等を種々変更したスパークプラグサンプル（サンプル１〜９）を、排気量６６０ｃｃ、直列３気筒のエンジンに搭載した上で、４０００ｒｐｍスロットル全開、点火時期５゜ＢＴＤＣ、Ａ／Ｆ（空燃比）１０．７の試験条件で総計３００時間運転した（但し、各スパークプラグサンプルは、５０時間ずつローテーション（気筒もローテーション）させた）。そして、試験後のスパークプラグサンプルの第２貴金属チップ３２の消耗体積γ及び酸化スケール割合δを計測した。なお、消耗体積γは、第２貴金属チップ３２の当初体積からの試験後の減少量を意味する。より具体的には、試験前にＣＴスキャナを用いて第２貴金属チップ３２の体積を測定しておき、試験後においても同様に第２貴金属チップ３２の体積を測定した。そして、試験前の体積から試験後の体積を減算することで消耗体積を算出した。また、酸化スケール割合δは、上記試験条件で運転後のスパークプラグサンプルに関し、軸線ＣＬ１に沿って接地電極２７の先端面側から視認した当該接地電極２７の断面視において、図１１に示すように、溶融部４２と第２貴金属チップ３２との境界面の軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った深さ（ＢＳＬ＋ＢＳＲ）に対する、溶融部４２と第２貴金属チップ３２との境界面に形成された酸化スケールの軸線ＣＬ１と直交する方向に沿った深さ（ＳＳＬ＋ＳＳＲ）を計測することにより算出されるものである。

評価結果を表１及び表２に示す。但し、表中、「Ａ」「Ｅ」「Ｆ」については既に説明済みであるが、「Ｂ」は、軸線ＣＬ１に直交する方向における接地電極２７の横幅を意味し、「Ｃ」は、軸線ＣＬ１に直交する方向における内層２７Ａの横幅を意味し、「Ｄ」は、内層２７Ａのうち中心電極５から最も遠い点と、外層２７Ｂのうち中心電極５から最も遠い点との距離を意味する。また、表中サンプル１〜６は、内層２７Ａのうち、第２貴金属チップ３２側の断面形状が、略平坦形状又は凹形状となっているのに対し、サンプル７〜９は、比較例に係り、内層２７Ａが断面円形状をなしている。より詳しくは、サンプル１〜６については、平坦面Ｆ１をスウェージングにて成形することで、第２貴金属チップ３２側の断面形状が、略平坦形状又は凹形状となっているものであり、サンプル７〜９については、当初円柱状の外層２８Ｂを切除（切削加工）することで平坦面Ｆ１を形成したものであり、内層２７Ａの断面は略平坦形状又は凹形状となっておらず、断面円形状をなしているものである。また、サンプル１、７を除き、Ｗ≦Ｃの関係を満たしている。

上記表１に示すように、内層２７Ａの断面積αの増大に伴い、熱引きが良好となり、消耗体積γは少なくなる傾向にあることがわかる。但し、Ｆが「０」、すなわち、溶融部４２が内層２７Ａに接触してしまっているサンプル３は、酸化スケール割合δが著しく大きいものとなってしまい、接合強度に悪影響を及ぼしてしまうおそれがあることが明らかとなった。

また、互いに内層断面積αが近似しているサンプル１（実施例）とサンプル７（比較例）、サンプル２（実施例）とサンプル８（比較例）とを比較すると、平坦面Ｆ１（接合面）から内層２７Ａへ向けての、前記溶融部４２の軸線ＣＬ１方向の深さＥとして、「０．２ｍｍ」を確保しようとすると、内層２７Ａが断面円形状をなすサンプル７，８では、Ｆが「０」となってしまった。つまり、この場合、溶融部４２が内層２７Ａに接触してしまい、サンプル３同様、酸化スケール割合δが著しく大きいものとなってしまった。従って、内層２７Ａのうち、第２貴金属チップ３２側の断面形状を、略平坦形状又は凹形状とすることで、溶融部４２の軸線ＣＬ１方向の深さＥをより大きく確保することができるといえる。

一方、平坦面Ｆ１（接合面）から内層２７Ａへ向けての、溶融部４２の軸線ＣＬ１方向の深さＥが十分に確保されていないサンプル６（Ｅ＝０．０５ｍｍ）に関しては、酸化スケール割合δが７０％と比較的大きなものとなってしまった。換言すれば、より大きな接合強度を確保しようとする場合には、平坦面Ｆ１（接合面）から内層２７Ａへ向けての、溶融部４２の軸線ＣＬ１方向の深さＥとして、「０．１ｍｍ」以上あることが望ましいといえる。

尚、表２に示すように、本実施例に係るサンプル１〜３（いずれもスウェージング加工により接地電極２７の平坦面Ｆ１を形成したもの）は、外層２７Ｂのうち、中心電極５側の部位の方が、中心電極５とは反対側の背面側の部位よりも硬度が大きいことが明らかとなった。これは、中心電極５側の方が、平坦面Ｆ１をスウェージングで形成する分、加工率が大きく、内部歪みが発生し、硬度が増したものと考えられる。

尚、上述した実施形態の記載内容に限定されず、以下の第３〜５の実施形態も採用できる。

（第３実施形態）
次に、第３実施形態について図１２を参照して説明する。但し、第３実施形態において、上記第１実施形態と重複する部材等については同一の符号を付してその説明を省略するとともに、以下には上記第１実施形態との相違点を中心に説明することとする。

上記第１実施形態では、第２貴金属チップ３２の軸線ＣＬ１に沿って接地電極２７の先端面側から視認した当該接地電極２７の断面において、第２貴金属チップ３２側にのみ平坦面Ｆ１を備えている。これに対し、本実施形態では、図１２に示すように、平坦面Ｆ１とは反対側の背面にも、平坦面Ｆ２を備えている。また、内層２７Ａも、平坦面Ｆ１だけでなく、平坦面Ｆ２にも対応して、上下一対の平坦面を有している点に特徴を有している。

接地電極２７は上記断面において、平坦面Ｆ１，Ｆ２以外の部位は、一対の外側に膨らんだ湾曲面となっており、内層２７Ａもこれに対応して、一対の外側に膨らんだ湾曲面を備えている。かかる接地電極２７の湾曲面は、混合気が火花放電ギャップへ回り込むのを促進するために設けられている。なお、第２貴金属チップ３２の先端は、この一対の湾曲面を延長して形成される仮想円２７Ｃの円周よりも第１金属チップ側に突出しているため、放電電圧を低減できる。

第２貴金属チップ３２の接合面、つまり平坦面Ｆ１から第２貴金属チップ３２の先端までの突出高さＡが、０．４ｍｍ以上となるよう設定されている。また、平坦面Ｆ１（接合面）から内層２７Ａへ向けての、前記溶融部４２の軸線ＣＬ１方向の深さＥが、０．１ｍｍ以上となるよう設定されているとともに、溶融部４２と、内層２７Ａとの最短距離Ｆが、０．１ｍｍ以上となるよう設定されている。また、平坦面Ｆ１（接合面）と内層２７Ａとの最短距離Ｔが、０．４ｍｍ以下となるように設定されている。さらに、第２貴金属チップ３２の外径Ｗと内層２７Ａの横幅Ｃは、Ｗ≦Ｃを満たしている。

（第４実施形態）
次に、第４実施形態について図１３を参照して説明する。但し、第４実施形態において、上記第１実施形態と重複する部材等については同一の符号を付してその説明を省略するとともに、以下には上記第１実施形態との相違点を中心に説明することとする。

上記第１実施形態では、第２貴金属チップ３２は、接地電極２７に直接レーザ溶接等により接合されていた。したがって、溶融部４２は、平坦面Ｆ１から接地電極２７の内側に向かって延びるように形成されている。これに対し、本実施形態では、図１３に示すように、第２貴金属チップ３２と接地電極２７との間には、中間部材４３が設けられている。中間部材４３は、接地電極２７の外層２７Ｂと同様に、ニッケル合金からなる。中間部材４３の基端部は、平坦面Ｆ１に抵抗溶接により接合されている。他方、中間部材４３の基端部は、第２貴金属チップ３２とレーザ溶接により接合されている。溶融部４２は、第２貴金属チップ３２と中間部材４３の界面に形成されており、平坦面Ｆ１から離間して形成される。したがって、平坦面Ｆ１と溶融部４２との最短距離Ｔを小さくしても、溶融部４２が内層２７Ａに到達するのを防止できる。また、第１実施形態に比べて、第２貴金属チップ３２の体積を小さくできるので、高価な貴金属の使用量を削減できる。

中間部材４３の接合面、つまり平坦面Ｆ１から第２貴金属チップ３２の先端までの突出高さＡが、０．４ｍｍ以上となるよう設定されている。第２金属チップ３２の先端は、接地電極２７の背面の円弧形状を延長して形成される仮想円２７Ｃの円周よりも第１貴金属チップ３１側に突出しているため、放電電圧を低減できる。また、平坦面Ｆ１（接合面）と内層２７Ａとの最短距離Ｔが、０．４ｍｍ以下となるように設定されている。さらに、第２貴金属チップ３２の外径Ｗと内層２７Ａの横幅Ｃは、Ｗ≦Ｃを満たしている。

（第５実施形態）
次に、第５実施形態について図１４を参照して説明する。但し、第５実施形態において、上記第４実施形態と重複する部材等については同一の符号を付してその説明を省略するとともに、以下には上記第４実施形態との相違点を中心に説明することとする。

上記第４実施形態では、中間部材４３側にのみ平坦面Ｆ１を備えている。これに対し、本実施形態では、図１４に示すように、平坦面Ｆ１とは反対側の背面にも、平坦面Ｆ２を備えている。また、内層２７Ａも、平坦面Ｆ１だけでなく、平坦面Ｆ２にも対応して、上下一対の平坦面を有している点に特徴を有している。

接地電極２７は上記断面において、平坦面Ｆ１，Ｆ２以外の部位は、一対の外側に膨らんだ湾曲面となっており、内層２７Ａもこれに対応して、一対の外側に膨らんだ湾曲面を備えている。接地電極２７の湾曲面は、混合気が火花放電ギャップへ回り込むのを促進するために設けられている。なお、第２貴金属チップ３２の先端は、この一対の湾曲面を延長して形成される仮想円２７Ｃの円周よりも第１貴金属チップ３１側に突出しているため、放電電圧を低減できる。

中間部材４３の接合面、つまり平坦面Ｆ１から第２貴金属チップ３２の先端までの突出高さＡが、０．４ｍｍ以上となるよう設定されている。また、平坦面Ｆ１（接合面）と内層２７Ａとの最短距離Ｔが、０．４ｍｍ以下となるように設定されている。さらに、第２貴金属チップ３２の外径Ｗと内層２７Ａの横幅Ｃは、Ｗ≦Ｃを満たしている。

（効果の確認）
さらに、第２貴金属チップ３２の外径Ｗと内層２７Ａの横幅Ｃとの関係の影響を調べるため、第２貴金属チップ３２の外径Ｗ，接地電極２７の全断面積および内層２７Ａの断面積をほぼ一定としつつ、接地電極２７の横幅Ｂおよび内層２７Ａの横幅Ｃの大きさを変更することで種々のサンプルを作製し、種々の評価を試みた。その実験結果を以下に記す。

先ずサンプルとしては、ねじ径Ｍ１２、燃焼室からの第１貴金属チップ３１先端面までの突出高さ３．５ｍｍ、火花放電間隙１．０５ｍｍ、第１貴金属チップ３１として直径０．６ｍｍ、高さ０．８ｍｍのＩｒ−５Ｐｔ合金を接合し、第２貴金属チップ３２としては直径Ｗ０．７ｍｍのＰｔ−２０Ｒｈ合金をＡ＝０．８ｍｍとなるように中間部材４３を介して接合したスパークプラグサンプルであって、内層２７Ａの横幅Ｂ及び内層２７Ａの横幅Ｃ等を種々変更したスパークプラグサンプル（サンプル１０〜１３）を、排気量６６０ｃｃ、直列３気筒のエンジンに搭載した上で、４０００ｒｐｍスロットル全開、点火時期５゜ＢＴＤＣ、Ａ／Ｆ（空燃比）１０．７の試験条件で総計３００時間運転した（但し、各スパークプラグサンプルは、５０時間ずつローテーション（気筒もローテーション）させた）。なお、接合面（平坦面Ｆ１）からの中間部材４３の突出高さＨは０．３５ｍｍであり、第２貴金属チップ３２の長さは、０．４５ｍｍである。そして、試験後のスパークプラグサンプルの第２貴金属チップ３２の消耗体積γを計測した。なお、消耗体積γは、第２貴金属チップ３２の当初体積からの試験後の減少量を意味する。より具体的には、試験前にＣＴスキャナを用いて第２貴金属チップ３２の体積を測定しておき、試験後においても同様に第２貴金属チップ３２の体積を測定した。そして、試験前の体積から試験後の体積を減算することで消耗体積を算出した。

また、表中サンプル１０は、図１３の如く、平坦面Ｆ１のみを有するのに対し、サンプル１１〜１３は、図１４の如く、平坦面Ｆ１および平坦面Ｆ２を有している。サンプル１０を除き、Ｗ≦Ｃの関係を満たしている。

上記表１に示すように、接地電極２７の全断面積および内層２７Ａの断面積αがほぼ同一であっても、内層２７Ａの横幅Ｃの増大に伴い、熱引きが良好となり、消耗体積γは少なくなる傾向にあることがわかる。

尚、上述した実施形態の記載内容に限定されず、以下のように適宜修正することが可能である。

（ａ）上記各実施形態では、接地電極２７として、長手方向全域にわたり、ほぼ同様の断面形状をなしているものを用いているが、例えば図１５に示すように、主体金具３の先端面に接合され一定の幅を有する断面略矩形状の基部７１と、基部７１よりも先端側に位置する断面円形状の（但し、平坦面は具備している）小径部７２と、前記７１及び小径部７２間に位置し、断面形状が長手方向に沿って徐変するテーパ部７３とを具備する接地電極２７を採用してもよい（但し、図では、中心電極等は省略されている）。この場合、接地電極２７と主体金具３との接合面積の増大、ひいては接合強度の増大が図られる。

要するに、接地電極２７のうち少なくとも火花放電間隙３３の中心よりも先端側において、中心電極５側とは反対側の背面に及び/又は側面に凸状の湾曲面を有していれば、その形状は特に限定されるものではない。

（ｂ）また、上記各実施形態では、接地電極２７に関し、長手方向全域にわたり平坦面Ｆ１を有する形状としているが、接地電極２７の屈曲部よりも先端部分が略平面状をなすよう、スウェージング加工が施されていてもよい。また、少なくとも第２貴金属チップ３２が接合される部分のみが平坦面Ｆ１を有していてもよい。

（ｃ）第２貴金属チップ３２が接合される部位は略平面状となっていればよく、厳密な意味での平面である必要はない。従って、多少の凹凸があっても差し支えない。

（ｄ）上記各実施形態では言及していないが、内層２７Ａを構成する芯材として当初から凹形状を有するものを用いてもよい。また、内層２７Ａを外層２７Ｂに対し偏心した位置に設けることとしてもよい。

（ｅ）上記実施形態では、溶融部４２が一側と他側とで繋がっていない断面が示されているが、繋がっていても差し支えない。

Claims (8)

1. 棒状の中心電極と、
   前記中心電極の先端に接合された第１貴金属チップと、
   前記中心電極の外周に設けられた略円筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
   前記主体金具の先端面に接合された基端部と、前記中心電極の先端部と対向する先端部とを有し、ニッケル合金よりなる外層及び当該外層よりも良熱伝導性素材よりなる内層からなる接地電極と、
   前記接地電極の先端部の前記外層にレーザ溶接または電子ビーム溶接により形成された溶融部を介して接合され、前記第１貴金属チップとの間に火花放電ギャップを形成する第２貴金属チップと、
   を備え、
   前記第２貴金属チップの軸線に沿って接地電極の先端面側からみた当該接地電極の断面において、
   前記外層は、前記第２貴金属チップが接合される略平坦な接合面と、外側に膨らんだ湾曲面と、を有し、
   前記内層は、前記接合面側において、略平坦面又は凹面を有し、
   前記接合面から前記第２貴金属チップの先端までの突出高さＡが、０．４ｍｍ以上であり、
   前記溶融部と前記内層との最短距離Ｆが、０．１ｍｍ以上である、
   ことを特徴とするスパークプラグ。
2. 前記断面において、前記接合面から前記内層へ向けての、前記溶融部の前記軸線方向の深さＥが、０．１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のスパークプラグ。
3. 棒状の中心電極と、
   前記中心電極の先端に接合された第１貴金属チップと、
   前記中心電極の外周に設けられた略円筒状の絶縁体と、
   前記絶縁体の外周に設けられた筒状の主体金具と、
   前記主体金具の先端面に接合された基端部と、前記中心電極の先端部と対向する先端部とを有し、ニッケル合金よりなる外層及び当該外層よりも良熱伝導性素材よりなる内層からなる接地電極と、
   前記接地電極の先端部の前記外層に接合された中間部材と、
   前記中間部材の上に、レーザ溶接または電子ビーム溶接により形成された溶融部を介して接合され、前記第１貴金属チップとの間に火花放電ギャップを形成する第２貴金属チップと、
   を備え、
   前記第２貴金属チップの軸線に沿って接地電極の先端面側からみた当該接地電極の断面において、
   前記外層は、前記中間部材が接合される略平坦な接合面と、外側に膨らんだ湾曲面と、を有し、
   前記内層は、前記接合面側において、略平坦面又は凹面を有し、
   前記接合面から前記第２貴金属チップの先端までの突出高さＡが、０．４ｍｍ以上であり、
   前記溶融部は、前記接合面と離間しており、
   前記断面において、前記第２貴金属チップの先端面の幅をＷ、前記接合面に平行な方向の前記内層の幅をＣとしたとき、Ｗ≦Ｃを満たす、
   ことを特徴とするスパークプラグ。
4. 前記断面において、前記接合面と前記内層との最短距離Ｔは、前記中間部材の前記接合面からの突出高さＨよりも小さいことを特徴とする請求項３に記載のスパークプラグ。
5. 前記断面において、前記接合面と前記内層との最短距離Ｔが、０．４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至4のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
6. 前記断面において、前記第２貴金属チップの先端面の幅をＷ、前記接合面に平行な方向の前記内層の幅をＣとしたとき、Ｗ≦Ｃを満たすことを特徴とする請求項１，２，５のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
7. 前記断面において、前記外層のうち、前記接合面側の部位の方が、前記接合面とは反対側の背面側の部位よりも硬度が大きいことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスパークプラグ。
8. 前記湾曲面は円弧形状を有し、前記第２貴金属チップの先端は、前記湾曲面の円弧形状を延長して形成される仮想円の円周よりも第１貴金属チップ側に突出していることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のスパークプラグ。

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